Các bài thí nghiệm vật lý 12 trong chương trình Trung học phổ thông

KHOA VẬT LÝ

1

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

MỤC LỤC
PHẦN MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài...............................................................................................................3
2. Mục đích của luận văn........................................................................................................4
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu......................................................................................4
4. Nhiệm vụ nghiên cứu.........................................................................................................5
5. Phương pháp nghiên cứu....................................................................................................5
6. Đóng góp của luận văn.......................................................................................................5
7. Cấu trúc của luận văn.........................................................................................................6
PHẦN NỘI DUNG
CHƯƠNG I: Cơ sở lý luận của thí nghiệm trong dạy học vật lý.....................................7
1.1. Khái niệm thí nghiệm vật lý............................................................................................7
1.2. Đặc điểm của thí nghiệm vật lý.......................................................................................7
1.3. Các chức năng của thí nghiệm trong dạy học vật lý.......................................................8
1.4. Các loại thí nghiệm được sử dụng trong dạy học vật lý................................................11
1.4.1. Thí nghiệm biểu diễn..................................................................................................11
1.4.2. Thí nghiện thực tập.....................................................................................................12
1.5. Những yêu cầu về mặt kỹ thuật và phương pháp dạy học đối với việc sử dụng thí
nghiệm trong dạy học vật lý và các bước tiến hành thí nghiệm...........................................12
1.5.1. Những yêu cầu về việc sử dụng thí nghiệm...............................................................12
1.5.2. Các bước tiến hành thí nghiệm...................................................................................16
CHƯƠNG II: Cơ sở lý thuyết và tiến trình thí nghiệm..................................................17
2.1. Các bài thí nghiệm thực tập...........................................................................................17
2.1.1. Xác định hằng số xoắn và mômen quán tính của thiết bị...........................................17
2.1.2. Xác định mômen quán tính của các vật......................................................................19

2.1.3. Kiểm nghiệm định lý Steiner......................................................................................22
2.1.4. Xác định mômen quán tính của một thanh.................................................................24
2.1.5. Xác định mômen và khối lượng quán tính của vật hình quả tạ..................................25
2.1.6. Khảo sát hiện tượng dao động điều hòa của con lắc đơn...........................................27
2.1.7. Khảo sát hiện tượng dao động điều hòa của con lắc lò xo.........................................28
2.1.8. Đo gia tốc trọng trường..............................................................................................30

GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG

SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG


KHOA VẬT LÝ

2

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

2.1.9. Xác định độ lệch pha giữa các dụng cụ trong đoạn mạch điện xoay chiều RLC mắc
nối tiếp..................................................................................................................................32
2.1.10. Khảo sát mạch RLC mắc nối tiếp ............................................................................40
2.1.11. Khảo sát hiện tượng cảm ứng điện từ và máy biến thế............................................44
2.2. Các bài thí nghiệm biểu diễn.........................................................................................47
2.2.1. Khảo sát hiện tượng sóng dừng trên sợi dây cao su...................................................47
2.2.2. Khảo sát hiện tượng sóng dừng trên lò xo..................................................................48
2.2.3. Khảo sát tính chỉnh lưu của Điôt................................................................................50
2.2.4. Khảo sát hiện tượng tán sắc ánh sáng qua lăng kính..................................................53
CHƯƠNG III: Kết quả thí nghiệm...................................................................................54
3.1. Các bài thí nghiện thực tập............................................................................................54
2.1.1. Xác định hằng số xoắn và mômen quán tính của thiết bị...........................................54

2.1.2. Xác định mômen quán tính của các vật......................................................................56
2.1.3. Kiểm nghiệm định lý Steiner......................................................................................58
2.1.4. Xác định mômen quán tính của một thanh.................................................................60
2.1.5. Xác định mômen và khối lượng quán tính của vật hình quả tạ..................................62
2.1.6. Khảo sát hiện tượng dao động điều hòa của con lắc đơn...........................................63
2.1.7. Khảo sát hiện tượng dao động điều hòa của con lắc lò xo.........................................65
2.1.8. Đo gia tốc trọng trường..............................................................................................66
2.1.9. Xác định độ lệch pha giữa các dụng cụ trong đoạn mạch điện xoay chiều RLC mắc
nối tiếp..................................................................................................................................67
2.1.10. Khảo sát mạch RLC mắc nối tiếp ............................................................................72
2.1.11. Khảo sát hiện tượng cảm ứng điện từ và máy biến thế............................................75
2.2. Các bài thí nghiệm biểu diễn.........................................................................................76
2.2.1. Khảo sát hiện tượng sóng dừng trên sợi dây cao su...................................................76
2.2.2. Khảo sát hiện tượng sóng dừng trên lò xo..................................................................78
2.2.3. Khảo sát tính chỉnh lưu của Điôt................................................................................79
2.2.4. Khảo sát hiện tượng tán sắc ánh sáng qua lăng kính..................................................82
PHẦN KẾT LUẬN.............................................................................................................83
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................................85

GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG

SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG


KHOA VẬT LÝ

3

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

PHẦN MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Hiện nay chúng ta đang thực hiện đổi mới toàn diện trong giáo dục. Việc
đầu tư cho giáo dục được Đảng và nhà nước xác định là “quốc sách hàng đầu”.
Cơ sở vật chất trang thiết bị phục vụ cho việc dạy và học ngày càng được quan
tâm và trang bị đầy đủ, nhằm nâng cao chất lượng giáo dục, đổi mới nội dung,
phương pháp, chương trình giáo dục ở tất cả các cấp học, bậc học. Đồng thời
nâng cao chất lượng đội ngũ giáo viên.
Trong giảng dạy nói chung và trong giảng dạy môn Vật lý nói riêng, thực
nghiệm có vai trò hết sức quan trọng. Đặc biệt, Vật lý là một môn khoa học thực
nghiệm, hầu hết các kiến thức được xây dựng hoặc rút ra từ thực nghiệm. Vì thế
thông qua thực nghiệm giúp cho quá trình lĩnh hội kiến thức của học sinh được
diễn ra một cách chủ động, phát huy được tính năng động, sáng tạo, rèn luyện kỹ
năng thực hành, tư duy phán đoán của học sinh, giúp cho quá trình nhận thức
được rõ ràng hơn về bản chất của các hiện tượng Vật lý. Điều này làm cho hiệu
quả dạy và học được nâng cao.
Để có thể nắm vững các thao tác thực hành, hình thành các kỹ năng, kỹ xảo
trong khi tiến hành thí nghiệm và hướng dẫn học sinh thí nghiệm khi về dạy học
ở trường phổ thông, tôi đã tiến hành nghiên cứu và thực hành các bài thí nghiệm
trong chương trình dạy học thí nghiệm ở lớp 12 theo chương trình của Bộ Giáo
Dục và Đào Tạo ban hành. Đó là những lý do tôi chọn đề tài luận văn tốt nghiệp:
“Các bài thí nghiệm vật lý 12 trong chương trình Trung học phổ thông”.
2. Mục đích của luận văn
Khai thác, nghiên cứu, hướng dẫn học sinh sử dụng các bộ dụng cụ thí
nghiệm để tiến hành :
• Xác định hằng số xoắn và mômen quán tính của thiết bị
• Xác định mômen quán tính của các vật
• Kiểm nghiệm định lý Steiner
• Xác định mômen quán tính của một thanh thẳng

GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG

SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG


KHOA VẬT LÝ

4

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

• Xác định khối lượng quán tính và mômen của vật hình quả tạ
• Khảo sát hiện tượng sóng dừng trên sợi dây cao su
• Khảo sát hiện tượng sóng dừng trên lò xo
• Khảo sát dao động điều hòa của con lắc lò xo
• Khảo sát dao động điều hòa của con lắc đơn
• Đo gia tốc trọng trường
• Xác định độ lệch pha giữa các dụng cụ trong đoạn mạch xoay chiều RLC
mắc nối tiếp
• Khảo sát mạch RLC mắc nối tiếp
• Khảo sát mạch chỉnh lưu bằng dao động ký điện tử.
• Khảo sát hiện tượng cảm ứng điện từ và máy biến thế
• Khảo sát hiện tượng tán sắc ánh sáng qua lăng kính

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tượng
- Các tài liệu về phương pháp dạy học thí nghiệm Vật lý ở trường phổ thông.
- Các tài liệu liên quan đến cơ sở lý thuyết của các bài thí nghiệm Vật lý phổ thông
chương trình lớp 12.
- Các tài liệu hướng dẫn sử dụng Dao động kí điện tử hai chùm tia.

3.2. Phạm vi nghiên cứu
Trong luận văn này, tôi chỉ kiểm nghiệm lại các kiến thức trong chương trình
dạy học vật lý lớp 12. Từ đó rút ra những nhận xét và các bước hướng dẫn học sinh
thực hiện thí nghiệm.
4. Nhiệm vụ nghiên cứu.
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết phần điện học, dao động, sóng và mômen quán tính
trong chương trình Vật lý phổ thông.
- Nghiên cứu xây dựng các bài thí nghiệm, lấy các số liệu mẫu của các bài thí
nghiệm.

GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG

SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG


KHOA VẬT LÝ

5

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

- Phân tích, xử lý các kết quả thu được. Từ đó rút ra những kết luận cần thiết và
tổng kết các kinh nghiệm để có thể hướng dẫn học sinh thí nghiệm một cách hiệu
quả.
5.

Phương pháp nghiên cứu.
Để thực hiện các nhiệm vụ trên, tôi đã tiến hành các phương pháp nghiên

cứu sau:

- Nghiên cứu lý luận: Nghiên cứu những tài liệu liên quan trong chương trình Vật lý
phổ thông, những tài liệu hướng dẫn sử dụng các bộ dụng cụ thí nghiệm liên quan.
Nghiên cứu những tài liệu về phương pháp dạy học thí nghiệm Vật lý trong trường
phổ thông.
- Nghiên cứu thực nghiệm : Tiến hành các bài thí nghiệm. Từ kết quả thí nghiệm,
kết hợp với quá trình quan sát, thực hiện rút ra những kết luận và những hướng dẫn
sư phạm cần thiết.
6. Đóng góp của luận văn.
Luận văn là cơ sở để tôi có thể xây dựng và hoàn thiện các bài thí nghiệm Vật
lý khi về dạy ở trường phổ thông. Nó còn có thể làm tài liệu tham khảo cho giáo
viên, sinh viên và học sinh khi giảng dạy và tiến hành các bài thí nghiệm Vật lý liên
quan.
7. Cấu trúc của luận văn.
Luận văn gồm có 3 phần:
- Phần mở đầu:
Lý do chọn đề tài
Mục đích nghiên cứu
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Nhiệm vụ nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu
Đóng góp của đề tài
- Phần nội dung:
Chương 1: Cơ sở lý luận của thí nghiệm trong dạy học Vật lý.

GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG

SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG


KHOA VẬT LÝ

6

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Chương 2: Cơ sở lý thuyết và tiến trình thí nghiệm.
2.1. Các bài thí nghiệm thực hành
2.2. Các bài thí nghiệm biểu diễn
Chương 3: Kết quả thí nghiệm.
- Phần kết luận:

GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG

SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG


KHOA VẬT LÝ

7

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

PHẦN NỘI DUNG
CHƯƠNG I
CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA THÍ NGHIỆM TRONG
DẠY HỌC VẬT LÝ

1.1. Khái niệm thí nghiệm vật lý
Thí nghiệm Vật lý là sự tác động có chủ định, có hệ thống của con người vào
các đối tượng của hiện thực khách quan. Thông qua sự phân tích các điều kiện mà

trong đó đã diễn ra sự tác động và các kết quả của sự tác động, ta có thể thu nhận
được tri thức mới.
1.2. Đặc điểm của thí nghiệm Vật lý
- Các điều kiện của thí nghiệm Vật lý phải được lựa chọn và được thiết lập có chủ
định sao cho thông qua thí nghiệm, có thể trả lời câu hỏi đặt ra, có thể kiểm tra được
giả thuyết hoặc hệ quả suy ra từ giả thuyết. Mỗi thí nghiệm có ba yếu tố cấu thành
cần được xác định rõ: đối tượng cần nghiên cứu, phương tiện gây tác động lên đối
tượng cần nghiên cứu và phương tiện quan sát, đo đạc để thu nhận các kết quả của
sự tác động.
- Các điều kiện của thí nghiệm có thể làm biến đổi được để ta có thể nghiên cứu sự
phụ thuộc giữa hai đại lượng, trong khi các đại lượng khác được giữ không đổi.
- Các điều kiện thí nghiệm phải được khống chế, kiểm soát đúng như dự định nhờ
sử dụng các thiết bị thí nghiệm có độ chính xác ở mức độ cần thiết, nhờ sự phân tích
thường xuyên các yếu tố của đối tượng cần nghiên cứu, làm giảm tối đa các ảnh
hưởng của nhiễu (nghĩa là loại bỏ tối đa một số điều kiện để không làm xuất hiện
các tính chất, các mối quan hệ không được quan tâm).
- Đặc điểm quan trọng nhất của thí nghiệm là tính có thể quan sát được sự thay đổi
của đại lượng nào đó do sự biến đổi của các đại lượng khác. Điều này đạt được nhờ
các giác quan của con người và sự hỗ trợ của các phương tiện quan sát đo đạc.
- Có thể lặp lại được thí nghiệm. Nghĩa là với các thiết bị thí nghiệm, các điều kiện
thí nghiệm như nhau thì khi bố trí lại hệ thí nghiệm, tiến hành lại thí nghiệm, hiện

GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG

SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG


KHOA VẬT LÝ

8

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

tượng, quá trình vật lý phải diễn ra trong thí nghiệm giống như ở các lần thí nghiệm
trước.
1.3. Các chức năng của thí nghiệm trong dạy học Vật Lý
1.3.1. Chức năng của thí nghiệm theo quan điểm lý luận nhận thức
1.3.1.1. Thí nghiệm là phương tiện của việc thu nhận tri thức
- Vai trò của thí nghiệm trong các giai đoạn của quá trình nhận thức phụ thuộc vào
vốn hiểu biết của con người về đối tượng cần nghiên cứu. Khi nhận thức của học
sinh về đối tượng quá ít ỏi thì thí nghiệm được sử dụng để thu nhận những kiến thức
ban đầu. Muốn có những kiến thức đầu tiên về đối tượng cần nghiên cứu, cần phải
biết đặt ra những câu hỏi với đối tượng. Việc tìm cách đặt câu hỏi (thiết kế phương
án thí nghiệm), tiến hành thí nghiệm và xử lý các kết quả quan sát, đo đạc, sau đó
chính là quá trình tìm câu trả lời cho câu hỏi đã đặt ra. Như vậy thí nghiệm được sử
dụng như là kẻ phân tích hiện thực khách quan và thông qua quá trình thiết lập nó
một cách chủ quan để thu nhận tri thức khách quan.
- Ở giai đoạn đầu của quá trình nhận thức một hiện tượng, quá trình Vật lý nào đó,
khi học sinh chưa có hoặc có hiểu biết ít ỏi về hiện tượng quá trình Vật lý cần
nghiên cứu thì thí nghiệm được dùng để cung cấp cho học sinh những dữ liệu cảm
tính về hiện tượng, quá trình.
1.3.1.2. Thí nghiệm là phương tiện để kiểm tra tính đúng đắn của tri thức đã thu
được.
Trong dạy học vậy lý ở phổ thông có một số kiến thức được rút ra bằng các
suy luận lôgic chặt chẽ từ các kiến thức đã biết. Nên tiến hành thí nghiệm để kiểm
tra tính đúng đắn của chúng. Trong nhiều trường hợp, kết quả của thí nghiệm phủ
nhận tính đúng đắn của tri thức đã biết, đòi hỏi chúng ta phải đưa ra các giả thuyết
khoa học mới và lại kiểm tra nó ở các thí nghiệm khác. Nhờ vậy, chúng ta sẽ thu
được những tri thức có tính khái quát hơn, bao hàm các tri thức đã biết trước đó như
là những trường hợp riêng, trường hợp giới hạn.

1.3.1.3. Thí nghiệm là phương tiện của việc vận dụng tri thức đã thu được vào thực
tiễn.

GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG

SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG


KHOA VẬT LÝ

9

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

- Chúng ta thường gặp nhiều khó khăn trong việc vận dụng các tri thức lý thuyết
vào việc thiết kế, chế tạo các thiết bị kỹ thuật do tính trừu tượng của tri thức cần sử
dụng, tính phức tạp chi phối bởi nhiều định luật của các thiết bị cần chế tạo hoặc
nguyên nhân kinh tế hay lý do an toàn. Khi đó, thí nghiệm được sử dụng như là
phương tiện tạo cơ sở cho sự vận dụng các tri thức thu được vào thực tiễn.
- Trong chương trình vật lý ở phổ thông đề cập đến một loạt các ứng dụng của vật
lý trong đời sống và sản xuất. Việc tiến hành các thí nghiệm tạo cơ sở cho học sinh
hiểu được các ứng dụng của những kiến thức đã được học trong thực tiễn. Qua đó
cho học sinh thấy được sự vận dụng trong thực tiễn của các kiến thức vật lý và nó là
bằng chứng sự đúng đắn của các kiến thức vật lý.
1.3.1.4. Thí nghiệm là một bộ phận của các phương pháp nhận thức vật lý
- Các phương pháp nhận thức được dùng phổ biến trong việc hình thành những kiến
thức cơ bản vật lý ở trường phổ thông là phương pháp thực nghiệm và phương pháp
mô hình. Trong đó thí nghiệm đóng vai trò quan trọng ở cả hai phương pháp nhận
thức này.
- Trong phương pháp thực nghiệm, thí nghiệm đóng vai trò quan trọng ở giai đoạn

đầu (thu nhận các thông tin về đối tượng cần nghiên cứu) và giai đoạn cuối (xây
dựng và thực hiện các phương án để kiểm tra tính đúng đắn của hệ quả đã rút ra).
- Trong phương pháp mô hình, ở giai đoạn đầu các thông tin về đối tượng gốc được
thu thập nhờ thí nghiệm. Thông qua thí nghiệm ta tìm ra các thuộc tính, các mối
quan hệ bản chất của đối tượng gốc. Để từ đó xây dựng được mô hình phản ánh các
mối quan hệ chính mà ta quan tâm. Khi thao tác với mô hình, đối với mô hình vật
chất, phải tiến hành các thí nghiệm thực với nó. Ở giai đoạn cuối, tiến hành thí
nghiệm trên vật gốc, đối chiếu các kết quả thu được từ mô hình với các kết quả thu
trực tiếp trên vật gốc. Từ đó ta kiểm tra được tính đúng đắn của mô hình và rút ra
giới hạn áp dụng của mô hình.
1.3.2. Chức năng của thí nghiệm theo quan điểm lý luận dạy học.
1.3.2.1. Thí nghiệm được sử dụng ở tất cả các giai đoạn khác nhau của quá trình dạy
học.

GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG

SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG


KHOA VẬT LÝ

10

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Quá trình dạy học có các giai đoạn sau:
• Đề xuất vấn đề cần nghiên cứu
• Hình thành kiến thức, kỹ năng mới
• Củng cố kiến thức, kỹ năng thu được
• Kiểm tra, đánh giá kiến thức, kỹ năng của học sinh

- Thí nghiệm dùng để đề xuất vấn đề cần nghiên cứu. Đặc biệt nó có hiệu quả trong
việc tạo tình huống có vấn đề.
- Trong giai đoạn hình thành kiến thức mới, thí nghiệm có vai trò rất quan trọng
không gì thay thế được. Nó cung cấp một cách hệ thống các cứ liệu thực nghiệm, để
từ đó khái quát hoá quy nạp, kiểm tra được tính đúng đắn của giả thuyết hoặc hệ
quả lôgic rút ra từ giả thuyết đã đề xuất, hình thành kiến thức mới, đồng thời làm
tăng sự tin tưởng của học sinh vào tính chân thực của kiến thức thu được.
- Thí nghiệm được sử dụng một cách đa dạng trong quá trình củng cố kiến thức, kỹ
năng của học sinh. Các thí nghiệm được dùng phải có các yếu tố mới so với các thí
nghiệm đã dùng mà nhằm đào sâu, mở rộng các kiến thức đã biết; giúp học sinh
thấy được các biểu hiện trong tự nhiên, các ứng dụng trong đời sống và trong sản
xuất của các kiến thức này.
- Thông qua các hoạt động trí tuệ - thực tiễn trong quá trình thí nghiệm, học sinh sẽ
chứng tỏ không những kiến thức về sự kiện mà cả kiến thức về phương pháp, không
những kiến thức mà cả kỹ năng của mình. Qua đó kiểm tra, đánh giá được kiến
thức, kỹ năng của học sinh.
1.3.2.2. Thí nghiệm là phương tiện góp phần phát triển nhân cách toàn diện của học
sinh
Việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học Vật lý góp phần quan trọng vào việc phát
triển nhân cách toàn diện của học sinh.
- Thí nghiệm là phương tiện để nâng cao chất lượng kiến thức và rèn luyện kỹ năng,
kỹ xảo về vật lý của học sinh.
- Thí nghiệm là phương tiện kích thích hứng thú học tập vật lý, tổ chức quá trình
học tập tích cực, tự lực và sáng tạo của học sinh.

GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG

SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG

KHOA VẬT LÝ

11

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

- Thí nghiệm là phương tiện tổ chức các hình thức làm việc tập thể khác nhau, bồi
dưỡng các phẩm chất đạo đức của học sinh.
1.3.2.3. Thí nghiệm là phương tiện đơn giản hóa và trực quan trong dạy học vật lý
- Qua thí nghiệm chúng ta có thể nghiên cứu các hiện tượng, quá trình xảy ra trong
tự nhiên và trong kỹ thuật trong những điều kiện có thể khống chế được, thay đổi
được, có thể quan sát và đo đạc, dễ dàng hơn để đi tới nhận thức được nguyên nhân
của mỗi hiện tượng và mối quan hệ có tính quy luật giữa chúng với nhau.
- Thí nghiệm là phương pháp trực quan giúp học sinh nhanh chóng thu những thông
tin chân thực về các hiện tượng, quá trình vật lý. Đặc biệt trong các lĩnh vực mà đối
tượng nghiên cứu không thể tri giác trực tiếp bằng các giác quan của con người.
1.4. Các loại thí nghiệm được sử dụng trong dạy học Vật lý
Có hai loại thí nghiệm dùng trong dạy học Vật lý
1.4.1. Thí nghiệm biểu diễn
Thí nghiệm biểu diễn là thí nghiệm được giáo viên tiến hành ở trên lớp, trong
các giờ học nghiên cứu kiến thức mới và có thể ở các giờ học củng cố kiến thức của
học sinh.
Căn cứ vào mục đích của lý luận dạy học của thí nghiệm biểu diễn trong quá
trình nhân thức của học sinh, có thể chia thí nghiệm biểu diễn thành các loại sau:
- Thí nghiệm mở đầu:
Là những thí nghiệm nhằm giới thiệu cho học sinh biết qua về các hiện tượng sắp
nghiên cứu, để tạo tình huống có vấn đề, tạo nhu cầu hứng thú cho học sinh.
- Thí nghiệm nghiên cứu hiện tượng:
Là thí nghiệm nhằm xây dựng nên hoặc kiểm chứng lại kiến thức mới, được sử
dụng trong giai đoạn nghiên cứu kiến thức mới bao gồm:

• Thí nghiệm nghiên cứu khảo sát: là thí nghiệm nhằm cung cấp các cứ liệu
thực nghiệm, để kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết từ đó xây dựng kiến
thức mới.

GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG

SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG


KHOA VẬT LÝ

12

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

• Thí nghiệm nghiên cứu minh họa: là thí nghiệm nhằm kiểm chứng lại kiến
thức đã được xây dựng bằng con đường lý thuyết, dựa trên những phép suy
luận lôgic chặt chẽ.
- Thí nghiệm củng cố:
Là thí nghiệm nêu lên những biểu hiện của kiến thức đã được học trong tự nhiên,
cung cấp cho học sinh những ứng dụng của kiến thức này trong sản xuất và trong
đời sống.
1.4.2. Thí nghiệm thực tập
Thí nghiệm thực tập là thí nghiệm do học sinh tự tiến hành trên lớp (trong
phòng thí nghiệm), ngoài lớp, ngoài nhà trường, ở nhà dưới sự hướng dẫn của giáo
viên.
Có thể chia thí nghiệm thực tập thành 3 loại như sau:
- Thí nghiệm trực diện: Do học sinh thực hiện trong quá trình hình thành kiến thức
mới.
- Thí nghiệm thực hành: là thí nghiệm do học sinh thực hiện trên lớp (trong phòng

thí nghiệm) theo tài liệu đã được in sẵn, được thực hiện sau khi học xong một bài,
một chương, hay một phần của chương trình.
- Thí nghiệm và quan sát vật lý ở nhà: Là thí nghiệm do học sinh tiến hành ở nhà
trong điều kiện không có sự giúp đỡ, kiểm tra trực tiếp của giáo viên.
1.5. Những yêu cầu về mặt kỹ thuật và phương pháp dạy học đối với việc sử
dụng thí nghiệm trong dạy học vật lý và các bước tiến hành thí nghiệm
1.5.1. Những yêu cầu về việc sử dụng thí nghiệm
1.5.1.1. Những yêu cầu chung đối với việc sử dụng thí nghiệm
- Phải đảm bảo cho học sinh ý thức được sự cần thiết và hiểu rõ mục đích của thí
nghiệm.
- Xác định rõ các dụng cụ cần sử dụng, sơ đồ bố trí, tiến trình thí nghiệm.
- Đảm bảo cho học sinh ý thức được rõ ràng và tham gia tích cực vào tất cả các giai
đoạn của thí nghiệm.

GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG

SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG


KHOA VẬT LÝ

13

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

- Thử nghiệm kỹ lưỡng mỗi thí nghiệm trước giờ học, đảm bảo thí nghiệm phải
thành công.
- Việc sử dụng dụng cụ và tiến hành thí nghiệm phải tuân theo các quy tắc an toàn.
1.5.1.2. Những yêu cầu đối với thí nghiệm biểu diễn
a. Các yêu cầu trong việc đặt kế hoạch thí nghiệm

- Xác định chính xác mục đích của thí nghiệm cần phải tiến hành.
- Xác định các nhiệm vụ mà học sinh cần phải hoàn thành trong việc chuẩn bị, tiến
hành, và xử lý kết quả thí nghiệm.
- Lựa chọn phương án thí nghiệm phù hợp.
b. Các yêu cầu trong việc chuẩn bị thí nghiệm
- Nghiên cứu kỹ lưỡng tính năng của các dụng cụ thí nghiệm đã được lựa chọn và
sử dụng thành thạo chúng.
- Kiểm tra sự hoạt động của các dụng cụ trước giờ học và thử nghiệm lại các thí
nghiệm tiến hành.
c. Các yêu cầu trong việc bố trí thí nghiệm
- Lắp ráp từng bước các dụng cụ thí nghiệm trước mắt học sinh.
- Phải giải thích cho học sinh hiểu rõ nguyên tắc hoạt động của các dụng cụ.
- Chỉ đặt trên bàn những dụng cụ cần thiết cho bài thí nghiệm.
- Bố trí các dụng cụ thí nghiệm trên nhiều độ cao khác nhau.
- Cần sắp xếp các dụng cụ mà ở đó hiện tượng mong muốn sẽ diễn ra nằm ở bên
phải các dụng cụ.
- Dùng vật chỉ thị làm nổi bật bộ phận chính, đánh dấu sự diễn biến hiện tượng mà
học sinh cần theo dõi.
- Đối với mỗi thí nghiệm cần có một hình vẽ thống nhất tối đa với bố trí thí nghiệm.
d. Các yêu cầu trong việc tiến hành thí nghiệm
- Trong quá trình tiến hành thí nghiệm, cần định hướng cho học sinh vào những
trọng điểm cần quan sát.
- Đối với thí nghiệm định lượng cần phải lập bảng ghi các giá trị đo hợp lý trước khi
tiến hành thí nghiệm.

GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG

SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG

KHOA VẬT LÝ

14

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

- Trong suốt thời gian làm thí nghiệm, giáo viên không che khuất tầm quan sát của
học sinh.
- Thí nghiệm cần được lặp lại nhiều lần.
e. Các yêu cầu trong việc xử lý kết quả thí nghiệm
- Việc thu thập các số liệu thí nghiệm phải trung thực, đủ cho việc khái quát hóa rút
ra kết luận.
- Việc xử lý kết quả thí nghiệm phải cần có thời gian. Đối với thí nghiệm định tính
thì học sinh phải phát biểu các kết quả đã quan sát thấy, phân tích, suy luận lôgic để
rút ra kết luận. Đối với thí nghiệm định lượng các kết quả phải rõ ràng rành mạch.
Từ đó hướng dẫn học sinh rút ra những kết luận bản chất về hiện tượng vật lý và
phát biểu chúng thành lời hay những biểu thức toán học.
1.5.1.3. Những yêu cầu đối với thí nghiệm trực diện
a. Các yêu cầu trong việc lựa chọn thí nghiệm trực diện để sử dụng trong dạy học
vật lý.
- Nội dung nghiên cứu chỉ đòi hỏi những thí nghệm với các dụng cụ có sẵn, không
phức tạp, việc bố trí, tiến hành không quá khó, hiện tượng diễn ra trong thí nghiệm
dễ quan sát và không quá phức tạp.
- Có thể sử dụng các dụng cụ, vật liệu dễ kiếm trong đời sống hàng ngày, quen
thuộc với học sinh.
- Nội dung các thí nghiệm cần thực hiện mang tính định tính hay bán định lượng.
- Các thí nghiệm không đòi hỏi nhiều thời gian trong việc bố trí và tiến hành .
- Đảm bảo về mặt an toàn trong quá trình tiến hành và sử dụng dụng cụ thí nghiệm.
b. Các yêu cầu trong công việc chuẩn bị thí nghiệm trực diện
- Đối với giáo viên:

• Chuẩn bị phương án thí nghiệm ngay trong khi soạn bài.
• Chia nhóm học sinh.
• Soạn bản kế hoạch các hoạt động của học sinh phải thực hiện trong thí
nghiệm, để phát cho học sinh trước giờ học.
- Đối với học sinh:

GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG

SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG


KHOA VẬT LÝ

15

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Thực hiện các nhiệm vụ mà giáo viên đã giao như: Tìm kiếm những vật liệu, dụng
cụ có sẵn hoặc chế tạo một số dụng cụ đơn giản mà giáo viên đã hướng dẫn cách
làm.
c. Các yêu cầu trong việc tổ chức và hướng dẫn hoạt động tự lực của học sinh trong
thí nghiệm trực diện
- Cần bố trí các bàn thí nghiệm sao cho việc theo dõi của học sinh và hướng dẫn của
giáo viên thuận tiện nhất.
- Việc sử dụng các thí nghiệm trực diện phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
• Mọi học sinh đều tích cực, tự lực hoạt động trong giờ học.
• Phối hợp hình thức làm việc cá nhân, theo nhóm, cả lớp dưới sự hướng dẫn
của giáo viên sao cho phát huy tính tích cực và tự lực của mỗi học sinh.
• Giáo viên đóng vai trò là người tổ chức, hướng dẫn và trọng tài.
1.5.1.4. Những yêu cầu đối với thí nghiệm thực hành

a. Những yêu cầu trong công việc chuẩn bị thí nghiệm thực hành
- Đối với giáo viên:
• Tìm hiểu kỹ nội dung thí nghiệm, xác định rõ ràng các nhiệm vụ giao cho
học sinh, cách kiểm tra, đánh giá cách thực hiện các nhiệm vụ đó.
• Phải làm thử tất cả các thí nghiệm trong bài thí nghiệm thực hành.
• Có thể điều chỉnh nội dung, yêu cầu bài thí nghiệm để phù hợp với điều kiện
thiết bị của nhà trường.
- Đối với học sinh:

Nghiên cứu nội dung của bài thực hành trước ở nhà, chuẩn bị sẵn mẫu báo
cáo thí nghiệm theo mẫu. Tự tìm kiếm hay chế tạo những dụng cụ đơn giản theo chỉ
dẫn trong bài thí nghiệm.
b. Các yêu cầu trong việc tổ chức và hướng dẫn hoạt động tự lực của học sinh trong
thí nghiệm thực hành.
- Cần bố trí các bàn thí nghiệm sao cho việc tiến hành của của học sinh và hướng
dẫn của giáo viên thuận tiện nhất.

GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG

SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG


KHOA VẬT LÝ

16

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

- Vào đầu buổi thí nghiệm giáo viên tiến hành kiểm tra công việc chuẩn bị của học
sinh ở nhà.

- Trong lúc học sinh thực hiện công việc giáo viên cần theo dõi, giúp đỡ kịp thời khi
học sinh gặp khó khăn
- Sau khi làm xong thí nghiệm, yêu cầu học sinh xếp dụng cụ gọn gàng như lúc đầu.
1.5.2. Các bước tiến hành thí nghiệm.
- Cần xác định rõ mục đích của thí nghiệm thông qua đàm thoại. Phải nắm chính
xác vấn đề nào cần được giải quyết.
- Vạch ra các bước tiến hành thí nghiệm.
- Lựa chọn dụng cụ, thiết bị và chỉ ra cách bố trí thí nghiệm.
- Bố trí thí nghiệm và giải thích cách hoạt động của mô hình đó.
- Kiểm tra xem cách bố trí thí nghiệm có đảm bảo cho tất cả học sinh có thể quan
sát hiện tượng xảy ra hay không.
- Tiến hành thí nghiệm theo các bước đã vạch ra. Trong từng phần thí nghiệm, cho
học sinh nhận xét.
- Gợi ý để học sinh phân tích kết quả thí nghiệm, thảo luận và rút ra kết luận.
- Giáo viên nêu lên kết luận tổng kết.

GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG

SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG


KHOA VẬT LÝ

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

17

CHƯƠNG II
CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ TIẾN TRÌNH THÍ NGHIỆM
2.1. Các bài thí nghiệm thực hành

2.1.1. Xác định hằng số xoắn và mômen quán tính của thiết bị
2.1.1.1. Mục đích thí nghiệm
- Nắm được cách xác định hằng số xoắn của lò xo xoắn.
- Xác định mômen quán tính của thiết bị.
2.1.1.2. Cơ sở lý thuyết
- Nếu ta tác dụng vào vật một lực F vuông góc với bán kính R của vật, sẽ tạo ra một
mômen xoắn là:
τ = R*F

(2.1.1.1)

- Nếu lực đó tác dụng vào một hệ thống lò xo dạng xoắn ốc, mômen xoắn sẽ tỷ lệ
với góc lệch θ , và viết dưới dạng sau:
τ = kθ

(2.1.1.2)

Với k là hằng số xoắn đàn hồi của lò xo dạng xoắn ốc
Từ (2.1.1.2) và (2.1.1.1) ta có:
θ=

R
F
K

(2.1.1.3)

Vậy sự phụ thuộc của độ lệch vào lực tác dụng có dạng một đường thẳng
d 2θ
Mặt khác mômen xoắn tỷ lệ với mômen quán tính I và gia tốc góc α = 2

dt
d θ
Do đó có thể viết dưới dạng sau: τ = I. 2
dt
2

Từ phương trình (1.2) chúng ta có được:
d 2θ
= - k. θ
dt 2

(2.1.1.4a)

k
d 2θ
+ θ =0
2
I
dt

(2.1.1.4b)

hoặc

với I: là mômen quán tính

GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG

SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG

KHOA VẬT LÝ

18

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Chúng ta biết rằng phương trình (1.4) là phương trình biểu diễn dao động điều hòa
đơn giản với chu kỳ:
T = 2π

I
k

(2.1.5)

Từ phương trình (1.5) chúng ta có thể tính được mômen quán tính của vật:
I0=

k
T2
2 0
4π

(2.1.6)

I0: mômen quán tính của thiết bị
T0 : chu kỳ dao động của lò xo xoắn
2.1.1.3. Dụng cụ thí nghiệm
• Thiết bị xác định mômen quán tính

• Hàng rào sáng
• Cân
• Cuộn dây ni lông
• Thước kẹp
• Gia trọng có lỗ và giá treo
• Lực kế
2.1.1.4. Các bước tiến hành thí nghiệm

Hình 2.1

2.1.1.4.1. Xác định hằng số xoắn
Cách 1:
Bước 1: Quấn vài vòng dây quanh giá đỡ hình trụ rỗng. Đặt thiết bị nằm ngang trên
mặt bàn. Cân khối lượng của mỗi gia trọng.
Bước 2: Đặt kim chỉ thị của thiết bị xác định mômen quán tính tại điểm không của
thang chia độ.
Bước 3: Treo gia trọng vào sợi dây nylon quan sát độ lệch của kim chỉ thị. Ghi lại
góc lệch θ1 , lặp lại vài lần lấy giá trị trung bình.
Bước 4: Tiếp tục thêm gia trọng có lỗ và ghi lại góc lệch θ 2
Bước 5: Lặp lại bước 4 đối với các góc θ 3, θ 4
Cách 2:

GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG

SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG


KHOA VẬT LÝ

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

19

Bước 1: Đặt kim chỉ thị của thiết bị xác định mômen quán tính tại điểm không của
thang chia độ.
Bước 2: Quay thang chia độ lệch góc 180 0 và dùng lực kế để đo lực do lò xo xoắn
tạo ra và ghi vào bảng số liệu. Tiến hành bước này 5 lần để lấy giá trị trung bình.
2.1.1.4.2. Xác định mômen quán tính của thiết bị
Bước 1: Lắp hàng rào sáng và nối với máy đếm thời gian AT-01.
Bước 2: Nối máy đếm thời gian vào nguồn điện xoay chiều 220V. Sau đó nhấn nút

FUNCTION để chọn chế độ Cycle. Nhấn nút CH.OVER 10 lần để giới hạn 10 dao
động sẽ khảo sát.
Bước 3: Xoay giá đỡ hình trụ rỗng 1800, sau đó thả ra.
Bước 4: Quan sát máy đếm thời gian. Nó sẽ đếm giảm xuống. Sau 10 dao động, sẽ
tự động hiển thị thời gian của 10 dao động. Ghi thời gian này vào bảng 3.1.1.2
Bước 5: Nhấn nút FUCTION một lần để bắt đầu phép đo mới.
Bước 6: Lặp lại các bước 3 đến bước 5, ghi lại các thời gian t2, t3..vào bảng 3.11.2.
Bước 7: Tính thời gian trung bình của 10 dao động, sau đó tính chu kỳ của nó. Ghi
kết quả vào bảng 3.1.1.2.
2.1.2. Xác định mômen quán tính của các vật
2.1.2.1. Mục đích thí nghiệm
Hiểu được khái niệm mômen quán tính và xác định được mômen quán tính của các
vật.
2.1.2.2. Cơ sở lý thuyết
Một hệ gồm ba hạt có khối lượng m1,m2, m3 tạo thành một vật rắn như hình 2.1
V2
r2
r3

r1

0
r1
V3

GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG

V1

Hình 2.2

SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG


KHOA VẬT LÝ

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

20

Nếu vị trí của m1 được biểu diễn bởi véctơ r 1 và chuyển động quay với vận tốc góc
ω , sẽ có vận tốc dài v1= ω . r1, mômen góc của nó sẽ là:

L1= r1.p1= m1.r1.v1 = m1.r1( ω .r1)

(2.1.2.1a)

Hoặc
L1= m1.r 12 ω

(2.1.2.1b)

Tượng tự như vậy với các hạt m2 và m3 chúng ta sẽ có :
L2= m2r 22 ω
L3= m3r 32 ω
Ta có mômen tổng cộng sẽ là:
2
2
2
L = L1+ L2 + L3 = (m1r1 + m2 r2 + m3r3 )ω

Hay
L=Iω

(2.1.2.2)

Với I là mômen quán tính và bằng I= m1r12 + m2 r22 + m3 r32 =

3

∑m r
i =1

2
11

Đối với vật rắn được tạo thành từ N hạt, mômen quán tính của nó sẽ là:
N

I=

∑m r
i =1

2
11

Nếu khối lượng phân bố liên tục, nguyên tố khối lượng ∆mi cách trục của nó là ri
thì mômen quán tính bằng:
N

I=

∑ ∆m r
i =1

2
11

Nếu ∆mi là rất nhỏ thì khi đó mômen quán tính sẽ được tính bằng công thức sau:
2
I = ∫ r dm

(2.1.2.3)

Ở đây dm là nguyên tố khối lượng.
Từ biểu thức của mômen quán tính ở trên chúng ta có thể xác định được mômen
quán tính của một số vật như sau:

GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG

SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG


KHOA VẬT LÝ

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

21

Bảng mômen quán tính của các vật khác nhau:
STT

Vật

Vị trí trục

1

Quả cầu đặc

Đường kính quả cầu

2

Quả cầu rỗng

Đường kính quả cầu

3

Hình trụ đặc

Trục hình trụ

4

Hình trụ rỗng

Trục hình trụ

Mômen quán tính
2mR 2
5
2mR 2
3
mR 2
2
m 2
( R1 + R22 )
2

Nếu một vật được đặt lên thiết bị xác định mômen quán tính và cho nó dao động, thì
chu kỳ dao động của nó sẽ được tính bằng công thức sau:
4π 2
(I − I0 )
T =
k
2

(2.1.2.4)

Ở đây T : Chu kỳ dao động
I : Mômen quán tính của vật
I0 : Mômen quán tính của thiết bị
Từ (2.1.2.4) ta tính được mômen quán tính của vật theo công thức sau:
T2
I = ( 2 − 1).I 0
T0

(2.1.2.5)

2.1.2.3. Dụng cụ thí nghiệm
• Thiết bị xác định mômen quán tính
• Hàng rào sáng
• Máy đếm AT-01
• Bộ các vật khảo sát: Quả cầu đặc,
hình trụ đặc, hình trụ rỗng,đĩa 123
• Cân
• Thước kẹp
2.1.2.4. Các bước tiến hành thí nghiệm

Hình 2.3

Bước 1: Xác định khối lượng, kích thước của mỗi vật ghi kết quả vào bảng 3.1.2.1

GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG

SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG

KHOA VẬT LÝ

22

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Bước 2: Gắn vật cần đo mômen quán tính lên thiết bị xác định mômen quán tính.
Bước 3: Nối hàng rào sáng với máy đếm thời gian AT-01.
Bước 4: Nối máy đếm vào nguồn điện xoay chiều 220V. Sau nhấn nút FUNCTION
để chọn chế độ Cycle. Nhấn nút CH.OVER 10 lần để giới hạn 10 dao động sẽ khảo
sát.
Bước 5: Xoay giá đỡ 1800. Sau đó nhả ra. Ghi lại thời gian của 10 dao động được
hiển thị trên máy đếm vào bảng 3.1.2.2. và ký hiệu là t1.
Bước 6: Nhấn nút FUNCTION một lần để bắt đầu phép đo mới.
Bước 7: Lặp lại bước 5 và 6 mười lần, ghi lại các thời gian t2..,t10 vào bảng 3.1.2.3.
Bước 8: Lần lượt gắn các vật cần đo mômen quán tính vào thiết bị xác định mômen
quán tính và lặp lại các bước từ bước 5 đến bước 7.
2.1.3. Kiểm nghiệm định lý STEINER
2.1.3.1.Mục đích thí nghiệm
- Hiểu được khái niệm mômen quán tính và định lý Steiner.
- Xác định được mômen quán tính mỗi khi thay đổi trục.
2.1.3.2. Cơ sỡ lý thuyết
Mômen quán tính của vật phụ thuộc vào vị trí của trục. Một vật sẽ có mômen quán
tính khác nhau nếu trục của nó khác nhau.
y

Hình 2.4 Hình chiếu của một vật trên mặt phẳng xy

P(xp,yp)

mi
b
a

C(xc,yc)

y

x

Ta có mối liên hệ giữa mômen quán tính I tại một trục bất kỳ và mômen quán tính I c
o

song song với trục ấy. Hình (3.1) Biểu diễn vật có khối tâm C(xc,ycx). Một trục đi

GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG

SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG


KHOA VẬT LÝ

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

23

qua C và vuông góc với mặt phẳng xy và một trục khác đi qua p( xp, yp). Hai trục
này song song với nhau. Khoảng cách giữa chúng là h =

a 2 + b 2 . Bình phương

khoảng cách từ một nguyên tố khối lượng mi đến trục C là x i + yi , và đến p là
2

2

(x-a) 2 + (y–b) 2
Từ đó, mômen quán tính của nguyên tố khối lượng mi đối với trục p là:
I=
=

∑ m [( x − a)
i

∑ m (x
i

2
i

2

+ ( y − b) 2

]

+ yi2 ) − 2a ∑ mi xi − 2b∑ mi xi + ( a 2 + b 2 )∑ mi

Mà theo định nghĩa khối tâm

∑m x = ∑m y
i i

i

i

=0

Nên ta có thể viết lại phương trình trên là:
I = Ic + M.h2

(2.1.3.1)

với M =

∑m

i

2.1.3.3. Dụng cụ thí nghiệm
• Thiết bị xác định mômen quán tính
• Hàng rào sáng
• Máy đếm AT-01
• Đĩa có lỗ
• Cân
• Thước kẹp
2.1.3.4. Các bước tiến hành thí nghiệm

Hình 2.4

Bước 1: Xác định khối lượng của đĩa, khoảng cách từ các lỗ đến tâm đĩa (ghi kết
quả vào bảng 3.1.3.1)
Bước 2: Gắn đĩa lên thiết bị xác định mômen quán tính, với trục quay tại tâm đĩa.
Bước 3: Nối hàng rào sáng với máy đếm thời gian AT-01.
Bước 4: Nối máy đếm vào nguồn điện xoay chiều 220V. Sau đó nhấn nút
FUNCTION để chọn chế độ Cycle. Nhấn nút CH.OVER 10 lần để giới hạn 10 dao
động sẽ khảo sát.

GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG

SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG


KHOA VẬT LÝ

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

24

Bước 5: Xoay giá đỡ 1800 sau đó nhả ra. Ghi lại thời gian của 10 dao động được
hiển thị trên máy đếm vào bảng 3.1.3.1 và ký hiệu là t1.
Bước 6: Nhấn nút FUNCTION một lần để bắt đầu phép đo mới.
Bước 7: Lặp lại bước 5 và 6 mười lần, tính thời gian trung bình của 10 dao động và
tính chu kỳ dao động rồi ghi kết quả vào bảng 3.1.3.1.
Bước 8: Dịch chuyển trục quay đến lỗ cách tâm đầu tiên.
Bước 9: Lặp lại các bước từ 5 đến 9.
Bước 10: Lặp lại các bước 9 và 10 với trục quay tại lỗ tiếp theo.

2.1.4. Xác định mômen quán tính của một thanh
2.1.4.1. Mục đích thí nghiệm
Biết cách xác định mômen quán tính của một thanh thẳng.
2.1.4.2. Cơ sở lý thuyết
Một thanh mỏng có chiều dài l quay quanh trục đi qua khối tâm và vuông góc với
chiều dài của thanh. Thì được mômen quán tính của thanh là:
I=
Trong đó :

ml 2
12

(2.1.4.1)

I : Mômen quán tính của thanh
m : Khối lượng của thanh
l : Chiều dài của thanh

Nếu thanh quay quanh trục đi qua một đầu của thanh và vuông góc với chiều dài
của thanh thì mômen của nó có giá trị là: I =

ml 2
3

(2.1.4.2)

2.1.4.3. Dụng cụ thí nghiệm
• Thiết bị xác định mômen quán tính
• Hàng rào sáng
• Máy đếm thời gian AT-01

• Thanh thẳng
• Cân
• Thước kẹp

GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG

SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG


KHOA VẬT LÝ

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

25

2.1.4.4. Các bước tiến hành thí nghiệm
Bước 1: Xác định khối lượng, chiều dài của thanh thẳng.
Bước 2: Gắn thanh thẳng và điều chỉnh thanh, sao cho khối tâm của thanh nằm ở
tâm của thiết bị xác định mômen quán tính. Dùng ốc vít để vặn chặt lại.
Bước 3: Nối hàng rào sáng với máy đến thời gian AT- 01.

Hình 2.5
Bước 4: Nối máy đếm vào nguồn xoay chiều 220V. Sau đó nhấn nút FUNCTION
để chọn chế độ Cycle. Nhấn nút CH.OVER 10 lần để giới hạn 10 dao động sẽ khảo
sát.
Bước 5: Xoay giá đỡ hình trụ 180o sau đó nhả ra. Ghi lại thời gian của 10 dao động
được hiển thị trên máy đếm vào bảng 2.1.4.1 và ký hiệu là t1.
Bước 6: Nhấn nút FUNCTION một lần để bắt đầu phép đo mới.
Bước 7: Lặp lại bước 5 và 6 mười lần.
Bước 8: Tính thời gian trung bình của 10 dao động và tính chu kỳ của dao động rồi

ghi vào bảng 2.1.4.1.
Bước 9: Dịch chuyển thanh để trục quay nằm cách tâm 25 cm.
Bước 10: Lặp lại các bước từ 5 đến 8.
2.1.5. Xác định mômen và khối lượng quán tính của vật hình quả tạ
2.5.1. Mục đích thí nghiệm
- Xác định được mômen quán tính của một vật hình quả tạ.
- Xác định được khối lượng quán tính của vật hình quả tạ.
2.1.5.2. Cơ sở lý thuyết
Một vật gồm 2 quả cầu có khối lượng là m 1 và m2 được gắn ở 2 đầu của một thanh
thẳng (bỏ qua khối lượng của thanh). Khoảng cách từ 2 quả cầu tới khối tâm là r 1 và
r2..Vật quay quanh trục quay đi qua khối tâm.
Mômen quán tính của vật hình quả tạ được tính theo công thức sau:
2

I=

∑mr
i =1

i i

2

= m1r12 + m2 r22

(2.1.5.1)

Nếu r1 = r2 = r thì phương trình trên có thể viết lại như sau:
I = r 2 (m1 + m2 ) = r 2 M

GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG

(2.1.5.2)

SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG