ĐỊNH. MOMEN LỰC
I.Mục tiêu: 1.Về kiến thức:
-Phát biểu được định nghĩa và viết được biểu thức của momen lực.
-Phát biểu được điều kiện cân bằng của một vật cĩ trục quay cố định (hay qui tắc momen lực).
-Nêu được cách xác định trọng tâm của một vật mỏng, phẳng bằng phương pháp thực nghiệm.
2.Về kỹ năng:
-Vận dụng được khái niệm momen lực và qui tắc momen lực để giải thích một số hiện tượng vật lí thường gặp trong đời sống và kỹ thuật cũng như để giải các bài tập SGK và các bài tập tương tự .
-Vận dụng được phương pháp thực nghiệm ở mức độ đơn giản.
II.Chuẩn bị: Giáo viên:
-Bộ TN nghiên cứu tác dụng làm quay của lực như hình 18.1 SGK:
Học sinh:
-Ơn lại kiến thức về địn bẩy đã được học ở THCS
III.Phương pháp: Nêu vấn đề, thảo luận nhĩm IV.Tiến trình dạy học:
1)Ổn định: Kiểm diện
2)Kiểm tra: Phương trình quĩ đạo, thời gian, tầm xa của chuyển động ném ngang 3)Hoạt động dạy – học:
Hoạt động 1: Xét tác dụng của lực với vật cĩ trục quay cố định:
Hoạt động của HS Trợ giúp của GV Nội dung
.Nhận thức vấn đề cần nghiên cứu.
.Quan sát, trả lời câu hỏi của GV.
.Làm đĩa quay theo chiều kim dồng hồ.
.Làm đĩa quay ngược chiều kim đồng hồ.
.Khi vật cĩ trục quay cố định
Đặt vấn đề: Ta đã biết khi tác dụng lên vật một vật cĩ thể làm thay đổi vận tốc của vật. Xét trường hợp vật chỉ cĩ thể quay quanh một trục cố định như bánh xe, cánh cửa, … Vậy khi đĩ vật sẽ chuyển động như thế nào ? điều kiện để vật đứng yên như thế nào ?
Giới thiệu bộ TN.
.Nêu phương án và tiến hành TN.
.Lực F1 cĩ tác dụng gì ?
.Lực F2 cĩ tác dụng gì ?
.Vậy khi nào lực cĩ tác dụng làm quay vật ?
thì lực cĩ tác dụng làm quay vật.
.Do tác dụng làm quay của hai lực này ngược chiều nhau, cân
bằng với nhau. .Cả hai lực 1
F và F2đều cĩ tác dụng làm quay. Hãy giải thích vì sao đĩa đứng yên ?
.Vậy với những vật cĩ trục quay cố định thì lực cĩ tác dụng làm quay. Vật cân bằng khi tác dụng làm quay theo chiều kim đồng hồ của lực này bằng tác dụng làm quay ngược chiều kim đồng hồ của lực kia.
.Hoạt động 2: Xây dựng khái niệm momen lực.
.Trường hợp tay đặt xa trục quay thì cửa quay dễ hơn
.Học sinh thảo luận:
.Phụ thuộc vào độ lớn và giá của lực.
. F1 = 3F2 ; d2 = 3d1
⇒ F1d1 = F2d2
⇒Tích của lực và khoảng cách từ trục quay đến giá của lực đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực.
.Khi chỉ thay đổi phương của lực thì đĩa vẫn vẫn cân bằng.
.Thay đổi độ lớn và khoảng cách từ trục quay đến giá của lực sao cho F1d1 = F2d2 thì đĩa vẫn cân bằng.
.Ta đi tìm đại lượng vật lý đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực.
.Ví dụ khi ta đẩy cánh cửa quay quanh bản lề, so sánh 2 trường hợp đạt tay ở 2 vị trí gần và xa trục quay thì trường hợp nào ta cảm thấy nhẹ hơn tức tác dụng làm quay lớn hơn ?
.Tác dụng làm quay của lực phụ thuộc vào yếu tố nào ? (cĩ phụ thuộc vào độ lớn của lực và vị trí giá của lực khơng ?)
.Hãy xác định độ lớn của lực và khoảng cách từ trục quay đến giá của lực và tìm đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực.
.Làm thế nào để kiểm tra dự đốn này.
.Khoảng cách từ trục quay đến giá của lực gọi là cánh tay địn.
Lưu ý: cánh tay địn được xác
định là đoạn thẳng từ trục quay đến vuơng gĩc với giá của lực.
.Đưa ra khái niệm momen lực.
1.Khái niệm momen lực:
Momen lực đối với một trục quay là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực và được đo bằng tích của lực với cánh tay địn của nĩ.
M = F.d
Đơn vị của Mome lực là Niutơn mét (N.m)
Hoạt động 3: Tìm hiểu qui tắc momen lực.
.HS phát biểu. .Từ thí nghiệm ta đã thấy để vật cân bằng thì tác dụng làm quay theo chiều kim đồng hồ của lực này phải bằng tác dụng làm quay ngựơc chiều kim đồng hồ của lực kia.Hãy vận dụng khái niệm momen lực để phát biểu điều kiện cân bằng của một vật cĩ trục quay cố định ?
.Lưu ý trường hợp nếu vật chịu tác dụng đồng thời của ba lực. Và trường hợp vật khơng cĩ trục quay cố định nhưng trong trường hợp cụ thể vật cĩ trục quay tức thời.
2.Điều kiện cân bằng của một vật cĩ trục quay cố định (hay qui tắc momen lực):
Muốn cho một vật cĩ trục quay cố định ở trạng thái cân bằng thì tổng các momen lực cĩ xu hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ phải bằng tổng các momen lực cĩ xu hướng làm vật quay ngược chiều kim đồng hồ.
3.Chú ý:
Quy tắc momen lực cịn được áp dung cho cả trường hợp một vật khơng cĩ trục quay cố định nếu như trong một trường hợp cụ thể nào đĩ ở vật xuất hiện trục quay.
.Hoạt động 4: Củng cố, dặn dị:
.Củng cố:
- Khái niệm momen, qui tắc momen. Cách xác định cánh tay địn (cho vài ví dụ)
- Hướng dẫn nhanh các bài tập trong SGK và SBT (Chủ yếu xác định trục quay và cánh tay địn, tính chiều dài của cánh tay địn)
.Dặn dị:
- Học bài, làm bài tập 3, 4, 5 SGK và SBT.
- Chuẩn bị bài: " Qui tắc hợp lực song song cùng chiều"
- Ơn lại phép chia trong và chia ngồi khoảng cách giữa hai điểm.
Bài 19: