tích hợp tổng véc tơ và tổng hợp lực trong vật lý

Ngy son: 15/12/2013 GIO N: TNG CA HAI VẫC T V BI TON TNG HP LC I. Mc ớch yờu cu: 1. Về kiến thức: - Giúp HS hiểu đợc các bài toán về cộng véc tơ có liên quan đến bài toán tổng hợp lực trong vật lý. - Vận dụng các quy tắc ba điểm, quy tắc hình bình hành trong thực hành tìm tổng hợp lực của hai hay nhiều véc tơ. - Vận dụng các kiến thức liên quan đến hệ thức lợng trong tam giác để tìm độ lớn của lực tổng hợp. 2. Về t duy, thái độ: - Giúp HS phát huy đợc tính sáng tạo, t duy logic trong giải toán và thực hành giải toán với các bài tập vật lý có liên quan đến phép cộng véc tơ. - HS bit c cỏc bi toỏn trong thc t 3. Kỹ năng: - Tiếp tục rèn kỹ năng phân tích, tổng hợp, nhận xét đánh giá. 4. Yờu cu: - Hc sinh cn nm vng kin thc mụn toỏn v vt lý : Phộp cng vộc t, quy tc hỡnh bỡnh hnh (quy tc hay c s dng trong vt lý), Bi toỏn phõn tớch cỏc lc tỏc dng lờn mt cht im, mt vt, cỏc h thc lng trong tam giỏc. II. Chun b ca GV v HS: GV: Chun b giỏo ỏn, bi ging in t, mỏy chiu, thc k, bng ph dựng trong phn tớnh cht. HS: Chun b c trc bi tng ca hai vộc t, tng hp lc tỏc dng lờn mt vt, cht im. III. Phng phỏp: Vn ỏp gi m kt hp thuyt trỡnh. IV. Tin trỡnh bi hc: 1. n nh t chc lp: 2. Kiểm tra bài cũ: Hãy nêu cách dựng một véc tơ bẳng 1 véc tơ cho trước khi biết điểm đầu của véc tơ đó. 3. Bài mới: Hoạt động của trò Hoạt động của thầy Đặt câu hỏi vì sao con thuyền đi thẳng? HS đưa ra VD lực là đại lượng véc tơ Trình bày đặt vấn đề đưa ra tổng hợp lực của hai người kéo một chiếc thuyền khi hai người đó đi trên 2 bờ của con sông. Hãy nêu một vài ví dụ về véc tơ đã được biết? Trình bày slide 1 Nếu một người lội sông và kéo chiếc thuyền đi giống như hai người kéo thì có phải người đó dùng một lực bằng tổng hợp lực của hai người? HS theo dõi và ghi chép. GV đưa ra khái niệm về tổng của hai véc tơ. Trình bày slide 2 1. Tổng của hai véc tơ A Định nghĩa : ( SGK) Vậy AC a b= + uuur r r GV đưa ra quy tắc 3 điểm dựa trên định nghĩa GV đưa ra quy tắc hình bình hành Xét hình bình hành ABCD và hãy tìm a a b b ba + B C AB AD AB BC AC+ = + = uuur uuur uuur uuur uuur AB AD+ uuur uuur 2. Quy tắc hình bình hành: Slide 3 Nếu ABCD là hình bình hành thì AB AD AC+ = uuur uuur uuur GV dẫn dắt vào trong các bài toán vật lý Cho HS 4 nhóm thực hiện như sau: Nhóm 1: Bảng 1 tìm tổng a b+ r r Nhóm 2: Bảng 2 tìm tổng b a+ r r Nhóm 3: Bảng 3 tìm tổng ( ) a b c+ + r r r Nhóm 4: Bảng 4 tìm tổng ( ) a b c+ + r r r 3. Tính chất của phép cộng các véc tơ Slide 4,5,6: Với ba vectơ , ,a b c r r r tùy ý ta có: a b+ r r = b a+ r r ( )a b c+ + r r r = ( )a b c+ + r r r 0a + r r = 0 a+ r r HS quan sát các slide đồng thời sử dụng các kiến thức về tổng của hai véc tơ để chỉ ra các lực tổng hợp 4. Bài toán tìm tổng hợp lực trong vật lý: Slide 7 Bước 1. Tịnh tiến các lực về cùng điểm đặt. Bước 2. Nếu các lực không cùng phương thì sử dụng quy tắc hình bình hành để xác định véc tơ tổng trên hình vẽ. Bước 3. Sử dụng công thức sau để tìm độ lớn của hợp lực. • 2 2 2 1 2 1 2 F F F 2F F cos= + + a với C D B A A B C D E ba + a b c b ( ) 1 2 F ,Fa = ur uur . • Nếu 1 2 F F A= = thì F A 2 2cos 2A.cos 2 a = + a = . • Nếu 1 2 F F^ ur uur thì 2 2 1 2 F F F= + . • Nếu 1 2 F F  ur uur thì 1 2 F F F= + . • Nếu 1 2 F F ¯ ur uur thì 1 2 F F F= - . Đối với nhiều lực tác dụng lên một vật thì ta áp dụng tính chất kết hợp của phép cộng véc tơ để chuyển thành tổng của hai lực Chú ý rằng :Muốn cho một chất điểm đứng yên cân bằng thì hợp lực của các lực tác dụng lên nó phải bằng không. 1 2 F F F 0= + + = r r r r HS vẽ hình và dựng thêm véc tơ trọng lực của vật. Đk cân bẳng của quả cầu là tổng hợp lực của trọng lực và lực căng sợi dây là F P T 0= + = ur ur r r Bài tập 1: Một quả cầu được treo thẳng đứng vào sợi dây có một đầu cố định (hình 1). Lực căng của sợi dây là 10 N. Tính khối lượng của quả cầu. Lấy g = 10 m/s 2 . Áp dụng quy tắc hình bình hành Bài tập 2: Hai lực có độ lớn NFF 15 21 == , giá của hai lực hợp với nhau một góc 0 120a = (hình 2). Tính lực F là tổng hợp của hai lực trên. Các lực tác dụng lên điểm O: Trọng lực vật nặng Lực căng dây OA Lực căng dây OB Áp dụng tổng của 3 véc tơ Bài tập 3: Một vật có trọng lượng 10 N được treo vào giữa một sợi dây có hai đầu cố định (hình 3), phương của hai sợi dây bất kỳ tạo với nhau một góc 120 0 . Tìm lực căng của hai dây OA và OB. Các lực tác dụng lên vật: Lực căng dây Trọng lực Phản lực Bài tập 4: Một vật khối lượng m = 15 kg được giữ cố định ở mặt phẳng nghiêng với góc nghiêng 0 30a = (hình 4). Tìm lực của dây giữ vật và lực ép của vật vào mặt phẳng nghiêng. Lấy g = 10 m/s 2 . Các lực đặt tại O: Trọng lực của vật Lực căng OA Lực căng OB Sử dụng tổng của 3 véc tơ Bài tập 5: Một vật có trọng lượng P = 20 N được treo vào sợi dây AB tại điểm O. Biết OA nằm ngang hợp với OB một góc 120 0 (hình 5) .Tìm lực căng của hai dây OA và OB. Sử dụng tổng hai véc tơ trong trường hợp hai véc tơ vuông góc. Bài tập 6: Tính lực tổng hợp của hai lực F 1 = 8 N, F 2 = 6 N như hình 6. 4. Củng cố : Nhắc lại quy tắc hình bình hành và một số chú ý khi làm bài toán tổng hợp lực tác dụng lên một chất điểm. 5. BTVN: 6. Rút kinh nghiệm giờ dạy: . dây giữ vật và lực ép c a vật vào mặt phẳng nghiêng. Lấy g = 10 m/s 2 . Các lực đặt tại O: Trọng lực c a vật Lực căng OA Lực căng OB Sử dụng tổng c a 3 véc tơ Bài tập 5: Một vật có trọng lượng. giá c a hai lực hợp với nhau một g c 0 12 0a = (hình 2). Tính lực F là tổng hợp c a hai lực trên. Các lực tác dụng lên điểm O: Trọng lực vật nặng Lực căng dây OA Lực căng dây OB Áp dụng tổng. được treo vào sợi dây AB tại điểm O. Biết OA nằm ngang hợp với OB một g c 120 0 (hình 5) .Tìm lực căng c a hai dây OA và OB. Sử dụng tổng hai véc tơ trong trường hợp hai véc tơ vuông g c. Bài