8. Dự kiến cấu trúc luận văn
2.5.Thiết kế một số bài dạy học theo hoạt động nhóm với sự hỗ trợ của MVT
chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” Vật lý 10 ban cơ bản Giáo án 1
Bài 17 : Cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực và của ba lực không song song
I. Mục tiêu dạy học:
v Mục tiêu kiến thức:
- Phát biểu được điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của hai lực và ba lực không song song.
- Nêu được trọng tâm của một vật là gì?
- Nắm được quy tắc tổng hợp hai lực có giá đồng quy. v Mục tiêu kỹ năng:
- Vận dụng được điều kiện cân bằng và quy tắc tổng hợp lực để giải các bài tập đối với trường hợp vật chịu tác dụng của 2 lực cùng đặt lên một vật rắn.
- Vận dụng được điều kiện cân bằng và quy tắc tổng hợp lực để giải các bài tập đối với trường hợp vật chịu tác dụng của 3 lực đồng quy.
v Thái độ:
- HS hứng thú, tích cực tìm phương án trả lời.
- HS có ý thức vận dụng những hiểu biết vật lý vào cuộc sống.
- Có thái độ khách quan, tác phong cẩn thận, chính xác khi làm thí nghiệm và có tinh thần hợp tác, đoàn kết xây dựng bài học.
II. Chuẩn bị:
Giáo viên:
- Chuẩn bị giáo án, bài giảng điện tử, bộ dụng cụ thí nghiệm gồm một tấm bìa cứng và nhẹ có ba lỗ nhỏ thẳng hằng A,B,C, hai sợi dây nối và hai lực kế. - Một tấm bìa, bút lông, thước kẻ và dây treo.
- Hình ảnh và các thí nghiệm mô phỏng. - Phiếu học tập.
Học sinh:
- Ôn lại quy tắc hình bình hành, điều kiện cân bằng của chất điểm. - Xem trước bài 17 ở nhà.
III. Tiến trình dạy học
GV dùng MVT cho HS quan sát các hình ảnh: Cầu Mỹ Thuận trên sông Tiền Giang, cá tảng đá, tiết mục xiếc và đặt ra câu hỏi:
Những hình ảnh trên gợi cho chúng ta nghĩ đến trạng thái gì của vật? HS: Trạng thái cân bằng.
GV: Vậy điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của hai lực và ba lực không song song là gì?
HS: Bế tắc
GV: Để trả lời được câu hỏi đó chúng ta tìm hiểu bài hôm nay “Cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực và ba lực không song song”.
Hoạt động 1: Cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực
• Em hãy nhắc lại các khái niệm:
Lực là gì?
Các lực như thế nào thì được gọi là cân bằng?
Điều kiện cân bằng của chất điểm là gì?
• Em hãy quan sát clip sau (cho HS quan sát TN mô phỏng trên MVT) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Thí nghiệm trên mô tả cái gì?
Vậy có những phương án thí nghiệm nào để tạo ra hai lực cân bằng cùng tác dụng vào một vật rắn?
- GV chia lớp thành 5 nhóm và phát phiếu học tập 1 (trong kho tư liệu 2.3.3) cho các nhóm. Dùng MVT đưa ra nhiệm vụ cụ thể của từng nhóm
Nhóm Nhiệm vụ
Nhóm 1 Hoàn thành câu hỏi 1 trong PHT 1.
Nhóm 2,3 Hoàn thành câu hỏi 2 trong PHT 1.
Nhóm 4 Hoàn thành câu hỏi 3 trong PHT 1.
Nhóm 5 Hoàn thành câu hỏi 4 trong PHT 1.
Nhóm 1→5 Hoàn thành câu hỏi 5 trong PHT 1.
-GV phân tích, nhận xét câu trả lời của các nhóm và tiến hành TN thực kiểm chứng: móc 2 lực kế vào 2 lỗ nhỏ A,C
*HS làm việc độc lập. Tái hiện lại các kiến thức cũ và trả lời. -HS: Cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực. -HS ngồi theo đúng nhóm, bầu nhóm trưởng và một thành viên đại diện để viết lại câu trả lời của nhóm.
*HS có thể đưa ra rất nhiều phương án: Buộc 2 sợi dây vào cùng một vật và kéo về 2 phía, tác dụng vào cùng một vật 2 lực theo 2 hướng ngược nhau và có độ lớn bằng nhau,..
-Các nhóm thảo luận sôi nổi và đưa ra câu trả lời. I.Cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực: -Vật rắn là những vật có kích thức đáng kể và hầu như không biến dạng dưới tác dụng của ngoại lực. 1. Điều kiện cân bằng: 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. 1 2 F = −F uur uur 2. Cách xác định trọng tâm của vật phẳng, mỏng bằng phương pháp thực nghiệm:
Bước 1: Buộc dây vào điểm A rồi treo vật lên. Trọng tâm sẽ nằm trên đường AB.
Bước 2: Sau đó buộc dây vào điểm C rồi treo vật lên, trọng tâm nằm trên đường thẳng CD.
rồi kéo cho đến khi nó cân bằng và yêu cầu các nhóm quan sát rồi trả lời theo các câu hỏi gợi ý:
Em có nhận xét gì về hướng và độ lớn của hai lực?
Nếu móc lực kế vào 2 lỗ nhỏ A,B thì vật còn cân bằng không?
Khi trượt vectơ lực dọc theo giá của nó thì tác dụng của lực có thay đổi không?
Vậy điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực là gì?
GV: Dùng MVT đưa ra kết luận cuối cùng hợp thức kiến thức cho HS.
• GV tiếp tục đặt vấn đề tiếp theo GV: Chỉ dùng tấm bìa, bút lông, thước kẻ và dây treo làm thế nào để xác định được trọng tâm của vật phẳng mỏng? -GV dùng MVT đưa ra PHT 2 (trong kho tư liệu 2.3.3) và giao nhiệm vụ cho từng nhóm: Nhóm Nhiệm vụ Nhóm 5 Hoàn thành câu hỏi 1 trong PHT 2. Nhóm 4 Hoàn thành câu hỏi 2 trong PHT 2. Nhóm 3 Hoàn thành câu hỏi 3 trong PHT 2. Nhóm 1,2 Hoàn thành câu *HS quan sát, tự rút ra kiến thức và trả lời được các câu hỏi của GV. +2 lực này cùng độ lớn và ngược hướng. +Vật vẫn cân bằng khi móc 2 lực kế vào 2 lỗ nhỏ A,B. +Tác dụng của lực không thay đổi. +là hai lực đó phải cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều. +HS lĩnh hội tri thức mới. *HS: Làm việc theo nhóm và đưa ra các phương án trả lời: Bước 3: Vậy trọng tâm G là giao của 2 đường AB và CD. -Các vật có dạng hình học đối xứng trọng tâm nằm ở tâm đối xứng của vật.
hỏi 4 trong PHT 2.
Nhóm 1→5 Hoàn thành câu hỏi 5 trong PHT 2.
-Nhận xét câu trả lời của các nhóm. GV: Các em hãy quan sát clip sau: Cho HS xem clip về cách xác định trọng tâm của vật rắn.
Nêu rõ cho HS thấy các bước xác định trọng tâm.
Em hãy cho biết trọng tâm của một số vật đồng chất và có dạng hình học đối xứng.
-GV hợp thức lại câu trả lời. GV dẫn dắt qua vấn đề tiếp theo.
Để tìm hợp lực của 2 lực tác dụng lên chất điểm ta làm thế nào?
Vậy muốn tìm hợp lực của 2 lực tác dụng lên vật rắn mà giá của 2 lực cắt nhau nhưng điểm đặt của 2 lực không trùng nhau ta làm thế nào? (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
N4: -Đặt thước trên ngón tay, khi thước cân bằng đánh dấu vị trí đó là trọng tâm của thước. -Đặt thước trên mép của mặt bàn nằm ngang, đẩy từ từ thước cho đến khi chiếc thước bắt đầu rơi thì vị trí của thước ở mép bàn lúc ấy là trọng tâm. N3: Đặt tấm bìa trên mặt bàn và đẩy từ từ ra mép bàn cho đến khi tấm bìa bắt đầu rơi, đánh dấu vị trí đó là trọng tâm của tấm bìa.
N1,2: Treo tấm bìa vào sợi dây rồi dùng thước đánh dấu vị trí nối thẳng từ sợi dây đến tấm bìa. Sau đó treo sợi dây vào vị trí khác của tấm bìa và đánh dấu tương tự. Dùng thước nối hai đường
Nếu một vật chịu tác dụng của 3 lực không song song nằm cân bằng thì điều kiện cân bằng là gì? Ta tìm hiểu nội dung cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực không song song.
đánh dấu lại. Giao điểm của hai đường là trọng tâm của tấm bìa.
HS: Thảo luận +Trọng tâm nằm ở tâm đối xứng của vật.
+Ta dùng quy tắc hình bình hành để tìm hợp lực.
HS: Bế tắc
Hoạt động 2: Cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực không song song
-Em hãy quan sát TN sau (Cho HS quan sát TN về cân bằng của vật chịu tác dụng của 3 lực).
Thí nghiệm trên mô tả cái gì?
Em có nhận xét gì về độ lớn của các lực đó?
*GV phát phiếu học tập 3 (trong kho tư liệu 2.3.3) cho 5 nhóm và dùng MVT đưa ra nhiệm vụ cho các nhóm.
Nhóm Nhiệm vụ Nhóm 1 Hoàn thành câu hỏi 1 trong PHT 3. Nhóm 2,3 Hoàn thành câu hỏi 2 trong PHT 3. Nhóm 4 Hoàn thành câu hỏi 3 trong PHT HS quan sát và trả lời: -Vật cân bằng dưới tác dụng của ba lực.
HS: Thảo luận theo nhóm và đưa ra phương án TN: +Móc 2 lực kế vào vật phẳng mỏng và kéo cho đến vị trí vật cân bằng.
II. Cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực không song song: 1.Quy tắc tổng hợp 2 lực có giá đồng quy: Muốn tổng hợp 2 lực có giá đồng quy tác dụng lên một vật rắn, trước hết ta phải trượt 2 vectơ lực đó trên giá của chúng đến điểm
3. Nhóm 5 Hoàn thành câu hỏi 4 trong PHT 3. Nhóm 1→5 Hoàn thành câu hỏi 5 trong PHT 3. GV: Tiến hành TN thực để kiểm chứng: Dùng dây rọi hợp thức hóa giá của 3 lực. GV Gợi ý:
Tác dụng của 2 lực kế cho biết điều gì? Em có nhận xét gì về giá của 3 lực này?
Vậy muốn tìm hợp lực của 2 lực tác dụng lên vật rắn mà giá của 2 lực cắt nhau nhưng điểm đặt của 2 lực không trùng nhau ta làm thế nào?
Vậy quy tắc tổng hợp hai lực có giá đồng quy là gì?
GV hợp thức hợp thức câu trả lời, dùng MVT đưa ra kết luận cuối cùng.
-GV dùng MVT biểu diễn 3 vectơ F F Puur uur ur1, ,2
theo một tỉ xích quy ước rồi trượt các vectơ lực trên giá của chúng đến điểm đồng quy, được hệ 3 lực cân bằng.
Qua hình ảnh em có nhận xét gì về 3 lực này?
Vậy điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của 3 lực không song song là gì?
*HS quan sát và thảo luận theo các gợi ý của GV. +2 lực kế cho biết độ lớn của 2 lực căng.
+Giá của ba lực đồng phẳng và đồng quy tại một điểm.
+Ta trượt 2 lực theo giá của chúng đến điểm đồng quy rồi tổng hợp theo quy tắc hình bình hành
+HS phát biểu được quy tắc ♦ HS quan sát, thảo luận +Hợp lực của 2 lực cân đồng quy, rồi áp dụng quy tắc hình bình hành để tìm hợp lực. 2. Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của 3 lực không song song: -Ba lực đó phải có giá đồng phẳng và đồng quy. -hợp lực của 2 lực phải cân bằng với lực thứ ba.
bằng với lực thứ ba. +HS nêu được điều kiện cân bằng.
Hoạt động 3: Đánh giá kết quả làm việc nhóm. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
GV: Nhận xét kết quả làm việc của các nhóm
Hoạt động 4: Củng cố bài
GV HS
Dùng MVT đưa ra bài toán sau: Một chiếc đèn có trọng lượng P =40N được treo vào tường nhờ một sợi dây không dãn, khối lượng không đáng kể. Muốn cho đèn ở xa tường người ta dựng một thanh chống, một đầu tì vào tường còn đầu kia tì vào điểm B của dây treo.( hình vẽ). Xác định phản lực của tường lên thanh.
Gợi ý: Có những lực nào tác dụng lên thanh, biểu diễn phương, chiều của các lực đó?
Điều kiện để thanh nằm cân bằng?
Gợi ý HS gắn vào hệ tọa độ oxy, rồi chiếu lên các tọa độ.
Ghi lại đề bài.
Suy nghĩ trả lời và hoàn thành bài
- Các lực tác dụng lên thanh là: → → → → = + +P N O T
Chiếu lên hệ tọa độ oxy N – T sin450 = 0 (1) - P + T cos450 = 0 (2)
Giải phương trình (1),(2) tìm được N.
Giáo án 2
Bài 19: Quy tắc hợp lực song song cùng chiều I. Tiến trình xây dựng kiến thức mới
B A 45 0 N P T 450 A B
PA1: Treo hai chùm quả nặng vào thước và làm lò xo bị giãn (nén). Đánh dấu vị trí của thước khi đó. Bỏ hai chùm quả nặng, treo vào thước chùm quả nặng (với số quả nặng tăng dần từ 1) và dịch chuyển cho tới khi tìm được một vị trí làm cho thước trở về vị trí cũ.
PA2: Đặt hai lực kế song song cùng kéo thước về một hướng làm cho lò xo bị giãn (nén). Đánh dấu vị trí thước AB.
Bỏ một lực kế, dùng lực kế còn lại tác dụng lực và dịch chuyển sao cho thước trở lại vị trí đã đánh dấu.
- TN (PA1): + Vật rắn là thước AB được móc vào hai lò xo. + Tác dụng hai lực song song cùng chiều , (treo hai chùm quả nặng có trọng lượng P1, P2).
+ Đánh dấu vị trí của thước AB
+ Tìm (điểm đặt, phương, chiều, độ lớn..) sao cho gây ra tác dụng giống như , tác dụng đồng thời
P1(N)P2(N)l1(cm)l2(cm)P(N)Nhận xét13624P=P1+P2
P1/P2=l2/l1251567328125Từ hai tam giác đồng dạng ta có:
- Lực tác dụng có thể làm vật bị biến dạng, làm thay đổi vận tốc của vật (thu được một gia tốc)
- Lực tổng hợp là lực gây ra tác dụng giống như các lực thành phần tác dụng đồng thời.
- Xét vật gồm thước AB treo vào hai lò xo (TN). Làm thế nào đề tạo ra được hai lực song song cùng chiều tác dụng lên vật? Nêu phương án tương ứng để tìm hợp lực của hai lực đó?
- Hợp lực của hai lực song song cùng chiều tác dụng vào một vật rắn có đặc điểm gì về giá, hướng và độ lớn?
Hợp lực của hệ 2 lực song song cùng chiều là một lực cân bằng với lực thứ ba. Vậy hợp lực của hai lực song song cùng chiều , là một lực :
+ Song song, cùng chiều với hai lực thành phần + Có độ lớn bằng tổng độ lớn của hai lực đó.
+ Có giá nằm trong mặt phẳng của hai lực và chia trong khoảng cách giữa hai giá của hai lực thành những đoạn tỷ lệ nghịch với độ lớn của hai lực ấy. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
F = F1 + F2 (chia trong)
Vận dụng quy tắc hợp lực song song cùng chiều, nêu được đặc điểm của hệ ba lực song song cân bằng.
II. Mục tiêu dạy học
* Mục tiêu kiến thức
- Nắm được quy tắc hợp lực hai lực song song cùng chiều cùng đặt lên một vật rắn.
- Biết phân tích một lực thành hai lực song song tùy theo điều kiện của bài toán.
* Mục tiêu về kỹ năng
- Rèn luyện kỹ năng suy luận chặt chẽ va kỹ năng thực hành.
- Từ quy tắc hợp lực song song và điều kiện cân bằng của vật rắn dưới tác dụng của hai lực nhận xét được trường hợp vật có thể ở trạng thái cân bằng dưới tác dụng của ba lực. Từ đó rút ra được điều kiện cân bằng của vật rắn dưới tác dụng của ba lực song song.
* Thái độ
-Học sinh tích cực, hứng thú tìm phương án trả lời
-Học sinh có ý thức vận dụng những hiểu biết vật lý vào cuộc sống. III. Chuẩn bị phương tiện dạy học
a, Chuẩn bị của GV:
- Bài giảng điện tử. - Phiếu học tập. b, Chuẩn bị của HS
Ôn lại các kiến thức cũ về lực và hợp lực mà các em đã học.
IV. Tiến trình dạy học cụ thể:
Kiểm tra kiến thức cũ
GV: - Lực tác dụng lên vật có thể gây ra kết quả gì?
- Một lực có tác dụng như thế nào thì được gọi là hợp lực của hai lực? - Điều kiện cân bằng của vật rắn khi chịu tác dụng của hai lực là gì?