Khoa học tự nhiên lớp 7 · KNTT · Chương 4

Lý thuyết KHTN 7 Bài 9: Đo tốc độ

Chương 4: Tốc độ · Kết nối tri thức với cuộc sống

Tóm tắt lý thuyết Khoa học tự nhiên 7 Bài 9: Đo tốc độ theo chương trình SGK Kết nối tri thức với cuộc sống. Hệ thống hoá kiến thức trọng tâm, sơ đồ minh hoạ, bảng so sánh và câu hỏi ôn tập có lời giải chi tiết.

Lớp

6 7 8 9

Môn

Toán học Ngữ văn Tiếng Anh Khoa học tự nhiên Lịch sử & Địa lý Giáo dục công dân Tin học Công nghệ

1. Đo tốc độ dùng đồng hồ bấm giây

a. Dụng cụ đo

- Đồng hồ bấm giây đo thời gian chuyển động.

Hình 1: Đo tốc độ (KHTN 7 Kết nối tri thức Bài 9)

- Thước đo quãng đường chuyển động.

Ví dụ: Thước thẳng, thước cuộn, thước dây, …

b. Cách đo

Các bước đo tốc độ dùng đồng hồ bấm giây trong phòng thực hành:

- 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 để 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.

2. Đo tốc độ dùng đồng hồ đo thời gian hiện số và cổng quang điện

a. Dụng cụ đo

- Đồng hồ đo thời gian hiện số và cổng quang điện để đo thời gian chuyển động.

- Thước đo quãng đường chuyển động.

b. Cách đo

- Xác định quãng đường s cần đo trên thước kim loại, rồi gắn các cổng quang thứ nhất và thứ hai vào điểm đầu và điểm cuối của quãng đường.

+ Khi bi sắt đi qua cổng quang thứ nhất thì đồng hồ bắt đầu đo.

+ Khi bi sắt đi qua cổng quang thứ hai thì đồng hồ ngừng đo.

- Bật 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 thứ nhất đến cổng quang thứ hai).

- Ngắt công tắc để bi sắt chuyển động qua các cổng quang. Đọc kết quả thời gian t hiển thị trên đồng hồ.

- Dùng công thức v=s/t để 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.

3. Thiết bị bắn tốc độ

- Thiết bị bắn tốc độ được sử dụng để đo tốc độ của các phương tiện giao thông đường bộ.

Bảng tổng hợp & so sánh kiến thức trọng tâm

Phương pháp đo tốc độ	Thiết bị sử dụng	Nguyên lí thực hiện	Ưu điểm & Hạn chế
Dùng đồng hồ bấm giây	Thước dây, đồng hồ bấm giây thủ công	Dùng thước đo $s$ , bấm đồng hồ tính $t$ , suy ra $v = \frac{s}{t}$	Đơn giản, dễ làm; sai số lớn do phản xạ bấm tay
Dùng cổng quang điện	Cổng quang điện, đồng hồ đo hiện số, máng trượt	Vật chắn chùm sáng ở cổng quang, đồng hồ tự ngắt đếm thời gian	Độ chính xác cao đến phần nghìn giây; chỉ áp dụng phòng thí nghiệm
Dùng thiết bị bắn tốc độ	Súng bắn tốc độ vô tuyến / laser	Phát sóng đến xe đang chạy, thu sóng phản xạ để tính $v$ tức thời	Đo trực tiếp, tức thời từ xa; ứng dụng giám sát giao thông thực tế

Ghi nhớ trọng tâm "Em đã học"

📌 Các điểm then chốt cần ghi nhớ:

Kiến thức then chốt 1: Đo tốc độ chuyển động thực chất là đo quãng đường đi được và thời gian vật đi hết quãng đường đó.
Kiến thức then chốt 2: Đo tốc độ bằng đồng hồ bấm giây: Đo quãng đường $s$ bằng thước và đo khoảng thời gian $t$ bằng đồng hồ bấm giây, rồi áp dụng công thức $v = \frac{s}{t}$ .
Kiến thức then chốt 3: Đo tốc độ bằng đồng hồ đo thời gian hiện số và cổng quang điện: Khi vật chắn cổng quang điện, đồng hồ tự động ghi nhận thời gian với độ chính xác cao.
Kiến thức then chốt 4: Thiết bị bắn tốc độ (súng bắn tốc độ) dùng sóng vô tuyến hoặc laser để xác định trực tiếp và tức thời tốc độ của các phương tiện giao thông trên đường.
Kiến thức then chốt 5: Khi thực hành đo tốc độ cần đo lặp lại nhiều lần (tối thiểu 3 lần) và tính giá trị trung bình để giảm thiểu sai số đo lường.

🌟 Em đã học (Ghi nhớ kiến thức trọng tâm)

Đo tốc độ chuyển động thực chất là đo quãng đường đi được và thời gian vật đi hết quãng đường đó.
Đo tốc độ bằng đồng hồ bấm giây: Đo quãng đường $s$ bằng thước và đo khoảng thời gian $t$ bằng đồng hồ bấm giây, rồi áp dụng công thức $v = \frac{s}{t}$ .
Đo tốc độ bằng đồng hồ đo thời gian hiện số và cổng quang điện: Khi vật chắn cổng quang điện, đồng hồ tự động ghi nhận thời gian với độ chính xác cao.
Thiết bị bắn tốc độ (súng bắn tốc độ) dùng sóng vô tuyến hoặc laser để xác định trực tiếp và tức thời tốc độ của các phương tiện giao thông trên đường.
Khi thực hành đo tốc độ cần đo lặp lại nhiều lần (tối thiểu 3 lần) và tính giá trị trung bình để giảm thiểu sai số đo lường.

Câu hỏi ôn tập & củng cố bài học

Để đo tốc độ của một vật chuyển động cần đo những đại lượng nào và bằng dụng cụ gì?

Để đo tốc độ cần đo hai đại lượng: Quãng đường đi được

s

(đo bằng thước cuộn, thước dây hoặc thước thẳng có chia vạch) và Thời gian chuyển động

t

(đo bằng đồng hồ bấm giây hoặc cổng quang điện nối đồng hồ đo thời gian hiện số).

Nêu nguyên lí hoạt động của cổng quang điện và đồng hồ đo thời gian hiện số khi đo tốc độ.

Cổng quang điện phát ra một chùm tia sáng hồng ngoại chiếu tới cảm biến quang. Khi vật thể đi qua, nó chắn chùm tia sáng làm cảm biến gửi tín hiệu điện đến đồng hồ để bắt đầu hoặc kết thúc đếm thời gian. Thời gian chắn sáng chính là thời gian vật đi qua khoảng cách xác định.

Thiết bị 'bắn tốc độ' của cảnh sát giao thông hoạt động dựa trên nguyên lí nào?

Thiết bị bắn tốc độ phát ra chùm sóng vô tuyến (radar) hoặc chùm tia laser hướng tới xe đang chạy và thu nhận chùm sóng phản xạ trở lại. Dựa trên sự thay đổi tần số sóng (hiệu ứng Doppler) hoặc thời gian phản xạ của hai xung laser liên tiếp, vi xử lí tự động tính ra tức thời tốc độ của phương tiện kèm hình ảnh chụp bằng chứng.

Tại sao trong các bài thực hành đo tốc độ cần đo lặp lại ít nhất 3 lần và lấy giá trị trung bình?

Trong quá trình đo luôn tồn tại sai số ngẫu nhiên do thao tác bấm đồng hồ, quan sát vạch thước hoặc dao động lực ma sát. Việc thực hiện đo ít nhất 3 lần và lấy giá trị trung bình cộng

(\bar{t} = \frac{t_1 + t_2 + t_3}{3})

giúp triệt tiêu sai số ngẫu nhiên và nâng cao độ tin cậy của phép đo.