Bài 16: Ròng rọc

I. Mục tiêu
1. Kiến thức
- Nêu được khái niệm ròng rọc, phân biệt được ròng rọc cố định và ròng rọc động.
- Nêu được các thí dụ về sử dụng ròng rọc trong cuộc sống và chỉ rõ được lợi ích của chúng.
- Biết sử dụng ròng rọc trong những công việc thích hợp.
2. Kĩ năng
- Biết cách đo lực kéo vật: Theo phương thẳng đứng, qua ròng rọc cố định, qua ròng rọc động.
3. Thái độ
- Cẩn thận, trung thực, nghiêm túc khi tiến hành các thí nghiệm.
- Hình thành niềm say mê, yêu thích môn học và nghiên cứu khoa học.
II. Chuẩn bị
1. Cho mỗi nhóm
- Một lực kế có giới hạn đo là 5N.
- Một khối trụ kim loại có móc nặng 2N.
- Một ròng rọc cố định.
- Một ròng rọc động.
- Dây vắt qua ròng rọc.
- Một giá thí nghiệm.
2. Cả lớp
- Tranh vẽ phóng to hình 16.1, 16.2 SGK.
- Một bảng phụ bảng 16.1: ghi kết quả thí nghiệm.
III. Tổ chức hoạt động dạy học
1. Ổn định tổ chức lớp (1 phút)
2. Tổ chức hoạt động
Hoạt động 1 : Kiểm tra bài cũ (5phút)
HS: Nêu cấu tạo của đòn bẩy? Tác dụng của đòn bẩy? Lấy một ví dụ và chỉ rõ các yếu tố của đòn bẩy này?
Yêu cầu :
- Cấu tạo của đòn bẩy gồm 3 bộ phận chính:
+ Điểm tựa là O.
+ Điểm tác dụng của lực F là O.
+ Điểm tác dụng của lực F là O.
- Tác dụng của đòn bẩy : Muốn lực nâng vật nhỏ hơn (hoặc lớn hơn hoặc bằng) trọng lượng của vật thì phải làm cho khoảng cách từ điểm tựa tới điểm tác dụng của lực nâng lớn hơn (hoặc nhỏ hơn hoặc bằng) khoảng cách từ điểm tựa tới điểm tác dụng của trọng lượng của vật.
Khi OO2 > OO1 thì F2 < F1
GV : Nhận xét và ghi điểm HS.
ĐVĐ :
GV: Tình huống một ống bê tông bị lăn xuống mương, trong các bài trước người ta đã dùng những cách nào để đưa ống bê tông lên?Điều kiện để kéo được ống lên?
HS:
- Kéo ống lên theo phương thẳng đứng với lực kéo ít nhất bằng trọng lượng của vật.
- Dùng mặt phẳng nghiêng với F < P, mặt phẳng càng nghiêng ít thì lực cần để kéo càng nhỏ.
- Dùng đòn bẩy với OO2 > OO1 thì F2 < F1
GV: Rõ ràng dùng đòn bẩy, mặt phẳng nghiêng đã giúp việc đưa ống bê tông lên dễ dàng hơn rất nhiều, ta chỉ cần dùng một lực kéo nhỏ hơn trọng lượng của vật là đã có thể kéo vật lên. Ròng rọc cũng là một loại MCĐG nó có giúp việc đưa ống bê tông này lên một cách dễ dàng không, chúng ta cùng tìm hiểu bài hôm nay “Ròng rọc” xem cấu tạo của ròng rọc ra sao, các loại ròng rọc và với mỗi loại ròng rọc thì có tác dụng gì?
(Cách 2: Ngay từ xa xưa con người đã biết lợi dụng các thiết bị phục vụ cho hoạt động sản xuất của mình và ngày nay thì những thiết bị này đã ngày được cải tiến ngày một hiện đại hơn, đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của con người. Ví dụ như để đưa các vật liệu lên những ngôi nhà cao tầng, con người đã sử dụng hệ thống ròng rọc, tại sao ròng rọc lại được sử dụng trong trường hợp này, và ròng rọc giúp con người làm việc dễ dàng hơn như thế nào? chúng ta cùng tìm hiểu bài hôm nay )
Hoạt động 2: Tìm hiểu về ròng rọc (10 phút)
HS
GV
Nội dung
- Quan sát và chỉ ra cấu tạo của ròng rọc:
+ Một móc treo
+ Một bánh xe quay quanh 1 trục, vành bánh xe có rãnh.
-Nhìn hình vẽ biết ròng rọc cố định và ròng rọc động.
- Chỉ ra được ròng rọc cố định và ròng rọc động.
- Chuyển động của ròng rọc:
+ Ròng rọc cố định: Khi kéo dây bánh xe quay quanh trục cố định.
+ Ròng rọc động: Khi kéo dây bánh xe vừa quay quanh trục vừa chuyển động cùng với trục của nó.
- Khác nhau:
+ Ròng rọc cố định là ròng rọc chỉ quay quanh 1 trục cố định.
+ Ròng rọc động là ròng rọc vừa quay quanh 1 trục, vừa có thể di chuyển được.
- So sánh:
+ Giống nhau: Đều là ròng rọc: có một móc treo, 1 bánh xe quay quanh 1 trục, vành bánh xe có rãnh để vắt dây qua.
+ Khác nhau:
. Ròng rọc cố định: ròng rọc chỉ quay quanh trục cố định.
. Ròng rọc động: ròng rọc vừa quay quanh trục vừa có thể di chuyển được.
- GV đưa ra một ròng rọc, HS quan sát để đưa miêu tả cấu tạo của ròng rọc?
- Cấu tạo của ròng rọc:
+ Một móc treo
+ 1 bánh xe quay quanh 1 trục, vành bánh xe có rãnh để đặt dây treo, mục đích để dây treo không bị trượt ra khỏi ròng rọc .
- Ròng rọc được chia làm 2 loại: Ròng rọc cố định và ròng rọc động.Treo tranh 16.2 a,b. Chỉ cho HS hình a là ròng rọc cố định, hình b là ròng rọc động.
- Tiến hành mắc ròng rọc theo sơ đồ hình vẽ. Yêu cầu HS chỉ ra ròng rọc cố định và ròng rọc động.
- Từ từ kéo dây kéo, yêu cầu HS quan sát chuyển động của ròng rọc, nhận xét?
- Sự khác nhau của ròng rọc cố định và ròng rọc động?
- Hãy so sánh cấu tạo của ròng rọc cố định và ròng rọc động?(Giống nhau và khác nhau)
I. Tìm hiểu về ròng rọc
C1:
a, Cấu tạo của ròng rọc:
+ Một móc treo
+ Một bánh xe quay quanh 1 trục, vành bánh xe có rãnh để đặt dây treo.
b, Phân loại:
- Có 2 loại ròng rọc:
+ Ròng rọc cố định: Ròng rọc chỉ quay quanh trục cố định.
+ Ròng rọc động: Ròng rọc vừa quay quanh 1 trục, vừa có thể di chuyển được.
Hoạt động 3: Ròng rọc giúp con người làm việc dễ dàng hơn như thế nào? (18 phút)
HS
GV
Nội dung
- Phương án:
+ Đo trọng lượng của vật
+ Đo lực kéo vật khi sử dụng ròng rọc cố định và ròng rọc động.
So sánh lực kéo vật với trọng lượng của vật để rút ra nhận xét.
- Dụng cụ:Lực kế, khối trụ kim loại, ròng rọc cố định, ròng rọc động, dây kéo.
- Các bước: Đo lực kéo vật:
+ Theo phương thẳng đứng
+ Qua ròng rọc cố định
+ Qua ròng rọc động
- Nhận dụng cụ thí nghiệm và tiến hành làm việc nhóm.
- Tiến hành thí nghiệm.Thảo luận nhóm và ghi kết quả thí nghiệm.
- Đại diện các nhóm trình bày kết quả thí nghiệm vào bảng:
Lực kéo vật lên
Chiều của lực kéo
Cường độ của lực kéo
Không dùng ròng rọc
Từ dưới lên
.N
Ròng rọc cố định
.N
Ròng rọc động
.N
- C3:
Kéo trực tiếp
Ròng rọc cố định
Chiều
Từ dưới lên
Từ trên xuống
Cường độ
Bằng nhau
Kéo trực tiếp
Ròng rọc động
Chiều
Không đổi: Từ dưới lên
Cường độ
Ftt > Fđ
- Trả lời C4:
+ Ròng rọc cố định có tác dụng làm đổi hướng của lực kéo so với khi kéo trực tiếp.
+ Dùng ròng rọc động thì lực kéo vật lên nhỏ hơn trọng lượng của vật.
- Mỗi loại ròng rọc có những tác dụng riêng. Để kiểm tra xem mỗi loại ròng rọc giúp con người làm việc dễ dàng hơn như thế nào, ta vào phần II.
- Dựa vào cách tiến hành thí nghiệm của bài mặt phẳng nghiêng, ròng rọc, các em hãy đề ra phương án kiểm tra để làm rõ tác dụng của ròng rọc?
- Phương án thí nghiệm chính xác: Đo trọng lượng của vật, và đo lực kéo vật khi sử dụng ròng rọc cố định và ròng rọc động. Nhưng trong trường hợp này ta sẽ xét tới 2 yếu tố của lực:
+ Hướng của lực
+ Cường độ của lực
- Để tiến hành được thí nghiệm này, cần những dụng cụ nào?
- Dụng cụ:Lực kế, khối trụ kim loại, ròng rọc cố định, ròng rọc động, dây kéo.
- Các bước tiến hành đo bao gồm những bước nào?
- Các bước: Đo lực kéo vật:
+ Theo phương thẳng đứng
+ Qua ròng rọc cố định
+ Qua ròng rọc động
- Chia lớp thành các nhóm, tiến hành làm thí nghiệm đồng thời hướng dẫn HS làm thí nghiệm theo sự chỉ dẫn của GV:
+ Đo lực kéo vật theo phương thẳng đứng.
+ Cách mắc ròng rọc cố định:
. Mắc rr đã có trục quay cố định vào đầu trên của giá đỡ.
. Cắt độ dài dây kéo sao cho độ dài của dây + độ dài của lực kế lớn hơn độ cao của giá một chút.
. Buộc nút tròn một đầu dây(để móc lực kế).
. Buộc đầu kia của dây với trọng vật.
. Luồn sợi dây qua rãnh rr.
. Móc lực kế vào đầu dây để kéo vật lên. Kéo từ từ lực kế, đọc số chỉ của lực kế.
+ Cách mắc ròng rọc động:
. Cắt độ dài dây kéo sao cho độ dài của dây + độ dài của lực kế lớn hơn độ cao của giá một chút.
. Buộc nút tròn một đầu dây(để móc lực kế).
. Buộc cố định đầu kia của dây vào giá đỡ.
. Móc rr đã có trục quay với trọng vật, đặt chúng thẳng với dây kéo.
. Luồn sợi dây qua rãnh rr.
. Móc lực kế vào đầu dây để kéo vật lên.Kéo từ từ lực kế, đọc số chỉ của lực kế.
- Hướng dẫn HS tiến hành thí nghiệm để đo lực kéo vật: Theo phương thẳng đứng, qua ròng rọc cố định, qua ròng rọc động. So sánh hướng của lực, cường độ của lực. Ghi kết quả thí nghiệm vào bảng phụ?
- Từ bảng nhận thấy chiều của lực kéo, cường độ của lực kéo trong từng trường hợp có sự khác nhau. Các em hãy so sánh:
+ Chiều, cường độ của lực kéo vật lên trực tiếp và lực kéo vật qua ròng rọc cố định.
+ Chiều, cường độ của lực kéo vật lên trực tiếp và lực kéo vật qua ròng rọc động.
(trả lời C3)
- Như vậy, ròng rọc cố định làm đổi hướng của lực kéo, còn lực kéo vật bằng trọng lượng của vật. Ròng rọc động thì không làm đổi hướng lực kéo, nhưng lại được lợi về lực, lực kéo vật nhỏ hơn trọng lượng của vật.
- Từ bảng so sánh các em hãy hoàn thành câu C4?
II. Ròng rọc giúp con người làm việc dễ dàng hơn như thế nào?
1. Thí nghiệm
a, Chuẩn bị:
- Dụng cụ:Lực kế, khối trụ kim loại, ròng rọc cố định, ròng rọc động, dây kéo.
b, Tiến hành đo:
C2:
Đo lực kéo vật:
+ Theo phương thẳng đứng
+ Qua ròng rọc cố định
+ Qua ròng rọc động
Kết quả
2. Nhận xét
C3:
- Lực kéo vật trực tiếp và lực kéo vật qua ròng rọc cố định:
+ Chiều : Ngược nhau
+ Độ lớn: Bằng nhau
- Lực kéo vật trực tiếp và lực kéo vật qua rr động:
+ Chiều : Không đổi
+ Độ lớn :Ftt > Fđ
3. Rút ra kết luận
C4:
a, cố định
b, động
KL:
- Ròng rọc cố định làm đổi hướng của lực kéo so với khi kéo trực tiếp.
- Ròng rọc động cho ta lợi về lực.
Hoạt động 4 : Ghi nhớ và vận dụng (10 phút)
HS
GV
Nội dung
- C5: Thí dụ về sử dụng ròng rọc
- C6 :
+ Dùng ròng rọc cố định giúp làm thay đổi hướng của lực kéo (được lợi về hướng)
+ Dùng ròng rọc động cho ta lợi về lực.
- C7 : Sử dụng hệ thống ròng rọc cố định và ròng rọc động có lợi hơn vì vừa được lợi về độ lớn, vừa được lợi về hướng của lực kéo.
- Đọc phần có thể em chưa biết.
- Đọc phần ghi nhớ
- Tóm lại nội dung ghi nhớ trong bài.
- Từ kiến thức bài hôm nay, hãy hoàn thành C5, C6, C7?
- Như vậy kết hợp nhiều ròng rọc vừa được lợi về độ lớn, vừa được lợi về hướng của lực kéo. Trong thực tế người ta hay sử dụng palăng, một thiết bị gồm nhiều ròng rọc. Một em hãy đọc phần có thể em chưa biết.
-Yêu cầu 1 HS đọc phần ghi nhớ .
III. Vận dụng
- C5: Thí dụ về sử dụng ròng rọc
- C6 :
+ Dùng ròng rọc cố định giúp làm thay đổi hướng của lực kéo (được lợi về hướng)
+ Dùng ròng rọc động cho ta lợi về lực.
- C7 : Sử dụng hệ thống ròng rọc cố định và ròng rọc động có lợi hơn vì vừa được lợi về độ lớn, vừa được lợi về hướng của lực kéo.
Hoạt động 5: Hướng dẫn về nhà (1 phút)
- Học phần ghi nhớ
- Làm bài tập SBT từ 16.1 đến 16.6
---Hết---