Bài 6. Thực hành: Đo tốc độ của vật chuyển động trang 30, 31, 32, 33 Vật Lí 10 Kết nối tri thức
Dùng dụng cụ gì để đo quãng đường và thời gian chuyển động của vật. . Làm thế nào đo được quãng đường đi được của vật trong một khoảng thời gian hoặc ngược lại. Thiết kế các phương án đo tốc độ và so sánh ưu, nhược điểm của các phương án đó. Sử dụng đồng hồ đo thời gian hiện số và cổng quang điện để đo tốc độ chuyển động có ưu điểm, nhược điểm gì. Thả cho viên bi chuyển động đi qua chuyển động đi qua cổng quang điện trên máng nhôm. Thảo luận nhóm để lập phương án đo tốc độ của viên bi theo các g
Video hướng dẫn giải
Câu hỏi tr 30 HĐ
Video hướng dẫn giải
Hãy thảo luận nhóm và trả lời câu hỏi sau:
|
1. Dùng dụng cụ gì để đo quãng đường và thời gian chuyển động của vật 2. Làm thế nào đo được quãng đường đi được của vật trong một khoảng thời gian hoặc ngược lại? 3. Thiết kế các phương án đo tốc độ và so sánh ưu, nhược điểm của các phương án đó. |
Phương pháp giải:
Thảo luận nhóm và vận dụng kiến thức đã học.
Lời giải chi tiết:
1.
Dụng cụ để đo quãng đường: thước thẳng, thước dây,...
Dụng cụ đo thời gian: Đồng hồ bấm giây
2.
+ Để đo được quãng đường đi được của vật chuyển động trong một khoảng thời gian, ta cho xe chuyển động trên một máng thẳng có độ chia quãng đường trên máng
+ Để đo thời gian di chuyển của vật trên một quãng đường, ta sử dụng đồng hồ bấm giây để đo
3.
Các phương án đo tốc độ
Phương án 1: Tạo một máng thẳng có độ chia các vạch trên máng, dùng đồng hồ bấm giây để đo thời gian
Phương án 2: Sử dụng đồng hồ đo thời gian hiện số
So sánh
|
|
Ưu điểm |
Nhược điểm |
|
Phương án 1 |
Dễ thiết kế, ít tốn chi phí |
Sai số cao, do khi bắt đầu vật di chuyển hay khi vật kết thúc thì tay ta bấm đồng hồ thì sẽ không được chính xác |
|
Phương án 2 |
Sai số thấp, kết quả đo chính xác hơn phương án 1 |
Chi phí cao |
Câu hỏi tr 30 CH
Video hướng dẫn giải
|
Sử dụng đồng hồ đo thời gian hiện số và cổng quang điện để đo tốc độ chuyển động có ưu điểm, nhược điểm gì? |
Phương pháp giải:
Vận dụng kiến thức đã học cấp 2 và kết hợp lí thuyết mục II trang 30
Lời giải chi tiết:
Ưu điểm: Đo thời gian chính xác đến hàng nghìn giây, được điều khiển bằng cổng quang điện
Nhược điểm: Chi phí mua thiết bị đắt, thiết bị đo cồng kềnh
Câu hỏi tr 31
Video hướng dẫn giải
Thả cho viên bi chuyển động đi qua chuyển động đi qua cổng quang điện trên máng nhôm. Thảo luận nhóm để lập phương án đo tốc độ của viên bi theo các gợi ý sau:
|
1. Làm thế nào xác định được tốc độ trung bình của viên bi khi đi từ cổng quang điện E đến cổng quang điện F? 2. Làm thế nào xác định được tốc độ tức thời của viên bi khi đi qua cổng quang điện E hoặc cổng quang điện F? 3. Xác định các yếu tố có thể gây sai số trong thí nghiệm và tìm cách để giảm sai số. |
Phương pháp giải:
Vận dụng kiến thức và kết hợp với thực hành
Biểu thức tính tốc độ: \(v = \frac{s}{t}\)
Lời giải chi tiết:
1.
Bước 1: Tính quãng đường EF, lấy số đo trên máng nhôm
Bước 2: Lấy số đo thời gian trên đồng hồ hiện số, lấy thời gian vật đi qua cổng F trừ đi thời gian đi qua cổng E
Bước 3: Đo thời gian ít nhất 5 lần
Bước 4: Lập bảng, tính tốc độ qua 5 lần đo, tính theo công thức \(v = \frac{s}{t}\)
Bước 5: Tính tốc độ trung bình: \(\overline v = \frac{{{v_1} + {v_2} + {v_3} + {v_4} + {v_5}}}{5}\)
2.
Tốc độ tức thời là tốc độ được đo trong 1 khoảng thời gian ngắn
Bước 1: Tính quãng đường từ lúc thả vật đến cổng E
Bước 2: Ghi kết quả thời gian hiện trên cổng E
Bước 3: Tốc độ tức thời tại cổng E: \(v = \frac{s}{t}\)
Tương tự cho cổng F
3.
Yếu tố có thể gây sai số: dụng cụ đo thời gian, đo quãng đường
Cách làm giảm sai số: đo nhiều lần, cẩn thận, cải tiến bộ thí nghiệm
Câu hỏi tr 32
Video hướng dẫn giải
| Đo tốc độ trung bình và tốc độ tức thời của viên bi thép chuyển động trên máng nghiêng |
Phương pháp giải:
Đọc cách sử dụng thí nghiệm, học sinh làm thí nghiệm theo hướng dẫn của giáo viên
Lời giải chi tiết:
Học sinh tự thực hành.
Câu hỏi tr 33
Video hướng dẫn giải
Xử lí kết quả thí nghiệm
|
1. Tính tốc độ trung bình và tốc độ tức thời của viên bi thép và điền kết quả vào Bảng 6.1 và Bảng 6.2. 2. Tính sai số của phép đo s, t và phép đo tốc độ rồi điền vào bảng 6.1 và bảng 6.2. Trong đó + \(\Delta \)s bằng nửa ĐCNN của thước đo + \(\Delta \)t theo công thức (3.1), (3.2) trang 18 + \(\Delta \)v tính theo ví dụ trang 18 3. Đề xuất một phương án thí nghiệm để có thể đo tốc độ tức thời của viên bi tại hai vị trí: cổng quang điện E và cổng quang điện F |
Lời giải chi tiết:
Các em thực hành theo hướng dẫn của giáo viên.
Ví dụ cho kết quả thí nghiệm
Bảng 6.1
Quãng đường: s = 0,5 (m)
|
Đại lượng |
Lần đo |
Giá trị trung bình |
||
|
Lần 1 |
Lần 2 |
Lần 3 |
0,778 |
|
|
Thời gian |
0,777 |
0,780 |
0,776 |
|
- Tốc độ trung bình: \(\overline v = \frac{s}{{\overline t }} = \frac{{0,5}}{{0,778}} = 0,643(m/s)\)
- Sai số:
\(\begin{array}{l}\overline {\Delta t} = \frac{{\Delta {t_1} + \Delta {t_2} + ... + \Delta {t_n}}}{n} = \frac{{0,001 + 0,002 + 0,002}}{3} \approx 0,002(s)\\\delta t = \frac{{\overline {\Delta t} }}{{\overline t }}.100\% = \frac{{0,002}}{{0,778}}.100\% = 0,3\% \\\delta s = \frac{{\overline {\Delta s} }}{s}.100\% = \frac{{0,0005}}{{0,5}}.100\% = 0,1\% \\\delta v = \delta s + \delta t = 0,1\% + 0,3\% = 0,4\% \\\Delta v = \delta v.\overline v = 0,4\% .0,643 = 0,003\\ \Rightarrow v = 0,643 \pm 0,003(m/s)\end{array}\)
Bảng 6.2
Đường kính của viên bi: d = 0,02 (m); sai số: 0,02 mm = 0,00002 (m)
|
|
Lần đo |
Giá trị trung bình |
||
|
Lần 1 |
Lần 2 |
Lần 3 |
0,032 |
|
|
Thời gian s |
0,033 |
0,032 |
0,031 |
|
- Tốc độ tức thời: \(\overline v = \frac{d}{{\overline t }} = \frac{{0,02}}{{0,032}} = 0,625(m/s)\)
- Sai số:
\(\begin{array}{l}\overline {\Delta t} = \frac{{\Delta {t_1} + \Delta {t_2} + ... + \Delta {t_n}}}{n} = \frac{{0,001 + 0 + 0,00}}{3} \approx 0,001(s)\\\delta t = \frac{{\overline {\Delta t} }}{{\overline t }}.100\% = \frac{{0,001}}{{0,032}}.100\% = 2,1\% \\\delta s = \frac{{\overline {\Delta s} }}{s}.100\% = \frac{{0,00002}}{{0,02}}.100\% = 0,1\% \\\delta v = \delta s + \delta t = 0,1\% + 2,1\% = 2,2\% \\\Delta v = \delta v.\overline v = 2,2\% .0,0032 = 0,001\\ \Rightarrow v = 0,625 \pm 0,014(m/s)\end{array}\)
Nhận xét: Tốc độ trung bình gần bằng tốc độ tức thời, vì viên bi gần như chuyển động đều.
BÀI 6. THỰC HÀNH: ĐO TỐC ĐỘ CỦA VẬT CHUYỂN ĐỘNG
I. Cách đo tốc độ trong phòng thí nghiệm
Để đo tốc độ chuyển động của một vật, ta cần đo thời gian và quãng đường chuyển động của vật đó.
II. Giới thiệu dụng cụ đo thời gian
1. Đồng hồ đo thời gian hiện số và cổng quang điện
Chức năng của một số nút trên đồng hồ:
+ MODE: Chọn kiểu làm việc cho máy đo thời gian
+ MODE A: Đo thời gian vật chắn cổng quang điện nối với ổ A.
+ MODE B: Đo thời gian vật chắn cổng quang điện nối với ổ B.
+ MODE A + B: Đo tổng của hai khoảng thời gian vật chắn cổng quang điện nối với ôt A và vật chắn cổng quang điện nối với ổ B.
+ MODE \(A \leftrightarrow B\): Đo thời gian vật chuyển động từ cổng quang điện nối với ổ A tới cổng quang điện nối với ổ B.
+ MODE T: Đo khoảng thời gian T của từng chu kì dao động.
+ Nút RESET: Đặt lại chỉ số của đồng hồ về giá trị 0.000.
2. Thiết bị đo thời gian bằng cần rung (đồng hồ cần rung)
II. Thực hành đo tốc độ chuyển động
1. Dụng cụ thí nghiệm
(1): đồng hồ đo thời gian hiện số MC964
(2): cổng quang điện
(3): nam châm điện và công tắc sử dụng để giữ/thả viên bi thép.
(4): máng có giá đỡ bằng hợp kim nhôm, có gắn thước đo góc và dây rọi
(5): viên bi thép
(6): giá đỡ có đế ba chân, có vít chỉnh cân bằng và trụ thép
(7): thước cặp để đo đường kính viên bi thép.
2. Thiết kế phương án thí nghiệm
Sử dụng bộ thí nghiệm đo tốc độ chuyển đọng của viên bi thép
3. Tiến hành thí nghiệm
Thí nghiệm 1: Đo tốc độ trung bình
+ Bước 1: Bố trí thí nghiệm như hình 6.6
+ Bước 2: Nới vít hãm và đặt cổng quang điện E cách chân phần dốc của máng nghiêng.
+ Bước 3: Nới hai cổng quang điện E, F với hai ổ cắm A, B ở mặt sau của đồng hồ đo thời gian.
+ Bước 4: Cắm nguồn điện của đồng hồ và bật công tắc nguồn đồng hồ đo thời gian hiện số, đặt MODE ở \(A \leftrightarrow B\)
+ Bước 5: Nới vít cổng quang điện, dịch chuyển đến vị trí thích hợp và vặn chặt để định vị. Đo quãng đường EF và ghi số liệu
+ Bước 6: Đặt viên bi thép lên máng nghiêng tại vị trí tiếp xúc với nam châm điện N và bị giữ lại ở đó
+ Bước 7: Nhấn nút RESET của đồng hồ đo thời gian hiện số để chuyển các số hiển thị về giá trị ban đầu 0.000
+ Bước 8: Nhấn nút của hộp công tắc kép để ngắt điện vào nam châm N: viên bi lăn xuống và chuyển động đi qua cổng quang điện E, F trên máng nghiêng
+ Bước 9: Ghi lại các giá trị thời gian hiển thị trên đồng hồ.
+ Bước 10: Thực hiện lại các thao tác 6, 7, 8, 9 ba lần và ghi các giá trị thời gian t tương ứng với quãng đường s
Chú ý: Khi cắm cổng quang điện vào ổ cắm A, B cần chú ý xoay đúng khe định vị, cắm thẳng giắc cắm, không rung, lắc chân cắm.
Thí nghiệm 2: Đo tốc độ tức thời
+ Bước 1: Nới vít cổng quang điện, dịch chuyển đến vị trí thích hợp và vặn chặt để định vị
+ Bước 2: Sử dụng thước cặp đo đường kính viên bi
+ Bước 3: Bật công tắc nguồn đồng hồ đo thời gian hiện số, đặt MODE ở A hoặc B.
+ Bước 4: Đặt viên bi thép lên máng nghiêng tại vị trí tiếp xúc với nam châm điện N và bị giữ lại ở đó.
+ Bước 5: Nhấn nút RESET cả đồng hồ đo thời gian hiện số để chuyển các số hiển thị về giá trị ban đầu 0.000.
+ Bước 6: Nhấn nút của hộp công tắc kép để ngắt điện vào nam châm N: viên bi lăn xuống và chuyển động đi qua cổng điện trên máng nghiêng.
+ Bước 7: Ghi lại các giá trị thời gian hiển thị trên đồng hồ
+ Bước 8: Thực hiện lại các thao tác 4, 5, 6, 7 ba lần và ghi các giá trị t
Bình luận
Chia sẻ
- Bài 7. Đồ thị độ dịch chuyển - thời gian trang 34, 35, 36 Vật Lí 10 Kết nối tri thức
- Bài 8. Chuyển động biến đổi. Gia tốc trang 37, 38, 39 Vật Lí 10 Kết nối tri thức
- Bài 9. Chuyển động thẳng biến đổi đều trang 40, 41, 42, 43 Vật Lí 10 Kết nối tri thức
- Bài 10. Sự rơi tự do trang 44, 45, 46 Vật Lí 10 Kết nối tri thức
- Bài 11. Thực hành: Đo gia tốc rơi tự do trang 47, 48 Vật Lí 10 Kết nối tri thức
>> Xem thêm
Luyện Bài Tập Trắc nghiệm Lí 10 - Kết nối tri thức - Xem ngay
Các bài khác cùng chuyên mục
- Lí thuyết Bài 34. Khối lượng riêng. Áp suất chất lỏng - Vật lí 10
- Lí thuyết Bài 33. Biến dạng của vật rắn - Vật lí 10
- Lí thuyết Bài 32. Lực hướng tâm và gia tốc hướng tâm - Vật lí 10
- Lí thuyết Bài 31. Động học của chuyển động tròn đều - Vật lí 10
- Lí thuyết Bài 29. Định luật bảo toàn động lượng - Vật lí 10
Danh sách bình luận