- 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:.[r]
Trang 1CÁC 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:
2)Kiểm tra:
3)Hoạt động dạy – học:
Hoạt động 1: Phân biệt ba dạng cân bằng.
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 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
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 khó, nên ta gọi dạng cân bằng này là cân bằng
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
Trang 2Là 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
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?
cân bằng ở vị trí mới này
Hoạt động 2: Tìm nguyên nhân gây nên các dạng cân bằng khác nhau.
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
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?
Ho t ng 3: Tìm hi u i u ki n cân b ng c a m t v t có m t chân ạ độ ể đ ề ệ ằ ủ ộ ậ ặ 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
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?
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 3Giá của trọng lực phải đi qua
mặt chân đế vật có mặt chân đế là gì?Vậy điều kiện cân bằng của một
Ho t ng 4: Nghiên c u m c v ng vàng c a cân b ng ạ độ ứ ứ ữ ủ ằ
Ở 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
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