Ngày soạn: Tiết: BÀI 21: MOMENT LỰC – CÂN BẰNG CỦA VẬT RẮN I MỤC TIÊU Kiến thức - Lấy ví dụ thực tế để nêu lên ý nghĩa đại lượng moment lực - Phát biểu định nghĩa viết cơng thức tính moment lực Vận dụng cơng thức trường hợp đơn giản - Qua thí nghiệm, rút quy tắc moment lực Vận dụng quy tắc moment cho số trường hợp đơn giản thực tế - Nêu định nghĩa ngẫu lực, viết công thức tính moment ngẫu lực; Nêu tác dụng ngẫu lực lên vật làm quay vật - Thảo luận để rút điều kiện để vật cân bằng: lực tổng hợp tác dụng lên vật không tổng moment lực tác dụng lên vật (đối với điểm bất kì) khơng Năng lực a Năng lực chung - Năng lực tự học nghiên cứu tài liệu: Chủ động, tích cực thực công việc thân học tập thông qua việc tham gia đóng góp ý tưởng, đặt câu hỏi trả lời câu thảo luận - Năng lực trình bày trao đổi thơng tin - Năng lực nêu giải vấn đề sáng tạo: Biết thu thập thơng tin để từ phân tích, lập luận xây dựng kiến thức - Năng lực hoạt động nhóm b Năng lực đặc thù mơn học - Nhận thức vật lí: + Nêu ví dụ moment lực, ngẫu lực + Viết biểu thức tính moment lực, moment ngẫu lực, + Nêu đơn vị đo momnet lực N.m + Tính momnet lực số trường hợp đơn giản + Nêu quy tắc moment lực điều kiện cân vật rắn - Tìm hiểu giới tự nhiên góc độ Vật lí: Vận dụng giải thích số tượng cân moment thực tiễn đời sống - Kĩ thực hành thí nghiệm, phân tích kết thí nghiệm để hình thành kiến thức Phẩm chất - Có thái độ hứng thú học tập mơn Vật lý - Có u thích tìm hiểu liên hệ tượng thực tế liên quan - Có tác phong làm việc nhà khoa học - Có thái độ khách quan trung thực, nghiêm túc học tập II THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU Giáo viên - Các vật dụng như: tuanơvit, số ốc vit, cờ lê, hộp sữa có nắp đậy, búa nhổ đinh, mảnh gỗ có đinh đóng sẵn, vịi nước,…để diễn tả tượng liên quan đến học - Đĩa momnent, dây không dãn, q nặng để làm thí nghiệm hình 21.3 SGK - Các vật dụng để diễn tả tượng hình 21.7, 21.8 SGK - Phiếu học tập Phiếu học tập số Tiến hành thí nghiệm dùng búa để nhổ đinh đóng gỗ nhiều vị trí cán búa, sau trả lời câu hỏi sau Câu Mơ tả thao tác thí nghiệm làm Câu Lực ⃗F nên đặt vào đâu cán búa để nhổ đinh dễ dàng? Khi cánh tay địn (d) lực lớn hay nhỏ? Câu Tác dụng làm quay lực phụ thuộc yếu tố nào? Câu Qua ví dụ trên, cho biết Moment lực gì? Đơn vị đo? Cách xác định cánh tay đòn (d)? Phiếu học tập số Thí nghiệm với đĩa moment, học sinh quan sát sau trả lời câu hỏi sau ⃗ Câu Nếu bỏ lực F1 đĩa quay theo chiều nào? Câu Nếu bỏ lực F2 đĩa quay theo chiều nào? Câu Khi đĩa cân lập tích F1d1 = F2d2 so sánh Câu Qua thí nghiệm trên, cho biết điều kiện cân vật có trục quay cố định? (Quy tắc moment) ⃗ Phiếu học tập số Thí nghiệm với vịi nước, học sinh quan sát sau trả lời câu hỏi sau Câu Chỉ lực tác dụng vào vòi nước? Nêu đặc điểm lực đó? Câu Ngẫu lực gì? Viết cơng thức tính moment ngẫu lực? Phiếu học tập số Thí nghiệm với thước gỗ hình 21.7, 21.8 học sinh quan sát sau trả lời câu hỏi sau Câu Khi thay đổi lực nâng ⃗F ta thấy thước quay quanh trục nào? Câu Khi thước đứng yên, áp dụng quy tắc moment lực không áp dụng nào? Câu Khi vật có trục quay khơng cố định có áp dụng quy tắc moment không áp dụng nào? Câu Vậy điều kiện cân vật rắn gì? Học sinh - Ôn lại vấn đề học tác dụng làm quay lực cấp - SGK, ghi bài, giấy nháp III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC A HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG a Mục tiêu: Tạo tình thực tế để giúp HS nhận vấn đề học b Nội dung: Học sinh tiếp nhận vấn đề từ giáo viên, thực thí nghiệm phát vấn đề nghiên cứu c Sản phẩm: Báo cáo kết hoạt động cá nhân ghi chép học sinh Sản phẩm dự kiến: dùng tuanơvit bắt ốc vít dễ dàng d Tổ chức thực hiện: Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập - GV gọi HS lên phía làm nhanh thí nghiệm bắt ốc vít giống vào bảng gỗ mỏng giống nhau: HS bắt ốc vít tay, HS cịn lại dùng tuanơvit Bước 2: HS thực nhiệm vụ học tập - HS lên làm thí nghiệm theo yêu cầu GV đưa Bước 3: Báo cáo kết hoạt động thảo luận - GV yêu cầu HS nêu nhận xét kết hoạt động Bước 4: Đánh giá kết quả, thực nhiệm vụ học tập - GV tiếp nhận nhận xét câu trả lời HS - GV dẫn dắt HS vào bài: “Dùng tuanơvit bắt ốc vít dễ dàng hơn, siết chặt đai ốc dùng cờ lê dễ dàng hơn” Tác dụng dụng cụ thay đổi tăng độ lớn lực dùng tuanơvít, cờ lê dài B HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC Hoạt động 1: Tìm hiểu moment lực a Mục tiêu - Tiến hành thí nghiệm, mơ tả, phân tích thí nghiệm để đưa nội dung kiến thức về: tác dụng làm quay lực, moment lực - Vận dụng giải thích ví dụ thực tế b Nội dung - GV chia lớp thành nhóm, phát cho nhóm búa đinh, gỗ có đóng đinh, phiếu học tập số Tổ chức thực thí nghiệm tra lời câu hỏi phiếu học tập số c Sản phẩm Báo cáo kết hoạt động nhóm ghi chép học sinh d Tổ chức hoạt động HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS DỰ KIẾN SẢN PHẨM Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập I MOMENT LỰC - GV u cầu HS làm việc theo nhóm hồn Tác dụng làm quay lực thành phiếu học tập số Khi dùng búa để nhổ đinh tay tác Bước 2: HS thực nhiệm vụ học tập dụng lên búa lực, lực làm cho - HS làm việc theo nhóm, thực yêu búa quay nên kéo đinh lên cầu GV Moment lực Bước 3: Báo cáo kết hoạt động thảo Momen lực trục quay luận đại lượng đặc trưng cho tác - GV gọi đại diện nhóm đứng chỗ trình dụng làm quay lực đo bày kết hoạt động nhóm tích lực với cánh tay địn - GV gọi HS khác nhóm vừa trình bày nó: bổ sung thêm M = F.d - GV gọi HS đại diện nhóm cịn lại nhận xét, Trong đó: bổ sung F độ lớn lực tác dụng (N) Bước 4: Đánh giá kết quả, thực nhiệm d khoảng cách từ trục quay đến vụ học tập giá lực gọi cánh tay đòn - GV đánh giá, nhận xét, kết hoạt động của lực (m) nhóm M momen lực (N.m) - GV chuẩn kiến thức Hoạt động 2: Tìm hiểu quy tắc moment lực a Mục tiêu - Tiến hành thí nghiệm, mơ tả, phân tích thí nghiệm để đưa nội dung kiến thức về: quy tắc moment lực b Nội dung - GV chia lớp thành nhóm (mỗi nhóm HS bàn), phát cho nhóm phiếu học tập số Tổ chức thực thí nghiệm tra lời câu hỏi phiếu học tập số c Sản phẩm Báo cáo kết hoạt động nhóm ghi chép học sinh d Tổ chức hoạt động HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS DỰ KIẾN SẢN PHẨM Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập II QUY TẮC MOMENT LỰC - GV yêu cầu HS làm việc theo nhóm quan Thí nghiệm sát thí nghiệm GV làm hồn thành Thí nghiệm với đĩa Moment phiếu học tập số 2 Quy tắc moment lực Bước 2: HS thực nhiệm vụ học tập Muốn cho vật có trục quay cố - HS làm việc theo nhóm, thực yêu định trạng thái cân tổng cầu GV momen lực có xu hướng làm Bước 3: Báo cáo kết hoạt động thảo vật quay theo chiều kim đồng hồ luận phải tổng momen lực có - GV gọi đại diện nhóm đứng chỗ trình xu hướng làm vật quay ngược bày kết hoạt động nhóm chiều kim đồng hồ - GV gọi HS đại diện nhóm khác nhận F1.d1= F2.d2 xét, bổ sung Bước 4: Đánh giá kết quả, thực nhiệm vụ học tập - GV đánh giá, nhận xét, kết hoạt động nhóm - GV chuẩn kiến thức Hoạt động 3: Tìm hiểu ngẫu lực a Mục tiêu - Tiến hành thí nghiệm, mơ tả, phân tích thí nghiệm để đưa nội dung kiến thức về: ngẫu lực, moment ngẫu lực - Vận dụng giải thích ví dụ thực tế b Nội dung - GV chia lớp thành nhóm (mỗi nhóm HS bàn), phát cho nhóm phiếu học tập số Tổ chức thực thí nghiệm tra lời câu hỏi phiếu học tập số c Sản phẩm Báo cáo kết hoạt động nhóm ghi chép học sinh d Tổ chức hoạt động HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS DỰ KIẾN SẢN PHẨM Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập III NGẪU LỰC - GV yêu cầu HS làm việc theo nhóm quan Ngẫu lực gì? sát thí nghiệm GV làm hồn thành Hệ hai lực song song, ngược chiều, phiếu học tập số có độ lớn tác Bước 2: HS thực nhiệm vụ học tập dụng vào vật gọi ngẫu lực - HS làm việc theo nhóm, thực yêu cầu GV Bước 3: Báo cáo kết hoạt động thảo luận - GV gọi đại diện nhóm đứng chỗ trình bày kết hoạt động nhóm - GV gọi HS đại diện nhóm khác nhận xét, bổ sung Bước 4: Đánh giá kết quả, thực nhiệm vụ học tập - GV đánh giá, nhận xét, kết hoạt động nhóm - GV chuẩn kiến thức Dưới tác dụng ngẫu lực, vật quay quanh trục Moment ngẫu lực momen ngẫu lực khơng phụ thuộc vào vị trí trục quay ln có giá trị: M = F1.d1 + F2.d2 = F(d1 + d2) = F.d Trong đó: F độ lớn lực (N) d cánh tay đòn ngẫu lực hay khoảng cách hai giá hai lực hợp thành ngẫu lực (m) M momen lực (N.m) Hoạt động 4: Tìm hiểu điều kiện cân tổng quat vật rắn a Mục tiêu - Tiến hành thí nghiệm, mơ tả, phân tích thí nghiệm để đưa điều kiện cân vật rắn b Nội dung - GV chia lớp thành nhóm (mỗi nhóm HS bàn), phát cho nhóm phiếu học tập số Tổ chức thực thí nghiệm tra lời câu hỏi phiếu học tập số c Sản phẩm Báo cáo kết hoạt động nhóm ghi chép học sinh d Tổ chức hoạt động HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS DỰ KIẾN SẢN PHẨM Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập IV ĐIỀU KIỆN CÂN - GV yêu cầu HS làm việc theo nhóm quan sát thí BẰNG TỔNG QUÁT nghiệm GV làm hoàn thành phiếu học tập số CỦA VẬT RẮN Bước 2: HS thực nhiệm vụ học tập Điều kiện cân - HS làm việc theo nhóm, thực yêu cầu vật rắn là: GV - Tổng lực tác dụng lên Bước 3: Báo cáo kết hoạt động thảo luận vật - GV gọi đại diện nhóm đứng chỗ trình bày kết - Tổng moment lực tác hoạt động nhóm dụng lên vật - GV gọi HS đại diện nhóm khác nhận xét, bổ điểm chọn làm trục sung quay (nếu chọn Bước 4: Đánh giá kết quả, thực nhiệm vụ học chiều quay làm chiều tập dương) - GV đánh giá, nhận xét, kết hoạt động nhóm - GV chuẩn kiến thức C HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP a Mục tiêu - HS hệ thống hóa kiến thức luyện giải tập moment lực quy tắc moment lực b Nội dung: Học sinh áp dụng kiến thức học trả lời câu hỏi liên quan đến moment lực quy tắc moment lực c Sản phẩm: Bài làm HS d Tổ chức thực hiện: a Mục tiêu - HS hệ thống hóa kiến thức vận dụng giải tập moment lực quy tắc moment lực, HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS DỰ KIẾN SẢN PHẨM Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập V LUYỆN TẬP - GV yêu cầu HS làm việc cá nhân quan sát thí Thí nghiệm hình 21.2 nghiệm mơ tả hình 21.2 trả lời câu hỏi nội - Hình a, thước OA quay theo dung 1: chiều kim đồng hồ Trong tình hình 21.2 a, b, thước M = F.d = 4.0,5 = N OA quay theo chiều kim đồng hồ hay ngược chiều - Hình b, thước OA quay kim đồng hồ? ngược chiều kim đồng hồ Tính moment lực ứng với tình huống? M = F.d = 2.0,5cos20o = 0,94 - GV yêu cầu HS làm việc cá nhân quan sát thí N nghiệm mơ tả hình 21.2 trả lời câu hỏi nội Thí nghiệm hình 21.4 dung 2: a Bập bênh cân a Sử dụng kiến thức moment lực giải thích P1.d1= P2.d2 P2 d 300 bập bênh đứng cân bằng? = b Cho biết người chị (bên phải) có trọng lượng P P 200 b d1 = = 1,5 = 300N, khoảng cách d2 = 1m, cịn người em có m trọng lượng P1 = 200N Hỏi khoảng cách d phải để bập bênh cân nằm ngang? Bước 2: HS thực nhiệm vụ học tập - HS làm việc cá nhân thực yêu cầu GV Bước 3: Báo cáo kết hoạt động thảo luận - GV gọi đại diện HS đứng chỗ trình bày kết tìm hiểu - GV gọi HS khác nhận xét, bổ sung Bước 4: Đánh giá kết quả, thực nhiệm vụ học tập - GV đánh giá, nhận xét, kết hoạt động nhóm - GV chuẩn kiến thức D HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG (VỀ NHÀ) điều kiện cân vật rắn b Nội dung: - Học sinh vận dụng kiến thức học trả lời câu hỏi liên quan đến moment lực quy tắc moment lực, điều kiện cân vật rắn (bài tập hình 21.8 21.9 SGK) - Học sinh liên hệ kiến thức học tìm tịi vật dụng nhà có tác dụng tăng độ dài cánh tay địn để dễ thực chuyển động quay (tay nắm cửa, xe rùa (xe cút kit), cân đòn,…) Xem trước nội dung Bài 22: THỰC HÀNH: TỔNG HỢP LỰC c Sản phẩm: Bài làm HS IV ĐIỀU CHỈNH, THAY ĐỔI, BỔ SUNG (NẾU CÓ)