Đáp án Vật lí 10 kết nối tri thức Bài 6: Thực hành đo tốc độ của vật chuyển động

BÀI 6 THỰC HÀNH ĐO TỐC ĐỘ CỦA VẬT CHUYỂN ĐỘNG

I. Cách đo tốc độ trong phòng thí nghiệm

Câu 1: Dùng dụng cụ gì để đo thời gian chuyển động và quãng đường của vật 

Trả lời:

• Đo thời gian: bằng đồng hồ bấm giây
• Đo quãng đường: dùng thước mét

Câu 2: Làm thế nào đo được quãng đường đi được của vật trong một khoảng thời gian hoặc ngược lại

Trả lời:

Khi vật đang ở vạch xuất phát thì ta đánh dấu vào vạck. 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 )

Câu 3: Thiết kế các phương án đo tốc độ và so sánh ưu nhược điểm của các phương án đó. 

Trả lời:

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 v= s/t

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: Dùng vận tốc kế để đo

Ưu điểm: Độ chính xác cao

Nhược điểm: Chi phí tốn kém

II. Giới thiệu dụng cụ đo thời gian

Câu 1: 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 ?

Trả lời:

• Ưu điểm: Độ chính xác cao đến hàng nghìn giây
• Nhược điểm: Chi phí tốn kém, thiết bị đo cồng kềnh

III. Thực hành đo tốc độ chuyển động

Câu 1: Thả cho viên bi 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:

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?
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?
3. Xác định các yếu tố có thể gây sai số trong thí nghiệm và tìm cách để giảm sai số.

Trả lời:

1. Để xác định được tốc độ trung bình của viên bi khi đi từ cổng quang điện E đến cổng quang điện F ta cần:

- Xác định độ dài quãng đường s (chính là khoảng cách giữa 2 cổng quang điện E và F).

- Chỉnh đồng hồ đo về chế độ đo thời gian vật đi qua hai cổng quang chọn MODE A↔B (tức là vật bắt đầu đi vào cổng quang E thì đồng hồ bắt đầu chạy, khi vật đi qua cổng quang F thì đồng hồ dừng lại).

- Đo thời gian viên bi chuyển động từ cổng quang điện E đến cổng quang điện F.

- Sử dụng công thức v =   ta sẽ xác định được tốc độ trung bình của viên bi.

2. Để xác định được tốc độ tức thời của viên bi khi đi qua cổng quang điện E hoặc cổng quang điện F ta cần:

- Xác định được đường kính d của viên bi.

- Chỉnh chế độ đo thời gian của đồng hồ, chuyển về chế độ đo thời gian vật đi qua một cổng quang điện chọn MODE A hoặc MODE B (tức là vật bắt đầu đi vào cổng quang thì đồng hồ chạy số, sau khi vật đi qua cổng quang đó thì đồng hồ dừng lại).

- Xác định được thời gian viên bi chuyển động qua cổng quang điện E hoặc cổng quang điện F.

- Sử dụng công thức v =  ta sẽ xác định được tốc độ tức thời của viên bi.

3. 3. Các yếu tố có thể gây sai số:

- Sai số của các dụng cụ đo.

- Thao tác bấm công tắc của người không dứt khoát.

- Cách đo, đọc giá trị quãng đường, đường kính viên bi của người làm thực hành chưa chính xác.

- Các yếu tố khách quan như gió, …

Cách để làm giảm sai số

- Tiến hành đo nhiều lần và lấy giá trị trung bình của các lần đo.

- Tắt hết quạt, điều hòa khi tiến hành thí nghiệm.

3. Tiến hành thí nghiệm

Câu 1: Đo tốc độ trung bình và tốc độ tức thời của viên bi thép chuyển động trên máng nghiêng.

Trả lời:

Học sinh tiến hành thí nghiệm dưới sự hướng dẫn của giáo viên.

4. Kết quả thí nghiệm

Câu 1: Xử lí kết quả thí nghiệm

1. Tính tốc độ trung bình và tốc độ tức thời của viên bi thép và điền kết quả vào Bảng 6.1 và Bảng 6.2
2. Tính sai số của phép đo s, t và phép đo tốc độ rồi điền vào Bảng 6.1 và Bảng 6.2. Trong đó

+ ∆s bằng nửa ĐCNN của thước đo.

+ ∆t theo công thức (3.1), (3.2) trang 18.

+ ∆v tính theo ví dụ trang 18.

3. Đề xuất một phương án thí nghiệm có thể đo tốc độ tức thời của viên bi tại hai vị trí: cổng quang điện E và cổng quang điện F.

Trả lời:

1. Số liệu tham khảo:

Thước đo có ĐCNN là 1 mm.

Bảng 6.1. Quãng đường s = 0,5 m;

• =

Bảng 6.2. Đường kính viên bi d = 0,02 m; 0,00002 m

2. Phép đo tốc độ trung bình

Sai số của tốc độ trung bình:

Phép đo tốc độ tức thời

Sai số của tốc độ tức thời:

3. Để đo tốc độ tức thời của viên bi ở cả hai cổng quang điện E và F thì ta phải sử dụng hai đồng hồ đo hiện số.

- Xác định được đường kính d của viên bi.

- Kết nối đồng hồ đo hiện số thứ nhất với cổng quang điện E, đồng hồ thứ hai với cổng quang điện F. Chỉnh chế độ các đồng hồ về chế độ đo thời gian vật qua một cổng quang chọn MODE A hoặc MODE B.

- Khi viên bi bắt đầu đi vào cổng quang điện E thì đồng hồ thứ nhất chạy số, sau khi vật đi qua cổng quang E thì đồng hồ đó dừng lại; viên bi tiếp tục đi qua cổng quang điện F thì đồng hồ đo số hai sẽ thực hiện đo thời gian.

- Xác định được thời gian viên bi chuyển động qua cổng quang điện E và cổng quang điện F.

- Sử dụng công thức v =  ta sẽ xác định được tốc độ tức thời của viên bi tại hai cổng quang điện E và F.