Giải bài Tập đồ dùng Lý Lớp 12

Chương I: Dao Động Cơ

Bài 6: Thực Hành điều tra khảo sát Thực Nghiệm những Định điều khoản Dao Động Của nhỏ Lắc Đơn

Nội dung bài học tập này các em sẽ được ôn lại toàn cục kiến thức lí thuyết về chu kì xấp xỉ của nhỏ lắc đơn. Bên cạnh đó, giúp những em phát chỉ ra một định pháp luật vật lí, và biết cách ứng dụng hiệu quả để đo tốc độ để khẳng định gia tốc trọng trường tại khu vực thí nghiệm. Qua bài bác học, các em sẽ tiến hành rèn luyện kĩ năng thực hành, luyện tập khéo léo các thao tác, trung thực, từ tin, đam mê tìm hiểu khoa học.

Bạn đang xem: Đáp án báo cáo thực hành khảo sát thực nghiệm con lắc đơn

Tóm Tắt Lý Thyết

I. Mục đích

Khảo giáp thực nghiệm nhằm phát hiện tác động của biên độ, khối lượng, chiều nhiều năm của con lắc đơn so với chu kì xấp xỉ T, từ kia tìm ra phương pháp tính chu kì (T = 2πsqrtfraclg) cùng ứng dụng gia tốc trọng trường g tại chỗ làm thí nghiệm.

II. Vẻ ngoài thí nghiệm

Gồm:

Bộ cha quả nặng một số loại 50gSợi dây mảnh không giãn dài khoảng 1mGiá thí nghiệm dùng treo bé lắc đối kháng có cơ cấu điều chỉnh chiều lâu năm của con lắc đơn.Đồng hồ bấm giây (sai số ± 0,2s) hoặc đồng hồ hiện số bao gồm cổng quang quẻ điện.Một thước đo chiều dài khoảng chừng 500mm.Một tờ giấy kẻ ô milimet.III. Thực hiện thí nghiệm

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

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

– Đo thời hạn con lắc thực hiện 10 giao động toàn phần (mỗi lần đo thời gian, ta đo lặp lại 5 lần, rồi đem giá trung bình)

– tiến hành phép đo bên trên với các giá trị khác 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 xê dịch 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 kết định quy định về chu kì của bé lắc đơn xê dịch với biên độ nhỏ.

Định luật: bé lắc đơn dao động với biên độ nhỏ ((α m (g)Thời gian 10 giao động 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: phát biểu định pháp luật về cân nặng của bé lắc đơn dao động bé dại ((α 10^0)) không nhờ vào vào khối lượng của nhỏ lắc.

3. Chu kì dao động T của con lắc đơn dựa vào vào chiều dài của con lắc như thế nào?

– Dùng bé lắc 1-1 có trọng lượng là 50g, chiều lâu năm là 50cm, Đo thời gian 10 xê dịch để xác minh chu kì (T_1)

– đổi khác chiều dài nhỏ lắc đơn, không thay đổi khối lượng, đo thời hạn 10 dao động để tính chu kì (T_2) với (T_3)

Bảng 6.3:


Chiều dài 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 vật dụng thị biểu diễn sự phụ thuộc của T vào l. Rút ra dìm xét

– Vẽ đồ vật thị biểu diễn sự phụ thuộc vào của (T_2) vào l. Rút ra nhấn xét

– tuyên bố định phép tắc về chiều lâu năm của nhỏ lắc đơn.

4. Kết luận:

a. Trường đoản cú các tác dụng nhận được làm việc trên suy ra: Chu kỳ xấp xỉ của bé lắc đối kháng với biên độ nhỏ, tại cùng một nơi, không phụ thuộc vào trọng lượng và biên độ xấp xỉ của con lắc nhưng mà tỉ lệ với căn bậc nhì chiều nhiều năm của nhỏ lắc theo công thức: (T = asqrtl)

Trong đó kết quả thí nghiệm cho ta giá trị a = 2,032

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

(T = 2πsqrtfraclg (*))

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

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

c. Tính tốc độ trọng ngôi trường g tại địa điểm làm nghiên cứu theo quý giá a thu được từ thực nghiệm.

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

Báo Cáo Thực Hành Khảo tiếp giáp Thực Nghiệm các Định phép tắc Dao Động Của bé Lắc Đơn

I. Mục Đích Thực Hành

Phát hiện ảnh hưởng của biên độ, khối lượng, chiều dài nhỏ lắc đơn so với chu kỳ xê dịch T. Từ kia tìm ra cách làm ()(T = 2π sqrtfraclg) và áp dụng tính gia tốc trọng ngôi trường g tại nơi làm thí nghiệm.

II. Các đại lý Lý Thuyết

1. Nhỏ lắc solo có kết cấu như núm nào? Chiều dài l của bé lắc 1-1 được đo như vậy nào?

Trả lời: nhỏ lắc đối kháng có cấu tạo gồm 1 vật nhỏ dại có khối lượng m được treo ở đầu của một gai dây ko dãn, khối lượng không đáng kể, nhiều năm l. Chiều lâu năm 1 rất to lớn so với kích thước quả cầu. Chiều nhiều năm của bé lắc được xác định bằng cách đo khoảng cách từ điểm treo cố định đến giữa trung tâm của trái nặng.

Chiều lâu năm l của nhỏ lắc solo được đo bởi thước đo của giá bán thí nghiệm sử dụng treo bé lắc đối chọi có tổ chức cơ cấu điều chỉnh chiều dài nhỏ lắc đơn.

2. đề xuất làm gắng nào để phát chỉ ra sự phụ thuộc vào của chu kì xấp xỉ T của con lắc đơn xê dịch với biên độ nhỏ vào biên độ dao động?

Trả lời: biến hóa biên độ dao động giữ nguyên các yếu hèn tố không giống quan sát sự đổi khác chu kì T ( nếu như không biến đổi thì minh chứng T không phụ thuộc vào vào A). Hoặc đề bài xích cho sự đổi khác của những đại lượng như chiều dài, độ cao, sức nóng độ… thì chu kì ráng đổi.

3. Để phát hiện sự dựa vào chu kỳ dao động T của nhỏ lắc đơn dao động với biên độ nhỏ tuổi vào chiều dài nhỏ lắc đối chọi ta khảo sát chu kỳ dao động T của nhỏ lắc đối kháng với chiều dài tăng dần, bao gồm 3 trường hợp có thể xảy ra:

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

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

Trả lời: không đo thời gian của một chu kì nữa, mà hãy đo thời hạn thực hiện các chu kỳ, càng các càng tốt. Lúc ấy sai số của một chu kỳ sẽ giảm.

Với trường hòa hợp của bạn, nếu quăng quật qua những loại không đúng số khác (chỉ gồm sai số do phương pháp đo của doanh nghiệp thôi) thì số chu kỳ cần đo trong một đợt là:

(n = fracT_đcT = 10) chu kỳ

Cách khác: Trong quy trình đo t của đồng hồ thời trang kim giây gồm sai số là 0,2s bao hàm sai số khinh suất khi bấm và sai số dụng cụ nên (Δ_t = n.Δ_T = 0,2 + 0,02 = 0,22s), 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 so với chu kì T của con lắc đơn.

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

– tuyên bố định điều khoản về chu kì của con lắc đơn xê dịch với biện độ nhỏ:

Trả lời: con lắc đơn dao động với biên độ nhỏ dại ((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 ảnh hưởng của trọng lượng m con lắc đối với chu kỳ T

Với độ dài l = 45(cm) ko đổi:

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

– nhỏ 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 điều khoản về trọng lượng của bé lắc đơn giao động với biên độ nhỏ:

Con lắc đơn xê dịch với biên độ nhỏ ((α Chiều lâu 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 hiệu quả đo với tính được theo bảng 6.3, vẽ vật dụng thị trình diễn sự nhờ vào của T với l và đồ thị dựa vào của (T^2) vào l.

*

*

Nhận xét:

a. Đường trình diễn T = f(l) tất cả dạng cong lên cho biết thêm rằng: Chu kỳ giao động T phụ nằm trong đồng biến tỉ lệ thành phần với căn bậc hai độ dài bé lắc đơn.

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

– tuyên bố định giải pháp về chiều nhiều năm của nhỏ lắc đơn.

“Chu kỳ dao động của nhỏ lắc đơn giao động với biên độ bé dại , tại cùng một khu vực ,không dựa vào vào khối lượng với biên độ xấp xỉ của nhỏ lắc mà tỉ trọng với căn bậc hai của độ nhiều năm của bé lắc, theo công thức:

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

b. Công thức kim chỉ nan về chu kì dao động của con lắc đơn xê dịch với biện độ (gốc lệch) nhỏ:

(T = 2πsqrtfraclg)

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

Từ kia tính được vận tốc trong trường tại chỗ làm thí nghiệm:

(g = frac4π^2a^2 = 10 (m/s^2))

4. Khẳng định công thức về chu kỳ xê dịch của nhỏ lắc đơn

Từ các tác dụng thực nghiệm suy ra: Chu kỳ dao động của nhỏ lắc đơn dao động với biên độ nhỏ tuổi không dựa vào vào khối lượng với biên độ xấp xỉ của bé lắc mà tỉ lệ với căn bậc hai của chiều lâu năm l nhỏ lắc 1-1 và tỉ lệ nghịch cùng với căn bậc hai của gia tốc rơi tự do vì nơi làm cho thí nghiệm, hệ số tỉ lệ bằng: (frac2πsqrtg)

Vậy (T = 2πsqrtfraclg)

Câu Hỏi Và bài xích Tập

Bài 1 (trang 32 SGK đồ Lý 12): dự kiến xem chu kì giao động T của một con lắc đơn nhờ vào vào mọi đại lượng đặc thù l, m, α của nó như vậy nào? Làm cách nào để kiểm tra từng dự kiến đó bởi thí nghiệm?

Lời giải:

Dự đoán chu kì T của bé lắc đơn nhờ vào vào các đại lượng đặc thù chiều lâu năm l, cân nặng vật nặng trĩu m, biên độ góc (α_0).

Để đánh giá từng dự đoán đó, ta cần tiến hành thí nghiệm biến hóa một đại lượng cùng giữ không thay đổi hai đại lượng còn lại.

Bài 2 (trang 32 SGK đồ Lý 12): Chu kì giao động của con lắc đơn có dựa vào vào khu vực làm thí nghiệm tuyệt không? Làm biện pháp nào nhằm phát hiện điều này bằng thí nghiệm?

Lời giải:

Dự đoán chu kì xê dịch của nhỏ lắc đơn phụ thuộc vào vào vị trí làm thí nghiệm, nhằm kiểm chứng dự kiến đó, ta cần thực hiện thí nghiệm với con lắc bao gồm chiều nhiều năm không thay đổi tại rất nhiều nơi khác nhau.

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

– Vẽ thứ thị: căn cứ vào kết quả đo yêu cầu chọn tỉ lệ xích phù hợp để vẽ đồ dùng thị cho chủ yếu xác.

– Tính sai số cùng ghi kết quả:

+ sai số của l là Δl = 1mm = 0,1cm = 0,001m (với 1 chữ số có nghĩa là 1), cần chiều lâu năm l đề nghị lấy bậc thập phân tương ứng, ví dụ như l: 40cm ghi quý hiếm là l = 40,1cm hay 0,400m…

+ Nếu cần sử dụng máy đếm thời gian hiện số thì không nên số của t là Δt = 0,01s (khi 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 đem hai chữ số có nghĩa là 21), nên thời hạn t bắt buộc lấy bậc thập phân khớp ứng (2 chữ số thập phân), ví dụ như t = 10,125… s ghi là 10,12s))

+ không đúng số của chu kì T là (ΔT = fracΔtn), ví như n = 1 (đo thời hạn một dao động) thì ΔT = Δt = 0,01s. Lúc tính ΔT lấy 1 chữ số tức là T cũng đem bậc thập phân tương ứng. Ví dụ: ghi T = 1,33s.

+ không nên số của (T^2) là (Δ(T^2) = T^2(2fracΔTT) = 2T.ΔT), lúc tính không đúng số của (T^2) lấy 1 chữ số bao gồm nghĩa cùng tính (T^2) cũng rước bậc thập phân tương ứng. Ví dụ, lúc (T = 1,33s ⇒ T^2 = 1,7689s^2) và tính không nên số (Δ(T^2) = 0,0266s^2) thì ghi kết quả là: (Δ(T^2) = 0,02s^2, T^2 = 1,76s^2). Không nên số này cũng ghi vào bảng 6.3.

+ không đúng số của (fracT^2l) là (Δ(fracT^2l) = fracT^2l(frac2ΔTT + fracΔll) ≈ frac2T.ΔTl = fracΔ(T^2)l) (vì (fracΔll) rất nhỏ, ta vứt qua), khi tính không nên số của (fracT^2l) lấy 1 chữ số tất cả nghĩa với tính (fracT^2l) cũng lấy bậc thập phân tương ứng.

Xem thêm: Văn Mẫu Lớp 7: Miêu Tả 1 Cảnh Đẹp Mà Em Đã Gặp Trong Mấy Tháng Nghỉ Hè

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