Bài giảng môn học Vật lý lớp 10 - Bài 22: Ngẫu lực

Bài 22 NGẪU LỰC I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - Phát biểu được định nghĩa ngẫu lực. - Viết công thức tính momen ngẫu lực. 2. Kĩ năng: - Vận dụng được khái niệm ngẫu lực để giải thích một số hiện tượng vật lí thường gặp trong đời sống và kĩ thuật. - Vận dụng công thức tính momen ngẫu lực để làm những bài tập trong bài. II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Chuẩn bị một số dụng cụ như tua nơ vít, vòi nước, cờ lê ống... 2. Học sinh: Ôn tập kiến thức về momen lực. III. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC Tiết 35 1. Hoạt động 1: Nhận biết khái niệm ngẫu lực ( 15 phút) Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Đơn vị kiến thức - Giả sử có hai lực song song ngược chiều với F1 = 1N, F2 = 2N. Hãy xác định độ lớn của hợp lực F? - Trong trường hợp F1 = F2 thì hợp lực F bằng bao nhiêu? - Khi ấy ta xác định được F hợp lực không? - Trong trường hợp này ta giải quyết vấn đề này như thế nào? - Khi hai lực song song ngược chiều, có độ lớn bằng nhau thì ta không thể tìm được hợp lực của hai lực ấy. Khi đó ta nói F1 và F2 là ngẫu lực. - Vậy ngẫu lực là gì? - Cho một vài ví dụ về ngẫu lực? - Vì hai lực F1 và F2 song song ngược chiều nên F = F1 – F2 = 2-1 = 1(N) - Khi F1 = F2 thì F = F2 –F1 = 0. - Trong trường hợp này ta không xác định được F hợp lực. - Tìm cách trả lời. - Ghi nhận. - Phát biểu theo SGK. - Lấy ví dụ theo SGK I. Ngẫu lực là gì? 1. Định nghĩa: Hệ hai lực song song, ngược chiều có độ lớn bằng nhau và cùng tác dụng vào một vật gọi là ngẫu lực. O2 O1 2. Ví dụ: - Dùng tay vặn vòi nước ta đã tác dụng vào vòi nước một ngẫu lực. (H22.1) - Dùng tuanơvít để vặn đinh ốc, ta đã tác dụng vào tuanơvít một ngẫu lực.(H22.2) - Khi ô tô sắp qua đoạn đường ngoặt, người lái xe tác dụng một ngẫu lực vào tay lái.(H22.3) 2. Hoạt động 2: Tìm hiểu tác dụng của ngẫu lực đối với vật rắn (20 phút) Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Đơn vị kiến thức - Xem thí nghiệm hình 22.4 vật có chịu tác dụng của ngẫu lực không? - Vật có xu hướng chuyển động như thế nào? - Dưới tác dụng của ngẫu lực thì trọng tâm phải quay theo vật quanh một trục cố định. - Nếu trục quay không đi qua trọng tâm thì trọng tâm sẽ chuyển động tròn xung quanh trục quay. Theo định luật III Niuton, vật tác dụng vào trục quay một lực khi quay thì trục quay phải gây ra một phản lực để truyền cho trọng tâm một gia tốc hướng tâm. Theo định luật II Niuton thì trục quay như thế nào? - Nếu vật quay càng nhanh, thì trục quay có xu hướng như thế nào? - Nêu ý nghĩa thực tiễn về tác dụng của ngẫu lực đối vật rắn? - Vật có chịu tác dụng của ngẫu lực. - Quay quanh một trục đi qua trọng tâm và vuông góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực. - Ghi nhận. - Trục quay sẽ bị biến dạng. - Trục quay bị biến dạng càng nhiều và có xu hướng đỗ, gãy. - Khi chế tạo các động cơ, tuabin, bánh đà, bánh xe...người ta làm cho trục quay đi qua trọng tâm một cách chính xác. Khi vận hành bánh đà, bánh xe,...Người ta không tác dụng một lực mà tác dụng một ngẫu lực. II. Tác dụng của ngẫu lực đối với một vật rắn. 1. Trường hợp vật không có trục quay: Nếu vật chịu tác dụng của một ngẫu lực thì vật sẽ quay quanh một trục đi qua trọng tâm và vuông góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực. 2. Trường hợp vật có trục quay cố định: Nếu vật chịu tác dụng của một ngẫu lực thì vật sẽ quay quanh trục cố định đó. 3. Hoạt động 3: Xây dựng công thức tính momen của ngẫu lực(5 phút) Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Đơn vị kiến thức - Xem hình 22.5 hãy tính momen ngẫu lực đối với trục quay O? - Trong đó F là độ lớn của mỗi lực (N), d là cánh tay đòn của ngẫu lực (m). - Ta có: M = F1d1 +F2d2 .Vì F1 = F2 nên ta có thể viết: M = F(d1 + d2) = F.d - Ghi nhận. d1 d2 O 3. Momen của ngẫu lực: Công thức: M = Fd. Trong đó F là độ lớn của mỗi lực (N), d là cánh tay đòn của ngẫu lực (m). 4. Hoạt động 4: Củng cố và dặn dò (5 phút) Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh 1. Làm bài tập 6 SGK trang 118. 2. Về nhà làm bài tập 4, 5 SGK trang 118. 1a. Momen: M1 = F.d = 1.0,045 = 0,045(N.m) 1b. Momen: M2 = F.d.cosa = 1.0,045.= 0,039(N.m) 2. Ghi nhận vào vở bài tập. IV. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY: