Bài 6: Thực hành đo tốc độ của vật chuyển động thẳng

Hướng dẫn giải

- Trong thực tiễn, có những phương pháp đo tốc độ tức thời thông dụng là:

+ Sử dụng đồng hồ đo thời gian hiện số

+ Sử dụng đồng hồ bấm giây

+ Sử dụng súng bắn tốc độ

- Ưu và nhược điểm

	Đồng hồ đo thời gian hiện số	Đồng hồ bấm giây	Súng bắn tốc độ
Ưu điểm	Sai số dụng cụ ít, tính chính xác cao	Nhanh, đơn giản, dễ thực hiện	Đo trực tiếp tốc độ tức thời với độ chính xác cao
Nhược điểm	Chỉ đo được tốc độ của các vật được thực hiện trong phòng thí nghiệm	Kém chính xác do phụ thuộc vào phản xạ của người bấm đồng hồ	Giá thành cao

(Trả lời bởi Quoc Tran Anh Le)

Hướng dẫn giải

- Thang đo: Bên nút thang đo có ghi giới hạn đo (GHĐ) và độ chia nhỏ nhất (ĐCNN) của đồng hồ là: 9,999 s – 0,001 s và 99,99 s – 0,01 s.

- MODE: Núm này dùng để chọn chế độ làm việc của đồng hồ. Chế độ làm việc A \( \leftrightarrow \) B để đo khoảng thời gian giữa hai điểm A và B. Tại thời điểm A, đồng hồ được cổng quang bật, tại thời điểm B, đồng hồ được cổng quang tắt. Trên mặt đồng hồ xuất hiện số đo thời gian Δt giữa hai thời điểm trên. Cổng C để kết nối với nam châm điện.

(Trả lời bởi Quoc Tran Anh Le)

Hướng dẫn giải

- Thiết kế phương án thí nghiệm đo tốc độ.

Bước 1: Bố trí thí nghiệm như hình 6.2. Điều chỉnh đoạn nằm ngang của máng sao cho thước đo độ chỉ 0⁰ . Cố định nam châm điện và cổng quang điện A (đặt cách đoạn chân dốc nghiêng của máng một khoảng 20 cm).

Bước 2: Chọn MODE ở vị trí A (hoặc B) để đo thời gian viên bi chắn cổng quang điện mà ta muốn đo tốc độ tức thời của viên bi ở vị trí tương ứng.

Bước 3: Sử dụng thước kẹp để đo đường kính của viên bi. Thực hiện đo đường kính viên bi khoảng 5 lần và ghi kết quả.

Bước 4: Đưa viên bi lại gần nam châm điện sao cho viên bi hút vào nam châm. Ngắt công tắc điện để viên bi bắt đầu chuyển động xuống đoạn dốc nghiêng và đi qua cổng quang điện cần đo thời gian.

Bước 5: Ghi nhận giá trị thời gian hiển thị trên đồng hồ đo.

- Thực hiện phương án thí nghiệm

Học sinh tự thực hành.

(Trả lời bởi Quoc Tran Anh Le)

Hướng dẫn giải

Thiết kế và thực hiện phương án thí nghiệm như câu trả lời thảo luận 2, lấy kết quả thí nghiệm và áp dụng vào công thức tính tốc độ trung bình của viên bi: \({v_{tb}} = \frac{S}{t}\)

(Trả lời bởi Quoc Tran Anh Le)

Hướng dẫn giải

Phương pháp đo của các thiết bị trên

- Đồng hồ bấm giây:

+ Dùng thước đo độ dài của quãng đường s. Xác định vạch xuất phát và vạch đích

+ Dùng đồng hồ bấm giây đo thời gian t từ khi vật bắt đầu chuyển động từ vạch xuất phát tời vạch đích.

+ Dùng công thức \(v = \frac{S}{t}\) để tính tốc độ trung bình và \(v = \frac{d}{t}\) để tính tốc độ tức thời

- Cổng quang điện

+ Lấy quãng đường trên thiết bị đo

+ Khởi động thiết bị và cho vật đi quan cổng quang điện

+ Đọc kết quả thời gian hiên trên thiết bị và sử dụng công thức để tính tốc độ trung bình và tốc độ tức thời

- Súng bắn tốc độ

+ Khởi động súng

+ Thực hiện, trên máy sẽ hiện lên tốc độ

Ưu và nhược điểm của các thiết bị

	Đồng hồ bấm giây	Cổng quang điện	Súng bắn tốc độ
Ưu điểm	Nhanh, đơn giản, dễ thực hiện	Kết quả chính xác hơn do không phụ thuộc vào người thực hiện	Đo trực tiếp tốc độ tức thời với độ chính xác cao
Nhược điểm	Kém chính xác do phụ thuộc vào phản xạ của người bấm đồng hồ	Lắp đặt phức tạp, chỉ đo được cho các vật có kích thước phù hợp để có thể đi qua được cổng quang điện	Giá thành cao.

(Trả lời bởi Quoc Tran Anh Le)

Hướng dẫn giải

Khi khởi động xe, để tính được vận tốc của xe máy cần đo được tốc độ vòng quay của bánh xe hoặc hộp số thông qua cáp chủ động (gồm nhiều cuộn lò xo cuốn quanh trục tung tâm). Theo đó, khi trục trung tâm quay sẽ kết nối với hộp số và truyền dữ liệu về đồng hồ đo tốc độ.

(Trả lời bởi Quoc Tran Anh Le)