I. Phép đo các đạilượng vật lý Hệ đơn vị SI:
CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CĨ MẶT CHÂN ĐẾ
I.Mục tiêu: 1.Về kiến thức:
-Phân biệt được các dạng cân bằng: bền, khơng bền và cân bằng phiếm định.
-Phát biểu được được điều kiện cân bằng của một vật cĩ mặt chân đế.
2.Về kỹ năng:
-Xác định được dạng cân bằng của vật.
-Xác định được mặt chân đế của một vật đặt trên một mặt phẳng đỡ.
-Vận dụng được điều kiện cân bằng của một vật cĩ mặt chân đế trong việc giải các bài tập.
-Biết cách làm tăng mức vững vàng của cân bằng.
II.Chuẩn bị: Giáo viên:
-Các thí nghiệm theo hình 20.2, 20.3, 20.4 và 20.6 SGK:
Học sinh:
-Ơn lại kiến thức về momen lực.
III.Phương pháp: Nêuvấn đề, thảo luận nhĩm
IV.Tiến trình dạy học: 1)Ổn định: Kiểm diện
2)Kiểm tra:
3)Hoạt động dạy – học:
.Hoạt động 1: Phân biệt ba dạng cân bằng.
Hoạt động của HS Trợ giúp của GV Nội dung
.Do ở cả 3 trường hợp trọng lực của thước cĩ giá đi qua trục quay nên cĩ momen bằng khơng, do đĩ trọng lực khơng cĩ tác dụng
Đặt vẫn đề: Qua các bài học trước ta đã biết một vật ở trạng thái cân bằng khi điều kiện cân bằng được thỏa mãn. Nhưng liệu trạng trạng thái cân bằng của các vật khác nhau cĩ giống nhau khơng ? Trong bài này ta sẽ nghiên cứu để tìm ra tính chất khác nhau của các trạng thái cân bằng hay các dạng cân bằng.
.Để thước ở 3 vị trí cân bằng theo 3 hình 20.2, 20.3 và 20.4 SGK.
.Giải thích tại sao thước đứng yên ? (Áp dụng qui tắc momen để giải thích)
làm quay thước nên thước ở trạng thái cân bằng.
.Khi bị lệch thước sẽ quay ra xa vị trí cân bằng. Vì khi bị lệch thì trọng tâm cĩ giá khơng đi qua trục quay, gây ra momen làm thước quay theo chiều ra xa vị trí ban đầu.
.Là khi bị lệch khỏi VTCB vật khơng tự trở về vị trí ban đầu.
.Khi bị lệch thước sẽ quay về vị trí cân bằng. Vì khi bị lệch thì trọng tâm cĩ giá khơng đi qua trục quay, gây ra momen làm thước quay theo chiều trở về vị trí ban đầu.
.Là khi bị lệch khỏi VTCB vật tự trở về vị trí ban đầu.
.Khi bị lệch thước sẽ tiếp tục đứng yên ở vị trí mới và giá của trọng lực luơn đi qua trục quay.
.Khi bị lệch khỏi VTCB vật luơn đứng yên ở vị trí mới.
.Trở lại TN 20.2 nếu chạm nhẹ vào thước cho thước lệch đi một chút thì hiện tượng xảy ra ntn, giải thích ?
.Do tính chất này nên việc giữ cho vật cân bằng rất khĩ, nên ta gọi dạng cân bằng này là cân bằng khơng bền.
.Thế nào là cân bằng khơng bền ?
.Ở TN 20.3 nếu chạm nhẹ vào thước cho thước lệch đi một chút thì hiện tượng xảy ra ntn, giải thích ?
.Do tính chất này nên khơng dễ làm cho thước lệch khỏi VTCBù, nên ta gọi dạng cân bằng này là cân bằng bền.
.Thế nào là cân bằng bền ?
.Ở TN 20.4 nếu chạm nhẹ vào thước cho thước lệch đi một chút thì hiện tượng xảy ra ntn, giải thích ?
.Do vật đứng yên tại mọi vị trí, nên ta gọi dạng cân bằng này là cân bằng phiếm định.
.Thế nào là cân bằng phiếm định ? 1.Cân bằng khơng bền: Là cân bằng mà khi vật bị lệch ra khỏi VTCB thì vật khơng tự trở về vị trí ban đầu 2.Cân bằng bền: Là cân bằng mà khi vật bị lệch ra khỏi VTCB thì vật tự quay về vị trí ban đầu
3.Cân bằng phiếm đinh:
Là cân bằng mà khi vật bị lệch VTCB, thì vật tiếp tục cân bằng ở vị trí mới này.
.Hoạt động 2: Tìm nguyên nhân gây nên các dạng cân bằng khác nhau.
.Do tác dụng của trọng lực.
.Cân bằng khơng bền: trọng tâm ở vị trí cao nhất; cân bằng bền: trọng tâm ở vị trí thấp nhất; cân bằng phiếm định: trọng tâm ở
.Nguyên nhân nào gây nên các dạng cân bằng khác nhau ?
Gợi ý: Nguyên nhân làm vật quay ra xa hay trở về vị trí ban đầu là gì ?
.So sánh điểm đặt của trọng lực hay trọng tâm của vật của vật trong 3 trường hợp ?
vị trí khơng đổi.
Hoạt động 3: Tìm hiểu điều kiện cân bằng của một vật cĩ mặt chân đế.
.Đọc SGK, nêu định nghĩa mặt chân đế.
.Hồn thành yêu cầu C1.
.Tại vị trí 1, 2, 3 giá của trọng lực đi qua mặt chân đế, vật cân bằng. Tại vị trí 4 giá của trọng lực khơng đi qua mặt chân đế, vật bị ngã.
.Giá của trọng lực phải đi qua mặt chân đế.
.Yêu cầu HS đọc SGK để tìm hiểu khái niệm mặt chân đế là gì ? .Ví dụ: Cái cốc đặt trên bàn, bàn, ghế trên sàn nhà: cĩ mặt chân đế là phần nào ? .Hồn thành yêu cầu C1 ? .Nhận xét vị trí giá của trọng lực so với mặt chân đế trong mỗi trường hợp ?
.Vậy điều kiện cân bằng của một vật cĩ mặt chân đế là gì ?
II.Cân bằng của một vật cĩ mặt chân đế:
1.Mặt chân đế:
Mặt chân đế là hình đa giác lồi nhỏ nhất bao bọc tất cả các diện tích tiếp xúc.
2.Điều kiện cân bằng:
Điều kiện cân bằng của một vật cĩ mặt chân đế là giá của trọng lực phải xuyên qua mặt chân đế (hay trọng tâm rơi trên mặt chân đế).
.Hoạt động 4: Nghiên cứu mức vững vàng của cân bằng.
.Ở vị trí 3 lực tác dụng nhỏ nhất rồi đến vị trí 2, 1. Do đĩ mức vững vàng nhất lần lượt là vị trí 1, 2, 3.
.Phụ thuộc vào độ cao của trọng tâm và diện tích mặt chân đế.
.Hạ thấp vị trí trọng tâm và tăng diện tích mặt chân đế.
.Ơ to chất hàng cao làm trong tâm bị nâng cao. Khi đi qua đường nghiêng làm mặt chân đế bị thu hẹp. Do đĩ giá của trọng tâm đi qua gần mép mặt chân đế nên ơ tơ dễ bị đổ.
.Các trạng thái cân bằng khơng chỉ khác nhau về dạng mà cịn khác nhau về mức vững vàng
.Lần lượt tác dụng lực theo phương ngang cho đến khi hộp đỗ.
.Hãy nhận xét tính vững vàng trong 3 trường hợp dựa vào độ lớn lực tác dụng ?
.Mức vững vàng phụ thuộc vào các yếu tố nào ?(So sánh vị trí trọng tâm và diện tích mặt chân đế)
.Muốn tăng mức vững vàng của cân bằng ta làm thế nào ?
.Hồn thành yêu cầu C2 ? Gợi ý : chiều cao ảnh hường đến vị trí trọng tâm, khi xe qua đường nghiêng thì cài gì thay đổi ? trong con lật đật phần đáy cĩ khối lượng rất lớn so với phần
3.Mức vững vàng của cân bằng.
Mức vững vàng của cân bằng được xác định bởi độ cao của trọng tâm và diện tích của mặt chân đế. Muốn tăng mức vững vàng thì hạ thấp trọng tâm và tăng diện tích mặt chân đế.
Ở đáy con lật đật nặng nên trọng tâm bị hạ thấp, do đĩ nĩ khĩ rơi ra khỏi mặt chân đế nên con lật đật khơng thể đổ.
cịn lại.
.Hoạt động 5: Củng cố, dặn dị:
.Củng cố:
-Cĩ 3 dạng cân bằng: khơng bền, bền và phiếm định, vị trí trọng tâm của từng dạng.
-Điều kiện cân bằng của một vật cĩ mặt chân đế.
-Mức vững vàng của cân bằng.
.Dặn dị:
-Học bài, làm bài tập 4, 5, 6 SGK và bài tập tong SBT.
-Chuẩn bị bài: " Chuyển động tịnh tiến cảu vật rắn. Chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định"
Tuần: 17 – Tiết : 33 – Ngày soạn: 03 – 01 – 09.
Bài 21:
CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA VẬT RẮNCHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN