Bài 6: Bài tập: Nghiên cứu thực nghiệm định luật dao động của con lắc đơn
Báo cáo thực hành
Nghiên cứu thực nghiệm về định luật dao động của con lắc đơn
Tôi. Mục đích thực tập
+ Khảo sát sự ảnh hưởng của biên độ, khối lượng, chiều dài của con lắc đến chu kỳ t.
+ Từ đó tìm ra công thức và ứng dụng tính gia tốc trọng trường g tại nơi thí nghiệm.
Hai. Cơ sở lý thuyết
Trả lời câu hỏi sgk
1. Một con lắc đơn gồm một vật nhỏ khối lượng m được treo vào đầu một sợi dây tầm thường không dãn có chiều dài l. Chiều dài 1 rất lớn so với kích thước của quả cầu. Chiều dài của con lắc được xác định bằng cách đo khoảng cách từ điểm cố định dây treo đến trọng tâm của vật nặng.
Chiều dài l của con lắc được đo bằng thước đo trên băng thử con lắc có cơ cấu điều chỉnh độ dài con lắc.
2. Để khảo sát sự phụ thuộc của chu kì t của con lắc dao động điều hòa với biên độ nhỏ vào biên độ dao động của dao động ta xác định chu kì dao động của con lắc đó có chiều dài 1, nhưng với biên độ thay đổi a . Đo thời gian dao động ứng với các biên độ khác nhau a.
3. Để khảo sát sự phụ thuộc của chu kì dao động t của một con lắc dao động với biên độ nhỏ vào chiều dài của con lắc, ta khảo sát chu kì dao động t của con lắc tăng dần theo chiều dài có 3 các trường hợp có thể xảy ra :
+ l để tăng, t để giảm
+ l tăng, t giữ nguyên hay l không phụ thuộc vào
+ l tăng, t tăng
4. Khi sử dụng đồng hồ kim giây, khoảng thời gian t được xác định với sai số Δt = 0,02s. Ta cần đo thời gian t để thực hiện n dao động toàn phần.
Trong quá trình đo kim giây t có sai số 0,2s bao gồm sai số chủ quan và sai số dụng cụ nên Δt = n.Δt = 0,2 + 0,02 = 0,22s nên tổng số dao động cần được đo n > 11 lần dao động.
Ba. Kết quả
1. Khảo sát ảnh hưởng của biên độ dao động đến chu kỳ t của con lắc đơn.
– Chu kỳ t1 = t1/10 = 1,432s; t2 = t2/10 = 1,412s; t3 = t3/10 = 1,454s.
– Giải thích định luật dao động tuần hoàn nhỏ của con lắc đơn:
Con lắc đơn dao động với biên độ nhỏ (α > 10o) được coi là dao động điều hòa, trong đó chu kì của con lắc không phụ thuộc vào biên độ dao động.
2. Nghiên cứu ảnh hưởng của khối lượng m của con lắc đến chu kỳ t của con lắc.
+ Chu kỳ của con lắc khối ma là ta = 1,416 ± 0,026
+ Chu kì của con lắc khối lượng mb là tb = 1,422 ± 0,020
+ Chu kì của con lắc khối lượng mc là tc = 1,436 ± 0,028
Phát biểu định luật khối lượng của con lắc đơn:
Chu kì của con lắc đơn dao động nhỏ (α > 10o) không phụ thuộc vào khối lượng của con lắc.
3.Nghiên cứu ảnh hưởng của chiều dài con lắc l đến chu kỳ dao động t
Dựa vào kết quả đo và tính toán ở bảng 6.3, hãy vẽ giản đồ phụ thuộc của t vào l và giản đồ của t2 vào l:
Nhận xét:
a) Đường cong t = f(l) cong lên trên chứng tỏ chu kì dao động t tỉ lệ thuận với chiều dài của con lắc.
Đồ thị t2 = f(l) có dạng là một đường thẳng qua gốc tọa độ chứng tỏ bình phương chu kì dao động t2 tỉ lệ thuận với chiều dài con lắc. t2 = k.l, suy ra t = a√l
– Phát biểu định luật về độ dài của con lắc đơn:
“Chu kì dao động của con lắc đơn có biên độ nhỏ tại cùng một nơi không liên quan gì đến chất lượng và biên độ dao động mà tỉ lệ thuận với căn bậc hai của chiều dài con lắc. Trong công thức: t = a√l trong đó a = √k trong đó a là hệ số góc của đường cong t2 = f(l).
b) Công thức lí thuyết tính chu kì dao động của con lắc có biên độ nhỏ:
Phép thử đúng và có tỷ lệ
Tính gia tốc trọng trường g của địa điểm thí nghiệm từ:
4. Công thức xác định chu kỳ dao động của con lắc đơn: Từ kết quả thí nghiệm có thể suy ra chu kỳ dao động của con lắc đơn dao động điều hòa với biên độ. Nhỏ không liên quan gì đến khối lượng, biên độ dao động của con lắc tỉ lệ thuận với căn bậc hai chiều dài l của con lắc và tỉ lệ nghịch với căn bậc hai của gia tốc rơi tự do tại nơi làm thí nghiệm, và số quy mô hệ thống bằng
Vậy
Các bài giải Vật Lý 12 Bài 6 khác:
-
Lý thuyết trong thực tế: Nghiên cứu thực nghiệm về định luật dao động của con lắc đơn
-
Bài 1 (SGK Vật Lý 12 tr. 32): Dự đoán chu kỳ t của con lắc…
-
Bài 2 (SGK Vật Lý 12 tr. 32):Chu kì dao động của con lắc đơn có phụ thuộc vào…
-
Bài 3 (SGK Vật Lý 12, trang 32): Bạn có thể đo chu kỳ của một con lắc đơn có chiều dài l < . 10 cm…
-
Bài 4 (SGK Vật Lý 12 trang 32):Dùng con lắc dài hay con lắc ngắn sẽ cho kết quả chính xác hơn…
Ngân hàng câu hỏi trắc nghiệm luyện thi THPT Quốc gia miễn phí tại khoahoc.vietjack.com
- Hơn 75.000 câu hỏi toán trắc nghiệm có đáp án
- Hơn 50.000 câu hỏi trắc nghiệm có đáp án chi tiết
- Gần 40.000 câu trắc nghiệm vật lý có đáp án
- Hơn 50.000 câu hỏi trắc nghiệm tiếng Anh có đáp án
- Ngân hàng câu hỏi trắc nghiệm
