Phần Cơ học

2.1 .Phân tích nội dung cơ bản phần Cơ – Nhiệt Vật líđại cương

2.1.1. Phần Cơ học

2.1.1.1. Bài 1: “Phép đo độ dài. Thước kẹp, panme, cầu kế” + Nội dung:

- Tìm hiểu về thước kẹp - Tìm hiểu về panme - Tìm hiểu về cầu kế

- Thực hành sử dụng thước kẹp, panme, cầu kế để đo: Độ dày bản nhựa, đường kính viên bi xe đạp, bán kính trong và ngoài của mặt cầu thủy tinh,…

2.1.1.2. Bài 2: “Phép đo khối lượng. Cân chính xác” + Nội dung:

- Nguyên lí cân, các phương pháp cân - Xác định các thông số của cân

- Hiệu chỉnh lực đẩy Acsimet của không khí

- Thực hành xác định khối lượng của vật bằng 2 phương pháp: Cân thường và cân Menđêleep

2.1.1.3. Bài 3: “Nghiên cứu các định luật Newton” + Nội dung:

- Cơ sở lí thuyết về các định luật Newton

- Cơ sở lí thuyết về chuyển động thẳng đều và chuyển động thẳng biến đổi đều

- Thực hành nghiệm lại định luật chuyển động thẳng đều, định luật chuyển động thẳng biến đổi đều

2.1.1.4. Bài 4: “Xác định gia tốc trọng trường bằng con lắc thuận nghịch” + Nội dung:

- Cơ sở lí thuyết về con lắc vật lí

- Cơ sở lí thuyết về con lắc thuận nghịch

- Thực hành xác định vị trí khối tâm C để con lắc là thuận nghịch, xác định gia tốc trọng trường bằng con lắc thuận nghịch

2.1.1.5. Bài 5: “Va chạm đàn hồi. Va chạm không đàn hồi” + Nội dung:

- Lí thuyết va chạm

- Thực hành nghiên cứu va chạm đàn hồi, va chạm không đàn hồi của hai vật

2.1.1.6. Bài 6 : “Đo hệ số nhớt của chất lỏng bằng phương pháp Stokes” + Nội dung:

- Tìm hiểu về cách đo hệ số nhớt của chất lỏng bằng phương pháp Stockes

- Tìm hiểu về thiết bị đo hệ số nhớt của chất lỏng

- Thực hành đo hệ số nhớt của chất lỏng bằng phương pháp Stockes

2.1.2. Phần Vật lí phân tử và nhiệt học

2.1.2.1. Bài 7: “Xác định hệ số căng mặt ngoài của chất lỏng” + Nội dung :

- Cơ sở lí thuyết về sức căng mặt ngoài

- Tìm hiểu về cách xác định hệ số căng mặt ngoài của chất lỏng - Thực hành xác định hệ số căng mặt ngoài của chất lỏng

2.1.2.2. Bài 8: “Xác định nhiệt nóng chảy của nước đá” + Nội dung :

- Tìm hiểu về cách xác định nhiệt nóng chảy của nước đá

- Thực hành xác định nhiệt nóng chảy của nước đá

2.1.2.3. Bài 9: “Xác định tỉ trọng chất hơi bằng phương pháp Maye” + Nội dung :

- Cơ sở lí thuyết về tỉ trọng chất hơi

- Tìm hiểu về cách xác định tỉ trọng hơi ête bằng phương pháp Maye - Thực hành xác định tỉ trọng hơi ête bằng phương pháp Maye

2.1.2.4. Bài 10: “Xác định nhiệt dung riêng của chất rắn” + Nội dung:

- Cơ sở lí thuyết về nhiệt dung và nhiệt dung riêng

- Tìm hiểu về cách xác định nhiệt dung riêng của chất rắn bằng nhiệt lượng kế

- Thực hành xác định nhiệt dung riêng của chất rắn 2.1.2.5. Bài 11: “Hiệu ứng Joule – Thomson”

+ Nội dung:

- Cơ sở lí thuyết của hiệu ứng Joule – Thomson

- Thực hành xác định hệ số Joule – Thomson của khí N2 và khí CO2

2.2. Hệ thống các thí nghiệmVật lí đại cương phần Cơ – Nhiệt

Hệ thống các bài TN Vật lí đại cương phần Cơ – Nhiệt gồm những bài sau:

- Phép đo độ dài. Thước kẹp, panme, cầu kế - Phép đo khối lượng. Cân chính xác

- Nghiên cứu các định luật Newton

- Xác định gia tốc trọng trường bằng con lắc thuận nghịch - Va chạm đàn hồi. Va chạm không đàn hồi

- Đo hệ số nhớt của chất lỏng bằng phương pháp Stockes - Xác định sức căng mặt ngoài của chất lỏng

- Xác định nhiệt nóng chảy của nước đá

- Xác định tỉ trọng chất hơi bằng phương pháp Maye - Xác định nhiệt dung riêng của chất rắn

- Hiệu ứng Joule – Thomson

Các bài TN vật lí đại cương phần Cơ – Nhiệt gồm có 11 bài. Trong quá trình đào tạo tại trường đại học Hùng Vương, khi học học phần TN Cơ – Nhiệt có một số TNSV không thực hành được do thiết bị TN chưa đầy đủ, một số thiết bị TN đã bị hỏng. Vì vậy, SV sẽ được thực hành một số TN cơ bản trong chương trình đào tạo của trường, từ đó làm cơ sở để tôi xây dựng video hướng dẫn một số TN vật lí đại cương phần Cơ – Nhiệt:

- Xây dựng video hướng dẫn TN “Phép đo độ dài. Thước kẹp, panme, cầu kế” - Xây dựng video hướng dẫn TN “Phép đo khối lượng. Cân chính xác”

- Xây dựng video hướng dẫn TN “Nghiên cứu các định luật Newton”

- Xây dựng video hướng dẫn TN “Xác định gia tốc trọng trường bằng con lắc thuận nghịch”

- Xây dựng video hướng dẫn TN “Va chạm đàn hồi. Va chạm không đàn hồi” - Xây dựng video hướng dẫn TN “Đo hệ số nhớt của chất lỏng bằng phương pháp Stockes”

- Xây dựng video hướng dẫn TN “Xác định sức căng mặt ngoài của chất lỏng”

- Xây dựng video hướng dẫn TN “Xác định nhiệt nóng chảy của nước đá” - Xây dựng video hướng dẫn TN “Xác định nhiệt dung riêng của chất rắn”

2.3. Xây dựng các video hướng dẫn thí nghiệm

2.3.1. Thí nghiệm“Phép đo độ dài. Thước kẹp, panme, cầu kế”

a.Mục tiêu

- Hiểu nguyên tắc nâng cao độ chính xác của phép đo độ dài.

- Hiểu được cấu tạo của một số dụng cụ đo độ dài có cấp chính xác cao. - Biết dùng các dụng cụ đo độ dài với cấp chính xác cao.

- Có kĩ năng đo, tính giá trị trung bình, ghi kết quả đo. b. Xây dựng video TN

Nội dung chủ yế giá trị của thước kẹp, tính

 Video 1.2: Sử d trụ rỗng

Nội dung chủ yế

bản nhựa, đo đường kính trong, đư rỗng, tính thể tích hình tr

 Video 1.3: Tìm hi Nội dung chủ yế giá trị của panme, tính sai s

ếu của video: Video này trình bày về cấu t p, tính sai số của thước kẹp.

2.1. Cấu tạo của thước kẹp

dụng thước kẹp đo độ dày bản nhựa và kích thư

ếu của video: Video này trình bày về cách đo đ ng kính trong, đường kính ngoài, chiều cao hình tr tích hình trụ đó.

Video 1.3: Tìm hiểu về panme

ếu của video: Video này trình bày về cấu t a panme, tính sai số của panme.

2.2. Cấu tạo của panme

u tạo, cách đọc

a và kích thước hình

cách đo độ dày u cao hình trụ bị khoét

 Video 1.4: Sử dụ Nội dung chủ y kính của viên bi xe đạp, đư

 Video1.5: Tìm hi Nội dung chủ yế giá trị của cầu kế, tính sai s

 Video 1.6: Sử dụ Nội dung chủ yế của mặt cầu thủy tinh. c. Kết quả tham khảo

Sử dụng thước kẹ - Độ chính xác c - Vị trí 0 của thư

ụng panme đo đường kính viên bi và sợi dây đ yếu của video: Video này trình bày về cách đo đư p, đường kính của sợi dây đồng.

: Tìm hiểu về cầu kế

ếu của video: Video này trình bày về cấu t , tính sai số của cầu kế.

2.3. Cấu tạo của cầu kế

ụng cầu kế đo bán kính của mặt cầu thủy tinh

ếu của video: Video này trình bày về cách đo bán kính

ẹp đo độ dày bản nhựa và kích thước hình tr chính xác của thước kẹp: a thước kẹp: i dây đồng cách đo đường u tạo, cách đọc y tinh cách đo bán kính c hình trụ rỗng

Bảng 2. 1. Kết quả đo độ dày bản nhựa, kích thước hình trụ rỗng Lần TN Độ dày bản nhựa Lần TN Độ dày bản nhựa D1 (mm) Vật hình trụ rỗng D (mm) d (mm) h (mm) 1 6,40 28,04 14,02 14,76 2 6,38 28,04 14,02 14,76 3 6,40 28,04 14,02 14,78 4 6,38 28,04 14,04 14,76 5 6,38 28,04 14,02 14,78 Trung bình 6,39 28,04 14,02 14,77 Sai số 0,01 0 0,002 0,01

Sai số tuyệt đối của các phép đo đường kính D, d, h:

∆ 1 = ∆ 1 ± (∆ 1) = 0,01 ± 0,02 = 0,03 ( ) ∆ = ∆ ± (∆ ) = 0 ± 0,02 = 0,02 ( ) ∆ = ∆ ± (∆ ) = 0,002 ± 0,02 = 0,022 ( ) ∆ℎ = ∆ℎ ± (∆ℎ) = 0,01 ± 0,02 = 0,03 ( ) - Độ dày bản nhựa: 1 = 1 ± ∆ 1 = 6,39 ± 0,03 ( ) - Hình trụ rỗng = ± ∆ = 28,04 ± 0,02 ( ) = ̅ ± ∆ = 14,02 ± 0,022( ) ℎ = ℎ ± ∆ℎ = 14,77 ± 0,03 ( ) - Thể tích hình trụ rỗng Sai số tương đối của thể tích V:

=∆ =∆ + 2 . ∆ + ̅. ∆

− ̅ +

∆ℎ

ℎ = 0,005 ( )

Giá trị trung bình của thể tích:

= − ̅ ℎ

4= 6840,5 ( )

Sai số tuyệt đối của thể tích V:

Thể tích hình trụ rỗng:

= ± ∆ = 6840,5 ± 34,2 ( )

 Video 1.4: Sử dụng panme đo đường kính viên bi và sợi dây đồng - Độ chính xác của panme: = 0,01 ( )

- Vị trí 0 của panme: 0 ( )

Bảng 2. 2. Kết quả đo đường kính viên bi và sợi dây đồng

Lần TN Viên bi Sợi dây đồng

D1 (mm) D2 (mm) 1 7,42 0,44 2 7,42 0,44 3 7,42 0,44 4 7,42 0,44 5 7,42 0,44 Trung bình 7,42 0,44 Sai số 0 0

Sai số tuyệt đối của các phép đo đường kính D1, D2:

∆ 1 = ∆ 1 ± (∆ 1) = 0 ± 0,01 = 0,01( )

∆ 2 = ∆ 2 ± (∆ 2) = 0 ± 0,01 = 0,01 ( )

- Đường kính viên bi xe đạp:

1 = 1 ± ∆ 1 = 7,42 ± 0,01 ( )

- Đường kính sợi dây đồng:

2 = 2 ± ∆ 2 = 0,44 ± 0,01 ( )

 Video 1.6: Sử dụng cầu kế đo bán kính của mặt cầu thủy tinh - Độ chính xác của thước kẹp: = 0,02 ( )

Bảng 2. 3. Kết quả đo độ cao chỏm cầu, bán kính dáy chỏm cầu

Lần TN Mặt cầu thủy tinh

h (mm) r1 (mm) r2 (mm) r3 (mm) r (mm) 1 5,278 28,34 28,44 28,34 28,37 2 5,278 28,34 28,46 28,32 28,37 3 5,280 28,34 28,44 28,34 28,37 4 5,280 28,32 28,44 28,34 28,37 5 5,278 28,34 28,44 28,34 28,37 Trung bình 5,279 28,34 28,44 28,34 28,37 Sai số 0,001 0,0004 0,0004 0,0004 0

Sai số tuyệt đối của các phép đo đường kính D, d, h:

∆ℎ = ∆ℎ ± (∆ℎ) = 0,001 ± 0,002 = 0,003 ( ) ∆ = ∆ ± (∆ ) = 0,0004 ± 0,02 = 0,0204 ( ) ∆ = ∆ ± (∆ ) = 0,0004 ± 0,02 = 0,0204 ( ) ∆ = ∆ ± (∆ ) = 0,0004 ± 0,02 = 0,0204 ( ) ∆ = ∆ ± (∆ ) = 0 ± 0,02 = 0,02 ( ) - Độ cao chỏm cầu: ℎ = ℎ ± ∆ℎ = 5,279 ± 0,003 ( ) - Bán kính đáy chỏm cầu: = ̅ ± ∆ = 28,37 ± 0,02 ( ) - Bán kính mặt cầu:

Sai số tương đối của bán kính mặt cầu:

=∆ = 2 ̅∆ + ℎ∆ℎ

̅ + ℎ +

∆ℎ

ℎ = 0,002 ( )

Giá trị trung bình của bán kính mặt cầu:

= ̅

2ℎ+ ℎ

2= 78,87 ( )

Bán kính mặt cầu:

2.3.2. Thí nghiệm “Phé

a. Mục tiêu

- Hiểu nguyên lí c

- Biết hiệu chỉnh lực đẩy Acsimet của không khí - Biết xác định khối l

pháp: phương pháp cân thư b. Video hướng dẫn TN

 Video 2.1: Tìm hi Nội dung chủ y cân, các chú ý khi cân, độ nhạy của cân không t

 Video 2.2: Xác đ Nội dung chủ y khối lượng của miếng nh

 Video 2.3: Xác đ Menđêlêep

Phép đo khối lượng. Cân chính xác”

ên lí của phép cân, các phương pháp cân

ết hiệu chỉnh lực đẩy Acsimet của không khí trong phép cân. ết xác định khối lượng của một vật cho trước bằng hai ph pháp: phương pháp cân thường và phương pháp cân Mendeleep.

TN

ìm hiểu về cân chính xác

yếu của video: Video này trình bày vềcách hi các chú ý khi cân, cách xác định vị trí không thực của cân,

a cân không tải.

2.4. Cân chính xác

ác định khối lượng của vật bằng phương pháp cân yếu của video: Video này trình bày về

ng nhựa bằng phương pháp cân thường.

Video 2.3: Xác định khối lượng của vật bằng phương pháp cân trong phép cân.

ớc bằng hai phương à phương pháp cân Mendeleep.

cách hiệu chỉnh a cân, cách xác định

ng phương pháp cân thường cách xác định

Nội dung chủ yếu của video: Video này trình bày về cách xác định khối lượng của miếng nhựa bằng phương pháp cân Menđêlêep.

c. Kết quả tham khảo

 Video 2.2: Xác định khối lượng của vật bằng phương pháp cân thường - Vật: miếng nhựa

Bảng 2. 4. Kết quả đo khối lượng miếng nhựa bằng phương pháp cân thường

Lần TN Cân thường X (mg) 1 15950 2 15900 3 15900 Trung bình 15917 Sai số 22

Khối lượng của miếng nhựa:

= ± ∆ = 15917 ± 20 ( )

 Video 2.3: Xác định khối lượng của vật bằng phương pháp cân Menđêlêep

- Vật: miếng nhựa

Bảng 2. 5. Kết quả đo khối lượng miếng nhựa bằng phương pháp cân Menđêleep Lần TN Cân Menđêleep M1 (mg) M2(mg) X= M2 - M1 (mg) 1 34250 50150 15900 2 34200 50150 15950 3 34200 50100 15900 Trung bình 34217 50133 15917 Sai số 22 22 22

Khối lượng của miếng nhựa:

2.3.3. Thí nghiệm “Nghiên c

a. Mục tiêu

- Khảo sát các định luật chuyển động, thấy đ đường và thời gian, tốc độ v

- Kiểm nghiệm sự đúng đắn của hai định luật Newton - Biết điều chỉnh sự cân bằng của đệm không khí - Sử dụng thành th

b. Video hướng dẫn TN

 Video 3.1: Tìm hi Nội dung chủ yế bộ TN, cách điều chỉnh s thời gian.

2.5. Bộ

 Video 3.2:Nghiệ

Nội dung chủ yếu của video: Video n

nghiệm lại định luật chuyểnđộng thẳng đều, cách tính vận tốc t xe tại các điểm đặt D1 và D

 Video 3.3: Nghi ợng của miếng nhựa:

Nghiên cứu các định luật Newton”

ảo sát các định luật chuyển động, thấy được mối liên h ốc độ và thời gian, khối lượng gia tốc và lực tác ểm nghiệm sự đúng đắn của hai định luật Newton

ết điều chỉnh sự cân bằng của đệm không khí ành thạo máy đo thời gian

TN

ìm hiểu về bộ TN

ếu của video: Video này trình bày về các b nh sự cân bằng của đệm không khí, cách sử

ộ thí nghiệm nghiên cứu các định luật Newton ệm lại định luật chuyển động thẳng đều ội dung chủ yếu của video: Video này trình bày về cách ệm lại định luật chuyểnđộng thẳng đều, cách tính vận tốc t

và D2.

ghiệm lại định luật chuyển động thẳng biến đ

ên hệ giữa quãng ực tác dụng.

các bộ phận của ử dụng máy đo

t Newton

ề cách tiến hành ệm lại định luật chuyểnđộng thẳng đều, cách tính vận tốc tương ứng của

Nội dung chủ yếu của video: Video này trình bày về cách tiến hành nghiệm lại định luật chuyển động thẳng biến đổi đều, đo vận tốc tương ứng của xe tại các điểm đặt D1 và D2, tính gia tốc của xe.

c. Kết quả tham khảo

 Nghiệm lại định luật chuyển động thẳng đều

+ m = 20g ± 1g

Bảng 2. 6. Kết quả đo vận tốc tương ứng của xe tại các điểm đặt D1 và D2

Lần TN D1D2 = 30 cm D1D2 = 35 cm D1D2 = 40 cm v1 (m/s) v2 (m/s) v1 (m/s) v2 (m/s) v1 (m/s) v2 (m/s) 1 0,640 0,640 0,643 0,642 0,642 0,641 2 0,641 0,641 0,642 0,642 0,642 0,641 3 0,640 0,641 0,645 0,645 0,643 0,640 4 0,641 0,642 0,645 0,643 0,642 0,642 5 0,640 0,640 0,643 0,643 0,642 0,642 TB 0,640 0,641 0,644 0,643 0,642 0,641 Sai số 0,0004 0,0006 0,001 0,0008 0,0002 0,0006 + Với D1D2 = 30 cm: Vận tốc của xe tại D1: = ̅ ± ∆ = 0,6400 ± 0,0004 (m/s) Vận tốc của xe tại D2: = ̅ ± ∆ = 0,6410 ± 0,0006 (m/s) + Với D1D2 = 35 cm: Vận tốc của xe tại D1: = ̅ ± ∆ = 0,644 ± 0,001 (m/s) Vận tốc của xe tại D2: = ̅ ± ∆ = 0,6430 ± 0,0008 (m/s) + Với D1D2 = 40 cm: Vận tốc của xe tại D1:

= ̅ ± ∆ = 0,6420 ± 0,0002 (m/s)

Vận tốc của xe tại D2:

= ̅ ± ∆ = 0,6410 ± 0,0006 (m/s)

Kết luận: Vận tốc của vật tại mọi điểm trên quãng đường là như nhau

+ m = 50g ± 1g

Bảng 2. 7. Kết quả đo vận tốc tương ứng của xe tại các điểm đặt D1 và D2

Lần TN D1D2 = 30 cm D1D2 = 35cm D1D2 = 40cm v1 (m/s) v2 (m/s) v1 (m/s) v2 (m/s) v1 (m/s) v2 (m/s) 1 0,705 0,706 0,705 0,703 0,706 0,702 2 0,705 0,705 0,705 0,702 0,703 0,702 3 0,706 0,705 0,705 0,703 0,705 0,703 4 0,706 0,706 0,703 0,703 0,705 0,705