Giáo án NLS Vật lí 10 kết nối Bài 17: Trọng lực và lực căng

Nhiệm vụ 1: Tìm hiểu về trọng lực.

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV nhắc lại hệ thức về độ lớn P = m.a định luật 2 Newton trong bài 15.

- GV yêu cầu HS thảo luận nhóm đôi để trả lời câu hỏi phần hoạt động:

HD1: Tình huống được đề cập trong hình 17.1 : Tại sao khi được buông ra các vật quanh ta đều rơi xuống đất?

- GV yêu cầu HS: Tìm hiểu mục 1 SGK và cho biết: Khái niệm của trọng lực là gì? Đặc điểm về phương, chiều, điểm đặt của trọng lực? Công thức tính trọng lực?

- Sau đó chiếu hình trong câu hỏi mở đầu lên bảng rồi mời 1 HS lên bảng biểu diễn trọng lực tác dụng lên các vật. 

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK để đưa ra câu trả lời cho các câu hỏi mà GV yêu cầu.

- HS ghi chép nội dung chính vào vở. 

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời 1 bạn trình bày câu trả lời cho mỗi câu hỏi.

- HS khác lắng nghe, bổ sung ý kiến.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét câu trả lời của HS, chuẩn kiến thức rồi chuyển sang nội dung mới. 

Nhiệm vụ 2: Tìm hiểu về trọng lượng.

- GV yêu cầu HS: Đọc thông tin SGK và cho biết: Trọng lượng của vật là gì? Công thức tính trọng lượng? Dụng cụ để đo trọng lượng?

- GV chiếu hình 17.2 (hoặc hco HS quan sát hình trong SGK), giới thiệu cách đo trọng lượng bằng cân lò xo. Hoặc GV cũng có thể làm thí nghiệm tại lớp để HS quan sát trực tiếp.  

- Sau đó, GV yêu cầu HS: Trả lời câu hỏi trong mục này. 

Câu hỏi: Lực kế trong hình 17.2 đang chỉ ở vạch 1N.

a. Tính trọng lượng và khối lượng của vật bằng lực kế. Lấy g= 9,8 m/.

b. Biểu diễn các lực tác dụng lên vật

(Nếu GV thực hành làm thí nghiệm tại lớp, số chỉ của lực kế có thể không giống trong SGK, HS dựa vào số liệu thực tế để xử lí).

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK để đưa ra câu trả lời cho các câu hỏi mà GV yêu cầu.

- HS ghi chép nội dung chính vào vở. 

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời 1 bạn trình bày câu trả lời cho mỗi câu hỏi.

- HS khác lắng nghe, bổ sung ý kiến.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét câu trả lời của HS.

- GV lưu ý sai lầm mà HS thường gặp phải, chuẩn kiến thức rồi chuyển sang nội dung mới.

Nhiệm vụ 3: Tìm hiểu cách phân biệt trọng lượng và khối lượng và tìm hiểu trọng tâm của vật.

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập. 

- GV yêu cầu HS: Đọc thông tin SGK rồi phân biệt khối lượng với trọng lượng. 

- GV yêu cầu HS: Thực hiện thí nghiệm như hình 17.3 SGK, rồi thảo luận nhóm 4 người để trả lời câu hỏi: Vật đang ở vị trí cân bằng. Vậy nó chịu tác dụng của những lực nào?

- GV tổ chức cho HS: Thảo luận hoạt động trong mục này ở SGK. (Dụng cụ thí nghiệm thì GV đã dặn HS chuẩn bị ở nhà sau khi học xong bài trước, hoặc cũng có thể chuẩn bị ngay tại lớp học vì dụng cụ cũng khá đơn giản, dễ tìm)

+ Thí nghiệm 1: Xác định trọng tâm của tấm bìa các-tông ở hình 17.3 và giải thích rõ cách làm của em. 

+ Thí nghiệm 2: Cắt một số tấm bìa các–tông thành hình tròn, hình vuông, hình tam giác đều. Tiến hành thí nghiệm để kiểm chứng kết luận: “ Trọng tâm của các vật phẳng, mỏng và có dạng hình học đối xứng nằm ở tâm đối xứng của vật”.

(GV gợi ý: trọng lực có phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống dưới, có điểm đặt tại trọng tâm của vật. Chứng tỏ trọng tâm G của vật sẽ nằm trên phương của trọng lực. Ta chỉ cần xác định phương của trọng lực thì sẽ xác định được G)

- GV cho HS trả lời câu hỏi mục này. 

CH: Đo trọng lượng của một vật ở một địa điểm trên trái đất có gia tốc rơi tự do là 9,8 m/, ta được P=9.8N. Nếu đem vật  này tới một địa điểm khác có gia tốc rơi tự do là 9,78  m/thì khối lượng và trọng lượng của nó đo được là bao nhiêu ? 

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK để đưa ra câu trả lời cho các câu hỏi mà GV yêu cầu.

- HS suy nghĩ để thực hiện thí nghiệm.

- HS ghi chép nội dung chính vào vở. 

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận.

- GV mời 1 bạn trình bày câu trả lời cho mỗi câu hỏi.

- HS khác lắng nghe, bổ sung ý kiến.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét câu trả lời của HS.

- Đưa ra kết luận về trọng tâm của vật, rồi chuyển sang nội dung mới. 

I. Hoàn chỉnh khái niệm trọng lực, trọng lượng, khối lượng. 

1. Trọng lực.

Trả lời:

HD1: Vì khi ta thả thì chỉ có lực hút tác dụng lên vật và lực cản rất nhỏ của không khí. Lực hút tác dụng lên các vật, kéo các vật chuyển động về phía Trái Đất nên vật bị rơi hướng xuống đất.

- Trọng lực là lực hấp dẫn do Trái đất tác dụng lên vật, gây ra cho vật gia tốc rơi tự do. Kí hiệu .

- Ở gần Trái Đất, trọng lực có: 

+ Phương thẳng đứng.

+ Chiều từ trên xuống.

+ Điểm đặt gọi là trọng tâm của vật.

- Công thức của trọng lực:

- Biểu diễn trọng lực tác dụng lên vật trên hình vẽ. 

2. Trọng lượng.

- Trọng lượng của vật là: độ lớn của trọng lực tác dụng lên vật.

- Công thức tính: P=m.g

- Trọng lượng của vật có thể đo bằng lực kế hoặc cân lò xo. 

CH:

Số chỉ của lực kế là 1N=> Trọng lượng của vật là 1N.

Áp dụng công thức P=m.g => m=

Suy ra khối lượng của vật là: 

m= (kg)

b. Có 2 lực tác dụng lên vật đó là: Trọng lực  và lực đàn hồi của lò xo.

Trọng lực: Phương thẳng đứng, hướng xuống. 

Lực kéo: Phương thẳng đứng, hướng lên. 

2 lực này cùng độ lớn. 

*Một số sai lầm sai lầm mà HS thường mắc:

Ví dụ vật có khối lượng 1,2kg (ở gần mặt đất) thì tính ra trọng lượng xấp xỉ là 12N. 

Cách viết sai: 1,2kg=12N. Hoặc “ta đổi 1,2kg ra 12N”.

Giải thích: Trọng lượng và khối lượng là hai đại lượng vật lí có bản chất khác nhau, nen không thể đổi số đo của đại lượng ày sang số đo của đại lượng kia. 

3. Phân biệt trọng lượng và khối lượng.

Trả lời:

- Trọng lượng của vật sẽ thay đổi khi đem vật đến một nơi khác có gia tốc rơi tự do thay đổi.

- Khối lượng là số đo lượng chất của vật. Vì vậy khối lượng của một chất không thay đổi khi ta từ nơi này đến nơi khác. 

CH: Vật đang ở vị trí cân bằng. Vậy nó chịu tác dụng của trọng lực và một lực nữa từ sợi dây.

TN1: 

- Vật ở vị trí cân bằng, vậy 2 lực trên đây là hai lực trực đối, tức là tác dụng trên cùng 1 đường thẳng. Do đó, điểm đặt của trọng lực hay là trọng tâm của vật phải nằm trên đường thẳng của dây treo. Dùng phấn hoặc bút đánh dấu phương của dây treo. 

- Treo vật ở những vị trí khác nhau, ta sẽ vẽ được những đường thẳng khác nhau. Trọng tâm của vật nằm ở giao của những đường đó. 

TN2: Thực hiện thí nghiệm tương tự với tấm bìa các-tông hình tròn, hình vuông, hình tam giác đều.

CH: 

- Khối lượng m của vật là:

m =

- Khối lượng của vật không đổi khi thay đổi vị trí.

- Trọng lượng của vật tại nơi có gia tốc 9,78 m/là:

P' = m.g' = 1.9,78 = 9,78N

=> Kết luận: Trọng tâm của các vật phẳng , mỏng và có dạng hình học đối xứng nằm ở tâm đối xứng của vật