Физические приборы своими руками
Добавил пользователь Алексей Ф. Обновлено: 05.10.2024
Как часто ваш ребёнок делает экспериментальные задания по физике или химии дома? Думаю, что редко, ведь материальная база многих школ в России оставляет желать лучшего. В любом случае, без практических работ, изучение, например, физики, будет неинтересным и скучным.
Каждый год я даю помимо лабораторных работ, которые школьники выполняют в классе, экспериментальные домашние задания. Например, посчитать мощность при подъёме человека с 1 на 2 этаж здания или вычислить среднюю скорость автомобиля или человека, имея при себе только часы.
Кроме того, стараюсь дать задания, которые предполагают самостоятельную сборку простейших физических приборов или устройств. Наверное, самыми любимыми являются следующие: сборка модели электромагнита или электрического двигателя.
Но сегодня мы рассмотрим как собрать простейший электроскоп своими руками из кофейной банки. Банку из-под кофе можно, конечно, заменить другим сосудом. Но в этом году, по неизвестным мне причинам, большинство детей сделали прибор именно из неё.
Напомню, что электроскоп – это прибор, который позволяет нам обнаружить электрический заряд. Если листочки или фольга будут отклоняться, значит, заряд есть.
Механика
Лабораторный секундомер 7
Желоб 10
Тележка с грузом 11
Контактный датчик 12
Переключатель 13
Электродвигатель —
Динамометры 18
Диск с отвесом —
Реостат 19
Прибор для изучения взаимодействия тел 20
Пускатель 22
Пружина универсальная 23
Баллистический маятник 25
Прибор для изучения деформации растяжения
Молекулярная физика. Термодинамика
Камера с нагревателем 26
Прибор механического нагрева 29
Кронштейн и стержни 32
Микропипетка —
Баллон 33
Манометр —
Прибор для изучения свойств газов 37
Электродинамика
Проводник медный 37
Терморезистор 38
Прибор по электролизу —
Генератор высокочастотных колебаний 40
Контур колебательный 43
Конденсатор с кюветой 44
Излучатель ультразвуковой 45
Генератор звуковой 46
Усилитель низкой частоты 49
Громкоговоритель и микрофон —
Трансформатор разборный 51
Магазин сопротивлений, батарея конденсаторов 53
Радиодетали на панелях 54
Оптика
Рефрактометр 58
Настольная фотокабина 62
Глава II. Лабораторные работы физического практикума
Механика
1. Изучение прямолинейного равноускоренного движения 65
2. Изучение характера изменения скорости при равноускоренном движении 67
3. Определение ускорения свободного падения 68
4. Изучение второго закона Ньютона 69
5. Изучение закона сохранения энергии с помощью прибора по механике прямолинейного движения 71
6. Определение момента инерции шара 72
7. Определение центростремительного ускорения 73
8. Изучение зависимости мощности на валу электродвигателя от нагрузки 75
9. Изучение уравнения динамики вращательного движения 76
10. Изучение законов криволинейного движения 77
11. Изучение взаимодействия тел 79
12. Определение скорости бросания шара 81
13. Изучение движения тела, брошенного под углом к горизонту 82
14. Изучение закона сохранения энергии с помощью универсальной пружины 84
15. Изучение упругих свойств пружины 85
16. Изучение закона сохранения импульса 86
Молекулярная физика. Термодинамика
17. Определение диаметра молекулы и постоянной Авогадро 88
18. Изучение первого закона термодинамики 89
19. Определение молярной массы эфира 92
20. Определение температурного коэффициента давления н температурного коэффициента объемного расширения газа 93
21. Изучение линейного растяжения стали 96
22. Определение постоянной Фарадея и молярной массы с помощью прибора по электролизу 97
Электродинамика
23. Изучение зависимости сопротивления проводника и полупроводника от температуры 99
24. Определение электроемкости конденсатора 100
25. Определение индуктивности катушки 102
26. Изучение устройства и работы трансформатора 103
27. Снятие вольт-амперной характеристики диода 105
28. Изучение вакуумного триода и транзистора 106
29. Сборка приемника, усилителя и генератора на триоде и транзисторе 108
30. Определение длины звуковой волны и частоты колебаний звукового генератора 110
31. Определение скорости ультразвука 112
32. Изучение резонанса 115
33. Определение физических величин резонансным методом 116
34. Определение физических величин с помощью мостика Уитстона117
35. Изучение работы релаксационного генератора 120
36. Повышение предела измерения вольтметра и амперметра 122
Оптика
37. Определение коэффициента преломления твердых тел и жидкостей 124
38. Получение негатива и позитива 125
Рекомендовано Главным управлением школ Министерства просвещения СССР
VIII класс (10 ч)
Одночасовой практикум
1) Изучение прямолинейного равноускоренного движения (работа 1 или 2) или определение ускорения при свободном падении (работа 3).
2) Определение дальности полета снаряда при горизонтальной стрельбе (работа 10).
3) Определение начальной скорости снаряда (работа 13).
4) Определение центростремительного ускорения (работа 7).
Двухчасовой практикум
1) Изучение второго закона Ньютона (работа 4) или изучение закона сохранения энергии (работа 5).
2) Закон сохранения импульса при упругом и неупругом столкновении (работа 11).
3) Определение зависимости мощности на валу электродвигателя от нагрузки (работа 8).
Одночасовой практикум
1) Изучение уравнения состояния газа (работа 20).
2) Определение размеров молекул и постоянной Авогадро (работа 17).
3) Определение молярной массы эфира (работа 19).
4) Изучение зависимости силы упругости от деформации (работа 21).
Двухчасовой практикум
1) Определение электроемкости конденсатора (работа 24) или определение индуктивности катушки (работа 25).
2) Снятие вольт-амперной характеристики вакуумного и полупроводникового диода (работа 27).
3) Изучение транзистора (работа 28).
4) Снятие температурной характеристики термистора и проводника (работа 23).
5) Определение заряда иона водорода (работа 22).
6) Измерение сопротивления проводника с помощью мостика Уитстона (работа 34).
Одночасовой практикум
1) Изучение колебаний пружинного маятника (работа 15).
2) Изучение устройства и работы трансформатора (работа 26).
3) Изучение резонанса в электрическом колебательном контуре (работа 32).
4) Определение длины звуковой волны (работа 30).
Двухчасовой практикум
1) Определение показателя преломления стекла (работа 37).
2) Определение индуктивности катушки резонансным методом (работа 33).
3) Сборка действующей модели радиоприемника (работа 29).
4) Получение негатива и позитива (работа 38).
ГЛАВА I
ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ
МЕХАНИКА
Лабораторный секундомер
Лабораторный секундомер, внешний вид которого приведен на рисунке 1, позволяет отсчитывать время с погрешностью 0,02 с. При подключении зажимов к источнику переменного тока напряжением 6,3 В стрелка секундомера делает 1 об/с. Целые секунды отсчитывают при прохождении стрелкой нуля, а доли секунды показывает стрелка. Для установки секундомера в исходное состояние необходимо лимб шкалы повернуть до совпадения нулевого деления с направлением стрелки.
Секундомер собирают на основе двигателя ДСД-60 с частотой вращения 1 об/с. Предварительно необходимо электродвигатель переделать на напряжение 6,3 В (или 36 В) переменного тока. Для этого вместо старой обмотки наматывают 200 (или 1500) витков провода диаметром 1,0 (или 0,4) мм.
Корпус секундомера можно сделать из листового алюминия по технологической карте № 1. Он состоит из основания и крышки. В основании сверлят ряд отверстий: А — для крепления электродвигателя, Б — для крепления шкалы, В — для оси стрелки, Г — для клемм. К основанию заклепками крепят бруски Д, которые имеют отверстия с резьбой М3, чтобы удерживать крышку корпуса винтами М3.
Для стрелки удобно использовать швейную иглу, которую пропускают через отверстие в латунной трубке и припаивают оловом (технологическая карта № 2, операция 4).
В трубку вставляют кусок велосипедного ниппеля для надежного сцепления оси стрелки с осью электродвигателя.
В простейшем случае шкалу можно сделать неподвижной, т. е. расположить ее на лицевой части корпуса. Но при отсчете времени в этом случае нужно брать разность показаний стрелки в начале и в конце отсчета. Это иногда вызывает путаницу.
Поэтому шкалу целесообразнее делать подвижной. Для изготовления такой шкалы необходимо сделать цилиндр, фетровую шайбу, диск со шкалой, металлическую шайбу и крышку по технологической карте № 2. Цилиндр делают из пластмассы или металла (операция 1). Фетровая шайба (илишайбы) имеет внешний диаметр 46 мм, внутренний — 25 мм. Диск для шкалы удобно изготовить из оргстекла или любой пластмассы толщиной 4 мм. Он имеет внешний диаметр 76 мм, внутренний — 25 мм. На диск наносят шкалу, содержащую 50 малых и 10 больших делений. Цена большого деления 0,1 с, а малого — 0,2 с. На торце диска сверлят три симметричных отверстия с резьбой М2,5, служащих для крепления крышки. Металлическую шайбу можно изготовить из латуни толщиной 1 мм. В ней делают два отверстия диаметром 3 мм так, чтобы они совпадали с отверстиями в цилиндре при осевом совмещении.
Для изготовления крышки предварительно необходимо сделать цилиндр из дерева или картона с внешним диаметром 76 мм. Затем из кинопленки с удаленной эмульсией вырезают ленту шириной 12 мм. Ленту в несколько слоев наматывают на цилиндр, одновременно смачивая киноклеем (см. операцию 2). Полученное из кинопленки таким образом кольцо после просыхания надевают на диск диаметром 76 мм и склеивают. В кольце сверлят три симметричных отверстия диаметром 2,5 мм для крепления крышки к диску шкалы.
Для быстрой остановки электродвигателя после его отключения необходим тормоз, который делают из упругой стальной проволоки диаметром 0,8—1 мм. Один конец проволоки поджимают под гайку монтажного винта электродвигателя, а другой — остается свободным, опирающимся на второй монтажный винт. При этом проволока касается оси электродвигателя. Силу касания регулируют изгибом проволоки вручную.
При сборке секундомера вначале к лицевой панели корпуса винтами М3 привинчивают цилиндр А (см. операцию 5) и устанавливают электродвигатель. Затем на цилиндр надевают одну или несколько фетровых шайб Г и диск со шкалой Д. Толщина фетровых шайб и диска должна быть равна высоте цилиндра Л. К цилиндру винтами М3 привинчивают металлическую шайбу Е, которая должна удерживать диск с некоторым усилием. После крепления металлической шайбы устанавливают стрелку, надевая трубку с ниппелем В на ось двигателя с небольшим усилием. Наконец, крышку шкалы Б надевают и привинчивают к диску винтами М2,5.
Жёлоб
Жёлоб для опытов по механике изготовляют из алюминиевого или стального уголка размером 20x20 мм и длиной 1,2 м. На одном конце желоба крепят электромагнит А (рис. 2), рассчитанный на напряжение 36 В. В этом случае обмотка электромагнита содержит 5000 витков провода диаметром 0,3 мм. Концы обмотки электромагнита выведены на клеммы.
На другом конце желоба укреплен кронштейн Б с блоком. Между бортиками кронштейна зажат и закреплен шурупами деревянный брусок, вдоль которого просверлено отверстие. В опытах по динамике через это отверстие пропускают нить. Кронштейн и блок изготовляют по технологической карте № 3.
В блок впрессовывают шарикоподшипник диаметром 10 мм, а затем с помощью винта М3 устанавливают его между щечками кронштейна.
Сбоку желоба укрепляют алюминиевую или стальную направляющую рейку. Она необходима для удержания контактных датчиков. Рейка А должна отстоять от уголка на 4—5 мм (рис. 3). В двух местах крепления рейки устанавливают кронштейны Б, к которым может привинчиваться стержень В. Стержень в рабочем положении зажимают в муфте штатива. Его изготовляют по технологической карте № 3 (операция 4).
На рейке вблизи кронштейна с блоком сделана резьба М4 для винтов Г (см. рис. 2), которые необходимы для крепления ловушки. Ловушка представляет собой ящик или мешочек, куда падает шарик в опытах по свободному падению.
Тележка с грузом
Тележку изготовляют из стального стержня диаметром 16 мм (рис. 4). Шарикоподшипники диаметром 10 мм привинчивают к стержню винтами М3. Шарикоподшипники при движении по желобу опираются на бортики уголка. В стержень тележки ввертывают две стойки.
При изготовлении тележки используют технологическую карту № 4 (операция 1 и 2), где указаны размеры (если взять шарикоподшипники диаметром 10 мм, то отверстие А имеет резьбу М3, отверстие Б — резьбу М4).
Груз (рис. 5) изготовляют из стального уголка 20x20 мм. Масса груза должна быть равна массе тележки. Этого легко добиться, склепав два уголка длиной по 70 мм. В корпусе груза сделаны два отверстия, через которые проходят стойки при установке груза на тележке.
Советские учебники запись закреплена
Самодельные демонстрационные приборы по физике и опыты с ними
Глазырин А.И. 1960
Почти все описанные здесь приборы к опыты с ними выполнены и проверены автором или другими лицами.
Автор полагает, что настоящая работа поможет учителю физики довести свой кабинет до комплектности по демонстрациям и побудит к исканию новых, методически более совершенных приборов и демонстраций.
Книга может оказать пользу и преподавателю труда. Из описанного материала легко подобрать значительное количество объектов (нужных для физического кабинета данной школы), которые можно дать учащимся для исполнения на уроках
Доступно к распечатке в типографии группы
Степан Голубенко
Выход из затруднительного положения чаще всего бывает там, где был вход…
Сделать приборы, установки по физике для демонстрации физических явлений, объяснить принцип действия каждого прибора и продемонстрировать их работу.
Наличие самодельных приборов в школьном кабинете физики расширяет возможности совершенствования учебного эксперимента и улучшает постановку научно - исследовательских работ.
1) изучить научную и популярную литературу по созданию самодельных приборов;
2) сделать приборы по конкретным темам, которые вызывают затруднение в понимании теоретического материала по физике;
3) сделать приборы отсутствующие в лаборатории;
4) дать рекомендации по их изготовлению.
Что вам нравится при изучении физике ?
а) решение задач -19%;
б ) демонстрация опытов - 21%;
в) чтение учебника дома - 4%;
г) рассказ учителем нового материала - 17%;
д) самостоятельное выполнение опытов -36%;
е) ответ у доски -3%.
Какое домашнее задание вы предпочитаете выполнять?
а) чтение учебника -22%;
б) решение задач из учебника -20%;
в) наблюдение физических явлений -40%;
г) составление задач -7%;
д) изготовление простых устройств, моделей -8 %;
е) решение трудных задач – 3 %.
На каком уроке вам интересно?
а) на контрольной работе - 3%;
б) на лабораторной работе - 60%;
в) на уроке решения задач - 8%;
г) на уроке изучения нового материала - 22%;
Швейная машина
Ученик 9 ж Тищенко А
Жангабаев А 10 Д класс
Нуранов А 10 Г класс
1. Самодельные физические установки обладает большей дидактической отдачей.
2. Самодельные установки создаются под конкретные условия.
3. Самодельные установки априорно более надёжны.
4. Самодельные установки намного дешевле, чем государственные приборы.
5. Самодельные установки часто определяют судьбу школьника.
Один опыт я ставлю выше, чем тысячу мнений,
рождённых только воображением
Предложение:
Оценку состояния и работы школьных кабинетов физики проводить не по сомнительным миллионам рублей, затраченным на сомнительное псевдооборудование, а по количеству самодельных установок, охвату ими школьного курса физики и учеников школы.
Те, что в жизни постичь смогли
Щедрость камня, душу металла
Свежесть формулы, нрав земли
Мастера. Мастаки. Умельцы
Понимающие до глубин
Механизм станка и сердца
Ход смычка или гул турбин
Руки вещие простирая
К перекрёсткам звёздных миров
Время движется мастерами и надеется на мастеров!
… А они стоят, будто крепости,
В правоте своего труда
И не могут иначе
1. Н.М. Шахмаев Физический эксперимент в средней школе.
2. Л.И.Анциферов. Самодельные приборы для физического практикума.
3. Н.М.Маркосова. Изучение ультразвука в курсе физики.
4. Н.М.Зверева. Активизация мышления учащихся на уроках физики.
5. С.Павлович. Приборы и модели по неживой природе.
6. И.Я.Ланина. Не уроком единым.
7. С.А.Хорошавин. Физико-техническое моделирование.
Читайте также: