Bài 4. Sự rơi tự do

Bài 4. Sự rơi tự do tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả các lĩnh vực kinh tế,...

Bài 4. SỰ RƠI TỰ DO Bài 4. SỰ RƠI TỰ DO I. Sự rơi trong không khí và sự rơi tự do.  Các vật khi thả ra thì nói chung sẽ rơi xuống: Đó là sự rơi của các vật.  Trong không khí sự rơi của các vật xảy ra như thế nào: Những yếu tố nào ảnh hưởng đến chuyển động rơi?  Để có thể trả lời câu hỏi trên, cần làm một số thí nghiệm: 1. Sự rơi trong không khí.  Thí nghiệm 1: Một tờ giấy và một viên sỏi:  Vật nặng rơi nhanh hơn vật nhẹ.  Thí nghiệm 2: Viên sỏi và tờ giấy vò tròn, nén chặt:  Thí nghiệm 3: Một tờ giấy phẳng và một tờ giấy vò tròn, nén chặt:  Thí nghiệm 4: Một vật viên bi nhỏ và một tấm bìa:  Các vật nặng khác nhau nhưng rơi nhanh như nhau.  Nặng như nhau nhưng rơi nhanh chậm khác nhau.  Vật nhẹ rơi nhanh hơn vật nặng. Thảo luận và trả lời các câu hỏi: 1. Trong TN nào vật nặng rơi nhanh hơn vật nhẹ? 2. Trong TN nào vật nhẹ rơi nhanh hơn vật nặng? 3. Trong TN nào hai vật nặng như nhau nhưng rơi nhanh chậm khác nhau? 4. Trong TN nào hai vật nặng nhẹ khác nhau nhưng rơi nhanh như nhau? Như vậy trong không khí không thể kết luận vật nặng hay nhẹ rơi nhanh hơn – Phải chăng là do có sức cản của không khí? 2. Sự rơi trong chân không (sự rơi tự do). a) Ống Niutơn. Ống có khí Ống chân không  Ống có khí: Lông chim rơi chậm hơn viên bi.  Ống chân không: Hai vật rơi nhanh như nhau. Như vậy: Khi không có không khí thì mọi vật sẽ rơi cùng gia tốc. Galilê là người đã thực hiện thí nghiệm tại tháp nghiêng Pidơ (Italia) trước đó và cũng đã rút ra kết luận trên. b) Thí nghiệm của Galilê tại tháp nghiêng Pidơ.  Trong thí nghiệm của Galilê, các vật rơi có trọng lượng lớn hơn nhiều so với sức cản của không khí tác dụng lên nó (các quả đạn pháo).  Khi đó có thể bỏ qua sức cản và coi các vật đó rơi chỉ dưới tác dụng của trọng lực.  Sự rơi tự do là sự rơi dưới tác dụng chỉ của trọng lực.  Áp dụng: Sự rơi của các vật trong 4 thí nghiệm trên đây, những vật nào được coi là rơi tự do? I. Nghiên cứu sự rơi tự do của các vật. 1. Những đặc điểm của chuyển động rơi tự do. a) Xảy ra theo phương thẳng đứng (phương của dây dọi). b) Chiều chuyển động từ trên xuống dưới. c) Bằng phương pháp chụp ảnh hoạt nghiệm (hình bên) người ta chứng minh được chuyển động rơi tự do là chuyển động nhanh dần đều. e) Công thức tính đường đi: . 2 1 2 gtS = d) Công thức tính vận tốc: .gtv = Trong trường hợp vật rơi tự do không vận tốc ban đầu: Trong đó g là gia tốc của chuyển động – gọi là gia tốc rơi tự do. 2. Gia rơi tự do. Thực nghiệm chứng tỏ rằng: Tại một nơi nhất định trên Trái đất và ở gần mặt đất thì các vật đều rơi tự do với cùng gia tốc g. Tại những vị trí khác nhau thì gia tốc này cũng khác nhau: * Tại địa cực g lớn nhất: g ≈ 9,8324 m/s 2 . * Tại xích đạo g nhỏ nhất: g ≈ 9,7805 m/s 2 . Nếu không cần độ chính xác cao thì có thể lấy: g ≈ 9,8 m/s 2 hoặc g ≈ 10 m/s 2 .  Tại địa cực thì lực hấp dẫn chính là trọng lực: P 0 =mg 0 .  Tại xích đạo trọng lượng P 1 <P 0 do có lực quán tính ly tâm.  Suy ra: g 1 <g 0 SỰ RƠI TỰ DO I Sự rơi tự vật Trong không khí TN1: Thả tờ giấy sỏi (nặng tờ giấy) TN2: Như thí nghiệm 1, giấy vo tròn nén chặt TN3: Thả hai tờ giấy kích thước tờ để phẳng tờ vo tròn nén chặt lại TN4: Thả vật nhỏ bìa phẳng đặt nằm ngang Kết luận:  Trong không khí lúc vật nặng rơi nhanh vật nhẹ  Không khí yếu tố ảnh hưởng đến rơi vật 2 Trong chân không a) Ống Niu-tơn Trong chân không a) Ống Niu-tơn b) Kết luận  Sự rơi tự rơi tác dụng lực Galieo Galilei 1546-1642 Nhà vật lí người Anh Chuyển động rơi tự có: Phương: thẳng đứng Chiều: từ xuống Phương pháp chụp ảnh hoạt nghiệm Chuyển động rơi tự có: • Phương: thẳng đứng • Chiều: từ xuống • Sự rơi tự chuyển động thẳng nhanh dần • 2 g= 9,8m/s (~ 10m/s ) • Mọi vật nặng nhẹ rơi Các phương trình rơi: • Vật rơi vận tốc đầu => Vo=0 • V= gt gt 2 • h= • V =22gh h = ho + gt  (Phương trình rơi) ≠ Ghi chú: vật rơi có Vo áp dụng công thức chuyển động nhanh dần Bài thuyết trình tổ đến kết thúc  Cảm ơn cô bạn ý lắng nghe  1 1 GV: MAI THÒ BÌNH NGUYEÂN GV: MAI THÒ BÌNH NGUYEÂN TRƯỜNG THPTBC PHAN BỘI CHÂU 2 Bài dạy TIEÁT 6 3 1 1 . . SỰ RƠI TRONG KHÔNG KHÍ VÀ SỰ RƠI TỰ DO SỰ RƠI TRONG KHÔNG KHÍ VÀ SỰ RƠI TỰ DO . . • Thí nghiệm với 2 vật có khối lượng khác nhau. • Thả một tờ giấy và một hòn sỏi. • Hòn sỏi rơi nhanh hơn vì nặng hơn tờ giấy 4 1 1 . . SỰ RƠI TRONG KHÔNG KHÍ VÀ SỰ RƠI TỰ DO SỰ RƠI TRONG KHÔNG KHÍ VÀ SỰ RƠI TỰ DO . . • Thực hiện với thí nghiệm trên nhưng tờ giấy vo tròn và nén chặt. • Tờ giấy vo viên và hòn bi rơi chạm đất gần như nhau. • Khối lượng không phải là nguyên nhân làm vật rơi nhanh chậm khác nhau. 5 1 1 . . SỰ RƠI TRONG KHÔNG KHÍ VÀ SỰ RƠI TỰ DO. SỰ RƠI TRONG KHÔNG KHÍ VÀ SỰ RƠI TỰ DO. • THÍ NGHIỆM VỚI CÁC VẬT CÓ KHỐI LƯNG BẰNG NHAU. • TỜ GIẤY VO VIÊN RƠI NHANH HƠN TUY CẢ HAI TỜ ĐỀU NẶNG NHƯ NHAU. • Yếu tố ảnh hưởng: do lực cản của không khí 6 1 1 . . SỰ RƠI TRONG KHÔNG KHÍ VÀ SỰ RƠI TỰ DO. SỰ RƠI TRONG KHÔNG KHÍ VÀ SỰ RƠI TỰ DO. • Thí nghiệm với 2 vật nặng nhẹ khác nhau. • Thả 1 viên bi khối lượng nhỏ hơn khối lượng tấm bìa phẳng được đặt nằm ngang. Viên bi khối lượng nhỏ hơn rơi chạm đất trước. 7 7 Qua các thí nghiệm trên ta thấy trong không Qua các thí nghiệm trên ta thấy trong không khí không phải bao giờ vật nặng cũng rơi khí không phải bao giờ vật nặng cũng rơi nhanh hơn vật nhẹ. Vậy yếu tố nào đã ảnh nhanh hơn vật nhẹ. Vậy yếu tố nào đã ảnh hưởng đến sự rơi nhanh hay chậm của các vật hưởng đến sự rơi nhanh hay chậm của các vật trong không khí? trong không khí? - Không khí đã ảnh hưởng đến sự rơi của các vật. - Nếu loại bỏ được ảnh hưởng của không khí thì có lẽ các vật sẽ rơi nhanh như nhau. 8 ●Khi trong ống còn đầy không khí thì viên bi chì rơi nhanh hơn cái lông chim ●Trong chân không cái lông chim và viên bi chì rơi nhanh như nhau ●Kết luận: Sức cản của không khí là nguyên nhân làm cho các vật rơi nhanh hay chậm khác nhau TRONG KHÔNG KHÍ TRONG CHÂN KHÔNG Sự rơi của các vật trong chân không (sự rơi tự do) 9 Thế nào là sự rơi tự do? Thế nào là sự rơi tự do? Sự rơi tự do là sự rơi chỉ dưới Sự rơi tự do là sự rơi chỉ dưới tác dụng của trọng lực tác dụng của trọng lực 10 Ghi chú lòch sử Ghi chú lòch sử • Người ta kể lại rằng nhà bác học Galilê người Italia ở thế kỷ thứ XVI đã làm một thí nghiệm về sự rơi của hai vật nặng nhẹ khác nhau ở tháp nghiêng thành Pida( Italia) • Và thấy rằng hai vật được thả đồng thời cho rơi tự do ở cùng một độ cao sẽ chạm đất gần như cùng một lúc. GALILEO GALILEI 1564-1642 [...]... II NGHIÊN CỨU SỰ RƠI T DO CỦA CÁC VẬT • 1 Những đặc điểm của CĐ rơi tự do: • a.Phương của sự rơi: • Vật rơi tự do chuyển động theo phương thẳng đứng 12 • b.Tính chất của chuyển động rơi • Chuyển động rơi tự do là một chuyển động thẳng nhanh dần đều 13 • c.Công thức của sự rơi tự do: • Chọn : • + Hệ trục toạ ở HÀ NỘI : 2 /7872,9 smg ≈ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH: 2 /7867,9 smg ≈ ở các Cực gia tốc 2 /8324,9 smg ≈ PHIẾU HỌC TẬP Câu 1 : Đặc điểm nào sau đây không phải của chuyển động rơi tự do? A.Chuyển động có phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống dưới B.Gia tốc của chuyển động có giá trị không đổi C.Hiệu quãng đường đi được trong những khoảng thời gian bằng nhau liên tiếp là một đại lượng không đổi . D.Chuyển động có tốc độ tăng đều theo thời gian Câu 2 : Chọn câu trả lời đúng Hai vật có khối lượng m 1 >m 2 được thả rơi tự do đồng thời tại cùng một độ cao thì A.Vận tốc chạm dất của vật 1 lớn hơn vận tốc chạm đất của vật 2 B.Vận tốc chạm đất của vật 1 nhỏ hơn vận tốc chạm đất của vật 2 C.Vận tốc chạm đất của hai vật bằng nhau D.Hai vật rơi với vận tốc không đổi Câu 3 : Trong khi rơi tự do, vật thứ nhất rơi mất một khỏang thời gian dài gấp đôi vật thứ hai . Hãy so sánh quãng đường đi được của vật thứ nhất và vật thứ hai A.h 1 =0,5h 2 B.h 1 =2h 2 C.h 1 =3h 2 D.h 1 =4h 2 TÓM TẮT KIẾN THỨC Sự rơi tự do là sự rơi chỉ dưới tác dụng của trọng lực Trong trường hợp có thể bỏ qua ảnh hưởng của các yếu tố khác lên vật rơi, ta có thể coi sự rơi của vật như là sự rơi tự do Chuyển động rơi tự do là chuyển động thẳng nhanh dần đều theo phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống dưới. Tại một nơi nhất định trên Trái Đất và ở gần mặt đất, mọi vật đều rơi tự do với cùng gia tốc g Gia tốc rơi tự do ở các nơi khác nhau trên Trái Đất thì khác nhau. Người ta thường lấy g9,8m/s 2 hoặc g10 m/s 2 CÁC CÔNG THỨC 1.Công thức tính vận tốc rơi của vật (không vận tốc đầu) 2. Công thức tính quãng đường đi được của sự rơi tự do S: quãng đường đi được (m) t: thời gian rơi v=gt 2 2 gt s = s v  I. I. Mục đích yêu cầu Mục đích yêu cầu * Vì sao các vật rơi * Vì sao các vật rơi trong không khí nhanh trong không khí nhanh chậm khác nhau ? chậm khác nhau ? * Sự rơi tự do là gì ? * Sự rơi tự do là gì ? * Các qui luật của sự * Các qui luật của sự rơi tự do ? Các công rơi tự do ? Các công thức trong sự rơi tự do. thức trong sự rơi tự do. II Chuẩn bị: II Chuẩn bị: * * ố ố ng Nưutơn ng Nưutơn * Các thí nghiệm * Các thí nghiệm về sự rơi của các về sự rơi của các vật trong không vật trong không khí. khí. * Dây dọi, con lắc * Dây dọi, con lắc đơn đơn TIếT 15 TIếT 15 11. 11. Sự RƠI Tự DO CủA CáC VậT Sự RƠI Tự DO CủA CáC VậT KiÓm tra bµi cò KiÓm tra bµi cò * ThÕ nµo lµ C§ * ThÕ nµo lµ C§ nhanh dÇn ®Òu ? nhanh dÇn ®Òu ? * ViÕt c¸c c«ng * ViÕt c¸c c«ng thøc vÒ C§ nhanh thøc vÒ C§ nhanh dÇn ®Òu. Qui t¾c vÒ dÇn ®Òu. Qui t¾c vÒ dÊu cña c¸c ®¹i l­ dÊu cña c¸c ®¹i l­ îng îng NÕu v NÕu v 0 0 = 0, ta cã: = 0, ta cã: asvv attvs atvv t t 2 2 1 2 0 2 2 0 0 =− += += asv at s atv t t 2 2 2 2 = = = 1. 1. Sù r¬i trong kh«ng khÝ Sù r¬i trong kh«ng khÝ * Cã ph¶i vËt nÆng r¬i * Cã ph¶i vËt nÆng r¬i nhanh h¬n vËt nhÑ kh«ng? nhanh h¬n vËt nhÑ kh«ng? * * ThÝ nghiÖm:- LÊy 2 tê ThÝ nghiÖm:- LÊy 2 tê giÊy nh­ nhau: 1 tê vo, 1 giÊy nh­ nhau: 1 tê vo, 1 tê kh«ng vo. tê kh«ng vo. * * Tê vo r¬i nhanh h¬n Tê vo r¬i nhanh h¬n tê kh«ng vo tê kh«ng vo , , dï 2 tê dï 2 tê nÆng nh­ nhau nÆng nh­ nhau 1. 1. Sự rơi trong không khí Sự rơi trong không khí * * Các vật rơi nhanh Các vật rơi nhanh chậm không phải vì chậm không phải vì nặng, nhẹ khác nhau nặng, nhẹ khác nhau ! ! * * Vì sao các vật rơi trong Vì sao các vật rơi trong không khí nhanh chậm không khí nhanh chậm khác nhau ? khác nhau ? * Thí nghiệm: Thí nghiệm: - Tờ vo ở trên tờ không - Tờ vo ở trên tờ không vo rơi nhanh như nhau vo rơi nhanh như nhau 1. 1. Sù r¬i trong kh«ng khÝ Sù r¬i trong kh«ng khÝ ThÝ nghiÖm cña Niut¬n ThÝ nghiÖm cña Niut¬n * * Khi cã kh«ng Khi cã kh«ng khÝ c¸c vËt r¬i khÝ c¸c vËt r¬i nhanh chËm kh¸c nhanh chËm kh¸c nhau nhau 1. 1. Sù r¬i trong kh«ng khÝ Sù r¬i trong kh«ng khÝ ThÝ nghiÖm cña Niut¬n ThÝ nghiÖm cña Niut¬n * * Khi kh«ng cã Khi kh«ng cã kh«ng khÝ c¸c vËt kh«ng khÝ c¸c vËt r¬i nhanh chËm r¬i nhanh chËm nh­ nhau nh­ nhau 1. 1. Sù r¬i trong kh«ng khÝ Sù r¬i trong kh«ng khÝ ThÝ nghiÖm cña Niut¬n ThÝ nghiÖm cña Niut¬n 1. 1. Sự rơi trong không khí Sự rơi trong không khí * Khi có không khí * Khi có không khí các vật rơi nhanh chậm các vật rơi nhanh chậm khác nhau khác nhau *Khi không có không *Khi không có không khí các vật rơi nhanh khí các vật rơi nhanh chậm như nhau chậm như nhau * * Sức cản của không khí là nguyên nhân làm Sức cản của không khí là nguyên nhân làm cho các vật rơi nhanh chậm khác nhau cho các vật rơi nhanh chậm khác nhau Tháp Tháp Pidơ ở Pidơ ở ý ý 2. 2. Sự rơi tự do Sự rơi tự do * Định nghĩa: * Định nghĩa: Sự rơi của Sự rơi của các vật trong chân không các vật trong chân không chỉ dưới tác dụng của trọng chỉ dưới tác dụng của trọng lực gọi là sự rơi tự do lực gọi là sự rơi tự do * * Sự rơi của các vật trong Sự rơi của các vật trong không khí khi sức cản rất không khí khi sức cản rất nhỏ so với trọng lực được nhỏ so với trọng lực được coi là sự rơi tự do coi là sự rơi tự do a a ) ) Ph­¬ng cña r¬i tù do Ph­¬ng cña r¬i tù do : : Lµ Lµ ph­¬ng ph­¬ng th¼ng th¼ng ®øng ®øng TRƯỜNG VĂN HÓA 3 TRƯỜNG VĂN HÓA 3 BỘ CÔNG AN BỘ CÔNG AN Người thực hiện: NGUYỄN DUY LONG Người thực hiện: NGUYỄN DUY LONG Hãy quan sát thí nghiệm sau: Hãy quan sát thí nghiệm sau: Chiếc lá Viên sỏi Phải chăng là do vật nặng rơi nhanh Phải chăng là do vật nặng rơi nhanh hơn vật nhẹ hơn vật nhẹ • Vậy nguyên nhân do đâu mà có? • 1. Sự rơi tự do của các vật trong không khí • 2. Sự rơi tự do của các vật trong chân không • I.Sự rơi trong không khí và sự rơi tự do Bài 4: SỰ RƠI TỰ DO Bài 4: SỰ RƠI TỰ DO Hãy quan sát thí nghiệm sau: • I.Sự rơi trong không khí và sự rơi tự do • 1. Sự rơi tự do của các vật trong không khí SỰ RƠI TỰ DO SỰ RƠI TỰ DO Tờ giấy Viên sỏi M T TẶ ĐẤ SỰ RƠI TỰ DO SỰ RƠI TỰ DO Thí nghiệm 1: Nhận xét gì về sự rơi của hai vật trong trường hợp này? Viên sỏi M T TẶ ĐẤ Tờ giấy đã vo tròn SỰ RƠI TỰ DO SỰ RƠI TỰ DO Thí nghiệm 2: Nhận xét gì về sự rơi của hai vật trong trường hợp này? Tờ giấy Tờ giấy đã vo tròn M T TẶ ĐẤ SỰ RƠI TỰ DO SỰ RƠI TỰ DO Thí nghiệm 3: Nhận xét gì về sự rơi của hai vật trong trường hợp này? Taỏm bỡa Vieõn bi xe ủaùp M T T Sệẽ RễI Tệẽ DO Sệẽ RễI Tệẽ DO Thớ nghieọm 4: Nhn xột gỡ v s ri ca hai vt trong trng hp ny? Trong thí nghiệm nào vật nặng rơi Trong thí nghiệm nào vật nặng rơi nhanh hơn vật nhẹ? nhanh hơn vật nhẹ? • Thí nghiệm 1:tờ giấy và hòn sỏi SỰ RƠI TỰ DO SỰ RƠI TỰ DO [...]... b, Kết luận: nếu loại bỏ sự ảnh hưởng Em nhận xét vật sự của không khí thì mọi gì vềsẽ rơi nhanh ảnh hưởng của.khơng như nhau khí đến trường hợp này gọi là sự sự rơi của • Sự rơi các vật trong rơi tự do các vật? Câu hỏi C2: trong 4 thí nghiêm đã làm, sự rơi của vật nào có thể coi là sự rơi tự do? SỰ RƠI TỰ DO Sự rơi tự do là sự rơi chỉ dưới tác dụng của trong lực SỰ RƠI TỰ DO THÍ NGHIỆM CỦA GALILE... NHƯ MỘT LÚC SỰ RƠI TỰ DO II Nghiên cứu sự rơi tự do của các vật: 1 Những đặc điểm của sự rơi tự do: • Phương rơi: thẳng đứng • Chiều: từ trên xuống dưới • Chuyển động rơi tự do là chuyển động thẳng nhanh dần đều SỰ RƠI TỰ DO • CT tính vận tốc: • Ta có: v=v0+at • Mà v0=0 • Gia tốc rơi tự do: a=g v=gt (1) SỰ RƠI TỰ DO •CT tính qng đường đi được trong chuyển động thẳng biến đổi đều? SỰ RƠI TỰ DO Cơng thức...SỰ RƠI TỰ DO Trong thí nghiệm nào hai vật nặng như nhau lại rơi nhanh chậm khác nhau? • Thí nghiệm 3: 2 tờ giấy 1 tờ vo tròn, 1 tờ để phẳng SỰ RƠI TỰ DO Trong thí nghiệm nào hai vật nặng, nhẹ khác nhau lại rơi nhanh như nhau? • Thí nghiệm:2 hòn sỏi và tờ giấy đã vo tròn SỰ ... người Anh Chuyển động rơi tự có: Phương: thẳng đứng Chiều: từ xuống Phương pháp chụp ảnh hoạt nghiệm Chuyển động rơi tự có: • Phương: thẳng đứng • Chiều: từ xuống • Sự rơi tự chuyển động thẳng... không khí lúc vật nặng rơi nhanh vật nhẹ  Không khí yếu tố ảnh hưởng đến rơi vật 2 Trong chân không a) Ống Niu-tơn Trong chân không a) Ống Niu-tơn b) Kết luận  Sự rơi tự rơi tác dụng lực Galieo... nhẹ rơi Các phương trình rơi: • Vật rơi vận tốc đầu => Vo=0 • V= gt gt 2 • h= • V =22gh h = ho + gt  (Phương trình rơi) ≠ Ghi chú: vật rơi có Vo áp dụng công thức chuyển động nhanh dần Bài