Bài 06 SỰ RƠI TỰ DO CỦA MỘT VẬT I / Mục tiêu :  Hiểu được sự rơi tự do là sự rơi của các vật khi không có sức cản của không khí, có thể có hay không vận tốc ban đầu theo phương thẳng đứng. Hiểu được rằng khi rơi tự do thì mọi vật đều rơi như nhau, với cùng một gia tốc gọi là gia tốc rơi tự do.  Biết quan sát và nhận xét về hiện tượng rơi tự do của các vật khác nhau. Biết áp dụng kiến thức của bài học trước để khảo sát chuyển động của một vật rơi tự do.  Bước đầu có khái niệm về phương pháp thực nghiệm sử dụng trong nghiên cứu các hiện tượng vật lý. II / Chuẩn bị :  Một ống Newton.  Bộ dụng cụ chuyển động rơi tư do.  Giá đỡ và các phụ tùng.  Đồng hồ đo thời gian hiện số. III / Tổ chức hoạt động dạy học : 1 / Kiểm tra bài cũ : Câu 1 : Viết phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều ? Câu 2 : Viết công thức liên hệ giữa độ dời, vận tốc và gia tốc ? 2 / Nội dung bài giảng: Phần làm việc của Giáo Viên Phần ghi chép của học sinh 1) Rơi tự do là gì ? a) Thí nghiệm GV : Trong thực tế, để tìm một v ật chuyển đ ộng thẳng biến đổi ta có rất nhiều thí dụ. Nhưng để tìm m ột vật chuyển động thẳng đều là trư ờng hợp ít khi gặp. Một trong những trường hợp chuyển động thẳng biến đổi đều l à sự rơi tự do của một vật. GV : Từ thời xa xưa con người đ ã có quan điểm “vật nặng bao giờ cũng r ơi nhanh hơn vật nặng”. Để kiểm chứng điều n ày, các em hãy quan sát Thầy tiến hành thí nghiệm nh ư sau 1) Rơi tự do là gì ? a) Thí nghiệm  Bên trong ống Newton có một cái lông chim và một viên s ỏi. Hút h ết không khí trong ống ra, dốc ngư ợc ống cho thẳng đứng, ta thấy lông chim và viên sỏi r ơi như nhau và cùng ch ạm đáy ống một lúc. GV l ấy một tờ giấy đôi tập rồi cắt th ành hai mảnh giấy bằng nhau GV : Đây là hai mảnh giấy mà Thầy đã c ắt đôi từ một tờ giấy, ta có thể xem khôi lư ợng hai tờ gi ấy gần bằng nhau. Một mảnh giấy A Thầy để nguyên, còn m ảnh giấy B Thầy cuốn vo tròn lại, bây giờ Thầb ắt đầu thả, các em h ãy quan sát và cho biết mảnh nào rơi nhanh hơn ? GV bắt đầu thả rơi hai mảnh giấy A và B HS : Thưa thấy mảnh giấy B bị vo tròn lại r ơi nhanh hơn mảnh giấy A để nguyên. GV : Như v ậy các em có thể cho biết lời nhận định “vật nặng bao giờ cũng rơi nhanh hơn v ật nặng” có đúng hay không ? HS : Thưa Thầy lời nhận định tr ên hoàn toàn không đúng ! GV : Theo em sự rơi nhanh hay ch ậm của các vật là do nguyên nhân nào ? HS : Sức cản của không khí l à nguyên nhân gây cho vật rơi nhanh hay chậm khác nhau. GV : Để kiểm nghiệm vấn đền n ày các hãy xem Thầy tiến hành thí nghiệm nh ư sau. GV  V ậy : khi không có sức cản của không khí, các vật có hình d ạng và khối lượng khác nhau đều r ơi như nhau. l ấy hai mảnh giấy, một m ảnh giấy B v à m ảnh gi ấy C gấp đôi mảnh giấy B. mảnh giấy C để nguyên, nhưng mảnh giấy B thì lại vo tròn l ại, sau đó tiến hành thả. GV : các em cho biết mảnh giấy n ào rơi nhanh hơn HS : Mảnh giấy B GV : Mặt dù mảnh giấy C để nguy ên có khôi lượng nặng hơn mảnh giấy B vo tròn lại nh ư vẫn rơi nhanh hơn, điều đó chứng tỏ sự r ơi nhanh hay chậm các sự vật là do s ức cản của không khí. GV : Nhưng trong trư ờng hợp không có sức cản của không khí thì các v ật nặng nhẹ sẽ rời như thế nào ?! Để trả lời câu hỏi này, ch úng ta tiến hành thí nghiệm như sau GV : Tiến hành thí nghiệm ống newton v à yêu cầu HS rút ra kết luận HS : Khi không có s ức cản của không khí, các vật có khối lượng và hình d ạng khác nhau đều rơi như nhau. b) Kết luận : b) Định nghĩa sự rơi tự do Các vật rơi nhanh hay ch ậm không phải vì nặng nhẹ khác nhau mà do s ức cản của không khí là nguyên nhân làm cho các vật rơi nhanh hay ch ậm khác nhau. Khi không có s ức cản của không khí, các vật có hình d ạng và khối lượng khác nhau đều r ơi như nhau.  Định nghĩa : Sự rơi c ủa một vật khi không chịu sức c ản của không khí gọi là sự rơi tư do. Chú ý : n ếu sức cản của không khí “không đáng kể” thì vật r ơi trong không khí có thể xem là v ật rơi tự do. GV : Sự rơi của các vật trong ố ng Newton có môi trường chân không gọi là rơi t ự do. Vậy rơi tự do là gì ? HS : Sự rơi c ủa một vật khi không chịu sức cản của không khí gọi là rơi tự do. II/ KHẢO SÁT CHUYỂN ĐỘNG RƠI T Ự DO CỦA MỘT HÒN BI SẮT : 1) Thí nghiệm GV : Mô tả cách lắp đặt thí nghiệm trên ! GV : Khi ta thả hòn bi rơi thì thời gian r ơi t được xác định bằng đồng hồ. Quãng đư ờng vật rơi chính là AB. Khi đó gia tốc vật rơi đư ợc xác định bởi công thức : 2 2 t h g  . V ới gia tốc vật rơi tự do được kí hiệu g, nhưng xét về m ặt bản chất cũng nh ư g chính là a Em nào cho biết công thức tính gia tốc trên đư ợc suy luận từ công thức nào ? HS : Từ phương trình chuy ển động thẳng biến đổi đều : x = x 0 + v 0 t + 2 1 at 2 II / Khảo sát chuyển động r ơi tự do của một hòn bi sắt : a / Thí nghiệm :  Tiến hành thí nghiệm như h ình vẽ : v ới x 0 = 0 m ; v 0 = 0 (m/s) và a = g, x = h  h = 2 1 at 2  2 2 t h g  GV : Tiến hành thí nghiệm ở cùng m ột vị trí địa lý trên Trái Đ ất ta nhận thấy g có giá trị như nhau và gần bằng 9,8 m/s 2 . Như v ậy các em có kết luận gì về g ? HS : Ở cùng một nơi trên Trái Đất, các vật r ơi tự do với gia tốc g  9,8 m/s 2 . c) Tính chất của vật rơi tự do GV : Từ những thí nghiệm tr ên các em cho biết Vật rơi tự do có chiều như thế nào ? HS : Vật rơi tự do có chiều hư ớng thẳng đứng từ trên xuống GV : Vật rơi tự do có gia t ốc g, điều đó cho chúng ta biết điều gì v ề dạng chuyển động của vật rơi tự ao ? HS : Chuyển động của vật rơi tự do là chuy ển động thẳng nhanh dần đều.  Thời gian bi rơi đư ợc hiển thị trên đồng hồ.  Quảng đường bi rơi đư ợc đo bởi khoảng cách AB.  Gia tốc rơi tự do đư ợc xác định bởi : g = 2 2 t h b / Kết luận : Ở cùng một vĩ độ địa lý trên trái đất, các vật rơi t ự do đều có cùng một gia tốc g . c) Tính chất của vật rơi tự do - Vật rơi tự do theo phương th ẳng đứng và có chiều hướng từ tr ên xuống dưới. - Chuyển động của vật rơi t ự do 3) Công thức vật rơi tự do Vì rơi tự do là m ột dạng chuyển động thẳng nhanh dần đều, cho n ến ta áp dụng các công thức – phương trình c ủa chuyển động thẳng nhanh dần đều .Ta khảo sát một vật rơi t ự do như 1 v ật đang chuyển động thẳng biến nhanh dần đều. GV : Thực hiện các bước khảo sát : Trục tọa độ Oy : Thẳng đứng có chiều dương hướng từ trên xuống Chọn : G ốc tọa độ O: Vị trí bắt đầu vật rơi. Gốc thời gian là lúc bắt đầu vật rơi(t 0 = 0) Vì bắt đầu thả vật cho nên v ật có vận tốc đầu bằng 0. Khi đó ta có : ( Nhấn mạnh cho HS biết : a = g, v 0 = 0 ( vì chọn O tại vị trí bắt đầu vật rơi !) , quãng đường s chính là độ cao h ) Từ 3 công thức c ơ bản Ta biến đổi : ( yêu c ầu HS nhắc lại các công thức cơ bản ). là m ột chuyển động nhanh dần đều. - Gia tốc vật rơi t ự do a = g, g được gọi là gia tốc trọng trư ờng . Gia tốc trọng trư ờng khác nhau khi vị trí địa lý trên Trái Đ ất khác nhau. Gia tốc trọng trường g  9,8 m/s 2 . 3) Công thức vật rơi tự do Chọn : - Tr ục tọa độ Oy : Thẳng đứng có chiều dương hướng từ trên xuống - G ốc tọa độ O: Vị trí bắt đầu vật rơi. - Gốc thời gian là lúc b ắt đầu vật rơi(t 0 = 0) Vì bắt đầu thả vật cho nên v ật có vận tốc đầu bằng v 0 = 0. Khi đó ta có :  Vận tốc vật rơi vào th ời điểm t : atvv 0   gt v  2 at tvs 2 0   2 gt h 2  2 0 2 vv2as   2 v2gh   2ghv  gt v   Độ cao vật rơi vào th ời điểm t : 2 gt h 2   2 2 t h g   Liên hệ giữa độ cao và v ận tốc : 2 v2gh   2ghv   Phương trình vật rơi tự do : y = y 0 + v 0 t - 2 1 gt 2 3 / Cũng cố : a / Nêu thí nghiệm dùng ống Newton để khảo sát sự rơi của các vật ? b / Hãy viết công thức liên hệ giữa vận tốc ném lên theo phương thẳng đứng với độ cao đạt được ? 4 / Dặn dò :  Làm bài tập : 1 ; 2 ; 3 ; 4 . Bài 06 SỰ RƠI TỰ DO CỦA MỘT VẬT I / Mục tiêu :  Hiểu được sự rơi tự do là sự rơi của các vật khi không có sức cản của không khí, có thể có hay không vận. khi rơi tự do thì mọi vật đều rơi như nhau, với cùng một gia tốc gọi là gia tốc rơi tự do.  Biết quan sát và nhận xét về hiện tượng rơi tự do của các vật khác nhau. Biết áp dụng kiến thức của. v ật rơi tự do. GV : Sự rơi của các vật trong ố ng Newton có môi trường chân không gọi là rơi t ự do. Vậy rơi tự do là gì ? HS : Sự rơi c ủa một vật khi không chịu sức cản của không