Tài liệu Skkn vật lý 10 tổ chức hoạt động ngoại khoá về lực hướng tâm ở lớp 10 theo hướng huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh

A. MỞ ĐẦU 1/ Lý do chọn đề tài Mục tiêu của giáo dục trong giai đoạn mới đã được chỉ rõ trong Nghị quyết của Hội nghị Ban chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam khoá VIII: “Nhiệm vụ cơ bản của giáo dục là nhằm xây dựng con người và thế hệ thiết tha gắn bó với lí tưởng độc lập dân tộc và chủ nghĩa xã hội, có đạo đức trong sáng, có ý chí kiên cường xây dựng và bảo vệ Tổ quốc công nghiệp hoá hiện đại hoá; giữ gìn và phát huy tiềm năng của dân tộc và con người Việt Nam, có ý thức cộng đồng và phát huy tính tích cực cá nhân, làm chủ chi thức khoa học và công nghệ hiện đại, có tư duy sáng tạo, có kỹ năng thực hành giỏi, có tác phong công nghiệp, có tính tổ chức kỉ luật, có sức khoẻ, là những người thừa kế xây dựng chủ nghĩa xã hội vừa hồng vừa chuyên như lời dặn của Bác Hồ”. Để đạt được mục tiêu trên, nghành giáo dục đã có nhiều đổi mới cả về cơ sở vật chất lẫn phương pháp dạy học cho phù hợp với thời đại và hoàn cảnh của đất nước ta. Một trong những nội dung quan trọng của việc đổi mới phương pháp dạy học là đổi mới và đa dạng hoá các hình thức tổ chức hoạt động học tập của học sinh, trong đó khẳng định vai trò không thể thiếu của hoạt động học tập ngoài giờ lên lớp (hay hoạt động ngoại khoá). Nó không những giúp củng cố những kiến thức đã học chính khoá mà còn giúp đào sâu, mở rộng kiến thức, phát huy tính tích cực, sáng tạo của học sinh. Đây là những điều mà học chính khoá không làm được hoặc làm chưa tốt, chưa đầy đủ do điều kiện thời gian, phương tiện dạy học, nội dung hay do sức ép thi cử … Đối với bộ môn vật lí là một môn khoa học thực nghiệm, các khái niệm vật lí, các định luật vật lí đều phải gắn với thí nghiệm . Thông qua thí nghiệm, những biểu tượng cụ thể về sự vật và hiện tượng được hình thành ở học sinh mà không lời lẽ nào có thể mô tả đầy đủ được. Trong thực hành, không những các kỹ năng thực hành như quan sát, sử dụng dụng cụ vật lí, lắp ráp thí nghiệm, vẽ đồ thị, xác định sai số,... được rèn luyện, mà cả tư duy lí lôgic và nhất là tư duy sáng tạo cũng được phát triển mạnh. Trong chương trình vật lí phổ thông, lực hướng tâm ở lớp 10 nâng cao là một trong những nội dung kiến thức vật lí trừu tượng, có ứng dụng rộng rãi trong thực tế đời sống và kỹ thuật. Tuy vậy, nội dung này trong chương trình lớp 10 nâng cao chỉ bố trí học trong một tiết (Tiết 30), mà do điều kiện thời gian hạn chế và thiết bị thí nghiệm đo lực hướng tâm chưa có, một số trường có bộ thí nghiệm minh hoạ của Trung Quốc nhưng cũng có nhược điểm, ngay cả các thí nghiệm định tính đơn giản cũng chưa được khai thác. Giáo viên lên lớp chủ yếu vẫn là dạy chay, mang tính giới thiệu và thông báo thuần tuý, giờ học tự chọn thì giáo viên chủ yếu là hướng dẫn học sinh giải bài tập, học sinh 1 thụ động, kém hứng thú trong quá trình tiếp thu kiến thức. Những kiến thức về lực hướng tâm, học sinh chưa nắm được bản chất, còn mắc nhiều sai lầm phổ biến, nhiều học sinh cho rằng lực hướng tâm là một lực đặc biệt trong tự nhiên và đặc biệt là chưa vận dụng được kiến thức đã học vào giải thích các hiện tượng vật lí và các ứng dụng kỹ thuật có liên quan, chưa phân biệt được hiệu ứng li tâm, lực hướng tâm và lực quán tính li tâm. Vì vậy để nâng cao kết quả học tập, phát huy tính tích cực, sáng tạo cho học sinh thì rất cần tổ chức các hoạt động ngoại khoá về thí nghiệm. Với những lý do trên, chúng tôi chọn nghiên cứu đề tài: “ Tổ chức hoạt động ngoại khoá về lực hướng tâm ở lớp 10 theo hướng huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh”. 2/ Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu việc tổ chức hoạt động ngoại khoá về lực hướng tâm cho học sinh lớp 10 nhằm phát huy tính tích cực, sáng tạo của học sinh, tạo môi trường học tập hấp dẫn. 3/ Đối tượng nghiên cứu Hoạt động dạy học ngoại khoá về lực hướng tâm trong chương trình vật lí 10. Một số dụng cụ thí nghiệm về lực hướng tâm. 4/ Giả thuyết khoa học Nếu tổ chức hoạt động ngoại khoá về lực hướng tâm với nội dung và hình thức đa dạng, hấp dẫn, phương pháp dạy học phù hợp thì sẽ phát huy tính tích cực, sáng tạo của học sinh, nâng cao hứng thú học tập, giúp củng cố, đào sâu, mở rộng kiến thức về lực hướng tâm. 5/ Nhiệm vụ nghiên cứu Để đạt được mục đích nghiên cứu đề ra, đề tài có những nhiệm vụ sau: + Nghiên cứu lý luận về việc tổ chức hoạt động ngoại khoá bộ môn vật lí nhằm phát huy tính tích cực, sáng tạo của học sinh, trong đó có việc nghiên cứu vai trò, vị trí của thí nghiệm vật lí đối với việc phát triển năng lực sáng tạo của học sinh. + Tìm hiểu mục tiêu dạy học về kiến thức, kỹ năng theo chương trình vật lí 10 nâng cao, mục tiêu về mặt hứng thú, kỹ năng, tư duy mà học sinh cần đạt được khi học về lực hướng tâm. Từ đó, xác định được những thí nghiệm cần tiến hành về lực hướng tâm. + Tìm hiểu thực tế dạy học về lực hướng tâm, trong đó có tình hình thiết bị thí nghiệm phục vụ dạy và học ở các trường THPT của huyện Yên Mô hiện nay, nhằm phát hiện những sai lầm phổ biến của học sinh trong dạy học chính khoá kiến thức này, để có căn cứ xây dựng nội dung, hình thức tổ chức, phương pháp dạy học ngoại khoá về lực hướng tâm cho học sinh. + Nghiên cứu thiết kế, chế tạo các dụng cụ thí nghiệm và tiến hành các thí nghiệm về lực hướng tâm với những dụng cụ đã chế tạo, là cơ sở hướng dẫn học sinh, hình dung các khó 2 khăn của học sinh trong quá trình chế tạo và sử dụng các dụng cụ thí nghiệm. + Xây dựng quy trình tổ chức hoạt động ngoại khoá về lực hướng tâm nhằm phát huy tính tích cực, sáng tạo của học sinh, củng cố, mở rộng, khắc sâu kiến thức. + Thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá tính khả thi của quy trình ngoại khoá đã soạn thảo và bước đầu đánh giá hiệu quả của hoạt động ngoại khoá. 6/ Phương pháp nghiên cứu Để thực hiện được các nhiệm vụ nghiên cứu trên, chúng tôi sử dụng những phương pháp nghiên cứu sau: + Nghiên cứu lý thuyết: đó là nghiên cứu các tài liệu về tâm lý học, giáo dục học, logic học, phương pháp nghiên cứu khoa học, phương pháp dạy học vật lí, các tài liệu hướng dẫn tổ chức hoạt động ngoại khoá về vật lí, các tài liệu hướng dẫn chế tạo dụng cụ thí nghiệm đơn giản, chương trình, SGK,SGV, sách bài tập vật lý lớp 10. + Nghiên cứu trong phòng thí nghiệm: nghiên cứu chế tạo hai dụng cụ thí nghiệm về lực hướng tâm để hướng dẫn học sinh thiết kế, chế tạo. + Nghiên cứu thực tiễn: điều tra, khảo sát tình hình dạy học chính khoá về lực hướng tâm ở một số trường THPT thuộc huyện Yên Mô; tiến hành thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi của quy trình hoạt động ngoại khoá và hiệu quả của hoạt động ngoại khoá đã được xây dựng. 7/ Đóng góp của đề tài - Đã chế tạo được một bộ dụng cụ làm được 7 thí nghiệm từ các vật liệu đơn giản dễ kiếm , với các phương án khác nhau về lực hướng tâm. - Xây dựng được kế hoạch dạy học ngoại khoá (nội dung, phương pháp dạy học, quy trình tổ chức) về lực hướng tâm đã được tiến hành thực nghiệm sư phạm nhằm phát huy tính tích cực, sáng tạo của học sinh. B. NỘI DUNG I. MỤC TIÊU DẠY HỌC CÁC KIẾN THỨC VỀ LỰC HƯỚNG TÂM TRONG CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ LỚP 10 NÂNG CAO Trước khi lập kế hoạch tổ chức hoạt động ngoại khoá về lực hướng tâm, để xây dựng được nội dung ngoại khoá, hình thức tổ chức và phương pháp dạy học phù hợp, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu chương trình vật lý lớp 10 nâng cao. Chúng tôi thấy khi dạy học các kiến thức này, học sinh cần đạt được những mục tiêu sau: 1. Mục tiêu kiến thức - Hiểu được khái niệm lực hướng tâm là một lực hoặc là lực tổng hợp của hai hay nhiều lực cơ học ( lực hấp dẫn, lực đàn hồi, lực ma sát), lực hướng tâm không phải là một loại lực 3 đặc biệt trong tự nhiên. - Hiểu được lực hướng tâm luôn hướng vào tâm của quỹ đạo cong (trường hợp đặc biệt là chuyển động tròn); lực hướng tâm có tác dụng làm thay đổi hướng của véc tơ vận tốc của vật chuyển động, gây ra gia tốc hướng tâm cho vật. - Hiểu được biểu thức định lượng của lực hướng tâm là để giữ vật chuyển động với tốc độ dài v hay tốc độ góc w trên quỹ đạo tròn có bán kính R cần tác dụng một lực hướng tâm có độ lớn : Fht  m.v 2 hay Fht = mw2R. R - Phân biệt được lực hướng tâm, lực quán tính li tâm với hiệu ứng li tâm. - Vận dụng những kiến thức này để giải được các bài tập và giải thích được các hiện tượng vật lí (ví dụ: chuyển động của tàu lượn trong công viên,..) và những ứng dụng kỹ thuật trong thực tế có liên quan (ví dụ: tại sao các cầu bắc qua sông thường làm cong lên, nguyên lý hoạt động của máy li tâm sữa...). 2. Mục tiêu kỹ năng - Biết cách sử dụng các dụng cụ thí nghiệm, biết cách lấy số liệu thí nghiệm trong quá trình nghiên cứu chuyển động của một vật. - Biết thiết kế, chế tạo dụng cụ thí nghiệm về lực hướng tâm. - Biết làm thí nghiệm và quan sát chuyển động của các vật, từ đó rút ra được biểu hiện của lực hướng tâm trong các hiện tượng thực tế. - Biết cách khảo sát độ lớn của lực hướng tâm thông qua các đại lượng như khối lượng, tốc độ quay, bán kính quỹ đạo. - Biết xử lý số liệu, phân tích kết quả thí nghiệm. 3. Mục tiêu về thái độ - Có hứng thú học vật lí nói chung và các kiến thức về lực hướng tâm nói riêng, yêu thích tìm tòi khoa học; trân trọng đối với những đóng góp của vật lí học cho sự tiến bộ của xã hội và đối với công lao của các nhà khoa học. - Có thái độ khách quan, trung thực; có tác phong tỉ mỉ, cẩn thận, chính xác và có tinh thần hợp tác trong học tập cũng như trong việc áp dụng những kiến thức về lực hướng tâm. - Có ý thức vận dụng những kiến thức về lực hướng tâm vào đời sống. II. ĐIỀU TRA TÌNH HÌNH DẠY HỌC VỀ LỰC HƯỚNG TÂM TRONG CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ LỚP 10 Ở MỘT SỐ TRƯỜNG THPT CỦA HUYỆN YÊN MÔ - NINH BÌNH 1. Mục đích điều tra Tìm hiểu thực tế tình hình dạy học về lực hướng tâm ở một số trường THPT, đối chiếu với mục tiêu dạy học trong chương trình vật lý 10 để phát hiện những điểm còn hạn chế cả về 4 phương pháp và phương tiện dạy học, những khó khăn của giáo viên, những sai lầm phổ biến của học sinh khi dạy học phần này. Đây là một căn cứ xây dựng nội dung, hình thức tổ chức và dự kiến phương pháp dạy học ngoại khoá nhằm củng cố, mở rộng kiến thức, phát huy tính tích cực, sáng tạo của học sinh. 2. Phương pháp điều tra - Điều tra giáo viên và học sinh: điều tra bằng phiếu, trao đổi trực tiếp, dự giờ lên lớp, qua bài kiểm tra. - Tham quan phòng thí nghiệm vật lí để tìm hiểu về tình hình các trang thiết bị thí nghiệm phục vụ dạy học phần này. 3. Đối tượng điều tra - Một số giáo viên vật lí và học sinh ở bốn trường THPT ở huyện Yên Mô - Phòng thí nghiệm vật lí của bốn trường THPT nêu trên. 4. Kết quả điều tra a/ Tình hình giáo viên và phương pháp dạy học * Tình hình giáo viên: Giáo viên của các trường đều được đào tạo chính quy tập trung tại các trường đại học sư phạm Hà Nội, trường đại học sư phạm Hà Nội II, ĐHSP Vinh Nhiều GV có trình độ chuyên môn tốt, có kinh nghiệm giảng dạy, tâm huyết với nghề. Một số giáo viên trẻ tuy chưa nhièu kinh nghiệm giảng dạy nhưng có trình độ chuyên môn vững, nhiệt tình, yêu nghề và nắm được lí luận về phương pháp dạy học mới. * Phương pháp dạy học: Qua việc tổng hợp hai mươi phiếu điều tra về tình hình dạy học kiến thức về lực hướng tâm ở bốn trường THPT (có mẫu phiếu điều tra ở phụ lục) cho thấy: - Phương pháp dạy học chủ yếu là thuyết trình, thông báo thuần tuý, ví dụ như: giáo viên thông báo khái niệm, giáo viên đưa ra công thức độ lớn của lực hướng tâm dựa vào định luật 2 của Newton và công thức gia tốc hướng tâm,… - Phương pháp dạy học chưa phát huy được tính tích cực, sáng tạo của học sinh, được thể hiện là: giáo viên chưa giao nhiệm vụ nhận thức cho học sinh, không cho học sinh dự đoán mối liên hệ giữa lực hướng tâm với tốc độ quay, bán kính và khối lượng của vật; không yêu cầu học sinh vận dụng kiến thức để giải thích các ứng dụng kỹ thuật…, như vậy giáo viên đã bỏ qua những hoạt động có tác dụng phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh. - Giáo viên không tiến hành các thí nghiệm và cũng không chuẩn bị dụng cụ, mô hình để mô tả các ứng dụng của lực hướng tâm ngay cả các thí nghiệm đơn giản. - 100% giáo viên được hỏi đều cho biết kiến thức này trừu tượng và có nhiều ứng dụng 5 trong thực tế nhưng số tiết thì quá ít. - Chưa bao giờ giáo viên tự làm hay hướng dẫn học sinh chế tạo dụng cụ thí nghiệm để dạy học kiến thức này. - Chưa bao giờ tổ chức hoạt động ngoại khoá. - Đa số giáo viên cho rằng để dạy học phần này có hiệu quả cần có dụng cụ thí nghiệm và ngoài học chính khoá phải tổ chức thêm hoạt động ngoại khoá. b/ Về tình hình học tập của học sinh Qua điều tra cho thấy: - Học sinh chưa nắm được hết kiến thức cơ bản như: một số học sinh quan niệm lực hướng tâm là một loại lực đặc biệt trong tự nhiên và thường cho thêm lực hướng tâm tác dụng vào vật chuyển động tròn đều khi giải bài tập... - Kỹ năng vận dụng kiến thức lí thuyết vào giải thích các hiện tượng vật lí và các ứng dụng kỹ thuật rất kém ví dụ như: không có học sinh nào trả lời được câu hỏi tại sao các cầu bắc qua sông thường làm cong lên mà không phải cong xuống. - Học sinh chưa phân biệt được lực hướng tâm, lực quán tính li tâm và hiệu ứng li tâm. Một số học sinh cho rằng lực quán tính li tâm là phản lực của lực hướng tâm,... - Học sinh chưa hứng thú học, chưa tích cực hoạt động. - Học sinh chưa bao giờ được tham gia thiết kế, chế tạo thí nghiệm vật lí. - 100% học sinh đều thích được tham gia chế tạo, làm thí nghiệm vật lí. c/ Tình hình sử dụng thiết bị thí nghiệm Các trường đều không tiến hành thí nghiệm phần này III. KẾ HOẠCH TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHOÁ VỀ LỰC HƯỚNG TÂM 1. Mục tiêu của hoạt động ngoại khoá - Củng cố hiểu biết của học sinh về lực hướng tâm, khắc phục những sai lầm của học sinh và mở rộng các kiến thức như lực quán tính li tâm, hiệu ứng li tâm... - Vận dụng những kiến thức nêu trên vào giải thích hiện tượng thực tế có liên quan như: khi pha nước chanh, hạt chanh thường tập chung ở giữa đáy cốc,... và tìm hiểu nguyên lý của ứng dụng kỹ thuật của lực hướng tâm như nguyên lý hoạt động của máy li tâm sữa... - Rèn luyện các kỹ năng: thiết kế chế tạo dụng cụ thí nghiệm như: thiết kế dụng cụ thí nghiệm lực hướng tâm chỉ do một lực gây ra (các lực khác đều cân bằng với nhau), dụng cụ thí nghiệm lực hướng tâm do hai hay nhiều lực gây ra, lực hướng tâm tác dụng lên vật rắn, khối chất lỏng, khối khí; dự đoán hiện tượng, kỹ năng phân tích và đánh giá kết quả thí nghiệm; kỹ năng giải thích các hiện tượng vật lí và các ứng dụng kỹ thuật; kỹ khả năng giao tiếp khi trình bày ý kiến, thảo luận, báo cáo kết quả. 6 - Phát huy tính tích cực, tạo hứng thú cho học sinh qua các hoạt động: học sinh tự nhận thí nghiệm yêu thích để nghiên cứu thiết kế, chế tạo; tự tổ chức hoạt động của nhóm; học sinh tự bố trí thời gian rỗi để chế tạo và làm thí nghiệm. - Phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh thông qua các hoạt động như: học sinh đề xuất các phương án thiết kế dụng cụ thí nghiệm, tìm các giải pháp kỹ thuật ví dụ: tạo ra chuyển động quay bằng động cơ điện, bằng tay quay hay bằng dây xoắn; đề xuất phương án thí nghiệm, cách thực hiện các phép đo; lựa chọn các vật liệu như: máng thí nghiệm có thể làm bằng nhựa, thanh ray bằng nhôm hay làm bằng tre, gỗ... - Rèn luyện kỹ năng làm việc theo nhóm, đây là yếu tố hiện nay học sinh còn rất yếu, học chính khoá thì ít có thời gian để rèn luyện. - Giáo dục tinh thần đoàn kết, hợp tác, tính tập thể trong học tập và đời sống qua các hoạt động: cho các em tự tổ chức, bàn bạc, phân công nhau chuẩn bị vật liệu, thảo luận phương án thiết kế và cùng nhau làm thí nghiệm; từ kết quả của các em làm được sẽ khích lệ, động viên các em tự tin hơn. 2. Nội dung hoạt động ngoại khoá Chúng tôi tổ chức hoạt động ngoại khoá về lực hướng tâm và lực quán tính li tâm với 2 nội dung: + Giáo viên giao và hướng dẫn các nhóm học sinh thiết kế, chế tạo dụng cụ và tiến hành một số thí nghiệm về lực hướng tâm. + Tổ chức cho học sinh tiến hành thí nghiệm biểu diễn và tham gia trò chơi, thi giải thích hiện tượng vật lí có liên quan đến lực hướng tâm. 3. Thiết kế, chế tạo và tiến hành một số thí nghiệm đơn giản về lực hướng tâm từ các vật liệu dễ kiếm. a. Sự cần thiết phải chế tạo dụng cụ thí nghiệm Để đáp ứng yêu cầu phát huy tính tích cực sáng tạo của học sinh và giúp học sinh gắn lí thuyết với thực hành, chúng tôi đã nghiên cứu thiết kế, chế tạo một bộ thí nghiệm đơn giản về lực hướng tâm gồm có 10 thí nghiệm. Từ đó, giáo viên có thể hướng dẫn học sinh nghiên cứu thiết kế, chế tạo các dụng cụ thí nghiệm đơn giản và tiến hành thí nghiệm về lực hướng tâm. b. Các bộ phận của dụng cụ thí nghiệm Stt Loại vật liệu Kích thứơc Số Ghi chú lượng 1 Bánh xe gắn vật bán kính 7cm 1 Gồm: cúc nhựa, dây thép 2 Bìa cứng R = 10cm 2 Hình tròn 3 Bu lông 18 2 7 4 Chai nhựa loại 1,5 lit 1 5 Chai thí nghiệm loại 0,3 lít 1 ống truyền nhựa, dây nhôm và chai nhựa 6 Cốc nhựa 7 Dây 8 Dây cao su 9 Động cơ điện 10 loại nhỏ 2 1 Cuộn dây dài 30cm 6 Loại nhỏ loại nhỏ 1 Tấm gỗ cạnh a = 14cm 2 11 Mẩu xốp tròn 1 12 Miếng nam châm loại nhỏ 22 13 ống gen điện dài 30cm 2 14 Thanh sắt dài 10cm 1 15 Vật bằng sắt đinh ốc 18,12 4 Loại mới và loại cũ 16 Vật nhựa R = 1,5cm 2 Hình tròn 17 Viên bi 1 18 Giá dỡ 1 Làm bằng sắt 19 Vòng quay tay 1 làm bằng nhôm và gen điện 20 Vòng nhào lộn 1 vòng tròn, máng trượt, giá Hình vuông 1. Phần đáy của chai nhựa. 7. Bi. 13. Nam châm. 2. Cốc nhựa. 8. Vật bằng sắt. 14. Thanh sắt. 3.Chai thí nghiệm. 9. Bánh xe gắn vật. 15. ống gen điện. 4. Động cơ điện loại nhỏ. 10. Dây đàn hồi. 16. Bìa cứng. 5. Giá đỡ. 11. Dây. 17. Bulông. 6. Vật bằng nhựa. 12, Miếng xốp. 18. Tấm gỗ. c. Các thí nghiệm được tiến hành với thiết bị thí nghiệm Thí nghiệm 1: Sự thay đổi hướng vận tốc của một viên bi do tơng tác với một mẩu nam châm. * Mục đích thí nghiệm + Minh hoạ nguyên nhân làm thay đổi hướng vận tốc của vật là do lực hướng tâm tác dụng vào vật. + Khắc phục quan niệm sai lầm của học sinh cho rằng lực là nguyên nhân gây ra vận tốc của vật, hướng của lực trùng với hớng của vận tốc. * Tiến hành thí nghiệm và kết quả thí nghiệm + Búng 1 viên bi sắt chuyển động trên mặt sàn nhẵn nằm ngang thì thấy bi chuyển động thẳng. 8 + Búng 1 viên bi sắt chuyển động trên mặt sàn nhẵn nằm ngang có đặt thêm 1 thanh nam châm ở bên cạnh đường đi của viên bi thì viên bi chuyển động theo đường cong với bề lõm hướng về phía nam châm. * Giải thích hiện tượng + Khi không có nam châm, viên bi chịu tác dụng của trọng lực, phản lực của sàn lên vật và lực ma sát, gây ra chuyển động thẳng chậm dần. + Khi có nam châm, viên bi chịu thêm tác dụng lực hút của nam châm lên viên bi. Lực đó đóng vai trò lực hướng tâm gây ra gia tốc hớng tâm, làm thay đổi hướng của vectơ vận tốc của vật hay là làm thay đổi hướng chuyển động của vật. * Lu ý + Chọn viên bi phù hợp với nam châm để lực hút của nam châm lên viên bi là đáng kể. + Khi truyền cho viên bi vận tốc có độ lớn thích hợp để có thể quan sát rõ sự thay đổi hướng chuyển động rõ nét. + Để có thể quan sát rõ quỹ đạo của viên bi, ta có thể cho viên bi chuyển động trên 1 tờ giấy trắng đặt trên mặt sàn nằm ngang và tẩm mực vào viên bi. Thí nghiệm 2: Chuyển động tròn của các vật đặt trên một đĩa phẳng, tròn, nằm ngang quay xung quanh trục thẳng đứng đi qua tâm. * Mục đích thí nghiệm + Tìm hiểu trường hợp lực ma sát nghỉ đóng vai trò là lực hướng tâm. + Hiểu đúng mối quan hệ giữa độ lớn của lực hướng tâm với bán kính quỹ đạo, khối lượng của vật và tốc độ góc. * Cách tạo ra chuyển động quay: có hai phương án + Dùng động cơ điện. + Dùng mômen xoắn của dây, khi dây tời ra sẽ làm dây xoay tròn * Tiến hành thí nghiệm và kết quả thí nghiệm + Gắn đồng tâm tấm bìa với tấm gỗ. + Buộc 3 dây vào 3 điểm sát mép ngoài của tấm bìa. Ba điểm tạo thành một tam giác đều. + Buộc nút dây ở gần tâm của tấm bìa và gỗ. 9 H.1.a H.1.b H.1. Dụng cụ thí nghiệm nghiên cứu chuyển động của vật trên đĩa quay tròn. H.1.a. Nhìn từ trên xuống. H.1.b. Nhìn thẳng bên. Từ các dụng cụ trên, chúng ta có thể tiến hành các thí nghiệm sau:  Thí nghiệm 2.1. Kiểm nghiệm mối quan hệ giữa lực hướng tâm với tốc độ góc khi khối lượng của vật và bán kính r xác định. - Đặt một vật nặng lên tấm bìa, cho tấm bìa bắt đầu chuyển động quay nhanh dần từ trạng thái nghỉ. - Lúc đầu, vật nằm trên tấm bìa và chuyển động cùng tấm bìa theo quỹ đạo tròn có bán kính xác định. - Khi tốc độ quay của tấm bìa đạt đến một giá trị nào đó thì vật sẽ văng ra  Thí nghiệm 2.2. Kiểm nghiệm mối quan hệ giữa lực hướng tâm với bán kính r khi khối lượng của vật và tốc độ góc nh nhau. - Đặt hai vật nặng giống nhau lên tấm bìa ở các vị trí cách trục quay khác nhau. (Bán kính r khác nhau). - Cho tấm bìa bắt đầu chuyển động quay nhanh dần từ trạng thái nghỉ. - Lúc đầu, các vật nằm trên tấm bìa và chuyển động cùng tấm bìa theo các quỹ đạo tròn có bán kính khác nhau. - Khi tốc độ quay của tấm bìa đạt đến một giá trị nào đó thì vật ở vị trí bán kính lớn hơn sẽ văng ra trớc.  Thí nghiệm 2.3. Kiểm nghiệm mối quan hệ giữa lực hướng tâm là lực ma sát nghỉ với khối lượng của vật khi bán kính r và tốc độ góc nh nhau. - Đặt hai vật có cùng tính chất bề mặt nhưng có khối lợng khác nhau lên tấm bìa tại hai vị trí có cùng khoảng cách đến tâm tấm bìa. - Cho tấm bìa bắt đầu chuyển động quay nhanh dần từ trạng thái nghỉ. - Lúc đầu, các vật nằm trên tấm bìa và chuyển động cùng tấm bìa theo các quỹ đạo tròn có bán kính nh nhau. 10 - Khi tốc độ quay của tấm bìa đạt đến một giá trị nào đó thì hai vật đồng thời văng ra.  Thí nghiệm 2.4. Kiểm nghiệm mối quan hệ giữa lực hướng tâm là lực ma sát nghỉ với hệ số ma sát. - Đặt hai vật cùng khối lượng nhưng tính chất bề mặt khác nhau lên tấm bìa ở hai vị trí có cùng khoảng cách đến tâm quay. - Cho tấm bìa bắt đầu chuyển động quay nhanh dần từ trạng thái nghỉ. - Lúc đầu, các vật nằm trên tấm bìa và chuyển động cùng tấm bìa theo các quỹ đạo tròn có bán kính nh nhau. - Khi tốc độ quay của tấm bìa đạt đến một giá trị nào đó thì vật có bề mặt nhẵn hơn sẽ văng ra trước. * Giải thích hiện tợng  Thí nghiệm 2.1 Xét trong hệ quy chiếu gắn với mặt đất. - Ban đầu, vật nằm trên tấm bìa và chuyển động cùng tấm bìa theo các quỹ đạo tròn. Khi đó, vật chịu tác dụng của 3 lực là: P; N ; Fmsn . Trong đó, trọng lực và phản lực của tấm bìa lên vật cân bằng nhau, vật chỉ chịu tác dụng của lực ma sát nghỉ đóng vai trò lực hướng tâm, giúp vật chuyển động theo quỹ đạo tròn. - Khi tốc độ quay của tấm bìa tăng đến giá trị nào đó, lực ma sát nghỉ không thể tăng đến giá trị đủ lớn để đóng vai trò là lực hướng tâm giữ vật trên quỹ đạo tròn, vật sẽ văng ra theo phương tiếp tuyến.  Thí nghiệm 2.2  Cách 1: Xét trong hệ quy chiếu gắn với mặt đất. - Ban đầu, hai vật nằm trên tấm bìa và chuyển động cùng tấm bìa theo các quỹ đạo tròn. Khi đó, vật chịu tác dụng của 3 lực là: P; N ; Fmsn . Trong đó, trọng lực và phản lực của tấm bìa lên vật cân bằng nhau, vật chỉ chịu tác dụng của lực ma sát nghỉ đóng vai trò lực hướng tâm, giúp vật chuyển động theo quỹ đạo tròn. - Khi tốc độ quay w tăng lên thì Fht tăng lên, với vật ở bán kính lớn hơn sẽ cần lực hướng tâm lớn hơn, mà lực ma sát nghỉ của mỗi vật với sàn nh nhau. - Khi tốc độ quay tăng lên đến một giá trị nào đó, lực ma sát nghỉ không thể tăng đến giá trị đủ lớn để đóng vai trò là lực hướng tâm, vật nào nằm ở quỹ đạo có bán kính r lớn hơn sẽ văng ra theo phương tiếp tuyến.  Cách 2: Xét trong hệ quy chiếu gắn với tấm bìa. - Ban đầu, hai vật nằm trên tấm bìa và chuyển động cùng tấm bìa theo các quỹ đạo 11 tròn. Khi đó, vật chịu tác dụng của 4 lực là: P; N ; Fmsn ; Fqtlt , . Trong đó, trọng lực và phản lực của tấm bìa lên vật cân bằng nhau, lực quán tính li tâm cân bằng với lực ma sát nghỉ. - Khi tốc độ quay w tăng lên thì Fqtlt tăng lên, với vật ở bán kính lớn hơn sẽ chịu lực quán tính li tâm lớn hơn, mà lực ma sát nghỉ của mỗi vật với sàn như nhau. - Vì lực ma sát nghỉ không thể tăng đến giá trị đủ lớn để cân bằng với là lực quán tính li tâm, vật ở bán kính quỹ đạo lớn hơn sẽ văng ra theo phương tiếp tuyến.  Thí nghiệm 2.3 Xét trong hệ quy chiếu gắn với mặt đất. - Ban đầu, hai vật nằm trên tấm bìa và chuyển động cùng tấm bìa theo các quỹ đạo tròn. Khi đó, vật chịu tác dụng của 3 lực là: P; N ; Fmsn . Trong đó, trọng lực và phản lực của tấm bìa lên vật cân bằng nhau, vật chỉ chịu tác dụng của lực ma sát nghỉ đóng vai trò lực hướng tâm, giúp vật chuyển động theo quỹ đạo tròn. - Vì hai vật có khối lợng khác nhau nên áp lực N lên tấm bìa khác nhau; hai vật cùng tính chất bề mặt nên hệ số ma sát nghỉ cực đại gần nh nhau; hai vật cùng quay với tấm bìa nên có cùng tốc độ góc w. - Ta có: Fht1 = m1.w2.r ; Fht2 = m2.w2.r ; Fmsn1max = m1g; Fmsn2max = m2g . - Khi tốc độ quay của tấm bìa tăng đến giá trị nào đó Fht1 > Fmsn1max ,đồng thời Fht2 > Fmsn2max . Lúc đó, hai vật sẽ đồng thời văng ra khỏi tấm bìa.  Thí nghiệm 2.4 Xét trong hệ quy chiếu gắn với mặt đất. - Ban đầu, hai vật nằm trên tấm bìa và chuyển động cùng tấm bìa theo các quỹ đạo tròn. Khi đó, vật chịu tác dụng của 3 lực là: P; N ; Fmsn . Trong đó, trọng lực và phản lực của tấm bìa lên vật cân bằng nhau, vật chỉ chịu tác dụng của lực ma sát nghỉ đóng vai trò lực hướng tâm, giúp vật chuyển động theo quỹ đạo tròn. - Khi tốc độ quay w tăng lên thì Fht tăng lên. Vật vẫn nằm trên tấm bìa khi Fmns tăng lên để đóng vai trò lực hướng tâm. - Vì hai vật có cùng khối lợng nên áp lực N lên tấm bìa nh nhau; hai vật cùng tính chất bề mặt khác nhau nên hệ số ma sát nghỉ cực đại khác nhau; (vật nhẵn có hệ số ma sát 1; vật gỉ có hệ số ma sát 2 >1). Vậy lực ma sát nghỉ cực đại của vật gỉ lớn hơn vật nhẵn. - Khi tốc độ quay tăng đến một giá trị nào đó thì lực ma sát nghỉ của vật gỉ vẫn có thể bằng lực hướng tâm, vật gỉ vẫn chuyển động tròn. Nhng lực ma sát nghỉ cực đại của vật nhẵn không thể bằng lực hướng tâm, vật nhẵn sẽ bị văng ra theo phương tiếp tuyến. * Lu ý 12 + Khi đặt các vật lên tấm bìa tại các vị trí có bán kính bằng nhau phải xác định chính xác từ tâm của vật đến tâm quay. + Khi xoắn dây cần giữ mặt phẳng tấm bìa luôn nằm ngang để không bị lắc và nghiêng khi quay. *Nhận xét Phương án tạo chuyển động quay dùng động cơ điện dễ làm hơn phương án tạo chuyển động quay nhờ momen xoắn của dây. Tuy nhiên phơng án 1 khó quan sát hơn phương án 2 vì tốc độ quay nhanh, muốn thay đổi tốc độ quay của động cơ cần dùng thêm biến trở. Đối với học sinh ở nông thôn và vùng khó khăn như Trường THPT Yên Mô A thì phương án 2 dễ thực hiện hơn vì dụng cụ đơn giản, dễ làm. * u điểm + Chỉ cần dụng cụ đơn giản, dễ chế tạo, chúng ta có thể kiểm nghiệm đợc tương đối đầy đủ mối quan hệ giữa lực hướng tâm là lực ma sát nghỉ với khối lợng, bán kính quỹ đạo, tốc độ góc, khối lượng, hệ số ma sát. + Học sinh có thể quan sát rõ đợc ảnh hưởng của lực hướng tâm hoặc lực quán tính li tâm tác dụng lên vật chuyển động tròn. + Học sinh có thể nhận thấy đợc mối quan hệ tổng quan giữa lực hướng tâm với các đại lượng đặc trưng như bán kính quỹ đạo, khối lượng, tốc độ góc... Thí nghiệm 3: Kiểm nghiệm lực hướng tâm là lực tổng hợp của trọng lực và phản lực của một cung lõm tác dụng lên vật đặt trên một cung lõm quay xung quanh một trục thẳng đứng. * Mục đích thí nghiệm + Tìm hiểu trường hợp lực hớng tâm là hợp lực của trọng lực và phản lực của một cung lõm. + Phân biệt được quỹ đạo tròn của vật và chỉ ra đợc hướng của lực hướng tâm. Từ đó, giải thích đợc hiện tượng xảy ra với vật. * Tiến hành thí nghiệm và kết quả thí nghiệm + Dùng bulông, đai ốc gắn ống gen, tấm bìa và tấm gỗ tại tâm của mỗi vật. + Buộc 3 dây vào 3 điểm sát mép ngoài của tấm bìa. Ba điểm tạo thành một tam giác đều. + Buộc một nút dây ở gần tâm của tấm bìa và gỗ. 13 H.2. Dụng cụ thí nghiệm kiểm nghiệm lực hướng tâm là lực tổng hợp của trọng lực và phản lực của một cung lõm. + Xoắn dây, đặt viên bi lên ống gen. + Ban đầu, viên bi nằm gần tâm của tấm bìa. + Tấm bìa bắt đầu chuyển động quay nhanh dần từ trạng thái nghỉ. + Khi tốc độ quay tăng lên thì viên bi chuyển động ra xa dần tâm quay, đi lên gần đến vị trí có bán kính quỹ đạo quay lớn nhất. * Giải thích hiện tượng + Xét trong hệ quy chiếu gắn với mặt đất. + Xét viên bi tại một vị trí bất kỳ trên cung O’ tròn (Hình vẽ) N (Ma sát giữa viên bi và ống gen không đáng kể). O + Khi tốc độ quay đều với một giá trị nào đó thì viên bi sẽ nằm cân bằng tại một vị trí nh hình vẽ  r Fth P và quay tròn cùng cung lõm với tâm quỹ đạo là O và bán kính quỹ là r. + Hợp lực của trọng lực và phản lực của cung lõm đóng vai trò lực hướng tâm giúp vật chuyển động tròn. + Khi tốc độ quay tăng lên, vật phải chuyển động đi ra xa trục quay để hợp lực còn có thể bằng độ lớn của lực hướng tâm. + Fht  FTH  P  N + Ta có: Sin = r/R ; tan = Fht/P. => + Mà : Fht = mw2r ; P = mg. r  R Fht Fht2  P 2 => r  R 2  g2 4 + Từ biểu thức, ta thấy: 14 - Khi cha quay, w = 0 thì viên bi gần trục quay (r  0) - Khi quay nhanh dần, w tăng dần thì viên bi sẽ chuyển động đi lên ra xa trục quay (r tăng lên). - Khi tốc độ quay rất lớn, w tiến đến vô cùng thì r tiến đến R, viên bi ở vị trí cách xa trục quay nhất. Vì vậy, viên bi không thể chuyển động đi lên nữa. * Lu ý + Khi xoắn dây cần giữ mặt phẳng tấm bìa luôn nằm ngang để không bị lắc và nghiêng khi quay. *Nhận xét + Phơng án thí nghiệm đa ra đơn giản nhưng tạo ra tình huống bất ngờ thú vị. Nhiều học sinh nghĩ rằng bi sẽ luôn chuyển động ra ngoài khi tốc độ quay đủ lớn nhng bi chỉ lên đến vị trí có bán kính r lớn nhất bằng bán kính của cung lõm. * Ưu điểm + Dụng cụ thí nghiệm đơn giản dễ kiếm, dễ chế tạo. + Thao tác thí nghiệm đơn giản, dễ làm. + Phương án thí nghiệm minh hoạ biểu hiện của lực hướng tâm hoặc lực quán tính li tâm. Từ đó, giúp học sinh nhận ra đợc quỹ đạo chuyển động tròn của vật, hướng của lực hướng tâm. Thí nghiệm 4: Kiểm nghiệm lực hướng tâm là lực tổng hợp của trọng lực và phản lực của cung tròn tác dụng lên vật đặt trên một cung tròn quay xung quanh 1 trục bất kỳ. * Mục đích thí nghiệm + Tìm hiểu trường hợp lực hướng tâm là hợp lực của trọng lực, phản lực của một cung tròn khi trục quay thay đổi. + Phân biệt đợc quỹ đạo tròn của vật và chỉ ra được hướng của lực hướng tâm khi thay đổi phương trục quay. Từ đó, giải thích được hiện tợng xảy ra với vật khi thay đổi phương của trục quay. H.3. Dụng cụ thí nghiệm kiểm nghiệm lực hướng tâm là lực tổng hợp của trọng lực và 15 phản lực của cung tròn tác dụng lên vật đặt trên một cung tròn quay xung quanh 1 trục bất kỳ. * Tiến hành thí nghiệm và kết quả thí nghiệm + Cầm vòng dây sao cho trục quay nằm ngang. + Đặt viên bi vào rãnh của cung tròn ở vị trí thấp nhất. + Quay vòng dây xung quanh trục nằm ngang. + Bi quay cùng vòng dây mà không rơi ra khỏi vòng dây khi đi qua vị trí cao nhất. + Vừa quay đều và nghiêng dần trục quay đến khi trục quay thẳng đứng. + Viên bi vẫn luôn ở trên vòng dây và cùng quay với vòng dây. + Khi giảm tốc độ quay thì viên bi chuyển động dịch xuống phía tay cầm dưới. + Khi tăng tốc độ quay thì viên bi chuyển động đi lên đến vị trí chính giữa vòng dây. Dù tăng tốc độ quay nữa thì viên bi vẫn không dịch chuyển nữa. * Giải thích hiện tượng Xét trong hệ quy chiếu gắn với mặt đất. N + Xét viên bi tại vị trí cao nhất P trên cung tròn (Hình vẽ) + Ta có: P + N = Fht P + N = mw2R <=> => N = mw2R - P => Để viên bi không rơi, N > 0. Vậy với tốc độ góc w > g/R + Khi thay đổi trục quay đến vị trí thẳng đứng, ta có hình vẽ: + Khi tốc độ quay đều với một giá trị nào đó thì viên bi sẽ nằm cân bằng tại một vị trí nh hình vẽ. + Khi đó lực hớng tâm : Fht  Fth  N  P ; Fht = mw2r. + Ta có: Sin = r/R; tan = Fht /P. => r  R Fht R Fht2  P 2  N => r  R 2  g2  Fth r 4 + Từ biểu thức, ta thấy: P - Khi cha quay, w = 0 thì viên bi gần trục quay (r  0) - Khi quay nhanh dần, w tăng dần thì viên bi sẽ chuyển động đi lên ra xa trục quay (r tăng lên). 16 - Khi tốc độ quay rất lớn, w tiến đến vô cùng thì r tiến đến R, viên bi ở vị trí cách xa trục quay nhất. Vì vậy, viên bi không thể chuyển động đi lên nữa. * Nhận xét Dụng cụ thí nghiệm đơn giản, dễ chế tạo, thao tác thí nghiệm đơn giản nhưng giúp học sinh hiểu rõ về quỹ đạo chuyển động tròn của bi và hướng của lực hướng tâm khi thay đổi phương của trục quay. Thí nghiệm còn đa ra những hiện tượng bất ngờ thú vị khi học sinh nghĩ bi sẽ đi lên mãi nhưng thực tế cho thấy bi chỉ lên đến vị trí có bán kính quỹ đạo tròn lớn nhất. Thí nghiệm 5: Kiểm nghiệm chuyển động của viên bi trong vòng nhào lộn. * Mục đích thí nghiệm Tìm hiểu trờng hợp lực hướng tâm là hợp lực của trọng lực và phản lực của giá tác dụng lên vật ở các vị trí khác nhau khi vật chyển động còn giá đứng yên. H.4.Dụng cụ thí nghiệm kiểm nghiệm chuyển động của viên bi trong vòng nhào lộn. * Tiến hành thí nghiệm và kết quả thí nghiệm + Thả một viên bi ve ở đỉnh của mặt phẳng nghiêng. + Viên bi chuyển động theo rãnh đến vòng tròn. + Tuỳ theo vị trí thả mà viên bi có 1 thể chuyển động hết cả vòng tròn hoặc v N chỉ đến 1 vị trí nào đó rồi rơi xuống. P * Giải thích hiện tượng 2 Fht v + Khi viên bi lên đến vị trí cao 3 nhất trên vòng tròn nh hình vẽ. Ta có: P  N  Fht  m.aht Chiếu lên trục toạ độ hướng vào tâm: P + N = m.v2/R => N = m.v2/R - m.g . + Viên bi không rời khỏi máng: N > 0 khi đó v > vgh . 17 + Khi thả viên bi từ độ cao h lớn hơn một giá trị giới hạn thì viên bi khi đến vị trí cao nhất sẽ có vận tốc lớn hơn giá trị giới hạn, nó có thể chuyển động theo cả vòng tròn đó (vị trí 1). + Khi thả viên bi từ độ cao h nhỏ hơn thì vận tốc của viên bi tại vị trí cao nhất nhỏ hơn giá trị giới hạn, nó sẽ rơi xuống. Nếu độ cao h quá nhỏ thì bi chỉ lên đợc một đoạn cung tròn rồi sẽ bay ra theo quỹ đạo parabol (vị trí 2) hoặc lăn xuống chân mặt phẳng nghiêng (vị trí 3). * Nhận xét Dụng cụ thí nghiệm đơn giản đã minh hoạ được hiện tợng làm xiếc khi đi mô tô hoặc tàu lợn qua những vị trí cao nhất của vòng tròn, khi đầu ngời chúc xuống, người vẫn không bị rơi xuống. Thí nghiệm 6: Kiểm nghiệm chuyển động của nhiều vật cùng tham gia chuyển động tròn. * Mục đích thí nghiệm + Tìm hiểu trờng hợp lực hướng tâm là lực ma sát nghỉ tác dụng lên nhiều vật cùng chuyển động tròn trong mặt phẳng nằm ngang. + Tìm hiểu trờng hợp lực hướng tâm là trọng lực, phản lực của giá đỡ tác dụng lên các vật chuyển động tròn trong mặt phẳng thẳng đứng. + Quan sát đồng thời nhiều vật chuyển động tròn đều trong mặt phẳng ngang và mặt phẳng thẳng đứng. + So sánh lực hướng tâm tác dụng lên các vật trên các quỹ đạo có bán kính khác nhau khi tốc độ quay tăng dần. . H.5. Dụng cụ thí nghiệm kiểm nghiệm chuyển động của nhiều vật cùng tham gia chuyển động tròn. * Tiến hành thí nghiệm và kết quả thí nghiệm + Gắn bánh xe và nắp nhựa vào trục động cơ. 18 + Đặt động cơ thẳng đứng sao cho mặt phẳng bánh xe nằm ngang. + Chỉnh các cúc áo cách trục quay những khoảng khác nhau. + Bật công tắc cho động cơ hoạt động. + Các cúc ở xa trục văng ra phía vành bánh xe trớc; các cúc gần trục quay sẽ văng ra sau. + Khi các cúc đã văng ra ngoài, thay đổi phương của trục quay sang phơng ngang, các vật vẫn không rơi vào tâm, mà chuyển động theo quỹ đạo tròn có bán kính bằng bán kính của vành bánh xe. + Khi tắt động cơ, tốc độ quay giảm dần, các vật chuyển động theo các quỹ đạo tròn có bán kính giảm dần, cuối cùng các vật ở trên sẽ rơi về trục quay. * Giải thích hiện tượng + Xét hệ quy chiếu gắn với mặt đất. N + Khảo sát vật cách trục quay một đoạn r. Fmsn + Khi bánh xe nằm ngang, quay xung quanh trục P thẳng đứng, ta có hệ vật nh hình vẽ. + Mỗi vật đều chịu tác dụng của trọng lực, phản lực của nan hoa và lực ma sát nghỉ. Trọng lực cân bằng với phản lực của nan hoa tác dụng lên vật. Vì vậy, lực ma sát nghỉ đóng vai trò lực hướng tâm giúp vật chuyển động tròn cùng bánh xe. + Khi tốc độ của động cơ đạt đến giá trị nào đó, lực ma sát nghỉ cực đại không thể bằng độ lớn lực hướng tâm thì vật sẽ không chuyển động tròn mà sẽ văng ra ngoài.Vì vậy, các vật có bán kính quay lớn hơn sẽ cần lực hớng tâm lớn hơn sẽ văng ra trước. + Khi thay đổi phương của trục quay đến khi trục quay nằm ngang, vật sẽ chuyển động trong mặt phẳng thẳng đứng. N Fmsn + Khảo sát một vật trên hình vẽ, ta có: P  Fht  P  N  Fmsn  m.a ht + Chiếu lên trục toạ độ hướng vào tâm, ta có: P.Sin - Fmsn = mw2R. Với: Fmsn < .N và N = P.Cos . Điều kiện tan >  , ta có: .P.Cos > P. Sin - mw2R . => w > g.Sin   .g.Cos R + Giá trị giới hạn nhỏ nhất của tốc độ quay là: wmin = g.Sin   .g.Cos R + Khi tốc độ quay lớn hơn giá trị wmin thì vật sẽ chuyển động đến sát vành bánh xe và 19 cân bằng ở vị trí bán kính R. + Khi tốc độ quay nhỏ hơn wmin thì vật sẽ rơi xuống. + Khi  = 900 , vật ở vị trí cao nhất thì lực hướng tâm là do trọng lực gây ra. Nếu tốc độ quay lớn quá, trọng lực không thể gây ra lực hướng tâm để giữ vật thì vật sẽ văng ra đến sát vành bánh xe; khi đó, xuất hiện phản lực của vòng dây tác dụng vào vật, Fht= P + N; hiện tượng trở về thí nghiệm 4. + Khi  = 00 , vật ở trên đờng nằm ngang, kết quả chuyển về trờng hợp đã xét ở thí nghiệm 1. *Nhận xét Qua thí nghiệm, ta còn nhận thấy trong trường hợp hệ vật chuyển động trong mặt phẳng thẳng đứng, kết quả không phụ thuộc vào khối lượng của vật. * Ưu điểm: + Dụng cụ thí nghiệm đơn giản, dễ chế tạo, vật liệu dễ kiếm. + Từ thí nghiệm, ta có thể kiểm nghiệm đồng thời nhiều đại lợng vật lý như: bán kính R, tốc độ góc w, khối lượng m. + Ta có thể quan sát hiện tượng trong nhiều trường hợp: lực hướng tâm là do lực ma sát nghỉ (vật trên mặt phẳng ngang), lực hướng tâm là tổng hợp của trọng lực, phản lực, lực ma sát nghỉ(vật trên mặt phẳng nghiêng), lực hướng tâm là trọng lực ( vật trên phương thẳng đứng). Thí nghiệm 7: Kiểm nghiệm chuyển động của vật treo vào bàn quay. * Mục đích thí nghiệm + Kiểm nghiệm trường hợp lực hướng tâm là hợp lực của trọng lực và lực căng của dây. + Khảo sát sự phụ thuộc của góc lệch  vào chiều dài của dây, khối lượng vật nặng và tốc độ quay. * Tiến hành thí nghiệm và kết quả thí nghiệm + Dùng bulông và đai ốc gắn tấm bìa và tấm gỗ đồng tâm. + Buộc 3 dây vào 3 điểm sát mép ngoài của tấm bìa. Ba điểm tạo thành một tam giác đều. + Buộc một nút dây ở gần tâm của tấm bìa và gỗ. + Buộc vào mép tấm bìa các vật nặng có khối lợng khác nhau nhng cùng chiều dài của dây; các vật nặng có cùng khối lợng nhng khác chiều dài của dây. 20