Chủ đề : LỰC MA SÁT VÀ ỨNG DỤNG

Lực ma sát là một trong các loại lực cơ học được trình bày trong chương trình phổ thông nhằm góp phần hoàn thiện bức tranh cơ học về vấn đề tương tác và biến đổi chuyển động. Loại lực này gần gũi và có nhiều biểu hiện trong đời sống. Hiện nay, các sách giáo khoa trình bày nội dung về lực ma sát và bài thực hành về lực ma sát trượt lại được thực hiện ở cuối chương 2. Với thời lượng trình bày và cách làm như hiện nay sẽ rất khó để tổ chức các hoạt động nhằm phát triển năng lực của học sinh. Dưới đây nêu ví dụ về việc xây dựng chuyên đề dạy học về Lực ma sát. Các thí nghiệm nghiên cứu có thể cho học sinh thực hiện ở nhà (do thiết

Chủ đề : LỰC MA SÁT VÀ ỨNG DỤNG I Mục tiêu Lực ma sát loại lực học trình bày chương trình phổ thơng nhằm góp phần hồn thiện tranh học vấn đề tương tác biến đổi chuyển động Loại lực gần gũi có nhiều biểu đời sống Hiện nay, sách giáo khoa trình bày nội dung lực ma sát thực hành lực ma sát trượt lại thực cuối chương Với thời lượng trình bày cách làm khó để tổ chức hoạt động nhằm phát triển lực học sinh Dưới nêu ví dụ việc xây dựng chuyên đề dạy học Lực ma sát Các thí nghiệm nghiên cứu cho học sinh thực nhà (do thiết bị dễ kiếm) góp phần tốt việc phát triển lực học sinh Kiến thức, kĩ năng, thái độ Kiến thức - Nêu nguyên nhân lực ma sát trượt - Nêu đặc điểm lực ma sát trượt -.Viết công thức xác định độ lớn lực ma sát trượt - Kể số tác dụng có lợi có hại lực ma sát Kĩ - Vận dụng công thức tính lực ma sát trượt để giải tập đơn giản - Thiết kế, lắp ráp tiến hành thí nghiệm để khảo sát phụ thuộc lực ma sát trượt vào yếu tố - Xác định hệ số ma sát trượt thí nghiệm - Giải thích tượng đời sống liên quan đến lực ma sát Thái độ - Quan tâm đến kiện lực ma sát - Hào hứng thực nhiệm vụ tìm hiểu lực ma sát ứng dụng 2 Năng lực định hướng hình thành phát triển cho học sinh - Năng lực tự học - Năng lực giải vấn đề, sáng tạo - Năng lực học hợp tác nhóm - Năng lực thực nghiệm - Năng lực trình bày trao đổi thơng tin II Chuẩn bị Giáo viên -Thí nghiệm - Tranh ảnh - Các lực kế nặng để hỗ trợ nhóm xây dựng thí nghiệm - Phiếu hướng dẫn học sinh tự đánh giá đánh giá lẫn Học sinh - SGK, ghi bài, giấy nháp - Có thể tìm kiếm vật dụng đơn giản để thực thí nghiệm nhà (khúc gỗ, kim loại, dây cao su ) - Mỗi nhóm nhiều nhóm 01 thí nghiệm (tùy theo điều kiện nhà trường) III.Tổ chức hoạt động học học sinh Các bước Hoạt động Tên hoạt động Khởi động Hoạt động Hình thành kiến thức Luyện tập Hoạt động Tạo tình học tập lực ma sát trượt Tìm hiểu đặc điểm lực ma sát trượt Hệ thống hóa kiến thức Hoạt động Thời gian DK mins 40 mins 45 mins Tìm tòi mở rộng Hoạt động giải tập vận dụng Tìm hiểu lực ma sát lăn, Thời gian ma sát nghỉ; vai trò lực nhà + ma sát đời sống, kĩ 45 mins thuật (HS làm nhà, báo lớp cáo lớp) KHỞI ĐỘNG: Hoạt động 1: Tạo tình học tập lực ma sát trượt a) Mục tiêu hoạt động: Thông qua tượng thực tế để tạo cho HS vấn đề lực ma sát trượt đặt câu hỏi để tìm hiểu đặc điểm lực ma sát Nội dung hoạt động: - GV mơ tả tình thực tế: + Khi xe đạp đường, gặp chướng ngại vật, muốn dừng lại phải sử dụng phanh Lực học xuất trường hợp giúp xe dừng lại? Giải thích tượng + Khi lau nhà ta thường đẩy lau nhà sàn nhà so với kéo Giải thích - Hướng dẫn HS nhớ lại kiến thức lớp - HS trao đổi nhóm về: Đã biết lực ma sát trượt? Muốn tìm hiểu thêm lực ma sát? Làm để tìm hiểu lực ma sát trượt? - Thống vấn đề nghiên cứu lực ma sát trượt: + Nguyên nhân + Đặc điểm (điểm đặt, hướng, độ lớn) + Ứng dụng đời sống kĩ thuật b) Gợi ý tổ chức dạy học - GV mơ tả tình thực tế: + Khi xe đạp đường, gặp chướng ngại vật, muốn dừng lại phải sử dụng phanh Lực học xuất trường hợp giúp xe dừng lại? Giải thích tượng Câu trả lời hướng đến: Xuất lực ma sát vành bánh xe trượt má phanh; Lực ma sát cản trở chuyển động bánh xe làm xe chậm dần dừng lại + Khi lau nhà ta thường đẩy lau nhà sàn nhà so với kéo Giải thích Câu trả lời hướng đến: Khi đẩy lau nhà lực ma sát lớn kéo - Chuyển giao nhiệm vụ cho nhóm yêu cầu nhóm thảo luận trả lời vào phiếu học tập: Đã biết lực ma sát trượt? Muốn tìm hiểu thêm lực ma sát? Làm để tìm hiểu lực ma sát trượt? Câu trả lời hướng đến: HS biết lớp điều kiện xuất hiện, điểm đặt hướng lực ma sát; mong muốn tìm hiểu độ lớn lực ma sát qua thí nghiệm c) Sản phẩm hoạt động Sản phẩm nhóm, việc trình bày, thảo luận nhóm để có đánh giá cho nhóm HÌNH THÀNH KIẾN THỨC: Hoạt động 2: Tìm hiểu đặc điểm lực ma sát trượt a) Mục tiêu hoạt động:HS thực nhiệm vụ: nêu lại đặc điểm lực ma sát điểm đặt, phương, chiều; nghiên cứu đưa dự đoán độ lớn lực ma sát phụ thuộc vào yếu tố nào; thiết kế phương án thí nghiệm kiểm tra dự đoán Nội dung hoạt động: - HS làm việc theo nhóm nêu lại đặc điểm lực ma sát trượt điểm đặt, phương, chiều - HS làm việc theo nhóm, đưa dự đốn phụ thuộc độ lớn lực ma sát vào yếu tố HS nhóm thảo luận phụ thuộc độ lớn lực ma sát vào yếu tố - HS làm việc theo nhóm thiết phương án thí nghiệm kiểm tra dự đốn HS nhóm thảo luận phương án thiết kế đưa phương án tối ưu - HS làm việc theo nhóm tiến hành thí nghiệm kiểm tra dự đốn từ đưa kết luận phụ thuộc độ lớn lực ma sát trượt - HS nhóm báo cáo kết thí nghiệm kiểm tra dự đốn, thảo luận lớp GVnhận xét kết thảo luận HS, chuẩn hóa kiến thức đặc điểm lực ma sát trượt (điểm đặt, phương, chiều công thức độ lớn) Chuyển giao nhiệm vụ:HS nhóm làm việc trả lời câu hỏi Nêu đặc điểm lực ma sát trượt điểm đặt, phương, chiều? Dự đoán phụ thuộc độ lớn lực ma sát trượt vào yếu tố nào? Thiết phương án thí nghiệm kiểm tra dự đốn, tiến hành thí nghiệm kiểm tra dự đốn từ đưa kết luận phụ thuộc độ lớn lực ma sát trượt b) Gợi ý tổ chức dạy học - GV yêu cầu HS làm việc theo nhóm nêu lại đặc điểm lực ma sát trượt điểm đặt, phương, chiều Câu trả lời hướng đến: điểm đặt vật (phần tiếp xúc vật), phương song song mặt tiếp xúc hai vật, chiều cản trở chuyển động vật bề mặt vật khác - GV tổ chức cho HS làm việc theo nhóm đưa dự đoán phụ thuộc độ lớn lực ma sát vào yếu tố GV cho HS nhóm thảo luận phụ thuộc độ lớn lực ma sát vào yếu tố Câu trả lời hướng đến: Độ lớn lực ma sát phụ thuộc vào: diện tích tiếp xúc, áp lực, vật liệu tình trạng mặt tiếp xúc,…) - GV yêu cầu HS làm việc theo nhóm thiết phương án thí nghiệm kiểm tra dự đốn GV tổ chức cho HS nhóm thảo luận phương án thiết kế đưa phương án tối ưu Phương án thí nghiệm hướng đến: - GV yêu cầu HS làm việc theo nhóm tiến hành thí nghiệm kiểm tra dự đốn từ đưa kết luận phụ thuộc độ lớn lực ma sát trượt - GV cho HS nhóm báo cáo kết thí nghiệm kiểm tra dự đốn, cho HS thảo luận, nhận xét kết thảo luận HS, chuẩn hóa kiến thức đặc điểm lực ma sát trượt (điểm đặt, phương, chiều công thức độ lớn) c) Sản phẩm hoạt động Sản phẩm nhóm HS: Ghi chép về: dự đốn, thiết kế phương án thí nghiệm, cách tiến hành thí nghiệm, cácbáo cáo kết làm thí nghiệm, nhận xét kết LUYỆN TẬP: Hoạt động 3: Hệ thống hóa kiến thức giải tập vận dụng a) Mục tiêu hoạt động: - Hệ thống hóa kiến thức vận dụng giải tập lực ma sát trượt - Vận dụng kiến thức để giải thích số tượng giải tập Nội dung hoạt động: - HS làm việc nhóm tóm tắt kiến thức lực ma sát trượt - HS vận dụng kiến thức giải thích tượng giải số tập - HS giải thích tượng tình kiến thức vừa học lực ma sát trượt Chuyển giao nhiệm vụ: Nguyên nhân xuất lực ma sát trượt? Đặc điểm lực ma sát trượt? Giải số tập sau: Bài 1: Đẩy vật trượt sàn, buông tay ta thấy vật chuyển động chậm dần dừng lại Giải thích sao? Bài 2: Một vật có khối lượng 10kg chuyển động trượt sàn nhờ tác dụng lực F = 15N Xác định độ lớn lực ma sát trượt trường hợp sau: a) Lực hướng với hướng chuyển động vật b) Lực hợp hướng với hướng chuyển động vật góc c) Lực hợp hướng với hướng chuyển động vật góc Trong trường hợp trên, trường hợp lực ma sát lớn nhất, nhỏ nhất? Bài 3: HS giải thích tượng tình kiến thức vừa học lực ma sát trượt (Sau HS giải tập 2, em hồn tồn giải thích 3) b) Gợi ý tổ chức dạy học - GV yêu cầu HS làm việc theo nhóm tóm tắt kiến thức lực ma sát trượt - GV vận dụng kiến thức giải thích tượng giải số tập c) Sản phẩm hoạt động Sản phẩm nhóm HS TÌM TỊI MỞ RỘNG: Hoạt động 4: Tìm hiểu lực ma sát lăn, ma sát nghỉ; vai trò lực ma sát đời sống, kĩ thuật (HS làm nhà, báo cáo lớp) a) Mục tiêu hoạt động: - HS tìm hiểu lực ma sát lăn, nghỉ: nguyên nhân xuất hiện, đặc điểm - HS tìm hiểu vai trò lực ma sát lĩnh vực đời sống, xây dựng cáckhuyến cáo cho việc ứng dụng kiến thức ma sát lĩnh vực định (sinh hoạt, kí thuật, giao thông, ) Nội dung hoạt động: - HS tìm hiểu lực ma sát lăn, nghỉ thơng qua: SGK, internet,… vấn đề: nguyên nhân xuất hiện, đặc điểm - Tìm hiểu vai trò lực ma sát đời sống kĩ thuật, lấy ví dụ có lợi có hại ma sát đời sống kĩ thuật - Tìm hiểu ứng dụng kiến thức lực ma sát đời sống kĩ thuật, giao thông - Xây dựng khuyến cáo cho việc sử dụng hợp lí phương tiện, thiết bị hoạt động có liên quan đến ma sát - Báo cáo kết trước lớp Chuyển giao nhiệm vụ: HS nhóm làm nhà: Nguyên nhân xuất đặc điểm lực ma sát lăn, nghỉ? Vai trò ứng dụng lực ma sát đời sống kĩ thuật, lấy ví dụ có lợi có hại ma sát đời sống kĩ thuật Xây dựng khuyến cáo cho việc sử dụng hợp lí phương tiện, thiết bị hoạt động có liên quan đến ma sát b) Gợi ý tổ chức dạy học - GV yêu cầu HS làm việc theo nhóm (ở nhà) tìm hiểu lực ma sát lăn, nghỉ thông qua: SGK, internet,… vấn đề: nguyên nhân xuất hiện, đặc điểm - GV yêu cầu HS làm việc theo nhóm (ở nhà) tìm hiểu vai trò lực ma sát đời sống kĩ thuật, lấy ví dụ có lợi có hại ma sát đời sống kĩ thuật - GV yêu cầu HS làm việc theo nhóm (ở nhà) tìm hiểu ứng dụng kiến thức lực ma sát đời sống kĩ thuật, giao thông - GV yêu cầu HS làm việc theo nhóm (ở nhà) xây dựng khuyến cáo cho việc sử dụng hợp lí phương tiện, thiết bị hoạt động có liên quan đến ma sát - GV cho nhóm báo cáo kết trước lớp IV Câu hỏi kiểm tra đánh giá chủ đề Câu (Thông hiểu).Một cốc cà phê đặt khay di chuyển người phục vụ Giả sử khay giữ nằm ngang cốc cà phê không di chuyển khay Lực ma sát cốc khay xuất trường hợp nào? Đó loại lực ma sát nào? Câu (Vận dụng) Một khối gỗ có khối lượng 50kg đặt sàn nằm ngang kéo lực F=20N tạo với phương ngang góc 30 o Biết khối gỗ chưa chuyển động Lực ma sát nghỉ xuất vật có giá trị bao nhiêu? Câu (Vận dụng) Một khối gỗ có khối lượng 50 kg đặt sàn nhà nằm ngang Hệ số ma sát nghỉ cực đại gỗ sàn xi măng 0,47 Lấy g=9,8m/s2 Lực ma sát nghỉ cực đại tác dụng lên vật là? Câu (Vận dụng) Một người giầy có đế cao su Hệ số ma sát nghỉ cực đại đế giầy sàn nhà µ n=0,95 Gia tốc lớn mà người thu sàn nhà bao nhiêu? Câu (Vận dụng) Đặt khối gỗ nặng 1kg lên gỗ nghiêng so với phương nằm ngang góc α= 45o Biết hệ số ma sát nghỉ cực đại gỗ gỗ 0,4 Lấy g=9,8m/s2 Giá trị lực giữ F tác dụng lên vật theo phương song song với mặt gỗ cần thỏa mãn điều kiện để gỗ đứng yên Câu (Vận dụng) Làm thí nghiệm để đo hệ số ma sát hộp gỗ máng gỗ dài 2,5m theo trình tự sau: Đặt hộp gỗ đầu máng gỗ nâng dần đầu lên Khi góc nghiêng gỗ 30 o hộp gỗ bắt đầu trượt trượt hết gỗ sau thời gian 4s Tìm hệ số ma sát nghỉ cực đại hệ số ma sát trượt hộp gỗ máng? Câu (Thông hiểu).Một ô tô (coi vật) chạy đường Hãy lực tác dụng lên ô tô nêu chất lực đó? Câu (Thơng hiểu).Đẩy vật trượt theo mặt phẳng nghiêng theo hướng từ chân lên đỉnh Vẽ hình biểu diễn lực ma sát lăn tác dụng lên mặt phẳng nghiêng? Câu (Vận dụng) Một vật có khối lượng 20 kg kéo trượt dốc nghiêng 30o theo hướng từ lên Biết hệ số ma sát trượt vật sàn dốc 0,3 Tìm độ lớn lực ma sát? Câu 10 (Thông hiểu) Dùng xe cải tiến ( loại xe hai bánh có hai chếch với phương nghang góc xác định) để chở hàng Để giảm lực tác dụng làm xe chuyển động thẳng nên đẩy hay kéo xe? Vì sao? Câu 11 (Vận dụng) Biết hệ số ma sát trượt vật mặt phẳng nghiêng µt=0,2 Góc nghiêng máng so với phương ngang 30o Tìm gia tốc vật xuống lên ( cung cấp vận tốc đầu)? Câu 12 (Vận dụng) Một vật nặng 20 kg đứng yên sàn chịu lực kéo theo phương ngang có độ lớn 100N thời gian 5s Biết hệ số ma sát trượt vật sàn 0,3, Tìm quãng đường tổng cộng vật lúc dừng lại Câu 13 (Vận dụng cao) Trong thí nghiệm đo hệ số ma sát trượt khối gỗ sàn xi măng người ta dùng vật có trọng lượng 4N Có lực kế với giới hạn đo độ chia nhỏ theo thứ tự tương ứng a: 10N 0,5N; b: 20N 0,2N; c: 30N 0,5N Nên chọn dùng lực kế nào? Vì sao? Câu 14 (Vận dụng cao).Trong báo nói nguyên nhân tai nạn giao thơng có đoạn viết: “Vì tơ dễ phanh cuối chặng đèo dốc? (VTC News) - Hiện tượng phanh cố kỹ thuật nguy hiểm, dễ gặp xe ô tô liên tục phải đổ đèo có chiều dài vài km với tải trọng lớn Hiện tượng phanh xảy nhiều với xe chạy đường dài, đường đồi núi, địa hình hiểm trở Bởi cung đường lái xe thường sử dụng phanh nhiều, hệ thống phanh hầu hết xe dẫn truyền lực phanh dầu, nên rà phanh liên tục dễ sinh nhiệt….” Bằng kiến thức lực ma sát trượt Hãy viết tiếp vào đoạn văn dấu… để lời giải thích hợp lí đơn giản Từ đưa lời khuyên cho lái xe ô tô xe máy sử dụng phanh đường xuống dốc dài  ... v : Đã biết lực ma sát trượt? Muốn tìm hiểu thêm lực ma sát? Làm để tìm hiểu lực ma sát trượt? - Thống vấn đề nghiên cứu lực ma sát trượt: + Nguyên nhân + Đặc điểm (điểm đặt, hướng, độ lớn) + Ứng. .. thuộc độ lớn lực ma sát vào yếu tố GV cho HS nhóm thảo luận phụ thuộc độ lớn lực ma sát vào yếu tố Câu trả lời hướng đến: Độ lớn lực ma sát phụ thuộc vào: diện tích tiếp xúc, áp lực, vật liệu... KIẾN THỨC: Hoạt động 2: Tìm hiểu đặc điểm lực ma sát trượt a) Mục tiêu hoạt động:HS thực nhiệm v : nêu lại đặc điểm lực ma sát điểm đặt, phương, chiều; nghiên cứu đưa dự đoán độ lớn lực ma sát phụ