THỰC HÀNH TIÊU BIỂU
I. THỰC HIỆN CÁC THÍ NGHIỆM, THỰC HÀNH TIÊU BIỂU
Các bài thí nghiệm, thực hành nêu ra ở đây có tính chất phương pháp luận để cán bộ thiết bị thấy được yêu cầu nội dung của phần thí nghiệm, thực hành đối với HS mà có sự chuẩn bị tốt các dụng cụ cho bài học được thành công. Dựa trên tính chất đó, tất cả các nội dung còn lại cũng được tiến hành theo cách thức tương tự.
Các bài thí nghiệm, thực hành vật lí 6 điển hình
Bài 12–SGK. Thực hành xác định khối lượng riêng của viên sỏi 1. Mục đích
Biết cách xác định khối lượng riêng của vật thông qua hai phép đo đã thực hiện, đó là xác định thể tích và khối lượng của vật ; Sử dụng biểu thức để tính khối lượng riêng của vật:
V D=m
73
2. Dụng cụ
– Cân Rô–bec–van
– Hộp quả cân
– Một số viên sỏi nhỏ – Bình chia độ
– Một cốc nước
3. Các bước thực hành
– Cân để xác định khối lượng của vật là viên sỏi cần xác định khối lượng riêng.
–
Xác định thể tích của viên sỏi bằng cách:
Cho nước vào bình tràn ở mức gần với vòi tràn, bỏ viên sỏi vào để nước tràn ra một cốc đong có chia độ. Lượng nước tràn ra có thể xác định thể tích của chúng bằng vạch chia độ, đó cũng chính là thể tích của viên sỏi.
– Tính khối lượng riêng của viên sỏi theo công thức:
V
D=m(kg/m3).
Số lần thực hiện Khối lượng m Thể tích V Tính D Lần 1
Lần 2 Lần 3
74
4. Báo cáo kết quả bài thực hành
– Nêu yêu cầu và kết quả của bài thực hành.
– Lựa chọn dụng cụ phù hợp bài thực hành.
– Nêu phương án khác xác định thể tích của viên sỏi.
Bài 21–SGK. Thí nghiệm một số ứng dụng của sự nở vì nhiệt
1. Dụng cụ
– Dụng cụ TN sự nở dài của chất rắn.
– Băng kép, giá và đèn cồn.
2. Các bước thí nghiệm
– Thí nghiệm mô tả sự xuất hiện lực do sự nở vì nhiệt của vất rắn: Dụng cụ gồm một giá có ngàm để gắn thanh kim loại có ren và ốc vặn bằng tay, khay đựng bông tẩm cồn để đốt và các thanh chốt nhỏ bằng kim loại.
– Chốt 2 thanh nhỏ qua lỗ của thanh kim loại có ren, một cái phía trong và một cái phía ngoài ngàm của giá. Điều chỉnh thanh phía trong sát với ngàm, sau đó đốt nung nóng thanh kim loại lớn, một lúc sau do sự nở thanh chốt phía trong bị gãy hoặc uốn cong. Tắt lửa và điều chỉnh cho chốt ngoài sát với ngàm, dùng nước lạnh làm nguội thanh kim loại, cho đến lúc chốt ngoài bị gãy hoặc uốn cong.
– Dùng băng kép bắt vào khớp chữ thập ở trên giá, dùng đèn cồn đốt nóng băng kép, sau một lúc băng kép sẽ bị uốn cong. Đó là nguyên lí làm việc của các rơle nhiệt.
3. Báo cáo và cách tổ chức thí nghiệm
– Lựa chọn dụng cụ phù hợp và đạt tiêu chuẩn.
– Những thủ thuật để thí nghiệm dễ thành công.
– Phương án tổ chức cho một lớp có 45 HS thí nghiệm.
Các bài thí nghiệm, thực hành vật lí 7 điển hình
Bài 6–SGK. Thực hành: Quan sát và vẽ ảnh của một vật tạo bởi gương phẳng
75
1. Dụng cụ
– Gương phắng gắn trên giá.
– Viên pin (hoặc nến) làm vật tạo ảnh qua gương.
– Tấm kính trong có kích thước bằng gương phẳng.
– Thước chia độ và bút chì, giấy vẽ.
2. Các bước thí nghiệm
– Xác định ảnh của vật qua gương phẳng: trước hết đặt một vật (viên pin nhỏ) trước gương phẳng, quan sát ảnh của nó trong gương.
– Di chuyển viên pin sang trái cho đến khi mắt không nhìn thấy ảnh của nó trong gương, đánh dấu ví trí đó. Tương tự như vậy khi di chuyển viên pin sang phải và cũng đánh dấu vị trí khi không nhìn thấy ảnh của nó.
– Đo khoảng cách hai vị trí vừa đánh dấu, đó là thị trường quan sát theo bề rộng của gương. Ghi kết quả ra giấy.
– Cách làm tương tự, hãy đưa ra phương án xác định trường quan sát của gương theo chiều cao của gương.
– Di chuyển mắt ra xa, hoặc gần thì trường quan sát thay đổi như thế nào? Biểu diễn trên giấy kết quả này.
– Bố trí dụng cụ thí nghiệm thứ hai giống hệt như trên đặt bên cạnh, nhưng thay thế gương bằng tấm kính trong suốt. Đặt viên pin trước tấm kính và lựa chọn vị trí mắt quan sát để có thể nhìn thấy ảnh của nó qua tấm kính này (tấm kính có một phần phản xạ giống như gương, nhưng ảnh của nó mờ). Dùng viên pin khác đặt sau tấm kính và điều chỉnh sao cho trùng với ảnh mờ quan sát được. Lúc này có cảm giác tấm kính giống như gương phẳng. Đo khoảng cách từ viên pin trước gương đến gương và khoảng cách viên pin sau gương đến gương. So sánh kết quả và kết luận.
3. Báo cáo và cách tổ chức thực hiện thí nghiệm – Cách thực hiện thí nghiệm và số liệu kết quả thu được.
– Lựa chọn dụng cụ phù hợp và đạt tiêu chuẩn.
76
– Từ các bước thí nghiệm, người cán bộ quản lí phòng thí nghiệm cần chuẩn bị những gì để đạt chất lượng bài thí nghiệm.
Bài 11–SGK. Thực hành xác định độ cao của âm 1. Dụng cụ
– Đế chữ A. – Khớp nối chữ thập.
– Thanh trụ 250mm. – Thanh trụ 500mm.
– Quả cầu thép có dây. – Đĩa tạo âm thanh, miếng phim nhỏ.
– Nguồn điện cấp cho mô tơ.
2. Thực hiện thí nghiệm
– Xác định tần số phụ thuộc vào đặc điểm gì của vật dao động:
+ Để xác định tính chất này, hãy thực hiện thí nghiệm sau: dùng con lắc đơn có thể thay đổi chiều dài của dây. Cho con lắc dao động với độ dài của dây, kí hiệu là L1 (chọn khoảng 40cm), đếm số lần dao động trong một khoảng thời gian nào đó (ví dụ chọn 5 giây). Sau đó giảm độ dài xuống L2 (khoảng 20cm), cũng cho con lắc dao động với khoảng thời gian đã chọn (5 giây) và đếm số lần dao động.
Chiều dài con lắc Số lần dao động trong 5 giây (n) Lập tỉ số f = n/5 L1 = ...cm
L2 = ………cm
+ Rút ra kết luận: khi chiều dài con lắc giảm thì số lần dao động trong khoảng thời gian đã chọn tăng lên, hay là tần số tăng. So sánh kết quả đo được.
– Xác định độ cao của âm thanh:
+ Dùng một đĩa có khoan 3 vòng lỗ đồng tâm, với khoảng cách các lỗ trong cả 3 vòng là như nhau. Như vậy, vòng có bán kính lớn sẽ có số lỗ nhiều hơn vòng có bán kính nhỏ. Gắn
77
đĩa với mô tơ để làm quay đĩa với tốc độ nào đó (theo tốc độ của mô tơ), dùng một miếng phim nhỏ tì lên vị trí của các lỗ trên một vòng lỗ (ví dụ vòng giữa), lúc đó miếng phim sẽ dao động theo tần số phụ thuộc vào số lỗ trên một vòng. Do tần số đủ lớn để tạo ra cảm giác âm, tức là tai ta nghe được âm thanh, chúng được xác định bởi hai thông số chính đó là nghe lớn ở mức nào, gọi là độ to và một thông số ứng với độ cao. Bây giờ hãy xem độ cao phụ thuộc vào thông số gì của dao động.
+ Thay đổi vị trí đặt miếng phim vào vòng có bán kính lớn hơn, tức là tần số dao động cao hơn, tai sẽ có cảm nhận độ cao tăng lên hay giảm. Tương tự nếu cho tần số dao động giảm (vòng bé nhất), thì cảm nhận độ cao thay đổi thế nào?
Vị trí đặt miếng phim Tần số Độ cao (trầm, bổng)
Vòng nhỏ nhất Tần số nhỏ
Vòng trung bình Tần số trung bình
Vòng lớn nhất Tần số cao
3. Báo cáo và cách tổ chức thực hiện thí nghiệm – Lựa chọn dụng cụ phù hợp và đạt tiêu chuẩn.
– Nêu những lưu ý cơ bản để thí nghiệm thành công.
Các bài thí nghiệm, thực hành vật lí 8 điển hình
Bài 3 – SGK: Thí nghiệm chuyển động đều, không đều 1. Mục đích thí nghiệm
Nghiệm lại tính chất của chuyển động đều, không đều. Chuyển động đều là chuyển động mà vận tốc có độ lớn không thay đổi theo thời gian, chuyển động không đều là chuyển động mà vận tốc có độ lớn thay đổi theo thời gian.
2. Chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm
78
– Máng nghiêng hai đoạn.
– Bánh xe Macxoen.
– Máy gõ nhịp.
– Bút dạ để đánh dấu.
3. Tiến hành lắp ráp và thí nghiệm
– Đặt máng hai đoạn nằm thăng bằng trên mặt bàn dài (nhìn bọt nước nằm ở trung tâm của ni–vô trong đoạn nằm ngang). Điều chỉnh phần máng nghiêng khoảng 150, lau sạch bụi trên các đoạn ray của máng.
– Bật công tắc để máy gõ nhịp hoạt động với tiếng kêu tu..tu theo các khoảng thời gian 1 giây, 2 giây và 3 giây (nên chọn mức 2 giây). Tập nghe tiếng kêu và dùng tay vạch trong không khí cho khớp với tiếng kêu đó. Đây là thao tác cần tập để vạch bút dạ lên ray đánh dấu đường đi của bánh xe Macxoen một cách chính xác.
– Sau khi đã chuẩn bị máy gõ nhịp, bút dạ sẵn sàng đặt trên bàn, dùng hai tay cầm bánh xe Macxoen đặt nhẹ nhàng lên đầu trên cùng của phần máng nghiêng và buông hai tay để bánh xe lăn xuống. Nhanh chóng cầm bút dạ và đánh dấu từng vị trí của trục bánh xe lên thanh ray khớp với tiếng kêu của máy gõ nhịp.
– Quan sát và đo khoảng cách của các vạch đã đánh dấu trên ray của đoạn máng nghiêng và đoạn máng ngang và nhận thấy: khoảng cách của các vạch trên đoạn nghiêng không đều nhau, còn trên đoạn ngang thì gần như đều nhau. Điều đó có thể kết luận chuyển động của bánh xe trên đoạn nghiêng là không đều, còn trên đoạn máng ngang là đều.
– Hãy thực hiện một vài lần để kiểm chứng kết luận trên là đúng. Nếu kết quả có sự sai lệch thì hãy tìm nguyên nhân gây ra kết quả đó.
4. Báo cáo kết quả
– Hãy xác định nguyên nhân gây ra sai số chính trong tiến hành thí nghiệm và dụng cụ thí nghiệm.
– Từ kết quả đo được khoảng cách của các vạch chuyển động trên máng ngang, tính ra vận tốc của nó theo công thức
t
v = s , trong đó s là khoảng cách của hai vạch kề nhau, t là thời gian được chọn trên máy gõ nhịp.
– Một bộ dụng cụ có thể bố trí bao nhiêu HS thực hiện là phù hợp.
Bài 8–SGK: Thí nghiệm cân bằng lực–quán tính (máy A–tút) 1. Mục tiêu bài thí nghiệm
Kiểm tra lại tính chất của chuyển động khi có hai lực cân bằng tác động lên nó: Vật sẽ chuyển động thẳng đều.
79
2. Dụng cụ
Máy Atut: là giá đỡ thẳng đứng trên có gắn ròng rọc. Trên phần thẳng đứng có vạch chia làm thước đo, giá đỡ khuyên tròn có thể điều chỉnh lên xuống; Phía dưới giá đỡ gắn hai cổng quang có thể dịch chuyển dọc theo giá thẳng đứng.
– Hai quả nặng hình trụ kí hiệu A, B được nối với nhau bằng sợi dây cước nhỏ.
– Đồng hồ đo thời gian hiện số có lỗ cắm dây cho hau cổng quang điện.
– Các gia trọng dạng tròn có xẻ rãnh từ biên vào tâm.
3. Tiến hành thí nghiệm .
Chú thích: A, B là hai quả nặng hình trụ, (1) là gia trọng, (2) là giá đỡ gia trọng, (3) (4) là hai cổng quang điện, (5) là đồng hồ đo thời gian.
Thực hiện các nội dung theo gợi ý trên hình a), b), c):
– Theo hình a), hãy treo hai quả nặng hình trụ A, B vào ròng rọc, quan sát hai quả nặng ta thấy chúng gần như đứng yên. Vì theo lí thuyết, hai vật A và B có khối lượng bằng nhau, nên lực tác dụng lên chúng cân bằng nhau, do vậy hệ vật sẽ không chuyển động (trạng thái ban đầu khi mắc vào ròng rọc là đứng yên).
– Theo hình b), hãy treo hai quả nặng hình trụ A, B vào ròng rọc, đặt thêm miếng gia trọng lên vật A, quan sát hai quả nặng ta thấy chúng chuyển động nhanh dần theo hướng của vật A. Vì theo lí thuyết, hai vật A có khối lượng lớn hơn B, nên lực tác dụng
80
lên chúng theo hướng của vật A, do vậy hệ vật sẽ chuyển động với gia tốc không đổi (lực không đổi).
– Theo hình c), lắp thêm giá đỡ gia trọng (gia trọng sẽ bị giữ lại khi vật A đi qua giá hình khuyên. Hãy treo hai quả nặng hình trụ A, B vào ròng rọc, đặt thêm miếng gia trọng lên vật A, quan sát hai quả nặng ta thấy chúng chuyển động nhanh dần theo hướng của vật A cho đến giá đỡ gia trọng. Sau khi gia trọng bị giữ lại, hệ vật A, B vẫn chuyển động theo hướng A và đi qua hai cổng quang điện. Đồng hồ thời gian sẽ đếm, hãy ghi kết quả vào bảng của lần thứ nhất này. Tiến hành tương tự hai lần tiếp theo, nhưng hai cổng quang điện được dịch xuống ở vị trí khác. Tính vận tốc của ba lần thực hiện giống nhau theo công thức
t v = s, với
s là khoảng cách hai cổng quang, t là thời gian đo được trên đồng hồ.
Lần thực hiện Thời gian t Quảng đường s Vận tốc v
Lần 1 t1 = s1 = v1 =
Lần 2 t2 = s2 = v2 =
Lần 3 t3 = s3 = v3 =
Theo kết quả, nhận xét chuyển động của hệ vật sẽ là đều (các vận tốc đo được gần như bằng nhau) sau giá đỡ gia trọng. Tức là lực tác dụng lên hệ vật cân bằng nhau, nhưng trạng thái ban đầu của hệ vật là chuyển động. Đó chính là nội dung cơ bản của định luật quán tính.
3. Báo cáo kết quả thí nghiệm
– Nêu cách điều chỉnh cho giá của máy Atút đứng thẳng đứng tốt nhất.
– Bánh xe ròng rọc điều chỉnh như thế nào để ma sát quay của nó là nhỏ để thí nghiệm ít bị sai số.
– Nhận xét kết quả của các bước tiến hành thí nghiệm.
– Những lưu ý khi tiến hành thí nghiệm này.
Các bài thí nghiệm, thực hành vật lí 9 điển hình
Bài 29–SGK. Thực hành: Chế tạo nam châm vĩnh cửu, nghiệm lại từ tính của ống dây có dòng điện
1. Mục đích
Nam châm vĩnh cửu, nam châm điện là những dụng cụ có nhiều ứng dụng trong kĩ thuật và đời sống. Đây là nội dung kiến thức vật lí được giảng dạy trong chương trình lớp 9. Để HS tiếp cận thực tế với tính chất của nam châm, bài thực hành này giúp cho HS nắm được nguyên
81
tắc cơ bản chế tạo một nam châm và từ nam châm tự chế tạo nghiệm lại từ tính của một ống dây có dòng điện (nam châm điện).
2. Nguyên tắc của chế tạo nam châm vĩnh cửu
Các vật liệu từ khi đặt nó trong từ trường của một vật khác (ví dụ nam châm vĩnh cửu, nam châm điện) thì chúng bị nhiễm từ. Sau khi bị nhiễm từ, đặc biệt loại vật liệu bằng thép sẽ giữ được từ tính lâu dài, còn sắt non sẽ bị mất từ tính nhanh. Dựa trên tính chất đó, người ta có thể chế tạo nam châm vĩnh cửu, bằng cách cho thép nhiễm từ, sau đó nó sẽ là nam châm vĩnh cửu. Tính bền vững của từ tính phụ thuộc vào độ nhiễm từ và tính chất của vật liệu (vật liệu từ bằng thép đặc biệt).
3. Dụng cụ thực hành
– Bộ nguồn có thể thay đổi điện áp từ 0 đến 15V.
– Ống dây A có khoảng 200 vòng quấn trên lõi nhựa rỗng đường kính khoảng 1cm. Đây là ống dây dùng để tạo từ trường nhiễm từ cho hai đoạn nhỏ thép và đồng.
– Ống dây B có hai phần quấn trên ống nhựa đường kính khoảng 5cm, có khoét rỗng ở giữa của hai phần cuộn dây (số vòng khoảng 300 với đường kính dây 0,2mm). Trên ống dây có sẵn một thanh cầu bắc ngang phần khoét rỗng và có một đoạn dây chỉ để buộc thanh bị nhiễm từ (xem hình ảnh).
– Hai đoạn vật liệu, một bằng thép và một bằng đồng, dài khoảng 3,5cm, đường kính 0,5mm. Đây là hai đoạn dùng để nhiễm từ, tức là chúng có thể trở thành nam châm hay không sau khi nhiễm từ.
– Cầu dao nhỏ.
– Ampe kế một chiều.
– Các đoạn dây nối.
4. Các bước thực hành
– Nối hai đầu cuộn dây A với nguồn một chiều mức 3V theo sơ đồ.
82
Đặt đồng thời cả hai đoạn thép và đồng vào trong lòng ống dây. Bật nguồn điện, cho chạy khoảng 2 phút thì lấy hai đoạn thép và đồng ra ngoài, sau đó tắt nguồn. Theo nhận xét thì hai đoạn đó có thể đã được nhiễm từ, những đoạn vật liệu nào sẽ trở thành nam châm vĩnh cửu thì cần kiểm tra ở bước thứ hai.
– Dùng lõi thép đã nhiễm từ lồng vào dây treo buông xuống khe hở của ống dây B (xem hình). Điều chỉnh co đoạn thép vuông góc với trục của ống dây. Đóng điện 3V một chiều cấp cho ống dây, quan sát sự quay của đoạn thép. Nếu đoạn thép xoay dọc theo trục của ống dây, chứng tỏ nó đã bị nhiễm từ và trở thành nam châm. Nếu đảo chiều cực tính của nguồn điện, đoạn thép sẽ đảo chiều quay dọc theo trục ống dây.
– Làm tương tự như bước hai nhưng là đoạn dây đồng, nhận thấy đoạn dây đồng không bị quay khi ống dây B có điện. Điều đó chứng tỏ vật liệu bằng đồng không bị nhiễm từ và không thể dùng nó để chế tạo nam châm vĩnh cửu.
5. Báo cáo thực hành
– Cách kiểm tra các dụng cụ cho bài thực hành này.
– Nêu những phương pháp khác có thể nhiễm từ cho đoạn thép.
– Nam châm sau khi chế tạo có thể kiểm tra bằng những phương pháp nào.
– Có thể xác định cực từ của nam châm bằng cách nào.
Bài 46–SGK. Thực hành: Đo tiêu cự của thấu kính hội tụ 1. Mục đích
– Để viên chức thiết bị hiểu về tác dụng của các dụng cụ thực hiện đo tiêu cự của một thấu kính hội tụ.
– Biết cách lắp ráp và đo được tiêu cự của một thấu kính hội tụ.
2. Nguyên tắc xác định tiêu cự của thấu kính
Thấu kính là dụng cụ quang học, cho ánh sáng truyền qua. Với thấu kính hội tụ, có cấu tạo hai mặt của thấu kính lồi (phần rìa mỏng hơn ở tâm của thấu kính). Vật sáng đặt trước thấu kính sẽ tạo ảnh thật sau thấu kính và hứng được trên màn. Vị trí ảnh hứng được rõ nét phụ thuộc các khoảng cách từ vật sáng, ảnh hứng được đến thấu kính và tiêu cự của thấu kính.
Do vậy nêu xác định được các khoảng cách đó, với trường hợp đặc biệt khi chiều caco của vật