Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG VÀ DẠY GIẢI MỘT SỐ BÀI TẬP CÓ ĐẶC TRƯNG SÁNG TẠO

CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG VÀ DẠY GIẢI MỘT SỐ BÀI TẬP CÓ ĐẶC TRƯNG SÁNG TẠO

Tải bản đầy đủ - 0trang

d. Điều kiện cân bằng của một chất điểm



     

FF1 F2 F3 ...FN 0



a F   0

  m



Khi đó vật đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều.

Trạng thái đó của vật gọi là trạng thái cân bằng.

e. Mối quan hệ giữa trọng lượng và khối

lượng P = mg

Trọng lượng (độ lớn của trọng lực) của vật tỉ lệ thuận với khối lượng

của nó.

2.1.3. Định luật III Newton

a. Nội dung định luật

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.







FAB  FBA



b. Lực và phản lực



Trong hai lực F

và FB , ta gọi một lực là lực tác dụng, lực kia là phản

A



B



lực.



A



2.1.4. Lực hấp dẫn

a. Định luật vạn vật hấp dẫn

“Lực hấp dẫn giữa hai vật (coi như chất điểm) có độ lớn tỉ lệ thuận với

tích hai khối lượng của chúng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách

giữa chúng”.

Fhd



G



m1 m2



r2

Trong đó: m1, m2 là khối lượng của hai vật.



r là khoảng cách giữa chúng.

G là hằng số hấp dẫn, G = 6,67.10



-11



2



2



(Nm /kg ).



b. Biểu thức của gia tốc rơi tự do

Lực hấp dẫn do Trái Đất tác dụng lên một vật có khối lượng m ở độ cao h

M là khối lượng của Trái đất



mM

 R  h 2



Fh d  G



R là bán kính của Trái đất.

Vì lực này cũng là trọng lực của vật nên:

F hd  P



R





 mg



m



 G

M



 h 2



là gia tốc rơi tự do ở độ cao h của vật.



G

M



g 



 R  h 2

2.1.5. Chuyển động của vật bị ném

a. Quỹ đạo của vật bị ném

x  v0



c os  t (1 )



y  v0 sin  t 



1

2



2



gt (2)



Từ (1) và (2) suy ra :

gx



2



y   2v2cos2  (tan  )x

0

b. Tầm bay cao



là phương trình của quỹ đạo của vật.



Độ cao cực đại mà vật đạt tới gọi là tầm bay cao.

2



H



2



v0 sin 

2g



c. Tầm bay xa

Khoảng cách giữa điểm ném và điểm rơi (cùng trên mặt đất) gọi là tầm

bay xa.



2



v sin 2

L 0 g



2.1.6. Lực đàn hồi

a. Khái niệm về lực đàn hồi

“Lực đàn hồi là lực xuất hiện khi một vật bị biến dạng đàn hồi và có xu

hướng chống lại nguyên nhân gây ra biến dạng”.

b. Định luật húc

“Trong giới hạn đàn hồi, lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ thuận với độ biến

dạng của lò xo”.

Fdh   k l



k là hệ số đàn hồi.

l là độ biến dạng của lò xo.



2.1.7. Lực ma sát

a. Lực ma sát

nghỉ

Lực ma sát nghỉ chỉ xuất hiện khi có ngoại lực tác dụng lên vật. Ngoại

lực này có xu hướng làm cho vật chuyển động nhưng chưa đủ để thắng lực

ma sát nghỉ.



 luôn nằm trong mặt phẳng tiếp xúc giữa hai vật.

Giá của 

 Fms

n



Fmsn ngược chiều với ngoại lực.

Fmsn  N (thành phần ngoại lực song song với mặt tiếp xúc).

b. Lực ma sát trượt

- Lực ma sát trượt xuất hiện ở bề mặt tiếp xúc khi hai vật trượt trên bề mặt

của nhau.

- Lực ma sát trượt tác dụng lên một vật luôn cùng phương và ngược chiều

với vận tốc tương đối của vật ấy đối với vật kia.

Độ lớn của lực ma sát trượt:

Fmst  t N





t



là hệ số ma sát trượt. N

là độ lớn của áp lực.



c. Lực ma sát lăn

Lực ma sát lăn xuất hiện ở chỗ tiếp xúc giữa hai vật khi một vật lăn trên

một vật khác và có tác dụng cản trở sự lăn đó.

Fmsl  l N



( l nhỏ hơn t hàng chục lần).



2.1.8. Hệ quy chiếu có gia tốc và lực qn tính

a. Hệ quy chiếu có gia tốc

Hệ quy chiếu chuyển động có gia tốc so với hệ quy chiếu quán tính gọi

là hệ quy chiếu phi quán tính.

b. Lực quán tính



 so với hệ quy chiếu

Trong một hệ quy chiếu chuyển động có gia tốc a

quán tính, các hiện tượng cơ học xảy ra giống như là mỗi vật có khối lượng m





chịu thêm tác dụng của một lực bằng  m a . Lực này gọi là lực quán tính.





Fqt   m a

2.1.9. Lực hướng tâm và lực quán tính li tâm

a. Lực hướng tâm



Fht  m aht 



mv



2



(1) với



r



v



Fht



 2



2



m r



b. Lực quán tính li tâm





m

Fq  

ht

Độ lớn :



m2 v

Fq 



2



 m r



r



2.1.10. Phương pháp Động lực học



r



Phương pháp vận dụng các định luật Newton và kiến thức về các lực cơ

để giải bài tập gọi là phương pháp Động lực học.



2.1.11. Chuyển động của hệ vật

Đây là dạng bài tập gồm hai hay nhiều vật nối với nhau bằng một sợi

dây có chiều dài khơng đổi và có khối lượng không đáng kể.

2.2. Sơ đồ phát triển mạch kiến thức chương: “Động lực học chất điểm”

theo sách giáo khoa Vật Lí 10 (nâng cao).

Sơ đồ được thiết lập từ các xuất phát điểm sau đây:

- Nếu hạt nhân của “Bức tranh vật lý về thế giới” là các khái niệm về tương

tác cơ bản của tự nhiên và các định luật bảo tồn thì khi nghiên cứu đề tài:“

Động lực học chất điểm” học sinh được làm quen với một tương tác tổng quát

nhất của vũ trụ - tương tác hấp dẫn biểu hiện ở mọi hạt.

Ngồi ra họ còn được nghiên cứu về lực đàn hồi, lực ma sát. Như vậy, đề

tài “Động lực học chất điểm” là một bức tranh khá chi tiết về tương tác cơ học.

- Nếu xét từ cấu trúc của cơ học cổ điển thì tài liệu của đề tài này chiếm vị

trí hạt nhân của thuyết cơ học cổ điển và một cách ước lệ chúng có thể được

phân thành 4 nhóm: 1)Tài liệu kinh nghiệm được nghiên cứu trong quá trình

quan sát, thí nghiệm; 2) Cơng cụ tốn học được sử dụng để mơ tả định

lượng kết quả thí nghiệm và quan sát; 3) Tài liệu có đặc trưng phương pháp

luận bao gồm các khái niệm của mơ hình lý tưởng cho thấy vai trò của thực

nghiệm trong nghiên cứu các hiện tượng; 4)Các khái niệm và định luật

động lực học.

Các nhóm thành phần đó phù hợp với mơ hình cấu trúc cơ học Newton

(Cơ sở phương pháp dạy học vật lý.Tr308.Tạ Tri Phương dịch).

Cùng với việc phân tích về mục đích và nhiệm vụ của việc nghiên

cứu đề tài động lực học, thực chất cơ học Newton và khái niệm khối lượng,

lực như đã trình bày ở trên. Chúng tơi đã thiết lập được sơ đồ mạch kiến

thức chương “Động lực học chất điểm” sách giáo khoa Vật lí 10 (nâng cao)

dưới đây.



Sự tương tác của các vật (phân tích các sự kiện)



.T.Q. H



H.T.Q.T



Đặc trưng hai mặt c

Lực – nguyên nhân của gia tốc

Sự TT của hai vật (hệ cô lập)

Các lực cơ học (đàn hồi, hấp dẫn, ma sát)



Trạng thái đứng yên hoặc chuyển động

Lực -thẳng

đại lượng

đều vật lí



Kết luận



a1

 HS

a2



ĐL III

Newton



Mức Q.T

H.Q.C.Q.T



Lực và gia tốc



Khối lượng



Định luật I Newton

Mẫu K.L



Lực Q.T



Định luật II Newton Ứng dụng

Tính cộng được của K.L



Cộng lực

Phát biểu Định luật I nhờ khái niệm lực



Các kí hiệu:

Cái chung và trường hợp riêng

Cái có trước để dẫn tới cái có sau

Cái tồn thể và bộ phận, nội dung, thuộc tính

Quan hệ tương đồng

Giải thích sơ đồ:

Cấu trúc của sơ đồ có thể chia ra 4 tiểu sơ đồ: Định luật I Newton, lực,

khối lượng và định luật III Newton.

* Nhánh thứ nhất: Liên quan đến định luật I Newton và bao hàm tất cả yếu tố

để phát biểu định luật này: hiện tượng quán tính, điều kiện để vật đứng yên

hoặc chuyển động thẳng đều, khái niệm về lực qn tính. Theo các nhà Vật

lý có tên tuổi, đây mới là bản chất sâu xa nhất của định luật này. Khác với

sách giáo khoa vật lý bộ thứ nhất, sách giáo khoa vật lí 10 nâng cao có trình

bày khái niệm “Lực qn tính”. Theo quan điểm của tác giả Vũ Quang, khái

niệm này thuộc kiến thức “hàn lâm” vì chủ yếu nó phục vụ cho việc làm

chính xác thêm khái niệm “Trọng lực”, “Trọng lượng ”. Việc sử dụng nó để

giải quyết một số bài tốn cụ thể chỉ có được sau khi nghiên cứu “Định luật

II ”. Sơ đồ đã thực hiện rõ điều đó.

* Nhánh thứ hai: Liên quan đến khái niệm lực. Đầu tiên khái niệm được

nghiên cứu ở bình diện định tính, phân tích lực như là nguyên nhân của gia

tốc chuyển động, giới thiệu các loại tương tác, tiếp đó bằng các thí nghiệm

tiếp tục phát triển kĩ năng phân tích hiện tượng tương tác, biểu hiện của cái

riêng từ cái đơn giản đến cái chung, cái tổng quát: tương tác tổng quát –

tương tác cơ học – tương tác của hai vật trong chuyển động tịnh tiến và trong



chuyển động tròn - kết luận về tương tác giữa gia tốc của hai vật - lực là

nguyên nhân của gia tốc - lực là đại lượng vật lý. Tiếp đến bằng thí nghiệm

dẫn đến kết quả là cùng một lực truyền cho các vật khác nhau những gia tốc

khác nhau nhưng tích của các khối lượng này với các gia tốc mà lực đó tạo

nên là khơng thay đổi. Cũng cần khái quát kết quả thu được đó đối với lực

đàn hồi sang các dạng lực khác. Định luật II Newton nghiên cứu những vấn

đề liên quan đến việc định nghĩa các khái niệm lực, thực chất được chứa đựng

trong định luật II, đồng thời cũng là hệ quả được suy ra từ định luật II.

* Nhánh thứ ba: Đề cập đến một khái niệm quan trọng nhất của cơ học

– khái niệm khối lượng. Để hoàn thiện khái niệm này cần tuần tự nghiên cứu

các vấn đề: tương tác, tương quan của hai vật tương tác, mức quán tính, khối

lượng, tính cộng được của khối lượng và mẫu khối lượng, phương pháp đo

khối lượng bằng thực nghiệm.

* Nhánh thứ tư: Liên quan đến định luật III. Ở đây sẽ nghiên cứu những

vấn đề đặc trưng hai mặt của tương tác đưa đến định luật III với tính cách là

hệ quả của sự kiện thực nghiệm về sự không đổi của thương số, của gia tốc

của hai vật tương tác và định luật II, cũng như dựa trên sự hiểu biết của học

sinh về khái niệm lực.

2.3. Biên soạn một số bài tập có đặc trưng sáng tạo trong chương “Động lực

học chất điểm” vật lí lớp 10 (nâng cao).

2.3.1. Nguyên tắc biên soạn.

Khi biên soạn một số bài tập mang đặc trưng sáng tạo, chúng tôi xuất

phát từ những tình hình thực tế sau đây:

- Các bài tập trong sách giáo khoa về cơ bản là những bài tập nhằm mục

đích để học sinh ứng dụng các kiến thức về khái niệm, định luật, quy tắc,

… vào những trường hợp cụ thể, từ đơn giản đến phức tạp, gồm cả các bài



Khãa luËn tèt

nghiÖp



39



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG VÀ DẠY GIẢI MỘT SỐ BÀI TẬP CÓ ĐẶC TRƯNG SÁNG TẠO

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×