Bài giảng môn học Vật lý lớp 10 - Tiết 41: Momen của lực. Điều kiện cân bằng của một vật rắn có trục quay cố định

MOMEN CỦA LỰC. ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT RẮN Cể TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH A. MỤC TIấU 1. Kiến thức: - Phỏt biểu được định nghĩa, viết được cụng thức tớnh momen của lực và nờu được đơn vị đo momen của lực. - Nêu được điều kiện cân bằng của một vật rắn có trục quay cố định. 2. Kỹ năng: - Vận dụng quy tắc momen lực để giải được các bài toán về điều kiện cân bằng của vật rắn có trục quay cố định khi chịu tác dụng của hai lực. 3. Thỏi độ - Tớch cực tự giỏc và hợp tỏc trong học tập B. CHUẨN BỊ 1. Giỏo viờn: - Biờn soạn cỏc cõu hỏi để kiểm tra bài cũ; củng cố bài giảng dưới dạng trắc nghiệm theo nội dung cõu hỏi 1-4 SKG. - Chuẩn bị cỏc thớ nghiệm H 29.3 SGK. 2. Học sinh: - Chuẩn bị đầy đủ dụng cụ , sỏch vở. - ễn tập lại cỏc kiến thức đũn bẩy C. PHệễNG PHAÙP - Giaỷi quyeỏt vaỏn ủeà, thaỷo luaọn nhoựm D. TIEÁN TRèNH LEÂN LễÙP. 1. OÅn ủũnh toồ chửực - OÅn ủũnh lụựp, ủieồm danh 2. Kieồm tra baứi cuừ - Phỏt biểu quy tắc hợp lực song song cựng chiều? Ngược chiều? 3. Baứi mụựi - Ở cỏc bài khỏc chỳng ta đó học điều kiện cõn bằng của những vật khụng cú chuyển động quay. Vậy khi vật cú chuyển động quay thỡ điều kiện của vật là gỡ? Hoaùt ủoọng cuỷa thaày vaứ troứ Noọi dung kieỏn thửực Hoạt động 1: Tỡm hiểu tỏc dụng của một lực lờn một vật rắn cú trục quay cố định. GV: Cho HS đọc SGK, xem hỡnh vẽ, thảo luận trả lời cõu hỏi. +Tỏc dụng làm quay của lực phụ thuộc vào yờu tố nào? HS: Đọc phần 1, xem hỡnh H 29.1. Thảo luận: Tỏc dụng làm quay của lực phụ thuộc vào cỏc yờu tố: + Giỏ của lực + khỏang cỏch từ giỏ đến trục quay + Độ lớn của lực HS: Trỡnh bày kết quả. GV: Nhận xột cỏch trỡnh bày. Cho HS rỳt ra kết luận. Hoạt động 2: Tỡm hiểu định nghĩa momen của lực đối với trục quay. Điều kiện caõn bằng của một vật coự truùc quay cố định GV: Làm thớ nghiệm, ghi kết quả thớ nghiệm. HS: Quan sỏt thớ nghiệm hỡnh H 26.3. Theo dừi kết quả thớ nghiệm. GV: Hướng dẫn HS rỳt ra kờt luận. - Yờu cầu học sinh nờu ý nghĩa của mụmen. - Yờu cầu học đọc SGK phần cụng thức của mụmen GV: Vẽ hỡnh h 29.4, nờu cõu hỏi C1. HS: Nhận xột kết quả về tỏc dụng làm quay của lực để đưa ra. - Trả lời cau hỏi C1. GV: Nhận xột cỏc cõu trả lời của HS. Cho HS đọc SGK. - Yờu cầu HS trỡnh bày định nghĩa. HS: Đọc phần 2.b, trỡnh bày định nghĩa momen của lực. Nờu ý nghĩa vật lý của momen. GV: Cho HS xem hỡnh, thảo luận. HS: Đọc phần 4, mụ tả hoạt động của cõn đĩa, cuục chim hỡnh H 29.5, H 29.6. GV: Nờu cõu hỏi C2. - Trả lời cõu hỏi C2. GV: Nhận xột kết quả. Thụng bỏo về quy ước dấu mụmen lực Hoạt động 3: Tỡm hiểu điều kiện cõn bằng của một vật cú trục quay cố định GV: Tiến hành lại thớ nghiệm HS: Quan sỏt thớ nghiệm GV: Yờu cầu học sinh rỳt ra nhận xột về điều kiện cõn bằng của vật rắn cú trục quay cố định HS; Nhận xột điều kiện cõn bằng của một vật rắn cú trục quay cố định HS: Lấy vớ dụ: + Đũn gỏnh + Cõn đũn + Bập bờnh HS: Vận dụng kiến thức tỡm hiểu cỏc vớ dụ ứng dụng mụ men lực trong thực tế. 1. Nhận xột về tỏc dụng của một lực lờn một vật rắn cú trục quay cú định: - Cỏc lực cú giỏ song song với trục quay hoặc cắt trục quay thỡ khụng cú tỏc dụng làm quay vật. - Cỏc lực cú phương vuụng gúc với trục quay và cú giỏ càng xa trục quay thỡ tỏc dụng làm quay vật càng mạnh. Tỏc dụng làm quay của một lực lờn vật rắn cú trục quay cố định từ trạng thỏi đứng yờn khụng những phụ thuộc vào độ lớn của lực mà cũn phụ thuộc khoảng cỏch từ trục quay tới giỏ (cỏch tay đũn) của lực. 2. Momen của lực đối với một trục quay: a) Thớ nghiệm: b)Momen của lực: Xột một lực nằm trong mặt phẳng vuụng gúc với trục quay Oz. Momen của lực đối với trục quay là đại lượng đặc trưng cho tỏc dụng làm quay của lực quanh trục ấy và được đo bằng tớch độ lớn của lực và cỏnh tay đũn. M = F.d - d: cỏnh tay đũn (tay đũn) là khoảng cỏch từ trục quay tới giỏ của lực (m) - M: momen của lực (N.m) 3. Điều kiện cõn bằng của một vật rắn cú trục quay cố định (Quy tắc momen): Muốn cho một vật rắn cú trục quay cố định nằm cõn bằng thỡ tổng momen của cỏc lực cú khuynh hướng làm vật quay theo một chiều phải bằng tổng momen của cỏc lực cú khuynh hướng làm vật quay theo chiều ngược lại. * Nếu quy ước momen lực làm vật quay ngược chiều kim đồng hồ cú giỏ trị dương, cựng chiều kim đồng hồ cú giỏ trị õm , thỡ: M1+M2+...=0 Với M1, M2 ... là momen của tất cả cỏc lực đặt lờn vật. 4. Ứng dụng: a) Cõn đĩa: Khi cõn thăng bằng, trọng lượng của vật bằng trọng lượng của quả cõn. b) Quy tắc momen lực cún ỏp dụng cho cả trường hợp vật khụng cú trục quay cố định. Vd chiếc cuốc chim. 4. Cuỷng coỏ vaứ luyeọn taọp. GV: - Yờu cầu HS thảo luận nhúm trả lời cỏc cõu hỏi trắc nghiệm theo nội dung cõu 1-4(SGK); bài tập 1 (SGK). - Nhận xột cõu trả lời của hs. - Yờu cầu HS nờu túm tắt cỏc kiến thức mới vừa học. HS: - Ghi nhận kiến thức: Momen của lực, điều kiện cõn bằng của vật rắn cú trục quay cố định và ứng dụng của nú. - Thảo luận nhúm giải bài tập. 5. Hửụựng daón hoùc sinh tửù hoùc ụỷ nhaứ GV: - Nờu bài tập về nhà:1, 2,3,4/136. - Yờu cầu:HS chuẩn bị bài sau “Bài tập”. HS: - Ghi cõu hỏi, làm cỏc bài tập về nhà.