Giáo án Vật lý khối 10 - Trường THPT Nhã Nam - Chương II: Động lực học chất điểm

Chương II động lực học chất điểm Tiết 19 định luật I Niutơn A. Mục tiêu: +Phát biểu được: . Định nghĩa lực và quán tính . Định luật I Niutơn . Định nghĩa HQC quán tính +Vận dụng được: . Khái niệm "cân bằng lực" để giải thích trạng thái đứng yên và trạng thái chuyển động thẳng đều . Định luật I và khái niệm quán tính để trả lời các câu hỏi và bài tập ở trong bài +Nêu được thí dụ về HQC quán tính B. Chuẩn bị: 1. GV: Chuẩn bị thí nghiệm hình 8.2 2. HS: Ôn lại những kiến thức đã học về lực, cân bằng lực và quán tính ở THCS C. Tổ chức các hoạt động dạy học : Hoạt động 1: Mở bài GV +Đặt câu hỏi cho học sinh để vào bài +Thông báo mục đích nghiên cứu của bài là: Định nghĩa đại lượng đặc trưng cho tác dụng của vật này lên vật khác, đó là lực. Kết quả tác dụng của lực ntn. Nếu các lực tác dụng lên vật triệt tiêu lẫn nhau thì vật sẽ ntn... HS trả lời câu hỏi: +Hãy tìm một trường hợp vật thay đổi vận tốc (tức là thu gia tốc) hoặc bị biến dạng mà không có một vật nào tác dụng lên nó? Hoạt động 2: Thông báo nội dung mục I I. Sự cân bằng lực: 1. Lực là gì? GV: +Yêu cầu học sinh đọc mục I.1 sgk +Ra hệ thống câu hỏi để kiểm tra kết quả thu được của học sinh. *Viết bảng: *Định nghĩa lực: Lực là đại lượng đạc trưng cho tác dụng của vật này lên vật khác, kết quả là làm cho vật biến dạng và (hoặc) thu gia tốc + Khi vật thu gia tốc chắc chắn có ít nhất một vật khác tác dụng lực lên nó +Khi có vật chịu tác dụng của lực có thể: . Thu gia tốc . Biến dạng . Cả hai 2. Vì sao một vật đứng yên? Sự cân bằng lực. GV: +Tiến hành thí nghiệm hình 8.2 +Lấy ví dụ cho học sinh vận dụng: VD1: Một quyển sách nằm yên trên mặt bàn vì lực do trái đất và lực do mặt bàn tác dụng vào nó cân bằng nhau VD2: HS về nhà tự lấy +GV đặt câu hỏi để chuyển sang nội dung tiếp theo: Vậy khi một vật chịu tác dụng của các lực cân bằng nhau nó có thể chuyển động được không? 3. Vì sao một vật chuyển động thẳng đều? GV +Trình bày thí nghiệm của Galilê từ đó làm rõ lập luận Lôgic và trí tưởng tượng của Galilê. +Đặt câu hỏi để dẫn dắt học sinh kết luận HS +Đọc mục I.1 sgk +Trả lời các câu hỏi sau: . Câu hỏi C1 . Lấy một ví dụ khi vật chịu tác dụng của lực nó vừa thu gia tốc và vừa biến dạng? . Kết luận được nguyên nhân gì khi một vật thu gia tốc (thay đổi vận tốc) HS +Quan sát thí nghiệm +Trả lời các câu hỏi sau: . Có phải quả cầu đứng yên vì nó không chịu tác dụng của lực nào? Làm ntn để khẳng định câu trả lời trên? . Chỉ rõ các vật tác dụng lên quyển sách nằm yên trên mặt bàn? HS + Theo dõi gv trình bày + Trả lời các câu hỏi sau: . Vậy một vật chuyển động thẳng đều là vì sao . Vì sao trạng thái chuyển động thẳng đều cũng gọi là trạng thái cân bằng Hoạt động 3: Thông báo nội dung định luật I Niutơn và hệ quả II. Định luật I Niutơn: 1. Định luật I Niutơn GV +Thông báo nôị dung định luật I Niutơn +Đặt câu hỏi để chuyển nội dung tiếp: Lực có phải là đại lượng duy trì chuyển động của vật không? Giải thích? (Nếu lực là đại lượng duy trì chuyển động thì khi không còn lực tác dụng vật phải dừng lại) 2. Quán tính: GV: +Yêu cầu học sinh đọc định nghĩa quán tính sgk sau đó lấy ví dụ về quán tính trong đời sống thực tế và giải thích. *Viết bảng: *Định nghĩa quán tính: Quán tính là tính chất của mọi vật muốn bảo toàn vận tốc của mình khi vectơ lực tác dụng đã thay đổi. VD1: Giũ bụi ở quần áo VD2: Tra búa vào cán VD3: Vẩy bút mực... VD 4,5,6: Hs tự lấy 3. HQC quán tính: GV: +Thông báo nội dung mục II.4 *Viết bảng: * HQC quán tính: HQC gắn với mặt đất hoặc chuyển động thẳng đều so với mặt đất được coi là hệ qui chiếu quán tính. * Phạm vi ứng dụng của các định luật Niutơn: Các định luật Niutơn chỉ đúng trong HQC quán tính với các vật có khối lượng lớn hơn khối lượng của các hạt cơ bản và vận tốc nhỏ hơn đáng kể so với vận tốc ánh sáng. HS +Trả lời câu hỏi của gv HS: +Định nghĩa quán tính theo ý hiểu +Lấy ví dụ về quán tính và giải thích? +Trả lời câu hỏi C3 HS: +Theo dõi gv trình bày +Lấy VD về HQC quán tính? +HQC gắn với một thang máy đang ch/động ndđ đi lên có phải là HQC quán tính không? Vì sao? Hoạt động 4: Mô tả thí nghiệm kiểm chứng định luật I Niutơn GV: +Yêu cầu học sinh nhắc lại cách nhận biết một chuyển động thẳng đều +GV mô tả nguyên tắc hoạt động của các dụng cụ trong thí nghiệm và dẫn dắt học sinh đưa ra phương án thí nghiệm kiểm chứng định luật I Niutơn bằng hệ thống câu hỏi sau: . Khi đệm không khí nằm ngang, lực ma sát trên đệm không khí đối với vật đã cho là không đáng kể thì vật sẽ chuyển động ntn? Vì sao? . Vậy nếu định luật I Niutơn được nghiệm đúng thì vật phải chuyển động như thế nào sau khi cung cấp cho vật một vận tốc ban đầu khác 0? . Hãy nêu cách bố trí thí nghiệm và tiến hành thí nghiệm để kiểm chứng định luật I Niutơn? HS: + Cho biết cách nhận biết một chuyển động thẳng đều +Từ các dụng cụ thí nghiệm hãy đưa ra một phương án thí nghiệm kiểm chứng định luật I Niutơn Hoạt động 5: Tổng kết GV +Yêu cầu học sinh nhắc lại các kiến thức cơ bản của bài trong phần đóng khung +Giao công việc về nhà HS về nhà: +Trả lời các câu hỏi và giải bài tập sgk Tiết 20 định luật II Niutơn A. Mục tiêu: +Phát biểu được định luật II Niutơn và viết được biểu thức định luật. +Phát biểu được định nghĩa và nêu được các tính chất của khối lượng +Phát biểu được điều kiện cân bằng của một vật coi là chất điểm +Phát biểu được định nghĩa và viết được biểu thức của trọng lực, trọng lượng +Định nghĩa được đơn vị lực +Biểu diễn được lực bằng một vectơ +Vận dụng được khái niệm khối lượng như một đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật để giải thích một số hiện tượng vật lí đơn giản thường gặp +Vận dụng được định luật II niutơn để giải các bài tập tương tự sgk B. Chuẩn bị: 1. GV: Chuẩn bị một số thí dụ tương tự thí dụ phần mở bài trong sgk 2. HS: Ôn lại bài khối lượng ở lớp 6 và bài định luật I Niutơn C. Tổ chức các hoạt động dạy học : Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ: GV: +Yêu cầu 1 học sinh lên bảng trả lời câu hỏi. HS trả lời câu hỏi: +Phát biểu nội dung định luật I Niutơn? Định nghĩa lực và quán tính? Giải bài tập 4,5,7 Hoạt động 2: Mở bài GV đưa ra 2 ví dụ cho học sinh nhận xét +VD1: Cùng một lực (của cùng một người) tác dụng lên một khúc gỗ thì sau khoảng thời gian t1 khúc gỗ thay đổi vận tốc từ 0v. Nếu tác dụng lên một tảng đá thì sau ktg t2 tảng đá thay đổi vận tốc từ 0v. Cho học sinh nhận xét và rút ra kết luận định tính: Vậy gia tốc mà một vật thu được phụ thuộc vào khối lượng vật. Cùng một lực tác dụng nếu vật có khối lượng càng nhỏ thì thu gia tốc càng lớn. +VD2: Một người lớn tác dụng lên một khúc gỗ thì sau khoảng thời gian t1 khúc gỗ thay đổi vận tốc từ 0v. Nếu một em bé cũng tác dụng lên khúc gỗ đó thì sau ktg t2 khúc gỗ thay đổi vận tốc từ 0v. Cho học sinh nhận xét và rút ra kết luận định tính: Vậy gia tốc mà một vật thu được phụ thuộc vào lực tác dụng. Cùng một vật nếu tác dụng lực càng nhỏ thì vật thu gia tốc càng lớn. +Từ hai thí nghiệm trên gv thông báo mục đích nghiên cứu của bài HS trả lời các câu hỏi sau cho 2 ví dụ: . Bằng kinh nghiệm trong thực tế hãy so sánh t1 và t2? Từ đó so sánh gia tốc mà mỗi vật thu được? Vậy Gia tốc mà vật thu được phụ thuộc vào yếu tố gì? Hoạt động 3: Thông tin về định luật II Niutơn và các hệ quả I. Định luật II Niutơn và một số hệ quả: GV: +Yêu cầu học sinh đọc mục I sgk +Ra hệ thống câu hỏi để kiểm tra kết quả thu được của học sinh. *Viết bảng: 1. Nội dung và biểu thức định luật II Niutơn: = là lực tác dụng lên vật là gia tốc vật thu được dưới tác dụng của lực đó. 2. Xác định lực qua gia tốc và khối lượng vật - Biểu thức của lực - cách biểu diễn lực: Khi biết khối lượng vật và gia tốc mà vật thu được ta có thể xác định được lực tác dụng lên vật đó bằng biểu thức của lực: = m. *Vậy lực là một đại lượng vectơ có các đặc điểm sau: . Điểm đặt: Lực t/dụng vào vật nào thì đặt vào vật đó . Hướng: Trùng với hướng của vectơ gia tốc mà lực truyền cho vật (nếu có) . Độ lớn: Biểu diễn tích m.a theo một tỉ lệ xích chọn trước (m là khối lượng vật chịu tác dụng của lực, a là gia tốc mà vật thu được dưới tác dụng của lực đó) . Đường thẳng chứa vectơ lực gọi là giá của lực *Đơn vị lực: 1N = 1kg.1m/s2 3. Nguyên lí độc lập của tác dụng: Nếu một vật đồng thời chịu tác dụng của nhiều lực thì mỗi lực truyền cho vật một gia tốc không phụ thuộc và sự có mặt hay không có mặt của các lực kia, gia tốc của vật bằng tổng các vectơ gia tốc gây ra bởi mỗi lực. = + + .... = + +.... = hay ++...+= m. Chiếu phương trình trên lên các trục toạ độ Ox và Oy: F1x + F2x +F3x+... = max F1y + F2y +F3y+... = may 4. Điều kiện cân bằng của một vật (coi là chất điểm) GV: +Yêu cầu học sinh đọc sgk mục IV +Đặt câu hỏi kiểm tra kết quả tự đọc của học sinh *Viết bảng: . Điều kiện cân bằng của một vật coi là chất điểm: = . Đặc điểm của hệ hai lực cân bằng tác dụng vào một vật coi là chất điểm là: Hai lực phải có cùng một giá, ngược chiều và cùng độ lớn. . Đặc điểm của hệ n lực cân bằng tác dụng vào một vật coi là chất điểm là: Hợp của (n-1) lực bất kì phải có cùng một giá, ngược chiều và cùng độ lớn với lực còn lại. . Điều kiện cân bằng lực là cơ sở của phép đo lực HS +Đọc sgk +Phát biểu nội dung và viết biểu thức của định luật II Niutơn. +Trả lời các câu hỏi sau: . Vì sao định luật II Niutơn lại không được phát biểu là:"Lực tác dụng lên vật tỉ lệ với khối lượng và gia tốc của vật"? . Vật có nhất thiết phải chuyển động theo hướng của hợp lực tác dụng hay không? vì sao? Khi nào thì điều đó xảy ra? . N2 làm thay đổi vận tốc của vật là gì? N2 duy trì chuyển động của vật là gì? . Trong hình vẽ sau hãy cho biết phương chiều và độ lớn của lực tác dụng vào vật? Hình vẽ: . Dựa vào biểu thức định luật II Niutơn hãy định nghĩa 1N? . Từ định luật II Niutơn hãy cho biết một vật sẽ cân bằng khi nào? . Đặc điểm của hệ hai lực cân bằng tác dụng vào một vật coi là chất điểm? . Đặc điểm của hệ 3 lực cân bằng tác dụng vào một vật coi là chất điểm? . Đặc điểm của hệ n lực cân bằng tác dụng vào một vật coi là chất điểm? . Vì sao nói điều kiên cân bằng lực là cơ sở của phép đo lực? Lấy một VD? Hoạt động 4: Thông tin về khối lượng và quán tính II. Khối lượng và quán tính: GV: +Yêu cầu học sinh đọc sgk +Đặt câu hỏi để kiểm tra kết quả tự đọc của học sinh *Viết bảng: Đặc điểm của khối lượng: . Khối lượng là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật, vật có khối lượng càng lớn thì mức quán tính càng lớn và ngược lại. Hay vật có khối lượng càng lớn thì ktg dùng để biến thiên vận tốc của vật càng lớn (Cùng lực F nếu m lớn thì a nhỏ, vì v = a. để đạt v lớn thì phải lớn) . Khối lượng là đại lượng vô hướng, dương và không đổi đối với mỗi vật. (không phụ thuộc vào áp suất, nhiệt độ, vị trí...) . Khối lượng có tính chất cộng được: Khối lượng của hệ vật bằng tổng khối lượng của các vật trong hệ. . Khối lượng được đo bằng phép cân. Đối với các hạt vi mô thì khối lượng của chúng được đo bằng tương tác. . Trong hệ SI khối lượng có đơn vị là kg. 1kg là khối lượng của vật chuẩn làm bằng hợp kim đặc biệt được cất giữ ở Viện đo lường quốc tế tại thành phố Pari của Pháp. HS: + Đọc sgk +Trả lời các câu hỏi sau: . Vì sao nói khối lượng là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật? Lấy ví dụ để chứng tỏ điều đó? . Trả lời câu hỏi C1, C2 . Nêu các đặc điểm của khối lượng? Hoạt động 5: Thông tin về trọng lực và trọng lượng III. Trọng lực và trọng lượng: GV +Thông báo nội dung của mục V *Viết bảng: * Đặc điểm của vectơ trọng lực: . Trọng lực là lực hút của trái đất vào các vật và gây cho vật gia tốc rơi tự do. Gọi vectơ gia tốc rơi tự do là =m . Điểm đặt: Đặt vào trọng tâm vật . Phương: Thẳng đứng . Chiều : Hướng xuống . Độ lớn: P = mg. . Trong HQC phi quán tính trọng lực tác dụng vào vật gọi là trọng lực biểu kiến và có phương chiều, độ lớn khác với trọng lực trong hệ qui chiếu quán tính. = + *Trọng lượng: . Là độ lớn của trọng lực và được đo bằng lực kế. . Trong HQC phi quán tính tr/lượng vật gọi là trọng lượng biểu kiến và là độ lớn của trọng lực biểu kiến. HS: +Theo dõi gv trình bày mục V +Trả lời các câu hỏi sau: . Dựa vào đặc điểm của vectơ gia tốc rơi tự do hãy nêu đặc điểm của vectơ trọng lực tác dụng vào một vật ở gần mặt đất? Hoạt động 6: Trình bày thí nghiệm kiểm chứng định luật II Niutơn. GV giới thiệu dụng cụ thí nghiệm, sau đó dẫn dắt học sinh đưa ra cách bố trí thí nghiệm và tiến hành thí nghiệm để kiểm tra địnhluật II Niutơn *Viết bảng: *Dụng cụ thí nghiệm và cách bố trí thí nghiệm: Một trục l thẳng đứng có thể quay đều. Một trục cứng nằm ngang gắn trên đầu trục l Một lò xo luồn qua trục ngang, một đầu gắn cố định vào trục l, một đầu có thể gắn các quả cầu khác nhau. Các quả cầu có rãnh có thể trượt không ma sát trên thanh ngang. Dụng cụ thí nghiệm được bố trí như hình vẽ: *Cơ sở lí thuyết của thí nghiệm: Giả sử ta làm hai lần thí nghiệm với hai vật khác nhau sao cho độ giãn lò xo như nhau lực do lò xo tác dụng vào hai vật là như nhau: F Theo đinh luật II Niutơn, gia tốc hướng tâm mà mỗi vật thu được: a1 = ; a2 = Chọn m1 = a2 = = (2n1)2R = 2.(2n2)2.R = 1,4 *Tiến hành thí nghiệm và kết quả: +Tiến hành thí nghiệm lần lượt với hai vật m1 = . Điều chỉnh vận tốc quay sao cho ở hai lần thí nghiệm lò xo giãn như nhau. Đếm số vòng quay trong hai lần thí nghiệm trong những khoảng thời gian bằng nhau. +Kết quả thu được: 1,4 . Điều đó chứng tỏ rằng định luật II Niutơn đã được kiểm chứng. Hình vẽ: HS trả lời các câu hỏi sau: . Cho biết lực của vật nào gây cho bi gia tốc hướng tâm? Vì sao? .Chứng minh rằng nếu ở hai lần thí nghiệm với m1= và lò xo giãn như nhau thì = ? . Từ lí thuyết đó hãy cho biết cách tiến hành thí nghiệm để kiểm chứng định luật II Niutơn? . Em có cách nào để biết lò xo giãn như nhau trong hai lần thí nghiệm? Hoạt động 7. Tổng kết bài:. GV: +Yêu cầu học sinh trả lời tại lớp câu hỏi 7,8,9,10 và giải bài tập 11 sgk +Gọi 1 học sinh lên bảng trình bày bài tập 11 sgk +Giao công việc về nhà HS: +Trả lời câu hỏi 7,8,9 10 +Giải bài tập 11 +Về nhà hoàn thành các câu hỏi và bài tập sgk Tiết 21 Định luật III Niutơn A. Mục tiêu: +Phát biểu được định luật III Niutơn và viết được biểu thức định luật dạng vectơ và dạng số học +Nêu được những đặc điểm của cặp lực và phản lực +Chỉ ra được điểm đặt của cặp lực và phản lực. Phân biệt được cặp lực và phản lực với cặp lực cân bằng. +Vận dụng được định luật II và III niutơn để giải các bài tập tương tự sgk B. Chuẩn bị: 1. GV: Chuẩn bị thí nghiệm 10.4 sgk 2. HS: Ôn lại bài "lực - cân bằng lực"ở lớp 6 và nội dung định luật I, II Niutơn C. Tổ chức các hoạt động dạy học : Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ: GV: +Yêu cầu 2 học sinh lên bảng trả lời câu hỏi và giải bài tập. +HS 1 trả lời câu hỏi: Phát biểu nội dung, viết biểu thức định luật I và II Niutơn? +HS2: Giải bài tập 11 sgk Hoạt động 2: Thông tin về tương tác giữa các vật I. Sự tương tác giữa các vật: GV: +Yêu cầu học sinh đọc mục I sgk +Ra hệ thống câu hỏi để kiểm tra kết quả thu được của học sinh. HS +Đọc sgk +Trả lời các câu hỏi sau: . Trả lời câu hỏi C1 . Lấy ví dụ trong thực tế về sự tương tác giữa hai vật. Hoạt động 3: Thông tin về định luật III Niutơn I. Định luật III Niutơn GV: +Thông báo nội dung định luật III Niutơn *Viết bảng: *Biểu thức định luật III Niutơn: = - hay m2 = - m1 Về giá trị tuyệt đối: = hay m2 = m1 *Đo khối lượng bằng tương tác: Muốn đo khối lượng của các hạt vi mô hoặc các vật thể vĩ mô người ta dùng phương pháp tương tác tuân theo định luật III Niutơn: Cho A tác dụng với B đã biết khối lượng, đo gia tốc các vật thu được sau tương tác, ta được: mA = mB. HS: + Theo dõi lời giảng của gv + Hãy chuyển và về dạng tích khối lượng và gia tốc? + Kết luận gì về gia tốc mà mỗi vật thu được trong tương tác so với khối lượng của chúng? +Cho biết một phương án đo khối lượng của một vật mà không thể dùng phép cân? +Nếu trước tương tác các vật đứng yên, sau tương tác các vật chuyển động thẳng đều thì vận tốc chuyển động thẳng đều của các vật liên hệ ntn với khối lượng của chúng? Hoạt động 4: Thông tin về lực và phản lực III. Lực và phản lực: GV + Yêu cầu học sinh đọc mục III sgk + Ra hệ thống câu hỏi để học sinh rút ra các đặc điểm của lực và phản lực. *Viết bảng: Đặc điểm của lực và phản lực: . Là một cặp lực trực đối . Xuất hiện đồng thời . Đặt vào hai vật khác nhau vì vậy không thể cân bằng lẫn nhau HS: +Đọc mục III sgk +Trả lời câu hỏi C2 + Cho biết liên hệ độ lớn và chiều của lực và phản lực? +Lực và phản lực có thể cân bằng lẫn nhau không? vì sao? +Lấy ví dụ về lực và phản lực trong thực tế? Hoạt động 5: Trình bày thí nghiệm kiểm chứng định luật III Niutơn: GV giới thiệu dụng cụ thí nghiệm và dẫn dắt học sinh đưa ra cách bố trí và tiến hành thí nghiệm để kiểm tra định luật III Niutơn. *Viết bảng 1. Cách thí nghiệm 1: *Dụng cụ thí nghiệm và cách bố trí thí nghiệm: sgk Hai xe lăn khối lượng khác nhau, xác định và có thể lăn với ma sát không đáng kể trên một máng ngang Một lò xo khối lượng không đáng kể gắn vào cuối một xe lăn Một sợi dây dài và một sợi dây ngắn đều mềm Một bật lửa và một thước đo chiều dài. Một thanh nhỏ có gắn một miếng bông tẩm mực. Các vật được bố trí như hình vẽ *Cơ sở lí thuyết của thí nghiệm: +Hai xe m1 và m2 nối với nhau qua một lò xo bị nén +Đốt dây để lò xo bật ra trong ktg rất nhỏ (đó là ktg từ lúc đốt dây đến lúc hai xe dời khỏi nhau) , hai xe tương tác lẫn nhau, cùng thu gia tốc (a1, a2) và chuyển động ngược chiều. (Vì ktg tương tác rất nhỏ nên quãng đường mà mỗi xe đi được trong ktg tương tác cũng rất nhỏ) +Sau khoảng thời gian rất nhỏ đó vận tốc hai vật tăng đến v1 , v2. Ta có: a1 = ; a2 = +Nếu giảm ma sát đáng kể thì sau khi đạt vận tốc v1, v2 hai xe sẽ chuyển động thẳng đều, và đến thời điểm t sợi dây (dưới) nối hai xe căng ra thì mỗi xe đã đi được các quãng đường tương ứng S1 , S2 (xác định bằng dấu mực trên dây). Ta có: S1 = v1t ; S2 = v2t = +Như vậy để so sánh a1, a2 ta chỉ việc so sánh S1 , S2. *Tiến hành thí nghiệm và kết quả: +GV tiến hành thí nghiệm, HS đọc kết quả và nhận xét +Kết quả thí nghiệm: = 2. Cách thí nghiệm 2 - Thí nghiệm trên đệm không khí: . Thay máng bằng đệm không khí . Thay hai xe lăn bằng hai vật hình chữ V trượt không ma sát trên đệm không khí, trên mối vật có gắn hai tấm cản quang giống hệt nhau. . Hai cổng quang điện gắn với hai máy đo thời gian hiện số và mỗi máy chỉ khoảng thời gian tẩm cản quang đi qua cổng quang điện nối với nó. . Chỉ cần một dây ngắn để nén lò xo . Đốt dây thì trong khoảng thời gian rất ngắn, lò xo giãn, hai vật tương tác lẫn nhau và thu gia tốc. Ngay sau tương tác mỗi vật có vật tốc v1 và v2 và chuyển động thẳng đều trên đệm khí. . Khi chúng đi qua các cổng quang điện tương ứng, máy đo thời gian cho biết các ktg mỗi vật đi quãng đường bằng nhau (bằng bề rộng tấm cản quang: l) tương ứng là t1 và t2. Ta có: v1t1 = v2t2 = l. = . Vậy nếu có = thì định luật III Niutơn đã được kiểm nghiệm. *Kết luận: Trong tương tác giữa hai vật nhất định bao giờ gia tốc chúng thu được cũng cùng phương, ngược chiều và có độ lớn tỉ lệ nghịch với khối lượng của chúng. Hình vẽ: HS trả lời các câu hỏi sau: . Chứng minh rằng quãng đường mỗi vật đi trong khoảng thời gian tương tác là rất nhỏ? Tổng hai quãng đường đó bằng bao nhiêu? . Chứng minh rằng ? . Từ đó hãy cho biết cách tiến hành thí nghiệm để kiểm tra được định luật III Niutơn? . Nếu thay máng bằng đệm không khí và cho thêm hai đồng hồ đo thời gian hiện số nối với hai cổng quang điện, cho hai tấm cản quang gắn trên hai vật trượt. Hãy cho biết cách bố trí và tiến hành thí nghiệm kiểm tra định luật III Niutơn? (Biết rằng nếu để ở chế độ phù hợp thì máy đo thời gian hiện số sẽ chỉ khoảng thời gian tấm cản quang đi qua cổng quang điện) Hoạt động 6. Tổng kết bài: GV: +Yêu cầu học sinh trả lời tại lớp câu hỏi 1,2,3,4 sgk +Cho học sinh giải tại lớp bài tập sau: HS: +Về nhà hoàn thành các câu hỏi và bài tập sgk Tiết 22 bài tập A. Mục tiêu: +Vận dụng thành thạo 3 định luật Niutơn để giải một số bài tương tự bài tập sgk +Biết cách giải một phương trình vectơ B. Chuẩn bị: 1. GV: Chuẩn bị đầu bài và lời giải 3 bài tập 2. HS: Ôn lại nội dung định luật I, II, III Niutơn và các cách giải một phương trình vectơ C. Tổ chức các hoạt động dạy học: Hoạt động 1: Nhắc lại kiến thức cơ bản GV: Yêu cầu 2 học sinh lên bảng +HS1: viết các công thức toạ độ, q/đường, vận tốc, công thức liên hệ S, v, a của cđ thẳng biến đổi đều. +HS2: Phát biểu nội dung và viết biểu thức của 3 định luật Niutơn. Bài tập 1 Một xe lăn kl m=50kg, dưới tác dụng của lực kéo theo phương ngang, chuyển động không vận tốc đầu từ A đến B mất 10s. Nếu chất lên xe một kiện hàng thì xe phải chuyển động mất 20s. Bỏ qua ma sát. Tìm kl m' của kiện hàng? Giải Khi xe lăn chuyển động, các lực tác dụng lên xe là: Trọng lực , phản lực và lực kéo Trong đó và là cặp lực cân bằng Như vậy lực gây gia tốc cho xe lăn là lực kéo. Theo định luật II Niutơn gia tốc xe lăn thu được khi có kiện hàng và khi không có kiện hàng là: a = ; a' = = (1) Mặt khác: AB = S = = = (2) Giải hệ pt (1) và (2) ta được: m' = 150 (kg) Bài tập 2 Một xe tải khối lượng m=2500kg đang chuyển động thì hãm phanh và dừng lại sau khi đi thêm quãng đường 9m trong 3s. Tìm lực hãm? Giải Trong quãng đường 9m ôtô chịu tác dụng của các lực: Trọng lực , phản lực và lực hãm Trong đó và là cặp lực cân bằng Như vậy lực gây gia tốc cho ôtô trên quãng đường này là lực hãm. Gọi gia tốc và qđường ôtô trong 3s cuối cùng là a và S. Vận tốc ôtô lúc bắt đầu hãm phanh là v0 Theo công thức qđường và vận tốc của chuyển động cdđ ta có: S = v0 - a v0 = a S = a a = = 2 (m/s2) Theo định luật II Niutơn giá trị của lực hãm là: F = m.a = 5000 (N) Bài tập 3 Xe A chuyển động với vận tốc 3,6km/h đến đập vào xe B đang đứng yên. Sau va chạm xe A chuyển động ngược chiều cũ với vận tốc 0,1 m/s còn xe B chạy tới với vận tốc 0,55m/s. Cho mB = 200g. Tìm mA ? Giải Gọi gia tốc hai xe thu được trong ktg va chạm là aA và aB. Theo định luật III Niutơn ta có: mA. = - mB. = - = - (*) Chiếu (*) lên Ox ta được: = = = 0,5 Vậy mA = 0,5.mB = 100 (g) Hình vẽ: ?Hs tóm tắt đầu bài, vẽ hình và biểu diễn các lực tác dụng lên vật? ?Viết biểu thức gia tốc xe lăn thu được khi có kiện hàng và khi không có kiện hàng? ?Viết công thức quãng đường S cho xe lăn trong 2 trường hợp? Từ đó tìm m'? Hình vẽ: ?Hs tóm tắt đầu bài, vẽ hình và biểu diễn các lực tác dụng lên vật? ?Viết công thức qđường và vận tốc của ôtô trong 3s cuối? Từ đó tính a và tính độ lớn lực hãm? Hình vẽ: ?Hs tóm tắt đầu bài, vẽ hình và biểu diễn các vectơ vận tốc trước và sau tương tác của hai xe? ?Thực hiện phép chiếu pt (*) lên Ox? Từ đó tìm mB? Hoạt động 3: Tổng kết bài GV +Lưu ý với học sinh những vấn đề sau: . = . Gia tốc a mà vật thu được chỉ tồn tại trong ktg lực F tác dụng lên vật và sẽ mất ngay khi lực F thôi tác dụng. . m1. = - m2.: = ( - )/ ( là ktg tương tác) = ( - )/ +Giao bài tập về nhà cho học sinh HS về nhà: +Giải các bài tập phần các định luật Niutơn trong sbt +Xem lại phần tổng hợp và phân tích một vectơ +Đọc trước bài tổng hợp lực và phân tích lực Tiết 23 Tổng hợp lực và phân tích lực A. Mục tiêu: +Phát biểu được định nghĩa tổng hợp lực và phân tích lực +Phát biểu được qui tắc hình bình hành +Vận dụng được qui tắc hình bình hành để tìm hợp của hai lực đồng qui hay để phân tích một lực thành hai lực đồng qui. B. Chuẩn bị: 1. GV: Chuẩn bị thí nghiệm 11.2 sgk 2. HS: Ôn lại các công thức lượng giác đã học, điều kiện cân bằng của một chất điểm chịu tác dụng của 3 lực và nội dung qui tắc hình bình hành để tổng hợp vectơ. C. Tổ chức các hoạt động dạy học : Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ: GV: +Yêu cầu 1 học sinh lên bảng +HS trả lời câu hỏi: Cho biết điều kiện cân bằng của một chất điểm chịu tác dụng của 3 lực, nội dung của qui tắc hbh để tổng hợp hai vectơ? Hoạt động 2: Làm tn0 và xử lí kết quả tn0 để rút ra nội dung qui tắc hình bình hành lực I. Tổng hợp lực: GV: +Thông báo mục đích thí nghiệm là: Tổng hợp hai lực có tuân theo qui tắc hbh như tổng hợp vectơ hay không. +Tiến hành thí nghiệm hình 11.2 +Vẽ hình biểu diễn các vectơ lực tác dụng lên vòng nhẫn ở mỗi lần thí nghiệm +Ra hệ thống câu hỏi để dẫn dắt HS xử lí kết quả thí nghiệm và rút ra kết luận. *Viết bảng: *Dụng cụ thí nghiệm: Một dây mềm, một vòng nhẫn O, hai ròng rọc cố định, một bảng đặt thẳng đứng, các quả cân có khối lượng xác định, thước kẻ. Dụng cụ thí nghiệm được bố trí như hình vẽ. *Cơ sở lí thuyết của thí nghiệm: . Các ròng rọc cố định nên T1 = m1.g ; T2 = m2.g . Do m3 cân bằng nên: T3 = m3.g . Khi nhẫn O cân bằng ta có: + + = . Gọi = + . . Nếu tổng hợp lực tuân theo qui tắc hình bình hành thì phải thoả mãn hai điều kiện sau: 1. phải là đường chéo của hình bình hành tạo bới hai vectơ và và cùng gốc với chúng 2. phải cùng phương, ngược chiều và cùng chiều dài với *Tiến hành thí nghiệm: . Treo các quả cân vào các đầu dây sao cho nhẫn O cân bằng . Vẽ các vectơ và theo tỉ lệ