Bài giảng Vật lí Lớp 10 (Sách Chân trời sáng tạo) - Bài 12: Chuyển động của vật trong chất lưu - Năm học 2022-2023

Nội dung text: Bài giảng Vật lí Lớp 10 (Sách Chân trời sáng tạo) - Bài 12: Chuyển động của vật trong chất lưu - Năm học 2022-2023

1. Bài 12: Chuyển động của vật trong chất lưu
2. Khởi động Trong thực tế, mọi vật rơi luôn chịu lực cản của không khí. Với vật nặng kích thước - nhỏ, lực cản này có độ lớn không đáng kể và có thể bỏ qua. Nhưng với các vật kích thước lớn, lực cản của không khí có độ lớn đáng kể. Khi này, chuyển động của vật rơi có những tính chất gì? Chuyển động của viên bi thép Chuyển động của dù lượn
3. Chuyển động rơi của vật Khi chuyển động trong không khí, trong nước hoặc trong chất lỏng nói chung (gọi chung là chất lưu), vật đều chịu tác dụng của lực cản. Xét một vật được thả rơi không vận tốc đầu trong Tốc độ rơi của vật được ghi nhận không khí khi có lực cản lớn hoặc trong một chất lỏng tại từng thời điểm và đồ thị tốc độ – như viên bi thép được thả rơi trong dầu. thời gian của vật có dạng như hình.
4. Thảo luận 1. Dựa vào đồ thị, phân tích tính chất chuyển động của vật trong những khoảng thời gian: từ 0 –t1, t1 - t2, và từ thời điểm t2 trở đi. 2. Quan sát hình, vẽ vectơ lực cản của dầu tác dụng lên viên bị và mô tả chuyển động của viên bi khi được thả không vận tốc đầu vào dầu.
5. Chuyển động rơi của vật Khi xuất hiện lực cản của chất ③ lưu, chuyển động rơi của vật không còn là chuyển động ② nhanh dần đều đơn giản mà được chia làm ba giai đoạn: ① Nhanh dần đều từ lúc bắt đầu rơi trong một thời gian ngắn. Nhanh dần không đều trong một khoảng thời gian tiếp theo. Lúc này lực cản bắt đầu có độ lớn đáng kể và tăng dần. Chuyển động đều với tốc độ giới hạn không đổi. Khi đó, tổng lực tác dụng lên vật rơi bị triệt tiêu.
6. Chuyển động rơi của vật Lưu ý: Sau khi vật chuyển động đều, nếu có thêm tác nhân làm tăng lực cản của chất lưu thì vật sẽ chuyển động chậm dần. Tốc độ rơi của vật giảm dần, lực cản cũng giảm đến khi tổng lực tác dụng lên vật lại bị triệt tiêu và vật trở lại trạng thái chuyển động ổn định chuyển động đều. VD: người nhảy dù bung dù Mọi chất lưu đều tác dụng lực cản vào vật chuyển động. Lực này tăng khi tốc độ của vật tăng và không đổi khi vật chuyển động đạt tốc độ giới hạn. Khi đó, các lực tác dụng vào vật cân bằng nhau và vật chuyển động thẳng đều.
7. Chuyển động rơi của vật Lực cản của chất lưu được biểu diễn bởi một lực đặt tại trọng tâm vật, cùng phương và ngược chiều chuyển động của vật trong chất lưu. Lực cản này phụ thuộc vào hình dạng vật. 퐹 푣Ԧ 퐹 푣Ԧ
8. Luyện tập Quan sát Hình, mô tả chuyển động của vận động viên nhảy dù từ khi bắt đầu nhảy khỏi máy bay đến khi chạm đất. Phân tích tác dụng lên dù trong từng giai đoạn chuyển động. . 70m
9. Vận dụng Tìm hiểu một số biện pháp thực tiễn giúp giảm lực cản của nước lên cơ thể khi chúng ta bơi.
10. Sự phụ thuộc của lực cản không khí vào hình dạng vật Thực hiện dự án nghiên cứu - Vấn đề thực tiễn: Tên lửa được thiết kế có hình dạng phù hợp sao cho Dù cần phải bung ra để có diện tích tiếp xúc lớn lực cản của không khí là nhỏ nhất, mặc dù hình dạng với không khí nhằm tăng lực cản của không khí này khó thiết kế và chế tạo hơn hình hộp hay hình trụ. để đảm bảo an toàn cho vận động viên nhảy dù. → Hãy thực hiện dự án khảo sát lực cản do không khí tác dụng lên các vật có hình dạng khác nhau.
11. Sự phụ thuộc của lực cản không khí vào hình dạng vật Thực hiện dự án nghiên cứu Mục Nghiên cứu ứng dụng sự tăng hay giảm đích lực cản không khí theo hình dạng vật. Lập kế Lập kế hoạch thực hiện dự án hoạch Báo cáo Công bố sản phẩm và báo cáo kết kết quả quả thực hiện dự án.
12. Luyện tập Quan sát Hình, kết hợp với kết quả nghiên cứu của dự án để chỉ ra khi vật có hình dạng nào thì lực cản không khí lên vật là lớn nhất và nhỏ nhất. 70m
13. Thảo luận Thực hiện thí nghiệm thả rơi hai tờ giấy giống nhau như Hình, trong đó một tờ được vo tròn và một tờ được để phẳng. So sánh chuyển động của hai tờ giấy này và dự đoán nguyên nhân dẫn đến sự khác nhau đó.
14. Vận dụng Hãy tìm hiểu và trình bày ứng dụng của sự tăng hay giảm sức cản không khí theo hình dạng vật trong đời sống. Gợi ý: Có thể tham khảo các hiện tượng trong Hình
15. Bài tập Hãy vẽ lực cản của không khí hoặc nước tác dụng lên các vật trong các trường hợp được mô tả trong Hình. 푣Ԧ 푣Ԧ 푣Ԧ a) Con chim ruồi đang b) Tàu ngầm đang di chuyển bay theo phương xiên c) Máy bay đang bay lên trên mặt nước theo theo phương ngang hướng lên trên phương thẳng đứng;