bài giảng vật lý 10 bài 8 thực hành khảo sát chuyển động rơi tự do. xác định gia tốc rơi tự do

Khi một vật có vận tốc ban đầu bằng 0, chuyển động thẳng nhanh dần đều với gia tốc a, thỡ quãng đường đi được s sau khoảng thời gian t tính từ lúc vật bắt đầu chuyển động được xác định b

KHẢO SÁT CHUYỂN ĐỘNG RƠI TỰ DO

XÁC ĐỊNH GIA TỐC RƠI TỰ DO

Cơ sở lý thuyết:

2

2

1

at

s 

Thả một vật (trụ thép, viên bi,…) từ độ cao s trên mặt đất, vật sẽ rơi rất nhanh theo phương thẳng đứng (phương song song với dây dọi) Trong trường hợp này ảnh hưởng của không khí không đáng kể, vật chỉ chuyển động dưới tác dụng của trọng lực, nên có thể coi là vật rơi tự do

Khi một vật có vận tốc ban đầu bằng 0, chuyển động thẳng nhanh dần đều với gia tốc a, thỡ quãng đường đi được s sau khoảng thời gian t (tính từ lúc vật bắt đầu chuyển động) được xác định bởi công

thức:

Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa s và t2 có dạng một đường thẳng đi qua gốc toạ độ và có hệ số góc tg = a/2

III Dụng cụ cần thiết:

1, Giá đỡ thẳng đứng có dây dọi và ba chân vít điều chỉnh thăng bằng

2, Trụ bằng sắt non làm vật rơi tự do

3, Nam châm điện có hộp công tắc đóng ngắt điện để giữ và thả rơi vật

4, Cổng quang điện E

5, Đồng hồ thời gian hiện số, độ chia nhỏ nhất 0,001s

6, Thước thẳng 800mm gắn chặt vào giá đỡ

7, Ke ba chiều để xác định vị trí đầu của vật rơi

8, Khăn vải bông để đỡ vật rơi

IV Lắp ráp thí nghiệm:

1, Nam châm điện N lắp trên đỉnh giá đỡ, được nối qua công tắc vào ổ A của đồng hồ đo thời gian ổ A vừa cấp điện cho nam

châm, vừa nhận tín hiệu từ công tắc chuyển về Cổng E lắp ở d ưới, được nối với ổ B Sử dụng MODE đo A  B, chọn thang đo

9,999s.

2, Quan sát quả dọi, phối hợp điều chỉnh các vít ở chân giá đỡ sao cho quả dọi nằm đúng tâm lỗ tròn T Khi vật rơi qua lỗ tròn của

cổng quang điện E, chúng cùng nằm trên một trục thẳng đứng

Kh ă n vải bông được đặt nằm dưới để đỡ vật rơi.

3, Cho nam châm hút gi ữ vật rơi Dùng miếng ke áp sát đáy vật rơi

để xác định vị trí đầu s 0 của vật Ghi giá trị s 0 vào bảng 1.

V Tiến hành thí nghiệm:

1 Khảo sát chuyển động rơi tự do:

1- Nới lỏng vít và dịch cổng quang điện E về phía dưới cách s0 một khoảng s = 50mm Nhấn nút RESET trên mặt đồng hồ để đưa chỉ thị số về giá trị 0000.

2- ấn nút trên hộp công tắc để thả vật rơi, rồi nhả nhanh nút

trước khi vật rơi đến cổng quang điện E (*) Ghi thời gian rơi

của vật vào bảng 1 Lặp lại phép đo trên 3 lần ghi vào bảng 1.

3-Nới lỏng vít và dịch cổng quang điện E về phía dưới cách vị trí s 0 một khoảng s = 200mm; 800mm ứng với mỗi khoảng cách

s, thả vật rơi và ghi thời gian tương ứng vào bảng 1, lặp lại 3 lần.

2 Đo gia tốc rơi tự do:

1-Nới lỏng vít và dịch cổng quang điện E về phía dưới cách vị trí s0 một khoảng s = 0,200m Nhấn nút

RESET trên mặt đồng hồ đẻ đưa chỉ thị số về giá trị

0000

2- ấn nút trên hộp công tắc để thả vật rơi, rồi nhả nhanh nút trước khi vật rơi đến cổng quang điện E (*)

Ghi thời gian rơi của vật vào bảng 1 Lặp lại phép đo trên

5 lần ghi vào bảng 1

3-Nới lỏng vít và dịch cổng quang điện E về phía dưới cách vị trí s0 một khoảng s = 0,300; 0,400; 0,500;

0,600; 0,700; 0,800 m ứng với mỗi khoảng cách s, thả

vật rơi và ghi thời gian tương ứng vào bảng 1, lặp lại 5

lần

4-Kết thúc thí nghiệm: Nhấn khoá K, tắt điện đồng

hồ đo thời gian hiện số

Chú ý:

công tắc nhả.

cần loại bỏ và thực hiện đo lại

Báo cáo thực hành

Họ và tên:………lớp:……… ngày………… Tên bài thực hành:………

I Trả lời câu hỏi: Sự rơi tự do là gỡ? Đặc điểm của rơi tự do? Công thức tính gia tốc rơi tự do?

………

………

………

II Kết qủa:

Bảng 1: Khảo sát chuyển động rơi tự do

Vị trí đầu của vật rơi: s0 = ……… (mm)

800

200

50

TB 3

2 1

Thời gian rơi t(s) Lần đo

s(mm)

Nhận xét:

s2 = 4s1  t2 = 2t1

s3 = 16s1  t3 = 4t1 Kết quả cho thấy: s  t2

động……….

Bảng 2: Xác định gia tốc rơi tự do:

Vị trí đầu của vật rơi: s0 = ……… (mm)

0.800

0.700

0,600

0,500

0,400

0,300

0,200

5 4

3 2

1 s(m)

Thời gian rơi t(s) Lần đo

Theo bảng 2

Tính ứng với mỗi cặp giá trị (s,t) và ghi vào bảng 2

Vẽ đồ thị: s = s(t2) Đồ thị: v =v(t)

Đồ thị s = s(t 2 ) có dạng một đ ờng ) có dạng một đ ờng ……… ……… , ,

nh vậy chuyển động của vật rơi tự do là chuyển

động………

2 Gia tốc rơi tự do có thể xác định theo góc

3 Khi đã xác định đ ợc chuyển động rơi tự do là một chuyển động nhanh dần đều, ta có thể xác

vận tốc của vật rơi tại cổng F theo công thức

v =2s/t ứng với mỗi lần đo Hãy tính các giá trị trên và ghi vào bảng 1.

4 Vẽ đồ thị v = v(t) dựa trên các số liệu của bảng 1,

động rơi tự do:

vận tốc rơi tự do………… theo thời gian Vậy

chuyển động của vật rơi tự do là chuyển động

………

5 T ớ nh

Và

6 Viết kết quả:

Gia tốc rơi tự do đo được là:



1 EM HÃY SO SÁNH KẾT QUẢ TÍNH G THEO CÁC CÁCH Ở TRÊN,

VÀ CHO Ý KIẾN NHẬN XÉT? KẾT QUẢ NÀO ĐÁNG TIN CẬY

HƠN?

VÀO NAM CHÂM ĐỂ THẢ VẬT RƠI VÀ KHỞI ĐỘNG BỘ ĐẾM THỜI GIAN, TA LẠI PHẢI NHẢ NHANH NÚT TRƯỚC KHI VẬT RƠI ĐẾN CỔNG E?

3 EM CÓ THỂ ĐỀ XUẤT MỘT PHƯƠNG ÁN THÍ NGHIỆM KHÁC, VẪN DÙNG CÁC DỤNG CỤ NÊU TRÊN, ĐỂ ĐO G ĐẠT KẾT QUẢ CHÍNH XÁC HƠN?

Chúc các em thành công