3. Bài 6. Thực hành: Đo tốc độ của vật chuyển động

>> Xem chi tiết: Lý thuyết thực hành: Đo tốc độ của vật chuyển động - Vật Lí 10

Hãy thảo luận nhóm và trả lời câu hỏi sau:

Phương pháp giải:

Thảo luận nhóm và vận dụng kiến thức đã học.

Lời giải chi tiết:

1.

Dụng cụ để đo quãng đường: thước thẳng, thước dây,...

Dụng cụ đo thời gian: Đồng hồ bấm giây

2.

+ Để đo được quãng đường đi được của vật chuyển động trong một khoảng thời gian, ta cho xe chuyển động trên một máng thẳng có độ chia quãng đường trên máng

+ Để đo thời gian di chuyển của vật trên một quãng đường, ta sử dụng đồng hồ bấm giây để đo

3.

Các phương án đo tốc độ

Phương án 1: Tạo một máng thẳng có độ chia các vạch trên máng, dùng đồng hồ bấm giây để đo thời gian

Phương án 2: Sử dụng đồng hồ đo thời gian hiện số

So sánh

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức đã học cấp 2 và kết hợp lí thuyết mục II trang 30

Lời giải chi tiết:

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

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:

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức và kết hợp với thực hành

Biểu thức tính tốc độ: \(v = \frac{s}{t}\)

Lời giải chi tiết:

1.

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 \(v = \frac{s}{t}\)

Bước 5: Tính tốc độ trung bình: \(\overline v  = \frac{{{v_1} + {v_2} + {v_3} + {v_4} + {v_5}}}{5}\)

2.

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: \(v = \frac{s}{t}\)

Tương tự cho cổng F

3.

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

Phương pháp giải:

Đọc cách sử dụng thí nghiệm, học sinh làm thí nghiệm theo hướng dẫn của giáo viên

Lời giải chi tiết:

Học sinh tự thực hành.

Xử lí kết quả thí nghiệm

Lời giải chi tiết:

Các em thực hành theo hướng dẫn của giáo viên.

Ví dụ cho kết quả thí nghiệm

Bảng 6.1

Quãng đường: s = 0,5 (m)

- Tốc độ trung bình: \(\overline v  = \frac{s}{{\overline t }} = \frac{{0,5}}{{0,778}} = 0,643(m/s)\)

- Sai số:

\(\begin{array}{l}\overline {\Delta t}  = \frac{{\Delta {t_1} + \Delta {t_2} + ... + \Delta {t_n}}}{n} = \frac{{0,001 + 0,002 + 0,002}}{3} \approx 0,002(s)\\\delta t = \frac{{\overline {\Delta t} }}{{\overline t }}.100\%  = \frac{{0,002}}{{0,778}}.100\%  = 0,3\% \\\delta s = \frac{{\overline {\Delta s} }}{s}.100\%  = \frac{{0,0005}}{{0,5}}.100\%  = 0,1\% \\\delta v = \delta s + \delta t = 0,1\%  + 0,3\%  = 0,4\% \\\Delta v = \delta v.\overline v  = 0,4\% .0,643 = 0,003\\ \Rightarrow v = 0,643 \pm 0,003(m/s)\end{array}\)

Bảng 6.2

Đường kính của viên bi: d = 0,02 (m); sai số: 0,02 mm = 0,00002 (m)

- Tốc độ tức thời: \(\overline v  = \frac{d}{{\overline t }} = \frac{{0,02}}{{0,032}} = 0,625(m/s)\)

- Sai số:

\(\begin{array}{l}\overline {\Delta t}  = \frac{{\Delta {t_1} + \Delta {t_2} + ... + \Delta {t_n}}}{n} = \frac{{0,001 + 0 + 0,00}}{3} \approx 0,001(s)\\\delta t = \frac{{\overline {\Delta t} }}{{\overline t }}.100\%  = \frac{{0,001}}{{0,032}}.100\%  = 2,1\% \\\delta s = \frac{{\overline {\Delta s} }}{s}.100\%  = \frac{{0,00002}}{{0,02}}.100\%  = 0,1\% \\\delta v = \delta s + \delta t = 0,1\%  + 2,1\%  = 2,2\% \\\Delta v = \delta v.\overline v  = 2,2\% .0,0032 = 0,001\\ \Rightarrow v = 0,625 \pm 0,014(m/s)\end{array}\)

Nhận xét: Tốc độ trung bình gần bằng tốc độ tức thời, vì viên bi gần như chuyển động đều.