Bài soạn số 3: Ba định luật Newton (tiết 2)

CHƯƠNG II: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG CÁC THÍ NGHIỆM TỰ TẠO CHƯƠNG ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM BỘ MÔN VẬT LÝ LỚP 10 THPT

2.3. Xây dựng một số thí nghiệm chương “Động lực học chất điểm”

2.4.3 Bài soạn số 3: Ba định luật Newton (tiết 2)

Tiết 18 : BA ĐỊNH LUẬT NIUTƠN (Tiết 2)

I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức a) Phát biểu đƣợc:

- Định luật III Niu-tơn

- Đặc điểm của lực và phản lực.

b) Viết đƣợc công thức của định luật III Niu-tơn.

c) Nắm đƣợc ý nghĩa của định luật III Niu-tơn.

2. Kỹ năng

- Vận dụng định luật I, II, III Niu-tơn để giải một số bài tập có liên quan.

- Phân biệt đƣợc khái niệm: lực, phản lực và phân biệt cặp lực này với cặp lực cân bằng.

- Chỉ ra đƣợc lực và phản lực trong các ví dụ cụ thể.

II. CHUẨN BỊ

Giáo viên: Chuẩn bị thí nghiệm minh họa định luật III Niu-ton Học sinh:

- Ôn lại kiến thức đã đƣợc học về lực, cân bằng lực và quán tính.

- Ôn lại quy tắc tổng hợp hai lực đồng quy.

III. TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC (Tiết 2)

Ngày giảng Tiết Lớp Học sinh vắng

Hoạt động 1 (10 phút) : Kiểm tra bài cũ :

Phát biểu định luật I Newton, nêu khái niệm quán tính. Giải thích tại sao khi đoàn tàu đang chạy nếu dừng lại đột ngột thì hành khách bị ngã về phía trước, nếu đột ngột rẽ trái thì hành khách bị ngã về phía phải.

Phát biểu, viết viểu thức của định luật II Newton. Nêu định nghĩa và tính chất của khối lƣợng. Hãy cho biết trọng lực và trọng lƣợng khác nhau ở những điểm nào ?

Hoạt động 2 (20 phút) : Hoạt động của

giáo viên

Hoạt động của

học sinh Nội dung cơ bản

- Giới thiệu, phân tích 3 ví dụ SGK

+ Ví dụ hình 10.2 - Viên bi A và B bị thay đổi vận tốc là do nguyên nhân nào ? Các thay đổi đó xảy ra đồng thời chứng tỏ điều gì ?

+ Ví dụ hình 10.3 - Quả bóng và mặt vợt bị biến dạng là do nguyên nhân nào ?

- Bi A tác dụng vào bi B một lực làm bi B thu gia tốc để chuyển động, đồng thời bi B cũng tác dụng vào bi A một lực, làm bi A thu gia tốc nên thay đổi chuyển động

- Bóng tác dụng vào vợt một lực làm vợt biến dạng, đồng thời vợt cũng tác dụng

III. Định luật III Newton.

1. Sự tương tác giữa các vật.

Các biến dạng đó xảy ra đồng thời chứng tỏ điều gì?

+ Ví dụ hình 10.4

- Điều gì khiến cho người lại chuyển động ngƣợc chiều nhau?

Quá trình chuyển động này có đồng thời không?

- Tất cả 3 ví dụ về tương tác đều có đặc điểm chung nào? Từ đó đƣa ra kết luận, hai vật A và B bất kì tương tác với nhau có đặc điểm gì?

vào bóng một lực làm bóng biến dạng

- Người này tác dụng vào người kia một lực làm cho cả hai đều thu gia tốc có hướng ngược nhau và chuyển động về hai phía ngƣợc nhau

- Các thí nghiệm đều có đặc điểm chung là khi A tác dụng vào B một lực, thì đồng thời B cũng tác dụng vào A một lực, gây ra gia tốc hoặc biến dạng cho

- Khi một vật tác dụng lên vật khác một lực thì vật đó cũng bị vật kia tác dụng ngƣợc trở lại một lực. Ta nói giữa 2 vật có sự tương tác.

- Hiện tƣợng hai vật A và B tác dụng vào nhau, gây ra gia tốc hoặc biến dạng cho nhau, gọi là hiện tượng tương tác

- Lực của vật A tác dụng lên vật B và lực của vật B tác dụng lên vật A có mối quan hệ gì về độ lớn và hướng hay không? Ta cùng đi làm thí nghiệm sau :

+ Đầu tiên ta thay đổi lượng nước trong cốc sao cho hai bên cân thăng bằng. (không cần quá chính xác, có thể lệch miễn là cánh tay đòn ở trạng thái cân bằng)

Lúc này HS sẽ hiểu là khối lƣợng hai bên đĩa cân là bằng nhau (nếu hai cánh tay đòn của cân dài bằng nhau) + Sau đó hỏi HS, nếu nhúng 1 quả cầu vào nước ở trong cốc (nhƣ hình vẽ), không cho quả cầu tiếp xúc với thành cốc – chú ý HS điều

nhau.

- HS sẽ dự đoán là vẫn cân bằng, vì khối lƣợng 2 bên cân là không thay đổi, lực tác dụng vào hai cánh tay đòn là nhƣ nhau

2. Định luật.

- Thí nghiệm

đó có nghĩa là không làm tăng khối lượng của cốc nước, thì hai bên cân còn cân bằng không?

+ Tiến hành TN và thấy : cân lệch về phía có cốc nước!

Đây là tình huống có vấn đề đối với HS

- GV đi vào dạy ĐL III Newton và chỉ ra rằng : nước đã tác dụng vào quả cầu lực đẩy Acsimet, theo ĐL III Newton thì quả cầu sẽ tác dụng lại cốc nước 1 lực có cùng độ lớn nhƣng ngƣợc chiều với lực đầy Acsimet. Vì vậy bên đĩa cân có cốc nước chịu thêm 1 lực tác dụng và làm cân bị lệch

- Dấu “-“ trong biểu thức của định luật có nghĩa là gì?

- Ghi nhận định luật.

- Có nghĩa là hai lực có chiều ngƣợc

Định luật III Newton: Trong mọi trường hợp, khi vật A tác dụng lên vật B một lực, thì vật B cũng tác dụng lại vật A một lực. Hai lực này có cùng giá, cùng độ lớn nhƣng ngƣợc chiều.

Gọi lực tác dụng của vật A lên vật B là FAB , và lực tác dụng của vật B lên vật A là

FBA. Ta có biểu thức định luật III Newton:

AB

BA F

F

- Lưu ý HS về cặp lựcFABvà FBAlà 2 lực trực đối chứ không phải hai lực cân bằng.

- Yêu cầu HS phân biệt giữa 2 lực trực đối và hai lực cân bằng - Hãy nêu ví dụ về định luật III Newton

- Lưu ý HS : Người ta đã áp dụng định luật III

Niu-tơn trong nhiều trường hợp khác nhau, thấy rằng, định luật không chỉ đúng đối với các vật đứng yên mà còn đúng đối với các vật chuyển động ; không chỉ đúng cho các loại tương tác tiếp xúc mà con đúng cho cả loại tương tác từ xa

nhau

- Phân biệt : hai lực cân bằng có cùng điểm đặt, hai lực trực đối có điểm đặt là hai vật khác nhau.

- Hai nam châm tương tác với nhau, nam châm A hút nam châm B, thì nam châm B cũng hút nam châm A và ngƣợc lại

thông qua một trường lực.

- Nêu khái niệm lực tác dụng và phản lực.

- Nêu các đặc điểm của lực và phản lực.

- Yêu cầu HS cho ví dụ minh hoạ từng đặc điểm.

- Lực có xuất hiện một cách đơn lẻ không?

Chỉ rõ lực tác dụng và phản lực trong ví dụ hình 10.5

- Ghi nhận khái niệm.

- Ghi nhận các đặc điểm.

- Cho ví dụ minh hoạ cho từng đặc điểm.

- Búa tác dụng một lực vào đinh thì đinh cũng tác dụng vào búa một lực.

Lực không thể xuất hiện đơn lẻ. Lực do búa tác dụng vào đinh là lực tác dụng,

3. Lực và phản lực.

Một trong hai lực tương tác giữa hai vật gọi là lực tác dụng còn lực kia gọi là phản lực.

Đặc điểm của lực và phản lực:

+ Lực và phản lực luôn luôn xuất hiện (hoặc mất đi) đồng thời.

+ Lực và phản lực có cùng giá, cùng độ lớn nhƣng ngƣợc chiều. Hai lực có đặc điểm nhƣ vậy gọi là hai lực trực đối.

+ Lực và phản lực không cân bằng nhau vì chúng đặt vào hai vật khác nhau.

- Chuyển động của đinh phụ thuộc vào yếu tố nào?

- Lực do đinh tác dụng vào búa có ảnh hưởng gì đến chuyển động của đinh không?

- Đinh tác dụng lực lên những vật nào?

Có những lực nào tác dụng lên đinh?

Hợp lực tác dụng lên đinh có hướng như thế nào?

Đinh sẽ chuyển động nhƣ thế nào?

- GV dùng hình vẽ sau để giải thích hiện tƣợng đinh ngập sâu vào gỗ :

Trong đó:

lực do đinh tác dụng vào búa là phản lực.

Lực do đinh tác dụng vào gỗ là lực tác dụng, lực do gỗ tác dụng vào đinh là phản lực.

- Chuyển động của đinh phụ thuộc vào hợp lực tác dụng lên đinh chứ không phụ thuộc vào lực do đinh tác dụng vào búa.

- Đinh chịu lực tác dụng của búa và của gỗ. Hợp lực có hướng cùng hướng với lực do búa tác dụng vào đinh, nghĩa là hướng về phía gỗ, do vậy đinh chuyển động vào trong gỗ.

Hoạt động 3 (10 phút) : Vận dụng, Củng cố.

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Yêu cầu hs giải tại lớp các bài tập 11,

12 trang 62.

Hướng dẫn hs áp dụng định luật II và III để giải.

Giải các bài tập 11, 12 trang 62 sgk.

Hoạt động 4 (5 phút) : Giao nhiệm vụ về nhà.

F1

là lực búa tác dụng vào đinh.

F2

là lực gỗ tác dụng vào đinh.

F

là hợp lực tác dụng lên đinh.

- Phân biệt cặp lực và phản lực với cặp lực cân bằng

- Phân tích ví dụ về cặp lực và phản lực ma sát.

- Yêu cầu HS trả lời câu hỏi C5

- Trả lời : Lực và phản lực luôn xuất hiện theo từng cặp.

Lực và phản lực không phải hai lực cân bằng vì chúng đƣợc đặt vào hai vật khác nhau.

- Trả lời C5.

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nêu câu hỏi và bài tập về nhà.

Yêu cầu hs chuẩn bị bài sau.

Ghi câu hỏi và bài tập về nhà.

Ghi những chuẩn bị cho bài sau.

IV. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY