Tiết : 23 Tuần : 12 Ngy soạn : 24/10/09 Lớp : 12 Bi 20 Thực hnh KHẢO SÁT VÀ ĐO CHU KÌ DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN I. MỤC TIÊU BÀI HỌC 1. Kiến thức: Nắm được nguyên tắc hoạt động của các thiết bị, các thao tác khi thực hành thí nghiệm. 2. Kĩ năng: Thao tác và ghi số liệu chính xác 3. Thái độ: Cẩn thận, khách quan II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Bộ thí nghiệm thực hành 2. Học sinh: Dụng cụ học tập III. TIẾN TRÌNH HOẠT ĐỘNG 1. Ổn định, tổ chức 2. Bài cũ Câu hỏi: Lắp cỗng quang điện ngay tại vị trí cân bằng của con lắc có được không? Vì sao? 3. Bài mới Bài thực hành: KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN. I. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM: - Khảo sát ảnh hưởng của biên độ α , khối lượng m của quả nặng và độ dài l của day treo đối với chu kì dao động T của con lắc đơn. - Xác định gia tốc trọng trường g bằng con lắc đơn theo công thức: 2 2 4 l g T π = II. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM: 1. Khảo sát ảnh hưởng của biên độ α đối với chu kì dao động T của con lắc đơn. a. Nối cổng quang điện với ổ cắm A ở mặt sau đồng hồ đo thời gian hiện số (hình 3). Gạt núm chọn thang đo sang vị trí 9,999 s. Vặn núm chuyển mạch MODE sang vị trí T để đo từng chu kì dao động của Giáo viên : Nguyễn Hồng Thạch Hình 2.Bộ thiết bị thí nghiệm. Khảo sát dao động của con lắc đơn con lắc. Cắm phích lấy điện của đồng hồ đo thời gian vào nguồn điện ~ 220 V. Bấm công tắc K ở mặt sau của nó để các chữ số hiển thị trên cửa sổ thời gian. b. Treo viên bi có khối lượng 1 m vào đầu dưới của sợi dây mảnh, dài và không dãn. Vặn các vít của đế 3 chân , điều chỉnh cho giá đỡ can bằng thẳng đứng. Đặt thanh ke áp sát cạnh của giá đỡ tại vị trí (thấp hơn đáy viên bi) ứng với độ dài L trên thước milimet. Quay ròng rọc để thả dần sợi dây cho tới khi đáy của viên bi vừa tiếp xúc với cạnh ngang của thanh ke.Nếu gọi r là bán kính viên bi, thì độ dài l của con lắc đơn tính bằng l = L - r. c. Điều chỉnh dây treo để con lắc đơn khối lượng 1 m có độ dài 1 l = 500 mm. Dịch chuyển cổng quang điện đến vị trí sao cho cửa sổ của nó nằm ngang với vị trí của tâm viên bi, cách tâm này một khoảng 1 a = 30 mm. Kéo viên bi đến vị trí đối diện cửa sổ của cổng quang điện, rồi buông tay thả cho con lắc dao động không vận tốc đầu. Khi đó biên độ dao động của con lắc đơn bằng 1 α ( với 06,0 500 30 tan 1 1 1 === l a α thì o 5,3 1 ≈ α Sau 2 – 3 dao động, bấm nut RESET trên mặt đồng hồ đo thời gian hiện số để tiến hành đo từng chu kì dao động T của con lắc đơn.Thực hiện 3 lần phèp đo này. Ghi giá trị của T trong mổi lần đo vào bảng 1. d/ Giữ nguyên khối lượng 1 m và độ dài 1 l = 500 mm của con lắc đơn. Dịch chuyển cổng quang điện đến vị trí sao cho cửa sổ của nó nằm ngang với vị trí của tâm viên bi, cách tâm này một khoảng mma 50 2 ≈ ứng với biên độ 2 α ( với 2 α o 7,5≈ ). Thực hiện 3 lần phép đo từng chu kì dao động T.Ghi giá trị T trong mỗi lần đo.Ghi giá trị của T trong mỗi lần đo vào bảng 1. 2. Khảo sát ảnh hưởng của khối lượng m đối với chu kì dao động T của con lắc đơn. Giữ nguyên độ dài 1 l = 500 mm và biên độ 2 α . Thay viên bi khối lượng 1 m bằng khối lượng 2 m . Thực hiện 3 lần phép đo chu kì dao động T. Ghi giá trị của T trong mỗi lần đo vào bảng 1. 3. Khảo sát ảnh hưởng của độ dài l đối với chu kì dao động T của con lắc đơn. Giữ nguyên viên bi khối lượng 2 m và biên độ 2 α . Điều chỉnh dây treo để con lắc có độ dài 2 l = 600 mm.Thực hiện 3 lần phép đo chu kì dao động T.Ghi giá trị của T trong mỗi lần đo vào bảng 1. Bảng 1 Con lắc đơn Khối lượng m Biên độ α Độ dài l (mm) Chu kì dao động T T1 T2 T3 T ( ∆ T)max 1 1 m 1 α 1 l = 500 2 1 m 2 α 1 l = 500 3 2 m 2 α 1 l = 500 4 2 m 2 α 2 l = 600 III. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM: 1. Tính giá trị trung bình của chu kì dao động: 3 321 TTT T ++ = và xác định sai số tuyệt đối cực đại (∆T)max tìm được trong bảng 1. 2. Căn cứ giá trị của T và ( ∆ T)max tìm được trong bảng 1 hãy cho biết: a) Biên độ α có ảnh hưởng đến chu kì dao động T của con lắc đơn không? b) Khối lượng m có ảnh hưởng đến chu kì dao động T của con lắc đơn không? c) Độ dài l có ảnh hưởng đến chu kì dao động T của con lắc đơn không? d) Tính các tỉ số sau đây đối với con lắc đơn số 3 và số 4 trong Bảng 1: 3 2 ==         l T ; 4 2 ==         l T So sánh hai tỉ số trên,từ đó rút ra nhận xét về sự phụ thuộc của chu kì dao động T của con lắc đơn vào độ dài l của nó. 3. Kết luận: Chu kì dao động của con lắc đơn có biên độ nhỏ ( α < 0 9 ) tại cùng một nơi trên mặt đất, không phụ thuộc………………………………………………………… , chỉ phụ Giáo viên : Nguyễn Hồng Thạch thuộc………………………………………………… theo tỉ lệ T ~ …………………………………Kết quả này…………………………………………………….với công thức lí thuyết: g l T π 2= 4. Xác định gia tốc trọng trường g bằng con lắc đơn số 4 theo công thức (1): -Giá trị trung bình: 2 2 4 T l g π = (m/ 2 s ). - Sai số tuyệt đối: ( )       ∆ + ∆ ≈∆ T T l l gg max 2. (m/ 2 s ). - Kết quả phép đo: g = gg ∆± (m/ 2 s ). Giáo viên : Nguyễn Hồng Thạch . Tiết : 23 Tuần : 12 Ngy soạn : 24/10/09 Lớp : 12 Bi 20 Thực hnh KHẢO SÁT VÀ ĐO