Hoạt động trang 48 Vật Lí 10: Nhận xét và đánh giá kết quả thí nghiệm

1. Hãy tính giá trị trung bình và sai số tuyệt đối của phép đo gia tốc rơi tự do.

2. Tại sao lại dùng trụ thép làm vật rơi trong thí nghiệm? Có thể dùng viên bi thép được không? Giải thích tại sao.

3. Vẽ đồ thị mô tả mối quan hệ s và t² trên hệ tọa độ (s – t²).

4. Nhận xét chung về dạng của đồ thị mô tả mối quan hệ s và t² rồi rút ra kết luận về tính chất của chuyển động rơi tự do.

5. Hãy đề xuất một phương án thí nghiệm khác để đo gia tốc rơi tự do của trụ thép.

Lời giải:

1. Tham khảo bảng kết quả dưới đây:

Xử lí kết quả với phép đo khi chọn quãng đường s = 0,3 m

Gia tốc trong lần đo 1: $g_1=\frac{2s}{t_1^2}=\frac{2.0,3}{0,{247}^2}=9,835m/s^2$

Gia tốc trong lần đo 2: $g_2=\frac{2s}{t_2^2}=\frac{2.0,3}{0,{248}^2}=9,756m/s^2$

Gia tốc trong lần đo 3: $g_3=\frac{2s}{t_3^2}=\frac{2.0,3}{0,{246}^2}=9,915m/s^2$

Gia tốc trong lần đo 4: $g_4=\frac{2s}{t_4^2}=\frac{2.0,3}{0,{245}^2}=9,996m/s^2$

Gia tốc trong lần đo 5: $g_5=\frac{2s}{t_5^2}=\frac{2.0,3}{0,{249}^2}=9,677m/s^2$

Gia tốc trung bình:

$\overline{g}=\frac{9,835+9,756+9,915+9,996+9,677}{5}=9,8358m/s^2$

Sai số tuyệt đối của gia tốc trong các lần đo:

$\Delta g_1=\left|\overline{g}-g_1\right|=\left|9,8358-9,835\right|=0,0008$

$\Delta g_2=\left|\overline{g}-g_2\right|=\left|9,8358-9,756\right|=0,0798$

$\Delta g_3=\left|\overline{g}-g_3\right|=\left|9,8358-9,915\right|=0,0792$

$\Delta g_4=\left|\overline{g}-g_4\right|=\left|9,8358-9,996\right|=0,1602$

$\Delta g_5=\left|\overline{g}-g_5\right|=\left|9,8358-9,677\right|=0,1588$

Sai số tuyệt đối trung bình: $\overline{\Delta g}=\frac{\Delta g_1+\Delta g_2+\Delta g_3+\Delta g_4+\Delta g_5}{5}=0,096$

Kết quả: $g=9,836\pm 0,096$ (m/s²)

Ứng với các quãng đường khác thực hiện phép tính tương tự.

2. Dùng trụ thép làm vật rơi trong thí nghiệm vì trong quá trình rơi trụ thép chịu tác dụng của lực cản nhỏ hơn rất nhiều so với trọng lượng nên có thể coi chuyển động là rơi tự do. Ta hoàn toàn có thể thay trụ thép bằng viên bi thép được vì lực cản lên bi thép cũng rất nhỏ so với trọng lượng bi nên có thể bỏ qua lực cản này để coi chuyển động là rơi tự do.

3. Xử lí số liệu để vẽ đồ thị mô tả mối quan hệ s và t².

Đồ thị mô tả mối quan hệ s và t²

4. Đồ thị s-t² có dạng đoạn thẳng nên quãng đường s tỉ lệ với bình phương thời gian, suy ra chuyển động rơi tự do là chuyển động nhanh dần đều.

5. Phương án thí nghiệm khác: Thả rơi 1 vật rồi sử dụng máy quay ghi lại quá trình rơi đó, sau đó sử dụng phần mềm phân tích video để xác định được gia tốc rơi của vật.