bài giảng vật lý 10 bài 8 thực hành khảo sát chuyển động rơi tự do. xác định gia tốc rơi tự do

KHẢO SÁT CHUYỂN KHẢO SÁT CHUYỂN Đ Đ ỘNG R ỘNG R Ơ Ơ I TỰ DO I TỰ DO XÁC XÁC Đ Đ ỊNH GIA TỐC R ỊNH GIA TỐC R Ơ Ơ I TỰ DO I TỰ DO C C ơ ơ sở lý sở lý thuyết thuyết : : 2 2 1 ats = Thả một vật (trụ thép, viên bi,…) từ độ cao s trên mặt đất, vật sẽ rơi rất nhanh theo phương thẳng đứng (phương song song với dây dọi). Trong trường hợp này ảnh hưởng của không khí không đáng kể, vật chỉ chuyển động dưới tác dụng của trọng lực, nên có thể coi là vật rơi tự do. Khi một vật có vận tốc ban Khi một vật có vận tốc ban đ đ ầu bằng 0, chuyển ầu bằng 0, chuyển đ đ ộng thẳng nhanh dần ộng thẳng nhanh dần đ đ ều với gia tốc a, th ều với gia tốc a, th ỡ ỡ quãng quãng đư đư ờng ờng đ đ i i đư đư ợc s sau khoảng thời gian t (tính từ lúc ợc s sau khoảng thời gian t (tính từ lúc vật bắt vật bắt đ đ ầu chuyển ầu chuyển đ đ ộng) ộng) đư đư ợc xác ợc xác đ đ ịnh bởi công ịnh bởi công thức: thức: 2 2 1 ats = Đ Đ ồ thị biểu diễn quan hệ gi ồ thị biểu diễn quan hệ gi ữ ữ a s và t a s và t 2 2 có dạng có dạng một một đư đư ờng thẳng ờng thẳng đ đ i qua gốc toạ i qua gốc toạ đ đ ộ và có hệ số góc ộ và có hệ số góc tg tg α α = a/2. = a/2. III. Dụng cụ cần thiết: III. Dụng cụ cần thiết: 1, Giá 1, Giá đ đ ỡ thẳng ỡ thẳng đ đ ứng có dây dọi và ba chân vít ứng có dây dọi và ba chân vít đ đ iều iều chỉnh th chỉnh th ă ă ng bằng. ng bằng. 2, Trụ bằng sắt non làm vật r 2, Trụ bằng sắt non làm vật r ơ ơ i tự do. i tự do. 3, Nam châm 3, Nam châm đ đ iện có hộp công tắc iện có hộp công tắc đ đ óng ngắt óng ngắt đ đ iện iện đ đ ể ể giữ và thả r giữ và thả r ơ ơ i vật. i vật. 4, Cổng quang 4, Cổng quang đ đ iện E. iện E. 5, Đồng hồ thời gian hiện số, 5, Đồng hồ thời gian hiện số, đ đ ộ chia nhỏ nhất 0,001s. ộ chia nhỏ nhất 0,001s. 6, Th 6, Th ư ư ớc thẳng 800mm gắn chặt vào giá ớc thẳng 800mm gắn chặt vào giá đ đ ỡ. ỡ. 7, Ke ba chiều 7, Ke ba chiều đ đ ể xác ể xác đ đ ịnh vị trí ịnh vị trí đ đ ầu của vật r ầu của vật r ơ ơ i. i. 8, Kh 8, Kh ă ă n vải bông n vải bông đ đ ể ể đ đ ỡ vật r ỡ vật r ơ ơ i. i. IV. Lắp ráp thí nghiệm: IV. Lắp ráp thí nghiệm: 1, Nam châm 1, Nam châm đ đ iện N lắp trên iện N lắp trên đ đ ỉnh giá ỉnh giá đ đ ỡ, ỡ, đư đư ợc nối qua ợc nối qua công tắc vào ổ A của công tắc vào ổ A của đ đ ồng hồ ồng hồ đ đ o thời gian. ổ A vừa cấp o thời gian. ổ A vừa cấp đ đ iện cho nam châm, vừa nhận tín hiệu từ công tắc iện cho nam châm, vừa nhận tín hiệu từ công tắc chuyển về. Cổng E lắp ở d chuyển về. Cổng E lắp ở d ư ư ới, ới, đư đư ợc nối với ổ B. Sử ợc nối với ổ B. Sử dụng MODE dụng MODE đ đ o A o A ↔ ↔ B, chọn thang B, chọn thang đ đ o 9,999s. o 9,999s. 2, Quan sát quả dọi, phối hợp 2, Quan sát quả dọi, phối hợp đ đ iều chỉnh các vít ở chân iều chỉnh các vít ở chân giá giá đ đ ỡ sao cho quả dọi nằm ỡ sao cho quả dọi nằm đ đ úng tâm lỗ tròn T. Khi vật úng tâm lỗ tròn T. Khi vật r r ơ ơ i qua lỗ tròn của cổng quang i qua lỗ tròn của cổng quang đ đ iện E, chúng cùng nằm iện E, chúng cùng nằm trên một trục thẳng trên một trục thẳng đ đ ứng. Kh ứng. Kh ă ă n vải bông n vải bông đư đư ợc ợc đ đ ặt nằm ặt nằm d d ư ư ới ới đ đ ể ể đ đ ỡ vật r ỡ vật r ơ ơ i. i. 3, Cho nam châm hút gi 3, Cho nam châm hút gi ữ ữ vật r vật r ơ ơ i. Dùng miếng ke áp sát i. Dùng miếng ke áp sát đ đ áy vật r áy vật r ơ ơ i i đ đ ể xác ể xác đ đ ịnh vị trí ịnh vị trí đ đ ầu s ầu s 0 0 của vật. Ghi giá trị s của vật. Ghi giá trị s 0 0 vào bảng 1. vào bảng 1. V. Tiến hành thí nghiệm: V. Tiến hành thí nghiệm: 1. Khảo sát chuyển 1. Khảo sát chuyển đ đ ộng r ộng r ơ ơ i tự do: i tự do: 1- Nới lỏng vít và dịch cổng quang 1- Nới lỏng vít và dịch cổng quang đ đ iện E về phía d iện E về phía d ư ư ới ới cách s cách s 0 0 một khoảng s = 50mm. Nhấn nút RESET trên mặt một khoảng s = 50mm. Nhấn nút RESET trên mặt đ đ ồng hồ ồng hồ đ đ ể ể đư đư a chỉ thị số về giá trị 0000. a chỉ thị số về giá trị 0000. 2- ấn nút trên hộp công tắc 2- ấn nút trên hộp công tắc đ đ ể thả vật r ể thả vật r ơ ơ i, rồi nhả nhanh i, rồi nhả nhanh nút tr nút tr ư ư ớc khi vật r ớc khi vật r ơ ơ i i đ đ ến cổng quang ến cổng quang đ đ iện E (*). Ghi thời iện E (*). Ghi thời gian r gian r ơ ơ i của vật vào bảng 1. Lặp lại phép i của vật vào bảng 1. Lặp lại phép đ đ o trên 3 lần ghi o trên 3 lần ghi vào bảng 1. vào bảng 1. 3-Nới lỏng vít và dịch cổng quang 3-Nới lỏng vít và dịch cổng quang đ đ iện E về phía d iện E về phía d ư ư ới ới cách vị trí s cách vị trí s 0 0 một khoảng s = 200mm; 800mm. ứng với mỗi một khoảng s = 200mm; 800mm. ứng với mỗi khoảng cách s, thả vật r khoảng cách s, thả vật r ơ ơ i và ghi thời gian t i và ghi thời gian t ươ ươ ng ứng vào ng ứng vào bảng 1, lặp lại 3 lần. bảng 1, lặp lại 3 lần. 2. Đo gia tốc r 2. Đo gia tốc r ơ ơ i tự do: i tự do: 1-Nới lỏng vít và dịch cổng quang 1-Nới lỏng vít và dịch cổng quang đ đ iện E về phía iện E về phía d d ư ư ới cách vị trí s ới cách vị trí s 0 0 một khoảng s = 0,200m. Nhấn nút một khoảng s = 0,200m. Nhấn nút RESET trên mặt RESET trên mặt đ đ ồng hồ ồng hồ đ đ ẻ ẻ đư đư a chỉ thị số về giá trị a chỉ thị số về giá trị 0000. 0000. 2- ấn nút trên hộp công tắc 2- ấn nút trên hộp công tắc đ đ ể thả vật r ể thả vật r ơ ơ i, rồi nhả i, rồi nhả nhanh nút tr nhanh nút tr ư ư ớc khi vật r ớc khi vật r ơ ơ i i đ đ ến cổng quang ến cổng quang đ đ iện E (*). iện E (*). Ghi thời gian r Ghi thời gian r ơ ơ i của vật vào bảng 1. Lặp lại phép i của vật vào bảng 1. Lặp lại phép đ đ o trên o trên 5 lần ghi vào bảng 1. 5 lần ghi vào bảng 1. 3-Nới lỏng vít và dịch cổng quang 3-Nới lỏng vít và dịch cổng quang đ đ iện E về phía iện E về phía d d ư ư ới cách vị trí s ới cách vị trí s 0 0 một khoảng s = 0,300; 0,400; 0,500; một khoảng s = 0,300; 0,400; 0,500; 0,600; 0,700; 0,800 m. ứng với mỗi khoảng cách s, thả 0,600; 0,700; 0,800 m. ứng với mỗi khoảng cách s, thả vật r vật r ơ ơ i và ghi thời gian t i và ghi thời gian t ươ ươ ng ứng vào bảng 1, lặp lại 5 ng ứng vào bảng 1, lặp lại 5 lần. lần. 4-Kết thúc thí nghiệm: Nhấn khoá K, tắt 4-Kết thúc thí nghiệm: Nhấn khoá K, tắt đ đ iện iện đ đ ồng ồng hồ hồ đ đ o thời gian hiện số. o thời gian hiện số. Chú ý: Chú ý:  Cổng E chỉ hoạt Cổng E chỉ hoạt đ đ ộng ộng đư đư ợc khi nút nhấn trên hộp ợc khi nút nhấn trên hộp công tắc nhả. công tắc nhả.  Các thao tác không chuẩn xác cho kết quả Các thao tác không chuẩn xác cho kết quả đ đ o sai o sai cần loại bỏ và thực hiện cần loại bỏ và thực hiện đ đ o lại o lại Báo cáo thực hành Báo cáo thực hành Họ và tên:……………lớp:……… ngày…………. Họ và tên:……………lớp:……… ngày…………. Tên bài thực hành:………………………………. Tên bài thực hành:………………………………. I. Trả lời câu hỏi: I. Trả lời câu hỏi: S S ự ự r r ơ ơ i tự do là g i tự do là g ỡ ỡ ? Đặc ? Đặc đ đ iểm của iểm của r r ơ ơ i tự do? Công thức tính gia tốc r i tự do? Công thức tính gia tốc r ơ ơ i tự do? i tự do? …………………………………………………… …………………………………………………… …………………………………………………… …………………………………………………… …………………………………………………… …………………………………………………… II. Kết qủa: II. Kết qủa: Bảng 1: Khảo sát chuyển Bảng 1: Khảo sát chuyển đ đ ộng r ộng r ơ ơ i tự do i tự do Vị trí Vị trí đ đ ầu của vật r ầu của vật r ơ ơ i: s i: s 0 0 = ……………. (mm) = ……………. (mm) 800 800 200 200 50 50 TB TB 3 3 2 2 1 1 Thời gian rơi t(s) Thời gian rơi t(s) Lần đo Lần đo s(mm) s(mm) [...]... do l mt chuyn ng Bng 2: Xỏc nh gia tc ri t do: V trớ u ca vt ri: s0 = (mm) Ln o s(m) Thi gian ri t(s) 1 0,200 0,300 0,400 0,500 0,600 0.700 0 .80 0 2 3 4 t 5 t2 g = 2s / t 2 v = 2 s / t Theo bng 2 2 Tớnh t ,t ng vi mi cp giỏ tr (s,t) v ghi vo bng 2 V th: s = s(t2) th: v =v(t) ồ thị s = s(t2) có dạng một đường ., như vậy chuyển động của vật rơi tự do là chuyển động 2 Gia tốc rơi tự do có thể xác định. .. Khi đã xác định được chuyển động rơi tự do là một chuyển động nhanh dần đều, ta có thể xác định các giá trị của g theo công thức g = 2s/t 2 và vận tốc của vật rơi tại cổng F theo công thức v =2s/t ứng với mỗi lần đo Hãy tính các giá trị trên và ghi vào bảng 1 4 V th v = v(t) da trờn cỏc s liu ca bng 1, mt ln va nghim li tớnh cht ca chuyn ng ri t do: th v = v(t) cú dng mt ng tc l vn tc ri t do theo... ng tc l vn tc ri t do theo thi gian Vy chuyn ng ca vt ri t do l chuyn ng 5 Tnh g + g + + g 5 g = 1 25 V g1 = g g1 Tnh g +g + +g 5 g = 1 2 5 6 Vit kt qu: Gia tc ri t do o c l: g = g g CU HI 1 EM HY SO SNH KT QU TNH G THEO CC CCH TRấN, V CHO í KIN NHN XẫT? KT QU NO NG TIN CY HN? 2 V SAO SAU KHI NHN NT TRấN HP CễNG TC NGT IN VO NAM CHM TH VT RI V KHI NG B M THI GIAN, TA LI PHI NH NHANH NT TRC . vậy chuyển động của vật rơi tự do là chuyển nh vậy chuyển động của vật rơi tự do là chuyển động động 2. Gia tốc rơi tự do có thể xác định theo góc 2. Gia tốc rơi tự do. KHẢO SÁT CHUYỂN KHẢO SÁT CHUYỂN Đ Đ ỘNG R ỘNG R Ơ Ơ I TỰ DO I TỰ DO XÁC XÁC Đ Đ ỊNH GIA TỐC R ỊNH GIA TỐC R Ơ Ơ I TỰ DO I TỰ DO C C ơ ơ sở lý sở lý thuyết thuyết : : 2 2 1 ats. là vận tốc r vận tốc r ơ ơ i tự do ……… theo thời gian. Vậy i tự do ……… theo thời gian. Vậy chuyển chuyển đ đ ộng của vật r ộng của vật r ơ ơ i tự do là chuyển i tự do là chuyển đ đ ộng ộng