cao.
Quan sát hiện tượng vật lí
Đưa ra suy luận định tính: Gia tốc của vật phụ thuộc vào khối lượng vật và lưc tác dung vào vât.
Trọng lực: p — yng
Trọng lượng của vật tỉ lệ thuận với khối lượng vật p = m.g
Giải thích sơ đồ:
Quan sát các hiện tượng vật lí: Khi ta đẩy chiếc xe đẩy đang đứng yên trên mặt phang nằm ngang nhẵn, đẩy hoặc kéo xe về phía nào thì xe sẽ chuyển động về phía đó, khi đẩy nhẹ xe tăng tốc chậm, đẩy mạnh thì xe tăng tốc nhanh, xe có khối lượng càng lớn thì tăng tốc cho vật càng khó (cần lực tác dụng lớn).
■=> Vạch ra đặc điểm định tính: Gia tốc của vật phụ thuộc vào lực tác dụng vào vật và khối lượng của vật.
Khái quát hóa rất nhiều quan sát và thí nghiệm Niu-tơn đã xác định được mối quan hệ giữa lực tác dụng, khối lượng vật, gia tốc mà vật thu được, nêu nên thành ĐL II Niu-tơn:
Nội dung định luật: Gia tốc của một vật luôn cùng hướng với lực tác dụng lên vật. Độ lớn của vectơ gia tốc tỉ lệ thuận với độ lớn của véctơ lực tác dụng lên vật và tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật.
, -* У
Biêu thức: а = —
rn
Hay F = ma
Kiểm nghiệm lại ĐL II Niu-tơn để bằng thí nghiêm 2.
Từ định luật II Niu-tơn ta đi xác định các yếu tố của véc tơ lực:
F - Điểm đặt: Vị trí lực đặt lên vật.
- Phương và chiều là phương và chiều của gia tốc mà lực gây ra cho vật. - Độ lớn: F = ma
Đơn vị của lực: Niutơn (N ); 1 N = 1 kg.m/s2
Định nghĩa 1 N: là lực truyền cho vật có khối lượng 1 kg một gia tốc lm/s2
Neu có các vật khác nhau lần lượt chịu tác dụng của một lực không đổi, vật nào có khối lượng lớn hơn thì thu được gia tốc nhỏ hơn (tính bảo toàn vận tốc lớn hơn).
- Suy ra: Khối lượng là đại lượng đặc trung cho mức quán tính của vật. Từ định luật II Niu-tơn ta tìm điều kiện cân bằng của một chất điểm. - Trạng thái cân bằng của vật là trạng thái vật đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều (a = 0).
Điều kiện cân bằng của chất điểm:
? = f i+f2+...+f„= 0
Khi đó gia tốc:
a = — = Õ m
Từ Đ LII Niu-tơn tìm mối quan hệ giữa trọng lượng và khối lượng.
Một vật khối lượng m rơi tự do, vật chịu tác dụng của trọng lực p
Trọng lực: p = m g
Trọng lương: p = mg suy ra trọng lượng của vật tỉ lệ thuận với khối lượng vật.
Thiết kế hoạt động dạy học vật lí
1. Mục tiêu dạy học Mục tiêu về kiến thức
- Phát biểu được nội dung và viết được biểu thưc của định luật II Niu- tơn.
- Nêu được các yếu tố của véctơ lực.
- Phát biểu được mối quan hệ giữa khối lượng và quán tính.
- Nêu được điều kiện cân bằng của một chất điểm (cả nội dung và biểu thức).
-Nêu được mối quan hệ giữa trọng lượng và khối lượng của vật. Mục tiêu về kĩ năng
- Áp dụng kiến thức ĐL II Niu-tơn để giải các bài tập trong SGK và SBT - Rèn luyện kí năng quan sát và làm thí nghiệm.
Mục tiêu về thái độ
- Nghiêm túc, tích cực xây dựng bài. Mục tiêu về phát triển tư duy
- Phát triển tư duy suy luận logic, suy luận lí thuyết. 2. Chuẩn bị
Giáo viên
- Chuẩn bị bộ dụng cụ thí nghiệm để làm thí nghiệm 2
Học sinh
- Ôn lại các kiến thức đã học về lực và khối lượng.
3. Tiến trình dạy học
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Hoạt động 1: Kiêm tra bài cũ.
- Phát biểu nội dung định luật I Niu-tơn? Và biểu diễn định luật dưới dạng biểu thức?
Nhắc lại khái niệm gia tốc?
- Neu một vật không chịu tác dụng của lực nào học chịu tác dụng của các lực có họp lực bằng không thì vật đứng yên sẽ tiếp tục đúng yên, vật đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều.
Có thể biểu diễn định luật dưới dạng biểu thức sau:
- ^1 + ^2 + ••• + Fn = 0 thì vật đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều
(fl= 0)
Gia tốc là đại lượng vật lí đặc trung cho sự biến đổi nhanh hay chậm của vận tốc.
Hoạt động 2: Xây dựng định luật
II Niu-tơn.
Quan sát ví dụ trong SGK
Khi tác dụng lực vào kéo hoặc đẩy vào xe thì chiều chuyển động của xe có uan hệ thế nào với chiều lực tác dụng?
Khi đẩy lực càng mạnh (hay nhẹ) thì xe tăng tốc (hay thay đổi vận tốc) như thế nào?
Gia tốc của vật phụ thuộc vào những yếu tố nào?
- Xét một vật có khối lượng m,
lần lượt tác dụng lực F ,, F2 vào vật, vật thu được gia tốc có độ lớn ab a2, nếu F2> Fị thì a2 với a ị có mối quan hệ với nhau như thế nào?
- Neu lực F2 tác dụng vào vật m, với F3> F2 > Fị thì ab a2, a3 có mối quan hệ như thế nào với nhau?
- Gia tốc vật thu được có mối quan hệ thế nào với lực tác dụng ?
Chiều chuyển động của xe cùng chiều với lực tác dụng.
- Đẩy mạnh thì xe tăng tốc nhanh, đấy nhẹ xe tăng tốc chậm.
Dự đoán: Gia tốc phụ thuộc vào khối lượng vật và lực tác dụng vào vật.
a2 > ai
Tương tự tác dụng lực F lần lượt vào vật có khối lượng mi, m2, m3 thu được gia tốc có độ lớn aj, a2, a3 với m3 > m2 > mi thì aj, a2, a3 có mối quan hệ với nhau như thế nào?
- Gia tốc thu được có mối quan hệ như thế nào với khối lượng vật, khi lực tác dụng không đổi?
Thông báo:
Từ khái quát hóa rất nhiều quan sát và thí nghiệm, Niu-tơn đã tìm ra ĐL II Niu-tơn: “Gia tốc của một vật luôn cùng hướng với lực tác dụng lên vật. Độ lớn của vectơ gia tốc tỉ lệ thuận với độ lớn của véctơ lực tác dụng lên vật và tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật”
— F
Biêu thức: a = —— /77
Hay F = m a
Gia tôc a tỉ lệ thuận với độ lớn lực tác dụng F.
ai < a2< a3
Độ lớn gia tốc tỉ lệ nghịch với khối lượng vật khi lực tác dụng không đổi.
Tiếp thu
Hoạt động 3: Nghiệm lại định luật II Niu-tơn.
- Yêu cầu HS đề xuất phương án thí nghiệm kiểm tra ĐL II Niu- tơn?
- Nhận xét câu trả lời của HS và giới thiệu cho HS thí nghiệm 2 (trình
bày ở mục 2.2.1) đê kiêm nghiệm ĐL II Niu-tơn.
- Tiến hành thí nghiệm 2 cho HS quán sát, hướng dẫn HS ghi và xử lí kết quả thí nghiệm.
Khẳng định lại một lần nữa nội dung định luật II Niu-tơn.
Tiêp thu
Quan sát thí nghiệm, ghi kết quả và xử lí số liệu.
Hoạt động 4: Tìm hiêu các yếu tố của véc tơ lực.
- Các yếu tố nào để xác định một véc tơ lực? - Đơn vị của lực? - Định nghĩa 1 Niu-tơn? F - Điểm đặt: Vị trí lực đặt lên vật.
- Phương và chiều là phương và chiều của gia tốc mà lực gây ra cho vật.
- Độ lớn: F = ma
Niu tơn (N) IN = lkg.m/s2
1 N: là lực truyền cho vật có khối lượng 1 kg một gia tốc 1 m/s2
Hoạt động 5: Tìm hiểu mối quan hệ giữa khối ỉượng và quán tính.
Nhắc lại khái niệm quán tính?
- Một vật nặng muốn thay đổi vận tốc của vật dễ hơn hay khó hơn
Quán tính là tính chất của vận có xu hướng bảo toàn vận tốc cả về hướng và độ lớn.
với vận nhẹ?
- Quán tính của vật nặng lớn hơn hay vật nhẹ lớn hơn?
- Vậy quán tính có mối quan hệ như thế nào với khối lượng của vật?
Nhận xét câu trả lời của HS, đưa ra kết luận : Khối lượng là đại lượng đặc trung cho mức quán tính của vật.
hơn vật nhẹ.
Vật nặng có quán tính lớn hơn.
Trả lời
Tiếp thu.
Hoạt động 6: Xây dựng điêu
kiện cân bằng của vật rắn.
Thông báo: Trạng thái cân bằng của vật là trạng thái vật đứng yên hoặc chuyển động thắng đều (a = 0).
Dựa vào ĐL II Niu-tơn, điều kiện nào để một vật ở trạng thái cân bằng?
- Khi gia tốc vật bằng 0:
^ ^ Á
a — — — u suy ra điêu kiên
m
cân bằng của vật rắn:
ĩ = Fl +F2 +... + F„ = 0
Hoạt động 7: Tìm môi liên hệ giữa trọng lượng và khối lượng yật.
Một vật khối lượng m rơi tự do
với gia tốc g thì vật chịu tác dụng Trọng lực : p — Mg
của lực nào?
lực.
- Biểu thức của trọng lực?
- Trọng lượng có quan hệ như thế nào với khối lượng?
- g là gì? Có đon vị và giá trị là gì?
Đối chiếu lại với công thức trọng lượng ở cấp 2: p = 10 m, người ta lấy g = 10 m/s2
Trọng lượng của vật tỉ lệ thuận với khối lượng của vật.
Với g là gia tốc rơi tự do, đơn vi: m/s2
Thường lấy g = 9,8 m/s2
Hoạt động 8: giao nhỉệm vụ vê nhà
Học bài cũ và làm hết bài tập trong SGK.
Đọc trước bài Đinh Luật III Niu-tơn Nhận nhiệm vụ
Dự kiến nội dung ghi bảng
Bài 15: Định luật II Niu-tơn 1. Định luật II Niu-tơn
- Xét vật m có khối lượng không đổi.
Tác dụng lực Fị, F2 vào vật, vật thu được gia tốc có độ lớn ah a2, nếu F2> F| thì a2 > ai
với F3> F2 > F] thì ai < a2 < a3 => a tỉ lệ thuận với F
Tương tự gia tốc a tỉ lệ nghịch với khối lượng m.
Định luật II Niu-tơn: “Gia tốc của một vật luôn cùng hướng với lực tác dụng lên vật. Độ lớn của vectơ gia tốc tỉ lệ thuận với độ lớn của véctơ lực tác dụng lên vật và tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật”
Biểu thức: a — Hay F = m a m
2. Các yếu tố của véc tơ lực
F - Điểm đặt: Vị trí lực đặt lên vật.
- Phương và chiều là phương và chiều của gia tốc mà lực gây ra cho vật. - Độ lớn: F = ma
Niu tơn (N) IN = lkg.m/s2: là lực truyền cho vật có khối lượng 1 kg một gia tốc lm/s2
3. Khối lượng và quán tính
- Khối lượng là đại lượng đặc trung cho mức quán tính của vật. 4. Điều kiện cân bằng của chất điểm
— — — u suy ra:
m
F = Fx + F2 +... + Fn = 0
5. Mối quan hệ giữa trọng lượng và khối lượng.
Trọng lượng của vật tỉ lệ thuận với khối lượng của vật. p = mg.
2.2.3. Tiến trình day hoc bài “Đông lương Đinh luât bảo toàn đông• «/ • • o • o • • • o
lượng” SGK Vật lí 10
Định luật bảo toàn động lượng đối với va chạm mềm: Xét hệ {mi; m2Ị là hệ cô lập, vật khối lượng mi chuyển động trên mặt phang nằm ngang nhẵn với vận tốc V1 đến va chạm với vật m2 đang nằm yên, sau va chạm 2 vật nhập làm 1 và cùng chuyến động với vận tốc V ta có: m I V 1= (|T I| + m2) V suy ra V = m \V1 rriị + m2 Nghiệm lại định luật bảo toàn động lượng bằng thí Chuyển động bằng phản lực
Ví dụ: chuyển động bay của diều, chuyển động của các tên lửa, tàu vũ trụ...
Nguyên tắc chuyển động bằng phản lực của tên lửa...
- Giải thích sơ đồ:
Dựa vào quan sát một số ví dụ về chuyển động của các vật khi có lực tác dụng trong sách giáo khoa để xây dựng định nghĩa xung lượng của lực F trong khoảng thời gian Àt: F.Àt, với:
Lực F không đổi trong khoảng thời gian tác dụng At Đon vị xung lượng của lực là Niu-tơn giây (kí hiệu N.s).
Ket hợp khái niệm xung lượng của lực F trong khoảng thời gian At: F .Àt và
— - v2 - V, -
Định luật II Niu-tơn: F = mũ = m— “ — hay m^2- mV1 = F At đê đưa ra định nghĩa về dộng lượng của một vật và định lí biến thiên động lượng (cách phát biểu khác của định luật II Niu-tơn):
Khái niệm: động lượng của một vật có khối lượng m chuyển động với vận tốc V được xác định bằng công thức: p = mv
Đơn vị của động lượng: kg.m/s
Định lí biến thiên động lượng (cách phát biểu khác của định luật II Niu- tơn): Độ biến thiên động lượng của một vật trong khoảng thời gian nào đó bằng xung lượng của tống các lực tác dụng lên vật trong khoảng thời gian đỏ.
Biểu thức: ^2-^1 = Ap = A F .At
Ỷ nghĩa: nếu lực tác dụng lên vật đủ mạnh trong một khoảng thời gian hữu
hạn có thể gây ra biến thiên động lượng.
Tiếp theo tìm hiểu khái niệm hệ cô lập, kết hợp với định lí biến thiên động lượng ta đi xây dựng định luật bảo toàn động lượng trong trường họp hệ cô lập có hai vật nhỏ tương tác với nhau qua các nội lực F\ và F2 trực đối nhau. Theo định luật II Niu-tơn: F2 = - Fị
Đối với từng vật có: À Pị = A Fị 'At
AP2 = AF2 .At
Suy ra: A p2 = -A Pị => A p, + A Pi = 0
Gọi p = Pị + p2, biến thiên động lượng của hệ bằng 0 nghĩa là động lượng
của hệ không đổi.
p = P\ + P i= không đổi => Định luật bảo toàn động lượng của hệ cô lập:
Động lượng của một hệ cô lập là một đại lượng bảo toàn.
Biểu thức: 7> = X m i v i = c o n s t
i = \
Tìm hiểu định luật bảo toàn động lượng trong trường họp va chạm mềm: Xét hệ (mị; m2) là hệ cô lập, vật khối lượng mị chuyến động trên mặt
phẳng nằm ngang nhẵn với vận tốc V1 đến va chạm với vật m2 đang nằm yên, sau va chạm 2 vật nhập làm 1 và cùng chuyển động với vận tốc V ta có:
m , V, m 1 V1 = (mị + m2) V suy ra V = --- ---
m, + m2
Tiến hành nghiệm lại định luật bảo toàn động lượng bằng thí nghiêm 3 được trình bày ở mục 2.2.3
Cuối cùng là tìm hiểu về chuyển động bằng phản lực trong một số trường hợp và nguyên tắc chuyển động bằng phản lực của tên lửa:
Ban đầu tên lửa đúng yên, động lượng ban đầu bằng không. Khi phóng tên lửa, khối khí m phụt ra phía sau với vận tốc V thì tên khối lượng M chuyển động với vận tốc V . Động lượng của hệ lúc đó là: m V + M V
Nếu tên lửa là hê cô lâp thì: m V + M V = 0 hay V = - — V M
Thiết kế hoạt động dạy học vật tí
1. Mục tiêu dạy học Mục tiêu về kiến thức
- Phát biểu được định nghĩa xung lượng của lực, nêu được đơn vị đo xung lượng của lực.
- Phát biểu và hiếu được định nghĩa động lượng, nêu được động lượng là một vectơ cùng hướng với vận tốc và đon vị của động lượng và nêu được hệ quả: lực với cường độ đủ mạnh tác dụng lên vật trong một khoảng thời gian hữu hạn có thể làm cho động lượng của vật biến thiên.
- Từ định luật II Niu-tơn suy ra được định lý biến thiên động lượng. - Nêu được khái niệm về hệ cô lập và lấy được ví dụ về hệ cô lập. - Phát biểu được định luật bảo toàn động lượng đối với hệ cô lập
- Viết được biểu thức của định luật bảo toàn động lượng đối với hệ gồm hai vật trong trường hợp va chạm mềm.
Mục tiêu về kĩ năng