Bài soạn Vật lý lớp 10 - Bài 37 đến bài 60

Tiết 37 Cân bằng vật rắn dưới tác dụng hai lực.Trọng tâm I/Mục tiêu : 1. Kiến thức : -Học sinh định nghĩa được giá của lực ,phân biệt giá với phương -Biết định nghỉa trọng tâm vật rắn -Nắm vững điều kiện cân bằng của một vật rắn dưới tác dụng của hai lực 2. kĩ năng: Biết vận dụng điều kiện cân bằng trên để tìm phương pháp xác định đường thẳng đứng, xác định trọng tâm vật rắn, xác định đièu kiện cân bằng vật rắn trên giá đỡ nằm ngang II/công tác chuẩn bị : -Một miếng bìa cứng nhẹ, có ba lỗ A, B, C thẳng hàng -Hai lực kế -Một quả rọi III/tiến trình dạy học: 1,Hoạt động 1: tạo tình huống học tập Học sinh Giáo viên Trả lời câu hỏi Ghi tên đề bài và các tiểu mục vào vở Giáo viên cho học sinh quan sát sự cân bằng của con lật đật Hỏi: tại sao con lật đật lại cân bằng ở mọi vị trí? Để trả lời cho câu hỏi trên chúng ta đi vào bài học hôm nay 2. Hoạt động 2: khảo sát thực nghiệm sư cân bằng Học sinh Giáo viên học sinh quan sát thí nghiệm học sinh:F1, F2, P +Cùng giá +Cùng độ lớn +Ngược chiều + nêu điều kiện cân bằng +Đọc biểu thức Hs vật rắn vẫn cân bằng a, Thí nghiệm : Giáo viên giới thiệu dụng cụ thí nghiệm và làm thí nghiệm Hỏi:Vật chịu tác dụng của nhửng lực nào ? Hỏi: So sánh 2 lực F1, F2 +Về giá:Dựa vào 2 sợi dây + Về độ lớn:dựa vào số chỉ hai lực kế +Về chiều: Dựa vào chiều căng của hai sợi dây Hỏi:Nhạn xét sự cân bằng vật rắn trong thí nghiệm ? Hỏi:Nêu điều kiện cân bằng vật rắn dưới tác dụng của hai lực? Gv giải thich thêm vè hai lực trực đối GV:Tiếp tục làm thí nghiệm 26.1 cho học sinh quan sát Hỏi: qua tn trên em nhận xét gì 3,Hoạt động 2: trọng tâm vật Học sinh Giáo viên +Phương thẳng đứng +Đặt trên vật Mọi vật trên trái đất đều chịu tác dụng của trọng lực”: Hỏi: tìm giá và điểm đặt của trọng lực? +Giá của trọng lực là đường thẳng đứng hướng xuống dưới +Đặt tại một điểm xác định trên vật. Điểm ấy gọi là trọng tâmcủa vật 4,Hoạt động 4: Cân bằng của vật rắn treo ở đầu dây Học sinh Giáo viên Trả lời :P ,T + Làm thí nghiệm 26.4 Hỏi:Có những lực gì tác dụng lên vật ? Vậy hãy nhận xét sự cân bằng của vật khi treo vào sợi dây? GV cho học sinh liên hệ thực tế : GV mở rộng néu dây không thẳng đứng thì sao? T, P không trực đối (vì không song song ) +Nếu dây thảng đứng nhưng G không nằm trên đường thẳng kéo dài của sợi dâythì P ,T thì chúng cũng không cùng giá nên không trực đối 5. Hoạt động 5:ứng dụng xác định trọng tâm vật rắn phẳng mỏng: Học sinh Giáo viên Trả lời cách xác định trọng tâm vật rắn dựa vào kiến thức dã học Chia thành nhóm để xác định trọng tâm vật rắn Hỏi:Làm thế nào xác định trọng tâm vật rắn? Cho học sinh xác định trọng tâm của một số vật rắn (chia theo nhóm ) 6. Hoạt động 6:Cân bằng vật rắn trên giá nằm ngang Học sinh Giáo viên Trả lời:N,P Nếu vật rắn nằm trên giá đỡ nằm ngang khi cân bằng chịu tác dụng của nhữnh lực gì ? GV vẽ hình và phân tích lực GV: Nêu điều kiện cân bằng vật rắn có mặt chân đế 7. Hoạt động 7: Các dạng cân bằng Học sinh Giáo viên đọc sgk và dưa ra các dạng cân bằng Xét sự cân bằng của vạt rắn ở ba vị trí của sgk và đưa ra ba dạng cân bằng 8. Hoạt động 8:Củng cố ra btvn Tiết 38 Cân bằng của vật rắn dưới tác dụng của ba lực không song song 1.Mục tiêu bài dạy a)Về kiến thức. -Biết cách tổng hợp hai lực đồng quy tác dụng lên cùng một vật rắn. -Biết cách suy luận dẫn đến điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của ba lực không song song và trình bày được thí dụ minh hoạ. b)Về kĩ năng . -Bằng hình vẽ toỏng hợp hai lưc đồng qui tác dung lên vật. -Tiến hành thí nghiệm minh hoạ vật nằm cân băng khi các lưc tác dụng lên vật nằm trong cùng một mặt phẳng -Vận dụng điều kiện cân bằng để giải quyết một số bài tập. 2.Công việc chuẩn bị của giáo viên và học sinh . -GV:Chuẩn bị thiết bị thí nghiệm ;lực kế ,dây không dãn,vật mỏng hình nhẫn,dây dọi,bảng... -HS:Ôn lại quy tắc hình bình hành hợp lực của hai lực tác dụng lên cùng một chất điểm.Điêu kiện cân bằng của vật rắn dưới tác dụng của hai lực. 3.Tiến trình hoạt động dạy học cụ thể Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh -Thế nào là tổng hợp lực? - Phát biểu quy tắc tổng hợp hai lực đồng quy có cùng một điểm đặt? -bằng hình vẽ tổng hợp hai lực đồng quy tác dụng lên một điểm đặt? - GV vẽ hình: một vật rắn chịu tác dụng của hai lực tại hai điểm A và B. Giá của hai lực cắt nhau tại một điểm I -Hai lực này có đồng quy không? Tổng hợp hai lực này ta làm như thế nào? - Gọi học sinh lên biểu diễn - GV cho hình vẽ : một vật rắn chịu tác dụng của hai lực tại hai điểm A và B và có giá đi qua một điểm I -Ta vẽ véc tơ F1 song song cùng chiều và có độ lớn bằng F1 Tại điểm B gốc của lực F2 . Sau đó tổng hợp hai lực trên? - Hãy so sánh cách tổng hợp hai lực ở hai hình b) và c) ? - Gọi học sinh trả lời - Điều kiện để tổng hợp hai lực không song song thành lực duy nhất là gì ? -GV vẽ hình : cho một vật rắn cân bằng dưới tác dụng của ba lực F1 F2 F3 tại ba điểm . -Hãy thay thế hai lực bất kì bằng một lực khác ? - Lực thay thế so với lực thứ ba thế nào? -Điều kiện để F1và F2 có hợp lự là gì? - Vậy điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của ba lực là gì ? - GV bố trí thí nghiệm: - Hãy quan sát thí nghiệm . Khi nào vật nằm cân bằng , không cân bằng? - Dùng bảng phẳng vẽ ba đường thẳng biểu diễn ba giá của lực và đưa ra nhận xét ? - Qua điểm đồng quy biểu diễn các lực theo tỉ lệ xích thích hợp. Có nhận xét gì? - Trả lời câu hỏi C1 (SGK) -Đọc VD SGK - Cá nhân trả lời F1 F F2 o F1 F1 F F2 F1 F2 - Các nhóm thảo luận . + Đưa điểm đặt của hai lực về điểm đồng quy bằng cách trượt hai lực trên hai giá của chúng + Tổng hợp hai lực theo quy tắc đã học - Học sinh biểu diễn: F1 F F2 I F = F1 + F2 - HS nhận xét (đúng, sai ) - Các nhóm cùng làm. F1 F F2 I - Các nhóm thảo luận. F ? không phải là hợp lực của F1 và F2 - Trả lời + Khi hai lực đồng quy . + Hợp lực của hai lực cũng phải đồng quy. Nghĩa là các lực cũng nằm trên một mặt phẳng F2 F1 F3 -F3 - Các nhóm thảo luận. - Đại diện các nhóm trả lời. + Lực thay thế bằng lực F3 vật cân bằng. (vật chịu tác dụng của hai lực ) + Lực - F3 có tác dụng thay thế như các lực F1 và F2 Vậy -F3 là hợp lực của hai lực F1 và F2 : - F3 = F1 + F2 Trả lời : chúng phải đồng quy - Trả lời : + Ba lực đòng phẳng và đồng quy + Hợp lực của hai lực bất kì cân bằng với lực thứ ba - Học sinh tự làm thí nghiệm, thảo luận đưa ra nhận xét - Đại diện nhóm trả lời: khi vật nằm cân bằng thì lự căng của hai sợi dây và trọng lực P nằm trong cùng một mặt phẳng - Ba đường thẳng đó đồng quy tại một điểm -Thảo luận trả lời: + Giá của hợp lực trùng với đường dây dọi + Giá trị của hợp lực bằng trọng lượng của vật 4. Củng cố : Giao bài tập về nhà Trả lời câu hỏi 1...3 SGK Bài tập 1,2,3 SGK tr126 Bài 28 Quy tắc hợp lực song song điều kiện cân bằng của một vật rắn dưới tác dụng của ba lực song song I. Mục tiêu: - Nắm được quy tắc hợp hai lực song song cùng chiều và trái chiều cùng đặt lên một vật rắn -Biết phân tích một lực thành hai lực song song tuỳ theo điệu kiện của bài toán -Nắm được điệu kiện cân bằng của vật rắn khi chịu tác dụng của ba lực song song - Có khái niệm về ngẫu lực mô men của ngẫu lực II. Chuẩn bị: 1. Giáo viên: Thí nghiệm hình 28.1 2.Học sinh: Ôn lại hợp lực, điểm chia trong chia ngoài của một đoạn thăng III. Tiến trình lên lớp: 1 ổn định lớp: F1 2.Kiểm tra bài cũ: Em hãy nêu quy tắc hợp lực của hai lực đồng quy HS: phát biểu quy tắc F F2 GV: nhấn mạnh lực F có tác dụng giống như hai lực F1, F2 tác dụng đồng thời GV: nếu bây giờ hai lực song song thì sao, ta có tìm được hợp lực của chúng không ở bài này chung ta đi lý giải câu hỏi đó 3.Nội dung bài mới: Hoạt động của thầy Hoạt động của trò 1.Thí ngiệm tìm hợp lực của hai lực song song cùng chiều + Hướng dẫn học sinh làm thí nghiệm +Mô tả và hướng dẫn học sinh làm thí nghiệm,đưa ra yêu cầu -Liên hệ giữa P, P1,P2 + Gọi học sinh lên báo cáo + Vẽ hình 28.2 lên bảng +Hướng dẫn học sinh đưa ra mối liên hệ giữa F1,F2| và d1,d2 + Như vậy trọng lực P có tác dụng như P1,P2 cùng tác dụng đồng thời lên vật vậy p chính là hợp lực của P1, P2 2. Quy tắc hợp 2 lực song song cùng chiều từ kết quả thí nghiệm em nào cho thầy biết quy tắc về hợp hai lực song song cùng chiều a. Quy tắc(SGK): F= F1+F2 F1/F2=d2/d1 (chia trong) F2 F1 F b. Hợp của nhiều lực Nếu bây giờ có nhiều lực song song cùng chiều em muốn tìm O O2 O1 hợp lực thì em tìm như nào nhất trí câu trả lời của học sinh và viết cách làm ....... c. lý giải về trọng tâm của vật cho học sinh tham khảo SGK và học sinh lý giải d.phân tích một lực thành hai lực song song Đặt oo1=d1 oo2=d2 giả sử biết lực cần phân tích thành hai thành phấn song song tại O1,O2 em làm như nào ( có bảng phụ kèm theo) +Gọi học sinh lên thông báo kết quả +Kết luận: Muốn phân tích thành hai lực song song cùng chiều ta giải hệ phương trình sau F1+F2=F F1d1=F2d2 d2 d1 e. Bài tập vận dụng + Cho học sinh đọc và tóm tắt làm +Em hãy áp dụng phân tích trên để giải bài tập này 3. Điều kiện cân bằng của vật rắn dưới tác dụng của ba lực song song +Em hãy nêu điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của 3 lực không song song +Vậy nếu một vật chịu tác dụng của 3 lực song song thì điều kiện để vật đứng cân bằng cũng là +Lập luận 3 lực đồng phẳng và phải có hai lực cùng chiều còn một lực ngược chiều ví dụ: + Em có nhận xét gì về độ lớn , giá của vànhấn mạnh cho học sinh ghi vào vở F3=F2+F1 F1/F2=d2/d1 4. Quy tắc hợp lực song song trái chiều + Trở lại điều kiện cân bằng của vật chịu tác dụng của 3 lực song song em G hãy tìm hợp lực của + Em có nhận xét gì về giá cũng như độ lớn của +Em hãy phát biểu quy tắc 5. Ngẫu lực: +xét một hệ lực ngược chiều có độ lớn F tác dụng lên vật +Em hãy tìm hợp lực của +Nhưng có tác dụng làm quay vật vì thế hợp lực của không thể bằng không + Hai lực được gọi là một cặp ngẫu lực + Để đặc trưng cho tác dụng làm quay của ngẫu lực ta sử dụng khái niệm mô men ngẫu lực M=F.d( đơn vị N/m) 6. Củng cố kiến thức: a.Quy tắc hợp hai lực song song cùng chiều b.Hợp nhiều lực c.Phân tíc một lực thành hai lực song song cùng chiều e.Quy tắc hợp hai lực song song trái chiều f.Ngẫu lực mômen ngẫu lực 4.Giao bài về nhà Trả lời câu hỏi 1,2,3 làm bài tập 1,2,3 SGK trang 113 + Tiến hành thí nghiệm và ghi kết quả thí nghiệm vào trong giấy nháp P=P1+P2 oo1=h1= 10 cm oo2=h2 = 15 cm + Học sinh báo cáo kết quả thí nghiệm P=P1+P2 P1.h1=P2. h2 + Học sinh thảo luận đưa ra kết quả P=P1+P2 P1.d1=P2. d2 +Học sinh tự suy luận và trả lời câu hỏi dựa vào kết quả +Học sinh đánh dấu về nhà học ghi công thức vào vở + Em tìm hợp lực của hai lực một và làm lần lượt cho đến hết + Học sinh trìng bày cách tìm trọng tâm(sử dung thêm bảng phụ) + Học sinh bàn luận và trả lời câu hỏi của thầy giáo +Theo quy tắc hợp lực F=F1+F2 F1.d1=F2. d2 giải hệ phương trình tìm F1,F2 +Tóm tắt: P=m.g=500(N) oo2/oo1=2 F1=?;F2=? Bài làm theo quy tắc F=F1+F2 F1/F2=d2/ d1 suy ra F1=1000/3(N) F2=500/3(N) + điều kiện +Từ hệ thức suy ra =-() độ lớn F3=F1+F2 giá của cùng giá với hợp lực của từ hệ thức suy ra hợp lực của cùng độ lớn với cùng giá nhưng có chiều trái chiều với F=F3-F2 +có giá chia ngoài về phía học sinh phát biểu và ghi công thức F=F3-F2 F3/F2=d’2/d’3 + áp dụng quy tắc hợp hai lực song song ngược chiều ta có F’=F1-F2=0 +Học sinh ghi khái niêm ngẫu lực ,mômen ngẫu lực Mô men lực - điều kiện cân bằng của một vật rắn có trục quay cố định A - Mục tiêu bài học ->Học sinh biết định nghĩa mô men lực, công thức tính mô men lực trong trường hợp lực F nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục quay. ->Học sinh biết được điều kiện cân bằng của một vật rắn có trục quay cố định ->Vận dụng khái niệm mô men lực và qui tắc mô men để giải thích một số hiện tượng vật lývà giải bài tập B - Công việc chuẩn bị của thầy và trò 1, Đối với thầy : Chuẩn bị thí nghiệm hình vẽ 29.3 và một cân đĩa; một số quả cân và một số vật dùng để cân 2, Đối với trò: Ôn tập kiến thức về đòn bẩy C – Tiến trình bài giảng : I, Tổ chức lớp: 2’ II, Kiểm tra bài cũ: 5’ Câu hỏi và bài tập trang 131 III, Bài mới 1, Nhận xét về tác dụng của lực lênmột vật có trục quay cố định (10’) Hoạt động của thầy Hoạt động của trò Gọi một học sinh lên quay cánh cửa ra vào lớp học trong các trường hợp: +) Tác dung lực F nằm trong mặt phẳng cánh cửa +) Tác dụng lực F đi qua trục quay (bản lề) +) Lực F vuông góc với mặt phẳng của cánh cửa: Lực F xa trục quay Lực F càng lớn Học sinh thực hiện và nhận xét : +) Cánh cửa không quay +) Cánh cửa không quay Cánh cửa quay nhanh Cánh cửa quay nhanh Tóm lại tác dụng của lực lên một vật quay quanh một trục không những phụ thuộc vào độ lớn của lực mà còn phụ thuộc vào khoảng cách từ trục quay tới giá của lực (tay đòn của lực) 2, Mô men của lực đối với một trục quay (10’) Hoạt động của thầy Hoạt động của trò Đưa thí nghiệm hình 29.3 lên bài gọi một học sinh lên làm thí nghiệm : +) treo một trong vật P vào những điểm khác nhau trên đĩa A rồi nhận xét về chuyển động quay của đĩa +) Giáo viên thông báo: Khoảng cách từ trục quay đến giá của lực gọi là tay đòn của lực (kí hiệu d ) muốn đĩa quay thì d phải khác 0 +) Yêu cầu học sinh tăng dần độ lớn của trọng lực P thì đĩa quay nhanh hay quay chậm? +) Giáo viên thông báo một vật quay càng nhanh thì mô men của lực càng lớn vậy mô men của lực liên hệ với độ lớn của lực va tay đòn thế nào? Học sinh thực hiện thí nghiệm: +) Treo P sao cho giá của lực không đi qua trục quay thì đĩa chuyển động quay +) Giá của lực P đi qua trục quay đĩa không quay +) P càng lớn thì đĩa quay càng nhanh +) Học sinh thảo luận theo nhóm để thành lập biểu thức tính mô men lực: M ~ F M ~ d -> M = F x d Định nghĩa mô men lực : SGK 3, Điều kiện cân bằng của một vật rắn có trục quay cố định (10’) Hoạt động của thầy Hoạt động của trò Goại một học sinh lên làm thí nghiệm : +) Treo trọng vật P1 = P vào điểm C có OC = d1 = 2d +) Treo trọng vật P2 = 2P vào điểm B có OB = d2 = d nhận xét chuyển động quay của đĩa A Giáo viên thông báo qui tắc mômen lực : SGK Thực hiện thí nghiệm rồi nhận xét : +) Đĩa không quay +) Thảo luận theo nhóm đẻ giải thích hiện tượng : M1 = P1 x d1 = P x 2d M2 = P2 x d2 = 2P x d M1 = M2 M1 làm cho đĩa quy theo chiều kim đòng hồ ( M1 la mô men dương) M2làm cho đĩa quay ngược lại (M2 là mô men âm) Tổng đại số : M1 + M2 = 0 -> đĩa không quay 4, ứng dụng (5’) Hoạt động của thầy Hoạt động của trò +) Đặt cân đĩa lên bàn giới thiệu cân đĩa: +) Giải thích hoạt động của cân đĩa +) Yêu cầu học sinh lên làm thí nghiệm cân một số vật và nhận xét +) Đối với một số trường hợp có trục quay không cố định ta cũng sử dụng đươc qui tác mô men lực ví dụ: dùng quốc chim để bẩy một hòn đá lên hình vẽ SGK +) Học sinh thực hiện thí nghiệm và nhận xét : Khối lượng của vật cần đo bằng khối lượng của các quả cân D, Củng cố giao bài tập (3’) : Trả lời câu hỏi và bài tập trang 135 SGK Thực hành: Tổng hợp hai lực I. Mục tiêu. - Kiểm nghiệm lại quy tắc tổng hợp 2 lực đồng quy và quy tắc tổng hợp 2 lực song song cùng chiều. - Rèn luyện kĩ năng sử dụng lực kế. II. Chuẩn bị. - Giáo viên: Chuẩn bị phòng thí nghiệm, kiểm tra tất cả dụng cụ TN có tên trong bài 30_SGK về số lượng, tình trạng hoạt động. - Học sinh: + Ôn tập hai quy tắc: tổng hợp hai lực đồng quy và song song cùng chiều. + Vẽ sẵn 2 mẫu kết quả TN trang 141 SGK.( theo nhóm) III. Tiến trình lên lớp. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Kiểm tra sĩ số và 2 mẫu kết quả vẽ sẵn. - Thông báo mục đích của bài học. - Kiểm tra 2 quy tắc: yêu cầu hs viết ra giấy; lên bảng trình bày. - Sửa chữa phần trình bày của học sinh. - Nói: Đó chính là cơ sở lý thuyết của bài thực hành này. - Yêu cầu học sinh giới thiệu tên các dụng cụ TN trên bàn. - Bố trí TN hình 30.1 SGK, vẽ lên bảng sắt 2 véctơ có điểm đặt A’ (hình chiếu của A trên bảng sắt) có phương của sợi chỉ; giá trị theo tỉ lệ xích đã chọn. - Hỏi: Làm thế nào để kiểm nghiệm lại quy tắc hợp lực đồng quy trong trường hợp 2 lực thành phần là và ? - Nhận xét câu trả lời. Nhấn mạnh bước 1 và 2. - Yêu cầu hs tính theo quy tắc hợp lực đồng quy. - Yêu cầu hs đo hợp lực bằng lực kế. Lưu ý hs cách sử dụng lực kế để được kết quả chính xác. - Yêu cầu hs lặp lại TN trên với cặp lực có độ lớn và phương khác. - Bố trí TN hình 30.2 SGK, AB = 20cm. Đánh dấu phương AB, vẽ hai vectơ . - Hỏi: Làm thế nào để kiểm nghiệm được quy tắc hợp lực song song cùng chiều trong trường hợp hai lực thành phần là . - Nhận xét câu trả lời. Nhấn mạnh bước 1 và 2. - Yêu cầu học sinh thực hiện 2 bước trên. Lưu ý học sinh đo a cẩn thận; chính xác. - Yêu cầu học sinh lặp lại TN trên cho trường hợp móc lên thanh ở A 1 quả cân, ở B 3 quả cân và AB = 16cm. - Nhóm trường kiểm tra và báo cáo sĩ số của nhóm mình; xuất trình 2 mẫu kết quả vẽ sẵn. - Nghe. - Viết ra giấy 2 quy tắc. (từng cá nhân) - Hai hs lên trình bày. Cả lớp theo dõi. - Nghe. - Thảo luận nhóm. - Một hs đứng lên giới thiệu tên các dụng cụ: Giơ cao từng dụng cụ và nói tên của nó. - Làm theo giáo viên (từng nhóm). - Thảo luận toàn lớp. - Một hs trả lời: + Tính hợp lực theo quy tắc hợp lực đồng quy. + Đo hợp lực bằng TN (3 lần). + So sánh 2 kết quả . - Tính (từng cá nhân). Lấy kết quả chính xác ghi ra mẫu kết quả TN của nhóm. - Đo bằng lực kế (từng nhóm) 3 lần. Ghi kết quả ra mẫu kết quả của nhóm. - So sánh 2 kết quả của . - Làm TN lần 2. So sánh 2 kết quả . - Nêu ra kết luận về quy tắc hợp lực đồng quy. - Làm theo giáo viên (từng nhóm). - Thảo luận toàn lớp. - Một hs trả lời: + áp dụng công thức quy tắc hợp lực song song, cùng chiều xác định độ lớn và điểm đặt O (độ dài a của OA) của hợp lực . + Móc các quả cân (có trọng lực bằng độ lớn vừa tính được) vào một điểm trong khoảng AB sao cho thanh có vị trí trùng với vị trí đã đánh dấu. Đo a (3 lần). + So sánh 2 kết quả a. - Các nhóm thực hiện 2 bước trên. Ghi kết quả ra mẫu kết quả của nhóm. - So sánh 2 kết quả của a. - Làm TN lần 2. So sánh 2 kết quả của a. - Nêu kết luận về quy tắc hợp lực song song, cùng chiều. IV. Củng cố, dặn dò. - Như vậy chúng ta đã kiểm nghiệm được 2 quy tắc hợp lực đồng quy và quy tắc hợp lực song song; cùng chiều. - Nộp báo cáo TN vào tiết sau. Ôn tập chương III để kiểm tra. Bài 31: Định luật bảo toàn động lượng I/ Mục tiêu bài học: 1/ Về kiến thức: – Phát biểu được định nghĩa hệ kín, lấy được ví dụ về hệ kín. – Viết được công thức động lượng, nêu được đơn vị đo động lượng. – Phát biểu và viết được hệ thức của định luật bảo toàn động lượng đối với hệ hai vật, nhiều vật. – Viết biểu thức dạng khác của định luật II Niu Tơn. 2/ Kỹ năng: – Suy luận được định luật bảo toàn động lượng từ các kiến thức đã biết ( định luật II và III Niu Tơn và công thức gia Tốc ). – Sử dụng được thiết bị đồng hồ cần rung để tiến hành thí nghiệm và tương tác của 2 xe lăn trên máng. – Suy ra dạng khác của định luật II Niu Tơn, sau khi học song khái niệm động lượng. – áp dụng được định luật bảo toàn động lượng cho hệ 2 vật. II/ Công việc chuẩn bị của giáo viên và học sinh: – Giáo viên: Chuẩn bị 6 thiết bị thí nghiệm cần rung điện và cài đặt phần mềm phân tích phim video, khảo sát va chạm của 2 vật chuyển động trên mặt phẳng nằm ngang. – Học sinh: Ôn tập các kiến thức về định luật II và định luật III Nui Tơn. III/ Tiến trình hoạt động dạy học cụ thể. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh 1/ Hệ kín + Thông báo: Định nghĩa hệ kín. Yêu cầu học sinh về nhà đọc ví dụ về hệ kín trong SGK. + Nghe thông báo và ghi lại nhiệm vụ giao về nhà. 2/ Các định luật bảo toàn + Thông báo các định luật bảo toàn, vai trò của các định luật bảo toàn . + Nghe thông báo về các định luật bảo toàn . 3/ Định luật bảo toàn động lượng a/ Tương tác của 2 vật trong một hệ kín. + Định hướng nêu câu hỏi: Khi 2 vật tương tác với nhau thì mỗi vật đều thu được gia tốc, nghĩa là vận tốc của mỗi vật đề bị thay đổi. Nếu vật 1 có khối lượng m1 chuyển động với vận tốc V1 va chạm với vật 2 có khối lượng m2 chuyển động với vận tốc V2 và sau va chạm vận tốc của chúng là V1’ và V2’ thì có hệ thức nào biểu thị mối liên hệ giữa các vận tốc này không. + Gợi ý để tìm câu trả lời: Sự biến đổi vận tốc có liên quan tới gia tốc, gia tốc của vật này thì biểu thị được qua lực mà vật kia tác dụng lên. Các lực này lại có mối liên hệ với nhau. Vậy các vận tốc này có mối liên hệ với nhau như thế nào. + Nêu câu hỏi thiết kế phương án thí nghiệm. Làm thế nào để kiểm nghiệm được bằng thí nghiệm kết luận này?. + Dùng một đồng hồ cần rung có thể xác định được đồng thời các vận tốc này không? – Để giải quyết khó khăn trên ta cho một vật chuyển động đến va chạm vào vật 2 đứng yên và sau va chạm thì 2 vật dính chặt vào nhau cùng chuyển động. + Trong trường hợp này ta cần kiểm nghiệm điều gì bằng thí nghiệm. + Nêu câu hỏi đề xuất phương án thí nghiệm để kiểm tra hệ quả. Với một đồng hồ cần rung làm thế nào kiểm tra được điều này. + Giao nhiệm vụ cho các học sinh. Nhóm 1: Nửa lớp tiến hành TN với m1 = m2 = 0,16kg. Nhóm 2 : Nửa lớp tiến hành TN với m2 = 2m1 = 0,32kg + Điều cần kiểm nghiệm trong mỗi nhóm là gì? + Quan sát giúp đỡ học sinh trong quá trình thực hiện nhiệm vụ. + Yêu cầu đại diện các nhóm báo cáo kết quả. + Thí nghiệm trên chỉ kiểm nghiệm được trường hợp xe thứ 2 đứng yên trước va chạm. Trong trường hợp xe thứ 2 cũng chuyển động với vận tốc V2 khác phương với vận tốc V1 thì làm thế nào để kiểm nghiệm được kết luận đã rút ra?. + Thông báo sử dụng phần mềm phân tích video để kiểm nghiệm, trường hợp hai vật va chạm trên một mặt phẳng nằm ngang. + Sử dụng phần mềm chỉ để học sinh thấy được hiện tượng va chạm trên một phẳng nằm ngang của 2 vật có m = 0,2kg và m= 0,3kg. + Yêu cầu học sinh nêu kết luận cần kiểm nghiệm. + Tiếp tục sử dụng phần mềm để kiểm nghiệm kết luận. + Khái quát háo bổ sung kiến thức. Hướng dẫn học sinh tổng kết kiến thức b/ Động lượng: + Bổ xung kiến thức về động lượng Động lượng P của một vật chuyển động là một đại lượng vật lý véc tơ đặc trưng cho chuyển động của vật trong tương tác với vật khác ( đặc trưng cho sự truyền chuyển động giữa nó và vật khác thông qua lực tác dụng ) được đo bằng tích của khối lượng m và vận tốc v P = mv + Yêu cầu học sinh xác định đơn vị của động lượng. c/ Định luật bảo toàn động lượng. + Yêu cầu học sinh phát biểu định luật và công thức của định luật bảo toàn động lượng. + Thông báo: Định luật bảo toàn động lượng tuy đã được suy ra từ các định luật Niu Tơn, nhưng định luật này có ý nghĩa tổng quát hơn các định luật Niu Tơn. Có những trường hợp mà các định luật Niu Tơn không còn đứng nữa nhưng định luật bảo toàn động lượng vẫn đúng. IV/ Củng cố và hướng dẫn bài tập về nhà: + Củng cố: Bài tập 2 SGK NC + Bài tập về nhà : + Trả lời câu hỏi 1,2,3,5 SGK NC Làm các bài tập 2,3,4,5,6 SGK NC + Tìm câu hỏi trả lời: Thảo luận chung toàn lớp. + Đề xuất giải pháp: ( Thảo luận chung cả lớp ). Viết mối liên hệ giữa các vận tốc và gia tốc ( công thức tính gia tốc ), mối liên hệ giữa gia tốc và lực ( định luật II Niu Tơn ), mối liên hệ giữa 2 lực tương tác ( định luật III Nui Tơn ). + Thực hiện giải pháp : ( Làm việc cá nhân ). Rút ra KL : m1v1 + m2v2 = m1v1’ + m2v2’ + Đề xuất phương án thí nghiêm: ( thảo luân chung cả lớp ). - Cho 2 vật chuyển động va chạm vào nhau, xác định các vận tốc của chúng trước và sau va chạm, còn khối lượng của vật dùng cân để xác định. – Muốn xác định vận tốc của vật ta dùng đồng hồ cần rung do quãng đường mà vật đi được trong khoảng thời gian đã biết. – Ta phải xác định được đồng thời các vân tốc của 2 vật trước va chạm và đồng thời xác định các vận tốc của chúng sau va chạm. + Trả lời câu hỏi : ( Thảo luận chung cả lớp ). – Một đồ hồ cần rung không thể xác định đồng thời các vận tốc này mà có thể chỉ xác định được vận tốc của một vật trước va chạm và vận tốc của một vật sau va chạm. + Từ kết luận suy ra hệ quả cần được kiểm nghiệm bằng thí nghiệm : ( Thảo luận chung cả lớp ). Vì v2 = 0, v’1 = v2’ = v’ Từ kết luận ta có m1v1 = ( m1 + m2  ) .v’ Như vậy cần kiểm nghiệm bằng thí nghiệm. Vận tốc v’ của 2 vật sau va chạm cùng chiều với v1 của vật 1 trước va chạm. Độ lớn : v’ = + Đề xuất phương án thí nghiệm kiểm tra hệ quả (thảo luận chung cả lớp). Dùng đồng hồ cần rung : Cho xe 1 gắn băng giấy chuyển động đến va chạm và dính chặt vào xe2 đang đứng yên . Đo quãng đường xe1 đi được trước va chạm và quãng đường mà 2 xe đi được sau va chạm thì tìm được vận tốc của xe1 trước va chạm và vận tốc của 2xe sau va chạm, còn chiều chuyển động của 2 xe sau va chạm sẽ được quan sát trong thí nghiệm. – Thực hiện nhiệm vụ: Làm việc theo nhóm . Nhóm 1: Cần kiểm nghiệm xem sau va chạm 2 xe có tiếp tục chuyển động theo chiều của xe1 lúc trước va chạm không và S’ = không ?. Nhóm 2: Cần phải kiể