Vật lý lớp 10 · KNTT · Chương 2
Lý thuyết Vật lí 10 Bài 6: Thực hành: Đo tốc độ của vật chuyển động
Tóm tắt lý thuyết bài thực hành Vật lí 10 Bài 6: Đo tốc độ của vật chuyển động. Hướng dẫn chi tiết nguyên tắc đo tốc độ gián tiếp, cấu tạo và cách sử dụng đồng hồ đo thời gian hiện số kết nối cổng quang điện hồng ngoại, lập bảng số liệu và xử lý sai số chuẩn khoa học.
I. Nguyên lí đo tốc độ trong phòng thí nghiệm
Trong phòng thí nghiệm trường phổ thông, ta không thể dùng súng bắn tốc độ hay GPS vệ tinh, mà đo tốc độ chuyển động bằng phương pháp gián tiếp thông qua hệ thức:
- Đo quãng đường (): Dùng thước thẳng hoặc thước cuộn có độ chia nhỏ nhất (ĐCNN) là gắn trên máng đệm khí hoặc máng trượt nghiêng.
- Đo thời gian (): Có thể dùng đồng hồ bấm giây thủ công hoặc bộ cổng quang điện thông minh.
| Phương pháp đo | Nguyên lí bố trí | Ưu nhược điểm |
|---|---|---|
| Đồng hồ bấm giây thủ công | Người làm thí nghiệm dùng mắt quan sát mốc vạch và bấm Start/Stop trên đồng hồ bằng tay. |
- Ưu điểm: Thiết bị đơn giản, dễ thao tác ở mọi địa hình. - Nhược điểm: Sai số ngẫu nhiên lớn do thời gian phản xạ của người đo (khoảng ). |
| Cổng quang điện & Đồng hồ hiện số | Khi xe đi qua, tấm chắn sáng trên xe sẽ ngắt chùm tia hồng ngoại, kích hoạt đồng hồ tự động đếm thời gian. |
- Ưu điểm: Độ chính xác cực cao (), loại bỏ hoàn toàn sai số do phản xạ tay người. - Nhược điểm: Cần nguồn điện và dây cáp đấu nối đúng kỹ thuật. |
II. Cấu tạo thiết bị đo và Quy trình thực hành
1. Đồng hồ hiện số MC-964 và Cổng quang điện
Hệ thống đo thời gian quang điện tử bao gồm:
- Cổng quang điện (Photogate): Phát ra một chùm tia sáng hồng ngoại chiếu vuông góc sang bộ thu quang. Khi vật cản chùm tia, tín hiệu điện áp thay đổi kích hoạt mạch đếm.
- Đồng hồ hiện số: Có các chế độ đo Mode A (đo thời gian chắn sáng của 1 cổng), Mode A+B (đo thời gian chuyển động giữa hai cổng quang A và B).
2. Quy trình đo tốc độ tức thời và tốc độ trung bình
Đo tốc độ tức thời tại điểm A: Gắn tấm chắn sáng có bề rộng nhỏ ( hoặc ) trên xe. Chọn Mode A trên đồng hồ. Cho xe chạy qua cổng quang A. Đồng hồ đo được thời gian chắn sáng . Tốc độ tức thời:
Đo tốc độ trung bình trên đoạn AB: Bố trí 2 cổng quang A và B cách nhau một khoảng . Chọn Mode A+B. Cho xe chạy qua từ A đến B. Đồng hồ đo thời gian xe di chuyển từ A đến B (). Tốc độ trung bình:
Xử lý số liệu và ghi kết quả đo: Tiến hành lặp lại mỗi phép đo 3 lần. Tính trung bình . Sai số tỉ đối . Sai số tuyệt đối . Kết quả ghi dạng:
🌟 Em đã học (Ghi nhớ kiến thức trọng tâm)
- Nguyên lí đo tốc độ: Đo gián tiếp thông qua công thức bằng cách đo quãng đường và thời gian .
- Dụng cụ đo thời gian gồm: Đồng hồ bấm giây (độ chính xác cỡ , sai số do phản xạ tay người) và Cổng quang điện hồng ngoại kết nối đồng hồ hiện số MC-964 (độ chính xác đến , triệt tiêu sai số phản xạ).
- Đo tốc độ trung bình dùng 2 cổng quang điện đặt cách nhau một khoảng ; Đo tốc độ tức thời dùng 1 cổng quang điện kết hợp tấm chắn sáng hẹp có bề rộng gắn trên xe.
- Xử lý kết quả đo: Tính giá trị trung bình , sai số tỉ đối , sai số tuyệt đối và ghi kết quả .