Chào mừng tất cả các quý thầy cô cùng toàn bộ các bạn học sinh thân mến đến với tiết học giáo án điện tử của tổ II !
*Nhóm công tác thực hiện: tổ II, lớp 10A4
*Mục tiêu hướng tới: Sự chuyển động của hệ vật
*Chúc buổi dạy thành công rực rỡ, mong các bạn và quý thầy cô ủng hộ
Bài 24: Chuyển động của hệ vật
GV: Khuất Thị Mỹ Linh
Ngoài thực tế có rất nhiều hình ảnh của hệ vật như đầu tàu kéo các toa tàu, hai đội kéo co đang thi đấu ... Trong bài này ta xét trường hợp hệ gồm hai vật nối với nhau bằng một sợi dây có chiều dài không đổi và có khối lượng không đáng kể .
1. Khái niệm về hệ vật.
Ta xét bài toán sau:
Hai vật có khối lượng m1 và m2 nối với nhau bằng sợi dây được đặt trên mặt bàn nằm ngang. Hệ số ma sát trượt giữa mặt bàn và mỗi vật là ?t . Khi lực kéo F đặt vào vật m1 theo phương song song với mặt bàn, dây nối căng, hai vật chuyển động với cùng vận tốc theo chiều của lực F. Tính gia tốc chung cho cả hai vật và lực căng của dây nối. Bỏ qua khối lượng và độ biến dạng của dây.
Phân tích bài toán:
_Dưới tác dụng của lực F, vật m1 có gia tốc và bắt đầu chuyển động, dây bị kéo căng và xuất hiện cặp lực căng T và T` tác dụng lên mỗi vật
_Tóm lại ta xét đến các lực sau:
+Lực F tác dụng lên vật m1
+Lực căng T và T` tác dụng lên mỗi vật
+Lực ma sát Fms1 và F ms2
+Trọng lực của mỗi vật cân bằng với phản lực pháp tuyến (có thể bỏ qua)
F
m2
Fms1
Fms2
m1
Tóm tắt:
_Vật m1 nối với vật m2 bằng một sợi dây nối
_ Lực F tác dụng vào m1 -> dây nối căng -> 2 vật chuyển động
_Hệ số ma sát trượt : ?t
_ `?` : a =? ; T = ?
T`
T
Lời giải:
_áp dụng định luật II Niu-tơn cho hệ gồm 2 vật ta có :
F + Fms1 + T1 = m1a (1)
Fms2 + T2 = m2a (2)
_Ta chọn trục toạ độ xx` huớng theo lực F, đồng thời chiếu (1) và (2) lên trục xx` ta được: F - Fms1 - T1 = m1a (3)
T2 - Fms2 = m2a (4)
trong đó: Fms1 = ?t m1 g; Fms2 = ?t m2 g; T = T`
_Cộng vế với vế của (3) và (4) cho ta:
a =
F - T - Fms1 + T` - Fms2
m1 + m2
a =
F - (Fms1 + Fms2)
m1 + m2
a =
F -?t (m1 + m2) g
m1 + m2
_Thay a vào (4) ta được:
m1 + m2
m2F
T =
*** Nhận xét:
_ Trong bài toán trên nếu xét hệ gồm hai m1, m2 và dây nối, thì T và T` là nội lực, còn lực kéo F, các lực ma sát, trọng lực, phản lực pháp tuyến của mặt bàn đều là ngoại lực.
_Trong biểu thức gia tốc chung của hai vật, chỉ có mặt các ngoại lực mà không có mặt các nội lực. Các nội lực không gây ra gia tốc cho hệ vì chúng xuất hiện từng cặp trực đối nhau.
* Ghi nhớ:
*Hệ vật là tập hợp hai hay nhiều vật mà giữa chúng có tương tác.
*Lực tương tác giữa các vật trong hệ gọi là nội lực. Lực do vật ở ngoài hệ tác dụng lên vật trong hệ gọi là ngoại lực.
2. Một ví dụ khác về hệ vật
Hệ vật gồm hai vật nối với nhau bằng một sợi dây. Cho m1 = 300 g ; m2 = 200 g ; ? = 30o ; hệ số ma sát trượt giữa vật m2 và mặt phẳng nghiêng là ?t = 0,3.
) Tính gia tốc chung cho mỗi vật m1 , m2 khi ta thả cho chúng chuyển động.
) Tính lực căng của dây.
Tóm tắt:
_m1 = 300g nối với m2 = 200g băng một sợi dây
_ ? = 30o
_Thả cho hệ vật chuyển động
_ Hệ số ma sát trượt: ?t
_ `?`: +gia tốc cho mỗi vật?
+lực căng của dây?
Phân tích bài toán:
_ Trước hết cần nhận xét rằng, dây nối bị kéo về hai phía luôn luôn căng. Mặt khác, chiều dài dây không đổi, khối lượng dây và ròng rọc không đáng kể, nên hai vật luôn luôn có cùng tốc độ và cùng độ lớn gia tốc.
_ Tóm lại ta xét các lực sau:
+ Lực P1 tác dụng vào m1
+ Lực P2 tác dụng vào vật m2 có thể phân tích thành 2thành phần:
P2x có xu hướng làm cho vật trượt xuống
P2y nén vật vuông góc với mặt phẳng nghiêng
+ Lực ma sát Fms , các lực căng dây T và phản lực pháp tuyến N.
Lời giải:
_Chon trục toạ độ có chiều dương là chiều chuyển động cho mỗi vật
_áp dụng định luật II Niu-tơn đối với hệ gồm vật 1 và vật 2 ta có độ lớn các lực trong hệ :
*P1 = m1g = 0,3 . 9,8 = 2,94 N
*P2 = m2g = 0,2 . 9,8 = 1,96 N
+ P2x = P2 . sin30o = 0,98 N
+ P2y = P2 . cos30o = 0.98?3 N
*Vật 2 trượt trên mặt phẳng nghiêng thì Fms=?t P2y=0,3.0,98 ?3
Fms? 0,51 N
_Ta thấy P1 > P2x + Fms, nên :
+vật 1 sẽ chuyển động thẳng đứng, hướng theo
hướng của trọng lực P1
+ vật 2 sẽ trượt lên trên theo phương của mặt
phẳng nghiêng
+ Vì vậy nên lực ma sát có phương hướng
xuống phía dưới
_Ngoài ra, tác dụng lên mỗi vật còn có lực căng dây. Các lực căng này có độ lớn , gọi chung là T. áp dụng định luật II Niu-tơn cho từng vật .
Với vật 1: P1 - T = m1a
Với vật 2: T - P2x - Fms = m2a
_Cộng vế với vế của (1) và (2) ta được:
P1 - P2x - Fms
a =
m1 + m2
=
2,94 - 0,98 -0,51
0,3 +0,2
2.9 (m/s2)
=
T = P1 - m1a = 2,94 - 0,3.2,9 = 2,07 (N)
3. Dzui để học :)
Người ta kể rằng một hôm nam tước Miu-khao-den ăn mặc chỉnh tề đi chơi. Trên đường gặp một vũng lầy không nhảy qua được. Ông bèn nảy ra ý kiến nghe vẻ rất có lí: "tự túm tóc mình nhấc người qua vũng nước rồi ung dung đi tiếp"
Câu chuyện trên nghe thật là vô lí đúng không! Như trong kiến thức trên chúng ta đã biết: gia tốc trong hệ chỉ phụ thuộc vào ngoại lực, nội lực không gây được gia tốc trong hệ.
Vậy mà nam tước lại định tự túm tóc mình
-> Đó là nội lực làm sao mà nhấc người qua
vũng lầy được! Muốn qua vũng lầy đó ông ta
phải dùng ngoại lực, vd: nhún chân đạp mạnh
xuống đất nhảy qua, hay đu lên cành cây văng
người qua ......
ấy đừng vội cười ông ấy. Chính chúng ta là người cũng có những lúc như thế. Bạn đã lúc nào ngồi trên xe đạp cố lấy tay đẩy mạnh tay lái về phía trước với suy nghĩ sẽ làm xe chạy nhanh hơn chưa ? Hay kéo tay lái về phía sau để xe dừng lại. Ngồi trên ô tô thì cố níu kéo thành xe hay ghế ngồi phía trước lại để khỏi đâm vào vật cản.....! Những việc đó không có tác dụng gì đâu các bạn ạ!
Danh sách tổ viên:
Nguyễn Khành Huyền
Nguyễn Thị Diệu Hoà
Khuất Duy Hoà
Phùng Minh Hiếu
Nguyễn Dư Ngân
Phùng Thị Diệu Linh
Phạm Thanh Huyền
Khuất Thị Mỹ Linh
Nguyễn Thế Dũng
Đinh Anh Đức
nguon VI OLET
