Giáo án Vật Lí Lớp 10 - Bài 16 đến Bài 19

tập : 1, 2, 3 {{{{{{{{{{ {{{{{{{{{{ Bài 19 LỰC MA SÁT I. MỤC TIÊU - Hiểu được đặc điểm của lực ma sát nghỉ và ma sát trượt. - Biết vận dụng kiến thức để giải các hiện tượng thực tế có liên quan tới ma sát và giải bài tập. II. CHUẨN BỊ - Lực kế ; tấm ván ; Khúc gỗ. III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1) Kiểm tra bài cũ : Câu 1 : Thế nào là lực đàn hồi ? Câu 2 : Nêu các đặc điểm của lực đàn hồi ? Câu 3 : Nêu các đặc điểm của lực căng dây ? 2) Giới thiệu bài mới : Phần làm việc của giáo viên Phần ghi chép của học sinh I. LỰC MA SÁT NGHỈ 1) Điều kiện xuất hiện GV tiến hành thí nghiệm 1 theo mô hình như hình vẽ sau, qua mô hình trên các em thấy khúc gổ vẫn chịu tác dụng của lực kéo do trọng lượng củaquả cân m , nhưng khúc gỗ vẫn đứng yên GV : Một em HS có thể nhắc lại định luật I Newton HS : “ Định luật I Newton” GV : Khúc gỗ chịu lực tác dụng, nhưng vẫn đứng yên, như vậy có đúng định luật I Newton không ? HS : Theo định luật I Newton , nếu khúc gổ chịu một lực tác dụng nhưng vẫn đứng yên thì chắc chắn phải có một lực nào đó tác dụng lên miếng gổ cân bằng với lực kéo. GV : Thế vật nào đã tác dụng lên khúc gổ một lực đó ? HS : Chính mặt bàn đã tác dụng lên khúc gổ. GV : Đúng rồi ! Khi ta tác dụng lên khúc gổ một lực kéo làm khúc gổ có xu hướng chuyển động, nhưng khúc gổ vẫn đứng yên , bởi vì mặt bàn tác dụng lên khúc gổ một lực cân bằng với lực kéo nhằm làm cản trở xu hướntg chuyển động của khúc gổ nên khúc gổ vẫn đứng yên , lực ấy gọi là lực ma sát nghỉ Þ Lực ma sát nghỉ 2) Phương và chiều GV : Khúc gổ chịu hai lực kéo và Lực ma sát nghỉ, nhưng khúc gổ vẫn đứng yên . Vậy lực kéo và lực ma sát nghỉ tác dụng lên khúc gổ như thế nào ? HS : Lực kéo và lực ma sát nghỉ tác dụng lên khúc gổ cân bằng nhau. GV : Vậy lực ma sát nghỉ luôn luôn cân bằng với ngọai lực đặt vào vật, hướng song song với mặt tiếp xúc . Vậy các em cho biết phương và chiều của lực ma sát nghĩ ? HS : Lực ma sát nghỉ tác dụng lên một vật có phương nằm trong mặt phẳng tiếp xúc giữa hai vật và có chiều ngược chiều với thành phần ngoại lực song song với mặt tiếp xúc 3) Độ lớn GV treo thêm một quả cân lên, nhưng vật vẫn đứng yên . GV : Nếu ta tăng lực kéo lên thì lực ma sát nghĩ như thế nào ? HS : Vì độ lớn lực ma sát nghỉ bằng lực kéo nên lực ma sát nghỉ tăng lên GV tiến hành treo thêm một quả cầu nữa, một quả cầu nữa cho đến khi khúc gổ bắt đầu chuyển động. GV : Khi khúc gổ bắt đầu chuyển động, lúc này lực ma sát nghỉ còn nữa không các em ? HS : Lực ma sát nghỉ biến thành lực ma sát trượt . GV : Lực ma sát nghỉ còn tăng nữa không các em ? HS : Lực ma sát nghỉ không tăng nữa. GV : Vậy lực ma sát nghỉ cực đại được tính bởi công thứ như sau : Fmsnmax = m.N II. LỰC MA SÁT TRƯỢT 1) Điều kiện xuất hiện : GV tiến hành thí nghiệm : Dùng tay đẩy một khúc gỗ cho nó trượt trên mặt bàn , khúc gỗ trượt một đoạn rồi dừng lại . Các em có nhận xét gì tính chất chuyển động của khúc gỗ ? HS : Khúc gỗ chuyển động chậm dần đều rồi dừng lại ! GV : Khúc gỗ chuyển động chậm dần nghĩa là khúc gỗ thu gia tốc, khi đó đại lượng nào truyền gia tốc cho khúc gổ ? HS : Lực đã truyền gia tốc cho vật GV : Khi khúc gổ đang trượt , tay ta không còn chạm vào khúc gổ, vậy vật gì đã tác dụng lực lên khúc gổ làm cho nó dừng lại ? HS : Mặt bàn tác dụng lực lên khúc gổ. GV : Đúng rồi ! Khúc gổ đang trượt trên mặt bàn , thì xuất hiện một lực làm cản trở chuyển động trượt của khúc gổ , lực ấy gọi là lực ma sát trượt ! Þ Lực ma sát trượt GV : Để đo lực ma sát trượt, người ta dùng lực kế kéo vật sao cho nó chuyển động thẳng đều, khi đó số chỉ trên lực kế bằng lực ma sát trượt . ( GV tiến hành đo lực ma sát trượt bằng lực kế ) 2) Phương và chiều GV : Qua thí nghiệm trên, các em cho biết lực ma sát trượt luôn xuất hiện ở đầu ? HS : Lực ma sát trượt luôn luôn xuất hiện ở mặt tiếp xúc. GV : Thế lực ma sát trượt có hướng như thế nào ? HS : Lực ma sát trượt luôn ngược với hướng chuyển động của vật . GV tiến hành thí nghiệm dùng lực kế kéo một vật để đo lực ma sát trượt như hình vẽ bên : GV : Qua thí nghiệm mà các em vừa quan sát, hãy cho biết lực ma sát trượt có phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc giữa hai vật hay không ? HS : Lực ma sát trượt không phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc giữa hai vật. GV tiến hành thí nghiệm dùng lực kế kéo một vật để đo lực ma sát trượt như hình vẽ bên : 3) Độ lớn GV : Qua thí nghiệm mà các em vừa quan sát, hãy cho biết lực ma sát trượt có phụ thuộc vào áp lực tác dụng lên bề mặt tiếp xúc hay không ? HS : Lực ma sát trượt có phụ thuộc vào áp lực tác dụng lên bề mặt tiếp xúc. GV : Và khi đó người ta chứng minh được : Fmst = m.N N : Áp lực vật tác dụng lên diện tích mặt tiếp xúc hay phản lực của mặt sàn lên vật (N) m : Hệ số ma sát trượt III. LỰC MA SÁT LĂN Để vào nội dung lực ma sát lăn, GV lấy một quả cầu lăn nhẹ trên mặt bàn, quả cầu lăn một đoạn rồi dừng lại . GV : Các em nhận xét gì về tính chất chuyển động của quả cầu ? HS : Quả cầu chuyển động chậm dần rồi dừng lại . GV : Quả cầu chuyển động đều nghĩa là quả cầu thu gia tốc, đại lượng nào truyền gia tốc cho vật ? HS : Lực truyền gia tốc cho vật. GV : Khi quả cầu đang lăn , tay ta không còn chạm vào quả cầu nữa, vậy vật gì đã tác dụng lên quả cầu ? HS : Mặt bàn tác dụng lên quả cầu ! GV : Đúng rồi ! Khi quả cầu đang lăn trên mặt bàn thì xuất hiện một lực làm cản trở chuyển động lăn của quả cầu, lực đó gọi là lực ma sát lăn Þ Điều kiện xuất hiện lực ma sát lăn. b) Đặc điểm : GV : Từ khái niệm lực , các em cho biết chiều của lực ? HS : Chiều của lực luôn luôn cùng chiều với gia tốc GV : Khi vật chuyển động chậm dần đều thì gia tốc có chiều ngược với chiều chuyển động của vật nên nên lực ngược lại với chiều chuyển động của vật. GV : Từ hình vẽ các em cho biết điểm đặt của của lực ? HS : Lực có điểm đặt ở chổ tiếp xúc giữa vật lăn trên vật khác. Giả sử ta có hai vật đang chuyển động như hình vẽ sau : GV : Khi ta tác dụng làm các vật chuyển động , vật nào chuyển động được một đoạn đường dài hơn ? HS : Quả cầu sẽ chuyển động xa hơn ! GV : Loại lực ma sát tác dụng lên vật I và II có như nhau không ? HS : Lực ma sát tác dụng lên vật I là lực ma sát trượt, còn lực ma sát tác dụng lên vật II là lực ma sát lăn. GV : Lực ma sát nào lớn hơn ? HS : Lực ma sát trượt lớn hơn. GV : Như các em đã biết fmst = m. N, lực ma sát lăn cũng vậy, fmsl = m.N , lực ma sát lăn cũng tỉ lệ với N. Vì cả hai vật có khối lượng như nhau , nên áp lực hai vật trên tác dụng lên mặt sàn như nhau . Vậy lực ma sát trượt lớn hơn là do hệ số lực ma sát trượt lớn hơn hệ số lực ma sát lăn nhiều lần ! IV VAI TRÒ CỦA MA SÁT TRONG ĐỜI SỐNG a) Ma sát trượt : Lợi : VD: Máy mày, gia công làm bóng, nhẳn bề mặt kim lọai, làm vật dừng lại Hại : Ổ trục quay máy móc lâu ngày bị bàu mòn, muốn làm giảm sự bàu mòn ngượi ta lắp bạc đạn. b) Ma sát lăn Lợi : Lăn một vật dễ dàng hơn khi ta đẩy một vật, bánh xe chuyển động được Hại : Làm bàu mòn các vật trong quá trình chuyển động lăn. Ma sát nghỉ : Lợi : Cố định tất cả các vật trên mặt đất ; giúp mọi người cầm nắm được các vật ; Giúp con người đi lại trên mặt đất. I. LỰC MA SÁT NGHỈ : 1) Điều kiện xuất hiện : Lực ma sát nghỉ xuất hiện khi có ngoại lực tác dụng nhưng chưa đủ mạnh để làm vật dịch chuyển. 2) Phương và chiều Lực ma sát nghỉ tác dụng lên một vật có phương nằm trong mặt phẳng tiếp xúc giữa hai vật và có chiều ngược chiều với thành phần ngoại lực song song với mặt tiếp xúc. 3) Độ lớn : Độ lớn của Fmsn thay đổi theo ngoại lực và có một giá trị cực đại FM = mn.N II. LỰC MA SÁT TRƯỢT 1) Điều kiện xuất hiện : Lực ma sát trượt xuất hiện khi có hai vật tiếp xúc nhau trượt trên bề mặt của nhau. 2) Phương và chiều Lực ma sát trược tác dụng lên một vật luôn cùng phương và ngược chiều với vận tốc tương đối của vật ấy. 3) Độ lớn : Độ lớn của Fmst tỉ lệ với áp lực N tác dụng lên mặt tiếp xúc Fmst = mt.N III. LỰC MA SÁT LĂN - Lực ma sát lăn xuất hiện khi một vật lăn trên một vật khác. - Lực ma sát lăn tỉ lệ với áp lực N tác dụng lên mặt btiếp xúc nhưng hệ số ma sát lăn nhỏ hơn hệ số ma sát trượt hàng chục lần. IV VAI TRÒ CỦA MA SÁT TRONG ĐỜI SỐNG Ä Học sinh xem SGK trang 78 – 79 3) Cũng cố 1/Lực ma sát nghỉ xuất hiện trong điều kiện nào và có những đặc điểm gì ? Viết công thức tính lực ma sát nghỉ cực đại ? 2/ Lực ma sát trược xuất hiện trong điều kiện nào và có những đặc điểm gì ? Viết công thức tính lực ma sát trượt ? 4) Dặn dò - Trả lời câu hỏi 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 - Làm các bài tập 1, 2, 3. {{{{{{{{{{ {{{{{{{{{{