bộ dụng cụ thí nghiệm Đo hệ số ma sát trong chương trình lớp 10 mới.

I. Lí do chọn đề tài.
Trong những năm gần đây việc đổi mới công tác giáo dục diễn ra rất sôi động.
Sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nớc đòi hỏi nghành giáo dục phải đổi
mới cả về nội dung và phơng pháp giảng dạy. Trên cơ sở tiếp thu những thành tựu
khoa học giáo dục trên thế giới và phát huy những thành tựu đã đạt đợc của nớc
nhà. Các giải pháp phải phù hợp với điều kiện cụ thể của nớc ta sao cho có tính
khả thi và hiệu quả.
Cụ thể chúng ta cần đổi mới phơng pháp dạy và học trong nhà trờng: Dạy học
bằng hoạt động, thông qua hoạt động của ngời học. Học sinh bằng hoạt động tích
cực, tự lực mà chiếm lĩnh kiến thức, hình thành kĩ năng, phát triễn năng lực sáng
tạo, bồi dỡng tình cảm, thái độ của mình. Vai trò của giáo viên trong dạy học là
tổ chức, hớng dẫn học sinh thực hiện tốt các hoạt động học tập. Với cách dạy mới
này, trong các tiết dạy nhất thiết cần có đồ dùng dạy học, đồ dùng dạy học là một
phần không nhỏ, quyết định sự thành công của một bài giảng theo phơng pháp
mới. Vì vậy, để phục vụ cho công tác giảng dạy môn vật lý trong nhà trờng đạt
hiệu quả cao chúng tôi đã làm bộ dụng cụ thí nghiệm " Đo hệ số ma sát " trong
chơng trình lớp 10 mới.
Bộ thí nghiệm này không những dùng để đo hệ số ma sát mà còn đợc dùng để
dạy các bài nh: vật chuyển động trên mặt phẳng nghiêng, chuyển động biến đổi,
cân bằng của vật rắn có trục quay cố định và quy tắc mô men lực
II. Mục đích.
- Đo hệ số ma sát trợt.
- Dùng để dạy bài cân bằng của vật có trục quay cố định, quy tắc mô men
lực, chuyển động của vật trên mặt phẳng nghiêng.
III. Cơ sở lí thuyết.
Theo định nghĩa hệ số ma sát:
à
= =
- Xét một vật có khối lợng m đặt lên mặt phẳng nghiêng so với phơng ngang một
góc

nhỏ, với góc

nhỏ vật đứng yên trên mặt phẳng nghiêng. Các lực tác
dụng lên vật nh hình vẽ.
Ta có:
0
21


=+++ NFFF
msn
hay F
2
= F
msn
N = F
1

- Tăng dần góc

( tăng độ dốc của mặt phẳng nghiêng) khi

bằng
0

nào đó
thì vật bắt đầu trợt, tức là thu đợc gia tốc a lúc này lực ma sát nghỉ cực đại và
xuất hiện lực ma sát trợt với F
msn (Max)
= F

mst
.
- Phơng trình định luật II Niu Tơn khi vật chuyển động:

amNFFF
mst


.
21
=+++
(*)
Chiếu phơng trình (*) lên hệ trục toạ độ đã chọn nh hình vẽ ta đợc:
Trên Ox: F
2
- F
mst
= m.a (1)
áp lực vuông góc
Lực ma sát
F
ms
N
Trên Oy: F
1
= N (2)
Từ (1) ta có: a =

a =
Vậy: a = g(sin

- k.cos

)



Ta xét trong một khoảng thời gian
t
rất nhỏ sau khi vật bắt đầu trợt, ta có thể
xem lực ma sát nghỉ cực đại vẫn cân bằng với thành phần lực F
2
và vật chuyển
động thẳng đều vậy gia tốc a = 0 do đó g(sin

- k.cos

) =0
hay k = tan(

)
Nhận xét: Vậy ta có thể dựa vào góc nghiêng

để xác định hệ số ma sát k của
mặt phẳng nghiêng.
IV. Ph ơng án thiết kế thí nghiệm .
4.1- Dụng cụ cần thiết.
- Một mặt phẳng nghiêng.
- Một số vật hình hộp làm thí nghiệm.
- Một thớc đo độ ( hoặc thớc đo chiều dài).

- Hệ thống làm thay đổi góc nghiêng.
4.2 - Mô hình thí nghiệm đo hệ số ma sát tr ợt.



a. Thí nghiệm đo hệ số ma sát trợt
x
F
2
- F
mat
m
m.g(sin

- k.cos

)
m
Mặt phẳng
nghiêng
Tay quay
Dây treo
Thjớc đo độ
Quả rọi
Vật trjợt
Trục quay
Trụ
Mặt
đế

O
y
1
F

N

P

2
F

mst
F

4.3 - Mô hình thí nghiệm cân bằng của vật rắn có trục quay cố định. Quy tắc mô
men lực.



Hình a

Hình b
Trục quay
Trụ
Mặt
đế
O
Đĩa quay
Trục quay

Trụ
Mặt
đế
O
Đĩa quay
Ròng rọc
cố định
V. Kết luận.
- Trong thời gian 2 tuần chúng tôi đã hoàn thành thí nghiệm trên, nên không
tránh đợc những thiếu sót rất mong hội đồng chấm cùng toàn thể các đồng
nghiệp đóng góp ý kiến để chúng tôi hoàn thành tốt thí nghiệm trong lần làm sau.
- Ưu điểm của thí nghiệm:
Thí nghiệm có thể dùng dạy nhiều bài .
Thí nghiệm có cơ sở khoa học và có tính thẩm mỉ.
- Nh ợc điểm của thí nghiệm :
Thí nghiệm đợc làm hoàn toàn thủ công nên có độ chính xác không cao.