Bài giảng môn học Vật lý lớp 10 - Tiết 27 - Bài 20: Lực ma sát

Ngày soạn : ..................... Ngày dạy : ...................... Tiết 27. Bài 20. Lực ma sát I. Mục tiêu 1. Hiểu được những đặc điểm của lực ma sát nghỉ và lực ma sát trượt. 2. Viết được biểu thức của và . 3. Biết vận dụng kiến thức để giải thích các hiện tượng thực tế có liên quan tới ma sát và giải bài tập. II. Chuẩn bị 1. Giáo viên - Thí nghiệm tìm hiểu về phương, chiều, độ lớn của lực ma sát nghỉ và lực ma sát trượt. - Một số ổ bi các loại. 2. Học sinh Ôn lại kiến thức về lực ma sát đã học ở THCS. III. Tiến trình dạy học Hoạt động của Giáo viên và Học sinh Nội dung Hoạt động 1. Đặt vấn đề vào bài (5’) .GV: Có hiện tượng gì xảy ra khi có một lực có độ lớn khác không kéo một vật trên mặt bàn? .HS: Vật sẽ chuyển động trên mặt bàn. .GV: Tiến hành thí nghiệm kiểm tra dự đoán của HS: dùng một lực kế kéo nhẹ một vật bằng gỗ để lực kế chỉ giá trị khác không. Có nhận xét gì về kết quả thí nghiệm? .HS: Vật bằng gỗ không chuyển động. .GV: Vì sao vật không chuyển động? .HS: Vật không chuyển động vì có một lực khác cân bằng với lực kéo. .GV: Xác nhận câu trả lời đúng. Nhấn mạnh: nguyên nhân vật không chuyển động là do lực ma sát nghỉ cân bằng với lực kéo vật. Vậy lực ma sát nghỉ xuất hiện khi nào? Ngoài lực ma sát nghỉ còn có những loại lực ma sát nào? Những câu hỏi đó sẽ được trả lời ở bài 20. Bài 20. Lực ma sát Hoạt động 2. Tìm hiểu đặc điểm của lực ma sát nghỉ (13’) .GV: Tiến hành lại thí nghiệm như hình 20.1 – SGK. Yêu cầu HS quan sát hình vẽ biểu diễn các lực tác dụng lên vật A, cho biết lực ma sát nghỉ xuất hiện khi nào? .HS: Quan sát hình vẽ biểu diễn các lực tác dụng lên vật A, trả lời: chỉ xuất hiện khi có ngoại lực tác dụng lên vật. Ngoại lực này có xu hướng làm cho vật chuyển động nhưng chưa đủ để thắng lực ma sát. .GV: Xác nhận câu trả lời đúng. Cho biết phương, chiều của ? .HS: có phương nằm ngang, có chiều ngược với chiều của ngoại lực . .GV: Chính xác hóa kiến thức về phương, chiều của . .GV: Thông báo cân bằng với ngoại lực nên Fmsn = F. Khi F tăng dần thì Fmsn thay đổi như thế nào? Khi nào lực ma sát nghỉ có giá trị lớn nhất? .HS: Khi F tăng dần thì Fmsn tăng theo đến một giá trị FM nhất định thì vật A bắt đầu trượt trên vật B. FM là giá trị lớn nhất của lực ma sát nghỉ. .GV: Thông báo FM = .N, nêu tên của từng đại lượng có trong biểu thức của FM. .GV: Thông báo nếu ngoại lực không song song với mặt tiếp xúc thì cân bằn với thành phần ngoại lực song song với mặt tiếp xúc đó : Fmsn = Fx. 1. Lực ma sát nghỉ a. Sự xuất hiện của lực ma sát nghỉ chỉ xuất hiện khi có ngoại lực tác dụng lên vật. Ngoại lực này có xu hướng làm cho vật chuyển động nhưng chưa đủ để thắng lực ma sát. b. Phương, chiều của + Giá của luôn nằm trong mặt tiếp xúc giữa 2 vật. + ngược chiều với ngoại lực . c. Độ lớn của + Fmsn = F + Fmsn FM FM = .N : giá trị lớn nhất của lực ma sát nghỉ. .: hệ số ma sát nghỉ. .N: độ lớn của áp lực do A nén lên B hoặc phản lực pháp tuyến do B tác dụng lên A. + Ngoại lực không song song với mặt tiếp xúc: Fmsn = Fx (thành phần ngoại lực song song với mặt tiếp xúc). Hoạt động 3. Tìm hiểu đặc điểm của lực ma sát trượt (13’) .GV: Khi có ngoại lực tác dụng vào vật nhưng chưa đủ mạnh để làm vật chuyển động thì xuất hiện lực ma sát nghỉ. Nếu vật trượt trên vật khác thì có lực ma sát không? Nếu có thì lực ma sát có phương, chiều như thế nào? .HS: Khi vật trượt trên vật khác thì có lực ma sát cản trở chuyển động đó. Lực ma sát có phương cùng với phương chuyển động và có chiều ngược với chiều của chuyển động. .GV: Tiến hành thí nghiệm như hình 20.2 – SGK kiểm tra câu trả lời của HS. Yêu cầu HS quan sát thí nghiệm kiểm tra. .HS: Quan sát thí nghiệm như hình 20.2 – SGK. .GV: Chính xác hóa kiến thức. Lực ma sát xuất hiện trong thí nghiệm này là lực ma sát trượt. Vậy lực ma sát trượt xuất hiện khi nào? có phương, chiều như thế nào? .HS: + xuất hiện ở mặt tiếp xúc khi 2 vật trượt trên bề mặt của nhau. + tác dụng lên một vật luôn cùng phương và ngược chiều với vận tốc tương đối của vật ấy đối với vật kia. .GV: Yêu cầu HS biểu diễn lực ma sát trượt trong trường hợp vật A trượt trên vật B: .HS: Biểu diễn lực ma sát trượt trong trường hợp vật A trượt trên vật B: .GV: Thông báo biểu thức tính độ lớn của lực ma sát trượt. .GV: Nêu chú ý về hệ số ma sát trượt. 2. Lực ma sát trượt a. Sự xuất hiện của xuất hiện ở mặt tiếp xúc khi 2 vật trượt trên bề mặt của nhau. b. Phương, chiều của tác dụng lên một vật luôn cùng phương và ngược chiều với vận tốc tương đối của vật ấy đối với vật kia. c. Độ lớn của lực Fmst = mt. N mt: hệ số ma sát trượt. N: áp lực tác dụng lên mặt tiếp xúc. Chú ý: . Trong một số trường hợp, mn mt. . mt không phụ thuộc vào diện tích mặt tiếp xúc mà phụ thuộc vào tính chất của các mặt tiếp xúc. Hoạt động 4. Tìm hiểu về lực ma sát lăn (5’) .GV: Khi một vật lăn trên một vật khác thì chỗ tiếp xúc giữa hai vật có xuất hiện lực ma sát không? .HS: Có. .GV: Giới thiệu khái niệm lực ma sát lăn. 3. Lực ma sát lăn + Khi một vật lăn trên một vật khác, lực ma sát lăn xuất hiện ở chỗ tiếp xúc giữa hai vật và cản trở sự lăn đó. + Fmsl ~ N nhưng ml < mt hàng chục lần. Hoạt động 5. Tìm hiểu vai trò của ma sát trong đời sống (7’) .GV: Giới thiệu vai trò của ma sát trượt, ma sát lăn và ma sát nghỉ trong đời sống. .HS: Nghe. 4. Vai trò của ma sát trong đời sống (SGK) Hoạt động 6. Tổng kết bài – Giao nhiệm vụ về nhà cho HS (2’) .GV: Nhấn mạnh những nội dung kiến thức trọng tâm trong bài, giao nhiệm vụ về nhà cho HS: làm bài tập 1, 2, 3, 4, 5 – tr 93. Tiết sau chữa bài tập.