Giải bài tập vật lý 10 nâng cao bài 16 năm 2024

Nội dung Text: Giáo án Vật lý 10 nâng cao: Bài 16 - Định luật 3 Niu-Tơn (Hà Thị Đính)

1. GVGD: ThS – GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Hà Thị Đính ­ 1100288 GIÁO ÁN VẬT LÝ 10 NÂNG CAO Bài 16. ĐỊNH LUẬT III NIU­TƠN I. MỤC TIÊU: 1. Kiến thức: Thông qua các ví dụ đặt vấn đề để học sinh tìm được hai lực trong tương tác cùng phương, ngược chiều. Học sinh hiểu được rằng tác dụng cơ học bao giờ cũng diễn ra theo 2 chiều và các lực tương tác giữa 2 vật là hai lực trực đối. Phát biểu được định luật III Niu­tơn và viết được biểu thức của định luật. Phân biệt được cặp lực trực đối và cặp lực cân bằng. Nêu được đặc điểm của lực và phản lực. 2. Kĩ năng: Vận dụng được định luật III Niu­tơn để giải bài toán đơn giản và giải thích được một số hiện tượng liên quan đến sự bằng nhau và trái chiều của tác dụng và phản tác dụng. Rèn luyện được kĩ năng quan sát, tư duy để khái quát hóa ra định luật III Niu­tơn. II. CHUẨN BỊ: 1. Giáo viên: Bảng vẽ sẵn H.16.1, H.16.2, H.16.3. Dụng cụ thí nghiệm H.16.2, H.16.3 SGK. Chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm kiểm tra. Phiếu học tập: Câu 1: Đặc điểm nào sau đây là đặc điểm của lực và phản lực: A. Lực và phản lực là cặp lực cân bằng. B. Lực và phản lực bao giờ cũng cùng loại. C. Lực và phản lực không thể xuất hiện và mất đi đồng thời. D. a, b, c đều đúng. Câu 2: Lực và phản lực không có tính chất sau: A. Luôn xuất hiện từng cặp. B. Luôn cùng loại. C. Luôn cân bằng nhau. D. Luôn cùng giá ngược chiều. Câu 3: Hai HS cùng kéo 1 cái lực kế. Số chỉ của lực kế sẽ là bao nhiêu nếu mỗi HS đã kéo bằng lực 50N (mỗi e 1 đầu). A. 0N. B. 50N. C. 100N. D Một số khác. Trang 1
2. GVGD: ThS – GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Hà Thị Đính ­ 1100288 Câu 4: Theo định luật III Niu – tơn: nếu chỉ có 2 vật đang đứng yên vật A và vật B tương tác lẫn nhau thì: A. 2 vật sẽ đứng yên vì 2 lực này trực đối nhau. B. 2 vật chuyển động cùng chiều. C. 2 vật chuyển động ngược chiều. D. 2 vật luôn chuyển động thẳng đều. Câu 5: Định luật III Niu – tơn cho ta nhận biết: A. Bản chất sự tương tác qua lại giữa 2 vật. B. Sự phân biệt giữa lực và phản lực. C. Sự cân bằng giữa lực và phản lực. D. Qui luật cân bằng giữa các lực trong tự nhiên. 2. Học sinh: Ôn lại kiến thức về lực và định luật II Niu­tơn. Đọc trước bài định luật III Niu­tơn. III. TIẾN TRÌNH XÂY DỰNG KIẾN THỨC: Từ VD H.16.1 có nhận xét gì? VD1. An đẩy Bình. Bình tiến về phía trước, An lùi về phía sau. Chứng tỏ Bình đã tác dụng vào An một lực Từ VD H.16.2 có nhận xét gì? VD2. Nam châm hút sắt. Nam châm dịch chuyển lại gần thanh sắt. Sắt cũng hút nam châm. Nhận xét gì về lực tác dụng giữa 2 vật? A tác dụng B A Tương B tác B tác dụng A Hãy đưa ra một Trang 2 TN để nghiên cứu lực tương tác giữa
3. GVGD: ThS – GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Hà Thị Đính ­ 1100288 ­ TN (H.16.3a). Tương tác giữa 2 lò xo đứng yên. ­ TN (H.16.3b). Tương tác giữa 2 lò xo chuyển động. ­ và : cùng giá, cùng độ lớn, ngược chiều. ­ Hai lực trực đối: Từ các sự kiện trên, khái quát hóa về lực tương tác giữa các vật trong tự nhiên? ĐL III Niu­tơn: khi vật A tác dụng lên vật B một lực thì vật B cũng tác dụng trở lại vật A một lực, hai lực này là hai lực trực đối. Nêu đặc điểm của lực và phản Lực và phản lực: lực. ­ Lực tác dụng và phản lực. ­ Không cân bằng. ­ Cùng loại. Suy ra hệ quả và đưa ra TNKT nhằm kiểm tra độ lớn lực và phản lực. Hệ quả và TNKT: FAB = FBA Hướng dẫn giải Bài tập vận dụng 1, 2, 3. Câu hỏi và bài tập. Trang 3
4. GVGD: ThS – GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Hà Thị Đính ­ 1100288 IV. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: Hoạt động 1(5 phút) : kiểm tra bài cũ. Lưu bảng Hoạt động của HS Trợ giúp của GV 16. ĐỊNH LUẬT III ? NIU – TƠN HS trả lời. Phát biểu định luật II Niu – tơn. Hệ lực cân bằng là gì? Trường hợp cân bằng thì giá, chiều và độ lớn của chúng phải thỏa mãn điều kiện gì? Trong trò chơi kéo co, mỗi bên giữ 1 đầu dây để kéo, ta thấy có người thắng kẻ thua. 2 võ sĩ đấm bốc đấu với nhau, võ sĩ này đấm võ sĩ kia, võ sĩ kia lăn ra bất tỉnh. Phải chăng độ lớn lực tác dụng giữa 2 vật tương tác trong tự nhiên là khác nhau? Để giải quyết nghi vấn trên thì hôm nay chúng ta vào bài 16. Định Luật III Niu – tơn. Hoạt động 2 (5 phút) : tìm hiểu sự tương tác của 2 vật. Lưu bảng Hoạt động của HS Trợ giúp của GV 1. Nh ? ận xét: Bình sẽ tiến về phía Trong lớp chúng ta ‫٭‬ VD H16.1(a, b): trước. có bạn nào từng trượt patin không? Nếu có  các em hãy để ý xem FAB khi hai bạn va chạm An Bình  vào nhau thì vị trí của FBA hai bạn sẽ như thế nào? Quan sát H16.1 ‫٭‬ VD H16.2: hãy dự đoán hiện tượng gì sẽ xảy ra? Trang 4
5. GVGD: ThS – GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Hà Thị Đính ­ 1100288 hút Sắt NC An đẩy vào lưng Bình nghĩa là tay An tác tương tác dụng vào lưng Bình 1 lực, vậy Bình sẽ tiến A B về phía trước nhưng đồng thời An cũng bị lùi về phía sau chứng tỏ lưng Bình tác dụng lại tay An 1 lực. Ta có nhận xét, An tác dụng vào Bình một lực thì Bình cũng tác dụng trở lại An một lực. ? Nam châm dịch chuyển Chúng ta đã biết lại gần thanh sắt. nam châm hút sắt. Quan sát H.16.2, hãy dự đoán hiện tượng xảy ra như thế nào? ? Sắt cũng hút nam châm. Nam châm dịch chuyển lại gần thanh sắt chứng tỏ điều gì? ? Nếu vật A tác dụng lên Từ 2 ví dụ trên có vật B 1 lực thì vật B cũng nhận xét gì về lực tác tác dụng lên vật A 1 lực. dụng của các vật? Hoạt động 3 (15 phút) : xây dựng định luật III Niu – tơn. Lưu bảng Hoạt động của HS Trợ giúp của GV ? ịnh luật III Niu – tơn: 2. Đ H.16.3: Dùng hai lực kế Để biết mối quan a. Thí nghiệm: H16.3 (a, b) móc vào nhau. hệ về giá, chiều, độ lớn của các lực trong   FAB FBA tương tác thì em nào có ‫٭‬ NX: thể đưa ra phương án FAB FBA tiến hành TN kiểm tra mối quan hệ trên? ‫٭‬ Hệ quả: FAB FBA Trang 5
6. GVGD: ThS – GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Hà Thị Đính ­ 1100288 Ta coi 2 lực kế A ‫٭‬ TNKT: và B như 2 vật tương tác thì ta có 2 phương án TN H16.3a và H16.3b. b. Định luật: TN H16.3a: tương tác giữa 2 lực kế đứng yên. Khi ta dùng tay kéo 2 lực kế về 2 phía  thì số chỉ trên 2 lực kế FAB bằng nhau đồng thời ở A B  điểm tiếp xúc xuất FBA hiện và .   Trong lực kế có lò xo FAB FBA nên 2 lực đóng vai trò là lực đàn hồi. ? Hai lực có cùng giá, Qua quan sát TN cùng độ lớn nhưng ngược các em có nhận xét gì chiều. về giá, chiều, độ lớn của hai lực và ? Trong tương tác giữa 2 lực kế đứng yên thì xuất hiện 2 lực có cùng giá, cùng độ lớn nhưng ngược chiều. Vậy với trường hợp 2 lực kế chuyển động thì như thế nào? Ta tiến hành TN H16.3b: tương tác giữa 2 lực kế chuyển động. Cho hai lực kế móc vào nhau và ở lực kế dưới treo thêm một quả nặng, đầu lực kế trên treo thêm ba quả nặng vắt qua ròng rọc. Thả cho chúng chuyển động rơi tự do thì ớ Trang 6
7. GVGD: ThS – GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Hà Thị Đính ­ 1100288 điểm tiếp xúc xuất hiện và . ? Quan sát TN hãy và có cùng giá, đưa ra nhận xét về giá, cùng độ lớn và ngược chiều chiều, độ lớn của 2 nhau. lực? Trong tương tác giữa hai lực kế chuyển động thì cũng xuất hiện hai lực có cùng giá, cùng độ lớn nhưng ngược chiều. ? Từ 2 thí nghiệm Trong tương tác giữa hai trên hãy đưa ra một vật xuất hiện hai lực cùng nhận xét tổng quát về giá, cùng độ lớn nhưng giá, chiều và độ lớn ngược chiều nhau. của hai lực trong tương tác? Ta gọi hai lực cùng giá, cùng độ lớn nhưng ngược chiều là hai lực trực đối. ? Khi vật A tác dụng lên Hãy phát biểu vật B một lực thì vật B cũng định luật III Niu – tơn. tác dụng trở lại vật A một lực. Hai lực này là hai lực trực đối. ? Hệ quả: Hãy rút ra hệ quả Thí nghiệm kiểm tra: để có thể kiểm tra bằng TN? ? Trình bày TN kiểm tra? Trang 7
8. GVGD: ThS – GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Hà Thị Đính ­ 1100288 Hoạt động 4 (7 phút): tìm hiểu về lực và phản lực. Lưu bảng Hoạt động của HS Trợ giúp của GV ? ực và phản lực: 3. L Là 2 lực có cùng giá, Hãy cho biết đặc ‫٭‬ Cặp lực trực đối không cùng độ lớn nhưng ngược điểm của 2 lực trực cân bằng. chiều nhau. đối. ‫٭‬ Cùng loại. ‫٭‬ Xuất hiện và mất đi đồng 2 lực trực đối cân bằng ? ời. th nhau là 2 lực có cùng giá, Nhắc lại thế nào cùng độ lớn nhưng ngược là 2 lực trực đối cân chiều nhau và cùng đặt vào bằng nhau? 1 vật. Không! Vì chúng đặt ? vào 2 vật khác nhau. 2 lực trong thí nghiệm vừa rồi có cân bằng không? 2 lực trong thí nghiệm vừa rồi là 2 lực trực đối không cân bằng nhau. 1 lực được gọi là lực tác dụng và lực kia được gọi là phản lực. Bây giờ chúng ta cùng đi tìm hiểu đặc điểm của lực và phản lực. Ta có cảm giác tay bị đau. ? Giả sử ta dùng tay đấm vào tường, thấy Ta có cảm giác tay bị thế nào? đau hơn. ? Nếu đấm càng mạnh thì thấy thế nào? Đấm vào tường tức là tác dụng vào tường 1 lực, ? theo định luật III Niu – tơn Hãy lý giải tường tác dụng ngược trở nguyên nhân tại sao? lại tay ta 1 lực làm tay ta đau. Trang 8
9. GVGD: ThS – GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Hà Thị Đính ­ 1100288 Đó là lực và phản lực. Không! ? Khi thôi không đấm thì tường có tác dụng vào tay ta không? Điều này chứng tỏ lực và phản lực xuất hiện và mất đi đồng thời. Dùng tay chà trên mặt bàn thì tay ta nóng lên vì khi đó ta tác dụng vào bàn 1 lực ma sát thì mặt bàn sẽ tác dụng ngược lại tay ta 1 lực ma sát tương tự. Vậy lực và phản lực có tính cùng loại với nhau. Lực và phản lực là hai ? lực trực đối, cùng loại, xuất Hãy nêu đặc điểm hiện và mất đi đồng thời. của lực và phản lực. Hoạt động 5 (13 phút): vận dụng và củng cố. Lưu bảng Hoạt động của HS Trợ giúp của GV 4. Bài tập vận dụng: Ta đã tìm hiểu về định luật III Niu – tơn và đặc điểm lực và phản lực. Vậy bây giờ ta sẽ đi vào phần 4 của bài để giải một số bài tập cơ bản. ? Bóng tác dụng vào Bài 1: khi bóng  ‫٭‬ BT 1:  tường 1 lực F , theo định đập vào tường, ta suy F luật III Niu – tơn tường tác ra được điều gì? Tại Bóng Tường dụng ngược trở lại bóng sao tường vẫn đứng  F' Trang 9
10. GVGD: ThS – GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Hà Thị Đính ­ 1100288  phản lực F' . m khá nhỏ, a yên còn bóng thì bị bật lớn làm bóng bật ngược trở trở lại? Có trái với định lại. m’ rất lớn, a’ rất nhỏ luật III Niu – tơn   F  ­ F'  nên ta thấy tường đứng yên. không? ma m' a'   m' m a' a Vậy hiện tượng này phù hợp với định  ' luật III Niu – tơn. F và F xuất hiện ở ‫٭‬ BT 2:  hai đầu dây. ? TH 1: F → dây không đứt. Bài 2: Dương và TH 2: 2 F → dây đứt. Thành kéo 2 đầu dây như ở H.16.4a suy ra   được điều gì? 2 F và 2 F' xuất hiện ở ? hai đầu dây. Lực căng dây Dương và Thành lớn gấp đôi so với trường cùng kéo 1 đầu dây như hợp trước nên dây bị đứt. ở H16.4b, suy ra được điều gì? Tại sao dây bị đứt? Trái đất tác dụng lên  ? vật trọng lực P , vật ép lên Bài 3: 1 vật A đặt ‫٭‬ BT 3:  bàn áp lực P ' . Do đó bàn tác trên mặt bàn nằm   N dụng lên vật phản lực N . ngang. Phân tích các lực Theo định luật III Niu – tác dụng vào vật, bàn.   tơn: N = ­ P ' . + Đâu là hai lực trực   đối cân bằng? P và N tác dụng lên + Đâu là hai lực trực cùng 1 vật A làm vật đứng đối không cân bằng? yên nên đó là 2 lực trực đối     cân bằng. Ta có N = ­ P . P, N : cặp lực cân bằng. '   P tác dụng lên bàn và P' , N : cặp lực trực đối  N tác dụng lên vật A nên không cân bằng. đây là 2 lực trực đối không cân bằng.   P = P ' . Ở trạng thái cân bằng vật ép lên mặt đất 1 lực có độ lớn bằng trọng lượng của vật. Thực hiện yêu cầu của Trang 10
11. GVGD: ThS – GVC Trần Quốc Tuấn SVTH: Hà Thị Đính ­ 1100288 GV. Yêu cầu HS trả lời các câu hỏi trong SGK và làm trắc nghiệm Ghi chú. trong phiếu học tập. Dặn dò chuẩn bị cho bài sau. Trang 11