Thí nghiệm 4 :
- Mục đích: Xác định điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của hai lực - Dụng cụ : Bìa cứng và nhẹ, hai ròng rọc, hai sợi dây , hai vật có khối lƣợng bằng nhau (hai lực kế).
- Tiến hành: Móc hai lực kế vào vật, quan sát đặc điểm của hai lực khi vật rắn ở trạng thái cân bằng.
- Kết luận: Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực là hai lực đó phải cùng giá, cùng độ lớn và ngƣợc chiều (hai lực trực đối).
Hình 2.5. Thí nghiệm xác định điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của hai lực
Thí nghiệm 5:
- Mục đích: Biết cách xác định trọng tâm của một vật mỏng, phẳng.
- Dụng cụ : Một chân đế, một thanh trụ, một gia trọng, một sợi dây, những tấm phẳng có hình dạng bất kỳ và có hình dạng đặc biệt (hình chữ nhật, hình vuông, hình tròn, vành tròn).
- Tiến hành:
+ Bƣớc 1: Buộc dây vào một điểm A trên vật rồi treo lên. Vẽ đƣờng AB đi qua sợi dây.
+ Bƣớc 2: Buộc dây vào một điểm C, tƣơng tự vẽ một đƣờng CD đi qua sợi dây.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Hình 2.6. Thí nghiệm về cách xác định trọng tâm của một vật mỏng, phẳng
Thí nghiệm 6.
- Mục đích: Xác định điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của ba lực không song song.
- Dụng cụ : Hai lực kế, một vật phẳng mỏng đã biết trọng tâm, một dây dọi. - Tiến hành: + Treo vật có trọng lƣợng P bằng lực kế F , dùng phấn vẽ P và F theo tỉ lệ xích nhất định. Vật ở trạng thái cân bằng thì P F 0 + Thay F bằng hai lực F1 và F2
sao cho vật giữ nguyên vị trí cũ, khi đó dùng phấn vẽ F1
và F2
theo tỉ lệ xích nhất định.
+ Dùng quy tắc tổng hợp của hai lực có giá đồng quy để tìm hợp lực F'
của F1 và F2 + So sánh F' và F - Kết luận: ' F F 1 2 0 P F F
=> Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực không song song: + Ba lực đó phải có giá đồng phẳng và đồng quy.
+ Hợp lực của hai lực phải cân bằng với lực thứ ba.
Hình 2.7. Thí nghiệm xác định điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của ba lực không song song.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Học sinh đang thiết kế thí nghiệm 4, 5, 6
Hình 2.8. Nhóm 1 thiết kế thí nghiệm 4 Hình 2.9. Nhóm 2 thiết kế thí nghiệm 5 Hình 2.10. Nhóm 3 thiết kế thí nghiệm 6 Thí nghiệm 7:
- Mục đích: Xác định điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân đế
- Dụng cụ: Một khung gỗ hình hộp chữ nhật, khung có thể di chuyển dễ dàng, ở trọng tâm của khung đƣợc treo một quả rọi.
- Tiến hành: Đặt khung gỗ lên mặt bàn, dịch chuyển khung gỗ nghiêng đi (Hình 2.11). Quan sát khi nào khung gỗ bị lật?
- Kết luận:
Khi trọng tâm của vật rơi ra khỏi mặt chân đế thì khối gỗ bị lật =>Điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân đế: giá của trọng lực phải đi qua mặt chân đế (hay trọng tâm “rơi” trên mặt chân đế).
Hình 2.11. Dụng cụ thí nghiệm về điều kiện cân bằng của vật có mặt chân đế
Thí nghiệm 8
- Mục đích: Xác định điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân đế - Dụng cụ: Hai khối gỗ có thể khớp với nhau
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
- Tiến hành: Đặt một khối gỗ lên mặt bàn, khối gỗ cân bằng, khi khớp khối gỗ thứ hai lên khối thứ nhất thì hệ hai khối gỗ không cân bằng.
- Kết luận: Khi trọng tâm của vật rơi ra khỏi mặt chân đế thì khối gỗ bị lật =>Điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân đế: giá của trọng lực phải đi
qua mặt chân đế (hay trọng tâm “rơi” trên mặt chân đế).
Hình 2.12. Xác định điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân đế
Thí nghiệm 9:
- Mục đích: Giới thiệu các dạng cân bằng của vật rắn
- Dụng cụ: Một bảng bằng gỗ, trên bảng có gắn hai thanh gỗ hình chữ nhật, một thanh có trục quay ở đầu, một thanh có trục quay đi qua trọng tâm.
- Tiến hành:
Trƣờng hợp hình 2.14a : điều chỉnh cho thanh gỗ đứng yên, lấy tay đẩy nhẹ vào thanh và quan sát hiện tƣợng.
Trƣờng hợp hình 2.14b: Cầm đầu dƣới thanh gỗ kéo sang bên một chút. Buông tay ra khỏi thanh và quan sát hiện tƣợng.
Trƣờng hợp hình 2.14c: Đặt thanh ở các vị trí quan sát khác nhau và quan sát hiện tƣợng.
- Kết luận:
+ Ở hình 2.14a: trọng tâm nằm trên trục quay , khi đẩy thanh ra khỏi vị trí cân bằng nó không về vị trí cũ nữa. Cân bằng là không bền.
+ Ở hình 2.14b: trọng tâm nằm dƣớc trục quay, khi đẩy thanh ra khỏi vị trí cân bằng nó trở về vị trí cân bằng nhƣ cũ. Cân bằng là bền.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
+ Ở hình 2.14c: trọng tâm nằm ở trục quay. Đặt thanh gỗ ở vị trí nào thì nó
đứng yên ở vị trí đó. Cân bằng là phiếm định.
a b c
Hình 2.13. Thí nghiệm về các dạng cân bằng của vật rắn
Hình 2.14. Bàn phương án thiết kế
Hình 2.15. Tìm nguyên vật liệu
Hình 2.16. Tham gia gia công
Hình ảnh học sinh tham gia cải tiến, thiết kế thí nghiệm 7, 8, 9.