I. Phép đo các đạilượng vật lý Hệ đơn vị SI:
Bài 22: NGẪU LỰC
I.Mục tiêu: 1.Về kiến thức:
-Phát biểu được định nghĩa ngẫu lực và nêu một số ví dụ về ngẫu lực trong thực tế và kĩ thuật.
-Viết được cơng thức tính và nêu được đặc điểm momen của ngẫu lực.
2.Về kỹ năng:
-Vận dụng được khái niệm ngẫu lực để giải thích một số hiện tượng vật lý thường gặp trong đới sống và kĩ thuật.
-Vận dụng được cơng thức tính momen của ngẫu lực để giải các bài tập trong SGK và các bài tập tương tự.
II.Chuẩn bị: Giáo viên:
-Dụng cụ tạo ngẫu lực: chai có nắp vặn, tuanơvít.
Học sinh:
-Ơn lại mơmen lực.
III.Phương pháp: Nêu vấn đề, thảo luận nhóm IV.Tiến trình dạy học:
1)Ổn định: Kiểm diện
2)Kiểm tra: Momen lực có tác dụng thế nào đối với một vật quay quanh một trục ?
Mức quán tính của một vật quay quanh một trục phụ thuộc những yếu tố nào ?
3)Hoạt động dạy – học:
.Hoạt động 1: Làm quen với khái niệm ngẫu lực. Đặt ra vấn đề cần nghiên cứu.
Hoạt động của HS Trợ giúp của GV Nội dung
.Khơng tìm được hợp lực vì
khơng tìm được vị trí giá của hợp lực.
.Cá nhân HS cho ví dụ.
.Phát biểu qui tắc hợp lực
song song và vận dụng qui tắc để tìm hợp hai lực song song ngược chiều có độ lớn bằng nhau ?
.Hệ hai lực như vậy gọi là
ngẫu lực (là trường hợp đặc biệt duy nhất của hai lực song song khơng thể tìm được hợp lực).
.Nêu một số ví dụ ngẫu lực
thường gặp ?
.Vậy ngẫu lực có ảnh hưởng
như thế nào đối với vật rắn ?
I.Ngẫu lực :
Hệ hai lực song song, ngược chiều, có độ lớn bằng nhau cùng tác dụng vào một vật gọ là ngẫu lực.
.Hoạt động 2: Tìm hiểu tác dụng của ngẫu lực đối với một vật rắn. .Khi chịu tác dụng của ngẫu
lực thì vật chuyển động quay.
.GV làm TN tác dụng ngẫu
.Vật sẽ quay quanh trục đi
qua trọng tâm và vng góc với mp chứa ngẫu lực.
.Vật sẽ quay quanh trục
quay.
.Để trục quay không bị biến
dạng thì phải đặt trục quay đi qua trọng tâm của vật.
quan sát chuyển động của vật ?
.Chuyển động quay của các
vật khác nhau dưới tác dụng của ngẫu lực có giống nhau khơng !
.Yêu cầu HS đọc mục II.1
SGK để trả lời.
.Cho biết tác dụng của ngẫu
lực đối với vật khơng có trục quay cố định ?
.Như vậy ngẫu lực không
gây ra gia tốc cho trục quay nghĩa là có trục quay cũng như khơng có.
.Nếu vật có trục quay cố
định vng góc với mp chứa ngẫu lực nhưng không đi qua trọng tâm thì sao ?
.Khi vật quay trọng tâm của
vật cũng sẽ quay quanh trục quay. Trục quay phải tạo r alực liên kết để truyền cho trục quay một gia tốc hướng tâm, theo định luật III Niutơn vật cũng sẽ tác dụng trở lại trục quay một lực. Nếu vật quya càng nhanh thì lực tương tác càng lớn làm trục quay có thể bị cong, gãy.
.Ý nghĩa thực tiễn trong việc
nghiên cứu tác dụng của ngẫu lực đối với vật rắn ?
1)Trường hợp vật khơng có trục quay cố định:
Khi chịu tác dụng của ngẫu lực vật sẽ quay quanh một trục đi qua trọng tâm và vng góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực.
2)Trường hợp vật có trục quay cố định.
Nếu trục quay khơng đi qua trọng tâm thì trọng tâm sẽ quay quanh trục quay. Khi đó vật có xu hướng li tâm nên tác dụng lực vào trục quay. Nếu vật quay càng nhanh lực tác dụng càng lớn có thể làm gãy trục quay.
.Ứng dụng: khi chế tạo các
bộ phận quay thì phải làm trục quay đi qua trọng tâm.
.Hoạt động 3: Tính momen của ngẫu lực. .Cá nhân HS tính. Một HS
lên bảng trình bày. M = F1d1 + F2d2 = F1(d1 + d2)
.Hồn thành u cầu C2.
.Hãy tính momen của ngẫu
lực đối với một trục quay vng góc mặt phẳng chứa ngẫu lực bằng cách tính momen của từng lực đối với trục quay ?
.Tác dụng làm quay của 2
momen của 2 lực có chiều ntn ?
.Momen của ngẫu lực = ? .Thơng báo: M = Fd
d = d1 + d2 gọi là cánh tay địn.
.Hồn thành u cầu C2 ?
3)Mơmen ngẫu lực: M = F.d
Trong đó:
F: độ lớn của mỗi lực (N) d: khoảng cách giữa hai giá của hai lực gọi là cánh tay đòn (m)
Củng cố: Khái niệm ngẫu lực. Tác dụng của ngẫu lực. Cơng thức tính momen ngẫu lực. Đọc phần
ghi nhớ SGK.
Vận dụng:Làm bài tập 4, 5 SGK.
Câu 1: Một ngẫu lực (F,F') Tác dụng vào một thanh cứng như hình.
Mơmen ngẫu lực tác dụng vào thanh đối với trục O là bao nhiêu ? A.(Fx + Fd) B.(Fd - Fx) C.(Fx - Fd) D.Fd
Câu 2: Hai lực của một ngẫu lực có độ lớn F = 10N. Cánh tay địn của ngẫu lực d = 50cm. Mômen
của ngẫu lực là:
A.500 N.m B.50N.m C.5 N.m D.100 N.m
Dặn dò: Làm bài tập 6 SGK và các bài tập trong SBT
Chuẩn bị tiết sau sửa bài tập.
x d
BF F A B O F B
Tuần:18 – Tiết : 36 – Ngày dạy: 13 – 01 - 07
BÀI TẬP
I.Mục tiêu: 1.Về kiến thức:
-Củng cố kiến thức về ngẫu lực: cơng thức tính momen ngẫu lực.
2.Về kỹ năng:
-Vận dụng được cơng thức tính momen của ngẫu lực để giải các bài tậpï.
-Rèn luyện kỹ năng xác định độ lớn của cánh tay đòn.
II.Chuẩn bị: Giáo viên:
-Giao bài tập cho HS giải trước. Phương pháp giải các bài tập về ngẫu lực.
Học sinh:
-Giải trước bài tập: 6 SGK, 22.3 SBT.
IV.Tiến trình dạy học: 1)Ổn định: Kiểm diện 2)Kiểm tra:
Câu 1: Hai lực của một ngẫu lực có độ lớn F = 20N. Cánh tay địn của ngẫu lực d = 25cm. Mơmen của ngẫu lực là:
A.500 N.m B.50N.m C.5 N.m D.100 N.m
Câu 2: Một ngẫu lực gồm 2 lực F1 và F2 có độ lớn F1 = F2 = F và cánh tay địn d. Mơmen của ngẫu lực này là:
A.(F1 - F2)d B.2Fd C.Fd D.Chưa biết, phụ thuộc vị trí trục quay
3)Hoạt động dạy – học:
.Hoạt động 1: Giải bài tập 6 trang 118 SGK.
Hoạt động của HS Trợ giúp của GV Nội dung
Công thức: M = F.d
F : độ lớn của mỗi lực (N) d:khoảng cách giữa hai giá của hai lực gọi là cánh tay đòn (m)
Vẽ cánh tay đòn. d = AB
M = F.AB
Vẽ cánh tay đòn.
Yêu cầu HS nhắc lại cơng thức tính momen của ngẫu lực ? Ý nghĩa, đơn vị từng đại lượng ?
Gọi Hs đọc, tóm tắt đề.
Yêu cầu HS xác định cánh tay địn của ngẫu lực ? Cánh tay địn d có giá trị ntn ? Tính momen ngẫu lực ? Tóm tắt: AB = 4,5 cm = 0,045m FA = FB = 1N M = ? a)
Momen của ngẫu lực: M = F.d = F.AB = 1.0,045 =0,045 Nm
b)
A d α A F O d = ABcos300 M = F.AB cos300
Yêu cầu HS xác định cánh tay đòn của ngẫu lực ?
Cánh tay địn d có giá trị ntn ? Tính momen ngẫu lực ?
Cánh tay đòn của ngẫu lực: d = ABcosα = ABcos300
Momen của ngẫu lực: M = F.d = F.AB cos300 = 1.0,045.
2
3= 0,039 Nm
.Hoạt động 2: Giải bài tập 6 trang 118 SGK.
Vẽ cánh tay đòn. d = AB M = F.AB Vẽ cánh tay đòn. d = ABcos300 M = F.AB cos300 Vẽ cánh tay đòn. d = 2 AB M = F. 2 AB Gọi Hs đọc, tóm tắt đề, vẽ hình.
u cầu HS xác định cánh tay đòn của ngẫu lực ?
Cánh tay địn d có giá trị ntn ? Tính momen ngẫu lực ?
Yêu cầu HS xác định cánh tay đòn của ngẫu lực ?
Cánh tay địn d có giá trị ntn ? Tính momen ngẫu lực ?
Vẽ cánh tay đòn. d = ABcos300
M = F.AB cos300
Yêu cầu HS xác định cánh tay đòn của ngẫu lực ?
Cánh tay địn d có giá trị ntn ? Tính momen ngẫu lực ?
.Hoạt động 3: Củng cố, dặn dò.
Củng cố: Cơng thức tính momen ngẫu lực: M = F.d
Chú ý: Cánh tay đòn là khoảng cách giữa 2 giá của 2 lực (là đoạn thẳng vng góc nối 2 giá
của 2 lực)
Dặn dò: Xem lại các bài tập đã giải.
Tiết sau chuẩn bị sửa bài tập chương III: ôn lại công thức về momen lực, ngẫu lực
Duyệt của tổ trưởng
Tuần: 19 – Tiết : 38 – Ngày dạy: 16 – 01 – 07.