 Bài 16: THỰC HÀNH: ĐO HỆ SỐ MA SÁT Show I. MỤC TIÊU: 1. Kiến thức - Chứng minh được các công thức (16.2) trong SGK, từ đó nêu được phương án thực nghiệm đo hệ số ma sát trượt theo phương pháp động lực học (phép đo gián tiếp thông qua gia tốc a và góc nghiêng µ). - Biết cách hoàn thành bảng báo cáo thí nghiêm - thực hành. 2. Kỹ năng và năng lực a. Kĩ năng: - Lắp ráp được thí nghiệm theo phương án đã chọn, biết cách sử dụng đồng hồ đo thời gian hiện số điều khiển bằng nam châm điện có công tắc và cổng quang điện để đo chính xác khoảng thời gian chuyển động của vật. - Tính và viết đúng kết quả phép đo, với số các chữ số có nghĩa cần thiết. Bạn đang xem tài liệu "Giáo án Vật lí 10 Tiết 25, 26 Bài 16: Thực hành: Đo hệ số ma sát", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên TUẦN 13 NGÀY SOẠN: 18/11/2015 TIẾT 25- 26 NGÀY DẠY: 21/11/2015 Bài 16: THỰC HÀNH: ĐO HỆ SỐ MA SÁT I. MỤC TIÊU: 1. Kiến thức - Chứng minh được các công thức (16.2) trong SGK, từ đó nêu được phương án thực nghiệm đo hệ số ma sát trượt theo phương pháp động lực học (phép đo gián tiếp thông qua gia tốc a và góc nghiêng µ). - Biết cách hoàn thành bảng báo cáo thí nghiêm - thực hành. 2. Kỹ năng và năng lực a. Kĩ năng: - Lắp ráp được thí nghiệm theo phương án đã chọn, biết cách sử dụng đồng hồ đo thời gian hiện số điều khiển bằng nam châm điện có công tắc và cổng quang điện để đo chính xác khoảng thời gian chuyển động của vật. - Tính và viết đúng kết quả phép đo, với số các chữ số có nghĩa cần thiết. b. Năng lực: - Kiến thức : K3 - Phương pháp:P4, P5, P8 - Trao đổi thông tin: X4,X5,X7,X8 - Cá thể: C1 3. Thái độ - Tôn trọng kết quả thí nghiệm, tác phong khoa học, tinh thần hợp tác tốt khi làm việc theo nhóm. 4. Trọng tâm - Thực hành xác định được hệ số ma sát trượt của sắt với máng nhôm II. CHUẨN BỊ 1.Giáo viên: Chuẩn bị cho mỗi nhóm HS Mặt phẳng nghiêng có gắn thước đo góc và quả dọi; Nam châm điện gắn ở đầu mặt phẳng nghiêng, có hộp công tắt để giữ và thả vật; giá đỡ mặt phẳng nghiêng có thể thay đổi độ cao; trụ kim loại; đồng hồ thời gian hiện số chính xác đến 0,001s; cổng quang điện; thước thẳng có độ chia nhỏ nhất đến mm. 2. Học sinh: Ôn lại kiến thức về lực ma sát đặc biệt là ma sát trượt, phương trình động học trên mặt phẳng nghiêng. Đọc trước cơ sở lý thuyết của bài thực hành, cách lắp ráp TN và trình tự thực hành. III. PHƯƠNG PHÁP - Thuyết trình, diễn giải, vấn đáp - Phương pháp thực nghiệm, mô hình, thảo luận nhóm IV. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định lớp(3 phút). 2. Bài mới.(40 phút). Hoạt động 1: Nhắc lại kiến thức về lực ma sát và nhận thức vấn đề:(10 phút) Các năng lực cần đạt được Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung K3: Sử dụng được kiến thức vật lí để thực hiện các nhiệm vụ học tập.→để trả lời có bao nhiêu loại lực ma sát? Công thức tính lực ma sát? Hệ số ma sát trượt? X8- X7: tham gia hoạt động nhóm trong học tập vật lí, thảo luận được kết quả công việc của mình và những vấn đề liên quan dưới góc nhìn vật lí → để viết phương trình động lực học của một vật trượt trên mặt phẳng nghiêng, phương án thực hiện để đo hệ số ma sát trượt trên mặt phẳng nghiêng? - Gợi lại kiến thức cho học sinh bằng các câu hỏi. + Có mấy loại lực ma sát? Công thức tính lực ma sát? Hệ số ma sát trượt? + Viết phương trình động lực học của các vật chuyển động trên mặt phẳng nghiêng, với góc nghiêng so với mặt phẳng ngang? + Phương án thực hiện để đo hệ số ma sát trượt trên mặt phẳng nghiêng? - Có 3 loại lực ma sát (ma sát trượt, lăn, nghỉ). + Công thức tính ma sát trượt: trong đó là hệ số ma sát trượt - Làm việc nhóm để viết phương trình động lực học của một vật trượt trên mặt phẳng nghiêng. - Đo bằng cách đo gia tốc a và I. Mục đích Nghiên cứu lực ma sát tác dụng vào một vật chuyển động trên mặt phẳng nghiêng. Đo hệ số ma sát trượt. II. Cơ sở lí thuyết. + Cho một vật nằm trên mặt phẳng nghiêng P, với góc nghiêng α so với mặt phẳng nằm ngang. + Tăng dần độ nghiêng, α ≥ α0, vật trượt xuống dốc với gia tốc a. Độ lớn của a phụ thuộc vào góc nghiêng α và hệ số ma sát trượt μt. + Gia tốc a xác định theo công thức: Hoạt động 2: Tìm hiểu dụng cụ thí nghiệm và tiến hành TN:( 30 phút) Các năng lực cần đạt được Hoạt động của GV Hoạt động của HS X4: mô tả được cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của các thiết bị kĩ thuật, công nghệ→ để biết được cách sử dụng đồng hồ đo thời gian hiện số. P4: Vận dụng sự tương tự và các mô hình để xây dựng kiến thức vật lí → để chú ý GV hướng dẫn, để tự lắp ráp các bộ phận còn lại. X8- P8: tham gia hoạt động nhóm trong học tập vật lí , xác định mục đích, đề xuất phương án, lắp ráp, → để tiến hành đo lấy số liệu cụ thể. P9: Biện luận tính đúng đắn của kết quả thí nghiệm và tính đúng đắn các kết luận được khái quát hóa từ kết quả thí nghiệm này.→tiến hành xử lí kết quả thí nghiệm và rút ra nhận xét và hoàn thành báo cáo. X5: Ghi lại được các kết quả từ các hoạt động học tập vật lí của mình (nghe giảng, tìm kiếm thông tin, thí nghiệm, làm việc nhóm )→ lắng nghe GV nhận xét. C1: Xác định được trình độ hiện có về kiến thức,kĩ năng, thái độ của cá nhân trong học tập vật lí. - Các em hãy nhắc lại cách sử dụng đồng hồ đo thời gian hiện số? - Hướng dẫn HS cách lắp đặt mặt phẳng nghiêng, cách đọc giá trị góc nghiêng. - Yêu cầu HS tìm hiểu SGK để lắp ráp các dụng cụ thí nghiệm. - Giáo viên biểu diễn thí nghiệm cho cả lớp quan sát, từ đó yêu cầu các nhóm tiến hành đo lấy số liệu cụ thể. - Chú ý sửa sai cho các nhóm HS ngay nếu phát hiện sai. - Trong quá trình đo cần chú ý tính đúng đắn của kết quả đo. - GV kiểm tra từng nhóm để có thể đánh giá khả năng của học sinh, và kết hợp sửa chữa cho các em. - Các nhóm tiến hành làm báo cáo tại lớp, thu gom dụng cụ thí nghiệm để vào đúng vị trí. - Thu lại báo cáo, nhận xét nhanh qua 2 tiết thực hành. - HS trả lời Chú ý GV hướng dẫn, để tự lắp ráp. - Từng em tự đọc SGK để lắp ráp các bộ phận còn lại. - Chú ý quan sát. - Phân chia nhiệm vụ các bạn trong nhóm. - Làm việc chung để đo lấy số liệu thật chính xác. - Các nhóm hoàn thành báo cáo. - Lắng nghe GV nhận xét - Thu gom dụng cụ, quét dọn phòng thí nghiệm. Hoạt động 3: Hướng dẫn, giao nhiệm vụ học tập ở nhà.( 2 phút) + Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau. V. RÚT KINH NGHIỆM GIỜ DẠY Tài liệu đính kèm:
Hướng dẫn giải Bài 16. Thực hành: Xác định hệ số ma sát Vật Lí 10 để giúp các em học sinh học tốt môn vật lý 10, ôn thi tốt nghiệp THPT quốc gia. LÍ THUYẾTI – Mục đíchDùng phương pháp động lực học để nghiên cứu lực ma sát tác dụng vào vật chuyển động trên mặt phẳng nghiêng. Đo hệ số ma sát trượt, so sánh các giá trị thu được II – Cơ sở lí thuyếtKhi một vật nằm trên mặt phẳng nghiêng với góc \({\alpha _0}\) nhỏ so với phương nằm ngang. Khi ta tăng dần độ nghiêng của mặt phẳng \(\alpha > {\alpha _0}\) thì vật chuyển động trượt với gia tốc a và \({\mu _t}\) – gọi là hệ số ma sát trượt : \(a = g(sin\alpha – {\mu _t}cos{\rm{ }}\alpha )\) Bằng cách đo a và \(\alpha \) ta tìm được hệ số ma sát trượt: \({\mu _t} = \tan \alpha – \frac{a}{{g\cos \alpha }}\) Gia tốc a được xác định bằng công thức : \(a = \frac{{2s}}{{{t^2}}}\) III – Dụng cụ thí nghiệm– Mặt phẳng nghiêng ( xem như thước dài 1000 mm) có gắn thước đo góc và quả dọi. – Nam châm điện gắn ở một đầu Mp nghiêng, có hộp công tắc để giữ và thả vật – Giá đở để thay đổi độ cao của mặt phẳng nghiêng nhờ khớp nối. – Trụ kim loại. – Máy đo thời gian và 2 cổng quang điện E. – Thước ba chiều. IV – Lắp ráp thí nghiệm1. Đặt máng nghiêng có lắp nam châm điện N và cổng quang điện E lên giá đỡ. Nam châm điện N được lắp ở đầu A của máng nghiêng, nối qua hộp công tắc, và cắm vào ổ A của đồng hồ đo thời gian nhờ một phích cắm có 5 chân. Nếu đồng hồ đo thời gian được bật điện, ổ A sẽ cấp điện cho nam châm hoạt động. Cổng quang điện E nối vào ổ B của đồng hồ đo thời gian. 2. Hạ thấp khớp nối để giảm góc nghiêng \(\alpha \), sao cho khi đặt mặt đáy trụ thép lên máng, trụ không thể tự trượt. Điều chỉnh thăng bằng cho máng nghiêng nhờ các chân vít của giá đỡ, sao cho dây rọi song song với mặt phẳng thước đo góc. 3. Đặt mặt đáy trụ thép lên mặt phẳng nghiêng. Tăng dần góc nghiêng \(\alpha \) bằng cách đẩy từ từ đầu cao của nó, để trụ thép có thể trượt trên thanh ngang của giá đỡ. Chú ý giữ chắc giá đỡ. 4. Khi vật bắt đầu trượt thì dừng lại, đọc và ghi giá trị \({\alpha _0}\) vào bảng 1. 5. Đồng hồ đo thời gian làm việc ở MODE A« B, thang đo 9,999s. Nhấn khoá K để bật điện cho đồng hồ. 6. Xác định vị trí ban đầu s0 của trụ thép : Đặt vật trụ kim loại lên đầu A của máng nghiêng, sát với nam châm, mặt đáy tiếp xúc với mặt phẳng nghiêng. Dùng miếng ke áp sát mặt nghiêng, đẩy ke đến vị trí chạm vào trụ kim loại, để xác định vị trí đầu s0 của trụ trên thước đo. Ghi giá trị s0 vào bảng 1. Nới lỏng vít để dịch chuyển cổng quang điện E đến vị trí cách s0 một khoảng s = 400mm, rồi vặn chặt vít, cố định vị trí cổng E trên máng nghiêng. 7. Lặp lại thí nghiệm 3 lần và ghi các giá trị đo được vào bảng 1. 8. Kết thúc thí nghiệm: Tắt điện đồng hồ đo thời gian. BÁO CÁO THỰC HÀNHHọ và tên: …. Lớp: …. Ngày: …. Tên bài thực hành: Xác định hệ số ma sát 1. Trả lời câu hỏi trang 92 Vật Lý 10Lực ma sát xuất hiện khi nào ? Kể tên các loại lực ma sát và viết công thức tính hệ số ma sát trượt ? Phương pháp xác định hệ số ma sát trượt dùng mặt phẳng nghiêng? Trả lời: Lực ma sát xuất hiện trượt xuất hiện ở mặt tiếp xúc của vật đang trượt trên một bề mặt. Các loại lực ma sát gồm có: ma sát trượt, ma sát lăn và ma sát nghỉ. Công thức tính hệ số ma sát trượt: \({\mu _t} = \tan \alpha – \frac{a}{{g\cos \alpha }}\) Cách xác định hệ số ma sát trượt dùng mặt phẳng nghiêng là: Cho một vật nằm trên mặt phẳng nghiêng P, với góc nghiêng α so với mặt nằm ngang. Khi α nhỏ, vật vẫn nằm yên trên P, không chuyển động. Khi ta tăng dần độ nghiêng α ≥ α0, vật chuyển động trượt xuống dưới với gia tốc a. Độ lớn của a chỉ phụ thuộc góc nghiêng α và hệ số μt – gọi là hệ số ma sát trượt: Bằng cách đo a và α ta xác định được hệ số ma sát trượt μt: \({\mu _t} = \tan \alpha – \frac{a}{{g\cos \alpha }}\) 2. Kết quả thực hànhBảng 16.1 Xác định hệ số ma sát trượt
a) Tính gia tốc a, hệ số ma sát trượt μt ứng với mỗi lần đo. Tính giá trị trung bình và sai số tuyệt đối trung bình của μt theo Bảng 16.1. b) Viết kết quả xác định hệ số ma sát trượt: \({\mu _t} = {\bar \mu _t} \pm \overline {\Delta {\mu _t}} = … ± … \) Trả lời: a) Tính: Số liệu tham khảo:
b) Kết quả xác định hệ số ma sát trượt: \({\mu _t} = {\bar \mu _t} \pm \overline {\Delta {\mu _t}} = 0,241 ± 0,003 \) CÂU HỎI1. Giải bài 1 trang 92 Vật Lý 10So sánh giá trị hệ số ma sát trượt xác định được bằng thực nghiệm và hệ số ma sát trượt cho ở Bảng 13.1 (sách giáo khoa Vật lí 10)? Trả lời: Trong thí nghiệm ta dùng mặt phẳng nghiêng và xe đều bằng thép thu được kết quả là: \({\mu _t} = {\bar \mu _t} \pm \overline {\Delta {\mu _t}} = 0,241 ± 0,003 \) Trong bảng 13.1 thì \({\mu _t} = 0,57 \) ⇒ Hệ số ma sát trượt μt trong thí nghiệm ta tiến hành nhỏ hơn số liệu trong Bảng 13.1 2. Giải bài 2 trang 92 Vật Lý 10Trong phép đo này, khi tính sai số phép đo μt đã bỏ qua những sai số nào? Trả lời: Trong phép đo này, khi tính sai số phép đo μt đã bỏ qua sai số ngẫu nhiên và sai số hệ thống. Bài trước:
Bài tiếp theo:
Xem thêm: Trên đây là phần Hướng dẫn Bài 16. Thực hành: Xác định hệ số ma sát Vật Lí 10 đầy đủ, ngắn gọn và dễ hiểu nhất. Chúc các bạn làm bài môn Vật lý 10 tốt nhất! “Bài tập nào khó đã có giaibaisgk.com“ |
