Bài dạy: Chủ đề Ba định luật Niu-tơn (thi GVG cấp trường ...

Nêu được mối quan hệ giữa lực, khối lượng và gia tốc được thể hiện trong định luật II Niutơn như thế nào và viết được hệ thức của định luật này.. Nêu được khối lượng là số đo m[r]

Tiết PPCT: 20+21+22 Ngày soạn: 10/11/2020

CHỦ ĐỀ: BA ĐỊNH LUẬT NIU-TƠN

A MỤC TIÊU

1 Kiến thức:

Phát biểu được định luật I Niu-tơn

Nêu được quán tính của vật là gì và kể được một số ví dụ về quán tính

Nêu được mối quan hệ giữa lực, khối lượng và gia tốc được thể hiện trong định luật II Niutơn như thế nào và viết được hệ thức của định luật này

Nêu được khối lượng là số đo mức quán tính

Vận dụng được mối quan hệ giữa khối lượng và mức quán tính của vật để giải thích một số hiện tượng thường gặp trong đời sống và kĩ thuật

Nêu được gia tốc rơi tự do là do tác dụng của trọng lực và viết được hệ thức ⃗

Phát biểu được định luật III Niu-tơn và viết được hệ thức của định luật này

Nêu được các đặc điểm của phản lực và lực tác dụng

2 Kỹ năng:

Vận dụng được mối quan hệ giữa khối lượng và mức quán tính của vật để giải thích một số hiện tượng thường gặp trong đời sống và kĩ thuật

Vận dụng được định luật để giải thích một số hiện tượng vật lí liên quan

Vận dụng được các định luật I, II, III Niu-tơn để giải được các bài toán đối với một vật, đối với hệ hai vật chuyển động trên mặt phẳng nằm ngang, nằm nghiêng Biểu diễn được các vectơ lực và phản lực trong một số ví dụ cụ thể

3 Thái độ: Tích cực, chủ động, hợp tác với giáo viên

4 Năng lực hướng tới:

Trình bày được kiến thức về các hiện tượng, đại lượng, định luật, nguyên lí vật lí

cơ bản, các phép đo, các hằng số vật lí

Vận dụng (giải thích, dự đoán, tính toán, đề ra giải pháp, đánh giá giải pháp … ) kiến thức vật lí vào các tình huống thực tiễn

Mô tả được các hiện tượng tự nhiên bằng ngôn ngữ vật lí và chỉ ra các quy luật vật

lí trong hiện tượng đó

Phân biệt được những mô tả các hiện tượng tự nhiên bằng ngôn ngữ đời sống và ngôn ngữ vật lí (chuyên ngành)

B PHƯƠNG PHÁP: Vấn đáp Nêu vấn đề Hoạt động nhóm Thực nghiệm

C CHUẨN BỊ (Tiết 2)

1 Giáo viên:

Thí nghiệm minh họa về sự phụ thuộc của gia tốc vào lực và khối lượng

Video các hiện tượng liên quan đến quán tính

2 Học sinh:

Ôn tập các nội dung: Định luật I Niutơn Định nghĩa quán tính Gia tốc rơi tự do Gia tốc hướng tâm

D TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

Tiết 2:

1 Hoạt động khởi động

Học sinh nhắc lại nội dung định luật I Niutơn

Như vậy: Nếu không có lực tác dụng lên vật thì vật sẽ giữ nguyên trạng thái đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều, tức là vận tốc sẽ không thay đổi cả về hướng và độ

lớn Suy ngược lại, nếu có lực hoặc hợp lực tác dụng lên vật khác không thì vectơ vận tốc vật sẽ bị biến đổi Tức là vật sẽ có gia tốc Vậy làm thế nào để tính được gia tốc này, ta đi vào tiết thứ 2 của chủ đề: Ba định luật Niuton

2 Hoạt động hình thành kiến thức, vận dụng và mở rộng

Tìm hiểu nội dung định luật II Niutơn

Để xét xem gia tốc của vật phụ thuộc như

thế nào vào lực tác dụng lên vật, ta thực

hiện 1 thí nghiệm như sau

(Mô tả thí nghiệm) Nhắc lại: Khi quãng

đường không đổi, thời gian chuyển động

càng ngắn thì gia tốc càng lớn

Các em rút ra nhận xét gì? Điền vào ô

trống:

- Gia tốc của vật có hướng như thế nào?

- Khi khối lượng không đổi, lực tác dụng

lên vật càng lớn thì gia tốc của vật càng

…?

- Khi lực tác dụng không đổi, khối lượng

vật càng lớn thì gia tốc của vật càng

…?

Tổng hợp từ nhiều thí nghiệm và quan sát,

Niutơn đã phát biểu thành định luật II,

đây là định luật có vai trò đặt nền móng

cho cơ học cổ điển:

Mời 1 HS phát biểu: Vectơ gia tốc của

một vật luôn cùng hướng lực tác dụng lên

vật Độ lớn của vectơ gia tốc tỉ lệ thuận

với độ lớn vectơ lực tác dụng lên vật và tỉ

lệ nghịch với khối lượng của vật

1 Định luật II Niutơn

a Quan sát

- Gia tốc của vật luôn cùng hướng lực tác dụng lên vật

- Khi khối lượng không đổi, nếu lực tác dụng lên vật càng lớn thì gia tốc của vật càng …?

- Khi lực tác dụng không đổi, nếu khối lượng vật càng lớn thì gia tốc của vật càng …?

→ Gia tốc phụ thuộc vào lực tác dụng lên vật và khối lượng của vật

b Định luật

- Hình vẽ:

- Phát biểu:

+ Vectơ a luôn cùng hướng vectơ

F + a tỉ lệ thuận với F, tỉ lệ nghịch với m

- Biểu thức: a F

m

 Trong đó:

a là gia tốc (m/s2)

F là lực hoặc hợp lực tác dụng lên vật (N)

m là khối lượng vật (kg)

15’

Vận dụng định luật II để tìm đặc điểm của vectơ lực tác dụng lên vật

Từ biểu thức a F

m

 ta có thể suy ra biểu thức lực tác dụng lên vật là Fma Từ

biểu thức này, ta có thể nêu đặc điểm của

vectơ lực tác dụng lên vật trong trường

hợp tổng quát như sau: (…)

Như vậy, nếu biết được gia tốc của vật thì

ta có thể xác định lực tác dụng lên vật

Trong chương 1 chúng ta đã học 2 loại gia

tốc đặc biệt: Đó là gia tốc rơi tự do g và

gia tốc hướng tâm aht Từ đó người ta định

2 Các yếu tố của vectơ lực

a Đặc điểm vectơ lực trong trường hợp tổng quát

- Biểu thức: Fma

- Điểm đặt: Tại vị trí lực tác dụng

- Phương và chiều: Cùng phương

và chiều của vectơ gia tốc

- Độ lớn: F = ma

* Định nghĩa đơn vị 1 N (SGK)

b Vận dụng và mở rộng:

*Trọng lực P: Là lực gây ra gia

15’

nghĩa: Lực gây ra gia tốc rơi tự do là

trọng lực P và lực gây ra gia tốc hướng

tâm là lực hướng tâm Fht

* Vận dụng: Chia lớp thành 4 nhóm

Nhóm 1, 2: Trọng lực; nhóm 3,4: Lực

hướng tâm

GV: Hãy nêu đặc điểm của vectơ trọng

lực và lực hướng tâm tác dụng lên một

chất điểm

HS: Hoạt động nhóm, trình bày trên giấy

và thuyết trình

GV: Kết luận lại Nhấn mạnh về trọng

lực

Lưu ý: Bản chất của trọng lực và lực

hướng tâm là gì, chúng ta sẽ tìm hiểu

trong các học sau Tạm thời chỉ xét các

lực tác dụng lên chất điểm

tốc rơi tự do

- Biểu thức: Pmg

- Điểm đặt: Tại chất điểm

- Phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống dưới

- Độ lớn: P = mg (Gọi là trọng lượng của vật, như vậy trọng lượng tỉ lệ thuận với khối lượng)

*Lực hướng tâm Fht: Là lực gây

ra gia tốc hướng tâm

- Biểu thức: Fht maht

- Điểm đặt: Tại chất điểm

- Phương bán kính, chiều hướng vào tâm quỹ đạo

- Độ lớn: Fht = maht =

2

2 v

r

Tìm hiểu điều kiện cân bằng của chất điểm

GV: Hãy nêu hệ quả khi hợp lực tác dụng

lên vật bằng 0?

HS: Trả lời câu hỏi

GV: Kết luận Nêu mối liên hệ giữa định

luật I và định luật II

3 Điều kiện cân bằng của chất điểm

Khi FF1F2  0 thì a= 0

→ Vật đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều (Gọi là trạng thái cân bằng)

5’

Tìm hiểu quan hệ giữa khối lƣợng và quán tính

GV: Hãy nhắc lại khái niệm quán tính ?

HS: Đọc khái niệm

GV: Vật có khối lượng càng lớn thì càng

khó hay càng dễ thay đổi vận tốc ? Lấy ví

dụ

HS: Thảo luận để trả lời

GV: Kết luận Chiếu video minh họa Hỏi

về điều kiện an toàn khi tham gia giao

thông

4 Quan hệ giữa khối lƣợng và quán tính

- Khối lượng của vật là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật

- Khối lượng càng lớn thì mức quán tính càng lớn, tức là vật càng khó thay đổi vận tốc

5’

3 Hoạt động luyện tập

Một số bài tập trắc nghiệm về định luật II:

Câu 1: Một vật khối lượng không đổi chỉ chịu tác dụng của lực F Nếu lực F tăng

gấp đôi thì

A vận tốc tăng gấp đôi

B gia tốc tăng gấp đôi

C vận tốc giảm còn một nửa

D gia tốc giảm còn một nửa

Câu 2: Vật khối lượng 200 g chỉ chịu lực tác dụng có độ lớn 1 N Gia tốc của vật

là

A 200 m/s2

B 5 m/s2

C 0,005 m/s2

D 0,2 m/s2

Câu 3: Một chiếc xe khối lượng 2 tấn đang đứng yên thì chịu hợp lực 1000 N Vận

tốc của xe sau 4 s là

A 2000 m/s

B 0,5 m/s

C 2 km/h

D 2 m/s

E HƯỚNG DẪN HỌC SINH TỰ HỌC

1 HD học bài cũ

Nhắc lại một số vấn đề:

1 Nội dung và biểu thức định luật II

Niu-tơn

2 Biểu thức trọng lực, trọng lượng

3 Điều kiện cân bằng của chất điểm

4 Mối quan hệ giữa khối lượng và mức

quán tính

Yêu cầu HS về nhà trả lời các câu hỏi và

bài tập SGK

Ghi câu hỏi và bài tập về nhà

2 HD chuẩn bị bài mới

HS trả lời câu hỏi: Một chiếc ô tô và một chiếc xe máy chuyển động ngược chiều trên cùng đường thẳng đến va chạm nhau, hỏi xe nào chịu lực lớn hơn?