Lý thuyết Khoa học tự nhiên 7 bài 9 KNTT

a. Dụng cụ đo

- Ngoài đồng hồ bấm giây dùng để đo thời gian chuyển động t, người ta còn phải dùng các loại thước khác nhau để đo độ dài của quãng đường đi được s.

- Cách sử dụng các dụng cụ đo độ dài và đo thời gian này đã được học trong môn Khoa học tự nhiên ở lớp 6.

b. Cách đo

- Có hai cách đo:

+ Cách 1: Chọn quãng đường s trước, đo thời gian t sau.

+ Cách 2: Chọn thời gian trước, đo quãng đường s sau.

- Trong phòng thực hành thường chọn cách 1.

- Để đo tốc độ dòng đồng hồ bấm giây trong phòng thực hành cần thực hiện các bước sau đây:

+ Dùng thước đo độ dài của quãng đường s. Xác định vạch xuất phát và vạch đích.

+ Dùng đồng hồ bấm giây đo thời gian t từ khi vật bắt đầu chuyển động từ vạch xuất phát tới khi vượt qua vạch đích.

+ Dùng công thức v = s/t tính tốc độ.

+ Thông thường thực hiện các phép đo 3 lần để lấy giá trị trung bình.

+ Lập bảng ghi kết quả đo, tính trung bình quãng đường và thời gian trong 3 lần đo, sau đó tính tốc độ.

+ Nhận xét kết quả đo.

- Cách đo tốc độ này chỉ khác cách đo trên ở chỗ dùng đồng hồ đo thời gian hiện số và cổng quang điện để đo thời gian chuyển động.

- Hình 9.3 mô tả cách lắp đặt các thiết bị trong phòng thí nghiệm để đo tốc độ dùng đồng hồ đo thời gian hiện số và cổng quang điện.

Hình 9.3. Thí nghiệm đo tốc độ bằng đồng hồ hiện số và cổng quang

(1) Nam châm điện để giữ viên bi sắt.

(2) Viên bi sắt.

(3) Khi vật qua cổng quang điện thứ nhất thì đồng hồ bắt đầu đo.

(4) Khi vật qua cổng quang điện thứ hai thì đồng hồ ngừng đo.

(5) Công tắc dùng để đóng/ngắt nam châm điện.

(6) Đồng hồ đo thời gian hiện số (được chọn ở chế độ A ⇔ B để đo khoảng thời gian vật chuyển động từ cổng quang điện (3) đến cổng quang điện (4)).

- Một trong những biện pháp quan trọng để giảm bớt tai nạn giao thông đường bộ là kiểm tra tốc độ của các phương tiện tham gia giao thông. Do đó, các thiết bị bắn tốc độ được sử dụng rộng rãi và cải tiến không ngừng.

- Thiết bị bắn tốc độ đơn giản chỉ có một camera theo dõi ô tô chạy trên đường, ghi và tính thời gian ô tô chạy qua hai vạch mốc trên mặt đường, cách nhau khoảng từ 5 m đến 10 m tuỳ theo cung đường. Cụ thể là:

+ Camera ghi biển số của ô tô và thời gian ô tô chạy qua các vạch mốc 1 và 2.

+ Máy tính nhỏ đặt trong camera tính tốc độ của ô tô khi chạy từ vạch mốc này sang vạch mốc kia, so sánh với tốc độ giới hạn của cung đường để phát hiện ô tô nào vượt quá tốc độ này.

+ Khi phát hiện ô tô vượt tốc độ giới hạn, camera tự động chụp số liệu về tốc độ kèm theo biển số của ô tô, gửi về các trạm kiểm soát giao thông để xử lí (Hình 9.4).

Hình 9.4. Sơ đồ hoạt động của thiết bị bắn tốc độ đơn giản

Bài 1: Theo em, để xác định tốc độ chuyển động người ta phải đo những đại lượng nào và dùng những dụng cụ nào để đo? Tại sao?

Hướng dẫn giải

Để xác định tốc độ chuyển động, người ta phải đo quãng đường và thời gian chuyển động của vật

Dụng cụ:

+ Quãng đường: thước đo độ dài

+ Thời gian: sử dụng đồng hồ bấm giây.

Bài 2: Hai người cùng đo thời gian của một chuyển động bằng đồng hồ bấm giây nhưng lại cho kết quả lệch nhau. Em giải thích điều này như thế nào? Từ đó thảo luận về ưu điểm và hạn chế của phương pháp đo tốc độ dùng đồng hồ bấm giây.

Hướng dẫn giải

- Kết quả đo thời gian lệch nhau vì: thời điểm bắt đầu bấm để tính giờ lệch nhau hoặc thời điểm bấm kết thúc của chuyển động lệch nhau.

- Nhận xét về phương pháp đo tốc độ dùng đồng bồ bấm giây:

+ Ưu điểm: thiết bị là đồng hồ bấm giây gọn nhẹ, rẻ, dễ kiếm, dễ sử dụng.

+ Nhược điểm: độ chính xác khi đo thời gian chuyển động phụ thuộc vào người bấm đồng hồ có chuẩn hay không, nên dễ gây ra sai số.

Bài 3: Một ca nô chuyển động trên sông với tốc độ không đổi 10 km/h. Tính thời gian để ca nô đi được quãng đường 5 km.

Hướng dẫn giải

Ta có v = 10 km/h; s = 5 km.

Thời gian để ca nô đi được quãng đường 5 km là:

\(v = \frac{s}{t} \Rightarrow t = \frac{s}{v} = \frac{5}{{10}} = 0,5(h)\)