Giáo án Vật lý 10 nâng cao bài 10: Chuyển động của hệ vật

Ngày 8/12/2007
Bài 24: 	CHUYỂN ĐỘNG CỦA HỆ VẬT
1. Mục tiêu: 
	A. Kiến thức:
 Hiểu được thế nào là hệ vật, nội lực, ngoại lực.
B. Kĩ năng:
Biết vận dụng các định luật Newton, các lực trong cơ học để giải bài toán hệ hai vật chuyển động trên mặt đỡ nằm ngang, nằm nghiêng.
2. Chuẩn bị: 
GV: máy chiếu, các phiếu học tập.
HS: xem lại kiến thức: các định luật Newton, các lực trong cơ học.
3. Tiến trình tiết dạy:
Hoạt động 1: Làm bài toán ví dụ 
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Đặt vấn đề: Chúng ta đã vận dụng các định luật Newton, các lực trong cơ học để khảo sát chuyển động của một vật. Nếu có hai vật trở lên liên kết với nhau cùng chuyển động thì ta khảo sát như thế nào?
Xét bài toán ví dụ. Phát phiếu học tập 1 cho HS.
Câu 1: Xác định các lực tác dụng vào hai vật, biểu diễn các vectơ lực trên hình.
Câu 2: Áp dụng định luật II Newton cho mỗi vật ta có kết quả như thế nào?
Vì dây không dãn và khối lượng dây không đáng kể nên a1=a2=a, T1=T2=T.
Câu 3: Tính gia tốc của hai vật?
Câu 4: Tính lực căng của dây nối?
Làm việc theo nhóm sau đó đại diện nhóm lên bảng trả lời câu hỏi, các nhóm khác bổ sung.
Vẽ hình:
 x’ x
Chọn trục x’x hướng theo :
 (1)
 (2)
Û 
Từ (2) ta có: 
Hoạt động 2: Hệ vật, nội lực và ngoại lực
Bài toán trên là một ví dụ về hệ vật.
Hệ vật là gì?
Thông báo khái niệm nội lực, ngoại lực. 
Trong bài toán trên, hãy chỉ ra nội lực, ngoại lực của hệ hai vật nối với nhau bằng sợi dây?
Cặp lực , có gây gia tốc cho hệ vật không?
Hệ vật là tập hợp hai hay nhiều vật mà giữa chúng có tương tác.
Nội lực: ,
 Ngoại lực: , ,,,,
Các nội lực không gây gia tốc cho hệ vì chúng xuất hiện từng cặp trực đối nhau.
Hoạt động 3: Làm thêm bài toán về hệ vật
Phát phiếu học tập 2 cho HS.
Câu 1: Tính gia tốc của hệ vật khi thả cho hai vật chuyển động?
Hướng dẫn: Trong trường hợp này đã xác định được chiều của lực ma sát chưa? Muốn xác định chiều của lực ma sát thì phải dựa vào đâu?
Hướng dẫn HS xác định chiều chuyển động bằng các câu hỏi tiếp theo trong phiếu học tập 2.
Câu 2: Phân tích và tính P1, P2x , Fms. 
Câu 3: Nêu các trường hợp chuyển động của hệ có thể xảy ra và điều kiện để hệ chuyển động theo chiều đó? Dựa vào kết quả tính toán ở câu 2 xác định chiều chuyển động của hệ? 
Dây không dãn, khối lượng dây không đáng kể, bỏ qua khối lượng ròng rọc, ma sát ở trục quay không đáng kể nên hai vật luôn có cùng tốc độ và độ lớn gia tốc bằng nhau, các lực căng dây cũng bằng nhau. 
Câu 4: Tính gia tốc a của hệ vật và lực căng dây T?
Dựa vào công thức tính gia tốc của hệ ở hai bài toán có nhận xét gì cách tính gia tốc của hệ?
Chú ý cách này cho kết quả nhanh nhưng chỉ áp dụng cho trường hợp các vật trong hệ có cùng gia tốc, không tính được các nội lực.
Làm việc theo nhóm sau đó đại diện nhóm lên bảng trả lời câu hỏi, các nhóm khác bổ sung.
Cần phải biết chiều chuyển động của hệ vật. 
 phân tích thành 2 thành phần
 + : có xu hướng kéo vật 2 trượt xuống. 
 +: tạo áp lực của vật lên mặt phẳng 
 nghiêng.
P1=m1g=2,94N ; P2x=m2gsina=0,98N
 P2y=m2gcosa; Fms=mt m2gcosa=0,51N
Khi hệ chuyển động có hai trường hợp:
Vật 1 đi xuống: P1 > T và T >P2x+Fms 
 Þ P1> P2x+Fms
Vật 1 đi lên: T >P1 và P2x > T+Fms 
 ÞP2x > P1+Fms Þ P1 < P2x - Fms
Nhận xét: P1> P2x+Fms nên vật 1 đi xuống kéo vật 2 trượt lên nên có chiều hướng xuống. 
Áp dụng định luật II Newton cho từng vật:
 Vật 1: 
 Vật 2: 
Giải hệ ta được:
 =2,9m/s2
Từ công thức tính gia tốc cho hệ vật ta có thể rút ra được công thức tổng quát sau:
ahệ=(Sngoại lực phát động - Sngoại lực cản trở chuyển động): Skhối lượng của hệ
Hoạt động 4: Củng cố giao nhiệm vụ về nhà
Hệ vật? Nội lực? Ngoại lực?
Làm bài tập SGK
Ôn lại kiến thức về lực ma sát, đọc trước bài 25 để chuẩn bị làm thực hành.
Trả lời theo nội dung bài học
4. Rút kinh nghiệm: