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.
Bài 2: Thực hành: ĐO HỆ SỐ MA SÁT A.GIÁO ÁN I.Mục tiêu: - Học sinh củng cố lại kiến thức lực ma sát, chuyển động vật mặt phẳng nghiêng - Học sinh biết cách sử dụng dụng cụ thí nghiệm, lắp đặt - Học sinh biết cách lựa chọn số liệu xác, tính tốn, chứng minh cơng thức - Học sinh hiểu vật lí thực nghiệm thơng qua thí nghiệm kiểm chứng II.Chuẩn bị: Cho nhóm học sinh: -Mặt phẳng nghiêng (MPN) có gắn thước đo góc dọi -Nam châm điện gắn đầu MPN, có hộp cơng tắc đóng ngắt để giữ thả vật -Giá đỡ MPN thay đổi độ cao -Trụ kim loại có đường kính 3cm, cao 3cm -Đồng hồ đo thời gian số -Cổng quang điện E -Thước thẳng có độ chia nhỏ đến mm Học sinh: -Xem lại kiến thức lực ma sát, phương trình động học vật MPN -Đọc trước sở lý thuyết thực hành, cách lắp ráp thí nghiệm trình tự thực hành III.Phương án dạy học: HĐ giáo viên Dự đoán HĐ học sinh HĐ 1(6p): Nhắc lại kiến thức nhận thức vấn đề học: GV kiểm tra chuẩn nhà HS: -Có loại lực ma sát? Cơng thức tính lực ma sát? Hệ số ma sát trượt gì? -Viết phương trình động lực học vật chuyển động MPN, với góc nghiêng 𝛼 so với mặt nằm ngang? -Phương án thực để đo hệ số ma sát trượt MPN? -Hướng dẫn HS chứng minh công thức vừa nêu: Theo trục Ox: N – Pcos𝛼 = Theo trục oy: Psin𝛼 – Fms = ma a = g(sin𝛼 – 𝜇tcos𝛼) công thức tính hệ số ma sát HĐ (7p): Giới thiệu dụng cụ thí nghiệm: -Nhắc lại cách sử dụng đồng hồ đo thời gian số -Hướng dẫn HS cách điều chỉnh MPN cho dây dọi song song với mặt thước đo góc, cách đọc giá trị góc nghiêng (góc nghiêng góc có gia trị hiệu số 90o với góc hợp phương dây dọi phương song song với MPN) -Yêu cầu HS đọc Sgk để tìm hiểu cách lắp ráp dụng cụ thí nghiệm HĐ (25p): Tiến hành thí nghiệm: GV nhóm, kiểm tra thao tác thí nghiệm học sinh, quản lí lớp, đảm bảo HS tham gia làm thí nghiệm *Chú ý: -Làm trước thí nghiệm để xác định khoảng giá trị có kết thí nghiệm, nhìn nhận Cá nhân trả lời câu hỏi GV: -Có ba loại lực ma sát: LMS trượt, LMS lăn, LMS nghỉ Cơng thức tính LMS trượt: Fmst=𝜇tN Trong đó, 𝜇t hệ số ma sát trượt, hệ số phụ thuộc vào vật liệu tình trạng hai mặt tiếp xúc -Phương trình động học: P+N+Fms=ma -Phương án đo 𝜇t: đo a 𝛼 cách đo quãng đường s, thời gian t vật trượt góc nghiêng 𝛼 MPN Rồi 𝑎 tính theo công thức: 𝜇t=tan 𝛼 - 𝑔.cos 𝛼 -Lắng nghe, ghi nhớ cách làm -Đọc thảo luận, làm việc theo nhóm để lắp ráp 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 MPN -Chọn quãng đường, ghi kết thời gian đồng hồ ghi nhận được, so sánh với kết tiến hành -Tính tốn giá trị hệ số sai số kết nhóm cách xác -Lưu ý cho Hs: có kết đo sai lệch khác so với kết khác q vơ lí so với thực tế tức có thao tác sai, cần tiến hành thí nghiệm lại HĐ (7p): Tổng kết học HS thu dọn dụng cụ thí nghiệm nhận -GV kiểm tra, ghi nhận kết thực nhiệm vụ hành nhóm, u cầu nhóm trình bày lại q trình nhóm tiến hành thí nghiệm -Nhận xét thí nghiệm, kết cách tiến hành thái độ làm việc nhóm -Giao thời hạn nộp báo cáo thực hành -Yêu cầu học sinh chuẩn bị B.THÍ NGHIỆM - Dụng cụ: + Mặt phẳng nghiêng có gắn thước đo góc dọi + Nam châm điện gắn đầu mặt phẳng nghiêng, có hộp cơng tắc đóng ngắt để giữ 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 mặt phẳng nghiêng + Đưa khớp nối lên vị trí cao để tạo góc nghiêng lớn + Bật khóa K để đưa điện vào đồng hồ đo thời gian số Khi nam châm điện cấp điện hút giữ trụ thép mặt phẳng nghiêng + Xác định vị trí ban đầu 𝑠0 trụ thép + Nhấn nút RESET đồng hồ để đưa thị số giá trị 0.000 + Ấn nút hộp công tắc để thả cho vật trượt + Đặt lại trụ thép vào vị trí 𝑠0 lặp lại thêm lần Kết thúc thí nghiệm: Tắt điện đồng hồ đo thời gian - Kết thí nghiệm: 𝛼 = 22° s = 0,4m 2𝑠 n t a= µ = tan𝛼 ‒ 𝑡1 𝑡 0,960 0,868 0,823 1,181 1,010 0,784 0,953 0,881 0,860 1,082 Giá trị trung 0,9212 0,9592 bình µ𝑡1 = µ𝑡1 ± ∆µ𝑡1 = 0,2984 ± 0,0151 𝛼 = 26° s = 0,4m n T a= 2𝑠 𝑡 0,631 2,009 0,649 1,899 0,685 1,705 0,666 1,804 0,645 1,923 Giá trị trung 0,6552 1,868 bình µ𝑡2 = µ𝑡2 ± ∆µ𝑡2 = 0,2756 ± 0,0103 𝛼 = 30° s = 0,4m n T 0,546 0,568 0,572 0,563 a= 2𝑠 𝑡 2,684 2,480 2,445 2,524 𝑎 𝑔𝑐𝑜𝑠𝛼 0,308 0,274 0,318 0,307 0,285 0,2984 0,0096 0,0244 0,0196 0,0086 0,0134 0,01512 𝑎 µ𝑡2 = tan𝛼 ‒ 𝑔𝑐𝑜𝑠𝛼 0,260 0,272 0,294 0,283 0,269 0,2756 ∆µ𝑡2 0,0156 0,0036 0,0184 0,0074 0,0066 0,01032 𝑎 µ𝑡3 = tan𝛼 ‒ 𝑔𝑐𝑜𝑠𝛼 0,261 0,285 0,289 0,280 ∆µ𝑡1 ∆µ𝑡3 0,0154 0,0086 0,0126 0,0036 0,551 2,635 Giá trị trung 0,56 2,5536 bình µ𝑡3 = µ𝑡3 ± ∆µ𝑡3 = 0,2764 ± 0,0099 µ𝑡 = µ𝑡1 + µ𝑡2 + µ𝑡3 ∆µ𝑡 = = 0,2984 + 0,2756 + 0,2764 ∆µ𝑡1 + ∆µ𝑡2 + ∆µ𝑡3 = 0,267 0,2764 0,0094 0,00992 = 0,2835 0,0151 + 0,0103 + 0,0099 = 0,0118 µ𝑡 = µ𝑡 ± ∆µ𝑡 = 0,2835 ± 0,0118 - Nhận xét: hệ số ma sát phụ thuộc nhiều vào trạng thái bề mặt tiếp xúc vật ( bụi, ẩm ướt, vật bám dính mặt…) Vì vậy, cần lau bề mặt tiếp xúc máng nghiêng vật trượt trước thực phép đo ... lực ma sát? Cơng thức tính lực ma sát? Hệ số ma sát trượt gì? -Viết phương trình động lực học vật chuyển động MPN, với góc nghiêng