Giáo án điện tử vật lí 10 chân trời bài 8: Thực hành đo gia tốc rơi tự do

CHÀO MỪNG CÁC EM ĐẾN VỚI TIẾT HỌC HÔM NAY!

Có người cho rằng sự rơi nhanh hay chậm của một vật là phụ thuộc vào khối lượng của nó. Vật có khối lượng lớn hơn sẽ rơi nhanh hơn và vật có khối lượng nhẹ hơn thì sẽ rơi chậm hơn. Em có đồng ý với ý kiến đó không?

• Em không đồng ý với ý kiến đó, vì theo em sự rơi nhanh hay chậm không chỉ phụ thuộc vào khối lượng của vật mà còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như lực hút của Trái đất, lực cản của không khí, hình dạng của vật...
• Ví dụ như có hai tờ giấy như nhau cùng thả rơi từ một độ cao, một tờ giấy được vo tròn lại và một tờ giấy để phẳng, thì tờ giấy vo tròn sẽ rơi nhanh hơn mặc dù cùng khối lượng như nhau…

BÀI 8. THỰC HÀNH ĐO GIA TỐC RƠI TỰ DO

NỘI DUNG BÀI HỌC

1. Thiết kế phương án thí nghiệm đo gia tốc rơi tự do
2. Thực hiện thí nghiệm đo gia tốc rơi tự do.
3. Thiết kế phương án thí nghiệm đo gia tốc rơi tự do

Thảo luận nhóm:

Thảo luận 1: Thực hiện thí nghiệm thả đồng thời một viên bi và một tờ giấy từ cùng một độ cao.

1. a) Nhận xét về thời gian di chuyển từ khi bắt đầu thả đến khi chạm đất của hai vật.
2. b) Hãy dự đoán trong điều kiện nào thì hai vật sẽ chạm đất đồng thời.

Trả lời

1. Thời gian di chuyển từ khi bắt đầu thả đến khi chạm đất của viên bi ngắn hơn của tờ giấy (phẳng). Do diện tích tiếp xúc của tờ giấy lớn hơn nên lực cản của không khí tác dụng vào tờ giấy là đáng kể.
2. Điều kiện để hai vật chạm đất đồng thời là diện tích tiếp xúc của hai vật là như nhau để lực cản tác dụng lên hai vật là như nhau. Ta có thể vo tròn tờ giấy lại để lực cản tác dụng vào tờ giấy là không đáng kể

Thảo luận 2: Dựa vào các kiến thức đã học và bộ dụng cụ gợi ý, các em hãy đề xuất một phương án đo gia tốc rơi tự do khác. Phân tích ưu, nhược điểm của phương án do em đề xuất so với phương án gợi ý.

Phương án thí nghiệm: Sử dụng MODE B ở đồng hồ đo thời gian hiện số để xác định vận tốc tức thời tại B (tương tự thí nghiệm ở bài 7). Ta xác định gia tốc rơi tự do thông qua đồ thị vận tốc – thời gian.

Ưu điểm:

• Có thể sử dụng phương án này để chứng minh sự rơi của viên bi (có thể xem gần đúng là rơi tự do) là chuyển động nhanh dần đều.
• Vận dụng được đồ thị v – t để xác định gia tốc rơi tự do.

Nhược điểm:

• Thực hiện nhiều thao tác hơn phương án gợi ý ở SGK.
• Do có sai số của vận tốc và thời gian nên việc xác định gia tốc từ đồ thị có thể kém chính xác hơn.

2. Thực hiện thí nghiệm đo gia tốc rơi tự do.

Đọc SGK và cho biết:

• Tính chất của sự rơi tự do.
• Xác định độ dịch chuyển của vật tại thời điểm t khi vật chuyển động thẳng nhanh dần đều, không vận tốc đầu với gia tốc a không đổi.
• Khi tác động của lực cản môi trường lên vật rơi là không đáng kể, mọi vật có hình dạng và khối lượng khác nhau đều rơi như nhau.
• Độ dịch chuyển của vật lúc này được xác định theo công thức:
• d=

Dụng cụ:

• Giá đỡ (thanh nhôm) có gắn dây dọi (1).
• Cổng quang điện (2).
• Đồng hồ đo thời gian hiện số (3).
• Nam châm điện (4).
• Công tắc điện (5).
• Vật nặng.
• Êke vuông ba chiều tác dụng để xác định vị trí đầu của vật rơi.
• Thước đo có độ chính xác đến mm

TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM

Bước 1: Bố trí thí nghiệm như gợi ý trong Hình 8.2:

• Lắp nam châm điện ở đầu trên của thanh nhôm, nối với cổng A của đồng hồ điện tử thông qua công tắc điện.
• Cổng quang điện ở dưới, cách nam châm điện một đoạn d và được nối vào cổng B của đồng hồ.
• Bước 2: Điều chỉnh cho giá đỡ thẳng đứng bằng các vít ở đế sao cho quả nặng của dây dọi sẽ nằm ở tâm lỗ tròn. Thiết lập đồng hồ đo thời gian hiện số chế độ A ↔ B để đo thời gian từ lúc thả đến khi vật chắn cổng quang điện.
• Bước 3: Đặt vật rơi vào vị trí nam châm điện, dung eeke vuông ba chiều để xác định vị trí ban đầu của vật. Ấn nút RESET trên mặt đồng hồ để đưa chỉ thị số về giá trị 0.000. Nhấn công tắc điện để kích thích vật rơi và khởi động đồng hồ đo thời gian hiện số.