Исследование равноускоренного движения

Номер опыта

S_{с р 2, м}

Количество ударов метронома

a _{с р 2}

Изучение деления ядра атома урана по фотографиям треков

Цель:Убедиться в справедливости закона сохранения импульса на примере деления ядра урана.

Оборудование: фотография треков заряженных частиц (рис.1), полученных в камере Вильсона при делении ядер атомов урана под действием нейтрона, справочные таблицы «Относительная атомная масса некоторых изотопов».

Правила техники безопасности.Прочитайте правила и распишитесь в том, что обязуетесь их выполнять.

Во время проведения работы на столе не должно быть ничего постороннего.

С правилами ознакомлен(а), обязуюсь выполнять. ___________________________

Подпись учащегося

Ход работы:

1. Повторите § 66

Вопросы для самоконтроля:а)Какие силы действуют в ядре атома? б) Почему ядро не распадается на отдельные нуклоны? в) Что происходит с ядром урана при поглощении нейтрона? Как происходит деление ядра? г) Как формулируется закон сохранения импульса? д) Почему осколки ядра разлетаются в противоположные стороны? е) В какую энергию переходит часть внутренней энергии ядра при его делении?

Исследование равноускоренного движения - student2.ru

На фотографии видны следы осколков деления урана в камере Вильсона: осколки (О) разлетаются в противоположные стороны из тонкого слоя урана, нанесенного на пластинке, перегораживающей камеру. На снимке видно также множество более тонких следов, принадлежащих протонам, выбитым нейтронами из молекул водяного пара, содержащегося в камере

2. Рассмотрите фотографию ( рис.1 ).

Рис. 1

3. Выполните задания: 1) Пользуясь законом сохранения импульса, объясните, почему осколки, образовавшиеся при делении ядра атома урана, разлетелись в противоположных направлениях. Для этого ответьте на вопросы: а) чему был равен импульс ядра атома урана до попадания в него нейтрона? __________________ б) каким должен быть общий импульс образовавшихся при делении осколков? ________________ _______________________________________________________________________________________ в) какими по величине и направлению при этом должны быть импульсы осколков? ___________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2) Известно, что осколки ядра урана представляют собой ядра атомов двух разных химических элементов из середины таблицы Д.И.Менделеева. Одна из возможных реакций деления урана ²³⁵U может быть символически записана следующим образом:

₉₂U + ₀n → ₅₆Ba + _ZX + 2 ∙ ₀n ,

где символом _ZX обозначено ядро атома одного из химических элементов. Пользуясь законом сохранения электрического заряда и таблицей Д.И.Менделеева, определите, что это за элемент. _____________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3) Объясните, почему треки различных частиц на фотографии имеют различную толщину? _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. Почему деление ядра может начаться только тогда, когда оно деформируется под действием поглощённого им нейтрона? _____________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Как по виду трека определить, в каком направлении движется частица? ___________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. От чего зависит толщина треков частиц? _______________________________________________ _______________________________________________________________________________________

4. От чего зависит длина т река частицы? _________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________

5. Как идёт реакция деления ядер урана: с выделением энергии в окружающую среду или, наоборот, с поглощением энергии? _______________________________________________________ _______________________________________________________________________________________

*Дополнительное задание

Пользуясь фотографией на рис.1, на основании закона сохранения импульса по известным массам осколков найдите отношение скоростей частиц, образовавшихся в результате ядерной реакции. Для этого:

а) Запишите формулу закона сохранения импульса для осколков ядра. ________________________

_______________________________________________________________________________________

б) Из формулы закона сохранения импульса выразите отношение скоростей частиц. ____________

______________________________________________________________________________________

в) В справочной таблице «Относительная масса некоторых изотопов» найдите массы образовавшихся осколков. Запишите в таблицу.

г) Найдите отношение масс осколков ядра урана. ___________________________________________ _______________________________________________________________________________________

д) Запишите, чему равно отношение скоростей образовавшихся осколков. _____________________ _______________________________________________________________________________________

е) Заполните таблицу.

Осколок	Масса осколка	Отношение масс осколков	Отношение скоростей осколков

ж) Сделайте вывод, какова зависимость между массами образовавшихся осколков и их скоростями. _______________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Оценка «_______» Подпись учителя ___________________________

Исследование равноускоренного движения

Цель:Определить ускорение движения шарика и его мгновенную скорость перед ударом о цилиндр

Оборудование: штатив с муфтой и лапкой, желоб, шарик, металлический цилиндр, измерительная лента, метроном или часы с секундной стрелкой.

Правила техники безопасности.Внимательно прочитайте правила и распишитесь в том, что обязуетесь их выполнять.

Размещайте приборы и материалы на своем рабочем столе так, чтобы избежать их падения. На столе не должно быть никаких посторонних предметов.

С правилами ознакомлен(а), обязуюсь выполнять. ___________________________

Подпись учащегося

Ход работы:

1. Повторите § 5, 7. 8.

Вопросы для самоконтроля:1) Какое движение называют равноускоренным?2) Что называют ускорением? 3) Как определить перемещение тела при равноускоренном движении? 4) Как определить перемещение тела, движущегося равноускоренно из состояния покоя? 5) Как определить ускорение тела? 6) Как определить ускорение тела, движущегося из состояния покоя?

2. С помощью штатива закрепите желоб в наклонном положении под небольшим углом к горизонту. Наклон должен быть таким, чтобы шарик проходил всю длину желоба не менее чем за четыре удара метронома. У нижнего конца желоба положите в него металлический цилиндр.

3. Отпустив шарик (одновременно с ударом метронома) из верхнего конца желоба, подсчитайте количество ударов метронома до столкновения шарика с цилиндром (чтобы цилиндр не сдвинулся в момент удара с места, его нужно придерживать рукой). Опыт удобно проводить при 120 ударах метронома в минуту. В этом случае промежуток между ударами Δt = 0,5 c.

4. Незначительно изменяя угол наклона желоба, и делая небольшие перемещения металлического цилиндра, добейтесь того, чтобы между моментом отпускания шарика и его столкновением с цилиндром было 4 удара метронома (3 промежутка между ударами).

5. Вычислите время перемещения шарика по формуле t = 0,5 * (n – 1), где n – количество ударов метронома. t = __________________________________________________________________ с

5. С помощью измерительной ленты определите модуль перемещения шарика s (от верхнего края желоба до цилиндра)

6. Не изменяя угол наклона желоба, т.к. условия опыта должны оставаться неизменными, повторите опыт 5 раз, добиваясь наиболее точного совпадения моментов удара метронома и столкновения шарика с цилиндром (для этого цилиндр можно слегка передвигать вдоль желоба). Измеряйте каждый раз перемещение шарика.

7. Вычислите среднее значение модуля перемещения S_ср шарика по формуле:

8. Вычислите среднее значение модуля ускорения шарика по формуле:

9. Результаты измерений занесите в таблицу.

Номер опыта	S, м	S_{с р,}м	Количество ударов метронома	t, с	a _{с р}

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. Зависит ли величина ускорения от времени движения шарика? от модуля перемещения? _______________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Определите, какая из приведенных ниже зависимостей описывает равноускоренное движение:

S = 5 + 2t, S = 2t , S = 2t + 3 t ²,S = 2t – 5 t ²,S = 5 t ²,S = 5 + 3t + 2 t ²,S = 2 – 3t + 2 t ²

^{_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________}

3. Сколько времени двигался бы шарик с тем же ускорением, если бы длина желоба была равна 2 м? ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________

4. Решите задачу: Лыжник скатывается с горы, двигаясь прямолинейно с постоянным ускорением 0,1 м/с². Запишите уравнение, выражающее зависимость от времени координаты и проекции вектора скорости движения лыжника, если его начальные координата и скорость равны нулю. __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

* Дополнительное задание

1. Измените наклон желоба, например, увеличьте.

2. Проведите опыты, повторив действия с шариком, описанные в пунктах 2 – 9, найдите a _{с р 2}

3. Сравните a _{с р 2}и a _{с р. _________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________}

4. Сделайте вывод, как изменилось ускорение движения шарика при увеличении угла наклона желоба. _______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Сделайте вывод, зависит ли ускорение движение шарика от угла наклона желоба? Если зависит, то, как именно? _________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Оценка «______» Подпись учителя ___________________

ФИО учащегося _________________________ Класс _________

Лабораторная работа № 2 _____________________

дата