ĐIỂM
§13 - LỰC - PHÉP TỔNG HỢP VÀ PHÂN TÍCH LỰC
I. MỤC TIÊU:
- Học sinh cần hiểu được khái niệm hợp lực. - Biết cách xác định hợp lực của các lực đồng quy.
- Biết cách phân tích lực ra hai lực thành phần có phương xác định.
II. CHUẨN BỊ: - Bảng sắt. - Các lực kế. - Dây chun. - Sợi chỉ. - Mốc cố định. - Phấn.
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC:
Hướng dẫn của giáo viên Hoạt động của học sinh 1) Kiểm tra bài cũ
- Phát biểu định luật I Newton? - Chọn câu đúng:
Nếu một vật đang chuyển động mà tất cả các lực tác động vào nó bỗng nhiên ngừng tác dụng thì: + Vật lập tức dừng lại. + Vật chuyển động chậm dần rồi dừng lại. + Vật chuyển động chậm dần trong một thời gian, sau đó sẽ chuyển động thẳng đều.
+ Vật chuyển ngay sang trạng thái chuyển động thẳng đều.
2) Giới thiệu bài mới
- Ở các lớp dưới, người ta đã dùng đại lượng gì để đặc trưng cho tác dụng của vật này lên vật khác?
- Ở các lớp dưới, người ta dùng đại lượng lực để đặc trưng cho tác dụng của vật này lên vật khác.
(Thầy dùng chân đá quả bóng cao su) - Các em cho biết hiện tượng gì xảy ra?
(Thầy dùng tay nén quả bóng cao su) - Các em hãy cho biết hiện tượng gì sẽ xảy ra?
[Đây là một cái thùng, nếu tác dụng một lực có độ lớn xác định vào cái thùng ta nhận thấy rằng:
+ Thùng bị ép mạnh lên giá đỡ
+ Thùng có thể bị kéo lên khỏi giá đỡ.
+ Thùng di chuyển.
+ Thùng có thể bị lật nhào.]
- Các em hãy cho biết gốc của vectơ này dùng để biểu diễn yếu tố nào của lực?
- Các em hãy cho biết phương của vectơ này dùng để biểu diễn yếu tố nào của lực?
- Các em hãy cho biết chiều của vectơ này dùng để biểu diễn yếu tố nào của lực?
- Các em hãy cho biết độ dài của vectơ này dùng để biểu diễn yếu tố nào của lực?
- Em nào có thể nhắc lại một lần nữa cho Thầy biết khi tiến hành biểu diễn lực bằng một vectơ thì vectơ này có đặc điểm gì?
[Đây là hình ảnh hai chiếc ca nơ tiến hành kéo một chiếc sà lan]
- Các em hãy cho biết sà lan chịu tác dụng của những lực nào?
- Nội dung của phép tổng hợp lực được phát biểu như sau.
- Giới thiệu hợp lực và các lực thành phần.
- Quả bóng chuyển động. - Quả bóng bị biến dạng.
- Gốc của vectơ là điểm đặt của lực. - Phương của vectơ là phương của lực.
- Chiều vectơ là chiều của lực.
- Độ dài của vectơ là số đo độ lớn của lực theo một tỉ lệ xích nhất định. - Nhắc lại đầy đủ 4 yếu tố trên.
- Sà lan chịu tác dụng của các lực: lực kéo F1, và F2 của hai chiếc ca nô, trọng lực P, lực đẩy Arcimet FA và lực cản môi trường FC.
hai lực F1 và F2 vào đầu O của sợi dây chun để cho dây chun căng tới một vị trí AO nhất định bằng cách cho hai lực kế kéo hai sợi dây buộc vào đầu O của dây chun.
+ Dùng phấn ghi lại vị trí AO của dây chun. + Nhìn vào lực kế và đọc số chỉ của lực kế. + Tiến hành vẽ các vectơ lực F1 và F2. + Tháo bớt một lực kế rồi cầm lực kế cịn lại tìm cách kéo cho tới khi dây chun lấy lại vị trí AO.
+ Đọc lại số chỉ lực kế và vẽ vectơ lực F theo một tỉ lệ xích đã chọn lúc trước.
+ Tiến hành nối ngọn của vectơ lực F với ngọn của vectơ lực F1 và F2. - Em hãy cho biết tứ giác OF1FF2 là hình gì?
- Em hãy cho biết hợp lực của 2 lực đồng quy được biểu diễn bằng yếu tố nào của hình bình hành?
- Em hãy cho biết hai cạnh của hình bình hành này là những vectơ biểu diễn cái gì?
(Giới thiệu quy tắc đa giác)
- Bây giờ các em hãy quan sát kỹ thí nghiệm sau đây: bng vật cho nó chuyển động trên mặt phẳng nghiêng. - Em hãy cho biết trong thí nghiệm trên trọng lực P có những tác dụng gì?
- Nội dung của phép phân tích lực được biểu diễn như sau:
Phép phân tích lực là phép thay thế một lực bằng 2 hay nhiều lực tác dụng đồng thời và gây hiệu quả giống hệt như lực ấy.
- Giới thiệu phép phân tích lực tn theo quy tắc hình bình hành.
- Hướng dẫn cách phân tích lực F
- Tứ giác OF1FF2 là hình bình hành. - Hợp lực của 2 lực đồng quy được biểu diễn bằng đường chéo của hình bình hành.
- Hai cạnh của hình bình hành này là những vectơ biểu diễn hai lực thành phần.
- Trong thí nghiệm trên trọng lực P có những tác dụng như sau: một mặt nó ép vật vào mặt phẳng nghiêng, mặt khác nó làm vật chuyển động xuống dưới theo mặt phẳng nghiêng.
thành hai lực thành phần F1 và F2
theo hai phương cho trước đi qua gốc toạ độ O của vectơ lực F .
3) Củng cố
- Phát biểu quy tắc hợp lực
- Cho bài tập để học sinh thấy được ảnh hưởng của góc α đối với độ lớn của hợp lực.
- Trả lời câu hỏi 1, 2, 3. - Làm bài tập 2, 3, 4, 5, 6. - Chuẩn bị bài mới.
§14 - ĐỊNH LUẬT I NEWTON I. MỤC TIÊU:
1. Nhận thức:
- Học sinh hiểu được nội dung và ý nghĩa định luật I Newton. - Biết vận dụng định luật để giải thích một số hiện tượng vật lý.
2. Kỹ năng:
- Vận dụng định luật I Newton và khái niệm quán tính để giải thích một số hiện tượng vật lý đơn giản và giải các bài tập trong bài.
- Biết đề phịng những tác hại có thể có do qn tính trong đời sống, nhất là chủ động phịng tránh tai nạn giao thông.
II. CHUẨN BỊ:
Giáo viên:
- Dụng cụ thí nghiệm lịch sử của Galileo. - Đệm khơng khí nếu có.
Học sinh:
- Ơn lại kiến thức đã học về lực và lực quán tính.
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC:
Hướng dẫn của giáo viên Hoạt động của học sinh 1) Tìm hiểu thí nghiệm của Galileo
- Tiến hành thí nghiệm đẩy một chiếc xe lăn.
- Các em cho biết khi khơng cịn lực tác dụng lên xe lăn thì xe lăn chuyển động với vận tốc không đổi không? - Nếu ta kéo một cái xe thì nó chuyển động, khi ta ngừng kéo thì nó lăn bánh tiếp một lúc rồi dừng lại. Em có nhận xét gì về duy trì vận tốc khơng đổi của một vật?
- Trình bày quan điểm A-ri-xtốt. - Trình bày thí nghiệm Galileo (hình a)
- Khi vật chuyển động đến vị trí M thì vật sẽ đạt được vận tốc vM. Khi vật đạt vận tốc vM nó sẽ chuyển động từ M đến B. Nếu bỏ qua sức cản của môi trường thì h ≈ h’.
- Tương tự đối với hình b, khi góc α nhỏ, để h ≈ h’ thì chiều dài đoạn MB sẽ như thế nào so với lúc đầu?
- Quan sát giáo viên tiến hành thí nghiệm.
- Xe chạy một đoạn rồi dừng lại. Nghĩa là vận tốc của xe giảm dần đến 0.
- Muốn duy trì vận tốc của vật khơng đổi thì phải tác dụng lực lên vật ấy hay phải có vật khác tác dụng lên nó. - Nghe thơng báo và ghi lại kiến thức. - Quan sát giáo viên trình bày thí nghiệm Galileo (chú ý về quỹ đạo hịn bi lăn được trên máng nghiêng 2 khi thay đổi độ nghiêng của máng) - Đoạn MB sẽ dài hơn so với trường hợp đầu.
- Điểm B ở xa vô cùng.
- Vật chuyển động thẳng đều với vận tốc vB không đổi.
- Như vậy nếu ta hạ máng (2) sao cho góc α = 0, khi đó điểm B sẽ nằm ở vị trí nào?
- Khi đó viên bi chuyển động như thế nào?
- Kết luận: Nếu ta có thể loại trừ các tác dụng cơ học lên một vật thì vật sẽ chuyển động thẳng đều với vận tốc v vốn có của nó.
C1: Hãy so sánh quan điểm của Galileo với A-ri-xtốt.
- Xác định các lực tác dụng lên hai hòn bi khi máng nghiêng 2 nằm ngang.
- Trả lời C1: Theo A-ri-xtốt, một vật chỉ duy trì được chuyển động của mình nếu có vật khác tác dụng lên nó (quan điểm này nói lên rằng lực là nguyên nhân duy trì chuyển động). Cịn Galileo thì cho rằng nếu loại trừ được các tác dụng cơ học lên một vật, vật đó có thể chuyển động thẳng đều. 2) Tìm hiểu định luật I Newton
- Vừa trình bày vừa tiến hành thí nghiệm trên đệm khơng khí (nếu có) - Từ thí nghiệm trên ta xét ví dụ sau: Nếu có một vật đang chuyển động với vận tốc 5m/s, nếu như khơng có một vật nào khác tương tác lên vật, vật sẽ chuyển động như thế nào? - Trong trường hợp trên, nếu ban đầu vật đứng yên, về sau vật sẽ như thế nào?
- Trình bày định luật I Newton. - Có thể trình bày thêm về vật cơ lập và liên hệ thực tế về tính đúng đắn của nó.
- Quan sát thí nghiệmn nhất là các giá trị ∆t1, ∆t2 từ đó rút ra nhận xét về hai giá trị này.
- Khi đó vật sẽ chuyển động với vận tốc khơng đổi, hay nói đúng hơn vật sẽ chuyển động thẳng đều.
- Khi đó vật sẽ đứng yên mãi mãi. - Phát biểu và ghi nhận.
- Nghe thông báo và ghi nhận lại kiến thức.
3) Ý nghĩa định luật I Newton
- Như các em đã học ở chương trình cấp II, khi một vật có xu hướng giữ nguyên trạng thái ban đầu ta nói vật đó có tính gì các em?
- Mơ tả thí nghiệm một con búp bê đặt trên xe lăn.
- Các em cho biết khi ta đẩy xe lăn bất ngờ thì búp bê ngã về hướng nào? Tại sao?
- Xu hướng giữ nguyên trạng thái đứng n của vật ta gọi là “tính ì”. - Muốn đẩy xe mà búp bê khơng ngã
- Tính chất giữ nguyên trạng thái ban đầu ta gọi là quán tính.
- Khi ta đẩy xe lăn bất ngờ thì búp bê ngã về phía sau do chân B có vận tốc bằng với vận tốc xe lăn nhưng đầu A có xu hướng giữ nguyên trạng thái ban đầu là trạng thái đứng yên nên búp bê ngã về phía sau.
ngã về hướng nào? Tại sao?
- Xu hướng giữ nguyên trạng thái chuyển động ta nói vật có “tính đà”. - C2: Hãy tìm ví dụ về những biểu hiện của quán tính?
- Cần giảng cho học sinh về hệ quy chiếu quán tính và hệ quy chiếu khơng qn tính.
Giả sử một chiếc xe đang chuyển động với vận tốc khơng đổi, nghĩa là gia tốc xe bằng 0 thì hệ quy chiếu trên xe được gọi là hệ quy chiếu phi qn tính.
đầu A có xu hướng giữ nguyên trạng thái ban đầu là chuyển động nên đầu A ngã về phía trước.
- Trả lời C2: Khi ta ngồi trên xe máy, nếu hãm phanh đột ngột có thể làm cho người ngồi sau ngã về phía trước. Để nhảy được xa vận động viên cần phải đạt được một vận tốc lớn khi giậm nhảy,…
4) Vận dụng và củng cố - Đặt ra các câu hỏi sau: + Nêu quan điểm của Galileo? + Phát biểu định luật I Newton? + Thế nào là tính ì? Thế nào là tính đà?
- Trả lời các câu hỏi giáo viên đã nêu.
5) Giao nhiệm vụ về nhà.
- Trả lời câu hỏi 1 đến 7 trang 66 sách giáo khoa.
- Làm bài tập 1 trang 66 sách giáo khoa.
§15 - ĐỊNH LUẬT II NEWTON I. MỤC TIÊU:
1. Nhận thức:
- Nắm được nội dung của định luật II Newton – Ý nghĩa lực tác dụng. - Hiểu được khái niệm khối lượng của một vật nhờ vào định luật II Newton. - Hiểu được hệ cân bằng lực.
2. Kỹ năng:
- Áp dụng định luật II Newton để giải được các bài tốn.
- Giải thích định tính một số hiện tượng vật lý dựa vào định luật II Newton.
II. CHUẨN BỊ:
- Phần mền thí nghiệm vật lý ảo.
- Một số thí dụ gần gũi với cuộc sống về định luật II Newton.
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC:
Hướng dẫn của giáo viên Hoạt động của học sinh 1) Kiểm tra bài cũ
- Trình bày nội dung định luật I Newton – Nguyên lý Galileo.
- Ý nghĩa định luật I Newton. Khái niệm về tính ì, qn tính.
2) Tạo tình huống học tập.
- Trình bày thí nghiệm ảo trên màn hình lớn cho cả lớp theo dõi.
- Nêu những câu hỏi và yêu cầu học sinh nhận xét về kết quả thí nghiệm.
- Quan sát thí nghiệm ảo. - Thảo luận nhóm.
- Trả lời và nêu nhận xét về các hiện tượng.
3) Tìm hiểu nội dung định luật
- Nêu những câu hỏi nhiều hướng xoay quanh nội dung định luật II Newton để học sinh qua việc trả lời có thể tìm được kết luận phù hợp. - Giữ vai trò điều khiển sự phản biện giữa các nhóm.
- Nêu các câu hỏi về kiến thức vectơ gợi ý cho học sinh nắm chắc nội dung phần 2 trang 68 sách giáo khoa.
- Học sinh đọc mục b trang 67 sách giáo khoa và so sánh với nhận xét của nhóm.
- Tiếp tục thảo luận giữa các nhóm để thống nhất về kết quả hiện tượng. - Ghi nội dung định luật II Newton. - Học sinh đọc phần 2 trang 68 sách giáo khoa.
- Trả lời các câu hỏi của giáo viên - Ghi vắn tắt nội dung phần 2 trang
lượng. lượng. 5) Hình thành điều kiện cân bằng của
một chất điểm - Mối quan hệ giữa trọng lượng và khối lượng
- Nêu những ví dụ gần gũi trong cuộc sống về sự cân bằng.
- Yêu cầu học sinh rút ra hệ quả từ định luật II Newton nếu điều kiện cân bằng th mãn.
- Nhận xét những ví dụ của giáo viên về sự cân bằng, trạng thái cân bằng. - Từ biểu thức toán học của định luật II Newton, tự rút ra hệ quả của điều kiện hợp lực tác dụng lên chất điểm bằng 0.
- Áp dụng định luật II Newton trong chuyển động rơi của một vật trên mặt đất để rút ra mối quan hệ giữa trọng lượng và khối lượng.
- Đọc phần 5 trang 69 sách giáo khoa.
- Trao đổi giữa các thành viên trong nhóm để thống nhất.
- Ghi nội dung chính của các phần 4 và 5.
6) Củng cố
- Hướng dẫn học sinh trả lời các câu hỏi 1, 2, 3, 4, 5.
- Nêu gợi ý về cách giải quyết các bài tập 1, 2, 3, 4, 5, 6 trang 70 sách giáo khoa.
- Dặn dò học sinh về xem qua nội dung bài sau.
- Tóm tắt nội dung định luật II Newton.
- Viết biểu thức.
- Trả lời các câu hỏi 1, 2, 3, 4, 5 nếu cịn thì giờ.
§16 - ĐỊNH LUẬT III NEWTON I. MỤC TIÊU:
1. Nhận thức:
- Hs hiểu được rằng tác dụng cơ học bao giờ cũng diễn ra theo 2 chiều; các lực tương tác giữa hai vật là hai lực trực đối.
2. Kỹ năng:
- Biết vận dụng định luật III Newton để giải thích một số hiện tượng có liên quan đến sự bằng nhau và trái chiều của lực tác dụng và lực phản tác dụng.
II. CHUẨN BỊ:
Giáo viên:
- Chuẩn bị một số ví dụ thực tế để học sinh thảo luận.