Bài 6. Sự rơi tự do

Nguyễn Minh Tú – THPT Việt Bắc Ngày soạn : . Ngày dạy : Tiết 8. Bài 6. Sự rơi tự do I. Mục tiêu 1. Hiểu được thế nào là sự rơi tự do? 2. Nêu được các đặc điểm của chuyển động rơi tự do của một vật : phương, chiều tính chất của chuyển động rơi tự do, gia tốc rơi tự do. 3. Viết được các công thức tính quãng đường đi được và vận tốc trong chuyển động rơi tự do. 4. Vận dụng các kiến thức trong bài để giải các bài tập đơn giản về sự rơi tự do. II. Chuẩn bị 1. Giáo viên Dụng cụ thí nghiệm : viên phấn, giấy A4, ống Niutơn, dây dọi, bảng số liệu đo S,t. 2. Học sinh Xem lại các công thức của chuyển động nhanh dần đều. III. Tiến trình dạy học Hoạt động của Giáo viên và Học sinh Nội dung .GV: Có hiện tượng gì xảy ra nếu thả đồng thời một viên phấn và một tờ giấy để phẳng xuống đất? .HS: Viên phấn sẽ rơi xuống đất nhanh hơn tờ giấy. .GV: Từ thí nghiệm, rút ra kết luận gì? .HS: Vật nặng rơi nhanh hơn vật nhẹ. .GV: Có phải bao giờ vật nặng cũng rơi nhanh hơn vật nhẹ không? Và nguyên nhân nào làm cho các vật rơi nhanh, chậm khác nhau trong không khí? Để trả lời các câu hỏi đó, chúng ta nghiên cứu bài 6. .GV: Thả đồng thời hai vật có cùng khối lượng, cùng kích thước, hình dạng thì chúng sẽ rơi như thế nào? .HS: Chúng sẽ rơi nhanh như nhau. .Gv: Làm thí nghiệm kiểm tra dự đoán của HS: thả đồng thời 2 tờ giấy A4 giống hệt nhau trong đó có một tờ giấy vo viên, nén chặt; một tờ giấy để phẳng. Yêu cầu HS nhận xét về sự rơi của 2 tờ giấy? Từ đó kết luận về dự đoán đưa ra? Bài 6. Sự rơi tự do 1. Thế nào là sự rơi tự do 1 Nguyễn Minh Tú – THPT Việt Bắc .HS: Tờ giấy vo viên, nén chặt rơi nhanh hơn tờ giấy để phẳng. Tờ giấy để phẳng vừa rơi, vừa liệng trong không khí. Dự đoán 2 vật cùng khối lượng rơi nhanh như nhau là sai. .GV: Xác nhận câu trả lời đúng. Vậy nguyên nhân nào làm cho các vật rơi nhanh, chậm khác nhau? .HS: Sức cản không khí là nguyên nhân làm các vật rơi nhanh, chậm khác nhau. .GV: Nếu loại bỏ được sức cản không khí thì các vật sẽ rơi như thế nào? .HS: Nếu loại bỏ được sức cản không khí tác dụng lên vật thì các vật sẽ rơi nhanh như nhau. .GV: Giới thiệu ống Niutơn : ống thủy tinh bên trong có một hòn đá và một cái lông chim nhỏ đã rút hết không khí. Tiến hành thí nghiệm với ống Niutơn kiểm tra dự đoán của HS. Yêu cầu HS nhận xét về sự rơi của hòn đá và lông chim? .HS: Trong ống Niu tơn, hòn đá và lông chim rơi nhanh như nhau. .GV: Vậy khi nào các vật có hình dạng và khối lượng khác nhau rơi nhanh như nhau? .HS: Khi không có lực cản không khí, các vật có hình dạng và khối lượng khác nhau đều rơi nhanh như nhau. .GV: Xác nhận câu trả lời đúng. Thông báo sự rơi của hòn đá và lông chim trong ống Niutơn gọi là sự rơi tự do. Vậy, sự rơi tự do là gì? .HS: Sự rơi tự do là sự rơi của vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực. .GV: Thông báo, trong thực tế khi lực cản không khí tác dụng lên vật nhỏ không đáng kể so với trọng lượng của nó thì coi vật đó rơi tự do. + Sức cản không khí là nguyên nhân làm các vật rơi nhanh, chậm khác nhau. + Khi không có lực cản không khí, các vật có hình dạng và khối lượng khác nhau đều rơi nhanh như nhau. + Sự rơi tự do là sự rơi của vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực. + Khi F c << P coi vật là vật rơi tự do. .GV: Sự rơi tự do là sự rơi của vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực. Trọng lực 2 Nguyễn Minh Tú – THPT Việt Bắc có phương thẳng đứng, chiều hướng từ trên xuống dưới. Vậy, chuyển động rơi tự do có phương, chiều như thế nào? .HS: Chuyển động rơi tự do có phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống dưới. .GV: Tiến hành thí nghiệm kiểm tra dự đoán của HS với sợi dây dọi. 2. Phương và chiều của chuyển động rơi tự do - Phương : thẳng đứng - Chiều : từ trên xuống dưới .GV: Hãy cho biết chuyển động của vật trên máng nghiêng với góc nghiêng α thỏa mãn 00 900 << α là chuyển động gì? .HS: Chuyển động của vật trên máng nghiêng với góc nghiêng α thỏa mãn 00 900 << α là chuyển động nhanh dần đều. .GV: Xác nhận câu trả lời đúng. Rơi tự do là một trường hợp đặc biệt của chuyển động của vật trên máng nghiêng với α = 90 0 . Vậy tính chất của chuyển động rơi tự do là gì? .HS: Chuyển động rơi tự do có thể là chuyển động nhanh dần đều. .GV: Vật rơi tự do có v 0 = 0, vậy có mối quan hệ nào giữa quãng đường S vật rơi được với bình phương thời gian rơi? .HS: S ~ t 2 .GV: Để kiểm tra điều đó, ta tiến hành thí nghiệm đo S, t sau đó lập tỉ số 2 t S xét xem đó có phải là một số không đổi không?Đưa ra bảng 1 – tr 30 – SGK để HS xử lí số liệu, nhận xét. .HS: Xử lí số liệu, nhận xét: S (m) 0,40 0,80 0,90 t (s) 0,286 0,405 0,430 2 t S (m/s 2 ) 4,89 4,88 4,87 → 2 t S ≈ const → Rơi tự do là một chuyển động nhanh dần đều. .GV: Gia tốc trong chuyển động rơi tự do kí hiệu là g. Vậy làm thế nào để tính được gia tốc rơi tự do g ? 3. Tính chất của chuyển động rơi tự do Rơi tự do là một chuyển động nhanh dần đều. 4. Gia tốc rơi tự do (SGK) 3 Nguyễn Minh Tú – THPT Việt Bắc .HS: Vật rơi tự do với v 0 = 0 nên 2 2 gt S = 2 2 t S g =→ . .GV: Xác nhận câu trả lời đúng. Yêu cầu HS tính giá trị gia tốc rơi tự do g trong bảng số liệu, nhận xét? .HS: S (m) 0,40 0,80 0,90 t (s) 0,286 0,405 0,430 2 2 t S g = (m/s 2 ) 9,78 9,76 9,74 constg ≈→ . .GV: Thông báo các đặc điểm về giá trị của gia tốc rơi tự do. 5. Giá trị gia tốc rơi tự do + Ở cùng một nơi trên Trái đất và ở gần mặt đất, các vật rơi tự do đều có cùng một gia tốc g. + g ≈ 9,8 m/s 2 . + g phụ thuộc vĩ độ địa lí, độ cao và cấu trúc địa chất nơi đo. .GV: Yêu cầu HS viết các công thức tính quãng đường đi được và vận tốc trong chuyển động rơi tự do với v 0 = 0? .HS: 2 2 gt S = , v = g.t 6. Các công thức tính quãng đường đi được và vận tốc trong chuyển động rơi tự do 2 2 gt S = v = g.t .GV: Giao nhiệm vụ về nhà cho HS: làm bài tập 1, 2, 3, 4 – tr32 – SGK; ôn lại các công thức của chuyển động thẳng biến đổi đều. 4 . đúng. Thông báo sự rơi của hòn đá và lông chim trong ống Niutơn gọi là sự rơi tự do. Vậy, sự rơi tự do là gì? .HS: Sự rơi tự do là sự rơi của vật chỉ chịu. đều rơi nhanh như nhau. + Sự rơi tự do là sự rơi của vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực. + Khi F c << P coi vật là vật rơi tự do. .GV: Sự rơi tự do