Giáo án giảng dạy môn Vật lý 10 (nâng cao) - Hoàng Văn Tuấn - Bài 29 – Momen của lực. đkcb của vật rắn có trục quay cố định

BÀI 29 – MOMEN CỦA LỰC. ĐKCB CỦA VẬT RẮN CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH Ngày soạn: 21/01 I – MỤC TIÊU 1. Kiến thức Biết định nghĩa momen của lực, công thức tính momen trong từng trường hợp lực trực giao với trục quay Nắm được đk cân bằng của vật rắn có trục quay cố định 2. Kỹ năng Vận dụng được khái niệm momen lực và quy tắc momen để giải thích một số hiện tượng vật lý và giải một số bài tập đơn giản II – CHUẨN BỊ 1. Giáo viên Giáo án, giải trước các bài tập trong sgk, chuẩn bị thêm một số câu hỏi và bài tập khác, tìm một số hiện tượng trong đời sống liên quan đến bài học Thí nghiệm ở hình 29.3 2. Học sinh Ôn lại kiến thức về đòn bẩy tham khảo trước bài học mới III – TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định lớp, kiểm tra sĩ số 2. Kiểm tra bài cũ Viết công thức tính momen của ngẫu lực 3. Bài mới HOẠT ĐỘNG I: XÂY DỰNG KN MOMEN CỦA LỰC ĐỐI VỚI MỘT TRỤC QUAY Xét một lực nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục quay của vật và tác dụng lên vật. Mô men của lực đối với trục quay là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực quanh trục ấy và được đo bằng tích độ lớn của lực với cánh tay đòn M = F.d Với d là cánh tay đòn của lực F Đơn vị của momen là: N.m HOẠT ĐỘNG CỦA HS TRỢ GIÚP CỦA GV 1. Quan sát vật có trục quay cố định là cánh cửa. Tác dụng lực vào cánh cửa trong các trường hợp: (hình 29.1) Lực có giá song song với trục quay của cửa Lực có giá cắt trục quay Khác hai trường hợp trên Cánh cửa quay khi giá của lực có phương như thế nào? Hai học sinh cùng đẩy cửa. Một đẩy ra, một đẩy vào nhưng vị trí đẩy cửa cách trục quay những khoảng khác nhau. (Giả sử lực có phương vuông góc với mặt phẳng cửa (hình 29.2) Cho nhận xét một cách định tính về tác dụng của các lực vào cửa. Thử tiếp vài lần nữa Kết luận về tác dụng làm quay của một lực lên vật rắn (phụ thuộc vào những yếu tố nào) 2. Thực hiện thí nghiệm như hình 29.3 Đo các giá trị d1 , d2 khi đĩa cân bằng Tính các giá trị F1d1 và F2d2 và so sánh chúng Ghi nhận thông tin : “khi đĩa cân bằng thì F1d1 = F2d2 ” Nếu chỉ có một trong hai lực tác dụng vào vật thì vật có cân bằng không? Nếu không thì vật quay theo chiều nào? Thử làm vài thí nghiệm (chọn trước d1 và d2 ) sao cho F1d1 ¹ F2d2 Dự đoán trước xem đĩa có cân bằng không sau đó làm thí nghiệm để kiểm chứng Từ các kết quả thí nghiệm trên hãy cho biết ý nghĩa của tích F.d, từ đó xây dựng khái niệm momen của lực Trả lời C1 1. Lưu ý rằng ở đây ta chỉ kết luận một cách định tính. Kết quả chính xác sẽ được kiểm chứng ở phần sau Đối với thí nghiệm hai học sinh cùng đẩy cửa thì lưu ý rằng, chỉ làm thí nghiệm minh hoạ nên lực đẩy vừa phải, không đẩy quá mạnh và bất ngờ gây nguy hiểm. Vị trí đẩy càng cách xa nhau càng tốt (một rất gần trục quay, còn vị trí kia ngay tại mép cửa) 2. Khẳng định rằng thí nghiệm chính xác đã chứng minh F1d1 = F2d2 nhưng do phép đo có sai số nên phép tính của hs cho hai kết quả có sai lệch chút ít. Có thể yêu cầu hs làm thêm thí nghiệm là treo vật vào tâm đĩa để học sinh thấy kết quả HOẠT ĐỘNG II: TÌM HIỂU ĐKCB CỦA VẬT RẮN CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH VÀ ỨNG DỤNG CỦA NÓ Muốn cho một vật rắn có trục quay cố định nằm cân bằng thì tổng momen của các lực có khuynh hướng làm vật quay theo một chiều phải bằng tổng momen của các lực có khuuynh hướng làm vật quay theo chiều ngược lại HOẠT ĐỘNG CỦA HS TRỢ GIÚP CỦA GV Dựa vào các kết quả thí nghiệm trên, trình bày điều kiện cân bằng cho vật rắn có trục quay cố định Trả lời C2 Lấy một số ví dụ khác về ứng dụng quy tắc momen lực Trình bày ứng dụng của quy tắc momen lực Lưu ý thêm: đối với vật không có trục quay cố định nhưng tại một thời điểm nào đó khi vật cân bằng thì quy tắc momen lực vẫn đúng HOẠT ĐỘNG III: CỦNG CỐ BÀI HỌC HOẠT ĐỘNG CỦA HS TRỢ GIÚP CỦA GV Trả lời các câu hỏi trang 135 sgk Giải các bài tập 2, 4/136 sgk Ở bài 2 lưu ý rằng lực mà bài toán yêu cầu chưa nói rõ phương, nên để đơn giản ta xét trường hợp lực đó có phương thẳng đứng 4. Dặn dò Học bài cũ, trả lời các câu hỏi và giải các bài tập trong sgk, chuẩn bị bài học mới