Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (745.9 KB, 20 trang )
<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>
<b>BÀI 1: KHẢO SÁT CHUYỂN ĐỘNG RƠI TỰ DO.</b>
<b>XÁC ĐỊNH GIA TỐC RƠI TỰ DO</b>
<b>I - MỤC ĐÍCH</b>
Đo thời gian rơi t trên những đoạn đường s khác nhau để vẽ đồ thị s ~ t2<sub>, rồi từ đó suy ra</sub>
tính chất của chuyển động. Ngồi ra, với số liệu đó ta xác định được gia tốc rơi tự do.
<b>II - CƠ SỞ LÍ THUYẾT</b>
<b>1. Mối quan hệ giữa quãng đường rơi tự do và thời gian rơi</b>
Thả một vật ( trụ thép, viên bi…) từ độ cao s trên mặt đất, vật sẽ rơi rất nhanh theo phơng
thẳng đứng (phương song song với dây dọi). Trong trường hợp này ảnh hưởng của khơng
khí khơng 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 đầu bằng 0, chuyển động thẳng nhanh dần đều với gia tốc a, thì
quãng đường đi được s sau khoảng thời gian t (tính từ lúc vật bắt đầu chuyển động) được
xác định bởi công thức: s = 1<sub>2</sub>at2
<b>2. Vẽ đồ thị f (s, t2<sub>) </sub></b>
Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa s và t2<sub> có dạng một đường thẳng đi qua gốc toạ độ và có hệ số</sub>
góc: tgα = a/2
<b>III - DỤNG CỤ CẦN THIẾT </b>(Hình 8.1)
1. Đồng hồ đo thời gian hiện số (Hình 8.2).
2. Hộp cơng tắc đóng ngắt điện một chiều cấp cho nam
châm điện và bộ đếm thời gian.
3. Nam châm điện N (Hình 8.3).
4. Cổng quang điện E (Hình 8.4).
5. Trụ hoặc viên bi (bằng thép) làm vật rơi tự do.
6. Quả dọi.
7. Giá đỡ thẳng đứng có vít điều chỉnh thăng bằng.
8. Hộp đựng cát khô.
9. Giấy kẻ ô li để vẽ đồ thị. Kẻ sẵn bảng ghi số liệu theo
mẫu trong SGK.
<b>IV - GIỚI THIỆU DỤNG CỤ ĐO (sgk)</b>
<b>V - LẮP RÁP THÍ NGHIỆM </b>
1. Nam châm điện N lắp trên đỉnh giá đỡ, được nối qua công tắc vào ổ A của đồng hồ đo
thời gian. Ổ A vừa cấp điện cho nam châm, vừa nhận tín hiệu từ công tắc chuyển về. Cổng E
lắp ở dưới, được nối với ổ B. Sử dụng MODE đo A B, chọn thang đo 9,999 s.
2. Quan sát quả dọi, phối hợp điều chỉnh các vít ở chân giá để sao cho quả dọi nằm đúng
tâm lỗ tròn T. Khi vật rơi qua lỗ tròn của cổng quang điện E, chúng cùng nằm trên một trục
thẳng đứng. Khăn vải bông được đặt nằm dưới để để vật rơi .
3. Cho nam châm hút giữ vật rơi. Dùng miếng ke áp sát đáy vật rơi để xác định vị trí đầu
s0 của vật. Ghi giá trị số vào Bảng 8.1 (có ở mẫu báo cáo).
<b>VI - TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM</b>
<b> Đo thời gian rơi ứng với các khoảng cách s khác nhau</b>
Ấn nút trên hộp công tắc để thả vật rơi, rồi nhả nhanh nút
<i>tr-ước khi vật rơi đến cổng quang điện E. Ghi thời gian rơi của</i>
<i>vật vào Bảng 8.1. Lặp lại phép đo thêm 4 lần, ghi vào Bảng</i>
8.1.
2. Nới lỏng vít và dịch cổng quang điện E về phía dưới cách
s0 một khoảng s = lần lượt bằng 0,200; 0,450; 0,800 m. Ứng
với mỗi giá trị của s, thả vật rơi và ghi thời gian t tương ứng
vào bảng Bảng 8.1. Lặp lại phép đo thêm 4 lần, ghi vào Bảng
8.1.
<i> 3. Kết thúc thí nghiệm: Nhấn khố K , tắt điện đồng hồ đo</i>
thời gian hiện số.
<b>BÀI BÁO CÁO</b>
<b>KHẢO SÁT CHUYỂN ĐỘNG RƠI TỰ DO. XÁC ĐỊNH GIA TỐC RƠI TỰ DO</b>
Họ và tên :………; Lớp:………., ngày thực hành:………
<b>1. Trả lời câu hỏi :</b> Sự rơi tự do là gì? Nêu đặc điểm của sự rơi tự do và cơng thức tính gia
tốc rơi tự do. ...
...
...
...
<b>2. Kết quả thực hành:</b>
Bảng 1: Đo thời gian ứng với các khoảng cách s khác nhau. Vị trí ban đầu : s0 =……(mm)
s(m) <b>Thời gian rơi</b>
¯<i>t<sub>i</sub></i> <i>t</i>❑<i><sub>i</sub></i>2
gi =
2<i>s<sub>i</sub></i>
<i>ti</i>
2 V
i =
2<i>s<sub>i</sub></i>
<i>ti</i>
1 2 3 4 5
0,05
0,20
0,45
0,80
<b>3. Vẽ đồ thị :</b>
4<b>. Nhận xét – kết luận : </b>
a. Đồ thị của s = s(t2<sub>) có dạng gì? Và em có kết luận như thế nào về chuyển động rơi tự </sub>
...
b. Đồ thị v = v(t) có dạng gì? Em có kết luận gì cho trường hợp này ?
...
c. Hãy tính các giá trị <i>g</i> , D<i>g</i>, g và viết kết quả của phép đo gia tốc rơi tự do.
1 2 ... 5 <sub>...</sub>
5
<i>g</i> <i>g</i> <i>g</i>
<i>g</i>= + + + =
...
1 2 ... 5 <sub>...</sub>
5
<i>g</i> <i>g</i> <i>g</i>
<i>g</i> D +D + +D
D = =
...
…...
<b>5. Câu hỏi :</b>
Câu 1: Khi tính g theo cách nêu trên, ta đã chú ý đến loại sai số nào? Vì sao ?
...
...
...
...
...
...
...
...
Câu 2 : Hãy đề xuất một phương án thí nghiệm khác, với các dụng cụ như trên .
<b>BÀI 2 : XÁC ĐỊNH HỆ SỐ MA SÁT</b>
<b>I - MỤC ĐÍCH</b>
- Vận dụng phương pháp động lực học để nghiên cứu lực ma sát tác dụng vào vật chuyển
động trên máng nghiêng.
- Đo hệ số ma sát trượt, so sánh giá trị thu được với số liệu đã cho trong Bảng 20.1
-………
<b>II - CƠ SỞ LÍ THUYẾT</b>
- Căn cứ vào sự chuyển động của vật trên mặt phẳng nghiêng khiα ≥α0 (α0 là góc nghiêng
(sin <i><sub>t</sub></i>cos )
<i>a</i>=<i>g</i> <i>a m</i>- <i>a</i> <b><sub> </sub></b>
- Độ lớn của a phụ thuộc vào α và μt(hệ số ma sát trượt)
- Ta có cơng thức hệ số ma sát trượt μt:
tan
cos
<i>t</i>
<i>a</i>
<i>g</i>
<i>m</i> <i>a</i>
<i>a</i>
=
-- Xác định được α và a ta xác định được μt.
+ Xác định α bằng thước đo.
+ Đo a nhờ công thức: . 2
2<i>s</i>
<i>a</i>
<i>t</i>
=
- Đo s bằng thước thẳng, đo t bằng đồng hồ hiện số.
- Xác định hệ số ma sát nghỉ <i>mn</i>
<b> III - DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM</b>
1. Mặt phẳng nghiêng có gắn nam châm điện, thước đo góc và quả dọi.
<i><b>Hình 16.2. Ảnh chụp bộ thí nghiệm (loại khác)</b></i>
2. Hộp cơng tắc để đóng ngắt dịng điện vào nam châm điện.
3. Giá đỡ mặt phẳng có khớp nối, thay đổi độ cao ủa mặt phẳng nghiêng.
4. Trục kim loại bằng thép: d = 3cm, h = 3cm.
5. Máy đo thời gian hiện số có cổng quang điện E.
<i><b>Hình 16.3. Ảnh chụp đồng hồ đo thời gian hiện số</b></i>
6. Thước thẳng chia đến milimet.
7. Ke vng để xác định vị trí của vật.
<b>IV - LẮP RÁP THÍ NGHIỆM</b>
1. Vệ sinh mặt phẳng nghiêng, trụ thép bằng khăn sạch, khô, kiểm tra lỗ hở cổng quang.
2. Lắp đầu mặt phẳng nghiêng có nam châm điện lên giá đỡ, cắm phích của nam châm
<b>V - TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM</b>
<b>1. Xác định góc nghiêng giới hạn α0 để vật bắt đầu trượt và xác định hệ số ma sát</b>
<b>nghỉ </b><i>mn</i><b>.</b>
- Đặt trụ thép đứng trên mặt phẳng nghiêng rồi tăng dần α bằng cách nới lỏng hãm.
- Khi vật bắt đầu trượt thì dừng lại rồi đọc và ghi góc α0 vào báo cáo.
- Hệ số ma sát nghỉ <i>mn</i>=tan<i>a</i>0<sub>.</sub>
<b>2. Đo hệ số ma sát trượt</b>
- Đưa đầu mặt phẳng nghiêng lên cao thêm một chút để cho α > α0. Đọc và ghi lại giá trị
của α vào báo cáo.
- Chỉnh lại thăng bằng của máng nghiêng.
- Kiểm tra phích cắm rồi cắm phích đồng hồ vào nguồn điện.
- Chuyển đồng hồ đo thời gian làm việc ở MODE AnB thang đo 9,999 rồi ấn khóa K, tiếp
đó đặt trụ thép lên mặt phẳng nghiêng sát vào nam châm điện.
- Dùng ke xác định vị trí ban đầu trụ thép So ( đáy trụ thép tiếp xác với MPN). Ghi lại giá
trị So.
- Dịch chuyển cổng quang E đến vị trí cách So một khoảng S = 400 mm rồi cố định lại.
- Nhấn RESET trên đồng hồ để đưa về chỉ thị 0000.
- Ấn nút trên hộp công tắc để thả vật trượt trên máng rồi thả nhanh tay khi trụ chưa đến E.
- Đọc và ghi thời gian vào bản báo cáo.
- Tiến hành làm 5 lần để xác định thời gian t1, t2…t5 ghi vào báo cáo.
<b>* Kết thúc thí nghiệm</b>
- Tắt nguồn điện vào đồng hồ, rút phích cắm điện ra khỏi nguồn điện.
- Thu dọn dụng cụ gọn gàng ngăn nắp.
- Tính tốn theo u cầu của bản báo cáo.
<b>BÀI BÁO CÁO</b>
<b>XÁC ĐỊNH HỆ SỐ MA SÁT</b>
<b>1. Trả lời câu hỏi :</b> Lực ma sát xuất hiện khi nào ? Các loại lực ma sát, cơng thức tính
lực ma sát, hệ số ma sát trượt, hệ số ma sát nghỉ? Trình bày ngắn gọn phương pháp các định
hệ số ma sát bằng mặt phẳng nghiêng ?
...
+ Chứng minh các công thức:
- Hệ số ma sát nghỉ<i>mn</i> =tan<i>a</i>0<sub>:...</sub>
...
...
- Hệ số ma sát trượt = tan os
<i>a</i>
<i>gc</i>
<i>a</i>
2. <b>Kết quả thực hành</b> :
<b>A. Đo hệ số ma sát nghỉ :</b>
a) Đặt mặt đáy trụ thép lên mặt phẳng nghiêng. Tăng dần góc nghiêng <sub> bằng cách đẩy từ từ đầu</sub>
cao của nó, để máng nghiêng trượt trên thanh của giá đỡ.
b) Khi vật bắt đầu trượt thì dừng lại, đọc và ghi giá trị góc 0<sub> vào bảng 1. Lặp lại thí nghiệm 5 lần</sub>
Bảng 1:
Lần đo 0 <i>m</i>=tan<i>a</i>0 D = -<i>mi</i> <i>m mi</i>
1
2
3
4
5
<b>Giá trị trung bình</b>
<b>B. Đo hệ số ma sát trượt :</b>
a) Đưa khớp nối lên vị trí cao hơn để tạo góc 0<sub>ghi vào bảng 2</sub>
b) Đồng hồ đo thời gian sử dụng MODE đo A« B chọn thang đo 9,999 s. Đặt khối thép và xác định
mm. Ấn nút RESET để hiển thị số 0000
c) Ấn nút công tắc để vật trượt. lập lại thí nghiệm 5 lần đọc và ghi kết quả bảng 2.
Bảng 2:
α0 = …………. Α =………±………. s0 = …………. s =………±……….
N T <i>a</i> 2<sub>2</sub><i>s</i>
<i>t</i>
= tan
cos
<i>t</i>
<i>a</i>
<i>g</i>
<i>m</i> <i>a</i>
<i>a</i>
= - <sub>Δμ</sub><sub>t</sub>
1
2
3
4
5
<b>Giá trị trung bình</b>
1 2 3 4 5
5
<i>n</i>
<i>m m m m m</i>
<i>m</i>= + + + +
=………
1 2 3 4 5
5
<i>m</i> <i>m</i> <i>m</i> <i>m</i> <i>m</i>
<i>m</i> D +D +D +D +D
D =
=………
Vậy: hệ số ma sát nghỉ đo được: <i>mn</i><sub> = </sub><i>m</i>±D<i>m</i><sub>=……….</sub>±<sub>………..</sub>
<b>+ </b>Kết quả: bảng 2: ( hệ số ma sát trượt )
1 2 3 4 5
5
<i>t</i>
<i>m m m m m</i>
<i>m</i>= + + + +
=………
1 2 3 4 5
5
<i>m</i> <i>m</i> <i>m</i> <i>m</i> <i>m</i>
<i>m</i> D +D +D +D +D
D =
=………
Vậy: hệ số ma sát trượt đo được: <i>mt</i><sub> = </sub><i>m</i>±D<i>m</i><sub>=……….</sub>±<sub>………..</sub>
<b>4. Câu hỏi</b>
1. So sánh giá trị hệ số ma sát trượt đo được bằng thực nghiệm với hệ số ma sát trượt cho
trong Bảng 20.1 (SGK Vật lí 10)?
.
………
………
………
………
………
………
………
………
2. Trong phép đo này, khi tính sai số phép đo <i>mt</i> ta đã bỏ qua những loại sai số nào?
<b>BÀI 3: TỔNG HỢP LỰC</b>
<b>I/MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM:</b>
- Dùng qui tắc hình bình hành để tổng hợp hai lực đồng qui, sau đó kiểm nghiệm lại bằng
thực nghiệm.
- Dùng qui tắc tổng hợp hai lực song song cùng chiều để xác định lực tổng hợp, sau đó kiểm
nghiệm lại bằng thực nghiệm.
- Rèn luyện kĩ năng thực hành, giải các bài toán tổng hợp nhiều lực đồng quy và các lực
song song cùng chiều
<b>II/ CƠ SỞ LÍ THUYẾT</b>
<i><b>1. Tổng hợp hai lực đồng quy</b></i>
Giả sử hai lực đồng quy ⃗<i><sub>F</sub></i>
1 và ⃗<i>F</i>2 tác dụng lên một vật Ta phải xác định lực tổng hợp
của các lực thành phần ⃗<i><sub>F</sub></i><sub>1</sub> <sub> và </sub> ⃗<i><sub>F</sub></i><sub>2</sub> <sub>. Áp dụng quy tắc hình bình hành để xác định lực</sub>
1 và ⃗<i>F</i>2 .
- Muốn vậy, phải trượt các lực ⃗<i><sub>F</sub></i>
1 và ⃗<i>F</i>2 trên giá của chúng về điểm đồng quy. Bằng
quy tắc hình bình hành, dựng véc tơ <i>R</i>= +<i>F</i>1 <i>F</i>2
⃗ ⃗
.
<i><b> 2. Tổng hợp hai lực song song cùng chiều.</b></i>
Cho hai lực ⃗<i><sub>P</sub></i><sub>1</sub> <sub> và </sub> ⃗<i><sub>P</sub></i><sub>2</sub> <sub>song song cùng chiều tác dụng lên thanh AB</sub>
- Hợp của hai lực ⃗<i><sub>P</sub></i><sub>1</sub> <sub> và </sub> ⃗<i><sub>P</sub></i><sub>2</sub> <sub>song song cùng chiều tác dụng lên thanh AB là một lực</sub>
⃗<i><sub>P</sub></i> <sub> song song cùng chiều với hai lực đó. Lực </sub> ⃗<i><sub>P</sub></i> <sub>này có độ lớn bằng tổng độ lớn hai lực P</sub>
= P1 + P2. Giá của lực ⃗<i>P</i> nằm trong mặt phẳng chứa hai lực ⃗<i>P</i>1 và ⃗<i>P</i>2 , chia khoảng
cách giữa hai lực (chia trong) theo tỉ lệ:
1 2
2 1
<i>P</i> <i>d</i> <i>OB</i>
<i>P</i> = <i>d</i> =<i>OA</i>
<i>Hình 2: Sơ đồ tổng hợp hai lực song song cùng chiều</i>
- Kết quả tính tốn độ lớn và điểm đặt của lực F trên hình 2 là cơ sở để tiến hành thí nghiệm
tổng hợp hai lực song song cùng chiều.
<b>III. Dụng cụ thí nghiệm</b>
<i><b>1. Dụng cụ thí nghiệm tổng hợp hai lực đồng quy.</b></i>
- Bảng sắt được gắn lên giá có đế 3 chân.
- Thước đo góc, được in trên tấm bìa màu trắng dày 0,15
đến 0,2mm, ép plastic, có kích thước 200x200 mm. Độ chia
nhỏ nhất 10<sub>.</sub>
1
<i>P</i>
2
<i>P</i>
.
<i>P</i>
<i>d1</i> <i>d2</i>
<i>a</i> O
- Thước đo chiều dài có độ chia nhỏ nhất 1 mm
- Hai lực kế ống 5N, hai vịng kim loại có đế nam châm xuyến mạ kẽm. Nhờ hai nam
- Lị xo 5N có nam châm để gắn dính lên bảng sắt.
- Một dây chỉ bền và một dây cao su.
- Một đế nam châm để buộc dây cao su.
- Một viên phấn
<i><b>2. Dụng cụ thí nghiệm tổng hợp hai lực song song cùng chiều</b></i>
- Hai lò xo xoắn 5N, dài khoảng 60 mm.
- Ba dây cao su.
- Thanh treo qua nặng, bằng kim loại nhẹ, cứng, dài 400 mm, để treo các quả nặng
tổng cộng đến 10N mà không bị biến dạng. Trên thanh có gắn thước 400 mm và 3 con trượt
có gắn móc treo, hai đầu có lỗ móc treo 2 lò xo 5N.
- Thanh định vị, bằng kim loại nhẹ, mỏng, dài 300 mm, sơn màu đen, gắn được lên
bảng sắt.
- Cuộn dây treo, nhẹ, mềm và có màu tối.
- Hộp các quả nặng có khối lượng bằng nhau 50g.
- Giá đỡ có trục 10 mm, cắm lên đế 3 chân và bảng sắt.
- Hai đế nam châm để buộc dây cao su.
- Thước đo chiều dài có độ chia nhỏ nhất 1 mm.
- Một viên phấn
<b>Hình 4:</b> Tổng hợp hai lực song song cùng chiều
<b>IV. Các bước tiến hành thí nghiệm </b>
<i><b>1. Thí nghiệm tổng hợp hai lực đồng quy</b></i>
Tìm hiểu kĩ các dụng cụ để lắp đặt, bố trí thí nghiệm
<i><b>Bước 1.</b></i> Tổng hợp hai lực đồng quy theo quy tắc hình bình hành
- Buộc một đầu của dây cao su vào đế nam châm, đầu kia của dây cao su được thắt vào giữa
dây chỉ. Hai đầu dây chỉ được buộc vào móc của hai lực kế.
- Kéo hai lực kế sao cho dây cao su song song mặt phẳng bảng tới vị trí A
- Dùng phấn đánh dấu lên bảng sắt: điểm A của đầu dây cao su, phương của hai lực ⃗<i><sub>F</sub></i>
1 và
⃗<i><sub>F</sub></i>
- Dựng hình bình hành có cạnh là các lực ⃗<i><sub>F</sub></i>
1 và ⃗<i>F</i>2 theo tỉ lệ xích chọn trước. Dựng véc
tơ <i>R</i>= +<i>F</i>1 <i>F</i>2
⃗ ⃗
bằng quy tắc hình bình hành. Đo chiều dài <i>l</i> của véc tơ ⃗<i>R</i> , tính giá trị của
R theo tỉ lệ xích đã chọn, ghi vào bảng số liệu 1.
<i><b>Bước 2.</b>Kiểm nghiệm lại véc tơ </i> ⃗<i><sub>R</sub></i> <i><sub>đã dựng được ở trên </sub></i>
- Dùng một lực kế để kéo dây cao su dãn song song với mặt phẳng bảng cũng tới đúng điểm
A nói trên. Đọc giá trị ⃗<i><sub>R</sub></i> trên lực kế và ghi vào bảng số liệu 1
- Thực hiện lặp lại hai lần bước thí nghiệm này để nhận được các giá trị R2, R3. Ghi lại các giá
trị R2, R3 tương ứng vào bảng số liệu, tính giá trị trung bình ⃗<i>R</i> và sai số <i>ΔR</i> .
<i><b>Bước 3</b></i>. Tiến hành hai bước thí nghiệm trên ứng với các cặp lực mới ⃗<i><sub>F</sub></i>
1 và ⃗<i>F</i>2 có
phương, chiều và độ lớn khác.
- So sánh các kết quả tổng hợp lực ⃗<i><sub>R</sub></i> <sub> thu được bằng tính tốn và bằng thí nghiệm kiểm</sub>
chứng, rút ra kết luận.
<i><b>2. Thí nghiệm tổng hợp hai lực song song cùng chiều</b></i>
Tìm hiểu kĩ các dụng cụ để lắp đặt, bố trí thí nghiệm
<i><b> Bước 1. </b>Tổng hợp theo quy tắc hợp hai lực song song cùng chiều</i>
- Gắn hai nam châm lên bảng sắt, sau đó treo thanh kim loại lên hai đế nam châm bằng hai
dây cao su (hoặc bằng 2 lò xo).
- Chọn vị trí 2 móc treo quả nặng ở trên thước (vị trí A và B), các vị trí này có thể lựa chọn
bất kì bằng cách trượt các miếng mica trong khe kẹp của thước. Tuy nhiên nên chọn trùng
với các vạch chia của thước để tránh sai số khi đo.
- Treo các quả nặng vào hai lỗ móc của miếng mica. Vị trí treo các quả nặng là điểm đặt A,
B của các lực thành phần ⃗<i><sub>P</sub></i><sub>1</sub> <sub>, </sub> ⃗<i><sub>P</sub></i><sub>2</sub> <sub> tương ứng.</sub>
- Đặt thước định vị có 2 nam châm phía dưới vào bảng từ (hoặc căng dây cao su), điều
chỉnh cho thước định vị (hoặc dây cao su) và thước treo quả nặng song song với nhau ( hoặc
trùng khít nhau).
- Dùng phấn vẽ thanh và hai lực ⃗<i><sub>P</sub></i>
1 , ⃗<i>P</i>2 lên bảng sắt. Áp dụng các công thức của quy
tắc hợp lực song song cùng chiều để xác định độ lớn và điểm đặt O (độ dài a của đoạn OA)
của hợp lực ⃗<i><sub>P</sub></i> <sub>. Ghi các giá trị P, a vào bảng số liệu 2.</sub>
<i><b>Bước 2.</b> Kiểm nghiệm lại độ lớn, phương chiều của véc tơ </i> ⃗<i><sub>P</sub></i> <i><sub>đã dựng được ở trên </sub></i>
- Móc các quả nặng đã dùng ở trên vào một điểm nào đó trong khoảng AB sao cho vị trí của
thanh kim loại trùng với vị trị ban đầu đã được đánh dấu. Đo và ghi vào bảng số liệu (bảng
2) giá trị độ dài a1 từ điểm treo các quả nặng tới A.
- Lặp lại bước thí nghiệm này thêm hai lần, tìm a2 và a3 tương ứng và ghi vào bảng số liệu 2.
- Tính các giá trị <i>a</i> và
<i><b>Bước 3. </b></i>Tiến hành hai bước thí nghiệm trên trong trường hợp thay đổi số quả nặng treo tại
A và B và độ dài AB cũng thay đổi.
- So sánh các kết quả hợp lực ⃗<i><sub>P</sub></i> <sub> thu được bằng tính tốn và bằng thí nghiệm kiểm chứng,</sub>
rút ra kết luận.
<i><b>1. Quá trình</b><b>tổng hợp hai lực đồng quy.</b></i>
Trong q trình thí nghiệm tổng hợp hai lực đồng quy, mức độ chính xác của kết quả thu
được phụ thuộc nhiều vào kĩ năng thực hành. Cần chú ý các vấn đề sau:
- Khi dùng các lực kế để kéo, nếu ống lực khơng thẳng đứng, lị xo trong ống có thể chạm
vào vỏ gây nên ma sat, làm giảm trị số của lực kế
- Nếu phương của hai lực kế và dây cao su không song song với mặt phẳng bảng sắt, các lò
xo trong lực kế cũng chạm vào vỏ làm kết quả thí nghiệm thiếu chính xác
- Khơng thực hiện thí nghiệm trong trường hợp dùng lực kéo quá lớn vượt giới hạn đàn hồi
của lò xo trong lực kế (vượt chỉ số lớn nhất của lực kế)
<i><b>2. Quá trình</b><b>tổng hợp hai lực song song cùng chiều.</b></i>
- Treo các quả nặng vào hai lỗ móc của miếng mica, nên chọn số quả nặng hai bên không
như nhau để độ nghiêng của thước bất kì.
- Độ chính xác của việc xác định điểm đặt của lực tổng hợp (độ dài a) phụ thuộc nhiều vào
kĩ năng dùng phấn để đánh dấu các điểm đặt của các lực và dựng các lực thành phần trên
bảng sắt
<b>BÀI BÁO CÁO</b>
<b>TỔNG HỢP HAI LỰC</b>
Họ và tên :………; Lớp:………., ngày thực hành:………
<b>I/MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM:</b>
1) Kiểm nghiệm lại quy tắc tổng hợp hai lực đồng quy và quy tắc tổng hợp hai lực song song
cùng chiều.
2) Rèn luyện kĩ năng sử dụng lực kế.
3)...
...
<b>II/ CƠ SỞ LÍ THUYẾT: </b>Trả lời các câu hỏi sau đây:
Tổng hợp lực là gì? Nêu quy tắc tổng hợp lực đồng quy và song song? Các công thức về
tổng hợp lực được áp dụng trong phương án thực hành này?
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
<b>III/TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM: </b>
<b>1.Tổng hợp hai lực đồng quy:</b>
Phần1:
a) Phối hợp xê dịch lực kế A, B, lị xo và thước đo góc trên bảng từ, điều chỉnh móc lực kế
A và B có phương trùng với trục hai lực và hợp với nhau một góc <sub>= 60</sub>0 ¸ <sub>120</sub>0
b) Nhánh móc vào lị xo có phương trùng với phương thẳng đứng và trùng với phương của
đường thẳng 0-0 trên thước đo góc.
c) Giao điểm của ba nhánh dây treo trùng với tâm của thước đo góc 0 ±<sub>90</sub>0
Phần 2:
a) Dùng giấy A4 biểu diễn các véc tơ <i>F</i>1
và <i>F</i>2
theo thước đo góc giữa 2 véc tơ này theo tỉ lệ
xích chọn trước
b) Dùng thước đo chiều dài đường chéo biểu diễn <i>R</i> <sub> là l . Tính giá trị R theo tỉ lệ xích đã</sub>
chọn. ghi vào bảng 1
Bảng 1:
Lần
đo F1 (N) F2 (N)
Tỉ lệ
xích
1 mm
ứng
<i>R</i>
⃗
(từ
hình
(từ thí nghiệm)
l (mm) R(mm
) R1 R2 R3 <i>R</i> D<i>R</i> R=<i>R</i> ±D<i>R</i>
1 ………..N
2 ………..N
3 ………..N
<b>2.Tổng hợp hai lực song song cùng chiều :</b>
Phần1:
a) Móc lần lượt ở hai điểm A và B: 3 quả nặng, 2 quả nặng, dùng thước đánh dấu vị trí này
của thước
b) Móc 5 quả nặng vào một điểm O trong khoảng AB sao cho thanh trùng vị trí đánh dấu.
Đo và ghi a= OA. Lặp lại thí nghiệm ghi vào bảng 2
Phần2:
a) Biểu diễn trên giấy A4 các véc tơ <i>P</i>1
và <i>P</i>2
theo tỉ lệ xích chọn trước tính tốn giá tri của
hợp lực P ghi vào bảng 2
Bảng 2:
Lần
đo
P1
(N)
P2
(N) <i>P</i>
⃗
( từ tính
tốn) <i>P</i>
⃗
(từ thí nghiệm)
(mm) a1 a2 a3 <i>a</i> D<i>a</i> a =<i>a</i> ± D<i>a</i>
1
2
3
<b>IV/ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM:</b>
<b>1</b>.Tính tốn các giá trị trung bình và hồn thiện bảng 1; bảng 2.
<b>2</b>. So sánh các giá trị R được xác định bằng cách áp dụng quy tắc hình bình hành với các giá
trị đo được bằng lực kế trong 3 lần thí nghiệm và rút ra kết luận:
...
...
...
...
...
...
...
<b>3.</b> So sánh các giá trị P được xác định bằng cách tính tốn với các giá trị đo được bằng lực
kế trong 3 lần thí nghiệm và rút ra kết luận:
...
...
...
...
...
<b>3.</b> <b>Trả lời các câu hỏi</b>
Gọi G là trọng tâm của vật rắn có khối lượng m. Vật được treo bằng một sợi dây mảnh chịu
được lực căng tối đa có giá trị Tmax. Người ta đồng thời tác dụng hai lực ⃗<i>F</i>1 và ⃗<i>F</i>2 lên
vật làm dây treo bị đứt.
a. Hãy nêu lên các điều kiện của hai lực ⃗<i><sub>F</sub></i>
1 và ⃗<i>F</i>2 để sau khi dây bị dứt, toàn bộ vật
chỉ chuyển động tịnh tiến cùng trọng tâm G, nhưng khơng bị quay, trong q trình chuyển
động theo phương thẳng đứng.
...
b. Trong trường hợp hai lực ⃗<i><sub>F</sub></i>
1 và ⃗<i>F</i>2 như thế nào thì vật vừa chuyển động tịnh tiến
vừa quay.
<b>BÀI 4: ĐO HỆ SỐ CĂNG BỀ MẶT</b>
<b>CỦA CHẤT LỎNG</b>
<b>I - MỤC ĐÍCH</b>
- Khảo sát hiện tượng căng bề mặt của chất
lỏng.
- Xác định hệ số căng bề mặt của nước.
<b>……….</b>
<b>II - DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM</b>
1. Lực kế 0,1N có độ chia nhỏ nhất 0,001N.
2. Vịng nhơm có dây treo.
3. Thước kẹp có độ chia nhỏ nhất: 0,02mm(Hình
40.1).
5. Hai cốc nhựa A, B đựng nước, nối thơng nhau bằng một ống cao su Silicon(Hình
40.2).
6. Giấy lau (mềm).
<b>III - CƠ SỞ LÍ THUYẾT</b>
Mặt thống của chất lỏng ln có các lực căng, theo phương tiếp tuyến với mặt thoáng.
Những lực căng này làm cho mặt thống của chất lỏng có khuynh hướng co lại đến diện
tích nhỏ nhất. Chúng được gọi là những lực căng bề mặt (hay còn gọi là lực căng mặt
ngồi) của chất lỏng.
Có nhiều phương pháp đo lực căng bề mặt. Trong bài này ta dùng một lực kế nhạy
(loại 0,1N), treo một chiếc vòng bằng nhơm có tính dính ướt hồn tồn đối với chất lỏng
cần đo.
Nhúng đáy vòng chạm vào mặt chất lỏng, rồi kéo lên mặt thống. Khi đáy vịng vừa
được nâng lên trên mặt thống, nó khơng bị bứt ngay ra khỏi chất lỏng: một màng chất
lỏng xuất hiện, bám quanh chu vi ngoài và chu vi trong của vịng, có khuynh hướng kéo
vịng vào chất lỏng (Hình 40.3). Lực Fc do màng chất lỏng tác dụng vào vòng đúng bằng
tổng lực căng bề mặt của chất lỏng tác dụng lên chu vi ngoài và chu vi trong của vịng
(Hình 40.4).
Do vịng bị chất lỏng dính ướt hồn tồn, nên khi kéo vịng lên khỏi mặt thống và có
một màng chất lỏng căng giữa đáy vịng và mặt thống, thì lực căng Fc có cùng phương
chiều với trọng lực P của vòng. Giá trị lực F đo được trên lực kế bằng tổng của hai lực
này: F = Fc + P
Đo P và F ta xác định được lực căng bề mặt Fc tác dụng lên vòng.
Gọi L1 là chu vi ngoài và L2 là chu vi trong của chiếc vịng, ta tính được hệ số căng bề
mặt σ của chất lỏng ở nhiệt độ nghiên cứu theo công thức:
1 2 ( )
<i>c</i>
<i>F</i> <i>F</i> <i>P</i>
<i>L</i> <i>L</i> <i>D d</i>
<i>s</i>
<i>p</i>
-= =
+ +
ở đây D và d là đường kính ngồi và đường kính trong của vịng.
<b>IV - GIỚI THIỆU DỤNG CỤ ĐO (sgk)</b>
<b>V - TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM</b>
<b> 1. Đo lực căng Fc</b>
a) Lau sạch chiếc vịng bằng giấy mềm. Móc dây treo vịng vào lực kế 0,1N, rồi treo lực
kế vào thanh ngang của giá đỡ để đo trọng lượng P của chiếc vòng. Lặp lại phép đo P thêm
4 lần và ghi các giá trị đo được vào Bảng 40.1.
chỉnh dây treo vòng sao cho mặt đáy của vòng song song với mặt nước.
c) Kéo nhẹ móc treo vật của lực kế để cho đáy vịng nhơm chạm đều vào mặt nước, rồi
buông tay ra. Dưới tác dụng của lực dính ướt và lực căng bề mặt, vịng nhơm bị màng
nước bám quanh đáy vịng giữ lại.
d) Hạ cốc B xuống mặt bàn để nước trong cốc A lại từ từ chảy sang cốc B. Quan sát
vòng và lực kế, ta thấy mặt nước trong cốc A hạ xuống và chiếc vòng bị kéo xuống theo,
làm cho số chỉ trên lực kế tăng dần. Cho đến khi bắt đầu xuất hiện một màng chất lỏng
bám quanh chu vi đáy vịng ở vị trí cao hơn mặt thống, thì số chỉ trên lực kế khơng tăng
nữa, mặc dù mặt chất lỏng tiếp tục hạ xuống và màng chất lỏng bám quanh vòng tiếp tục
bị kéo dài ra, trước khi nó bị dứt đứt. Giá trị lực F chỉ trên lực kế ở thời điểm ngay trước
khi màng lỏng bị đứt, đúng bằng tổng của trọng lượng P của vòng và độ lớn Fc của lực
căng bề mặt chất lỏng tác dụng lên chu vi ngồi và chu vi trong của vịng. Ghi giá trị của
lực F vào Bảng 40.1.
e) Đặt lại cốc B lên mặt tấm đế và lặp lại thêm 4 lần các bước c) và d). Ghi các giá trị
lực F đo được vào Bảng 40.1.
<b>2. Đo đường kính ngồi và đường kính trong của vòng</b>
a) Dùng thước kẹp đo 5 lần đường kính ngồi D và đường kính trong d của vịng, ghi
vào Bảng 40.2.
Ghi chú: Trong trường hợp đáy vòng được vát mỏng sao cho D ≈ d thì tổng chu vi vịng
có thể xác định theo công thức L1+ L2 ≈ 2πD. Như vậy, ta chỉ cần đo đường kính ngồi D
của chiếc vịng.
b) Kết thúc thí nghiệm: Nhấc vịng ra khỏi lực kế, lau khô và cất trong hộp nhựa sạch.
<b>BÀI BÁO CÁO</b>
<b>ĐO HỆ SỐ CĂNG BỀ MẶT CỦA CHẤT LỎNG</b>
Họ và tên :………; Lớp:………., ngày thực hành:………
<b>1. Trả lời câu hỏi :</b>
a. Nêu ví dụ về hiện tượng dính ướt và khơng dính ướt của chất lỏng ?
...
b. Lực căng bề mặt là gì ? Nêu phương pháp dùng lực kế đo lực căng bề mặt và xác định hệ
số căng bề mặt. Viết công thức thực nghiệm xác định hệ số căng bề mặt theo phương pháp
này.
...
2. <b>Kết quả thực hành</b> : Hoàn thành hai bảng sau đây
<b>BẢNG 40.1</b>
<b>Độ chia nhỏ nhất của lực kế :…………(N)</b>
1
2
3
4
5
Giá trị trung bình
<b>BẢNG 40.2</b>
<b>Độ chia nhỏ nhất của thước kẹp :………(mm)</b>
<b>Lần đo</b> <b>D (mm)</b> <b>D (mm)</b> <b>d (mm)</b> <b> d (mm)</b>
1
2
3
4
5
Giá trị trung bình
a. Tính giá trị trung bình của hệ số căng mặt ngồi :
...
( )
<i>c</i>
<i>F</i>
<i>D d</i>
<i>s</i>
<i>p</i>
= =
+ <sub>...</sub>
b. Tính sai số tỉ đối của phép đo:
...
<i>c</i>
<i>c</i>
<i>F</i> <i>D</i> <i>d</i>
<i>D d</i>
<i>F</i>
<i>s</i> <i>p</i>
<i>ds</i>
<i>p</i>
<i>s</i>
D
D D D +D
= = + + =
+ <sub>...</sub>
Trong đó: D =D + D<i>Fc</i> <i>Fc</i> 2 <i>F</i>' ...= ...
(D<i>F</i>'<sub> là sai số dụng cụ của lực kế, lấy bằng một nữa độ chia nhỏ nhất của lực kế)...</sub>
' ...
<i>D</i> <i>D</i> <i>D</i>
D = D +D = <sub>………; </sub>D = D +D =<i>d</i> <i>d</i> <i>d</i>' <sub>...</sub>
(D<i>D</i>'<sub> và </sub>D<i>d</i>'<sub> là sai số dụng cụ của thước kẹp, lấy bằng một độ chia nhỏ nhất của thước </sub>
kẹp).
...
c. Tính sai số tuyệt đối của phép đo :
D =<i>s</i> <i>sds</i>=...
d. Viết kết quả của phép đo :
<i>s</i>= ±D =<i>s</i> <i>s</i> ...
<b>3. Câu hỏi:</b>
1. Trong bài thí nghiệm này, tại sao khi mức nước trong bình A hạ thấp dần thì giá trị trên
lực kế lại tăng dần?
...
...
...
...
...
...
...
2. So sánh giá trị đo được trong thí nghiệm này với giá trị hệ số căng bề mặt <i>s</i> của nước cất
ở 200<sub>C ghi trong Bảng 37.1, SGK? Nếu có sai lệch thì nguyên nhân từ đâu?</sub>