Bài giảng Vật lí Lớp 10 (Sách Kết nối tri thức) - Bài 15: Định luật 2 Newton - Năm học 2022-2023 - Trường THPT Phan Châu Trinh

Nội dung text: Bài giảng Vật lí Lớp 10 (Sách Kết nối tri thức) - Bài 15: Định luật 2 Newton - Năm học 2022-2023 - Trường THPT Phan Châu Trinh

1. SỞ GD – ĐT QUẢNG NAM TRƯỜNG THPT PHAN CHÂU TRINH TỔ VẬT LÍ
2. Bài 15: Định luật 2 Newton
3. Khởi động Đấy một xe chở hàng cho nó chuyển động và nhận xét xem gia tốc của xe tăng hay giảm, nếu: a) Giữ nguyên lực đẩy nhưng khối lượng xe tăng lên b) Giữ nguyên khối lượng nhưng lực đẩy tăng lên
4. Định luật 2 Newton Từ quan sát và thí nghiệm, Newton đã khái quát mối liên hệ giữa ba đại lượng: gia tốc, lực và khối Iượng trong một PT vectơ đơn giản gọi là ĐL 2 Newton: Gia tốc của một vật cùng hướng với lực tác dụng lên vật. Độ lớn của gia tốc tỉ lệ thuận với độ lớn của lực và tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật. 퐹Ԧ hay Ԧ Ԧ = 퐹 = Ԧ VD: Trong thực tế khối lượng m càng lớn thì cần lực F lớn hơn để đẩy đi
5. Định luật II Newton Trường hợp vật chịu tác dụng của nhiều lực thì 퐹Ԧ là hợp lực của các lực đó : 퐹Ԧ = 퐹1 + 퐹2+. . . +퐹푛 Ví dụ 퐹푛 퐹 퐹đ 푃
6. Em có biết Dựa vào biểu thức 퐹Ԧ = Ԧ, ta có mối liên hệ: 1 N = 1kg. 1m/s2 1 N là độ lớn của lực gây ra gia tốc 1m/s2 cho vật khối lượng 1kg, theo hướng của lực Đại lượng Kí hiệu Đơn vị Gia tốc a m/s2 Khối lượng m kg Lực F N
7. Khối lượng và quán tính Vật nào có khối lượng càng lớn thì càng khó thay đổi vận tốc, tức là càng có mức quán tính lớn hơn VD: xe lớn khó thay đổi vận tốc Khối lượng là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật. →Cho phép ta so sánh được khối lượng của những vật làm bằng các chất khác nhau. → VD: Một xe chở cát và xe chở gạo có khối lượng bằng nhau nếu dưới tác dụng của hợp lực như nhau, chúng có gia tốc như nhau
8. Câu hỏi Nêu một số ví dụ cho thấy khối lượng của vật càng lớn thì mức quán tính của vật càng lớn. Điều này có ý nghĩa gì trong thực tiễn Xe có khối lượng càng lớn thì càng khó làm thay đổi chuyển động do có quán tính lớn
9. Câu hỏi 2. Cho đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa các lực tác dụng lên một vật và gia tốc gây ra tương ứng. Khối lượng của vật là: F(N) A.1,0 kg. B. 2,0 kg. 1,5 1,0 C. 0,5 kg. 0,5 D.1,5 kg. 0 1 2 3 4 5 a(m/s2)
10. Thí nghiệm minh họa định luật 2 Newton 1. Dụng cụ: - Xe trượt có M = 200 g được buộc vào một sợi dây vắt qua rãnh của ròng rọc (dây không dãn và khối lượng không đáng kể). - 10 quả nặng giống nhau, có cùng khối lượng m = 50 g. - Một máng trượt đệm khí (nhằm giảm ma sát). (1)Tấm chắn sáng (4) Cổng quang điện 2 (7) Đồng hồ đo thời gian hiện số (2) Máng trượt đệm khí (5) Ròng rọc (8) Cân điện tử (3) Cổng quang điện (6) Các quả năng (9) Bơm khí.
11. Thí nghiệm minh họa định luật 2 Newton 1. Dụng cụ: - Bộ đếm thời gian gồm: một đồng hồ điện tử, hai cổng quang (đặt cách nhau 0,5m) và tấm chắn sáng dài 10 cm . - Vật ở thí nghiệm này phải được hiểu là hệ vật gồm Xe trượt và các quả nặng. Như vậy khối lượng của vật có thể là (M + m), (M + 2m), còn lực kéo F là trọng lượng của các quả nặng, cụ thể là F1 = mg, F2 = 2mg (1)Tấm chắn sáng (4) Cổng quang điện 2 (7) Đồng hồ đo thời gian hiện số (2)máng trượt đệm khí (5) Ròng rọc (8) Cân điện tử (3) Cổng quang điện (6) Các quả năng (9) Bơm khí.
12. Thí nghiệm minh họa định luật 2 Newton 2. Tiến hành 1. Lực kéo F có độ lớn tăng dần 1N, 2 N và 3 N (bằng cách móc thêm các quả nặng vào đầu dây vật qua ròng rọc). 2. Ghi vào Bảng 15.1 độ lớn lực kéo F và tổng khối lượng của hệ (gồm Xe trượt và các quả nặng đặt vào xe). 3. Đo thời gian chuyển động toa xe; đồng hồ bắt đầu đếm từ lúc tấm chắn sáng đi qua cổng QĐ1 và kết thúc đếm khi tấm chán vượt qua cổng QĐ2
13. Thí nghiệm minh họa định luật 2 Newton 2. Tiến hành 1 4. Gia tốc a được tính từ công thức: 푠 = 푡2 + 푣 푡 2 0 (đặt xe trượt có gắn tấm chắn sáng sao cho tấm chắn này sát với cổng QĐ1 để v0 = 0; s = 0,5 m là khoảng cách giữa hai cổng QĐ). Đo thời gian tổng với mỗi lần thí nghiệm, ta tính được: 2 2.0,5 1 a = = = (m/s2). 푡2 푡2 푡2 Ghi giá trị của a vào Bảng 15.1. Lực kéo F (N) 1 1 1 2 3 Khối lượng (M + m) (kg) 0,3 0,4 0,5 0,5 0,5 Thời gian t (s) 0,55 0,64 0,71 0,5 0,42 Gia tốc a = 2 (m/s2) 3,31 2,44 1,99 4,03 5,67 푡2
14. Thí nghiệm minh họa định luật 2 Newton 3. Thảo luận a) Dựa vào bảng số liệu vẽ đồ thị chỉ sự phụ thuộc của gia tốc a: - Vào F (với m + M = 0,5 kg). Đồ thị có phải là đường thẳng không? Tại sao? - Vào 1 ( với F = 1N). Đồ thị có phải là đường thẳng không? Tại sao? m + M b) Kết luận về sự phụ thuộc của a vào F và m.
15. Lưu ý Khi thực hiện đo gia tốc theo phương án thí nghiệm trên cần lưu ý: ❖ Để đồng hồ bắt đầu đếm thời gian khi xe có vận tốc ban đầu bằng 0, cần đặt tấm chắn sáng sát cổng quang điện 1. 푣2−푣2 ❖ Có thể xác định gia tốc theo công thức a = 2 1 , trong đó v , v 2. 1 2 lần lượt là vận tốc tức thời của hai cổng quang điện; v1, v2 được đo bằng cách thay tấm chắn sáng có chiều dài l = 1cm và đặt đồng hồ đo thời gian ở chế độ đo thời gian chắn cổng quang điện.
16. Câu hỏi 2. Một quả bóng khối lượng 0,50 kg đang nằm yên trên mặt đất. Một cầu thủ đá bóng với một lực 250 N. Thời gian chân tác dụng vào bóng là 0,020 s. Quả bóng bay đi với tốc độ: A. 0,01 m/s. B. 0,10 m/s. C. 2,50 m/s. D. 10,00 m/s.
17. Câu hỏi Tại sao máy bay khối lượng càng lớn thì đường băng phải càng dài?