• Moment ngẫu lực Hợp lực của hai lực F1 và F2 song song, cùng chiều, tác dụng vào một vật rắn, là một lực F song song, cùng chiều với hai lực có độ lớn bằng tổng độ lớn của hai lực đó..
Trang 1Bài 29 MOMEN CỦA LỰC ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA MỘT
VẬT RẮN CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH.
A MỤC TIÊU
1 Kiến thức:
- Biết được định nghĩa momen lực, công thức tính momen lực trong trường hợp lực
vuông góc với trục quay
- Biết điều kiện cân bằng của vật rắn có trục quay cố định
- Vận dụng giải thích một số hiện tượng vật lí và một số bài tập đơn giản
2 Kỹ năng:
- Phân tích lực tác dụng lên vật rắn
- Vận dụng giải thích các hiện tượng và giải bài tập
B CHUẨN BỊ
1 Giáo viên
- Biên soạn các câu hỏi kiểm tra bài cũ; củng cố bài giảng dưới dạng trắc nghiệm theo nội dung câu hỏi 1-4 SGK
- Chuẩn bị thí nghiệm theo hình 29.3 SGK
2 Học sinh
- Ôn tập các kiến thức về đòn bẩy
C TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Thời
5’
5’
Hoạt động 1: Kiểm tra bài
cũ
- Đặt câu hỏi cho HS:
•
Quy tắc hợp lực của hai
lực song song cùng chiều
•
Moment ngẫu lực
Hợp lực của hai lực F1
và F2 song song, cùng chiều, tác dụng vào một vật rắn, là một lực F
song song, cùng chiều với hai lực có độ lớn bằng tổng độ lớn của hai lực đó
F=F1+F2 Giá của hợp lực F nằm trong mặt phẳng của F1
, F2 và chia trong khoảng cách giữa hai lực này thành những đoạn tỷ
lệ nghịch với độ lớn của hai lực đó
1
2 2
1
d
d F
F
= (chia trong)
• M = Fd
(N.m)
Trang 25’
Nhận xét các câu trả lời
Hoạt động 2: Tìm hiểu tác
dụng của một lực lên một
vật rắn có trục quay cố
định
- Cho HS đọc SGK, xem
hình 29.1, yêu cầu HS thảo
luận trả lời câu hỏi: Tác
dụng làm quay của lực phụ
thuộc vào yếu tố nào?
- Nhận xét cách trình bày
- Yêu cầu HS xem tiếp hình
29.2 và rút ra nhận xét
- Nhận xét câu trả lời: Các
lực có phương vuông góc
với cửa và có giá càng ở xa
trục quay thì tác dụng làm
quay cửa càng mạnh
- Kết luận: tác dụng làm
quay vật có trục quay cố
định phụ thuộc vào độ lớn
của lực và khoảng cách từ
trục quay tới giá của lực
Hoạt động 3: Tìm hiểu định
nghĩa momen của lực đối
với trục quay
- Cùng HS làm thí nghiệm,
ghi kết quả thí nghiệm
- Gợi ý HS rút ra nhận xét
kết quả thí nghiệm:
• Khi chỉ có lực
F tác dụng lên đĩa?
• Khi chỉ có lực
F1 tác dụng lên đĩa?
• Khi F = F1 thì
sao?
- Đọc phần 1, xem hình H29.1
- Thảo luận
- Trình bày kết quả: Các lực có giá song song hoặc cắt trục quay của vật thì không có tác dụng làm quay vật
- Nhận xét: lực mà chú
bé tác dụng lên cửa ở xa hơn so với lực của Bố nhưng vẫn giữ được cửa không cho Bố đóng lại
- Quan sát thí nghiệm Hình 29.3
- Theo dõi kết quả thí nghiệm
- Nhận xét kết quả về tác dụng làm quay của lực:
Nếu chỉ riêng lực F tác dụng thì đĩa quay theo chiều kim đồng hồ, còn chỉ có lực F1 tác dụng thì đĩa quay theo chiều ngược lại Khi
F = F1 thì đĩa cân bằng
1 Nhận xét về tác dụng của một lực lên một vật rắn có trục quay có định:
- Các lực có giá song song với trục quay hoặc cắt trục quay thì không có tác dụng làm quay vật
- Các lực có phương vuông góc với trục quay
và có giá càng xa trục quay thì tác dụng làm quay vật càng mạnh
- Vậy, tác dụng làm quay của một lực lên vật rắn có trục quay cố định từ trạng thái đứng yên không những phụ thuộc vào độ lớn của lực mà còn phụ thuộc khoảng cách từ trục quay tới giá (cách tay đòn) của lực
2 Momen của lực đối với một trục quay:
a) Thí nghiệm: (hình 29.3)
Trang 33’
- Vẽ hình H 29.4, nêu câu
hỏi C1
- Nhận xét các câu trả lời
- Cho HS đọc SGK
- Yêu cầu HS trình bày định
nghĩa
• Yêu cầu HS
trình bày đơn vị của momen
lực
- Phát biểu quy tắc momen:
“Muốn cho một vật rắn có
trục quay cố định nằm cân
bằng thì tổng momen của
các lực có khuynh hướng
làm vật quay theo một chiều
phải bằng tổng momen của
các lực có khuynh hướng
làm vật quay theo chiều
ngược lại”
- Yêu cầu HS đưa ra biểu
thức điều kiện cân bằng của
một vật rắn có trục quay cố
định
- Nhận xét câu trả lời và
đưa ra biểu thức tổng quát
∑
∑M = M'
Xem hình H 29.4
- Trả lời câu hỏi C1
- Đọc phần 2.b, trình bày định nghĩa momen của lực
“Momen của lực F đối với trục quay là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực quanh trục ấy và được
đo bằng tích độ lớn của lực và cánh tay đòn.”
- Nêu đơn vị của momen lực: N.m
M1 + M2 + = 0
-Trả lời câu hỏi C2:
b) Momen của lực:
Hình 29.4 Xét một lực F nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục quay Oz Momen của lực F đối với trục quay là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực quanh trục ấy và được đo bằng tích độ lớn của lực và cánh tay đòn
M = F.d
- d: cánh tay đòn (tay đòn)
là khoảng cách từ trục quay tới giá của lực (m)
- M: momen của lực (N.m)
3 Điều kiện cân bằng của một vật rắn có trục quay cố định (Quy tắc momen):
Muốn cho một vật rắn
có trục quay cố định nằm cân bằng thì tổng momen của các lực có khuynh hướng làm vật quay theo một chiều phải bằng tổng momen của các lực có khuynh hướng làm vật quay theo chiều ngược lại
∑
∑M = M'
* Nếu quy ước momen lực làm vật quay ngược chiều kim đồng hồ có giá trị dương, cùng chiều kim đồng hồ có giá trị âm , thì:
M1+M2+ =0 Với M1, M2 là momen của tất cả các lực đặt lên vật
Trang 45’
5’
2’
- Cho HS xem hình, thảo
luận trả lời câu hỏi C2
- Nhận xét câu trả lời
- Cho HS đọc phần 4, yêu
cầu HS mô tả hoạt động của
hai dụng cụ trong hình 29.5
và 29.6
Hoạt động 4: Củng cố
- Nêu câu hỏi trọng tâm của
bài, gọi HS trả lời
- Đánh giá, nhận xét kết quả
giờ dạy
Hoạt động 5: Hướng dẫn về
nhà
- Nêu bài tập về nhà:1,
2,3,4/136
- Yêu cầu: HS chuẩn bị bài
sau
cánh cửa cân bằng vì:
Lực của Bố tác dụng làm cửa quay theo chiều kim đồng hồ bằng với lực của Bé làm cửa quay theo chiều ngược lại
- Đọc phần 4, mô tả hoạt động của cân đĩa, cuốc chim Hình 29.5, Hình.29.6
- Trả lời câu hỏi của GV dựa trên kiến thức vừa học
- Ghi nhận kiến thức:
Momen của lực, điều kiện cân bằng của vật rắn có trục quay cố định
và ứng dụng của nó
- Ghi câu hỏi và bài tập
về nhà
- Những sự chuẩn bị cho bài sau
4 Ứng dụng:
a) Cân đĩa:
Khi cân thăng bằng, trọng lượng của vật bằng trọng lượng của quả cân b) Quy tắc momen lực cón
áp dụng cho cả trường hợp vật không có trục quay cố định
Vd: chiếc cuốc chim
