Thí nghiệm: Khảo sát chuyển động thẳng đều của viên bi trên máng nghiêng

khảo sát chuyển động thẳng biến đổi đều của viên bi trên máng nghiêng Thớ nghiệm biểu diễn Giỏo viờn thực hiện: Trần Viết Thắng Trường THPT Chu Văn An Thỏi Nguyờn Chương trỡnh lớp 10...

khảo sát chuyển động thẳng biến

đổi đều của viên bi trên máng nghiêng

Thớ nghiệm biểu diễn

Giỏo viờn thực hiện: Trần Viết Thắng

Trường THPT Chu Văn An Thỏi Nguyờn

Chương trỡnh lớp 10

khảo sát chuyển động thẳng biến đổi đều

của viên bi trên máng nghiêng

T

P

I Mục đích thí nghiệm

1 Quan sát chuyển động của viên bi trên máng nghiêng

để thấy tính chất chuyển động thẳng biến đổi đều

(nhanh dần đều hoặc chậm dần đều) của nó.

2 Nghiên cứu sự thay đổi vận tốc v theo thời gian t, mối quan hệ đ ờng đi-thời gian Vẽ đồ thị s phụ thuộc t2, để

từ đó nêu nhận xét và kết luận về tính chất chuyển động Xác định vận tốc tức thời và gia tốc của viên bi

II Dụng cụ thí nghiệm

1.Máng nghiêng P có gắn th ớc 800mm

2.Th ớc đo góc G có quả dọi

3.Gía đỡ ba chân hình sao có 3 chân vít điều chỉnh thăng bằng

4.Một trụ thép 10, một trụ thép 8 và một khớp chữ thập

đa năng

5.Bi thép

6.Đồng hồ đo thời gian hiện số MC-964

7.Hai cổng quang điện E, F

8.Chân chống C có vít điều chỉnh

9.Khớp nối đa năng để thay đổi độ cao điểm kê

10 Nam châm điện N, hộp công-tắc nút nhấn kép để giữ

và thả bi

III lắp ráp thí nghiệm

1.Đặt máng nghiêng lên giá đỡ, phối hợp điều chỉnh các

chân vít và dịch chuyển khớp nối đa năng đến vị trí thích

hợp để mặt phẳng P nằm nghiêng, sao cho dây rọi song

song với mặt phẳng th ớc đo góc và chỉ số khoảng 5-10 0

Nam châm điện N để giữ và thả bi đ ợc đặt cố định tại một

vị trí trên mặt phẳng nghiêng , nối qua hộp công-tắc đến

ổ C của đồng hồ đo thời gian Đặt cổng quang điện F

cách E một đoạn s (ban đầu chọn s = 10 cm) và nối

chúng với hai ổ A, B của đồng hồ đo thời gian

Đồng hồ đo thời gian hiện số MC-964 làm việc ở MODE

A  B , thang đo 9,999s Khi viên bi lăn tới cổng E ,

đồng hồ bắt đầu đếm, đến cổng F đồng hồ dừng đếm

Khoảng thời gian chuyển động t của viên bi giữa hai cổng

E, F hiện thị trên đổng hồ

Để đo vận tốc tức thời của viên bi khi nó đi qua cổng F,

ta chỉ việc vặn chuyển mạch MODE của đồng hồ đo thời gian MC-963 về vị trí B (cổng F nối với ổ B) Khi

đó đồng hồ sẽ chỉ khoảng thời gian t, là khoảng thời gian viên bi chắn tia hồng ngoại khi nó đi qua cổng F Biết đ ờng kính viên bi (d = 2.1cm ), ta tính đ ợc vận tốc tức thời :

v = d / t = 2,1 / t ( cm/s)

IV trình tự thí nghiệm

Khảo sát chuyển động nhanh dần đều :

1 Chuyển mạch MODE ở vị trí A  B.Nhấn nút

RESET để số chỉ trên đồng hồ trở về 0.000

2.Đặt khoảng cách ban đầu giữa viên bi và cổng E bằng s0

= 5cm, cổng E cách cổng F bằng s1 = 15 cm

3 Nhấn công-tắc ngắt điện cho nam châm để thả cho viên

bi lăn qua hai cổng E, F Ghi các giá trị s , t vào bảng 1

4.Dịch chuyển cổng E đến vị trí đặt cổng F và dịch cổng F

đến vị trí cách E một khoảng 25 cm Lặp lại b ớc 3 Ghi tiếp các giá trị của s, t vào bảng 1

5.Dịch chuyển cổng E đến vị trí đặt cổng F và đặt cổng F

đến vị trí cách E một khoảng 35 cm Lặp lại b ớc 3 Ghi

tiếp các giá trị của s, t vào bảng 1

V Ph©n tÝch kÕt QU Ả

s (cm) t sj - si

s0= 5cm

NhËn xÐt :

……….

KÕt luËn :

……… …… …

s(m) t(s) sj - si vtb

5

Ghi chú : Có nhiều ph ơng án khảo sát chuyển động nhanh

dấn đều của viên bi trên mặt phẳng nghiêng Ví dụ

- Khảo sát sự phụ thuộc s = s (t2 ), sử dụng MODE A B của đồng hồ đo thời gian, cổng quang điện E nối với ổ B,

nam châm điện nối qua công-tắc kép đến ổ A, với các giá trị

s = 5cm, 20cm, 45 cm, 80cm

- Khảo sát sự phụ thuộc s = s (t2 ), sử dụng MODE A B của đồng hồ đo thời gian, cổng quang điện E nối với ổ B,

nam châm điện nối qua công-tắc kép đến ổ A, với các giá trị của s nh trong bảng 2 Vẽ đồ thị s = s (t2 ), v= v(t) Rút

ra nhận xét, kết luận

Bảng 2 s (cm) t (s) t

2 a=2s/t 2 v= 2s/t 0

10 20 30 40 50 60

s(m) t(s) t2 a=2s/t2 v=2s/t

Bảng 2 Kết quả thí nghiệm

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

Kết quả thí nghiệm

Đồ thị s = s(t) s

t

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4

Kết quả thí nghiệm

Đồ thị v = v(t) v

t

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7

Kết quả thí nghiệm s

t2

Đồ thị s =s(t2)