SÁCH HDSD MƠN VẬT LÝ LỚP 12
THÍ NGHIỆM VẬT LÝ THỰC HÀNH
BÀI SỐ 1: KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN VÀ CON LẮC LÒ XO. HIỆN
TƯNG CỘNG HƯỞNG CỦA CON LẮC ĐƠN.
DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM:
1. Gía đỡ bằng nhôm, cao 75 cm, có thanh ngang treo con lắc.
2. Đế 3 chân bằng sắt,có hệ vít chỉnh thăng bằng.
3. Thước thẳng dài 700mm, gắn trên giá đỡ.
4. Bộ 2 viên bi thép khối lượng khác nhau có móc treo.
5. Dây sợi tổng hợp, mảnh, không dãn, dài 70cm.
6. Ròng rọc bằng nhựa, đường kính D = 5cm, có khung đỡ trục quay.
7. Thanh ke nhôm, dài 10cm.
8. Bộ 2 lò xo xoắn có độ cứng khác nhau.
9. Bộ 3 quả nặng 50g, lồng trên thanh trụ có lỗ treo ở một đầu.
10. Bộ cộng hưởng cơ, có 3 con lắc đơn, 1 con lắc chủ, 1 thanh treo có trục quay.
11. Đồng hồ đo thời gian hiện số, có 2 thang đo 9,999 s và 99,99 s.
12. Cổng quang điện hồng ngoại, có trụ thép dài 10 cm, day nối và giắc cắm 5 chân.
Cơng Ty TNHH Thiết Bị Giáo Dục Hồng Anh Trang 1
Hình 1.Bộ thiết bị thí nghiệm
Khảo sát dao đơng của con lắc đơn và con lắc lò xo.Cộng hưởng con lắc đơn
SÁCH HDSD MƠN VẬT LÝ LỚP 12
PHẦN I: KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN.
I/MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM:
- Khảo sát ảnh hưởng của biên độ α , khối lượng m của quả nặng và độ dài l của day treo đối
với chu kì dao động T của con lắc đơn.
- Xác đònh gia tốc trọng trường g bằng con lắc đơn theo công thức:
2
2
**4
T
l

khoảng
1
a
= 30 mm.Kéo viên bi đến vò trí đối diện
cửa sổ của cổng quang điện, rồi buông tay thả cho con lắc dao động không vận tốc đầu.Khi đó biên
độ dao động của con lắc đơn bằng
1
α
( với
06,0
500
30
tan
1
1
1
===
l
a
α
thì
o
5,3
1
≈
α
Sau 2 – 3 dao động, bấm nut RESET trên mặt đồng hồ đo thời gian hiện số để tiến hành đo từng
chu kì dao động T của con lắc đơn.Thực hiện 3 lần phèp đo này.Ghi giá trò của T trong mổi lần đo
vào bảng 1.
d/ Giữ nguyên khối lượng

. Thay viên bi khối lượng
1
m
bằng khối lượng
2
m
. Thực hiện 3 lần phép đo chu kì dao động T.Ghi giá trò của T trong mỗi lần đo vào bảng 1.
3/ Khảo sát ảnh hưởng của độ dài l đối với chu kì dao động T của con lắc đơn.
Giữ nguyên viên bi khối lượng
2
m
và biên độ
2
α
. Điều chỉnh dây treo để con lắc có độ dài
2
l
= 600 mm.Thực hiện 3 lần phép đo chu kì dao động T.Ghi giá trò của T trong mỗi lần đo vào bảng
1.
Bảng 1
Con lắc
đơn
Khối
lượng m
Biên
độ α
Độ dài l
(mm)
Chu kì dao động T
T1 T2 T3 T (∆T)max

l
= 600

III/ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM:
1. Tính giá trò trung bình của chu kì dao động:
3
321
TTT
T
++
=
và xác đònh sai số tuyệt đối cực đại
(∆T)max tìm được trong bảng 1.
2. Căn cứ giá trò của
T
và (∆T)max tìm được trong bảng 1 hãy cho biết:
a) Biên độ α có ảnh hưởng đến chu kì dao động T của con lắc đơn không?
b) Khối lượng m có ảnh hưởng đến chu kì dao động T của con lắc đơn không?
c) Độ dài l có ảnh hưởng đến chu kì dao động T của con lắc đơn không?
d) Tính các tỉ số sau đây đối với con lắc đơn số 3 và số 4 trong Bảng 1:
....................................................
3
2
==







π
2
=
Cơng Ty TNHH Thiết Bị Giáo Dục Hồng Anh Trang 3
SÁCH HDSD MƠN VẬT LÝ LỚP 12
4. Xác đònh gia tốc trọng trường g bằng con lắc đơn số 4 theo công thức (1):
-Giá trò trung bình:
2
2
4
T
l
g
π
=
(m/
2
s
).
- Sai số tuyệt đối:
( )






∆
+
∆

2
=
II/ TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM:
1/ Xác đònh độ cứng của lò xo ( dùng tạo ra
con lắc lò xo)
a) Treo lò xo A vào thanh ngang của giá
đỡ.Vặn các vít của đế 3 chân để điều chỉnh cho
giá đỡ cân bằng thẳng đứng.Móc thanh treo
mang quả nặng
0
m
= 50g vào đầu dưới của lò
xo A.Đặt thanh ke áp sát cạnh của giá đỡ và dòch chuyển thanh ke cho tới khi cạnh ngang của nó
tiếp xúc với đáy quả nặng
0
m
. Thực hiện 3 lần phép đo này.Đọc và ghi vò trí
0
l
của đáy quả
nặng
0
m
trên thước milimet trong mỗi lần đo vào bảng 2.
b) Lồng thêm 2 quả nặng vào cùng thanh treo, rồi móc nó với đầu dưới của lò xo A để tổng
khối lượng của các quả nặng này là m = 150g.Thực hiện 3 lần phép đo này.Ghi vò trí tương ứng l
của đáy quả nặng m trong mỗi lần đo vào bảng 2.
Làm lại thí nghiệm này với lò xo B. Ghi vò trí lo của đáy quả nặng
0
m

=
l
.......
=
l
Độ cứng
.......
=
A
k
(N/m)
.......
=
B
k
(N/m)
2.Khảo sát ảnh hưởng của độ cứng k của lò xo đối với chu kì dao động T.
a) Trên lò xo A mang quả nặng m = 150g vào giá đỡ. Dòch chuyển cổng quang điện đến vò
trí sao cho cửa sổ của nó nằm sát ngay chính giữa đáy quả nặng m dọc theo phương đứng.Kéo quả
nặng m thẳng đứng xuống phía dưới để lò xo A dãn dài thêm khoảng 10 mm,rồi buông tay thả cho
con lắc lò xo dao động không vận tốc đầu.Khi đó biên độ dao động của con lắc lò xo bằng
1
a
~
10 mm.
b) Sau 2 – 3 dao động, bấm nut RESET trên mặt đồng hồ đo thời gian hiện số để tiến hành
đo từng chu kì dao động T của con lắc lò xo.Thực hiện 3 lần phép đo này. Ghi giá trò của T trong
mỗi lần đo vào bảng 3.
c) Làm lại thí nghiệm này với lò xo B mang quả nặng có cùng khối lượng m = 150 g.Thực
hiện 3 lần phép đo từng chu kì dao động T của con lắc.Ghi giá trò của T trong mỗi lần đo vào Bảng

T
++
=
và xác đònh sai số tuyệt đối cực
đại (∆T)max của chu kì dao động đối với mỗi con lắc lò xo trong Bảng 3.
2.Tính các tỉ số sau đây đối với các con lắc lò xo số 1,2,3 trong Bảng 3:
(
)
........................................................................................................
1
2
==
A
kT
(
)
........................................................................................................
2
2
==
B
kT
................................................................................................................
2
2
==





và
(
)
2
2
A
kT

2
2








m
T
và
3
2








2/Kiểm chứng điều kiện xảy ra cộng hưởng trong dao động cưỡng bức của con lắc đơn.
Cơng Ty TNHH Thiết Bị Giáo Dục Hồng Anh Trang 6
Hình 3.Bộ thiết bị thí nghiệm.Khảo sát hiện tượng cộng
hưởng của con lắc đơn
SÁCH HDSD MƠN VẬT LÝ LỚP 12
II/TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM:
1.Cách tạo ra dao động cưỡng bức và cộng hưởng bằng con lắc đơn.
a) Các con lắc đơn 2,3,4 đều tạo bởi một quả nặng giống nhau treo ở đầu một sợi dây mảnh không
dãn và có độ dài khác nhau.Riêng con lắc chủ 1 được tạo bởi 2 quả nặng 50 g có vít hãm lồng trên
một sợi dây thép có độ dài khác với độ dài của các con lắc 2,3,4.Tất cả 4 con lắc này đều treo trên
cùng một trục quay nằm ngang gắn giá đỡ (Hình 3).
Lúc đầu giữ các con lắc đứng yên. Sau đó kéo con lắc chủ lệch vò trí căn bằng, rồi buông tay thả
cho nó dao động không vận tốc đầu.Khi đó dao động của con lắc chủ được truyền qua trục quay và
cưỡng bức các con lắc còn lại dao động theo với chu kì và biên độ rất khác nhau.
b) Nới vít hãm quả nặng của con lắc chủ và điều chỉnh để độ dài của nó (tính từ tâm quả nặng đến
điểm treo trên trục quay) bằng độ dài của moat trong số ba con lắc 2,3,4.Sau đó giữ các con lắc
2,3,4 đứng yên và cho con lắc chủ dao động.Khi đó quan sát thấy các con lắc 2,3,4 cũng dao động
theo,nhưng dao động của con lắc cùng độ dài với con lắc chủ dần trở thành dao động có biên độ
lớn nhất và cùng pha với dao động của con lắc chủ.Hiện tượng này được gọi là cộng hưởng của con
lắc đơn.
c) Lần lượt điều chỉnh để độ dài của con lắc chủ bằng độ dài của mỗi con lắc 2,3,4.Thực hiện lại
thí nghiệm trên và quan sát hiện tượng cộng hưởng.
2. Kiểm chứng điều kiện xảy ra cộng hưởng trong dao động cưỡng bức của con lắc đơn.
a) Có thể đo chu kì dao động T của con lắc chủ (kích thích dao động) và đo chu kì dao động Tch
của con lắc cộng hưởng bằng cách:
- Điều chỉnh để con lắc 5 (con lắc tự do) có độ dài lần lượt bằng độ dài l của con lắc chủ và độ dài
ch
l
của con lắc cộng hưởng.
- với mỗi độ dài l và

6. Tay đỡ ống cộng hưởng.
7. Ròng rọc, đường kính 40 mm,có ổ bi.
8. Loa điện động 4 Ω - 3 W nối tiếp với điện trở 10 Ω - 5 W, lắp trong hộp bảo vệ có cán bằng
trụ thép và lỗ cắm điện.
9. Khớp nối đa năng, có vít hãm
10. Máy phát tần số 0,1 – 1000 Hz, tín hiệu hình sin,điện áp ra cực đại 14 Vpp / 8 Ω.
11. Âm thoa 440 Hz.
12. Âm thoa 512 hz.
13. Búa gõ âm thoa, cán bằng gỗ, đầu bằng cao su.
14. Bộ 2 dây nối mạch điện, dài 50 cm, hai đầu có phích cắm.
III.TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM:
1. Phương án I: Dùng máy phát tần số làm nguồn âm.
a)Đặt miệng dưới của ống công hưởng gần sát với mặt
loa điện động.Dùng hai dây dẫn có đầu phích nối loa
điện động với 2 lỗ cắm ở mặt sau của máy phát tần số
(Hình 3).Cắm phích lấy điện của máy phát tần số vào
nguồn điện ~ 220 V.Bật công tắc ở mặt sau của máy
phát tần số để các chữ số hiển thò trên ô cửa tần số.
- Vặn núm THANG ĐO sang vò trí 100 – 1 000
Hz.
- Nhấn nut TĂNG hoặc nut GỈAM để điều chỉnh
sao cho tần số hiển thò trên ô cửa TẦN SỐ đạt
giá trò f = 500 Hz.
- Điều chỉnh núm BIÊN ĐỘ để nghe thấy âm
phát ra từ loa điện động vừa đủ to.
b)Cầm đầu sợi dây có móc treo, thả cho mặt đáy của
pittông nằm gần sát đầu dưới của ống thủy tinh.Sau đó
kéo từ từ pittông lên để tăng dần độ dài l của cột
không khí trong ống thủy tinh.Do có sự giao thoa giữa
sóng ông từ loa truyền tới và sóng âm phản xạ từ mặt

của pittông trong mỗi lần đo vào Bảng 1.
Từ công thức 1 ta suy ra khoảng cách d giữa hai vò trí l1 và l2 đúng bằng khoảng cách giữa hai
bụng sóng kế tiếp và có giá trò bằng nửa bước sóng λ của âm tức là:
2
12
λ
=−=
lld
(2)
c) Căn cứ các giá trò của khoảng cách d ghi trong Bảng 1, tính giá trò trung bình
λ
và sai số tuyệt
đối cực đại (∆λ) max của bước sóng âm:
λ
= 2
d
=……………………………………………………………………………. (m).
d) Xác đònh tốc độ v của âm truyền trong không khí ( ở nhiệt độ phòng thí nghiệm) theo công thức :
v
=
λ
f = …………………………………………………………………………..(m/s).
Bảng 1:
Lần đo
f = (500 ± 1) Hz
1
l
(mm)
2
l

a) Thay loa điện động bằng âm thoa có tần số f = 440 Hz được kẹp chặt vào thanh trụ của giá đỡ
bằng khớp nối đa năng. Cầm đầu sợi dây có móc treo,thả cho mặt đáy của pittông nằm gần sát đầu
dưới của ống thủy tinh.Lắng nghe âm phát ra để xác đònh vò trí l2 của pittông trên thước milimet
khi lại nghe thấy âm to nhất.Thực hiện 3 lần phép đo này.Ghi vò trí l1 của pittông trong mỗi lần đo
vào bảng 2.
Bảng 2
Lần đo
f = (440 ± 1) Hz
1
l
(mm)
2
l
(mm)
d =
2
l
–
1
l
(m)
λ = 2d (m) ∆λ (m)
1
2
3
λ
=
………
(∆λ)max =………………….
c) Căn cứ các giá trò của khỏang cách d ghi trong Bãng 2, tính giá trò trung bình λ và sai số tuệyt

III. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM
1. Sự phụ thuộc của dung kháng vào tần số của dòng điện xoay
chiều
- Mắc mạch điện như hình 2.
- Chọn tần số của máy phát âm tần là f
1
, đọc số chỉ của vônkế
và ampekế, từ đó tính được Z
1
của tụ điện.
- Thay đổi tần số của máy phát âm tần đến f
2
, đọc số chỉ của
vônkế và ampe kế, từ đó tính được Z
2
của tụ điện.
- Nếu f
2
= 2f
1
thì Z
1
=2Z
2
. Khi tần số tăng gấp đôi thì dung kháng giảm đi một nửa.
2. Sự phụ thuộc của cảm kháng vào tần số của dòng điện xoay chiều
- Mắc mạch điện như hình 3.
- Chọn tần số của máy phát âm tần là f
1
, đọc số chỉ của vônkế

= + π
= + π
Từ hệ phương trình trên, biết f
1
, f
2
, Z
1
, Z
2
ta tính được r và L của cuộn dây.
3. Khảo sát hiện tượng cộng hưởng điện. Xác đònh L của cuộn dây.
- Mắc mạch như hình 4.
- Giữ nguyên hiệu điện thế giữa hai đầu mạch
điện khoảng 3V. Thay đổi tần số dần dần từ thấp lên
cao. Ghi lại giá trò của cường độ dòng điện ở mỗi tần
số vào bảng số liệu.
- Vẽ đồ thò I theo f và nhận xét dạng đồ thò, từ đó
xác đònh tần số cộng hưởng (Tần số tại đó cường độ
dòng điện đạt cực đại.
- Khi xảy ra cộng hưởng,
1
2 fL
2 fC
π =
π
. Biết f, C ta tính được L của cuộn dây. So sánh giá trò
này với giá trò tính được ở phần 2.
BÀI 4:THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH XÁC ĐỊNH BƯỚC SÓNG ÁNH SÁNG
Cơng Ty TNHH Thiết Bị Giáo Dục Hồng Anh Trang 11

D
i
a
λ
=
. Xác đònh D, đo được i, ta sẽ tính được bước sóng theo công thức
ia
D
λ =
. Chúng ta sẽ tiến
hành lần lượt các thí nghiệm như sau:
- Chọn D = 1m, a = 0,10 mm. Xác đònh khoảng cách giữa 3 hoặc 5 vân sáng trên màn, từ đó
suy ra i và tính được
λ
.
- Chọn D = 1m, a = 0,15 mm. Xác đònh khoảng cách giữa 3 hoặc 5 vân sáng trên màn, từ đó
suy ra i và tính được
λ
.
- Chọn D = 0,5 m, a = 0,10 mm. Xác đònh khoảng cách giữa 3 hoặc 5 vân sáng trên màn, từ
đó suy ra i và tính được
λ
.
So sánh kết quả đo trong 3 lần thí nghiệm.
THÍ NGHIỆM VẬT LÍ BIỂU DIỄN
BÀI 5: KHẢO SÁT HIỆN TƯNG CỘNG
HƯỞNG
SÓNG DỪNG TRÊN SI DÂY VÀ TRÊN
LÒ XO
I.MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM: