GIÁO án vật lí 10 từ TUẦN 13 đền 17

Xác định nội dung trọng tâm của bài - Tính toán để xác định hệ số ma sát trượt - Sử dụng đồng hồ đo thời gian để xác định thời gian chuyển động 5.. Định hướng phát triển năng lực - Năng

Ngày soạn: 14/11/2017

Bài 16: Thực Hành: ĐO HỆ SỐ MA SÁT

I Mục tiêu.2017

1 Kiến thức:

- Củng cố kiến thức về lực ma sát, cân bằng lực, động học, động lực học

- Nêu được phương án thực nghiệm đo hệ số ma sát trượt theo phương pháp động lực học

- Vận dụng kiến thức đã học để tiến hành làm thí nghiệm đo hệ số ma sát

- Biết cách hoàn thành bảng báo cáo thí nghiêm - thực hành

2 Kỹ năng:

- Lắp ráp được thí nghiệm theo phương án đã chọn

- Biết cách dùng lực kế, mặt phẳng nghiêng, thước đo góc, đồng hồ qua đó củng cố các thao tác cơ bản về thí nghiệm và xử lí kết quả

- Tính và viết đúng kết quả phép đo, với số các chữ số có nghĩa cần thiết

3 Thái độ

- Tích cực thảo luận nhóm

4 Xác định nội dung trọng tâm của bài

- Tính toán để xác định hệ số ma sát trượt

- Sử dụng đồng hồ đo thời gian để xác định thời gian chuyển động

5 Định hướng phát triển năng lực

- Năng lực chung: Năng lực tự học, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo, năng lực hợp tác

- Năng lực chuyên biệt:

+ K1: trình bày được kiến thức về các khái niệm hệ số ma sát, lực ma sát trượt, ma sát nghỉ, ma sát lăn+ K3: Sử dụng kiến thức về định luật II Niu tơn để giải bài tập

+ P3: Thu thập, xử lí thông tin để xác định thời gian chuyển động, hệ số ma sát

+ X5: Ghi lại kết quả xác định thời điểm và thời gian của một vật bất kì chuyển động trong thực tế

+ X8: Tham gia hoạt động nhóm trong học tập vật lí

II CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH

1 Chuẩn bị của giáo viên

1 Giáo viên:

- Chuẩn bị cho mỗi nhóm HS

- Mặt phẳng nghiêng có gắn thước đo góc và quả dọi; Nam châm điện gắn ở đầu MPN, có hộp công tắt để giữ và thả vật; giá đỡ MPN có thể thay đổi độ cao; trụ kim loại; đồng hồ thời gian hiện số chính xác đến 0,001s; cổng quang điện; thước thẳng có độ chia nhỏ nhất đến mm

PHT 1Làm thế nào để xác định hệ số ma sát nghỉ của gỗ trên gỗ nếu bạn chỉ có các dụng cụ là: Bảng gỗ, thỏi gỗ, thước đo độ?

Câu hỏi hướng dẫn giải

- Điều kiện xuất hiện lực ma sát nghỉ là gì?

- Ta không có lực kế, vậy ngoại lực đơn giản nhất để làm vật có xu hướng chuyển động là lực nào?

- Vậy cần để bảng gỗ như thế nào? Tiến hành như thế nào?

- Khi vật bắt đầu chuyển động, dùng động lực học xác định hệ số ma sát của vật.

Giải: Thỏi gỗ đặt trên tấm bảng được làm nghiêng đến góc α là góc mà tại đó thỏi gỗ bắt đầu trượt đều xuống phía dưới khi ta chạm nhẹ vào bảng Dùng động lực học xác định được µ= tgα

PHT 2Làm thế nào để xác định hệ số ma sát trượt giữa gỗ và gỗ nếu em chỉ có các dụng cụ bảng gỗ, thỏi gỗ, thước dây đến mm và đồng hồ bấm giây?

Câu hỏi hướng dẫn giải

- Đặt tấm ván nằm nghiêng và cho vật trượt xuống

- Em hãy cho biết có những lực nào tác dụng lên vật?

- Áp dụng định luật II Niuton để tìm được biểu thức tính µ

- Vậy ta cần có những số liệu nào để tìm µ

- Làm sao để tìm α

- Làm sao tìm được a

Giải:

- Cho vật trượt từ đỉnh tấm ván không vận tốc đầu

- Dùng thước đo xác định chiều dài tấm ván Dùng đồng hồ

để đo thời gian thỏi gỗ chạm đất Từ đó tính được gia tốc a

của thỏi gỗ

- Dùng thước đo xác định thêm chiều cao ban đầu của vật

từ đó tính được góc nghiêng α của mặt phẳng nghiêng.

- Áp dụng động lực học tính được a = g(sinα - µcosα).

- Suy ra: µ =

cosα

a gsinα

g

−

2 Chuẩn bị của học sinh

- Ôn lại kiến thức về lực ma sát đặc biệt là ma sát trượt, phương trình động học trên mặt phẳng nghiêng Đọc trước cơ sở lý thuyết của bài thực hành, cách lắp ráp TN và trình tự thực hành

- Tìm hiểu trước các khái niệm: Chuyển động cơ, chất điểm, mốc thời gian, hệ quy chiếu

III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động của Giáo viên Hoạt động của học sinh Năng lực hình

thành Nội dung 1 (3

phút) Kiểm tra

bài cũ

Lực ma sát trượt xuất hiện khi nào?

Viết công thức xác định lực ma sát trượt?

ma sát trượt giữa tấm ván và miếng gỗ

Bố trí thí nghiệm trong từng trường hợp

- Nếu vật chuyển động có gia tốc thì rất

phức tạp, hãy cố gắng kéo cho vật chuyển động đều

- chiếu lên chiều chuyển động, suy ra hệ

số ma sát trượt giữa vật và ván

- Để đo lực ma sát giữa vật và ván ta phải đo các đại lượng nào?

- Em hãy cho biết có những lực nào tác

Chú ý ghi đề bàiSuy nghĩ phương án đoThảo luận nhóm để tìm phương án

- Để đo lực ma sát trượt nhất định phải để hai vật trượt lên nhau, ở đây là miếng gỗ trượt trên tấm ván

- Để vật trượt thì hoặc ta kéo hoặc ta để nghiêng tấm ván

Vậy có hai phương án đoHọc sinh đề xuất được:

Cách 1: Đặt tấm ván nằm ngang và kéo vật chuyển động trên ván

= mgCách 2: Đặt tấm ván nằm nghiêng và cho vật trượt xuống

K1 Trình bày

về các kiến thức vật lí

- P2: mô tả được các hiện tượng tự nhiên bằng ngôn ngữ vật lí và chỉ ra các quy luật vật lí trong hiện tượng đó

- Áp dụng định luật II Niuton để tìm được biểu thức tính µ

Vậy ta cần có những số liệu nào để tìm µ

- Làm sao để tìm α

- Làm sao tìm được a

Vẽ hình, phân tích lực trả lời Có ba lực:

- Lực ma sát

- Trọng lực

- Phản lực

Áp dụng định luật 2 Niutơn cho vật chuyển động trên mặt phẳng nghiêng góc α : a = g(sinα - µcosα)

αα

mm để đo chiều dài S của tấm ván và độ cao h tấm ván

Từ đó tìm được α

- Dùng đồng hồ bấm giây

(hoặc dùng cổng quang)

để xác định thời gian vật chuyển động trên tấm ván

Tìm gia tốc của vật bằng phương pháp động học:

1

at2 ⇒ a = 22

t s

- P3: Thu thập, đánh giá, lựa chọn và

xử lí thông tin

từ các nguồn khác nhau để giải quyết vấn

đề trong học tập vật lí

IV BÀI TẬP KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC HỌC SINH (5 phút)

1 Bảng ma trận kiểm tra các mức độ nhận thức

(Mức độ 1)

Thông hiểu (Mức độ 2)

Vận dụng (Mức độ 3)

Vận dụng cao (Mức độ 4) Thực hành Đo hệ

số ma sát

Xác định hệ số ma sát trong thực tế

2 Câu hỏi và bài tập củng cố

Bài 1 Làm thế nào để xác định hệ số ma sát trượt giữa gỗ và gỗ nếu em chỉ có các dụng cụ bảng gỗ, thỏi gỗ

và lực kế

Câu hỏi hướng dẫn giải

- Điều kiện xuất hiện ma sát trượt.

- Các lực tác dụng vào vật?Vẽ hình.Viết biểu thức định luật II Niuton

- Nếu vật chuyển động có gia tốc thì rất phức tạp, hãy cố gắng kéo cho vật chuyển động đều

- Chiếu lên chiều chuyển động, suy ra hệ số ma sát trượt giữa vật và ván

- Để đo lực ma sát giữa vật và ván ta phải đo các đại lượng nào?

Giải

Đặt ván nằm ngang trên sàn, dùng lực kế kéo cho vật chuyển động thẳng đều trên tấm ván ta đo được lực ma sát giữa vật và sàn F ms =µN=µmg

Dùng lực kế treo vật thẳng đứng ta đo được trọng lực của vật ta đo được trọng lực của vật P = mg

⇒ hệ số ma sát trượt giữa vật và ván: µ =

P

F ms

Bài 2 Em hãy trình bày phương pháp để có thể đo hệ số ma sát trượt giữa bánh xe ô tô và mặt đường

Câu hỏi hướng dẫn giải

- Để có ma sát trượt thì bánh xe cần chuyển động trong trạng thái nào?

- Sử dụng động lực học, tìm biểu thức của hệ số ma sát theo gia tốc xe

- Làm sao tính được gia tốc xe, cần đo những đại lượng nào?

Dặn HS:Tổ 1 và 2 đo theo phương án 1

Tổ 3 và 4 đo theo phương án 2

Ngày soạn: 14/11/2017

Chương III:CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN Chuyên đề: CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CHỊU TÁC DỤNG CỦA HAI LỰC VÀ CỦA BA LỰC

KHÔNG SONG SONG

I MỤC TIÊU

1 Kiến thức

- Phát biểu được điều kiện cân bằng của một vật rắn chịu tác dụng của hai lực

- Nêu được trọng tâm của một vật là gì

- Xác định được trọng tâm của các vật phẳng, đồng chất bằng thí nghiệm

- Phát biểu được điều kiện cân bằng của một vật rắn chịu tác dụng của ba lực không song song

4 Xác định nội dung trọng tâm của bài

+ Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực

+ Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực không song song

+ Quy tắc tổng hợp hai lực đồng quy

5 Định hướng phát triển năng lực

- Năng lực chung: Năng lực tự học, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo, năng lực hợp tác

- Năng lực chuyên biệt:

+ K1: + Biểu diễn được các vectơ lực, biết cách tiến hành thí nghiệm

+ K3: + Vận dụng lý thuyết để giải thích một số hiện tượng thực tế

+ X8: Tham gia hoạt động nhóm trong học tập vật lí

II CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH

1 Chuẩn bị của giáo viên

- Chuẩn bị phương pháp dạy học : thảo luận, đàm thoại gợi mở, thuyết trình…

- Chuẩn bị phương tiện dạy học :

+ Phiếu học tập

+ Các thí nghiệm 17.1; 17.3; 17.4 SGK; các tấm mỏng, phẳng theo hình 17.5

+ Chuẩn bị dụng cụ TN hình 17.6; bảng nhỏ vẽ sẵn hình 17.8 SGK

2 Chuẩn bị của học sinh

- Ôn lại quy tắc hình bình hành, điều kiện cân bằng của một chất điểm

III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Tiết 1

Nội dung Hoạt động của Giáo viên Hoạt động của học

sinh Năng lực hình thành

Nội dung 1 (2’) Ổn định lớp Kiểm tra sĩ số lớp Báo cáo sĩ số

-Nội dụng 2 (18’) Tìm hiểu

Tìm hiểu điều kiện cân bằng

của một vật chịu tác dụng

của 2 lực.điều kiện cân bằng

- Nghiên cứu TN hình 17.1

- Mục đích TN là xét sự cân bằng của vật rắn dưới tác dụng của 2 lực

- Nhận thức vấn đề bài học

- K1: Trình bày được kiến thức về các hiện tượng, đại lượng, định

của một vật chịu tác dụng

của 2 lực.

I Cân bằng lực của một vật

chịu tác dụng của 2 lực.

Nhận xét: Hai lực F1 và F2 có

cùng giá, cùng độ lớn và

ngược chiều

2 Điều kiện cân bằng

Muốn cho một vật chịu tác

dụng của 2 lực ở trạng thái

cân bằng thì 2 lực đó phải

cùng giá, cùng độ lớn và

- GV biểu diễn TN

+ Có những lực nào tác dụng lên vật? Độ lớn của lực đó?

+ Dây có vai trò truyền lực và cụ thể hóa đường thẳng chứa vectơ lực hay giá của lực

+ Có nhận xét gì về phương của 2 dây khi vật đứng yên?

+ Nhận xét gì về các đặc trưng của các lực F1 và F2

tác dụng lên vật, khi vật đứng yên?

- Phát biểu điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của 2 lực?

- Quan sát thí nghiệm rồi trả lời các câu hỏi

Thảo luận theo từng bàn để đưa ra phương án

- Lực F1 và F2 của 2 sợi dây Hợp lực có độ lớn bằng trọng lượng của 2 vật P1 và P2

- Phương của 2 dây nằm trên một đường thẳng

- Hai lực F1 và F2 có

cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều

luật, nguyên lí vật

lí cơ bản, các phép

đo, các hằng số vật lí

- K2: Trình bày được mối quan hệ giữa các kiến thức vật lí

Nội dung 3 (20’) Xác định

trọng tâm của một vật

phẳng, mỏng bằng phương

pháp thực nghiệm

- Phát cho mỗi nhóm 1 vật mỏng, phẳng có trọng lượng, có lỗ sẵn, dây và giá

để treo

- Trọng tâm của vật là gì?

- Làm thế nào để xác định được trọng tâm của vật?

+ Gợi ý: Khi treo vật trên giá bởi dây treo, vật cân bằng do tác dụng của những lực nào?

+ 2 lực đó có liên hệ như thế nào?

+ Trọng tâm phải nằm trên đường kéo dài của dây treo

- Yêu cầu một vài nhóm nêu phương án, và các nhóm khác kiểm tra tính đúng đắn của phương án

- Gv đưa ra phương án chung, tiến hành với vật có

hình dạng hình học không đối xứng

- Các nhóm xác định trọng tâm của vật phẳng, mỏng có

dạng hình học đối xứng nhận xét vị trí của trọng

- Muốn cho một vật chịu tác dụng của 2 lực ở trạng thái cân bằng thì 2 lực đó phải cùng giá, cùng độ lớn và

- Trọng tâm là điểm đặt của trọng lực

- Các nhóm thảo luận đưa ra phương án xác định trọng tâm của vật rắn

+ Trọng lực và lực căng của dây treo,+ 2 lực cùng giá:

Pr= −Tr

+ Các nhóm tìm cách xác định trọng tâm của vật mỏng

- Đại diện nhóm nêu phương án

- X5: Ghi lại được các kết quả

từ các hoạt động học tập vật lí của mình (nghe giảng, tìm kiếm thông tin, thí nghiệm,

nhóm… )

- X6: trình bày các kết quả từ các hoạt động học tập vật lí của mình (nghe giảng, tìm kiếm thông tin, thí nghiệm, làm việc nhóm… ) một cách phù hợp

tâm - Trọng tâm nằm ở tâm

đối xứng của vật

Tiết 2

viên

Hoạt động của học sinh

Năng lực hình thành

Nội dung 1 (10’) Ổn định

lớp và kiểm tra bài cũ

-Nội dụng 2 (18’) Tìm hiểu

thí nghiệm cân bằng của

một vật rắn chịu tác dụng

của 3 lực không song song

Tìm hiểu quy tắc hợp lực

đồng quy

II Cân bằng của một vật

chịu tác dụng của ba lực

không song song

2 Quy tắc tổng hợp 2 lực có

giá đồng quy.

Muốn tổng hợp 2 lực có giá

đồng quy tác dụng lên một

vật rắn, trước hết ta phải trượt

2 vectơ lực đó trên giá của

chúng đến điểm đồng quy, rồi

áp dụng quy tắc hình bình

hành để tìm hợp lực

- Các em hãy xác định trọng lượng P của vật và trọng tâm của vật

- Bố trí TN như hình 17.5 SGK

- Có những lực nào tác dụng lên vật?

- Có nhận xét gì về giá

của 3 lực?

- Treo hình (vẽ 3 đường thẳng biểu diễn giá của 3 lực) Ta nhận thấy kết quả gì?

- Đánh dấu kết quả của các lực, rồi biểu diễn các lực theo đúng tỉ lệ

xích

- Ta được hệ 3 lực không song song tác dụng lên vật rắn mà vật vẫn đứng yên, đó là hệ

3 lực cân bằng

- Nhận xét gì về đặc điểm của hệ 3 lực này?

- Vì vật rắn có kích thước, các lực tác dụng lên vật có thể đặt tại các điểm khác nhau, với 2 lực có giá đồng quy ta làm cách nào để

tìm hợp lực Xét 2 lực

F1 và F2; tìm hợp lực

1 2

Fr= +Fr Fr

- Trượt các vectơ trên giá của chúng đến điểm đồng quy O Tìm hợp lực theo quy tắc hình bình hành

- Chúng ta tiến hành tổng hợp 2 lực đồng quy, hãy nêu các bước thực hiện?

- Quan sát TN rồi trả

lời các câu hỏi của gv

- Lực F1 và F2 và trọng

lực Pr

- Giá của 3 lực cùng nằm trong một mặt phẳng, đồng quy tại một điểm O

- 3 lực không song song tác dụng lên vật rắn cần bằng có giá

đồng phẳng và đồng quy)

- Quan sát các bước tiến hành tìm hợp lực mà gv tiến hành

- Thảo luận để đưa ra các bước thực hiện

(Chúng ta phải trượt 2 lực trên giá của chúng đến điểm đồng quy, rồi áp dụng quy tắc hình bình hành để tìm hợp lực)

- Muốn tổng hợp 2 lực có giá đồng quy tác dụng lên một vật rắn, trước hết ta phải trượt

2 vectơ lực đó trên giá

của chúng đến điểm đồng quy, rồi áp dụng quy tắc hình bình hành để tìm hợp lực

- K1: Trình bày được kiến thức về các hiện tượng, đại lượng, định luật, nguyên lí vật

lí cơ bản, các phép đo, các hằng số vật lí

- K2: Trình bày được mối quan hệ giữa các kiến thức vật lí

G

Nội dung 3 (20’) Tìm hiểu

điều kiện cân bằng của vật

rắn chịu tác dụng của 3 lực

khơng song song

3 Điều kiện cân bằng của

mợt vật chịu tác dụng của 3

lực khơng song song.

Ba lực đó phải có giá đờng

phẳng và đờng quy

Hợp lực của 2 lực đó phải cân

bằng với lực thứ 3

lực chúng ta xét trở

thành hệ lực cân bằng giớng như ở chất điểm

- Nhận xét về hệ 3 lực tác dụng lên vật ta xét trọng TN

- Gọi 1 hs lên bảng đo

đợ dài của Fr và Pr

- Hãy nêu điều kiện cân bằng của mợt vật chịu tác dụng của 3 lực khơng song song

- Nhận xét Prcùng giá,

ngược chiều Fr

- Mợt hs dùng thước đo

đợ dài của Fr và Prrút

ra nhận xét Hai lực cùng đợ lớn

- Ba lực phải có giá

đờng phẳng và đờng quy, hợp lực của 2 lực phải cân bằng với lực thứ 3

- X5: Ghi lại được các kết quả từ các hoạt động học tập vật lí của mình (nghe giảng, tìm kiếm thơng tin, thí nghiệm, làm việc nhĩm… )

- X6: trình bày các kết quả từ các hoạt động học tập vật lí của mình (nghe giảng, tìm kiếm thơng tin, thí nghiệm, làm việc nhĩm… ) một cách phù hợp

IV BÀI TẬP KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC HỌC SINH

1 Bảng ma trận kiểm tra các mức độ nhận thức

Cấp độ

Tìm hiểu điều kiện

cân bằng của mợt

vật chịu tác dụng

Nắm được+ Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực

+ Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực khơng song song + Quy tắc tổng hợp hai lực đồng quy

- Vận dụng được điều kiện cân bằng

và quy tắc tổng hợp lực để giải các bài tập đối với trường hợp vật chịu tác dụng của

là gì

Xác định được trọng tâm của các vật phẳng, đồng chất bằng thí nghiệm

Vận dụng nội dung bài học để giải các bài tập phức tạp

2 Câu hỏi và bài tập củng cố

a Nhĩm câu hỏi nhận biết

1 Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực khơng song song là

A.ba lực phải đồng phẳng B.ba lực phải đồng quy

C hợp lực của hai lực phải cân bằng với lực thứ ba D.cả ba điều kiện trên

2 Một vật cân bằng chịu tác dụng của 2 lực thì 2 lực đó sẽ

A cùng giá, cùng chiều, cùng độ lớn B cùng giá, ngược chiều, cùng độ lớn

C có giá vuông góc nhau và cùng độ lớn D được biểu diễn bằng hai véctơ giống hệt nhau

3 Hai lực cân bằng là hai lực

A cùng tác dụng lên một vật B trực đối

45 0CA

B

C có tổng độ lớn bằng 0 D cùng tác dụng lên một vật và trực đối

b Nhĩm câu hỏi thơng hiểu

4 Điều kiện nào sau đây là đủ để hệ ba lực tác dụng lên vật rắn cân bằng ?

A Ba lực phải đồng qui B Ba lực phải đồng phẳng

C Ba lực phải đồng phẳng và đồng qui D Hợp lực của hai lực phải cân bằng với lực thứ ba

5 Vị trí trọng tâm của vật rắn trùng với

A tâm hình học của vật B điểm chính giữa của vật

C điểm đặt của trọng lực tác dụng lên vật D điểm bất kì trên vật

6 Điều nào sau đây là sai khi nói về đặc điểm hai lực cân bằng?

A Hai lực có cùng giá B Hai lực có cùng độ lớn

C Hai lực ngược chiều nhau D Hai lực có điểm đặt trên hai vật khác nhau

7 Điều kiện để một vật chịu tác dụng ba lực Fr1, Fr2, Fr3 ở trạng thái cân bằng là

A hợp lực của hai lực phải cân bằng với lực thứ ba

B ba lực đó phải có giá đồng phẳng và đồng quy và Fr1 +Fr2= Fr3

C hợp lực của hai lực phải cân bằng với lực thứ ba và Fr1 +Fr2= Fr3

D ba lực đó phải có giá đồng phẳng, đồng quy và hợp lực của hai lực phải cân bằng với lực thứ ba

8 Chọn câu nói sai khi nói về trọng tâm của vật rắn

A Trọng lực có điểm đặt tại trọng tâm vật B Trọng tâm của một vật luôn nằm bên trong vật

C Khi vật rắn dời chỗ thì trọng tâm của vật cũng dời chỗ như một điểm của vật

D Trọng tâm G của vật phẳng, mỏng và có dạng hình học đối xứng nằm ở tâm đối xứng của vật

9 Chỉ có thể tổng hợp được hai lực không song song nếu hai lực dó?

C Hợp vói nhau một góc tù D Đồng quy

c Nhĩm câu hỏi vận dụng thấp

10 một vật cĩ khối lượng m=5kg được treo bằng ba sợi dây như hình vẽ

lấy g=9,8m/s2 Tìm lực kéo của dây AC và dây BC

d Nhĩm câu hỏi vận dụng cao

11.Một chiếc đèn được treo vào tường nhờ một sợi dây AB, người ta đặt một thanh chống nằm ngang để giữ cho đèn

khơng đụng vào tường Biết đèn cĩ khối lượng 2 kg và dây hợp với phương nằm ngang một gĩc 450 Tính lực căng của các đoạn dây AB, BC và phản lực của thanh Lấy g = 9,8 m/s2

3 Dặn dị

Khi cĩ một lực tác dụng lên một vật cĩ trục quay cố định thì vật sẽ chuyển động

như thế nào? Lực tác dụng thế nào thì vật sẽ đứng yên?

O

CBA

Ngày soạn: 21/11/2017

Bài 18: CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH - MOMEN LỰC

I MỤC TIÊU

1 Kiến thức

- Phát biểu được định nghĩa và viết được biểu thức của momen lực

- Phát biểu được điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định (quy tắc momen lực)

2 Kỹ năng

- Vận dụng được khái niệm momen lực và quy tắc momen lực để giải thích một số hiện tượng vật lí thường gặp trong đời sống và kĩ thuật cũng như để giải các bài tập vận dụng đơn giản

- Vận dụng được phương pháp thực nghiệm ở mức độ đơn giản

- Vận dụng giải một số bài tập đơn giản về mô men và quy tắc moomen lực

3 Thái độ

- Có hứng thú học tập Có tinh thần tự lực, tự giác tham gia xây dựng kiến thức

- Yêu thích khoa học, tác phong của nhà khoa học

4 Xác định nội dung trọng tâm

- Công thức mô men lực: M = F d

- Cánh tay đòn

- Điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định

5 Định hướng phát triển năng lực

- Năng lực chung: Năng lực tự học, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo, năng lực hợp tác

- Năng lực chuyên biệt:

- Năng lực chuyên biệt : biểu diễn được các vectơ lực, và vẽ được cánh tay đòn của lực

P5: Lựa chọn và sử dụng các công cụ toán học phù hợp trong học tập vật lí

X8: Tham gia hoạt động nhóm trong học tập vật lí

II CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH

1 Chuẩn bị của GV

- Các hình vẽ về mô men và quy tắc mô men lực

- Bộ dụng cụ thí nghiệm về quy tắc mô men lực

- Phiếu học tập củng cố bài học

2 Chuẩn bị của HS

- Ôn tập các kiến thức liên quan.

- Hoàn thành các bảng phụ mà GV đã yêu cầu chuẩn bị

- Bút lông

III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

thành Nội dung 1 (10’) Kiểm tra

sĩ số học sinh

Kiểm tra bài cũ

Chuyển giao nhiệm vụ

- Cho biết trọng tâm của một số vật đồng chất và có dạng hình học đối xứng? Phát biểu quy tắc tổng hợp 2 lực đồng quy?

- Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của 3 lực không song song là

gì?

Trình bày kiến thức (1 học sinh)

Các bạn còn lại lắng nghe và nhận xét

Nhận xét kết quả đạt được

Nội dung 2 (15’) Tìm hiểu

thí nghiệm cân bằng của

một vật có trục quay cố

định.

I Cân bằng của một vật

- Dùng bộ thí nghiệm giới thiệu đĩa mômen Đĩa có thể quay quanh trục cố

có trục quay cố định

Momen lực

1 Thí nghiệm

NX: Lực Fr1có tác dụng làm

đĩa quay theo chiều kim

đồng hồ; Fr2có tác dụng làm

đĩa quay ngược chiều kim

đồng hồ Đĩa đứng yên tác

dụng làm quay của Fr1 lực

cân bằng với lực Fr2

- Xét một vị trí cân bằng bất kì của đĩa, các em hãy chỉ ra các lực tác dụng lên đĩa và liên hệ giữa các lực đó?

- Trọng lực và phản lực của trục quay đĩa luôn cân bằng ở mọi vị trí

- Các lực khác tác dụng vào đĩa sẽ gây

ra kết quả như thế nào?

- Tiến hành TN

- Khi có 1 lực tác dụng lên 1 vật có trục quay cố định thì vật sẽ chuyển động như thế nào?

+ Lực tác dụng thế nào thì vật sẽ đứng yên?

- Ta có thể tác dụng đồng thời vào đĩa 2 lực Fr1,Fr2 nằm trong mặt phẳng của đĩa, sao cho đĩa vẫn đứng yên được không? Khi đó giải thích sự cân bằng của đĩa như thế nào?

trọng tâm của đĩa

- Trọng lực cân bằng với phản lực của trục quay

Nội dung 3 (10’) Tìm hiểu

khái niệm mômen lực

2 Momen lực

M =F d

- Đơn vị là N.m

- Khoảng các d từ trục quay

đến giá của lực gọi là cánh

tay đòn của lực

-Nhận xét độ lớn của lực Fr1 và Fr2?

- Xác định khoảng cách từ trục quay đến giá của Fr1 và Fr2?

- Thay đổi phương và độ lớn của Fr1 để

thấy được nếu vẫn giữ F d1 1=F d2 2thì

đĩa vẫn đứng yên

- Hiện tượng gì xảy ra khi F d1 1>F d2 2

và ngược lại? Làm TN kiểm chứng

- Ta có thể nhận xét gì về ý nghĩa vật lý

của tích F.d?

- Tích F.d gọi là mômen lực, kí hiệu là

M khoảng các d từ trục quay đến giá

của lực gọi là cánh tay đòn của lực

- Hãy nêu định nghĩa mômen lực? Đơn vị mômen lực là gì?

- LựcFr1 và Fr2 có độ

lớn khác nhau Nhận thấy:

- Tích F.d đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực

- HS trả lời

- Đơn vị là N.m

Nội dung 4 (5 phút)

Tìm hiểu điều kiện cân

bằng của một vật có trục

quay cố định

II Điều kiện cân bằng của

một vật có trục quay cố

định (hay quy tắc momen

lực)

1 Quy tắc

2 Chú ý

Quy tắc momen lực còn áp

dụng cho cả trường hợp vật

không có trục quay cố định

mà có trục quay tức thời

- Hãy sử dụng khái niệm momen lực để

phát biểu điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định?

- Quy tắc momen lực còn áp dụng cho cả trường hợp vật không có trục quay cố

định mà có trục quay tức thời

- VD: kéo nghiêng chiếc ghế và giữ nó

ở tư thế đó Chỉ ra trục quay và giải thích sự cân bằng của ghế?

- Yêu cầu HS trả lời câu C1 (SGK - trang 102)

- TL nhóm rồi trả lời

- Quan sát VD, suy nghĩ rồi trả lời câu hỏi

- HS trả lời

IV BÀI TẬP KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC HỌC SINH

1 Bảng mụ tả 4 mức độ nhận thức:

Cấp độ

Vận dụng Cấp độ thấp Cấp độ cao

- Nắm được khỏi niệm momen lực

- Xỏc định được cỏnh tay dũn của lực để tớnh momen lực

- Xỏc định được cỏc momen lực làm vật cõn bằng

- Vận dụng tớnh được cỏc momen lực tỏc dụng lờn vật

- Điều kiện cõn bằng của vật

Dựa vào điều kiện cõn bằng tớnh được cỏc lực hoặc cỏc cỏnh tay đũn

2 Biờn soạn cõu hỏi/bài tập kiểm tra đỏnh giỏ.

A Nhúm cõu hỏi nhận biết

Cõu 1.Chọn cõu trả lời đỳng: Đơn vị của mụmen lực M=F.d là:

A.m/s B.N.m C.kg.m D.N.kg

Cõu 2 Mụmen lực tỏc dụng lờn vật là đại lượng:

A đặc trưng cho tỏc dụng làm quay vật của lực B.vộctơ

C.để xỏc định độ lớn của lực tỏc dụng D.luụn cú giỏ trị dương

Cõu 3.Momen lực tỏc dụng lờn một vật cú trục quay cố định là đại lượng:

A.đặc tưng cho tỏc dụng làm quay vật của lực và được đo bằng tớch của lực và cỏnh tay đũn của nú

B đặc tưng cho tỏc dụng làm quay vật của lực và được đo bằng tớch của lực và cỏnh tay đũn của nú.Cú đơn

vị là (N/m) C đặc trưng cho độ mạnh yếu của lực D luụn cú giỏ trị õm

Cõu 4.Cỏnh tay đũn của lực bằng

A khoảng cỏch từ trục quay đến điểm đặt của lực B khoảng cỏch từ trục quay đến trọng tõm của vật

C khoảng cỏch từ trục quay đến giỏ của lực D khoảng cỏch từ trong tõm của vật đến giỏ của trục quay

B Nhúm cõu hỏi thụng hiểu

Cõu 5.Lực cú tỏc dụng làm cho vật rắn quay quanh một trục khi

A.lực cú giỏ nằm trong mặt phẳng vuụng gúc với trục quay và cắt trục quay

B lực cú giỏ song song với trục quay C.lực cú giỏ cắt trục quay

D.lực cú giỏ nằm trong mặt phẳng vuụng gúc với trục quay và khụng cắt trục quay

Cõu 6.Chọn cõu Sai.

A.Momen lực là đại lượng đặc trưng cho tỏc dụng làm quay của lực

B.Momen lực được đo bằng tớch của lực với cỏnh tay đũn của lực đú

C.Momen lực là đại lượng đặc trưng cho tỏc dụng làm quay của vật./

D.Cỏnh tay đũn là khoảng cỏch từ trục quay đến giỏ của lực

C Nhúm cõu hỏi vận dụng thấp và cao

Cõu 7: Một cỏnh cửa chịu tỏc dụng của một lực cú mụmen M1 = 60N.m đối với trục quay đi qua cỏc bản

lề Lực F2 tỏc dụng vào cửa cú mụmen quay theo chiều ngược lại và cú cỏnh tay đũn d2 = 1,5m Lực F2 cú

độ lớn bằng bao nhiờu thỡ cửa khụng quay?

A 40N B 60N C khụng tớnh được vỡ khụng biết khối lượng của cỏnh cửa D 90N

Cõu 8: Một lực cú độ lớn 10N tỏc dụng lờn một vật rắn quay quanh một trục cố định, biết khoảng cỏch từ

giỏ của lực đến trục quay là 20cm Mụmen của lực tỏc dụng lờn vật cú giỏ trị là:

A 200N.m B 200N/m C 2N.m D 2N/m

Cõu 9 : Một thanh AB có trọng lợng 150N có trọng tâm G chia đoạn AB theo tỉ lệ BG = 2 AG Thanh AB

đợc treo lên trần bằng dây nhẹ, không giãn (Hình bên) Cho góc α = 300 Tính lực căng dây T?

A 75N B 100N C 150N D.50N

3 Dặn dũ

Cõu 1 Nờu khỏi niệm quy tắc hợp lực song song cựng chiều?

Cõu 2 Viết biểu thức và nờu rừ cỏc đại lượng trong cụng thức hợp lực

song song cựng chiều

Cõu 3 í nghĩa của chữ chia trong trong cụng thức hợp lực song song cựng

Nêu đợc điều kiện cân bằng của một vật rắn chịu tác dụng của hai lực song song

Nêu đợc quy tắc mô men lực

2 Kỹ năng

Xác định điều kiện cân bằng của một vật rắn khi không quay, áp dụng vào các bài toán đơn giản

3 Thỏi độ

- Tớch cực hợp tỏc, tự học để lĩnh hội kiến thức

4 Xỏc định nội dung trọng tõm của bài

- Bài tập về mụ men lực

- Bài tập về cõn bằng của vật rắn cú trục quay cố định

5 Định hướng phỏt triển năng lực

- Năng lực chung: Năng lực tự học, năng lực giải quyết vấn đề và sỏng tạo, năng lực hợp tỏc

- Năng lực chuyờn biệt:

K1: Trỡnh bày được kiến thức về cỏc hiện tượng, đại lượng, định luật, nguyờn lớ vật lớ cơ bản, cỏc phộp đo, cỏc hằng số vật lớ

K3: Sử dụng được kiến thức vật lớ để thực hiện cỏc nhiệm vụ học tập

K4: Vận dụng (giải thớch, dự đoỏn, tớnh toỏn, đề ra giải phỏp, đỏnh giỏ giải phỏp … ) kiến thức vật lớ vào cỏc tỡnh huống thực tiễn

P5: Lựa chọn và sử dụng cỏc cụng cụ toỏn học phự hợp trong học tập vật lớ

P6: chỉ ra được điều kiện lớ tưởng của hiện tượng vật lớ

X5: Ghi lại kết quả xỏc định vật tốc, tọa độ của một vật bất kỡ chuyển động trong thực tế

X8: Tham gia hoạt động nhúm trong học tập vật lớ

II CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIấN VÀ HỌC SINH

1 Chuẩn bị của giỏo viờn

Một số bài tập về mụ men lực

PHT

Bài 1: Một người tỏc dụng một lực 30 N vào một tấm vỏn nằm ngang tại vị trớ A cỏch tấm quay O là 20 cm

Tỡm momen lực trong trường hợp lực cú phương hợp với vectơ OA một gúc:

a 900 b 00 c 300

Bài 2: Một thanh gỗ cú trục quay là O Đặt vào 2 vị trớ A, B ở về hai phớa với O, cỏch O lần lượt là 10 cm

và 20 cm, 2 lực FA = 20 N, FB = 30 N theo phương hướng xuống Vẽ cỏnh tay đũn và tớnh momen lực trong 2 trường hợp:

a Thanh nằm ngang

b Thanh nằm lệch với phương ngang 1 gúc 300

Bài 3: Tỏc dụng 2 lực F1, F2 vào một tấm vỏn quay quanh một tõm O.Cỏnh tay đũn của lực F1 và F2 đối

với tõm O lần lượt là 20 cm và 30 cm Tấm vỏn khụng quay

a Tỡm tỉ số F1 và F2 b Biết F1 = 20 N Tỡm F2

2 Chuẩn bị của học sinh

- Học thuộc bài

- Giải trước cỏc bài tập ở trờn

III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Nội dung Hoạt động của Giỏo viờn Hoạt động của học sinh Năng lực hỡnh

thành Nội dung 1 (10 phỳt)

Kiểm tra sĩ số và kiểm

tra bài cũ

Gọi học sinh lờn bảng trả lời bài

Học sinh lờn bảng trả lời bài

Cỏc học sinh cũn lại

Nhận xột kết quả hoạt động

Cõu hỏi: Phỏt biểu quy

tắc mụ men lực, nờu điều

kiện cõn bằng của vật cú

AC dài 1,2 m sao cho

thanh nằm ngang Treo

đồng qui tại A ( phản lực dọc theo thanh BA)còn tr-ờng hợp 2 dùng

qui tắc mô men lực để tìm lực căng của dây AC sau đó chiếu biểu thức

hợp lực bằng không lên hệ trục để tìm giá trị phản lực

và hớng của nó

Bài 4

Một thanh sắt dài AB=1,5

m, khối lợng m=3 kg đợc giữ nghiêng 1 góc α trên mặt sàn nằm ngang bằng 1 sợi dây BC nằm ngang với BC=1,5 m Đầu dới A của thanh tựa trên mặt sàn Hệ

số ma sát nghỉ giữa thanh và mặt sàn là 3 /2

1) Góc nghiêng α phải có giá trị thế nào để thanh có thể cân bằng

2) Tìm các lực tác dụng lên thanh và khoảng cách OA khi α =450; g=10m/s2

1) Các lực tác dụng lên vật là phản lực vuông góc của sàn tại Ahớng thẳng đứng lên trên, trọng lực P; lực ma sát nghỉ hớng sangphải ; lực căng của dây

CB hớng sang tráiDùng qui tắc mô men với trục đi qua A:

T.AB.sinα =P.0,5.AB.co

sα (1)

Fms=T(2); P=N(3); Điều kiện Fms≤ àN=àm.g

từ đó suy ra cotgα ≤2à

suy ra α ≥300

2) Thay số Fms=T= 15 N;

N=P=30 N; OA= AB.cosα =0,44 m

BC-K1: Trỡnh bày kiến thức

X5 trao đổi kiến thức với bạn

IV BÀI TẬP KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC HỌC SINH

1 Bảng ma trận kiểm tra cỏc mức độ nhận thức

(Mức độ 1)

Thụng hiểu (Mức độ 2)

Vận dụng (Mức độ 3)

Vận dụng cao (Mức độ 4)

lựcNờu điều kiện cõn bằng của vật rắn

B

A G

B

A

G C

B

A G

B

A

G C