GIÁO ÁN VẬT LÝ 10CÁC DẠNG CÂN BẰNG CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ MẶT CHÂN ĐẾ I.Mục tiêu: 1.Về kiến thức: - Phân biệt được các dạng cân bằng: bền, không bền và cân bằng phiếm định.. - Phát biểu
Trang 1GIÁO ÁN VẬT LÝ 10
CÁC DẠNG CÂN BẰNG CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ MẶT CHÂN ĐẾ I.Mục tiêu:
1.Về kiến thức:
- Phân biệt được các dạng cân bằng: bền, không bền và cân bằng phiếm định
- Phát biểu được được điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân đế
2.Về kỹ năng:
- Xác định được dạng cân bằng của vật
- Xác định được mặt chân đế của một vật đặt trên một mặt phẳng đỡ
- Vận dụng được điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân đế trong việc giải các bài tập
- Biết cách làm tăng mức vững vàng của cân bằng
II.Chuẩn bị:
Giáo viên:
- Các thí nghiệm theo hình 20.2, 20.3, 20.4 và 20.6 SGK:
Học sinh:
- Ôn lại kiến thức về momen lực
III.Phương pháp: Nêu vấn đề, thảo luận nhóm
IV.Tiến trình dạy học:
1 Ổn định:
10A 1
10A 3
10A 5
10A 6
10A 7
Trang 22 Kiểm tra:
3 Hoạt động dạy học:
Hoạt động 1: Phân biệt ba dạng cân bằng.
Đặt vẫn đề: Vật ở trạng
thái cân bằng khi điều kiện
cân bằng được thỏa mãn
Nhưng liệu trạng trạng thái
cân bằng của các vật khác
nhau có giống nhau không ?
Trong bài này ta sẽ nghiên
cứu để tìm ra tính chất khác
nhau của các trạng thái cân
bằng hay các dạng cân
bằng
Để thước ở 3 vị trí cân
bằng theo 3 hình 20.2, 20.3
và 20.4 SGK
Giải thích tại sao thước
đứng yên ? (Áp dụng qui tắc
momen để giải thích)
Trở lại TN 20.2 nếu
chạm nhẹ vào thước cho
thước lệch đi một chút thì
hiện tượng xảy ra ntn, giải
thích ?
Do tính chất này nên việc
giữ cho vật cân bằng rất
Do ở cả 3 trường hợp trọng lực của thước có giá
đi qua trục quay nên có momen bằng không, do đó trọng lực không có tác dụng làm quay thước nên thước ở trạng thái cân bằng
Khi bị lệch thước sẽ quay ra xa vị trí cân bằng
Vì khi bị lệch thì trọng tâm
Trang 3khó, nên ta gọi dạng cân
bằng này là cân bằng không
bền
Thế nào là cân bằng không
bền ?
Ở TN 20.3 nếu chạm nhẹ
vào thước cho thước lệch đi
một chút thì hiện tượng xảy
ra ntn, giải thích ?
Do tính chất này nên
không dễ làm cho thước
lệch khỏi VTCB, nên ta gọi
dạng cân bằng này là cân
bằng bền
Thế nào là cân bằng
bền ?
Ở TN 20.4 nếu chạm nhẹ
vào thước cho thước lệch đi
một chút thì hiện tượng xảy
ra ntn, giải thích ?
Do vật đứng yên tại mọi
vị trí, nên ta gọi dạng cân
bằng này là cân bằng phiếm
định
Thế nào là cân bằng phiếm
định ?
có giá không đi qua trục quay, gây ra momen làm thước quay theo chiều ra xa
vị trí ban đầu
Là khi bị lệch khỏi VTCB vật không tự trở về
vị trí ban đầu
Khi bị lệch thước sẽ quay về vị trí cân bằng Vì khi bị lệch thì trọng tâm có giá không đi qua trục quay, gây ra momen làm thước quay theo chiều trở về vị trí ban đầu
Là khi bị lệch khỏi VTCB vật tự trở về vị trí ban đầu
Khi bị lệch thước sẽ tiếp tục đứng yên ở vị trí mới
và giá của trọng lực luôn đi qua trục quay
Khi bị lệch khỏi VTCB vật luôn đứng yên ở vị trí mới
I Các dạng cân bằng:
1.Cân bằng không bền:
Là cân bằng mà khi vật bị lệch ra khỏi VTCB thì vật không tự trở về vị trí ban đầu
2.Cân bằng bền:
Là cân bằng mà khi vật bị lệch ra khỏi VTCB thì vật tự quay về vị trí ban đầu
3.Cân bằng phiếm đinh:
Là cân bằng mà khi vật bị lệch VTCB, thì vật tiếp tục cân bằng ở vị trí mới này
Hoạt động 2: Tìm nguyên nhân gây nên các dạng cân bằng khác nhau.
Trang 4Trợ giúp của GV Hoạt động của HS Nội dung
Nguyên nhân nào gây
nên các dạng cân bằng khác
nhau ?
Gợi ý: Nguyên nhân làm
vật quay ra xa hay trở về vị
trí ban đầu là gì ?
So sánh điểm đặt của trọng
lực hay trọng tâm của vật
của vật trong 3 trường hợp ?
- Do tác dụng của trọng lực
- Cân bằng không bền:
trọng tâm ở vị trí cao nhất;
cân bằng bền: trọng tâm ở
vị trí thấp nhất; cân bằng phiếm định: trọng tâm ở vị trí không đổi
Hoạt động 3: Tìm hiểu điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân đế.
Yêu cầu HS đọc SGK để tìm
hiểu khái niệm mặt chân đế
là gì ?
Ví dụ: Cái cốc đặt trên
bàn, bàn, ghế trên sàn nhà:
có mặt chân đế là phần
nào ?
Trả lời C1 ?
Nhận xét vị trí giá của
trọng lực so với mặt chân đế
trong mỗi trường hợp ?
Đọc SGK, nêu định nghĩa mặt chân đế
Hoàn thành yêu cầu C1
Tại vị trí 1, 2, 3 giá của trọng lực đi qua mặt chân
đế, vật cân bằng Tại vị trí
4 giá của trọng lực không
đi qua mặt chân đế, vật bị ngã
II.Cân bằng của một vật có mặt chân đế:
1.Mặt chân đế:
Mặt chân đế là hình đa giác lồi nhỏ nhất bao bọc tất cả các diện tích tiếp xúc
2.Điều kiện cân bằng:
Điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân đế là giá của trọng lực phải xuyên qua mặt chân đế (hay trọng tâm rơi trên mặt chân đế)
Trang 5Vậy điều kiện cân bằng
của một vật có mặt chân đế
là gì ?
Giá của trọng lực phải đi qua mặt chân đế
Hoạt động 3: Tìm hiểu điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân đế.
Đọc SGK, nêu định
nghĩa mặt chân đế
Hoàn thành yêu cầu C1
Tại vị trí 1, 2, 3 giá của
trọng lực đi qua mặt chân
đế, vật cân bằng Tại vị trí 4
giá của trọng lực không đi
qua mặt chân đế, vật bị ngã
Giá của trọng lực phải đi
qua mặt chân đế
Yêu cầu HS đọc SGK để tìm hiểu khái niệm mặt chân
đế là gì ?
Ví dụ: Cái cốc đặt trên bàn, bàn, ghế trên sàn nhà:
có mặt chân đế là phần nào
?
Trả lời C1 ?
Nhận xét vị trí giá của trọng lực so với mặt chân
đế trong mỗi trường hợp ?
Vậy điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân đế
là gì ?
II.Cân bằng của một vật có mặt chân đế:
1.Mặt chân đế:
Mặt chân đế là hình đa giác lồi nhỏ nhất bao bọc tất cả các diện tích tiếp xúc
2.Điều kiện cân bằng:
Điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân đế là giá của trọng lực phải xuyên qua mặt chân đế (hay trọng tâm rơi trên mặt chân đế)
Hoạt động 4: Nghiên cứu mức vững vàng của cân bằng.
Trang 6Ở vị trí 3 lực tác dụng
nhỏ nhất rồi đến vị trí 2, 1
Do đó mức vững vàng nhất
lần lượt là vị trí 1, 2, 3
Phụ thuộc vào độ cao của
trọng tâm và diện tích mặt
chân đế
Hạ thấp vị trí trọng tâm
và tăng diện tích mặt chân
đế
Thảo luận và trả lời C2
Ở đáy con lật đật nặng
nên trọng tâm bị hạ thấp, do
đó nó khó rơi ra khỏi mặt
chân đế nên con lật đật
không thể đổ
Các trạng thái cân bằng không chỉ khác nhau về dạng mà còn khác nhau về mức vững vàng
Tác dụng lực theo phương ngang cho đến khi hộp đỗ
Hãy nhận xét tính vững vàng trong 3 trường hợp dựa vào độ lớn lực tác dụng ?
Mức vững vàng phụ thuộc vào các yếu tố nào ? (So sánh vị trí trọng tâm và diện tích mặt chân đế) Muốn tăng mức vững vàng của cân bằng ta làm thế nào ?
Trả lời C2 ? Gợi ý : chú ý đến vị trí trọng tâm, khi xe qua đường nghiêng thì thì mặt chân đế thay đổi ? trong con lật đật phần đáy có khối lượng rất lớn so với phần còn lại
3.Mức vững vàng của cân bằng.
Mức vững vàng của cân bằng được xác định bởi độ cao của trọng tâm và diện tích của mặt chân đế Muốn tăng mức vững vàng thì hạ thấp trọng tâm và tăng diện tích mặt chân đế
4.Củng cố:
- Có 3 dạng cân bằng: không bền, bền và phiếm định, vị trí trọng tâm của từng dạng
- Điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân đế
- Mức vững vàng của cân bằng
5.Dặn dò:
- Học bài, làm bài tập 4, 5, 6 SGK và bài tập trong SBT
- Ôn lại các kiến thức về: vận tốc góc, định luật II Niutơn và momen lực.
Trang 76 Rút kinh nghiệm giờ giảng