ЛАБОРАТОРНЫЕ 
РАБОТЫ ПО ФИЗИКЕ 
С ВОПРОСАМИ И ЗАДАНИЯМИ

О.М. Тарасов

2-е издание, исправленное и дополненное

Допущено Министерством образования и науки Российской Федерации 
в качестве учебного пособия для студентов образовательных учреждений 
среднего профессионального образования

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Москва                                        2017

ИНФРА-М

УДК  53(075.32) 
ББК  22.3я723
 
Т19

Тарасов О.М.
Т19 
 
Лабораторные работы по физике с вопросами и заданиями : учеб. пособие / О.М. Та-
расов. — 2-е изд., испр. и доп. — М. : ФОРУМ : ИНФРА-М, 2017. — 97 с. — (Среднее 
профессиональное образование).

ISBN 978-5-91134-585-3 (ФОРУМ)
ISBN 978-5-16-012971-6 (ИНФРА-М, print)
ISBN 978-5-16-101504-9 (ИНФРА-М, online)

В данный сборник включены по преимуществу классические для колледжей лаборатор-
ные работы, соответствующие Федеральному государственному образовательному стандарту 
среднего профессионального образования последнего поколения. Дается подробное описа-
ние методики и порядка проведения работ. К каждой работе предложены теоретические во-
просы для ее защиты, которые можно использовать при проведении зачетов. Возможность 
работы с теоретическими вопросами и экспериментальными заданиями способствует фор-
мированию профессиональных компетенций у студентов самых различных специальностей.
Пособие можно использовать в качестве тетради для лабораторных работ.
Учебное пособие предназначено для студентов колледжей, учащихся 9—11 классов обще-
образовательных школ.

УДК  53(075.32) 
ББК  22.3я723

Р е ц е н з е н т ы:
преподаватель Московского экономико-энергетического колледжа Р.А. Дондукова;
инженер кафедры низких температур Московского энергетического института (ТУ), 
кандидат технических наук Ю.Ю. Пузина

ISBN 978-5-91134-585-3 (ФОРУМ)
ISBN 978-5-16-012971-6 (ИНФРА-М, print)
ISBN 978-5-16-101504-9 (ИНФРА-М, online)

© Тарасов О.М., 2007
© Тарасов О.М., 2012, 
с изменениями
© ФОРУМ, 2012

ÏÐÅÄÈÑËÎÂÈÅ

Ëàáîðàòîðíûå ðàáîòû ýòîãî ñáîðíèêà ñîñòàâëåíû ñ ó÷åòîì ðåàëüíî-
ãî óðîâíÿ ïîäãîòîâêè ñåãîäíÿøíèõ ñòóäåíòîâ. Îí, ê ñîæàëåíèþ, íåâû-
ñîê. Ïîýòîìó â ñáîðíèêå äàåòñÿ ïîäðîáíîå îïèñàíèå ìåòîäèêè è ïî-
ðÿäêà ïðîâåäåíèÿ êàæäîé ðàáîòû.  îòëè÷èå îò äðóãèõ àíàëîãè÷íûõ ïî-
ñîáèé â ëàáîðàòîðíûõ ðàáîòàõ äàííîãî ñáîðíèêà âñå ìàòåìàòè÷åñêèå
âûêëàäêè (â òîì ÷èñëå è ôîðìóëû äëÿ ðàñ÷åòà ïîãðåøíîñòåé) äàíû â
ãîòîâîì âèäå. Â áîëüøèíñòâå ðàáîò ïðåäëîæåí ïðîñòåéøèé (âïîëíå
ïðèåìëåìûé äëÿ êîëëåäæà) ìåòîä îöåíêè ïîãðåøíîñòè: ñðàâíåíèå çíà-
÷åíèÿ èçìåðåííîé âåëè÷èíû ñ åå òàáëè÷íûì çíà÷åíèåì, âçÿòûì èç
ñïðàâî÷íèêà. Íàèáîëåå ñèëüíûå ñòóäåíòû ñìîãóò ñàìîñòîÿòåëüíî ïðî-
âåñòè äåòàëüíûé ðàñ÷åò ïîãðåøíîñòåé, îçíàêîìèâøèñü ñ ìåòîäèêîé èõ
âû÷èñëåíèÿ (ñ. 86).
Ê êàæäîé ðàáîòå ïðåäëîæåíû âîïðîñû äëÿ åå çàùèòû. Ýòî òåîðåòè-
÷åñêèå âîïðîñû, êîòîðûå îõâàòûâàþò òåìó ëàáîðàòîðíîé ðàáîòû èëè
íåñêîëüêî òåì, ñìåæíûõ ñ íåé. (Ïðåäñòàâëåííûå âîïðîñû ïðåïîäàâà-
òåëü ìîæåò òàêæå èñïîëüçîâàòü äëÿ ïðîâåäåíèÿ òåêóùèõ çà÷åòíûõ çàíÿ-
òèé, ñåìèíàðîâ.) Ê êàæäîìó âîïðîñó íàïèñàí ïîäðîáíûé ïëàí îòâåòà,
÷òî, áåçóñëîâíî, ïîìîæåò ñòóäåíòó ïîñòðîèòü îñìûñëåííûé è ïîñëåäî-
âàòåëüíûé îòâåò. Âåäü èìåííî ýòî ÷àñòî è âûçûâàåò çàòðóäíåíèÿ!
Ê ëàáîðàòîðíûì ðàáîòàì ñîñòàâëåíû ýêñïåðèìåíòàëüíûå çàäàíèÿ —
40 ìèíèðàáîò. Ýòè çàäàíèÿ â îñíîâíîì ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ ñèëüíûõ
ñòóäåíòîâ, êîòîðûå ñìîãóò ïðåäëîæèòü ìåòîä ïðîâåäåíèÿ ðàáîòû. Ïîä-
ðàçóìåâàåòñÿ, ÷òî ýêñïåðèìåíòàëüíîå çàäàíèå âûïîëíèìî ñ óêàçàííûì
ê íåìó íàáîðîì îáîðóäîâàíèÿ; âñå íåîáõîäèìûå òàáëè÷íûå äàííûå
ñ÷èòàþòñÿ èçâåñòíûìè. (Ýêñïåðèìåíòàëüíûå çàäàíèÿ ïðåïîäàâàòåëü
ìîæåò ïðåäëîæèòü â êà÷åñòâå äîìàøíèõ îïûòîâ.)
 äàííûé ñáîðíèê âêëþ÷åíû ïî ïðåèìóùåñòâó êëàññè÷åñêèå äëÿ
êîëëåäæåé (è øêîë) ëàáîðàòîðíûå ðàáîòû, ñîîòâåòñòâóþùèå ó÷åáíûì
ïðîãðàììàì. Âàæíî îòìåòèòü, ÷òî èç âñåãî ìíîãîîáðàçèÿ ëàáîðàòîðíûõ
ðàáîò, îáû÷íî ïðåäëàãàåìûõ ïî êóðñó ôèçèêè, â ñáîðíèê âîøëè òîëüêî
òàêèå, êîòîðûå ïîòðåáóþò èñïîëüçîâàíèÿ ñòàíäàðòíîãî îáîðóäîâàíèÿ.
Îñîáåííîñòè äàííîãî ñáîðíèêà:
 ó÷òåí ðåàëüíûé (íåâûñîêèé) óðîâåíü ïîäãîòîâêè ñîâðåìåííûõ
ñòóäåíòîâ;
 ïðåäëîæåííûå âîïðîñû ê çàùèòå ëàáîðàòîðíûõ ðàáîò èìåþò ïîä-
ðîáíûå ïëàíû îòâåòîâ;
 ðàçðàáîòàíû ýêñïåðèìåíòàëüíûå çàäàíèÿ (40 ìèíèîïûòîâ) äëÿ
íàèáîëåå ñèëüíûõ ñòóäåíòîâ;
 ó÷òåíî ðåàëüíîå ñîñòîÿíèå ëàáîðàòîðíîãî êîìïëåêñà â ó÷åáíûõ
çàâåäåíèÿõ.

ËÀÁÎÐÀÒÎÐÍÛÅ ÐÀÁÎÒÛ

1.
ÈÇÌÅÐÅÍÈÅ ÌÀÑÑÛ ÒÅËÀ ÌÅÒÎÄÎÌ
ÃÈÄÐÎÑÒÀÒÈ×ÅÑÊÎÃÎ ÂÇÂÅØÈÂÀÍÈß

Îáîðóäîâàíèå: øòàòèâ, ïðóæèíà, ëèíåéêà, ìåíçóðêà, öèëèíäðè÷å-
ñêîå òåëî íåèçâåñòíîé ìàññû, ñîñóä ñ âîäîé.

Ìåòîä âûïîëíåíèÿ ðàáîòû

Òðóäíîñòü îïðåäåëåíèÿ ìàññû òåëà çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî ïðóæèíà,
êîòîðàÿ èñïîëüçóåòñÿ â ðàáîòå, íå èìååò ãðàäóèðîâêè. Îäíàêî ìàññó
ìîæíî îïðåäåëèòü èíûì ìåòîäîì. Èçìåðÿþò óäëèíåíèÿ ïðóæèíû â
âîçäóõå è â âîäå, à çàòåì íà îñíîâàíèè óñëîâèÿ ðàâíîâåñèÿ òåëà ïîëó÷à-
þò óðàâíåíèå äëÿ ðàñ÷åòà ìàññû.
Íà ãðóç â âîçäóõå äåéñòâóþò ñèëà òÿæåñòè

F ò è ñèëà óïðóãîñòè

F óïð.

Óñëîâèå ðàâíîâåñèÿ ãðóçà: F
F
ò
óïð

. Èñïîëüçóÿ çàêîí Ãóêà, ýòî ðàâåí-
ñòâî çàïèøåì òàê:

mg
k l

 1,
(1)

ãäå k — æåñòêîñòü ïðóæèíû (îíà íåèçâåñòíà); l1 — óäëèíåíèå ïðóæè-
íû â âîçäóõå; m — ìàññà ãðóçà; g — óñêîðåíèå ñâîáîäíîãî ïàäåíèÿ.

 âîäå äåéñòâóåò åùå è àðõèìåäîâà ñèëà

F
Vg
À
æ
 
,

ãäå æ — ïëîòíîñòü âîäû; V — îáúåì òåëà.

Óñëîâèå ðàâíîâåñèÿ â âîäå:

mg
k l
Vg


 2
 æ
,
(2)

ãäå l2 — óäëèíåíèå ïðóæèíû â âîäå.

Ïðèðàâíèâàåì ïðàâûå ÷àñòè óðàâíåíèé (1) è (2):

k l
Vg
k l


2
1


 æ
;

 æVg
k
l
l


(
)


1
2 ;

k
Vg
l
l


 æ


1
2
.

Ïîäñòàâëÿåì ýòî âûðàæåíèå â (1) è ïîëó÷àåì ôîðìóëó äëÿ ðàñ÷åòà
ìàññû ãðóçà:

m
V l
l
l


 æ 



1

1
2
.
(3)

Õîä ðàáîòû

1.
Çàïèñàòü â òàáëèöó ïëîòíîñòü âîäû æ, óñêîðåíèå ñâîáîäíîãî ïàäå-
íèÿ g, öåíó äåëåíèÿ ëèíåéêè ñëèí è ìåíçóðêè ñìåíç.
2.
Èçìåðèòü îáúåì òåëà V, îïóñòèâ åãî â ìåíçóðêó ñ âîäîé.
3.
Çàêðåïèòü ïðóæèíó è ëèíåéêó (â âåðòèêàëüíîì ïîëîæåíèè) â ëàïêå
øòàòèâà.
4.
Ïîäâåñèòü ê ïðóæèíå ãðóç è èçìåðèòü åå óäëèíåíèå â âîçäóõå l1.
5.
Îïóñòèòü ãðóç â ñîñóä ñ âîäîé è èçìåðèòü óäëèíåíèå ïðóæèíû â
âîäå l2.
6.
Ðàññ÷èòàòü çíà÷åíèå ìàññû ïî ôîðìóëå (3):


m
V l
l
l



 æ 



1

1
2

1. Èçìåðåíèå ìàññû òåëà...
5

7.
Ðàñ÷åò ïîãðåøíîñòè èçìåðåíèé
1. Îòíîñèòåëüíóþ ïîãðåøíîñòü èçìåðåíèÿ ìàññû ìîæíî íàéòè òàê:





m
l
l
V
c
l
c
V








1
2
2

2

ëèí
ìåíç .


 m 

2. Àáñîëþòíàÿ ïîãðåøíîñòü èçìåðåíèÿ ìàññû


m
m
m





Ïîñòîÿííûå
âåëè÷èíû

æ, êã/ì3
g, ì/ñ2
ñëèí, ì
ñìåíç, ì3

Èçìåðåííûå
âåëè÷èíû

V, ì3
l1, ì
l2, ì

Ðàññ÷èòàííûå
âåëè÷èíû

m, êã
m  100, %
m, êã

6
Ëàáîðàòîðíûå ðàáîòû

2.
ÈÇÓ×ÅÍÈÅ ÎÄÍÎÃÎ ÈÇ ÈÇÎÏÐÎÖÅÑÑÎÂ

Îáîðóäîâàíèå: ñîñóäû ñ âîäîé, ïðîçðà÷íàÿ ðåçèíîâàÿ òðóáêà (çàêðû-
òàÿ ñ îäíîãî êîíöà), òåðìîìåòð, ëèíåéêà, ýëåêòðîïëèòêà.

Ìåòîä âûïîëíåíèÿ ðàáîòû

 ðàáîòå ïðîâåðÿþò ñïðàâåäëèâîñòü çàêîíà Ãåé-Ëþññàêà, ò. å. íàä
ãàçîì ïðîâîäÿò èçîáàðíûé ïðîöåññ è èçìåðÿþò åãî íà÷àëüíûå è êîíå÷-
íûå ïàðàìåòðû.
Âíà÷àëå òðóáêó ñ âîçäóõîì ïîìåùàþò â ñîñóä ñ
ãîðÿ÷åé âîäîé. Ïðè íàãðåâàíèè ãàç ðàñøèðÿåòñÿ è
÷àñòü åãî âûõîäèò íàðóæó. Çàòåì îòêðûòûé êîíåö
òðóáêè çàòûêàþò è ïåðåíîñÿò òðóáêó â õîëîäíóþ
âîäó. Ãàç îõëàæäàåòñÿ è ñæèìàåòñÿ, è ïîä äåéñò-
âèåì àòìîñôåðíîãî äàâëåíèÿ âîäà ïîñòóïàåò â
òðóáêó.
Ìàññà âîçäóõà, îñòàâøåãîñÿ â òðóáêå, îñòàåòñÿ
ïîñòîÿííîé; äàâëåíèå â òðóáêå ïîääåðæèâàåòñÿ
ðàâíûì àòìîñôåðíîìó (äàâëåíèåì âîäû íàä òðóá-
êîé ïî ñðàâíåíèþ ñ àòìîñôåðíûì ìîæíî ïðåíåá-
ðå÷ü). Òàêèì îáðàçîì, óñëîâèÿ èçîáàðíîãî ïðîöåñ-
ñà âûïîëíåíû: m  const è p  const.
Íåîáõîäèìî ïðîâåðèòü ñïðàâåäëèâîñòü ñîîòíîøåíèÿ

V
V
T
T

1

2

1

2

,
(1)

ãäå V1, T1 — îáúåì è àáñîëþòíàÿ òåìïåðàòóðà âîçäóõà â ãîðÿ÷åé âîäå,
V2, T2 — â õîëîäíîé.
Ïîñêîëüêó V
S l

, S — ñå÷åíèå òðóáêè, l — âûñîòà ñòîëáà âîçäóõà â
íåé, òî ïðîïîðöèþ (1) ìîæíî çàïèñàòü òàê:

l
l
T
T

1

2

1

2

,
(2)

ãäå l1 — íà÷àëüíàÿ âûñîòà ñòîëáà âîçäóõà (ðàâíà äëèíå òðóáêè); l2 — êî-
íå÷íàÿ (ìåíüøå äëèíû òðóáêè íà äëèíó ñòîëáà çàëèâøåéñÿ âîäû).

Õîä ðàáîòû

1.
Íà ýëåêòðîïëèòêå íàãðåòü âîäó â îäíîì ñîñóäå äî 70—80 Ñ.
2.
Îïóñòèòü â ñîñóä ñ ãîðÿ÷åé âîäîé òðóáêó è òåðìîìåòð íà íåñêîëüêî
ìèíóò äî óñòàíîâëåíèÿ òåïëîâîãî ðàâíîâåñèÿ. (Ïðè ýòîì èç îòêðû-
òîãî êîíöà òðóáêè ïåðåñòàíóò âûõîäèòü ïóçûðè âîçäóõà.) Ïî òåðìî-
ìåòðó ñíÿòü ïîêàçàíèå òåìïåðàòóðû t1.
3.
Çàêðûâ îòêðûòûé êîíåö òðóáêè, ïåðåíåñòè åå è òåðìîìåòð â ñîñóä ñ
õîëîäíîé âîäîé. Ñíÿòü ïîêàçàíèå òåìïåðàòóðû t2, êîãäà òðóáêà ïå-
ðåñòàíåò çàïîëíÿòüñÿ âîäîé.
4.
Âûíóâ òðóáêó, èçìåðèòü ëèíåéêîé åå äëèíó l1 è âûñîòó ñòîëáà âîç-
äóõà l2.
5.
Ðàññ÷èòàòü çíà÷åíèÿ T1 è T2:



T
t
1
1
273




T
t
2
2
273




6.
Ðàññ÷èòàòü îòíîøåíèÿ



C
l
l
l 

1

2

C
T
T
T 

1

2

è ñðàâíèòü èõ.
7.
Ðàñ÷åò ïîãðåøíîñòè èçìåðåíèé
Îòíîñèòåëüíîå ðàçëè÷èå ïðàâîé è ëåâîé ÷àñòåé ðàâåíñòâà (2):


 



|
|
, (
)
C
C
C
C

l
T

l
T
0 5

a

Èçìåðåííûå
âåëè÷èíû

t1, C
t2, C
l1, ì
l2, ì

Ðàññ÷èòàííûå
âåëè÷èíû

T1, K
T2, K
Cl
CT
  100, %

8
Ëàáîðàòîðíûå ðàáîòû

3.
ÈÇÌÅÐÅÍÈÅ ÂËÀÆÍÎÑÒÈ ÂÎÇÄÓÕÀ

Îáîðóäîâàíèå: ïñèõðîìåòð (ïðèëàãàåòñÿ ïñèõðîìåòðè÷åñêàÿ òàáëèöà
è òàáëèöà çàâèñèìîñòè äàâëåíèÿ íàñûùåííîãî ïàðà îò òåìïåðàòóðû).

Ìåòîä âûïîëíåíèÿ ðàáîòû

 ðàáîòå èçìåðÿþò îòíîñèòåëüíóþ è àáñîëþòíóþ âëàæíîñòü âîçäóõà
ñ ïîìîùüþ ïñèõðîìåòðà. Ïñèõðîìåòð Àâãóñòà ñîñòîèò èç äâóõ òåðìî-
ìåòðîâ, êîíåö îäíîãî èç íèõ îáåðíóò ïîëîñêîé âëàæíîé òêàíè. Ñóõîé
òåðìîìåòð ïîêàçûâàåò òåìïåðàòóðó âîçäóõà tñóõ. Çà ñ÷åò èñïàðåíèÿ âîäû
ñ òêàíè âòîðîé òåðìîìåòð îõëàæäàåòñÿ. Ïðè ýòîì ÷åì ìåíüøå âîäÿíûõ
ïàðîâ â âîçäóõå (íèçêàÿ âëàæíîñòü), òåì èíòåíñèâíåå èñïàðåíèå, à çíà-
÷èò, íèæå òåìïåðàòóðà âëàæíîãî òåðìîìåòðà tâë. Èñïîëüçóÿ ïñèõðîìåò-
ðè÷åñêóþ òàáëèöó ìîæíî ïî çíà÷åíèÿì òåìïåðàòóð tñóõ è tâë îïðåäåëèòü
îòíîñèòåëüíóþ âëàæíîñòü .
Ïî îïðåäåëåíèþ

 

p
p í
100 %,
(1)

ãäå p — äàâëåíèå âîäÿíîãî ïàðà â âîçäóõå; pí — äàâëåíèå íàñûùåííîãî
âîäÿíîãî ïàðà ïðè òåìïåðàòóðå tñóõ (îïðåäåëÿåòñÿ ïî òàáëèöå).
Èç ôîðìóëû (1) íàõîäèì àáñîëþòíóþ âëàæíîñòü p.

Õîä ðàáîòû

1.
Ñìî÷èòü ïîëîñêó òêàíè òåðìîìåòðà âîäîé è âûæäàòü óñòàíîâëåíèÿ
òåìïåðàòóðû 15—20 ìèí.
2.
Ñíÿòü ïîêàçàíèÿ òåðìîìåòðîâ tñóõ è tâë.
3.
Âû÷èñëèòü ðàçíîñòü ïîêàçàíèé òåðìîìåòðîâ


t
t
t



ñóõ
âë

4.
Èñïîëüçóÿ ïñèõðîìåòðè÷åñêóþ òàáëèöó, îïðåäåëèòü îòíîñèòåëüíóþ
âëàæíîñòü .
5.
Èñïîëüçóÿ òàáëèöó çàâèñèìîñòè äàâëåíèÿ íàñûùåííîãî ïàðà îò
òåìïåðàòóðû, îïðåäåëèòü pí.
6.
Èñïîëüçóÿ ôîðìóëó (1), ðàññ÷èòàòü àáñîëþòíóþ âëàæíîñòü p:


p
p




í
100 %

Èçìåðåííûå
âåëè÷èíû

tñóõ, C
tâë, C

Ðàññ÷èòàííûå
âåëè÷èíû

t, Ñ
, %
pí, Ïà
p, Ïà

10
Ëàáîðàòîðíûå ðàáîòû