Bài soạn môn Vật lý lớp 10 - Bài 17 đến bài 22

Chương III: CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN. Bài 17 (2 tiết) CÂN BẰNG CỦA VẬT RẮN CHỊU TÁC DỤNG CỦA HAI LỰC VÀ BA LỰC KHÔNG SONG SONG. I. MỤC TIÊU Kiến thức: - Nêu được định nghĩa của vật rắn và giá của lực. - Phát biểu được quy tắc tổng hợp hai lực có giá đồng quy. - Phát biểu được điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực và của ba lực không song song. Kĩ năng: - Xác định được trọng tâm của một vật mỏng, phẳng bằng phương pháp thực nghiệm. - Vận dụng được các điều kiện cân bằng và quy tắc tổng hợp hai lực có giá đồng quy để giải các bài tập như trong bài. II. CHUẨN BỊ Giáo viên - Các thí nghiệm Hình 17.1, Hình 17.2, Hình 17.3 và Hình 17.5 SGK. - Các tấm mỏng, phẳng (bằng nhôm, nhựa cứng) theo Hình 17.4 SGK. Học sinh - Ôn lại: quy tắc hình bình hành, điều kiện cân bằng của một chất điểm. III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động 1 (10 phút): Xác định điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực. Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên - Quan sát thí nghiệm và trả lời C1. - So sánh với trường hợp cân bằng của chất điểm. - Phát biểu điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực. - Bố trí thí nghiệm hình 17.1. - Từ thí nghiệm phân biệt vật rắn và chất điểm. - Đưa ra khái niệm vật rắn. - Nói rõ khái niệm giá của lực. Hoạt động 2 (15 phút): Xác định trọng tâm của vật phẳng, mỏng bằng phương pháp thực nghiệm. Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên - Nhắc lại khái niệm trọng tâm. - Xác định các lực tác dụng lên vật được treo cân bằng. - Xác định giá của trọng lực. - Tìm phương án xác định trọng tâm của vật bằng thực nghiệm. - Làm việc nhóm xác định trọng tâm của một số vật phẳng có hình dạng khác nhau. - Treo một vật phẳng, mỏng cân bằng. - HD: Giá của trọng lực đi qua trọng tâm. - Áp dụng điều kiện cân bằng. Hoạt động 3 (10 phút): Tìm hiểu quy tắc tổng hợp hai lực có giá đồng quy. Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên - Quan sát thí nghiệm và trả lời C3. - Xác định các đặc điểm của lực thay thế cho hai lực và . - Nhận xét về quan hệ giữa với và . - Bố trí thí nghiệm hình 17.5. - HD: Vận dụng điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của trọng lực và . - Phát biểu quy tắc tổng hợp hai lực có giá đồng quy. Hoạt động 4 (10 phút): Phát biểu và vận dụng điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực không song song. Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên - Phát biểu điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực không song song. - Giải bài tập ví dụ. - HD: Từ quan hệ của với và trong thí nghiệm. - HD: Phân tích các lực tác dụng và áp dụng điều kiện cân bằng cho quả cầu. Bài 18 (1tiết) CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. MÔMEN LỰC. I. MỤC TIÊU Kiến thức: - Phát biểu được định nghĩa và viết được biểu thức của momen lực. - Phát biểu được quy tắc momen lực. Kĩ năng: - Vận dụng được khái niệm momen lực và quy tắc momen lực để giải thích một số hiện tượng vật lí thường gặp trong đời sống và kĩ thuật cũng như để giải quyết các bài tập tương tự như ở trong bài. - Vận dụng được phương pháp thực nghiệm ở mức độ đơn giản. 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 (10 phút): Tìm hiểu tác dụng làm quay của lực. Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên - 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. - Bố trí thí nghiệm 18.1. - Lần lượt ngừng tác dụng từng lực để học sinh nhận biết tác dụng làm quay vật quanh trục của mỗi lực. Hoạt động 2 (20 phút): Tìm hiểu khái niệm mômen lực. Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên - Nhận xét sơ bộ tác dụng làm quay của một lực có thể phụ thuộc những yếu tố nào? Thảo luận phương án thí nghiệm kiểm tra. - Rút ra những yếu tố ảnh hưởng đến tác dụng làm quay của một lực. - Rút ra đơn vị của mômen lực. - HD: Bố trí vật có trục quay cố định cân bằng dưới tác dụng của hai lực rồi thay đổi các yếu tố của một lực. - Tiến hành thí nghiệm kiểm tra. - Đưa ra khái niệm và biểu thức của mômen lực Hoạt động 3 (13 phút): Tìm hiểu và vận dụng quy tắc mômen lực. Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên - Nhận xét về tác dụng làm quay của các lực tác dụng lên vật trong thí nghiệm 18.1. - Vận dụng trả lời C1. - Làm bài tập 3 trang 117. - Phát biểu quy tắc mômen lực. - Mở rộng các trường hợp có thể áp dụng quy tắc. Hoạt động 4 (2 phút): Giao nhiệm vụ về nhà. Ho¹t ®éng cña häc sinh Sù trî gióp cña gi¸o viªn - Ghi c©u hái vµ bµi tËp vÒ nhµ - Ghi nh÷ng chuÈn bÞ cho bµi sau - Nªu c©u hái vµ bµi tËp vÒ nhµ. - Yªu cÇu: HS chuÈn bÞ bµi sau Bài 19 (1 tiết) CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CHỊU TÁC DỤNG CỦA BA LỰC SONG SONG. QUY TẮC HỢP LỰC SONG SONG CÙNG CHIỀU. I. MỤC TIÊU Kiến thức: - Phát biểu được: quy tắc hợp lực song song cùng chiều và điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực song song. Kĩ năng: - Vận dụng được quy tắc và các điều kiện cân bằng trên đây để giải các bài tập tương tự như ở trong bài. - Vận dụng được phương pháp thực nghiệm ở mức độ đơn giản. II. CHUẨN BỊ Giáo viên - Các thí nghiệm theo Hình 19.1 SGK. Học sinh - Ôn lại về phép chia trong và chia ngoài khoảng cách giữa hai điểm. III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động 1 ( 28 phút): Tìm hiểu quy tắc tổng hợp hai lực song song cùng chiều. Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên - Quan sát thí nghiệm và trả lời C1. - Xác định các đặc điểm của lực thay thế cho hai lực và song song cùng chiều tác dụng lên vật. - Biểu diễn và và hợp lực của chúng. - Trả lời C3 - Bố trí thí nghiệm hình 19.1. - Vận dụng các điều kiện cân bằng của vật rắn đã học. - Làm thí nghiệm kiểm tra. - Phát biểu quy tắc tổng hợp hai lực song song cùng chiều. Hoạt động 2 (15 phút): Vận dụng quy tắc tổng hợp hai lực song song cùng chiều. Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên - Trả lời C4. - Làm bài tập 6 trang 121. - Trình bày về trọng lực của một vật như là hợp lực của các trọng lực tác dụng lên các phần của vật. - Giới thiệu cách phân tích một lực thành hai lực song song cùng chiều với . Hoạt động 3 (10 phút): Tìm hiểu và vận dụng điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực song song cùng chiều. Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên - Nhận xét về đặc điểm của ba lực tác dụng lên vật trong thí nghiệm hình 19.1. - Vận dụng làm bài tập 4 trang 121. - Phát biểu điều kiện cân bằng. Hoạt động 4 (2 phút): Giao nhiệm vụ về nhà. Ho¹t ®éng cña häc sinh Sù trî gióp cña gi¸o viªn - Ghi c©u hái vµ bµi tËp vÒ nhµ - Ghi nh÷ng chuÈn bÞ cho bµi sau - Nªu c©u hái vµ bµi tËp vÒ nhµ. - Yªu cÇu: HS chuÈn bÞ bµi sau Bài 20 CÁC DẠNG CÂN BẰNG. CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ MẶT CHÂN ĐẾ. I. MỤC TIÊU Kiến thức: - Phân biệt ba dạng cân bằng. - Phát biểu được điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân đế. Kĩ năng: - Xác định được một dạng cân bằng là bền hay không bền. - Xác định được mặt chân đế của một vật đặt trên một mặt phẳng đỡ. - Vận dụng được điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân đế. - Biết cách làm tăng mức vững vàng của cân bằng. II. CHUẨN BỊ Giáo viên - Chuẩn bị các thí nghiệm theo các Hình 20.1, 20.2, 20.3, 20.4 và 20.6 SGK. Học sinh - Ôn lại kiến thức về momen lực. Gợi ý sử dụng CNTT: Mô phỏng các dạng cân bằng của các vật như trong hình 20.1, 20.2, 20.3, 20.4 và 20.6 và một số ví dụ để học sinh phân tích; biểu diễn mặt chân đế của các vật khác nhau. III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động 1 (13 phút): Tìm hiểu các dạng cân bằng. Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên - Quan sát vật rắn được đặt ở các điều kiện khác nhau, rút ra đặc điểm cân bằng của vật trong mỗi trường hợp. - Bố trí các thí nghiệm hình 20.2, 20.3, 20.4. - Phát biểu định nghĩa các dạng cân bằng. Hoạt động 2 (20 phút): Xác định điều kiện cân bằng của vật có mặt chân đế. Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên - Trả lời C1. - Quan sát hình 20.6, nhận xét về dạng cân bằng của mỗi vật. - Vận dụng để xác định dạng cân bằng của các vật trong ví dụ của giáo viên. - Giới thiệu khái niệm mặt chân đế. - HD: Xét tác dụng của mômen của trọng lực. - Phát biểu điều kiện cân bằng của vật có mặt chân đế. - Lấy một số ví dụ về các vật có mặt chân đế khác nhau. Hoạt động 3 (10 phút): Tìm hiểu về mức vững vàng của cân bằng. Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên - Nhận xét về mức độ vững vàng của các vị trí cân bằng trong hình 20.6. - Lấy các ví dụ về cách làm tăng mức vững vàng của cân bằng. - Trình bày các yếu tố ảnh hưởng tới mức vững vàng của cân bằng. Hoạt động 4 (2 phút): Giao nhiệm vụ về nhà. Ho¹t ®éng cña häc sinh Sù trî gióp cña gi¸o viªn - Ghi c©u hái vµ bµi tËp vÒ nhµ - Ghi nh÷ng chuÈn bÞ cho bµi sau - Nªu c©u hái vµ bµi tËp vÒ nhµ. - Yªu cÇu: HS chuÈn bÞ bµi sau Bài 21 (2 tiết) CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA VẬT RẮN. CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH. I. MỤC TIÊU Kiến thức: - Phát biểu được đinh nghĩa chuyển động tịnh tiến và nêu được ví dụ minh hoạ. - Viết được công thức định luật II Niutơn cho chuyển động tịnh tiến. - Nêu được tác dụng của momen lực đối với một vật rắn quay quanh một trục. - Nêu được những yếu tố ảnh hưởng đến momen quán tính của vật . Kĩ năng: - Áp dụng được định luật II Niutơn cho chuyển động tịnh tiến thẳng. - Áp dụng được khái niệm momen quán tính để giải thích sự thay đổi chuyển động quay của các vật. - Củng cố kĩ năng đo thời gian chuyển động và kĩ năng rút ra kết luận. II. CHUẨN BỊ Giáo viên - Thí nghiệm theo Hình 21.4 SGK. Học sinh - Ôn tập định luật II Niutơn, vận tốc góc và momen lực. Gợi ý sử dụng CNTT: Mô phỏng chuyển động tịnh tiến của vật rắn (lưu ý biểu diễn chuyển động của đoạn thẳng nối hai điểm trên vật ). Mô phỏng chuyển động quay quanh một trục của vật rắn với các điểm trên vật có cùng tốc độ góc. III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC (TiÕt 1) Hoạt động 1 (15 phút): Tìm hiểu chuyển động tịnh tiến. Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên - Nhận xét về chuyển động của các điểm trên một vật rắn chuyển động tịnh tiến. - Trả lời C1. - Viết phương trình định luật II Niutơn cho vật rắn chuyển động tịnh tiến. - Giới thiệu về chuyển động tịnh tiến của vật rắn. - HD: Xét chuyển động của hai điểm trên vật. - HD: các điểm của vật đều có cùng gia tốc. Hoạt động 2 (5 phút): Tìm hiểu về chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định. Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên - Nhận xét về tốc độ góc của các điểm trên vật. - Giới thiệu về chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định. Hoạt động 3 ( 20 phút): Tìm hiểu về tác dụng của mômen lực đối với chuyển động quay của vật rắn. Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên - Quan sát thí nghiệm. - Trả lời C2. - Quan sát và giải thích chuyển động của các vật và ròng rọc trong thí nghiệm. - Kết luận về tác dụng của mômen lực đối với vật quay quanh một trục. - Bố trí thí nghiệm hình 21.4. - HD: xét tác dụng làm quay của các lực tác dụng lên ròng rọc. - HD: so sánh mômen của hai lực căng dây tác dụng lên ròng rọc. Hoạt động 4 (5 phút): Giao nhiệm vụ về nhà. Ho¹t ®éng cña häc sinh Sù trî gióp cña gi¸o viªn - Ghi c©u hái vµ bµi tËp vÒ nhµ - Ghi nh÷ng chuÈn bÞ cho bµi sau - Nªu c©u hái vµ bµi tËp vÒ nhµ. - Yªu cÇu: HS chuÈn bÞ bµi sau (TiÕt 2) Hoạt động 1 (20 phút): Tìm hiểu về mômen quán tính. Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên - Ghi nhận khái niệm mômen quán tính. - Dự đoán các yếu tố ảnh hưởng đến mômen quán tính của một vật. Thảo luận phương án thí nghiệm kiểm tra. - Kết luận về các yếu tố ảnh hưởng đến mômen quán tính của một vật. - Trả lời C6. - Giới thiệu về mômen quán tính. - HD: So sánh thời gian chuyển động của cùng một vật trong thí nghiệm 21.4 khi thay đổi các yếu tố khảo sát. - Bố trí thí nghiệm kiểm tra. - Giới thiệu trường hợp vật chịu mômen cản. Hoạt động 2 (20 phút): Vận dụng, củng cố. Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên - Làm bài tập: 6, 8 trang 131. - HD: Xác định tác dụng làm quay của từng lực. Hoạt động 3 (5 phút): Giao nhiệm vụ về nhà. Ho¹t ®éng cña häc sinh Sù trî gióp cña gi¸o viªn - Ghi c©u hái vµ bµi tËp vÒ nhµ - Ghi nh÷ng chuÈn bÞ cho bµi sau - Nªu c©u hái vµ bµi tËp vÒ nhµ. - Yªu cÇu: HS chuÈn bÞ bµi sau Bài 22 (1 tiết) NGẪU LỰC. I. MỤC TIÊU Kiến thức: - Phát biểu được định nghĩa ngẫu lực. - Viết được công thức tính momen của ngẫu lực. 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 được công thức tính momen của ngẫu lực để làm những bài tập trong bài. - Nêu được một số ví dụ về ứng dụng của ngẫu lực trong thực tế và trong kĩ thuật. II. CHUẨN BỊ Giáo viên - Một số dụng cụ như tuanơvit, vòi nước, cờ lê ống v.v Học sinh - Ôn tập về momen lực. Gợi ý sử dụng CNTT: Mô phỏng tác dụng làm quay của ngẫu lực đối với các vật có trục quay và không có trục quay cố định. III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động 1 (15phút): Nhận biết khái niệm ngẫu lực. Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên - Tìm hợp lực của hai lực song song (không cùng giá), ngược chiều, cùng độ lớn và cùng tác dụng vào một vật. - Từ mâu thuẫn, rút ra khái niệm ngẫu lực. - Lấy ví dụ về ngẫu lực. - Yêu cầu tìm hợp lực của ngẫu lực. - HD: Sử dụng quy tắc hợp lực song song để xác định hợp lực bằng 0 mà vẫn gây ra chuyển động quay của vật. Hoạt động 2 (10 phút): Tìm hiểu tác dụng của ngẫu lực đối với vật rắn. Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên - Quan sát và nhận xét về xu hướng chuyển động li tâm của các phần ngược phía so với trọng tâm của vật. - Quan sát và nhận xét về chuyển động của trọng tâm vật đối với trục quay. - Mô phỏng và giới thiệu về tác dụng của ngẫu lực với vật rắn không có trục quay cố định. - Mô phỏng và giới thiệu về tác dụng của ngẫu lực với vật rắn có trục quay cố định. - Giới thiệu về ứng dụng thực tế khi chế tạo các bộ phận quay. Hoạt động 3 ( 15 phút): Xây dựng công thức tính mômen của ngẫu lực. Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên - Tính mômen của từng lực với trục quay O vuông góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực. - Tính mômen của ngẫu lực đối với trục O. - Trả lời C2. - Yêu cầu tính mômen của từng lực với trục quay O - HD: Xét tác dụng làm quay của từng mômen lực đối với vật. - Tổng quát hóa bằng công thức 22.1 Hoạt động 4 (10 phút): Vận dụng, củng cố. Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên - Ngẫu lực có làm cho vật tịnh tiến không? - Làm bài tập 5 trang 135 SGK. - Nêu câu hỏi và nhận xét câu trả lời của học sinh. Hoạt động 5 (5 phút): Giao nhiệm vụ về nhà. Ho¹t ®éng cña häc sinh Sù trî gióp cña gi¸o viªn - Ghi c©u hái vµ bµi tËp vÒ nhµ - Ghi nh÷ng chuÈn bÞ cho bµi sau - Nªu c©u hái vµ bµi tËp vÒ nhµ. - Yªu cÇu: HS chuÈn bÞ bµi sau ------------------------------------------