BÀI TẬP VỀ PHƯƠNG PHÁP ĐỘNG LỰC HỌC potx

Tiết Bài tập 17 BÀI TẬP VỀ PHƯƠNG PHÁP ĐỘNG LỰC HỌC I.. MỤC TIÊU - Biết vận dụng định luật II Newton để giái các bài toán bằng phương pháp động lực học.. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1 P

Tiết Bài tập 17

BÀI TẬP VỀ PHƯƠNG PHÁP ĐỘNG LỰC HỌC

I MỤC TIÊU

- Biết vận dụng định luật II Newton để giái các bài toán bằng phương pháp động lực học

II TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

1) Phần giải các bài tập

Phần làm việc của giáo viên Phần ghi chép của học sinh

GV : Phương pháp động lực học là phương

pháp vận dụng các định luật Newton và các

kiến thức về cơ học để giải các bài toán cơ học

GV hướng dẫn cho học sinh thực hiện các

bước sau :

GV : Để giải các bài toán cơ học bằng phương

pháp động lực học các em cần theo các bước

sau đây :

Bước 01 :

- Vẽ hình – Vẽ các lực tác dụng lên vật ( Nhớ

chú ý đến tỉ lệ độ lớn giữa các lực )

- Chọn : Gốc toạ độ O, Trục Ox là chiều

Bài 1 : Một vật đặt ở chân mặt phẳng nghiêng

một góc  = 300 so với phương nằm ngang Hệ

số ma sát trượt giữa vật và mặt phẳng nghiêng

là  = 0,2 Vật được truyền một vận tốc ban đầu v0 = 2 (m/s) theo phương song song với mặt phẳng nghiêng và hướng lên phía trên

1) Sau bao lâu vật lên tới vị trí cao nhất ?

chuyển động của vật ; MTG là lúc vật bắt đầu

chuyển động … ( t0 = 0)

Bước 02 :

- Xem xét các độ lớn các lực tác dụng lên vật

- Áp dụng định luật II Newton lên vật :

F 

hl = m.a

Chiếu biểu thức định luật II Newton lên chiều

chuyển động của vật để từ đó các em có thể tìm

biểu thức gia tốc ( Đây là một trong những

bước rất quan trọng )

Bước 3 : vận dụng các công thức căn bản sau

đây để trả lời các câu mà đề toán yếu cầu :

v = v0 + at

x = s = x0 + v0t + ½ at2

2as = v2 – v02

Bài 01

GV yêu cầu HS vẽ hình và các vectơ lực tác

dụng lên vật  Chọn O, Ox, MTG

* Các lực tác dụng lên vật

GV : Vật chịu tác dụng của những lực nào ?

2) Quãng đường vật đi được cho tới vị trí cao nhất là bao nhiêu ?

Bài giải :

Ta chọn :

- Gốc toạ độ O : tại vị trí vật bắt đầu chuyển động

- Chiều dương Ox : Theo chiều chuyển động của vật

- MTG : Lúc vật bắt đầu chuyển động ( t0 = 0)

* Các lực tác dụng lên vật :

- Trọng lực tác dụng lên vật, được phân tích

HS : Vật chịu tác dụng của trọng lực và lực ma

sát

GV : Các em hãy tình độ lớn của các lực này

HS : Px= P.sin = mgsin

Py = P.cos = mgcos

Fms = .N = .Py = .mgcos

GV : Áp dụng định luật II Newton cho vật :

F 

hl = m.a

P 

+ F 

ms = m.a

GV : Ở bộ môn toán học các em đã học qua

phép chiếu một vectơ lên một phương nhất

định, bậy giờ các em hãy chiếu phương trình

trên lên chiều chuyển động của vật ? Đồng thời

các em suy ra gia tốc mà vật thu được

HS : - Px – Fms = ma

- mgsin - .mgcos = ma

 a = - g(sin - cos) = - 6,6 m/s2

GV yêu cầu HS vận dụng các công thức cơ bản

trên để tình thời gian và quãng đường vật

chuyển động đến vị trí cao nhất

thành hai lực thành phần Pxvà Py

Px= P.sin = mgsin

Py = P.cos = mgcos

- Lực ma sát tác dụng lên vật

Fms = .N = .Py = .mgcos

* Áp dụng định luật II Newton cho vật :

F 

hl = m.a

P 

+ F 

ms = m.a

Chiếu phương trình trên lên chiều chuyển động của vật ta có :

- Px – Fms = ma

- mgsin - .mgcos = ma

 a = - g(sin - cos) = - 6,6 m/s2

Giả sử vật đến vị trí D cao nhất trên mặt phẳng nghiêng

a) Thời gian để vật lên đến vị trí cao nhất :

t =

6 , 6

2 0

0









a

v

vt

= 0,3

b) Quãng đường vật đi được

Bài 02 :

GV yêu cầu HS từng bước vận dụng phương

pháp động lực học để giải bài toán này !

HS : Gia tốc của vật :

a = 22

t

s

= 2

4

2 , 1

2

= 0,15 m/s2

Theo định luật II Newton ta có :

T – Fms = m.a

s =

a

v

vt

2

0



=

) 6 , 6 ( 2

2 0





= 0,3 m

Bài 2 : Một vật có khối lượng m = 400 (g) đặt

trên mặt bàn nằm ngang Hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt bàn là  = 0,3 Người ta kéo vật với một lực nằm ngang không đổi qua một sợi dây Biết rằng sau khi bắt đầu chuyển động được 4 (s), vật đi được 120 (cm) Tính lực căng dây

Bài giải :

Chọn :

+ O : Tại vị trí vật bắt đầu chuyển động

+ Ox : Có chiều là chiều chuyển động của vật

+ MTG : Lúc vật bắt đầu chuyển động

T = m(a + .g) = 1,24 (N)

Bài 03 :

GV yêu cầu HS vẽ hình các lực tác dụng lên

Gia tốc của vật :

a = 22

t

s

= 2

4

2 , 1 2

= 0,15 m/s2

* Các lực tác dụng lên vật :

- Lực ma sát F 

ms

- Lực căng dây T 

* Áp dụng định luật II Newton cho vật :

F 

hl = m.a

T 

+ F 

ms = m.a

Chiếu phương trình trên lên chiều chuyển động của vật ta có :

T – Fms = m.a

T = m(a + .g) = 1,24 (N)

vật mà các em đã học rồi !

GV : Các em có thể tính lực căng dây tác dụng

lên vật trong bài toán này :

HS : Lực căng dây tác dụng lên vật :

T =



cos

.g

m

45 cos

8 , 9 25 , 0

= 3,46 N

Gv : Để tính chu kỳ ta nhận xét :

Fht = P.tg

Fht = m2R = m

2

2













T



.l.sin = mgtg

 T = 2.

g

= 1,2 (s)

 GV : vấn đề chú trọng ở bài toán cơ học là

sau khi đọc đề toán các em phải tìm cho bằng

được giá trị gia tốc

- Nếu ở bài toán thuận ( Không cho giá trị gia

tốc mà chỉ cho các lực ) thì các em vận dụng

định luật II Newton để tìm gia tốc, sau đó các

em tìm các đại lượng mà đề toán yêu cầu

- Nếu ở bài toán nghịch ( Cho giá trị độ lớn gia

tốc hay các giá trị vận tốc, quãng đường, thời

gian … ) thì các em vận dụng các dữ kiện đó

để tìm gia tốc, sau cùng áp dụng định luật II

Bài 3 : Quả cầu khối lượng m = 250 (g) buộc

vào đầu một sợi dây l=0,5 (m0 được làm quay như vẽ bên Dây hợp với phương thẳng đứng một góc  = 450 Tính lực căng của dây và chu

kỳ quay của quả cầu

Bài giải :

Lực căng dây tác dụng lên vật :

T =



cos

.g

m

45 cos

8 , 9 25 , 0

= 3,46 N

Để tính chu kỳ ta nhận xét :

Fht = P.tg

Fht = m2R = m

2

2













T



.l.sin = mgtg

 T = 2.

g

= 1,2 (s)

Newto để tìm giá trị các lực mà để toán yêu cầu

 