Giáo án Vật lý khối 10 - Bài 19: Khối lượng và khối lượng riêng

Bài 19 KHỐI LƯỢNG VÀ KHỐI LƯỢNG RIÊNG. I. Mục đích yêu cầu: -Hiểu ý nghĩa vật lí của khái niệm khối lượng. Biết hai phép đo khối lượng. -Nhớ được định nghĩa và biểu thức của khối lượng riêng. Ý nghĩa thực tiển của khái niệm này. II. Chuẩn bị: Sách giáo khoa và các tài liệu có liên quan, cân. III. Lên lớp: 1. Ổn định lớp: 2. Kiểm tra bài cũ: a. Phát biểu định luật III Niutơn, biểu thức? b. Những điểm của lực và phản lực. c. Một quả bóng bay đến đập vào một bức tường. Quả bóng bị bật trở lại còn tường vẫn đứng yên. Hãy vận dụng định luật II và III để giải thích hiện tượng đó. 3. Bài mới: Phương pháp NỘI DUNG 1. Khối lượng của vật: a. Định nghĩa: Khối lượng riêng của vật là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật. b. Tính chất: -Là đại lượng vô hướng, dương không đổi đối ví mỗi vật. -Khối lượng của hệ bằng tổng khối lượng của vật. Khối lượng có tính chất cộng. c. Vì có khối lượng nên vật khi chịu tác dụng của lực thì vận tốc không thể thay đổi tức thời mà cần có thời gian, vật có khối lượng càng lớn thì thời gian cần thiết cần lớn. Vì trong kỹ thuật này phải chú ý đến tính chất này. 2. Đo khối lượng: a. Đo khối lượng bằng tương tác: -Chọn vật có khối lượng chuẩn và đo bằng đơn vị. Sau đó cho vật cần đo có khối lượng m tương tác với vật chuẩn có khối lượng m0 và ta đo gia tốc của hai vật. Ta có: à Đơn vị khối lượng chuẩn bị là 1kilôgam (1kg) kilôgam là khối lượng vật chuẩn hình trụ làm bằng hợp kim đặc biệt được cất giữ tại viện đo lường quốc tế ở Pari. -1kg bằng khối lượng 1 lít nước nguyên chất ở 40C. -Phương pháp này dùng để đo khối lượng của các hạt vĩ mô như trái đất, mặt trăng. b. đo lường bằng phép cân: -Trong hàng ngày người ta thường dùng phép cân để đo khối lượng thông thường. 3. Khối lượng riêng: a. Định nghĩa: Khối lượng riêng của một chất là đại lượng đo bằng tỉ số giữa khối lượng m của vật làm bằng chất áy và thể tích của vật. Kí hiệu khối lượng riêng là D. D=m/V Đơn vị của D là kg/m2. b. Ý nghĩa thực tiễn của khối lượng riêng: -Biết khối lượng riêng và thể tích của 1 vật ta có thể tìm khối lượng vật ấy. -Biết khối lượng riêng của 1 vật đồng chất ta có thể biết vật cấu tạo bằng chất gì cách đối chiếu bảng khối lượng riêng của các chất. Bài 20 LỰC HẤP DẪN I. Mục đích yêu cầu : -Học sinh hiểu được những đặc điểm của trọng lực và của lực hấp dẫn. -Trọng lực chỉ là những trường hợp riêng của lực hấp dẫn. -Vận dụng những đặc điểm trên đây của trọng lực và của lực hấp dẫn giải thích một số hiện tượng vật lý. II. Chuẩn bị: Sách giáo khoa và các tài liệu có liên quan. III. Lên lớp: 1. Ổn định lớp : 2. Kiểm tra bài cũ: a. Nêu định nghĩa và tính chất khối lượng. b. Nêu hai cách đo khối lượng. c. Định nghĩa khối lượng riêng. Nêu ý nghĩa thực tiễn của khối lượng riêng. d. Chạy sao máy bay phải chạy hết đường băng mới cất cánh được. e. Tại sao khi bắt bóng, thủ môn thường phải rụt tay và co người lại? 3. Bài mới: Phương pháp NỘI DUNG 1. Trọng lực: a. Biểu thức trọng lực: -Lực hút của trái đất vào các vật gần mặt đất gọi là trọng lực, kí hiệu là FG. -Ở cùng một nơi trọng lực truyền cho mọi vật một gia tốc rơi tự do như nhau. FG=mg hay b. Những đặc điểm của trọng lực: -Có phương thẳng đứng và có chiều từ trên xuống. -Tác dụng vào mọi của vật. -Hợp lực của các trọng lực của các phần nhỏ gọi là trọng lực tác dụng lên vật. -Điểm đặc của trọng lực gọi là trọng tâm của vật. -Trọng lượng của vật được đo bằng lực kế kí hiệu là P. -Ở điều kiện bình thường,hệ quy chiếu của trái đất trọng lượng của vật bằng trọng lực tác dụng lên vật. P=mg hay m: là khối lượng của vật. -Trọng lực tác dụng lên vật thay đổi theo vị trí của trái đất. -Trọng lực tỉ lệ với khối lượng của chúng. (Cùng một nơi trên trái đất). *Nguyên tắc của phép cân là so sánh khối lượng Mục đích yêu cầu của vật với khối lượng chuẩn thông qua so sánh trọng lực tác dụng lên chúng. 2. Lực hấp dẫn: a. Định nghĩa vạn vật hấp dẫn: Hai chất điểm bất kỳ hút nhau với 1 lực tỉ lệ thuận với tích của hai khối lượng của hai vật và tỉ lệ nghịch bình phương khoảng cách giữa hai vật. G: là hằng số hấp dẫn gọi là hằng số hấp dẫn. G=6,68.10-11Nm2/kg2. Vì giá trị này rất bé àkhông các vật xung quanh hút nhau. b. Trọng lực chỉ là trường hợp riêng của lực hấp dẫn. M, R là khối lượng của bán kính trái đất. Nếu h<<Rà 4. Củng cố : -Trọng lực là gì? -Nêu những đặc điểm của trọng lực. -Phân bệt trọng lực với khối lượng: +Trọng lực là lực hút giữa vật và trái đất (đo bằng lực kế). +Khối lượng đặc trưng cho mỗi vật về mức quán tính, vô hướng, không thay đổi. 5. Dặn dò: -Bài tập 4, 5, trang 73. -xem trước “Đo hằng số hấp dẫn khối lượng của trái đất”. Bài 21 ĐO HẰNG SỐ HẤP DẪN KHỐI LƯỢNG CỦA TRÁI ĐẤT I. ,Mục đích yêu cầu: -Học sinh hiểu được phương pháp đo hằng số hấp dẫn của trái đất của nhà khoa học Caven Disơ. -Hiểu được cách tính khối lượng. -Củng cố niềm tin vào định luật hấp dẫn. II. Chuẩn bị: Sách giáo khoa và các tài liệu có liên quan. III. Lên lớp: 1. Ổn định lớp: 2. Kiểm tra bài cũ: a. Trọng lực là gì? Những đặc điểm của trọng lực? b. Phân biệt trọng lượng với khối lượng. c. Phát biểu định luật vạn vật hấp dẫn. Tại sao có thể nới trọg lực chỉ là trường hợp riêng của lực hấp dẫn. 3. Bài mới: Phương pháp NỘI DUNG 1. Đo hằng số hấp dẫn: Hơn một thế kỷ sau khi Niutơn phát hiện định luật vạn vật hấp dẫn nhà bác học người Anh Cavendisơ thí nghiệm đầu tiên đo hằng số hấp dẫn. Cách tiến hành thí nghiệm: -Treo vào 1 sợi dây mảnh (gọi là cân xoắn) một thanh có gắn hai quả cầu nhỏ m ở hai đầu. Xong đưa chúng lại hai quả cầu lớn bằng chì. -Các quả cầu m và M hút nhau làm dây xoắn lại. -Căn cứ vào độ xoắn của dây thạch anh có thể xác định được lực hấp dẫn F. -Đo khoảng cách 2 giữa tâm 2 quả cầu m, M àCaveidsơ đã đo được G. Về sau nhiều thí nghiệm chính xác hơn cũng đo được G và so sánh giá trị G của Cavendisơ thì sai số chỉ 1%. 2. Khối lượng của trái đất: Từ công thức: à Biết g=9,81m/s2, R=6400km và G. àKhối lượng trái đất Thí ngnhiệm Cavendisơ tự cho là phép cân trái đất. 4. Củng cố: Trình bày thí nghiệm đo hằng số hấp dẫn của Cavendisơ. 5. Dặn dò: Bài tập 3, 4 cuối bài bài học SGK xem trước bài Lực đàn hồiàĐo lực bằng lực kế. Bài 24 LỰC MA SÁT NGHỈ VÀ LỰC MA SAT LĂN MA SÁT CÓ ÍCH VÀ CÓ HẠI. I. Mục đích yêu cầu: -Hiểu được những đặc điểm của lực ma sát nghỉ và lực ma sát lăn. -Nguyên nhân chung của ma sát. -Ma sát có khi có hại, khi có ích tùy trường hợp. -Cách tăng giảm ma sát, ma sát nghỉ đóng vai trò phát động. II. Lên lớp: 1. Ổn định lớp: 2. Kiểm tra bài cũ: a. Điều kiện để xuất hiện lực ma sát trượt. b. Nêu những đặc điểm của lực ma sát trượt, công thức tính? c. Lực cần thiết để nâng vật chuyển động đều lên cao có bằng lực cần thiết kéo vật trượt đều trên sân nhà nằm ngang hay không? Tại sao? 3. Bài mới: Phương pháp -Kéo vật nhưng vật chưa trượt (vật còn đứng yên) vậy lực nào đã cân bằng với lực kéo? -Trường hợp này vật chư chuyển động àma sát này gọi là ma sát nghỉ (vật còn đứng yên). -Tăng lực kéo đến một lúc nào đó vật sẽ trượt. àlực ma sát nghỉ lớn dần đến lúc vật trượt. àlực ma sát nghỉ cực đại chuyển thành lực ma sát trượt. -Cho vật này lăn trên vật khác àvật chuyển động chậm dầnàlực cản trở chuyển động lănàlực ma sát lăn. -Các lực ma sát đều xuất hiện ở đâu? Mặt tiếp xúcàNguyên nhân của ma sát? -Để biết ma sát có ích hay có hại ta xét từng trường hợp cụ thể với từng loại ma sát. NỘI DUNG 1. Lực ma sát nghỉ: *Khi vật có xu hướng trượt nhưng chưa trượtàở mặt tiếp xúc ở hai mặt xuất hiện lực ma sát nghỉ (vật còn đứng yên). *Đặc điểm ma sát nghỉ: a. Lực ma sat nghỉ luôn cân bằng với ngoại lực đặt vào vật và có hướng song song với mặt tiếp xúc. b. Lực ma sát nghỉ cực đại xấp xỉ bằng lực ma sát trượt và cũng tính bởi công thức: fms=KN. 2. Lực ma sát lăn: -Xuất hiện khi vật này lăn trên vật khác và cản trở chuyển động của vật. -Đặc điểm: a. Lực ma sát lăn cũng tỉ lệ với áp lực N. b. Hệ số ma sát lăn nhỏ hơn hệ số ma sát trượt hàng chục lần. 3. Nguyên nhân của ma sát. -Do bề mặt tiếp xúc sần sùi, lồi lõm hoặc bị biến dạng gây ra lực ma sát cnr trở chuyển động. 4. Ma sát có ích hay có hại? Tùy trường hợp cụ thể: a. Ma sát trượt: -Trường sinh ra ở trục máy là có hại àgiảm ma sát bằng cách bôi trơn dầu mỡ. -Xe không chạy hãm phanhàma sát giữa bánh xe và mặt đường là cần thiếtàcó ích. -Ma sát trượt có ích trong các máy mài và làm bóng . b. Ma sát lăn: -Ổ đỡ trục trượtàthay bằng ổ biàma sát lăn cũng có hại vì cản trở chuyển động. c. Ma sát nghỉ: -Khi ta cầm nắm vật àmuốn giữ đứng yên trong tay cần có ma sát nghỉ. -Dây cua roa truyền chuyển động quay được các bánh xe àma sát có ích. -Lực ma sát nghỉ là lực đóng vai trò phát động cho các vật chuyển động. 4. Củng cố: -Nêu điều kiện xuất hiện lực ma sát nghỉ và ma sát lăn. -Đặc điểm ma sát nghỉ và ma sát lăn. -Kể những trường hợp ma sát có ích và có hại, cách làm giảm ma sát. 5. Dặn dò: -Bài tập 7 cuối bài học sách giáo khoa trang 83. -Xem trước chương VI “Phương pháp động lực học”