Bài giảng môn học Vật lý lớp 10 - Tiết 26 – Bài 17: Cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực và ba lực không song song

Ngày soạn:/../2012 Ngày dạy: Tiết, Lớp 10BT, ...., Ngày..Tháng..Năm 2012 Chương III: CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN Tiết 26 – Bài 17: Cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực và ba lực không song song I. MỤC TIÊU BÀI HỌC: Giúp học viên: 1. Về kiến thức: - Phát biểu được đk cân bằng của 1 vật rắn chịu tác dụng của 2 hoặc 3 lực không song song. - Nêu được trọng tâm của một vật là gì. 2. Về kĩ năng: - Vận dụng được đk cân bằng và quy tắc tổng hợp lực để giải các BT đối với trường hợp vật chịu tác dụng của 3 lực đồng quy. - Xác định được trọng tâm của các vật phẳng đồng chất bằng thí nghiệm. 3. Về thái độ: - Tích cực, hăng say học tập. II. PHƯƠNG PHÁP – PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC: 1. Về phương pháp: - Sử dụng phương pháp thuyết trình kết hợp với đàm thoại nêu vấn đề(máy chiếu nếu có thể). 2. Về phương tiện dạy học – chuẩn bị của GV – chuẩn bị của HV: a. Về phương tiện dạy học: - Giáo án, sgk, thước kẻ, đồ dùng dạy học, b. Chuẩn bị của GV: - Các thí nghiệm 17.1; 17.3; 17.4 SGK; các tấm mỏng, phẳng theo hình 17.5 c. Chuẩn bị của HV: - Ôn lại các kiến thức đã học về điều kiện cân bằng của một chất điểm. III. TIẾN TRÌNH TỔ CHỨC BÀI HỌC: 1. Ổn định tổ chức: - Kiểm tra sĩ số của hv & ổn định trật tự lớp, ghi tên những hv vắng mặt vào SĐB: 2. Kiểm tra bài cũ: 3. Bài mới: a. Vào bài mới: Hoạt động của GV Hoạt động của HV Như SGK. Lắng nghe GV đặt vấn đề. b. Tiến trình tổ chức bài học và nội dung cần đạt: Hoạt động 1: Tìm hiểu điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của 2 lực: Hoạt động của HV Trợ giúp của GV Nội dung cần đạt - Quan sát thí nghiệm rồi trả lời các câu hỏi. Thảo luận theo từng bàn để đưa ra phương án. CH1.1: Lực F1 và F2 của 2 sợi dây. Hợp lực có độ lớn bằng trọng lượng của 2 vật P1 và P2. CH1.2: Phương của 2 dây nằm trên một đường thẳng. CH1.3: Hai lực F1 và F2 có cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều. CH1.4: Muốn cho một vật chịu tác dụng của 2 lực ở trạng thái cân bằng thì 2 lực đó phải cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều. - Làm việc theo nhóm (nhận dụng cụ TN), tiến hành TN để trả lời các câu hỏi của gv CH1.5: Trọng tâm là điểm đặt của trọng lực. CH1.6: Các nhóm thảo luận đưa ra phương án xác định trọng tâm của vật rắn. + Trọng lực và lực căng của dây treo. + 2 lực cùng giá: + Các nhóm tìm cách xác định trọng tâm của vật mỏng. - Đại diện nhóm nêu phương án. - Trọng tâm nằm ở tâm đối xứng của vật. I. Cân bằng lực của một vật chịu tác dụng của 2 lực: 1. Thí nghiệm: - Chúng ta nghiên cứu TN hình 17.1. - Mục đích TN là xét sự cân bằng của vật rắn dưới tác dụng của 2 lực. - Vật rắn là một miếng bìa cứng, nhẹ để bỏ qua trọng lực tác dụng lên vật. - GV biểu diễn TN. CH1.1: Có những lực nào tác dụng lên vật? Độ lớn của lực đó? - Dây có vai trò truyền lực và cụ thể hóa đường thẳng chứa vectơ lực hay giá của lực. CH1.2: Có nhận xét gì về phương của 2 dây khi vật đứng yên? CH1.3: Nhận xét gì về các đặc trưng của các lực F1 và F2 tác dụng lên vật, khi vật đứng yên? 2. Điều kiện cân bằng: CH1.4: Từ đó phát biểu điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của 2 lực? 3. Cách xác định trọng tâm của một vật phẳng, mỏng bằng phương pháp thực nghiệm: - Phát cho mỗi nhóm 1 vật mỏng, phẳng có trọng lượng, có lỗ sẵn, dây và giá để treo. CH1.5: Trọng tâm của vật là gì? CH1.6: Làm thế nào để xác định được trọng tâm của vật? + Gợi ý: Khi treo vật trên giá bởi dây treo, vật cân bằng do tác dụng của những lực nào? + 2 lực đó có liên hệ như thế nào? + Trọng tâm phải nằm trên đường kéo dài của dây treo. - Yêu cầu một vài nhóm nêu phương án, và các nhóm khác kiểm tra tính đúng đắn của phương án. - Gv đưa ra phương án chung, tiến hành với vật có hình dạng hình học không đối xứng. - Các nhóm xác định trọng tâm của vật phẳng, mỏng có dạng hình học đối xứng nhận xét vị trí của trọng tâm. I. Cân bằng lực của một vật chịu tác dụng của 2 lực: 1. Thí nghiệm: Nhận xét: Hai lực F1 và F2 có cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều 2. Điều kiện cân bằng: Muốn cho một vật chịu tác dụng của 2 lực ở trạng thái cân bằng thì 2 lực đó phải cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều. 3. Cách xác định trọng tâm của một vật phẳng, mỏng bằng phương pháp thực nghiệm: A D C B Hoạt động 2: Tìm hiểu thí nghiệm cân bằng của một vật chịu tác dụng của 3 lực không song2 Hoạt động của HV Trợ giúp của GV Nội dung cần đạt - Quan sát TN rồi trả lời các câu hỏi của gv. CH2.1: Lực và và trọng lực CH2.2: Giá của 3 lực cùng nằm trong một mặt phẳng, đồng quy tại một điểm O. CH2.3: Thảo luận nhóm để đưa ra câu trả lời. (3 lực không song song tác dụng lên vật rắn cân bằng có giá đồng phẳng và đồng quy) - Quan sát các bước tiến hành tìm hợp lực mà gv tiến hành. CH2.4: 3 lực cùng nằm trên 1 mặt phẳng. - Thảo luận để đưa ra các bước thực hiện. (Chúng ta phải trượt 2 lực trên giá của chúng đến điểm đồng quy, rồi áp dụng quy tắc hình bình hành để tìm hợp lực) - Muốn tổng hợp 2 lực có giá đồng quy tác dụng lên một vật rắn, trước hết ta phải trượt 2 vectơ lực đó trên giá của chúng đến điểm đồng quy, rồi áp dụng quy tắc hình bình hành để tìm hợp lực - Muốn cho chất điểm CB thì hợp lực t/d lên nó phải =0: - TL nhóm để trả lời CH2.6: nhận xét cùng giá, ngược chiều - Một hv dùng thước đo độ dài của và rút ra nhận xét: Hai lực cùng độ lớn. - Ba lực phải có giá đồng phẳng và đồng quy, hợp lực của 2 lực phải cân bằng với lực thứ 3. II. Cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực không song song: 1. Thí nghiệm: - Các em hãy xác định trọng lượng P của vật và trọng tâm của vật. - Bố trí TN như hình 17.5 SGK CH2.1: Có những lực nào tác dụng lên vật? CH2.2: Có nhận xét gì về giá của 3 lực? CH2.3: Treo hình (vẽ 3 đường thẳng biểu diễn giá của 3 lực). Ta nhận thấy kết quả gì? 2. Quy tắc tổng hợp 2 lực có giá đồng quy: - Đánh dấu kết quả của các lực, rồi biểu diễn các lực theo đúng tỉ lệ xích. - Ta được hệ 3 lực không song song tác dụng lên vật rắn mà vật vẫn đứng yên, đó là hệ 3 lực cân bằng. CH2.4: Các em có nhận xét gì về đặc điểm của hệ 3 lực này? - Vì vật rắn có kích thước, các lực tác dụng lên vật có thể đặt tại các điểm khác nhau, với 2 lực có giá đồng quy ta làm cách nào để tìm hợp lực. Xét 2 lực F1 và F2; tìm hợp lực - Trượt các vectơ trên giá của chúng đến điểm đồng quy O. Tìm hợp lực theo quy tắc hình bình hành. CH2.5: Chúng ta tiến hành tổng hợp 2 lực đồng quy, hãy nêu các bước thực hiện? - Một em đọc quy tắc tổng hợp 2 lực có giá đồng quy. - Nhắc lại đặc điểm của hệ 3 lực cân bằng ở chất điểm? - Chúng ta trượt trên giá của nó đến điểm đồng qui O. Hệ lực chúng ta xét trở thành hệ lực cân bằng giống như ở chất điểm. CH2.6: Nhận xét về hệ 3 lực tác dụng lên vật ta xét trong TN. - Y/c Hv đo độ dài của và và rút ra nx. - Hãy nêu điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của 3 lực không song song. II. Cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực không song song: 1. Thí nghiệm: 1 2 2. Quy tắc tổng hợp 2 lực có giá đồng quy: Muốn tổng hợp 2 lực có giá đồng quy tác dụng lên một vật rắn, trước hết ta phải trượt 2 vectơ lực đó trên giá của chúng đến điểm đồng quy, rồi áp dụng quy tắc hình bình hành để tìm hợp lực 3. Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của 3 lực không song song. Ba lực đó phải có giá đồng phẳng và đồng quy. Hợp lực của 2 lực đó phải cân bằng với lực thứ 3. 4. Củng cố : Trợ giúp của GV Hoạt động của HV * Trọng tâm của bài là: - Phát biểu được đk cân bằng của 1 vật rắn chịu tác dụng của 2 hoặc 3 lực không song song. - Nêu được trọng tâm của một vật là gì. * Cho Hv làm ví dụ trong SGK. * Ghi nhớ trọng tâm của bài. * Làm vd trong sgk. 5. Dặn dò: Trợ giúp của GV Hoạt động của HV - GV nhắc nhở Hv về làm các BT trong sgk.. - Đọc trước bài mới, giờ sau học bài mới nội dung cần nắm được: Phát biểu được đk cân bằng của vật rắn có trục quay cố định. Phát biểu được đ/n, viết ct tính momen lực và nêu được đơn vị đo momen lực. Phát biểu đc quy tắc momen lực. Hv nghe GV giao BTVN và làm đầy đủ BT theo y/c của GV. Về nhà đọc trước bài mới theo sự hướng dẫn của gv. Rút kinh nghiệm sau giờ dạy Phê duyệt của BGĐ . . . . . . Hoàng Văn Tuyến