Как сделать макет физического прибора
Проект «Физический прибор своими руками».
Физика наука экспериментальная и создание приборов своими руками способствует лучшему усвоению законов и явлений. Много различных вопросов возникает при изучении каждой темы.На многие может ответить сам учитель, но насколько чудеснодобыть ответы путем собственного самостоятельного исследования.
Скачать:
Предварительный просмотр:
ОКРУЖНАЯ НАУЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ УЧАЩИХСЯ
Физический прибор своими руками.
Автор: Фомин Даниил
учащийся 8 а класса
ГБОУ СОШ № 1 пгт. Суходол
Сергиевского района Самарской области
Научный руководитель: Шамова Татьяна Николаевна
5. Список используемой литературы.
Для того, чтобы поставить необходимый опыт, нужно иметь приборы и измерительные инструменты. И не думайте, что все приборы делаются на заводах. Во многих случаях исследовательские установки сооружаются самими исследователями. При этом считается, что талантливее тот исследователь, который может поставить опыт и получить хорошие результаты не только на сложных, а и на более простых приборах. Сложное оборудование обоснованно применять только в тех случаях, когда без него нельзя обойтись. Так что не надо пренебрегать самодельными приборами- гораздо полезнее сделать их самим, чем пользоваться покупными.
Сделать прибор, установку по физике для демонстрации физических явлений своими руками.
Объяснить принцип действия данного прибора. Продемонстрировать работу данного прибора.
Сделать приборы вызывающие большой интерес у учащихся.
Сделать приборы отсутствующие в лаборатории.
Сделать приборы, вызывающие затруднение в понимании теоретического материала по физике.
Исследовать зависимость периода от длины нити и амплитуды отклонения.
Сделанный прибор, установка по физике для демонстрации физических явлений своими руками применить на уроке.
При отсутствии данного прибора в физической лаборатории, данный прибор сможет заменить недостающую установку при демонстрации и объяснении темы.
Прибор предназначен для наблюдения резонанса в механических колебаниях.
Обыкновенная проволока, шарики, гайки, олово, леска. Паяльник.
2.4.Общий вид прибора.
2.5.Особенности демонстрации прибора.
Для демонстрации прибора необходимо выбрать маятник, длина которого совпадает с длиной одного из трех оставшихся, если отклонить маятник от положения равновесия и предоставить его самому себе, то он будет совершать свободные колебания. Это вызовет колебания лески, в результате чего на маятники через точки подвеса будет действовать вынуждающая сила, периодически меняющаяся по модулю и направлению с такой же частотой, с какой колеблется маятник. Мы увидим, что маятник с совпадающей длиной подвеса начнет совершать колебания с той же частотой, при этом амплитуда колебаний этого маятника значительно больше амплитуд остальных маятников. В данном случае маятник колеблется в резонанс с маятником 3. Происходит это потому, что амплитуда установившихся колебаний, вызванных вынуждающей силы, достигает наибольшего значения именно при совпадении частоты изменяющей силы с собственной частотой колебательной системы. Дело в том, что в этом случае направление вынуждающей силы в любой момент времени совпадает с направлением движения колеблющегося тела. Таким образом создаются наиболее благоприятные условия для пополнения энергии колебательной системы за счет работы вынуждающей силы. Например, чтобы посильнее раскачать качели, мы подталкиваем их таким образом, чтобы направление действующей силы совпадало с направлением движения качелей. Но следует помнить, что понятие резонанса применимо только к вынужденным колебаниям.
3. Нитяной или математический маятник
Отвес и маятник, – простейшие из всех приборов, какими пользуется наука. Тем удивительнее, что столь примитивными орудиями добыты поистине сказочные результаты: человеку удалось, благодаря им, проникнуть мысленно в недра Земли, узнать, что делается в десятках километров под нашими ногами.
Качание влево и обратно вправо, в исходное положение, составляет полное колебание маятника, а время одного полного колебания называют периодом колебания. Число колебаний тела в секунду называется частотой колебания. Маятник – это тело, подвешенное на нити, другой конец которой закреплен. Если длина нити велика по сравнению с размерами подвешенного на ней тела, а масса нити ничтожно мала сравнительно с массой тела, то такой маятник называют математическим или нитяным маятником. Практически маленький тяжелый шарик, подвешенный на легкой длинной нити, можно считать нитяным маятником.
Период колебаний маятника выражается формулой:
Из формулы видно, что период колебаний маятника не зависит от массы груза, амплитуды колебаний, что особенно удивительно. Ведь при различных амплитудах колеблющееся тело за одно колебание проходит разные пути, но время на это тратит всегда одно и то же. Продолжительность качания маятника зависит от длины его и ускорения свободного падения.
В своей работе мы и решили проверить экспериментально, что период не зависит от других факторов и убедиться в справедливости этой формулы.
Изучение зависимости колебаний маятника от массы колеблющегося тела, длины нити и величины начального отклонения маятника.
Приборы и материалы : секундомер, мерная лента.
Измерили период колебаний маятника сначала для массы тела 10 г и угла отклонения 20°, меняя при этом длину нити.
Также измерили период, увеличив угол отклонения до 40°, при массе 10 г и разной длине нити. Результаты измерений занесли в таблицу.
«Физический прибор своими руками»
Подойдёт и взрослым и детям
Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение
средняя общеобразовательная школа №2 им. Ж. И. Алфёрова г.Туринск
«Создание физических приборов своими руками»
Карта изготовления прибора «Теплоприёмник»……………………. 4
Карта изготовления прибора «Генератор электрической энергии»……………………………………………………………………………. 5
1.2.1 Исследование выработанного напряжения генератором электрической энергии от используемой жидкости…………………………………………. 7
Карта изготовления прибора «Сортировщик монет»…………………8
Список используемой литературы…. 10
Знание и понимание законов физики очень важно для будущего инженера. Наша школа оснащена современным оборудованием для демонстрации и проведения различных физических опытов. Но я считаю, что самые глубокие знания и навыки можно получить, если самому, своими руками изготовить физический прибор, убедиться и понять, как он работает. Такие навыки пригодятся в будущем при работе на производстве, если придется разрабатывать какие-нибудь технические решения.
Актуальность моей работы состоит в том, что приборы, сделанные своими руками можно использовать на практических занятиях во время уроков физики для изучения и демонстрации физических явлений, что обеспечивает развитие интеллектуальных и творческих, конструкторских способностей автора.
Цель работы: Сконструировать приборы, действующие модели по физике для демонстрации физических явлений и закономерностей своими руками.
Изучить физические законы и явления, демонстрируемые представленными приборами;
Познакомиться с принципом действия представленных самодельных физических приборов, выявить особенности демонстрации приборов;
Пополнение кабинета физики самодельными приборами, изготовленными из подручных материалов. Познакомиться с техникой безопасности при работе с приборами;
Популяризировать прикладную физику в молодежной среде, в том числе среди одноклассников, через привлечение их к внеурочной деятельности;
Пропагандировать значимость творческих способностей обучающихся в познании окружающего мира.
Продукт проекта: приборы, сделанные своими руками.
Результат проекта: заинтересованность учащихся, формирование представления у них о том, что физика как наука не оторвана от реальной жизни, развитие мотивации к обучению физики.
3. Теоретическое обоснование
4. Практическое применение.
1.1 Карта изготовления прибора «Теплоприёмник»
Основным источником световой и тепловой энергии на Земле является Солнце. Способность тел по-разному поглощать энергию излучения используется человеком. Для изучения передачи тепловой энергии от нагретых объектов я изготовил демонстрационный прибор – теплоприемник.
Инструменты и материалы
Материалы для создания прибора:
Две круглые плоские баночки
Лампа с патроном и проводом
Черная и серебряная краски
Особенности демонстрации прибора
При включении лампы воздух в теплоприёмниках нагревается и расширяется. Можно заметить, что столбик жидкости манометра от черного теплоприемника перемещается на большее расстояние, это означает что, тела с темной поверхностью лучше поглощают световую энергию и сильнее нагреваются, чем блестящие тела. В то же время можно заметить, что тела с темной поверхностью быстрее охлаждаются путем излучения, чем со светлой поверхностью.
Данный демонстрационный прибор выполнен для изучения влияния световой энергии на светлые и черные поверхности в классе на уроках физики, при изучении процессов теплопередачи.
1.2 Карта изготовления прибора «Генератор электрической
Данный прибор предназначен для использования в качестве учебного пособия при изучении физики в 8 классе по теме «Электрический ток» в качестве демонстрационного.
Цель: Сделать генератор электрической энергии из подручных материалов.
Познакомится с принципом действия прибора.
Сделать прибор, отсутствующий в физической лаборатории, вызывающий интерес у учащихся.
Провести исследование прибора на выработку электрической энергии при использовании разных жидкостей.
Инструменты и материалы
Пластиковые баночки (4 шт)
Пластинки медные (4 шт)
Пластинки цинковые (4 шт)
Болтики и гайки по 8 шт
Я взял баночки и проделал в них по 2 отверстия напротив друг друга для крепления пластинок. Затем в пластинках продел такие же по диаметру отверстия. Закрепил в каждой баночке по одной цинковой и медной пластинке. Все баночки закрепил на дощечке при помощи клея. Все баночки соединил при помощи проводов последовательно, то есть от цинковой пластинки к медной.
1.2.1 Исследование выработанного напряжения генератором
электрической энергии от используемой жидкости
Теперь, если заливать в емкости разные жидкости, то будет вырабатываться электрическая энергия. Измерение я проводил с помощью мультимметра, На полюсах данного источника тока я измерял напряжение. Например: если залить обычную воду, то напряжение составило 2,55В. Если залить раствор солёной воды тогда напряжение будет до 3,25В. А раствор лимонной кислоты дал среднее напряжение 3,57В.
Раствор лимонной кислоты
1.3 Карта изготовления прибора «Сортировщик монет»
Сортировщик монет может пригодиться для кассиров, которые каждый день встречаются с монетами разного достоинства или людям которые любят копить мелочь и время от времени пересчитывать свои накопленные богатства.
Инструменты и материалы:
Сначала я сделал каркас для сортировщика. Затем я отрезал картонку и от её края отступил 5мм и стал прикладывать монеты, от меньшей к большей. Затем вырезал отверстия и приклеил к картонке бортики. Далее приклеил её под углом к каркасу сортировщика. За счёт разного диаметра монеты будут падать в своё отверстие.
Особенности демонстрации прибора
У каждой монеты имеется свой диаметр, и данная модель сортировщика основана на том, что монета скатывается по наклонной плоскости, в которой прорезаны отверстия чуть больше диаметра монет.
Наблюдать за опытом проводимым учителем, интересно. Проводить его самому интереснее в двойне, а проводить опыт с прибором, сделанным и сконструированным своими руками, вызывает очень большой интерес у всего класса. В таких опытах легко установить взаимосвязь и сделать вывод как работает данная установка. Помимо изучения явлений природы при создании приборов я знакомлюсь с техникой безопасности при работе с приборами, с законами физики, приобретаю конструкторские и технические навыки(работа с отверткой, шилом, паяльником), которые пригодятся мне в жизни и при выборе будущей профессии
Каждый человек, считающий себя «технарём», должен учиться воплощать свои, пусть даже самые фантастические замыслы и идеи, в самостоятельно изготовленные действующие модели, приборы и устройства, чтобы с их помощью подтвердить или опровергнуть эти замыслы. Тогда, завершив общее образование, он получает возможность искать пути, следуя которым сумеет идеи свои воплотить в жизнь.
1. Н.М. Шахмаев «Физический эксперимент в средней школе». Москва, Просвещение. 2001 г
2. Л.И.Анциферов. Самодельные приборы для физического практикума.
3. Учебное оборудование по физике в средней школе. Под редакцией А.А Покровского «Просвещения» 2008г.
4. Л. Гальперштейн «Забавная физика», Москва, «Детская литература», 2003г.
5. С.Павлович. Приборы и модели по неживой природе. Москва, «Просвещение» 2001г.
7. С.А.Хорошавин. Физико-техническое моделирование.
8. Л.И Анциферов « Самодельные приборы для Физического практикума» Москва, Просвещение. 2011 г
9. А.И Уханов « Самодельные приборы по физике» Саратов СГУ 2008г.
Презентация исследовательской работы «Самодельные приборы по физике и опыты с ними»
Подойдёт и взрослым и детям
Описание презентации по отдельным слайдам:
Самодельные приборы по физике и опыты с ними
Цель работы: сделать приборы по физике своими руками для демонстрации физических явлений.
Задачи: 1. Провести анализ известных опытов по физике и выделить из них те, где можно сделать приборы своими руками. 2. Изготовить установки для проведения опытов.
Объект исследования: опыты с приборами, сделанные своими руками. Предмет исследования: самодельные приборы.
Гипотеза: мы предполагаем, что если изготовить самодельные приборы в домашних условиях, то с их помощью можно провести ряд простых опытов.
Методы исследования: анализ литературы и материалов сети Интернет, наблюдение, физический эксперимент, анализ полученных результатов Для изготовления приборов мы использовали…..
Приборы для демонстрации зависимости давления внутри жидкости Давление воды на дно и стенки сосуда зависит от высоты столба жидкости
Давление, производимое на жидкость, передается без изменения в каждую точку жидкости
Сообщающиеся сосуды Вода во всех сосудах на одном уровне
АВТОМАТИЧЕСКАЯ ПОИЛКА ДЛЯ ЖИВОГО УГОЛКА
МОДЕЛЬ ФОНТАНА Это явление объясняется законом сообщающихся сосудов
ОТЛИВНОЙ СОСУД Объём вылившейся воды равен объёму погруженного в воду тела
Лодка с реактивным двигателем
АКТУАЛЬНОСТЬ работы состоит в том, что опыты с приборами, сделанными из подручных материалов, помогают объяснять окружающие нас явления.
О своей работе мы рассказали одноклассникам
Номер материала: ДБ-602107
Не нашли то что искали?
Вам будут интересны эти курсы:
Оставьте свой комментарий
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.
Как сделать макет физического прибора
Для того, чтобы поставить необходимый опыт, нужно иметь приборы и измерительные инструменты. И не думайте, что все приборы делаются на заводах. Во многих случаях исследовательские установки сооружаются самими исследователями. При этом считается, что талантливее тот исследователь, который может поставить опыт и получить хорошие результаты не только на сложных, а и на более простых приборах. Сложное оборудование обоснованно применять только в тех случаях, когда без него нельзя обойтись. Так что не надо пренебрегать самодельными приборами- гораздо полезнее сделать их самим, чем пользоваться покупными.
Учащиеся нашего лицея тоже решили попробывать свои силы на этом поприще и у них неплохо получилось.
Маятник – колебательная система, которая состоит из подвеса (нитки, верёвки, шпагата и т.д.) и небольшого тела, размеры которого меньше длины подвеса.
С помощью изготовленных маятников можно изучать зависимость величин, характеризующих механические колебания (периода, частоты, скорости, механической энергии, ускорения) от различных параметров, а именно:
— массы колеблющегося тела;
— амплитуды колебаний и т.д.
Авторы этих моделей учащиемя 10 класса Ткаченко Мария и Мигунов Богдан.
Модель колодезного «журавля»
Рычаг используется для создания большего усилия на коротком плече с помощью меньшего усилия на длинном плече (или для получения большего перемещения на длинном плече с помощью меньшего перемещения на коротком плече). Сделав плечо рычага достаточно длинным, теоретически, можно развить любое усилие.
Человек стал использовать рычаг ещё в доисторические времена, интуитивно понимая его принцип. Такие инструменты, как мотыга или весло, применялись, чтобы уменьшить силу, которую необходимо было прикладывать человеку. В пятом тысячелетии до нашей эры в Месопотамии применялись весы, использовавшие принцип рычага для достижения равновесия. Позже, в Греции, был изобретён безмен, позволивший изменять плечо приложения силы, что сделало использование весов более удобным. Около 1500 года до н. э. в Египте и Индии появляется шадуф (колодец с «журавлём»), прародитель современных кранов, устройство для поднимания сосудов с водой.
Данная модель поможет продемонстрировать принцип действия «журавля» и позволит вычислить выигрыш в силе, которую даёт такое устройство. Для этого нужно:
— измерять плечи рычага;
— с помощью динамометра и модели ведра с водой выяснить, во сколько раз приложенная сила меньше веса ведра с водой;
— проверить «золотое» правило механики экспериментальным путём.
Эту модель сконструировал учащийся 8 Б класса Горчаков Вячеслав.
Модель детской игрушки «Йо-йо»
В классической механике закон сохранения импульса обычно выводится как следствие законов Ньютона. Из законов Ньютона можно показать, что при движении системы в пустом пространстве импульс сохраняется во времени, а при наличии внешнего воздействия скорость изменения импульса определяется суммой приложенных сил.
Если векторная сумма всех внешних сил, действующих на систему, равна нулю, то импульс системы сохраняется, то есть не меняется со временем.
Закон сохранения импульса выполняется не только для систем, на которые не действуют внешние силы, он справедлив и в тех случаях, когда сумма всех внешних сил, действующих на систему, равна нулю. То есть отсутствие внешних сил, действующих на систему, достаточно, но не необходимо для выполнения закона сохранения импульса.
Модель йо-йо позволяет продемонстрировать закон сохранения импульса в системе тел, очень близко похожую на замкнутую или изолированную, т.к. сопротивление воздуха очень мало, а масса модели намного больше массы нити. Поэтому модель хорошо поднимается наверх после резкого опускания вниз.
Модель «кораблик» из бумаги
Закон Архимеда — один из законов статики жидкостей (гидростатики) и газов (аэростатики): на тело, погружённое в жидкость или газ, действует выталкивающая или подъёмная сила, равная весу объёма жидкости или газа, вытесненного частью тела, погружённой в жидкость или газ. Закон открыт Архимедом в III веке до н. э. Выталкивающая сила также называется архимедовой или гидростатической подъёмной силой.
На основании этого закона выводятся условия плавания тел:
1. Для того чтобы тело плавало, будучи полностью погруженным в жидкость, необходимо, чтобы плотность тела была равна плотности жидкости.
2. Для того чтобы тело плавало, частично выступая над поверхностью жидкости, необходимо, чтобы плотность тела была меньше плотности жидкости.
При ρ > ρж плавание тел невозможно, так как в этом случае сила тяжести превышает архимедову силу, и тело тонет.
Как не банально это выглядит, но с помощью простого бумажного кораблика можно выяснять условия плавания тел в любой воде- как пресной, так и солёной. И самое главное, что изготовить эту модель может абсолютно любой учащийся и выполнить домашний эксперимент дома в ванной или в другой достаточно большой ёмкости с водой.
Модель с зеркалом для демонстрации законов отражения света
Законы отражения гласят:
1)Лучи, падающие и отраженные, лежат в одной плоскости с перпендикуляром, проведенным к границе раздела двух сред в точке падения луча.
2) Угол отражения равен углу падения
Для того, чтобы проверить выполнения законов отражения света с помощью данной модели, понадобится лазерный фонарик (указка). Затем луч света направить на зеркало под нужным углом и проследить за лучом отражённым. Меняя угол падения, можно видеть как меняется угол отражения.