d) Hạ cốc B xuống mặt bàn để nước trong cốc A lại từ từ chảy sang cốc B. Quan sát vòng và lực kế, ta thấy mặt nước trong cốc A hạ xuống và chiếc vòng bị kéo xuống theo, làm cho số chỉ tr[r]
(1)BÀI 1: KHẢO SÁT CHUYỂN ĐỘNG RƠI TỰ DO. XÁC ĐỊNH GIA TỐC RƠI TỰ DO
I - MỤC ĐÍCH
Đo thời gian rơi t đoạn đường s khác để vẽ đồ thị s ~ t2, từ suy ra tính chất chuyển động Ngồi ra, với số liệu ta xác định gia tốc rơi tự
II - CƠ SỞ LÍ THUYẾT
1 Mối quan hệ quãng đường rơi tự thời gian rơi
Thả vật ( trụ thép, viên bi…) từ độ cao s mặt đất, vật rơi nhanh theo phơng thẳng đứng (phương song song với dây dọi) Trong trường hợp ảnh hưởng khơng khí khơng đáng kể, vật chuyển động tác dụng trọng lực, nên coi vật rơi tự
Khi vật có vận tốc ban đầu 0, chuyển động thẳng nhanh dần với gia tốc a, quãng đường s sau khoảng thời gian t (tính từ lúc vật bắt đầu chuyển động) xác định công thức: s = 12at2
2 Vẽ đồ thị f (s, t2)
Đồ thị biểu diễn quan hệ s t2 có dạng đường thẳng qua gốc toạ độ có hệ số góc: tgα = a/2
III - DỤNG CỤ CẦN THIẾT (Hình 8.1) Đồng hồ đo thời gian số (Hình 8.2)
Hộp cơng tắc đóng ngắt điện chiều cấp cho nam châm điện đếm thời gian
Nam châm điện N (Hình 8.3) Cổng quang điện E (Hình 8.4)
Trụ viên bi (bằng thép) làm vật rơi tự Quả dọi
Giá đỡ thẳng đứng có vít điều chỉnh thăng Hộp đựng cát khô
Giấy kẻ ô li để vẽ đồ thị Kẻ sẵn bảng ghi số liệu theo mẫu SGK
IV - GIỚI THIỆU DỤNG CỤ ĐO (sgk) V - LẮP RÁP THÍ NGHIỆM
Nam châm điện N lắp đỉnh giá đỡ, nối qua công tắc vào ổ A đồng hồ đo thời gian Ổ A vừa cấp điện cho nam châm, vừa nhận tín hiệu từ cơng tắc chuyển Cổng E lắp dưới, nối với ổ B Sử dụng MODE đo A B, chọn thang đo 9,999 s
Quan sát dọi, phối hợp điều chỉnh vít chân giá để cho dọi nằm tâm lỗ tròn T Khi vật rơi qua lỗ tròn cổng quang điện E, chúng nằm trục thẳng đứng Khăn vải đặt nằm để để vật rơi
Cho nam châm hút giữ vật rơi Dùng miếng ke áp sát đáy vật rơi để xác định vị trí đầu s0 vật Ghi giá trị số vào Bảng 8.1 (có mẫu báo cáo)
(2)VI - TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM
Đo thời gian rơi ứng với khoảng cách s khác nhau Nới lỏng vít dịch cổng quang điện E phía cách s0 khoảng s = 0,050 m Nhấn nút RESET mặt đồng hồ để đưa thị số giá trị 000
Ấn nút hộp công tắc để thả vật rơi, nhả nhanh nút tr-ước vật rơi đến cổng quang điện E Ghi thời gian rơi của vật vào Bảng 8.1 Lặp lại phép đo thêm lần, ghi vào Bảng 8.1
Nới lỏng vít dịch cổng quang điện E phía cách s0 khoảng s = 0,200; 0,450; 0,800 m Ứng với giá trị s, thả vật rơi ghi thời gian t tương ứng vào bảng Bảng 8.1 Lặp lại phép đo thêm lần, ghi vào Bảng 8.1
Kết thúc thí nghiệm: Nhấn khố K , tắt điện đồng hồ đo thời gian số
BÀI BÁO CÁO
(3)KHẢO SÁT CHUYỂN ĐỘNG RƠI TỰ DO XÁC ĐỊNH GIA TỐC RƠI TỰ DO Họ tên :………; Lớp:………., ngày thực hành:……… 1 Trả lời câu hỏi : Sự rơi tự gì? Nêu đặc điểm rơi tự công thức tính gia tốc rơi tự 2 Kết thực hành:
Bảng 1: Đo thời gian ứng với khoảng cách s khác Vị trí ban đầu : s0 =……(mm) Lần đo
s(m) Thời gian rơi
¯ti t❑i2
gi = 2si
ti
2 V
i = 2si
ti
1
0,05 0,20 0,45 0,80
3 Vẽ đồ thị :
(4)4 Nhận xét – kết luận :
a Đồ thị s = s(t2) có dạng gì? Và em có kết luận chuyển động rơi tự ?
b Đồ thị v = v(t) có dạng gì? Em có kết luận cho trường hợp ?
c Hãy tính giá trị g , Dg, g viết kết phép đo gia tốc rơi tự
1
g g g
g= + + + =
1
5
g g g
g D +D + +D
D = =
… Với D = -g1 g g1 = ………Dg2= -g g2 = Kết phép đo: g= ±D =g g ( / )± m s2
5 Câu hỏi :
Câu 1: Khi tính g theo cách nêu trên, ta ý đến loại sai số nào? Vì ?
Câu : Hãy đề xuất phương án thí nghiệm khác, với dụng cụ
(5)BÀI : ĐO HỆ SỐ MA SÁT TRƯỢT I - MỤC ĐÍCH
- Vận dụng phương pháp động lực học để nghiên cứu lực ma sát trượt tác dụng vào vật chuyển động
- Đo hệ số ma sát trượt, so sánh giá trị thu với số liệu cho Bảng 13.1 II - CƠ SỞ LÍ THUYẾT
- Căn vào chuyển động vật mặt phẳng nghiêng khiα ≥ α0 (α0 góc nghiêng máng so với mặt phẳng nằm ngang) Vật chuyển động trượt xuống với gia tốc a, ta có:
(sin tcos )
a=g a m- a (16.1)
- Độ lớn a phụ thuộc vào α μt(hệ số ma sát trượt) - Ta có cơng thức hệ số ma sát trượt μt:
tan (16.2)
cos t
a g
m a
a
=
Xác định α a ta xác định μt + Xác định α thước đo
+ Đo a nhờ công thức: 2s a
t
=
- Đo s thước thẳng, đo t đồng hồ số III - DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM
1 Mặt phẳng nghiêng có gắn nam châm điện, thước đo góc dọi
(6)Hình 16.2 Ảnh chụp thí nghiệm (loại khác)
2 Hộp cơng tắc để đóng ngắt dịng điện vào nam châm điện
3 Giá đỡ mặt phẳng có khớp nối, thay đổi độ cao mặt phẳng nghiêng Trục kim loại thép: d = 3cm, h = 3cm
5 Máy đo thời gian số có cổng quang điện E
Hình 16.3 Ảnh chụp đồng hồ đo thời gian số
6 Thước thẳng chia đến milimet Ke vng để xác định vị trí vật IV - LẮP RÁP THÍ NGHIỆM
1 Vệ sinh mặt phẳng nghiêng, trụ thép khăn sạch, khô, kiểm tra lỗ hở cổng quang Lắp đầu mặt phẳng nghiêng có nam châm điện lên giá đỡ, cắm phích nam châm vào hộp cơng tắc cắm phích hộp cơng tắc vào ổ A đồng hồ, cám phích cổng quang E vào ổ B đồng hồ
(7)V - TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM
1 Xác định góc nghiêng giới hạn α0 để vật bắt đầu trượt
- Đặt trụ thép đứng mặt phẳng nghiêng tăng dần α cách nới lỏng hãm - Khi vật bắt đầu trượt dừng lại đọc ghi góc α0 vào báo cáo
2 Đo hệ số ma sát trượt
- Đưa đầu mặt phẳng nghiêng lên cao thêm chút α > α0 Đọc ghi lại giá trị α vào báo cáo
- Chỉnh lại thăng máng nghiêng
- Kiểm tra phích cắm cắm phích đồng hồ vào nguồn điện
- Chuyển đồng hồ đo thời gian làm việc MODE AnB thang đo 9,999 ấn khóa K, tiếp đặt trụ thép lên mặt phẳng nghiêng sát vào nam châm điện
- Dùng ke xác định vị trí ban đầu trụ thép So ( đáy trụ thép tiếp xác với MPN) Ghi lại giá trị So
- Dịch chuyển cổng quang E đến vị trí cách So khoảng S = 400 mm cố định lại - Nhấn RESET đồng hồ để đưa thị 0000
- Ấn nút hộp công tắc để thả vật trượt máng thả nhanh tay trụ chưa đến E - Đọc ghi thời gian vào báo cáo
- Tiến hành làm lần để xác định thời gian t1, t2…t5 ghi vào báo cáo * Kết thúc thí nghiệm
- Tắt nguồn điện vào đồng hồ, rút phích cắm điện khỏi nguồn điện - Thu dọn dụng cụ gọn gàng ngăn nắp
- Tính tốn theo u cầu báo cáo
BÀI BÁO CÁO
ĐO HỆ SỐ MA SÁT TRƯỢT
(8)1 Trả lời câu hỏi : Lực ma sát xuất ? Các loại lực ma sát, cơng thức tính lực ma sát, hệ số ma sát trượt? Trình bày ngắn gọn phương pháp định hệ số ma sát trượt mặt phẳng nghiêng ?
Kết thực hành : Hoàn thành bảng sau
α0 = ………… α =………±……… s0 = ………… s =………±………
n t a 22s
t
= tan
cos t
a g
m a
a
= - Δμt
1
Giá trị trung bình
3 Viết lại kết phép đo :
t t t
m m= ±D =m ±
……… ……… ……… ……… ………
4 Câu hỏi
1 So sánh giá trị hệ số ma sát trượt đo thực nghiệm với hệ số ma sát trượt cho Bảng 13.1 (SGK Vật lí 10)?
……… ……… ………
……… ……… ……… ……… ……… ……… ………
(9)BÀI : ĐO HỆ SỐ CĂNG BỀ MẶT CỦA CHẤT LỎNG
I - MỤC ĐÍCH
- Khảo sát tượng căng bề mặt chất lỏng
- Xác định hệ số căng bề mặt nước
………. II - DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM
Lực kế 0,1N có độ chia nhỏ 0,001N Vịng nhơm có dây treo
Thước kẹp có độ chia nhỏ nhất: 0,02mm(Hình 40.1)
Giá treo có cấu nâng hạ cốc đựng chất lỏng Hai cốc nhựa A, B đựng nước, nối thông ống cao su Silicon(Hình 40.2)
Giấy lau (mềm)
III - CƠ SỞ LÍ THUYẾT
Mặt thống chất lỏng ln có lực căng, theo phương tiếp tuyến với mặt thoáng Những lực căng làm cho mặt thống chất lỏng có khuynh hướng co lại đến diện tích nhỏ Chúng gọi lực căng bề mặt (hay gọi lực căng mặt ngồi) chất lỏng
Có nhiều phương pháp đo lực căng bề mặt Trong ta dùng lực kế nhạy (loại 0,1N), treo vịng nhơm có tính dính ướt hồn tồn chất lỏng cần đo
Nhúng đáy vòng chạm vào mặt chất lỏng, kéo lên mặt thoáng Khi đáy vịng vừa nâng lên mặt thống, khơng bị bứt khỏi chất lỏng: màng chất lỏng xuất hiện, bám quanh chu vi chu vi vịng, có khuynh hướng kéo vịng vào chất lỏng (Hình 40.3) Lực Fc màng chất lỏng tác dụng vào vòng tổng lực căng bề mặt chất lỏng tác dụng lên chu vi ngồi chu vi vịng (Hình 40.4)
Do vịng bị chất lỏng dính ướt hồn tồn, nên kéo vịng lên khỏi mặt thống có màng chất lỏng căng đáy vịng mặt thống, lực căng Fc có phương chiều với trọng lực P vòng Giá trị lực F đo lực kế tổng hai lực này: F = Fc + P
Đo P F ta xác định lực căng bề mặt Fc tác dụng lên vòng
(10)( ) c
F F P
L L D d
s
p
-= =
+ +
D d đường kính ngồi đường kính vòng IV - GIỚI THIỆU DỤNG CỤ ĐO (sgk)
V - TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM Đo lực căng Fc
a) Lau vòng giấy mềm Móc dây treo vịng vào lực kế 0,1N, treo lực kế vào ngang giá đỡ để đo trọng lượng P vòng Lặp lại phép đo P thêm lần ghi giá trị đo vào Bảng 40.1
b) Đặt hai cốc A, B có ống cao su nối thông lên mặt bàn Đổ chất lỏng cần đo hệ số căng mặt (nước cất, nước sạch) vào hai cốc, cho lượng nước chiếm khoảng 50% dung tích cốc (Hình 40.2) Đặt cốc A vịng nhơm treo lực kế Đặt cốc B lên mặt đế giá đỡ (mặt đế cao mặt bàn khoảng 30mm) Sau mực nước hai cốc ngang nhau, nới vít hãm khớp đa để hạ lực kế xuống thấp dần cho mặt đáy vòng nằm cách mặt nước khoảng 0,5cm Điều chỉnh dây treo vòng cho mặt đáy vòng song song với mặt nước
c) Kéo nhẹ móc treo vật lực kế đáy vịng nhơm chạm vào mặt nước, bng tay Dưới tác dụng lực dính ướt lực căng bề mặt, vịng nhơm bị màng nước bám quanh đáy vòng giữ lại
d) Hạ cốc B xuống mặt bàn để nước cốc A lại từ từ chảy sang cốc B Quan sát vòng lực kế, ta thấy mặt nước cốc A hạ xuống vòng bị kéo xuống theo, làm cho số lực kế tăng dần Cho đến bắt đầu xuất màng chất lỏng bám quanh chu vi đáy vịng vị trí cao mặt thống, số lực kế khơng tăng nữa, mặt chất lỏng tiếp tục hạ xuống màng chất lỏng bám quanh vòng tiếp tục bị kéo dài ra, trước bị dứt đứt Giá trị lực F lực kế thời điểm trước màng lỏng bị đứt, tổng trọng lượng P vòng độ lớn Fc lực căng bề mặt chất lỏng tác dụng lên chu vi ngồi chu vi vịng Ghi giá trị lực F vào Bảng 40.1
e) Đặt lại cốc B lên mặt đế lặp lại thêm lần bước c) d) Ghi giá trị lực F đo vào Bảng 40.1
2 Đo đường kính ngồi đường kính vịng
a) Dùng thước kẹp đo lần đường kính ngồi D đường kính d vòng, ghi vào Bảng 40.2
Ghi chú: Trong trường hợp đáy vòng vát mỏng cho D ≈ d tổng chu vi vịng xác định theo cơng thức L1+ L2 ≈ 2πD Như vậy, ta cần đo đường kính ngồi D vịng
b) Kết thúc thí nghiệm: Nhấc vịng khỏi lực kế, lau khơ cất hộp nhựa
(11)ĐO HỆ SỐ CĂNG BỀ MẶT CỦA CHẤT LỎNG
Họ tên :………; Lớp:………., ngày thực hành:……… 1 Trả lời câu hỏi :
a Nêu ví dụ tượng dính ướt khơng dính ướt chất lỏng ?
b Lực căng bề mặt ? Nêu phương pháp dùng lực kế đo lực căng bề mặt xác định hệ số căng bề mặt Viết công thức thực nghiệm xác định hệ số căng bề mặt theo phương pháp
Kết thực hành : Hoàn thành hai bảng sau
BẢNG 40.1
Độ chia nhỏ lực kế :…………(N)
Lần đo P (N) F (N) FC = F – P (N) FC (N)
1
Giá trị trung bình
BẢNG 40.2
Độ chia nhỏ thước kẹp :………(mm)
Lần đo D (mm) D (mm) d (mm) d (mm)
1
Giá trị trung bình
a Tính giá trị trung bình hệ số căng mặt ngồi : ( ) c F D d s p = = + b Tính sai số tỉ đối phép đo:
c
c
F D d
D d F s p ds p s D
D D D +D
= = + + =
(12)(DF' sai số dụng cụ lực kế, lấy độ chia nhỏ lực kế)
'
D D D
D = D +D = ………;
'
d d d
D = D +D =
(DD' Dd' sai số dụng cụ thước kẹp, lấy độ chia nhỏ thước
kẹp)
c Tính sai số tuyệt đối phép đo :
D =s sds= d Viết kết phép đo :
s= ±D =s s 3 Câu hỏi:
1 Trong thí nghiệm này, mức nước bình A hạ thấp dần giá trị lực kế lại tăng dần?
So sánh giá trị đo thí nghiệm với giá trị hệ số căng bề mặt s nước cất 200C ghi Bảng 37.1, SGK? Nếu có sai lệch ngun nhân từ đâu?
tượng căng bề mặt chấtlỏng.