Bài 11. Thực hành: Đo gia tốc rơi tự do
Hoạt động (Trang 48 Vật lý 10, Bộ Kết nối tri thức với cuộc sống)
<p><em><strong>Nhận xét và đánh giá kết quả thí nghiệm</strong></em></p>
<p><em><strong>1. Hãy tính giá trị trung bình và sai số tuyệt đối của phép đo gia tốc rơi tự do.</strong></em></p>
<p><em><strong>2. Tại sao lại dùng trụ thép làm vật rơi trong thí nghiệm? Có thể dùng viên bi thép </strong></em></p>
<p><em><strong>được không? Giải thích tại sao.</strong></em></p>
<p><em><strong>3. Vẽ đồ thị mô tả mối quan hệ s và t<sup>2</sup> trên hệ tọa độ (s – t<sup>2</sup>).</strong></em></p>
<p><em><strong>4. Nhận xét chung về dạng của đồ thị mô tả mối quan hệ s và t<sup>2</sup> rồi rút ra kết luận</strong></em></p>
<p><em><strong> về tính chất của chuyển động rơi tự do.</strong></em></p>
<p><em><strong>5. Hãy đề xuất một phương án thí nghiệm khác để đo gia tốc rơi tự do của trụ thép.</strong></em></p>
<p><span style="text-decoration: underline;"><em><strong>Lời giải:</strong></em></span></p>
<p>Tham khảo bảng kết quả dưới đây:</p>
<table style="height: 393px; width: 54.5692%;" border="1" cellspacing="0" cellpadding="0">
<tbody>
<tr>
<td style="text-align: center; width: 17.8102%;" rowspan="2" valign="top" width="16.590563165905632%">
<p>Quãng đường (m)</p>
</td>
<td style="text-align: center; width: 82.4818%;" colspan="5" valign="top" width="83.40943683409436%">
<p>Lần đo thời gian (s)</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align: center; width: 16.4964%;" valign="top" width="19.89051094890511%">
<p>Lần 1</p>
</td>
<td style="text-align: center; width: 16.4964%;" valign="top" width="19.89051094890511%">
<p>Lần 2</p>
</td>
<td style="text-align: center; width: 16.4964%;" valign="top" width="20.072992700729927%">
<p>Lần 3</p>
</td>
<td style="text-align: center; width: 16.4964%;" valign="top" width="20.072992700729927%">
<p>Lần 4</p>
</td>
<td style="text-align: center; width: 16.4964%;" valign="top" width="20.072992700729927%">
<p>Lần 5</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align: center; width: 17.8102%;" valign="top" width="16.590563165905632%">
<p>0,4</p>
</td>
<td style="text-align: center; width: 16.4964%;" valign="top" width="16.590563165905632%">
<p>0,285</p>
</td>
<td style="text-align: center; width: 16.4964%;" valign="top" width="16.590563165905632%">
<p>0,286</p>
</td>
<td style="text-align: center; width: 16.4964%;" valign="top" width="16.7427701674277%">
<p>0,284</p>
</td>
<td style="text-align: center; width: 16.4964%;" valign="top" width="16.7427701674277%">
<p>0,285</p>
</td>
<td style="text-align: center; width: 16.4964%;" valign="top" width="16.7427701674277%">
<p>0,286</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align: center; width: 17.8102%;" valign="top" width="16.590563165905632%">
<p>0,6</p>
</td>
<td style="text-align: center; width: 16.4964%;" valign="top" width="16.590563165905632%">
<p>0,349</p>
</td>
<td style="text-align: center; width: 16.4964%;" valign="top" width="16.590563165905632%">
<p>0,351</p>
</td>
<td style="text-align: center; width: 16.4964%;" valign="top" width="16.7427701674277%">
<p>0,348</p>
</td>
<td style="text-align: center; width: 16.4964%;" valign="top" width="16.7427701674277%">
<p>0,349</p>
</td>
<td style="text-align: center; width: 16.4964%;" valign="top" width="16.7427701674277%">
<p>0,350</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align: center; width: 17.8102%;" valign="top" width="16.590563165905632%">
<p>0,8</p>
</td>
<td style="text-align: center; width: 16.4964%;" valign="top" width="16.590563165905632%">
<p>0,404</p>
</td>
<td style="text-align: center; width: 16.4964%;" valign="top" width="16.590563165905632%">
<p>0,405</p>
</td>
<td style="text-align: center; width: 16.4964%;" valign="top" width="16.7427701674277%">
<p>0,403</p>
</td>
<td style="text-align: center; width: 16.4964%;" valign="top" width="16.7427701674277%">
<p>0,404</p>
</td>
<td style="text-align: center; width: 16.4964%;" valign="top" width="16.7427701674277%">
<p>0,403</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align: center; width: 17.8102%;" valign="top" width="16.590563165905632%">
<p>1,0</p>
</td>
<td style="text-align: center; width: 16.4964%;" valign="top" width="16.590563165905632%">
<p>0,451</p>
</td>
<td style="text-align: center; width: 16.4964%;" valign="top" width="16.590563165905632%">
<p>0,452</p>
</td>
<td style="text-align: center; width: 16.4964%;" valign="top" width="16.7427701674277%">
<p>0,452</p>
</td>
<td style="text-align: center; width: 16.4964%;" valign="top" width="16.7427701674277%">
<p>0,451</p>
</td>
<td style="text-align: center; width: 16.4964%;" valign="top" width="16.7427701674277%">
<p>0,450</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align: center; width: 17.8102%;" valign="top" width="16.590563165905632%">
<p>1,2</p>
</td>
<td style="text-align: center; width: 16.4964%;" valign="top" width="16.590563165905632%">
<p>0,494</p>
</td>
<td style="text-align: center; width: 16.4964%;" valign="top" width="16.590563165905632%">
<p>0,495</p>
</td>
<td style="text-align: center; width: 16.4964%;" valign="top" width="16.7427701674277%">
<p>0,494</p>
</td>
<td style="text-align: center; width: 16.4964%;" valign="top" width="16.7427701674277%">
<p>0,494</p>
</td>
<td style="text-align: center; width: 16.4964%;" valign="top" width="16.7427701674277%">
<p>0,493</p>
</td>
</tr>
</tbody>
</table>
<p> </p>
<p>Xử lí kết quả với phép đo khi chọn quãng đường s = 0,4 m</p>
<table style="height: 167px; width: 54.047%;" border="1" cellspacing="0" cellpadding="0">
<tbody>
<tr>
<td style="text-align: center; width: 17.9158%;" rowspan="2" valign="top" width="16.590563165905632%">
<p>Quãng đường (m)</p>
</td>
<td style="text-align: center; width: 82.2497%;" colspan="5" valign="top" width="83.40943683409436%">
<p>Lần đo thời gian (s)</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align: center; width: 16.4499%;" valign="top" width="19.89051094890511%">
<p>Lần 1</p>
</td>
<td style="text-align: center; width: 16.4499%;" valign="top" width="19.89051094890511%">
<p>Lần 2</p>
</td>
<td style="text-align: center; width: 16.4499%;" valign="top" width="20.072992700729927%">
<p>Lần 3</p>
</td>
<td style="text-align: center; width: 16.4499%;" valign="top" width="20.072992700729927%">
<p>Lần 4</p>
</td>
<td style="text-align: center; width: 16.4499%;" valign="top" width="20.072992700729927%">
<p>Lần 5</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align: center; width: 17.9158%;" valign="top" width="16.590563165905632%">
<p>0,4</p>
</td>
<td style="text-align: center; width: 16.4499%;" valign="top" width="16.590563165905632%">
<p>0,285</p>
</td>
<td style="text-align: center; width: 16.4499%;" valign="top" width="16.590563165905632%">
<p>0,286</p>
</td>
<td style="text-align: center; width: 16.4499%;" valign="top" width="16.7427701674277%">
<p>0,284</p>
</td>
<td style="text-align: center; width: 16.4499%;" valign="top" width="16.7427701674277%">
<p>0,285</p>
</td>
<td style="text-align: center; width: 16.4499%;" valign="top" width="16.7427701674277%">
<p>0,286</p>
</td>
</tr>
</tbody>
</table>
<p> </p>
<p>Gia tốc trong lần đo 1: <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><msub><mi>g</mi><mn>1</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><mn>2</mn><mi>s</mi></mrow><msub><msup><mi>t</mi><mn>2</mn></msup><mn>1</mn></msub></mfrac><mo>=</mo><mfrac><mrow><mn>2</mn><mo>.</mo><mn>0</mn><mo>,</mo><mn>4</mn></mrow><mrow><mn>0</mn><mo>,</mo><msup><mn>285</mn><mn>2</mn></msup></mrow></mfrac><mo>=</mo><mn>9</mn><mo>,</mo><mn>849</mn><mi>m</mi><mo>/</mo><msup><mi>s</mi><mn>2</mn></msup></math></p>
<p>Gia tốc trong lần đo 2: <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><msub><mi>g</mi><mn>2</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><mn>2</mn><mi>s</mi></mrow><msub><msup><mi>t</mi><mn>2</mn></msup><mn>2</mn></msub></mfrac><mo>=</mo><mfrac><mrow><mn>2</mn><mo>.</mo><mn>0</mn><mo>,</mo><mn>4</mn></mrow><mrow><mn>0</mn><mo>,</mo><msup><mn>286</mn><mn>2</mn></msup></mrow></mfrac><mo>=</mo><mn>9</mn><mo>,</mo><mn>780</mn><mo> </mo><mi>m</mi><mo>/</mo><msup><mi>s</mi><mn>2</mn></msup></math></p>
<p>Gia tốc trong lần đo 3: <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><msub><mi>g</mi><mn>3</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><mn>2</mn><mi>s</mi></mrow><msub><msup><mi>t</mi><mn>2</mn></msup><mn>3</mn></msub></mfrac><mo>=</mo><mfrac><mrow><mn>2</mn><mo>.</mo><mn>0</mn><mo>,</mo><mn>4</mn></mrow><mrow><mn>0</mn><mo>,</mo><msup><mn>284</mn><mn>2</mn></msup></mrow></mfrac><mo>=</mo><mn>9</mn><mo>,</mo><mn>919</mn><mo> </mo><mi>m</mi><mo>/</mo><msup><mi>s</mi><mn>2</mn></msup></math></p>
<p>Gia tốc trong lần đo 4: <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><msub><mi>g</mi><mn>4</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><mn>2</mn><mi>s</mi></mrow><msub><msup><mi>t</mi><mn>2</mn></msup><mn>4</mn></msub></mfrac><mo>=</mo><mfrac><mrow><mn>2</mn><mo>.</mo><mn>0</mn><mo>,</mo><mn>4</mn></mrow><mrow><mn>0</mn><mo>,</mo><msup><mn>285</mn><mn>2</mn></msup></mrow></mfrac><mo>=</mo><mn>9</mn><mo>,</mo><mn>849</mn><mo> </mo><mi>m</mi><mo>/</mo><msup><mi>s</mi><mn>2</mn></msup></math></p>
<p>Gia tốc trong lần đo 5: <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><msub><mi>g</mi><mn>5</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><mn>2</mn><mi>s</mi></mrow><msub><msup><mi>t</mi><mn>2</mn></msup><mn>5</mn></msub></mfrac><mo>=</mo><mfrac><mrow><mn>2</mn><mo>.</mo><mn>0</mn><mo>,</mo><mn>4</mn></mrow><mrow><mn>0</mn><mo>,</mo><msup><mn>286</mn><mn>2</mn></msup></mrow></mfrac><mo>=</mo><mn>9</mn><mo>,</mo><mn>780</mn><mo> </mo><mi>m</mi><mo>/</mo><msup><mi>s</mi><mn>2</mn></msup></math></p>
<p>Gia tốc trung bình:</p>
<p><img src="https://vietjack.com/vat-li-10-kn/images/hoat-dong-trang-48-vat-li-10-131536.PNG" alt="Nhận xét và đánh giá kết quả thí nghiệm. Hãy tính giá trị trung bình và sai số" width="371" height="47" /></p>
<p>Sai số tuyệt đối của gia tốc trong các lần đo:</p>
<p><img src="https://vietjack.com/vat-li-10-kn/images/hoat-dong-trang-48-vat-li-10-131537.PNG" alt="Nhận xét và đánh giá kết quả thí nghiệm. Hãy tính giá trị trung bình và sai số" width="283" height="223" /></p>
<p>Sai số tuyệt đối trung bình: <img src="https://vietjack.com/vat-li-10-kn/images/hoat-dong-trang-48-vat-li-10-131538.PNG" alt="Nhận xét và đánh giá kết quả thí nghiệm. Hãy tính giá trị trung bình và sai số" width="285" height="46" /></p>
<p>Kết quả: g = 9,835 ± 0,044</p>
<p>Ứng với các quãng đường khác thực hiện phép tính tương tự.</p>
<p>2.</p>
<p>Trong thí nghiệm, người ta dùng trụ thép làm vật rơi nhằm mục đích khi</p>
<p>thả vật rơi thì xác suất phương rơi của vật chắn tia hồng ngoại ở cổng quang</p>
<p>điện cao, giúp ta thực hiện thí nghiệm dễ dàng hơn.</p>
<p>- Có thể dùng vật thả rơi là viên bi thép, nhưng xác suất khi thả rơi viên bi</p>
<p>có phương rơi không chắn được tia hồng ngoại cao hơn khi dùng trụ thép,</p>
<p>nên khi làm thí nghiệm với viên bi ta cần căn chỉnh và thả theo đúng phương của dây rọi.</p>
<p>3. Xử lí số liệu để vẽ đồ thị mô tả mối quan hệ s và t<sup>2</sup>.</p>
<div style="text-align: left;" align="center">
<table style="width: 51.1749%; height: 390px;" border="1" cellspacing="0" cellpadding="0">
<tbody>
<tr>
<td style="width: 32.6998%; text-align: center;" rowspan="2" width="27.66497461928934%">
<p>Quãng đường (m)</p>
</td>
<td style="width: 39.2744%; text-align: center;" width="43.65482233502538%">
<p>Lần đo thời gian (s)</p>
</td>
<td style="width: 27.8554%; text-align: center;" rowspan="2" width="28.68020304568528%">
<p>t<sup>2</sup> (s<sup>2</sup>)</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td style="width: 39.2744%; text-align: center;" valign="top" width="100%">
<p>Lần 1</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td style="width: 32.6998%; text-align: center;" valign="top" width="27.66497461928934%">
<p>0,4</p>
</td>
<td style="width: 39.2744%; text-align: center;" valign="top" width="43.65482233502538%">
<p>0,285</p>
</td>
<td style="width: 27.8554%; text-align: center;" valign="top" width="28.68020304568528%">
<p>0,081</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td style="width: 32.6998%; text-align: center;" valign="top" width="27.66497461928934%">
<p>0,6</p>
</td>
<td style="width: 39.2744%; text-align: center;" valign="top" width="43.65482233502538%">
<p>0,349</p>
</td>
<td style="width: 27.8554%; text-align: center;" valign="top" width="28.68020304568528%">
<p>0,122</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td style="width: 32.6998%; text-align: center;" valign="top" width="27.66497461928934%">
<p>0,8</p>
</td>
<td style="width: 39.2744%; text-align: center;" valign="top" width="43.65482233502538%">
<p>0,404</p>
</td>
<td style="width: 27.8554%; text-align: center;" valign="top" width="28.68020304568528%">
<p>0,163</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td style="width: 32.6998%; text-align: center;" valign="top" width="27.66497461928934%">
<p>1,0</p>
</td>
<td style="width: 39.2744%; text-align: center;" valign="top" width="43.65482233502538%">
<p style="text-align: center;">0,451</p>
</td>
<td style="text-align: center; width: 27.8554%;" valign="top" width="28.68020304568528%">
<p>0,203</p>
</td>
</tr>
<tr style="text-align: center;">
<td style="width: 32.6998%; text-align: center;" valign="top" width="27.66497461928934%">
<p>1,2</p>
</td>
<td style="width: 39.2744%; text-align: center;" valign="top" width="43.65482233502538%">
<p>0,494</p>
</td>
<td style="width: 27.8554%; text-align: center;" valign="top" width="28.68020304568528%">
<p>0,244</p>
</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</div>
<p style="text-align: center;"> </p>
<p>Đồ thị mô tả mối quan hệ s và t<sup>2</sup></p>
<p><img src="https://vietjack.com/vat-li-10-kn/images/hoat-dong-trang-48-vat-li-10-131539.PNG" alt="Nhận xét và đánh giá kết quả thí nghiệm. Hãy tính giá trị trung bình và sai số" width="335" height="270" /></p>
<p>4. Nhận xét về dạng đồ thị trên: có dạng một đường thẳng hướng lên chứng tỏ s và t<sup>2</sup> </p>
<p>có mối quan hệ tỉ lệ thuận với nhau.</p>
<p>5. Đề xuất một phương án thí nghiệm khác để đo gia tốc rơi tự do của trụ thép.</p>
<p>Ta có thể sử dụng hai cổng quang điện để đo thời gian rơi tự do. Khi trụ thép bắt đầu đi</p>
<p>vào cổng quang điện thứ nhất thì đồng hồ bắt đầu đo, khi trụ thép đi qua cổng quang</p>
<p>điện thứ hai thì đồng hồ kết thúc đo.</p>
<p>- Dụng cụ</p>
<p>Bộ dụng cụ đo gia tốc rơi tự do gồm:</p>
<p>(1) Nam châm điện (2) Trụ thép</p>
<p>(3) Hai cổng quang điện (4) Công tắc điều khiển</p>
<p>(5) Đồng hồ đo thời gian (6) Giá</p>
<p>- Tiến hành</p>
<p>Bước 1: Lắp các dụng cụ.</p>
<p>+ Lắp hai cổng quang điện cách nhau một đoạn s.</p>
<p>+ Đặt trụ thép dính vào phía dưới nam châm.</p>
<p>+ Nhấn công tắc cho trụ thép rơi.</p>
<p>+ Đọc số chỉ thời gian rơi trên đồng hồ.</p>
<p>+ Thay đổi vị trí của các cổng quang điện để khoảng cách giữa chúng khác nhau.</p>
<p>Bước 2: Hãy so sánh kết quả tính bằng số liệu đo được trong thí nghiệm mà em đã</p>
<p>tiến hành với kết quả tính bằng số liệu ở bảng dưới</p>
<p>Bảng 2.2. Khoảng cách và thời gian rơi của vật</p>
<p><img src="https://vietjack.com/vat-li-10-kn/images/hoat-dong-trang-48-vat-li-10-131540.PNG" alt="Nhận xét và đánh giá kết quả thí nghiệm. Hãy tính giá trị trung bình và sai số" width="604" height="157" /></p>
<p>Bước 3: Tính gia tốc trung bình của vật rơi tự do và sai số của phép đo.</p>
<p>Viết kết quả: <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mi>g</mi><mo>=</mo><mover><mi>g</mi><mo>¯</mo></mover><mo>±</mo><mo>∆</mo><mi>g</mi></math><span id="MathJax-Element-6-Frame" class="mjx-chtml MathJax_CHTML" style="box-sizing: border-box; display: inline-block; line-height: 0; text-indent: 0px; text-align: left; text-transform: none; font-style: normal; font-weight: normal; font-size: 21.78px; letter-spacing: normal; overflow-wrap: normal; word-spacing: normal; white-space: nowrap; float: none; direction: ltr; max-width: none; max-height: none; min-width: 0px; min-height: 0px; border: 0px; margin: 0px; padding: 1px 0px; position: relative;" tabindex="0" role="presentation" data-mathml="<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mover accent="true"><mi>g</mi><mo>&#xAF;</mo></mover><mo>&#xB1;</mo><mi>&#x394;</mi><mi>g</mi></math>"><span id="MJXc-Node-111" class="mjx-math" aria-hidden="true"><span id="MJXc-Node-112" class="mjx-mrow"><span id="MJXc-Node-118" class="mjx-mi"></span></span></span></span></p>
Xem lời giải bài tập khác cùng bài