Bài giảng Vật lí Lớp 10 (Sách Chân trời sáng tạo) - Bài 8: Thực hành đo gia tốc rơi tự do - Năm học 2022-2023

Nội dung text: Bài giảng Vật lí Lớp 10 (Sách Chân trời sáng tạo) - Bài 8: Thực hành đo gia tốc rơi tự do - Năm học 2022-2023

1. Bài 8: Thực hành đo gia tốc rơi tự do
2. Khởi động Giả sử bạn có một quả táo và một cái lông chim, khi thả rơi chúng thì cái nào sẽ chạm đất trước?
3. Khởi động Năm 2014, NASA đã thực hiện thí nghiệm thả rơi một quả bóng bowling và những sợi lông vũ trong phòng chân không từ cùng một độ cao. Kết quả cho thấy quả bóng bowling và những sợi lông vũ luôn chạm đất đồng thời. Tại sao lại như vậy?
4. Thảo luận Thực hiện thí nghiệm thả đồng thời một viên bi và một tờ giấy từ cùng một độ cao. a) Nhận xét về thời gian di chuyển từ khi bắt đầu thả đến khi chạm đất của hai vật. b) Hãy dự đoán trong điều kiện nào thì hai vật sẽ chạm đất
5. Thảo luận Thực tế khi loại bỏ lực cản (sợi lông chim được đặt trong ống thủy tinh hút chân không) thì sợi lông chim rơi chạm đất cùng lúc với quả táo “Vật nặng và vật nhẹ rơi nhanh như nhau”
6. Thí nghiệm đo gia tốc rơi tự do 1. Mục đích: Đo được gia tốc rơi tự do 2. Cơ sở lí thuyết: 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. Đây chính là sự rơi tự do. Khi một vật chuyển động thẳng nhanh dần đều không vận tốc đầu với gia tốc a không đổi thì độ dịch chuyển của vật tại thời điểm t được xác định bằng biểu thức: 1 = at2 2
7. Thí nghiệm đo gia tốc rơi tự do 3. 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 dùng để xác định vị trí đầu của vật rơi. - Thước đo có độ chính xác đến mm
8. Thí nghiệm đo gia tốc rơi tự do 4. Tiến hành thí nghiệm: Bước 1: • Lắp NCĐ ở đầu trên của thanh nhôm • nối với cổng A của đồng hồ thông qua công tắc điện. • Nối cổng quang điện (cách NCĐ đoạn d) vào cổng B của đồng hồ. Bước 2: • Điều chỉnh cho giá đỡ thẳng đứng sao cho quả nặng của dây dọi sẽ nằm ở tấm lỗ tròn. • Thiết lập đồng hồ ở chế độ A→B để đo thời gian từ lúc thả đến khi vật chắn cổng quang điện.
9. Thí nghiệm đo gia tốc rơi tự do 4. Tiến hành thí nghiệm: Bước 3: • Đặt vật rơi vào vị trí NCĐ (dùng eke để xác định VTBĐ của vật). • Ấn nút RESET để đưa chỉ thị số về giá trị 0.000. • Nhấn công tắc điện để vật rơi và khởi động đồng hồ Bước 4: • Khi vật rơi qua cổng quang điện, đồng hồ sẽ dừng. • Đọc thời gian rơi trên đồng hồ và ghi số liệu
10. Thí nghiệm đo gia tốc rơi tự do 5. Báo cáo kết quả thí nghiệm: Ghi giá trị độ dịch chuyển của vật và thời gian rơi tương ứng , vào bảng số liệu. Xử lí số liệu để tính toán gia tốc rơi tự do kèm với sai số của phép đo. Bảng số liệu đo độ dịch chuyển – thời gian trong chuyển động rơi Độ dịch Thời gian rơi t (s) Thời gian Sai số Gia tốc chuyển rơi trung thời gian rơi d(m) Lần Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5 bình 풕ҧ (s) rơi t(s) tự do 1 g(m/s2) Lưu ý: Thực hiện thí nghiệm với ít nhất 3 giá trị d khác nhau. Ứng với mỗi giá trị của d, tiến hành đo thời gian rơi của vật 5 lần.
11. Thảo luận Dựa vào kết quả thí nghiệm, nhận xét về các tính chất của chuyển động rơi tự do. • Chuyển động rơi tự do có: phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống • Chuyển động rơi tự do là chuyển động nhanh dần 푃 • Công thức tính vận tốc: v = gt • Công thức tính quãng đường đi được 1 của vật rơi tự do: 푆 = gt2 2
12. Vận dụng Hãy tiến hành thí nghiệm đo gia tốc rơi tự do bằng cách sử dụng đồng hồ bấm giây hoặc điện thoại thông minh. So sánh với kết quả được thực hiện tại phòng thí nghiệm và giá trị chính xác của gia tốc rơi tự do, nêu nhận xét và giải thích kết quả này. Đo gia tốc Sử dụng App phyphox trên điện thoại
13. Vận dụng Hãy tiến hành thí nghiệm đo gia tốc rơi tự do bằng cách sử dụng đồng hồ bấm giây hoặc điện thoại thông minh. So sánh với kết quả được thực hiện tại phòng thí nghiệm và giá trị chính xác của gia tốc rơi tự do, nêu nhận xét và giải thích kết quả này. Đo gia tốc Sử dụng App phyphox trên điện thoại
14. Lịch sử Thí nghiệm của Newton Isaac Newton (1642 – 1727) Ống Newton hiện nay Newton là người đầu tiên nghiên Ống Newton gồm một ống thủy tinh cứu loại trừ ảnh hưởng của kín bên trong có chứa một viên bi không khí lên sự rơi của các vật. chì và một cái lông chim
15. Lịch sử Thí nghiệm của Galileo ở tháp nghiêng thành Pisa (Italia). Galileo Galilei, 1564 - 1642 Ông thả các quả tạ nặng khác nhau rơi đồng thời từ tầng cao của tòa tháp và nhận thấy chúng rơi đến mặt đất cùng một lúc Trọng lượng của các quả nặng rất lớn so với lực cản của không khí nên có thể bỏ qua sức cản và coi sự rơi của các quả tạ là sự rơi tự do