Array

khảo sát chuyển động thẳng biến đổi đều của viên bi trên máng nghiêng
Thí nghiệm biểu diễn
Giáo viên thực hiện: Trần Viết Thắng
Trường THPT Chu Văn An Thái Nguyên
Chương trình lớp 10
khảo sát chuyển động thẳng biến đổi đều
của viên bi trên máng nghiêng
E
F
G
C
T
P
I. Mục đích thí nghiệm
1. Quan sát chuyển động của viên bi trên máng nghiêng để thấy tính chất chuyển động thẳng biến đổi đều (nhanh dần đều hoặc chậm dần đều) của nó.
2. Nghiên cứu sự thay đổi vận tốc v theo thời gian t, mối quan hệ đường đi-thời gian. Vẽ đồ thị s phụ thuộc t2, để từ đó nêu nhận xét và kết luận về tính chất chuyển động.
Xác định vận tốc tức thời và gia tốc của viên bi.
II. Dụng cụ thí nghiệm
1.Máng nghiêng P có gắn thước 800mm.
2.Thước đo góc G có quả dọi.
3.Gía đỡ ba chân hình sao có 3 chân vít điều chỉnh thăng bằng.
4.Một trụ thép ?10, một trụ thép ?8 và một khớp chữ thập đa năng.
5.Bi thép.
6.Đồng hồ đo thời gian hiện số MC-964.
7.Hai cổng quang điện E, F.
8.Chân chống C có vít điều chỉnh.
9.Khớp nối đa năng để thay đổi độ cao điểm kê.
10 Nam châm điện N, hộp công-tắc nút nhấn kép để giữ và thả bi .
III lắp ráp thí nghiệm
1.Đặt máng nghiêng lên giá đỡ, phối hợp điều chỉnh các
chân vít và dịch chuyển khớp nối đa năng đến vị trí thích
hợp để mặt phẳng P nằm nghiêng, sao cho dây rọi song
song với mặt phẳng thước đo góc và chỉ số khoảng 5-100.
Nam châm điện N để giữ và thả bi được đặt cố định tại một vị trí trên mặt phẳng nghiêng , nối qua hộp công-tắc đến ổ C của đồng hồ đo thời gian.. Đặt cổng quang điện F cách E một đoạn s (ban đầu chọn s = 10 cm) và nối chúng với hai ổ A, B của đồng hồ đo thời gian .
Đồng hồ đo thời gian hiện số MC-964 làm việc ở MODE A ? B , thang đo 9,999s. Khi viên bi lăn tới cổng E , đồng hồ bắt đầu đếm, đến cổng F đồng hồ dừng đếm. Khoảng thời gian chuyển động t của viên bi giữa hai cổng E, F hiện thị trên đổng hồ.
Để đo vận tốc tức thời của viên bi khi nó đi qua cổng F, ta chỉ việc vặn chuyển mạch MODE của đồng hồ đo thời gian MC-963 về vị trí B (cổng F nối với ổ B). Khi đó đồng hồ sẽ chỉ khoảng thời gian ?t, là khoảng thời gian viên bi chắn tia hồng ngoại khi nó đi qua cổng F.
Biết đường kính viên bi (d = 2.1cm ), ta tính được vận tốc tức thời :
v = d / ?t = 2,1 / ?t ( cm/s).
IV trình tự thí nghiệm
Khảo sát chuyển động nhanh dần đều :
1. Chuyển mạch MODE ở vị trí A ? B.Nhấn nút RESET để số chỉ trên đồng hồ trở về 0.000.
2.Đặt khoảng cách ban đầu giữa viên bi và cổng E bằng s0 = 5cm, cổng E cách cổng F bằng s1 = 15 cm.
3. Nhấn công-tắc ngắt điện cho nam châm để thả cho viên bi lăn qua hai cổng E, F. Ghi các giá trị s , t vào bảng 1.
4.Dịch chuyển cổng E đến vị trí đặt cổng F và dịch cổng F đến vị trí cách E một khoảng 25 cm. Lặp lại bước 3. Ghi tiếp các giá trị của s, t vào bảng 1.
5.Dịch chuyển cổng E đến vị trí đặt cổng F và đặt cổng F đến vị trí cách E một khoảng 35 cm. Lặp lại bước 3. Ghi tiếp các giá trị của s, t vào bảng 1.
V. Phân tích kết QU?
Nhận xét : ...........................................................................................................................................................................

...............................................................
Kết luận : .....................................................................................................................................................................................

................................................................................................................................................
V. Phân tích kết QU? trờn b?ng tớnh Microsoft Excel
Ghi chú : Có nhiều phương án khảo sát chuyển động nhanh dấn đều của viên bi trên mặt phẳng nghiêng. Ví dụ
- Khảo sát sự phụ thuộc s = s (t2 ), sử dụng MODE A? B của đồng hồ đo thời gian, cổng quang điện E nối với ổ B, nam châm điện nối qua công-tắc kép đến ổ A, với các giá trị s = 5cm, 20cm, 45 cm, 80cm.
- Khảo sát sự phụ thuộc s = s (t2 ), sử dụng MODE A? B của đồng hồ đo thời gian, cổng quang điện E nối với ổ B, nam châm điện nối qua công-tắc kép đến ổ A, với các giá trị của s như trong bảng 2. Vẽ đồ thị s = s (t2 ), v= v(t). Rút ra nhận xét, kết luận.
Bảng 2
V. Phân tích kết QU? trờn b?ng tớnh Microsoft Excel
Bảng 2
Kết quả thí nghiệm
Kết quả thí nghiệm
Đồ thị s = s(t)
s
t
Kết quả thí nghiệm
Đồ thị v = v(t)
v
t
Kết quả thí nghiệm
s
t2
Đồ thị s =s(t2)