Giải Lý 10 Bài 11: Thực hành: Đo gia tốc rơi tự do KNTT
Giải Lý 10 Bài 11 KNTT
Giải Lý 10 Bài 11: Thực hành: Đo gia tốc rơi tự do KNTT được VnDoc.com sưu tầm và xin gửi tới bạn đọc cùng tham khảo. Mời bạn đọc cùng tham khảo hướng dẫn giải chi tiết SGK Vật lý 10 Kết nối tri thức dưới đây nhé.
Khởi động trang 47 SGK Vật lý 10 Kết nối tri thức
Các vật rơi tự do chuyển động rất nhanh, làm thế nào đo được gia tốc rơi tự do của vật?
Lời giải
Ta sẽ 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: 
\(g\;=\;\frac{2s}{t^2}\) để tìm gia tốc rơi tự do.
Hoạt động trang 47 SGK Vật lý 10 Kết nối tri thức
Thảo luận về phương án thí nghiệm dựa trên hoạt động sau: Thả trụ thép rơi qua cổng quang điện trên máng đứng và trả lời câu hỏi.
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?
Lời giải:
1. Xác định gia tốc rơi tự do của trụ thép theo công thức: \(g\;=\;\frac{2s}{t^2}\;(m/s^2)\)
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. Để trụ thép rơi qua cổng quang điện cần đặt trụ thép tại vị trí tiếp xúc với nam châm điện điện và bị giữ lại ở đó. Nhấn nút của hộp công tắc kép để ngắt điện vào nam châm điện, khi đó trụ thép rơi xuống và chuyển động đi qua cổng quang điện.
4. Chọn chế độ đo MODE A ở đồng hồ đo thời gian hiện số để đo được đại lượng cần đo.
Hoạt động trang 48 SGK Vật lý 10 Kết nối tri thức
Nhận xét và đánh giá kết quả thí nghiệm
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.
3. Vẽ đồ thị mô tả mối quan hệ s và t2 trên hệ tọa độ (s – t2).
4. Nhận xét chung về dạng của đồ thị mô tả mối quan hệ s và t2 rồi rút ra kết luận về tính chất của chuyển động rơi tự do.
5. Hãy đề xuất một phương án thí nghiệm khác để đo gia tốc rơi tự do của trụ thép.
Lời giải:
Tham khảo bảng kết quả dưới đây:
Quãng đường (m) | Lần đo thời gian (s) | ||||
Lần 1 | Lần 2 | Lần 3 | Lần 4 | Lần 5 | |
0,4 | 0,285 | 0,286 | 0,284 | 0,285 | 0,286 |
0,6 | 0,349 | 0,351 | 0,348 | 0,349 | 0,350 |
0,8 | 0,404 | 0,405 | 0,403 | 0,404 | 0,403 |
1,0 | 0,451 | 0,452 | 0,452 | 0,451 | 0,450 |
1,2 | 0,494 | 0,495 | 0,494 | 0,494 | 0,493 |
Xử lí kết quả với phép đo khi chọn quãng đường s = 0,4 m
Quãng đường (m) | Lần đo thời gian (s) | ||||
Lần 1 | Lần 2 | Lần 3 | Lần 4 | Lần 5 | |
0,4 | 0,285 | 0,286 | 0,284 | 0,285 | 0,286 |
Gia tốc trong lần đo 1: \(g_1\hspace{0.278em}=\hspace{0.278em}\frac{2s}{t_1^2}\hspace{0.278em}=\frac{2\hspace{0.278em}.\hspace{0.278em}0,4}{0,285^2}\hspace{0.278em}=\hspace{0.278em}9,849\hspace{0.278em}m/s^2\)
Gia tốc trong lần đo 2: \(g_2\hspace{0.278em}=\hspace{0.278em}\frac{2s}{t_2^2}\hspace{0.278em}=\hspace{0.278em}\frac{2\hspace{0.278em}.\hspace{0.278em}0,4}{0,286^2}\hspace{0.278em}=\hspace{0.278em}9,780\hspace{0.278em}m/s^2\)
Gia tốc trong lần đo 3: \(g_3\;=\;\frac{2s}{t_3^2}\;=\;\frac{2\;.\;0,4}{0,284^2}\;=\;9,919\;m/s^2\)
Gia tốc trong lần đo 4: \(g_4\;=\;\frac{2s}{t_4^2}\;=\;\frac{2\;.\;0,4}{0,285^2}\;=\;9,849\;m/s^2\)
Gia tốc trong lần đo 5: \(g_5\;=\;\frac{2s}{t_5^2}\;=\;\frac{2\;.\;0,4}{0,286^2}\;=\;9,780\;m/s^2\)
Gia tốc trung bình: \(\overline g\;=\;\frac{9,849\;+\;9,780\;+\;9,919\;+\;9,849\;+\;9,780}5\;=\;9,835\;m/s^2\)
Sai số tuyệt đối của gia tốc trong các lần đo:
Sai số tuyệt đối trung bình: \(\overline{\triangle g}\;=\;\frac{\triangle g_1\;+\;\triangle g_2\;+\;\triangle g_3\;+\;\triangle g_4\;+\;\triangle g_5}5\;=\;0,044\)
Kết quả: g = 9,835 ± 0,044
Ứng với các quãng đường khác thực hiện phép tính tương tự.
2.
- 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 có phương rơi không chắn được 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 rọi.
3. Xử lí số liệu để vẽ đồ thị mô tả mối quan hệ s và t2.
Quãng đường (m) | Lần đo thời gian (s) | t2 (s2) |
Lần 1 | ||
0,4 | 0,285 | 0,081 |
0,6 | 0,349 | 0,122 |
0,8 | 0,404 | 0,163 |
1,0 | 0,451 | 0,203 |
1,2 | 0,494 | 0,244 |
Đồ thị mô tả mối quan hệ s và t2
4. Nhận xét về dạng đồ thị trên: có dạng một đường thẳng hướng lên chứng tỏ s và t2 có mối quan hệ tỉ lệ thuận với nhau.
5. Đề xuất một phương án thí nghiệm khác để đo gia tốc rơi tự do của trụ thép.
4. Nhận xét về dạng đồ thị trên: có dạng một đường thẳng hướng lên chứng tỏ s và t2 có mối quan hệ tỉ lệ thuận với nhau.
5. Đề xuất một phương án thí nghiệm khác để đo gia tốc rơi tự do của trụ thép.
Bước 3: Tính gia tốc trung bình của vật rơi tự do và sai số của phép đo.
Viết kết quả: \(g\;=\;\overline g\;\pm\;\triangle g\)
Em có thể trang 48 SGK Vật lý 10 Kết nối tri thức
Sử dụng camera của điện thoại thông minh và phần mềm phân tích video để xác định được gia tốc rơi tự do của vật (Hình 11.2)
Lời giải
Học sinh có thể tự thực hiện bằng điện thoại đã cài sẵn phần mềm.
VnDoc.com vừa gửi tới bạn đọc bài viết Giải Lý 10 Bài 11: Thực hành: Đo gia tốc rơi tự do KNTT. Hi vọng qua bài viết này bạn đọc có thêm nhiều tài liệu để học tập tốt hơn môn Vật lý lớp 10 KNTT. Mời các bạn cùng tham khảo thêm tài liệu học tập các môn Toán 10 KNTT, Hóa học 10 KNTT...
