Báo cáo thực hành lý 12 con lắc đơn

Giải Bài Tập Vật Lý Lớp 12

Chương thơm I: Dao Động Cơ

Bài 6: Thực Hành Khảo Sát Thực Nghiệm Các Định Luật Dao Động Của Con Lắc Đơn

Nội dung bài học này các em sẽ tiến hành ôn lại toàn thể kiến thức và kỹ năng lí tmáu về chu kì dao động của con lắc đơn. Trong khi, góp những em vạc chỉ ra một định khí cụ thiết bị lí, với biết cách áp dụng kết quả nhằm đo tốc độ nhằm xác minh vận tốc trọng ngôi trường trên địa điểm thí điểm. Qua bài học, các em sẽ được rèn luyện năng lực thực hành, luyện tập khéo léo các thao tác, chân thực, tự tín, mê say mày mò công nghệ.

Bạn đang xem: Báo cáo thực hành lý 12 con lắc đơn

Tóm Tắt Lý Thyết

I. Mục đích

Khảo ngay cạnh thực nghiệm để phân phát hiện ảnh hưởng của biên độ, cân nặng, chiều dài của con nhấp lên xuống solo so với chu kì giao động T, từ kia tìm thấy công thức tính chu kì (T = 2πsqrtfraclg) với vận dụng tốc độ trọng trường g tại địa điểm làm cho nghiên cứu.

II. Dụng cố thí nghiệm

Gồm:

Bộ bố quả nặng nề nhiều loại 50gSợi dây mhình ảnh không giãn dài khoảng chừng 1mGiá thí điểm cần sử dụng treo nhỏ nhấp lên xuống đối chọi tất cả cơ cấu tổ chức điều chỉnh chiều nhiều năm của con lắc 1-1.Đồng hồ bnóng giây (không nên số ± 0,2s) hoặc đồng hồ thời trang hiện tại số bao gồm cổng quang điện.Một thước đo chiều dài khoảng chừng 500mm.Một tờ giấy kẻ ô milimet.III. Tiến hành thí nghiệm

1. Chu kì giao động T của con rung lắc đối chọi nhờ vào vào biên độ xấp xỉ như thế nào?Tiến hành:

– Quả nặng trĩu 50g, chiều lâu năm bé nhấp lên xuống 1-1 50cm; kéo nhỏ lắc lệch ngoài địa điểm cân bằng biên độ A = 3centimet.

– Đo thời hạn con lắc triển khai 10 giao động toàn phần (các lần đo thời hạn, ta đo tái diễn 5 lần, rồi rước giá chỉ trung bình)

– Thực hiện nay phép đo trên với những giá trị khác biệt 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 kết định cách thức về chu kì của con lắc đối kháng xê dịch cùng với biên độ nhỏ.

Định luật: Con rung lắc đối chọi giao động cùng với biên độ nhỏ ((α m (g)Thời gian 10 dao 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 mức sử dụng về khối lượng của bé nhấp lên xuống 1-1 xê dịch nhỏ ((α 10^0)) không phụ thuộc vào vào cân nặng của con nhấp lên xuống.

3. Chu kì dao động T của con nhấp lên xuống đối kháng nhờ vào vào chiều nhiều năm của bé nhấp lên xuống như thế nào?

– Dùng nhỏ nhấp lên xuống đơn bao gồm khối lượng là 50g, chiều lâu năm là 50cm, Đo thời gian 10 xê dịch nhằm khẳng định chu kì (T_1)

– Ttuyệt đổi chiều dài nhỏ rung lắc đối kháng, giữ nguyên khối lượng, đo thời hạn 10 dao động để tính chu kì (T_2) cùng (T_3)

Bảng 6.3:


Chiều lâu 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 thứ thị biểu diễn sự nhờ vào của T vào l. Rút ra dìm xét

– Vẽ trang bị thị trình diễn sự dựa vào của (T_2) vào l. Rút ra dấn xét

– Phát biểu định vẻ ngoài về chiều lâu năm của bé nhấp lên xuống đối chọi.

4. Kết luận:

a. Từ các kết quả nhận ra sinh sống trên suy ra: Chu kỳ xê dịch của con lắc đối kháng với biên độ nhỏ dại, tại cùng một vị trí, không dựa vào vào khối lượng với biên độ dao động của bé lắc nhưng tỉ trọng cùng với cnạp năng lượng bậc hai chiều nhiều năm của con nhấp lên xuống theo công thức: (T = asqrtl)

Trong số đó tác dụng thí điểm đến ta giá trị a = 2,032

b. Theo bí quyết lí thuyết về chu kỳ dao động của nhỏ nhấp lên xuống đối kháng xấp xỉ với biên độ nhỏ:

(T = 2πsqrtfraclg (*))

Trong đó (frac2πsqrtg ≈ 2) (cùng với g rước bằng (9,8m/s^2))

So sánh hiệu quả đo a cho thấy thêm phương pháp (*) đã làm được nghiệm đúng.

c. Tính tốc độ trọng trường g trên nơi làm thí nghiệm theo quý hiếm a thu được tự thực nghiệm.

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

Báo Cáo Thực Hành Khảo Sát Thực Nghiệm Các Định Luật Dao Động Của Con Lắc Đơn

I. Mục Đích Thực Hành

Phát hiện nay ảnh hưởng của biên độ, cân nặng, chiều dài nhỏ lắc 1-1 đối với chu kỳ luân hồi xấp xỉ T. Từ đó tìm ra phương pháp ()(T = 2π sqrtfraclg) và ứng dụng tính gia tốc trọng trường g tại địa điểm làm thử nghiệm.

II. Cơ Ssinh hoạt Lý Thuyết

1. Con rung lắc 1-1 gồm cấu tạo như vậy nào? Chiều dài l của bé lắc đối kháng được đo như vậy nào?

Trả lời: Con nhấp lên xuống đối chọi gồm cấu tạo bao gồm một đồ gia dụng nhỏ có cân nặng m được treo ở đầu của một gai dây không dãn, cân nặng không đáng chú ý, nhiều năm l. Chiều lâu năm 1 rất to lớn đối với kích cỡ trái cầu. Chiều nhiều năm của nhỏ lắc được xác minh bằng phương pháp đo khoảng cách tự điểm treo cố định và thắt chặt mang lại trọng tâm của quả nặng.

Chiều lâu năm l của con lắc đối chọi được đo bằng thước đo của giá thí nghiệm cần sử dụng treo bé rung lắc đối kháng bao gồm cơ cấu tổ chức điều chỉnh chiều lâu năm con rung lắc 1-1.

2. Cần có tác dụng cố kỉnh như thế nào để phân phát hiển thị sự nhờ vào của chu kì giao động T của nhỏ rung lắc đối kháng dao động với biên độ nhỏ tuổi vào biên độ dao động?

Trả lời: Txuất xắc đổi biên độ giao động giữ nguyên những nhân tố khác quan lại tiếp giáp sự thay đổi chu kì T ( nếu như không thay đổi thì chứng minh T ko nhờ vào vào A). Hoặc đề bài xích cho việc biến hóa của các đại lượng nlỗi chiều nhiều năm, độ cao, nhiệt độ độ… thì chu kì chuyển đổi.

3. Để phân phát hiện tại sự phụ thuộc chu kỳ xấp xỉ T của nhỏ nhấp lên xuống đối kháng dao động với biên độ nhỏ dại vào chiều dài con nhấp lên xuống đơn ta điều tra khảo sát chu kỳ xê dịch T của bé lắc đơn với chiều nhiều năm tăng mạnh, bao gồm 3 ngôi trường phù hợp có thể xảy ra:

+ l tăng thì T giảm+ l tăng thì T không đổi hay là không phụ thuộc vào T+ l tăng thì T tăng

4. Làm cách như thế nào để xác minh chu kì T với không nên số ΔT = 0,02s khi dùng đồng hồ đeo tay có kyên ổn giây? Cho biết sai số khi sử dụng đồng hồ đeo tay này là ± 0,2s (gồm không đúng số khinh suất lúc biết với không đúng số dụng cụ).

Trả lời: Không đo thời gian của một chu kì nữa, mà hãy đo thời hạn thực hiện những chu kỳ, càng các càng xuất sắc. lúc kia không đúng số của một chu kỳ luân hồi đã sút.

Với trường vừa lòng của chúng ta, ví như bỏ qua các loại không nên số khác (chỉ bao gồm sai số vị phương tiện đo của công ty thôi) thì số chu kỳ phải đo trong một đợt là:

(n = fracT_đcT = 10) chu kỳ

Cách khác: Trong quá trình đo t của đồng hồ thời trang kyên giây gồm không đúng số là 0,2s bao hàm không đúng số khinh suất Khi bnóng với sai số cách thức buộc phải (Δ_t = n.Δ_T = 0,2 + 0,02 = 0,22s), vì thế đề nghị đo số giao động toàn phần N > 11 dao động.

Xem thêm:

III. Kết Quả

1. Khảo gần kề tác động của biên độ dao động so với chu kì T của con lắc đối chọi.

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

– Phát biểu định chính sách về chu kì của con lắc đối kháng dao động cùng với biện độ nhỏ:

Trả lời: Con nhấp lên xuống đối kháng dao động với biên độ nhỏ ((α > 10^0)) thì xem như là dao động ổn định, chu kỳ của nhỏ lắc khi ấy không dựa vào vào biên độ dao động.

2. Khảo gần kề ảnh hưởng của khối lượng m con nhấp lên xuống so với chu kỳ luân hồi T

Với độ lâu năm l = 45(cm) không đổi:

– Con rung lắc (m_1= 50g) gồm chu kỳ luân hồi (T_1 = 1,31 ± 0.044)

– Con rung 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 lý lẽ về cân nặng của bé lắc solo xê dịch với biên độ nhỏ:

Con rung lắc solo dao động với biên độ nhỏ tuổi ((α Chiều nhiều 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 uống cđọng các kết quả đo và tính được theo bảng 6.3, vẽ đồ vật thị biểu diễn sự dựa vào của T với l cùng đồ thị dựa vào của (T^2) vào l.

*

*

Nhận xét:

a. Đường biểu diễn T = f(l) gồm dạng cong lên cho thấy rằng: Chu kỳ xê dịch T dựa vào đồng biến tỉ lệ cùng với căn uống bậc hai độ dài con rung lắc 1-1.

Đường trình diễn (T^2 = f(l)) tất cả dạng mặt đường trực tiếp qua gốc tọa độ cho thấy thêm rằng: bình phương thơm chu kỳ luân hồi giao động (T^2) tỉ lệ với độ nhiều năm nhỏ rung lắc đối kháng . (T^2 = kl), suy ra (T = asqrtl).

– Phát biểu định giải pháp về chiều nhiều năm của con nhấp lên xuống đơn.

“Chu kỳ xấp xỉ của con lắc đối kháng xấp xỉ với biên độ nhỏ tuổi , trên cùng một khu vực ,không nhờ vào vào khối lượng và biên độ xấp xỉ của con lắc cơ mà tỉ lệ thành phần cùng với cnạp năng lượng bậc hai của độ lâu năm của con lắc, theo công thức:

(T = asqrtl), cùng với (a = sqrtk), trong đó a là hệ số góc của con đường màn biểu diễn (T^2 = f(l)).

b. Công thức lý thuyết về chu kì giao động của nhỏ lắc solo dao động với biện độ (nơi bắt đầu lệch) nhỏ:

(T = 2πsqrtfraclg)

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

Từ kia tính được tốc độ vào ngôi trường tại khu vực có tác dụng thí nghiệm:

(g = frac4π^2a^2 = 10 (m/s^2))

4. Xác định cách làm về chu kỳ xê dịch của bé nhấp lên xuống đơn

Từ các tác dụng thực nghiệm suy ra: Chu kỳ xê dịch của bé lắc đối kháng dao động với biên độ nhỏ ko nhờ vào vào khối lượng cùng biên độ xấp xỉ của nhỏ lắc mà lại tỉ trọng với cnạp năng lượng bậc hai của chiều nhiều năm l con nhấp lên xuống đơn và tỉ trọng nghịch với cnạp năng lượng bậc hai của gia tốc rơi trường đoản cú chính vì chỗ có tác dụng nghiên cứu, hệ số tỉ lệ thành phần bằng: (frac2πsqrtg)

Vậy (T = 2πsqrtfraclg)

Câu Hỏi Và Bài Tập

Bài 1 (trang 32 SGK Vật Lý 12): Dự đoán coi chu kì xê dịch T của một con nhấp lên xuống solo dựa vào vào rất nhiều đại lượng đặc thù l, m, α của chính nó như vậy nào? Làm biện pháp làm sao nhằm đánh giá từng dự đoán kia bằng thí nghiệm?

Lời giải:

Dự đân oán chu kì T của nhỏ rung lắc đơn dựa vào vào đa số đại lượng đặc trưng chiều nhiều năm l, khối lượng đồ gia dụng nặng trĩu m, biên độ góc (α_0).

Để bình chọn từng dự đoán thù đó, ta buộc phải tiến hành xem sét chuyển đổi một đại lượng và giữ không thay đổi hai đại lượng còn lại.

Bài 2 (trang 32 SGK Vật Lý 12): Chu kì xấp xỉ của bé lắc đối kháng tất cả dựa vào vào vị trí làm cho thí nghiệm tốt không? Làm giải pháp nào nhằm phân phát hiện nay điều này bằng thí nghiệm?

Lời giải:

Dự đân oán chu kì dao động của con lắc đối chọi nhờ vào vào chỗ làm nghiên cứu, để kiểm hội chứng dự đân oán đó, ta phải triển khai phân tách cùng với con rung lắc có chiều lâu năm không thay đổi trên đa số khu vực khác nhau.

Bài 3 (trang 32 SGK Vật Lý 12): cũng có thể đo chu kì con lắc 1-1 tất cả chiều nhiều năm l Chú ý:

– Vẽ vật thị: Căn uống cứ vào tác dụng đo đề nghị lựa chọn tỉ lệ xích tương thích để vẽ đồ thị mang lại đúng mực.

– Tính không nên số cùng ghi kết quả:

+ Sai số của l là Δl = 1mm = 0,1cm = 0,001m (với cùng 1 chữ số Có nghĩa là 1), bắt buộc chiều lâu năm l cần lấy bậc thập phân khớp ứng, ví dụ l: 40cm ghi quý giá là l = 40,1centimet xuất xắc 0,400m…

+ Nếu sử dụng vật dụng đếm thời gian hiện nay số thì sai số của t là Δt = 0,01s (khi sử dụng thang đo 99,99s)

(Nếu dùng đồng bấm giây thì không nên số của t là Δt = 0,21s (Tức là đem nhì chữ số Có nghĩa là 21), yêu cầu thời hạn t phải mang bậc thập phân khớp ứng (2 chữ số thập phân), ví dụ t = 10,125… s ghi là 10,12s))

+ Sai số của chu kì T là (ΔT = fracΔtn), giả dụ n = 1 (đo thời gian một dao động) thì ΔT = Δt = 0,01s. khi tính ΔT mang 1 chữ số Tức là T cũng mang bậc thập phân khớp ứng. Ví dụ: ghi T = 1,33s.

+ Sai số của (T^2) là (Δ(T^2) = T^2(2fracΔTT) = 2T.ΔT), khi tính không đúng số của (T^2) đem 1 chữ số bao gồm nghĩa cùng tính (T^2) cũng rước bậc thập phân khớp ứng. lấy một 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). Sai số này cũng ghi vào bảng 6.3.

+ Sai số của (fracT^2l) là (Δ(fracT^2l) = fracT^2l(frac2ΔTT + fracΔll) ≈ frac2T.ΔTl = fracΔ(T^2)l) (bởi (fracΔll) cực kỳ bé dại, ta quăng quật qua), Lúc tính không nên số của (fracT^2l) rước 1 chữ số bao gồm nghĩa cùng tính (fracT^2l) cũng lấy bậc thập phân khớp ứng.

Xem thêm:

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 tác dụng là: (Δ(fracT^2l) = 0,05s^2/m) và (fracT^2l = 3,93s^2/m) Sai số này cũng ghi vào bảng 6.3.