Giáo án: Thực hành: Tổng hợp hai lực I

I.Mục đích: Học sinh tự kiếm nghiệm lại quy tắc tổng hợp hai lực đồng quy và quy luật tổng hợp hai lực song song cùng chiều bằng thực nghiệm. Học sinh được rèn luyện kĩ năng sử dụng lực kế. Học sinh được rèn luyện kĩ năng làm việc nhóm, xử lí số liệu. II.Chuẩn bị: 1.Giáo viên: Dụng cụ thí nghiệm (4 nhóm): Khung đỡ, bảng từ. Nam châm, quả nặng. Lực kế ống (có gắn nam châm bằng vòng kim loại) 3N, 5 N. Dây cao su, dây dọi. Thước đo có ĐCNN 1 mm. Phấn hoặc bút lông. Thanh sắt dài. Làm trước các thí nghiệm. 2.Học sinh: Đọc trước bài thí nghiệm. Xem lại kiến thức tổng hợp hai lực đồng quy và quy tắc momen lực. III.Xây dựng tình huống có vấn đề (khoảng 2 phút):

Giáo án: Bài 1: Thực hành: Tổng hợp hai lực I.Mục đích:

- Học sinh tự kiếm nghiệm lại quy tắc tổng hợp hai lực đồng quy và quy luật tổng hợp hai lực song song cùng chiều bằng thực nghiệm

- Học sinh được rèn luyện kĩ năng sử dụng lực kế

- Học sinh được rèn luyện kĩ năng làm việc nhóm, xử lí số liệu

II.Chuẩn bị:

1.Giáo viên:

Dụng cụ thí nghiệm (4 nhóm):

- Khung đỡ, bảng từ

- Nam châm, quả nặng

- Lực kế ống (có gắn nam châm bằng vòng kim loại) 3N, 5 N

- Dây cao su, dây dọi

- Thước đo có ĐCNN 1 mm

- Phấn hoặc bút lông - Thanh sắt dài

Làm trước các thí nghiệm

2.Học sinh:

Đọc trước bài thí nghiệm

Xem lại kiến thức tổng hợp hai lực đồng quy và quy tắc momen lực

III.Xây dựng tình huống có vấn

đề (khoảng 2 phút):

Tại sao kéo ngã cây lại cần hai

nhóm người kéo về hai phía? Nếu ta

kéo bằng một nhóm người thì sao?

Một nhóm người này phải kéo một

lực bằng bao nhiêu so với hai nhóm

-Kiểm tra kiến thức cũ về tổng hợp

hai lực đồng quy và quy tắc

momen lực

-Kiểm tra về việc đọc bài trước:

yêu cầu các em khái quát việc cần

làm, cách tiến hành đã đọc được

trong sách -Bổ sung, chỉnh sửa

phương án thực hành của học sinh

Thực hành mẫu một cặp lực

-Trả lời câu hỏi

-Tóm tắt những điều đọc hiểu từ sách

-Nghe, ghi chép, chú ý quan sát

2.Tiến hành phân công nhiệm vụ và thực hành (15-20p):

song theo quy tắc momem, xử lí số

liệu sơ bộ +Mỗi nhóm làm ít nhất

-Lắng nghe GV giao nhiệm vụ, tiếnhành thực hành theo phân công

chú ý, sau khi thực hành sẽ chọn

bạn bất kì thuật lại cách nhóm tiến

hành -GV quan sát, theo dõi, hỗ

HĐ của GV HĐ của học sinh

-Đề nghị các nhóm trình bày cách

tiến hành và kết quả thu được

-Yêu cầu cả lớp nhận xét, thảo

luận

-Xác nhận ý kiến đúng

-Giải đáp thắc mắc của học sinh

(nếu có) (hoặc nêu vấn đề để học

sinh thắc

mắc, như sai số do đâu? Cách khắc

phục sai số? )

-Nhận xét hoạt động của các nhóm

-Đại diện bất kì lên trình bày

-Tham gia thảo luận

-Nêu thắc mắc trong quá trình thựchành(nếu có)

4.Hoạt động kết thúc (2-3p):

-Nhắc lại kiến thức cần nắm qua bài thực hành

-Nhấn mạnh tổng hợp lực là kiến thức, kĩ năng quan trọng trong việc giải bài tập các chương và chương trình lớp 10, cũng như ứng dụng vào thực tế

-Yêu cầu học sinh nộp bản báo cáo theo mẫu đúng thời hạn

-Đặt 2 lực kế theo 2 phương tạo với nhau 1 góc nào đó sao cho dây cao su nằm song song với mặt bảng

-Đánh dấu vị trí A mà sợi dây cao su bị dãn.

-Biểu diễn các vectơ 𝐹1 và 𝐹2 lên bảng sắt theo cùng 1 tỉ lệ

xích

-Vẽ lên bảng sắt hình bình hành có 2 cạnh là 2 vectơ lực 𝐹1 và

𝐹2, đường chéo hình bình hành biểu diễn hợp lực Dùng thước đo

chiều dài l của đường chéo biểu diễn để tính giá trị R theo tỉ xích đã

chọn Ghi vào bảng số liệu các giá trị l và R

-Tháo bỏ các quả nặng, dùng 1 lực kế gắn vào đầu dây cao su

và kéo cho sợi dây cao su dãn đến vị trí A Đọc trên lực kế và ghi vàobảng số liệu giá trị của hợp lực 𝑅1

-Lặp lại bước thí nghiệm này thêm 2 lần để tìm và ghi vào bảng

số liệu các giá trị 𝑅2, 𝑅3 tương ứng

Tỉ lệ xích

(từ hìnhvẽ)

(từ thí nghiệm)

ứng với

-Áp dụng các công thức của quy tắc hợp lực song song cùng

chiều để xác định độ lớn và điểm đặt 0 (độ dài a của đoạn OA) của hợp lực

(từ tính toán) (từ thí nghiệm)P(N) Độ dài a

của đoạn OA(cm)

P(N) Độ dài a của đoạn OA(cm)

- Học sinh biết cách lựa chọn số liệu chính xác, tính toán, chứng minh công thức.

- Học sinh hiểu hơn về vật lí thực nghiệm thông qua thí nghiệm kiểm chứng

-Giá đỡ MPN có thể thay đổi được độ cao

-Trụ kim loại có đường kính 3cm, cao 3 cm

-Đồng hồ đo thời gian hiện số

HĐ của giáo viên Dự đoán HĐ của học sinh

HĐ 1(6p): Nhắc lại kiến thức và

nhận thức vấn đề bài học:

GV kiểm tra sự chuẩn ở nhà của

HS: -Có mấy loại lực ma sát? Công

Theo trục Ox: N – Pcos = 0

Theo trục oy: Psin – Fms = ma

MPN sao cho dây dọi song song

với mặt thước đo góc, cách đọc giá

trị góc nghiêng (góc nghiêng là góc

có gia trị bằng hiệu số giữa 90o với

góc hợp giữa phương của dây dọi

và phương song song với MPN)

-Yêu cầu HS đọc Sgk để tìm hiểu

cách lắp ráp dụng cụ thí nghiệm

HĐ 3 (25p): Tiến hành thí nghiệm:

GV đi từng nhóm, kiểm tra các

Cá nhân trả lời câu hỏi của GV:-Có ba loại lực ma sát: LMS trượt, LMS lăn, LMS nghỉ Công thức tính LMS trượt: Fmst= tN Trong

đó, t là hệ số ma sát trượt, hệ số này phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng của hai mặt tiếp xúc

-Phương trình động học: P+N+Fms= ma

-Phương án đo t: đo a và bằng cách đo quãng đường s, thời gian t của vật trượt và góc nghiêng của MPN Rồi tính theo công thức:

-Lắng nghe, ghi nhớ cách làm

-Đọc và thảo luận, làm việc theo nhóm để lắp ráp bộ thí nghiệm theohướng dẫn

HS làm việc theo nhóm:

thao tác thí nghiệm của từng học

sinh, quản lí lớp, đảm bảo mọi HS

đều tham gia làm thí nghiệm

*Chú ý:

-Làm trước thí nghiệm để có thể

xác định được khoảng giá trị có thể

có đối với các kết quả thí nghiệm,

nhìn nhận

-Xác định góc nghiêng giới hạn, chọn góc nghiêng phù hợp để vật bắt đầu trượt trên MPN

-Chọn quãng đường, ghi các kết quả thời gian đồng hồ ghi nhận được, so sánh với các kết quả đang tiến hành

-Tính toán giá trị hệ số và sai số.kết quả các nhóm một cách chính

xác -Lưu ý cho Hs: nếu có một kết

quả đo sai lệch quá khác so với các

kết quả khác hoặc quá vô lí so với

thực tế thì tức là đã có thao tác sai,

cần tiến hành thí nghiệm lại

HĐ 4 (7p): Tổng kết bài học

-GV kiểm tra, ghi nhận kết quả

thực hành của các nhóm, yêu cầu

một nhóm trình bày lại quá trình

nhóm tiến hành thí nghiệm

-Nhận xét giờ thí nghiệm, kết quả

và cách tiến hành cũng như thái độ

B.THÍ NGHIỆM

- Dụng cụ:

+ Mặt phẳng nghiêng có gắn thước đo góc và quả dọi

+ Nam châm điện gắn ở đầu mặt phẳng nghiêng, có hộp công tắc đóng ngắt để giữ và thả vật trượt

+ Giá đỡ mặt phẳng nghiêng

+ Trụ kim loại dùng làm vật trượt.

+ Máy đo thời gian có cổng quang điện

nghiêng + Xác định vị trí ban đầu 𝑠0 của trụ thép

+ Nhấn nút RESET của đồng hồ để đưa chỉ thị số về giá trị 0.000

+ Ấn nút trên hộp công tắc để thả cho vật trượt

+ Đặt lại trụ thép vào vị trí 𝑠0 và lặp lại thêm 4 lần

Kết thúc thí nghiệm: Tắt điện đồng hồ đo thời gian

- Nhận xét: hệ số ma sát phụ thuộc nhiều vào trạng thái bề mặt tiếp xúc giữa các vật ( bụi, ẩm ướt, các vật bám dính trên mặt…) Vì vậy, cần lau sạch các bề mặt tiếp xúc của máng nghiêng và vật trượt trước khi thực hiện phép đo.

Bài 3: CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH

− Hai giá đỡ (một cái có kết hợp bảng dính)

Chuẩn bị kiến thức liên quan

Làm thí nghiệm trước đề tránh sai sót có thề xảy ra

2 Học sinh

Đọc trước bài cân bằng của một vật có trục quay cố định Momen lực

Xem lại kiến thức về đòn bẩy đã được học ở THCS

III Tiến trình dạy học

Hướng dẫn của giáo viên Dự kiến hoạt động của học sinh

Hoạt động 1: Xét tác dụng của lực với có trục quay cố định

− Đặt vấn đề: yêu cầu một học sinh

cùng lên đẩy cánh cửa về hai phía,

đặt lần lượt ở các vị trí khác nhau,

yêu cầu học sinh nhận xét cánh cửa

chuyển động thế nào khi tác động

− GV giới thiệu bộ thí nghiệm với

“đĩa momen”, chỉ rõ trục quay của

đĩa đi qua trọng tâm nên trọng lực

bị khử bởi phản lực của trục quay

và do đó đĩa luôn cân bằng tại mọi

vị trí

+ Nêu phương án và tiến hành thí

nghiệm biểu diễn để HS xem, rút ra

nhận xét lực tác dụng vào đĩa có

tác dụng như thế nào đối với đĩa

+Lần lượt tiến hành các thí nghiệm

1 lực, 2 lực và yêu cầu HS nhận

xét về kết quả thu được?

+Khi nào lực có tác dụng làm quay

vật?

-Đặt vấn đề: Ta thấy rằng tác dụng

làm quay của các lực F1 và F2 đối

với đĩa là ngược nha Vậy ta có thể

tác dụng đồng thời vào đĩa hai lực

để vật không quay được không?

−Quay quanh bản lề của cửa

−Khi hai lực thì tùy vị trí đặt mà

-Trường hợp vật có trục quay cố định thì lực có tác dụng làm quay vật

-Đĩa đứng yên là do tác dụng làm quaycủa lực F1 đã cân bằng với tác dụng làm quay của lực F2

+ yêu cầu HS tìm vị trí điểm đặt,

giá và độ lớn của F2 để đĩa đứng

yên (chọn những cặp lực cho HS

dễ nắm bắt và tưởng tượng) Tại

sao đĩa lại cân bằng được?

-GV nhận xét, hoàn thiện kiến

thức

Hoạt động 2: Xây dựng khái niệm

momen lực

− Đại lượng vật lí nào đặc trưng cho

tác dụng làm quay của lực? Đại

lượng này phải có giá trị như thế

nào đối với hai lực F1, F2 trong thí

nghiệm trên?

+Xét xem tác dụng làm quay có

phụ thuộc vào độ lớn của lực và vị

trí giá của lực không?

+Các vòng tròn vẽ trên đĩa có thể

cho biết khoảng cách từ trục quay

đến giá của lực (thể hiện bằng dây

treo và thước đo)

 Thay đổi đồng thời độ lớn

và khoảng cách từ trục quay đến giá của lực sao cho tích của chúng không đổi

-Tham gia thay đổi các giá trị của cặp lực, rút ra kết luận: Tích của lực và khoảng cách từ trục quay đến giá của lực đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực Tích không đổi, thì tác dụng làm quay không đổi

-Phát biểu quy tắc

− Đưa ra khái niệm cánh tay đòn

của lực và momen của lực

Hoạt động 3: Tìm hiểu quy tắc

momen lực

− Yêu cầu HS: hày sử dụng khái

niệm momen lực để phát biểu điều

kiện cân bằng của một vật có trục

quay cố định?

− Đặt vấn đề: Nếu trong trường hợp

vật chịu tác dụng của ba lực trở

lên thì điều kiện cân bằng được

phát biểu như thế nào?

+Bố trí thí nghiệm 4, kiếm tra dự

có trục quay tức thời xuất hiện

trong một tình huống cụ thể nào

đó: ghế tựa, cái cuốc trong C1…

Chú ý: Trong quá trình dạy có

thể kết hợp với việc lấy dẫn

chứng thực tế từ cách cửa, đồng

thời tạo tính liên kết cho bài

giảng từ vấn đề đầu tiên đến cuối

Hoạt động 5: Giao nhiệm vụ về nhà

II Tiến hành thí nghiệm

1) Thí nghiệm 1: một vật có trục quay cố định, chịu tác dụng của một

lực (lực là trọng lượng của quả cân)

− Treo quả cân 50g vào đĩa tròn cách tâm 6cm.

− Tiến hành thay đổi khối lượng quả nặng 100g, 150g hoặc thay đổi

độ dài cánh tay đòn 2cm,8cm

− Nhận xét: Khi có một lực tác dụng lên một vật có trục quay cố

định,thì vật sẽ chuyển động quanh trục (theo chiều hoăc ngược chiều kim đồng hồ) Đĩa tròn sẽ đứng yên khi lực có giá đi qua trục

quay cố định (vật ở vị trí cân bằng ),đĩa ở vị trí cân bằng.

2) Thí nghiệm 2: Cân bằng của một vật có trục quay cố định, chịu tác

dụng của nhiều lực ( 2 lực )

− Treo quả cân m1=50g cách tâm đĩa tròn d1=2cm

− Treo tiếp quả cân m2=100g ở vị trí d2 sau cho đĩa tròn cân bằng

− Giử nguyên P1 (m1=50g) cách trục d1 =2cm nhưng thay đổi giá P2(100g) bằng cách dùng ròng rọc Tìm d2

( Cánh tay đỏn phải vuông góc với giá của lực)

4) Thí nghiệm 4: Vật có tục quay cố định chịu tác dụng của ba lực

(song song)

− Treo m1=100g cách tấm đĩa tròn d1=2cm ; m2=100g cách tâm đĩa tròn d2=4cm cùng một phía đĩa tròn (cùng làm đĩa quay cùng chiềukim đồng hồ)

− Treo quả cân m3=200g ở vị trí làm đĩa cân cân bằng

− Ta xác định được d3=6cm

Quy tắc momen lực ứng với ba lực trở lên

Bài 4: Lực hướng tâm Giáo án: Chuyển động li tâm

(Ứng dụng thí nghiệm vật lí vào dạy khái niệm mới : chuyển động li

tâm)

I.Mục tiêu:

- Học sinh nhận biết được chuyển động chuyển động li tâm, nêu được một vài ví dụ về chuyển động li tâm là có lợi hoặc có hại

- Học sinh giải thích được sự chuyển động văng ra khỏi quỹ đạo tròn củamột số vật.

II Chuẩn bị:

Giáo viên (chuẩn bị cho mỗi nhóm) :

- Đĩa quay nằm ngang

- Vật nặng để đặt lên đĩa quay

Học sinh: xem lại kiến thức về định luật II, III Newton, chuyển động tròn đều,lực ma sát, lực hướng tâm

III.Hoạt động dạy học:

-Phát cho mỗi nhóm 1 đĩa quay,

vật nặng Yêu cầu HS để vật nặng

lên đĩa quay, quay với tốc độ nhỏ

rồi tăng dần Quan sát và nhận xét

+Tại sao khi quay nhanh đĩa thì

đến một lúc nào đó vật sẽ bị văng

ra bên ngoài đĩa?

+Nhận xét câu trả lời, hoàn thiện

kiến thức:

 Lực ma sát nghỉ cực đại giữ

cho vật vật chuyển động

tròn

 Khi quay với tốc độ lớn (ω

lớn), lực hướng tâm lớn quá

mức cần thiết để giữ cho vật

chuyển động tròn (đối với

sách nâng cao gọi là lực quán

tính li tâm), thắng cả lực ma

sát nghỉ cực đại

 Khi đó, vật trượt trên đĩa

quay ra xa tâm quay, văng ra

-Làm thí nghiệm theo hướng dẫn

-Khi lực ma sat nghỉ cực đại không đủ lớn để đóng vai trò lực hướng tâm

-Khi không có lực ma sát nghỉ.-Khi xuất hiện một lưc kéo vật ra ngoài

khỏi đĩa theo phương tiếp

tuyễn với quỹ đạo (có thể

cho HS xem clip quay

chậm)

=> chuyển động của vật trong

thí nghiệm gọi là chuyển động

li tâm (là chuyển động bị văng

ra khỏi quỹ đạo tròn theo

phương tiếp tuyến với quỹ đạo

do tốc độ quay ω tăng)

-Nêu một vài ứng dụng của

chuyển động li tâm? Nêu một vài

ví dụ trong đó chuyển động li tâm

0,2 Hỏi xe phải chuyển động với

tốc độ tối đa bằng bao nhiêu để xe

-Lồng quay trong máy giặt, quay tóc khi gội đầu xong, vắt nước sau khi rửa rau…

-xe lao tốc độ trong trò chơi cảm giác mạnh, bộ ly hợp tự động của một số xe ô tô hay xe máy

-xe chuyển động trên đường cong bằng phẳng (lên đèo): đoạn đường cong không nghiêng vào tâm cong,

dễ bị văng ra khỏi quỹ đạo nếu đi với tốc độ cao nên người ta thườngthiets kế đường cong hoặc phải nghiêng người khi đi vào các đoạnđường cong

-Fht=Fms nghỉ<=umg

=> vmax=√μgRgR

=> không được đi quá tốc độ tối

đa, không phụ thuộc vào khối lượng xe, các xe như nhau

khỏi trượt ra khỏi quỹ đạo với g =

9,8 m/s2 Có nhận xét gì về kết

uqar tính được? kết quả đó có phụ

thuộc vào khối lượng xe không?

-Tổng kết kiến thức, kĩ năng

-Nhận xét buổi học, giao bt về nhà,

đọc phần “Em có biết?”

BÀI 5: CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT CỦA CHẤT LỎNG

HIỆN TƯỢNG MAO DẪN I.Mục tiêu:

- Học sinh nhận biết được hiện tượng mao dẫn

- Học sinh hiểu được cơ chế mao dẫn trong các ống khác nhau

- Học sinh vận dụng được kiến thức giải thích một số hiện tượng thực tiễn liên quan đến hiện tượng mao dẫn

- Học sinh ứng dụng được cơ chế mao dẫn để làm các hệ thống ống nước đơn giản

II.Chuẩn bị:

1.Giáo viên:

- Bộ dụng cụ mao dẫn

- Dung dịch màu, thuốc tím…

- Chuẩn bị thêm cốc thủy tinh, ống hút lớn nhỏ các loại (màu trắng) nếu được

2.Học sinh: Đọc trước bài mới.

-Đổ dung dịch màu vào đầy khoanh tròn, so

sánh chiều cao dung dịch dâng lên mỗi ống

-Giới thiệu trường hợp mao dẫn đối với ống bị

dính ướt và ống không bị dính ướt

-Rút ra nhận xét

(có thể giới thiệu thêm công thức tính độ cao

dung dịch dâng lên (hạ xuống) trong ống: h= 4 σ

ρgdgd

(m) Trong đó: σ là hệ số căng bề mặt chất

lỏng, ρgd là khối lượng riêng của chất lỏng, g là

gia tốc trọng trường, d là đường kính trong của

BÀI 6: XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CĂNG BỀ MẶT CHẤT LỎNG

I.Mục tiêu:

- Học sinh khảo sát hiện tượng căng bề mặt chất lỏng – nước cất

- Học sinh xác định được hệ số căng bề mặt chất lỏng qua thí nghiệm, tính toán, xử lí số liệu

- Học sinh được rèn luyện kĩ năng thực hành như sử dụng thước kẹp, bình thông nhau, lực kế,…

Hoạt động của giáo viên Dự kiến hoạt động của học

-Lắng nghe, hoàn thiện câu trả

lời của học sinh

Suy nghĩ trả lời: Lực căng bề mặt đặt lên dường giới hạn của

bề mặt và vuông góc với nó, có phương tiếp tuyến với bề mặt của khối lỏng và có chiều hướng

về phía màng bề mặt khối lỏng gây ra lực căng đó

Độ lớn của lực căng bề mặt F tácdụng lên đoạn thẳng có độ dài l của đường giới hạn bề mặt tỉ lệ với độ dài l Hệ số tỉ lệ gọi là hệ

số căng bề mặt chất lỏng

Hệ số căng bề mặt phụ thuộc vàobản chất và nhiệt độ của chất lỏng

Đặt vấn đề: Hôm nay chúng ta

làm thí nghiệm để xác định hệ số

căng bề mặt của chất lỏng

Nhận thức nhiệm vụ vần đề cần giải quyết

Hoạt động 2: Giới thiệu dụng cụ đo (15ph)

Giáo viên phát cho mỗi nhóm 1

cái thước kẹp, yêu cầu học sinh

lật sách trang 326 đọc phần

hướng dẫn sử dụng thước kẹp

Lưu ý cho học sinh phần nguyên

đọc giá trị bên trái số 0, phần lẻ

lấy số vạch trên thước phụ nhân

cho 0,1

Học sinh quan sát thước kẹp và đọc phần hướng dẫn để có thể sửdụng được

Hoạt động 3: Giới thiệu các phương án thí nghiệm.