SKKN XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” VẬT LÝ 10 THPT – BAN KHTN NHẰM BỒI DƯỠNG TƯ DUY TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ

Trong quá trình giảng dạy các tiết thực hành nói chung và các tiết có sửdụng các dụng cụ thực hành của chương “Động lực học chất điểm” nói riêng, họcsinh còn nhiều lúng túng, nhiều em ch

PHẦN I: MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Đổi mới phương pháp dạy học là khắc phục phương pháp truyền thụ một chiều,rèn luyện thói quen, nếp sống tư duy sáng tạo của người học Để thực hiện đượcnhiệm vụ này cần phải bồi dưỡng được cho học sinh phương pháp học tập để pháttriển tư duy nhận thức và kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tế Muốn nâng caochất lượng học tập bộ môn vật lý phải có nhiều yếu tố song hành trong đó việc xâydựng và sử dụng bài tập thí nghiệm trong các tiết dậy vật lý đóng vai trò hết sứcquan trọng Trong quá trình giảng dạy các tiết thực hành nói chung và các tiết có sửdụng các dụng cụ thực hành của chương “Động lực học chất điểm” nói riêng, họcsinh còn nhiều lúng túng, nhiều em chưa biết cách tiến hành thí nghiệm như thếnào? chưa biết vận dụng các kiến thức đã học vào việc thực hành để thu thập kếtquả ra sao?

Thí nghiệm, thực hành là một trong những công cụ không thể thiếu được trongquá trình dạy học Vật lý Với tính chất là một phương tiện dạy học, thí nghiệm vật

lí giữ vị trí đặc biệt quan trọng trong việc hoàn thành dạy học vật lí:

- BTTN có nhiều tác dụng tốt về cả ba mặt giáo dưỡng, giáo dục, giáo dục kỹthuật, đặc biệt BTTN còn là một phương tiện dạy học có tác dụng rất lớn trong việcbồi dưỡng tư duy vật lý cũng như phương pháp nhận thức vật lý cho HS

- BTTN vừa là bài tập vừa là thí nghiệm nên sẽ phát huy được các lợi thế củahai phương tiện dạy học chủ lực nếu GV biết khai thác tốt Quá trình làm thínghiệm sẽ tạo hứng thú, kích thích cho HS và từ đó HS mạnh dạn đưa ra ý kiếnsáng tạo của mình

- BTTN là điều kiện để HS vận dụng tổng hợp kiến thức lý thuyết và thựchành, kết hợp thao tác tư duy trí óc với thao tác chân tay, tập làm các nhà chế tạo,thiết kế, lắp ráp…Điều này kích thích mạnh mẽ hứng thú học tập của HS nhất lànhững bài toán liên quan đến thực tế

- BTTN khắc phục tình trạng giải bài tập một cách thuộc lòng, hình thức,tình trạng áp dụng công thức một cách máy móc.

- BTTN là hoạt động tạo điều kiện tốt để phát triển tư duy cho HS đặc biệt là

tư duy vật lý Bên cạnh đó việc giải BTTN của HS cũng giúp GV phát hiện những

HS có năng khiếu đặc biệt về vật lý Từ đó có hướng bồi dưỡng để các em trởthành nhân tài cho đất nước

Xét vị trí của thí nghiệm Vật lý trong dạy học Vật lý cũng như vị trí của cơ

học trong giáo trình Vật lý phổ thông, tôi mạnh dạn chọn đề tài: “XÂY DỰNG

VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” VẬT LÝ 10 THPT – BAN KHTN NHẰM BỒI DƯỠNG TƯ DUY TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ”.

2 Mục đích nghiên cứu

- Thấy được tầm quan trọng của các thí nghiệm vật lí trong việc dạy học vật lý

- Trình bày một số tiết dạy có thí nghiệm trong chương “Động lực học chất điểm”vật lí 10 THPT nâng cao

- Nêu rõ vai trò và ý nghĩa của thí nghiệm vật lí trong quá trình bồi dưỡng tư duy,sáng tạo, khắc sâu kiến thức vật lý cho học sinh

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

Đối tượng nghiên cứu.

- Quá trình dạy học vật lý ở trường học phổ thông;

- Bài tập Vật lý trong quá trình dạy học

Phạm vi nghiên cứu.

- Bài tập thí nghiệm vật lý phần “Động lực học chất điểm” lớp 10 nâng cao

4 Giả thuyết khoa học.

Nếu xây dựng và sử dụng hợp lý các bài tập thí nghiệm vật lý trong việc tổchức hoạt động dạy học cho học sinh phần “Động lực học chất điểm” nói riêng và

BT Vật lý nói chung thì sẽ góp phần tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS vànâng cao chất lượng, hiệu quả dạy học Vật lý ở trường THPT.

5 Nhiệm vụ nghiên cứu:

- Nghiên cứu chương trình, nội dung dạy học phần “Động lực học chất điểm”Vật lý lớp 10, nâng cao

- Nghiên cứu về bài tập vật lý nói chung và bài tập thí nghiệm nói riêng trongdạy học

- Thực nghiệm sư phạm

6 Phương pháp nghiên cứu

6.1 Nghiên cứu lý thuyết.

- Cơ sở lý luận về tâm lý học, giáo dục học, lý luận dạy học liên quan đếngiải BT Vật lý, nhất là bài tập thí nghiệm

- Nghiên cứu các tài liệu liên quan đến chương trình, nội dung dạy học phần

“Động lực học chất điểm” vật lý lớp 10 nâng cao

- Nghiên cứu các biện pháp, cách thức bồi dưỡng hoạt động nhận thức cho

HS trong quá trình dạy học Vật lý

6.2 Nghiên cứu thực nghiệm.

- Thực trạng dạy học vật lý có sử dụng bài tập thí nghiệm của GV và HS vàgiải quyết bài tập thí nghiệm Vật lý ở trường phổ thông

- Tiến hành thực nghiệm sư phạm tại trường THPT Yên Định 2 – Yên Định

- Thống kê và xử lý số liệu thực nghiệm

7 Ý tưởng của đề tài

Có thể xây dựng ngân hàng các thí nghiệm đơn giản và thường gặp trong thực tế

và sắp xếp một hệ thống các thí nghiệm trong chương “Động lực học chất điểm”vật lí 10 THPT và thông qua một số tiết trong chương để bồi dưỡng tư duy, khắcsâu kiến thức cho học sinh lớp 10 THPT

PHẦN 2: NỘI DUNG Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI

1 Nhiệm vụ bồi dưỡng tư duy vật lý cho học sinh trong dạy học Vật lý ở trường phổ thông

1.1 Khái niệm tư duy vật lý

“Tư duy vật lý là sự quan sát các hiện tượng vật lý, phân tích một hiện tượng phức tạp thành những bộ phận đơn giản và xác lập giữa chúng những mối quan hệ định tính và định lượng của các hiện tượng và các đại lượng vật lý, dự đoán các hệ quả mới từ các thuyết và vận dụng sáng tạo những kiến thức khái quát thu được vào thực tiễn”

Các hiện tượng vật lý trong tự nhiên diễn ra rất phức tạp, nhưng những địnhluật chi phối chúng lại rất đơn giản, vì mỗi hiện tượng thường bị nhiều yếu tố tácđộng nối tiếp nhau hoặc chồng chéo lên nhau ta chỉ quan sát được kết quả tổng hợpcuối cùng Cho nên, muốn nhận thức đầy đủ những đặc tính, bản chất và quy luậtvận động của hiện tượng tự nhiên thì việc đầu tiên ta phải phân tích các hiện tượngphức tạp thành những bộ phận, những giai đoạn mà chúng chỉ bị chi phối, phụthuộc bởi một số ít nguyên nhân, yếu tố, tốt nhất là một nguyên nhân, một yếu tố

Có như vậy, thì việc xác lập được mối quan hệ, đặc tính, bản chất của các hiệntượng, đại lượng vật lý sẽ dễ dàng hơn về mặt định tính cũng như định lượng

Quá trình nghiên cứu vật lý của HS có rất nhiều phương pháp nhận thức,nhiều hình thức tư duy và sử dụng các dụng cụ thiết bị khác nhau, nhưng ta có thểhiểu tư duy vật lý dưới hai góc độ sau:

- Tư duy lý thuyết: là hình thức của tư duy lôgic và thao tác tư duy

- Tư duy lôgic: là loại tư duy tuân theo các quy tắc, quy luật của lôgic học một cáchchặt chẽ, chính xác, không phải sai lầm trong các lập luận, biết phát hiện ra cácmâu thuẫn, nhờ đó mà nhận thức được đúng đắn chân lý khách quan

Các thao tác tư duy: Quá trình tư duy bao gồm các thao tác trí tuệ hay còngọi là các thao tác tư duy, ta có các thao tác tư duy như: Phân tích, tổng hợp, sosánh, trừu tượng hóa, khái quát hóa v v…

1.1.2 Mối quan hệ tư duy vật lý với việc bồi dưỡng năng lực nhận thức cho học sinh

Trong dạy học vật lý, GV cần tổ chức quá trình lĩnh hội kiến thức cho HSphù hợp với con đường biện chứng của quá trình nhận thức vật lý Trong đó mốiquan hệ giữa tư duy vật lý và quá trình nhận thức vật lý là rất quan trọng rồi từ đóbồi dưỡng năng lực nhận thức Để quá trình nhận thức vật lý của HS được thànhcông thì HS cần phải thành thạo các phương pháp nhận thức vật lý do GV hướngdẫn và hình thành

Phương pháp nhận thức vật lý là những phương pháp khoa học được sử trongquá trình nghiên cứu vật lý để xây dựng hệ thống kiến thức vật lý Việc định hướnghoạt động nhận thức của HS trong học tập theo con đường của nhận thức khoa họcvới việc áp dụng lý thuyết gần đúng “Vùng phát triển” của Vưgốtxki có thể bồidưỡng cho HS trực giác khoa học

Bảng 1 Các thao tác trí tuệ và thực hành trong hoạt động nhận thức khoa học bằngphương pháp thực nghiệm

Đề xuất vấn đề

Quan sát, đo đạc, ghi chép

số liệu theo bảng tính, tínhtoán và xử lý số liệu

Phân tích, so sánh, tổnghợp, khái quát hóa

Hình thành giả thuyết

Phân tích, so sánh, đốichiếu, trừu tượng hóa, kháiquát hóa

chiếu cụ thể hóa (suy diễn

Vẽ đồ thị thí nghiệm Phân tích, so sánh, đối

chiếu cụ thể

Tiến hànhthí nghiệm

Lựa chọn dụng cụ, lắp rápdụng cụ thí nghiệm, tiếnhành thí nghiệm, quan sát,

đo đạc ghi chép

Xử lý kết quả Lập bảng, vẽ đồ thị,

tính toán, đánh giá sai số

hóa

mới, thí nghiệm mới Cụ thể hóa

Có những phương pháp nặng về tư duy lý thuyết Có những phương phápnặng về tư duy thực hành Nhận thức theo phương pháp thực nghiệm vật lý học là

sự thống nhất biện chứng giữa tư duy lý thuyết và tư duy thực hành

2 Bài tập thí nghiệm trong dạy học Vật lý

2.1 Khái niệm bài tập thí nghiệm

Là những bài tập mà khi giải HS phải làm thí nghiệm để xác định các đạilượng vật lý, các thông số cần tìm, hoặc để nghiên cứu sự phụ thuộc giữa các thông

số hay để kiểm tra tính chân thực của lời giải lý thuyết BTTN vừa mang tính lýthuyết vừa mang tính thực nghiệm Những thí nghiệm của dạng bài tập này thường

là đơn giản HS có thể tự làm ở nhà hoặc phòng thí nghiệm của trường

2.2 Phân loại bài tập thí nghiệm: Dựa theo độ khó khi giải, cách thức giải cũng

như yêu cầu và điều kiện của bài tập mà ta chia BTTN làm hai loại:

Bài tập thí nghiệm định tính: Là những bài tập khi giải không cần tiến

hành các phép đo đạc, tính toán định lượng mà chỉ dùng những lập luận, suy luận

lôgic dựa trên cơ sở các thuyết, định luật, khái niệm vật lý và những quan sát địnhtính.

Bài tập thí nghiệm định lượng: Là những bài tập khi giải, yêu cầu HS làm

thí nghiệm để đo đạc đại lượng vật lý với các thiết bị nào đó, hoặc tìm quy luật vềmối liên hệ phụ thuộc giữa các đại lượng vật lý (với các thiết bị nhất định)

Bài tập thí nghiệm vật lý Bài tập thí nghiệm định tính Bài tập thí nghiệm định lượng

MĐ2 Cho thiết bị, yêu cầu HS lập phương

án thí nghiệm, làm thí nghiệm đo đạc hoặc tìm quy luật.

MĐ3 Yêu cầu HS lựa chọn thiết bị, lập phương án thí nghiệm, làm thí nghiệm đo đạc, tìm quy luật hoặc chứng minh một quy luật.

Sơ đồ1 Phân loại hệ thống bài tập thí nghiệm vật lý

Rõ ràng BTTN vật lý rất đa dạng, phong phú, có thể có nhiều mức độ yêu cầu, từ đơn giản đến phức tạp Với nhiều hình thức ra đề khác nhau, giáo viên có thể khai thác sử dụng BTTN ngay trong điều kiện cơ sở vật chất chưa được trang bị đồng bộ

và hiện đại như hiện nay

3 Bài tập thí nghiệm với việc bồi dưỡng tư duy vật lý cho học sinh trong dạy học ở trường phổ thông.

3.1 Các thao tác và hành động tư duy trong giải bài tập thí nghiệm Vật lý

Các hành động nhận thức diễn ra khi thực hiện giải một BTTN có tính chấttương tự với những hành động diễn ra khi nghiên cứu bằng phương pháp thựcnghiệm

Có thể so sánh các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm với các bước tiếnhành khi giải một BTTN:

Bảng 2 So sánh các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm với các bước giải mộtBTTN

Các yếu tố của phương pháp

3 Nghiên cứu lý thuyết (suy ra

hệ quả lôgic từ giả thuyết) Lập

phương án thí nghiệm kiểm tra

4 Nghiên cứu thực nghiệm: Tiến

Rõ ràng các bước giải BTTN vật lý là hoàn toàn tương tự theo con đườngthực nghiệm nên giải BTTN vật lý có nhiều khả năng bồi dưỡng tư duy vật lý choHS

- Xây dựng phương án giải (phương án thí nghiệm, lập luận, tính toán)

- Thực hiện giải: Tính toán, lập luận, trình bày lời giải, (nếu có thể giải bằng

lý thuyết) Hoặc lập phương án thí nghiệm, quan sát để thu thập số liệu

- Tiến hành thí nghiệm, quan sát hiện tượng, ghi nhận số liệu và xử lý kếtquả

- Đánh giá kết quả và trả lời câu hỏi của bài toán

Chương 2XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC

HỌC CHẤT ĐIỂM” VẬT LÝ 10 THPT – BAN KHTN

1 Nội dung chương “Động lực học chất điểm” Vật lý 10 THPT – Ban KHTN

1.1 Vị trí đặc điểm của chương “Động lực học chất điểm”

Chương “Động lực học chất điểm” là chương thứ hai trong chương trình Vật

lý 10 nâng cao Đây là chương có vai trò rất quan trọng, góp phần làm sáng tỏnhững kiến thức mà chương một chưa giải quyết được, đó là nguyên nhân củachuyển động, đồng thời kiến thức của chương được ứng dụng nhiều trong đời sốnghằng ngày và là cơ sở quan trọng để học sinh tiếp tục nghiên cứu các chương sau

Cơ sở lý luận của chương là 3 định luật Niu-tơn, những nguyên lý lớn đượcrút ra từ hàng loạt quan sát và tư duy Tư duy khái quát hoá 3 định luật này đặt nềnmóng cho sự phát triển của cơ học

Để tiếp thu được các định luật Niu - tơn học sinh phải có được các khái niệm

về

đại lượng lực và khối lượng Ngược lại qua việc học các định luật Niu tơn mà họcsinh mới hiểu được sâu sắc hơn về lực và khối lượng Như vậy 3 định luật Niu tơncùng với các khái niệm lực và khối lượng là kiến thức cơ bản quan trọng nhất củachương

Vận dụng kiến thức về 3 định luật Niu tơn và các lực cơ học (lực hấp dẫn,lực đàn hồi, lực ma sát) để nghiên cứu một số hiện tượng vật lý quan trọng

1.2 Mục tiêu dạy học của chương

a Mục tiêu về kiến thức

- Phát biểu được định nghĩa lực và nêu được lực là một đại lượng véc tơ

- Nêu được quy tắc tổng hợp và phân tích lực

- Phát biểu được điều kiện cân bằng của một chất điểm

- Phát biểu được ba định luật Niu- tơn và viết được biểu thức của chúng

- Nêu được quán tính của vật là gì và kể được một số ví dụ về quán tính

- Nêu được khối lượng là số đo mức quán tính

- Nêu được các đặc điểm của phản lực và lực tác dụng

- Phát biểu được định luật vạn vật hấp dẫn và viết được hệ thức của định luật

- Nêu được ví dụ về lực đàn hồi và những đặc điểm của lực đàn hồi của lò xo(điểm đặt, hướng).

- Phát biểu được định luật Húc và viết được hệ thức của định luật này đối với

độ biến dạng của lò xo

- Nêu điều kiện xuất hiện và đặc điểm của lực ma sát nghỉ, ma sát trượt và

ma sát lăn Viết được công thức xác định lực ma sát trượt

- Viết được công thức lực hướng tâm và nêu được lực hướng tâm trongchuyển động tròn đều là tổng hợp các lực tác dụng lên vật

b Mục tiêu về kĩ năng

- Biết cách xác định hợp lực của các lực đồng quay và biết cách phân tíchmột lực ra hai lực thành phần có phương xác định

- Vận dụng được công thức của lực hấp dẫn để giải các bài tập đơn giản

- Vận dụng được công thức về ma sát trượt để giải được các bài tập đơngiản

- Vận dụng được các định luật I, II, III Niu- tơn để giải được các bài toán đốivới một vật hoặc hệ hai vật chuyển động

- Vận dụng được mối quan hệ giữa khối lượng và mức quán tính của vật đểgiải thích một số hiện tượng thường gặp trong đời sống và kĩ thuật

- Sử dụng được phương pháp tọa độ để thiết lập phương trình quỹ đạo củavật bị ném xiên, ném ngang

- Xác định được lực hướng tâm và giải bài toán về chuyển động tròn đều khivật chịu tác dụng của một hoặc hai lực

c Mục tiêu thái độ

- Có ý thức ứng dụng những điều đã học

- Giáo dục tác phong làm việc cẩn thận, nghiêm túc

- Giáo dục phẩm chất thái độ hợp tác của mỗi cá nhân

- Có thái độ khách quan khi quan sát các thí nghiệm kiểm chứng của bài học

1.3 Cấu trúc lôgic chương “Động lực học chất điểm”

Sơ đồ 2 Grap nội dung chương “Động lực học chất điểm” lớp 10 THPT

2 Hệ thống bài tập thí nghiệm chương “Động lực học chất điểm”

Trong khuôn khổ của đề tài tôi sưu tầm và xây dựng được 18 BTTN vật lý.Dựa theo bảng phân loại BTTN có thể chia chúng như sau:

2.1 Bài tập thí nghiệm định tính

a Bài tập thí nghiệm quan sát, mô tả, giải thích hiện tượng

ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM

Lực ma sát Lực m.sát nghỉ Lực ma sát lăn Lực m.sát trượt

3 Định luật Niutơn Lực, hợp lực Lực cơ học

Khối lượng

Định Luật III

Lực, phản lực

Lực hấp dẫn

Lực đàn hồi

Trọng lực, trọng lượng

Định luật vạn vật hấp dẫn Định luật

Húc

BÀI TOÁN CƠ BẢN CỦA CƠ HỌC PHƯƠNG PHÁP ĐỘNG LỰC HỌC

Bài 1 Đổ lưng nước vào chai nước khoáng, cột một đầu dây mảnh vào cổ chai.

Cầm đầu dây còn lại quay nhanh chai nước (không đậy nắp) trong mặt phẳng thẳngđứng, nước trong chai có bị đổ ra ngoài không? Hãy giải thích

Câu hỏi hướng dẫn giải:

- Loại chuyển động của nước thuộc dạng nào?

- Chai ở vị trí nào nước dễ đổ nhất? Hãy phân tích các lực tác dụng lên nước tại

vị trí đó? Chiếu lên trục hướng tâm?

- Nếu nước đổ thì còn phản lực không?

- Vậy điều kiện để nước không đổ là gì? Từ đó suy ra điều kiện của vận tốc quay? Giải:

Chọn hệ quy chiếu gắn với trái đất

Các lực tác dụng lên nước gồm lực căng dây T, trọng lực P và phản lực của đáy chai nước Chọn chiều dương hướng vào tâm quỹ đạo.

Theo định luật II NiuTơn ta có: PN m a (*)

Chiếu phương trình (*) lên phương hướng tâm :

Tại vị trí cao nhất : P+N=ma ht => N=m( 2 r–g)=m(4 2 f 2 –g)

Nước đổ ra ngoài khi phản lực không còn.

Nếu quay đủ nhanh f đủ lớn thì thì N>0, nên nước không bị đổ ra ngoài

Bài 2 Tiến hành thí nghiệm: đặt một hòn bi đặt trên mặt bàn và một cái cốc có

miệng tròn úp lên nó Quay cái cốc thật khéo, mô tả hiện tượng, giải thích?

Câu hỏi hướng dẫn giải:

- Loại chuyển động của bi thuộc dạng nào?

- Hãy phân tích các lực tác dụng lên bi? Chiếu lên trục hướng tâm?

- Vậy lực có tác dụng giữ bi để nó không bị rơi là lực nào?

Giải: Quay cái lọ, hòn bi cũng quay theo, cuối cùng lực li tâm làm hòn bi dính chặt vào thành lọ và khi nâng lọ lên hòn bi cũng không bị bắn ra ngoài.

Bài 3 Người ta thường nói: “Không thể tự nắm tóc mình mà nhấc mình lên được”.

Em thử xem mình có thể không? Hãy giải thích?

Giải Xét hệ vật người và tay của người đó, thì lực nâng của tay là nội lực nên không gây được gia tốc cho hệ

b Bài tập lập phương án thí nghiệm

Bài 1 Lực kế có giới hạn đo là 10 (N) Bạn phải cân một vật có trọng lượng từ 11

đến 20 (N) Bạn sẽ làm thế nào nếu chỉ có thêm một sợi dây mảnh?

Hướng dẫn giải: Phải treo vật nặng bằng hai nhánh sợi dây thẳng đứng, trong đó lực

kế buộc vào một nhánh của sợi dây

Bài 2 Làm thế nào để xác định hệ số ma sát nghỉ của gỗ trên gỗ nếu bạn chỉ có các

dụng cụ là: Bảng gỗ, thỏi gỗ, thước đo độ?

Câu hỏi hướng dẫn giải

- Điều kiện xuất hiện lực ma sát nghỉ là gì?

- Ta không có lực kế, vậy ngoại lực đơn giản nhất để làm vật có xu hướng chuyển động là lực nào?

- Vậy cần để bảng gỗ như thế nào? Tiến hành như thế nào?

- Khi vật bắt đầu chuyển động, dùng động lực học xác định hệ số ma sát của vật Giải: Thỏi gỗ đặt trên tấm bảng được làm nghiêng đến góc  là góc mà tại đó thỏi gỗ bắt đầu trượt đều xuống phía dưới khi ta chạm nhẹ vào bảng Dùng động lực học xác định được  = tg

Bài 3 Làm thế nào để xác định hệ số ma sát trượt giữa gỗ và gỗ nếu em chỉ có các

dụng cụ bảng gỗ, thỏi gỗ, thước dây đến mm và đồng hồ bấm giây?

Câu hỏi hướng dẫn giải

- Đặt tấm ván nằm nghiêng và cho vật trượt xuống

- Em hãy cho biết có những lực nào tác dụng lên vật?

- Áp dụng định luật II Niuton để tìm được biểu thức tính 

- Vậy ta cần có những số liệu nào để tìm 

- Làm sao để tìm 

- Làm sao tìm được a

Giải:

- Cho vật trượt từ đỉnh tấm ván không vận tốc đầu

- Dùng thước đo xác định chiều dài tấm ván Dùng

đồng hồ để đo thời gian thỏi gỗ chạm đất Từ đó tính

được gia tốc a của thỏi gỗ

- Dùng thước đo xác định thêm chiều cao ban đầu

của vật từ đó tính được góc nghiêng  của mặt phẳng nghiêng.

- Áp dụng động lực học tính được a = g(sin - cos).

- Suy ra:  = gsinαgcosα a

Bài 4 Làm thế nào để xác định hệ số ma sát trượt giữa gỗ và gỗ nếu em chỉ có các

dụng cụ bảng gỗ, thỏi gỗ và lực kế

Câu hỏi hướng dẫn giải

- Điều kiện xuất hiện ma sát trượt.

- Các lực tác dụng vào vật?Vẽ hình.Viết biểu thức định luật II Niuton

- Nếu vật chuyển động có gia tốc thì rất phức tạp, hãy cố gắng kéo cho vật chuyển động đều

- Chiếu lên chiều chuyển động, suy ra hệ số ma sát trượt giữa vật và ván

- Để đo lực ma sát giữa vật và ván ta phải đo các đại lượng nào?

Giải

Đặt ván nằm ngang trên sàn, dùng lực kế kéo cho vật chuyển động thẳng đều trên tấm ván ta đo được lực ma sát giữa vật và sàn F ms =N=mg

Dùng lực kế treo vật thẳng đứng ta đo được trọng lực của vật ta đo được

trọng lực của vật P = mg  hệ số ma sát trượt giữa vật và ván:  =

P

F ms

Bài 5 Em hãy trình bày phương pháp để có thể đo hệ số ma sát trượt giữa bánh xe

ô tô và mặt đường

Câu hỏi hướng dẫn giải

- Để có ma sát trượt thì bánh xe cần chuyển động trong trạng thái nào?

- Sử dụng động lực học, tìm biểu thức của hệ số ma sát theo gia tốc xe

- Làm sao tính được gia tốc xe, cần đo những đại lượng nào?

Giải

-Đo quãng đường ô tô từ khi hãm phanh (chỉ trượt không lăn) cho đến khi

dừng Suy ra gia tốc của ô tô: a =

2S

v 2



- Áp dụng định luật 2 Niu tơn ta xác định được hệ số ma sát  = g a

2.2 Bài tập thí nghiệm định lượng

Bài 1: Từ các dụng cụ đơn giản em hãy xác định độ cứng của 1 lò xo.

Giải: - Chọn 1 vật đã biết trọng lượng

- Treo vật vào lò xo ( cần xác định độ cứng)

- Đo độ dãn của lò xo (bằng thước)

- Vật cân bằng  P=Fđh P=kl P

k l



Bài 2 Hãy tìm cách đo vận tốc của dòng

nước lúc mới ra khỏi vết rách của một túi

nilon đựng đầy nước

Câu hỏi hướng dẫn giải

- Chuyển động của nước khi vừa rời khỏi túi nilon là chuyển động gì?

- Em hãy viết công thức xác định thời gian chuyển động và tầm xa của vậtném ngang?

- Để đo vận tốc viên nước ta cần đo các đại lượng nào? Dụng cụ đo là gì?

Giải: - Đo độ cao của lỗ thủng so với mặt đất được h

- Đo tầm xa của viên đạn đạt được S

Từ S = v 0 t; t = 2h g  v 0 = S

2h g

Bài 3 Cho một cái lò xo chưa biết hệ số đàn hồi, một giá treo duy nhất một quả

cân đã biết khối lượng và một cái thước có độ chia chính xác Trình bày mộtphương án xác định khối lượng của một vật ?

Hướng dẫn giải

- Gọi khối lượng của quả cân là m, khối lượng của vật là M

- Treo quả cân vào lò xo treo thẳng đứng trên giá Dùng thước đo độ biến dạng của lò xo: l 1

- Treo vật vào lò xo treo thẳng đứng trên giá Dùng thước đo độ biến dạng của lò xo: l 2

l m

M

1

2 1