Hướng dẫn thí nghiệm thực hành vật lý đại cương I

Xác định khối lượng của vật bằng 2 phương pháp: Cân thường và cân Menđêlêep – Áp dụng cân một miếng nhựa và một khối trụ...20 Bài 3.. Thí nghiệm thực hành Vật lý đại cương là một khâu tr

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

LỜI NÓI ĐẦU 5

LÝ THUYẾT CƠ BẢN VỀ PHÉP ĐO VÀ SAI SỐ 7

Bài 1 SƠ LƯỢC VỀ LÝ THUYẾT PHÉP ĐO VÀ SAI SỐ 7

I ĐỊNH NGHĨA PHÉP ĐO VÀ SAI SỐ 7

1 Định nghĩa phép đo 7

2 Định nghĩa sai số 7

II MỘT SỐ KHÁI NIỆM 7

III PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH SAI SỐ CỦA PHÉP ĐO TRỰC TIẾP 8

IV PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH SAI SỐ CỦA PHÉP ĐO GIÁN TIẾP 8

V MỘT SỐ CHÚ Ý KHI TÍNH TOÁN BẰNG SỐ 9

VI CÁCH VIẾT KẾT QUẢ 10

1 Định nghĩa chữ số có nghĩa 10

2 Quy tắc làm tròn số và cách viết kết quả 10

Bài 2 QUY TRÌNH LÀM MỘT BÀI THỰC HÀNH VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG 11

I NHỮNG CÔNG VIỆC CẦN THỰC HIỆN TRƯỚC KHI VÀO PHÒNG THÍ NGHIỆM 11

II CÔNG VIỆC THỰC HIỆN TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM 11

III NHỮNG CÔNG VIỆC CẦN LÀM SAU BUỔI THỰC HÀNH 11

IV MẪU BÁO CÁO THÍ NGHIỆM 12

CƠ HỌC 13

Bài 1 PHÉP ĐO ĐỘ DÀI THƯỚC KẸP, PANME 13

I MỤC ĐÍCH 13

II TÓM TẮT LÍ THUYẾT 13

1 Thước kẹp có du xích 13

2 Panme 14

3 Cầu kế Đo độ dày bản mỏng và bán kính của mặt cầu bằng cầu kế 14

III THỰC HÀNH 15

1 Thước kẹp 15

2 Panme 16

3 Cầu kế 17

Bài 2 PHÉP ĐO KHỐI LƯỢNG CÂN CHÍNH XÁC 18

I MỤC ĐÍCH 18

II TÓM TẮT LÍ THUYẾT 18

1 Nguyên tắc của phương pháp cân thường 18

2 Nguyên tắc của phương pháp cân Menđêlêep 18

3 Tìm điểm O thực của cân: Tính độ nhạy của cân 19

III THỰC HÀNH 19

1 Tính độ nhạy của cân không tải 19

2 Các chú ý khi cân 19

3 Xác định khối lượng của vật bằng 2 phương pháp: Cân thường và cân Menđêlêep – Áp dụng cân một miếng nhựa và một khối trụ 20

Bài 3 NGHIÊN CỨU CÁC ĐỊNH LUẬT NEWTON 21

I MỤC ĐÍCH 21

II TÓM TẮT LÍ THUYẾT 21

1 Định luật II Newton 21

2 Chuyển động trên đệm không khí 22

III THỰC HÀNH 23

1 Nghiệm lại định luật chuyển động thẳng đều 23

2 Nghiệm lại định luật chuyển động thẳng biến đổi đều 24

Bài 4 XÁC ĐỊNH GIA TỐC TRỌNG TRƯỜNG 25

BẰNG CON LẮC THUẬN NGHỊCH 25

I MỤC ĐÍCH 25

II TÓM TẮT LÍ THUYẾT 25

1 Con lắc vật lý 25

2 Con lắc thuận nghịch 26

2

III THỰC HÀNH 27

1 Xác định vị trí khối tâm C để con lắc là thuận nghịch 27

2 Xác định gia tốc trọng trường bằng con lắc thuận nghịch 28

Bài 5 VA CHẠM ĐÀN HỒI VA CHẠM KHÔNG ĐÀN HỒI 29

I MỤC TIÊU 29

II TÓM TẮT LÝ THUYẾT 29

III THỰC HÀNH 31

1 Nghiên cứu chuyển động của khối tâm hệ hai vật 31

2 Nghiên cứu va chạm đàn hồi của hai vật 32

3 Nghiên cứu va chạm mềm giữa hai vật 32

Bài 6 ĐO HỆ SỐ NHỚT CỦA CHẤT LỎNG 35

BẰNG PHƯƠNG PHÁP STOCKES 35

I MỤC ĐÍCH 35

II TÓM TẮT LÍ THUYẾT 35

III THỰC HÀNH 36

1 Xác định đường kính viên bi 36

2 Xác định quãng đường l 36

3 Tiến hành 36

VẬT LÝ PHÂN TỬ VÀ NHIỆT HỌC 38

Bài 1 XÁC ĐỊNH SUẤT CĂNG MẶT NGOÀI CỦA CHẤT LỎNG 38

I MỤC ĐÍCH 38

II TÓM TẮT LÝ THUYẾT 38

1 Suất căng mặt ngoài 38

2 Phương pháp xác định suất căng mặt ngoài bằng ống mao quản 39

III THỰC HÀNH 40

1 Quy trình 40

2 Kết quả 40

Bài 2 XÁC ĐỊNH NHIỆT NÓNG CHẢY CỦA NƯỚC ĐÁ 42

I MỤC ĐÍCH 42

II TÓM TẮT LÍ THUYẾT 42

1 Khái niệm chung 42

2 Xác định nhiệt nóng chảy của nước đá 42

III THỰC HÀNH 43

1 Các chú ý khi dùng nhiệt lượng kế 43

2 Các chú ý khi dùng cân 43

3 Xác định nhiệt nóng chảy của nước đá 43

Bài 3 XÁC ĐỊNH NHIỆT DUNG RIÊNG CỦA CHẤT RẮN 46

I MỤC ĐÍCH 46

II TÓM TẮT LÝ THUYẾT 46

1 Nhiệt dung riêng 46

2 Xác định nhiệt dung riêng của chất rắn bằng nhiệt lượng kế 47

III THỰC HÀNH 48

TÀI LIỆU THAM KHẢO 50

4

LỜI NÓI ĐẦU

Vật lý là một ngành khoa học thực nghiệm Vì thế đối với sinh viên học bộ mônVật lý, việc làm quen với các hiện tượng và các thí nghiệm vật lý trong các phòng thínghiệm là rất cần thiết Thí nghiệm thực hành Vật lý đại cương là một khâu trọng yếutrong việc rèn luyện cho học sinh các phương pháp và kỹ năng thực hành Vật lý, cũng

là khâu có tác dụng to lớn để rèn luyện cho học sinh các đức tính của người làm côngtác khoa học

Tại thư viện của trường Đại học Hùng Vương đã có nhiều tài liệu hướng dẫnthực hành Vật lý đại cương nhưng chưa phù hợp với các thiết bị mà Nhà trường hiện

có Nhóm tác giả chúng tôi giới thiệu tập tài liệu Hướng dẫn thí nghiệm thực hành Vật lý đại cương I nhằm khắc phục các khó khăn nói trên tạo điều kiện cho các bạn

sinh viên có thể tự đọc tài liệu và tiến hành thí nghiệm một cách độc lập

Thí nghiệm thực hành Vật lý đại cương được chia thành 3 học phần nhỏ, đượcdạy kéo dài trong ba học kì của khóa học nhằm hình thành kĩ năng thực hành một cáchvững chắc Trong đó, học phần Thí nghiệm Vật lý đại cương I là học phần thí nghiệmthực hành đầu tiên, nó bao gồm :

1 Lý thuyết cơ bản về phép đo và sai số

2 Quy trình làm một bài thực hành Vật lý đại cương

Đó là 2 cơ sở cho tất cả các bài thực hành (kể cả trong thí nghiệm thực hànhVật lý đại cương II và III)

3 Các bài hướng dẫn thí nghiệm thực hành phần Cơ học gồm 6 bài :

Bài 1 Phép đo độ dài Thước kẹp, panme

Bài 2 Phép đo khối lượng Cân chính xác

Bài 3 Nghiên cứu các định luật Newton

Bài 4 Xác định gia tốc trọng trường bằng con lắc thuận nghịch

Bài 5 Va chạm đàn hồi và không đàn hồi

Bài 6 Đo hệ số nhớt của chất lỏng bằng phương pháp Stokes

4 Các bài hướng dẫn thí nghiệm thực hành phần Vật lý phân tử và Nhiệt họcgồm 3 bài :

Bài 1 Xác định suất căng mặt ngoài của chất lỏng

Bài 2 Xác định nhiệt nóng chảy của nước đáBài 3 Xác định nhiệt dung riêng của chất rắn

6

CHƯƠNG I

LÝ THUYẾT CƠ BẢN VỀ PHÉP ĐO VÀ SAI SỐ

Bài 1 SƠ LƯỢC VỀ LÝ THUYẾT PHÉP ĐO VÀ SAI SỐ

I ĐỊNH NGHĨA PHÉP ĐO VÀ SAI SỐ

1 Định nghĩa phép đo

- Đại lượng đo trực tiếp là đại lượng cần đo được đem so sánh trực tiếp với đại

lượng cùng loại được chọn làm đơn vị

- Đại lượng đo gián tiếp là đại lượng cần đo được suy ra từ các đại lượng đo trực

tiếp có liên quan thông qua các định luật Vật lý

2 Định nghĩa sai số

Khi đo một đại lượng Vật lý, dù là đo trực tiếp hay đo gián tiếp, bao giờ ta cũng

mắc phải sai số Sai số là độ sai lệch giữa giá trị thực của đại lượng cần đo và giá trị

đo được.

- Sai số hệ thống: Do sai số của dụng cụ đo hoặc do lí thuyết về phương pháp đo

chưa hoàn chỉnh Sai số hệ thống làm cho giá trị đo luôn luôn lệch về một phía(luôn nhỏ hơn hoặc lớn hơn) so với giá trị thực của đại lượng cần đo Sai số hệthống có thể được loại trừ bằng cách kiểm tra, điều chỉnh lại các dụng cụ hoặcthay đổi phương pháp đo

- Sai số ngẫu nhiên: Có nhiều nguyên nhân gây ra sai số ngẫu nhiên: Do giác

quan người đo, phản xạ chậm, do môi trường đo, sự không cẩn thận của ngườiđo… Sai số ngẫu nhiên làm kết quả đo lệch cả về hai phía (khi lớn hơn khi nhỏhơn) so với kết quả thực của đại lượng cần đo Sai số ngẫu nhiên không loại trừđược, nhưng có thể giảm bằng cách đo nhiều lần,…

II MỘT SỐ KHÁI NIỆM

Giả sử ta thực hiện n lần phép đo một đại lượng A nào đó Các kết quả đo lầnlượt là: A1, A2, A3, …, A n

n i

 (1) gọi là trị trung bình (trung bình số

học) của đại lượng A

 Để đánh giá sai số của phép đo đại lượng A, người ta dùng sai số toàn phương trung bình ( còn gọi là sai số chuẩn )

2 1

lim

1

n i i n

Ai A A

III PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH SAI SỐ CỦA PHÉP ĐO TRỰC TIẾP

- Tính giá trị trung bình số học theo công thức (1)

- Tính sai số toàn phương trung bình  theo công thức (2)

- Viết kết quả đo dưới dạng (3) hoặc (6), (7)

IV PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH SAI SỐ CỦA PHÉP ĐO GIÁN TIẾP

Giả sử đại lượng A phụ thuộc vào các đại lượng đo trực tiếp x, y, z bằng biểuthức toán học: A = f(x,y,z)

Với x x  x

y y  y

z z  z

8

Giá trị trung bình của A được tính Af x y z , , 

Ta có hai quy tắc để tính sai số của phép đo gián tiếp:

A Quy tắc 1: Áp dụng với các hàm f x, y, z là một tổng hay hiệu đại số

- Lấy vi phân toàn phần hàm A, sau đó nhóm các số hạng có chứa vi phân củacùng biến số

- Tính sai số tỉ đối nếu cần

B Quy tắc 2: Áp dụng với các hàm f x, y, z  là một tích, thương, lũy thừa

- Lấy logarit cơ số e hàm f x, y, z  ta được hàm lnf x, y, z 

- Tính vi phân toàn phần của hàm lnf x, y, z  , sau đó nhóm các số hạng có chứa

vi phân của cùng biến số

- Lấy các giá trị tuyệt đối của biểu thức đứng trước dấu vi phân Thay dấu vi

phân d bằng dấu sai số , ta có sai số tỉ đối A A

Chú ý: Khi trong biểu thức có hằng số thì cần tính sai số trước, từ đó biết được

hằng số lấy đến chữ số thập phân thứ mấy, rồi sau đó tính giá trị trung bình của đạilượng cần đo

VI CÁCH VIẾT KẾT QUẢ

1 Định nghĩa chữ số có nghĩa

Tất cả các chữ số tính từ trái sang phải, kể từ chữ số khác không đầu tiên đều làcác chữ số có nghĩa

2. Quy tắc làm tròn số và cách viết kết quả

- Chỉ giữ lại chữ số có nghĩa trong kết quả

- Sai số tuyệt đối A được làm tròn đến chữ số có nghĩa đầu tiên nếu chữ số nàylớn hơn 2, và được làm tròn đến chữ số có nghĩa thứ 2 nếu chữ số này  2

- Sai số tỷ đối được làm tròn đến chữ số có nghĩa thứ 2

- Giá trị trung bình được làm tròn đến chữ số cùng hàng với chữ số có nghĩa củasai số tuyệt đối

- Kết quả phải được viết dưới dạng lũy thừa của 10 để không chứa những số 0 vônghĩa đứng ở đầu số

10

Bài 2 QUY TRÌNH LÀM MỘT BÀI THỰC HÀNH VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG

I NHỮNG CÔNG VIỆC CẦN THỰC HIỆN TRƯỚC KHI VÀO

PHÒNG THÍ NGHIỆM

1 Đọc kỹ lí thuyết của bài thí nghiệm sẽ làm để nắm vững mục đích, yêu cầu củabài và trình tự tiến hành thí nghiệm

2 Viết tóm tắt lí thuyết, dự kiến các bước thực hành thí nghiệm ra giấy

3 Kẻ sẵn các bảng biểu số liệu cần thiết

4 Chuẩn bị giấy nháp dùng cho phòng thí nghiệm

II CÔNG VIỆC THỰC HIỆN TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM

1 Tìm hiểu dụng cụ đo: Cấu tạo, cách vận hành, cách đọc số, độ nhạy, cấp chínhxác,…

2 Tiến hành đo đạc theo số lần yêu cầu, ghi số liệu vào các bảng kẻ sẵn Sau khihoàn thành, trình cho giáo viên để xin chữ kí xác nhận

3 Những điều cần lưu ý khi vào phòng thí nghiệm:

- Tuân thủ nghiêm túc nội quy phòng thí nghiệm

- Giữ gìn máy móc, thiết bị cẩn thận trong quá trình thực hành

- Phải chuẩn bị trước khi vào phòng thực hành: tóm tắt lí thuyết, dự kiến cácbước thực hành,…

- Yêu cầu giáo viên kiểm tra thiết bị, mạch điện,… trước khi thực hành

- Sau khi thực hành xong phải sắp xếp lại bàn ghế, thiết bị ngay ngắn, gọn gàngnhư trước khi làm thí nghiệm

III NHỮNG CÔNG VIỆC CẦN LÀM SAU BUỔI THỰC HÀNH

1 Tiến hành xử lí kết quả thí nghiệm, tính toán sai số và viết kết quả Vẽ đồ thị (nếu có), nhận xét và biện luận kết quả thu được

2 Hoàn thiện báo cáo thực hành để nộp cho giáo viên vào buổi thực hành sau

IV MẪU BÁO CÁO THÍ NGHIỆM

- Bao gồm các bảng biểu số liệu được đo tại phòng thí nghiệm

C XỬ LÍ SỐ LIỆU, NHẬN XÉT VÀ BIỆN LUẬN

- Tính các đại lượng trực tiếp, gián tiếp, sai số

- Viết kết quả

- Vẽ đồ thị (nếu có)

- Nhận xét, đánh giá kết quả

12

Cách đọc thước kẹp: Khi hai hàm A và hàm B khít nhau thì vạch 0 của thước

chính trùng với vạch 0 của du xích Nếu ta

kẹp mẫu đo vào giữa hai hàm A và hàm B

thì chiều dày của mẫu chính bằng khoảng

cách giữa hai vạch 0 của thước chính và du

xích Giả sử vạch số 0 trên thước chạy trùng

vượt quá vạch thứ m trên thước chính, và

vạch thứ k của thước chạy trùng với một

vạch nào đó trên thước chính thì chiều dày của mẫu sẽ là:

Ví dụ, đơn vị độ dài trên thước chính là a = 1mm Thước chạy được chia làm

100 vạch, vạch số 0 vượt quá vạch 6 trên thước chính, vạch số 75 trùng với 1 vạch nào

đó trên thước chính thì độ dày của mẫu:

Là dụng cụ cho phép đo độ dài

chính xác tới 0,01mm Panme bao

gồm một thước chính và một thước vòng, thước vòng được khắc trên trống Bộ phậnchính là một đinh ốc vi cấp có bước dịch chuyển bằng 0,5mm Ốc vi cấp có thể dịchchuyển nhờ việc quay trống Khi trống quay được một vòng thì ốc vi cấp tịnh tiến mộtđoạn 0,5mm (bằng khoảng cách một vạch trên thước chính) Nếu trên thước vòng cókhắc n khoảng thì khi quay trống một khoảng thì ốc vi cấp tịnh tiến một đoạn:

a

mm n

  đây chính là độ chính xác của panme

Cách đo: Muốn đo độ dài một vật, ta đặt nó giữa hai má của thước rồi xoay

trống cho đến khi hai má áp chặt vật Giả sử vạch thứ k trên thước vòng trùng vớiđường kẻ thẳng trục của thước, cạnh của thước vòng

vượt quá vạch thứ m trên thước chính Độ dày của vật

được đọc như sau:

Chú ý: Để có thể đạt được kết quả đo chính xác,

khi hai hàm A, B đã áp gần sát vật cần đo, ta không quay trống nữa mà dùng mũ quay

N để tiếp tục quay cho đến khi nghe tiếng “tách tách” thì dừng lại

3. Cầu kế Đo độ dày bản mỏng và bán kính

của mặt cầu bằng cầu kế

Cầu kế có độ chính xác cao tới 0,005 

0,001mm chủ yếu được sử dụng để đo độ dày của bản

mỏng và bán kính cong của các mặt cầu

Cầu kế gồm có 3 chân cố định (4) và một đĩa

tròn (2) gắn chặt với ốc động (5) nằm thẳng đứng giữa

3 chân cố định Thước thẳng (1) được gắn thẳng đứng

14

Hình 3 Cấu tạo của một panme

A: Đầu cố định, B: Ốc vi cấp (Đầu dịch chuyển)

M: Trống, N: Mũ quay

M

Hình 4 Cách đọc panme

Hình 5 Cầu kế

trên giá của ba chân có chia tới nửa mm Vị trí số 0 của thước được để ở giữa để tiện

đo cả bán kính mắt cầu lồi và lõm Trên đĩa tròn có khắc các vạch thước vòng (nvạch) Mũ quay (3) để điều chỉnh tiếp xúc làm nâng cao độ chính xác khi đo Độ chínhxác của cầu kế:

a

mm n

 

Cách đo:

- Đo bề dày bản mỏng: Đặt bản mỏng dưới ốc động, và không để 3 chân tĩnh tì

lên bản mỏng Đọc trị số giống như cách đọc của panme

- Đo bán kính cong của mặt cầu: Đặt cầu kế lên

trên mặt cầu cần đo sao cho 3 chân tĩnh và chân

động đều tiếp xúc với mặt cầu Mặt phẳng đi

qua 3 điểm mũi nhọn của chân cầu kế cắt mặt

cầu theo một chỏm cầu Ta có:

h

 

R: Bán kính mặt cầur: Bán kính đáy chỏm cầuh: Độ cao chỏm cầu

Để xác định r, ta lấy vết 4 chân cầu kế trên một

tờ giấy trắng, đo khoảng cách từ chân động tới

3 chân kia rồi lấy giá trị trung bình:

- Đo độ dày bản nhựa

- Đo đường kính trong, ngoài, chiều cao hình trụ bị khoét rỗng rồi tính thể tíchhình trụ đó

Kết quả:

- Độ chính xác của thước kẹp:  

Hình 6 Đo bán kính cong của mặt cầu

- Ghi kết quả: Độ dày bản nhựa

- Ghi kết quả: Thể tích hình trụ rỗng, kết quả và sai số

2 Panme

- Đo đường kính viên bi xe đạp

- Đo đường kính sợi dây đồng

- Đo đường kính đũa thủy tinh

- Đo độ dày bản mỏng: lưỡi dao cạo

- Đo bán kính trong và ngoài của mặt cầu thủy tinh

Kết quả:

- Độ chính xác của cầu kế:  

16

- Ghi kết quả: độ dày bản mỏng

- Tính bán kính R, ghi kết quả và sai số

Hình 7 Phương pháp cân Menđêlêep

Bài 2 PHÉP ĐO KHỐI LƯỢNG CÂN CHÍNH XÁC

1. Nguyên tắc của phương pháp cân thường

Nếu cánh tay đòn bên trái của cân là l1, cánh tay đòn bên phải của cân là l2;Khối lượng của đĩa cân và quang cân bên trái là m1, khối lượng của đĩa cân và quangcân bên phải là m2 Khi đặt vật có khối lượng X lên đĩa cân bên trái và các quả cân cókhối lượng M lên đĩa cân bên phải sao cho đòn cân thăng bằng thì tổng mô men ngoạilực tác dụng lên đòn cân bằng 0 Ta có:

2 Nguyên tắc của phương pháp cân Menđêlêep

Trong trường hợp biểu thức:

 không thỏa mãn Ta sẽ sử dụng phương pháp cân Menđêlêep để xác

định khối lượng của vật cần tìm

Trên đĩa cân bên trái đặt một vật có khối lượng lớn hơn vật cần cân, gọi là bì

Bì có khối lượng là B Trên đĩa cân bên phải đặt vật cần cân và một vài quả nặng cókhối lượng bằng M1, sao cho đòn cân thăng bằng Khi đó ta có:

18

m1B g l 1m2X M g l 1 2

Bỏ vật cần cân ra, giữ nguyên bì và thêm các quả cân vào đĩa cân bên phải saocho đòng cân lại thăng bằng Giả sử tổng khối lượng của các quả cân bây giờ là M2

Ta lại có: m1B g l 1m2M g l2 2

Từ hai biểu thức trên, ta rút ra được: m2M2 m2X M 1hay là: X M2 M1

3. Tìm điểm O thực của cân: Tính độ nhạy của cân

Điểm O thực của cân tức là vị trí của kim khi cân không tải ở vị trí cân bằng.

Nhẹ nhàng vặn hãm để kim cân dao động tự do trong giới hạn từ 5 – 10 vạch trênthang chia độ Nếu gọi a a a1, ,3 5 là các độ lệch phải liên tiếp của kim; a a a2, ,4 6 là các độlệch trái liên tiếp của kim thì số không thực  a0 sẽ là:

Xác định giá trị một độ chia bằng cách đặt một quả cân nhỏ khối lượng m(mg)

lên một đĩa cân và xác định giá trị cân bằng mới của kim  a Giá trị a cũng được tìm

với công thức tương tự như trên Giá trị một vạch

chia:

0

m

a a (mg/độ chia) Nghịch đảo giá trị một độ

chia gọi là độ nhạy của cân.

III THỰC HÀNH

1 Tính độ nhạy của cân không tải

- Kiểm tra tình trạng của cân và các quả cân

- Xác định vị trí 0 thực của cân

- Tính độ nhạy của cân không tải

2 Các chú ý khi cân

- Trước khi cân phải hiệu chỉnh lại cân sao cho

cân thăng bằng Hiệu chỉnh bằng các vít ở

chân để cho quả rọi nằm đúng vị trí giữa

- Hiệu chỉnh lại các gia trọng ở hai đầu đòn cân để sao cho kim của cân dao độngtrong khoảng giữa khi cân không tải cân bằng,

Hình 8 Cân Menđêlêep

- Hiệu chỉnh lại các điểm tựa nằm đúng vị trí, tránh bị xô lệch.

- Khi cân, lúc đặt mẫu hay quả cân thì cần vặn hãm lại để cho đĩa cân khôngđung đưa Sau khi đặt xong mẫu rồi thì đóng cửa kính lại để tránh gió rồi mới từ

từ vặn hãm ra (chú ý vặn hãm ra phải thật từ từ).

- Đặt quả nặng có khối lượng lớn vào trước Nếu cân nghiêng về phía đĩa có quả nặng thì bỏ quả đó ra rồi cho quả nặng có khối lượng nhỏ kế tiếp vào Nếu cân nghiêng ngược lại thì ta lại tiếp tục bỏ thêm quả nặng có khối lượng nhỏ kế tiếp Làm lần lượt từ quả nặng có khối lượng lớn nhất đến quả có khối lượng nhỏ nhất.

- Tránh tì tay lên bàn trong quá trình cân để tránh làm rung cân

- Không được di chuyển vị trí của cân sau khi đã hiệu chỉnh

3. Xác định khối lượng của vật bằng 2 phương pháp: Cân thường và cân

Menđêlêep – Áp dụng cân một miếng nhựa và một khối trụ

Bài 3 NGHIÊN CỨU CÁC ĐỊNH LUẬT NEWTON

Khảo sát các định luật chuyển động, thấy được mối liên hệ giữa quãng đường

và thời gian, tốc độ và thời gian, khối lượng gia tốc và lực tác dụng,…

Kiểm nghiệm sự đúng đắn của hai định luật Newton





suy ra v const

- Trong trường hợp vật chịu một lực tác dụng không đổi thì vận tốc của vật là

một hàm số của thời gian Trường hợp này gọi là chuyển động thẳng biến đổi đều.

- Trong trường hợp ta có xe chuyển động trên đệm không khí có khối lượng m2nối bằng một sợi dây không dãn mắc qua ròng rọc với một vật nặng có khốilượng m1 Phương trình chuyển động:

2 Chuyển động trên đệm không khí

Đệm không khí là một hộp kim loại dài, một đầu được bịt kín và một đầu đượcnén với bơm nén khí Trên mặt hộp có những lỗ nhỏ được phân bố đều nhau

tay thì xe không bị trôi, cũng không bị sít

Quãng đường chuyển động của xe được xác định bởi thước T gắn trên giá Thờigian chuyển động được xác định nhờ hai cảm biến là hai photo diot và hai máy ghithời gian Xe được nối với một sợi dây vắt qua ròng rọc, đầu kia của sợi dây buộc vớivật nặng có khối lượng m1 Khối lượng này có thể thay đổi trong quá trình làm thínghiệm Vật nặng để tạo gia tốc của xe trong quá trình làm thí nghiệm

Khi xe chuyển động qua cảm biến, thanh sắt nhỏ gắn trên xe có độ rộng

3

  sẽ chắn sáng giữa đèn hồng ngoại trên cảm biến và cửa sổ của photo diot

22

Hình 10 Sơ đồ thí nghiệm xe chuyển động trên đệm không khí

P: Máy nén khí; Đ 1 ,Đ 2 : Các cảm biến 1 và 2; C: Cái chắn sáng; X:

Xe chuyển động; G: Giá đỡ; T: Thước

trong khoảng thời gian t Khoảng thời gian này sẽ được máy đo thời gian tự độngghi lại.

Chú ý: Vặn núm MODE sang vị trí A và gạt chuyển mạch TIME RANGE về vị

trí 9,999s

III THỰC HÀNH

1 Nghiệm lại định luật chuyển động thẳng đều

- Điều chỉnh vị trí của đệm không khí sao cho xe thăng bằng, ma sát coi nhưbằng 0

- Điều chỉnh lại đúng chế độ của máy đo thời gian RESET lại thời gian trước khiđo

- Đặt cảm biến D1 cách đầu hộp kim loại 40cm, cảm biến D2 cách cảm biến D130cm

- Nối xe với một quả cân có khối lượng m1, phía dưới đặt giá đỡ cách khoảng 15– 20 cm (khi xe nằm ở vị trí đầu hộp kim loại)

- Cho bơm hoạt động

- Thả cho xe chuyển động dưới tác dụng của quả nặng m1 Khi quả nặng chạmvào giá đỡ thì xe không còn lực tác dụng, vì vậy xe lúc này chỉ chuyển độngtheo quán tính và giữ nguyên vận tốc

- Đọc thời gian trên máy đo thời gian Tính được vận tốc tương ứng của xe tại

các điểm đặt D1 và D2: 1

1

s v t

2 Nghiệm lại định luật chuyển động thẳng biến đổi đều

- Bỏ giá đỡ, để cho xe chuyển động nhanh dần đều dưới tác dụng của trọng lực

- Tính được vận tốc tương ứng của xe tại các điểm đặt D1 và D2

- Tính gia tốc của xe

- Thay đổi vị trí cảm biến D2, thực hiện tương tự

- So sánh các giá trị a đo được với 1

Bài 4 XÁC ĐỊNH GIA TỐC TRỌNG TRƯỜNG BẰNG CON LẮC THUẬN NGHỊCH

Hiểu thế nào là con lắc vật lý, con lắc thuận nghịch

Nghiên cứu dao động điều hòa trên cơ sở đó xác định gia tốc trọng trường bằngcon lắc thuận nghịch

II TÓM TẮT LÍ THUYẾT

1 Con lắc vật lý

Một vật rắn có khối lượng m, có thể dao động quanh

một trục nằm ngang cố định dưới tác dụng của trọng lực thì

được gọi là con lắc vật lý

Giả sử ta có một con lắc vật lý dao động quanh trục

nằm ngang đi qua điểm O1 nằm cao hơn khối tâm C của vật

Khi con lắc lệch khỏi vị trí cân bằng một góc  sẽ xuất hiện mô men lực có xu hướngkéo con lắc trở về vị trí cân bằng Đó là mô men trọng lực, có giá trị bằng:

Với : 0 là biên độ dao động cực đại

 là pha ban đầu

 là tần số góc của dao động: 1

1

mgl I