Nghiên cứu chế tạo bộ tạo sóng nước (giao thoa, nhiễu xạ), bộ đo hệ số ma sát

Khoa Vật Lý Khóa Luận Tốt Nghiệp ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA VẬT LÝ - - HÀ VĂN QUYỀN Nghiên cứu chế tạo: Bộ tạo sóng nước (Giao thoa, nhiễu xạ), Bộ đo hệ số ma sát KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SƯ PHẠM VẬT LÝ GVHD: Th.S Nguyễn Nhật Quang SVTH: Hà Văn Quyền Khoa Vật Lý Khóa Luận Tốt Nghiệp MỤC LỤC MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ 1.1 MỤC TIÊU DẠ Y HỌC VẬT LÍ Ở TRƯỜNG PHỔ THƠNG .6 1.1.1 Về kiến thức 1.1.2 Về kĩ 1.1.3 Về thái độ 1.2 THÍ NGHIỆM VÀ THÍ NGHIỆM BIỂU DIỄN TRONG DẠ Y HỌC VẬT LÝ .7 1.2.1 Khái niệm 1.2.2 Yêu cầu thí nghiệm biểu diễn 1.3 THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM GIAO THOA SĨNG Ở TRƯỜNG PHỔ THƠNG 1.3.1 Thực trạng thiết bị thí nghiệm trường phổ thông 1.3.2 Thiết bị thí nghiệm giao thoa sóng trường phổ thơng 1.4 THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM MA SÁT Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG .13 1.4.1 Thực trạng thiết bị thí nghiệm trường phổ thông 13 GVHD: Th.S Nguyễn Nhật Quang SVTH: Hà Văn Quyền Khoa Vật Lý Khóa Luận Tốt Nghiệp 1.4.2 Thiết bị thí nghiệm ma sát trường phổ thông 14 CHƯƠNG II: CHẾ TẠO THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM VÀ SOẠN THẢO TIẾN TRÌNH DẠY HỌC CÁC KIẾN THỨC BÀI “GIAO THOA SÓNG” – VẬT LÝ 12 18 2.1 CƠ SỞ LÍ THUYẾT 18 2.1.1 Khái niệm nguồn kết hợp, sóng kết hợp, giao thoa sóng 18 2.1.2 Lý thuyết giao thoa 18 2.1.3 Vị trí cực đại cực tiểu giao thoa 20 2.2 CHẾ TẠO CÁ C THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM .21 2.3 TIẾN TRÌNH DẠ Y HỌC CÁ C KIẾN THỨC BÀI GIAO THOA SĨNG VỚI BỘ THÍ NGHIỆM 28 2.3.1 Thí nghiệm giao thoa sóng 28 2.3.2 Thí nghiệm nhiễu xạ sóng 28 2.3.3 Giáo án chi tiết Bài 8: Giao thoa sóng, Vật lí 12 (Cơ bản) 29 CHƯƠNG III: CHẾ TẠO THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM VÀ SOẠN THẢO TIẾN TRÌNH DẠY HỌC CÁC KIẾN THỨC BÀI “LỰC MA SÁT” – VẬT LÝ 10 35 3.1 CƠ SỞ LÍ THUYẾT 35 3.1.1 Lực ma sát trượt 35 3.1.2 Lực ma sát lăn 35 3.1.3 Lực ma sát nghỉ 35 3.2 CHẾ TẠO CÁ C THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM .36 3.3 TIẾN TRÌNH DẠ Y HỌC CÁ C KIẾN THỨC BÀI LỰC MA SÁT VỚI BỘ THÍ NGHIỆM 37 3.3.1 Thí nghiệm xác định hệ số ma sát trượt t 37 3.3.2 Thí nghiệm biểu diễn đo độ lớn lực ma sát trượt lực ma sát nghỉ 38 3.3.3 Giáo án chi tiết Bài 13: Lực ma sát, Vật lí 10 (Cơ bản) 38 3.3.4 Kết thí nghiệm đo hệ số ma sát trượt 42 KẾT LUẬN 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO 45 GVHD: Th.S Nguyễn Nhật Quang SVTH: Hà Văn Quyền Khoa Vật Lý Khóa Luận Tốt Nghiệp MỞ ĐẦU Vật lí mơn khoa học với phần lớn kiến thức xây dựng sở quan sát đúc kết từ thực nghiệm Bên cạnh vấn đề lí thuyết tập vật lí, việc sử dụng thí nghiệm vật lí để tích cực hóa hoạt động nhận thức học sinh nhà trường biện pháp hữu hiệu Việc làm thí nghiệm góp phần tạo điều kiện cho học sinh áp dụng tri thức thu nhận vào thực tiễn, tự khám phá tượng, quan sát trực tiếp tượng, đo lường đại lượng, xử lí số liệu, kiểm chứng lại tượng giúp học sinh hiểu vấn đề cách sâu sắc hứng thú học Vì việc đưa phương tiện thí nghiệm vật lí vào q trình giảng dạy vấn đề thiết Tuy nhiên thực tiễn giảng dạy trường phổ thông cho thấy, thiết bị thí nghiệm cung cấp khơng đủ, chất lượng chưa cao việc sử dụng thiết bị thí nghiệm vào giảng dạy cịn hạn chế Đối với nội dung kiến thức “Giao thoa sóng” – Vật lí 12 (Cơ bản), qua điều tra trao đổi với giáo viên giảng dạy, nhận thấy số điểm hạn chế Bên cạnh đó, phịng thí nghiệm khoa Vật lí chưa trang bị thí nghiệm giao thoa nhiễu xạ sóng nước GVHD: Th.S Nguyễn Nhật Quang SVTH: Hà Văn Quyền Khoa Vật Lý Khóa Luận Tốt Nghiệp Đối với nội dung kiến thức “Lực ma sát” – Vật lí 10 (Cơ bản), qua điều tra trao đổi với giáo viên giảng dạy, tơi thấy chưa có thí nghiệm biểu diễn cho học sinh thấy độ lớn lực ma sát trượt phụ thuộc vào yếu tố nào? Từ vấn đề đó, tơi chọn đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu chế tạo: Bộ tạo sóng nước (Giao thoa, nhiễu xạ), Bộ đo hệ số ma sát” Mục đích đề tài nghiên cứu xây dựng sử dụng thiết bị thí nghiệm sóng nước lực ma sát Từ thiết kế tiến trình dạy học nội dung kiến thức “Giao thoa sóng” – Vật lí 12 (Cơ bản), “Lực ma sát” – Vật lí 10 (Cơ bản) nhằm phát huy tính tích cực Học sinh Trong trình tiến hành, đề tài có sử dụng phương pháp nghiên cứu: - Nghiên cứu lí luận: Nghiên cứu tài liệu phương pháp dạy học vật lí trường phổ thông, tài liệu liên quan chương trình vật lí phổ thơng, tài liệu hướng dẫn sử dụng thiết bị thí nghiệm trường ĐHSP - Nghiên cứu thực nghiệm sư phạm: Tiến hành thí nghiệm trường THPT trường ĐHSP, từ kết thí nghiệm kết hợp với q trình quan sát thực rút kết luận hướng dẫn sư phạm cần thiết - Lấy ý kiến chuyên gia: Tham khảo ý kiến giáo viên phổ thông để nắm bắt thực trạng việc sử dụng thiết bị thí nghiệm sóng nước lực ma sát Đề tài gồm có chương: Chương I : Cơ sở lý luận thí nghiệm dạy học vật lí Chương II : Chế tạo thiết bị thí nghiệm soạn thảo tiến trình dạy học kiến thức “Giao thao sóng” – Vật lí 12 Chương III : Chế tạo thiết bị thí nghiệm soạn thảo tiến trình dạy học kiến thức “Lực ma sát” – Vật lý 10 GVHD: Th.S Nguyễn Nhật Quang SVTH: Hà Văn Quyền Khoa Vật Lý Khóa Luận Tốt Nghiệp CHƯƠNG I CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ 1.1 Mục tiêu dạy học vật lí trường phổ thơng Theo định số 16/2006/QĐ-BGDĐT ngày 05/5/2006 Bộ trưởng Bộ Giáo dục Đào tạo Chương trình giáo dục phổ thơng, dạy học Vật lý trường phổ thông phải đảm bảo mục tiêu sau: 1.1.1 Về kiến thức Đạt hệ thống kiến thức vật lí phổ thơng, phù hợp với quan điểm đại, bao gồm : a) Các khái niệm vật, tượng trình sinh viên nhận thấy số điểm hạn chế Bên cạnh đó, phịng thí nghiệm khoa vật lí thường gặp đời sống sản xuất b) Các đại lượng, định luật nguyên lí vật lí c) Những nội dung số thuyết vật lí quan trọng d) Những ứng dụng phổ biến Vật lí đời sống sản xuất e) Các phương pháp chung nhận thức khoa học phương pháp đặc thù Vật lí, trước hết phương pháp thực nghiệm phương pháp mơ hình GVHD: Th.S Nguyễn Nhật Quang SVTH: Hà Văn Quyền Khoa Vật Lý Khóa Luận Tốt Nghiệp 1.1.2 Về kĩ a) Biết quan sát tượng trình vật lí tự nhiên, đời sống ngày thí nghiệm; biết điều tra, sưu tầm, tra cứu tài liệu từ nguồn khác để thu thập thông tin cần thiết cho việc học tập môn Vật lí b) Sử dụng dụng cụ đo phổ biến Vật lí; biết lắp ráp tiến hành thí nghiệm vật lí đơn giản c) Biết phân tích, tổng hợp xử lí thơng tin thu để rút kết luận, đề dự đoán đơn giản mối quan hệ hay chất tượng trình vật lí, đề xuất phương án thí nghiệm để kiểm tra dự đoán đề d) Vận dụng kiến thức để mơ tả giải thích tượng q trình vật lí, giải tập vật lí giải vấn đề đơn giản đời sống sản xuất mức độ phổ thông e) Sử dụng thuật ngữ vật lí, biểu, bảng, đồ thị để trình bày rõ ràng, xác hiểu biết, kết thu qua thu thập xử lí thơng tin 1.1.3 Về thái độ a) Có hứng thú học Vật lí, u thích tìm tịi khoa học; trân trọng đóng góp Vật lí cho tiến xã hội công lao nhà khoa học b) Có thái độ khách quan, trung thực; có tác phong tỉ mỉ, cẩn thận, xác có tinh thần hợp tác việc học tập mơn Vật lí, việc áp dụng hiểu biết đạt c) Có ý thức vận dụng hiểu biết vật lí vào đời sống nhằm cải thiện điều kiện sống, học tập để bảo vệ giữ gìn mơi trường sống tự nhiên 1.2 Thí nghiệm thí nghiệm biểu diễn dạy học Vật lý GVHD: Th.S Nguyễn Nhật Quang SVTH: Hà Văn Quyền Khoa Vật Lý Khóa Luận Tốt Nghiệp 1.2.1 Khái niệm Thí nghiệm vật lý tác động có chủ định, có hệ thống người vào đối tượng thực khách quan Thơng qua phân tích điều kiện mà diễn tác động kết tác động, ta thu nhận tri thức Thí nghiệm biểu diễn thí nghiệm giáo viên giới thiệu cách tương đối nhanh với học sinh chủ yếu mặt định tính tượng, q trình qui luật nghiên cứu, cấu tạo hoạt động số dụng cụ thiết bị kỹ thuật, mà học sinh cảm thụ mắt tai 1.2.2 Yêu cầu thí nghiệm biểu diễn Cần đảm bảo cho học sinh ý thức cần thiết tiến hành thí nghiệm, mục đích thí nghiệm, phương án thí nghiệm tham gia vào q trình quan sát thí nghiệm, phân tích kết Cần tiến hành thí nghiệm lúc mối quan hệ hữu với giảng hướng dẫn học sinh học tập Tạo điều kiện cho phần bản, chi tiết quan trọng thiết bị dụng cụ học sinh lớp nhìn rõ Đảm bảo cho học sinh quan sát rõ ràng tượng biểu diễn Thí nghiệm phải ngắn gọn đảm bảo thành cơng 1.3 Thiết bị thí nghiệm giao thoa sóng trường phổ thơng 1.3.1 Thực trạng thiết bị thí nghiệm trường phổ thông Dựa thực tế quan sát phịng thí nghiệm số trường phổ thơng, kết khảo sát thực trạng thiết bị thí nghiệm trường phổ thơng nhóm sinh viên khác, qua trao đổi với giáo viên trực tiếp giảng dạy, thấy vấn đề sau: - Đa số trường THPT tình trạng phịng học môn kho chứa thiết bị nhiều mơn khác khơng có cán chun trách quản lí - Thiết bị thí nghiệm đa số hư hỏng chưa đưa vào dạy học cách thường xuyên GVHD: Th.S Nguyễn Nhật Quang SVTH: Hà Văn Quyền Khoa Vật Lý Khóa Luận Tốt Nghiệp 1.3.2 Thiết bị thí nghiệm giao thoa sóng trường phổ thơng Thiết bị thí nghiệm giao thoa sóng trường phổ thơng cho hình ảnh giao thoa khơng rõ nét chưa cho học sinh thấy tượng chưa đưa vào dạy học thường xuyên Theo chúng tơi, ngun nhân tình hình là: - Bộ thí nghiệm phức tạp, khó lắp ráp - Cần rung thí nghiệm khơng chắn - Vị trí cần rung vị trí đèn chiếu chưa hợp lý Muốn tiến hành thí nghiệm, giáo viên phải tiến hành bước: + Bước 1: Đặt úp khay ước lên bàn (Hình 1.1) Hình 1.1 Khay nước úp bàn + Bước 2: Đặt hứng thẳng đứng, kéo gương phản xạ nghiêng góc 45 sau lắp hứng vào khay nước (Hình 1.2) GVHD: Th.S Nguyễn Nhật Quang SVTH: Hà Văn Quyền Khoa Vật Lý Khóa Luận Tốt Nghiệp Hình 1.2 Gương phản xạ hứng khay GVHD: Th.S Nguyễn Nhật Quang 10 SVTH: Hà Văn Quyền Khoa Vật Lý Khóa Luận Tốt Nghiệp - Các đường hypebol gọi vân giao thoa sóng mặt nước Hoạt động 2: Tìm hiểu cực đại cực tiểu giao thoa Hoạt động GV Hoạt động HS Kiến thức - Ta có nhận xét A, - Vì S1, S2 II Cực đại cực tiểu f  hai sóng gắn vào cần rung  Dao động hai nguồn S1, S2 phát ra? A, f  điểm vùng giao  Hai nguồn phát sóng - HS ghi nhận khái thoa có A, f  gọi niệm nguồn kết hợp, - Hai nguồn đồng bộ: phát nguồn đồng sóng sóng có f  hai nguồn đồng - Hai nguồn kết hợp: phát - Nếu nguồn phát sóng kết hợp có f có hiệu số pha không phụ thuộc thời gian (lệch pha với lượng khơng sóng có f có hiệu t d  u1  Acos2    số pha không phụ thuộc T   t d  u2  Acos2    T   thời gian - Hai sóng hai nguồn đổi) gọi hai nguồn kết u = u1 + u2 kết hợp phát gọi hai hợp sóng kết hợp - HS làm theo hướng - Xét điểm M mặt M d1 S1 d2 S2 dẫn GV, để ý: nước cách S1 , S2 cos  cos       2cos cos 2 khoảng d1, d2 +  = d2 – d1: hiệu đường hai sóng - Dao động từ S1 gởi đến M S1 S2 là: u = t d  u1  Acos2    T   Acost - Dao động từ S2 gởi đến - Nếu phương trình sóng  Phương trình - HS nhận xét dao M sóng M S1 S2 động M biên độ GVHD: Th.S Nguyễn Nhật Quang 31 SVTH: Hà Văn Quyền Khoa Vật Lý Khóa Luận Tốt Nghiệp gởi đến có biểu thức dao động tổng hợp nào? t d  u2  Acos2    T   - Dao động tổng hợp - Phụ thuộc (d2 – d1) - Dao động tổng hợp M phụ thuộc vị trí u = u1 + u2 M có biểu thức? - Hướng dẫn HS đưa điểm M Hay: u  Acos tổng cosin tích t d  u  Acos2     T   t d   Acos2     T    (d2  d1 )  Acos   t d  d2  cos2   2  T - Dựa vào biểu thức, có nhận xét dao động  (d2  d1 ) cos 1   (d2  d1 )  cos  1   d2 – d1 = k (k = 0, 1, 2…) tổng hợp M? cos - Biên độ dao động tổng  (d2  d1 )  k  Hay  (d2  d1 ) 0  Hay hợp a phụ thuộc yếu tố nào?  (d2  d1 )   k    1  d2  d1   k    2  (k = 0, 1, 2…)  t d d   (d2  d1 ) cos2      T 2  Vậy: - Dao động M dao động điều hoà với chu kì T - Biên độ dao động M: a  A cos  (d2  d1 )  Vị trí cực đại cực tiểu giao thoa a Những điểm dao động với biên độ cực đại (cực đại giao thoa) d2 – d1 = k Với k = 0, 1, 2… - Những điểm dao động - Là hệ hypebol mà với biên độ cực đại hai tiêu điểm S1 điểm nào? b Những điểm đứng yên, có dao động triệt S2 tiêu (cực tiểu giao thoa) - Hướng dẫn HS rút biểu thức cuối  1 d2  d1   k    2  - Y/c HS diễn đạt điều Với (k = 0, 1, 2…) kiện điểm dao GVHD: Th.S Nguyễn Nhật Quang 32 SVTH: Hà Văn Quyền Khoa Vật Lý Khóa Luận Tốt Nghiệp động với biên độ cực đại - Những điểm đứng yên điểm nào? - Hướng dẫn HS rút c Với giá trị k, quỹ biểu thức cuối tích điểm M - Y/c HS diễn đạt điều xác định bởi: kiện điểm đứng d2 – d1 = số yên Đó hệ hypebol mà hai tiêu điểm S1 S2 - Quỹ tích điểm dao động với biên độ cực đại điểm đứng yên?  1 d2  d1  k hoaëc  k    2  Hoạt động 3: Tìm hiểu tượng giao thoa Hoạt động GV Hoạt động HS Kiến thức III- ĐK GIAO THOA – SÓNG KẾT HỢP -Điều kiện : Hai sóng nguồn kết hợp - Qua tượng - HS ghi nhận hiệu a) Dao động phương, cho thấy, hai sóng số pha tượng giao tần số gặp M thoa b) Có hiệu số pha khơng nào? đổi theo thời gian - Hai nguồn kết hợp phát sóng kết hợp GVHD: Th.S Nguyễn Nhật Quang 33 SVTH: Hà Văn Quyền Khoa Vật Lý Khóa Luận Tốt Nghiệp - Hiện tượng giao thoa tượng đặc trưng sóng Q trình vật lý gây tượng giao thoa trình sóng IV.CỦNG CỐ: Qua cần nắm -Mô tả tượng giao thoa hai sóng mặt nước nêu điều kiện để có giao thoa hai sóng - Viết cơng thức xác định vị trí cực đại cực tiểu giao thoa V.DẶN DÒ: - Về nhà học xem trứơc - Về nhà làm tập Sgk sách tập IV RÚT KINH NGHIỆM …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… GVHD: Th.S Nguyễn Nhật Quang 34 SVTH: Hà Văn Quyền Khoa Vật Lý Khóa Luận Tốt Nghiệp CHƯƠNG III CHẾ TẠO THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM VÀ SOẠN THẢO TIẾN TRÌNH DẠY HỌC CÁC KIẾN THỨC BÀI “LỰC MA SÁT” – VẬT LÝ 10 3.1 Cơ sở lí thuyết 3.1.1 Lực ma sát trượt - Khi vật chuyển động trượt bề mặt, bề mặt tác dụng lên vật (tại chỗ tiếp xúc) lực ma sát trượt cản trở chuyển động vật bề mặt - Độ lớn lực ma sát trượt + không phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc tốc độ vật + tỷ lệ với độ lớn áp lực + phụ thuộc vào vật liệu tình trạng hai mặt tiếp xúc - Hệ số ma sát trượt + hệ số tỉ lệ độ lớn lực ma sát trượt độ lớn áp lực gọi hệ số ma sát trượt, ký hiệu t t  Fmst N + hệ số ma sát trượt phụ thuộc vào vật liệu tình trạng hai mặt tiếp xúc Nó khơng có đơn vị dùng để tính độ lớn lực ma sát trượt - Công thức lực ma sát trượt Fmst  t N 3.1.2 Lực ma sát lăn Lực ma sát lăn xuất vật lăn mặt vật khác, để cản lại chuyển động lăn vật 3.1.3 Lực ma sát nghỉ - Nếu ta kéo lực kế với lực nhỏ khúc gỗ chưa chuyển động Mặt nhôm tác dụng vào khúc gỗ lực ma sát nghĩ cân với lực kéo, làm khúc gỗ đứng yên GVHD: Th.S Nguyễn Nhật Quang 35 SVTH: Hà Văn Quyền Khoa Vật Lý Khóa Luận Tốt Nghiệp - Lực ma sát nghỉ có hướng ngược với hướng lực tác dụng song song với mặt tiếp xúc, có độ lớn độ lớn lực tác dụng, vật chưa chuyển động - Khi lực tác dụng song song với mặt tiếp xúc lớn giá trị vật trượt Điều chứng tỏ lực ma sát nghỉ có độ lớn cực đại giá trị 3.2 Chế tạo thiết bị thí nghiệm - Mặt phẳng làm từ nhơm dài 80 (cm) Hình 3.1 Mặt phẳng - Hai vật trượt làm từ hai chất liệu gỗ sắt Riêng vật trượt làm từ gỗ có hai mặt tiếp xúc khác nhau: mặt mài nhẵn mặt sần sùi Các vật trượt có chốt dùng để móc lực kế Hình 3.2 Các vật trượt GVHD: Th.S Nguyễn Nhật Quang 36 SVTH: Hà Văn Quyền Khoa Vật Lý Khóa Luận Tốt Nghiệp - Lực kế dụng cụ có sẵn phổ thơng, dùng để xác định độ lớn lực Hình 3.3 Lực kế - Cân dụng cụ có sẵn phổ thơng, dùng để xác định khối lượng vật trượt Hình 3.4 Cân 3.3 Tiến trình dạy học kiến thức Lực ma sát với thí nghiệm 3.3.1 Thí nghiệm xác định hệ số ma sát trượt t Bước 1: Dùng Cân xác định khối lượng vật trượt Hình 3.5 Xác định khối lượng vật trượt GVHD: Th.S Nguyễn Nhật Quang 37 SVTH: Hà Văn Quyền Khoa Vật Lý Khóa Luận Tốt Nghiệp Bước 2: Móc lực kế vào vật trượt đặt mặt nhôm kéo theo phương ngang cho vật trượt chuyển động gần thẳng Lúc ấy, lực kế độ lớn lực ma sát trượt tác dụng vào vật Làm vài lần, lần ghi giá trị mà lực kế Sau lấy giá trị trung bình làm độ lớn lực ma sát trượt Hình 3.6 Kéo vật chuyển động theo phương ngang Bước 3: Từ công thức t  Với Fmst N Fmst độ lớn lực ma sát trượt N độ lớn áp lực, thí nghiệm mặt phẳng nhơm nằm ngang nên N=P=mg m khối lượng vật trượt, g gia tốc rơi tự Từ ta tìm hệ số ma sát trươt t 3.3.2 Thí nghiệm biểu diễn đo độ lớn lực ma sát trượt lực ma sát nghỉ - Đo độ lớn lực ma sát trượt: Móc lực kế vào vật trượt đặt mặt nhôm kéo theo phương ngang cho vật trượt chuyển động gần thẳng Lúc ấy, lực kế độ lớn lực ma sát trượt tác dụng vào vật Làm vài lần, lần ghi giá trị mà lực kế Sau lấy giá trị trung bình làm độ lớn lực ma sát trượt - Đo độ lớn lực ma sát nghỉ: Móc lực kế vào vật trượt đặt mặt nhôm kéo từ từ lực kế theo phương ngang lúc lực giá trị vật trượt Lúc ấy, lực kế độ lớn lực ma sát nghỉ 3.3.3 Giáo án chi tiết Bài 13: Lực ma sát, Vật lí 10 (Cơ bản) GVHD: Th.S Nguyễn Nhật Quang 38 SVTH: Hà Văn Quyền Khoa Vật Lý Khóa Luận Tốt Nghiệp Bài 13: LỰC MA SÁT I MỤC TIÊU Kiến thức - Nêu đặc điểm lực ma sát trượt, ma sát nghỉ, ma sát lăn - Viết công thức lực ma sát trượt - Nêu số cách làm giảm tăng ma sát Kỹ - Vận dụng công thức lực ma sát trượt để giải tập tương tự học - Giải thích vai trị phát động lực ma sát nghỉ việc lại người, động vật xe cộ - Bước đầu đề xuất giả thuyết hợp lí đưa phương án thí nghiệm để kiểm tra giả thuyết II CHUẨN BỊ Giáo viên : Chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm gồm: khối hình hộp chữ nhật( gỗ, sắt…) lực kế, máng trượt Học sinh : Ôn lại kiến thức lực ma sát học lớp III TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC Hoạt động (15 phút) : Tìm hiểu lực ma sát trượt Hoạt động giáo Hoạt động học viên sinh Nội dung I Lực ma sát trượt Cách xác định độ lớn ma sát trượt Cho học sinh hoạt động nhóm Chỉ hướng lực ma sát trượt Móc lực kế vào vật kéo theo phương ngang cho vật trượt gần Thảo luận, tìm cách thẳng Khi đó, lực kế đo độ lớn lực ma độ lớn lực ma sát trượt sát trượt Yêu cầu trả lời C1 tác dụng vào vật Thảo luận nhóm, trả Đặc điểm độ lớn ma GVHD: Th.S Nguyễn Nhật Quang 39 SVTH: Hà Văn Quyền Khoa Vật Lý Khóa Luận Tốt Nghiệp sát trượt lời C1 + Không phụ thuộc vào diện tích Tiến hành thí Ghi nhận kết thí tiếp xúc tốc độ vật nghiệm kiểm tra nghiệm rút kết + Tỉ lệ với độ lớn áp lực yếu tố ảnh hưởng đến luận + Phụ thuộc vào vật liệu tình lực ma sát trượt trạng hai mặt tiếp xúc Hệ số ma sát trượt t = Giới thiệu hệ số ma Ghi nhận cách xác Fmst N Hệ số ma sát trượt t phụ thuộc định hệ số ma sát trượt vào vật liệu tình trạng hai mặt tiếp xúc Giới thiệu bảng hệ Công thức lực ma sát số ma sát trượt sát trượt trượt số cặp vật liệu Nêu biểu thức hệ số Fmst = t.N Ghi biểu thức ma sát trươt Hoạt động (7 phút) : Tìm hiểu lực ma sát lăn Hoạt động giáo Hoạt động học viên sinh Nội dung II Lực ma sát lăn Đặt câu hỏi cho hs lấy ví dụ Nêu câu hỏi C2 Giới thiệu số ứng dụng làm giảm Lấy ví dụ tác dụng Lực ma sát lăn xuất lực ma sát lăn lên vật lăn vật khác, để vật cản lại chuyển động lăn vật Trả lời C2 Lực ma sát lăn nhỏ so với So sánh độ lớn lực ma sát trượt lực ma sát lăn ma ma sát sát trượt Hoạt động (18 phút) : Tìm hiểu lực ma sát nghĩ Hoạt động giáo Hoạt động học viên sinh GVHD: Th.S Nguyễn Nhật Quang 40 Nội dung SVTH: Hà Văn Quyền Khoa Vật Lý Khóa Luận Tốt Nghiệp III Lực Ma sát nghỉ Thế lực ma sát nghỉ Tiến hành thí Quan sát thí nghiệm Khi tác dụng vào vật lực nghiệm nhận biết ma song song với mặt tiếp xúc sát nghỉ vật chưa chuyển động Cho hs lực tác dụng lên vật Chỉ rỏ lực tác mặt tiếp xúc tác dụng vào vật dụng lên vật lực ma sát nghỉ cân với ngoại lực Làm thí nghiệm, Rút đặc điểm Những đặc điểm lực ma bước cho hs nêu lực ma sát nghỉ sát nghỉ đặc điểm ma sát + Lực ma sát nghỉ có hướng nghỉ ngược với hướng lực tác dụng song song với mặt tiếp Cho hs so sánh độ lớn So sánh độ lớn xúc, có độ lớn độ lớn của lực ma sát nghỉ lực ma sát nghỉ cực đại lực tác dụng, vật chưa cực đại lực ma sát lực ma sát trượt chuyển động trượt + Ma sát nghỉ có giá trị cực đại ngoại lực tác dụng song song với mặt tiếp xúc vật bắt đầu trượt Giới thiệu vai trò lực ma sát nghỉ Ghi nhận vai trò + Khi vật trượt, lực ma sát trượt lực ma sát nghỉ nhỏ ma sát nghỉ cực đại Vai trò lực ma sát nghĩ Cho hs lấy ví dụ Lấy ví dụ cách Nhờ có ma sát nghỉ ta cầm cách làm tăng ma làm tăng ma sát có ích nắm vật tay, đinh sát có ích giữ lại tường, sợi kết thành vải Nhờ có ma sát nghỉ mà dây curoa chuyển động, băng chuyền chuyển vật từ nơi GVHD: Th.S Nguyễn Nhật Quang 41 SVTH: Hà Văn Quyền Khoa Vật Lý Khóa Luận Tốt Nghiệp đến nơi khác Đối với người, động vật, xe cộ, lực ma sát nghỉ đóng vai trị lực phát động Hoạt động (5 phút) : Vận dụng, Củng cố, giao nhiệm vụ nhà Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Cho hs giải tập ví dụ Giải tập ví dụ Nêu câu hỏi tập nhà Ghi câu hỏi tập nhà Yêu cầu hs chuẩn bị sau Ghi chuẩn bị cho sau IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… 3.3.4 Kết thí nghiệm đo hệ số ma sát trượt Khối lượng vật trượt làm gỗ 164,8 (g) Khối lượng vật trượt làm thép 223,3 (g) a) Đối với bề mặt gỗ nhẵn Bảng 3.1 Số lần đo Fmst (N) t 0,81 0,501 0,80 0,495 0,81 0,501 0,83 0,513 0,82 0,507 Giá trị trung bình 0,814 0,503 Kết t  0,503  0,005 Đây hệ số ma sát trượt bề mặt gỗ nhẵn với nhôm GVHD: Th.S Nguyễn Nhật Quang 42 SVTH: Hà Văn Quyền Khoa Vật Lý Khóa Luận Tốt Nghiệp b) Đối với bề mặt gỗ sần sùi Bảng 3.2 Số lần đo Fmst (N) t 0,74 0,458 0,74 0,458 0,73 0,452 0,74 0,458 0,73 0,452 Giá trị trung bình 0,736 0,456 Kết t  0, 456  0,003 Đây hệ số ma sát trượt bề mặt gỗ sần sùi với nhôm c) Đối với thép Bảng 3.3 Số lần đo Fmst (N) t 1,02 0,466 1,03 0,470 1,05 0,479 1,04 0,475 1,04 0,475 Giá trị trung bình 1,036 0,473 Kết t  0, 473  0,004 Đây hệ số ma sát trượt bề mặt thép với nhôm GVHD: Th.S Nguyễn Nhật Quang 43 SVTH: Hà Văn Quyền Khoa Vật Lý Khóa Luận Tốt Nghiệp KẾT LUẬN Đề tài nghiên cứu giải vấn đề sau: - Vận dụng tiến trình dạy học nêu vấn đề, tác giả soạn thảo bước dạy học với thiết bị thí nghiệm - Trên sở trao đổi nói chuyện với số giáo viên trung học phổ thông, thấy khó khăn, lúng túng việc dạy học thí nghiệm - Trên sở nghiên cứu sách giáo khoa, nghiên cứu mặt hạn chế thí nghiệm giao thoa sóng trường phổ thơng tìm hiểu chức số thiết bị dùng chung phịng thí nghiệm trường phổ thơng, tơi nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thí nghiệm giao thoa, nhiễu xạ sóng nước - Bộ thí nghiệm chế tạo dễ lắp ráp, dễ vận chuyển cho ảnh giao thoa rõ nét so với thí nghiệm sẵn có trường phổ thơng - Nghiên cứu chế tạo thành công đo hệ số ma sát, thí nghiệm biểu diễn “Lực ma sát” Đây thí nghiệm mang tính chất dự phịng Qua việc thực đề tài, tơi đề xuất số kiến nghị sau: - Đề nghị thường xuyên nghiên cứu để bổ sung, cải tiến thí nghiệm trường phổ thơng - Trong chương trình đào tạo đại học ngành sư phạm cần tăng cường tiết thực hành để sở giảng dạy lúng túng dạy học với thiết bị thí nghiệm GVHD: Th.S Nguyễn Nhật Quang 44 SVTH: Hà Văn Quyền Khoa Vật Lý Khóa Luận Tốt Nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lương Duyên Bình, Vũ Quang, Vật lí 12 nâng cao, NXB Giáo dục [2] Lương Dun Bình, Vật lí 10 nâng cao, NXB Giáo dục [3] Công Ty Thiết Bị Giáo Dục Hồng Ánh, Hướng dẫn sử dụng thiết bị thí nghiệm vật lí 10 [4] Tài liệu thí nghiệm PPGDVL – Khoa Vật lí trường ĐHSP Đà nẵng Các thông tin thêm Mọi thắc mắc xin liên hệ qua email vanquyen17121990@gmail.com số điện thoại 01674624909 Hà Văn Quyền Lớp 08SVL, khoa Vật lí, trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng GVHD: Th.S Nguyễn Nhật Quang 45 SVTH: Hà Văn Quyền ... lực ma sát trượt phụ thuộc vào yếu tố nào? Từ vấn đề đó, tơi chọn đề tài nghiên cứu ? ?Nghiên cứu chế tạo: Bộ tạo sóng nước (Giao thoa, nhiễu xạ), Bộ đo hệ số ma sát? ?? Mục đích đề tài nghiên cứu. .. vào vật liệu tình lực ma sát trượt trạng hai mặt tiếp xúc Hệ số ma sát trượt t = Giới thiệu hệ số ma Ghi nhận cách xác Fmst N Hệ số ma sát trượt t phụ thuộc định hệ số ma sát trượt vào vật liệu... tình trạng hai mặt tiếp xúc - Hệ số ma sát trượt + hệ số tỉ lệ độ lớn lực ma sát trượt độ lớn áp lực gọi hệ số ma sát trượt, ký hiệu t t  Fmst N + hệ số ma sát trượt phụ thuộc vào vật liệu