Bài thực hành vật lý 12 con lắc đơn

     

Giải bài xích Tập vật dụng Lý Lớp 12

Chương I: Dao Động Cơ

Bài 6: Thực Hành điều tra khảo sát Thực Nghiệm các Định qui định Dao Động Của nhỏ Lắc Đơn

Nội dung bài học này những em sẽ được ôn lại toàn cục kiến thức lí thuyết về chu kì dao động của nhỏ lắc đơn. Lân cận đó, giúp các em phát hiển thị một định dụng cụ vật lí, và biết cách ứng dụng tác dụng 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 tài năng thực hành, luyện tập khéo léo các thao tác, trung thực, tự tin, đam mê khám phá khoa học.

Bạn đang xem: Bài thực hành vật lý 12 con lắc đơn

Tóm Tắt Lý Thyết

I. Mục đích

Khảo sát thực nghiệm để phát hiện ảnh hưởng của biên độ, khối lượng, chiều lâu năm của con lắc đơn đối với chu kì xấp xỉ T, từ đó tìm ra phương pháp tính chu kì (T = 2πsqrtfraclg) và ứng dụng vận tốc trọng ngôi trường g tại vị trí làm thí nghiệm.

II. Dụng cụ thí nghiệm

Gồm:

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

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

– Quả nặng trĩu 50g, chiều dài nhỏ lắc 1-1 50cm; kéo con lắc lệch ngoài vị trí cân đối biên độ A = 3cm.

– Đo thời gian con lắc triển khai 10 giao động toàn phần (mỗi lần đo thời gian, ta đo lặp lại 5 lần, rồi rước giá trung bình)

– tiến hành phép đo 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 xấp xỉ 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 lý lẽ về chu kì của bé lắc đơn xê dịch với biên độ nhỏ.

Định luật: bé lắc đơn dao động với biên độ nhỏ dại ((α m (g)Thời gian 10 xê dịch 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 hiện tượng về cân nặng của nhỏ lắc đối kháng dao động nhỏ dại ((α 10^0)) không phụ thuộc vào khối lượng của con lắc.

3. Chu kì dao động T của nhỏ lắc đơn dựa vào vào chiều lâu năm của bé lắc như vậy nào?

– Dùng bé lắc 1-1 có khối lượng là 50g, chiều dài là 50cm, Đo thời hạn 10 giao động để xác minh chu kì (T_1)

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

Bảng 6.3:


Chiều nhiều 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 gia dụng thị màn trình diễn sự phụ thuộc của T vào l. Rút ra dìm xét

– Vẽ trang bị thị màn biểu diễn sự phụ thuộc vào của (T_2) vào l. Rút ra dìm xét

– phát biểu định pháp luật về chiều dài của con lắc đơn.

4. Kết luận:

a. Từ các hiệu quả nhận được sống trên suy ra: Chu kỳ xê dịch của nhỏ lắc đơn với biên độ nhỏ, tại cùng một nơi, không nhờ vào vào khối lượng và biên độ xê dịch của con lắc cơ mà tỉ lệ với căn bậc hai chiều dài của bé lắc theo công thức: (T = asqrtl)

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

b. Theo phương pháp lí thuyết về chu kỳ xê dịch của nhỏ lắc đơn giao động với biên độ nhỏ:

(T = 2πsqrtfraclg (*))

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

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

c. Tính tốc độ trọng ngôi trường g tại chỗ làm phân tích theo quý hiếm a thu được từ thực nghiệm.

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

Báo Cáo Thực Hành Khảo sát Thực Nghiệm những Định lao lý Dao Động Của nhỏ 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 dao động T. Từ kia tìm ra cách làm ()(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. Con lắc đối chọi có kết cấu như thế nào? Chiều lâu năm l của con lắc solo được đo như vậy nào?

Trả lời: con lắc đối kháng có cấu tạo gồm 1 vật bé dại có khối lượng m được treo sinh sống đầu của một gai dây ko dãn, khối lượng không xứng đáng kể, dài l. Chiều dài 1 không hề nhỏ so với kích thước quả cầu. Chiều nhiều năm của con lắc được xác định bằng cách đo khoảng cách từ điểm treo thắt chặt và cố định đến trung tâm của trái nặng.

Chiều lâu năm l của nhỏ lắc đối chọi được đo bởi thước đo của giá thí nghiệm dùng treo bé lắc đối kháng có cơ cấu điều chỉnh chiều dài con lắc đơn.

2. đề nghị làm nỗ lực nào để phát chỉ ra sự phụ thuộc vào của chu kì giao động T của con lắc đơn xấp xỉ với biên độ nhỏ dại vào biên độ dao động?

Trả lời: đổi khác biên độ dao động giữ nguyên các yếu ớt tố không giống quan gần cạnh sự đổi khác chu kì T ( trường hợp không chuyển đổi thì chứng tỏ T không dựa vào vào A). Hoặc đề bài xích cho sự biến hóa của các đại lượng như chiều dài, độ cao, nhiệt độ… thì chu kì thay đổi.

3. Để phát hiện nay sự phụ thuộc vào chu kỳ xấp xỉ T của bé lắc đơn xê dịch với biên độ bé dại vào chiều dài con lắc solo ta khảo sát chu kỳ giao động T của nhỏ lắc đối chọi với chiều nhiều năm tăng dần, có 3 trường hợp hoàn toàn có thể xảy ra:

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

4. Làm giải pháp nào để khẳng định chu kì T với sai số ΔT = 0,02s lúc 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 nên số dụng cụ).

Trả lời: ko đo thời hạn của một chu kì nữa, nhưng hãy đo thời gian thực hiện nhiều chu kỳ, càng nhiều càng tốt. Lúc đó sai số của một chu kỳ sẽ giảm.

Xem thêm: Vua Lý Công Uẩn Lên Ngôi Năm Nào, Vua Lý Công Uẩn Là Ai

Với trường thích hợp của bạn, nếu quăng quật qua những loại không nên số không giống (chỉ tất cả sai số do pháp luật đo của chúng ta thôi) thì số chu kỳ luân hồi 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 có sai số là 0,2s bao hàm sai số chủ quan khi bấm và sai số dụng cụ phải (Δ_t = n.Δ_T = 0,2 + 0,02 = 0,22s), cho nên vì thế cần đo số xê dịch 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 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 nguyên lý về chu kì của nhỏ lắc đơn xê dịch với biện độ nhỏ:

Trả lời: nhỏ lắc đơn giao động với biên độ nhỏ ((α > 10^0)) thì coi là dao động điều hòa, chu kỳ của nhỏ lắc lúc ấy không dựa vào vào biên độ dao động.

2. Khảo sát ảnh hưởng của khối lượng m bé lắc đối với chu kỳ T

Với độ nhiều năm l = 45(cm) không đổi:

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

– bé lắc (m_2= 20g) có chu kỳ luân hồi (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 vẻ ngoài về trọng lượng của nhỏ lắc đơn xê dịch với biên độ nhỏ:

Con rung lắc đơn dao động 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 kết quả đo với tính được theo bảng 6.3, vẽ đồ dùng thị màn trình diễn sự phụ thuộc vào của T và l với đồ thị nhờ vào của (T^2) vào l.

*

*

Nhận xét:

a. Đường biểu diễn T = f(l) bao gồm dạng cong lên cho thấy thêm rằng: Chu kỳ xấp xỉ T phụ trực thuộc đồng biến tỉ lệ thành phần với căn bậc nhị độ dài nhỏ lắc đơn.

Đường màn trình diễn (T^2 = f(l)) gồm dạng đường trực tiếp qua gốc tọa độ cho biết thêm rằng: bình phương chu kỳ xê dịch (T^2) tỉ lệ với độ dài nhỏ lắc 1-1 . (T^2 = kl), suy ra (T = asqrtl).

– phát biểu định chế độ về chiều dài của bé lắc đơn.

“Chu kỳ giao động của bé lắc đơn xấp xỉ với biên độ nhỏ , tại thuộc một địa điểm ,không phụ thuộc vào khối lượng với biên độ xấp xỉ của bé lắc mà tỉ lệ với căn bậc hai của độ dài của nhỏ lắc, theo công thức:

(T = asqrtl), cùng với (a = sqrtk), trong đó 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 bé lắc đơn xê dịch với biện độ (gốc lệch) nhỏ:

(T = 2πsqrtfraclg)

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

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

(g = frac4π^2a^2 = 10 (m/s^2))

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

Từ các tác dụng thực nghiệm suy ra: Chu kỳ xê dịch của bé lắc đơn xê dịch với biên độ nhỏ dại không phụ thuộc vào vào khối lượng với biên độ dao động của nhỏ lắc nhưng tỉ lệ với căn bậc hai của chiều nhiều năm l con lắc đối chọi và tỉ trọng nghịch với căn bậc hai của tốc độ rơi tự chính bởi nơi có tác dụng thí nghiệm, thông số tỉ lệ bằng: (frac2πsqrtg)

Vậy (T = 2πsqrtfraclg)

Câu Hỏi Và bài xích Tập

Bài 1 (trang 32 SGK vật Lý 12): dự kiến xem chu kì xê dịch T của một nhỏ lắc đơn nhờ vào vào hầu hết đại lượng đặc trưng l, m, α của nó như vậy nào? Làm cách nào để bình chọn từng dự kiến đó bằng thí nghiệm?

Lời giải:

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

Để kiểm soát từng dự kiến đó, ta cần tiến hành thí nghiệm biến hóa một đại lượng với giữ không thay đổi hai đại lượng còn lại.

Bài 2 (trang 32 SGK đồ Lý 12): Chu kì dao động của con lắc đối chọi có phụ thuộc vào khu vực làm thí nghiệm tuyệt không? Làm bí quyết nào nhằm phát hiện điều ấy bằng thí nghiệm?

Lời giải:

Dự đoán chu kì xê dịch của con lắc đơn phụ thuộc vào khu vực làm thí nghiệm, nhằm kiểm chứng dự đoán đó, ta cần tiến hành thí nghiệm với con lắc bao gồm chiều lâu năm không thay đổi tại đông đảo nơi không giống nhau.

Bài 3 (trang 32 SGK đồ dùng Lý 12): hoàn toàn có thể đo chu kì bé lắc đơn có chiều nhiều năm l phương pháp tính sai số bài 7 đồ vật Lý Lớp 10thuphikhongdung.vn

Lời kết

Qua nội dung bài bác thực hành điều tra thực nghiệm các định luật dao động của con lắc đối chọi này, các em cần thâu tóm nôi dung sau đây:

– rứa thật vững những kiến thưc về xê dịch cơ học

– Hiểu cách thực hiện thí nghiệm và xác minh chu kì của bé lắc đối kháng và con lắc lốc xoáy thẳng đứng

– tiếp nối tính tốc độ từ ngôi trường từ kết quả thí nghiệm với bé lắc đơn.

Xem thêm: Cách Chia Giấy A4 Thành 4 Phần Trong Word ? Cách Chia Tờ Giấy A4 Thành 4 Phần Trong Word

Trong quy trình học cùng cũng thế lại kiến thức nếu bao gồm gì vướn đôi mắt xin mời những em phản hồi ngay dưới đây nhé. thuphikhongdung.vn sẽ hộ trợ vồ cập và tìm hướng xử lý cho những bạn. Lời cuối xin chúc các bạn ọc giỏi vật lý 12 nhé.