C. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Bài 14:LỰC HƯỚNG TÂM
I.Mục tiêu: 1.Về kiến thức:
-Phát biểu được định nghĩa và viết được biểu thức tính lực hướng tâm
-Nhận biết được chuyển động li tâm, nêu được một vài ví dụ về chuyển động li tâm là cĩ lợi hoặc cĩ hại
2)Về kỹ năng:
-Giải thích được vai trị của lực hướng tâm trong chuyển động trịn của các vật. -Chỉ ra được lực hướng tâm trong một số trường hợp đơn giản.
-Giải thích được sự chuyển động văng ra khỏi quĩ đạo trịn của một số vật.
II.Chuẩn bị: Giáo viên:
-Một vài hình vẽ miêu tả tác dụng của lực hướng tâm. -Một vật nặng buộc chặt vào đầu một sợi dây.
-Một đĩa quay đặt nằm ngang một vật nặng để đặt lên trên đĩa quay đĩ.
Học sinh:
-Ơn lại kiến thức về định luật II, III Niu tơn, chuyển động trịn đều và lực hướng tâm
III.Tiến trình dạy học: 1)Ổn định:
2)Kiểm tra:
Lực ma sát trượt, xuất hiện khi nào, cĩ độ lớn phụ thuộc vào những yếu tố nào, được xác định bằng cơng thức nào ? Ma sát cĩ lợi hay cĩ hại, cho ví dụ ?
3)Hoạt động dạy – học:
.Hoạt động 1: Nhắc lại kiến thức cũ. Nhận thức vấn đề của bài học:
Hoạt động của HS Trợ giúp của GV Nội dung
.Là chuyển động cĩ quỹ đạo là đường trịn, cĩ tốc độ trung bình là như nhau trên mỗi cung trịn.
.Gia tốc trong chuyển động trịn đều cĩ chiều luơn hướng vào tâm của quĩ đạo.
.Thế nào là chuyển động trịn đều ?
.Gia tốc trong chuyển động trịn đều cĩ đặc điểm như thế nào ?
.Từ định luật II Niu-tơn, ta thấy rằng một vật trong chuyển
động trịn đều phải cĩ một hợp lực tác dụng lên vật và hướng vào tâm vịng trịn.
Vậy hợp lực đĩ cĩ tên gọi là gì ? Được tính bằng cơng thức nào ?
.Hoạt động 2:Tiếp thu lực hướng tâm và viết cơng thức lực hướng tâm.
.Phải kéo dây về phía tâm.
.Từng nhĩm trình bày lên bảng.
GV làm TN với vật nặng buộc vào đầu dây.
.Phải kéo dây về phía nào để giữ cho vật chuyển động trịn ? Khi buơng tay thì vật chuyển động như thế nào ?
.Hãy trình bày định nghĩa lực hướng tâm và cơng thức tính độ lớn lực hướng tâm ?
I.Lực hướng tâm: 1)Định nghĩa:
Lực (hay hợp của các lực) tác dụng vào một vật chuyển động trịn đều và gây ra cho vật gia tốc hướng tâm gọi là lực hướng tâm. 2)Cơng thức: r m r mv ma F 2 2 ht ht = = = ω
Hoạt động 3: Phân tích một số ví dụ về lực hướng tâm.
.Lực hấp dẫn.
.Cĩ 4 lực: trọng lực, phản lực, lực ma sát nghỉ. Hợp lực là lực ma sát nghỉ.
.HS tìm hợp lực. Hợp lực hướng vào tâm quĩ đạo giúp xe chuyển độâng dễ dàng.
.Lực nào giữ cho vệ tinh nhân tạo cĩ thể bay được vịng quanh Trái Đất mà khơng bị lệch ra khỏi quĩ đạo ?
.Khi vật quay theo đĩa thì cĩ các lực nào tác dụng lên vật ? Hợp lực tác dụng lên vật là lực nào ? .Hãy tìm hợp lực tác dụng lên ơ tơ ? Hợp lực cĩ đặc điểm gì ? Cĩ tác dụng gì ?
.Lực hướng tâm cĩ phải là một loại lực mới khơng ?
.Lực hướng tâm khơng phải là một loại lực mới mà là hợp của các lực ta đã biết : hấp dẫn, ma sát, đàn hồi, …
3)Ví dụ:
a.Lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vệ tinh nhân tạo đĩng vai trị là lực hướng tâm giữ cho vệ tinh chuyển động trịn đều quanh Trái Đất.
b.Lực ma sát nghỉ đĩng vai trị là lực hướng tâm giữ vật chuyển động trịn đều trên bàn quay.
c.Ở những đoạn đường cong người ta làm nghiêng để trọng lực
Pcủa vật và phản lực N của mặt đường cĩ hợp lực hướng vào tâm quỹ đạo giúp xe chuyển động được dễ dàng
Hoạt động 4: Tìm hiểu khái niệm mới: Chuyển động li tâm
.Tại vì khi đĩ lực ma sát nghỉ cực đại khơng đủ lớn để vai trị là lực hướng tâm.
.HS thảo luận nhĩm:
nghiệm với đĩa quay:
.Tại sao khi đĩa quay nhanh thì đến một lúc nào đĩ vật bị văng ra ngồi ?
.Chuyển động của vật bị văng ra gọi là chuyển động li tâm.
Cho HS thảo luận trình bày lên bảng
.Chuyển động li tâm là cĩ lợi hay cĩ hại?
.Cho một vài ứng dụng lực li tâm mà em biết.
. Cho một vài ví dụ về lực li tâm cĩ hại mà em biết. Hạn chế bằng cách nào ?
Khi lực ma sát nghỉ cực đại khơng đủ lớn để đĩng vai trị là lực hướng tâm cần thiết (Fmsn(max)
< mω2r) thì vật sẽ bị trượt ra xa tâm quay, rồi văng ra khỏi bàn quay theo phương tiếp tuyến với quĩ đạo, gọi là chuyển động li tâm
Chuyển động li tâm cĩ lợi cĩ ứng dụng : máy vắt li tâm, bơm li tâm, …
Chuyển động li tâm cĩ hại, cần phải tránh : xe chạy qua đoạn đường cong phải hạn chế tốc độ.
.Hoạt động 5: Củng cố, dặn dị:
.Củng cố: khái niệm lực hướng tâm, cơng thức tính lực hướng tâm và chuyển động li tâm
.Vận dụng:
1)Lực nào sau đây cĩ thể là lực hướng tâm ?
A.Lực ma sát B.Lực đàn hồi C.Lực hấp dẫn D.Cả 3 lực trên
2)Biểu thức tính lực hướng tâm:
A.Fht = mω2r B.Fht = mg C.Fht = k|∆l| D.Fht =
µmg
3)Một ơ tơ chuyển động trên cung trịn bằng phẳng, bán kính 50m, hệ số ma sát nghỉ giữa lốp xe và mặt đường là 0,2. Hỏi xe chuyển động với vận tốc tối đa bằng bao nhiêu để khỏi bị trượt. Lấy g = 10m/s2.
.Dặn dị:
- Làm bài tập trong SGK và SBT
- Chuẩn bị bài "bài tốn về chuyển động ném ngang"
- Ơn lại các kiến thức về chuyển động thẳng biến đổi đều và sự rơi tự do, định luật II Niu tơn, hệ toạ độ
Tuần: 11 – Tiết : 24 – Ngày dạy: 17 – 11 – 06.
BÀI TẬP
I.Mục tiêu: 1.Về kiến thức:
-Nắm được đặc điểm và cơng thức tính của lực ma sát
2.Về kỹ năng:
-Biểu diễn các lực tác dụng vào vật. -Rèn luyện phép chiếu các vectơ
II.Chuẩn bị: Giáo viên:
-Dặn HS bài tập về nhà
Học sinh:
-Làm bài 7,8/83/SGK và13.4,13.6,13.7/SBT -Xem lại cách biểu diễn các lực
III.Phương pháp: gợi mở, thảo luận nhĩm
IV.Tiến trình dạy học: 1)Ổn định: kiểm diện
2)Kiểm tra:
Phát biểu và viết cơng thức của lực hướng tâm
3)Hoạt động dạy – học:
Bài tập 1: 8/79/SGK
Hoạt động của HS Trợ giúp của GV Nội dung
HS cĩ thể trả lời: - v khơng đổi - a = 0 P,N,F,Fmst Khi vật CĐTĐ trên sàn nhà ta cĩ được điều gì? Các lực nào tác dụng vào vật?
Tìm F thế nào, dựa vào đâu?
Tĩm tắt: a=0 P=890N 51 0 t = , µ F=? Giải Áp dụng định luật II Newton ta cĩ: a m F F N P+++ms = =0 (1) -Chiếu (1) lên Oy: N - P =0
Vì cĩ hệ số ma sát trượt nên tìm F dựa vào Fmst
hay N = P = 890N Mà Fmst=µtN
=>Fmst=0,51.890=454(N) -Chiếu (1) lên Ox: F - Fmst= 0 => F = Fmst=45(N)
Vậy khơng thể làm tủ chuyển động được từ trạng thái nghỉ
Bài tập 2: 13.4/SBT
HS thảo luận để giải
Tĩm tắt: v0 = 3,5 m/s µ = 0,3 s =? g = 9,8 m/s2 Giải
Chọn chiều chuyển động là chiều dương: Ta cĩ: -Fms = ma=> a= -µg Mà v2-v2 0 =2as => 21m 8 9 3 0 2 5 3 g 2 v s 20 2 , . . , . , = = µ = Củng cố:
-Tìm các lực tác dụng vào vật, sau đĩ áp dụng định luật II Newton -Tìm mối quan hệ giữa đại lượng cần tìm và các lực
Dặn dị:
Tuần: 12 – Tiết : 25 – Ngày dạy: 21 – 11 – 06.