1

Практическая работа № 1.

Вариант 2.

Определение координаты, скорости и ускорения тела, движущегося

равноускоренно, изучая скатывание каретки по треку с помощью

детектора движения (Motion Detector 2), устройства сбора данных

(LabQuest) и программы Logger Lite 1.5

(обязательная практическая работа)

Работа выполняется в группах по два человека, изучая скатывание каретки по треку с

помощью детектора движения (Motion Detector 2), устройства сбора данных (LabQuest) и

программы Logger Lite 1.5.

Цель работы:

развивать экспериментальные умения и навыки; научиться определять координату,

скорость и ускорение тела, движущегося равноускоренно, изучая скатывание каретки по

треку с помощью детектора движения (Motion Detector 2), устройства сбора данных

(LabQuest) и программы Logger Lite 1.5.

Теоретическая основа работы

Для определения координаты, скорости и ускорения тела, движущегося

равноускоренно, используется опыт со скатыванием каретки по треку с автоматической

записью значений координаты каретки в течение всего времени движения с помощью

детектора движения (Motion Detector 2), устройства сбора данных (LabQuest) и

программы Logger Lite 1.5. На рисунке 1 представлена схема эксперимента:

Рис. 1.

Координата x каретки измерена и записана в различные моменты времени t.

Скорость в заданной точке траектории можно определить, зная перемещение тела из

состояния покоя до этой точки и время движения. При равноускоренном движении без

начальной скорости скорость тела равна:

tav .

Так как при движении из состояния покоя ( 0v = 0) с постоянным ускорением

перемещение определяется по формуле 2

2ats , откуда

2

2

t

sa . После подстановки в

формулу скорости tt

satv

2

2 и сокращения на t получим:

.

2

t

sv

2

Поскольку в данной работе знчение координаты х каретки совпадает с перемещением

s, то скорость вычислется по формуле

.2

t

xv

Ускорение движения каретки вычисляется по формуле 2

2

t

sa .

Здесь тоже вместо перемещения s подставляется координата х каретки

2

2

t

xa .

В данной работе эти выяисления делает компьютер автоматически.

Приборы и материалы:

1) Каретка; 2) трек (Dynamic track); 3) детектор движения (Motion Detector 2); 4)

устройство сбора данных(LabQuest); 6) компьютер и нужные провода; 5)

программа Logger Lite 1.5.

Порядок выполнения работы

1. Настроим приборы перед работой:

a. Убедитесь что Vernier LabQuest подключен к компьютеру через USB порт и

включен через кнопку Power.

b. Убедитесь что Vernier LabQuest подключен через специальный провод к

Vernier MotionDetector2.

c. Убедитесь что Motion Detector 2 бегунок стоит в левом положении (trаk)

d. Поднимите датчик движения Motion Detector 2 под углом 90˚ градусов как

на картинке (рис. 2):

Рис. 2.

2. Запустите на компьюторе программу: Logger Lite 1.5

a. (см. рис. 3).

3

Рис. 3.

3. Настройте угол наклона трека так, чтобы каретка скатилась за промежуток в 2-3

секунды.

4. Установите каретку на трек, на расстоянии как минимум 15 см от детектора

GoMotion.

5. Ученик 1 держит каретку в начальном положении.

6. Ученик 2 в программе Logger Lite обнуляет положение через выбор в контекстном

меню Experiment - Zero... или нажав CTRL+0. Детектор должен дать короткий

сигнал при правильном обнулении.

7. Ученик 2 нажимает в программе Logger Lite кнопку Collect, либо жмёт пробел.

Ученик 1 в то же время, когда услишит звук запуска детектора движения Motion

Detector 2, отпускает каретку для того чтобы она скатилась по треку.

8. После окончания движения каретки в программе должна появиться таблица с

данными где Time(s) это время в секундах, а Position(m) координата в метрах,

Vtlosity (m/s) скорость в метрах в секунду и Acceleration (m/s 2 ) ускорение в метрах

на секунду в квадрате. Эти данные перепишем на лист отчёта в Таблицу 1.

9. При необходимости повторяем опыт по пунктам 5-8 несколько раз для более

точных результатов.

10. Изучите внимательно графики зависимости координаты, скорости и ускорения

каретки от времени, полученные в эксперименте. На листе отчёта опишите их. (25

б. за пункты 1-10)

11. Верно ли утверждение, что скорость тела, движущегося равноускорено по прямой,

изменяется прямо пропорционально времени движения? Обоснуйте ответ. (10 б.)

12. Сравните значения ускорений каретки в различные моменты времени. Насколько

движение каретки было равномерно ускоренным? Обоснуйте ответ. (10 б.) 13. Сделайте вывод. В выводе отметьте, удалось ли выполнить задание или нет. Если

получился какой-то результат, то его нужно представить(например, если получили

график, то необходимо описать его; если получили таблицу, то нужно

проанализировать её и т. д.). Вывод может содержать ваше впечатление от

4

проделанной работы, оценку её трудности для вас, возникшие при выполнении

работы проблемы. (5 б.)

Оценивание: 45 –50 баллов – оценка "5" (очень хорошо); 37 – 44 балла – оценка "4" (хорошо); 25 – 36

балла – оценка "3" (удовлетворительно); 10 – 24 балла – оценка "2" (недостаточно); 0 – 9

баллов – оценка "1" (слабо).

Желаю успеха!