Bài 8. Thực hành: Khảo sát chuyển động rơi tự do. Xác định gia tốc rơi tự do

HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM VÀ THỰC HÀNH: Khảo sát chuyển động rơi tự do và đo gia tốc rơi tự do
Chương trình lớp 10 ban KHTN và ban CƠ BẢN
GV thực hiện: Trần Viết Thắng
Trường THPT Chu Văn An
Khảo sát chuyển động rơi tự do. Xác định gia tốc rơi tự do
BÀI THỰC HÀNH:
I. Mục đích :
Đo được thời gian rơi t của một vật trên những quãng đường s khác nhau, vẽ và khảo sát đồ thị s ~ t2 , để rút ra kết luận về tính chất của chuyển động rơi tự do và xác định được gia tốc rơi tự do.
III. Dụng cụ cần thiết .
1.Giá đỡ thẳng đứng có dây dọi và ba chân vít điều chỉnh thăng bằng.
2.Trụ bằng sắt non (bi) làm vật rơi tự do.
3.Nam châm điện có hộp công tắc đóng ngắt điện để giữ và thả rơi vật.
4.Cổng quang điện E.
5.Đồng hồ thời gian hiện số , độ chia nhỏ nhất 0.001s.
6.Thước thẳng 800mm gắn chặt vào giá đỡ.
7.Ke ba chiều để xác định vị trí đầu của vật rơi.
8. Khăn vải bông để đỡ vật rơi.
IV. Lắp ráp thí nghiệm
1.Nam châm điện N lắp trên đỉnh giá đỡ, được nối qua công tắc vào ổ A của đồng hồ đo thời gian. ổ A vừa cấp điện cho nam châm, vừa nhận tín hiệu từ công tắc chuyển về. Cổng E lắp ở dưới, được nối với ổ B. Sử dụng MODE đo A ? B, chọn thang đo 9,999s.
2.Quan sát quả dọi, phối hợp điều chỉnh các vít ở chân giá đỡ sao cho quả dọi nằm đúng tâm lỗ tròn T. Khi vật rơi qua lỗ tròn của cổng quang điện E, chúng cùng nằm trên một trục thẳng đứng. Khăn vải bông được đặt nằm dưới để đỡ vật rơi .
3.Cho nam châm hút giữ vật rơi. Dùng miếng ke áp sát đáy vật rơi để xác định vị trí đầu s0 của vật. Ghi giá trị s0 vào bảng 1.
V. Tiến hành thí nghiệm
Khảo sát chuyển động rơi tự do:
1.Nới lỏng vít và dịch cổng quang điện E về phía dưới cách s0 một khoảng s = 50 mm . Nhấn nút RESET trên mặt đồng hồ để đưa chỉ thị số về giá trị 0000.
2.ấn nút trên hộp công tắc để thả vật rơi, rồi nhả nhanh nút trước khi vật rơi đến cổng quang điện E (*) . Ghi thời gian rơi của vật vào bảng 1. Lặp lại phép đo trên 3 lần ghi vào bảng 1.
3.Nới lỏng vít hãm và dịch cổng quang điện E về phía dưới, cách vị trí s0 một khoảng s lần lượt bằng 200mm; 450 mm; 800 mm. ứng với mỗi giá trị của s, thả vật rơi và ghi thời gian t tương ứng vào bảng 1. Lặp lại 3 lần phép đo.
Chú ý : * Cổng E chỉ hoạt động được khi nút nhấn trên hộp công tắc nhả.
Các thao tác không chuẩn xác cho kết quả đo sai cần loại bỏ và thực hiện đo lại theo các bước a, b
V. Tiến hành thí nghiệm
2.Đo gia tốc rơi tự do :
1)Nới lỏng vít và dịch cổng quang điện E về phía dưới cách s0 một khoảng s = 0,200 m . ấn nút RESET trên mặt đồng hồ để đưa chỉ thị số về giá trị 0000.
2)ấn nút trên hộp công tắc để thả vật rơi, rồi nhả nhanh nút trước khi vật rơi đến cổng quang điện E . Ghi thời gian rơi của vật vào bảng 1. Lặp lại phép đo trên 5 lần ghi vào bảng 1.
3) Nới lỏng vít và dịch cổng quang điện E về phía dưới, cách vị trí s0 một khoảng s = 0,300 ; 0,400 ; 0,500 ; 0,600; 0,700 ; 0,800 m. ứng với mỗi khoảng cách s , thả vật rơi và ghi thời gian tương ứng vào bảng 1, lặp lại 5 lần .
Kết thúc thí nghiệm : Nhấn khoá K , tắt điện đồng hồ đo thời gian hiện số.
Kết luận : Chuyển động rơi tự do là một chuyển động nhanh d?n d?u
s2 = 4s1 ? t2 = 2t1 .
s3 = 9s1 ? t3 = 3t1 .
Kết quả cho thấy : s ~ t2 .
Nhận xét :
VI. Kết quả thÝ nghiÖm
Kết luận : Chuyển động rơi tự do là một chuyển động nhanh d?n d?u
s2 = 4s1 ? t2 = 2t1 .
s3 = 9s1 ? t3 = 3t1 .
Kết quả cho thấy : s ~ t2 .
Nhận xét :
Kết quả TN và đồ thị s = s(t)
Kết quả TN và đồ thị s = s(t2)
Kết quả TN và đồ thị v = v(t)