CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU CỦA VIÊN BI TRÊN MẶT PHẲNG NẰM NGANG I.. ĐO VẬN TỐC TỨC THỜI Ở CÁC VỊ TRÍ KHÁC NHAU TRÊN QUỸ ĐẠO A.. Mục đích : - Dựa vào dụng cụ thí nghiệm ta đo được thời gian
Trang 1Bài 2 CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU CỦA VIÊN BI TRÊN
MẶT PHẲNG NẰM NGANG
I ĐO VẬN TỐC TỨC THỜI Ở CÁC VỊ TRÍ KHÁC NHAU TRÊN QUỸ ĐẠO
A Mục đích :
- Dựa vào dụng cụ thí nghiệm ta đo được thời gian t từ đó xác định vận tốc tức thời ở các vị trí khác nhau trên quỹ đạo là như nhau để chứng minh cho học sinh thấy được chuyển động của viên bi trên mặt phẳng nằm ngang là chuyển động thẳng đều
B Yêu cầu :
- Biết lắp ráp , kết nối các dụng cụ thí nghiệm, hiểu rõ các phương án thi nghiệm, khắc phục được trở ngại trong khi thí nghiệm để cho kết quả chính xác
C Nội dung thí nghiệm :
Hoạt động của cô – trò
Nội dung ghi bảng
Hoạt động 1 : giới thiệu và nêu
công dụng của từng dụng cụ
GV : để tiến hành thí nghiệm ta
cần dùng những dụng cụ sau đây
1 mặt phẳng ngang p có rãnh
lăn được gắn thước
1.000mm.thước dùng để đo
chiều dài
2 cổng quang điện E , F điều
chỉnh qua lại được nhờ vít ,
họat động như sau : khi có
một vật che chắn ở giữa thì
đồng hồ sẽ chạy , còn
không che thì đồng hồ sẽ
không chạy
3 thước đo góc có dây dọi
mục đích để chỉnh cho mặt
phẳng p nằm ngang
4 chân chống C có hai vít để
điều chỉnh thăng bằng và
để đỡ giá đỡ
5 đế ba chân có ba vít điều
chỉnh thăng bằng , có một
Trang 2khớp nối chữ thập để đỡ một đầu mặt phẳng p
6 viên bi bằng thép
7 đồng hồ đo thời gian hiện
số có cửa sổ chỉ thị giá trị
đo được
8 nam châm điện N cố định tại đỉnh của phần nghiêng mặt phẳng P để giữ vật
9 hộp công tắc kép cấp điện hoặc ngắt điện được nối với nam châm điện để giữ
và thả viên bi
Hoạt động 2 : lắp rắp,kết nối thí nghiệm
1 ta thấy mặt phẳng P đã được cố định trên giá đỡ rồi bây giờ chúng ta điều chỉnh các chân vít và dịch chuyển khớp nối chữ thập đến vị trí thích hợp để mặt phẳng P nằm ngang khi đó dây dọi song song với mặt phẳng thước đo góc và chỉ
số 0
2 tiếp theo ta lấy nam châm điện N nối với ổ cắm C của đồng hồ đo thời gian qua hộp công tắc kép
3 đặt cổng quang điện E cách phần nghiêng mặt phẳng P một khoảng hơn 15cm
4 đặt cổng E cách cổng F một đoạn 30cm và nối chúng với hai ổ cắm A,B của đồng hồ đo thời gian hiện số
Hoạt động 3 : tiến hành thí nghiệm
Phương án 1 : đo vận tốc tức thời ở các vị trí khác nhau trên quỹ đạo
Bước 1 : đồng hồ đo thời gian hiện số MODE A+B , thang
đo 9,999s ấn nút RESET để
Trang 3số chỉ trên đồng hồ trở về
0,000
Bước 2 : ấn công tắc kép để
thả cho viên bi lăn xuống ,
chuyển động trên rãnh qua hai
cổng quang điện E, F khi viên
bi đi qua cổng E đông hồ chỉ
giá trị ∆t1 , tiếp tục chuyển
động viên bi đi qua cổng F và
đồng hồ chỉ thời gian ∆t ∆t là
tổng thời gian đi qua cổng E
và F gọi thời gian viên bi đi
qua cổng F là ∆t2 thì
∆t2 = ∆t - ∆t1
Nếu ∆t1 khác ∆t2 thì ta chỉnh
khớp nối cữ thập lên hay
xuống để mặp phăng p thật sự
nằm ngang , để viên bi tiếp
xúc với nam châm điện luôn ở
một điểm ,làm nhiều lần cho
đến lúc đo được ∆t1= ∆t2
Lần 1 cô đọc được ∆t2, ∆t ,
∆t1 bây giờ cô tiếp tục tiến
hành tương tự lần 2,3,4,5
GV : mời một em lên quan sát và
đọc giá trị hiển thị trên đồng hồ
giúp cô
HS : Dự đoán học sinh trả lời :
∆t1= ∆t2= 0,03s và ∆t = 0,06s
GV : sau 5 lần đo chúng ta đã
thấy được ∆t1= ∆t2 thì các em
có nhận xét gì ?
HS : DĐHSTL ∆t1= ∆t2 thì
chuyển động của viên bi nên
máng ngang là chuyển động
thẳng đều
GV : bây giờ ta gọi d là đường
kính viên bi , vận tốc tức thời của
viên bi tại vị trí đặt hai cổng
quang điện E,F được tính
Ve = d/∆t1 ; Vf = d/ ∆t2
Mời một em lên tính giúp cô Ve,
Vf theo công thức biết d = 20,6
mm
Lần đo
∆t1 ∆t2 ∆t Ve Vf
1 0.03 0,03 0,06 0,68 0,68
2 0,03 0,03 0,06 0,68 0,68 3
4 5 TB Kết luận : viên bi chuyển động thẳng đều trên mặt phẳng nằm ngang tại E,F
Trang 4HS: dđhs tính Ve = Vf = 0,68
GV : các em có nhận xét gì về kết
quả
HS : vận tốc tức thời tại hai cổng
E và F bằng nhau
GV: qua thí ngiệm cô kết luận
được chuyển động của viên bi
trên máng ngang là chuyển động
thẳng đều tại E,F
II ĐO VẬN TỐC TRUNG
BÌNH CỦA VIÊN BI TRÊN
CÁC QUẢNG ĐƯỜNG KHÁC
NHAU :
- Mục đích thí nghiệm : Dựa vào
dụng cụ thí nghiệm ta đo được
thời gian t từ đó tính toán được
vận tốc trung bình của viên bi
trên các quãng đường khác nhau
rồi so sánh kết quả rút ra kết luận
chuyển động thẳng đều là chuyển
động có vận tốc trung bình như
nhau ở mọi thời điểm
- Để tiến hành thí nghiệm ta sử
dụng những dụng cụ sau đây :
nêu dụng cụ giống dụng cụ của
phần đo vận tốc tức thời ở các vị
trí khác nhau trên quỹ đạo
- Bố trí thí nghiệm tương tự như
phần đo vận tốc tức thời ở các vị
trí khác nhau trên quỹ đạo
- Bây giờ ta tiến hành thí nghiệm:
Bước 1 : đặt hai cổng quang điện
cách nhau một khoảng 30cm sử
dụng MODE A<-> B , thang đo
9,9999s ấn nút RESET để số chỉ
trên đồng hồ trở về 0000
Bước 2 : ấn nút công tắt kép , thả
viên bi lăn xuống chuyển động
trên rãnh qua hai cổng quang điện
E,F khi viên bi đi vào cổng E
đồng hồ bắt đầu đo thời gian khi
viên bi đi đến cổng F thì đồng hồ
dừng đo Khoảng thời gian viên
bi đi qua giữa hai cổng quang
1 công thức tính vận tốc : s = v / t
2 bảng số liệu :
S(cm) t (s) v=s/t ∆v
35 0,56 0,56 0,56 0,56 0,63
40 0,64 0,64 0,64 0,64 0,63
45 0,72 0,72 0,72 0,72 0,63
50 0,83 0,83 0,83 0,83 0,63
Kl : trên các quãng đường khác nhau có vận tốc trung bình là như nhau chứng tỏ viên bi chuyển động thẳng đều trên mặt phẳng nằm ngang
Trang 5điện được hiển thị trên dồng hồ
ta làm tương tự ba lần như vậy sẽ tình được t trung bình Quan sát ghi lại thời gian t
Bước 3 : giữ nguyên vị trí cổng
E, dịch chuyển cổng F xa dần cổng E mỗi lần 5cm với mỗi giá trị của s ,làm tương tự để đo thời gian t tương ứng
Bây giờ mời một em lên quan sát đọc gíá trị t cho cô
GV : mời một em lên tính cho cô vận tốc trung bình từ bảng số liệu
HS : hoàn thành bảng số liệu
GV : dựa vào bảng số liệu các em
có nhận xét gì về vận tốc trung bình ?
Dự đoán hs trả lời : vận tốc trung bình có giá trị bằng nhau
GV : đúng vậy dựa vào bảng số liệu ta thấy ứng với mỗi quãng đường khác nhau đều có vận tốc trung bình như nhau
Rút ra KL : vậy chuyển động của viên bi trên mặt phẳng nằm ngang là chuyển động thẳng đều