Bài giảng môn học Vật lý lớp 10 - Tiết 29 - Tuần 16 - Bài 18: Cân bằng của một vật có trục quay cố định. mô men lực

Tiết: 29 Tuần: 16 Ngay soạn: 28/ 11/ 2011 VẬT LÍ 10 Bài 18. CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. MÔ MEN LỰC I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức - Phát biểu được định nghĩa và viết được công thức của momen lực. - Phát biểu được quy tắc momen lực. 2. Kỹ năng - Vận dụng được khái niệm momen lực và quy tắc momen lực để giải thiasch một số hiện tượng vật lý thường gặp trong đời sống và trong kỹ thuaajtcuxng như để giải quyết các bài taajp tương tự như ở trong bài. - Vân dụng được phương pháp thực nghiêm ở mức độ đơn giản. 3. Thái độ: Tập trung học tập, yêu thích mơn vật lí, II. CHUẨN BỊ Giáo viên : Thí nghiệm theo Hình 18.1 SGK. Học sinh : Ôn tập về đòn bẩy ( lớp 6). III. TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC Hoạt động 1 : Kiểm tra bài cũ Nêu quy tắc tìm hợp lực của hai lực đồng qui và điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực không song song. Hoạt động 2: Tìm hiểu tác dụng làm quay vật của lực và khái niệm mômen lực. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản * Bố trí thí nghiệm hình 18.1 * Lần lượt ngừng tác dụng của từng lực để học sinh nhận biết tác dụng làm quay vật của mỗi lực. * Cho hs nhận xét về độ lớn của các lực và khoảng cách từ giá của các lực đến trục quay. * Nêu và phân tích khái niệm và biểu thức mômen lực. * Quan sát thí nghiệm, nhận xét về phương của hai lực tác dụng lên vật. * Giải thích sự cân bằng của vật bằng tác dụng làm quay của hai lực. * Nhận xét về độ lớn của hai lực trong thí nghiệm. * Nhận xét về khoảng cách từ giá của các lực đến trục quay. * Ghi nhận khái niệm. I. Cân bằng của một vật có trục quay cố định. Mômen lực. 1. Thí nghiệm. Nếu không có lực thì lực làm cho đĩa quay theo chiều kim đồng hồ. Ngược lại nếu không có lực thì lực làm cho đĩa quay ngược chiều kim đồng hồ. Đĩa đứng yên vì tác dụng làm quay của lực cân bằng với tác dụng làm quay của lực . 2. Mômen lực Mômen lực đối với một trục quay là là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực và được đo bằng tích của lực với cánh tay đòn của nó. M = F.d Hoạt động 3: Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản * Cho hs nhận xét tác dụng làm quay vật của mỗi lực trong thí nghiệm 18.1 * Phát biểu qui tắc mômen lực. * Mở rộng các trường hợp có thể áp dụng qui tắc. Nêu câu hỏi C1. * Nhận xét về tác dụng làm quay vật của các lực trong thí nghiệm. * Ghi nhận qui tắc. * Ghi nhận trường hợp mở rộng. * Trả lời C1. II. Điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định. 1. Quy tắc. Muốn cho một vật có trục quay cố định ở trạng thái cân bằng, thì tổng các mômen lực có xu hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ phải bằng tổng các mômen lực có xu hướng làm vật quay theo chiều ngược lại. 2. Chú ý. Qui tắc mômen còn được áp dụng cho cả trường hợp một vật không có trục quay cố định nếu như trong một tình huống cụ thể nào đó ở vật xuất hiện trục quay. Hoạt động 4 : Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh * Cho học sinh tóm tắt những kiến thức chủ yếu đã học trong bài. * Nêu câu hỏi và bài tập về nhà. * Nêu những yêu cầu cần chuẩn bị cho bài sau. * Tóm tắt những kiến thức đã học trong bài. * Ghi câu hỏi và bài tập về nhà. * Ghi những yêu cầu chuẩn bị cho bài sau. IV. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY Tiết: 30 Tuần: 16 Ngay soạn: 28/ 11/ 2011 Bài 19. QUI TẮC HỢP LỰC SONG SONG CÙNG CHIỀU I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức : Phát biểu được quy tắc hợp lực song song cùng chiều và điều kiện cân bằng của một vật chịu tác động của ba lực song song. 2. Kỹ năng : Vận dụng được quy tắc và các điều kiện cân bằng trên đây để giải quyết các bài tập tương tự như ở trong bài. Vận dụng được phương pháp thực nghiệm ở mức độ đơn giản. 3. Thái độ: Tập trung học tập, yêu thích mơn vật lí, II. CHUẨN BỊ * Giáo viên : Các thí nghiệm theo Hình 19.1 SGK * Học sinh : Ôn lại vầ phép chia trong và chia ngoài khoảng cách giữa hai điểm. III. TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC Hoạt động 1: Tìm hiểu cách thay thế hai lực song song cùng chiều bằng một lực mà tác dụng của nó cũng giống hậet như hai lực kia. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản * Bố trí thí nghiệm hình 19.1 * Yêu cầu hs quan sát thí nghiệm và trả lời C1. * Yêu cầu hs quan sát thí nghiệm và nhận xét. * Yêu cầu hs thực hiện C2. * Quan sát thí nghiệm. * Trả lời C1 * Quan sát thí nghiệm. * Thực hiện C2. I. Thí nghiệm 1. Treo hai chùm quả cân có trọng lượng P1 và P2 khác nhau vào hai phía của thước, thay đổi khoảng cách từ hai điểm treo O1, O2 đến O để cho thước nằm ngang. Lực kế chỉ giá trị F = P1 + P2. 2. Tháo hai chùm quả cân đem treo chung vào trọng tâm O của thước thì thấy thước vẫn nằm ngang và lực kế vẫn chỉ giá trị F = P1 + P2. Vậy trọng lực = + đặt tại điểm O của thước là hợp lực của hai lực và đặt tại hai điểm O1 và O2. Hoạt động 2: Tìm hiểu qui tắc hợp lực của hai lực song song cùng chiều. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản * Yêu cầu hs nhận xét về đặc điểm của một lực mà có thể thay thế cho hai lực song song cùng chiều trong thí nghiệm. * Nêu và phân tích qui tắc tổng hợp hai lực song song cùng chiều. * Vẽ hình 19.3. * Phân tích trọng lực của một vật gồm nhiều phần. * Giới thiệu trọng tâm của những vật đồng chất có dạng hình học đối xứng. * Giới thiệu cách phân tích một lực thành hai lực song song cùng chiều với nó. * Nhận xét kết quả thí nghiệm. * Ghi nhận qui tắc. * Vẽ hình 19.3. * Nhận xét về trọng tâm của vật * Ghi nhận cách xác định trọng tâm của những vật đồng chất có dạng hình học đối xứng. * Trả lời C3. * Ghi nhận cách phân tích một lực thành hai lực song song. II. Qui tắc tổng hợp hai lực song song cùng chiều. 1. Qui tắc. a) 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. b) Giá của hợp lực chia khoảng cách giữa hai giá của hai lực song song thành những đoạn tỉ lệ nghịch với độ lớn của hai lực ấy. F = F1 + F2 ; (chia trong) 2. Chú ý. a) Qui tắc tổng hợp hai lực song song cùng chiều gúp ta hiểu thêm về trọng tâm của vật. Đối với những vật đồng chất và có dạng hình học đối xứng thì trọng tâm nằm ở tâm đối xứng của vật. b) Có nhiều khi ta phải phân tích một lực thành hai lực và song song và cùng chiều với lực . Đây là phép làm ngược lại với tổng hợp lực. Hoạt động 3: Tìm hiểu điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực song song. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản * Trở lại thí nghiệm ban đầu cho hs nhận xét các lực tác dụng lên thước khi thước cân bằng từ đó yêu cầu trả lời C4. * Quan sát, nhận xét. * Trả lời C4. III. 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 hợp lực của hai lực song song cùng chiều phải cùng giá, cùng độ lớn nhưng ngược chiều với lực thứ ba. Hoạt động 4: Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh * Cho học sinh tóm tắt những kiến thức chủ yếu đã học trong bài. * Nêu câu hỏi và bài tập về nhà. * Nêu những yêu cầu cần chuẩn bị cho bài sau. * Tóm tắt những kiến thức đã học trong bài. * Ghi câu hỏi và bài tập về nhà. * Ghi những yêu cầu chuẩn bị cho bài sau. IV. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY BÀI TẬP VỀ CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CHỊU TÁC DỤNG CỦA HAI LỰC VÀ CỦA BA LỰC KHÔNG SONG SONG (TỰ CHỌN VẬT LÍ 10) I. MỤC TIÊU BÀI DẠY: 1. Kiến thức: Học sinh nắm được điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của hai lực và ba lực không song song. 2. Kĩ năng: Rèn luyện học sinh vận dụng kiến thức cơ bản về các tính chất đặc biệt trong tam giác, định lí hàm số côsin, định lí Pythagore để vận dụng giải bài tập; 3. Giáo dục thái độ: II. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH 1. Giáo viên: Bài tập có chọn lọc và phương pháp giải; 2. Học sinh: Giải trước các bài tập theo yêu cầu của giáo viên. III . TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC. Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ, điều kiện xuất phát - Đề xuất vấn đề. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên đưa ra hệ thống câu hỏi kiểm tra bài cũ của học sinh: 1.Điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của hai lực và ba lực không song song? 2. Nêu nguyên tắc chiếu một hệ thức vector lên hệ trục? *Giáo viên nhận xét, bổ sung và cho điểm. *Giáo viên đặt vấn đề, nêu mục tiêu tiết học. * Điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của hai lực và ba lực không song song: *Học sinh tiếp thu và nhận thức vấn đề cần nghiên cứu; Hoạt động 2: Giải một số bài toán cơ bản và nâng cao. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên nêu loại bài tập, yêu cầu học sinh nêu cơ sở lý thuyết áp dụng . *Giáo viên nêu bài tập áp dụng, yêu cầu HS: - Tóm tắt bài toán, - Phân tích, tìm mối liên hệ giữa đại lượng đã cho và cần tìm - Tìm lời giải cho cụ thể bài Đọc đề và hướng dẫn HS phân tích đề để tìm hướng giải *Giáo viên định hướng: + Hãy vẽ hình và biểu diễn các lực tác dụng lên vật; + Áp dụng các tính chất, hệ thức lượng trong tam giác tìm TAC , TBC , N? *Giáo viên yêu cầu một HS lên bảng làm *Giáo viên nhận xét và cho điểm *Giáo viên yêu cầu học sinh đọc và tóm tắt đề bài toán; *Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm, tìm phương pháp giải; *Giáo viên định hướng: + Hãy vẽ hình và biểu diễn các lực tác dụng lên thanh; + Áp dụng các tính chất, hệ thức lượng trong tam giác *Giáo viên yêu cầu một học sinh lên bảng làm *Giáo viên nhận xét và cho điểm BT 17.2/44 SBT *Học sinh đọc và tóm tắt đề ; *Học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm phương pháp giải; Bài giải + Vật chịu tác dụng của 3 lực : Trọng lực P, lực căng dây TAB và phản lực của thanh chống N. Vì tại điểm C vật chịu tác dụng 2 lực TBC và P nên điều kiện để vật cân bằng tại điểm C là : TBC = P = 40N Vì thanh chống đứng cân bằng tại điểm B nên : Theo hình vẽ tam giác lực ta có : tan45o = => N = TBCtan45o = 40N Mặt khác ta có : cos45o = => TAB = TBCcos45o = 56N BT 17.3/44 SBT *Học sinh đọc và tóm tắt đề ; *Học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận và tìm phương pháp giải; Bài giải Thanh AB chịu tác dụng của 3 lực cân bằng: P , N1 , N2 Ta có: Theo định luật III NiuTơn thì áp lực của thanh lên mặt phẳng nghiêng có độ lớn bằng phản lực của thanh nên: Q1 = N1 = 10N và Q2 = N2 = 17N Hoạt động 3 : Củng cố bài học và định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên yêu cầu học sinh hệ thống hoá các công thức, kiến thức đã gặp trong tiết học; *Giáo viên cho học sinh chép đề bài tập; *Giáo viên yêu cầu học sinh về nhà làm lại các bài tập, khắc sâu phương pháp động lực học *Học sinh làm việc cá nhân, hệ thống hoá các công thức, kiến thức đã gặp trong tiết học; *Học sinh làm việc theo yêu cầu của giáo viên. IV. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY Tổ trưởng kí duyệt 28/11/2011 HÒANG ĐỨC DƯỠNG