Lý thuyết Khoa học tự nhiên 7 bài 10 CTST

- Để đo tốc độ, cần đo quãng đường s vật đi được và thời gian chuyển động t của vật

- Chuẩn bị: Tấm ván phẳng (dài khoảng 50 cm đến 60 cm), thước, bút đánh dấu, đồng hồ bấm giây, quyển sách mỏng (dùng để nâng một đầu tấm ván), xe đồ chơi.

Hình 10.1. Thí nghiệm đo tốc độ của một xe đồ chơi bằng đồng hồ bấm giây

- Cách đo:

+ Dùng thước đo độ dài quãng đường s vật đi được (đo khoảng cách giữa vạch xuất phát và vạch đích)

+ Giữ xe tại vạch xuất phát rồi thả cho nó chuyển động xuống dốc. Dùng đồng hồ bấm giây để đo thời gian t từ lúc xe bắt đầu xuất phát đến lúc xe chạm vạch đích.

+ Thực hiện ba lần đo, lấy giá trị trung bình của các phép đo

+ Dùng công thức \(\upsilon {\rm{ = }}\frac{{\rm{s}}}{{\rm{t}}}\) để tính tốc độ của xe đồ chơi.

- Cổng quang điện kết nối với đồng hồ đo thời gian hiện số được dùng để đo tốc độ của một vật diễn ra trong một khoảng thời gian ngắn thay cho đồng hồ bấm giây. Cổng quang điện có vai trò như nút START và STOP để bắt đầu đo hoặc kết thúc đo.

- Chuẩn bị: Hai cổng quang điện, đồng hồ đo thời gian hiện số, các dây dẫn, chiếc xe nhỏ có gắn tấm cản quang, quả nặng, ròng rọc (gắn cố định ở mép bàn), sợi dây chỉ (để nối xe với quả nặng), thước.

Hình 10.2. Thí nghiệm đo tốc độ của một chiếc xe nhỏ bằng đồng hồ đo thời gian hiện số dùng cổng quang điện

- Cách đo:

+ Bố trí thí nghiệm như trên Hình 10.2.

+ Nhấn công tắc RESET để đưa số chỉ của đồng hồ về giá trị 0,000. Chọn thang đo thời gian ở vị trí 9,999 s và kiểu đo thời gian theo MODE \(A\leftrightarrow B.\)

+ Giữ xe đứng yên rồi thả nhẹ cho xe chuyển động.

+ Khi tấm cản quang trên xe chắn cổng quang điện 1 thì đồng hồ bắt đầu đo và khi tấm cản quang chắn cổng quang điện 2 thì đồng hồ kết thúc đo. Khoảng thời gian giữa hai thời điểm trên được hiển thị trên mặt hiện số của đồng hồ.

+ Đo khoảng cách giữa hai cổng quang điện bằng thước.

+ Tính tốc độ của xe trên đoạn đường giữa hai cổng quang điện.

Bài 1:

a) Để xác định tốc độ của một vật đang chuyển động, ta cần biết những thông tin gì?

b) Lập kế hoạch và tiến hành đo tốc độ chuyển động của một xe đồ chơi chạy pin. Yêu cầu nêu rõ: dụng cụ đo, cách tiến hành và báo cáo kết quả.

Hướng dẫn giải

a) Để xác định tốc độ của một vật đang chuyển động, ta cần biết:

- Thời gian chuyển động của vật.

- Quãng đường vật đi được trong khoảng thời gian đó.

b) Đo tốc độ chuyển động của một xe đồ chơi chạy pin.

- Dụng cụ: Xe đồ chơi, thước, đồng hồ bấm giây.

- Cách tiến hành:

+ Đánh dấu vạch xuất phát và vạch đích. Đo quãng đường giữa hai vạch.

+ Cho xe bắt đầu chạy từ vạch xuất phát về hướng vạch đích đồng thời bấm nút Start trên đồng hồ.

+ Bấm nút Stop trên đồng hồ ngay khi xe vừa chạm vạch đích.

+ Tính tốc độ theo công thức:

\(\upsilon {\rm{ = }}\frac{{\rm{s}}}{{\rm{t}}}\)

Lưu ý: Thực hiện phương án trên với ít nhất 3 lần đo.

- Báo cáo kết quả:

Bài 2: Hình dưới đây mô tả một cách đo tốc độ lan truyền âm thanh trong không khí, bằng cách tạo ra tiếng thước gõ lên mặt bàn. Hai micro được kết nối với bộ đếm thời gian. Các cảm biến gắn trong bộ đếm thời gian thu nhận tín hiệu âm thanh đến mỗi micro và hiển thị trên màn hình khoảng thời gian từ lúc micro 1 nhận tín hiệu đến lúc micro 2 nhận tín hiệu.

a) Hãy trình bày cách tính tốc độ lan truyền âm thanh trong không khí.

b) Giả sử trong một lần đo, người ta bố trí khoảng cách giữa hai micro là 1,2 m và khoảng thời gian hiển thị trên màn hình của bộ đếm thời gian là 0,0035 s. Tính tốc độ lan truyền âm thanh trong không khí.

Hướng dẫn giải

a) Cách tính tốc độ truyền âm thanh:

- Đo khoảng cách s giữa hai micro.

- Đọc giá trị thời gian t hiển thị trên màn hình bộ đếm thời gian.

- Tính tốc độ theo công thức

\(\upsilon {\rm{ = }}\frac{{\rm{s}}}{{\rm{t}}}\)

b) Tốc độ lan truyền âm thanh trong không khí:

\(\upsilon {\rm{ = }}\frac{{\rm{s}}}{{\rm{t}}}{\rm{ = }}\frac{{{\rm{1}},{\rm{2}}}}{{{\rm{0}},{\rm{0035}}}} \approx {\rm{343m/s}}\)