Giáo án Vật lý 10 Tiết 28 Cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực và ba lực không song song ( tiết 1)

Ngày soạn: 23/11/2010 Ngày dạy: 24/11/2010 Dạy lớp: 10B10 Chương III: CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN Tiết 28: CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CHỊU TÁC DỤNG CỦA HAI LỰC VÀ BA LỰC KHÔNG SONG SONG. ( Tiết 1) MỤC TIÊU: Kiến thức: Nêu được định nghĩa của vật rắn và giá của lực. Phát biểu được điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực không song song. Nêu được cách xác định trọng tâm của một vật phẳng, mỏng bằng phương pháp thực nghiệm. Kỹ 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 lực để giải các bài tập đối với trường hợp của một vật chịu tác dụng của ba lực đông quy. Thái độ: Tích cực xây dựng bài, chủ động chiếm lĩnh tri thức theo sự hướng dẫn của giáo viên, năng động trong việc chiếm lĩnh tri thức mới. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH: Giáo viên: Giáo án, SGK, thước kẻ. Các thí nghiệm hình 17.1, 17.2, 17.3 SGK Các tấm mỏng phẳng ( bằng nhôm, nhựa cứng…) theo hình 17.4 SGK. Học sinh: Ôn lại điều kiện cân bằng của một chất điểm. quy tắc hình bình hành. SGK, vở ghi. TIẾN TRÌNH BÀI DẠY: Ổn định lớp: ( 1p ) Kiểm tra sĩ số lớp. Kiểm tra bài cũ: ( 5p ) Câu hỏi : a. Em hãy nêu các đặc điểm của vec tơ lực ? - Em hãy nêu đặc điểm của hai lực cân bằng ? b. Em hãy nêu điều kiện cân bằng của một chất điểm? Trả lời:(9đ) a. Vec tơ lực có 4 đặc điểm: Có phương, chiều , độ lớn và có điểm đặt vào vật. - Hai lực cân bằng có đặc điểm: cùng giá, cùng độ lớn, ngược chiều và cùng tác dụng vào một vật. ( 9đ) b. Muốn cho một chất điểm cân bằng thì hợp lực của các lực tác dụng lên chất điểm phải bằng không. = + + … + = 0 Vào bài mới: ĐVĐ: Xung quanh chúng ta thường gặp những vật rắn: cái bàn, cái ghế, cái bảng…. Đó là những vật có kích thước đáng kể và hầu như không bị biến dạng dưới tác dụng của ngoại lực. Vậy điều kiện để các vật rắn đó cân bằng là gì? Và những người làm xiếc muốn đi được trên dây thì phải giữ được trạng thái nào? Hôm nay chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu bài: “ Cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực và của ba lực không song song”. Hoạt động 1: Tìm hiểu điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực. ( 15p) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng GV: Thông báo cho hs biết một số khái niệm mới: Giá của lực, vật rắn. ? Em nào hãy cho thầy biết giá của lực? ? giá của lực và điểm đặt, cái nào quan trọng hơn? Vì sao? ? Em hiểu thế nào là vật rắn? -Nhận xét các câu trả lời ? Khi biểu diễn các lực tác dụng lên một vật rắn thì có gì khác so với một chất điểm? GV: Với vật rắn thì điều kiện cân bằng có gì khác so với chất điểm? Trước tiên xét trường hợp vật chịu tác dụng của hai lực: Quan sát thí nghiệm ( H 17.1 SGK): ? Mục đích của thí nghiệm này là gì? Tiến hành: ? Vì sao vật làm thí nghiệm phải nhẹ? ? Trạng thái vật đứng yên hay chuyển động? ? Vật chịu tác dụng của những lực nào? Biểu diễn lực đó. ? Em có nhận xét gì về phương của hai dây khi vật đứng yên? từ đó có nhận xét gì về giá của hai lực và ? GV: Nhận xét về chiều và độ lớn hai lực và biết P1=P2? Gv: Vậy điều kiện để vật trên cân bằng là gì ? ? Dấu trừ ở đây có nghĩa gì? GV: Khái quát điều kiện cân bằng. HS: ghi nhận kiến thức. HS: gía của lực là đường thẳng mang (chứa)vectơ lực. -Giá quan trọng hơn vì tác dụng của lực không thay đổi nếu ta trượt vectơ lực trên giá của nó. - Vật rắn là vật có kích thước đáng kể và hầu như không bị biến dạng dưới tác dụng của ngoại lực. HS: Trên vật rắn do kích thước lớn nên các lực tuy đặt vào vật nhưng có điểm đặt không cùng tại một điểm - Là xét sự cân bằng của một vật rắn khi chịu tác dụng của hai lực. -Để có thể bỏ qua trọng lực. - Vật ở trạng thái đứng yên. - Chịu tác dụng hai lực căng và của dây. Biểu diễn lực. - Phương hai dây nằm trên một đường thẳng. Suy ra và cùng giá. HS: và ngược chiều và F1 = F2 = P1 = P2 - Muốn cho một vật chịu tác dụng của hai lực ở trạng thái cân bằng thì hai lực đó phải cùng giá cùng độ lớn và ngược chiều. - Để thể hiện sự ngược chiều của hai lực. I.Cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực. 1. Thí nghiệm: Hình 17.1 SGK Vaät ñöùng yeân neáu hai troïng löôïng P1 vaø P2 baèng nhau vaø neáu hai daây buoäc vaät naèm treân moät ñöôøng thaúng. P1 P2 F1 š F2 š 2. Ñieàu kieän caân baèng. Muoán cho moät vaät chòu taùc duïng cuûa hai löïc ôû traïng thaùi caân baèng thì hai löïc ñoù phaûi cuøng giaù, cuøng ñoä lôùn vaø ngöôïc chieàu. Hoạt động 2: Xác định trọng tâm của vật phẳng, mỏng bằng thực nghiệm. ( 20p) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng GV: Ở bài trước chúng ta đã được học về trọng lực. Vậy trọng lực là gì? ? Tất cả mọi vật đều chịu tác dụng của lực nào ? ? Vậy trọng lực có đặc điểm gì? GV: Nếu như những vật có dạng hình học đối xứng thì chúng ta đã có phương pháp để xác định trọng tâm của vật còn đối với những vật có hình dạng bất kỳ thì xác định trọng tâm như thế nào? Thầy sẽ giới thiệu cho các em một phương pháp nữa đó là phương pháp thực nghiệm. ? Em hiểu trọng tâm của vật là gì? GV: Đối với vật phẳng, mỏng thì trọng tâm nằm gần bề mặt của vật. ? Dựa vào điều kiện cân bằng vừa xét hãy xác định trọng tâm của vật phẳng mỏng bằng phương pháp thực nghiệm. GV: Khi treo vật lên một giá thì vật chịu tác dụng của những lực nào? ? Vật cân bằng thì hai lực đó thế nào ? ( giá của chúng thế nào?) ? Vậy trọng tâm G của vật nằm trên phương nào? Đánh dấu giá AB của trọng lực khi đó? ? Treo vật ở vị trí khác của mép vật , các em hãy xác định giá của trọng lực CD dựa vào dây treo? Từ đó suy ra trọng tâm của vật? ? Trọng tâm của vật phẳng, mỏng nằm ở đâu? GV :Đưa ra kết luận. GV: Quan sát hình 17.3 và cho biết trọng tâm của thước nằm ở đâu? HS: trọng lực là lực hút của trái đất tác dụng lên vật. - Trọng lực. - Có phương thẳng đứng, chiều hướng từ trên xuống dưới, và có điểm đặt tại trọng tâm của vật. HS: lắng nghe. -Trọng tâm là điểm đặt của trọng lực của vật. - Thảo luận đưa ra phương án xác định bằng thực nghiệm. -Chịu tác dụng của trọng lực P và lực căng T - Hai lực đó cân bằng và chúng cùng giá. - Trọng tâm G của vật nằm trên phương dây treo. -Treo ở vị trí khác, trọng tâm cũng nằm trên phương dây treo khi vật cân bằng. Suy ra trọng tâm nằm tai giao điểm AB và CD. - Nằm tại tâm đối xứng của vật. - Khi thước cân bằng thì ngón tay đặt vào trọng tâm của thước. 3. Cách xác định trọng tâm của một vật phẳng, mỏng bằng phương pháp thực nghiệm. A B C D G Buoäc daây laàn löôït vaøo hai ñieåm khaùc nhau treân vaät roài laàn löôït treo leân. Khi vaät ñöùng yeân, veõ ñöôøng keùo daøi cuûa daây treo. Giao ñieåm cuûa hai ñöôøng keùo daøi naøy laø troïng taâm cuûa vaät. Kí hieäu troïng taâm laø G. Troïng taâm G cuûa caùc vaät phaúng, moûng vaø coù daïng hình hoïc ñoái xöùng naèm ôû taâm ñoái xöùng cuûa vaät. 3: Củng cố, luyện tập: ( 3p ) Hoạt động của GV Hoạt động của HS Củng cố: Cho học sinh nhắc lại điều kiện cân bằng của hai lực. Luyện tập: Phát biểu nào sau đây là chưa chính xác? A: Vật nằm cân bằng dưới tác dụng của hai lực thì hai lực này cùng phương, ngược chiều và có độ lớn bằng nhau. B: Vật cân bằng dưới tác dụng của hai lực và thì + = 0 C: Trọng tâm của quyển sách hình chữ nhật nằm tại tâm ( giao điểm của hai đường chéo) của hình chữ nhật đó. D: Vật treo vào dây, nằm cân bằng thì dây treo có phương thẳng đứng và đi qua trọng tâm G của vật. Học sinh nhắc lại kiến thức. Trả lời: Đáp án A Hướng dẫn học sinh tự học ở nhà: ( 1p ) - Học phần ghi nhớ về vật chịu tác dụng của hai lực ở trạng thái cân bằng. Chuẩn bị phần tiếp theo của bài: Quy tắc hợp lực của hai lực có giá đồng quy, điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực không song song là gì?