Giáo án tự chọn vật lý 10 cơ bản

Lý giải để học sinh hiểu rỏ, phát biểu đúng được định nghĩa, viết đúng được các biểu thức của : Quãng đường đi, tốc độ trung bình, vận tốc, gia tốc trong chuyển động thẳng và trong chuyể

Trang 1

 Giáo án Vật lý 10 – Phần tự chọn bám sát  Biên soạn : Dương Văn Đổng – Trường THPT Bùi Thị Xuân – Bình Thuận  Trang 1

Chủ đề 1 : ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM (4 tiết)

MỤC TIÊU

1 Lý giải để học sinh hiểu rỏ, phát biểu đúng được định nghĩa, viết đúng được các biểu thức của : Quãng đường

đi, tốc độ trung bình, vận tốc, gia tốc trong chuyển động thẳng và trong chuyển động thẳng đều

2 Lý giải để học sinh hiểu rỏ, viết đúng được phương trình chuyển động và các công thức tính quãng đường củachuyển động thẳng đều và chuyển động thẳng biến đổi đều

3 Lý giải để học sinh hiểu rỏ, phát biểu đúng được định nghĩa đồng thời xác định được trên hình vẽ : Véc tơ vậntốc, véc tơ gia tốc hướng tâm của chất điểm chuyển động tròn đều

4 Giải được một số bài toán cơ bản về chuyển động của chất điểm

Tiết 1 : CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU – VẬN TỐC TRUNG BÌNH CỦA CHUYỂN ĐỘNG THẲNG Hoạt động 1 (15 phút) : Kiểm tra bài cũ và tóm tắt kiến thức.

+ Vị trí M của chất điểm tại một thời điểm t trên quỹ đạo thẳng : x = OM

+ Quảng đường đi : s = MoM = x – xo

+ Tốc độ trung bình :

t

s s

s

+ + +

2 1

+ Chuyển động thẳng đều : Là chuyển động động thẳng có tốc độ trung bình như nhau trên mọi quãng đườngđi

+ Vận tốc của chuyển động thẳng đều : Là đại lượng đại số kí hiệu v có giá trị tuyệt đối bằng tốc độ củachuyển động thẳng đều, có giá trị dương khi vật chuyển động theo chiều dương và có giá trị âm khi vật chuyểnđộng ngược chiều dương mà ta chọn

+ Phương trình của chuyển động thẳng đều : x = xo + s = xo + vt

+ Đồ thị toạ độ – thời gian của chuyển động thẳng đều : Là một đường thẳng có hệ số góc bằng v

Hoạt động 2 ( 30 phút) : Giải các bài tập.

Yêu cầu học sinh viết công thức

tính tốc độ trung bình trên cả

hành trình

Hướng dẫn đê học sinh xác định

t1 và t2

Yêu cầu học sinh thay số, tính

Yêu cầu học sinh viết công thức

tính tốc độ trung bình trên cả

2 1

2 2

v

s v s

s t

2 12

v v

+

=

60 40

60 40 2

3 2 1

3 3

v

s v

s v s

s t

t t

s

+ +

= + +

=

1 3 3 2 2 1

3 2 13

v v v v v v

v v v

+ +

=

30 50 50 40 40 30

50 40 30 3

+

= 38,3 (km/h)

Bài 2.15

Trang 2

Hướng dẫn để học sinh viết công

thức tính đường đi và phương trình

chuyển động của xe máy và ôtô

theo trục toạ độ và gốc thời gian

đã chọn

Hướng dẫn để học sinh vẽ đồ thị

toạ độ – thời gian của ôtô và xe

máy trên cùng một hệ trục toạ độ

Yêu cầu học sinh căn cứ vào đồ

thị hoặc giải phương trình để tìm

vị trí và thời điêm ôtô và xe máy

gặp nhau

Viết công thức tính đường đi vàphương trình chuyển động của xemáy và ôtô theo trục toạ độ và gốcthời gian đã chọn

Vẽ đồ thi toạ độ – thời gian củaôtô và xe máy

Xác định vị trí và thời điểm ôtôvà xe máy gặp nhau

a) Quãng đường đi được của xe máy :

s1 = v1t = 40t Phương trình chuyển động của xemáy : x1 = xo1 + v1t = 40t

Quãng đường đi của ôtô :s2 = v2(t – 2) = 80(t – 2) Phương trình chuyển động của ôtô :x2 = xo2 + v2(t – 2) = 20 + 80(t – 2)b) Đồ thị toạ độ – thời gian của xemáy và ôtô :

c) Căn cứ vào đồ thị ta thấy hai xegặp nhau tại vị trí có x = 140km và t

= 3,5h tức là cách A 140km và vàolúc 9 giờ 30 phút

IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY

Tiết 2 : CHUYỂN ĐỘNG THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU Hoạt động 1 (15 phút) : Kiểm tra bài cũ và tóm tắt kiến thức.

+ Véc tơ vận tốc →vcó gốc gắn với vật chuyển động, có phương nằm theo quỹ đạo, có chiều theo chiều chuyểnđộng và có độ lớn tỉ lệ với độ lớn của v

+ Véc tơ gia tốc trong chuyển động thẳng biến đổi đều :

- Điểm đặt : Đặt trên vật chuyển động

- Phương : Cùng phương chuyển động (cùng phương với phương của véc tơ vận tốc)

- Chiều : Cùng chiều chuyển động (cùng chiều với véc tơ vận tốc) nếu chuyển động nhanh dần đều

Ngược chiều chuyển động (ngược chiều với véc tơ vận tốc) nếu chuyển động chậm dần đều

- Độ lớn : Không thay đổi trong quá trình chuyển động

+ Các công thức trong chuyển động thẳng biến đổi đều :

Chú ý : Chuyển động nhanh dần đều : a cùng dấu với v và vo.

Chuyển động chậm dần đều a ngược dấu với v và vo

+ Các công thức của sự rơi tự do : v = g,t ; h =

2

1

gt2 ; v2 = 2gh

Hoạt động 2 (30 phút) : Giải các bài tập.

Hướng dẫn để học sinh tính vận

tốc của vật Tính vận tốc của vật,

Bài 6 trang 15

Vận tốc của vật :

Ta có : v2 – vo = 2as

 v = vo2 + 2 as = 102 + 2 0 , 5 44 = 12(m/s)

Trang 3

Hướng dẫn để học sinh tính thời

gian vật đi quãng đường đó

Yêu cầu xác định thời gian rơi từ

miệng giếng đến đáy giếng

Yêu cầu xác định thời gian âm

truyền từ đáy giếng lên miệng

giếng

Yêu cầu lập phương trình và giải

phương trình để tính h

Gọi h là độ cao từ đó vật rơi

xuống, t là thời gian rơi

Yêu cầu xác định h theo t

Yêu cầu xác định quảng đường

rơi trong (t – 1) giây

Yêu cầu lập phương trình để tính

t sau đó tính h,

Tính thời gian chuyển động

Xác định thời gian rơi và thờigian âm truyền đến tai

Từ điều kiện bài ra lập phươngtrình và giải để tìm chiều sâu củagiếng theo yêu cầu bài toán

Viết công thức tính h theo t

Viết công thức tính quảng đườngrơi trước giây cuối

Lập phương trình để tính t từ đótính ra h

Thời gian đi quãng đường đó :

Ta có : v = vo + at

 t =

5 , 0

Thời gian để âm truyền từ đáy giếnglên miệng giếng : t2 =

v h

Theo bài ra ta có t = t1 + t2 Hay : 4 =

8 , 9

2h

+ 330

1

gt2 – 2

1g(t – 1)2Hay : 15 = 5t2 – 5(t – 1)2 Giải ra ta có : t = 2s

Độ cao từ đó vật rơi xuống :

h = 2

1

gt2 = 2

1.10.22 = 20(m

Tiết 3 : CHUYỂN ĐỘNG TRÒN ĐỀU Hoạt động 1 (10 phút) : Kiểm tra bài cũ và tóm tắt kiến thức.

+ Nêu các đặc điểm của gia tốc hướng tâm trong chuyển động tròn đều

+ Viết các công thức của chuyển động tròn đều : ω =

Hoạt động 2 (10 phút) : Giải các câu hỏi trắc nghiệm :

Yêu cầu hs trả lời tại sao chọn D

Yêu cầu hs trả lời tại sao chọn C

Yêu cầu hs trả lời tại sao chọn A

Yêu cầu hs trả lời tại sao chọn B

Giải thích lựa chọn

Câu 5.2 : DCâu 5.3 : CCâu 5.4 : CCâu 5.5 : DCâu 5.6 : CCâu 5.7 : ACâu 5.8 : BCâu 5.9 : D

Hoạt động 3 (25 phút) : Giải các bài tập :

Yêu cầu học sinh viết công

thức và tính tốc độ gó và tốc độ

dài của đầu cánh quạt

Yêu cầu đổi đơn vị vận tốc

Tính ω và v

Đổi đơn vị

Bài 11 trang 34

Tốc độ góc : ω = 2πf = 41,87 (rad/s)

Tốc độ dài : v = rω = 33,5 (m/s)

Bài 12 trang 34

Tốc độ dài : v = 12km/h = 3,33m/s

Trang 4

 Giáo án Vật lý 10 – Phần tự chọn bám sát  Biên soạn : Dương Văn Đổng – Trường THPT Bùi Thị Xuân – Bình Thuận  Trang 4dài

Yêu cầu tính vận tốc góc

Yêu cầu tính vận tốc góc và

vận tốc dài của kim phút

Yêu cầu tính vận tốc góc và

vận tốc dài của kim giờ

Yêu cầu xác định chu vi của

bánh xe

Yêu cầu xác định số vòng

quay khi đi được 1km

Yêu cầu xác định chu kì tự

quay quanh trục của Trái Đất

Yêu cầu tính ω và v

Tính ω

Tính vận tốc góc và vận tốcdài của kim phút

Ttính vận tốc góc và vận tốcdài của kim giờ

Xác định chu vi bánh xe

Xác định số vòng quay

π

= 0,00174 (rad/s)

vp = ωrp = 0,00174.0,1 = 0,000174 (m/s) Kim giờ :

ωh = 2 = 2 3600 . 3 , 14

hT

1000

14 , 3 2

Tiết 4 : TÍNH TƯƠNG ĐỐI CỦA CHUYỂN ĐỘNG Hoạt động 1 (10 phút) : Kiểm tra bài cũ và tóm tắt kiến thức.

+ Công thức cộng vận tốc : v→1,3 = v→1,2 + v→2,3

+ Các trường hợp riêng :

Khi v→1,2 và v→2,3 đều là những chuyển động tịnh tiến cùng phương thì có thể viết : v1,3 = v1,2 + v2,3 với là giátrị đại số của các vận tốc

Khi v→1,2 và v→2,3 vuông gốc với nhau thì độ lớn của v1,3 là : v1,3 = 2

3 , 2

2 2 ,

Câu 6.2 : DCâu 6.3 : CCâu 6.4 : BCâu 6.5 : BCâu 6.6 : B

Yêu cầu học sinh tính thời gian

bay từ A đến B khi không có gió

Yêu cầu học sinh tính vận tốc

tương đối của máy bay khi có gió

bay khi có gió

Tính thời gian bay từ A đến Bkhi không có gió

Tính vận tốc tương đối của máybay khi có gió

Tính thời gian bay khi có gió

Bài 12 trang 19.

a) Khi không có gió :

t =

h km

km v

AB

/ 600

300 ' = = 0,5h = 30phútb) Khi có gió :

v = v’ + V = 600 + 72 = 672(km/h)

t =

h km

km v

AB

/ 672 300

= 0,45h = 26,8phút

Trang 5

của ca nô so với bờ khi chạy xuôi

dòng

chảy của dòng nước so với bờ

của ca nô so với bờ khi chạy

ngược dòng

chạy ngược dòng

Hướng dẫn học sinh lập hệ

phương trình để tính khoảng cách

giưa hai bến sông

Yêu cầu học sinh giải hệ phương

trình để tìm s

chảy của dòng nước so với bờ

Tính vận tốc của ca nô so với bờkhi chạy xuôi dòng

Tính vâïn tốc chảy của dòngnước so với bờ

Tính vận tốc của ca nô so với bờkhi chạy ngược dòng

Tính thời gian chạy nược dòng

Căn cứ vào điều kiện bài toáncho lập hệ phương trình

Giải hệ phương trình để tính s

Tính vận tốc chảy của dòngnước so với bờ sông

Bài 6.8.

a) Khi ca nô chạy xuôi dòng : Vận tốc của ca nô so với bờ là :vcb =

5 , 1

 vcn = vcb – vnb = 24 – 6 = 18(km/h)b) Khi ca nô chạy ngược dòng : v’cb = vcn – vnb = 18 – 6 = 12(km/h) Vật thời gian chạy ngược dòng là :

t' = ' = 12 36

cbv

2 = 30 + vnb (1) Khi ca nô chạy ngược dòng ta có :

nb

v

s t

3 ' = 30 - vnb (2) Từ (1) và (2) suy ra : s = 72kmb) Từ (1) suy ra vận tốc của nước đốivới bờ sông :

2

72 30

2 s − = − = 6(km/h)

Hoạt động 4 (5 phút) : Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà.

Yêu cầu học sinh nêu cách giải bài toán có liên quan

đến tính tương đối của chuyển động Từ các bài tập đã giải khái quát hoá thành cách giảimột bài toán có liên quan đến tính tương đối của

chuyển động

Chủ đề 2 : PHƯƠNG PHÁP ĐỘNG LỰC HỌC (4 tiết)

MỤC TIÊU

1 Lý giải để học sinh nắm vững và phát biểu đúng các định luật Newton

2 Lý giải dể học sinh viết đúng và giải thích đúng phương trình cơ bản của động lực học Newton

3 Hướng dẫn học sinh cách xác định đầy đủ các lực tác dụng lên một vật hay một hệ vật

4 Nếu phải xét một hệ vật thì cần phải phân biệt nội lực và ngoại lực

5 Sau khi viết được phương trình Newton đối với vật hoặc hệ vật dưới dạng véc tơ, học sinh cần chọn nhữngphương thích hợp để chiếu các phương trình véc tơ lên các phương đó

6 Sau cùng hướng dẫn học sinh tìm ra các kết quả của bài toán bằng cách giải các phương trình hoặc hệ phươngtrình đại số để thu được

7 đối với chuyển động tròn đều cần hướng dẫn cho học sinh xác định lực hướng tâm

Tiết 5 : PHƯƠNG PHÁP ĐỘNG LỰC HỌC – KHẢO SÁT CHUYỂN ĐỘNG CỦA MỘT VẬT

Hoạt động 1 (10 phút) : Tìm hiểu nội dung của phương pháp động lực học.

Nội dung của phương pháp động lực học :

+ Vẽ hình, xác định đầy đủ các lực tác dụng lên vật hay hệ vật

+ Viết phương trình định luật II Newton dạng véc tơ cho vật hoặc hệ vật

Trang 6

 Giáo án Vật lý 10 – Phần tự chọn bám sát  Biên soạn : Dương Văn Đổng – Trường THPT Bùi Thị Xuân – Bình Thuận  Trang 6+ Chọn hệ trục toạ độ để chiếu các phương trình véc tơ lên các trục toạ độ đã chọn.

+ Khảo sát các chuyển động theo từng phương của từng trục toạ độ

Lưu ý : Phân biết nội lực và ngoại lực khi nghiên cứu hệ nhiều vật

Câu 10.11 : BCâu 10.12 : CCâu 10.13 : DCâu 10.14 : CCâu 10.15 : BCâu 10.16 : D

Yêu cầu học sinh vẽ hình, xác

định các lực tác dụng lên vật

Yêu cầu học sinh viết phương

trình Newton dưới dạng véc tơ

Yêu cầu học sinh chọn hệ trục

toạ độ

Hướng dẫn để học sinh chiếu

phương trình Newton lên các trục

toạ độ đã chọn

Hướng dẫn để học sinh suy ra

lực ma sát và suy ra gia tốc của

vật

trình Newton dưới dạng véc tơ

Yêu cầu học sinh chọn hệ trục

toạ độ

phương trình Newton lên các trục

toạ độ đã chọn

Hướng dẫn để học sinh suy ra

lực ma sát và suy ra gia tốc của

Vẽ hình, xác định các lực tácdụng lên vật

Viết phương trình Newton dướidạng véc tơ

Chọn hệ trục toạ độ

Chiếu (1) lên các trục toạ độ

Suy ra phản lực N, lực ma sát vàgia tốc của vật trong từng trườnghợp

Vẽ hình, xác định các lực tácdụng lên vật

Viết phương trình Newton dướidạng véc tơ

Chọn hệ trục toạ độ

Chiếu (1) lên các trục toạ độ

Suy ra phản lực N, lực ma sát vàgia tốc của vật trong từng trườnghợp

Phương trình Newton dưới dạng véc

tơ : m→a= F→+ →

ms

F +→P+N→ (1) Chọn hệ trục toạ độ Oxy : Ox nằmngang hướng theo F→, Oy thẳng đứnghướng lên

Chiếu (1) lên trục Ox và Oy ta có :

ma = F – Fms (2)

0 = - P + N (3) Từ (3) suy ra : N = P = mg và lực masát Fms = µN = µmg

Kết quả gia tốc a của vật khi có masát cho bởi : a =

Bài 4.trang 25.

Các lực tác dụng lên vật : Trọng lực

→

P, lực ma sát F→ms , phản lực N→ Phương trình Newton dưới dạng véc

tơ : m→a= →P+N→ +F→ms (1) Chọn hệ trục toạ độ Oxy như hìnhvẽ

Chiếu (1) lên trục Ox và Oy ta có :

ma = Psinα - Fms = mgsinα - Fms (2)

0 = N - Pcosα (3) Từ (3) suy ra : N = Pcosα = mgcosα

và lực ma sát Fms = µN = µmgcosα

Kết quả gia tốc của vật là :

a = g(sinα - µcosα)

Trang 7

 Giáo án Vật lý 10 – Phần tự chọn bám sát  Biên soạn : Dương Văn Đổng – Trường THPT Bùi Thị Xuân – Bình Thuận  Trang 7vật.

Yêu cầu học sinh biện luận điều

kiện để có →a hướng xuống khi có

ma sát

Biện luận điều kiện để có →ahướng xuống khi có ma sát

Khi không có ma sát : a = gsinα

Biện luận : Khi có ma sát, điều kiệnđể có →a hướng xuống thì :

sinα - µcosα > 0 => tanα < µ

Hoạt động 4 (2 phút) : Dặn dò.

Yê cầu học sinh về nhà giải bài 5 trang 26 Giải bài 5 trang 26 sách tự chọn bám sát

Tiết 6 : KHẢO SÁT CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA HỆ NHIỀU VẬT LIÊN KẾT VỚI NHAU Hoạt động 1 (5 phút) : Kiểm tra bài cũ : Nêu các bước để giải một bài toán động lực học

Hoạt động 2 (10 phút) : Giới thiệu hệ nhiều vật liên kết với nhau chuyển động tịnh tiến :

Vẽ hình hệ vật

Yêu cầu học sinh xác định các

lực tác dụng lên các vật

Lập luận cho học sinh thấy →

Vẽ hình vào vở

Xác định các lực tác dụng lêncác vật

Ghi nhận đặc điểm của gia tốccác vật và lực căng của sợi dây

Hoạt động 3 (25 phút) : Giải bài tập.

trình Newton dạng véc tơ cho các

vật

các phương trình véc tơ lên

phương chuyển động

trình để tính a và T

Yêu cầu học sinh xác định a và

T khi không có lực ma sát

Viết phương trình Newton dạngvéc tơ

Viết các phương trình chiếu

Giải hệ phương trình để xác định

a = →F+→P1+N→1+T→+F→ms1 (1) m2 →

2

a = T→'+→P2+N→2+F→ms2 (2) Chiếu lên phương chuyển động, chọnchiều dương cùng chiều chuyển động(với a1 = a2 = a ; T = T’) ta có :

m1a = F – T – Fms1 = F – T – µm1g(1’)

m2a = T – Fms2 = T – µm2g (2’) Giải hệ (1’) và (2’) ta được :

a =

2 1

2

(

m m

g m m F

+

− µ

T = T’ = m2a + µm2g Trường hợp không có ma sát :

+

Hoạt động 4 (5 phút) : Giao nhiệm vụ về nhà.

Ra cho học sinh một bài tập hệ hai hoặc 3 vật nối với

nhau chuyển động tịnh tiến với các số liệu cụ thể và

yêu cầu học sinh về nhà làm

Ghi bài tập về nhà

Trang 8

Tiết 7 : CHUYỂN ĐỘNG CỦA HỆ VẬT NỐI VỚI NHAU BẰNG SỢI DÂY VẮT QUA RÒNG RỌC Hoạt động 1 (15 phút) : Giới thiệu hệ hai vật nối với nhau bằng một sợi dây vắt qua một ròng rọc cố định.

Giới thiệu hệ hai vật nối với

nhau bằng một sợi dây không

giãn, vắt qua một ròng rọc cố

định Khối lượng của sợi dây và

ròng rọc không đáng kể

Yêu cầu học sinh vẽ hình và xác

định các lực tác dụng lên các vật

Lập luận cho học sinh thấy →

vật

a và T

Phương trình Newton dạng véc tơ chocác vật :

m1→1

a = →P1+T→ (1) m2 →

2

a = T→'+→P2 (2) Chiếu lên phương chuyển động, chọnchiều dương cùng chiều chuyển động(với a1 = a2 = a ; T = T’) ta có :

m1a = P1 – T = m1g – T (1’) m2a = T’ – P2 = T – m2g (2’) Giải hệ (1’) và (2’) ta được :

a =

2 1

2

(

m m

g m m

+

−

T = T’ =

2 1

2 12

m m

g m m

a = T→'+→P1+N→ +F→ms (1) m2 →

2

a = →P2+T→ (2) Chiếu lên phương chuyển động, chọnchiều dương cùng chiều chuyển động(với a1 = a2 = a ; T = T’) ta có :

m1a = T’ – Fms1 = T – µm1g (1’)

Trang 9

Hướng dẫn để học sinh tìm điều

kiện để vật chuyển động

a và T

Biện luận đẻ tháy được vật chỉchuyển động khi m2 ≥µm1

m2a = P2 – T = m2g – T (2’) Giải hệ (1’) và (2’) ta được :

a =

2 1

1

(

m m

g m m

+ + µ

T = T’ = m2(g – a) =

2 1

2

m m

g m m

+ + µ

Đọc cho học sinh ghi hai bài tập về nhà dạng như bài

học nhưng có số liệu cụ thể

Ghi các bài tập về nhà

Tiết 8 : CHUYỂN ĐỘNG TRÒN ĐỀU Hoạt động 1 (5 phút) : Hệ thống hoá kiến thức :

Khi một vật chuyển động tròn đều thì tổng hợp các lực tác dụng lên vật phải tạo thành lực hướng tâm

Độ lớn của lực hướng tâm : Fht = m

r

v2 = mω2r

Yêu cầu học sinh xác định lực

hướng tâm

Yêu cầu học sinh tính ∆l

Yêu cầu học sinh viết biểu thức

của lực hướng tâm

của vật và lực căng của sợi dây

của lực hấp dẫn giữa Trái Đất và

vệ tinh

của lực hướng tâm

Yêu cầu học sinh suy ra và ính

bán kính quỹ đạo từ đố tính

khoảng cách từ vệ tinh đến mặt

Viết biểu thức lực hấp dẫn

Viết viểu thức lực hướng tâm

Viết biểu thức liên hệ giữa tốcđộ dài v và chu kỳ T

Tính bán kính quỹ đạo

Tính khoảng cách từ vệ tinh đến

Ta có : F = m

r

v2 = mgtanα

 v2 = rgtanα = lsinαgtanα

r

2

2 2

= 11 2 24

14 , 3 4

10 6 86400 10 7 ,

= 424.105 (m)

Trang 10

mặt đất

Khoảng cách từ vệ tinh đếm mặtđất :

h = r – R = 414.105 = 64.105 = 36.105(m)

Yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập II.7, II.8 Ghi các bài tập về nhà

Chủ 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 tắctổng 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 cùngchiều

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.

Giới 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

Yêu 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

Ghi nhận khái niệm

Nêu khái niệm trọng tâm

Xác định trọng tâm của một sốvật do thầy cô đưa ra

Quan sát thí nghiệm và rút rakết luận

Nêu sự tổng hợp lực

Nêu sự phân tích lực

Nêu tác dụng của lực làm vậtchuyển động tịnh tiến và làm vậtquay

I Một số khái niệm về vật rắn.

1 Vật rắn.

Những vật có kích thước đáng kể vàkhông bị biến dạng khi chịu tác dụngcủa các ngoại lực gọi là vật rắn

Điểm đặt của trọng lực tác dụng lênvật rắn gọi là trọng tâm của vật rắn Với các vật rắn đồng chất và có dạnghình học đối xứng thì trọng tâm củavật rắn nằm tại tâm đối xứng

2 Đặc điểm của lực tác dụng đặt vào vật rắn.

+ Tác dụng của lực đặt vào vật rắnkhông bị thay đổi khi dịch chuyểnđiểm đặt của lực dọc theo giá của lực + Có thể thay thế nhiều lực tác dụnglên vật rắn bằng một lực, đó là phéptổng hợp lực

+ Có thể thay thế một lực tác dụnglên vật rắn bằng nhiều lực, đó là phépphân tích lực

+ Nếu giá của hợp lực đi qua trọngtâm của vật rắn thì hợp lực này sẽ làmcho vật rắn chuyển động tịnh tiến.Còn nếu giá của hợp lực tác dụng lênvật rắn không đi qua trọng tâm của vậtrắn thì sẽ làm co vật rắn quay quanhmột trục nào đó

Trang 11

 Giáo án Vật lý 10 – Phần tự chọn bám sát  Biên soạn : Dương Văn Đổng – Trường THPT Bùi Thị Xuân – Bình Thuận  Trang 11 Yêu cầu học sinh nêu khái niệm

các lực đồng qui

Yêu cầu học sinh nêu khái niệm

các lực song song

Cho biết các lực như thế nào gọilà lực đồng qui

Yêu cầu học sinh nêu khái niệmcác lực song song

+ Các lực đồng qui là các lực tácdụng và vật rắn mà giá của chúng điqua một điểm

+ Các lực mà giá của chúng songsong với nhau gọi là các lực songsong

Hoạt động 2 (20 phút) : Tìm hiểu điều kiện cân bằng của vật rắn không quay.

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

Làm thí nghiệm cho hs quan sát

Yêu cầu hs 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 chịutác dụng của hai lực là hai lực đó phảicùng cùng giá, cùng độ lớn và ngượcchiều nhau

2 Điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của ba lực.

Điều kiện cân bằng của vật rắn chịutác dụng của ba lực là ba lực đó phảicó giá đồng phẵng, đồng qui đồng thờihợp lực của hai lực phải cùng giá,cùng độ lớn nhưng ngược chiều với lựcthứ ba

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 Hoạt động 2 (35 phút) : Giải các bài tập.

Hướng dẫn để học sinh phân tích

lực P→3 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

Aùp dụng hệ thức lượng trong tamgiác từ đó tính ra góc α

 cosα =

2 1

2 2

2 1 22

) (

P P

=

5 3 2

) 5 3 (

72 − 2 + 2 = 0,5

Trang 12

định các lực tác dụng lên đầu A

của sợi dây

Yêu cầu học sinh viết điều kiện

cân bằng

phương trình cân bằng lên các

trục từ đó giải hệ phương trình để

tính ra góc α

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 α

Vẽ hình, xác định các lực tácdụng lên đầu A của sợi dây

Viết phương trình cân bằng

Giải hệ phương trình để tính góc

Đầu A của sợi dây chịu tác dụng của

3 lực : Trọng lực →P lực kéo F→ và lựccăng T→ của sợi dây

Điều kiện cân bằng : →P+F→+T→ = →0 Chiếu lên phương thẳng đứng, chọnchiều dương từ dưới lên ta có :

T.cosα - P = 0 (1) Chiếu lên phương ngang, chọn chiềudương cùng chiều với F→ta có :

F – T.sinα = 0 (2) Từ (1) và (2) suy ra :

tanα =

10

8 , 5

150

2501

2 =

F

= 1,67 => α = 59o

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.

Tiết 11 : CÂN BẰNG CỦA VẬT RẮN CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH Hoạt động 1 (10 phút) : Kiểm tra bài cũ và tóm tắt kiến thức.

+ Mô men lực : Mô men lực là đại lượng đặc trưng cho tác dụng gây quay vật của lực quanh một trục và có độlớn bằng tích số giữa độ lớn của lực với khoảng cách từ giá của lực đến trục quay : M = F.d (Nm)

+ Qui ước lấy dấu đại số của mô men lực : Nếu lực làm vật rắn quay theo chiều kim đồng hồ thì M > 0 ; nếulực làm vật rắn quay ngược chiều kim đồng hồ thì M < 0

+ Qui tắc mô men :

- Muốn cho một vật rắn có trục quay cố định ở trạng thái cân bằng, thì tổng các mô men lực có xu hướnglàm vật quay theo chiều kim đồng hồ phải có độ lớn bằng tổng các mô men lực làm vật quay ngược chiều kimđồng hồ

Trang 13

- Nói cách khác : Muốn cho một vật rắn có trục quay cố định ở trạng thái cân bằng, thì tổng đại số các mômen lực tác dụng lên vật rắn đối với trục quay đó phải bằng không

định các lực tác dụng lên đĩa tròn

qui tắc mô men cho đĩa đối với

trục quay qua tâm O

Yêu cầu hs suy ra và tính d2

định các lực tác dụng lên thanh

AB

qui tắc mô men cho thanh AB đối

với trục quay đi qua đầu A

Yêu cầu hs suy ra và tính m2

định các lực tác dụng lên tấm

ván

qui tắc mô men cho tấm ván đối

với trục quay qua điểm tựa O

Yêu cầu hs suy ra và tính d2

Vẽ hình, xác định các lực tácdụng lên đĩa tròn

Viết biểu thức qui tắc mô mencho đĩa đối với trục quay qua tâmO

M1 + M2 = 0 => P1d1 – P2d2 = 0 Từ đó suy ra :

d2 =

2

2 , 3 52

1

P

d P

P P L

hay : m2g =

21

mg g m L

15 2

m L a

= 50 (g)

Áp dụng qui tắc mô men lực đối vớitrục quay của tấm ván khi nó nằm cânbằng thẳng ngang, ta có :

2 80 4 320 2

3 2 1

3 1

+ +

+

= + +

+

P P P

L P L P

= 1,8 (m)

Yêu cầu học sinh nêu phương pháp giải bài toán cân

bằng của vật rắn có trục quay cố định

Yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập 18.3 ; 18.4

Qua các bài tập đã giải nêu các bước để giải một bàitoán cân bằng của vật rắn có trục quay cố định

Ghi các bài tập về nhà

Tiết 12 : HỢP LỰC CỦA HAI LỰC SONG SONG Hoạt động 1 (5 phút) : Kiểm tra bài cũ và tóm tắt kiến thức.

Định dạng
Số trang	26
Dung lượng	1,24 MB