A.GIÁO ÁN I.Mục tiêu: Học sinh được củng cố lại kiến thức về lực ma sát, chuyển động của vật trên mặt phẳng nghiêng. Học sinh biết cách sử dụng các dụng cụ thí nghiệm, lắp đặt cơ bản. Học sinh biết cách lựa chọn số liệu chính xác, tính toán, chứng minh công thức. Học sinh hiểu hơn về vật lí thực nghiệm thông qua thí nghiệm kiểm chứng.
Trang 1Bài 2: Thực hành: ĐO HỆ SỐ MA SÁT
A.GIÁO ÁN
I.Mục tiêu:
- Học sinh được củng cố lại kiến thức về lực ma sát, chuyển động của vật trên mặt phẳng nghiêng
- Học sinh biết cách sử dụng các dụng cụ thí nghiệm, lắp đặt cơ bản
- Học sinh biết cách lựa chọn số liệu chính xác, tính toán, chứng minh công thức
- Học sinh hiểu hơn về vật lí thực nghiệm thông qua thí nghiệm kiểm chứng
II.Chuẩn bị:
Cho mỗi nhóm học sinh:
-Mặt phẳng nghiêng (MPN) có gắn thước đo góc và quả dọi
-Nam châm điện gắn ở đầu MPN, có hộp công tắc đóng ngắt để giữ và thả vật -Giá đỡ MPN có thể thay đổi được độ cao
-Trụ kim loại có đường kính 3cm, cao 3cm
-Đồng hồ đo thời gian hiện số
-Cổng quang điện E
-Thước thẳng có độ chia nhỏ nhất đến mm
Học sinh:
-Xem lại kiến thức về lực ma sát, phương trình động học của một vật trên MPN -Đọc trước cơ sở lý thuyết của bài thực hành, cách lắp ráp thí nghiệm và trình tự thực hành
III.Phương án dạy học:
HĐ của giáo viên Dự đoán HĐ của học sinh
Trang 2HĐ 1(6p): Nhắc lại kiến thức và nhận
thức vấn đề bài học:
GV kiểm tra sự chuẩn ở nhà của HS:
-Có mấy loại lực ma sát? Công thức tính
lực ma sát? Hệ số ma sát trượt là gì?
-Viết phương trình động lực học của vật
chuyển động trên MPN, với góc
nghiêng so với mặt nằm ngang?𝛼
-Phương án thực hiện để đo hệ số ma sát
trượt trên MPN?
-Hướng dẫn HS chứng minh công thức
vừa nêu:
Theo trục Ox: N – Pcos = 0𝛼
Theo trục oy: Psin – F𝛼 ms = ma
a = g(sin – 𝛼 𝜇tcos )𝛼
công thức tính hệ số ma sát
HĐ 2 (7p): Giới thiệu dụng cụ thí
nghiệm:
-Nhắc lại cách sử dụng đồng hồ đo thời
gian hiện số
-Hướng dẫn HS cách điều chỉnh MPN
sao cho dây dọi song song với mặt
thước đo góc, cách đọc giá trị góc
nghiêng (góc nghiêng là góc có gia trị
bằng hiệu số giữa 90o với góc hợp giữa
phương của dây dọi và phương song
song với MPN)
-Yêu cầu HS đọc Sgk để tìm hiểu cách
lắp ráp dụng cụ thí nghiệm
HĐ 3 (25p): Tiến hành thí nghiệm:
GV đi từng nhóm, kiểm tra các thao tác
thí nghiệm của từng học sinh, quản lí
lớp, đảm bảo mọi HS đều tham gia làm
thí nghiệm
*Chú ý:
-Làm trước thí nghiệm để có thể xác
định được khoảng giá trị có thể có đối
với các kết quả thí nghiệm, nhìn nhận
Cá nhân trả lời câu hỏi của GV:
-Có ba loại lực ma sát: LMS trượt, LMS lăn, LMS nghỉ Công thức tính LMS trượt: Fmst=𝜇tN Trong đó, 𝜇t là hệ số ma sát trượt, hệ số này phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng của hai mặt tiếp xúc -Phương trình động học:
P+N+Fms=ma -Phương án đo 𝜇t: đo a và bằng cách 𝛼
đo quãng đường s, thời gian t của vật trượt và góc nghiêng của MPN Rồi 𝛼 tính theo công thức: 𝜇 tan 𝛼t= - 𝑔.cos 𝛼𝑎
-Lắng nghe, ghi nhớ cách làm
-Đọc và thảo luận, làm việc theo nhóm
để lắp ráp bộ thí nghiệm theo hướng dẫn
HS làm việc theo nhóm:
-Xác định góc nghiêng giới hạn, chọn góc nghiêng phù hợp để vật bắt đầu trượt trên MPN
-Chọn quãng đường, ghi các kết quả thời gian đồng hồ ghi nhận được, so sánh với các kết quả đang tiến hành -Tính toán giá trị hệ số và sai số
Trang 3kết quả các nhóm một cách chính xác.
-Lưu ý cho Hs: nếu có một kết quả đo
sai lệch quá khác so với các kết quả
khác hoặc quá vô lí so với thực tế thì tức
là đã có thao tác sai, cần tiến hành thí
nghiệm lại
HĐ 4 (7p): Tổng kết bài học
-GV kiểm tra, ghi nhận kết quả thực
hành của các nhóm, yêu cầu một nhóm
trình bày lại quá trình nhóm tiến hành
thí nghiệm
-Nhận xét giờ thí nghiệm, kết quả và
cách tiến hành cũng như thái độ làm
việc của các nhóm
-Giao thời hạn nộp bài báo cáo thực
hành
-Yêu cầu học sinh chuẩn bị bài mới
HS thu dọn dụng cụ thí nghiệm và nhận nhiệm vụ
B.THÍ NGHIỆM
- Dụng cụ:
+ Mặt phẳng nghiêng có gắn thước đo góc và quả dọi
+ Nam châm điện gắn ở đầu mặt phẳng nghiêng, có hộp công tắc đóng ngắt
để giữ và thả vật trượt
+ Giá đỡ mặt phẳng nghiêng
+ Trụ kim loại dùng làm vật trượt
+ Máy đo thời gian có cổng quang điện
+ Thước thẳng
- Tiến trình thí nghiệm:
+ Xác định góc nghiêng để vật bắt đầu trượt trên mặt phẳng nghiêng
+ Đưa khớp nối lên vị trí cao hơn để tạo góc nghiêng lớn hơn
+ Bật khóa K để đưa điện vào đồng hồ đo thời gian hiện số Khi đó nam châm điện được cấp điện có thể hút và giữ trụ thép trên mặt phẳng nghiêng + Xác định vị trí ban đầu của trụ thép 𝑠0
+ Nhấn nút RESET của đồng hồ để đưa chỉ thị số về giá trị 0.000
+ Ấn nút trên hộp công tắc để thả cho vật trượt
Trang 4+ Đặt lại trụ thép vào vị trí và lặp lại thêm 4 lần.𝑠0
Kết thúc thí nghiệm: Tắt điện đồng hồ đo thời gian
- Kết quả thí nghiệm:
= 22
𝛼 °
s = 0,4m
𝑡2 µ𝑡1 = tan𝛼 ‒𝑔𝑐𝑜𝑠𝛼𝑎 ∆µ𝑡1
1 0,960 0,868 0,308 0,0096
2 0,823 1,181 0,274 0,0244
3 1,010 0,784 0,318 0,0196
4 0,953 0,881 0,307 0,0086
5 0,860 1,082 0,285 0,0134 Giá trị trung
bình
0,9212 0,9592 0,2984 0,01512 =
µ𝑡1 µ𝑡1± ∆µ𝑡1 = 0,2984 ± 0,0151
= 26
𝛼 °
s = 0,4m
𝑡2 µ𝑡2 = tan𝛼 ‒𝑔𝑐𝑜𝑠𝛼𝑎 ∆µ𝑡2
1 0,631 2,009 0,260 0,0156
2 0,649 1,899 0,272 0,0036
3 0,685 1,705 0,294 0,0184
4 0,666 1,804 0,283 0,0074
5 0,645 1,923 0,269 0,0066 Giá trị trung
bình
0,6552 1,868 0,2756 0,01032 =
µ𝑡2 µ𝑡2± ∆µ𝑡2 = 0,2756 ± 0,0103
= 30
𝛼 °
s = 0,4m
𝑡2 µ𝑡3 = tan𝛼 ‒𝑔𝑐𝑜𝑠𝛼𝑎 ∆µ𝑡3
1 0,546 2,684 0,261 0,0154
2 0,568 2,480 0,285 0,0086
3 0,572 2,445 0,289 0,0126
4 0,563 2,524 0,280 0,0036
Trang 55 0,551 2,635 0,267 0,0094
Giá trị trung
bình
0,56 2,5536 0,2764 0,00992 =
µ𝑡3 µ𝑡3± ∆µ𝑡3 = 0,2764 ± 0,0099
µ𝑡 µ𝑡1+ µ3𝑡2+ µ𝑡3 0,2984 + 0,2756 + 0,27643
∆µ𝑡 ∆µ𝑡1+ ∆µ3𝑡2+ ∆µ𝑡3 0,0151 + 0,0103 + 0,00993
= = 0,2835
µ𝑡 µ𝑡± ∆µ𝑡 ± 0,0118
- Nhận xét: hệ số ma sát phụ thuộc nhiều vào trạng thái bề mặt tiếp xúc giữa các vật ( bụi, ẩm ướt, các vật bám dính trên mặt…) Vì vậy, cần lau sạch các
bề mặt tiếp xúc của máng nghiêng và vật trượt trước khi thực hiện phép đo