Báo cáo thực hành: Khảo sát thực nghiệm các định luật dao động của con lắc đơn

Bài 6: Thực hành: Khảo sát thực nghiệm các định luật dao động của con lắc đơn

Báo cáo thực hành

Khảo sát thực nghiệm các định luật dao động của con lắc đơn

Quảng cáo

I. MỤC ĐÍCH THỰC HÀNH

+ Phát hiện tác động ảnh hưởng của biên độ, khối lượng, chiều dài con lắc đơn so với chu kỳ luân hồi xê dịch T.

   + Từ đó tìm ra công thức

và ứng dụng tính gia tốc trọng trường g tại nơi làm thí nghiệm.

II. CƠ SỞ LÍ THUYẾT

Trả lời các câu hỏi SGK

1. Con lắc đơn có cấu tạo gồm 1 vật nhỏ có khối lượng m được treo ở đầu của một sợi dây không dãn, khối lượng không đáng kể, dài l. Chiều dài 1 rất lớn so với kích thước quả cầu. Chiều dài của con lắc được xác định bằng cách đo khoảng cách từ điểm treo cố định đến trọng tâm của quả nặng.

Chiều dài l của con lắc đơn được đo bằng thước đo của giá thí nghiệm dùng treo con lắc đơn có cơ cấu tổ chức kiểm soát và điều chỉnh chiều dài con lắc đơn .

Quảng cáo

2. Để phát hiện sự phụ thuộc của chu kì dao động T của con lắc đơn dao động với biên độ nhỏ vào biên độ dao động, ta xác định các chu kì dao động của cùng một con lắc với chiều dài 1 không đổi, nhưng có biên độ A thay đổi. Đo thời gian dao động có biên độ A khác nhau.

3. Để phát hiện sự phụ thuộc chu kỳ dao động T của con lắc đơn dao động với biên độ nhỏ vào chiều dài con lắc đơn ta khảo sát chu kỳ dao động T của con lắc đơn với chiều dài tăng dần, có 3 trường hợp có thể xảy ra:

+ l tăng thì T giảm
+ l tăng thì T không đổi hay l không phụ thuộcT
+ l tăng thì T tăng

4. Để xác định chu kì T với sai số ΔT = 0,02s khi dùng đồng hồ có kim giây. Ta cần đo thời gian t của N dao động toàn phần.

Trong quy trình đo t của đồng hồ đeo tay kim giây có sai số là 0,2 s gồm có sai số chủ quan khi bấm và sai số dụng cụ nên Δt = n. ΔT = 0,2 + 0,02 = 0,22 s, do đó cần đo số giao động toàn phần N > 11 giao động .

III. KẾT QUẢ

1. Khảo sát ảnh hưởng của biên độ dao động đối với chu kỳ T của con lắc đơn.

– Chu kỳ T1 = t1 / 10 = 1,432 s ; T2 = t2 / 10 = 1,412 s ; T3 = t3 / 10 = 1,454 s .

Quảng cáo

– Phát biểu định luật về chu kỳ luân hồi của con lắc đơn giao động với biên độ nhỏ :
Con lắc đơn xê dịch với biên độ nhỏ ( α > 10 o ) thì coi là giao động điều hòa, chu kỳ luân hồi của con lắc khi đó không phụ thuộc vào vào biên độ xê dịch .

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

+ Con lắc khối lượng mA có chu kỳ luân hồi TA = 1,416 ± 0,026
+ Con lắc khối lượng mB có chu kỳ luân hồi TB = 1,422 ± 0,020
+ Con lắc khối lượng mC có chu kỳ luân hồi TC = 1,436 ± 0,028
Phát biểu định luật về khối lượng của con lắc đơn :
Chu kỳ của con lắc đơn xê dịch nhỏ ( α > 10 o ) không phụ thuộc vào vào khối lượng của con lắc .

3. Khảo sát ảnh hưởng của chiều dài con lắc đơn l đối với chu kỳ dao động T

Căn cứ những hiệu quả đo và tính được theo bảng 6.3, vẽ đồ thị trình diễn sự phụ thuộc vào của T vào l và đồ thị của T2 vào l :


Nhận xét :
a ) Đường biểu diễn T = f ( l ) có dạng cong lên cho thấy rằng : Chu kỳ giao động T nhờ vào đồng biến với độ dài con lắc đơn .
Đường biểu diễn T2 = F ( l ) có dạng đường thẳng qua gốc tọa độ cho thấy rằng : Bình phương chu kỳ luân hồi giao động T2 tỷ suất với độ dài con lắc đơn. T2 = k. l, suy ra T = a √ l
– Phát biểu định luật về chiều dài của con lắc đơn :
“ Chu kỳ giao động của con lắc đơn với biên độ nhỏ, tại cùng một nơi, không nhờ vào vào khối lượng và biên độ giao động của con lắc mà tỉ lệ với căn bậc hai chiều dài của con lắc theo công thức : T = a √ l với a = √ k trong đó a là thông số góc của đường biểu diễn T2 = F ( l ) .
b ) Công thức lí thuyết về chu kỳ luân hồi xê dịch của con lắc đơn xê dịch với biên độ nhỏ :

Đã được nghiệm đúng, với tỉ số

Từ đó tính được tần suất trọng trường g tại nơi làm thí nghiệm :

4. Xác định công thức về chu kỳ dao động của con lắc đơn:
Từ các kết quả thực nghiệm suy ra: Chu kỳ dao động của con lắc đơn dao động điều hòa với biên độ nhỏ không phụ thuộc vào khối lượng và biên độ dao động của con lắc mà tỉ lệ với căn bậc hai chiều dài l của con lắc đơn và tỉ lệ nghịch với căn bậc hai của gia tốc rơi tự do tại nơi làm thí nghiệm, hệ số tỉ lệ bằng

Vậy

Các bài giải bài tập Vật lý 12 bài 6 khác :

Ngân hàng trắc nghiệm miễn phí ôn thi THPT Quốc Gia tại khoahoc.vietjack.com

bai-6-thuc-hanh-khao-sat-thuc-nghiem-cac-dinh-luat-dao-dong-cua-con-lac-don.jsp

Source: https://laodongdongnai.vn
Category: Chia Sẻ Kiến Thức