Hoạt động 3: Tìm hiểu tác dụng của ngẫu lực đối với một vật rắn - Vậy ngẫu lực ảnh hưởng như thế nào đối với vật rắn?. - Làm thí nghiệm tác dụng ngẫu lực vào một vật rắn, yêu cầu học sin
Trang 1Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Trinh
Lớp: Sư phạm Vật lý K37
BÀI 22 NGẪU LỰC
I MỤC TIÊU
1 Kiến thức
- Phát biểu được định nghĩa ngẫu lực
- Viết được công thức tính mômen ngẫu lực
2 Kỹ năng
- Vận dụng khái niệm ngẫu lực để giải thích một số hiện tượng vật lý thường gặp trong đời sống và kĩ thuật
- Vận dụng được công thức tính mômen của ngẫu lực để giải các bài tập có liên quan
3 Thái độ
- Nghiêm túc trong giờ học
- Tích cực xây dựng bài
II CHUẨN BỊ
1 Giáo viên
- Chuẩn bị một số dụng cụ tạo ngẫu lực như:như tuanơvit, vòi nước,
2 Học sinh
- Ôn lại kiến thức bài 18,19
III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Hoạt động 1: Ổn định tổ chức lớp, kiểm tra bài cũ
- Kiểm tra sĩ số lớp
- Câu hỏi kiểm tra:
+ Viết công thức tính mômen lực và nêu ý
nghĩa của từng đại lượng
+ Hãy phát biểu quy tắc tổng hợp hai lực
song song cùng chiều?
- Lớp trưởng báo cáo sĩ số lớp.
- Trả lời:
M = F.d M: mômen lực F: lực tác dụng vào vật d: cánh tay đòn
- Trả lời:
+ Hợp lực của hai lực song song cùng chiều là một lực song song, cùng chiều
và có độ lớn bằng tổng các độ lớn của hai lực ấy
+ Giá của hợp lực chia khoảng cách giữa hai giá của hai lực song song thành những đoạn tỉ lệ nghịch với đọ lớn của hai lực ấy
F = F1 + F2
Trang 2Hoạt động 2: Tìm hiểu khái niệm ngẫu lực
- Nêu đặc điểm của hai lực tác dụng vào
vật sau đây:
d1
d2
- Đặt vấn đề: Có thể tìm hợp lực của 2
lực song song ngược chiều có độ lớn
bằng nhau?
- Cho học sinh xem lại câu C4 bài 19 đã
học trong sách giáo khoa
d’ 3 d
d’ 2
- Từ điều kiện cân bằng của vật rắn dưới
tác dụng của 3 lực song song, ta có thể
nhận xét gì về độ lớn hợp lực của hai lực
với lực ?
-Từ đó tìm ra được quy tắc tổng hợp hai
lực song song ngược chiều
* Gợi ý:
+Hợp lực F có phương, chiều như thế nào
so với các lực ?
+ Độ lớn của hợp lực ?
+ Giá của hợp lực?
- Yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi ở phần
đặt vấn đề
- Nhận xét câu trả lời
- Thông báo hệ 2 lực tác dụng vào một
vật với các đặc điểm như trên gọi là ngẫu
lực Và ngẫu lực là trường hợp đặc biệt
duy nhất của hai lực song song mà ta
không thể tìm được hợp lực được
- Trả lời : + Song song + Ngược chiều + Có độ lớn bằng nhau + Cùng tác dụng vào một vật
- Bằng nhau
- Trả lời:
+ Song song cùng chiều với lực thành phần có độ lớn lớn hơn lực thành phần còn lại
+ Có độ lớn bằng hiệu độ lớn của hai lực thành phần
+ Giá của hợp lực nằm trong mặt phẳng của hai lực thành phần, khoảng cách giữa giá của hợp lực với giá của hai lực thành phần tuân theo công thức:
=
- Áp dụng quy tắt trên ta không thể xác định đượchợp lực của hai lực này
Trang 3- Yêu cầu thêm học sinh phân biệt ngẫu
lực với hai lực cân bằng và hai lực trực
đối
- Giáo viên nhận xét câu trả lòi của học
sinh
- Giáo viên lấy một số ví dụ minh họa về
ngẫu lực: như dùng tay vặn vòi nước ;
Dùng tuanơvit để vặn đinh ốc,…
- Yêu cầu học sinh lấy thêm vài ví dụ
+ Khi ô tô sắp qua đoạn đường ngoặt, người lái xe tác dụng một ngẫu lực vào tay lái (vô lăng)
Hoạt động 3: Tìm hiểu tác dụng của ngẫu lực đối với một vật rắn
- Vậy ngẫu lực ảnh hưởng như thế nào
đối với vật rắn?
- Làm thí nghiệm tác dụng ngẫu lực vào
một vật rắn, yêu cầu học sinh quan sát
chuyển động của vật
- Giáo viên nhấn mạnh lại vấn đề: Nếu
vật chỉ chịu tác dụng của ngẫu lực thì nó
sẽ quay quanh một trục đi qua trọng tâm
và vuông góc với mặt phẳng chứa ngẫu
lực
- Vậy tác dụng của ngẫu lực đối với vật
không có trục quay cố định?
- Nhận xét câu trả lời của học sinh
- Đưa ra câu hỏi: Nếu vật quay cố định
vuông góc với mặt phẳng của ngẫu lực
nhưng không đi qua trọng tâm của vật thì
tác dụng của ngẫu lực thể hiện như thế
nào?
- Nhận xét và giải thích thêm: Khi đó
trục quay phải tạo ra một lực liên kết để
truyền cho trọng tâm một gia tốc hướng
tâm Theo định luật III Niu-tơn thì trong
khi quay quanh trục vật tác dụng trở lại
vật quay một lực Nếu vật quay càng
nhanh thì lực tương tác càng lớn làm cho
trục quay biến dạng càng nhiều, đến mức
có thể bị cong, gãy
- Nêu ý nghĩa thực tiễn của việc nghiên
cứu tác dụng của ngẫu lực đối với một
vật rắn? Ví dụ
- Khi chịu tác dụng của ngẫu lực thì vật chuyển động quay
- Trả lời:
+ Trong chuyển động này, ngẫu lực không gây ra một tác dụng nào đối với trục quay nghĩa là có trục quay đi qua trọng tâm cũng như không có
- Trả lời:
+ Nếu trục quay không đi qua trọng tâm thì trọng tâm của vật sẽ chuyển động tròn quanh trục quay
- Trả lời:
+ Khi chế tạo các động cơ , tua bin, bánh
đà, bánh xe ô tô,…người ta phải làm cho trục quay đi qua trọng tâm một cách
Trang 4chính xác nhất.
Hoạt động 4: Tính mômen của ngẫu lực
- Như chúng ta đã biết mômen lực là đại
lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay
của lực Hãy tính mômen ngẫu lực đối
với một trục quay vuông góc với mặt
phẳng của ngẫu lực
+ Gợi ý: Đối với trục quay O như hình
vẽ thì tác dụng làm quay của F1,F2 là
cùng chiều
- Nhận xét câu trả lời của học sinh
- Thông báo biểu thức: M= Fd
trong đó F là độ lớn của mỗi lực, còn d là
khoảng cách giữa hai giá của hai lực và
còn được gọi là cánh tay đòn của ngẫu
lực (d = d1+d2 )
- Yêu cầu học sinh hoàn thành câu hỏi C1
trong sách giáo khoa
- Trả lời:
Đối với trục quay O như hình vẽ thì tác dụng làm quay của F1,F2 là cùng chiều nên mômen của ngẫu lực:
M = F1d1 + F2d2
M = F1(d1+ d2)
Hoạt động 5: Củng cố, vận dụng, giao nhiệm vụ về nhà.
Kiến thức học sinh cần nắm vững:
- Định nghĩa của ngẫu lực
- Tác dụng của ngẫu lực đôi với vật rắn:
+ Trường hợp vật không có trục quay cố
định
+ Trường hợp vật có trục quay cố định
- Momen của ngẫu lực
Nhiệm vụ về nhà
-Làm bài tập 4,5,6 trong sách giáo khoa
- Xem trước bài mới
IV NỘI DUNG GHI BẢNG
Bài 22 NGẪU LỰC
I Ngẫu lực là gì?
1 Định nghĩa
Hệ hai lực song song, ngược chiều, có độ lớn bằng nhau và cùng tác dụng vào một vật gọi là ngẫu lực
2 Ví dụ
- Dùng tay vặn vòi nước ta đã tác dụng vào vòi một ngẫu lực
- Dùng tuanovit để vặn đinh ốc, ta tác dụng vào tuanovit một ngẫu lực
II.Tác dụng của ngẫu lực đối với một vật rắn
Ngẫu lực tác dụng vào một vật chỉ làm cho vật quay chứ không tịnh tiến
III Momen của ngẫu lực
Trang 5M = Fd
Trong đó F: độ lớn của mỗi lực (N)
d: cánh tay đòn của ngẫu lực(m)
M: Momen của ngẫu lực (N.m)
- Momen của ngẫu lực không phụ thuộc vào vị trí của trục quay vuông góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực
V RÚT KINH NGHIỆM