Методическое пособие по использованию ЛКФ

Часть 1. Базовый и углубленный уровень.

Часть 2. Учебно-исследовательские и проектные работы.

Пособие отдельно не продаётся. Только в дополнение к соответствующему оборудованию производства ООО Химлабо. СОДЕРЖАНИЕ Часть 1. Базовый и углубленный уровень ВВЕДЕНИЕ 8 1. ОПИСАНИЕ КОМПЛЕКСА 9 2. ОБЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ КОМПЛЕКСА В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ 41 2.1. Основные правила работы с комплексом 41 2.2. Погрешности измерений 42 2.2.1. Причины погрешностей 42 2.2.2. Виды погрешностей 43 2.2.3. Виды измерений и учет их погрешностей 44 2.3. Компьютеризированный эксперимент 46 2.3.1. Технические характеристики лаборатории «SensorVl» 47 2.3.2. Устройство и принцип работы лаборатории 47 2.4. Подготовка и проведение ОГЭ (ГИА) 49 3. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОВЕДЕНИЮ ФРОНТАЛЬНЫХ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ В ОСНОВНОЙ ШКОЛЕ 54 3.1. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ ПО РАЗДЕЛАМ «МЕХАНИКА» И «МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА» 54 3.1.1. Работа 1. Определение цены деления шкалы измерительного прибора 54 3.1.2. Работа 2. Измерение объема жидкости и твердого тела 55 3.1.3. Работа 3. Измерение длины 55 3.1.4. Работа 4. Измерение температуры вещества 56 3.1.5. Работа 5. Измерение скорости равномерного движения 57 3.1.6. Работа 6. Изучение зависимости пути от времени при равноускоренном движении 58 3.1.7. Работа 7. Измерение средней скорости движения тела 60 3.1.8. Работа 8. Измерение ускорения прямолинейного равноускоренного движения 60 3.1.9. Работа 9. Измерение массы 61 3.1.10. Работа 10. Измерение плотности твердого тела 63 3.1.11. Работа 11. Измерение плотности жидкости 63 3.1.12. Работа 12. Измерение силы динамометром 64 3.1.13. Работа 13. Сложение сил, направленных вдоль одной прямой 65 3.1.14. Работа 14. Сложение сил, направленных под углом 65 3.1.15. Работа 15. Исследование зависимости силы тяжести от массы тела 66 3.1.16. Работа 16. Исследование зависимости силы упругости от удлинения пружины. Измерение жесткости пружины 67 3.1.17. Работа 17. Исследование силы трения скольжения. Измерение коэффициента трения скольжения 68 3.1.18. Работа 18. Исследование условий равновесия рычага 69 3.1.19. Работа 19. Исследование действия подвижного блока 70 3.1.20. Работа 20. Исследование действия неподвижного блока 71 3.1.21. Работа 21. Изучение «золотого правила» механики 72 3.1.22. Работа 22. Нахождение центра тяжести плоского тела 73 3.1.23. Работа 23. Вычисление КПД наклонной плоскости 73 3.1.24. Работа 24. Измерение кинетической энергии тела 74 3.1.25. Работа 25. Измерение изменения потенциальной энергии тела 75 3.1.26. Работа 26. Измерение мощности 76 3.1.27. Работа 27. Измерение архимедовой силы 76 3.1.28. Работа 28. Исследование условий плавания тел 77 3.1.29. Работа 29. Определение плотности вещества динамометром 78 3.1.30. Работа 30. Изучение зависимости периода колебаний маятника от длины нити 80 3.1.31. Работа 31. Измерение ускорения свободного падения с помощью маятника 81 3.1.32. Работа 32. Изучение колебаний пружинного маятника 81 3.1.33. Работа 33. Исследование изменения со временем температуры остывающей воды 83 3.1.34. Работа 34. Изучение явления теплообмена 83 3.1.35. Работа 35. Измерение удельной теплоемкости вещества 85 3.1.36. Работа 36. Измерение относительной влажности воздуха 86 3.1.37. Работа 37. Исследование зависимости объема газа от давления при постоянной температуре 86 3.2. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ ПО РАЗДЕЛАМ «ЭЛЕКТРОДИНАМИКА», «ОПТИКА» И «КВАНТОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ» 88 3.2.1. Работа 38. Наблюдение электрического взаимодействия тел 88 3.2.2. Работа 39. Исследование взаимодействия электрических зарядов 89 3.2.3. Работа 40. Исследование явления электростатической индукции 90 3.2.4. Работа 41. Изучение свойств электрических зарядов 90 3.2.5. Работа 42. Исследование свойств электростатических полей 91 3.2.6. Работа 43. Сборка электрической цепи и измерение силы тока на ее различных участках 92 3.2.7. Работа 44. Измерение напряжения на различных участках электрической цепи 93 3.2.8. Работа 45. Изучение зависимости сопротивления провода от его длины 94 3.2.9. Работа 46. Исследование проводящих свойств проводника 96 3.2.10. Работа 47. Исследование зависимости силы тока в проводнике от напряжения на его концах при постоянном сопротивлении 97 3.2.11. Работа 48. Исследование зависимости силы тока в электрической цепи от сопротивления при постоянном напряжении 98 3.2.12. Работа 49. Изучение последовательного соединения проводников 98 3.2.13. Работа 50. Изучение параллельного соединения проводников 99 3.2.14. Работа 51. Измерение сопротивления с помощью амперметра и вольтметра 100 3.2.15. Работа 52. Измерение удельного сопротивления проводника 101 3.2.16. Работа 53. Измерение работы и мощности электрического тока 101 3.2.17. Работа 54. Изучение электрических свойств жидкостей 103 3.2.18. Работа 55. Сборка гальванического элемента и испытание его действия 104 3.2.19. Работа 56. Изучение взаимодействия постоянных магнитов 106 3.2.20. Работа 57. Исследование магнитного поля прямого проводника и катушки с током 107 3.2.21. Работа 58. Исследование явления намагничивания железа 107 3.2.22. Работа 59. Изучение принципа действия электромагнитного реле 108 3.2.23. Работа 60. Изучение действия магнитного поля на проводник с током 109 3.2.24. Работа 61. Изучение принципа действия электродвигателя 110 3.2.25. Работа 62. Изучение явления электромагнитной индукции 111 3.2.26. Работа 63. Изучение принципа действия трансформатора 112 3.2.27. Работа 64. Изучение явления самоиндукции 113 3.2.28. Работа 65. Изучение устройства фоторезистора 115 3.2.29. Работа 66. Исследование зависимости угла отражения от угла падения света 116 3.2.30. Работа 67. Изучение свойств изображения в плоском зеркале 117 3.2.31. Работа 68. Исследование зависимости угла преломления от угла падения света 118 3.2.32. Работа 69. Измерение фокусного расстояния собирающей линзы 120 3.2.33. Работа 70. Измерение оптической силы собирающей линзы 121 3.2.34. Работа 71. Получение изображений с помощью собирающей линзы 122 3.2.35. Работа 72. Наблюдение явления дисперсии света 123 3.2.36. Работа 73. Изучение работы детекторного радиоприемника 125 3.2.37. Работа 73. Наблюдение линейчатых спектров излучения 127 3.2.38. Работа 74. Измерение естественного радиоактивного фона дозиметром 129 4. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОВЕДЕНИЮ ФРОНТАЛЬНЫХ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ В СРЕДНЕЙ ШКОЛЕ 131 4.1. Работа 1. Исследование движения тела под действием постоянной силы 131 4.2. Работа 2. Изучение движения тела по окружности под действием силы тяжести и упругости 132 4.3. Работа 3. Сохранение механической энергии при движении тела под действием сил тяжести и упругости 133 4.4. Работа 4. Изучение упругого соударения тел 134 4.5. Работа 5. Сравнение работы силы с изменением кинетической энергии тела 136 4.6. Работа 6. Изучение закона сохранения механической энергии 138 4.7. Работа 7. Определение скорости звука в воздухе 139 4.8. Работа 8. Изучение газового термометра 140 4.9. Работа 9. Изучение закона Бойля – Мариотта 142 4.10. Работа 10. Измерение относительной влажности воздуха по точке росы 143 4.11. Работа 11. Измерение удельной теплоты плавления льда 144 4.12. Работа 12. Определение удельной теплоты плавления вещества 146 4.13. Работа 13. Измерение поверхностного натяжения жидкости 147 4.14. Работа 14. Исследование явления капиллярности 148 4.15. Работа 15. Измерение коэффициента поверхностного натяжения жидкости с помощью капилляра 150 4.16. Работа 16. Исследование зависимости объема газа от температуры при постоянном давлении 151 4.17. Работа 17. Наблюдение роста кристаллов 153 4.18. Работа 18. Изготовление и испытание модели омметра 153 4.19. Работа 19. Измерение электрического сопротивления с помощью омметра 155 4.20. Работа 20. Изучение плоского конденсатора 157 4.21. Работа 21. Изучение процесса зарядки конденсатора 159 4.22. Работа 22. Изучение процесса разрядки конденсатора 161 4.23. Работа 23. Определение диэлектрической проницаемости вещества 162 4.24. Работа 24. Исследование энергии заряженного конденсатора 164 4.25. Работа 25. Измерение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока 165 4.26. Работа 26. Измерение элементарного заряда 166 4.27. Работа 27. Измерение действующего и амплитудного значений переменного напряжения 168 4.28. Работа 28. Измерение индуктивности катушки 170 4.29. Работа 29. Измерение емкости конденсатора 171 4.30. Работа 30. Изучение соединений конденсаторов 172 4.31. Работа 31. Изучение реактивного сопротивление конденсатора 174 4.32. Работа 32. Исследование последовательной цепи переменного тока 175 4.33. Работа 33. Измерение температуры нити лампы накаливания 177 4.34. Работа 34. Исследование зависимости электрического сопротивления терморезистора от температуры 178 4.35. Работа 35. Исследование устройства полупроводникового фотоэлемента 179 4.36. Работа 36. Измерение показателя преломления стекла 180 4.37. Работа 37. Наблюдение дифракции света 181 4.38. Работа 38. Наблюдение интерференции света 182 4.39. Работа 39. Измерение длины световой волны с помощью дифракционной решетки (с получением действительного изображения спектров) 183 4.40. Работа 40. Измерение длины световой волны с помощью дифракционной решетки (при наблюдении мнимого изображения спектров) 184 4.41. Работа 41. Определение показателя преломления вещества 185 4.42. Работа 42. Расчет и получение изображений с помощью собирающей линзы 187 4.43. Работа 43. Изучение взаимодействия частиц и ядерных реакций по фотографиям треков 189 5. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОВЕДЕНИЮ РАБОТ ФИЗИЧЕСКОГО ПРАКТИКУМА 194 5.1. Работа 1. Исследование соотношения перемещений при равноускоренном движении 194 5.2. Работа 2. Исследование изменения скорости тела при равноускоренном движении 195 5.3. Работа 3. Исследование движения тела в разных системах отсчета 197 5.4. Работа 4. Изучение упругих деформаций 198 5.5. Работа 5. Исследование упругих свойств пружины 200 5.6. Работа 6. Изучение колебательных систем 201 5.7. Работа 7. Изучение равновесия тела на наклонной плоскости 202 5.8. Работа 8. Исследование изменения веса тела при его движении с ускорением 204 5.9. Работа 9. Изучение траектории движения тела, брошенного горизонтально 205 5.10. Работа 10. Изучение третьего закона Ньютона 207 5.11. Работа 11. Изучение движения связанных тел 208 5.12. Работа 12. Изучение закона сохранения импульса 210 5.13. Работа 13. Измерение массы тела с помощью пружинного маятника 212 5.14. Работа 14. Измерение момента инерции твердого тела 213 5.15. Работа 15. Изучение вращательного движения твердого тела 214 5.16. Работа 16. Исследование движения тела, брошенного горизонтально 216 5.17. Работа 17. Изучение явления резонанса 218 5.18. Работа 18. Исследование изохорного процесса 219 5.19. Работа 19. Исследование уравнения состояния идеального газа 221 5.20. Работа 20. Измерение температуры кристаллизации вещества 222 5.21. Работа 21. Исследование свойств переохлажденной жидкости 223 5.22. Работа 22. Наблюдение за отвердеванием аморфного вещества 224 5.23. Работа 23. Измерение модуля Юнга резины 224 5.24. Работа 24. Исследование зависимости давления в жидкости от глубины погружения 225 5.25. Работа 25. Измерение атмосферного давления (вариант 1) 227 5.26. Работа 26. Измерение атмосферного давления (вариант 2) 228 5.27. Работа 27. Исследование эффективности работы нагревателя 229 5.28. Работа 28. Измерение сопротивлений с помощью мостика Уитстона 231 5.29. Работа 29. Определение емкости конденсатора мостовой схемой 233 5.30. Работа 30. Изучение вольтамперной характеристики электролита 234 5.31. Работа 31. Изучение вольтамперной характеристики полупроводникового диода 235 5.32. Работа 32. Изучение работы светодиода 236 5.33. Работа 33. Изучение работы усилителя на биполярном транзисторе 237 5.34. Работа 34. Изучение работы усилителя на полевом транзисторе 239 5.35. Работа 35. Изучение импульсного режима работы транзистора 241 5.36. Работа 36. Определение термического коэффициента сопротивления меди 242 5.37. Работа 37. Измерение КПД электродвигателя 244 5.38. Работа 38. Исследование смешанного соединения проводников 246 5.39. Работа 39. Исследование фазовых соотношений в цепях переменного тока 247 5.40. Работа 40. Изучение резонанса в последовательном колебательном контуре 249 5.41. Работа 41. Изучение резонанса в параллельном колебательном контуре 250 5.42. Работа 42. Изучение работы радиоприемника прямого усиления 252 Экспериментальная часть работы предполагает выполнение двух заданий. 253 5.43. Работа 43. Оценка значения скорости света в веществе 255 5.44. Работа 44. Определение постоянной Планка 257 6. ПРИМЕРЫ ВЫПОЛНЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ ОГЭ (ГИА) 260 6.1. Задание 1 260 6.2. Задание 2 261 6.3. Задание 3 261 6.4. Задание 4 262 6.5. Задание 5 263 6.6. Задание 6 264 6.7. Задание 7 264 6.8. Задание 8 265 6.9. Задание 9 266 6.10. Задание 10 267 6.11. Задание 11 267 6.12. Задание 12 268 6.13. Оценка качества выполнения заданий 268 Заключение 270 Литература 271 СОДЕРЖАНИЕ Часть 2. Учебно-исследовательские и проектные работы ВВЕДЕНИЕ 6 1. ОПИСАНИЕ КОМПЛЕКСА 7 2. ОБЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ КОМПЛЕКСА В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ 39 2.1. Основные правила работы с комплексом 39 2.2. Компьютеризированный эксперимент 40 2.3.1. Технические характеристики лаборатории «Sensor-1». 41 2.3.2. Устройство и принцип работы лаборатории. 41 3. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ УЧЕБНЫХ ПРОЕКТОВ ПО РАЗДЕЛАМ «МЕХАНИКА» И «МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА» 44 3.1. Учебный проект «Знакомство с нониусом» 44 3.2. Учебный проект «Наклонная плоскость» 46 3.3. Учебный проект «Центральный удар» 49 3.4. Учебный проект «Физический маятник» 51 3.5. Учебный проект «Трение в жидкостях» 53 3.6. Учебный проект «Испарение» 56 3.7. Учебный проект «Тепловое расширение» 57 4. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ УЧЕБНЫХ ПРОЕКТОВ ПО РАЗДЕЛУ «ЭЛЕКТРОДИНАМИКА» 60 4.1. Учебный проект «Точность измерений» 60 4.2. Учебный проект «Аккумуляторы» 61 4.3. Учебный проект «Источники постоянного тока» 65 4.4. Учебный проект «Выпрямители» 68 4.5. Учебный проект «Стабилизатор напряжения» 72 4.6. Учебный проект «Компенсационный метод измерения физических величин» 74 4.7. Учебный проект «Постоянный магнит и катушка с током» 77 4.8. Учебный проект «Свободные электромагнитные колебания» 79 4.9. Учебный проект «Знакомство с осциллографом» 82 4.10. Учебный проект «Катушка в цепи переменного тока» 84 4.11. Учебный проект «Конденсатор в цепи переменного тока» 86 4.12. Учебный проект «Резонанс в цепи переменного тока» 89 4.13. Учебный проект «Фигуры лиссажу» 92 4.14. Учебный проект «Знакомство с мультивибратором» 94 4.15. Учебный проект «Автоматические устройства» 98 4.16. Учебный проект «Знакомство с цифровой микросхемой» 99 4.17. Учебный проект «Знакомство с усилителем» 103 4.18. Учебный проект «Термоэлектричество» 106 4.19. Учебный проект «Мир полупроводников» 108 4.20. Учебный проект «Трансформатор» 110 5. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ УЧЕБНЫХ ПРОЕКТОВ ПО РАЗДЕЛАМ «ОПТИКА» и «АСТРОНОМИЯ» 113 5.1. Учебный проект «Изучение линзы» 113 5.2. Учебный проект «Искусство фотосъемки» 114 5.3. Учебный проект «Знакомство с лазером» 116 5.4. Учебный проект «Источники света» 119 5.5. Учебный проект «Свойства глаза» 121 5.6. Учебный проект «Мир левенгука» 125 5.7. Учебный проект «Цилиндрическая линза» 127 5.8. Учебный проект «Интерференция света» 129 5.9. Учебный проект «Знакомство с луной» 131 5.10. Учебный проект «Двойные звезды» 133 5.11. Учебный проект «Туманности» 136 6. ПРИМЕРЫ КОМПЬЮТЕРИЗИРОВАННЫХ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ РАБОТ 139 6.1. Работа 1. Изучение зависимости освещенности от расстояния до источника света 139 6.2. Работа 2. Сравнение лампы накаливания и люминесцентной лампы 140 6.3. Работа 3. Исследование изменения со временем температуры остывающей воды 143 6.4. Работа 4. Измерение температуры кристаллизации вещества. 144 6.5. Работа 5. Измерение относительной влажности воздуха 146 6.6. Работа 6. Изучение явления электромагнитной индукции 148 6.7. Работа 7. Изучение процесса разрядки конденсатора 150 7. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЦИФРОВОГО МИКРОСКОПА 153 7.1. Установка программного обеспечения 153 7.2. Основные правила обращения с микроскопом 153 7.3. Методические рекомендации по проведению лабораторных работ по физике 154 7.3.1. Работа 1. Определение размеров малых тел 154 7.3.2. Работа 2. Наблюдение роста кристаллов 155 7.3.3. Работа 3. Наблюдение диффузии в жидкости 156 7.3.4. Работа 4. Наблюдение броуновского движения 157 7.3.5. Работа 5. Изучение дифракционной решетки 157 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 159 ЛИТЕРАТУРА 160