Ngày soạn: 8/12/2013 Tiết PPCT: 32 CHUYỂN ĐỘNG CỦA HỆ VẬT I MỤC TIÊU Kiến thức: - Hiểu khái niệm hệ vật , nội lực ngoại lực - Biết cách phân tich toán chuyển động hệ vật Kỹ năng: - Biết vận dụng định luật niutơn để khảo sát chuyển động hệ vật gồm hai vạt nối với sợi dây Qua thí nghiệm kiểm chứng hs thấy rỏ tính đắn định luật II niutơn Kỹ tổng hợp phân tích lực iutơn II CHUẨN BỊ Δl τ2 - Học sinh cần xem lại phép phân tích lực III TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1) Kiểm tra cũ : 2) Giới thiệu : - Học sinh cần xem lại công thức : a = HOẠT ĐỘNG CỦA GV & HS I KHÁI NIỆM VỀ HỆ VẬT 1) Thí dụ : GV vẽ hình lên bảng hướng dẫn Hs vẽ lực tác dụng lên vật , lực căng dây T T2 GV : Để giải toán hệ vật trước hết bắt đầu chọn chiều dương móc thời gian Mục tiêu toàn viết biểu thức tính gia tốc, muốn áp dụng định luật II Newton : Fhl = ma cho vật hệ GV : Đối với vật thứ nhất, em cho biết có lực tác dụng ? HS : Thưa thầy có lực : Fk, T1, P1, N1 fms1 GV : Như em biết cặp lực P N1cân nên không ảnh hưởng trực tiếp đến chuyển động vật 1, tương tự vật Dưa vào định luật II Newton em lên áp dụng cho vật ? HS : F – T – fms1 = m1a1 (1) T’ – fms2 = m2a2 (2) GV : em cho biết cách tính fms1 fms2 ? HS : fms1 = µm1g fms2 = µm2g GV : Vì sợi dây không giản nên : a1 = a2 = a ; T = T’ Khi ta có hệ phương trình : F – T – fms1 = m1a (1) T’ – fms2 = m2a (2) GV : Muốn tìm gia tốc a ta lấy phương trình (1) + (2) để tìm a NỘI DUNG CƠ BẢN I KHÁI NIỆM VỀ HỆ VẬT 1) Thí dụ : Hai vật, khối lượng m1 m2 nối với sợi dây đặt mặt bàn nằm ngang Hệ số ma sát trượt mặt bàn vật µ  Khi lực kéo F đặt vào vật m1 theo phương song song với mặt bàn, hai vật chuyển động  theo chiều lực F Tính gia tốc vật lực căng dây nối Bỏ qua khối lượng độ biến dạng dây Bài giải Chọn : + Trục tọa độ Ox hình vẽ + MTG : Lúc hệ vật bắt đầu chuyển động (t0 = 0) Áp dụng định luật II Newton : Fhl = ma F – T – fms1 = m1a1 (1) T’ – fms2 = m2a2 (2) Trong : fms1 = µm1g fms2 = µm2g Vì sợi dây không giản nên : a1 = a2 = a ; T = T’ Khi ta có hệ phương trình : F – T – fms1 = m1a (1) T’ – fms2 = m2a (2) Lấy (1) + (2) ta : F – T – fms1 + T’ – fms2 = (m1 + m2).a GV : Gọi HS lên bảng để tìm gia tốc a F a= − µ g (*) m1 + m GV : Để tính lực căng dây T em thực ? HS : Chúng ta biểu thức tính gia tốc vào phương trình (2) GV gọi HS lên tìm biểu thức tính lực căng dây T m2F HS : … ⇒ T’ = m1 + m 2) Hệ vật : GV : Một hệ thống hình vẽ toán gọi hệ vật, hệ vật ? HS : Hệ vật tập hợp gồm có nhiều vật GV : Các vật hệ có mối liên hệ với ? HS : Chúng có mối liên hệ chặt chẻ GV : Hệ vật tập hợp hai hay nhiều vật mà chúng có tương tác 3) Nội lực : GV : Các cặp lực T1 T2 gọi nội lực Những lực gọi nội lực ? HS : Lực tương tác vật tác dụng lên vật hệ gọi ngoại lực GV : Nội lực có ảnh hưởng đến gia tốc hệ không ? HS : Nội lực không ảnh hưởng đến gia tốc hệ vật ( GV kể câu chuyện anh chàng kỵ sĩ cưỡi ngựa bị lún vào bùn, nắm dây cương để nhấc ngựa khỏi bùn không ? ) 4) Ngoại lực : GV : Các em ngoại lực ? HS : Ngọai lực gồm : P, F, fms … Gv : Những lực gọi ngoại lực ? HS : Lực vật hệ tác dụng lên vật hệ gọi ngoại lực 5) Định luật II Newton : GV : Một em đọc viết định luật II Newton ? GV : Gọi HS lên viết định luật II Newton GV : Định luật áp dụng cho vật , vậy, định luật áp dụng cho nhiều vật GV :Trong trường hợp vật hệ chuyển động với gia tốc, :  F  ∑ a heä = ∑m * Trong :  + ∑ F : hợp lực ngoại lực + ∑ m : Là tổng hợp khối lượng vật F − fms1 − fms2 F − (fms1 + fms2 ) = m1 + m m1 + m F a= − µ g (*) m1 + m * Lực căng dây : (2) ⇒ T’ – fms2 = m2a ⇒ T’ = m2a + fms2 = m2a + µm2g = m2(a + µg) F = m2 ( - µg + µg ) m1 + m m2F ⇒ T’ = m1 + m 2) Hệ vật : Hệ vật tập hợp hai hay nhiều vật mà chúng có tương tác 3) Nội lực : Lực tương tác vật tác dụng lên vật hệ gọi ngoại lực 4) Ngoại lực : Lực vật hệ tác dụng lên vật hệ gọi ngoại lực 5) Lưu ý : Trong trường hợp vật hệ chuyển động với gia tốc, :  F  ∑ a heä = ∑m * Trong :  + ∑ F : hợp lực ngoại lực a= + ∑ m : Là tổng hợp khối lượng vật hệ hệ GV : Trình bày cho HS việc cộng vectơ lực II CHUYỂN ĐỘNG CỦA MỘT VẬT II CHUYỂN ĐỘNG CỦA MỘT VẬT TRÊN TRÊN MẶT PHẲNG NGHIÊNG MẶT PHẲNG NGHIÊNG GV : Hôm tìm hiểu tính chất chuyển động vật mặt phẳng nghiêng GV thực thí nghiệm sau : Để vật mặt phẳng nằm ngang sau cho mặt phẳng bắt đầu nghiên với góc α tăng dần, ban đầu vật chưa trượt vật bắt đầu trượt GV : Ta giả sử ban đầu vật đỉnh mặt phẳng nghiêng , vật trượt xuống ta tính gia tốc vật Chúng ta lại khảo sát lực tác dụng lên vật, có lực tác dụng lên vật ? HS : Trọng lực Trái Đất tác dụng lên vật, lực ma sát tác dụng lên vật phản lực mặt phẳng nghiêng GV : Em biểu diễn lực lên hình vẽ ( Gọi HS lên biểu diễn lực hình vẽ ) GV : Các em cho biết vật bị trượt xuống ? HS : Do trọng lực Trái Đất tác dụng lên vật ! GV : Thế mặt phẳng nằm ngang hay có độ nghiêng bé vật có trượt không ? HS : Vật không bị trượt GV : Lúc Trái Đất có tác dụng trọng lực lên vật không ? HS : Trái Đất tác dụng trọng lực lên vật GV : Như mặt phẳng bắt đầu nghiêng, trọng lực P phân tích thành hai lực P X Py Thầy phân tích hình vẽ GV : Ta nhận thấy Px có tác dụng kéo vật trượt xuống, Py có tác dụng ép vật lên mặt phẳng nghiêng không cho vật bay khỏi mặt phẳng nghiêng Các em cho biết công thức liên hệ Px Py P ? HS : Px = mgsinα Py = mgcosα Gv : Còn lực ma sát tính ? HS : fms = µPy GV tiến hành nghiêng mặt phẳng nghiêng với góc α nhỏ để vật không trượt xuống GV : Các em nhận thấy vật có trượt xuống mặt phẳng nghiêng không ? HS : Vật không trượt xuống ! GV : Theo em có thành phần Px mà vật đứng yên ? HS : Vì lúc vật cân với lực ma sát nghĩ GV : Nếu Px ≤ µPy Px chưa thắng lực ma sát ; Vật đứng yên chuyển động thẳng mgsinα ≤ µmgcosα hay tgα ≤ µ GV : Khi nghiêng mặt phẳng nhiều vật trượt ? HS : Khi vật trượt nhanh dần GV : Như Px ? HS : Px lớn dần nên vật trượt nhanh GV : Vật có thu gia tốc không ? HS : Vật thu gia tốc mà cần tìm - Đặt vật mặt phẳng nghiêng , mặt phẳng hợp với mặt đất góc α  - Vật chịu tác dụng trọng lực P Lực phân tích thành hai thành phần : + Thành phần Py = mgcosα vuông góc với mặt phẳng, thành phần tạo thành áp lực vật lên mặt phẳng nghiêng Py cân  với phản lực pháp tuyến N mặt phẳng nghiêng + Thành phần Px = mgsinα nằm mặt phẳng nghiêng hướng xuống dưới, thành phần có khuynh hướng kéo vật trượt xuống - Nếu Px ≤ µPy Px chưa thắng lực ma sát ; Vật đứng yên chuyển động thẳng Khi : mgsinα ≤ µmgcosα hay tgα ≤ µ - Nếu Px > µPy Px thắng lực ma sát ; vật trượt xuống với gia tốc a Khi : Px – µPy = ma mgsin α - µmgcosα = ma a = g(sinα - µcosα) GV : Sau bước qua việc khảo sát lực tác dụng lên hình vẽ, bước ? GV gọi HS lên bảng trình bày ! HS : Áp dụng định luật II Newton cho vật Px – µPy = ma mgsin α - µmgcosα = ma a = g(sinα - µcosα) GV : Đây biểu thức tính gia tốc vật mặt phẳng nghiêng GV : Ta nhận thấy gia tốc phụ thuộc vào mặt phẳng nghiêng nên α lớn a lớn, vật trượt xuống nhanh 3) Cũng cố 1/ Thế hệ vật ? Nội lực ? Ngoại lực ? 2/ Trong trường hợp nào, ta nói đến gia tốc hệ vật ? Viết công thức tính gia tốc hệ vật ? 4) Dặn dò - Trả lời câu hỏi : 1, 2, - Làm tập : 1, 2, 3, 4,