Bài soạn Vật lý lớp 10 - Chương II: Động lực học chất điểm

Chương ii. động lực học chất điểm Bài 13 Lực - tổng hợp và phân tích lực I - Mục tiêu 1. Về kiến thức – Hiểu được các khái niệm lực, hợp lực. – Đề xuất được phương án thí nghiệm để kiểm tra dự đoán. – Tìm được quy tắc đa giác. – Phát biểu và hiểu được quy tắc hình bình hành, quy tắc đa giác, phép phân tích lực và phép tổng hợp lực. 2. Về kĩ năng – Vận dụng các quy tắc trên để làm một số bài tập về tìm hợp lực của hai, ba lực hoặc một số bài tập về phân tích lực đơn giản. II - Chuẩn bị Giáo viên – Bốn bộ thí nghiệm tổng hợp lực. Học sinh – Ôn lại các kiến thức về lực đã học ở chương trình THCS. III - thiết kế hoạt động dạy học Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên Hoạt động 1. Kiểm tra, chuẩn bị điều kiện xuất phát. Đề xuất vấn đề Cá nhân trả lời câu hỏi của GV. Cá nhân nhận thức được vấn đề của bài học. – Nêu khái niệm lực ? – Mô tả lực bằng toán học như thế nào? Quan sát hình vẽ trong sách, sà lan chịu các lực , tác dụng và làm thay đổi vận tốc của sà lan. Ta có thể thay thế hai lực tác dụng vào sà lan bằng một lực khác mà vẫn có tác dụng như hai lực ban đầu không ? Muốn biết điều đó chúng ta học bài : Lực – Tổng hợp và phân tích lực. Hoạt động 2. Tìm hợp lực của hai lực – Có thể dùng một lực khác để thay thế hai lực tác dụng vào sà lan. – Phải tìm được phương, chiều, độ dài của lực có quan hệ như thế nào đối với phương, chiều, độ dài của hai lực được thay thế và . – Dự đoán 1 : Có phương là đường phân giác của góc tạo bởi hai vectơ lực và . Có độ lớn bằng tổng hai lực đó. – Dự đoán 2 : Có phương là đường phân giác của góc tạo bởi hai vectơ lực và . Có độ lớn bằng trung bình cộng hai lực đó. – Sử dụng tác dụng của lực là làm cho vật bị biến dạng. Cho hai lực , cùng tác dụng vào một vật làm cho vật bị biến dạng, xác định phương, chiều, độ lớn của hai lực. Sau đó thay thế hai lực bằng lực cũng làm cho vật bị biến dạng như trường hợp hai lực trên tác dụng và xác định phương, chiều, độ dài của . Cuối cùng tìm mối quan hệ về phương, chiều, độ dài của lực với phương, chiều, độ dài của hai lực được thay thế và. HS làm việc theo nhóm dưới sự hướng dẫn của GV. – Hình bình hành. – Phương chiều của lực thay thế là phương của đường chéo hình bình hành, độ lớn là độ dài của đường chéo hình bình hành đó, và chiều được biểu diễn như hình vẽ. – Không chính xác. Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ. Cá nhân phát biểu quy tắc. – Vậy lực có quan hệ như thế nào đối với hai lực được thay thế và ? – Muốn tìm quan hệ đó ta phải tìm những yếu tố nào đặc trưng cho vectơ lực ? – Hãy thảo luận theo nhóm và đưa ra phương án thí nghiệm để kiểm tra các dự đoán trên. Định hướng của GV : – Nếu sử dụng tác dụng của lực là làm thay đổi vận tốc của vật thì việc xác định lực thay thế là khó khăn vì khi đó vật chịu tác dụng của lực sẽ chuyển động. Ta có thể sử dụng tác dụng khác của lực để đi tìm lực thay thế được không ? Nếu có phải bố trí thí nghiệm như thế nào ? – Để cho đơn giản, chúng ta phải chọn vật chịu tác dụng sao cho phải quan sát được khi vật biến dạng hai lần là giống nhau ? – Phải tác dụng lực như thế nào để có thể xác định được phương, chiều, độ lớn của lực ? – Biểu diễn các lực như thế nào để tìm mối quan hệ giữa chúng ? Đến đây GV cho một HS nhắc lại trình tự các bước tiến hành thí nghiệm kiểm tra, sau đó cho đại diện nhóm lên nhận thí nghiệm để tiến hành thí nghiệm kiểm tra và báo cáo kết quả. – Tìm mối quan hệ của lực thay thế với các lực được thay thế. Định hướng của GV : – Nếu nối đầu mút của các vectơ lực lại với nhau ta sẽ có hình gì ? – Khi đó phương, chiều và độ dài của vectơ lực thay thế xác định thế nào ? – Dự đoán ở trên của chúng ta có chính xác không ? Thông báo khái niệm tổng hợp lực. Lực thay thế là hợp lực. Các lực được thay thế gọi là các lực thành phần. – Từ kết quả thí nghiệm, hãy nêu quy tắc tìm hợp lực của hai lực đồng quy ? Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ. Thông báo : ngoài quy tắc hình bình hành, chúng ta có thể tìm hợp lực của hai lực bằng quy tắc đa giác. Từ điểm ngọn của vectơ ta vẽ nối tiếp một vectơ song song và bằng vectơ Vectơ hợp lực có gốc là gốc của vectơ và ngọn là ngọn của vectơ Ba vectơ đó tạo thành một tam giác lực. – Hãy vẽ hình minh hoạ quy tắc đa giác. – Làm tương tự như ở trên. – Khi cần tổng hợp nhiều lực thì phải làm thế nào ? Hoạt động 3. Tìm phép phân tích lực Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ. – Có thể phân tích một lực thành hai hay nhiều lực tương đương được không ? Nếu được phải làm thế nào ? GV thông báo khái niệm phân tích lực. Tuy nhiên, mỗi lực có thể được phân tích thành hai lực thành phần theo nhiều cách khác nhau. Ta thường dựa vào điều kiện cụ thể trong mỗi bài toán để chọn trước phương của lực thành phần. – Có thể phân tích trọng lực thành hai thành phần như hình vẽ : thành phần có tác dụng nén vật xuống theo phương vuông góc với mặt phẳng nghiêng, thành phần có xu hướng kéo vật trượt theo mặt phẳng nghiêng. – GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi : Một vật đặt trên mặt phẳng nghiêng, hãy phân tích trọng lực tác dụng vào vật thành hai thành phần. Định hướng của GV : Trọng lực tác dụng vào vật có tác dụng như thế nào khi vật nằm trên mặt phẳng nghiêng ? Căn cứ vào tác dụng đó để phân tích trọng lực ra hai thành phần được không ? Hoạt động 4. Củng cố bài học và định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo Cá nhân nhận nhiệm vụ học tập. – Yêu cầu HS nhắc lại các kiến thức chính trong bài. – Yêu cầu HS thảo luận nhóm và trả lời câu 2 trong SGK. Làm các bài tập về nhà 1 đ 6 (SGK). Bài 14 định luật I niutơn I - Mục tiêu 1. Về kiến thức – Nêu ra được dự đoán : các vật cô lập sẽ đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều. – Đề xuất được phương án thí nghiệm để kiểm tra dự đoán trên. – Hiểu được nội dung và ý nghĩa của định luật I Niu–tơn. – Biết đề phòng những tác hại có thể có của quán tính trong đời sống, nhất là chủ động phòng tránh tai nạn giao thông. 2. Về kĩ năng – Biết vận dụng định luật I Niu-tơn để giải thích các hiện tượng vật lí liên quan. II - Chuẩn bị Giáo viên – Dụng cụ minh họa thí nghiệm lịch sử của Ga-li-lê. – Đệm không khí. Học sinh – Ôn lại kiến thức về chuyển động thẳng đều. III - thiết kế hoạt động dạy học Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên Hoạt động 1. Kiểm tra, chuẩn bị điều kiện xuất phát. Đề xuất vấn đề – Phải tác dụng vào viên bi một lực Cá nhân nhận thức được vấn đề của bài học. – Muốn một viên bi chuyển động với vận tốc v và duy trì được vận tốc v không đổi ta phải làm thế nào ? – Trong thực tế đời sống, nếu ta kéo một cái xe thì nó chuyển động, ngừng kéo thì nó lăn một ít rồi dừng lại. Rất nhiều hiện tượng tương tự như vậy dễ làm nảy sinh ý nghĩ cho rằng : muốn cho một vật duy trì được vận tốc không đổi thì phải có vật khác tác dụng lên nó. Quan điểm này được nhà triết học cổ đại A–ri–xtốt (384 – 322 trước Công nguyên) khẳng định và truyền bá, đã thống trị suốt trong nhiều thế kỉ. Thực tế có phải như vậy không ? Muốn biết điều đó hôm nay chúng ta học bài : Định luật I Niu–tơn. Hoạt động 2. Xây dựng định luật I Niu–tơn - Viên bi chuyển động chậm dần vì có ma sát với mặt phẳng ngang làm cho viên bi chuyển động chậm lại và dừng hẳn. – Viên bi sẽ chuyển động thẳng đều. Dự kiến câu trả lời của HS : Phương án 1 : Khi không có lực nào tác dụng. Phương án 2 : Khi không có lực tác dụng hoặc các lực tác dụng bù trừ lẫn nhau. – Quay lại với thí nghiệm viên bi ở trên, ban đầu tác dụng vào viên bi một lực để truyền cho nó một vận tốc, sau đó thôi không tác dụng lực vào nó nữa thì viên bi chuyển động thế nào ? Tại sao lại chuyển động như vậy ? – Nếu loại bỏ được yếu tố ma sát thì viên bi sẽ chuyển động thế nào ? – Khi nào một vật đang chuyển động với vận tốc v thì chuyển động thẳng đều mãi ? GV cho HS thảo luận các nhận xét của các nhóm. Nhận xét : Một vật cô lập đang chuyển động với vận tốc v thì chuyển động thẳng đều mãi mãi. – Vật sẽ đứng yên. – Một vật cô lập sẽ giữ nguyên trạng thái đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều. Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ. HS làm việc theo nhóm. – Cho vật chuyển động trên đệm không khí thì loại bỏ được yếu tố ma sát và có thể coi vật là cô lập. Ban đầu để vật đứng yên và quan sát xem vật có giữ nguyên trạng thái đứng yên không. Sau đó hích nhẹ để truyền cho nó vận tốc ban đầu, đo vận tốc của vật ở các vị trí khác nhau, nếu các vận tốc bằng nhau thì vật cô lập đó chuyển động thẳng đều. Thông báo : Ta gọi vật không chịu tác dụng của vật khác là vật cô lập. Thực tế thì không có vật nào hoàn toàn cô lập. Một cách gần đúng, ta có thể coi một vật chịu các lực tác dụng bù trừ lẫn nhau là vật cô lập. Yêu cầu HS rút ra nhận xét. – Nếu ban đầu không truyền cho nó một vận tốc thì vật sẽ thế nào ? – Tổng hợp cả hai nhận xét trên ta được nhận xét như thế nào ? Thông báo : Vậy một vật cô lập hay vật không chịu tác dụng của các vật khác thì nó giữ nguyên trạng thái đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều. – Làm thế nào để kiểm nghiệm được điều đó ? Yêu cầu các nhóm trao đổi đưa ra phương án thí nghiệm để kiểm tra. Định hướng của GV : – Để tạo được vật cô lập đang chuyển động với vận tốc v ta phải làm thế nào ? – Làm cách nào để loại bỏ được yếu tố ma sát ? – Đo quãng đường s và thời gian t để đi hết quãng đường đó. Sau đó tính vận tốc theo công thức – Có thể. Bằng cách so sánh thời gian mà vật đi trên cùng một quãng đường ở hai vị trí khác nhau. HS thảo luận nhóm. Nhận xét : Ban đầu vật đứng yên, nếu không tác động vào nó sẽ đứng yên mãi mãi. Khi hích nhẹ, quan sát thấy số chỉ trên đồng hồ t1 = t2. Như vậy vật chuyển động thẳng đều. Từ kết quả thực nghiệm ta thấy kết luận trên là đúng. – Làm thế nào để đo được vận tốc tại một vị trí nào đó ? – Có thể so sánh đại lượng khác mà vẫn có thể biết được vật chuyển động thẳng đều hay không ? GV giới thiệu bộ thí nghiệm. – Với dụng cụ thí nghiệm như vậy thì ta phải tiến hành thí nghiệm với các bước như thế nào để kiểm tra ? GV tiến hành thí nghiệm và yêu cầu HS quan sát, sau đó rút ra kết luận. HS tiếp thu, ghi nhớ. GV thông báo nội dung định luật I Niu-tơn. Thông báo : Định luật này là sự khái quát hóa và trừu tượng hóa của Niu-tơn. Tính đúng đắn của định luật này thể hiện ở chỗ là các hệ quả của nó đều phù hợp với thực tế. – Nhờ định luật I Niu-tơn mà ta biết được quan điểm của nhà triết học cổ đại A-ri-xtốt (384 – 322 trước CN) khẳng định và truyền bá, đã thống trị suốt trong nhiều thế kỉ là sai lầm. Quan điểm của nhà triết học A-ri-xtốt cũng không được nhà bác học người I-ta-li-a là Ga-li-lê đồng tình và ông đã làm thí nghiệm kiểm tra. GV giới thiệu thí nghiệm lịch sử của Ga-li-lê (sử dụng hình vẽ 14.1 SGK). Hoạt động 3. Tìm hiểu ý nghĩa của định luật I Niu-tơn và vận dụng định luật I Niu-tơn Từ định luật I Niu-tơn ta thấy : Nếu vật không chịu lực tác dụng của các vật khác thì nó giữ nguyên trạng thái đứng yên, tức là bảo toàn vận tốc bằng không, hoặc vật chuyển động thẳng đều, tức là bảo toàn vận tốc khác không v. Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ. – Định luật I Niu-tơn nêu lên một tính chất rất quan trọng của các vật đó là có xu hướng bảo toàn vận tốc của mọi vật. Em hãy phân tích định luật để thấy được điều đó ? Thông báo : Trong vật lí người ta gọi tính chất bảo toàn vận tốc của vật là quán tính. Xu hướng giữ nguyên trạng thái đứng yên. Ta nói vật có "tính ì". Xu hướng giữ nguyên trạng thái chuyển động thẳng đều. Ta nói vật chuyển động có "đà". GV thông báo khái niệm chuyển động theo quán tính, hệ quy chiếu quán tính. - Trong nhiều bài toán, ta có thể coi gần đúng hệ quy chiếu gắn với mặt đất là hệ quy chiếu quán tính. Cá nhân suy nghĩ, trả lời câu hỏi của GV. – Khi tham gia giao thông chúng ta không nên phóng nhanh, vượt ẩu, lạng lách, đánh võng. Phải đi đúng tốc độ cho phép của Luật Giao thông. – ở trên ta đã biết ý nghĩa của định luật I Niu-tơn và tính quán tính của vật. Hãy lấy ví dụ trong đời sống và phân tích ví dụ đó để thấy rõ hơn tính quán tính của vật ? Gợi ý : lấy ví dụ về các phương tiện giao thông. – Vậy qua thí dụ trên, chúng ta rút ra được điều gì khi tham gia giao thông ? Hoạt động 4. Củng cố bài học và định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo Cá nhân hoàn thành yêu cầu của GV. – Phát biểu định luật I Niu-tơn và nêu ý nghĩa của định luật ? – Giáo viên phát phiếu học tập cho học sinh và yêu cầu học sinh hoạt động cá nhân sau đó báo cáo kết quả. Về nhà trả lời các câu hỏi trong SGK Ôn lại các kiến thức về lực đã học ở chương trình THCS. Phiếu học tập Câu 1. Muốn rũ bụi ở quần áo, tra búa vào cán, ta làm động tác như thế nào ? Tại sao lại làm như vậy ? Câu 2. Chọn câu đúng. Nếu một vật đang chuyển động mà tất cả các lực tác dụng vào nó bỗng nhiên ngừng tác động thì : A. Vật lập tức dừng lại. B. Vật lập tức chuyển động chậm dần rồi dừng lại. C. Vật chuyển động chậm dần trong một thời gian, sau đó sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều. D. Vật chuyển ngay sang trạng thái chuyển động thẳng đều. Bài 15 định luật II niutơn I – Mục tiêu 1. Về kiến thức – Rút ra được mối quan hệ giữa gia tốc của vật thu được với lực tác dụng và với khối lượng của nó. – Hiểu được định luật II Niu-tơn trong trường hợp vật chịu một lực tác dụng, suy ra biểu thức của định luật II Niu-tơn trong trường hợp vật chịu nhiều lực tác dụng. – Chỉ ra được các đặc trưng của lực, mối quan hệ giữa khối lượng và quán tính, mối quan hệ giữa trọng lượng và khối lượng. Tìm được điều kiện cân bằng của một chất điểm. 2. Về kĩ năng – Vận dụng định luật II Niu-tơn để làm một số bài tập đơn giản và giải thích một số hiện tượng vật lí liên quan. II – Chuẩn bị Học sinh – Ôn lại khái niệm về lực và khối lượng. III – thiết kế hoạt động dạy học Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên Hoạt động 1. Kiểm tra, chuẩn bị điều kiện xuất phát. Đề xuất vấn đề Cá nhân nhận thức vấn đề của bài học. Thông báo : Một trong những tác dụng của lực là gây ra sự biến đổi vận tốc, tức là gây ra gia tốc cho vật. Lực có quan hệ như thế nào với khối lượng của vật và gia tốc mà lực gây ra cho vật ? Để biết được điều đó, hôm nay chúng ta học bài : Định luật II Niu-tơn. Hoạt động 2. Tìm hiểu định luật II Niu-tơn và các đặc trưng của lực Cá nhân làm việc với phiếu học tập. Kết quả : Trường hợp (a) : gia tốc được biểu diễn như hình vẽ. Trường hợp (b) do lực lớn hơn nên gia tốc của vật thu được lớn hơn. Trường hợp (c) giữ nguyên độ lớn của lực tác dụng nhưng khối lượng của vật lớn nên xe tăng tốc ít vì vậy gia tốc thu được lại bé hơn. Nhận xét : Gia tốc tỉ lệ thuận với lực tác dụng, tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật. – Gia tốc cùng phương, chiều với lực tác dụng. Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ. – Khi đó ta phải tổng hợp các lực tác dụng vào vật thành một lực có tác dụng tương đương : Biểu thức định luật : Trong đó là tổng hợp lực tác dụng vào vật. Ta có : (2) Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ. Yêu cầu HS hoàn thành yêu cầu trong phiếu học tập. – Phương chiều của gia tốc quan hệ thế nào với phương chiều của lực tác dụng vào vật ? Khái quát hóa từ rất nhiều quan sát và thí nghiệm. Nhà bác học Niu-tơn đã xác định được mối liên hệ giữa lực, khối lượng và gia tốc được phát biểu thành định luật II Niu-tơn. GV thông báo nội dung định luật II Niu-tơn. Biểu thức : (1) hoặc là – Trong cách phát biểu này vật có thể coi là chất điểm và vật chuyển động tịnh tiến. Sau này ta còn xét một số trường hợp khác. – ở trên ta mới xét vật chịu 1 lực tác dụng, nếu vật chịu nhiều lực tác dụng thì biểu thức của định luật II Niu-tơn được viết thế nào ? – Nếu thay biểu thức của tổng hợp lực vào biểu thức của định luật II Niu-tơn và khai triển ra ta được điều gì ? – Nếu chỉ xét riêng từng lực tác dụng, thì chúng gây nên gia tốc tương ứng của vật như sau : Thông báo : Người ta đã khảo sát nhiều hiện tượng và thừa nhận rằng gia tốc mà mỗi lực gây cho vật không phụ thuộc vào việc có hay không có tác dụng của lực khác. Như vậy khi các lực tác dụng đồng thời, vật sẽ chịu đồng thời nhiều gia tốc, gia tốc của vật là tổng vectơ của các gia tốc đó. Khi khảo sát chuyển động của vật, ta có thể chiếu phương trình (2) xuống hệ trục toạ độ trong mặt phẳng quỹ đạo chuyển động của vật, ta được hệ phương trình đại số : (3) – Lực tác dụng lên vật có khối lượng m gây ra cho nó gia tốc a thì phương và chiều của lực là phương và chiều của gia tốc mà lực gây ra cho vật và có độ lớn bằng tích (ma). Điểm đặt của lực là vị trí mà lực đặt lên vật. – Vậy 1N là lực truyền cho vật có khối lượng 1kg một gia tốc 1m/s2. – Sau khi học định luật II Niu-tơn chúng ta hiểu rõ hơn về tác dụng làm biến đổi chuyển động của lực. Hãy thảo luận theo nhóm và cho biết điểm đặt, phương, chiều, độ lớn của lực được xác định như thế nào ? – Trong chương trình THCS chúng ta đã biết đơn vị lực là Niutơn. Vận dụng định luật II Niu-tơn, hãy định nghĩa 1 đơn vị lực (1N) ? Hoạt động 3. Tìm mối quan hệ giữa khối lượng và quán tính Thảo luận nhóm. - Cùng chịu một lực tác dụng, vật có khối lượng càng lớn đ gia tốc thu được càng nhỏ (càng khó thay đổi vận tốc) đ mức quán tính càng lớn. Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ. – Quán tính và khối lượng của vật có quan hệ với nhau như thế nào ? Định hướng : – Nếu cùng chịu một lực tác dụng, vật có khối lượng càng lớn thì gia tốc vật thu được càng lớn hay càng nhỏ ? Từ đó cho thấy mức quán tính của vật phụ thuộc vào khối lượng như thế nào ? Thông báo khái niệm khối lượng của vật và ứng dụng của khái niệm đó trong việc so sánh khối lượng của những vật làm bằng các chất khác nhau. Hai vật làm bằng các chất khác nhau được coi là có khối lượng bằng nhau nếu dưới tác dụng của một lực kéo như nhau, chúng có gia tốc như nhau. Hoạt động 4. Tìm điều kiện cân bằng của một chất điểm Học sinh thảo luận theo nhóm. – Gia tốc của vật bằng không. – Điều kiện : – Điều kiện cân bằng của chất điểm là : Hợp lực của tất cả các lực tác dụng lên nó bằng không. – Khi vật đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều thì gọi là trạng thái cân bằng của vật. Hãy tìm điều kiện để có trạng thái đó ? Định hướng của GV : – Vật đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều thì gia tốc của vật bằng bao nhiêu ? – Điều kiện để gia tốc của vật bằng không ? – Điều kiện cân bằng của chất điểm ? Thông báo : Hệ các lực như vậy gọi là hệ lực cân bằng. Hoạt động 5. Tìm mối quan hệ giữa trọng lượng và khối lượng của một vật Trả lời : Vật rơi tự do chỉ chịu tác dụng của trọng lực. áp dụng định luật II Niu-tơn cho vật ta được : – Vì gia tốc rơi tự do phụ thuộc vào vĩ độ và độ cao nên trọng lượng của vật phụ thuộc vào vĩ độ và độ cao. – Vì gần đúng ta có g = 9,8m/s2 suy ra trọng lượng của một vật có khối lượng 1kg là : P = 1kg.9,8 m/s2 = 9,8N Gần đúng lấy P = 10N. – Trọng lượng (độ lớn của trọng lực) và khối lượng của vật có mối quan hệ với nhau như thế nào ? Biểu diễn mối quan hệ đó bằng một biểu thức toán học ? Định hướng của GV : – Một vật rơi tự do chịu tác dụng của lực nào ? – áp dụng định luật II Niu-tơn cho vật rơi tự do ? Như vậy, tại mỗi điểm trên mặt đất, trọng lượng của vật tỉ lệ thuận với khối lượng của nó. – Trọng lượng của vật có phụ thuộc vào độ cao không ? Tại sao ? – Giải thích tại sao ở các lớp dưới ta thường lấy trọng lượng của một vật có khối lượng 1kg là 10N ? Hoạt động 6. Củng cố bài học và định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo Cá nhân nhận nhiệm vụ học tập. – GV nhắc lại các kiến thức chính. – Yêu cầu HS làm câu 2 trong phiếu học tập – Làm bài tập về nhà : 1 đ 5 SGK. Phiếu học tập Câu 1. Một chiếc xe đang đứng yên trên sàn nhà rất nhẵn, ta đẩy xe một lực làm tăng tốc xe. Biểu diễn gia tốc lên hình vẽ trong ba trường hợp và giải thích tại sao. (a) Lực tác dụng vào xe có khối lượng m như hình vẽ. (b) Lực tác dụng vào xe có khối lượng m nhưng lớn hơn trường hợp câu (a). M m m a) c) b) (c) Vẫn giữ nguyên lực như trường hợp (b) nhưng tác dụng vào xe có khối lượng lớn hơn M. Câu 2. Chọn câu đúng A. Không có lực tác dụng thì các vật không thể chuyển động được. B. Một vật bất kì chịu tác dụng của một lực có độ lớn tăng dần thì chuyển động nhanh dần. C. Một vật có thể chịu tác dụng đồng thời của nhiều lực mà vẫn chuyển động thẳng đều. D. Không vật nào có thể chuyển động ngược chiều với lực tác dụng lên nó. Bài 16 định luật Iii niutơn I – Mục tiêu 1. Về kiến thức – Thông qua các ví dụ đặt vấn đề học sinh tìm được hai lực trong tương tác cùng phương và ngược chiều. – Đề xuất được phương án thí nghiệm để kiểm tra dự đoán độ lớn của hai lực trong tương tác bằng nhau. – Phát biểu được định luật III Niu-tơn và viết được biểu thức của định luật. – Phân biệt được cặp lực trực đối và cặp lực cân bằng. – Nêu được đặc điểm của lực và phản lực. 2. Về kĩ năng – áp dụng định luật II, III Niu-tơn để làm một số bài toán đơn giản và giải thích được một số hiện tượng trong đời sống. II – Chuẩn bị Giáo viên – Hai lực kế 1N. – Bộ thí nghiệm tương tác giữa hai lò xo chuyển động. III – thiết kế hoạt động dạy học Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên Hoạt động 1. Kiểm tra, chuẩn bị điều kiện xuất phát. Đề xuất vấn đề – Khi ta tác dụng vào tường một lực thì tường tác dụng trở lại tay ta một lực nên ta thấy đau. Nếu lực tác dụng vào tường mạnh hơn thì tay ta cảm thấy đau hơn vì khi đó tường tác dụng vào tay ta một lực mạnh hơn. – Nếu đá quả bóng vào tường thì khi đó bóng tác dụng vào tường một lực, đồng thời tường tác dụng trở lại bóng một lực nên quả bóng bị nảy ra. Nếu đá mạnh quả bóng vào tường thì quả bóng nảy ra xa hơn vì khi đó quả bóng tác dụng vào tường một lực mạnh hơn thì tường tác dụng lại quả bóng một lực mạnh hơn. – Bình sẽ chuyển động tiến về phía trước, còn An chuyển động ngược trở lại vì Bình đã tác dụng trở lại An một lực. Cá nhân nhận thức được vấn đề cần nghiên cứu. – Tại sao khi dùng tay đấm vào tường thì tay ta lại thấy đau ? Ta sẽ có cảm giác thế nào nếu lực do tay ta tác dụng vào tường mạnh hơn ? Tại sao ? – Hiện tượng gì xảy ra nếu đá quả bóng vào tường ? Nếu đá mạnh quả bóng vào tường thì hiện tượng xảy ra thế nào ? Tại sao ? – Quan sát hình vẽ trong sách giáo khoa, hiện tượng gì xảy ra khi An đẩy Bình một lực ? GV thông báo kết luận về tính tương hỗ trong tương tác. Các lực trong tương tác có mối quan hệ với nhau như thế nào ? Để biết được điều đó chúng ta học bài : Định luật III Niu-tơn. Hoạt động 3. Xây dựng định luật III Niu-tơn HS thảo luận nhóm, đại diện lên trả lời. Phương án 1 : Hai lực cùng phương, ngược chiều và độ lớn bằng nhau. Phương án 2 : Hai lực cùng phương, ngược chiều và độ lớn tỉ lệ thuận với nhau. HS làm việc theo nhóm, thảo luận đưa ra các phương án thí nghiệm. Phương án : Dùng hai lực kế móc vào nhau và kéo về hai phía ta có tương tác giữa hai lực kế, độ lớn của hai lực tương tác đọc trên lực kế. HS thống nhất với phương án kiểm tra. – Phương án : thả hai lực kế móc vào nhau chuyển động rơi tự do. HS có thể bế tắc. – Cho hai lực kế móc vào nhau và ở lực kế dưới treo thêm một quả nặng. HS quan sát thí nghiệm biểu diễn của GV. – Hai lực tương tác trong cả hai trường hợp có độ lớn bằng nhau. Biểu diễn lực và rút ra kết luận : Hai vật tương tác với nhau bằng những lực cùng phương, ngược chiều và cùng độ lớn. Biểu thức : Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ. – Dự đoán về mối quan hệ của hai lực trong tương tác ? Định hướng của GV : – Để tìm mối quan hệ của hai lực ta phải tìm mối quan hệ của những yếu tố nào đặc trưng cho lực ? – Biểu diễn các lực tương tác ở hai ví dụ trên ? – Hãy đề xuất phương án thí nghiệm kiểm tra các dự đoán ở trên ? Định hướng của GV : – Chú ý về phương, chiều của hai lực trong tương tác ở các ví dụ trên. – Phương, chiều của gia tốc của Bình, An trong tương tác ? – Phương án đưa ra chỉ cho phép kiểm tra được độ lớn của hai lực tương tác khi hai vật đứng yên ? Hãy đề xuất một phương án thí nghiệm để kiểm tra khi hai vật tương tác chuyển động. – ở thí nghiệm trên, để tạo được tương tác cho hai lực kế ta phải dùng hai tay kéo hai lực kế. Làm sao để tạo được tương tác cho hai lực kế khi hai lực kế chuyển động ? – Có thể dùng quả nặng để tạo tương tác được không ? GV giới thiệu cách bố trí thí nghiệm như hình 16.3 SGK. – Sau khi đã thống nhất hai phương án thí nghiệm kiểm tra, GV tiến hành thí nghiệm và gọi 1 hoặc 2 HS lên quan sát, sau đó thông báo kết quả thí nghiệm cho cả lớp. – GV yêu cầu HS biểu diễn các lực tương tác trong hai trường hợp, sau đó rút ra kết luận về các lực tương tác đó. Kết luận đó cũng chính là nội dung định luật III Niu-tơn. GV thông báo khái niệm cặp lực trực đối, lực tác dụng, phản lực. Chú ý : Hai lực trong cặp lực trực đối luôn cùng loại, nghĩa là lực tác dụng thuộc loại gì (hấp dẫn, đàn hồi, ma sát,...) thì phản lực cũng thuộc loại đó. Phân biệt : – Giống nhau : hai lực cùng phương, ngược chiều và cùng độ lớn. – Khác nhau : đối với cặp lực cân bằng thì hai lực cùng tác dụng vào một vật. Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ. – Phân biệt cặp lực cân bằng và cặp lực trực đối ? Thông báo : Hai lực kể trên là hai lực trực đối nhưng không cân bằng nhau vì chúng tác dụng lên hai vật khác nhau. Như vậy, hai lực là cân bằng thì sẽ trực đối nhưng hai lực trực đối thì chưa chắc đã cân bằng. Điều này sẽ được xét đến trong các bài tập cụ thể. Hoạt động 3. Làm một số bài tập vận dụng HS làm việc theo nhóm và đại