Cân bằng của một vật rắn chịu tác dụng của hai lực và của ba lực có giá đồng qui không song song.. Yêu cầu học sinh xác định trọng tâm của một số vật đồng chất có dạng hình học đối xứng.
Trang 1Chủ đề 3 : SỰ CÂN BẰNG CỦA VẬT RẮN (4 tiết)
MỤC TIÊU
Hướng dẫn cho học sinh hiểu rỏ các nội dung chính sau đây :
1 Cân bằng của một vật rắn chịu tác dụng của hai lực và của ba lực có giá đồng qui (không song song) Qui tắc tổng hợp hai lực đồng qui
2 Cân bằng của vật rắn có trục quay cố định Qui tắc mômen
3 Cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của hai lực song song cùng chiều Qui tắc tổng hợp hai lực song song cùng chiều
Giải thích thêm để học sinh nắm được một số khái niệm cơ bản về cân bằng của vật rắn
Tiết 9 – 10 : CÂN BẰNG CỦA VẬT RẮN KHÔNG QUAY
Tiết 1
Hoạt động 1 (20hút) : Tìm hiểu một số khái niệm cơ bản về vật rắn
Hoạt động của giáo
viên
Hoạt động của học sinh Bài giải
I Một số khái niệm về vật
Trang 2Giới thiệu khái niệm
vật rắn
Yêu cầu học sinh nhắc
lại khái niệm trọng tâm
Yêu cầu học sinh xác
định trọng tâm của một
số vật đồng chất có dạng
hình học đối xứng
Làm thí nghiệm treo
vật vào lực kế, thay đổi
độ dài của dây treo để
cho học sinh rút ra kết
luận
Yêu cầu học sinh nhắc
lại sự tổng hợp lực
Ghi nhận khái niệm
Nêu khái niệm trọng tâm
Xác định trọng tâm của một số vật do thầy cô đưa ra
Quan sát thí nghiệm và rút ra kết luận
Nêu sự tổng hợp lực
rắn
1 Vật rắn
Những vật có kích thước đáng kể và không bị biến dạng khi chịu tác dụng của các ngoại lực gọi là vật rắn
Điểm đặt của trọng lực tác dụng lên vật rắn gọi là trọng tâm của vật rắn
Với các vật rắn đồng chất
và có dạng hình học đối xứng thì trọng tâm của vật rắn nằm tại tâm đối xứng
2 Đặc điểm của lực tác dụng đặt vào vật rắn
+ Tác dụng của lực đặt vào vật rắn không bị thay đổi khi dịch chuyển điểm đặt của lực dọc theo giá của lực
+ Có thể thay thế nhiều lực tác dụng lên vật rắn bằng
Trang 3Yêu cầu học sinh nhắc
lại sự phân tích lực
Yêu cầu học sinh nêu
tác dụng của lực làm vật
chuyển động tịnh tiến và
làm vật quay
Yêu cầu học sinh nêu
khái niệm các lực đồng
qui
Yêu cầu học sinh nêu
khái niệm các lực song
song
Nêu sự phân tích lực
Nêu tác dụng của lực làm vật chuyển động tịnh tiến và làm vật quay
Cho biết các lực như thế nào gọi là lực đồng qui
Yêu cầu học sinh nêu khái niệm các lực song song
một lực, đó là phép tổng hợp lực
+ Có thể thay thế một lực tác dụng lên vật rắn bằng nhiều lực, đó là phép phân tích lực
+ Nếu giá của hợp lực đi qua trọng tâm của vật rắn thì hợp lực này sẽ làm cho vật rắn chuyển động tịnh tiến Còn nếu giá của hợp lực tác dụng lên vật rắn không đi qua trọng tâm của vật rắn thì sẽ làm co vật rắn quay quanh một trục nào
đó
+ Các lực đồng qui là các lực tác dụng và vật rắn mà giá của chúng đi qua một điểm
+ Các lực mà giá của chúng song song với nhau gọi là các lực song song
Trang 4Hoạt động 2 (20 phút) : Tìm hiểu điều kiện cân bằng của vật rắn không quay
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học
sinh
Nội dung cơ bản
Đưa ra một số thí dụ về
vật cân bằng khi chịu tác
dụng của hai lực
Làm thí nghiệm cho hs
quan sát
Yêu cầu hs rút ra kết
luận
Chỉ ra hai lực tác dụng lên vật và nhận xét về hai lực đó
Quan sát thí nghiệm
và rút ra kết luận
II Cân bằng của vật rắn không quay
1 Điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của hai lực
Điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của hai lực là hai lực đó phải cùng cùng giá, cùng độ lớn
và ngược chiều nhau
2 Điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của
Trang 5Làm thí nghiệm cho hs
quan sát
Yêu cầu hs rút ra kết
luận
Quan sát thí nghiệm
và rút ra kết luận
ba lực
Điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của ba lực là ba lực đó phải có giá đồng phẵng, đồng qui đồng thời hợp lực của hai lực phải cùng giá, cùng độ lớn nhưng ngược chiều với lực thứ ba
Hoạt động 3 (5 phút) : Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Yêu cầu học sinh tóm tắt lại những
kiến thức đã học trang bài
Yêu cầu học sinh về nhà xem trước
cách giải các bài tập cân bằng
Tóm tắt những kiến thức đã học trong bài
Ghi nội dung những vấn đề cần xem trước
Tiết 2
Hoạt động 1 (5 phút) : Kiểm tra bài cũ : Nêu điều kiện cân bằng của vật rắn khi
chịu tác dụng của hai lực, ba lực
Trang 6Hoạt động 2 (35 phút) : Giải các bài tập
Hoạt động của giáo
viên
Hoạt động của học
sinh
Bài giải
Yêu cầu học sinh vẽ
hình, xác định các lực
tác dụng lên vật
Hướng dẫn để học
sinh phân tích lực P3
thành hai lực nằm trên
hai phương của hai sợi
dây
Hướng dẫn để học
sinh áp dụng hệ thức
lượng trong tam giác từ
đó tíng ra góc
Vẽ hình, xác định các lực tác dụng lên vật
Phân tích lực P3thành hai lực thành phần trên hai phương của hai sợi dây
Ap dụng hệ thức lượng trong tam giác từ
đó tính ra góc
Bài 1 trang 40
Phân tích lực P3thành hai lực F1 và F2 nằm dọc theo phương của hai sợi dây treo
Vì vật ở trạng thái cân bằng nên : F1 = P1 ; F2 = P2 Ap dụng hệ thức lượng trong tam giác thường ta có :
P2 = P1
2
+ P2 2
+ 2P1P2cos
cos =
2 1
2 2 2 1 2
2
) (
P P
P P
P
=
5 3 2
) 5 3 (
72 2 2
= 0,5
= 60o
Bài 2 trang 40
Đầu A của sợi dây chịu tác
Trang 7Yêu cầu học sinh vẽ
hình và xác định các
lực tác dụng lên đầu A
của sợi dây
Yêu cầu học sinh viết
điều kiện cân bằng
Hướng dẫn để học
sinh chiếu phương trình
cân bằng lên các trục từ
đó giải hệ phương trình
để tính ra góc
Vẽ hình, xác định các lực tác dụng lên đầu A của sợi dây
Viết phương trình cân bằng
Viết các phương trình chiếu
Giải hệ phương trình
dụng của 3 lực : Trọng lực P
lực kéo F và lực căng T của sợi dây
Điều kiện cân bằng : P+F+
T = 0
Chiếu lên phương thẳng đứng, chọn chiều dương từ dưới lên ta có :
T.cos - P = 0 (1)
Chiếu lên phương ngang, chọn chiều dương cùng chiều với F ta có :
F – T.sin = 0 (2)
Từ (1) và (2) suy ra :
tan =
10
8 , 5
P
F
= 0,58
= 30o
Bài 3 trang 41
Đầu O của chiếc cọc chịu
Trang 8Yêu cầu học sinh vẽ
hình và xác định các
lực tác dụng lên đầu O
của chiếc cọc
Hướng dẫn để học
sinh căn cứ vào hình vẽ
để tính F3 và góc
để tính góc
Vẽ hình, xác định các lực tác dụng lên đầu O của chiếc cọc
Dựa vào hình vẽ xác định lực F3
Dựa vào hình vẽ xác định góc
tác dụng của 3 lực : F1 hướng nằn ngang, áp lực 2
F hướng thẳng đứng lên và lực căng
3
F hướng nghiêng xuống hợp với mặt đất góc Ta có :
2 2
F
= 291 (N)
tan =
150
250 1
2
F
F
= 1,67 =>
= 59o
Trang 9
Hoạt động 3 (5 phút) : Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Yêu cầu học sinh nêu phương pháp
giải bài tập dạng cân bằng của vật rắn
chịu tác dụng của nhiều lực
Nêu phương pháp giải bài toán cân bằng của vật rắn
IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY
