Bài 6 Thực hành Đo tốc độ của vật chuyển động A/ Câu hỏi đầu bài Câu hỏi trang 30 SGK Vật Lí 10 Làm thế nào để đo được tốc độ chuyển động của vật bằng dụng cụ thí nghiệm thực hành? Trả lời Để đo được[.]
Bài Thực hành: Đo tốc độ vật chuyển động A/ Câu hỏi đầu Câu hỏi trang 30 SGK Vật Lí 10: Làm để đo tốc độ chuyển động vật dụng cụ thí nghiệm thực hành? Trả lời: Để đo tốc độ chuyển động vật dụng cụ thí nghiệm thực hành ta cần đo đại lượng quãng đường s thời gian t sau dùng cơng thức tính tốc độ v= s để tính t B/ Câu hỏi I Cách đo tốc độ phịng thí nghiệm Hoạt động trang 30 SGK Vật Lí 10: Hãy thảo luận nhóm trả lời câu hỏi sau: Dùng dụng cụ để đo quãng đường thời gian chuyển động vật? Làm đo quãng đường vật khoảng thời gian ngược lại? Thiết kế phương án đo tốc độ so sánh ưu, nhược điểm phương án Trả lời: Dụng cụ đo quãng đường: thước thẳng, thước dây, Dụng cụ đo thời gian: dùng đồng hồ bấm giây, đồng hồ số… Để đo quãng đường vật khoảng thời gian ta cho vật di chuyển máng thẳng, máng có gắn thước vạch chia để đo quãng đường máng Để đo thời gian di chuyển, ta dùng đồng hồ bấm giây vật quãng đường xác định, đọc giá trị đồng hồ số làm thí nghiệm sử dụng cổng quang điện 3 Thiết kế phương án: Phương án 1: Sử dụng đồng hồ bấm giây - Ưu điểm: Dễ thiết kế, tốn chi phí, - Nhược điểm: Sai số lớn trình thao tác bấm đồng hồ bắt đầu di chuyển hay kết thúc quãng đường khơng xác - Thao tác thực hiện: + Xác định điểm xuất phát, điểm kết thúc + Dùng thước đo độ dài quãng đường s (tính từ điểm xuất phát đến điểm kết thúc) + Dùng đồng hồ bấm giây đo thời gian t từ vật bắt đầu chuyển động từ điểm xuất phát tới điểm kết thúc + Dùng công thức v = s để tính tốc độ t Phương án 2: Dùng đồng hồ số cổng quang điện - Ưu điểm: Sai số thấp nên cho kết có độ xác cao - Nhược điểm: Tốn chi phí mua dụng cụ thí nghiệm cao Dụng cụ thí nghiệm cồng kềnh - Thao tác thực hiện: + Đo khoảng cách cổng quang điện (đọc thước đo gắn với giá đỡ) Khoảng cách quãng đường s mà vật chuyển động + Bấm công tắc để vật bắt đầu chuyển động + Khi vật qua cổng quang điện thứ đồng hồ bắt đầu đo + Khi vật qua cổng quang điện thứ đồng hồ ngừng đo + Đọc số thời gian hiển thị đồng hồ đo thời gian số thời gian vật chuyển động quãng đường + Dùng công thức v = s để tính tốc độ t II Giới thiệu dụng cụ đo thời gian Đồng hồ đo thời gian số cổng quang điện Câu hỏi trang 30 SGK Vật Lí 10: Sử dụng đồng hồ đo thời gian số cổng quang điện để đo tốc độ chuyển động có ưu điểm, nhược điểm gì? Trả lời: Khi thực thí nghiệm đồng hồ đo thời gian số cổng quang điện để đo tốc độ chuyển động có: - Ưu điểm: Đo thời gian có độ xác cao hơn, cổng quang điện cảm biến có độ nhạy cực cao, cho kết xác có vật chạy qua - Nhược điểm: + Thí nghiệm cồng kềnh, lắp đặt phức tạp, địi hỏi xác cao + Chi phí mua thiết bị đắt Thiết bị đo thời gian cần rung (đồng hồ cần rung) III Thực hành đo tốc độ chuyển động Dụng cụ thí nghiệm Phương án thí nghiệm Hoạt động trang 31 SGK Vật Lí 10: Thả cho viên bi chuyển động qua cổng quang điện máng nhơm Thảo luận nhóm để lập phương án đo tốc độ viên bi theo gợi ý sau: Làm xác định tốc độ trung bình viên bi từ cổng quang điện E đến cổng quang điện F? Làm xác định tốc độ tức thời viên bi qua cổng quang điện E cổng quang điện F? Xác định yếu tố gây sai số thí nghiệm tìm cách để giảm sai số Trả lời: s Xác định tốc độ viên bi theo công thức: v = t Bước 1: Lấy số đo máng nhôm, đo độ dài quãng đường EF = s Bước 2: Đọc giá trị thời gian đồng hồ số t1 vật qua cổng E t2 vật qua cổng F, từ tính khoảng thời gian t = t2 – t1 Bước 3: Lặp lại phép đo lần s Bước 4: Lập bảng tính tốc độ qua lần đo theo cơng thức v = t Bước 5: Tính tốc độ trung bình v = v1 + v + + v5 Xác định tốc độ tức thời qua cổng E (hoặc F) Chuyển chế độ đo đồng hồ số, đo thời gian vật qua cổng Bước 1: Đo đường kính d viên bi thước kẹp Bước 2: Cho viên bi qua cổng E Bước 3: Đọc kết thời gian t đồng hồ số viên bi qua cổng E d Bước 4: Tốc độ tức thời cổng E: v = t Các yếu tố gây sai số: thao tác đo quãng đường, sai số dụng cụ đo thời gian Cách khắc phục: Tiến hành đo cẩn thận, thực nhiều lần 3 Tiến hành thí nghiệm Hoạt động trang 32 SGK Vật Lí 10: Đo tốc độ trung bình tốc độ tức thời viên bi thép chuyển động máng nghiêng Trả lời: Học sinh tiến hành thí nghiệm đo hướng dẫn người phụ trách Kết thí nghiệm Hoạt động trang 33 SGK Vật Lí 10: Xử lí kết thí nghiệm Tính tốc độ trung bình tốc độ tức thời viên bi thép điền kết vào Bảng 6.1 Bảng 6.2 Tính sai số phép đo s, t phép đo tốc độ điền vào Bảng 6.1 Bảng 6.2 Trong + s nửa ĐCNN thước đo + t theo công thức (3.1), (3.2) trang 18 + v tính theo ví dụ trang 18 Đề xuất phương án thí nghiệm đo tốc độ tức thời viên bi hai vị trí: cổng quang điện E cổng quang điện F Trả lời: Số liệu tham khảo: Thước đo có ĐCNN mm Bảng 6.1 Quãng đường s = m; s = 0,0005 m Lần đo Giá trị Sai số Thời gian t (s) Lần Lần Lần trung bình 1,553 1,549 1,556 1,5527 s v= = 0,64404m / s t 1,5527 Bảng 6.2 Đường kính viên bi d = 0,03 m; d = 0,0005 m Lần đo Giá trị Sai số Thời gian t (s) vt = Lần Lần Lần trung bình 0,045 0,049 0,048 0,0473 d 0,03 = = 0,6338m / s t 0,0473 Phép đo tốc độ trung bình Sai số tốc độ trung bình: t = t1 + t + t 1,5527 − 1,553 + 1,5527 − 1,549 + 1,5527 − 1,556 = 0,0024 3 t = t 0,0024 100% = 100% = 0,155% 1,5527 t s = s 0,0005 100% = 100% = 0,05% s v = s + t = 0,05% + 0,155% = 0,205% v = v.v = 0,205%.0,64404 = 0,0013 v = 0,64404 0,0013 (m/s) Phép đo tốc độ tức thời Sai số tốc độ tức thời: t = t1 + t + t 0,0473 − 0,045 + 0,0473 − 0,049 + 0,0473 − 0,048 = 0,0016 3 t = t 0,0016 100% = 100% = 3,383% 0,0473 t d = d 0,0005 100% = 100% = 1,667% d 0,03 v = d + t = 1,667% + 3,383% = 5,05% v = v.v = 5,05%.0,6338 = 0,032 v = 0,6338 0,032 (m/s) Để đo tốc độ tức thời viên bi hai cổng quang điện E F ta phải sử dụng hai đồng hồ đo số - Đo đường kính d viên bi thước kẹp - Nối đồng hồ đo số thứ với cổng quang điện E, đồng hồ thứ hai với cổng quang điện F Điều chỉnh chế độ đo đồng hồ chế độ đo thời gian vật qua cổng quang - Khi viên bi bắt đầu vào cổng quang điện E đồng hồ thứ chạy số, sau vật qua cổng quang E đồng hồ dừng lại; viên bi tiếp tục qua cổng quang điện F đồng hồ đo số hai thực đo thời gian - Xác định thời gian viên bi chuyển động qua cổng quang điện E cổng quang điện F - Sử dụng công thức v = d ta xác định tốc độ tức thời viên bi hai t cổng quang điện E F Em trang 33 SGK Vật Lí 10: Mơ tả số phương án đo tốc độ thông dụng đánh giá ưu, nhược điểm phương án Trả lời: Một số phương án đo tốc độ: Sử dụng súng bắn tốc độ: - Ưu điểm: tiện lợi, nhanh gọn, thao tác đơn giản, phù hợp cho cảnh sát giao thông, khu công nghiệp, - Nhược điểm: Giá thành cao Phương pháp đo tốc độ đồng hồ bấm giây: - Ưu điểm: Dễ thực hiện, dụng cụ đơn giản - Nhược điểm: Sai số cao trình đo sai số dụng cụ đo - Thao tác thí nghiệm: + Xác định vạch xuất phát vạch đích Dùng thước đo độ dài quãng đường s + Dùng đồng hồ bấm giây đo thời gian t từ vật bắt đầu chuyển động từ vạch xuất phát tới vượt qua vạch đích + Dùng cơng thức v = s để tính tốc độ t Em trang 33 SGK Vật Lí 10: Sử dụng điện thoại thông minh, quay video chuyển động vật sử dụng phần mềm phân tích video để xác định tốc độ chuyển động vật Trả lời: Học sinh tự thực thí nghiệm theo yêu cầu ... người phụ trách Kết thí nghiệm Hoạt động trang 33 SGK Vật Lí 10: Xử lí kết thí nghiệm Tính tốc độ trung bình tốc độ tức thời viên bi thép điền kết vào Bảng 6.1 Bảng 6.2 Tính sai số phép đo s,... từ vật bắt đầu chuyển động từ vạch xuất phát tới vượt qua vạch đích + Dùng cơng thức v = s để tính tốc độ t Em trang 33 SGK Vật Lí 10: Sử dụng điện thoại thơng minh, quay video chuyển động vật. .. thời gian vật chuyển động quãng đường + Dùng công thức v = s để tính tốc độ t II Giới thiệu dụng cụ đo thời gian Đồng hồ đo thời gian số cổng quang điện Câu hỏi trang 30 SGK Vật Lí 10: Sử dụng