Giải Vật lí 10 Bài 6: Thực hành đo tốc độ của vật chuyển động
Trả lời câu hỏi phần Khởi động
Khởi động trang 30 Vật Lí 10: Làm thế nào để đo được tốc độ chuyển động của vật bằng
dụng cụ thí nghiệm thực hành? Gợi ý đáp án
Để đo được tốc độ chuyển động của vật bằng dụng cụ thí nghiệm thực hành ta cần đo các đại
lượng quãng đường s và thời gian t sau đó dùng công thức tính tốc độ để tính.
I. Cách đo tốc độ trong phòng thí nghiệm Thảo luận :
❓ Dùng dụng cụ gì để đo thời gian chuyển động và quãng đường của vật Gợi ý đáp án
Đo thời gian : bằng đồng hồ bấm giây
Đo quãng đường: dùng thước mét
❓Làm thế nào đo được quãng đường đi được của vật trong một khoảng thời gian hoặc ngược lại Gợi ý đáp án
Khi vật đang ở vạch xuất phát thì ta đánh dấu vào vạch. Khi vật bắt đầu chuyển động thì ta sẽ
bắt đầu bấm đồng hồ. Đến khi vật kết thúc chuyển động, ta bấm tắt đồng hồ ( sẽ xác định được
thời gian chuyển động), đồng thời đánh dấu điểm kết thúc rồi dùng thước đo để đo khoảng
cách từ điểm xuất phát đến điểm kết thúc ( sẽ có được quãng đường chuyển động của vật )
❓ Thiết kế các phương án đo tốc độ và so sánh ưu nhược điểm của các phương án đó. Gợi ý đáp án Cách 1 :
Đo thời gian chuyển động của vật
Đo quãng đường dịch chuyển của vật
=> Sẽ có được vận tốc thông qua công thức Ưu điểm : Nhanh, gọn
Nhược điểm : Độ chính xác của vận tốc phụ thuộc vào độ chính xác trong khâu bấm thời
gian và đo đạc quãng đường
Cách 2: Sử dụng đồng hồ bấm giây.
- Ưu điểm: Dễ thiết kế, tốn ít chi phí,
- Nhược điểm: Sai số lớn do quá trình thao tác bấm đồng hồ khi bắt đầu di chuyển hay khi kết
thúc quãng đường không được chính xác. - Thao tác thực hiện:
Xác định điểm xuất phát, điểm kết thúc.
Dùng thước đo độ dài của quãng đường s (tính từ điểm xuất phát đến điểm kết thúc).
Dùng đồng hồ bấm giây đo thời gian t từ khi vật bắt đầu chuyển động từ điểm xuất phát tới điểm kết thúc. Dùng công thức để tính tốc độ.
Cách 3: Dùng đồng hồ hiện số và cổng quang điện.
- Ưu điểm: Sai số thấp nên cho kết quả có độ chính xác cao hơn.
- Nhược điểm: Tốn kém do chi phí mua dụng cụ thí nghiệm cao.
Dụng cụ thí nghiệm cồng kềnh. - Thao tác thực hiện:
Đo khoảng cách giữa 2 cổng quang điện (đọc trên thước đo gắn với giá đỡ). Khoảng
cách này chính là quãng đường s mà vật chuyển động.
Bấm công tắc để vật bắt đầu chuyển động.
Khi vật đi qua cổng quang điện thứ 1 thì đồng hồ bắt đầu đo.
Khi vật đi qua cổng quang điện thứ 2 thì đồng hồ ngừng đo.
II. Giới thiệu dụng cụ đo thời gian
❓Sử dụng đồng hồ đo thời gian hiện số và cổng quang điện để đo tốc độ chuyển động có ưu
điểm, nhược điểm gì ? Gợi ý đáp án
Ưu điểm: Đo thời gian chính xác đến hàng nghìn giây, được điều khiển bằng cổng quang điện
Nhược điểm: Chi phí mua thiết bị đắt, thiết bị đo cồng kềnh
III. Thực hành đo tốc độ chuyển động
❓Thả cho viên bi chuyển động đi qua chuyển động đi qua cổng quang điện trên máng nhôm.
Thảo luận nhóm để lập phương án đo tốc độ của viên bi theo các gợi ý sau:
Câu 1. Làm thế nào xác định được tốc độ trung bình của viên bi khi đi từ cổng quang điện E đến cổng quang điện F? Gợi ý đáp án
Bước 1: Tính quãng đường EF, lấy số đo trên máng nhôm
Bước 2: Lấy số đo thời gian trên đồng hồ hiện số, lấy thời gian vật đi qua cổng F trừ đi thời gian đi qua cổng E
Bước 3: Đo thời gian ít nhất 5 lần
Bước 4: Lập bảng, tính tốc độ qua 5 lần đo, tính theo công thức
Bước 5: Tính tốc độ trung bình:
Câu 2. Làm thế nào xác định được tốc độ tức thời của viên bi khi đi qua cổng quang điện E hoặc cổng quang điện F? Gợi ý đáp án
Tốc độ tức thời là tốc độ được đo trong 1 khoảng thời gian ngắn
Bước 1: Tính quãng đường từ lúc thả vật đến cổng E
Bước 2: Ghi kết quả thời gian hiện trên cổng E
Bước 3: Tốc độ tức thời tại cổng E: Tương tự cho cổng F
Câu 3. Xác định các yếu tố có thể gây sai số trong thí nghiệm và tìm cách để giảm sai số. Gợi ý đáp án
Yếu tố có thể gây sai số: dụng cụ đo thời gian, đo quãng đường
Cách làm giảm sai số: đo nhiều lần, cẩn thận, cải tiến bộ thí nghiệm