1. Quy tắc.
a. Ph t biểu: Muốn cho một vật có trục quay cố định ở trạng thái cân bằng, thì tổng các momen lực có xu hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ phải bằng tổng các momen lực có xu hướng làm vật quay ngược chiều kim đồng hồ.
b. Biểu thức: M1 M2
M1
, M2 lần lượt là momen lực có xu hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ và ngược chiều kim đồng hồ.
2. Chú ý: SGK
IV. Tổ chức c c ho t động nhận thức:
Ho t động 1: Ổn định lớp kiểm tra bài cũ
Ho t động của gi o viên Ho t động của hoc sinh - GV yêu cầu lớp trưởng ổn định lớp và
báo cáo sỉ số.
- Nêu câu hỏi và gọi hs lên bảng kiểm tra bài cũ:
+ Cho biết trọng tâm của một vật đồng chất và có dạng hình học đối xứng
+ Phát biểu quy tắc tổng hợp hai lực đồng quy? Điều kiện để một vật chịu tác dụng của ba lực không song song cân bằng?
Lớp trưởng ổn định lớp và báo cáo sỉ số cho gv.
- HS lên bảng kiểm tra bài cũ:
Ho t động 2: Đề xuất vấn đề cần nghiên cứu
Ho t động của gi o viên Ho t động của hoc sinh - GV: Cho học sinh trả lời câu hỏi để đặt
vấn đề vào bài. ( câu 31 trong bài tập)
GV: Cho học sinh quan sát hình và cho biết lực tác dụng của chú bé phải có đặc điểm gì mới có thể ngăn không cho bố chú đóng cửa lại?
- GV: Các em đều có nhận xét là tác dụng lực của chú bé phải ở xa trục quay hơn bố chú. Vậy theo các em thì tác dụng làm quay vật của lực còn tỉ lệ với những yếu tố nào? Đại lượng nào đặc trưng cho tác dụng làm quay vật của lực?
Để xác định chính xác ý kiến của em nào
- HS: có nhiều ý kiến
+ Lực tác dụng của chú bé phải xa bản lề hơn.
+ Lực tác dụng của chú bé phải xa trục quay hơn.
+ Lực tác dụng của chú bé phải gần mép ngoài cửa hơn
- HS: Đưa ra các ý kiến có thể là:
+ Độ lớn của lực và khoảng cách từ trục quay đến điểm đặt lực
+ Độ lớn của lực và khoảng cách từ trục quay đến giá của lực.
Ho t động của gi o viên Ho t động của hoc sinh đúng chúng ta làm tiến hành th nghiệm
sau.
Ho t động 3: Tìm hiểu cân bằng của một vật có trục quay cố định.
Ho t động4: Tìm hiểu kh i niệm momen lực
Ho t động của gi o viên Ho t động của hoc sinh Định hướng: Ở trên có bạn đã nhận xét
tác dụng làm quay của lực tỷ lệ với độ lớn F của lực tác dụng và khoảng cách từ
Ho t động của gi o viên Ho t động của hoc sinh - Hỏi: Điều gì sẽ xảy ra khi vật chịu tác
dụng của một lực.
- Hỏi: Hãy kể tên một số vật chỉ có thể quay quanh một trục cố định?
- Hỏi:Điều gì sẽ xảy ra với các vật đó khi chịu tác dụng của một lực? Trong điều kiện nào thì các vật đó đứng yên khi có nhiều lực tác dụng?
- Giới thiệu bộ th nghiệm đĩa mômen. Đĩa có thể quay quanh trục cố định.
- Hỏi: Trục quay của đi qua một vị tr rất đặc biệt của đĩa, vị tr đó là gì?
- Bố tr th nghiệm như hình 18.1 SGK.
- Hỏi: Nếu chỉ có một lực tác dụng vào đĩa thì đĩa sẽ như thế nào? Yêu cầu HS trình bày cụ thể đối với hai lực F1 và F2
- Nhận xét câu trả lời.
- Thông báo: Đĩa đứng yên là vì tác dụng làm quay của lực F1 cần bằng với tác dụng làm quay củaF2
- TL: Vật chuyển động có gia tốc - TL: cánh quạt, bánh xe...
- Hs chưa thể trả lời ngay được.
- Lắng nghe và quan sát GV giới thiệu.
- TL: trọng tâm
- Quan sát GV bố tr th nghiệm.
- TL: Nếu chỉ có một lực tác dụng vào đĩa thì đĩa sẽ quay quanh trục.
Nếu chỉ có F1 thì đĩa sẽ quay theo chiều kim đồng hồ, nếu chỉ có F2 thì đĩa quay theo ngược chiều kim đồng hồ.
- Ghi nhận kiến thức.
Ho t động của gi o viên Ho t động của hoc sinh điểm đặt của lực đến trục quay (gọi là l).
Vậy điều kiện cân bằng của một vật rắn chịu tác dụng của hai lực có thể diễn tả như thế nào?
GV có thể gợi ý thêm: Nếu ta nghĩ đến tích F.l thì điều kiện cân bằng sẽ được biểu diễn như thế nào?
GV: Thống nhất điều kiện là F1.l1= F2.l2
- GV: gợi ý, định hướng tiếp cho học sinh:
- Yêu cầu HS đọc độ lớn của hai lực F1 và F2.
- Tiến hành dùng thước xác định khoảng cách từ phương của lực đến trục quay.
- Yêu cầu HS lập tỉ lệ 1
2
F
F và 2
1
d d - Yêu cầu HS nhận xét kết quả.
- Nhận xét và kết luận: khi đĩa đứng yên thì
F1.d1 = F2.d2.
- Tiến hành thay đổi phương và độ lớn của F1để thấy được nếu vẫn giữ F1.d1 = F2.d2 thì đĩa vẫn đứng yên.
Các nhóm thực hiện thí nghiệm, thảo luận, báo cáo kết quả thí nghiệm vào phiếu học tập
* Tiến hành làm thí nghiệm với đĩa momen:
+ Đầu tiên dùng dây mảnh, nhẹ treo quả nặng có trọng lượng P1 ở A và không thay đổi.
+ Sau đó treo P2 ở điểm B thấy đĩa nằm cân bằng đúng như dự đoán.
+ Treo P3=P2 tại điểm C thì thấy đĩa không cân bằng (mặc dù l2 = l3 ).
Như vậy F1.l1= F2.l2 không phải là điều kiện để đĩa cân bằng.
- HS: Tiếp tục làm thí nghiệm kiểm tra giả thuyết mới, xử lý số liệu và rút ra kết luận, ghi vào phiếu học tập.
- Lập tỉ lệ
- Nhận xét: 1
2
F F = 2
1
d d
- Quan sát GV tiến hành th nghiệm và ghi nhận kiến thức.
- TL: Đĩa quay theo chiều tác dụng làm quay lớn hơn.
1 2
F F
2 1
d d
và
Ho t động của gi o viên Ho t động của hoc sinh - Hỏi: Hiện tượng gì xảy ra khi
1 1 2 2
F d F d và ngược lại? Làm TN kiểm chứng.
- Yêu cầu HS nhận xét gì về nghĩa vật l của t ch F.d?
- Thông báo: T ch F.d gọi là mômen lực, k hiệu là M. khoảng các d từ trục quay đến giá của lực gọi là cánh tay đòn của lực.
- Yêu cầu HS nêu định nghĩa và biểu thức mômen lực?
- Hỏi: Đơn vị mômen lực là gì?
-NX: T ch F.d đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực
- Ghi nhận kiến thức.
- TL: Momen lực đối với một trục quay là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực và được đo bằng t ch của lực với cánh tay đòn của nó.
MF d. - TL: N.m
Ho t động 5: Tìm hiểu điều kiện cân bằng của một v t có trục qua cố định ha qu tắc momen lực
Ho t động của gi o viên Ho t động của hoc sinh - Hỏi: Trong th nghiệm hình 18.1, F1d1
và F2d2 là momen lực làm cho vật quay theo chiều nào?
- Yêu cầu HS dựa vào định nghĩa momen lực cho biết điều kiện cân bằng của đĩa momen trong th nghiệm hình 18.1.
- Thông báo: Quy tắc momen lực còn áp dụng cho cả trường hợp vật không có trục quay cố định mà có trục quay tức thời.
- Giới thiệu v dụ hình 18.2 .
- Hỏi: Chiếc cuốc chịu tác dụng của các lực nào? Giải th ch sự cân bằng của chiếc cuốc?
- TL: F1d1 là momen lực làm cho vật quay theo chiều kim đồng hồ và F2d2 là momen lực làm cho vật quay theo ngược chiều kim đồng hồ
- TL: Muốn cho đĩa momen cân bằng thì momen lực làm vật quay theo chiều kim đồng hồ bằng momen lực làm vật quay theo ngược chiều kim đồng hồ.
- Ghi nhận kiến thức.
- Lắng nghe GV giới thiệu v dụ hình 18.2
- TL: Chiếc cuốc chịu tác dụng của hai lực F1 và F2. Chiếc cuốc ở trạng thái
Ho t động của gi o viên Ho t động của hoc sinh
- Hỏi: Khi thôi tác dụng lực F2 điều gì xảy ra?
- Nhận xét câu trả lời
cân bằng vì Momen lực của F1 cân bằng với momen của F2 tác dụng vào cuốc.
- TL: Chiếc cuốc quay quanh trục quay O đi qua điểm tiếp xúc của cuốc với mặt đất.
Ho t động 6: Củng cố và v n dụng
Ho t động của gi o viên Ho t động của hoc sinh
Câu 28,29 trong luận văn
Câu 28: Tại sao quả đấm cửa không đặt ở giữa cánh cửa mà đặt ở bên cạnh?
Câu 29: Tại sao kéo cắt tóc và kéo cắt giấy có chuôi ngắn lưỡi dài, còn kéo cắt tôn lại có chuôi dài và lưỡi rất ngắn?
Trả lời câu hỏi của giáo viên