Giáo án môn Vật lý 10 - Bài 9: Tổng hợp và phân tích lực điều kiện cân bằng của chất điểm

Ngày soạn. 16/10/2008 Ngày dạy . 18/10/2008 Tiết 14. Chương 2. ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM Bài 9. TỔNG HỢP VÀ PHÂN TÍCH LỰC ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA CHẤY ĐIỂM I. Mục tiêu. 1. Về kiến thức: Phát biểu được khái niệm đầy đủ về lực và tác dụng của 2 lực cân bằng lên cùng một vật dựa vào khái niệm gia tốc. Phát biểu được định nghĩa tổng hợp lực, phân tích lực và quy tắc hình bình hành. Biết được điều kiện có thể áp dụng phân tích lực. Phát biểu được điều kiện cân bằng của chất điểm. 2. Về kĩ năng: Biết phân tích kết quả thí nghiệm, biểu diễn các lực và rút ra quy tắc hình bình hành. Vận dụng quy tắc hình bình hành để tìm hợp lực của 2 lực đồng quy hoặc để phân tích một lực thành 2 lực đồng quy theo các phương cho trước. Giải được một số bài tập đơn giản về tổng hợp lực và phân tích lực. II. Chuẩn bị. III. Tiến trình giảng dạy. 1. Ổn định lớp 2. Kiểm tra bài cũ 3. Đặt vấn đề 4. Bài mới. Hoạt động 1: Nhắc lại về lực và cân bằng lực Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung - Lực là gì? Đơn vị của lực? Tác dụng của 2 lực cân bằng? Lực là địa lượng vec tơ hay đại lượng vô hướng? Vì sao? - Khi nào vật có gia tốc a = 0; và khi nào vật có a khác 0? - Các em hãy định nghĩa lực một cách đầy đủ (có khái niệm gia tốc). - Gv tóm lại khái niệm lực: - Các em hoàn thành C1, C2 - HV suy nghĩ, kết hợp với SGK để trả lời các câu hỏi của gv - Khi vật đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều thì gia tốc a = 0 - Khi hợp lực tác dụng lên vật cân bằng thì a = 0 và ngược lại. - HV thảo luận hoàn thành C1, C2 I. Lực. Cân bằng lực. 1. Lực là đại lượng vec tơ đặc trưng cho tác dụng của vật này lên vật khác mà kết quả là gây ra gia tốc cho vật hoặc làm cho vật biến dạng. 2. Các lực cân bằng là các lực khi tác dụng đồng thời vào cùng một vật thì không gây ra gia tốc cho vật. 3. Đường thẳng mang vec tơ lực gọi là giá của lực. Hai lực cân bằng là 2 lực cùng tác dụng lên cùng 1 vật, cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều. B A Hoạt động 2: Tìm hiểu quy tắc tổng hợp lực. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung - ĐVĐ: Trong thực tế, có những trường hợp nhiều lực tác dụng đồng thời vào cùng một vật (2 người xách 2 quay của một chiếc túi nặng,..). Ta cần tìm hiểu các lực đó gây nên một tác dụng tổng hợp như thế nào? - Phát biểu định nghĩa tổng hợp lực. - Biểu diễn TN hình 9.5 - Gọi hv lên bảng vẽ lực căng - Các lực gây ra hiệu quả tổng hợp là: giữ cho chùm quả nặng C đứng cân bằng. - Theo như phần trên lực cân bằng phải cùng độ lớn và ngược chiều. - Một em lên bảng vẽ lực cân bằng với lực - Lực có thể thay thế các lực trong việc giữ cho chùm quả nặng C đứng yên. Vậy là hợp lực của - Em rút ra được kết luận gì về tính chất của lực? - Các em hãy nhận xét xem giữa các lực và lực có mối liên quan gì? - Gọi hv lên bảng nối các ngọn của với và của với - Hãy nhận xét hình vừa vẽ được - Đến đây chúng ta có được một quy tắc của phép tổng hợp lực đó là quy tắc HBH. - Hướng dẫn hv hoàn thành C4 - Hv quan sát TN - Lên bảng biểu diễn lực - Hv lên bảng vẽ lực cân bằng với lực - Lực là một đại lượng vec tơ - Có thể nêu nhận xét của cá nhân mình. - Hv nhận xét (hình bình hành) - Hv phát biểu quy tắc HBH. - Làm C4 theo hướng dẫn II. Tổng hợp lực 1. Thí nghiệm M N M D N O C 2. Định nghĩa Tổng hợp lực là thay thế các lực tác dụng đồng thời vào cùng 1 vật bằng 1 lực có tác dụng giống hệt như các lực ấy. 3. Quy tắc hình bình hành Nếu 2 lực đồng quy làm thành 2 cạnh của 1 hình bình hành, thì đường chéo kể từ điểm đồng quy biểu diễn hợp lực của chúng. O Hoạt động 3: Tìm điều kiện cân bằng của chất điểm. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung - Trong TN hình 9.5, vòng nhẫn O (trọng lượng không đáng kể) đang ở trạng thái cân bằng. - Vòng nhẫn chịu tác dụng của mấy lực? Là những lực nào? - Các em hãy tìm hợp lực của 3 lực - Đó là 3 lực - Hv vận dụng C4 để tìm (hợp lực của trực đối với lực nên hợp lực của 3 lực đó bằng 0) III. Điều kiện cân bằng của chất điểm Muốn cho một chất điểm đứng cân bằng thì hợp của các lực tác dụng lên nó phải bằng không. Hoạt động 4: Tìm hiểu phép phân tích lực Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung - ĐVĐ Em nào có thể giải thích sự cân bằng của vòng nhẫn trong TN theo một cách khác. - Gợi ý: Lực gây ra những tác dụng gì đối với OM và ON? + Kéo dây OM bằng lực cân bằng với lực (vẽ lên hình) + Kéo dây OM bằng lực cân bằng với lực (vẽ lên hình) - Vậy ta có thể thay lực bằng và Đó là phép phân tích lực. - Em nào hãy cho biết định nghĩa của phép phân tích lực? - Nhìn vào hình vẽ, các em thấy các lực liên hệ với nhau như thế nào? - Vậy muốn phân tích 1 lực thành 2 lực thành phần có phương đã biết thì làm như thế nào? - Chú ý: Để phân tích lực chúng ta cũng dùng quy tắc HBH. Nhưng chỉ khi biết một lực có tác dụng cụ thể theo 2 phương nào đó thì ta mới phân tích lực đó theo 2 phương ấy - Đó là 3 lực - Hv vận dụng C4 để tìm (hợp lực của trực đối với lực nên hợp lực của 3 lực đó bằng 0) Hoạt động 4: Tìm hiểu phép phân tích lực - Làm 2 dây căng ra - Hv nêu định nghĩa - Nếu nối các điểm ngọn của 3 vec tơ lực đó lại chúng ta sẽ được 1 HBH - HV trả lời IV. Phân tích lực 1. Định nghĩa Phân tích lực là thay thế một lực bằng hai hay nhiều lực có tác dụng giống hệt như lực đó. O 2. Chú ý: Để phân tích lực chúng ta cũng dùng quy tắc HBH. Nhưng chỉ khi biết một lực có tác dụng cụ thể theo 2 phương nào đó thì ta mới phân tích lực đó theo 2 phương ấy. Hoạt động 5:Củng cố, dặn dò. - Phát biểu định nghĩa của lực? Tổng hợp lực là gì? Nêu quy tắc HBH?Phân tích lực là gì?...