Giáo án Vật lý 11 : Học kỳ I part 3 ppt

23 Bài 14: Sự tương tác giữa các vật – Khái niệm lực A. YÊU CẦU: - Học sinh hiểu được các khái niệm tương tác, khái niệm lực, phải hiểu rõ thế nào là tác dụng qua lại. B. LÊN LỚP: 1. Ổn đònh: 2. Kiểm tra bài cũ: 3. Bài mới chuyển động của vật rất phong phú và đa dạng: thẳng đều, chuyển động thẳng biến đổi đều, tròn đều… Vậy nguyên nhân nào làm cho các vật chuyển động như vậy? 1. Sự tương tác giữa các vật a. Khi một vật có gia tốc thì nhất đònh có những vật khác đã tác dụng vào nó và sự tác dụng ấy gây ra gia tốc cho vật. b. Tác dụng giữa 2 vật bao giờ 24 Một đầu máy xe lửa đang đứng yên thì bắt đầu chuyển động, như vậy có nghóa là đã có một lực kéo do đầu máy tác dụng lên làm cho nó bò thay đổi vận tốc, nghóa là thu gia tốc. Khi 2 vật tương tác với nhau thì xuất hiện lực. Vậy lực chính là đại lượng đặc trưng cho tác dụng của vật này lên vật khác. Khi có lực tác dụng lên vật thì có những thay đổi gì ở vật? cũng là tác dụng tương hỗ. 2. Khái niệm lực a. Đònh nghóa: Lực là đại lượng vật lý đặc trưng cho tác dụng của vật này vào vật khác, kết quả là truyền gia tốc cho vật hoặc làm cho vật bò biến dạng. Ký hiệu: F b. Lực là nguyên nhân gây ra gia tốc cho vật. c. Lực là đại lượng vectơ: F r - Điểm đặt: tại vật đang xét - Hướng: trùng với hướng của vectơ gia tốc mà lực truyền cho vật. * Chú ý: Giá của lực là đường thẳng mang vectơ lực. 4. Củng cố: 5. Dặn dò: Bài 15: Sự cân bằng lực A. YÊU CẦU: - Học sinh nắm được vì sao một vật đứng yên? Vì sao một vật chuyển động thẳng đều? Nắm được trạng thái cân bằng. B. LÊN LỚP: 1. Ổn đònh: 2. Kiểm tra bài cũ: 3. Bài mới: 25 Giới thiệu quan niệm sai lệch về trạng thái đứng yên của Aristot và một số kết quả thực ngiệm của Galilée và Newton để giải thích trạng thái đứng yên. Tác dụng vào quả cầu có hai lực, đó là sức hút của trái đất và lực căng của sợi dây Trạng thái đứng yên và chuyển động thẳng đều giống nhau ở đặc điểm nào? Đứng yên hay chuyển động thẳng đều đều không có gia tốc. Như vậy phải chăng vật chuyển động thẳng đều thì các lực tác dụng vào vật cũng cân bằng nhau? Quan sát một viên bi lăn trên một mặt phẳng nằm ngang. Lực tác dụng vào viên bi gồm lực hút của trái đất, lực đỡ của mặt sàn và lực ma sát. Hai lực: lực hút trái đất và lực đỡ của mặt sàn cân bằng nhau. Thực nghiệm cho thấy khi càng giảm bớt lực ma sát thì chuyển động của viên bi càng gần giống chuyển động thẳng đều. Vậy giả sử không còn lực ma sát tác dụng nữa thì viên bi sẽ chuyển động thẳng đều và lúc đó viên bi chỉ chòu tác dụng của 2 lực cân bằng nhau là lực hút của trái đất và lực đỡ của mặt sàn. 1. Vì sao một vật đứng yên? Một quả cầu được treo bởi một sợi dây, quả cầu đứng yên thì hai lực tác dụng vào quả cầu phải cân bằng nhau. Hai lực cân bằng là: - Cùng tác dụng vào vật, - Cùng giá - Ngược chiều - Cùng độ lớn. Vậy: Một vật đứng yên vì các lực tác dụng lên nó cân bằng nhau. 2. Vì sao một vật chuyển động thẳng đều? Vậy: Một vật chuyển động thẳng đều là vì các lực tác dụng lên nó cân bằng nhau. 3. KẾT LUẬN CHUNG: Một vật đứng yên hay chuyển động thẳng đều là vì các lực tác dụng lên nó cân bằng nhau. Đứng yên hay chuyển động thẳng đều được gọi là trạng thái cân bằng của vật. Lực không phải là nguyên nhân duy trì chuyển động. 4. Củng cố: 5. Dặn dò: Bài 16: Đònh luật 1 Newton – Quán tính A. YÊU CẦU: - Học sinh hiểu được nội dung của đònh luật I Newton và quán tính của mọi vật. Biết vận dụng đònh luật để giải thích được một số hiện tượng vật lý. F của TĐ F của dây 26 B. LÊN LỚP: 1. Ổn đònh: 2. Kiểm tra bài cũ: 3. Bài mới: Từ nhiều thế kỷ người ta không tìm ra được thí nghiệm kiểm chứng đònh luật I. Ngày nay người ta đã chế tạo được một loại dụng cụ chính là đệm không khí. Khi vật chuyển động trên đệm không khí thì ma sát được hoàn toàn loại bỏ, khi đó vật chuyển động thẳng đều mãi mãi Nguyên nhân nào làm cho các vật tiếp tục chuyển động thẳng đều khi các lực tác dụng vào vật mất đi? Nguyên nhân đó chính là do tính chất của bản thân của vật gọi là quán tính. Khi vật đang chuyển động (có vận tốc) mà không chòu tác dụng của lực nào hoặc chòu tác dụng của những lực cân bằng thì do quán tính nó sẽ chuyển động với vận tốc ấy, nghóa là chuyển động thẳng đều. 1. Đònh luật I newton “Một vật sẽ đứng yên hay chuyển động thẳng đều nếu không chòu một lực nào tác dụng, hoặc nếu các lực tác dụng vào nó cân bằng nhau” 2. Quán tính: “Quán tính là tính chất của mọi vật bảo toàn vận tốc của mình khi không chòu lực nào tác dụng hoặc khi chòu tác dụng của những lực cân bằng nhau”. Do vậy đònh luật I Newton còn gọi là đònh luật quán tính và chuyển động thẳng đều gọi là chuyển động do quán tính. Ví dụ: đang đạp xe, ngừng đạp, xe vẫn tiếp tục chuyển động. 4. Củng cố: 5. Dặn dò: Bài 17: Đònh luật 2 Newton – Đơn vò lực A. YÊU CẦU: 27 - Học sinh hiểu được nội dung của đònh luật I Newton và quán tính của mọi vật. Biết vận dụng đònh luật để giải thích được một số hiện tượng vật lý. B. LÊN LỚP: 1. Ổn đònh: 2. Kiểm tra bài cũ: 3. Bài mới: Ta hãy đi tìm mối liên hệ giữa lực và gia tốc. - Tác dụng 2 lực F 1 = 2F 2 lần lượt vào vật có khối lượng m. Quan sát ta nhận thấy gia tốc mà vật nhận được khi chòu tác dụng của F 1 bằng 2 lần khi chò tác dụng của F 2 . Vậy gia tốc tỉ lệ thuận với lực tác dụng lên vật. - Sử dụng một lực F tác dụng vào 2 vật có khối lượng m 1 = 2m 2 ta thấy gia tốc mà m 2 thu được gấp 2 lần gia tốc m 1 thu được. Vậy gia tốc tỉ lệ nghòch với khối lượng của vật. Tổng quát hoá từ nhiều thí nghiệm và quan sát, Newton đã phát biểu đònh luật thành đònh luật. 1. Đònh luật II Newton: - Phát biểu: Gia tốc của một vật tỉ lệ thuận với lực tác dụng vào vật và tỉ lệ nghòch với khối lượng của nó” - Biểu thức: F a m  hay F a m  r r - Nếu có nhiều lực tác dụng lên vật: hl F a m  r r với 1 2 hl F F F   r r r hl F r : được xác đònh bằng quy tắc tổng hợp vectơ. 2. Thí nghiệm minh hoạ: (SGK) 3. Đơn vò lực: Nếu a=1m/s 2 , m=1kg thì F=1N. newton là lực truyền cho một khối lượng 1kg một gia tốc 1m/s 2 . 4. Củng cố: 5. Dặn dò: Bài 18: Đònh luật 3 Newton – Đơn vò lực O 1 F r 2 F r hl F r 28 A. YÊU CẦU: - Học sinh hiểu và nắm vững được nội dung của đònh luật 3 Newton, nắm được đặc điểm của lực và phản lực - Vận dụng được đònh luật để giải thích một số hiện tượng tự nhiên. B. LÊN LỚP: 1. Ổn đònh: 2. Kiểm tra bài cũ: 3. Bài mới Khi 2 vật tương tác, vật này tác dụng lực lên vật kia, kết quả là hai vật đều thu gia tốc. Nhưng gia tốc thu được lại liên quan đến khối lượng của mỗi vật theo đònh luật 2 Newton. Bằng thực nghiệm chính xác, người ta đã kết luận về sự liên quan giữa khối lượng và gia tốc. Dùng 2 xe A và B có khối lượng lần lượt là m 1 và m 2 . Gắn chặt vào xe A một chiếc lò xo. Cột 2 xe lại với nhau sau cho lò xo bò nén chặt. Đốt dây. Ta thấy 2 xe tương tác với nhau trong khoảng thời gian rất ngắn là cho 2 xe thu gia tốc a 1 và a 2 . Với: 1 1 v a t    và 2 2 v a t    Nếu bỏ qua ma sát: vận chuyển động thẳng đều khi đó 1 1 2 2 a s a s  Thực nghiệm cho thấy 1 2 2 1 s m s m  Vậy 1 2 2 1 a m a m  Phân biệt 2 lực trực đối và 2 lực cân bằng? 1. Thí nghiệm: Trong tương tác giữa hai vật nhất đònh, gia tốc mà chúng thu được bao giờ cũng ngược chiều nhau và có độ lớn thỉ lệ nghòch với khối lượng của chúng. 1 a r và 2 a r ngược chiều: 1 2 2 1 a m a m  (1) 2. Đònh luật III newton Từ (1) ta có: m 1 .a 1 = m 2 .a 2 Vì a 1 và a 2 ngược chiều nên: 1 1 2 2 m a m a   r r Đặt 21 1 1 F m a  r r :lực do vật thứ 2 tác dụng vào vật thứ nhất 12 2 2 F m a  r r :lực do vật thứ nhất tác dụng vào vật thứ 2 Thì 21 12 F F   r r : biểu thức của đònh luật 3 Newton Phát biểu: “ Những lực tương tác giữa 2 vật là hai lực trực đối, nghóa là cùng độ lớn, cùng giá nhưng ngược chiều” 3. Lực và phản lực - Trong hai lực 21 F r và 12 F r , nếu gọi 12 F r là lực, thì gọi 21 F r là phản lực. - Đặc điểm của lực và phản lực:  Lực và phản lực luôn luôn xuất 29 hiện và mất đi đồng thời.  Lực và phản lực bao giờ cũng cùng loại.  Lực và phản lực không cân bằng nhau vì chúng đặt vào hai vật khác nhau. 4. Củng cố: 5. Dặn dò: 30 Bài 5: Khối lượng và khối lượng riêng A. YÊU CẦU: - Hiểu được ý nghóa vật lý của khối lượng. Nắm được 2 phép đo khối lượng, giải thích được câu hỏi làm sao cân được các vật có khối lượng thật lớn. - Nắm được ý nghóa và biểu thức của khối lượng riêng, hiểu được ý nghỉa thực tiển của khái niệm này. B. LÊN LỚP: 1. Ổn đònh: 2. Kiểm tra bài cũ: 3. Bài mới Tác dụng một lực vào 2 vật khác nhau. Vật nào có khối lượng lớn thì thay đổi vận tốc càng ít. Vật nào có khối lượng nhỏ thì thay đổi vận tốc càng nhiều. 1. Khối lượng: Khối lượng của vật là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật. 2. Tính chất của khối lượng: - Khối lượng là đại lượng vô hướng, dương, bất biến với mỗi vật. - Có tính chất cộng – khối lượng của 1 hệ nhiều vật bằng tổng khối lượng của mỗi vật trong hệ. - Trong kỹ thuật: sự thay đổi vận tốc của các thiết bò, máy móc phải phù hợp với khối lượng của chúng để tránh hư hỏng. 3. Đo khối lượng a. Đo khối lượng bằng tương tác: m là khối lượng vật muốn đo m o là khối lượng vật chuẩn Cho hai vật tương tác, thu được gia tốc a và a o , ta đã biết: 0 0 0 0 m m a a m a m a    Dùng để đo khối lượng của những hạt vi mô, hoặc những vật siêu vó mô. b. Đo khối lượng bằng phép cân: Dùng cân với các quả cân hoặc lò xo đàn hồi để xác đònh khối lượng muốn đo. 31 c. Đònh nghóa đơn vò khối lượng : Kg Trong hệ SI khối lượng đo bằng kilogam – Kg gam (g): 1g = 10-3 kg tạ : 1 tạ = 100 kg tấn (T) : 1 T = 1000 kg 4. Củng cố: 5. Dặn dò: Chương 5: c c a a ù ù c c l l ư ư ï ï c c c c ơ ơ h h o o ï ï c c § 28 Lực hấp dẫn § 29 Lực đàn hồi – Đo lực bằng lực kế § 30 Bài tập § 31 Lực ma sát trượt § 32 Lực ma sát nghỉ và lực ma sát lăn § 33 Bài tập § 34 Kiểm tra 32 Bài 20: Lực hấp dẫn A. YÊU CẦU: - Học sinh nắm được những đặc điểm của trọng lực và lực hấp dẫn, hiểu được trọng lực chỉ làtrường hợp riêng của lực hấp dẫn - Vận dụng được những đặc điểm của trọng lực và của lực hấp dẫn để giải thích một số hiện tượng vật lý. B. LÊN LỚP: 1. Ổn đònh: 2. Kiểm tra bài cũ: 3. Bài mới: Trong tự nhiên, chuyển động rất phong phú và đa dạng, muôn hình muôn vẻ. Vậy phải chăng có rất nhiều loại lực làm cho vật chuyển động như vậy? Trong thực tế không có nhiều loại lực như vậy mà chỉ có 4 loại lực chủ yếu. Trong cơ học ta chỉ giới hạn khảo sát: lực hấp dẫn, lực đàn hồi và lực ma sát. Khi vật rơi từ trên cao xuống thì chứng tỏ đã có một lực tác dụng lên vật có chiều hướng vào trái đất. Đó chính là lực hút của trái đất, người ta gọi lực này là trọng lực. Dưới tác dụng của trọng lực, ta luôn cảm giác mọi vật đều có sức nặng. Đó chính là trọng lượng của vật. 1. Trọng lực a. Đònh nghóa: Trọng lực là lực hút của trái đất tác dụng lên vật ở gần mặt đất. Ở cùng một nơi trên trái đất, trọng lực truyền cho mọi vật gia tốc rơi tự do như nhau. Ký hiệu: P b. Biểu thức trọng lực: P = m.g hay P mg  r r c. Đặc điểm của trọng lực: - Điểm đặt tại trọng tâm của vật - Có phương thẳng đứng, - Chiều từ trên xuống (hướng vào tâm trái đất) - Độ lớn: P = mg Vì g thay đổi theo vò trí trên trái đất nên trọng lực cũng thay đổi theo. [...]... Trọng lượng của vật: - Là lực tác dụng lên giá đỡ dây treo Ký hiệu: P - Trọng lượng được đo bằng lực kế - Trong i u kiện bình thường, trong hệ qui chiếu gắn liền v i mặt đất thì trọng lượng của vật bằng trọng lực tác dụng lên vật P = m.g e Phép cân: T i cùng một n i trên tr i đất ta c : P1 = m.g P1 m 1 P2 = m.g P2 m 2 Do đó, nguyên tắc của phép cân là so sánh kh i lượng của một vật v i kh i lượng chuẩn... thông qua so sánh trọng lực Tr i đất đã tác dụng lên vật một lực hút, tác dụng lên chúng vậy vật có tác dụng lực hút lên tr i đất 2 Lực hấp dẫn: hay không? - Trong tự nhiên m i vật đều hút nhau, lực hút giữa các vật g i là lực hấp dẫn - Đònh luật vạn vật hấp dẫn: Hai chất i m bất kỳ hút nhau v i một lực tỉ lệ thuận v i tích của hai kh i lượng và tỉ lệ nghòch v i bình phương khoảng cách giữa chúng Fhd... hấp dẫn: Hai chất i m bất kỳ hút nhau v i một lực tỉ lệ thuận v i tích của hai kh i lượng và tỉ lệ nghòch v i bình phương khoảng cách giữa chúng Fhd  G m1m2 r2 v i G = 6,68.10 -11 N.m2/kg2 3 Trọng lực là trường hợp riêng của lực hấp dẫn: 33 . một vật chuyển động thẳng đều? Nắm được trạng th i cân bằng. B. LÊN LỚP: 1. Ổn đònh: 2. Kiểm tra b i c : 3. B i m i: 25 Gi i thiệu quan niệm sai lệch về trạng th i đứng yên của Aristot. CẦU: 27 - Học sinh hiểu được n i dung của đònh luật I Newton và quán tính của m i vật. Biết vận dụng đònh luật để gi i thích được một số hiện tượng vật lý. B. LÊN LỚP: 1. Ổn đònh: 2. Kiểm. các vật có kh i lượng thật lớn. - Nắm được ý nghóa và biểu thức của kh i lượng riêng, hiểu được ý nghỉa thực tiển của kh i niệm này. B. LÊN LỚP: 1. Ổn đònh: 2. Kiểm tra b i c : 3. B i mới