Giáo trình Vật lý cơ bản: Sự rơi tự do - Sai số phép đo - Động lực học chất điểm

MUẽC TIEÂU 1. Kiến thức

- Nắm được các đặc điểm của véc tơ gia tốc trong chuyển động nhanh dần đều, chậm dần đều. - Trả lời được các câu hỏi trắc nghiệm khách quan liên quan đến chuyển động thẳng biến đổi đều.

TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC

- Nắm vững các khái niệm chuyển động biến đổi, vận tốc tức thời, gia tốc. - Cđ thẳng biến đổi đều (nhanh dần, chậm dần đều): quỷ đạo thẳng, vận tốc tức thời biến đổi đều theo thời gian.

SỰ RƠI TỰ DO

• Sự rơi trong không khí và sự rơi tự do

.Sau khi nghiên cứu 1 số chuyển động trong không khí, ta thấy kết quả là mâu thuẩn với giả thuyết ban đầu, không thể kết luận vật nặng bao giờ cũng rơi nhanh hơn vật nhẹ. - Các vật rơi nhanh hay chậm không phải do nặng nhẹ khác nhau, các vật rơi nhanh chậm là do sức cản của không khí.

Sai soỏ cuỷa pheựp ủo

Nếu công thức xác định đại lượng đo gián tiếp tương đối phức tạp và các dụng cụ đo trực tiếp có độ chính xác tương đối cao thì có thể bỏ qua sai số dụng cụ. - Rèn luyện kĩ năng thực hành: thao tác khéo léo để đo được chính xác quãng đường s và thời gian rơi tự do của vật trên những quãng đường s khác nhau.

CHUAÅN Bề Cho mỗi nhóm HS

- Nắm được tính năng và nguyên tắc hoạt động của đồng hồ đo thời gian hiện số sử dụng công tắc đóng ngắt và cổng quang điện. - Vẽ được đồ thị mô tả sự thay đổi vận tốc rơi của vật theo thời gian t và quãng đường đi s theo t2.

RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY

Hướng dẫn : Đồ thị là đường thẳng thì hai đại lượng là tỉ lệ thuận. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Cho hs trả lời các câu hỏi 1, 3 trang 50.

TỔNG HỢP VÀ PHÂN TÍCH LỰC ẹIEÀU KIEÄN CAÂN BAẩNG CUÛA CHAÁT ẹIEÅM

- Lực là đại lượng véc tơ đặc trưng cho tác dụng của vật này lên vật khác mà kết quả là gây ra gia tốc cho vật hoặc làm cho vật biến dạng. - Tổng hợp lực là thay thế các lực tác dụng đồng thời vào cùng một vật bằng một lực có tác dụng giống hệt các lực ấy.

Định luật II Newton

Cho ví dụ về trường hợp vật chịu tác dụng của nhiều lực. Nêu và phân tích định nghĩa khối lượng dựa trên mức quán tính. Nêu và giải thích các tính chất của khối lượng. Giới thiệu khái niệm trọng lực. Giới thiệu khái niệm trọng taâm. Giới thiệu khái niệm trọng lượng. Yeõu caàu hs phaõn bieọt trọng lực và trọng lượng. Suy ra từ bài toán vật rơi tự do. Viết biểu thức định luật II cho trường hợp có nhiều lực tác dụng lên vật. Ghi nhận khái niệm. Nhận xét về các tính chất của khối lượng. Ghi nhận khái niệm. Ghi nhận khái niệm. Ghi nhận khái niệm. Nêu sự khác nhau của trọng lực và trọng lượng. Xác định công thức tính trọng lực. Khối lượng và mức quán tính. Khối lượng là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật. b) Tính chất của khối lượng. + Khối lượng là một đại lượng vô hướng, dương và không đổi đối với mỗi vật. + Khối lượng có tính chất cộng. Trọng lực là lực của Trái Đất tác dụng vào vật, gây ra cho chúng gia tốc rơi tự do. Trọng lực được kí hiệu là P→. Trọng lực tác dụng lên vật đặt tại trọng tâm của vật. Độ lớn của trọng lực tác dụng lên một vật gọi là trọng lượng của vật, kí hiệu là P. Trọng lượng của vật được đo bằng lực keá. c) Công thức của trọng lực. Một vật đang chuyển động với vận tốc 3 m/s, nếu bổng nhiên các lực tác dụng lên vật biến mất thì?.

Định luật III Niu-tơn

.Khi tay ta tác dụng 1 lực lên mặt bàn, tay ta cảm thấy đau chứng tỏ mặt bàn cũng tác dụng lại tay 1 lực theo định luật III Niu-tơn. Kiến thức : Nắm vững những kiến thức liên quan đến phần tổng hợp, phân tích lực, các định luật của Newton.

CHUAÅN Bề Giáo viên

Định luật II Newton, các công thức của chuyển động thẳng biến đổi đều có thể áp dụng để tìm gia tốc, lưu ý trường hợp nào sử dụng phương pháp lập tỉ số. - Xem lại các bài tập đã giải, làm tiếp các bài tập còn lại trong SBT - Ôn lại kiến thức về sự rơi tự do và trọng lực.

Định luật vạn vật hấp dẫn

Yêu cầu hs viết biểu thức của trọng lực khi nó là lực hấp dẫn và khi nó gây ra gia tốc rơi tự do từ đó rút ra biểu thức tính gia tốc rơi tự do. - Lực hấp dẫn giữa hai chất điểm bất kì tỉ lệ thuận với tích hai khối lượng của chúng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

Lực hướng tâm

+ Lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vệ tinh nhân tạo đóng vai trò lực hướng tâm, giữ cho vệ tinh nhân tạo chuyển động tròn đều quanh Trái Đất. + Đường ôtô và đường sắt ở những đoạn cong phải làm nghiên về phía tâm cong để hợp lực giữa trọng lực và phản lực của mặt đường tạo ra lực hướng tâm giữ cho xe, tàu chuyển động dễ dàng trên quỹ đạo.

Chuyển động li tâm

Lực (hay hợp lực của các lực) tác dụng vào một vật chuyển động tròn đều và gây ra cho vật gia tốc hướng tâm gọi là lực hướng tâm. Ví dụ : Khi chạy xe qua những chổ rẽ, chổ quanh, nếu chạy với tốc độ lớn thì lực ma sát nghĩ cực đại không đủ lớn để đóng vai trò lực hướng tâm giữ cho xe chuyển động tròn nên xe sẽ trượt li tâm, dễ gây ra tai nạn giao thông.

Xác định chuyển động của vật

Bi A khối lượng gấp đôi bi B Cùng một lúc tại mái nhà bi A được thả rơi còn bi B được ném theo phương ngang.

Cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực

Muốn cho một vật chịu tác dụng của hai lực ở trạng thái cân bằng thì hai lực đó phải cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều. Hoạt động 2 ( 30 phút) : Tìm hiểu qui tắc hợp lực của hai lực đồng qui và điều kiện cân bằng của vật chịu tác dụng của ba lực không song song.

Cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực không song song

Muốn tổng hợp hai lực có giá đồng qui tác dụng lên một vật rắn, trước hết ta phải trượt hai véc tơ lực đó trên giá của chúng đến điểm đồng qui, rồi áp dụng qui tắc hình bình hành để tìm hợp lực. - Điều kiện cân bằng: Muốn cho một vật chịu tác dụng của hai lực ở trạng thái cân bằng thì hai lực đó phải cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều.

Cân bằng của một vật có trục quay cố định. Mômen lực

Mômen lực đối với một trục quay là là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực và được đo bằng tích của lực với cánh tay đòn của nó. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản Cho hs nhận xét tác dụng.

Điều kiện cân bằng của một vật có truùc quay coỏ ủũnh

- Mômen lực: Mômen lực đối với một trục quay là là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực và được đo bằng tích của lực với cánh tay đòn của nó. Muốn cho một vật có trục quay cố định ở trạng thái cân bằng, thì tổng các mômen lực có xu hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ phải bằng tổng các mômen lực có xu hướng làm vật quay theo chiều ngược lại.

Cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực song song

Hoạt động 3 (7 phút) : Tìm hiểu điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực song song. Trở lại thí nghiệm ban đầu cho hs nhận xét các lực tác dụng lên thước khi thước cân bằng từ đó yêu cầu trả lời C4.

Các dạng cân bằng

Là cân bằng mà khi vật bị lệch ra khỏi VTCB thì vật không tự trở về vị trí ban đầu. Cho HS giải câu số 4 trong SGK trang 110 ( Xác định các dạng cân bằng trong các trường hợp).

Cân bằng của một vật có mặt chân đế

Là cân bằng mà khi vật bị lệch ra khỏi VTCB thì vật tự quay về vị trí ban đầu. Là cân bằng mà khi vật bị lệch VTCB, thì vật tiếp tục cân bằng ở vị trí mới này.