Giải bài bác Tập vật Lý Lớp 12
Chương I: Dao Động Cơ
Bài 6: Thực Hành điều tra khảo sát Thực Nghiệm những Định cơ chế Dao Động Của con Lắc Đơn
Nội dung bài học này những em sẽ tiến hành ôn lại toàn thể kiến thức lí thuyết về chu kì xấp xỉ của bé lắc đơn. Cạnh bên đó, giúp các em phát hiển thị một định phương pháp vật lí, và biết cách ứng dụng công dụng để đo vận tốc để khẳng định gia tốc trọng trường tại địa điểm thí nghiệm. Qua bài học, những em sẽ được rèn luyện kỹ năng thực hành, luyện tập khéo léo các thao tác, trung thực, từ tin, đam mê tìm hiểu khoa học.
Bạn đang xem: Bài thực hành 1 vật lý 12
Tóm Tắt Lý Thyết
I. Mục đíchKhảo gần kề thực nghiệm để phát hiện ảnh hưởng của biên độ, khối lượng, chiều dài của nhỏ lắc đơn so với chu kì giao động T, từ kia tìm ra công thức tính chu kì (T = 2πsqrtfraclg) với ứng dụng gia tốc trọng ngôi trường g tại nơi làm thí nghiệm.
II. Lý lẽ thí nghiệmGồm:
Bộ cha quả nặng một số loại 50gSợi dây mảnh ko giãn dài khoảng 1mGiá thí nghiệm sử dụng treo nhỏ lắc đối chọi có cơ cấu tổ chức điều chỉnh chiều nhiều năm của nhỏ lắc đơn.Đồng hồ nước bấm giây (sai số ± 0,2s) hoặc đồng hồ đeo tay hiện số có cổng quang điện.Một thước đo chiều dài khoảng tầm 500mm.Một tờ giấy kẻ ô milimet.III. Triển khai thí nghiệm1. Chu kì dao động T của con lắc đơn phụ thuộc vào biên độ dao động như vậy nào?Tiến hành:
– Quả nặng 50g, chiều dài nhỏ lắc 1-1 50cm; kéo bé lắc lệch ngoài vị trí thăng bằng biên độ A = 3cm.
– Đo thời gian con lắc thực hiện 10 xấp xỉ toàn phần (mỗi lần đo thời gian, ta đo lặp lại 5 lần, rồi đem giá trung bình)
– triển khai phép đo bên trên với những giá trị không giống nhau của biên độ A (A = 3, 6, 9, 18cm)
Ghi hiệu quả 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 phương tiện về chu kì của con lắc đơn giao động với biên độ nhỏ.
Định luật: nhỏ lắc đơn xê dịch với biên độ bé dại ((α
Từ bảng số liệu: tuyên bố định phương pháp về trọng lượng của con lắc đối chọi dao động bé dại ((α 10^0)) không phụ thuộc vào cân nặng của nhỏ lắc.
3. Chu kì xấp xỉ T của nhỏ lắc đơn phụ thuộc vào vào chiều dài của bé lắc như vậy nào?
– Dùng bé lắc đối kháng có cân nặng là 50g, chiều dài là 50cm, Đo thời gian 10 xê dịch để xác minh chu kì (T_1)
– đổi khác chiều dài con lắc đơn, giữ nguyên khối lượng, đo thời gian 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 thứ thị biểu diễn sự dựa vào của T vào l. Rút ra thừa nhận xét
– Vẽ vật dụng thị biểu diễn sự nhờ vào của (T_2) vào l. Rút ra nhận xét
– tuyên bố định điều khoản về chiều nhiều năm của nhỏ lắc đơn.
4. Kết luận:
a. Trường đoản cú các công dụng nhận được nghỉ ngơi trên suy ra: Chu kỳ giao động của bé lắc solo với biên độ nhỏ, tại và một nơi, không phụ thuộc vào khối lượng và biên độ dao động của nhỏ lắc nhưng tỉ lệ cùng với căn bậc nhị chiều dài của con lắc theo công thức: (T = asqrtl)
Trong đó công dụng thí nghiệm mang lại ta giá trị a = 2,032
b. Theo phương pháp lí thuyết về chu kỳ giao động của bé lắc đơn xê dịch với biên độ nhỏ:
(T = 2πsqrtfraclg (*))
Trong kia (frac2πsqrtg ≈ 2) (với g lấy bởi (9,8m/s^2))
So sánh kết quả đo a cho thấy công thức (*) đã được nghiệm đúng.
c. Tính vận tốc trọng trường g tại địa điểm làm xem sét 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 gần kề Thực Nghiệm những Định cơ chế Dao Động Của nhỏ 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 giao động T. Từ đó tìm ra bí quyết ()(T = 2π sqrtfraclg) và ứng dụng tính vận tốc trọng ngôi trường g tại nơi làm thí nghiệm.
II. đại lý Lý Thuyết
1. Con lắc đơn có cấu tạo như nuốm nào? Chiều dài l của bé lắc đối kháng được đo như vậy nào?
Trả lời: con lắc solo có cấu tạo bao gồm 1 vật nhỏ dại có trọng lượng m được treo ở đầu của một tua dây ko dãn, khối lượng không xứng đáng kể, nhiều năm l. Chiều dài 1 rất cao so với form size quả cầu. Chiều nhiều năm của nhỏ lắc được xác định bằng cách đo khoảng cách từ điểm treo cố định đến trọng tâm của trái nặng.
Chiều nhiều năm l của nhỏ lắc đối chọi được đo bởi thước đo của giá thí nghiệm dùng treo nhỏ lắc đơn có cơ cấu điều chỉnh chiều dài con lắc đơn.
2. Bắt buộc làm vắt nào nhằm phát chỉ ra sự nhờ vào của chu kì xê dịch T của bé lắc đơn xấp xỉ với biên độ nhỏ vào biên độ dao động?
Trả lời: biến đổi biên độ dao động giữ nguyên các yếu hèn tố không giống quan gần kề sự thay đổi chu kì T ( trường hợp không đổi khác thì minh chứng T không phụ thuộc vào A). Hoặc đề bài bác cho sự biến hóa của các đại lượng như chiều dài, độ cao, nhiệt độ độ… thì chu kì cầm cố đổi.
3. Để phát hiện sự dựa vào chu kỳ xấp xỉ T của nhỏ lắc đơn giao động với biên độ bé dại vào chiều dài con lắc đơn ta khảo sát điều tra chu kỳ xê dịch T của bé lắc đối chọi với chiều lâu năm tăng dần, gồm 3 trường hợp hoàn toàn có thể xảy ra:
+ l tăng thì T giảm+ l tăng thì T không thay đổi hay không phụ thuộc T+ l tăng thì T tăng
4. Làm phương pháp nào để xác định chu kì T với không đúng số ΔT = 0,02s lúc dùng đồng hồ có kim giây? cho biết thêm sai số khi dùng đồng hồ này là ± 0,2s (gồm không đúng số chủ quan khi biết và không nên số dụng cụ).
Trả lời: ko đo thời hạn của một chu kì nữa, nhưng mà hãy đo thời hạn thực hiện những chu kỳ, càng những càng tốt. Lúc ấy sai số của một chu kỳ sẽ giảm.
Với trường đúng theo của bạn, nếu quăng quật qua các loại không nên số không giống (chỉ có sai số do phép tắc đo của khách hàng thôi) thì số chu kỳ luân hồi cần đo trong một lượt là:
(n = fracT_đcT = 10) chu kỳ
Cách khác: Trong quá trình đo t của đồng hồ đeo tay kim giây gồm sai số là 0,2s bao gồm sai số chủ quan khi bấm và sai số dụng cụ yêu cầu (Δ_t = n.Δ_T = 0,2 + 0,02 = 0,22s), cho nên vì vậy cần đo số dao động toàn phần N > 11 dao động.
Xem thêm: Bật Mí Mua Xe Grande Cũ Giá Bao Nhiêu Để Bạn Chi Tiền Không Phải Nghĩ Ngợi
III. Kết Quả
1. Khảo sát ảnh hưởng của biên độ dao động đối 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)
– phát biểu định qui định về chu kì của nhỏ lắc đơn xấp xỉ với biện độ nhỏ:
Trả lời: con lắc đơn dao động với biên độ nhỏ ((α > 10^0)) thì coi là dao đụng điều hòa, chu kỳ của nhỏ lắc khi ấy không dựa vào vào biên độ dao động.
2. Khảo sát ảnh hưởng của khối lượng m con lắc so 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 luân hồi (T_2 = 1.34 ± 0.00136)
Bảng kết quả: (m = 50g, m= 20g)
m (gam) | Thời gian 5 xê dịch t (s) | Chu kỳ T (s) |
50g | 6,55 | (T_1 = 1,31 ± 0,244) |
20g | 6,7 | (T_2 = 1,34 ± 0,20136) |
Phát biểu định cách thức về khối lượng của bé lắc đơn xấp xỉ với biên độ nhỏ:
Con nhấp lên xuống đơn dao động với biên độ bé dại ((α
Căn cứ các kết quả đo và tính được theo bảng 6.3, vẽ trang bị thị trình diễn sự nhờ vào của T và l và đồ thị phụ thuộc vào của (T^2) vào l.
Nhận xét:
a. Đường màn biểu diễn T = f(l) gồm dạng cong lên cho biết rằng: Chu kỳ xê dịch T phụ thuộc đồng biến tỉ lệ thành phần với căn bậc nhì độ dài nhỏ lắc đơn.
Đường biểu diễn (T^2 = f(l)) gồm dạng đường thẳng qua gốc tọa độ cho thấy rằng: bình phương chu kỳ xê dịch (T^2) tỉ lệ với độ dài bé lắc đối kháng . (T^2 = kl), suy ra (T = asqrtl).
– phát biểu định hiện tượng về chiều lâu năm của con lắc đơn.
“Chu kỳ xê dịch của nhỏ lắc đơn dao động với biên độ bé dại , tại thuộc một địa điểm ,không dựa vào vào khối lượng cùng biên độ xấp xỉ của con lắc mà tỉ trọng với căn bậc hai của độ lâu năm của bé lắc, theo công thức:
(T = asqrtl), cùng với (a = sqrtk), trong những số ấy a là thông số góc của đường màn trình diễn (T^2 = f(l)).
b. Công thức định hướng về chu kì xấp xỉ của con lắc đơn xấp xỉ 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 trường tại chỗ làm thí nghiệm:
(g = frac4π^2a^2 = 10 (m/s^2))
4. Khẳng định công thức về chu kỳ giao động của bé lắc đơn
Từ các tác dụng thực nghiệm suy ra: Chu kỳ dao động của bé lắc đơn dao động với biên độ nhỏ tuổi không phụ thuộc vào vào khối lượng cùng biên độ xê dịch của con lắc mà tỉ lệ với căn bậc hai của chiều lâu năm l nhỏ lắc đơn và tỉ trọng nghịch với căn bậc hai của tốc độ rơi tự chính do nơi làm thí nghiệm, hệ số tỉ lệ bằng: (frac2πsqrtg)
Vậy (T = 2πsqrtfraclg)
Câu Hỏi Và bài xích Tập
Bài 1 (trang 32 SGK vật Lý 12): dự đoán xem chu kì xê dịch T của một con lắc đơn phụ thuộc vào phần nhiều đại lượng đặc thù l, m, α của nó như vậy nào? Làm giải pháp nào để đánh giá từng dự đoán đó bằng thí nghiệm?
Lời giải:
Dự đoán chu kì T của nhỏ lắc đơn phụ thuộc vào vào đều đại lượng đặc trưng chiều lâu năm l, cân nặng vật nặng m, biên độ góc (α_0).
Để đánh giá từng dự đoán đó, ta cần thực hiện thí nghiệm đổi khác một đại lượng với giữ không đổi hai đại lượng còn lại.
Bài 2 (trang 32 SGK đồ Lý 12): Chu kì dao động của con lắc đối chọi có dựa vào vào khu vực làm thí nghiệm xuất xắc không? Làm bí quyết nào nhằm phát hiện điều đó bằng thí nghiệm?
Lời giải:
Dự đoán chu kì giao động của bé lắc đơn nhờ vào vào chỗ làm thí nghiệm, nhằm kiểm chứng dự đoán đó, ta cần tiến hành thí nghiệm với nhỏ lắc bao gồm chiều nhiều năm không thay đổi tại phần lớn nơi khác nhau.
Bài 3 (trang 32 SGK vật dụng Lý 12): hoàn toàn có thể đo chu kì con lắc solo có chiều lâu năm l Chú ý:
– Vẽ đồ dùng thị: địa thế căn cứ vào công dụng đo đề nghị chọn tỉ lệ xích phù hợp để vẽ trang bị thị cho bao gồm xác.
– Tính sai số với ghi kết quả:
+ sai số của l là Δl = 1mm = 0,1cm = 0,001m (với 1 chữ số tức là 1), phải chiều dài l yêu cầu lấy bậc thập phân tương ứng, lấy ví dụ l: 40cm ghi giá trị là l = 40,1cm xuất xắc 0,400m…
+ Nếu sử dụng máy đếm thời gian hiện số thì không nên số của t là Δt = 0,01s (khi dùng thang đo 99,99s)
(Nếu sử dụng đồng bấm giây thì không đúng số của t là Δt = 0,21s (tức là lấy hai chữ số tức là 21), nên thời gian t yêu cầu lấy bậc thập phân tương xứng (2 chữ số thập phân), ví dụ t = 10,125… s ghi là 10,12s))
+ không nên số của chu kì T là (ΔT = fracΔtn), ví như n = 1 (đo thời gian một dao động) thì ΔT = Δt = 0,01s. Lúc tính ΔT mang 1 chữ số có nghĩa là T cũng rước bậc thập phân tương ứng. Ví dụ: ghi T = 1,33s.
+ không đúng số của (T^2) là (Δ(T^2) = T^2(2fracΔTT) = 2T.ΔT), lúc tính sai số của (T^2) lấy 1 chữ số bao gồm nghĩa với tính (T^2) cũng lấy 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 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) khôn xiết nhỏ, ta bỏ qua), lúc tính không nên số của (fracT^2l) lấy 1 chữ số tất cả nghĩa với tính (fracT^2l) cũng rước bậc thập phân tương ứng.
Ví dụ: khi (T = 1,33s, l = 0,450m ⇒ fracT^2l = 3,9308s^2/s) và (Δ(fracT^2l) = 0,0591s^2/m) thì chỉ ghi tác dụng là: (Δ(fracT^2l) = 0,05s^2/m) với (fracT^2l = 3,93s^2/m) không nên số này cũng ghi vào bảng 6.3.