Bài giảng môn học Vật lý lớp 10 - Tiết 17 - Bài 10: Ba định luật Niu-Tơn (tiết 3)

Tiết 17 Bài 10: BA ĐỊNH LUẬT NIU-TƠN I. Mục tiêu. a. Về kiến thức: Định nghĩa quán tính; Định luật I, định luật II và định luật III Niu-tơn (Newton); Định nghĩa khối lượng và các tính chất của khối lượng. Viết được hệ thức của định luật II, định luật III Niu-tơn và công thức tính của trọng lực. Nêu được đắc điểm của cặp “lực và phản lực” Nêu được ý nghĩa của từng định luật b. Về kĩ năng: Vận dụng được định luật I và khái niệm quán tính để giải thích một số hiện tượng đơn giản và giải một số bài tập. Chỉ ra được đặc điểm của cặp “lực và phản lực”. Phân biệt cặp lực này với cặp lực cân bằng. Vận dụng phối hợp định luật II và III để giải các bài tập. c. Thái độ: II. Chuẩn bị. Gv: Chuẩn bị thêm một số ví dụ về các định luật của Niu-tơn, nhằm tăng niềm tin cho học sinh vào tính đúng đắng của định luật. III. Tiến trình giảng dạy. 1. Ổn định lớp 2. Bài mới. TG Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung 3’ 15’ 15’ 10’ - Lực là gì? - Vậy lực có cần thiết để duy trì chuyển động không? - Vì sao khi ta đẩy quyển sách (hay vật nào đó) khi ngừng đẩy thì quyển sách (hạy vật đó) ngừng lại? - Ngày nay các em đều biết do ma sát mà vật dừng lại. Nhưng trước đây khi chưa biết đến ma sát, người ta cho rằng lực là cần thiết để duy trì chuyển động, nếu lực ngừng tác dụng thì vật cũng ngừng chuyển động. Tuy nhiên có 1 người không tin vào điều đó & là TN nghiên cứu về chuyển động đó là nhà vật lý Ga-li-lê. - Các em nghiên cứu SGK phần 1. rồi sau đó mô tả lại TN lịch sử của Ga-li-lê. - Chú ý: Vì sao viên bi không lăn đến độ cao ban đầu? + Khi giảm h2 thì đoạn đường đi được của viên bi sẽ như thế nào? + Nếu đặt máng 2 nằm ngang, quãng đường hòn bi lăn được sẽ như thế nào? + Nếu máng 2 nằm ngang và không có ma sát thì hòn bi sẽ chuyển động như thế nào? - Vậy có phải lực là nguyên nhân của chuyển động không? - Từ TN của Ga-li-lê, về sau Niu-tơn đã khái quát các kết quả quan sát từ thực nghiệm thành định luật và được gọi là định luật I Niu-tơn. - Em hãy phát biểu lại định luật như SGK. - Vậy: thì - Em nào hãy nhắc lại khái niệm quán tính đã được học ở lớp 8. - Theo ĐL I thì chuyển động thẳng đều được gọi là chuyển động theo quán tính. - Vậy quán tính là gì? - Tại sao xe đạp chạy được 1 đoạn đường nữa dù ta ngừng đạp. - Tại sao khi nhảy từ bậc cao xuống ta phải gập chân lại. - Tại sao người ta nói quán tính là thủ phạm của mọi vụ tai nạn giao thông? - Muốn gây ra gia tốc cho vật ta phải có lực tác dụng lên vật đó. Chúng ta thử hình dung xem nếu ta đẩy một thùng hàng khá nặng trên đường bằng phẳng. Theo em gia tốc của thùng hàng phụ thuộc vào những yếu tố nào? - Như vậy em có thể khái quát thành câu phát biểu về gia tốc của vật? - Từ những quan sát và TN. Niu-tơn đã xác định được mối liên hệ giữa gia tốc, lực và khối lượng thành 1 định luật gọi là ĐL II Niu-tơn. - Trường hợp có nhiều lực tác dụng lên vật thì ĐL II được áp dụng như thế nào? - Ở lớp 6 em hiểu khối lượng là gì? - Thông qua nội dung ĐL II, em hãy cho biết khối lượng còn có ý nghĩa gì khác? - Hãy vận dụng ĐL II để chứng minh rằng vật nào có khối lượng lớn hơn thì khó làm thay đổi vận tốc của nó hơn, tức là mức quán tính lớn hơn. (lực tác dụng có độ lớn bằng nhau) - Nhận xét câu trả lời của hs, rút ra khái niệm khối lượng: Khối lượng là địa lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật. - Thông báo tính chất của khối lượng (2 tính chất) - Tại sao máy bay cần phải chạy 1 quãng đường dài mới cất cánh được? Hoạt động 1: Tổ chức tình huống học tập. - Hs nhớ lại kiến thức cũ rồi trả lời - (Lực cần thiết để duy trì chuyển động) - Quan sát hiện tượng rồi trả lời (do có lực ma sát) - Hs lắng nghe vấn đề. Hoạt động 2: Tìm hiểu định luật I Niu-tơn. - Hs nghiên cứu SGK, sau đó mô tả lại TN của Ga-li-lê (làm việc cá nhân) - Do có ma sát giữa viên bị và máng nghiêng. - Viên bi đi được đoạn đường xa hơn. - Suy luận cá nhân hoặc trao đổi nhóm để trả lời: (sẽ dài hơn lúc đầu) - Lăn mãi mãi - Không - Hs phát biểu & ghi nhận định luật I - Hs nhắc lại (nếu được) - Xu hướng bảo toàn vận tốc cả về hướng và độ lớn - TL để trả lời: Do xe có quán tính nên nó có xu hướng bảo toàn vận tốc mặc dù ta ngừng đạp. - TL: Do có quán tính nên thân người tiếp tục chuyển động xuống nên chân bị co lại. - HS TL rồi trả lời: Hoạt động 3: Tìm hiểu định luật II Niu-tơn. - TL rồi phát biểu: F càng lớn thì a càng lớn + m càng lớn thì a càng nhỏ + a và F cùng hướng. - HS phát biểu: gia tốc của vật tỉ lệ thuận với lực tác dụng và tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật. hay - Trong đó: a: là gia tốc của vật (m/s2) + F: là lực tác dụng (N) + m: khối lượng của vật (kg) - F lúc này là hợp lực Hoạt động 4: Tìm hiểu định nghĩa và tính chất của khối lượng. - Là đại lượng chỉ lượng vật chất của một vật - TL rồi trả lời: Theo ĐL II, vật nào có khối lượng lớn hơn thì thu được gia tốc nhỏ hơn, tức là thay đổi vận tốc chậm hơn. Nói cách khác vật có khối lượng lớn thì khó làm thay đổi vận tốc của nó hơn, tức là mức quán tính lớn hơn. - Hs chú ý gv nhận xét và tiếp thu khái niệm khối lượng. - Lắng nghe và ghi nhận. - Khối lượng của máy bay >>, nên mức quán tính của nó cũng >>. Do đó phải có thời gian tác dụng lực dài thì nó mới đạt được vận tốc lớn đủ để cất cánh. Chính vì thế mà đường bằng phải dài. I. Định luật I Niu-tơn 1. Thí nghiệm lịch sử của Ga-li-lê (1) (2) (1) (2) (1) (2) * Nếu không có ma sát và nếu máng (2) nằm ngang thì hòn bi sẽ lăn với vận tốc không đổi mãi mãi 2. Định luật I Niu-tơn Nếu một vật không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực có hợp lực bằng không, thì vật đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên, đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều. thì 3. Quán tính Quán tính là tính chất của mọi vật có xu hướng bảo toàn vận tốc cả về hướng và độ lớn. * Định luật I gọi là định luật quán tính và chuyển động thẳng đều được gọi là chuyển động theo quán tính. II. Định luật II Niu-tơn 1. Định luật II Niu-tơn Gia tốc của một vật cùng hướng với lực tác dụng lên vật. Độ lớn của gia tốc tỉ lệ thuận với độ lớn của lực và tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật. hay - Trong đó: a: là gia tốc của vật (m/s2) + F: là lực tác dụng (N) + m: khối lượng của vật (kg) Trường hợp vật chịu nhiều lực tác dụng thì là hợp lực của tất cả các lực đó. 2. Khối lượng và mức quán tính a. Định nghĩa Khối lượng là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật. b. Tính chất của khối lượng. - Khối lượng là một địa lượng vô hướng, dương và không đổi đối với mọi vật. - Khối lượng có tính chất cộng 2’ Hoạt động :Củng cố, dặn dò. - Các em đọc lại phần ghi nhớ (từ ý 1 đến ý 5) - Về nhà tìm thêm ví dụ về quán tính (có lợi và có hại); VD minh họa khối lượng đặc trưng cho mức quán tính. Chuẩn bị tiếp phần còn lại của bài.