-Vậy khi ta tác dụng lực lên vạt có trục quay cố định thì Bài 18: Cân bằng của một vật có trục quay cố định.. -Khi tác dụng lực lên vật có trục quay cố định sẽ làm vật quay.. -Quan sát h
Trang 1Giáo viên hướng dẫn: Đặng Thị Ngọc Hà
Giáo sinh: Trần Thị Huế
GIÁO ÁN
BÀI 18: CÂN BẰNG CỦA VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH MOMEN LỰC
I.Mục tiêu
1.Về kiến thức
-Phát biểu được định nghĩa và viết được biểu thức của momen lực
-Phát biểu điều kiện cân bằng của vật có trục quay cố định ( hay quy tắc momen lực)
2.Về kĩ năng
-Vận dụng được khái niệm momen lực và quy tắc momen lực để giải thích một
số hiện tượng vật lý thường gặp trong đời sống và kĩ thuật cũng như để giải các bài tập SGK và các bài tập tương tự
-Vận dụng ở phương pháp thực nghiệm ở mức độ đơn giản
II.Chuẩn bị
Giáo viên:
-Đĩa momen
-Hộp gia trọng
-Thước thẳng
-Dây không dãn
Học sinh
Ôn tập kiến thức đòn bẩy đã được học ở THCS
III.Thiết kế hoạt động dạy học
Ổn định lớp
Hoạt động của HS Trợ giúp của GV Nội dung bài học -Vật thay đổi vận tốc ? Khi ta tác dụng lực lên
Trang 2(chuyển động có gia
tốc)-chuyển động tịnh
tiến
-Đĩa sẽ quay cùng chiều
kim đồng hồ
-Đĩa sẽ quay ngược
chiều kim đồng hồ
một vật, vật sẽ chuyển động như thế nào?
-Nhưng thực tế ta vẫn gặp những vật không chuyển động tịnh tiến.Xét trường hợp vật chỉ có thể quay quanh một trục cố định như bánh xe, cánh cửa
?khi có một lực tác dụng lên vật đó thì vật sẽ chuyển động thế nào? Một vật chịu tác dụng của nhiều lực sẽ đứng yên khi nào? Bài học hôm nay sẽ giúp chúng ta trả lời câu hỏi này
-GV giới thiệu bộ thí nghiệm “đĩa momen”, (đĩa luôn cân bằng tại mọi vị trí
vì trục quay của đĩa đi qua trọng tâm nên trọng lực bị khử bởi phản lực của trục quay)
-Tiến hành thí nghiệm:
+Dùng sợi chỉ treo quả nặng m1 khi đó ta tác dụng lực F1 vào đĩa
Đĩa sẽ quay như thế nào?
+Tháo bỏ quả nặng đó ra.treo quả nặng khác m2, khi đó ta tác dụng lực F2
vào đĩa Đĩa sẽ quay như thế nào?
-Vậy khi ta tác dụng lực lên vạt có trục quay cố định thì
Bài 18: Cân bằng của một vật có trục quay
cố định Momen lực I.Cân bằng của một vật có trục quay cố định Momen lực
1 Thí nghiệm Làm thí nghiệm với đĩa momen
Trang 3-Khi tác dụng lực lên vật
có trục quay cố định sẽ
làm vật quay
-Quan sát hiện tượng và
giải thích: Đĩa đứng yên
là do tác dụng làm quay
của lực F1 đã cân bằng
với tác dụng làm quay
của lực F2
-Đo và so sánh: F1=nF2,
d2=nd1
Thấy rằng khi lực tăng
thì d (khoảng cách giá
của lực đến trục
quay)giảm
-Xét tích F.d thì ta thấy:
F1.d1=F2.d2
Dự đoán: tích của lực và
khoảng cách từ trục quay
đến giá của lực đặc trưng
cho tác dụng làm quay
vật sẽ như thế nào?
-Lúc trước ta tác dụng 2 lực F1 và F2 làm đĩa quay theo
2 chiều ngược nhau.Bây giờ nếu ta tác dụng đồng thời vào đĩa hai lực thì tại vị trí nào đĩa đứng yên? Giải thích sự cân bằng của đĩa khi đó
-Từ đây chúng ta có thể suy
ra điều gì?
Vậy đại lượng vật lý nào đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực? Nó liên hệ như thế nào với lực tác dụng F
-Liệu chúng có tỉ lệ nghịch với nhau không?
-Các em có dự đoán gì không?
Kết luận:
+,Trường hợp vật có trục quay cố định, lực
có tác dụng làm quay
+,Lực tác dụng làm quay theo chiều kim đồng hồ cân bằng với lực tác dụng làm quay ngược chiều kim đồng
hồ thì vật cân bằng
2 Momen lực -khái niệm:
Trang 4của lực.
-Nêu ra phương án:
+,Thay đổi phương của
các lực nhưng giữ
nguyên độ lớn và khoảng
cách từ trục quay đến giá
của lực thì đĩa vẫn cân
bằng
+,Thay đổi đồng thời độ
lớn của các lực và
khoảng cách từ trục quay
đến giá cuả lực sao cho
tích của chúng không đổi
thì đĩa vẫn cân bằng
+,Thay đổi tích của lực
và khoảng cách từ trục
quay đến giá của lực:
-Nếu F1d1>F2d2 thì
đĩa quay theo chiều kim
đồng hồ
-Nếu F1d1<F2d2 thì
đĩa quay ngược chiều
kim đồng hồ
-Một vật có trục quay cố
định cân bằng khi lực tác
dụng làm quay ngược
Bây giờ chúng ta sẽ đi làm thí nghiệm để kiểm tra dự đoán trên
Chúng ta sẽ có phương án nào để kiểm tra?
-Từ các thí nghiệm ta thấy rằng đặc trưng cho tác dụng làm quay chính là momen lực Đưa ra khái niệm momen lực
-khoảng cách từ trục quay tới giá của lực gọi là cánh tay đòn
-Dựa vào khái niệm momen lực các em hãy phát biểu điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định
-Khái niệm momen lực :
+là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của vật +Được đo bằng tích của lực với cánh tay đòn của nó
Biểu thức: M=F.d
Trang 5chiều kim đồng hồ cân
bằng với lực tác dụng
làm quay cùng chiều kim
đồng hồ
-Ta thấy F1d1+F2d2= F1d1
suy ra M1+M2=M3
-phát biểu quy tắc
-trả lời câu C1:trục quay
tạm thời của cuốc đi qua
điểm tiếp xúc của cuốc
với mặt đất
F1d1=F2d2
-Nếu trong trường hợp vật chiu tác dụng của 3 lực trở lên thì điều kiện cân bằng được phát biểu như thế nào?
Chúng ta cùng sang phần quy tắc momen lực ,làm thí nghiệm để làm rõ vấn đề này
-Làm thí nghiệm: Bố trí thí nghiệm với 2 lực F1, F2 có tác dụng làm đĩa quay cùng chiều kim đồng hồ.Tìm vị trí F3 để đĩa cân bằng tiến hành đo F1, F2, F3, d1, d2, d3 Yêu cầu học sinh nhận xét rồi rút ra kết luận
Lưu ý cho hs:
-yêu cầu hs hoàn thành câu C1
Củng cố làm bài tập SGK
II.Quy tắc momen lực
-Quy tắc: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 bằng tổng các momen lực có xu hướng làm vật quay ngược chiều kim đồng hồ
Biểu thức:
M1+M2=M3
-Chú ý:quy tắc momen lực còn áp dụng cho cả trường hợp một vật không có trục quay cố định nếu như trong một tình huống cụ thể nào đó ở vật xuất hiện trục quay