Mời các bạn tìm hiểu nội dung củaBài 6: Thực hành Khảo sát các quy luật dao động của con lắc đơn
Nội dung bài học sẽ giúp các em ôn tập các công thức lý thuyết chu kì dao động của con lắc đơn.Đồng thời giúp các em nhận biết các phương pháp dùng để phát hiện một định luật vật lí, biết vận dụng kết quả đo gia tốc vào xác định gia tốc trọng trường tại nơi thực nghiệm.
Bạn đang xem: Lý 12 bài 6
Thông qua đó rèn luyện kĩ năng thực hành, thao tác khéo léo, tính trung thực, tự tin, say mê tìm hiểu khoa học.
QUẢNG CÁO
YOMEDIA
1. Video bài giảng
2. Tóm tắt lý thuyết
2.1. Mục đích
2.2. Dụng cụ thí nghiệm
2.3. thành phần thí nghiệm
2.4. Báo cáo thử nghiệm
3. Bài tập minh họa
4. Bài thực hành Vật lý 6 12
5. Hỏi đáp Bài 6 Chương 1 Vật lý 12
Tóm tắt lý thuyết
2.1. Mục đích:
Khảo sát thí nghiệm tìm mối liên hệ giữa biên độ, khối lượng, chiều dài và chu kì của con lắc đơn.
Từ đó suy ra công thức tính chu kì của con lắc đơn
\(T = 2\pi \sqrt {\frac{l}{g}} \)⇒ gia tốc do trọng trường :\(g = 4{\pi ^2}\frac{l}{{{T^2 } }}\)
Nhận biết có hai phương pháp được sử dụng để khám phá một định luật vật lý.
Phương pháp suy luận toán học: Dựa vào một định luật hay một định luật đã biết để suy ra một định luật mới rồi dùng thí nghiệm để kiểm tra tính đúng đắn của nó.
Phương pháp thực nghiệm: Sử dụng hệ thống các thí nghiệm để phát hiện mối quan hệ hàm số giữa các đại lượng liên quan nhằm tìm ra quy luật mới.
2.2. Dụng cụ thí nghiệm:
Các quả cân: 50g, 100g, 150g.
Một sợi dây mảnh dài 1m.
Giá thử để treo con lắc đơn và có cơ cấu điều chỉnh độ dài của con lắc (bằng ròng rọc).
Một đồng hồ bấm giờ kỹ thuật số.
Một cổng quang điện.
Một thước kẻ 500 mm.
Giấy lưới milimet
Đế ba chân.
một thước đo góc
2.3. Thiết lập thử nghiệm:
Bố trí thí nghiệm như hình
Xin lưu ý:
Cổng quang nối với socket A, Timer: chọn Mode T, độ chính xác 1/1000s.
Sau mỗi thao tác lấy dữ liệu cần đưa đồng hồ về trạng thái 0 (nhấn nút Reset).
Việc thả con lắc phải dứt khoát.
Phải kéo con lắc ra một góc nhỏ và ghi giá trị của góc này
Mỗi điểm là 1/2T.
2.3.1. Chu kỳ con lắc phụ thuộc vào biên độ dao động điều hòa:
Sau khi thiết lập thí nghiệm:
Chọn một quả nặng 50 g và treo lên kệ
Điều chỉnh chiều dài của con lắc một khoảng 50 cm.
Kéo ra theo chiều dọc với lề khoảng 3 cm
Xem đồng hồ và đếm khoảng 10 dao động toàn phần. Sau đó viết chữ T lên bảng.
Lặp lại thí nghiệm 2-3 lần với các biên độ khác nhau (giữ nguyên m, l)
2.3.2. Chu kì của con lắc phụ thuộc vào khối lượng m của quả nặng:
Tương tự như trên nhưng trong thí nghiệm này ta giữ nguyên A, l thay đổi khối lượng m (50g; 100g; 150g).
2.3.3. Chu kì dao động của con lắc phụ thuộc vào chiều dài của con lắc:
Cũng như thí nghiệm 2, lần này ta thay đổi chiều dài con lắc và giữ nguyên m, biên độ dao động A.
2.4. Báo cáo thử nghiệm:
1. Mối quan hệ giữa T và A:
Bảng 9.1:
|
Khối lượng m = …………g; chiều dài con lắc l = …………..cm |
||||
|
Một (cm) |
\(\sin \alpha = \frac{A}{l}\) |
Góc lệch\({\bf{\alpha }}\left( {^{\bf{0}}} \right)\) |
Thời gian 10 dao động (s) |
Chu kỳ T(s) |
Nhận xét: ………………………………………………………………………………………………
2. Mối quan hệ giữa T và m :
Bảng 9.2:
|
Chiều dài l = ………….cm; biên độ A = ………….cm. |
||
|
m (g) |
Thời gian 10 dao động (s) |
(các) chu kỳ |
Nhận xét: ………………………………………………………………………………………………
3. Mối quan hệ giữa T và l:
Bảng 9.3:
|
Chiều dài l (cm) |
Thời gian: t = 10T(s) |
Chu kỳ T(s) |
\({{\bf{T}}^{\bf{2}}}\left( {{{\bf{s}}^{\bf{2}}}} \right)\) |
\({a^2} = \frac{{{T^2}}}{l}({s^2}/cm)\) |
Nhận xét: ………………………………………………………………………………………………
4. Kết luận:
Từ kết quả thí nghiệm, có thể rút ra kết luận gì về \(T = a\sqrt l \) với giá trị a trong bảng 9.3.
Vẽ đồ thị \(T = {\rm{ }}f\left( l \right)\) và nhận xét.
Vẽ đồ thị \({T^2} = f(l)\) và nhận xét.
Tính gia tốc do trọng trường tại vị trí thí nghiệm bằng cách sử dụng dữ liệu nhận được từ thí nghiệm.
Bài 1
Dự đoán xem chu kỳ dao động T của con lắc đơn phụ thuộc như thế nào vào các đại lượng đặc trưng \(l,m,\alpha \) của nó? Làm cách nào để kiểm tra từng dự đoán đó bằng một thử nghiệm?
Hướng dẫn giải:
Dự đoán về chu kỳ T của con lắc đơn phụ thuộc vào các đại lượng đặc trưng chiều dài \(l\), khối lượng \(m\), biên độ góc\({\alpha _0}\).
Để kiểm tra từng dự đoán này, chúng ta phải thực hiện một thí nghiệm làm thay đổi một đại lượng và giữ nguyên hai đại lượng còn lại.
Bài 2
Chu kỳ dao động của con lắc đơn có phụ thuộc vào nơi làm thí nghiệm không? Làm thế nào để phát hiện nó bằng thí nghiệm?
Hướng dẫn giải:
Dự đoán chu kì dao động của con lắc đơn phụ thuộc vào nơi làm thí nghiệm
Để kiểm tra dự đoán đó, chúng ta cần thực hiện thí nghiệm với một con lắc có chiều dài không đổi tại các địa điểm khác nhau.
Xem thêm: So sánh là gì So sánh là gì? Ảnh hưởng của biện pháp so sánh Ảnh hưởng của phép so sánh
bài 3
Có thể đo chu kì của con lắc đơn có chiều dài. l Hướng dẫn giải:
Không thể đo chu kỳ của một con lắc đơn dài dưới 10 cm, vì khi đó kích thước của quả nặng có ý nghĩa so với chiều dài của sợi dây.
Do đó khó tạo ra các dao động có biên độ nhỏ nên khó đo được chu kỳ T.
bài 4
Dùng con lắc dài hay ngắn sẽ cho kết quả chính xác hơn khi xác định gia tốc rơi tự do g tại điểm làm thí nghiệm?
Hướng dẫn giải:
Dùng con lắc dài để xác định gia tốc trọng trường g cho kết quả chính xác hơn dùng con lắc ngắn vì sai số tỉ đối.
