Xem toàn bộ tài liệu Lớp 10 – Chân Trời Sáng Tạo: tại đây
Mở đầu trang 36 Vật Lí 10:
Lời giải:
– Trong thực tiễn, có những phương pháp đo tốc độ tức thời thông dụng là:
+ Sử dụng đồng hồ đo thời gian hiện số và cổng quang điện.
+ Sử dụng đồng hồ bấm giây và thước đo.
+ Sử dụng súng bắn tốc độ
– Ưu và nhược điểm
|
Đồng hồ đo thời gian hiện số |
Đồng hồ bấm giây |
Súng bắn tốc độ |
|
|
Ưu điểm |
Sai số dụng cụ ít, tính chính xác cao. |
Nhanh, đơn giản, thao tác thực hiện dễ. |
Đo trực tiếp tốc độ tức thời với độ chính xác cao. |
|
Nhược điểm |
Không gian thực hiện hạn chế vì chỉ thực hiện được trong phòng thí nghiệm. |
Độ chính xác không cao do phụ thuộc vào yếu tố khách quan, thao tác bấm đồng hồ. |
Chi phí đắt. |
Câu hỏi 1 trang 36 Vật Lí 10:
Lời giải:
– Thang đo: Bên nút thang đo có ghi giới hạn đo (GHĐ) và độ chia nhỏ nhất (ĐCNN) của đồng hồ là: 9,999 s – 0,001 s và 99,99 s – 0,01 s.
– MODE: Núm này dùng để chọn chế độ làm việc của đồng hồ.
+ Chế độ A: chỉ đo thời gian đồng hồ đi qua cổng quang điện A (chế độ 1 cổng).
+ Chế độ B: chỉ đo thời gian đồng hồ đi qua cổng quang điện B (chế độ 1 cổng).
+ Chế độ A + B: đo tổng thời gian vật đi qua cổng quang điện A và thời gian vật đi qua cổng quang điện B.
+ Chế độ làm việc A ↔ B để đo khoảng thời gian giữa hai cổng quang điện A và B. Khi vật qua cổng quang điện A thì đồng hồ bắt đầu chạy, sau khi đi ra khỏi cổng quang điện B thì đồng hồ dừng đo.
Câu hỏi 2 trang 36 Vật Lí 10:
Lời giải:
Để xác định tốc độ tức thời của viên bi tại vị trí cổng quang điện A (hoặc B) ta làm như sau:
Bước 1: Bố trí thí nghiệm như hình trên.
Bước 2: Xác định được đường kính d của viên bi.
Bước 3: Chọn thang đo 9,999 s – 0,001 s.
Bước 4: Chọn chế dộ đo MODE A hoặc MODE B.
Bước 5: Đưa viên bi lại gần nam châm điện sao cho viên bi hút vào nam châm. Ngắt công tắc điện để viên bi bắt đầu chuyển động xuống đoạn dốc nghiêng và đi qua cổng quang điện cần đo thời gian.
Bước 6: Xác định được thời gian viên bi chuyển động qua cổng quang điện A hoặc cổng quang điện B.
Bước 7: Sử dụng công thức
v
=
d
t
ta sẽ xác định được tốc độ tức thời của viên bi.
Báo cáo thí nghiệm trang 37 Vật Lí 10:
Lời giải:
Bảng 6.1. Bảng kết quả đo đường kính viên bi
|
|
Lần đo |
Đường kính trung bình d ¯ (cm) |
Sai số Δ d (cm) |
||||
|
Lần 1 |
Lần 2 |
Lần 3 |
Lần 4 |
Lần 5 |
|||
|
Đường kính d (cm) |
2,02 |
2,01 |
2,01 |
2,01 |
2,02 |
2,014 |
0,0048 |
Đường kính trung bình:
d
¯
=
d
1
+
d
2
+
d
3
+
d
4
+
d
5
5
=
2
,
014
c
m
Sai số tuyệt đối trung bình trong 5 lần đo:
Δ
d
¯
=
Δ
d
1
+
Δ
d
2
+
Δ
d
3
+
Δ
d
4
+
Δ
d
5
5
=
0
,
0048
c
m
Do đề bài không nói đến sai số hệ thống nên ta có thể bỏ qua.
Sai số tuyệt đối của phép đo: ∆d = 0,0048 cm
Bảng 6.2. Bảng số liệu thí nghiệm đo tốc độ tức thời
|
|
Lần đo |
Thời gian trung bình t ¯ (s) |
Tốc độ tức thời |
Sai số ∆v (cm) |
||||
|
Lần 1 |
Lần 2 |
Lần 3 |
Lần 4 |
Lần 5 |
||||
|
Thời gian t (s) |
0,044 |
0,045 |
0,045 |
0,044 |
0,044 |
0,0444 |
45,36 cm/s |
0,011 |
Thời gian trung bình:
t
¯
=
t
1
+
t
2
+
t
3
+
t
4
+
t
5
5
=
0
,
0444
s
Sai số tuyệt đối trung bình trong 5 lần đo:
Δ
t
¯
=
Δ
t
1
+
Δ
t
2
+
Δ
t
3
+
Δ
t
4
+
Δ
t
5
5
=
0
,
00048
c
m
Sai số dụng cụ đo thời gian là:
Δ
t
d
c
=
0
,
001
2
=
0
,
0005
(
s
)
Sai số tuyệt đối của phép đo thời gian là:
δ
v
=
δ
d
+
δ
t
=
Δ
d
d
¯
.100
%
+
Δ
t
t
¯
.100
%
Δ
t
=
Δ
t
¯
+
Δ
t
d
c
=
0
,
00048
+
0
,
0005
=
0
,
00098
(
s
)
Sai số tương đối của tốc độ tức thời là:
δ
v
=
δ
d
+
δ
t
=
Δ
d
d
¯
.100
%
+
Δ
t
t
¯
.100
%
=
0
,
0048
2
,
014
.100
%
+
0
,
00098
0
,
0444
.100
%
≈
0
,
024
%
Sai số tuyệt đối của phép đo tốc độ là:
δ
v
=
Δ
v
v
¯
.100
%
⇒
Δ
v
=
δ
v
.
v
¯
100
%
=
0
,
024
%
.45
,
36
100
%
=
0
,
011
Luyện tập trang 37 Vật Lí 10:
Lời giải:
Để xác định tốc độ trung bình của viên bi khi viên bi di chuyển từ cổng quang điện A đến cổng quang điện B, ta làm như sau:
Bước 1: Bố trí thí nghiệm như hình trên
Bước 2: Xác định được đường kính d của viên bi.
Bước 3: Chọn thang đo 9,999s – 0,001 s.
Bước 4: Chọn chế độ MODE A ↔ B.
Bước 5: Đưa viên bi lại gần nam châm điện sao cho viên bi hút vào nam châm. Ngắt công tắc điện để viên bi bắt đầu chuyển động xuống đoạn dốc nghiêng và đi qua cổng quang điện. Xác định quãng đường chính là khoảng cách từ cổng quang điện A tới cổng quang điện B.
Bước 6: Xác định được thời gian viên bi chuyển động qua từ cổng quang điện A tới cổng quang điện B trên màn hình hiển thị.
Bước 7: Sử dụng công thức
v
t
b
=
s
t
ta sẽ xác định được tốc độ trung bình của viên bi.
Thực hiện thí nghiệm nhiều lần để có kết quả chính xác hơn.
Câu hỏi 3 trang 38 Vật Lí 10:
Lời giải:
Phương pháp đo của các thiết bị trên
– Đồng hồ bấm giây:
+ 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 vạch đích.
+ Dùng công thức
v
t
b
=
s
t
để tính tốc độ trung bình và
v
=
d
t
để tính tốc độ tức thời.
– Cổng quang điện
+ Đo quãng đường mà vật di chuyển theo mục đích đo (dùng 1 cổng quang điện hay dùng 2 cổng quang điện).
+ Khởi động thiết bị và cho vật đi qua cổng quang điện
+ Đọc kết quả thời gian hiên trên thiết bị và sử dụng công thức để tính tốc độ trung bình và tốc độ tức thời.
– Súng bắn tốc độ
+ Khởi động súng
+ Đưa súng hướng về phía vật chuyển động và thực hiện thao tác bấm
+ Thực hiện, trên máy sẽ hiện lên tốc độ
Ưu và nhược điểm của các thiết bị
|
|
Cổng quang điện |
Đồng hồ bấm giây |
Súng bắn tốc độ |
|
Ưu điểm |
Kết quả chính xác hơn do không phụ thuộc người thực hiện. |
Nhanh, đơn giản, dễ thực hiện. |
Đo trực tiếp tốc độ tức thời với độ chính xác cao. |
|
Nhược điểm |
Lắp đặt phức tạp, chỉ đo được cho các vật có kích thước phù hợp để có thể đi qua được cổng quang điện . |
Kém chính xác do phụ thuộc vào phản xạ của người bấm đồng hồ. |
Giá thành cao. |
Vận dụng trang 39 Vật Lí 10:
Lời giải:
Khi khởi động xe, để tính được vận tốc của xe máy cần đo được tốc độ vòng quay của bánh xe hoặc hộp số thông qua cáp chủ động (gồm nhiều cuộn lò xo cuốn quanh trục tung tâm). Theo đó, khi trục trung tâm quay sẽ kết nối với hộp số và truyền dữ liệu về đồng hồ đo tốc độ.