Trong thực tế, mọi vật rơi luôn chịu lực cản của không khí. Với vật nặng kích thước nhỏ (ví dụ viên bi thép), lực cản này có độ lớn không đáng kể và có thể bỏ qua. Nhưng với các vật kích thước lớn (ví dụ dù lượn), lực cản của không khí có độ lớn đáng kể. Khi này, chuyển động của vật rơi có những tính chất gì?
Bài 12: Chuyển động của vật trong chất lưu
Mở đầu (SGK Chân trời sáng tạo trang 74)
Thảo luận (1)
Câu hỏi 1 (SGK Chân trời sáng tạo trang 74)
Dựa vào đồ thị ở Hình 12.2, phân tích tính chất chuyển động của vật trong những khoảng thời gian: từ 0 – t1, t1 – t2 và từ thời điểm t2 trở đi.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảiTừ đồ thị trong Hình 12.2, ta có:
+ Từ 0 – t1, vật chuyển động nhanh dần đều.
+ Từ t1 – t2, vật chuyển động nhanh dần không đều.
+ Từ t2 trở đi, vật chuyển động với tốc độ không đổi.
(Trả lời bởi Quoc Tran Anh Le)
Câu hỏi 2 (SGK Chân trời sáng tạo trang 74)
Quan sát Hình 12.1, vẽ vectơ lực cản của dầu tác dụng lên viên bi và mô tả chuyển động của viên bi khi được thả không vận tốc đầu vào dầu.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảiMô tả chuyển động của viên bi:
+ Khi viên bi ở ngoài không khí, thả không vận tốc đầu, viên bi chuyển động thẳng nhanh dần đều.
+ Khi viên bi đi vào trong dầu, viên bi chuyển động chậm lại, và chuyển động đều.
(Trả lời bởi Quoc Tran Anh Le)
Luyện tập (SGK Chân trời sáng tạo trang 75)
Quan sát Hình 12.3, mô tả chuyển động của vận động viên nhảy dù từ khi bắt đầu nhảy khỏi máy bay đến khi chạm đất. Phân tích lực tác dụng lên dù trong từng giai đoạn chuyển động.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảiChuyển động của vận động viên:
+ Ban đầu mới nhảy khỏi máy bay, khi chưa bung dù, trọng lực lớn hơn lực cản của không khí nên vận động viên sẽ rơi nhanh dần
+ Sau khi chuyển động ổn định thì vận động viên bắt đầu bung dù, lực cản của không khí bằng trọng lực nên chuyển động của vận động viên đều và đáp xuống đất.
(Trả lời bởi Quoc Tran Anh Le)
Vận dụng (SGK Chân trời sáng tạo trang 75)
Tìm hiểu một số biện pháp thực tiễn giúp giảm lực cản của nước lên cơ thể khi chúng ta bơi.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảiBiện pháp giúp giảm lực cản của nước lên cơ thể:
+ Giữ thăng bằng cơ thể khi bơi
+ Đội mũ bơi và kính bơi, giảm ma sát này bằng silicone là một cách tốt khác để giảm lực cản của nước.
+ Giữ các ngón chân về phía sau để giảm lực cản.
(Trả lời bởi Quoc Tran Anh Le)
Câu hỏi 3 (SGK Chân trời sáng tạo trang 76)
Thực hiện thí nghiệm thả rơi hai tờ giấy giống nhau như Hình 12.4, trong đó một tờ được vo tròn và một tờ được để phẳng. So sánh chuyển động của hai tờ giấy này và dự đoán nguyên nhân dẫn đến sự khác nhau đó.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảiTờ giấy được vo tròn rơi nhanh hơn tờ giấy để phẳng
Nguyên nhân dẫn đến sự khác nhau đó là vì lực cản không khí của tờ giấy vo tròn ít hơn lực cản không khí của tờ giấy để phẳng.
(Trả lời bởi Quoc Tran Anh Le)
Luyện tập (SGK Chân trời sáng tạo trang 76)
Quan sát Hình 12.6, kết hợp với kết quả thí nghiệm nghiên cứu của dự án để chỉ ra khi vật có hình dạng nào thì lực cản không khí lên vật là lớn nhất và nhỏ nhất.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảiTừ hình vẽ ta thấy vật có hình tam giác thì lực cản không khí là lớn nhất và vật có hình gọt nước nằm ngang có lực cản không khí là nhỏ nhất.
(Trả lời bởi Quoc Tran Anh Le)
Vận dụng (SGK Chân trời sáng tạo trang 76)
Ngoài các ví dụ được đề cập, hãy tìm hiểu và trình bày ứng dụng của sự tăng hay giảm sức cản không khí theo hình dạng vật trong đời sống. (Gợi ý: Có thể tham khảo các hiện tượng trong Hình 12.7).
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảiỨng dụng của sự tăng giảm sức cản không khí theo hình dạng vật:
+ Làm tăng tốc của vật
+ Làm giảm tốc độ của máy bay khi hạ cánh
(Trả lời bởi Quoc Tran Anh Le)
Bài tập 1 (SGK Chân trời sáng tạo trang 77)
Xét một vật rơi trong không khí có đồ thị tốc độ rơi theo thời gian được biểu diễn trong Hình 12.2.
a) Vẽ hình và biểu diễn các lực tác dụng lên vật tại thời điểm t1, t2.
b) Xác định độ lớn hợp lực tác dụng lên vật tại thời điểm t2.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giảia) Học sinh tự vẽ
b) Hợp lực tác dụng lên vật tại thời điểm t2 bằng 0.
(Trả lời bởi Quoc Tran Anh Le)
Bài tập 2 (SGK Chân trời sáng tạo trang 77)
Hãy vẽ lực cản của không khí hoặc nước tác dụng lên các vật trong các trường hợp được mô tả trong Hình 12P.1.
Thảo luận (1)Hướng dẫn giải
