Câu hỏi tự luận vật lí 7 kết nối tri thức Bài 9: Đo tốc độ

CHƯƠNG III: TỐC ĐỘ

BÀI 9 - ĐO TỐC ĐỘ

I. NHẬN BIẾT (5 câu)

Câu 1: Đồng hồ bấm giây và thước đo dùng để làm gì?

Trả lời:

• Đồng hồ bấm giây đo thời gian chuyển động.
• Thước đo quãng đường chuyển động.

Câu 2: Trình bày các bước đo tốc độ dùng đồng hồ bấm giây trong phòng thực hành.

Trả lời:

• Dùng thước đo độ dài của quãng đường s. Xác định vạch xuất phát và vạch đích.
• Dùng đồng hồ bấm giây đo thời gian t từ khi vật bắt đầu chuyển động từ vạch xuất phát tới khi vượt qua vạch đích.
• Dùng công thức v=s/t để tính tốc độ.
• Thông thường thực hiện các phép đo 3 lần để lấy giá trị trung bình.
• Lập bảng ghi kết quả đo, tính trung bình quãng đường và thời gian trong 3 lần đo, sau đó tính tốc độ.
• Nhận xét kết quả đo.

Câu 3: Đồng hồ đo thời gian hiện số và cổng quang điện dùng để làm gì?

Trả lời:

Đồng hồ đo thời gian hiện số và cổng quang điện để đo thời gian chuyển động.

Câu 4: Trình bày các bước đo tốc độ dùng đồng hồ đo thời gian hiện số và cổng quang điện.

Trả lời:

• Xác định quãng đường s cần đo trên thước kim loại, rồi gắn các cổng quang thứ nhất và thứ hai vào điểm đầu và điểm cuối của quãng đường.
• Khi bi sắt đi qua cổng quang thứ nhất thì đồng hồ bắt đầu đo.
• Khi bi sắt đi qua cổng quang thứ hai thì đồng hồ ngừng đo.
• Bật đồng hồ đo thời gian hiện số (được chọn ở chế độ A ↔ B để đo khoảng thời gian vật chuyển động từ cổng quang thứ nhất đến cổng quang thứ hai).
• Ngắt công tắc để bi sắt chuyển động qua các cổng quang. Đọc kết quả thời gian t hiển thị trên đồng hồ.
• Dùng công thức v=s/t để tính tốc độ.
• Thông thường thực hiện các phép đo 3 lần để lấy giá trị trung bình.
• Lập bảng ghi kết quả đo, tính trung bình quãng đường và thời gian trong 3 lần đo, sau đó tính tốc độ.
• Nhận xét kết quả đo.

Câu 5: Thiết bị bắn tốc độ dùng để làm gì?

Trả lời:

Thiết bị bắn tốc độ được sử dụng để đo tốc độ của các phương tiện giao thông đường bộ.

II. THÔNG HIỂU (4 câu)

Câu 1: Liệt kê các cách đo tốc độ mà em đã được học.

Trả lời:

Có 3 cách:

• Đo tốc độ bằng đồng hồ bấm giây.
• Đo tốc độ bằng đồng hồ đo thời gian hiện số và cổng quang điện.
• Đo tốc độ bằng thiết bị bắn tốc độ

Câu 2: Phương pháp đo tốc độ dùng đồng bồ bấm giây có ưu, nhược điểm gì?

Trả lời:

• Ưu điểm: thiết bị là đồng hồ bấm giây gọn nhẹ, rẻ, dễ kiếm, dễ sử dụng.
• Nhược điểm: độ chính xác khi đo thời gian chuyển động phụ thuộc vào người bấm đồng hồ có chuẩn hay không, nên dễ gây ra sai số.

Câu 3: Nêu ưu điểm của phương pháp đo tốc độ bằng đồng hồ đo thời gian hiện số so với đo bằng đồng hồ bấm giây.

Trả lời:

Khi dùng đồng hồ đo thời gian hiện số, thời điểm đồng hồ bắt đầu tính chuyển động và kết thúc chuyển động là trùng khớp với thời điểm chuyển động của vật. Vì vậy, kết quả đo thời gian không có sai số.

Câu 4: Nêu ưu điểm của thiết bị bắn tốc độ khi sử dụng trong giao thông.

Trả lời:

Ưu điểm:

• Đo được tốc độ từ xa, giúp kiểm tra tốc độ của các phương tiện giao thông trên các đoạn đường, làn đường.
• Cấu tạo đơn giản, nhỏ gọn, cho kết quả nhanh và chính xác cao.
• Có thể ghi lại được hình ảnh của đối tượng vi phạm.

III. VẬN DỤNG (3 câu)

Câu 1: Camera của thiết bị “bắn tốc độ” ghi và tính được thời gian một ô tô chạy qua giữa hai vạch mốc cách nhau 10 m là 0,5 s. Nếu tốc độ giới hạn trên làn đường được quy định là 80 km/h thì ô tô này có vượt quá tốc độ cho phép không?

Trả lời:

Tốc độ chạy của ô tô là:

v = s : t = 10 : 0,5 = 20 m/s = 20 x 3,6 = 72 km/h < 80 km/h

Như vậy, so với tốc độ giới hạn trên làn đường được quy định thì ô tô này không vượt quá tốc độ cho phép.

Câu 2: Vì sao khi tốc độ lưu thông càng cao thì khoảng cách an toàn tối thiểu giữa hai xe thì lại càng phải xa hơn?

Trả lời:

Vì đi tốc độ càng cao thì càng phải cần có nhiều thời gian để hãm phanh, xử lí tình huống bất ngờ. Nếu không tuân thủ khoảng cách an toàn trên sẽ xảy ra tai nạn giao thông.

Câu 3: Thiết bị bắn tốc độ có thể ứng dụng như thế nào ngoài việc đo tốc độ của các phương tiện giao thông?

Trả lời:

Ngoài việc đo tốc độ của các phương tiện giao thông, thiết bị bắn tốc độ còn có thể được sử dụng trong các ứng dụng khác như:

• Thể thao và giải trí: như đua xe, đạp xe, đua ngựa, hay thậm chí là các hoạt động thể thao mạo hiểm. Ngoài ra, trong lĩnh vực giải trí, súng bắn tốc độ cũng có thể được sử dụng trong các trò chơi mô phỏng như trò bắn súng.
• Quân sự và an ninh: sử dụng để đo tốc độ di chuyển của các mục tiêu, cũng như kiểm soát và giám sát vùng lãnh thổ.
• Khoa học và nghiên cứu: sử dụng để đo tốc độ của các vật thể di chuyển trong các thử nghiệm và thí nghiệm khoa học.
• Điện ảnh và truyền thông: có thể sử dụng để tạo ra các cảnh quay hiệu ứng đặc biệt.

IV. VẬN DỤNG CAO (3 câu)

Câu 1: Nêu tác hại khi các phương tiện giao thông không tuân theo những quy định về tốc độ và khoảng cách an toàn.

Trả lời:

• Xảy ra va chạm, tai nạn giao thông, gây thiệt hại về người và của.
• Để lại những mất mát to lớn sau tai nạn: mất người thân, người còn sống mang trên mình bệnh tật suốt đời,…
• Tạo ra gánh nặng kinh tế cho gia đình người gây tai nạn khi phải đền bù thiệt hại, tổn thất về tài sản và tinh thần cho gia đình người bị hại.

Câu 2: Súng bắn tốc độ thường được công an giao thông sử dụng hoạt động dựa trên nguyên lý nào?

Trả lời:

• Hoạt động của súng dựa trên nguyên tắc phản xạ ánh sáng.
• Ở giai đoạn “thô sơ”, người ta đo khoảng cách từ máy đến vật bằng cách phát sóng laser, khi tia này phản xạ lại vào bộ thu.
• Máy sẽ dựa trên vận tốc ánh sáng (tương đương 30cm/một nano-giây), tính toán từ lúc phát đến lúc thu là bao lâu và suy ra khoảng cách.
• Súng laser phóng ra một chùm rất ngắn tia laser sau đó đợi nó phản hồi lại từ chiếc xe
• Súng sẽ tính toán số nano-giây cần thiết để tia laser đó đi và về, rồi chia cho 2 để tính ra khoảng cách tới chiếc xe…
• Ngày nay, loại súng chỉ hiển thị tốc độ người ta đã ít dùng, thay vào đó là súng có kèm máy ghi lại hình ảnh đối tượng bị bắn.

Câu 3: Sự chính xác của việc đo tốc độ bằng thiết bị bắn tốc độ phụ thuộc vào những yếu tố nào?

Trả lời:

Sự chính xác của việc đo tốc độ bằng thiết bị bắn tốc độ phụ thuộc vào một số yếu tố quan trọng như sau:

• Điều kiện thời tiết: Thời tiết có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của thiết bị bắn tốc độ, đặc biệt là trong điều kiện mưa, tuyết hoặc sương mù.
• Loại thiết bị: Sự chính xác phụ thuộc vào loại thiết bị bắn tốc độ được sử dụng, có thể là radar hoặc laser. Mỗi loại thiết bị có những ưu điểm và hạn chế riêng, ảnh hưởng đến sự chính xác của việc đo tốc độ.
• Điều chỉnh và vận hành: Sự chính xác cũng phụ thuộc vào cách thiết lập và vận hành của thiết bị, bao gồm cách định vị, góc đo, và cách sử dụng của người vận hành.
• Kỹ thuật đo: Kỹ thuật đo tốc độ cũng quan trọng để đảm bảo sự chính xác, bao gồm tính toán khoảng cách, góc đo, và ta dụng sóng từ thiết bị đo để xác định vận tốc.
• Nguồn năng lượng và bảo dưỡng: Sự chính xác của thiết bị bắn tốc độ cũng phụ thuộc vào việc bảo dưỡng định kỳ và nguồn cung cấp năng lượng đầu vào.