III. Chuẩn bị bài học
1. Xác định các phương tiện dạy học
Thí nghiệm kiểm chứng định lí động năng
A. Dụng cụ: Dụng cụ chính gồm giá đỡ có gắn nam châm điện, cổng quang điện, thước milimet, đồng hồđo thời gian hiện sốMC-964, hộp công tắc kép, quang điện, thước milimet, đồng hồđo thời gian hiện sốMC-964, hộp công tắc kép, trụ sắt làm vật trượt. Ngoài ra còn có đế ba chân hình sao, trụ thép inốc, thước đo góc 0. 0
0 90
. có dây dọi, ke vuông ba chiều, hộp đỡ vật trượt.
B. Tiến hành thí nghiệm: lắp ráp thí nghiệm như hình 2.1
Hình 2.1. Thí nghiệm kiểm chứng định lí động năng
- Tại vị trí M trên đỉnh mặt phẳng nghiêng được gắn một nam châm điện, tại vị trí N trên mặt phẳng nghiêng có đặt một cổng quang điện, với MN=s. Mặt phẳng nghiêng được đặt hợp với mặt phẳng ngang một góc sao cho khi ta đặt vật trụ tại M thì vật này trượt xuống dễ dàng.
- Một đầu của hộp công tắc kép được nối với nam châm điện, đầu còn lại nối với ổ A của đồng hồđo thời gian hiện số.
- Cho đồng hồ đo thời gian hoạt động.Chọn chế độ làm việc của đồng hồ: MODE AB, thang đo 99,99s. Bấm công tắc kép để thả vật trượt. Đồng hồ sẽ ghi lại khoảng thời gian t mà vật trượt được quãng đường s. Tại M vật có vận tốc bằng không nên động năng bằng không. Khi đến N vật đạt được vận tốc v nên động năng là
22 2
mv
. Khi vật trượt trên mặt phẳng nghiêng thì nó chịu tác dụng của trọng lực P, phản lực N và lực masát trượt Fmst. Theo định lí động năng thì
22 p N Fmst 2 p N Fmst mv A A A . Từđây suy ra điều cần kiểm chứng là v 2s t .
- Mặt khác, khi ta cho đồng hồ đo thời gian làm việc ở chế độ MODE B, thang đo 9,999s thì đồng hồ sẽđo thời gian t mà vật trụ có đường kính d đi qua cổng quang điện. Do đó, vận tốc tức thời tại N cũng được xác định v d
t
.