Dựa vào số liệu, lập luận để trình bày phương án và tiến hành xử lí số liệu để xác định gia tốc rơi tự do và sai số của phép đo.
3. Dựa vào số liệu, lập luận để trình bày phương án và tiến hành xử lí số liệu để xác định gia tốc rơi tự do và sai số của phép đo.
- Các bước tiến hành thí nghiệm:
Bước 1: Bố trí thí nghiệm như hình 8.2
+ Lắp nam châm điện ở đầu trên của thanh nhôm, nối với cổng A của đồng hồ điện tử thông qua công tắc điện.
+ Cổng quang điện ở dưới, cách nam châm điện một đoạn d và được nối vào cổng B của đồng hồ.
Bước 2: Điều chỉnh cho giá đỡ thẳng đứng bằng các vít ở đế sao cho quả nặng của dây dọi sẽ nằm ở tâm lỗ tròn. Thiết lập đồng hồ thời gian hiện số chế độ A ↔ B để đo thời gian từ lúc thả đến khi vật chắn cổng quang điện.
Bước 3: Đặt vật rơi vào vị trí nam châm điện, dùng êke vuông ba chiều để xác định vị trí ban đầu của vật. Ấn nút RESET trên mặt đồng hồ để đưa chỉ thị số về giá trị 0.000. Nhấn công tắc điện để kích thích vật rơi và khởi động đồng hồ đo thời gian hiện số.
Bước 4: Khi vật rơi và chắn các tia hồng ngoại của cổng quang điện, đồng hồ sẽ dừng. Đọc thời gian rơi trên đồng hồ và ghi số liệu vào bảng.
- Các em tự tiến hành thí nghiệm
Thảo luận về phương án thí nghiệm dựa trên hoạt động sau: Thả trụ thép rơi qua cổng quang điện trên mảng đứng và trả lời câu hỏi.
1. Xác định gia tốc rơi tự do của trụ thép theo công thức nào?
2. Để xác định gia tốc rơi tự do của trụ thép cần đo đại lượng nào?
3. Làm thế nào để trụ thép rơi qua cổng quang điện?
4. Cần đặt chế độ đo của đồng hồ ở vị trí nào để đo được đại lượng cần đo?
1.
Xác định gia tốc rơi tự do của trụ thép theo công thức:
\(g=a=\dfrac{2s}{t^2}\left(m/s^2\right)\)
2.
Để xác định gia tốc rơi tự do của trụ thép cần đo đại lượng: quãng đường rơi của trụ thép và thời gian rơi.
3.
Để trụ thép rơi qua cổng quang điện cần chú ý điều chỉnh máng thẳng đứng (quan sát dây rọi) đồng thời điều chỉnh cổng quang điện để trụ thép rơi qua cổng quang điện.
4.
Cần đặt đồng hồ đo thời gian hiện số ở chế độ \(A\leftrightarrow B\) để đo được đại lượng cần đo.
1.
a) Dựa vào bộ dụng cụ được đề xuất, hãy thiết kế phương án thí nghiệm (trong đó thể hiện rõ các bước tiến hành) để tìm mối liên hệ giữa lực đàn hồi và độ biến dạng của lò xo.
b) Tiến hành thí nghiệm khảo sát, ghi lại số liệu đo được vào bảng số liệu như gợi ý trong Bảng 23.1.
a) Bố trí thí nghiệm như hình vẽ
Các bước tiến hành thí nghiệm:
+ Bước 1: Treo một vật nặng 50 g vào lò xo, ghi lại độ dãn
+ Bước 2: Bỏ vật nặng 50 g ra, đổi thành vật nặng 100 g vào lò xo, ghi lại độ dãn
+ Bước 3: Lặp lại thí nghiệm với các vật nặng 150 g, 200 g, 250 g
=> Mối liên hệ giữa lực đàn hồi và độ biến dạng của lò xo là: Lò xo có độ dãn tỉ lệ thuận với lực tác dụng.
b) Sau khi khảo sát và đo đạc, ta có bảng số liệu như bảng 23.1
a) Dựa vào bộ dụng cụ được đề xuất, hãy thiết kế phương án thí nghiệm (trong đó thể hiện rõ các bước tiến hành) để tìm mối liên hệ giữa lực đàn hồi và độ biến dạng của lò xo.
b) Tiến hành thí nghiệm khảo sát, ghi lại số liệu đo được vào bảng số liệu như gợi ý trong Bảng 23.1.
a) Bố trí thí nghiệm như hình vẽ
Các bước tiến hành thí nghiệm:
+ Bước 1: Treo một vật nặng 50 g vào lò xo, ghi lại độ dãn
+ Bước 2: Bỏ vật nặng 50 g ra, đổi thành vật nặng 100 g vào lò xo, ghi lại độ dãn
+ Bước 3: Lặp lại thí nghiệm với các vật nặng 150 g, 200 g, 250 g
=> Mối liên hệ giữa lực đàn hồi và độ biến dạng của lò xo là: Lò xo có độ dãn tỉ lệ thuận với lực tác dụng.
b) Sau khi khảo sát và đo đạc, ta có bảng số liệu như bảng 23.1
3. Dựa vào bảng số liệu, hãy xác định giá trị trung bình và sai số của phép đo thời gian viên bi chuyển động từ A đến B và thời gian chắn cổng quang điện B. Từ đó xác định giá trị trung bình và sai số của vận tốc tức thời tại B ứng với từng giá trị độ dịch chuyển. Vẽ đồ thị vận tốc tức thời tại B theo thời gian chuyển động tAB vào giấy kẻ ô.
Dựa vào bảng số liệu, hãy xác định giá trị trung bình và sai số của phép đo thời gian viên bi chuyển động từ A đến B và thời gian chắn cổng quang điện B. Từ đó xác định giá trị trung bình và sai số của vận tốc tức thời tại B ứng với từng giá trị độ dịch chuyển. Vẽ đồ thị vận tốc tức thời tại B theo thời gian chuyển động tAB vào giấy kẻ ô.
- Giá trị trung bình thời gian của viên bi chuyển động từ A đến B là:
+ AB = 10 cm: \(\overline t = \frac{{0,292 + 0,293 + 0,292}}{3} \approx 0,292(s)\)
+ AB = 20 cm: \(\overline t = \frac{{0,422 + 0,423 + 0,423}}{3} \approx 0,423(s)\)
+ AB = 30 cm: \(\overline t = \frac{{0,525 + 0,525 + 0,525}}{3} = 0,525(s)\)
+ AB = 40 cm: \(\overline t = \frac{{0,609 + 0,608 + 0,609}}{3} \approx 0,609(s)\)
+ AB = 50 cm: \(\overline t = \frac{{0,609 + 0,608 + 0,609}}{3} \approx 0,609(s)\)
- Sai số của phép đo thời gian viên bi chuyển động từ A đến B:
+ AB = 10 cm:
\(\begin{array}{l}\Delta {t_1} = \left| {0,292 - 0,292} \right| = 0\\\Delta {t_2} = \left| {0,293 - 0,292} \right| = 0,001\\\Delta {t_3} = \left| {0,292 - 0,292} \right| = 0\\ \Rightarrow \overline {\Delta t} = \frac{{0,001}}{3} \approx 3,{33.10^{ - 4}}(s)\end{array}\)
Tương tự cho các đoạn còn lại, ta có:
+ AB = 20 cm: \(\overline {\Delta t} = 3,{33.10^{ - 4}}(s)\)
+ AB = 30 cm: \(\overline {\Delta t} = 0\)
+ AB = 40 cm: \(\overline {\Delta t} = 3,{33.10^{ - 4}}(s)\)
+ AB = 50 cm: \(\overline {\Delta t} = 0\)
- Giá trị trung bình và sai số của thời gian chắn cổng quang điện tại B:
+ AB = 10 cm: \(\overline t = 0,031;\overline {\Delta t} = 0\)
+ AB = 20 cm: \(\overline t = 0,022;\overline {\Delta t} = 3,{33.10^{ - 4}}\)
+ AB = 30 cm: \(\overline t = 0,018;\overline {\Delta t} = 0\)
+ AB = 40 cm: \(\overline t = 0,016;\overline {\Delta t} = 3,{33.10^{ - 4}}\)
+ AB = 50 cm: \(\overline t = 0,014;\overline {\Delta t} = 3,{33.10^{ - 4}}\)
- Tốc độ tức thời tại B:
+ AB = 10 cm: \(\overline {{v_B}} = \frac{d}{{\overline {{t_B}} }} = \frac{{10}}{{0,031}} \approx 322,58(cm/s)\)
+ AB = 20 cm: \(\overline {{v_B}} = \frac{d}{{\overline {{t_B}} }} = \frac{{20}}{{0,022}} \approx 909,09(cm/s)\)
+ AB = 30 cm: \(\overline {{v_B}} = \frac{d}{{\overline {{t_B}} }} = \frac{{30}}{{0,018}} \approx 1666,67(cm/s)\)
+ AB = 40 cm: \(\overline {{v_B}} = \frac{d}{{\overline {{t_B}} }} = \frac{{40}}{{0,016}} = 2500(cm/s)\)
+ AB = 50 cm: \(\overline {{v_B}} = \frac{d}{{\overline {{t_B}} }} = \frac{{50}}{{0,014}} \approx 3571,43(cm/s)\)
- Vẽ đồ thị:
Một học sinh tiến hành đo gia tốc rơi tự do bằng phép đo gián tiếp được \(S=\left(80,4\pm1\right)\) cm; \(t=\left(0,405\pm0,012\right)\)s.
a) Tính sai số tỉ đối phép đo?
b) Viết kết quả đo gia tốc rơi tự do?
9. Dựa vào kết quả đo vận tốc từ hai thí nghiệm trên, tiến hành tính toán và lập bảng số liệu về động năng của hai xe trước và sau va chạm (như gợi ý ở Bảng 19.2) cho cả hai loại va chạm.
Dựa vào kết quả đo vận tốc từ hai thí nghiệm trên, tiến hành tính toán và lập bảng số liệu về động năng của hai xe trước và sau va chạm (như gợi ý ở Bảng 19.2) cho cả hai loại va chạm.
Bảng số liệu: m1 = 0, 46 kg; m2 = 0,776 kg
Bảng này, học sinh tự tính toán và thế vào bảng chính.