Chuong IIICan bang va chuyen dong cua vat ran

* Học sinh tái hiện kiến thức trả lời các câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên về điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của ba lực không song song?. * Học sinh nhận thức vấn đề, tìm[r]

(1)

CHƯƠNG III CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN Tiết : CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT

CHỊU TÁC DỤNG CỦA HAI LỰC VÀ BA LỰC KHÔNG SONG SONG A MỤC TIÊU:

1 Kiến thức: Học sinh nắm khái niệm giá lực, phân biệt giá lực và phương lực; Nắm vững điều kiện cân vật rắn chịu tác dụng hai lực, ba lực không song song; Phát biểu quy tắc hợp lực đồng qui; Đề xuất phương án thí nghiệm kiểm chứng điều kiện cân vật rắn chịu tác dụng hai lực, ba lực không song song;Vận dụng điều kiện cân để tìm phương pháp xác định đường thẳng thẳng đứng, trọng tâm vật rắn, điều kiện cân vật có mặt chân đế; Nắm dạng cân mức vững vàng cân

2 Kĩ năng: Rèn luyện học sinh kĩ bố trí thí nghiệm, thực thí nghiệm xử lí số liệu thực nghiệm cách xác; Vận dụng kiến thức học để giải số tập định lượng liên quan

3 Giáo dục thái độ:

B CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH:

1 Giáo viên: Các thí nghiệm hình 17.2, 17.3 17.5 sách giáo khoa; Các mỏng phẳng nhựa nhơm, gỗ theo hình 17.4

2 Học sinh: Ơn lại quy tắc hình bình hành, điều kiện cân chất điểm. C TIẾN TRÌNH GIẢNG DẠY:

Hoạt động 1: Kiểm tra cũ, điều kiện xuất phát - Đề xuất vấn đề.

HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH

ĐVĐ: Từ trước đến ta coi vật rắn chuyển động tịnh tiến chất điểm, thực tế vật rắn có kích thước đáng kể, ngồi trạng thái chuyển động tịnh tiến mà ta nghiên cứu chương trước, vật rắn cịn tồn trạng thái chuyển động khác, chuyển động quay Chương nghiên cứu vật rắn có kích thước đáng kể trạng thái cân

* Giáo viên yêu cầu học sinh nêu lên điều kiện cân chất điểm?

* Giáo viên dùng lực kế móc vào hộp hình chữ nhật dựng thẳng đứng với hai lực có độ lớn điểm đặt khác

* Giáo viên yêu cầu học sinh quan sát rút nhận xét gì?

Vậy, điều kiện cân vật rắn gì? Để làm rõ vấn đề, hơm nghiên cứu bài: Cân vật rắn chịu tác dụng hai lực ba lực không song song

* Học sinh ý lắng nghe, nhận thức vấn đề, hình thành ý tưởng nghiên cứu nội dung học

* Học sinh trả lời: Điều kiện cân chất điểm chịu tác dụng hai lực hai lực phải giá, ngược chiều, độ lớn

* Học sinh quan sát rút vấn đề;

* Học sinh lắng nghe giáo viên đặt vấn đề, giới thiệu nội dung học, hình thành ý tưởng nghiên cứu

Hoạt động 2: Tìm điều kiện cân vật rắn chịu tác dụng hai lực.

* Nếu vật rắn chịu tác dụng hai lực hai lực phải thoả mãn điều kiện để hai lực cân bằng? * Giáo viên gợi ý học sinh so sánh vật rắn chất điểm, từ nêu khái niệm vật rắn

+ Nếu hai lực phương hình vẽ vật rắn có cân khơng?

+ Giáo viên treo hình vẽ lên bảng

+ Muốn vật rắn cân hai lực phải thoả mãn

* Học sinh làm việc theo nhóm, đại diện nhóm trả lời: Hai lực tác dụng vào một chất điểm trạng thái cân hai lực đó phải phương, ngược chiều, độ lớn.

(2)

điều kiện gì?

Gọi đường thẳng chứa vector lực gọi giá lực, điều kiện cân vật rắn chịu tác dụng hai lực gì?

* Giáo viên tiến hành thí nghiệm gợi ý học sinh trả lời câu hỏi C1:

Dùng lực kế tác dụng vào vật rắn để quan sát rõ ràng

* Giáo viên diễn giảng dẫn dắt học sinh nắm điều kiện cân vật rắn chịu tác dụng hai lực

+ Tác dụng lực vào vật rắn có thay đổi khơng ta cho lực trượt giá nó?

+ Có thể dùng thí nghiệm để kiểm tra không?

* Giáo viên yêu cầu học sinh quan sát hình vẽ rút ba điểm A, B, C thẳng hàng

thẳng

* Điều kiện cân vật rắn hai lực tác dụng phải giá, ngược chiều, độ lớn

* Học sinh thảo luận nhóm tìm phương án thí nghiệm

* Học sinh quan sát giáo viên tiến hành thí nghiệm rút nhận xét

Từ thí nghiệm cho thấy, dự đoán * Học sinh tiếp thu ghi nhớ điều kiện cân vật rắn chịu tác dụng hai lực * Học sinh quan sát rút kết luận: Tác dụng lực lên vật rắn không thay đổi ta trượt lực lên giá chúng

I Cân vật rắn chịu tác dụng hai lực. 1 Thí nghiệm:

* Hình 17.1/sgk;

* Đường thẳng chứa vector lực gọi giá lực.

2 Điều kiện cân vật rắn chịu tác dụng hai lực:

0 F F hay F

F1  2 1 2 

Hoạt động 3: Xây dựng khái niệm trọng tâm vật rắn phương pháp xác định trọng tâm của vật rắn thực nghiệm.

ĐVĐ: Một vật rắn đứng yên chịu tác dụng lực vật chuyển động nào? Nếu có giá lực phải thoả mãn điều kiện gì? Để trả lời câu hỏi ta phải tiến hành thí nghiệm nào?

* Nếu ta dùng khúc gỗ làm thí nghiệm việc quan sát giá lực gặp khó khăn Vì nên dùng bìa cứng để làm thí nghiệm Tuy nhiên để đánh dấu giá lực cách dễ dàng ta phải tác dụng lực nào?

* Giáo viên tiến hành thí nghiệm

* Giáo viên diễn giảng dẫn dắt học sinh giá lực làm vật chuyển động tịnh tiến cắt điểm * Giáo viên xây dựng khái niệm trọng tâm vật rắn

* Giáo viên tiến hành thí nghiệm kiểm chứng

* Trọng lực tác dụng vào vật giá trọng lực có qua trọng tâm khơng? Vậy trọng tâm có phải điểm đặt trọng lực tác dụng lên vật không?

* Giáo viên nhấn mạnh: Trọng tâm vật rắn điểm đặt trọng lực tác dụng lên vật Lực tác dụng gây chuyển động tịnh tiến giá lực qua trọng tâm

* Đối với vật rắn mỏng, phẳng, đồng chất có dạng đối xứng hình học trọng tâm vật rắn

* Học sinh làm việc theo nhóm:

+ Tác dụng lực vào khúc gỗ miếng bìa cứng rối quan sát giá lực

+ Buộc sợi dây vào vật kéo theo phương khác nhau, giá lực trùng với sợi dây

* Học sinh quan sát, rút kết luận: Một vật rắn đứng n chịu tác dụng lực vật có thể chuyển động tịnh tiến, không chuyển động tịnh tiến.

* Học sinh thảo luận theo nhóm, trả lời câu hỏi theo yêu cầu giáo viên

Học sinh tiếp thu ghi nhớ kiến thức theo yêu cầu

* Đối với vật mỏng phẳng, đồng chất có hình dạng đối xứng trọng tâm tâm đối xứng

(3)

được xác định nào?

3 Xác định trọng tâm vật rắn mỏng, phẳng phương pháp thực nghiệm: * Cách xác định: Hình 17.2/sgk

* Trong tâm G vật mỏng, phẳng có dạng hình học đối xứng nằm tâm đối xứng vật. Hoạt động 4: Tìm hiểu thí nghiệm cân vật rắn chịu tác dụng ba lực không song.

* Giáo viên yêu cầu học sinh xác định trọng lượng P vật trọng tâm G vật rắn;

* Giáo viên bố trí thí nghiệm hình vẽ 17.5/sgk; * Giáo viên yêu cầu học sinh phân tích lực tác dụng lên vật;

* Giáo viên yêu cầu học sinh nhận xét giá lực.;

* Giáo viên yêu cầu học sinh ghi lại độ lớn lực;

* Giáo viên yêu cầu học sinh vẽ ba đường thẳng biểu diễn giá ba lực Có nhận xét giá ba lực trên?

* Giáo viên đánh dấu điểm đặt ba lực biểu diễn ba lực theo tỉ lệ xích xác định;

* Giáo viên nhấn mạnh: Ba lực không song song cùng tác dụng lên vật vật đứng yên ta gọi hệ ba lực hệ ba lực cân bằng

*Học sinh thảo luận trả lời câu hỏi theo yêu cầu giáo viên;

*Học sinh quan sát giáo viên tiến hành thí nghiệm trả lời câu hỏi theo yêu cầu giáo viên;

* Học sinh trả lời được: Lực F1 F2 hai dây trọng lực P;

* Học sinh trả lời câu hỏi theo yêu cầu giáo viên;

* Câu trả lời đúng:

+ Giá ba lực nằm mặt phẳng;

+ Giá ba lực đồng quy điểm; *Học sinh thảo luận theo nhóm để trả lời câu hỏi theo yêu cầu giáo viên;

*Câu trả lời đúng: Ba lực không song song cùng tác dụng lên vật rắn cân có giá đồng phẳng đồng quy.

II Cân vật rắn chịu tác dụng ba lực không song song. 1 Thí nghiệm:

* Hình 17.5/sgk;

* Nhận xét: Ba lực không song song tác dụng lên vật rắn cân có giá đồng phẳng đồng quy. Hoạt động 5: Tìm hiểu quy tắc tổng hợp hai lực có giá đồng quy.

* Giáo viên trình tự dẫn dắt học sinh vào vấn đề * Giáo viên tiến hành thí nghiệm

* Giáo viên yêu cầu học sinh quan sát rút kết luận: Điều kiện cân vật rắn chịu tác dụng hai lực có giá đồng quy hai lực phải giá, độ lớn ngược chiều

* Giáo viên yêu cầu học sinh tìm hợp lực hai lực có giá đồng quy tác dụng lên vật rắn; * Giáo viên nhấn mạnh: Hợp lực hai lực thành phần có tác dụng hai lực

* Giáo viên thông báo quy tắc tổng hợp hai lực có giá đồng quy hay cịn gọi quy tắc hình bình hành

* Học sinh ý lắng nghe giáo viên đặt vấn đề giới thiệu nội dung;

* Học sinh nhận thức vấn đề, hình thành ý tưởng nghiên cứu

* Học sinh trả lời câu hỏi giáo viên yêu cầu

* Học sinh ghi nhận quy tắc hợp lực đồng qui

* Học sinh ghi nhận kiến thức 2 Quy tắc hợp hai lực có giá đồng qui:

Muốn tổng hợp hai lực có giá đồng quy:

Trước hết ta phải trượt hai vector lực giá đến điểm đồng quy, áp dụng quy tắc hình bình hành để tìm hợp lực.

Hoạt động 6: Tìm hiểu điều kiện cân vật rắn chịu tác dụng ba lực không song song.

* Giả sử vật rắn tác dụng ba lực F1, F2, F3 Nếu thay hai lực F1, F2 lực F12 –thì lực F12 có quan hệ với F3?

* Giáo viên định hướng:

* Học sinh trả lời được: Lực F12 hợp lực hai lực F1 F2

(4)

+ Khi thay hai lực F1, F2 lực F12 coi vật chịu tác dụng lực?

+ Hai lực F1 F2 muốn có hợp lực phải thỗ mãn điều kiện gì?

* Ba lực F1, F2, F3 phải thoả mãn điều kiện để vật rắn cân bằng?

* Giáo viên thông báo điều kiện cân vật rắn chịu tác dụng ba lực không song song:

0 F F

F1  2  3 

Muốn có điều địi hỏi ba lực cần phải đồng phẳng đồng qui

*Giáo viên yêu cầu học sinh phải thiết kế phương án thí nghiệm kiểm chứng

* Giáo viên định hướng:

+ Mỗi vật rắn chịu tác dụng trọng lực, ta coi trọng lực lực tác dụng thứ ba khơng? Nếu phải bố trí thí nghiệm nào?

+ Làm để xác định phương hai lực tác dụng lại dễ dàng phương trọng lực không đổi?

+ Vector trọng lực có điểm đặt, phương, chiều nào? Làm để biết ba lực tác dụng vào vật rắn có đồng quy hay khơng?

* Giáo viên tiến hành thí nghiệm, yêu cầu học sinh quan sát rút nhận xét

3

12 F F F

F   

* Hai lực F1 F2 phải hai lực đồng quy * Ba lực phải ba lực đồng phẳng, đồng quy cần có: F1F2 F3

* Cá nhân tiếp thu ghi nhận kiến thức * Học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận vấn đề giáo viên yêu cầu

* Học thào luận theo nhóm, tìm phương án thí nghiệm kiểm chứng

* Học sinh nêu điểm đặt trọng lực trọng tâm vật rắn, vật rắn mỏng, phẳng, đồng chất trọng tâm tâm đối xứng vật rắn

* Học sinh quan sát giáo viên thực thí nghiệm

* Học sinh quan sát, xử lý số liệu, rút nhận xét

3 Điều kiện cân vật rắn chịu tác dụng ba lực không song song: + Ba lực phải có giá đồng phẳng đồng quy;

+ Hợp lực hai lực phải cân với lực thứ ba.

3

1 F F

F   hay F1 F2 F3 0 Củng cố học- Định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo.

* Giáo viên yêu cầu học sinh phát biểu quy tắc hợp lực đồng quy;

* Giáo viên yêu cầu học sinh nêu điều kiện cân vật rắn chịu tác dụng ba lực không song song *Giáo viên yêu cầu học sinh đọc nội dung phần ghi nhớ cuối học;

* Giáo viên yêu cầu học sinh nhà làm tập 6,7,8 sách giáo khoa trang 100

* Ôn lại kiến thức cân vật rắn

* Học sinh trả lời theo yêu cầu giáo viên; * Học sinh trả lời theo yêu cầu giáo viên * Giáo viên ghi nhận nhiệm vụ

* Giáo viên ghi nhận nhiệm vụ theo yêu cầu giáo viên

D RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY:

E PHẦN GIÁO ÁN BỔ SUNG:

(5)

A MỤC TIÊU:

1 Kiến thức: Phát biểu định nghĩa, viết biểu thức moment lực; Phát biểu được quy tắc moment lực

2 Kĩ năng: Vận dụng khái niệm moment lực để giải thích số tượng vật lý thường gặp đời sống kỹ thuật để giải số tập định tính định lượng liên quan; Vận dụng phương pháp thực nghiệm mức độ đơn giản

3 Giáo dục thái độ: C TIẾN TRÌNH GIẢNG DẠY:

Hoạt động 1: Kiểm tra cũ, điều kiện xuất phát - Đề xuất vấn đề

* Phát biểu quy tắc hợp lực đồng quy

* Nêu điều kiện cân vật rắn chịu tác dụng ba lực khơng song song

* Một vật có trục quay cố định chuyển động (có thể) (tịnh tiên hay chuyển động quay)?

* Muốn làm quay vật đứng yên ta phải làm nào?

* Có phải có lực tác dụng vào vật làm vật quay hay khơng? Muốn vật quay cần phải có điều kiện gì? Muốn vật cân phải có điều kiện gì? Để làm rõ vấn đề này, hôm nghiên cứu bài: Cân vật có trục quay cố định Quy tắc moment

* Học sinh tái kiến thức trả lời câu hỏi theo yêu cầu giáo viên

* Học sinh tái kiến thức trả lời câu hỏi theo yêu cầu giáo viên điều kiện cân vật rắn chịu tác dụng ba lực không song song

* Học sinh nhận thức vấn đề, tìm hiểu hình thành ý tưởng nghiên cứu

Hoạt động 2: Tìm hiểu thí nghiệm cân vật có trục quay cố định.

*Giáo viên giới thiệu thí nghiệm chứng minh cần thiết để tiến hành thí nghiệm;

* Giáo viên giới thiệu “đĩa moment” Đĩa quay quanh trục cố định;

* Giáo viên yêu cầu học sinh nhận xét vị trí trục quay cố định đĩa moment;

* Xét vị trí cân đĩa, lực tác dụng lên đĩa liên hệ lực đó;

* Giáo viên thơng báo: Do tác dụng trọng lực và phản lực trục quay đĩa ln cân vị trí Các lực khác tác dụng vào đĩa gây kết quả thế nào?

* Với dụng cụ thí nghiệm, ta tạo lực tác dụng vào đĩa nằm mặt phẳng đĩa

*Giáo viên yêu cầu học sinh thực thí nghiệm trả lời câu hỏi: Khi có lực tác dụng lân vật có trục quay cố định vật chuyển động nào? * Ta tác dụng đồng thời vào đĩa hai lực F1 F2 nằm mặt phẳng đĩa cho đĩa trạng thái cân (trạng thái đứng yên tương đối) khơng ?

* Nếu ta giải thích tượng nào? * Giáo viên tạo lực F1 yêu cầu học sinh điều chỉnh điểm đặt, giá độ lớn F2 cho đĩa đứng yên

*Giáo viên nhấn mạnh: Đối với vật có trục

*Học sinh tiến hành thí nghiệ m theo nhóm trả lời câu hỏi theo yêu cầu giáo viên; * Học sinh trả lời rằng: Trục quay qua trọng tâm vật rắn;

*Học thảo luận trả lời câu hỏi theo yêu cầu giáo viên;

* Câu trả lời đúng: Trọng lực cân với phản lực trục quay;

*Lực có tác dụng làm đĩa quay quanh trục nó;

* Câu trả lời đúng: Đĩa quay theo hai chiều ngược nhau;

* Học sinh nhận xét lực có giá qua trọng tâm vật rắn;

* Câu trả lời là:

(6)

quay cố định lực có tác dụng làm quay, vật ở trạng thái cân (đứng yên tương đối) tác dụng làm quay theo chiều kim đồng hồ lực này bằng tác dụng làm quay ngược chiều kim đồng hồ của lực kia.

chiều kim đồng hồ lực F2 có tác dụng làm

đĩa quay theo chiều ngược kim đồng hồ. + Đĩa trạng thái cân (đứng yên tương đối) tác dụng làm quay lực F1

bằng tác dụng làm quay lực F2.

I Cân vật có trục quay cố định.Quy tắc moment. 1 Thí nghiệm:

* Hình vẽ 18.1/sgk;

* Nhận xét: Đĩa đứng yên tác dụng làm quay lực F1 cân với tác dụng làm quay lực

F2.

Hoạt động 3: Tìm hiểu khái niệm moment lực

* Giáo viên giới thiệu số ví dụ để học sinh hình thành khái niệm vật rắn có trục quay cố định

* Nếu lực tác dụng vào vật rắn có trục quay cố định phải có để làm quay vật, trường hợp vật khơng quay?

* Giáo viên gợi ý:

+ Đối với vật rắn có trục quay cố định mà ta biết đời sống, phải tác dụng lực vào vật để làm vật rắn quay?

+ Giáo viên cho học sinh quan sát hình vẽ, yêu cầu học sinh cho biết trường hợp cánh cửa quay trường hợp cánh cửa không quay?

* Giáo viên yêu cầu học sinh rút kết luận

* Giáo viên yêu cầu học sinh thảo luận yếu tố ảnh hưởng đến tác dụng làm quay lực

* Giáo viên thông báo hai yếu tố ảnh hưởng

ĐVĐ: Nếu vật rắn chịu lực tác dụng tác dụng làm quay vật lực phụ thuộc vào yếu tố nào? Đại lượng đo tác dụng làm quay vật?

* Giáo viên yêu cầu học sinh thảo luận, tìm phương án thí nghiệm kiểm chứng

* Giáo viên định hướng: Dùng đĩa trịn có trục quay cố định tâm để làm thí nghiệm

* Chỉ xét lực có giá vng góc với trục quay để đơn giản ta xét hai lực tác dụng vào đĩa làm cho vật quay theo hai chiều khác

+ Nếu dùng hai chùm nặng thay cho lực ta làm nào?

*Giáo viên tiến hành thí nghiệm, yêu cầu học sinh quan sát rút nhận xét

* Giáo viên thông báo khái niệm moment lực Biểu thức M = F.d, d khoảng cách từ trục quay cố định đến giá lực

* Học sinh ý lắng nghe giáo viên đặt vấn đề, nắm bắt kiến thức hình thành ý tưởng nghiên cứu

* Học sinh trả lời:

+ Khi lực tác dụng vng góc với bề mặt vật vật quay

+ Khi lực tác dụng có giá không quan trục quay không song song với trục quay làm cho vật quay

+ Khi lực có giá trị lớn làm cho cánh cửa quay mạnh

+ Giá lực xa trục quay tác dụng làm quay lực mạnh

* Học sinh tiếp thu khái niệm

* Học sinh thảo luận nhóm, đề xuất phương án thí nghiệm kiểm chứng

* Học sinh suy nghĩ cách bố trí thí nghiệm Học sinh quan sát trả lời câu hỏi theo yêu cầu giáo viên

+ Tác dụng làm quay cảu lực F tỷ lệ với d + Đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay lực F tích số F.d

2 Moment lực:

* Định nghĩa: Moment lực trục quay đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực đo tích số lực với cánh tay địn nó.

M = F.d Trong đó: M gọi moment lực F;

(7)

Đơn vị moment lực Newton – mét (N.m)

Hoạt động 4: Tìm hiểu điều kiện cân vật có trục quay cố định.

* Hãy sử dụng khái niệm moment lực để phát biểu điều kiện cân vật có trục quay cố định * Như vậy, vật có trục quay cố định chịu tác dụng hai lực có tác dụng làm vật quay ngược chiều Vật cân moment lực làm cho vật quay theo chiều kim đồng hồ moment lực làm cho vật quay theo chiều ngược lại

* Xét trường hợp vật chịu tác dụng ba lực trở lên điều kiện cân vật rắn nào?

* Giáo viên yêu cầu học sinh thảo luận đưa dự đoán?

* giáo viên tiến hành thí nghiệm chứng minh nhận định trên;

* Giáo viên yêu cầu học sinh quan sát thí nghiệm ghi kết quả;

* Giáo viên nhấn mạnh: Từ kết thí nghiệm cho thấy:

F1d1 + F2d2 = F3d3 Hay M1 + M2 = M3

*Giáo viên lưu ý học sinh: Tổng moment có xu hướng làm vật quay ” yêu cầu học sinh phát biểu điều kiện cân vật có trục quay cố định * Giáo viên nhấn mạnh: Quy tắc moment lực áp dụng cho trường hợp vật khơng có trục quay cố định mà có trục quay tức thời

* Giáo viên dùng ghế tựa để làm thí dụ minh hoạ: Kéo nghiêng ghế giữ tư đó, tình ghế trạng thái cân vật có trục quay, yêu cầu học sinh trục quay, giải thích cân ghế;

* Giáo viên tiến hành thí nghiệm kéo ghế

* Từ kết luận trên, giáo viên quy nạp thành điều kiện để vật có trục quay cố định trạng thái cân * Giáo viên dẫn dắt học sinh nội dung quy tắc moment lực

* Học sinh quan sát thí nghiệm, ghi xử lí số liệu

* Học sinh ghi nhận kiến thức

* Tổng moment làm cho vật quay theo chiều kim đồng hồ tổng moment làm cho vật quay theo chiều ngược lại

* Học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận phương án thí nghiệm

* Học sinh nắm nội dung quy tắc moment * Học sinh phát biểu quy tắc moment lực;

Học sinh quan sát giáo viên tiến hành thí nghiệp nhận xử kết quả;

Học sinh lấy vài ví dụ để làm rõ vấn đề; *Học sinh suy nghĩ trả lời câu hỏi theo yêu cầu giáo viên;

* Học sinh trả lời được: Trục quay qua hai chân ghế tiếp xúc với sàn Moment lực tay cân với moment trọng lực tác dụng vào ghế

*Học sinh nhên thay đổi trục quay

II Điều kiện cân vật có trục quay cố định (quy tắc moment lực).

Tổng moment lực có xu hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ phải tổng các moment lực có xu hướng làm vật quay theo chiều ngược chiều quay kinm đồng hồ.

Hoạt động 5: Củng cố học định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo.

* Định nghĩa moment lực * Phát biểu quy tác moment

* Giáo viên yêu cầu học sinh đọc nội dung phần ghi nhớ sách giáo khoa;

* Giáo viên yêu cầu học sinh làm câu hỏi C1/sgk; * Vẽ hình địn bẩy cân tác dụng hai lực, ba lực khác phương Yêu cầu nhóm thảo luận đưa cách xác định cánh tay đòn lực

* Học sinh trả lời câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên

(8)

áp dụng quy tắc moment lực cho tình cụ thể

* Giáo viên yêu cầu học sinh làm tập 3,4,5/sgk; * Xem trước mới, chuẩn bị nội dung cho tiết học sau

* Học sinh ghi nhận nội dung cần chuẩn bị cho tiết học sau theo yêu cầu giáo viên

(9)

A MỤC TIÊU:

1 Kiến thức: Phát biểu quy tắc hợp lực song song chiều

2 Kĩ năng: Vận dụng quy tắc điều kiện cân để giải số tập định tính định lượng liên quan; Vận dụng phương pháp thực nghiệm mức độ đơn giản

B CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH: 1 Giáo viên: Các thí nghiệm hình 19.1/SGK.

2 Học sinh: Ôn lại phép chia chia ngồi khoảng cách hai điểm. C TIẾN TRÌNH GIẢNG DẠY:

* Phát biểu qui tắc hợp lực đồng quy?

* Trình bày khái niệm moment lực quy tắc moment

* Nếu vật rắn chịu tác dụng hai lực song song hợp lực chúng xác định nào? Nếu vật rắn chịu tác dụng ba lực song song trạng thái cân ba lực phải thoả mãn điều kiện gì?

* Học sinh tái kiến thức trả lời câu hỏi theo yêu cầu giáo viên

* Học sinh nhận thức vấn đề, hình thành tư tưởng nghiên cứu học

Hoạt động 2: Tìm hiểu thí nghiệm để tìm quy tắc tổng hợp hai lực song song chiều.

ĐVĐ: Nếu thay hai lực song song chiều tác dụng lên vật lực ta phải làm nào? Và hợp lực có quan hệ với hai lực thành phần?

* Giáo viên yêu cầu học sinh đề xuất phương án thí nghiệm tìm hợp lực hai lực song song chiều

* Giáo viên cho học sinh thảo luận nhóm, u cầu đại diện nhóm trình bày kết thảo luận

* Giáo viên bổ sung hoàn thiện phương án

* Giáo viên gợi ý để học sinh đưa phương án thí nghiệm sách giáo khoa hướng dẫn học sinh bố trí thí nghiệm hình 19.1/sgk;

*Dùng miếng chất dẻo điều chỉnh cho thước nằm ngang (trong trường hợp cần thiết, thước không đồng chất);

*Mục đích thí nghiệm tìm hợp lực hai lực song song chiều;

* Treo hai chùm nặng có trọng lượng P1 P2 khác vào hai phía thước, thay đổi khoảng cách d1 d2 từ hai điểm treo O1 O2 đến O thước nằm ngang Hãy rõ lực tác dụng lên thước (nói rõ hướng độ lớn lực ấy)?

* Xét với trục quay qua O, có lực gây tác dụng làm quay thước?

* Giáo viên yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi C1b; * Giáo viên yêu cầu học sinh tiến hành đo khoảng cách OO1 OO2 để kiểm tra kết

* Giáo viên hướng dẫn học sinh tìm lực thay cho hai lực Gợi ý học sinh điều kiện cân

*Học sinh ý lắng nghe giáo viên giới thiệu nội dung học, nhận thức vấn đề hình thành ý tưởng nghiên cứu

* Học sinh nắm mục đích thí nghiệm tím hợp lực hai lực song song chiều;

*Học sinh nắm phương án thí nghiệm; *Học sinh làm việc theo nhóm, tiến hành thí nghiệm dựa hướng dẫn học sinh; *Học sinh làm việc theo nhóm trả lời câu hỏi theo yêu cầu giáo viên;

+Lực P1 = ….(N), có phương thẳng đứng, chiều từ xuống;

+Lực P2 = ….(N), có phương thẳng đứng, chiều từ xuống;

+ Lực F = …(N) = P1 + P2, có phương thẳng đứng chiều từ lên

*Lực P1 ,P2 F có giá qua trục

quay khơng có tác dụng làm quay *Theo quy tắc moment lực ta có: P1d1 = P2d2 hay

1 2

d d P P



(10)

của vật chịu tác dụng hai lực Khi vật chịu tác dụng hai lực F P

P = P1 + P2 hợp hai lực P1 P2 ; * Giáo viên yêu cầu học sinh làm câu hỏi C2;

n vào

1 Thí nghiệm: O1 O O2 Hình 19.1 hình 19.2/sgk;

+Thước chịu tác dụng hai lực

song song chiều P1 ,P2 ; P1 d1 d2 +Lực P1 = ….(N), có phương thẳng đứng,

chiều từ xuống; P2

+Lực P2 = ….(N), có phương thẳng đứng, P

chiều từ xuống;

+ Lực F = …(N) = P1 + P2, có phương thẳng đứng chiều từ lên

P = P1 + P2 và

1 2

d d P P



Hoạt động 3: Tìm hiểu quy tắc tổng hợp hai lực song song chiều

* Giáo viên yêu cầu học sinh rút nhận xét từ thí nghiệm;

+ Nhận xét phương, chiều hợp lực hai lực song song chiều;

+ Nhận xét độ lớn hợp lực hai lực song song chiều;

+Nhận xét giá hai lực song song chiều; * Giáo viên giới thiệu khái niệm chia hai giá

* Độ lớn hợp lực có quan hệ với hai lực thành phần?

* Giáo vủa lực tổng hợp xác định nào? * Giáo viên thông báo: Giá hợp lực chia hai giá lực thành phần thành đoạn tỉ lệ nghịch với độ lớn hai lực

* Giáo viên thông báo quy tắc hợp lực song song chiều

*Giáo viên chứng minh quy tắc trường hợp AB khơng vng góc với giá hai lực thành phần

*Giáo viên nhấn mạnh: Từ quy tắc hợp lực hai lực song song chiều, ta tìm hiểu thêm trọng tâm vật

* Giáo viên yêu cầu học sinh đọc nội dug phần 2a trả lời câu hỏi C3/sgk

* Giáo viên gợi ý: Xét hai phần nhỏ xuyên tâm đối xứng hai vịng nhẫn, tìm hợp lực hai lực thành phần

* Giáo viên giới thiệu cách phân tích lực thành hai lực song song chiều phép ngược lại phép tổng hợp lực

* Giáo viên hướng dẫn học sinh vận dụng quy tắc hợp lực song song chiều

*Các nhóm thảo luận đưa phương án trả lời;

+Hợp lực hai lực song song chiều lực song song chiều, có độ lớn tổng độ lớn hai lưc: F = F1 + F2 * Giá hợp lực chia khoảng cách hai điểm thành đoạn tỉ lệ nghịch với độ lớn hai lực ấy:

1 2

d d F F



*Học sinh ghi nhận nội dung quy tắc hợp lực song song chiều;

*Học sinh thảo luận theo nhóm đưa phương án thí nghiệm kiểm chứng;

*Học sinh thực nhiệm vụ theo yêu cầu giáo viên;

*Học sinh vật rỗng đồng chất có dụng hình học đối xứng như: cầu rỗng kim loại, hình hộp rỗng nhựa… *Vận dụng phương trình:

F = F1 + F2

1 2

d d F F



để tìm phương án phân tích được.

(11)

Hoạt động 4: Vận dụng quy tắc hợp lực song song chiều để rút đặc điểm ba lực song song cân bằng.

* Giáo viên yêu cầu học sinh nhắc lại điều kiện cân vật tác dụng ba lực không song song

* Vậy vật rắn chịu tác dụng ba lực song song trường hợp vật rắn trạng thái cân bằng?

* Giáo viên định hướng: Có thể thay hai lực F1 F2 lực F12 nào? Lực F12 có nằm mặt phẳng chứa hai lực thành phần F1 F2 khơng? * Để vật rắn cân lực F12 có quan hệ với lực F3?

Vậy lực F3 có nằm mặt phẳng chứa hai lực F1 F2 không?

* Giáo viên thông báo điều kiện cân vật rắn tác dụng ba lực song song

* Cá nhân tái lại kiến thức trả lời câu hỏi giáo viên

* Học sinh hình thành ý tưởng nghiên cứu nội dụng

* Học sinh kết luận thay hai lực F1 ,F2 bằn lực F12 tuân theo quy tắc hợp lực song song

* Học sinh kết luận điều kiện để vật rắn cân hợp lực ba lực thành phần phải không

Hoạt động : Củng cố học định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo.

* Giáo viên yêu cầu học sinh nhắc lại nội dung quy tắc hợp lực song song chiều

* Giáo viên yêu cầu học sinh nhắc lại điều kiệncân vật rắn chịu tác dụng ba lực song song * Giáo viên yêu cầu học sinh đọc nội dung phần ghi nhớ sach giáo khoa;

* Tuỳ theo trình độ học sinh để phát triển ý này; * Từ hình 19.6/sgk, tìm hợp lực hai lực song song ngược chiều F1 F3

* Giáo viên gợi ý: Đây hệ ba lực cân bằng, nên hợp lực hai lực F1 F3 lực cân với lực F2 * Giáo viên yêu cầu học sinh nhà trả lời câu hỏi 3,4,5,6/sgk – 106

* Xem trước để chuẩn bị cho tiết học sau

*Học sinh đọc nội dung phần ghi nhớ sách giáo khoa theo yêu cầu giáo viên;

* Học sinh thảo luận theo nhóm trả lời câu hỏi theo yêu cầu giáo viên;

* Học sinh làm việc cá nhân, trả lời câu hỏi theo yêu cầu giáo viên

* Học sinh phát hợp lực đặt vào điểm B có độ lớn F2 = F3 – F1 ngược chiều với lực F3

* Từ dẫn dắt giáo viên, học sinh hình thành quy tắc hợp lực hai lực song song chiều

* Học sinh ghi nhận nhiệm vụ học tập

* Học sinh ghi nhận nội dung chuẩn bị cho tiết học sau

……… ……… ……… ……… ……… E PHẤN BỔ SUNG:

……… ……… ……… ……… ……… Tiết ppct: 32: CÁC DẠNG CÂN BẰNG

(12)

A MỤC TIÊU:

1 Kiến thức: Phân biệt ba dạng cân cân bền, cân không bền cân bằng phiếm định; Xác định điều cân vật có mặt chân đế

2 Kĩ năng: Nhận biết dạng cân bằng: cân bền, cân không bền cân bằng phiếm định; xác định mặt chân đế vật chân đế vật đặt giá đỡ; Vận dụng điều kiện cân vật có mặt chân đế giải thích yếu tố ảnh hưởng đến mức vững vàng

1 Giáo viên: Chuẩn bị thí nghiệm hình 20.1, 20.2, 20.3 20.4/SGK. 2 Học sinh: Ôn lại kiến thức moment lực quy tắc moment.

C TIẾN TRÌNH GIẢNG DẠY:

* Trình bày quy tắc hợp lực song song chiều * Nêu điều kiện cân vật rắn chịu tác dụng ba lực song song

*Giáo viên tiến hành thí nghiệm hinh2 20.2, 20.3 20.4/sgk;

* Trong trước nghiên cứu điều cân vật (ba thước) vị trí cân khác Ba vị trí cân có hồn tồn giống khơng?

* Giáo viên yêu cầu học sinh lên chạm nhẹ vào thước cho lệch khỏi vị trí cân , yêu cầu học sinh lớp quan sát nhận xét kết thu được? *Giáo viên nhấn mạnh: Ba vị trí cân thước khác tính chất Ta tìm hiểu vấn đề trog tiết học hôm

* Giáo viên tái kiến thức trả lời câu hỏi theo yêu cầu giáo viên

* Học sinh suy nghĩ dự đoán

*Học sinh thực theo yêu cầu giáo viên;

*Học sinh quan sát nhận xét kết thu được;

*Học sinh tiếp thu nhận thức vấn đề cần nghên cứu;

Hoạt động 2: Tìm hiểu trạng thái cân vật rắn.

* Giáo viên tiến hành thí nghiệm hình 20.2 *Kéo lệch thước khỏi vị trí cân chút, thước quay xa khỏi vị trí cân Hãy giải thích tượng

*Giáo viện gợi ý:

+Những lực tác dụng lên thước?

+ Khi thước đứng yên, lực tác dụng lên thước thõa mãn điều kiện gì?

+ Khi thước lệch chút, có nhận xét giá trọng lực? Trọng lực có tác dụng gì?

*Dạng cân gọi cân không bền Vậy trạng thái cân không bền? *Giáo viên nhấn mạnh: Một vật trạng thái cân bằng không bền lệch khỏi vị trí cân thì nó khơg tự trở vị trí cân được.

* Giáo viên tiến hành thí nghiệm hình 20.3 *Kéo lệch thước khỏi vị trí cân chút, thước quay trở vị trí cân

* Yêu cầu học sinh quan sát có nhận xét trạng thái cân vật?

*Giáo viên yêu cầu học sinh giải thích tượng? * Giáo viên nhấn manh: Trạng thái cân

* Học sinh quan sát thí nghiệm, rút ta nhận xét

*Học sinh thảo luận theo nhóm trả lời câu hỏi theo yêu cầu giáo viên;

+Trọng lực phản lực trục quay; + Hai lực cân nhau;

+ Phản lực trọng lực có giá qua trục quay không gây moment lực;

+Giá trọng lực khơng cịn qua trọng tâm thước, trọng lực gây moment quay thước, làm thước quay xa vị trí cân

*Học sinh nắm khái niệm trạng thái cân không bền: La fdạng cân mà vật lệch khỏi vị trí cân khơng tự trở vị trí cân ban đầu, nghĩa vật có xu hướng bị kéo xa vị trí cân * Học sinh quan sát thí nghiệm, rút ta nhận xét

*Học sinh thảo luận theo nhóm để trả lời câu hỏi theo yêu cầu giáo viên;

(13)

gọi trạng thái cân bền

* Giáo viên nhấn mạnh đặc điểm trạng thái cân bền

* Giáo viên tiến hành thí nghiệm hình 20.4 *Kéo lệch thước khỏi vị trí cân chút, yêu cầu học sinh quan sát có nhận xét trạng thái cân vật?

* Giáo viên yêu cầu học sinh giải thích tượng; * Giáo viên nhấn mạnh: Trạng thái cân gọi trạng thái cân phiếm định

* Giáo viên yêu cầu học sinh rút nguyên nhân gây dạng cân khác vật rắn

lại

*Học sinh tiếp thu ghi nhận khái niệm trạng thái cân bền

* Học sinh quan sát thí nghiệm, rút ta nhận xét

*Học sinh thảo luận theo nhóm để trả lời câu hỏi theo yêu cầu giáo viên;

* Trọng lực có điểm đặt trục quay nên không gây moment quay, thước đứng yên vị trí mới.

Trạng thái Giống Khác Cân

không bền

Giá trọng lực qua trọng tâm vật

Trọng tâm vị trí cao

Cân bền

Trọng tâm vị trí thấp

Cân phiếm định

Trọng tâm có độ cao khơng thay đổi

I Các dạng cân bằng 1 Cân không bền:

Một vật bị lệch khỏi vị trí cân khơng bền khơng thể tự trở lại vị trí được. 2 Cân bền:

Một vật bị lệch khỏi vị trí cân bền tự trở lại vị trí đó. 3 Cân phiếm định:

Một vật bị lệch khỏi vị trí cân phiếm định cân vị trí mới. *Vị trí trọng tâm vật gây nên dạng cân khác vật Hoạt động 3: Tìm hiểu điều kiện cân vật có chân đế.

*Giáo viên đặt ba khối hộp ba vị trí cân khác theo hình 20.6.1,2.3/sgk;

*Giáo viên nêu câu hỏi vị trí cân có vững vàng giống khơng? Ở vị trí vật dễ bị lật đổ hơn?

+ Giáo viên nhấn mạnh vật xét vật có mặt chân đế

* Giáo viên giới thiệu khái niệm vật có chân đế?

*Khi vật tiếp xúc với mặt phẳng đỡ chúng mặt đáy hình 20.6.1/sgk Khi ấy, mặt chân đế mặt đáy vật

* Có vật tiếp xúc với mặt phẳng đỡ chúng mặt phẳng đỡ số diện tích rời hình 20.5/sgk, mặt chân đế vật ví dụ Vậy mặt chân đế gì?

* Giáo viên giới thiệu khái niệm mặt chân đế

* Giáo viên yêu cầu học sinh thảo luận theo nhóm trả lời câu hỏi C1

* Qua hình vẽ, học sinh nhận xét giá trọng lực

* Học sinh ý lắng nghe, ghi nhận kiến thức

*Học sinh quan sát giáo viên tiến hành thí nghiệm nhận xét kết thu

*Học sinh làm việc cá nhân để trả lời câu hỏi theo yêu cầu giáo viên;

+Các vị trí có mức vững vàng khác nhau; +Vị trí khó bị lật đỏ cịn vị trí dễ bị lật đổ nhất;

* Học sinh ý lắng nghe, ghi nhận kiến thức;

* Học sinh ý lắng nghe giáo viên diễn giảng nắm khái niệm vật rắn có mặt chân đế;

*Học sinh nắm khái niệm mặt chân đế vật rắn;

(14)

trong trường hợp? * Giáo viên gợi ý:

+ Xét tác dụng momen trọng lực

* Giáo viên dẫn dắt học sinh tìm điều kiện cân vật rắn có mặt chân đế

* Giáo viên lấy ví dụ làm sáng tỏ vấn đề:

*Các vị trí hình 290.6.1,2,3 khác mức vững vàng Vị trí vũng vàng nhất, vị trí vững vàng

* Vậy mức vững vàng vật có mặt chân đế phụ thuộc vào yếu tố nào?

* Muốn tăng mức vững vàng vật rắn có mặt chân đế ta phải làm gì?

* Giáo viên yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi C2

tiếp xúc

*Học sinh thảo luận trả lời câu hỏi C1 theo yêu cầu giáo viên

* Học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận để trả lời câu hỏi theo yêu cầu giáo viên; Trường hợp 1,2,3 giá trọng lực qua mặt chân đế, trường hợp giá trọng lực không qua mặt chân đế

*Học sinh ghi nhận điều kiện cân vât rắn có mặt chân đế

* Độ cao trọng tâm diện tích mặt chân đế Trọng tâm vật cao diện tích mặt chân đế nhỏ vật dễ bị lật đổ ngược lại

* Học sinh thảo luận theo nhóm để trả lời câu hỏi theo yêu cầu giáo viên

II Cân vật có mặt chân đế Mặt chân đế gì?

Điều kiện cân bằng:

Trọng tâm “rơi” mặt chân đế. 3 Mức vững vàng cân bằng:

Mức vững vàng cân xác định độ cao trọng tâm độ lớn diện tích mặt chân đế.

Hoạt động 4: Củng cố học, định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo.

* Giáo viên yêu cầu học sinh nêu lên dạng cân đặc điểm chúng

*Giáo viên yêu cấu học sinh đọc nội dung phần ghi nhớ sách giáo khoa;

*Giáo viên yêu cầu hoc sinh nhà làm tập 4,5,6/sgk-110;

* Giáo viên yêu cầu học sinh nhà xem trước mới, chuẩn bị nội dung

* Học sinh trả lời câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên

* Học sinh ghi nhận nội dung cần chuẩn bị cho tiết học sau

Tiết 34: CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA VẬT RẮN.

(15)

A MỤC TIÊU:

1 Kiến thức: Học sinh phát biểu đươc định nghĩa chuyển động tịnh tiến nêu ví dụ minh hoạ; Viết biểu thức định luật II Newton cho chuyển động tịnh tiến, nêu tác dụng moment lực vật rắn có trục quay cố định, yếu tố ảnh hưởng đến moment quay vật rắn

2 Kĩ năng: Học sinh áp dụng định luật II Newton cho chuyển động thẳng, áp dụng được khái niệm moment quán tính để giải thích thay đổi chuyển động quay vật; Biết cách đo thời gian chuyển động trình bày kết luận

B CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH: 1 Giáo viên: Dụng cụ thí nghiệm hình 21.4/sgk

2 Học sinh: Ơn lại định luật II Newton, vận tốc góc moment lực C TIẾN TRÌNH GIẢNG DẠY:

Hoạt động 1: Kiểm tra cũ- điều kiện xuất phát - Đề xuất vấn đề.

* Giáo viên nêu số câu hỏi để kiểm tra cũ:

+ Có dạng cân vật rắn, nêu đặc điểm dạng cân đó?

+ Mức vững vàng cân vật rắn phụ thuộc vào yếu tố nào? Ý nghĩa

* Giáo viên gọi học sinh trả lời, nhận xét cho điểm * Nêu vấn đề:

Sau xét cân vật rắn, ta tìm hiểu chuyển động vật rắn Xét vật sau: Một bánh xe lăn đường, miếng gỗ hình hộp chuyển động thẳng mặt bàn nằm ngang, ròng rọc cố định quay, mô tả chuyển động vật

Chuyển động tịnh tiến chuyển động quay quanh trục cố định hai dạng chuyển động đơn giản vật rắn có kích thước Mọi chuyển động phức tạp vật rắn phân tích thành hai dạng chuyển động Để làm rõ vấn đề, hôm nghiên cứu bài: Chuyển động tịnh tiến vật rắn Chuyển động quay của vật rắn quanh trục cố định.

* Học sinh ý lắng nghe giáo viên nêu câu hỏi, tái kiến thức trả lời theo yêu cầu

Học sinh ý lắng nghe giáo viên đặt vấn đề, giới thiệu nội dung học, nắm bắt kiến thức hình thành ý tưởng nghiên cứu

* Học sinh ghi nội dung học vào

Hoạt động 2: Tìm hiểu chuyển động tịnh tiến vật rắn.

* Giáo viên thực thí nghiệm, yêu cầu học sinh nhận xét chuyển động điểm vật

*Giáo viên nhấn mạnh: Chuyển động miếng gỗ chuyển động tịnh tiến Đánh dấu hai điểm A, B miếng gỗ sau nối lại thành đoạn AB, sau miếng gỗ chuyển động, quan sát nhận xét vị trí đoạn AB miếng gỗ chuyển động

* Giáo viên yêu cầu học sinh rút định nghĩa chuyển động tịnh tiến

* Giáo viên thông báo: Trong chuyển động tiến hành thí nghiệm điểm vật chuyển động với quỹ đạo hoàn toàn giống

* Giáo viên phân tích, dẫn dắt học sinh nắm khái niệm chuyển động tịnh tiến vật rắn

* Giáo viên thông báo: Chuyển động tịnh tiến vật rắn chuyển động đường nối vật ln ln song song với nó.

Vậy chuyển động vật sau có phải

* Học sinh quan sát thí nghiệm nhận xét được:

Trong chuyển động này, điểm vật chuyển động với quỹ đạo hoàn toàn giống nối hai điểm nằm vật ln song song với

Học sinh ghi nhận định nghĩa vầ chuyển động tịnh tiến:

(16)

chuyển động tịnh tiến không?

+ Chuyển động bè nứa đoạn sông phẳng

+ Chuyển động người ngồi đu quay * Giáo viên lưu ý chuyển động tịnh tiến chuyển động tịnh tiến thẳng, chuyển động tịnh tiến cong tròn * Giáo viên yêu cầu học sinh lấy ví dụ chuyển động tịnh tiến cong

* Giáo viên nhấn mạnh: Trong chuyển động tịnh tiến vật rắn, tất điểm vật chuyển động giống nhau, nghĩa có gia tốc, ta coi vật rắn chất điểm áp dụng định luật II Newton để áp dụng gia tốc vật

* Giáo viên yêu cầu học sinh viết biểu thức định luật II Newton

Vậy, trường hợp vật chịu tác dụng nhiều lực biểu thức định luật II Newton viết để nghiệm đúng?

* Giáo viên nhấn mạnh: Trong trường hợp vật chuyển động tịnh tiến thẳng, ta nên chọn hệ qui chiếu hệ trục toạ độ Đề vng góc Oxy, có trục Ox hướng với chuyển động, chiếu phương trình định luật II Newton dạng vector lên trục Ox để thiết lâp phương trình đại số: F1x + F2x + + Fnx = ma

Trong nhiều trường hợp phương trình chưa đủ để tính gia tốc a, ta cần chiếu phương trình vector lên trục Oy vng góc với Ox.

của vật ln ln song song với chính nó.

* Học sinh phân tích trả lời câu hỏi giáo viên

+ Chuyển động thứ chuyển động tịnh tiến

+ Chuyển động thứ hai chuyên

* Học sinh viết biểu thức định luật II Newton dạng vector:

a m F hay m F

a  

Trong trường hợp vật chịu tác dụng nhiều lực hợp lực tác dụng lên vật xác định theo biểu thức sau:

F Fi F1F2  Fn * Học sinh ghi nhận lưu ý giáo viên cung cấp

I Chuyển động tịnh tiến vật rắn Định nghĩa: (sgk)

Gia tốc vật chuyển động tịnh tiến

Gia tốc vật chuyển động tịnh tiến xác định định luật II Neưton. a

m F hay m F

a  

n

1

i F F F

F

F     

Hoạt động 3: Tìm hiểu đặc điểm chuyển động quay vật rắn quanh trục cố định.

* Giáo viên đặt vấn đề, giới thiệu nội dung:

* Giáo viên tiến hành thí nghiệm, yêu cầu học sinh quan sát nhận xét tốc độ góc điểm nằm vật rắn

*Dùng đĩa moment đánh dấu hai điểm, làm đĩa quay góc Nhận xét góc quay góc khoảng thời gian, tức điểm vật có vận tốc góc 

 có giá trị vật quay đều? quay nhanh

dần? quay chậm dần?

* Giáo viên thông báo: Khi vật rắn quay quanh một trục quay cố định điểm vật rắn quay được góc khoảng thời gian Nghĩa là tốc độ góc điểm nằm vật rắn như nhau.

* Học sinh quan sát giáo viên tiến hành thí nghiệm nhận xét

* hai điểm quay góc khoảng thời gian

* Học sinh ghi nhận đặc điểm chuyển động quay vật rắn quanh trục cố định:

+ Tốc độ góc điểm vật nhau;

+ Khi vật rắn quay ω = const; vật rắn quay nhanh dần ω tăng, vật rắn quay chầm dần ω giảm

*Học sinh thảo luận trả lời được: v = r tốc độ dài điểm có giá trị

(17)

*Giáo viên lưu ý học sinh nắm được: Tốc độ dài điểm cách trục quay r xác định nào?

trục quay II Chuyển động quay vật rắn quanh trục cố định:

Đặc điểm chuyển động quay Tốc độ góc

Khi vật rắn chuyển động quay quanh trục cố định, điểm vật có tốc độ góc .

Vật rắn quay đều:  = const

Vật rắn quay nhanh :  tăng dần đều.

Vật rắn quay chậm đều:  giảm dần đều.

Hoạt động 4: Tìm hiểu tác dụng moment quay vật rắn quanh trục cố định.

* Giáo viên tiến hành thí nghiệm 21.4/sgk, yêu cầu học sinh quan sát nhận xét kết

Dùng rịng rọc có dạng đĩa phẳng, trịn có khối lượng đáng kể quay khơng masát quanh trục cố định Dùng sợi dây khơng dãn, khối lượng khơng đáng kể vắt qua rịng rọc, hai đầu dây treo hai vật nặng khác (giả sử m1 > m2)

* Giữ chặt vật độ cao h, sau bng vật, giáo viên yêu cầu học sinh quan sát nhận xét chuyển động vật * Vậy làm để giải thích tượng này?

* Giáo viên trình tự phân tích: Vì hai vật có trọng lượng khác nên hai nhánh dây tác dụng vào ròng rọc chịu hai lực căng khác (T1 > T2)

* Giáo viên phân tích hướng dẫn học sinh viết biểu thức moment quay toàn phần tác dụng vào đĩa trịn * Giáo viên thơng báo kết luận: Moment lực tác dụng vào một vật quay quanh trục cố định làm thay đổi tốc độ góc của vật.

* Chọn chiều quay ròng quay ròng rọc chiều dương Khi tổng moment lực tác dụng lên ròng rọc là:

M = M1 – M2 = (trường hợp hai vật trọng lượng)

Khi tổng moment lực tác dụng lên ròng rọc là: M = M1 – M2 >

(Trường hợp P1 > P2) ròng rọc chuyển động quay nhanh dần

*Giáo viên yêu cầu học sinh rút nhận xét tác dụng moment lực vật có trục quay quanh trục cố định

* Học sinh quan sát giáo viên tiến hành thí nghiệm, nhận xét kết thí nghiệm * Học sinh giải thích ý nghĩa phương án thí nghiệm

* Học sinh quan sát chuyển động hai vật chuyển động nhanh dần đều, vật m1 chuyển động xuống, vật m2 chuyển động lên

* Học sinh nắm sở lý thuyết để giải thích tượng

* Nếu ta chọn chiều dương quay rịng rọc, moment tồn phần tác dụng vào rịng rọc là: M = (T1 – T2)R Moment khác khơng làm cho rịng rọc quay nhanh dần

* Học sinh ghi nhận kết luận:: Moment lực tác dụng vào vật quay quanh trục cố định làm thay đổi tốc độ góc của vật.

2 Tác dụng moment lực vật quay quanh trục. a Thí nghiệm:

b Giải thích: c Kết luận:

Moment lực tác dụng vào vật quanh trục cố định làm thay đổi tốc độ góc vật. Hoạt động 5: Tìm hiểu mức quán tính chuyển động quay.

* Trong chuyển động quay quanh trục vật rắn, mức quán tính vật giống chuyển động tịnh tiến hay không? Và chuyển động quay, mức quán

(18)

tính vật rắn phụ thuộc vào yếu tố nào?

* Giáo viên nhấn mạnh: Trong chuyển quay quanh trục, mức quán tính giống chuyển động tịnh tiến, tác dụng mmoment lực lên vật khác tốc độ góc vật tăng chậm mức qn tính lớn

* Giáo viên phân tích, yêu cầu học sinh xây dựng phương án thí nghiệm để xác định yếu tố ảnh hưởng đến mức quán tính vật chuyển động quay

* Giáo viên tiến hành thí nghiệm, yêu cầu học sinh quan sát nhận xét

* Giáo viên thông báo kết luận: Mức quán tính một vật quay quanh trục phụ thuộc vào khối lượng của vật vào phân bố khối lượng trục quay.

Khối lượng vật lớn phân bố xa trục quay moment qn tính lớn ngược lại

* Phán đoán kết quả;

* Học sinh ghi nhận kiến thức: Trong chuyển quay quanh trục, mức quán tính giống chuyển động tịnh tiến, tác dụng một mmoment lực lên vật khác thì tốc độ góc vật tăng chậm hơn thì mức qn tính lớn hơn.

* Học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận xây dựng phương án thí nghiệm để tìm yếu tố ảnh hưởng đến moment quán tính chuyển động vật rắn quay quanh trục cố định

* Học sinh quan sát thí nghiệm, nhận xét Học sinh ghi nhận kết luận:: Mức quán tính vật quay quanh trục phụ thuộc vào khối lượng vật vào sự phân bố khối lượng đối với trục quay.

Hoạt động 6: Củng cố học định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo.

* Giáo viên yêu cầu học sinh đọc nội dung phần ghi nhớ * Giáo viên yêu cầu học sinh đọc đề tập 6,7,8/sgk; * Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm, tiến hành làm tập theo yêu cầu toán * Giáo viên gợi ý: Tác dụng làm quay lực * Giáo viên yêu cầu đại diện nhóm lên trình bày kết quả;

* Giáo viên cho học sinh lớp nhận xét bổ sung; * Giáo viên cho học sinh ghi đề số tập nhà; * Giáo viên cho học sinh ghi nội dung cần chuẩn bị cho tiết học sau

* Học sinh đọc nội dung xác định liệu yêu cầu tập 6,7,8/sgk – 115;

* Học sinh làm việc theo nhóm, đại diện nhóm lên trình bày kết thảo luận; * Cả lớp quan sát, nhận xét bỏ sung sửa chữa

* Học sinh ghi nhận nội dung cần thiết để chuẩn bị cho tiết học sau:

Ngẫu lực. D RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY:

(19)

A MỤC TIÊU:

1 Kiến thức: Học sinh phát biểu định nghĩa ngẫu lực, viết biểu thức tính moment ngẫu lực đặc điểm cảu moment ngẫu lực

2 Kĩ năng: Vận dụng khái niệm ngẫu lực để giải thích số tượng vật lí liên quan đời sống kĩ thuật; Vận dụng cơng thức tính moment ngẫu lực để giải số tập định lượng liên quan; Nêu sơốví dụ ngẫu lực thực tế kĩ thuật,

1 Giáo viên: Một số thí nghiệm tuavit, đinh ốc, ; vẽ giấy khổ to hình 22.2, 22.4, 22.5/sgk; Đĩa moment gắn vào giá, trục quay không quan trọng tâm đĩa hai dây nhẹ buộc hai vị trí khác mép đĩa

2 Học sinh: Ôn tập lại kiến thức moment lực điều kiện cân vật chịu tác dụng ba lực song song

C TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC:

Hoạt động 1: Kiểm tra cũ, chuẩn bị điều kiện xuất phát Đề xuất vấn đề.

* Giáo viên đưa hệ thống câu hỏi:

+ Thế chuyển động tịnh tiến vật rắn? cho ví dụ

+ Moment lực có tác dụng vật rắn có trục quay cố định?

+ Mức quán tính vật quay quanh trục cố định phụ thuộc vào yếu tố nào?

* Giáo viên gọi học sinh lên bảng trả lời, giáo viên nhận xét cho điểm

* ĐVĐ: Trong thực tế, ta thường tác dụng lên vật ngẫu lực người lái xe tác dụng lên vo lăn, hai chân người xe đạp tác dụng lên bàn đạp Vậy, ngẫu lực có đặc điểm gì? Hơm nghiên cứu bài: Ngẫu lực.

* Học sinh tái kiến thức cách có hệ thống để trả lời câu hỏi theo yêu cầu giáo viên;

* Học sinh nhận xét câu trả lời bạn

* Học sinh ý lắng nghe giáo viên đặt vấn đề, phán đoán khái niệm hình thành tư tưởng nghiên cứu

Hoạt động 2: Tìm hiểu khái niệm ngẫu lực.

* Giáo viên tiến hành thí nghiệm với vịi nước, vặn tua vit, yêu cầu học sinh nhận xét: Trong trường hợp trên, hai lực tay ta tác dụng lên vật ln có phương song song, ngược chiều

* Giáo viên thông báo định nghĩa ngẫu lực: Ngẫu lực hệ hai lực song song, ngược chiều, có độ lớn bằng tác dụng lên vật.

* Giáo viên lấy ví dụ để làm rõ khái niệm

* Giáo viên lưu ý: Ngẫu lực trường hợp đặc biệt duy hai lực song song mà ta khơng thể tìm được hợp lưc.

* Giáo viên hướng dẫn học sinh chứng minh để làm sáng tỏ nhận định

* Học sinh quan sát giáo viên tiến hành thí nghiệm, nhận dạng hai lực tác dụng vào vật hai lực song song, ngược chiều, độ lớn

* Học sinh ghi nhận định nghĩa ngẫu lực: Ngẫu lực hệ hai lực song song, ngược chiều, có độ lớn tác dụng lên vật.

* Trên sở phân tích giáo viên, học sinh thảo luận theo nhóm, dựa vào quy tắc hợp lực song song chiều, ngược chiều để nhận dạng mâu thuẫn, từ rút nhận định: Ngẫu lực trường hợp đặc biệt hai lực song song mà ta khơng thể tìm hợp lưc.

I Ngẫu lực gì? Định nghĩa:

Hệ hai lực song song, ngược chiều, có độ lớn tác dụng vào vật gọi ngẫu lực.

(20)

Hoạt động 3: Tìm hiểu tác dụng ngẫu lực vật rắn

* Giả sử có hai lực song song, trái chiều, độ lớn tác dụng lên vật rắn, hợp lực hai lực xác định nào?

* Giáo viên thông báo: hệ hai lực ta thường gặp đời sống thực tế quay vô lăn xe, vặn đinh ốc

* Nếu hợp lực hai lực vector khơng có tác dụng giống hệt hai lực khơng? Vì sao?

* Giáo viên thơng báo: Ta khơng thể tìm hợp lực hai lực song song trường hợp này. Hai lực có đặc điểm gọi ngẫu lực. * Giáo viên thông báo khái niệm ngẫu lực: Là hai lực song song ngược chiều, độ lớn

* Giáo viên yêu cầu học sinh tìm đơn vị ngẫu lực *Tìm hiểu trường hợp vật rắn khơng có trục quay cố định;

+Tác dụng lực làm quay quay (lưu ý: Chọn quay vật có dạng hình học đối xứng, ngẫu lực nằm mặt phẳng nằm ngang, học sinh dễ nhận xét) * Giáo viên yêu cầu học sinh nhận xét kết tác dụng ngẫu lực

* Giáo viên biểu diễn hình vẽ

*Giáo viên rút nhận xét chung: Trong chuyển động quay này, xu hướng chuyển động li tâm phần vật ngược phía trọng tâm triệt tiêu (xem hình 22.4/sgk), nên trọng tâm đứng yên Trục quay qua trọng tâm không chịu lực tác dụng * Tìm hiểu trường hợp vật có trục quay cố định * Giáo viên lấy ví dụ vặn vịi nước Ngẫu lực gây tác dụng gì?

*Giáo viên yêu cầu học sinh nhận xét vị trí trọng tâm vật: Trọng tâm đứng yên hay chuyển động? + Nếu trục quay không qua trọng tâm Tác dụng ngẫu lực (kéo đồng thời, ngược chiều, hai sợi dây) nhận xét chuyển động trọng tâm đĩa

+ Vật có xu hướng chuyển động li tâm nên tác dụng lực vào trục quay làm trục quay bị biến dạng Vật quay nhanh, xu hướng chuyển động li tâm lớn, trục quay bị biến dạng nhiều đến mức cong gãy Khi chế tạo phận quay máy móc trục quay nào? Nêu ví dụ

* Giáo viên yêu cầu học sinh rút nhận xét chung tác dụng ngẫu lực

* Giáo viên dùng hình vẽ 22.5/sgk

*Giáo viên yêu cầu học sinh nhận xét tác dụng ngẫu lực?

* Học sinh tiếp thu, ghi nhận kiến thức,hình thành ý tưởng nghiên cứu

*Học sinh thảo luận theo nhóm trả lời câu hỏi theo yêu câu giáo viên;

*Học sinh nắm khái niệm ngẫu lực; *Học sinh nắm đặc điểm ngẫu lực * Học sinh làm việc theo nhóm để chứng minh ngẫu lực trường hợp đặc biệt hai lực song song mà ta khơng thể tìm hợp lực

+Con quay quay quanh trục qua trọng tâm, vng góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực *Học sinh thảo luận tìm đơn vị ngẫu lực

* Học sinh thảo luận theo nhóm, chứng minh khơng thể tìm hợp lực trường hợp

*Học sinh trả lời khơng, vật khơng đứng n mà chuyển động quay

*Học sinh thảo luận theo nhóm trả lời câu hỏi theo yêu cầu giáo viên: Ở tâm đối xứng vât, trục quay qua trọng tâm *Khi vật quay trọng tâm vật đứng yên *Trọng tâm chuyển động tròn xung quanh trục quay

*Học sinh thảo luận theo nhóm trả lời câu hỏi theo yêu cầu giáo viên:

+ Trục quay phận chuyển động phải qua trọng tâm Ví dụ trục quay đĩa mài qua tâm đĩa trục quay sàn quay… +Ngẫu lực tác dụng lên vật làm quay không chuyên động tịnh tiến

II Tác dụng ngẫu lực vật rắn

Trường hợp vật khơng có trục quay cố định:

Vật chịu tác dụng ngẫu lực, quay quanh trục qua trọng tâm vng góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực.

(21)

Dưới tác dụng ngẫu lực, vật quay quanh trục quay cố định Hoạt động 4: Xây dựng cơng thức tính moment ngẫu lực.

*Tính moment lực trục quay O vng góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực;

*Giáo viên dùng hình vẽ 22.5/sgk;

*Giáo viên yêu cầu học sinh nhận xét tác dụng làm quay lực F1, F2?

*Chọn chiều dương chiều quay vật tác dụng ngẫu lực

* Tính moment ngẫu lực trục quay O *Giáo viên lưu ý: d khoảng cách hai giá hai lực gọi cánh tay đòn ngẫu lực

* Giáo viên yêu cầu học sinh thảo luận theo nhóm, trả lời câu hỏi C1/sgk

* Giáo viên gọi ý: Chọn trục quay O1 khác O, tính moment trục quay O1

Giáo viên giới thiệu khái niệm moment ngẫu lực đơn vị

* Giáo viên giới thiệu tường minh biểu thức moment ngẫu lực: M = F.d

* Giáo viên yêu cầu học sinh phát biểu quy tắc moment ngẫu lực;

* Giáo viên yêu cầu học sinh tìm đơn vị mơmen ngẫu lực

* Học sinh ghi nhận khái niệm moment ngẫu lực

* Học sinh tìm đơn vị ngẫu lực

* Học sinh tính moment lực ngẫu lực trục quay O;

M1 = F1d1 = Fd1 M2 = F2d2 = Fd2

* Học sinh tính moment ngẫu lực trục quay O

M = M1 + M2 = F (d1 + d2) Hay M = Fd, với d = d1 + d2 * Thảo luận tìm kết

* Học sinh nắm nội dung quy tắc moment ngẫu lực

* Thảo luận, tìm đơn vị moment ngẫu lực

* Ghi nhận kiến thức

3 Moment ngẫu lực

M = M1 + M2 = F (d1 + d2)

Hay M = Fd, với d = d1 + d2: gọi tay đòn ngẫu lực Hoạt động 5: Củng cố học – Giao nhiệm vụ nhà.

* Giáo viên hệ thống lại kiến thức học

* Giáo viên yêu cầu học sinh đọc nội dung phần ghi nhớ

* Giáo viên yêu cầu học sinh nhà làm tập 4,5,6/sgk;

* Cá nhân trả lời câu hỏi theo yêu cầu giáo viên;

* Ghi nhận nội dung giáo viên yêu cầu để chuẩn bị cho tiết học sau

D RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY

Định dạng
Số trang	21
Dung lượng	389 KB