6. Phương pháp nghiên cứu
2.3.1.Giáo án bài 17: LỰC HẤP DẪN
I. Mục tiêu
I.1. Về kiến thức
- Nêu được đặc điểm của lực hấp dẫn, trọng lực.
- Phát biểu được định luật vạn vật hấp dẫn và viết được công thức của định luật.
- Thiết lập được công thức tính gia tốc rơi tự do.
I.2.Về kĩ năng
- Vận dụng được công thức của định luật để giải các bài tập trong SGK. - Vận dụng được vào thực tế: hiểu được và giải thích các hiện tượng có liên quan đến lực hấp dẫn.
- Biết cách tìm kiếm thông tin và truyền đạt thông tin tìm được. - Có kĩ năng tính toán và suy luận logic.
I.3.Về thái độ
- Rèn luyện tính tự giác, tính tích cực, chủ động trong học tập, lòng ham hiểu biết thông qua việc tự giác tìm kiếm thông tin và tích cực hoạt động nhóm, biết cách hợp tác với thành viên trong nhóm và với giáo viên trong học tập.
- Hình thành thái độ học tập đúng đắn đối với môn học.
II. Chuẩn bị
II.1. Giáo viên
- Thiết bị: phòng học có máy tính nối mạng, có máy chiếu projector và màn ảnh lớn.
- Phim: hai đoạn phim về chuyển động của Trái Đất quanh Mặt Trời; của Mặt Trăng quanh Trái Đất.
II.2. Học sinh
- Ôn lại các kiến thức về trọng lực và sự rơi tự do. - Chuẩn bị giấy để thảo luận nhóm.
III. Hoạt động lên lớp
Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ. Giới thiệu bài mới - Nêu các câu hỏi:
+ Phát biểu định luật III Newton và viết biểu thức của định luật. + Nêu đặc điểm của cặp “lực và phản lực”.
+ Hai người kéo co, vì sao lại có người thắng người thua? Điều đó có trái với định luật III Newton không?
- Học sinh suy nghĩ trả lời. - Nhận xét – Ghi điểm.
- Nêu vấn đề
Các tiết trước ta đã học về các định luật của Newton, để xác định được chuyển động của một vật, cùng với các định luật Newton, ta còn phải biết đặc điểm của các lực tác dụng vào vật.
Ta đã biết trọng lực là lực hút của Trái Đất tác dụng lên vật và đã viết được biểu thức liên hệ giữa trọng lực và khối lượng. Vậy trọng lực có đặc điểm gì?
Và để hiểu rõ hơn vấn đề này chúng ta đi tìm hiểu bài LỰC HẤP DẪN
Hoạt động 2: Tìm hiểu về lực hấp dẫn
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
- Làm thí nghiệm đơn giản: thả một cái hộp nhỏ rơi xuống đất.
- Hỏi HS:
? Lực gì đã làm cho hộp rơi? (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
? Trái Đất hút nên hộp rơi. Vậy hộp
- Quan sát thí nghiệm.
- Trả lời:
có hút Trái Đất không?
- GV nhận xét câu trả lời của HS. - Cho học sinh xem các đoạn phim về chuyển động của Trái Đất quanh Mặt Trời và của Mặt Trăng quanh Trái Đất.
- Hỏi HS:
? Chuyển động của Trái Đất và của Mặt Trăng có phải là chuyển động theo quán tính không?
? Lực nào đã giữ cho Trái Đất quay quanh Mặt Trời mà không bị văng vào vũ trụ? Lực nào đã giữ cho Mặt Trăng quay quanh Trái Đất mà không văng ra xa Trái Đất?
- Theo Newton, lực do Trái Đất hút các vật rơi xuống và lực giữ cho Trái Đất, Mặt Trăng chuyển động tròn là có cùng bản chất. Khái quát hơn nữa, ông cho rằng mọi vật trong vũ trụ đều hút nhau bằng một loại lực gọi là lực hấp dẫn.
- Hỏi HS:
? Lực này có đặc điểm gì khác với các loại lực khác mà em đã biết?
- Theo dõi đoạn phim.
- Trả lời các câu hỏi của giáo viên. + HS có thể trả lời:
Đúng là chuyển động theo quán tính.
Không phải, vì chuyển động theo quán tính là chuyển động thẳng đều. + Có thể học sinh không trả lời được hoặc có học sinh trả lời đó là lực hấp dẫn giữa Mặt Trời và Trái Đất, giữa Trái Đất và Mặt Trăng.
- HS suy nghĩ trả lời.
- Tùy tình hình trả lời của học sinh mà đưa ra nhận xét: lực hấp dẫn có thể tác dụng từ xa, qua khoảng không gian giữa các vật.
Bài 17: LỰC HẤP DẪN 1. Định luật vạn vật hấp dẫn
a) Nhận xét
- Mọi vật đều hút nhau bằng lực hấp dẫn.
- Lực hấp dẫn tác dụng qua khoảng không gian giữa các vật. Hoạt động 3: Tìm hiểu định luật vạn vật hấp dẫn
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
- Giáo viên hướng dẫn học sinh:
+ Các vectơ biểu diễn lực hấp dẫn giữa hai vật được vẽ thế nào? Nhận xét gì về đặc điểm của các vectơ lực đó?
+ Dự đoán độ lớn của lực hấp dẫn có thể phụ thuộc vào những yếu tố nào? Phụ thuộc như thế nào?
- Học sinh thảo luận nhóm, cử đại diện lên trả lời
- Có thể HS trả lời theo nhiều cách:
+ Fhd phụ thuộc m1. + Fhd phụ thuộc m1, m2. + Fhd phụ thuộc m1, m2, r.
m1, m2 càng lớn thì Fhd càng lớn; r càng lớn thì Fhd càng nhỏ.
+ Fhd phụ thuộc vào bản chất môi trường xung quanh hai vật. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Gọi một số nhóm trả lời.
- Yêu cầu HS phát biểu định luật và viết biểu thức định luật.
- Thông báo về phép đo hằng số hấp dẫn.
? Trường hợp áp dụng được công thức của định luật là gì?
? Vì sao trong đời sống hàng ngày, ta không cảm thấy được lực hút giữa các vật thể thông thường?
- Thảo luận và trả lời.
- Lắng nghe và ghi bài.
+ HS dựa vào biểu thức của định luật để trả lời: G rất nhỏ nên với các vật thông thường thì Fhd rất nhỏ. b) Định luật vạn vật hấp dẫn m1 Fhd1 Fhd2 m2 2 2 1 r m m G Fhd = Trong đó: G = 6,67.10-11 2 2 kg Nm : là hằng số hấp dẫn 1 hd
F và Fhd2cùng nằm trên đường thẳng nối hai chất điểm, ngược chiều, cùng độ lớn (hai lực trực đối).
Hoạt động 4: Thiết lập và nghiên cứu công thức của gia tốc rơi tự do
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
- Dẫn dắt HS vào vấn đề: Ở đầu bài học ta đã nói rằng trọng lực làm cho cái hộp rơi xuống. Sau khi học định luật vạn vật hấp dẫn, em có thể hiểu trọng lực là lực gì không?
- Yêu cầu HS dựa vào định luật vạn vật hấp dẫn và định luật II Newton để thiết lập công thức tính độ lớn của gia tốc rơi tự do.
- Hỏi HS
? Khi độ cao h càng lớn thì giá trị của g sẽ như thế nào?
? Ở gần mặt đất, g được tính thế nào? ? Vậy tại mỗi điểm nhất định, g của các vật khác nhau có giá trị thế nào? - Lưu ý thêm về tính đúng đắn của định luật. - Thảo luận nhóm. - Trả lời: + h tăng thì g giảm. + h << R thì 2 R GM g = + Như nhau.
2. Công thức của gia tốc rơi tự do
( )2 h R mM G P + =
Theo định luật II Newton: P = mg Vậy ( )2 h R GM g + = Gần mặt đất: h << R 2 R GM g = Hoạt động 5: Vận dụng định luật vạn vật hấp dẫn
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
- Yêu cầu HS làm bài 1 và bài 6 SGK - Trả lời theo nhóm.
h m
- Gọi HS lên bảng trả lời. - Nhận xét bài làm của HS.
- Các nhóm khác theo dõi, nhận xét.
Hoạt động 6: Tìm hiểu về trọng trường
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
- Qua định luật vừa học, ta thấy mọi vật trong tự nhiên đều có khả năng hấp dẫn các vật khác, ta nói xung quanh mỗi vật đều có một trường hấp dẫn.
- Yêu cầu HS trả lời C3.
Trường hấp dẫn của Trái Đất gọi là trường trọng lực (hay trọng trường). ? Theo em, đại lượng gì đặc trưng cho độ mạnh, yếu của trọng trường?
? Trọng trường có đặc điểm gì? (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Yêu cầu học sinh tìm hiểu về trọng trường đều của Trái Đất.
- Trả lời câu hỏi trắc nghiệm và phiếu bài tập.
- Suy nghĩ và trả lời.
- Thảo luận nhóm và cử đại diện trả lời.
Các nhóm khác nhận xét, bổ sung.
- Thảo luận nhóm.
3. Trường hấp dẫn, trường trọng lực
- Xung quanh mỗi vật đều có trường hấp dẫn. Trường hấp dẫn của Trái Đất gọi là trường trọng lực (trọng trường).
- gđặc trưng cho trọng trường tại mỗi điểm, nên còn gọi là gia tốc trọng trường.
Hoạt động 7: Tổng kết bài học
- Giao bài tập về nhà: các bài tập trong SGK, SBT, tìm hiểu thêm về định luật vạn vật hấp dẫn.
- Ôn lại các công thức về chuyển động đều, chuyển động biến đổi đều.
2.3.2. Giáo án bài 19: LỰC ĐÀN HỒI I. Mục tiêu
I.1. Về kiến thức
- Phát biểu được định nghĩa của lực đàn hồi, viết được công thức của lực đàn hồi.
- Nêu được đặc điểm của lực đàn hồi của lò xo và dây cao su, biểu diễn các lực trên hình vẽ.
- Thiết lập được biểu thức của định luật Hooke đối với lò xo.
- Phân tích được lực đàn hồi của lò xo và lực căng của sợi dây tác dụng vào vật trong một số trường hợp đơn giản.
- Nêu được nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của lực kế.
I.2. Về kĩ năng
- Vận dụng được định luật Hooke để giải bài tập.
- Vận dụng kiến thức về lực đàn hồi để giải thích các hiện tượng liên quan.
- Biết sử dụng lực kế.
I.3. Về thái độ
- Rèn luyện tính tự giác, tính tích cực, chủ động trong học tập, lòng ham hiểu biết thông qua việc tự giác tìm kiếm thông tin và tích cực hoạt động nhóm, biết cách hợp tác với thành viên trong nhóm và với giáo viên trong học tập.
- Hình thành thái độ học tập đúng đắn đối với môn học.
II. Chuẩn bị
II.1. Giáo viên
- Thiết bị: phòng học có máy tính nối mạng, có máy chiếu projector và màn ảnh lớn.
- Một số lò xo có độ cứng khác nhau, các quả gia trọng, thước đo, thanh thép mỏng... (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Một vài vật minh họa về lực đàn hồi: dây cao su, mô hình cung, nỏ... - Chuẩn bị một số bộ thí nghiệm về lực đàn hồi cho các nhóm HS. - Phiếu học tập.
II.2. Học sinh
- Ôn lại các khái niệm về lực đàn hồi đã được học ở THCS. - Tìm hiểu bài mới thông qua WebQuest.
III. Hoạt động lên lớp
Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ. Giới thiệu bài mới
o Kiểm tra bài cũ
- Yêu cầu học sinh trả lời các câu hỏi:
+ Phát biểu định luật vạn vật hấp dẫn, viết biểu thức. + Thiết lập lại biểu thức tính gia tốc trọng trường - HS suy nghĩ trả lời.
- GV nhận xét – Ghi điểm.
o Đặt vấn đề
Thường ngày ta thấy rằng khi nén hay kéo dãn lò xo thì nó có xu hướng trở lại trạng thái ban đầu. Lực có tác dụng làm lò xo trở lại trạng thái ban đầu gọi là lực đàn hồi. Có nhiều dạng lực đàn hồi nhưng ở trong bài này ta chỉ tìm hiểu lực đàn hồi lò xo. Để hiểu rõ hơn về loại lực này ta đi vào bài 19: LỰC ĐÀN HỒI.
Hoạt động 2: Tìm hiểu khái niệm về lực đàn hồi
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
- Phát mỗi nhóm HS một bộ thí nghiệm về lực đàn hồi.
- Hướng dẫn HS tiến hành thí nghiệm:
+ Mỗi nhóm một lò xo.
+ Tiến hành thí nghiệm theo nhóm theo yêu cầu của phiếu học tập số 1 + Rút ra nhận xét.
- Làm thí nghiệm hình 19.2 SGK. - Làm thí nghiệm với lò xo mềm để thấy khi ngoại lực đủ mạnh thì lò xo không trở lại được hình dạng ban đầu (nghĩa là ngoại lực vượt quá giới hạn đàn hồi).
- Yêu cầu học sinh phát biểu thế nào là lực đàn hồi và giới hạn đàn hồi là gì?
- Tiến hành thí nghiệm theo hướng dẫn của GV và rút ra nhận xét.
+ Trả lời đầy đủ các yêu cầu trong phiếu học tập.
- Quan sát thí nghiệm.
- Thảo luận nhóm trả lời.
1. Khái niệm về lực đàn hồi - Định nghĩa lực đàn hồi (SGK). - Giới hạn đàn hồi (SGK).
Hoạt động 3: Tìm hiểu về lực đàn hồi của lò xo
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
- Yêu cầu HS vẽ vectơ lực tác dụng lên các lò xo trong phiếu học tập.
này chưa có vectơ lực).
- Gọi HS trình bày về cách vẽ.
- Gọi HS vẽ các vectơ lực ở trong hình 19.3 SGK. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
? Qua những hình vẽ đó, rút ra nhận xét gì về phương, chiều của Fdh? - Nhận xét – Ghi bảng.
- Quan sát hình vẽ.
- Hai HS trả lời.
- Thảo luận theo nhóm, cử đại diện nhóm trả lời.
- Ghi bài.
2. Một vài trường hợp thường gặp a) Lực đàn hồi của lò xo
- Khi lò xo bị dãn hoặc nén, nó có tác dụng lực đàn hồi lên những vật tiếp xúc với hai đầu dẫn của nó.
- Phương: trục của lò xo.
- Chiều: ngược với chiều biến dạng.
Hoạt động 4: Nghiên cứu định luật Hooke
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
- Giới thiệu mục đích thí nghiệm: Tìm mối quan hệ định lượng giữa lực đàn hồi và độ biến dạng của lò xo.
- Lắng nghe.
Lò xo dãn: Lực đàn hồi hướng vào trong
Lò xo nén: Lực đàn hồi hướng ra ngoài
- Giới thiệu dụng cụ thí nghiệm, cách tiến hành và ghi kết quả.
- Lưu ý cho HS: Khi quả nặng đứng yên thì lực đàn hồi của lò xo cân bằng với trọng lực.
- Phát dụng cụ thí nghiệm cho các nhóm.
? Em có nhận xét gì về mối quan hệ giữa Fdh và độ biến dạng của lò xo? - Khái quát thành định luật.
- Yêu cầu HS nêu biểu thức của định luật.
- Nhận xét.
? Đại lượng k trong công thức có ý nghĩa gì?
- Cho HS quan sát thí nghiệm với hai lò xo có chiều dài tự nhiên như nhau. Khi treo các quả nặng như nhau vào hai lò xo thì độ dãn lò xo khác nhau. ? Lò xo nào có k lớn hơn?
- Yêu cầu HS kết luận về k. ? k có đơn vị gì?
- Tìm hiểu dụng cụ thí nghiệm, cách tiến hành.
- Lần lượt tiến hành thí nghiệm theo hướng dẫn của GV và ghi phiếu học tập.
- Nhận xét dựa vào kết quả thí nghiệm để trả lời.
- Thảo luận nhóm, cử đại diện trả lời. - HS trả lời. - Làm bài tập vận dụng. - HS tìm hiểu, trả lời. - Quan sát thí nghiệm. + Lò xo có ∆l nhỏ hơn thì có k lớn hơn. - Nhận xét k lớn hơn thì cứng hơn. - N/m.
- Độ lớn: tuân theo định luật Hooke (SGK) Fdh = - k∆l
(Fdh ngược chiều biến dạng) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
k: hệ số đàn hồi (hoặc độ cứng của lò xo). Đơn vị:
m N
.
Hoạt động 5: Vận dụng định luật Hooke
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
- Dùng số liệu đã đo được trong thí