۩Đặt vấn đề:
-Ta thường nghĩ rằng sợi tóc thật mong manh, yếu ớt. Thế nhưng các nhà khoa học đã tìm hiểu và kết luận rằng tóc còn bền chắc hơn cả nhiều kim loại như chì, kẽm, nhôm, đồng và chỉ thua sắt, thép. Một chiếc xe chở hang 5 tấn có thể treo được vào một bím tóc có 100 000 sợi tóc mà bím tóc không bị đứt. Vậy làm sao để ta đo được một sợi tóc chịu được lực kéo là bao nhiêu mà vẫn không bị đứt?
– Bài học hôm nay sẽ giúp chúng ta tìm hiểu về vấn đề này.
Chủ đề 10
LỰC KẾ – PHÉP ĐO LỰC
۩Chuyển ý: Trong cuộc sống, rất nhiều trường hợp ta cần phải đo cường độ của lực tác dụng. Khi đó ta sẽ dùng dụng cụ nào để đo đạc?
I. Lực kế là gì?
Hoạt động 1:
– GV cho HS quan sát hình vẽ 3 loại lực kế:
+ Lực kế dùng để đo lực kéo căng của sợi dây cáp (lực kế đo lực kéo)
+ Lực kế dùng để đo lực bóp của tay (lực kế đo lực đẩy)
+ Lực kế dùng để đo được cả lực kéo hoặc lực nén (lực đẩy) của tay.
– HS chú ý quan sát
– GV đặt câu hỏi:
+ Lực kế được dùng để đo đại lượng nào?
-HS trả lời câu hỏi
+ Lực kế là dụng cụ dùng để đo lực (cường độ của lực).
– Rút ra nhận xét: (GV cho HS ghi bài)
“ Lực kế là dụng cụ dùng để đo lực (cường độ của lực). Có nhiều loại lực kế. Có lực kế đo lực kéo, lực kế đo lực đẩy và lực kế đo được cả lực kéo lẫn lực đẩy. ”
۩Chuyển ý: Loại lực kế thường dùng nhất là lực kế lò xo. Chúng ta sẽ tìm hiểu về cấu tạo và hoạt động của lực kế lò xo, một dụng cụ giúp ta đo được cường độ của lực tác dụng lên một vật.
II. Lực kế lò xo
1.Cấu tạo của lực kế lò xo đơn giản
Hoạt động 2:
– GV cho HS hoạt động theo nhóm.
– HS ngồi theo nhóm.
– GV chia cho mỗi nhóm 1 lực kế lò xo
– HS nhận dụng cụ theo nhóm.
-GV đặt câu hỏi:
+ Em hãy cho biết lực kế lò xo có những bộ phận cơ bản nào? Hãy chỉ ra những bộ phận đó trên lực kế.
– HS quan sát dụng cụ theo nhóm và trao đổi đưa ra câu trả lời.
+Một lực kế lò xo gồm có:
*Vỏ lực kế, gắn với một bảng chia độ.
*Một lò xo có một đầu gắn vào vỏ lực kế, đầu kia gắn một cái móc và một kim chỉ thị.
*Kim chỉ thị di chuyển được trên mặt bảng chia độ.
– Rút ra nhận xét: (GV cho HS ghi bài)
“Một lực kế lò xo gồm có:
*Vỏ lực kế, gắn với một bảng chia độ.
*Một lò xo có một đầu gắn vào vỏ lực kế, đầu kia gắn một cái móc và một kim chỉ thị.
*Kim chỉ thị di chuyển được trên mặt bảng chia độ”.
+ Em hãy cho biết ĐCNN và GHĐ của lực kế lò xo
+ HS quan sát lực kế và trả lời câu hỏi
۩Chuyển ý: Người ta sử dụng lực kế lò xo để đo lực như thế nào?
2.Cách đo lực bằng lực kế lò xo
Hoạt động 4:
-GV hướng dẫn HS nguyên tắc sử dụng lực kế lò xo trước khi dùng lực kế để đo lực.
+ Điều chỉnh số 0: điều chỉnh sao cho khi chưa đo lực, kim chỉ thị nằm đúng vạch 0.
+ Cho lực cần đo tác dụng vào đầu có gắn móc của lò xo lực kế.
+ Cầm vỏ lực kế sao cho lò xo của lực kế nằm dọc theo phương của lực cần đo.
+ Đọc và ghi kết quả đo, chữ số cuối cùng của kết quả đo theo ĐCNN của lực kế.
-HS quan sát và chú ý lắng nghe.
-HS ghi bài vào vở.
3.Thực hành đo lực bằng lực kế lò xo
Hoạt động 5:
-GV cho HS hoạt động theo nhóm
+ Không sử dụng công thức tính toán, em hãy dùng lực kế lò xo đo độ lớn của trọng lực tác dụng lên quả nặng 200g. Nêu cách đo và đọc kết quả.
-HS hoạt động theo nhóm và trình bày câu trả lời:
+ Giữ lực kế lò xo dọc theo phương thẳng đứng. Móc quả nặng vào đầu dưới của lực kế. Đọc số chỉ của lực kế khi quả nặng nằm yên cân bằng. Kết quả: 2 N.
-GV yêu cầu HS kiểm tra kết quả bằng cách sử dụng công thức P = 10.m.
-HS lên bảng làm bài:
Đổi 200 g = 0,2 kg
P = 10.m = 10.0,2 = 2 N
Hoạt động 6:
Em hãy đo lực để kéo đứt một sợi tóc được chập đôi. Nêu cách đo và đọc kết quả.
-HS hoạt động theo nhóm và trình bày câu trả lời:
+ Móc đoạn giữa của sợi tóc vào một đầu lực kế lò xo, dùng tay giữ chặt 2 đầu của sợi tóc. Giữ lò xo nằm dọc theo phương của sợi tóc. Kéo từ từ lực kế ra xa để làm căng sợi tóc cho đến khi sợi tóc bị đứt. Đọc số chỉ của lực kế ngay trước khi sợi tóc đứt, ta được kết quả cần đo.
۩Chuyển ý: Lực kế lò xo được dùng để xác định trọng lượng của một vật. Điều này được thực hiện bằng cách nào?
II. Xác định trọng lượng và khối lượng bằng lực kế lò xo.
1.Xác định trọng lượng bằng lực kế.
-Quay lại hoạt động 5, chúng ta đã sử dụng lực kế để xác định độ lớn của trọng lực tác dụng lên quả nặng (trọng lượng của quả nặng) 200g.
-GV đặt câu hỏi:
+Em hãy giải thích vì sao khi quả nặng nằm yên cân bằng, số chỉ của lực kế bằng trọng lượng của quả nặng.
-HS lắng nghe và trả lời câu hỏi
+ Khi quả nặng nằm yên, quả nặng chịu tác dụng của hai lực cân bằng: lực kéo của lò xo và trọng lực. Do đó, số chỉ của lực kế (là cường độ lực kéo của lò xo) sẽ bằng trọng lượng của quả nặng.
۩Chuyển ý: Lực kế lò xo được dùng để xác định trọng lượng của một vật. Ngoài ra lực kế lò xo còn được sử dụng để xác định khối lượng của một vật. Bằng cách nào?
2.Xác định khối lượng bằng lực kế
Hoạt động 7:
-GV cho HS quan sát hình chiếc cân lò xo.
-HS quan sát và trả lời câu hỏi
+ Đây là dụng cụ gì?
+ Cân
+ Dụng cụ này được sử dụng để đo đại lượng nào?
+ Khối lượng của vật
-Chiếc cân lò xo này chính là một lực kế lò xo. Và lực kế lò xo trong trường hợp này được sử dụng để xác định khối lượng của vật.
-GV đặt câu hỏi:
+ Chiếc cân này chính là lực kế lò xo. Vậy tại sao trên bảng chia độ của cân, người ta không chia độ theo đơn vị niuton như những lực kế lò xo khác mà lại có thể ghi theo đơn vị kilogam để xác định khối lượng của vật.
-HS lắng nghe và trả lời câu hỏi
+ Do số chỉ của lực kế bằng trọng lượng của vật cần đo, mà trọng lượng của vật lại luôn tỉ lệ với khối lượng của nó nên người ta đã thay các giá trị theo đơn vị niuton trên bảng chia độ bằng giá trị tương ứng của đơn vị kilogam.
Hoạt động 8:
-GV cho HS quan sát chiếc cân xách tay và hình ảnh cơ cấu hoạt động của chiếc cân xách tay.
-HS quan sát.
-GV giải thích cho HS hiểu về cơ cấu hoạt động của cân xách tay.
-HS chú ý lắng nghe.
-GV đặt câu hỏi:
+ Cân xách tay dùng để làm gì?
-HS trả lời câu hỏi:
+ Cân xách tay có nguyên tắc hoạt động giống như lực kế lò xo. Chúng có kích thước nhỏ gọn, ta có thể dễ dàng đem theo bên người và dùng chúng để xác định khối lượng của những vật cần thiết khi đi chợ, đi dã ngoại,…
۩ Em hãy luyện tập:
+ Các em hãy đọc và trả lời câu 3.
۩ Dặn dò:
– Học phần bài ghi.
– Đọc phần Thế giới quanh ta.
۩ Kiến thức nâng cao:
Bài tập 1:
– Hướng dẫn HS cách chế tạo một lực kế đơn giản mà trong đó lò xo được thay thế bằng dây thun. Chú ý cách vẽ bảng chia độ cho lực kế. Sau đó sử dụng lực kế đó đo trọng lượng của chiếc hộp đựng bút. Trình bày sản phẩm và kết quả đo.
-GV yêu cầu HS làm việc theo nhóm và chế tạo sản phẩm, tiến hành đo trọng lượng của vật ở nhà. Đem nộp sản phẩm sau 1 tuần.
Bài tập 2:
-GV đặt tình huống và yêu cầu HS hoạt động nhóm
-Hai học sinh ở vùng biển cân hai vật có khối lượng như nhau bằng hai loại cân. Bạn A cân bằng lực kế, bạn B cân bằng cân Robecval. Khi đi chơi vùng núi cao 4000 m, thì sau khi cân lại vật bằng hai cân nói trên, số chỉ không còn như nhau nữa. Bạn này đổ lỗi cho cân của bạn kia bị hư. Em hãy làm trọng tài.
