Giải SGK Vật Lí 10 Bài 6 (Kết nối tri thức): Thực hành: Đo tốc độ của vật chuyển động

Giải bài tập Vật Lí lớp 10 Bài 6: Thực hành: Đo tốc độ của vật chuyển động 

Video bài giảng Thực hành: Đo tốc độ của vật chuyển động  – Kết nối tri thức

Giải vật lí 10 trang 30 Tập 1 Kết nối tri thức

I. Cách đo tốc độ trong phòng thí nghiệm 

Hãy thảo luận nhóm và trả lời câu hỏi sau:

Hoạt động 1 trang 30 Vật Lí 10: Dùng dụng cụ gì để đo quãng đường và thời gian chuyển động của vật?

Phương pháp giải:

Thảo luận nhóm và vận dụng kiến thức đã học.

Lời giải:

Dụng cụ để đo quãng đường: thước thẳng, thước dây,…

Dụng cụ đo thời gian: Đồng hồ bấm giây

Hoạt động 2 trang 30 Vật Lí 10: Làm thế nào đo được quãng đường đi được của vật trong một khoảng thời gian hoặc ngược lại?

Phương pháp giải:

Thảo luận nhóm và vận dụng kiến thức đã học.

Lời giải:

+ Để đo được quãng đường đi được của vật chuyển động trong một khoảng thời gian, ta cho xe chuyển động trên một máng thẳng có độ chia quãng đường trên máng

+ Để đo thời gian di chuyển của vật trên một quãng đường, ta sử dụng đồng hồ bấm giây để đo

Hoạt động 3 trang 30 Vật Lí 10: Thiết kế các phương án đo tốc độ và so sánh ưu, nhược điểm của các phương án đó.

Phương pháp giải:

Thảo luận nhóm và vận dụng kiến thức đã học.

Lời giải:

Các phương án đo tốc độ

Phương án 1: Tạo một máng thẳng có độ chia các vạch trên máng, dùng đồng hồ bấm giây để đo thời gian

Phương án 2: Sử dụng đồng hồ đo thời gian hiện số

So sánh

II. Giới thiệu dụng cụ đo thời gian

Câu hỏi trang 30 Vật Lí 10: Sử dụng đồng hồ đo thời gian hiện số và cổng quang điện để đo tốc độ chuyển động có ưu điểm, nhược điểm gì?

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức đã học cấp 2 và kết hợp lí thuyết mục II trang 30

Lời giải:

Ưu điểm: Đo thời gian chính xác đến hàng nghìn giây, được điều khiển bằng cổng quang điện

Nhược điểm: Chi phí mua thiết bị đắt, thiết bị đo cồng kềnh

Giải vật lí 10 trang 31 Tập 1 Kết nối tri thức

III. Thực hành đo tốc độ chuyển động

Thả cho viên bi chuyển động đi qua chuyển động đi qua cổng quang điện trên máng nhôm. Thảo luận nhóm để lập phương án đo tốc độ của viên bi theo các gợi ý sau:

Hoạt động 1 trang 31 Vật Lí 10: Làm thế nào xác định được tốc độ trung bình của viên bi khi đi từ cổng quang điện E đến cổng quang điện F?

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức và kết hợp với thực hành

Biểu thức tính tốc độ: $v=\frac{s}{t}$

Lời giải:

Bước 1: Tính quãng đường EF, lấy số đo trên máng nhôm

Bước 2:  Lấy số đo thời gian trên đồng hồ hiện số, lấy thời gian vật đi qua cổng F trừ đi thời gian đi qua cổng E

Bước 3: Đo thời gian ít nhất 5 lần

Bước 4: Lập bảng, tính tốc độ qua 5 lần đo, tính theo công thức $v=\frac{s}{t}$

Bước 5: Tính tốc độ trung bình: $\overline{v}=\frac{v_1+v_2+v_3+v_4+v_5}{5}$

Hoat động 2 trang 31 Vật Lí 10: Làm thế nào xác định được tốc độ tức thời của viên bi khi đi qua cổng quang điện E hoặc cổng quang điện F?

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức và kết hợp với thực hành

Biểu thức tính tốc độ: $v=\frac{s}{t}$

Lời giải:

Tốc độ tức thời là tốc độ được đo trong 1 khoảng thời gian ngắn

Bước 1: Tính quãng đường từ lúc thả vật đến cổng E

Bước 2: Ghi kết quả thời gian hiện trên cổng E

Bước 3: Tốc độ tức thời tại cổng E: $v=\frac{s}{t}$

Tương tự cho cổng F

Hoạt động 3 trang 31 Vật Lí 10: Xác định các yếu tố có thể gây sai số trong thí nghiệm và tìm cách để giảm sai số.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức và kết hợp với thực hành

Lời giải:

Yếu tố có thể gây sai số: dụng cụ đo thời gian, đo quãng đường

Cách làm giảm sai số: đo nhiều lần, cẩn thận, cải tiến bộ thí nghiệm

Giải vật lí 10 trang 32 Tập 1 Kết nối tri thức

Hoạt động trang 32 Vật Lí 10: Đo tốc độ trung bình và tốc độ tức thời của viên bi thép chuyển động trên máng nghiêng.

Phương pháp giải:

Đọc cách sử dụng thí nghiệm, học sinh làm thí nghiệm theo hướng dẫn của giáo viên

Lời giải:

Học sinh tự thực hành.

Giải vật lí 10 trang 33 Tập 1 Kết nối tri thức

Hoạt động trang 33 Vật Lí 10: Xử lí kết quả thí nghiệm

1. Tính tốc độ trung bình và tốc độ tức thời của viên bi thép và điền kết quả vào Bảng 6.1 và Bảng 6.2.

2. Tính sai số của phép đo s, t và phép đo tốc độ rồi điền vào bảng 6.1 và bảng 6.2. Trong đó

+ $\mathrm{\Delta }$s bằng nửa ĐCNN của thước đo

+ $\mathrm{\Delta }$t theo công thức (3.1), (3.2) trang 18

+ $\mathrm{\Delta }$v tính theo ví dụ trang 18

3. Đề xuất một phương án thí nghiệm để có thể đo tốc độ tức thời của viên bi tại hai vị trí: cổng quang điện E và cổng quang điện F

 Lời giải:

Các em thực hành theo hướng dẫn của giáo viên.

Ví dụ cho kết quả thí nghiệm

Bảng 6.1

Quãng đường: s = 0,5 (m)

– Tốc độ trung bình: $\overline{v}=\frac{s}{\overline{t}}=\frac{0,5}{0,778}=0,643(m/s)$

– Sai số:

$\begin{array}{l}\overline{\mathrm{\Delta }t}=\frac{\mathrm{\Delta }{t}_1+\mathrm{\Delta }{t}_2+...+\mathrm{\Delta }{t}_n}{n}=\frac{0,001+0,002+0,002}{3}\approx 0,002(s)\\ \delta t=\frac{\overline{\mathrm{\Delta }t}}{\overline{t}}.100\mathrm{\%}=\frac{0,002}{0,778}.100\mathrm{\%}=0,2\mathrm{\%}\\ \delta s=\frac{\overline{\mathrm{\Delta }s}}{s}.100\mathrm{\%}=\frac{0,0005}{0,5}.100\mathrm{\%}=0,1\mathrm{\%}\\ \delta v=\delta s+\delta t=0,1\mathrm{\%}+0,2\mathrm{\%}=0,3\mathrm{\%}\\ \mathrm{\Delta }v=\delta v.\overline{v}=0,3\mathrm{\%}.0,643=0,002\\ \Rightarrow v=0,643\pm 0,002(m/s)\end{array}$

Bảng 6.2

Đường kính của viên bi: d = 0,02 (m); sai số: 0,02 mm = 0,00002 (m)

– Tốc độ tức thời: $\overline{v}=\frac{d}{\overline{t}}=\frac{0,02}{0,032}=0,625(m/s)$

– Sai số:

$\begin{array}{l}\overline{\mathrm{\Delta }t}=\frac{\mathrm{\Delta }{t}_1+\mathrm{\Delta }{t}_2+...+\mathrm{\Delta }{t}_n}{n}=\frac{0,001+0+0,00}{3}\approx 0,001(s)\\ \delta t=\frac{\overline{\mathrm{\Delta }t}}{\overline{t}}.100\mathrm{\%}=\frac{0,001}{0,032}.100\mathrm{\%}=2,1\mathrm{\%}\\ \delta s=\frac{\overline{\mathrm{\Delta }s}}{s}.100\mathrm{\%}=\frac{0,00002}{0,02}.100\mathrm{\%}=0,1\mathrm{\%}\\ \delta v=\delta s+\delta t=0,1\mathrm{\%}+2,1\mathrm{\%}=2,2\mathrm{\%}\\ \mathrm{\Delta }v=\delta v.\overline{v}=2,2\mathrm{\%}.0,0032=0,001\\ \Rightarrow v=0,625\pm 0,014(m/s)\end{array}$

Nhận xét: Tốc độ trung bình gần bằng tốc độ tức thời, vì viên bi gần như chuyển động đều.

Xem thêm các bài giải SGK Vật lí lớp 10 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Bài 5: Tốc độ và vận tốc

Bài 7: Đồ thị độ dịch chuyển – thời gian

Bài 8: Chuyển động biến đổi. Gia tốc

Bài 9: Chuyển động thẳng biến đổi đều