TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ĐÀ NẴNG Khoa Vật Lý  BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LÝ TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Đà Nẵng, ngày 28 tháng 05 năm 2019 MỤC LỤC A CÁC THÍ NGHIỆM BIỂU DIỄN Bài 3.1 CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU, THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU BÀI 3.2 SỰ RƠI TỰ DO BÀI 3.3: TỔNG HỢP HAI LỰC ĐỒNG QUY 10 BÀI 3.4 TỔNG HỢP HAI LỰC SONG SONG 13 Bài 3.5: QUY TẮC MOMEN LỰC LỰC ĐÀN HỒI 17 Bài 3.6: ĐỊNH LUẬT BOYLE – MARIOTTTE ĐỊNH LUẬT CHARLES 22 Bài 3.7: THÍ NGHIỆM ĐIÊN TÍCH – ĐIỆN TRƯỜNG 26 BÀI 3.8: DỊNG ĐIỆN TRONG CÁC MƠI TRƯỜNG 29 Bài 3.9: THÍ NGHIỆM VỀ LỰC TỪ VÀ CẢM ỨNG TỪ 33 Bài 3.10: HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ DÒNG ĐIỆN FOUCAULT 39 BÀI 3.11 HIỆN TƯỢNG TỰ CẢM 42 Bài 3.12 – THÍ NGHIỆM QUANG HÌNH 45 Bài 3.13 THÍ NGHIỆM GHI ĐỒ THỊ DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN 52 Bài 3.14 THÍ NGHIỆM VỀ SĨNG NƯỚC 55 BÀI 15 BỘ THÍ NGHIỆM VỀ SĨNG DỪNG 58 BÀI 3.17 MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU BA PHA 62 BÀI 3.18 THÍ NGHIỆM VỀ QUANG PHỔ 66 BÀI 3.19 KHẢO SÁT HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NGOÀI 68 B MỘT SỐ THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH 72 Bài 4.1.XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CĂNG BỀ MẶT CỦA CHẤT LỎNG 72 BÀI 4.3 THỰC HÀNH VỀ DAO ĐỘNG CƠ HỌC 73 BÀI 4.4: ĐO VẬN TỐC TRUYỀN ÂM TRONG KHƠNG KHÍ 75 BÀI 4.5 THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH VỀ MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU 79 BÀI 4.6: XÁC ĐỊNH BƯỚC SÓNG ÁNH SÁNG 82 A CÁC THÍ NGHIỆM BIỂU DIỄN Bài 3.1 CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU, THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU Câu 1: Kết thí nghiệm Thí nghiệm S=d=40cm t2=t-t1 Lần t1(s) t(s) t2(s) Lần 0,090 0,0180 0,090 Lần 0,086 0,171 0,085 Lần 0,088 0,177 0,089 Thí nghiệm Thí nghiệm Lần 3  S(cm) t (s) S=30 1,374 S=40 1,811 vtb 𝜶( độ) 15 d (cm) 20 15 45 15 60 ∆𝒕 (s) 0,460 0,460 0,461 0,721 0,721 0,723 0,838 0,838 0,839 Những lưu ý làm thí nghiệm: + Phải đặt máng nghiêng nằm ngang để chuyển động viên bi chuyển động thẳng + Khoảng cách hai cổng quang điện không lớn để đảm bảo khoảng cách viên bi chuyển động thẳng đều( Hạn chế tác động ma sát) Câu Tiến trình dạy học CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU ( mục 2, 2, VL10CB) I Mục tiêu Kiến thức Nêu định nghĩa đầy đủ chuyển động thẳng Kỹ Quan sát thống kê xử lý kết thí nghiệm Thái độ - Nghiêm túc học tập - Tích cực phát biểu xây dựng - Cẩn thận quan sát thí nghiệm - Hứng thú việc học tập môn Vật Lý II Tiến trình dạy học Hoạt động giáo viên GV: Giới thiệu dụng cụ mơ tả thí nghiệm Thí nghiệm khảo sát chuyển động viên bi mặt ngang, khảo sát vận tốc trung bình viên bi quảng đường khác cách điều chỉnh khoảng cách cổng quang điện Sau viên bi chạy qua cổng quang điện máy hiển thị thời gian qua cổng GV: Mời học sinh đề xuất cách tính cách tính vận tốc trung bình viên bi Hoạt động học sinh HS: Quan sát lắng nghe HS: Ta xác định khoảng cách hai cổng quang điện thông qua thước mặt phẳng ngang ta đo thời gian qua cổng đó, từ tính vận tốc trung bình HS: Quan sát thí nghiệm GV: + Tiến hành thí nghiệm yêu cầu học sinh + Ở vị trí chân dốc quan sát độc kết thí nghiệm + Viên bi bắt đầu chuyển động thẳng vị trí nào? + Cho biết quỹ đạo chuyên động viên bi? GV: Yêu cầu học sinh từ kết thí nghiệm tính vận tốc trung bình viên bi quãng đường 20cm nhận xét Như thí nghiệm trên, ta khảo sát chuyển động viên bi mặt phẳng ngang chuyển động ví dụ chuyển động thẳng GV: Từ thí nghiệm cho biết chuyển động thẳng + Quỹ đạo chuyển động đường thẳng HS: vtb1 = vtb2 = vtb3 HS: Chuyển động thẳng chuyển động có quỹ đạo đường thẳng có tốc độ trung bình quảng đường BÀI 3.2 SỰ RƠI TỰ DO Câu Kết thí nghiệm Lần s(cm) 20 40 60 80 t(s) 0,203 0,287 0,351 0,406 𝟐𝒔 g= 𝟐 𝒕 9,707 9,712 9,740 9,706 Chú ý làm thí nghiệm + Thao tác bấm công tắc phải nhanh gọn để vật rơi cổng quang đồng hồ ngừng đếm + Giá phải thẳng đứng vật khảo sát đặt tâm lõi nam châm điện để tránh vật rơi nghiêng + Vật rơi theo phương thẳng đứng, vào góc hứng cắm thẳng đứng vào bột dẻo góc Khi vật khơng rơi thẳng đứng sai số tăng + Vì vật rơi khơng khí nên phải chon vị trí cổng quang thích hợp để giảm sai số Câu - Theo logic phát triển kiến thức để dạy học rơi tự doVL10CB cần thí nghiệm: + Thí nghiệm 1: Thả tờ giấy bi + Thí nghiệm 2: Như thí nghiệm giấy vo tròn nén chặt + Thí nghiệm 3: Thả tờ giấy kích thước tờ giấy để phẳng tờ giấy vo tròn nén chặt lại + Thí nghiệm 4: Khảo sát rơi tự viên bi Câu Tiến trình dạy học Bài 6: SỰ RƠI TỰ DO ( mục 2,3,4 VL10NC) I Mục tiêu Kiến thức - Phương chiều chuyển động rơi tự - Khảo sát chuyển động vật thông qua thí nghiệm thực lớp Kỹ - Tiến hành thí nghiệm, quan sát thí nghiệm, tư logic - Thu thập xử lí số liệu Thái độ - Nghiêm túc học tập - Tích cực phát biểu xây dựng - Cẩn thận quan sát thí nghiệm - Hứng thú việc học tập mơn Vật Lý II Tiến trình dạy học Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh II Phương chiều chuyển động rơi HS: Lắng nghe tự GV: Sự rơi tự vật rơi vật chịu tác dụng trọng lực, vật rơi tự phương chiều chuyển động nào? Chúng ta tiến hành thí nghiệm sau: GV: Thí nghiệm Giới thiệu dụng cụ thí nghiệm: Máy đếm thời gian, thước để đo quãng đường, cổng quang điện, nam châm điện, vật rơi GV: Mơ tả: Thí nghiệm khảo sát rơi tự vật nhỏ Giá thí nghiệm điều chỉnh thẳng đứng thông qua dây dọi gắn bên Đặt vật rơi thẳng đứng với giá thước đo độ Ấn nút nam châm điện vật rơi tự xuống hộp sét + Tiến hành thí nghiệm yêu cầu học sinh quan sát GV: +Khi vật rơi có va chạm vào hai bên thành khơng? +Vị trí mà vật rơi vào hộp sét? +Từ thí nghiệm kết luận phương chiều chuyển động rơi tự GV: Kết luận Phương chiều chuyển động rơi tự là: Phương thẳng đứng Chiều từ xuống HS: Quan sát thí nghiệm HS: +Vật rơi không va chạm vào thành + Rơi vào hộp sét +Phương thẳng đứng + Chiều từ xuống GV:Rơi tự tuân theo quy tắc chuyển HS: Chuyển động nhanh dần ( đều) động mà em học? GV: Đây chuyển động nhanh dần hay khơng phải biết tính chất gia tốc khẳng định GV: Gia tốc khơng thể đoán qua quan sát trực quan chuyển động, nên chũng ta làm thí nghiệm để xem tính chất gia tốc rơi tự từ xác định quy luật chuyển động vật rơi tự GV: Hãy nhắc lại cơng thức tính gia HS: tốc học 𝑎= 𝑣 − 𝑣0 𝑡 𝑎= 2𝑠 𝑡2 GV:Chúng ta tiến hành thí nghiệm để HS: Chú ý thí nghiệm tìm tính chất gia tốc rơi tự thông qua thay đổi quãng đường xem xác định thời gian chuyển động quãng đường GV: Vẫn đề em cần tập trung để làm rõ thí nghiệm là: Gia tốc có thay đổi hay khơng ( để xác định chuyển động hay không đều) Giới thiệu tiến trình thí nghiệm (các bước bản) ‫ ۔‬Xác định quảng đường chuyển động vật việc thay đổi cổng quan (thí nghiệm với quãng đường dài 20cm, 40cm, 60cm, 80cm) ‫ ۔‬Vật rơi sắt gắn lên nam châm điện giữ vạch số Ngay mở ngắt điện, vật rơi, đồng hồ bắt đầu đếm thời gian ‫ ۔‬Khi vật qua cổng quan điện phía đồng hồ ngắt điện thời gian vật rơi GV: Kẻ bảng S (cm) 20 40 60 80 t (s) 2𝑠 𝑎= 𝑡 GV: HS: + Lên bảng ghi + Mời học sinh lên bảng ghi số liệu thí nghiệm + Tính giá trị a + yêu cầu học sinh tính giá trị a HS: Gia tốc có kết gần GV: yêu cầu học sinh nhận xét kết Qua thí nghiệm ta thu gia tốc có kết gần Sai số không lớn nên ta xem gia tốc không đổi Vậy chuyển động rơi tự chuyển động nhanh dần Nội dung nghi bảng Phương chiều chuyển động rơi tự Phương chiều chuyển động rơi tự là: Phương thẳng đứng Chiều từ xuống Rơi tự chuyển động nhanh dần 4.Gia tốc rơi tự gia tốc rơi tự Lần S(cm) t(s) a= 2𝑠 𝑡2 20 40 60 80 - Nhận xét: Chuyển động rơi tự chuyển động nhanh dần BÀI 3.3: TỔNG HỢP HAI LỰC ĐỒNG QUY Câu * Kết thí nghiệm: Lần 𝑭𝟏 (𝑵) 1.5 1.5 𝑭𝟐 (𝑵) 1.5 2.5 2.5 𝜶(độ) 30 60 50 𝜷(độ) 30 30 70 F 2.5 3 * Những ý tiến hành thí nghiệm + Phải chỉnh lực kế + Khi dùng lực kế để kéo, ống lực kế phải thẳng đứng lò xo ống nghiệm không chạm vào vỏ tránh gây ma sát làm giảm trị số lực kế +Lực kéo không vượt 5N +Phương hai lực kế dây cao su song song với mặt bảng sắt +Phải chọn tỉ lệ xích thích hợp để vẽ hình bình hành Câu 2: Phương án bố trí thí nghiệm bảng + Thực thí nghiệm trực tiếp bảng từ cách gắn lực kế thước chia độ lên bảng từ thay cho bảng thí nghiệm + Thực thao tác vẽ hình bình hành xác định góc trực tiếp bảng Dùng hình để làm hình minh họa cho thí nghiệm khơng cần vẽ hình Câu 3: Tiến trình dạy học Đoạn II 9: Tổng hợp phân tích lực Điều kiện cân chất điểm( VL10CB) I Mục tiêu Kiến thức -Nêu định nghĩa tổng hợp lực -Nêu quy tắc tổng hợp lực hình bình hành Kỹ -Quan sát, nhận xét thí nghiệm Thái độ II Tiến trình dạy học 10 - Bản chất dòng quang điện dòng electron bị ánh sáng bứt khỏi bề mặt kim loại làm catot b Khảo sát định luật giới hạn quang điện Kinh màu lục Kính màu lam Kính màu đỏ λ ≈ 0.5 𝝁𝒎 λ ≈ 0.45 𝝁𝒎 λ ≈ 0.65 𝝁𝒎 I0 = 5𝝁𝑨 I0 = 9𝝁𝑨 I0 = 4𝝁𝑨 Độ sáng đèn ứng với I0= 10 µA Lần lượt dùng kính lọc sắc vào hộp khechắn sáng ta thu bảng số liệu: - Từ ta có nhận xét kết luận: + Dùng ánh sáng màu lam ánh sáng màu lục làm xuất dòng quang điện ánhsáng màu đỏ khơng làm xuất dòng quang điện Hiện tượng quang điện xảy ánh sáng kích thich chiếu vào kim loại làm K có bước sóng λ  λ0 λ0 gọi giới hạn quang điện kim loại làm K c Khảo sát định luật cường độ dòng quang điện bão hòa UAK I 10 15 10 20 10 Kết luận: Đối với ánh sáng thích hợp (𝜆 ≤λ0), cường độ dòng quang điện bão hòa Ibh tỉ thuận với cường độ chùm sáng kích thích Những lưu ý tiến hành thí nghiệm - Kiểm tra dụng cụ trước tiến hành thí nghiệm - Nên tắt bớt điện tiến hành thí nghiệm - Chỉnh đèn vào tế bào quang điện cho vng góc - Nên sáng đèn thực thay kính lọ Vai trò thí nghiệm học + Khảo sát tượng quang điện định luật giới hạn quang điện: (thí nghiệm mở đầu) + Khảo sát định luật cường độ dòng quang điện bão hòa: (thí nghiệm khảo sát) + Khảo sát định luật động ban đầu cực đại quang electron Xác định hiệu điện hãm quang electron :( thí nghiệm khảo sát) Tiến trình dạy học Mục I, II 30 “Hiện tượng quang điện, thuyết lượng tư ánh sáng” SGK 12 I Mục tiêu Kiến thức - Hiều phát biểu định nghĩa tượng quang điện - Phát biểu giải thích định luật giới hạn quang điện Kĩ - Quan sát nhận xét tượng thí nghiệm II Các hoạt động dạy học 69 Hoạt động 1: Đặt vấn đề(5 phút) Hoạt động 2: Tìm hiểu tượng quang điện (10 phút) Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh - GV giới thiệu thí nghiệm - HS quan sát, lắng nghe - Tiến hành thí nghiệm - Cài miếng nhựa đen che kín cửa hộp che sáng TBQĐ yêu cầu học sinh quan sát đưa + Kim số 0, khơng có dòng nhận xét điện - Rút miếng nhựa đen ra, yêu cầu học sinh quan + Kim điện kế bị lêch khỏi số 0, sát tượng ? lệch bên phải - Như có dòng điện chạy qua TBQĐ, theo chiều từ A đến K gọi dòng quang điện - Lắng nghe - Có dòng điện nghĩa làm bứt e e chuyển động từ K đến A Hiện tượng chiếu ánh sáng làm bứt e bề mặt gọi tượng quang điện(ngoài) - Như vậy, hiên tượng ánh sáng làm bật e khỏi mặt kim loại tượng quang điện (ngoài) - Học sinh lắng nghe nhắc lại định nghĩa tượng quang điện - Nếu chắn chùm sáng hồ quang thủy tinh dày tượng khơng xảy Vì thủy tinh hấp thụ mạng tia tử ngoại nên tượng chứng tỏ xạ tử ngoại có khả gây tượng quang điện kẽm, sáng nhìn thấy khơng - GV đặt vấn đề chuyển tiếp qua hoạt động Nội dung ghi bảng I Hiện tượng quang điện Thí nghiệm Héc tượng quang điện Chiếu ánh sáng vào tế bào quang điện kẽm bứt e e di chuyển từ A đến K , tạo nên dòng quang điện Định nghĩa Hiên tượng ánh sáng làm bật e khỏi mặt kim loại tượng quang điện (ngoài) Hoạt động 3: Tìm hiểu định luật giới hạn quang điện (10 Phút) a Tiến trình Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh - Ban nhắc lại, thí nghiệm hồi nãy, - Do thủy tinh hấp thụ tia tử ngoại 70 chắn chùm ánh sáng đến kim loại trượng khơng xảy ra, sao? - Vậy xạ chiếu đến kim loại nên tượng không xảy - Do tia tử ngoại - Học sinh lắng nghe - Hiện tượng làm bật e khỏi bề mặt kim loại bứt xạ nào? - Như ánh sáng chiếu vào kim loại có tượng quang điện xảy mà chứng tỏ phải thỏa mãn điều kiện đó? Đây nội dung định luật giới hạn quang điện - Yêu cầu HS phát biểu định luật giới hạn quang điện SGK - Giới hạn quang điện kim laoij đặc trưng riêng kim loại - GV yêu cầu học sinh làm tập 10 SGK trang 158 - Thuyết sóng ánh khơng giảithích định luật giới hạnquang điện mà phải dùng thuyếtlượng tử sáng - Đối với kim loại, ánh sáng kích thích phải có bước song ngắn giới hạn quang điện kim loại đó, gây tượng quang điện - HS làm tập lên bảng trình bày Nội dung ghi bảng I Định luật giới hạn quang điện Đối với kim loại, ánh sáng kích thích phải có bước song ngắn giới hạn quang điện kim loại đó, gây tượng quang điện Giới hạn quang điện kim loại đặc trưng riêng kim loại 71 B MỘT SỐ THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH Bài 4.1.XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CĂNG BỀ MẶT CỦA CHẤT LỎNG I Mục đích - Khảo sát tượng căng bề mặt chất lỏng - Đo hệ số căng bề mặt II Tóm tắt lí thuyết Thế lực căng bề mặt? Là lực căng theo phương tiếp tuyến với mặt thoáng làm cho mặt thoáng chất lỏng có khuynh hướng co lại đến diện tích nhỏ Tóm tắt cách đo lực căng bề mặt thực hành - Dùng vòng nhơm treo lực kế nhạy (loại có độ chia NN 0,001 N) - Lau vòng nhơm giấy mềm, móc dây treo vào lực kế Treo lực kế lên giá nằm ngang - Đặt hai cốc A, B có ống cao su nối thơng với lên mặt bàn Đổ chất lỏng cần đo hệ số căng bề mặt (nước cất) vào hai cốc Lượng nước cỡ 50% dung tích cốc - Hạ hệ thống lực kế, vòng nhơm vào cốc A, cho đáy vòng chạm vào mặt nước - Hạ cốc B xuống, để nước A chảy dần sang cốc B Quan sát vòng lực kế Ta thấy mực nước A hạ dần, vòng nhơm bị kéo theo xuống, làm cho số lực kế tăng dần Giá trị F đo số lực kế trước màng nước bám vào vòng nhôm bị đứt - Lặp lại bước c d thêm lần nữa, ghi kết vào bảng kết III Kết Đường kính ngồi đường kính vòng nhơm Bảng 4.1 Độ chia nhỏ thước kẹp là: 0.05mm Lần đo D (mm) d (mm) ∆𝐃 (𝐦𝐦) ∆𝐝 (𝐦𝐦) 51.4 0.11 49.8 0.09 51.5 0.01 49.9 0.19 51.55 0.04 50 0.29 51.6 0.09 49.85 0.14 51.5 0.01 49 0.71 51.51 0.052 49.71 0.284 Giá trị trung bình Đo lực căng bề mặt Lần đo P(N) 0.05 0.051 0.05 0.051 0.051 Giá trị trung 0.0506 bình F(N) 0.072 0.07 0.069 0.071 0.07 𝐅𝐜 = 𝐅 − 𝐏(𝐍) 0.022 0.019 0.019 0.02 0.019 ∆𝐅𝐜 (𝐍) 0.0022 0.0008 0.0008 0.0002 0.0008 0.0704 0.0198 0.00096 Bảng 4.2 Độ chia nhỏ lực kế là:0.001N - Tính giá trị trung bình hệ số căng bề mặt nước: 72 F̅c 0.0198 𝑁 = ≈ 0.0623 ( ) −3 ̅ ) 𝜋(49.71 + 51.51) 10 𝑚 𝜋(𝑑̅ + 𝐷 - Tính sai số tỉ đối phép đo: ∆𝜎 ∆𝐹𝑐 ∆𝜋 ∆𝐷 + ∆𝑑 𝛿𝜎 = = + + ̅ 𝜎̅ 𝜋 F̅c 𝑑̅ + 𝐷 0.00096 + × 0.001 𝜋 − 3.14 0.051 + 0.05 + 0.284 + 0.05 = + + 0.0198 𝜋 51.51 + 49.71 ≈ 0.1543 - Tính sai số tuyệt đối phép đo: ∆𝜎 = 𝜎̅ 𝛿𝜎 = 0.0623 × 0.1543 ≈ 9.613 × 𝑁 10−3 ( ) 𝜎̅ = 𝑚 𝑁 - Kết phép đo:𝜎 = 𝜎̅ ± ∆𝜎 = 62.3 × 10−3 ± 9,613 × 10−3 ( ) 𝑚 BÀI 4.3 THỰC HÀNH VỀ DAO ĐỘNG CƠ HỌC I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM - Khảo sát chu kì dao động lắc đơn lắc lò xo - Khảo sát dao động cưỡng tượng cộng hưởng II DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM Cổng quang điện Trụ đứng Thanh nhơm Ống nhơm Ròng rọc Lò xo (2 - đường kính dây 0,75 mm mm) Quả nặng 50 g (5 quả) Bi sắt (3 viên - đường kính 15 mm, 20 mm, 25 mm) Dây treo 10.Hộp gỗ 11.Đế chân (dùng chung) 12.Đồng hồ đo thời gian (dùng chung) III TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM Thí nghiệm dao động lắc đơn - Gắn trụ đứng vào đế chân Nới lỏng ốc vặn để di chuyển hệ ròng rọc lên phía đỉnh trụ đứng cho khe giữ dây dọi ngang vạch O thước Sử dụng ròng rọc để điều chỉnh độ dài lắc Điều chỉnh ốc vặn chân đế để dây rọi thẳng đứng (như hình 4.3.2) - Chỉnh vị trí khe để đưa nặng treo dây nằm nhánh cổng quang điện Nới lỏng ốc cánh én để chỉnh cần gắn cổng quang điện lệch góc khoảng 100 so với trụ đứng - Điều chỉnh vị trí cổng quang điện cho nặng phải chắn chùm tia sáng cổng quang hoạt động - Gắn dây nối cổng quang vào ổ A đồng hồ đo Chọn Mode T đồng hồ độ xác 1/100 s - Bật công tắc máy đo thời gian, đưa lắc đến vị trí chắn chùm sáng cổng quang, nhấn nút RESET đồng hồ đo thời gian Buông lắc quan sát giá trị chu kì đo đồng hồ - Lần lượt thay đổi nặng, chiều dài lắc, biên độ; xác định chu kì dao động lắc Nhận xét kết 73 𝑙 - Từ rút cơng thức: 𝑇 = 2𝜋√ 𝑔 Thí nghiệm dao động lắc lò xo Treo lò xo vào ngang, treo 02 nặng vào lò xo Chỉnh cổng quang cho nặng vừa đủ chắn chùm tia (hình 4.3.3) - Kéo nặng xuống phía đáy cổng quang điện bng tay Xác định chu kì lắc thu đồng hồ đo - Thêm nặng thứ chỉnh cổng quang đến vị trí Tiến hành thí nghiệm tương tự So sánh kết thu từ lần đo Nhận xét phụ thuộc chu kì T vào khối lượng m? Từ đó, chứng tỏ: T  m Chú ý: Phải treo từ nặng trở lên tiến hành thí nghiệm Thí nghiệm tượng cộng hưởng - Bố trí thí nghiệm hình 4.3.4 - Tháo ngang dùng để móc lò xo gắn hệ lắc đơn vào giá - Xoay ngang trục treo lắc gắn treo nặng vào lỗ trục Gắn nặng vào treo để tạo thành lắc - Trượt nặng gắn treo đến vị trí chiều dài ba lắc Cho nặng dao động, quan sát nhận xét hệ lắc - Lần lượt trượt nặng đến vị trí có chiều dài lắc thứ 2, thứ tiến hành thí nghiệm tương tự Từ rút kết luận tượng cộng hưởng V KẾT QUẢ VÀ XỬ LÍ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Thí nghiệm dao động lắc đơn 𝒍𝟏 =34cm 𝒍𝟐 =30cm 𝒍𝟑 =25cm 1.162 1.097 1.005 𝑻𝟏 (s) 1.162 1.097 1.005 𝑻𝟐 (s) 1.163 1.098 1.005 𝑻𝟑 (s) 1.1623 1.0973 1.005 𝑻̅𝒍 (s) 𝒈𝑻̅𝒍 = (𝟐𝝅)𝟐 𝑔 𝑇̅𝑙1 𝒍𝟒 =20 cm 0.901 0.902 0.902 0.9017 𝒍𝟓 = 15cm 0.781 0.782 0.781 0.7813 𝒍 ̅𝒍 𝟐 𝑻 𝑚 ≈ 10 ( ) 𝑠 𝑚 𝑔 𝑇̅𝑙2 ≈ 9.836( ) 𝑠 𝑚 𝑔 𝑇̅𝑙3 ≈ 9.772( ) 𝑠 𝑚 𝑔 𝑇̅𝑙4 ≈ 9.711( ) 𝑠 𝑚 𝑔 𝑇̅𝑙5 ≈ 9.701( ) 𝑠 Nhận xét: - Vì làm thí nghiệm, độ dài l đo từ xuống Cho nên độ dài l giảm khoảng cách từ điểm xét so với mặt đất xa Và dựa vào kết thí nghiệm ta thấy chu kì T phụ thuộc vào chiều dài l Càng lên cao chu kì giảm 74 𝑚 - Ta thấy gia tốc nằm khoảng 9.7-10( 2) nên ta suy 𝑠 cơng thức tính chu kì T 𝑇 = 2𝜋√ 𝑙 𝑔 Thí nghiệm dao động lắc lò xo nặng nặng nặng 0.510 0.620 0.710 𝑻𝟏 (s) 0.511 0.624 0.711 𝑻𝟐 (s) 0.509 0.623 0.710 𝑻𝟑 (s) 0.51 0.6223 0,7103 𝑻̅𝒍 (s) Nhận xét: - Theo kết quan sát được, ta thấy chu kì T phụ thuộc vào khối lượng m Khối lượng lớn chu kì lớn Thí nghiệm tượng cộng hưởng - Khi cho nặng treo vị trí chiều dài lắc đơn lắc đơn chuyển động theo hướng theo nặng lắc đơn lại đứng yên bị dịch chuyển không đáng kể Nhận xét: - Từ kết quan sát ta đưa nhận xét, vật chuyển động có biên độ, chiều dài xảy tượng cộng hưởng BÀI 4.4: ĐO VẬN TỐC TRUYỀN ÂM TRONG KHÔNG KHÍ I Mục đích : - Khảo sát tượng cộng hưởng sóng dừng cột khơng khí - Xác định tốc độ truyền âm khơng khí II Cơ sở lý thuyết: Sóng dừng ống thủy tính hình trụ đầu đặt nguồn âm, đầu để trống Khi chiều  3 5 dài cột khơng khí ống ; ; ; .thì xảy tượng cộng hưởng ( điều 4 kiện sóng dừng dây có đầu cố định, đầu tự do) Chiều dài cột khơng khí :l = k  (1) với k = 1, 3, 5, 7, 9,…… Đo , biết tần số f vận tốc truyền âm III Dụng cụ thí nghiệm : 75 10 13 11 14 12 Ống thuỷ tinh hữu suốt, dài 70 cm, đường kính 40 mm, có gắn thước milimét Pittông kim loại bọc nhựa, đường kính 38 mm, có vạch chuẩn xác định vị trí Dây treo pittơng, dài 1,5 m, đầu có móc treo Trụ thép inốc đặc, dài 75 cm, đường kính 10 mm Đế ba chân thép, có hệ vít chỉnh cân Tay đỡ ống cộng hưởng Ròng rọc, đường kính 40 mm, có ổ bi Loa điện động  - W nối tiếp với điện trở 10  - W, lắp hộp bảo vệ có cán trụ thép lỗ cắm điện Khớp nối đa năng, có vít hãm 10 Máy phát tần số 0,11000 Hz, 11 Âm thoa 440 Hz 12 Âm thoa 512 Hz 13 Búa gõ âm thoa, cán gỗ, đầu cao su 14 Bộ dây nối mạch điện, dài 50 cm, hai đầu có phích cắm IV Các bước tiến hành : Phương án I :Dùng máy phát tần số làm nguồn âm a) Dùng hai dây dẫn có đầu phích nối loa điện động với hai lỗ cắm mặt sau máy phát tần số Cắm phích lấy điện máy phát tần số vào nguồn điện ~ 220V.Bật công-tắc 76 mặt sau máy phát tần số để chữ số hiển thị ô cửa tần số - Vặn núm thang đo sang vị trí 100  1000 Hz Nhấn nút Tăng nút Giảm để điều chỉnh cho tần số hiển thị ô cửa tần số đạt giá trị f=500 Hz - Điều chỉnh núm Biên độ để nghe thấy âm phát từ loa điện động vừa đủ to b) Cầm đầu sợi dây có móc treo, thả cho mặt đáy pittông nằm gần sát đầu ống thuỷ tinh Sau kéo từ từ pittông lên để tăng dần độ dài l cột khơng khí ống thuỷ tinh Do có giao thoa sóng âm từ loa truyền tới sóng âm phản xạ từ mặt pittông, nên cột không khí xảy hịên tượng cộng hưởng sóng dừng gồm nút (có biên độ cực tiểu (amin= 0) bụng (có biên độ cực đại ( amax) nằm xen kẽ cách độ dài l cột khơng khí có giá trị thích hợp : với k = 0, 1, 2, 3,… số nguyên  bước sóng âm truyền khơng khí Vì thế, vừa kéo pittơng lên cao dần khỏi miệng ống thuỷ tinh vừa lắng nghe âm phát ta xác định hai vị trí l1 l2của pittơng thước milimét nghe thấy âm to Thực lần phép đo Ghi vị trí l1 l2 pittông lần đo vào Bảng Từ công thức (1) ta suy khoảng cách d hai vị trí l1 l2 khoảng cách hai bụng sóng  có giá trị nửa bước sóng  âm, tức : d  l2  l1  c) Căn giá trị khoảng cách d ghi Bảng 1, tính giá trị trung bình  sai số tuyệt đối cực đại ( ) max bước sóng âm:   d  ……………………( m) d) Xác định tốc độ v âm truyền khơng khí (ở nhiệt độ phòng thí nghiệm) theo công thức : =……………………(m/s)   fâm Phương án :Dùng âm thoa làm vnguồn a) Thay loa điện động âm thoa có tần số f = 440 Hz kẹp chặt vào trụ giá đỡ khớp nối đa Cầm đầu sợi dây có móc treo, thả cho mặt đáy pittơng nằm gần sát đầu ống thuỷ tinh Dùng búa có đầu cao su gõ nhẹ đặn vào đầu ngồi nhánh âm thoa phía trên, đồng thời kéo từ từ pittông lên để tăng dần độ dài l cột khơng khí ống thuỷ tinh.Lắng nghe âm phát để xác định vị trí l1 pittông thước milimét nghe thấy âm to Thực lần phép đo Ghi vị trí l1 pittông lần đo vào Bảng b) Tiếp tục gõ nhẹ đặn vào đầu ngồi nhánh âm thoa phía trên, đồng thời kéo pittông lên cao để tăng thêm độ dài l cột khơng khí ống thuỷ tinh Lắng nghe âm phát để xác định vị trí l2 pittông thước milimét lại nghe thấy âm to Thực lần phép đo Ghi vị trí l2 pittơng lần đo vào Bảng c) Căn giá trị khoảng cách d ghi Bảng 1, tính giá trị trung bình  sai số tuyệt đối cực đại ( ) max bước sóng âm:   d  ……………………( m) d) Xác định tốc độ v âm truyền khơng khí (ở nhiệt độ phòng thí nghiệm) theo công thức : =……………………(m/s) v f 77 V Kết thí nghiệm: Thí nghiệm với máy phát tần số a f=400±1 (Hz) Lần đo TB l1(mm) 420 430 420 425 l2(mm) 20 20 20 20 _ _ => v   f f=400±1 (Hz) 𝜆 (m) 0.80 0.82 0.80 𝜆̅ =0.81 Δ𝜆 (m) 0.01 0.01 0.01 Δ𝜆𝑚𝑎𝑥 =0.01  324 (m / s) b f=600±1 (Hz) Lần đo TB l1(mm) 510 500 510 505 l2(mm) 210 210 210 210 _ _ => v   f f=600±1 (Hz) 𝜆 (m) 0.60 0.58 0.60 𝜆̅ =0.59 Δ𝜆 (m) 0.01 0.01 0.01 Δ𝜆𝑚𝑎𝑥 =0.01  345(m / s) c f=700±1 (Hz) Lần đo TB l1(mm) 530 520 520 520 l2(mm) 270 270 270 270 _ _ => v   f f=700±1 (Hz) 𝜆 (m) 0.52 0.50 0.50 𝜆̅ =0.51 Δ𝜆 (m) 0.01 0.01 0.01 Δ𝜆𝑚𝑎𝑥 =0.01  324 (m / s) d f=800±1 (Hz) Lần đo TB l1(mm) 540 540 530 535 l2(mm) 320 320 320 320 _ _ => v   f f=800±1 (Hz) 𝜆 (m) 0.44 0.44 0.42 𝜆̅ =0.43 Δ𝜆 (m) 0.01 0.01 0.01 Δ𝜆𝑚𝑎𝑥 =0.01  324 (m / s) Thí nghiệm với âm thoa a f=440±1 (Hz) Lần đo l1(mm) 450 l2(mm) 250 f=440±1 (Hz) 𝜆 (m) 0.4 Δ𝜆 (m) 0.01 78 TB 450 440 445 250 250 250 _ 0.4 0.38 𝜆̅ =0.39 0.01 0.01 Δ𝜆𝑚𝑎𝑥 =0.01 _ => v   f  173 07 b f=512±1 (Hz) Lần đo TB l1(mm) 450 440 430 440 f=512±1 (Hz) 𝜆 (m) 0.52 0.5 0.480 𝜆̅ =0.5 l2(mm) 190 190 190 190 _ _ => v   f Δ𝜆 (m) 0.02 0.02 Δ𝜆𝑚𝑎𝑥 =0.01  256 VI Nhận xét: - Kết thí nghiệm xấp xỉ gần kết lý thuyết BÀI 4.5 THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH VỀ MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU I Mục đích thí nghiệm - Xác định dung kháng cảm kháng mạch điện xoay chiều - Khảo sát tượng cộng hưởng điện II Dụng cụ thí nghiệm Hộp đựng Bảng lắp ráp mạch điện Điện trở (10Ω – 20W) Tụ điện (4 cái: 1µF, µF, µF, µF) Tụ điện có vỏ bọc Cuộn dây (có lõi thép chữ I, hệ số tự cảm chưa có lõi sắt từ 0,02H đến 0,05H) Cuộn dây quấn lõi thép Đồng hồ đo điện đa (dùng chung) Máy phát âm tần 10 Dây nối (dùng chung) I Cách tiến hành 1.1 Khảo sát phụ thuộc dung kháng vào tần số - Mắc mạch điện sơ đồ: 79 a) b) Hình 4.5.1 sơ đồ mắc mạch Dùng tụ điện 1µF Chọn tần số f1 Đọc giá trị Vơn kế Ampe kế Tính giá trị Z1 tụ điện - Thay đổi tần số máy phát Làm thí nghiệm tương tự để tính Z, từ rút kết luận phụ thuộc dung kháng tần số 1.2 Sự phụ thuộc cảm kháng vào tần số - Mắc mạch điện sơ đồ hình 4.5.2 Sử dụng cuộn dây không lõi sắt non - Chọn tần số f1 Đọc giá trị đo Vôn kế Ampe kế Tính giá trị Z1 cuộn dây - Thay đổi tàn số máy phát f2=2f1, làm thí nghiệm tương tự để tính Z2, f2 > f1 Z2 > Z1 Khi tần số tăng cảm kháng tăng ngược lại - Giải hệ phương trình, tính L r cuộn dây - 1.3 Khảo sát tượng cộng hưởng điện - Mắc mạch điện hình 4.5.3 - Sử dụng cuộn dây khơng có lõi sắt non, điện trở R = 10Ω, tụ điện µF - Đưa điện áp 3V xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch qua máy phát tần số Thay đổi tần số máy phát từ thấp lên cao, ghi lại giá trị cường độ dòng điện tương ứng - Vẽ đồ thị cường độ dòng điện theo tần số, từ xác định tần số cộng hưởng Tính L xảy cộng hưởng theo C, f So sánh giá trị với giá trị tính thínghiệm Hình 4.5.3 Sơ đồ mạch điện tượng cộng hưởng 80 II Lưu ý: Có thể dùng bóng đèn thay cho điện trở 10Ω, cuộn dây quấn lõi sắtnon thay cho cuộn dây không lõi sắt, tụ điện gắn hộp kín thay cho tụ µF đểquan sát cộng hưởng Khi đó, bóng đèn sáng Kết xử lí kết thí nghiệm Bảng 4.5.1 Khảo sát phụ thuộc dung kháng vào tần số Tần số f (Hz) U (V) I (A) Z 300 13,8 0,05 276 500 15 0,1 150 700 15,6 0,4 39 Tần số f (Hz) 200 400 Bảng 4.5.2 Sự phụ thuộc cảm kháng vào tần số U (V) I (A) Z L r (Ω) 0,04 100 0,0759 88 4,2 0,02 210 0,0759 88 Lưu ý: Sử dụng cơng thức để tính L r Bảng 4.5.3 Khảo sát tượng cộng hưởng (U = 3V) R = 10 Ω C = 11 µF f (Hz) 400 600 800 1000 I (A) 0,1 0,1 0,05 III Nhận xét - Khi tần số tăng dung kháng giảm 81 BÀI 4.6: XÁC ĐỊNH BƯỚC SÓNG ÁNH SÁNG I Mục đích : - Quan sát hệ vân giao thoa tạo khe Young, sử dụng chùm tia Laser - Đo bước sóng ánh sáng II Cơ sở lý thuyết: Tia laser chùm tia sáng song song, đơn sắc cao, có bước sóng nằm khoảng 0,630 – d1 0,690 m Khi chiếu chùm laser vng góc với F1 chắn P có hai khe hẹp song song hai khe d2 hẹp trở thành hai nguồn kết hợp phát sóng a ánh sáng phía trước Cách P khoảng D ta đặt quan sát E song song với P Trên E F2 D ta quan sát hệ vân giao thoa ( vân sáng xen kẽ vân tối) P Đo khoảng vân i, khoảng cách D, a ta tìm  theo cơng thức : i M x E D a III Dụng cụ thí nghiệm : - Nguồn phát tia Laser ( – mW) Loại Laser bán dẫn (He - Ne)có bước sóng nằm khoảng 630nm – 690nm - Khe Young - Thước cuộn 3000 m - Thước kẹp - Giá thí nghiệm có gắn thước dài - Một hứng E - Nguồn AC/DC – 12V IV Các bước tiến hành : Bố trí thí nghiệm hình : - Khe Young đặt sát sau nguồn Laser - Cấp nguồn DC 6V cho đèn Laser - Nên di chuyển khe Young cho hình ảnh giao thoa lên rõ nét E - Chú ý ánh sáng làm thí nghiệm ( khơng đứng đối diện với nguồn laser) - Di chuyển gắn E xa tiến hành đo khoảng vân i thí nghiệm ( nên đo khoảng – khoảng vân) - Chú ý thông số a, D khe Young thước dài - Lặp lại thí nghiệm – lần ghi giá trị thích hợp vào bảng Kết thí nghiệm: 82 D(m) a(mm) i(mm) l(mm) 0,15 4,5 0,68 0,2 3,5 0,70 0,7 0,15 3,2 0,69 0,7 0,2 2,5 0,71 - ƛ̅ = 0,70 (mm) 83 ... xây dựng - Cẩn thận quan sát thí nghiệm - Hứng thú việc học tập môn Vật Lý II Tiến trình dạy học Hoạt động giáo viên GV: Giới thiệu dụng cụ mơ tả thí nghiệm Thí nghiệm khảo sát chuyển động viên... trí cổng quang thích hợp để giảm sai số Câu - Theo logic phát triển kiến thức để dạy học rơi tự doVL10CB cần thí nghiệm: + Thí nghiệm 1: Thả tờ giấy bi + Thí nghiệm 2: Như thí nghiệm giấy vo... 3.7: THÍ NGHIỆM ĐIÊN TÍCH – ĐIỆN TRƯỜNG Câu 1: Kết thí nghiệm  Thí nghiệm 1: - Vật dẫn hình trụ chạm vào đầu thu tĩnh điệnkế điện trường kế khơng bị lệch = >Vật trung hồ điện - Sau cho vật dẫn