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

KHẢO SÁT CHUYỂN
KHẢO SÁT CHUYỂN
Đ
Đ
ỘNG R
ỘNG R
Ơ
Ơ
I TỰ DO
I TỰ DO
XÁC
XÁC
Đ
Đ
ỊNH GIA TỐC R
ỊNH GIA TỐC R
Ơ
Ơ
I TỰ DO
I TỰ DO
C
C
ơ
ơ
sở lý
sở lý


thuyết
thuyết
:

:
2
2
1
ats =
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
Khi một vật có vận tốc ban
đ
đ
ầu bằng 0, chuyển
ầu bằng 0, chuyển
đ
đ
ộng thẳng nhanh dần
ộng thẳng nhanh dần
đ
đ
ều với gia tốc a, th
ều với gia tốc a, th
ỡ
ỡ
quãng
quãng
đư

đư
ờng
ờng
đ
đ
i
i
đư
đư
ợc s sau khoảng thời gian t (tính từ lúc
ợc s sau khoảng thời gian t (tính từ lúc
vật bắt
vật bắt
đ
đ
ầu chuyển
ầu chuyển
đ
đ
ộng)
ộng)
đư
đư
ợc xác
ợc xác
đ
đ
ịnh bởi công
ịnh bởi công
thức:

thức:
2
2
1
ats =
Đ
Đ
ồ thị biểu diễn quan hệ gi
ồ thị biểu diễn quan hệ gi
ữ
ữ
a s và t
a s và t
2
2
có dạng
có dạng
một
một
đư
đư
ờng thẳng
ờng thẳng
đ
đ
i qua gốc toạ
i qua gốc toạ
đ
đ
ộ và có hệ số góc

ộ và có hệ số góc
tg
tg
α
α
= a/2.
= a/2.
III. Dụng cụ cần thiết:
III. Dụng cụ cần thiết:
1, Giá
1, Giá
đ
đ
ỡ thẳng
ỡ thẳng
đ
đ
ứng có dây dọi và ba chân vít
ứng có dây dọi và ba chân vít
đ
đ
iều
iều
chỉnh th
chỉnh th
ă
ă
ng bằng.
ng bằng.
2, Trụ bằng sắt non làm vật r

2, Trụ bằng sắt non làm vật r
ơ
ơ
i tự do.
i tự do.
3, Nam châm
3, Nam châm
đ
đ
iện có hộp công tắc
iện có hộp công tắc
đ
đ
óng ngắt
óng ngắt
đ
đ
iện
iện
đ
đ
ể
ể
giữ và thả r
giữ và thả r
ơ
ơ
i vật.
i vật.
4, Cổng quang

4, Cổng quang
đ
đ
iện E.
iện E.
5, Đồng hồ thời gian hiện số,
5, Đồng hồ thời gian hiện số,
đ
đ
ộ chia nhỏ nhất 0,001s.
ộ chia nhỏ nhất 0,001s.
6, Th
6, Th
ư
ư
ớc thẳng 800mm gắn chặt vào giá
ớc thẳng 800mm gắn chặt vào giá
đ
đ
ỡ.
ỡ.
7, Ke ba chiều
7, Ke ba chiều
đ
đ
ể xác
ể xác
đ
đ
ịnh vị trí

ịnh vị trí
đ
đ
ầu của vật r
ầu của vật r
ơ
ơ
i.
i.
8, Kh
8, Kh
ă
ă
n vải bông
n vải bông
đ
đ
ể
ể
đ
đ
ỡ vật r
ỡ vật r
ơ
ơ
i.
i.
IV. Lắp ráp thí nghiệm:
IV. Lắp ráp thí nghiệm:
1, Nam châm

1, Nam châm
đ
đ
iện N lắp trên
iện N lắp trên
đ
đ
ỉnh giá
ỉnh giá
đ
đ
ỡ,
ỡ,
đư
đư
ợc nối qua
ợc nối qua
công tắc vào ổ A của
công tắc vào ổ A của
đ
đ
ồng hồ
ồng hồ
đ
đ
o thời gian. ổ A vừa cấp
o thời gian. ổ A vừa cấp
đ
đ
iện cho nam châm, vừa nhận tín hiệu từ công tắc

iện cho nam châm, vừa nhận tín hiệu từ công tắc
chuyển về. Cổng E lắp ở d
chuyển về. Cổng E lắp ở d
ư
ư
ới,
ới,
đư
đư
ợc nối với ổ B. Sử
ợc nối với ổ B. Sử
dụng MODE
dụng MODE
đ
đ
o A
o A
↔
↔
B, chọn thang
B, chọn thang
đ
đ
o 9,999s.
o 9,999s.
2, Quan sát quả dọi, phối hợp
2, Quan sát quả dọi, phối hợp
đ
đ
iều chỉnh các vít ở chân

iều chỉnh các vít ở chân
giá
giá
đ
đ
ỡ sao cho quả dọi nằm
ỡ sao cho quả dọi nằm
đ
đ
úng tâm lỗ tròn T. Khi vật
úng tâm lỗ tròn T. Khi vật
r
r
ơ
ơ
i qua lỗ tròn của cổng quang
i qua lỗ tròn của cổng quang
đ
đ
iện E, chúng cùng nằm
iện E, chúng cùng nằm
trên một trục thẳng
trên một trục thẳng
đ
đ
ứng. Kh
ứng. Kh
ă
ă
n vải bông

n vải bông
đư
đư
ợc
ợc
đ
đ
ặt nằm
ặt nằm
d
d
ư
ư
ới
ới
đ
đ
ể
ể
đ
đ
ỡ vật r
ỡ vật r
ơ
ơ
i.
i.
3, Cho nam châm hút gi
3, Cho nam châm hút gi
ữ

ữ
vật r
vật r
ơ
ơ
i. Dùng miếng ke áp sát
i. Dùng miếng ke áp sát
đ
đ
áy vật r
áy vật r
ơ
ơ
i
i
đ
đ
ể xác
ể xác
đ
đ
ịnh vị trí
ịnh vị trí
đ
đ
ầu s
ầu s
0
0
của vật. Ghi giá trị s

của vật. Ghi giá trị s
0
0


vào bảng 1.
vào bảng 1.
V. Tiến hành thí nghiệm:
V. Tiến hành thí nghiệm:
1. Khảo sát chuyển
1. Khảo sát chuyển
đ
đ
ộng r
ộng r
ơ
ơ
i tự do:
i tự do:
1- Nới lỏng vít và dịch cổng quang
1- Nới lỏng vít và dịch cổng quang
đ
đ
iện E về phía d
iện E về phía d
ư
ư
ới
ới
cách s

cách s
0
0
một khoảng s = 50mm. Nhấn nút RESET trên mặt
một khoảng s = 50mm. Nhấn nút RESET trên mặt
đ
đ
ồng hồ
ồng hồ
đ
đ
ể
ể
đư
đư
a chỉ thị số về giá trị 0000.
a chỉ thị số về giá trị 0000.
2- ấn nút trên hộp công tắc
2- ấn nút trên hộp công tắc
đ
đ
ể thả vật r
ể thả vật r
ơ
ơ
i, rồi nhả nhanh
i, rồi nhả nhanh
nút tr
nút tr
ư

ư
ớc khi vật r
ớc khi vật r
ơ
ơ
i
i
đ
đ
ến cổng quang
ến cổng quang
đ
đ
iện E (*). Ghi thời
iện E (*). Ghi thời
gian r
gian r
ơ
ơ
i của vật vào bảng 1. Lặp lại phép
i của vật vào bảng 1. Lặp lại phép
đ
đ
o trên 3 lần ghi
o trên 3 lần ghi
vào bảng 1.
vào bảng 1.
3-Nới lỏng vít và dịch cổng quang
3-Nới lỏng vít và dịch cổng quang
đ

đ
iện E về phía d
iện E về phía d
ư
ư
ới
ới
cách vị trí s
cách vị trí s
0
0
một khoảng s = 200mm; 800mm. ứng với mỗi
một khoảng s = 200mm; 800mm. ứng với mỗi
khoảng cách s, thả vật r
khoảng cách s, thả vật r
ơ
ơ
i và ghi thời gian t
i và ghi thời gian t
ươ
ươ
ng ứng vào
ng ứng vào
bảng 1, lặp lại 3 lần.
bảng 1, lặp lại 3 lần.
2. Đo gia tốc r
2. Đo gia tốc r
ơ
ơ
i tự do:

i tự do:
1-Nới lỏng vít và dịch cổng quang
1-Nới lỏng vít và dịch cổng quang
đ
đ
iện E về phía
iện E về phía
d
d
ư
ư
ới cách vị trí s
ới cách vị trí s
0
0
một khoảng s = 0,200m. Nhấn nút
một khoảng s = 0,200m. Nhấn nút
RESET trên mặt
RESET trên mặt
đ
đ
ồng hồ
ồng hồ
đ
đ
ẻ
ẻ
đư
đư
a chỉ thị số về giá trị

a chỉ thị số về giá trị
0000.
0000.
2- ấn nút trên hộp công tắc
2- ấn nút trên hộp công tắc
đ
đ
ể thả vật r
ể thả vật r
ơ
ơ
i, rồi nhả
i, rồi nhả
nhanh nút tr
nhanh nút tr
ư
ư
ớc khi vật r
ớc khi vật r
ơ
ơ
i
i
đ
đ
ến cổng quang
ến cổng quang
đ
đ
iện E (*).

iện E (*).
Ghi thời gian r
Ghi thời gian r
ơ
ơ
i của vật vào bảng 1. Lặp lại phép
i của vật vào bảng 1. Lặp lại phép
đ
đ
o trên
o trên
5 lần ghi vào bảng 1.
5 lần ghi vào bảng 1.
3-Nới lỏng vít và dịch cổng quang
3-Nới lỏng vít và dịch cổng quang
đ
đ
iện E về phía
iện E về phía
d
d
ư
ư
ới cách vị trí s
ới cách vị trí s
0
0
một khoảng s = 0,300; 0,400; 0,500;
một khoảng s = 0,300; 0,400; 0,500;
0,600; 0,700; 0,800 m. ứng với mỗi khoảng cách s, thả

0,600; 0,700; 0,800 m. ứng với mỗi khoảng cách s, thả
vật r
vật r
ơ
ơ
i và ghi thời gian t
i và ghi thời gian t
ươ
ươ
ng ứng vào bảng 1, lặp lại 5
ng ứng vào bảng 1, lặp lại 5
lần.
lần.
4-Kết thúc thí nghiệm: Nhấn khoá K, tắt
4-Kết thúc thí nghiệm: Nhấn khoá K, tắt
đ
đ
iện
iện
đ
đ
ồng
ồng
hồ
hồ
đ
đ
o thời gian hiện số.
o thời gian hiện số.
Chú ý:

Chú ý:

Cổng E chỉ hoạt
Cổng E chỉ hoạt
đ
đ
ộng
ộng
đư
đư
ợc khi nút nhấn trên hộp
ợc khi nút nhấn trên hộp
công tắc nhả.
công tắc nhả.

Các thao tác không chuẩn xác cho kết quả
Các thao tác không chuẩn xác cho kết quả
đ
đ
o sai
o sai
cần loại bỏ và thực hiện
cần loại bỏ và thực hiện
đ
đ
o lại
o lại
Báo cáo thực hành
Báo cáo thực hành
Họ và tên:……………lớp:……… ngày………….

Họ và tên:……………lớp:……… ngày………….
Tên bài thực hành:……………………………….
Tên bài thực hành:……………………………….
I. Trả lời câu hỏi:
I. Trả lời câu hỏi:
S
S
ự
ự
r
r
ơ
ơ
i tự do là g
i tự do là g
ỡ
ỡ
? Đặc
? Đặc
đ
đ
iểm của
iểm của
r
r
ơ
ơ
i tự do? Công thức tính gia tốc r
i tự do? Công thức tính gia tốc r
ơ

ơ
i tự do?
i tự do?
……………………………………………………
……………………………………………………
……………………………………………………
……………………………………………………
……………………………………………………
……………………………………………………
II. Kết qủa:
II. Kết qủa:
Bảng 1: Khảo sát chuyển
Bảng 1: Khảo sát chuyển
đ
đ
ộng r
ộng r
ơ
ơ
i tự do
i tự do
Vị trí
Vị trí
đ
đ
ầu của vật r
ầu của vật r
ơ
ơ
i: s

i: s
0
0
= ……………. (mm)
= ……………. (mm)
800
800
200
200
50
50
TB
TB
3
3
2
2
1
1
Thời gian rơi t(s)
Thời gian rơi t(s)


Lần đo
Lần đo
s(mm)
s(mm)
Nhận xét:
Nhận xét:
s

s
2
2
= 4s
= 4s
1
1


→
→
t
t
2
2
= 2t
= 2t
1
1
s
s
3
3
= 16s
= 16s
1
1


→

→
t
t
3
3
= 4t
= 4t
1
1
Kết quả cho thấy: s
Kết quả cho thấy: s
∼
∼


t
t
2
2
.
.
Kết luận:
Kết luận:


Chuyển
Chuyển
đ
đ
ộng r

ộng r
ơ
ơ
i tự do là một chuyển
i tự do là một chuyển
đ
đ
ộng………………………………….
ộng………………………………….
Bảng 2: Xác
Bảng 2: Xác
đ
đ
ịnh gia tốc r
ịnh gia tốc r
ơ
ơ
i tự do:
i tự do:
Vị trí
Vị trí
đ
đ
ầu của vật r
ầu của vật r
ơ
ơ
i: s
i: s
0

0
= ……………. (mm)
= ……………. (mm)
t
2
t
2
/2 tsg
=
tsv /2
=
0.800
0.800
0.700
0.700
0,600
0,600
0,500
0,500
0,400
0,400
0,300
0,300
0,200
0,200
5
5
4
4
3

3
2
2
1
1
s(m)
s(m)
Thời gian rơi t(s)
Thời gian rơi t(s)


Lần đo
Lần đo
Theo bảng 2
Theo bảng 2
Tính ứng với mỗi cặp giá trị (s,t) và ghi
Tính ứng với mỗi cặp giá trị (s,t) và ghi
vào bảng 2.
vào bảng 2.
Vẽ
Vẽ
đ
đ
ồ thị: s = s(t
ồ thị: s = s(t
2
2
) Đồ thị: v =v(t)
) Đồ thị: v =v(t)
2

,tt


ồ thị s = s(t
ồ thị s = s(t
2
2
) có dạng một đờng .,
) có dạng một đờng .,
nh vậy chuyển động của vật rơi tự do là chuyển
nh vậy chuyển động của vật rơi tự do là chuyển
động
động
2. Gia tốc rơi tự do có thể xác định theo góc
2. Gia tốc rơi tự do có thể xác định theo góc
nghiêng
nghiêng


của đồ thị:
của đồ thị:
g = 2 tg
g = 2 tg


=
=
3. Khi đã xác định đợc chuyển động rơi tự do là
3. Khi đã xác định đợc chuyển động rơi tự do là
một chuyển động nhanh dần đều, ta có thể xác

một chuyển động nhanh dần đều, ta có thể xác
định các giá trị của g theo công thức g = 2s/t
định các giá trị của g theo công thức g = 2s/t
2
2
và
và
vận tốc của vật rơi tại cổng F theo công thức
vận tốc của vật rơi tại cổng F theo công thức
v =2s/t ứng với mỗi lần đo. Hãy tính các giá trị
v =2s/t ứng với mỗi lần đo. Hãy tính các giá trị
trên và ghi vào bảng 1.
trên và ghi vào bảng 1.
4. Vẽ
4. Vẽ
đ
đ
ồ thị v = v(t) dựa trên các số liệu của bảng 1,
ồ thị v = v(t) dựa trên các số liệu của bảng 1,
đ
đ
ể một lần v
ể một lần v
ừ
ừ
a nghiệm lại tính chất của chuyển
a nghiệm lại tính chất của chuyển
đ
đ
ộng r

ộng r
ơ
ơ
i tự do:
i tự do:


Đ
Đ
ồ thị v = v(t) có dạng một
ồ thị v = v(t) có dạng một
đư
đư
ờng………… tức là
ờng………… tức là
vận tốc r
vận tốc r
ơ
ơ
i tự do………… theo thời gian. Vậy
i tự do………… theo thời gian. Vậy
chuyển
chuyển
đ
đ
ộng của vật r
ộng của vật r
ơ
ơ
i tự do là chuyển

i tự do là chuyển
đ
đ
ộng
ộng
……………………………
……………………………
5. T
5. T
ớ
ớ
nh
nh
Và
Và
T
T
ớ
ớ
nh
nh
6. Viết kết quả:
Gia tốc rơi tự do đo được là:
1 1

5
1 2
5

5

1 2
5

g g g
g g g
g
g g g
g
+ + +
∆ +∆ + +∆
=
∆ = −
∆ =
ggg
∆±=






CÂU HỎI
CÂU HỎI
1. EM HÃY SO SÁNH KẾT QUẢ TÍNH G THEO
1. EM HÃY SO SÁNH KẾT QUẢ TÍNH G THEO
CÁC CÁCH Ở TRÊN, VÀ CHO Ý KIẾN NHẬN
CÁC CÁCH Ở TRÊN, VÀ CHO Ý KIẾN NHẬN
XÉT? KẾT QUẢ NÀO
XÉT? KẾT QUẢ NÀO
Đ

Đ
ÁNG TIN CẬY H
ÁNG TIN CẬY H
Ơ
Ơ
N?
N?
2. V
2. V
Ỡ
Ỡ
SAO SAU KHI NHẤN NÚT TRÊN HỘP CÔNG
SAO SAU KHI NHẤN NÚT TRÊN HỘP CÔNG
TẮC NGẮT
TẮC NGẮT
Đ
Đ
IỆN VÀO NAM CHÂM
IỆN VÀO NAM CHÂM
Đ
Đ
Ể THẢ
Ể THẢ
VẬT R
VẬT R
Ơ
Ơ
I VÀ KHỞI
I VÀ KHỞI
Đ

Đ
ỘNG BỘ
ỘNG BỘ
Đ
Đ
ẾM THỜI GIAN,
ẾM THỜI GIAN,
TA LẠI PHẢI NHẢ NHANH NÚT TR
TA LẠI PHẢI NHẢ NHANH NÚT TR
Ư
Ư
ỚC KHI
ỚC KHI
VẬT R
VẬT R
Ơ
Ơ
I
I
Đ
Đ
ẾN CỔNG E?
ẾN CỔNG E?
3. EM CÓ THỂ
3. EM CÓ THỂ
Đ
Đ
Ề XUẤT MỘT PH
Ề XUẤT MỘT PH
ƯƠ

ƯƠ
NG ÁN THÍ
NG ÁN THÍ
NGHIỆM KHÁC, VẪN DÙNG CÁC DỤNG CỤ
NGHIỆM KHÁC, VẪN DÙNG CÁC DỤNG CỤ
NÊU TRÊN,
NÊU TRÊN,
Đ
Đ
Ể
Ể
Đ
Đ
O G
O G
Đ
Đ
ẠT KẾT QUẢ CHÍNH
ẠT KẾT QUẢ CHÍNH
XÁC H
XÁC H
Ơ
Ơ
N?
N?
Chúc các em thành công
Chúc các em thành công