Bài giảng môn học Vật lý lớp 10 - Bài 19: Quy tắc hợp lực song song cùng chiều

Bài 19: QUY TẮC HỢP LỰC SONG SONG CÙNG CHIỀU I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - Phát biểu được quy tắc hợp lực song song cùng chiều. 2. Kĩ năng: - Vận dụng đuợc quy tắc trên đây để giải các bài tập trong SGK và SBT. II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Thí nghiệm hình 19.1, 19.2 SGK 2. Học sinh: Ôn tập lại về phép chia trong khoảng cách giữa hai điểm. III. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC Tiết 31 1. Hoạt động 1: Tìm hiểu thí nghiệm về hợp lực của hai lực song song cùng chiều (15 phút) Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Đơn vị kiến thức - Xem thí nghiệm hình 19.1 hãy so sánh độ lớn trọng lượng P1 và P2, khoảng cách d1 và d2? - Giá của và như thế nào? - Thước ở trạng thái gì? - Lực kế chỉ giá trị bằng bao nhiêu? - Nếu P1 = 0 thì trọng lượng P2 tác dụng vào thước có xu hướng chuyển động như thế nào? Khi đó momen của P2 bằng bao nhiêu? - Nếu P2 = 0 thì trọng lượng P1 tác dụng vào thước có xu hướng chuyển động như thế nào? Khi đó momen của P1 bằng bao nhiêu? - Để thước nằm cân bằng theo phương ngang thì M1 như thế nào với M2? Từ đó tìm mối quan hệ giữa P1, P2, d1 và d2? - Xem hình thí nghiệm 19.2 hãy cho biết lực kế chỉ giá trị bằng bao nhiêu? Số chỉ của lực kế trong trường hợp này chính là độ lớn của đại lượng nào, đặt ở đâu? - Giá của như thế nào với giá củavà? - Khi đó thước ở trạng vị trí như thế nào so với ở hình 19.1? - Vậy ta đã thay và bằng có điểm đặt tại trọng tâm O của thước chính là hợp lực của hai lực vàsong song. Hãy biểu diễn các lực ,và hợp lực của chúng và độ lớn của ? - Từ đó hãy cho biết giá của hợp lực chia khoảng cách giữa hai giá của hai lực song song thành những đoạn d1 và d2 như thế nào với P1 và P2? - Ta có P2 > P1, d1 > d2 - Song song. - Ở trạng thái cân bằng theo phương ngang. - Lực kế chỉ giá trị: F = P1 + P2 - Thước có xu hướng quay cùng chiều kim đồng hồ quanh trục đi qua trọng tâm O. Khi đó M2 = P2.d2 - Thước có xu hướng quay ngược chiều kim đồng hồ quanh trục đi qua trọng tâm O. Khi đó M1 = P1.d1 - Ta có: M1 = M2 « P1.d1 = P2.d2 hay: - Ta có: F = P1 +P2 số chỉ này chính là độ lớn của trọng lực , đặt tại trọng tâm O. - Song song. - Thước vẫn nằm ngang. - Học sinh lên bảng biểu diễn. Độ lớn của P = P1 +P2 - Giá của hợp lực chia khoảng cách giữa hai giá của hai lực song song thành những đoạn d1 và d2 tỉ lệ nghịch với P1 và P2. I. Thí nghiệm: - Độ lớn hợp lực của hai lực song song vàlà:P = P1 + P2 O O1 O2 - Giá của hợp lực chia khoảng cách giữa hai giá của hai lực song song thành những đoạn d1 và d2 tỉ lệ nghịch với P1 và P2. 2. Hoạt động 2: Phát biểu quy tắc hợp lực (15 phút) Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Đơn vị kiến thức - Từ kết quả thí nghiệm ở trên hãy nhận xét về giá và độ lớn hợp lực của hai lực song song bất kì? - Độ lớn của hợp lực được xác định như thế nào? - Giá của hợp lực chia khoảng cách giữa hai giá của hai lực song song thành những đoạn thành những đoạn như thế nào với độ lớn của chúng? - Để tổng quát ta thay lực=, =và =thì các kết quả thí nghiệm trên được viết lại như thế nào? - Hợp lực của hai lực song song cùng chiều là một lực song song, cùng chiều với hai lực ấy. - Độ lớn bằng tổng các độ lớn của hai lực ấy. - Giá của hợp lực chia khoảng cách giữa hai giá của hai lực song song thành những đoạn tỉ lệ nghịch với độ lớn hai đoạn ấy. - Các kết quả thí nghiệm trên được viết lại: F = F1 + F2; (chia trong) II. Quy tắc tổng hợp hai lực song song cùng chiều 1. Quy tắc: - Hợp lực của hai lực song song cùng chiều là một lực song song, cùng chiều và có độ lớn bằng tổng các độ lớn của hai lực ấy. - Giá của hợp lực chia khoảng cách giữa hai giá của hai lực song song thành những đoạn tỉ lệ nghịch với độ lớn hai đoạn ấy. 2. Công thức: F = F1 + F2 O O1 O2 d1 A B d2 (chia trong) 3. Chú ý: SGK 3. Hoạt động 3: Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực song song (12 phút) Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Đơn vị kiến thức - Xem hình 19.6 hãy cho biết 3 lực , , cùng nằm trên mấy mặt phẳng? - Giá của ba lực này như thế nào? - Cùng tác dụng lên mấy vật? - Chiều của lực như thế nào với , ? - Hợp lực của và như thế nào với lực? * Vậy để thanh AB nằm cân bằng thì 3 lực , , phải thỏa mãn điều kiện gì? - Trên một mặt phẳng. Hay ba lực này đồng phẳng. - Song song. - Một vật, đó là thanh AB. - Ngược chiều với , . - Cân bằng với ? * Để thanh AB nằm cân bằng thì 3 lực này phải: - Ba lực đó phải đồng phẳng. - Lực ở trong phải ngược chiều với hai lực bên ngoài. - Hợp lực của hai lực bên ngoài phải cân bằng với lực ở trong. 4. Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực song song: Muốn cho một vật chịu tác dụng của ba lực song song ở trạng thái cân bằng thì: - Ba lực đó phải đồng phẳng. - Lực ở trong phải ngược chiều với hai lực bên ngoài. O1 O O2 d1 A B d2 - Hợp lực của hai lực bên ngoài phải cân bằng với lực ở trong. 4. Hoạt động 4: Củng cố và dặn dò (3 phút) Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh 1. Trả lời C1? 2. Phát biểu quy tắc tổng hợp hai lực song song cùng chiều? 3. Về nhà làm bài tập 4 SGK trang 103. 1. Lực kế chỉ 5 đơn vị lực. Theo quy tắc momen ta có: P1.O1O = P2.O2O. Đặt O1O = d1; O2O = d2 thì: 2. Phát biểu theo SGK. 3. Ghi nhận vào vở bài tập. IV. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY: