Giải bài xích Tập trang bị Lý Lớp 12

Chương I: Dao Động Cơ

Bài 6: Thực Hành khảo sát điều tra Thực Nghiệm các Định mức sử dụng Dao Động Của nhỏ Lắc Đơn

Nội dung bài học này những em sẽ được ôn lại toàn bộ kiến thức lí thuyết về chu kì xê dịch của con lắc đơn. Lân cận đó, giúp các em phát hiển thị một định dụng cụ vật lí, và biết cách ứng dụng kết quả để đo vận tốc để khẳng định gia tốc trọng trường tại địa điểm thí nghiệm. Qua bài bác học, những em sẽ tiến hành rèn luyện năng lực thực hành, luyện tập khôn khéo các thao tác, trung thực, từ tin, đam mê tò mò khoa học.

Bạn đang xem: Báo cáo thực hành lý 12 bài 6

Tóm Tắt Lý Thyết

I. Mục đích

Khảo ngay cạnh thực nghiệm để phát hiện ảnh hưởng của biên độ, khối lượng, chiều dài của con lắc đơn đối với chu kì giao động T, từ kia tìm ra cách làm tính chu kì (T = 2πsqrtfraclg) với ứng dụng tốc độ trọng trường g tại chỗ làm thí nghiệm.

II. Khí cụ thí nghiệm

Gồm:

Bộ tía quả nặng một số loại 50gSợi dây mảnh ko giãn dài khoảng 1mGiá thí nghiệm sử dụng treo con lắc đối chọi có cơ cấu tổ chức điều chỉnh chiều dài của nhỏ lắc đơn.Đồng hồ nước bấm giây (sai số ± 0,2s) hoặc đồng hồ thời trang hiện số gồm cổng quang quẻ điện.Một thước đo chiều dài khoảng 500mm.Một tờ giấy kẻ ô milimet.III. Thực hiện thí nghiệm

1. Chu kì dao động T của bé lắc đơn phụ thuộc vào biên độ dao động như vậy nào?Tiến hành:

– Quả nặng 50g, chiều dài bé lắc đơn 50cm; kéo bé lắc lệch ngoài vị trí cân bằng biên độ A = 3cm.

– Đo thời hạn con lắc triển khai 10 giao động toàn phần (mỗi lần đo thời gian, ta đo tái diễn 5 lần, rồi đem giá trung bình)

– thực hiện phép đo trên với các giá trị không giống nhau của biên độ A (A = 3, 6, 9, 18cm)

Ghi tác dụng vào bảng số liệu Bảng 6.1


A (cm)(Sinα = fracAl)Góc lệch (α(^0))Thời gian 10 dao động t(s)Chu kì T(s)
(A_1 = 3,0)0,06(3,44^0)(t_1 = 14,32 ± 0,32)(T_1 = 1,432 ± 0,032)
(A_2 = 6,0)0,12(6,89^0)(t_2 = 14,12 ± 0,20)(T_2 = 1,412 ± 0,020)
(A_3 = 9,0)0,18(10,37^0)(t_3 = 14,54 ± 0,24)(T_3 = 1,454 ± 0,024)
(A_4 = 18)0,36(21,1^0)(t_4 = 15,84 ± 0,31)(T_4 = 1,584 ± 0,031)

Từ bảng số liệu đúc rút định hiện tượng về chu kì của bé lắc đơn xấp xỉ với biên độ nhỏ.

Định luật: nhỏ lắc đơn dao động với biên độ nhỏ dại ((α m (g)Thời gian 10 xấp xỉ t (s)Chu kì T(s)50(t_A = 14,16 ± 0,26)(T_A = 1,416 ± 0,026)100(t_B = 14,22 ± 0,20)(T_B = 1,422 ± 0,020)150(t_C = 14,36 ± 0,28)(T_C = 1,436 ± 0,028)

Từ bảng số liệu: tuyên bố định phương pháp về khối lượng của nhỏ lắc 1-1 dao động nhỏ ((α 10^0)) không phụ thuộc vào khối lượng của con lắc.

3. Chu kì dao động T của nhỏ lắc đơn phụ thuộc vào vào chiều nhiều năm của bé lắc như vậy nào?

– Dùng con lắc đơn có trọng lượng là 50g, chiều nhiều năm là 50cm, Đo thời gian 10 xấp xỉ để xác minh chu kì (T_1)

– biến hóa chiều dài nhỏ lắc đơn, không thay đổi khối lượng, đo thời gian 10 giao động để tính chu kì (T_2) và (T_3)

Bảng 6.3:


Chiều lâu năm l (cm)Thời gian t = 10T (s)Chu kì T(s)(T^2 (s^2))(fracT^2l (s^2/cm))
(l_1 = 50,0 ± 0,1)(t_1 = 14,29 ± 0,28)(T_1 = 1,429 ± 0,028)(T^2 (s^2))(fracT_1^2l_1 = 0,0408 ± 0,00168)
(l_2 = 45,0 ± 0,1)(t_2 = 13,52 ± 0,24)(T_2 = 1,352 ± 0,024)(T_2^2 = 1,8279 ± 0,0649)(fracT_2^2l_1 = 0,0416 ± 0,00157)
(l_3 = 60,0 ± 0,1)(t_3 = 15,78 ± 0,32)(T_3 = 1,578 ± 0,032)(T_3^2 = 2,4900 ± 0,1010)(fracT_3^2l_1 = 0,0415 ± 0,00175)

– Vẽ đồ dùng thị màn trình diễn sự nhờ vào của T vào l. Rút ra thừa nhận xét

– Vẽ vật dụng thị trình diễn sự nhờ vào của (T_2) vào l. Rút ra dìm xét

– phát biểu định cách thức về chiều nhiều năm của nhỏ lắc đơn.

4. Kết luận:

a. Từ các kết quả nhận được sinh sống trên suy ra: Chu kỳ giao động của con lắc đối chọi với biên độ nhỏ, tại và một nơi, không dựa vào vào khối lượng và biên độ xấp xỉ của con lắc cơ mà tỉ lệ cùng với căn bậc nhị chiều dài của nhỏ lắc theo công thức: (T = asqrtl)

Trong đó công dụng thí nghiệm đến ta quý hiếm a = 2,032

b. Theo cách làm lí thuyết về chu kỳ dao động của bé lắc đơn giao động với biên độ nhỏ:

(T = 2πsqrtfraclg (*))

Trong đó (frac2πsqrtg ≈ 2) (với g lấy bởi (9,8m/s^2))

So sánh hiệu quả đo a cho thấy thêm công thức (*) đã có được nghiệm đúng.

c. Tính tốc độ trọng trường g tại địa điểm làm thí nghiệm theo cực hiếm a nhận được từ thực nghiệm.

(g = frac4π^2a^2 = frac4π^22,032^2 = 9,561m/s^2)

Báo Cáo Thực Hành Khảo ngay cạnh Thực Nghiệm các Định luật Dao Động Của con Lắc Đơn

I. Mục Đích Thực Hành

Phát hiện ảnh hưởng của biên độ, khối lượng, chiều dài bé lắc đơn so với chu kỳ xấp xỉ T. Từ đó tìm ra phương pháp ()(T = 2π sqrtfraclg) và áp dụng tính vận tốc trọng ngôi trường g tại vị trí làm thí nghiệm.

II. Các đại lý Lý Thuyết

1. Nhỏ lắc 1-1 có cấu tạo như rứa nào? Chiều dài l của bé lắc đơn được đo như thế nào?

Trả lời: con lắc đơn có cấu tạo bao gồm một vật nhỏ tuổi có cân nặng m được treo sinh sống đầu của một gai dây ko dãn, cân nặng không xứng đáng kể, lâu năm l. Chiều lâu năm 1 không nhỏ so với kích cỡ quả cầu. Chiều nhiều năm của bé lắc được xác định bằng cách đo khoảng cách từ điểm treo cố định và thắt chặt đến giữa trung tâm của quả nặng.

Chiều nhiều năm l của nhỏ lắc đơn được đo bằng thước đo của giá thí nghiệm cần sử dụng treo bé lắc đối chọi có cơ cấu điều chỉnh chiều dài nhỏ lắc đơn.

2. Nên làm chũm nào để phát chỉ ra sự phụ thuộc vào của chu kì dao động T của nhỏ lắc đơn xê dịch với biên độ bé dại vào biên độ dao động?

Trả lời: thay đổi biên độ dao động không thay đổi các yếu tố không giống quan giáp sự biến đổi chu kì T ( ví như không chuyển đổi thì chứng tỏ T không phụ thuộc vào vào A). Hoặc đề bài cho sự đổi khác của các đại lượng như chiều dài, độ cao, sức nóng độ… thì chu kì nỗ lực đổi.

3. Để phát hiện tại sự phụ thuộc chu kỳ giao động T của con lắc đơn dao động với biên độ nhỏ vào chiều dài nhỏ lắc solo ta khảo sát điều tra chu kỳ xấp xỉ T của con lắc đơn với chiều nhiều năm tăng dần, có 3 trường hợp rất có thể xảy ra:

+ l tăng thì T giảm+ l tăng thì T không thay đổi hay không dựa vào T+ l tăng thì T tăng

4. Làm phương pháp nào để khẳng định chu kì T với không nên số ΔT = 0,02s khi dùng đồng hồ thời trang có kim giây? cho biết thêm sai số khi dùng đồng hồ thời trang này là ± 0,2s (gồm sai số nhà quan lúc biết và không nên số dụng cụ).

Trả lời: không đo thời hạn của một chu kì nữa, nhưng hãy đo thời gian thực hiện nhiều chu kỳ, càng các càng tốt. Khi ấy sai số của một chu kỳ luân hồi sẽ giảm.

Với trường thích hợp của bạn, nếu bỏ qua những loại không đúng số khác (chỉ bao gồm sai số do hiện tượng đo của người sử dụng thôi) thì số chu kỳ cần đo trong một đợt là:

(n = fracT_đcT = 10) chu kỳ

Cách khác: Trong quá trình đo t của đồng hồ kim giây có sai số là 0,2s bao gồm sai số khinh suất khi bấm với sai số dụng cụ buộc phải (Δ_t = n.Δ_T = 0,2 + 0,02 = 0,22s), cho nên vì thế cần đo số giao động toàn phần N > 11 dao động.

III. Kết Quả

1. Khảo sát tác động của biên độ dao động đối với chu kì T của bé lắc đơn.

– Chu kì (T_1 = fract_110 = 1,432s ; T_2 = fract_210 = 1,412s; T_3 = fract_310 = 1,454s)

– phát biểu định mức sử dụng về chu kì của con lắc đơn xê dịch với biện độ nhỏ:

Trả lời: bé lắc đơn giao động với biên độ nhỏ ((α > 10^0)) thì xem như là dao rượu cồn điều hòa, chu kỳ của bé lắc khi đó không phụ thuộc vào biên độ dao động.

2. Khảo sát tác động của khối lượng m nhỏ lắc đối với chu kỳ T

Với độ lâu năm l = 45(cm) không đổi:

– nhỏ lắc (m_1= 50g) có chu kỳ (T_1 = 1,31 ± 0.044)

– con lắc (m_2= 20g) có chu kỳ (T_2 = 1.34 ± 0.00136)

Bảng kết quả: (m = 50g, m= 20g)


m (gam)Thời gian 5 dao động t (s)Chu kỳ T (s)
50g6,55(T_1 = 1,31 ± 0,244)
20g6,7(T_2 = 1,34 ± 0,20136)

Phát biểu định biện pháp về cân nặng của nhỏ lắc đơn xê dịch với biên độ nhỏ:

Con nhấp lên xuống đơn xấp xỉ với biên độ nhỏ tuổi ((α Chiều nhiều năm l (cm)Thời gian t = 5TChu kì T (s)(T^2 (s^2))(fracT^2l(s^2cm))(l_1 = 45cm)(t_1 = 6,55 ± 1,22)(T_1 = 1,31 ± 0,244)(T_1^2 = 1,716 ± 0,06)(0,038 ± 1,3.10^-3)(l_2 = 40cm)(t_2 = 6,3 ± 1,02)(T_2 = 1,26 ± 0,204)(T_2^2 = 1,588 ± 0,042)(0,0397 ± 1,05.10^-3)(l_3 = 35cm)(t_3 = 5,87 ± ,024)(T_3 = 1,174 ± 0,2048)(T_3^2 = 1,378 ± 0,042)(0,0394 ± 1,2.10^-3)

Căn cứ các công dụng đo và tính được theo bảng 6.3, vẽ trang bị thị biểu diễn sự phụ thuộc vào của T cùng l với đồ thị dựa vào của (T^2) vào l.

*

*

Nhận xét:

a. Đường màn biểu diễn T = f(l) có dạng cong lên cho biết thêm rằng: Chu kỳ xấp xỉ T phụ thuộc đồng biến tỉ trọng với căn bậc nhì độ dài nhỏ lắc đơn.

Đường màn biểu diễn (T^2 = f(l)) tất cả dạng đường thẳng qua nơi bắt đầu tọa độ cho thấy rằng: bình phương chu kỳ xấp xỉ (T^2) tỉ lệ cùng với độ dài nhỏ lắc 1-1 . (T^2 = kl), suy ra (T = asqrtl).

– tuyên bố định chế độ về chiều dài của nhỏ lắc đơn.

“Chu kỳ dao động của con lắc đơn xấp xỉ với biên độ nhỏ , tại cùng một nơi ,không phụ thuộc vào khối lượng với biên độ dao động của bé lắc mà tỉ lệ thành phần với căn bậc hai của độ dài của bé lắc, theo công thức:

(T = asqrtl), với (a = sqrtk), trong những số đó a là thông số góc của đường biểu diễn (T^2 = f(l)).

b. Công thức triết lý về chu kì giao động của bé lắc đơn xấp xỉ với biện độ (gốc lệch) nhỏ:

(T = 2πsqrtfraclg)

đã được nghiệm đúng, với tỉ số: (frac2πsqrtg = a ≈ 1,98)

Từ đó tính được vận tốc trong trường tại địa điểm làm thí nghiệm:

(g = frac4π^2a^2 = 10 (m/s^2))

4. Xác minh công thức về chu kỳ dao động của bé lắc đơn

Từ các tác dụng thực nghiệm suy ra: Chu kỳ xê dịch của bé lắc đơn xê dịch với biên độ nhỏ tuổi không phụ thuộc vào vào khối lượng với biên độ xê dịch của con lắc mà lại tỉ lệ với căn bậc hai của chiều dài l con lắc solo và tỉ lệ thành phần nghịch với căn bậc hai của vận tốc rơi tự chính do nơi có tác dụng thí nghiệm, hệ số tỉ lệ bằng: (frac2πsqrtg)

Vậy (T = 2πsqrtfraclg)

Câu Hỏi Và bài bác Tập

Bài 1 (trang 32 SGK trang bị Lý 12): dự đoán xem chu kì xấp xỉ T của một nhỏ lắc đơn dựa vào vào những đại lượng đặc trưng l, m, α của nó như vậy nào? Làm giải pháp nào để kiểm soát từng dự kiến đó bằng thí nghiệm?

Lời giải:

Dự đoán chu kì T của con lắc đơn nhờ vào vào gần như đại lượng đặc trưng chiều lâu năm l, trọng lượng vật nặng nề m, biên độ góc (α_0).

Để chất vấn từng dự kiến đó, ta cần thực hiện thí nghiệm thay đổi một đại lượng với giữ không thay đổi hai đại lượng còn lại.

Bài 2 (trang 32 SGK vật Lý 12): Chu kì dao động của con lắc 1-1 có nhờ vào vào địa điểm làm thí nghiệm tuyệt không? Làm giải pháp nào để phát hiện điều này bằng thí nghiệm?

Lời giải:

Dự đoán chu kì xê dịch của con lắc đơn phụ thuộc vào nơi làm thí nghiệm, nhằm kiểm chứng dự kiến đó, ta cần thực hiện thí nghiệm với con lắc tất cả chiều lâu năm không đổi tại hầu hết nơi không giống nhau.

Bài 3 (trang 32 SGK thiết bị Lý 12): có thể đo chu kì nhỏ lắc đối kháng có chiều lâu năm l Chú ý:

– Vẽ vật dụng thị: căn cứ vào kết quả đo buộc phải chọn tỉ trọng xích thích hợp để vẽ trang bị thị cho chủ yếu xác.

– Tính không nên số và ghi kết quả:

+ không nên số của l là Δl = 1mm = 0,1cm = 0,001m (với 1 chữ số tức là 1), đề xuất chiều dài l đề xuất lấy bậc thập phân tương ứng, lấy ví dụ l: 40cm ghi cực hiếm là l = 40,1cm tuyệt 0,400m…

+ Nếu cần sử dụng máy đếm thời gian hiện số thì sai số của t là Δt = 0,01s (khi cần sử dụng thang đo 99,99s)

(Nếu cần sử dụng đồng bấm giây thì không nên số của t là Δt = 0,21s (tức là lấy hai chữ số tức là 21), nên thời hạn t yêu cầu lấy bậc thập phân tương xứng (2 chữ số thập phân), lấy ví dụ như t = 10,125… s ghi là 10,12s))

+ sai số của chu kì T là (ΔT = fracΔtn), nếu n = 1 (đo thời gian một dao động) thì ΔT = Δt = 0,01s. Khi tính ΔT lấy 1 chữ số có nghĩa là T cũng lấy bậc thập phân tương ứng. Ví dụ: ghi T = 1,33s.

+ sai số của (T^2) là (Δ(T^2) = T^2(2fracΔTT) = 2T.ΔT), lúc tính sai số của (T^2) mang 1 chữ số có nghĩa cùng tính (T^2) cũng mang bậc thập phân tương ứng. Ví dụ, khi (T = 1,33s ⇒ T^2 = 1,7689s^2) cùng tính không nên số (Δ(T^2) = 0,0266s^2) thì ghi công dụng là: (Δ(T^2) = 0,02s^2, T^2 = 1,76s^2). Không đúng số này cũng ghi vào bảng 6.3.

+ sai số của (fracT^2l) là (Δ(fracT^2l) = fracT^2l(frac2ΔTT + fracΔll) ≈ frac2T.ΔTl = fracΔ(T^2)l) (vì (fracΔll) khôn cùng nhỏ, ta quăng quật qua), lúc tính không nên số của (fracT^2l) rước 1 chữ số bao gồm nghĩa cùng tính (fracT^2l) cũng lấy bậc thập phân tương ứng.

Xem thêm: Phân Biệt Lạp Xưởng Là Gì ? Top 5 Loại Lạp Xưởng Ngon, Độc Đáo Cho Ngày Tết

Ví dụ: lúc (T = 1,33s, l = 0,450m ⇒ fracT^2l = 3,9308s^2/s) cùng (Δ(fracT^2l) = 0,0591s^2/m) thì chỉ ghi tác dụng là: (Δ(fracT^2l) = 0,05s^2/m) và (fracT^2l = 3,93s^2/m) không nên số này cũng ghi vào bảng 6.3.