Thực hành lý 12 con lắc đơn

     

Giải bài xích Tập đồ gia dụng Lý Lớp 12

Chương I: Dao Động Cơ

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

Nội dung bài học này các em sẽ tiến hành ôn lại toàn cục kiến thức lí thuyết về chu kì dao động của con lắc đơn. Sát bên đó, giúp các em phát hiện ra một định hình thức vật lí, và biết phương pháp ứng dụng hiệu quả để đo tốc độ để xác minh gia tốc trọng trường tại khu vực thí nghiệm. Qua bài xích học, các em sẽ được rèn luyện năng lực thực hành, luyện tập khôn khéo các thao tác, trung thực, trường đoản cú tin, đam mê mày mò khoa học.

Bạn đang xem: Thực hành lý 12 con lắc đơn

Tóm Tắt Lý Thyết

I. Mục đích

Khảo cạnh bên thực nghiệm để phát hiện ảnh hưởng của biên độ, khối lượng, chiều nhiều năm của con lắc đơn đối với chu kì xê dịch T, từ đó tìm ra phương pháp tính chu kì (T = 2πsqrtfraclg) cùng ứng dụng gia tốc trọng ngôi trường g tại khu vực làm thí nghiệm.

II. Biện pháp thí nghiệm

Gồm:

Bộ ba quả nặng nhiều loại 50gSợi dây mảnh không giãn dài khoảng chừng 1mGiá thí nghiệm dùng treo con lắc 1-1 có tổ chức 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 tầm 500mm.Một tờ giấy kẻ ô milimet.III. Triển khai thí nghiệm

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

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

– Đo thời hạn con lắc triển khai 10 xấp xỉ toàn phần (mỗi lần đo thời gian, ta đo tái diễn 5 lần, rồi mang 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 công 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 qui định về chu kì của nhỏ lắc đơn dao động với biên độ nhỏ.

Định luật: con lắc đơn giao động với biên độ bé 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: phát biểu định chính sách về trọng lượng của con lắc đối kháng dao động nhỏ dại ((α 10^0)) không nhờ vào vào khối lượng của bé lắc.

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

– Dùng bé lắc 1-1 có cân nặng là 50g, chiều lâu năm là 50cm, Đo thời gian 10 xấp xỉ để xác định chu kì (T_1)

– thay đổi chiều dài nhỏ lắc đơn, không thay đổi khối lượng, đo thời hạn 10 xê dịch 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 trình diễn sự phụ thuộc vào của T vào l. Rút ra nhận xét

– Vẽ thiết bị thị màn trình diễn sự dựa vào của (T_2) vào l. Rút ra nhận xét

– tuyên bố định lao lý về chiều lâu năm của con lắc đơn.

4. Kết luận:

a. Trường đoản cú các tác dụng nhận được làm việc trên suy ra: Chu kỳ dao động của nhỏ lắc đối kháng với biên độ nhỏ, tại và một nơi, không nhờ vào vào cân nặng và biên độ giao động của con lắc mà lại tỉ lệ với căn bậc nhị chiều lâu năm của nhỏ lắc theo công thức: (T = asqrtl)

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

b. Theo phương pháp lí thuyết về chu kỳ xấp xỉ của con lắc đơn xấp xỉ với biên độ nhỏ:

(T = 2πsqrtfraclg (*))

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

So sánh tác dụng đo a cho biết thêm công thức (*) đã có nghiệm đúng.

c. Tính gia tốc trọng trường g tại địa điểm làm thí điểm theo quý 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 nguyên tắc Dao Động Của nhỏ Lắc Đơn

I. Mục Đích Thực Hành

Phát hiện tác động của biên độ, khối lượng, chiều dài con lắc đơn đối với chu kỳ giao động T. Từ đó tìm ra bí quyết ()(T = 2π sqrtfraclg) và ứng dụng tính tốc độ trọng ngôi trường g tại vị trí làm thí nghiệm.

II. Cơ sở Lý Thuyết

1. Con lắc solo có kết cấu như cố nào? Chiều lâu năm l của con lắc đối chọi được đo như thế nào?

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

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

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

Trả lời: thay đổi biên độ dao động không thay đổi các yếu ớt tố khác quan gần kề sự biến đổi chu kì T ( ví như không đổi khác thì chứng minh T không dựa vào vào A). Hoặc đề bài bác cho sự chuyển đổi của những đại lượng như chiều dài, độ cao, sức nóng độ… thì chu kì ráng đổi.

3. Để phát hiện tại sự phụ thuộc chu kỳ xấp xỉ T của bé lắc đơn xấp xỉ với biên độ nhỏ dại vào chiều dài con lắc solo ta khảo sát chu kỳ dao động T của nhỏ lắc solo với chiều nhiều năm tăng dần, có 3 ngôi trường hợp hoàn toàn 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 cách nào để xác định chu kì T với không đúng số ΔT = 0,02s khi dùng đồng hồ có kim giây? cho thấy thêm sai số khi dùng đồng hồ thời trang này là ± 0,2s (gồm không nên số nhà quan khi biết và sai số dụng cụ).

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

Xem thêm: Top 17 Vẽ Chép Họa Tiết Trang Trí Dân Tộc Mới Nhất 2022, Top 7 Họa Tiết Trang Trí Dân Tộc Đơn Giản 2022

Với trường vừa lòng của bạn, nếu bỏ qua những loại không nên số khác (chỉ gồm sai số do qui định đo của khách hàng thôi) thì số chu kỳ cần đo trong một lần 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 bắt buộc (Δ_t = n.Δ_T = 0,2 + 0,02 = 0,22s), cho nên vì thế cần đo số dao 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 biện pháp về chu kì của nhỏ lắc đơn xấp xỉ với biện độ nhỏ:

Trả lời: nhỏ lắc đơn dao động với biên độ nhỏ ((α > 10^0)) thì coi là dao hễ điều hòa, chu kỳ của con lắc khi ấy không phụ thuộc vào biên độ dao động.

2. Khảo sát tác động của cân nặng m nhỏ lắc so với chu kỳ T

Với độ dài l = 45(cm) ko đổi:

– nhỏ lắc (m_1= 50g) có chu kỳ luân hồi (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 giao 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 phương pháp về khối lượng của bé lắc đơn dao động với biên độ nhỏ:

Con rung lắc đơn xấp xỉ với biên độ nhỏ tuổi ((α Chiều dài 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 cùng tính được theo bảng 6.3, vẽ thứ thị màn trình diễn sự nhờ vào của T với l và đồ thị nhờ vào của (T^2) vào l.

*

*

Nhận xét:

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

Đường màn trình diễn (T^2 = f(l)) bao gồm dạng đường thẳng qua nơi bắt đầu tọa độ cho thấy rằng: bình phương chu kỳ xê dịch (T^2) tỉ lệ với độ dài nhỏ lắc solo . (T^2 = kl), suy ra (T = asqrtl).

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

“Chu kỳ giao động của bé lắc đơn xấp xỉ với biên độ bé dại , tại thuộc một nơi ,không phụ thuộc vào vào khối lượng và biên độ giao động của bé lắc mà tỉ lệ thành phần với căn bậc hai của độ dài của bé 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 định hướng về chu kì dao động của bé lắc đơn dao động với biện độ (gốc lệch) nhỏ:

(T = 2πsqrtfraclg)

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

Từ đó tính được vận tốc trong trường tại khu vực làm thí nghiệm:

(g = frac4π^2a^2 = 10 (m/s^2))

4. Xác minh công thức về chu kỳ xấp xỉ của nhỏ lắc đơn

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

Vậy (T = 2πsqrtfraclg)

Câu Hỏi Và bài bác Tập

Bài 1 (trang 32 SGK đồ Lý 12): dự đoán xem chu kì xấp xỉ T của một nhỏ lắc đơn nhờ vào vào rất nhiều đại lượng đặc thù l, m, α của nó như vậy nào? Làm giải pháp nào để kiểm tra từng dự đoán đó bằng thí nghiệm?

Lời giải:

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

Để bình chọn từng dự đoán đó, ta cần tiến hành thí nghiệm biến đổi một đại lượng với giữ không thay đổi hai đại lượng còn lại.

Bài 2 (trang 32 SGK vật Lý 12): Chu kì giao động của bé lắc đối kháng có dựa vào vào nơi làm thí nghiệm xuất xắc không? Làm cách nào nhằm phát hiện điều ấy bằng thí nghiệm?

Lời giải:

Dự đoán chu kì xấp xỉ của bé lắc đơn nhờ vào vào khu vực làm thí nghiệm, để kiểm chứng dự kiến đó, ta cần triển khai thí nghiệm với nhỏ lắc gồm chiều nhiều năm không thay đổi tại mọi nơi khác nhau.

Bài 3 (trang 32 SGK vật Lý 12): hoàn toàn có thể đo chu kì con lắc solo có chiều dài l phương pháp tính sai số bài bác 7 vật Lý Lớp 10truongsontay.com

Lời kết

Qua nội dung bài thực hành điều tra khảo sát thực nghiệm các định luật xê dịch của nhỏ lắc đối chọi này, các em cần thâu tóm nôi dung sau đây:

– nắm thật vững những kiến thưc về xấp xỉ cơ học

– Hiểu giải pháp thí nghiệm và xác minh chu kì của con lắc đối kháng và con lắc lò xo thẳng đứng

– kế tiếp tính tốc độ từ trường từ hiệu quả thí nghiệm với bé lắc đơn.

Xem thêm: Anh Cứ Đi Đi Đi - Lời Bài Hát: Anh Cứ Đi Đi

Trong quy trình học cùng cũng ráng lại kiến thức và kỹ năng nếu gồm gì vướn đôi mắt xin mời các em comment ngay dưới đây nhé. truongsontay.com đang hộ trợ thân thiết và tra cứu hướng giải quyết và xử lý cho những bạn. Lời cuối xin chúc các bạn ọc tốt vật lý 12 nhé.