Giáo án điện tử vật lí 10 kết nối bài 11: Thực hành - Đo gia tốc rơi tự do

CHÀO MỪNG CÁC EM ĐẾN VỚI BÀI HỌC HÔM NAY!

KHỞI ĐỘNG

Vận động viên nhảy dù ở độ cao nhất định, thường vận động viên sẽ để rơi tự do khoảng 1 phút rồi mới bật dù. Ta cần xác định gia tốc rơi tự do để xác định được vận tốc rơi của vận động viên.

Các vật rơi tự do thường chuyển động rất nhanh. Vậy thì làm thế nào để đo được gia tốc rơi tự do của vật?

Đo gia tốc rơi tự do qua phương pháp đo gián tiếp:

Đo thời gian rơi tự do của vật.

Đo quãng đường từ lúc vật bắt đầu rơi cho đến khi dừng chuyển động rơi đó.

Sử dụng công thức tính để tìm gia tốc rơi tự do.

BÀI 11: THỰC HÀNH: ĐO GIA TỐC RƠI TỰ DO

NỘI DUNG BÀI HỌC

Thiết kế phương án thí nghiệm đo gia tốc rơi tự do.

Thí nghiệm đo gia tốc rơi tự do và xử lí kết quả thí nghiệm.

1. Thiết kế phương án thí nghiệm đo gia tốc rơi tự do.

Theo em dụng cụ nào sẽ đo thời gian chuyển động chính xác nhất?

Theo em dụng cụ đo thời gian chuyển động chính xác nhất là đồng hồ đo thời gian hiện số và cổng quang điện.

Vì 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 xe, không phụ thuộc vào yếu tố chủ quan của người bấm.

Rơi tự do là chuyển động nhanh dần đều. Vậy có những cách nào xác định gia tốc của chuyển động này?

Để xác định gia tốc rơi tự do, ta có thể dùng công thức:

g =    hoặc .

Dụng cụ thí nghiệm

• Máng đứng, có gắn dây rọi.
• Vật bằng thép hình trụ.
• Nam châm điện N, dùng giữ và thả trụ thép.
• Cổng quang điện E.
• Giá đỡ có đế ba chân, có vít chỉnh cân bằng và trụ thép.
• Đồng hồ đo thời gian hiện số.
• Công tắc kép.

Thảo luận nhóm

1. Xác định gia tốc rơi tự do của trụ thép theo công thức nào?
2. Để xác định gia tốc rơi tự do của trụ thép cần đo lại các đại lượng nào?
3. Làm thế nào để trụ thép rơi qua cổng quang điện?
4. Cần đặt chế độ đo của đồng hồ ở vị trí nào để đo được đại lượng cần đo?

Trả lời:

1. Xác định gia tốc rơi tự do của trụ thép theo công thức: g =  (m/s2).
2. Để xác định gia tốc rơi tự do của trụ thép cần đo đại lượng:

• Quãng đường rơi của trụ thép.
• Thời gian rơi.

3. Cần chú ý điều chỉnh máng thẳng đứng (quan sát dây dọi), đồng thời điều chỉnh cổng quang điện để trụ thép rơi qua cổng quang điện.
4. Cần đặt đồng hồ đo thời gian hiện số ở chế độ A
5. Tiến hành làm thí nghiệm đo gia tốc rơi tự do và xử lí kết quả thí nghiệm.

Thiết kế phương án và tiến hành làm thí nghiệm theo phương án: Xác định gia tốc rơi tự do theo công thức g =   .

1. Hãy tính giá trị trung bình và sai số tuyệt đối của phép đo gia tốc rơi tự do.
2. Tại sao lại dùng trụ thép làm vật rơi trong thí nghiệm? Có thể dùng viên bi thép được không? Giải thích tại sao.

Trong thí nghiệm người ta dùng trụ thép làm vật rơi nhằm mục đích khi thả vật rơi thì xác suất phương rơi của vật chắn tia hồng ngoại ở cổng quang điện cao, giúp ta thực hiện thí nghiệm dễ dàng hơn.

Có thể dùng vật thả rơi là viên bi thép, nhưng xác suất khi thả rơi viên bi thép có phương rơi không chắn dược tia hồng ngoại cao hơn khi dùng trụ thép, nên khi làm thí nghiệm với viên bi, ta cần căn chỉnh và thả theo đúng phương của dây dọi.