Giáo án Vật lý 10 - Tiết 49 đến tiết 92

Caân baèng cuûa 1 vaät coù truïc quay coá ñònh : aThí nghieäm: SGK bMômen lực:  Định nghĩa: Đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực và được đo bằng tích của lực với tay đòn cu[r]

Trang 1

PHẦN III

TĨNH HỌC

CHƯƠNG VII

CÂN BẰNG CỦA VẬT RẮN TIẾT 49 : CÂN BẰNG CỦA MỘT CHẤT ĐIỂM

I MỤC ĐÍCH YÊU CẦU: –Hiểu và vận dụng được điều kiện cân bằng của một chất điểm để

giải những bài tập đơn giản

 Hiểu được những đặc điểm của hệ hai lực cân bằng và hệ ba lực cân bằng

II CHUẨN BỊ:

1/ TÀI LIỆU THAM KHẢO: - Sách giáo khoa

2/ PHƯƠNG TIỆN, ĐỒ DÙNG DẠY HỌC:

3/ KIỂM TRA BÀI CŨ:  Khái niệm về chất điểm.

 Trạng thái cân bằng của một chất điểm?

III NỘI DUNG BÀI MỚI:

1 Điều kiện cân bằng tổng quát

a=0 => Fhl =0 Hợp lực của tất cả các lực tác dụng bằng không

2 Các truờng hợp a) Chất điểm chịu tác dụng của 2 lực

Điều kiện cân bằng:

Fhl = 0 Hay F1 + F2 = 0  F1 =  F2

Vậy Hai lực đó  cùng phương  cùng độ lớn  ngược chiều

b) Chất điểm chịu tác dụng của 3 lực

Điều kiện cân bằng:

Fhl = 0 Hay F1 + F2 + F3 = 0  F12 =  F3

Vậy Hợp lực của hai lực phải

 cùng phương

 cùng độ lớn

 ngược chiều với lực thứ ba

IV CỦNG CỐ: Một chất điểm chuyển dời với vận tốc không đổi, chịu tác dụng

của 3 lực F1 ,F2 ,F3 Tìm độ lớn F3 nếu góc  hợp bởi F1 và F2 bằng : a) 00 b) 1800

c) 900 d) 1200 Cho F1=F2= 500N

F2

F12

O

F2

O



F1

F3

Trang 2

TIẾT 50 : TRỌNG TÂM CỦA VẬT RẮN

I.MỤC ĐÍCH YÊU CẦU: Học sinh hiểu được sự khác nhau giữa vật rắn và chất điểm Hiểu

được những tính chất đặc biệt của trọng tâm Biết cách xác định trọng tâm của vật trong những trường hợp đơn giản

3/ KIỂM TRA BÀI CŨ:

1 Khái niệm :

– Vật rắn: Vật có kích thước đáng kể và hầu như không bị biến dạng dưới tác dụng của lực

– Trọng tâm: Điểm đặt của trọng lực

2 Cách xác định trọng tâm:

a) Bằng phương pháp thực nghiệm: đối với các vật

mỏng ,phẳng

Buộc dây có lực kế vào 1 điểm A của vật

Khi vật đứng yên: Phương của trọng lực nằm trên đường kéo dài của của sợi dây qua A : đường AB

Sau đó buộc vào 1 điểm C khác Ta có đường CD Giao điểm O của AB và CD chính là trọng tâm

a) Bằng phương pháp toán học:

Đối với những vật đồng tính và có dạng hình học đối xứng thì trọng tâm nằm ở tâm đối xứng của vật

3 Tính chất đặc biệt của trọng tâm:

a) Thí nghiệm: ( SGK ) b) Kết luận:

 Mọi lực tác dụng mà giá đi qua trọng tâm sẽ làm vật chuyển động tịnh tiến Mọi lực tác dụng mà giá không đi qua trọng tâm sẽ làm cho vật vừa quay, vừa tịnh tiến

_ Khi 1 vật rắn chuyển động tịnh tiến thì gia tốc được tính bằng công thức :

a=

m

Fhl – Chú ý: Trọng tâm có thể nằm ngoài vật

Trang 3

TIẾT 51: CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT KHI KHÔNG CÓ CHUYỂN ĐỘNG

QUAY _ QUY TẮC HỢP LỰC ĐỒNG QUY

I MỤC ĐÍCH YÊU CẦU: Học sinh hiểu được điều kiện cân bằng của 1 vật khi không có

chuyển động quay và quy tắc hợp lực của 2 lực có giá đồng quy Hiểu được những đặc điểm của hệ hai lực cân bằng và hệ ba lực cân bằng Vận dụng được điều kiện cân bằng và những đặc điểm của hệ lực cân bằng để giải bài tập

1/ TÀI LIỆU THAM KHẢO : - Sách giáo khoa

– Khi nào lực tác dụng vào vật rắn chỉ làm cho vật chuyển động tịnh tiến

– Cho biết trọng tâm của vật đồng tính có dạng hình vuông , hình chử nhật ,hình tròn , hình tam giác đều, hình trụ

1 Điều kiện cân bằng:

– hợp lực của các lực đặt vào nó phải bằng không

2 Quy tắc hợp lực đồng quy:

Muốn tìm hợp lực : – di chuyển điểm đặt trên giá của chúng đến điểm đồng quy

– áp dụng qui tắc hình bình hành

3 Đặc điểm của hệ lực cân bằng:

a) Hệ hai lực cân bằng có đặc điểm:

– cùng giá – cùng độ lớn – ngược chiều

b) Hệ ba lực cân bằng có đặc điểm:

– có giá đồng phẳng và đồng quy – có hợp lực bằng không

IV CỦNG CỐ:

Hướng dẫn về nhà:

Trang 4

TIẾT 52 : BÀI TẬP

I MỤC ĐÍCH YÊU CẦU : Hs vận dụng được điều kiện cân bằng và những đặc điểm của hệ

lực cân bằng để giải những bài tập đơn giản

3/ KIỂM TRA BÀI CŨ:  Điều kiện cân bằng của vật chịu tác dụng của hệ 2 và 3 lực III NỘI DUNG BÀI MỚI:

Bài 4

Vì ôtô đang cân bằng nên các lực N, P, F,FMS phải trực đối nhau từng đôi một N=P=7000

và F=Fms=kP=7000.0,036 =252N

Bài 5 Vì vật cân bằng nên hợp lực F=P+N phải trực đối

với Fms tức làF=Fms Nhưng

p

h l

F

hp

11000

Vậy lực ma sát nghỉ có độ lớn :

Fms= 250N

Bài 6 Gọi F là lực của P và T vì quả câu cân bằng nên

N=F Theo hệ thức tỷ số lượng giác trong tam giác vuông ta có :

p

N

3

40 3

Suy ra N=23N Nhờ tính chất tỷ số lượng giác trong tam giác vuông ta có : cos

cos

30

40 2

p

N

IV CỦNG CỐ:

Trang 5

TIẾT 53 : QUY TẮC HỢP LỰC SONG SONG

I MỤC ĐÍCH YÊU CẦU: Học sinh hiểu và vận dụng được quy tắc hợp lực song song cùng

chiều để giải 1 số bài tập hoặc giải thích 1 số hiện tượng

1/ TÀI LIỆU THAM KHẢO: sách giáo khoa

 Phát biểu điều kiện cân bằng của 1 vật rắn khi không có chuyển động quay

– Phát biểu quy tắc tìm hợp lực của hai lực có giá đồng quy

– Nêu đặc điểm của hệ hai lực cân bằng

– Nêu đặc điểm của hệ ba lực cân bằng

1 Quy tắc hợp lực song song : a) Hai lực song song cùng chiều :

Phát biểu:

Hợp lực hai lực song song cùng chiều là 1 lực : – song song, cùng chiều

_ có độ lớn bằng tổng các độ lớn – có giá chia trong khoảng cách giữa hai giá của hai lực thành phần thành những đoạn tỷ lệ nghịch với hai lực ấy

Công thức : F= F1 + F2 và

1 2 2

1

d

FF 

b) Hai lực song song ngược chiều :

Phát biểu:

Hợp lực hai lực song song ngược chiều là 1 lực : – song song, cùng chiều với lực lớn

_ có độ lớn bằng hiệu các độ lớn – có giá chia ngoài khoảng cách giữa hai giá của hai lực thành phần thành những đoạn tỷ lệ nghịch với hai lực ấy

Công thức : F= F1 - F2 (với F1 > F2 ) và

1 2 2

1

d

FF 

2 Bài toán thí dụ :

P = 240N

GA = 2,4 m

GB = 1,2 m

Giải : Aùp dụng quy tắc hợp lực hai lực song song cùng chiều :

P = P1 + P2

P1

P2

P

Trang 6

GA

GB d

d P

1 2 2 1

P1 + P2 = 240N

05

2

1 ,

PP   P1 = 80N và P2 = 160N

IV CỦNG CỐ:

Hướng dẫn về nhà: Soạn bài tập 2,3,4 trang 113 SGK

Trang 7

TIẾT 54 : C ÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH

QUY TẮC MÔMEN LỰC

I/ MỤC ĐÍCH YÊU CẦU : Học sinh hiểu khái niệm mômen lực và điều kiện cân bằng cùa II/ CHUẨN BỊ :

1 Tài liệu tham khảo : Sách giáo viên, sách giáo khoa

2 Phương tiện, đồ dùng dạy học:

3 Kiểm tra bài cũ:

III/ NỘI DUNG BÀI MỚI :

1 Tác dụng của lực đối với 1 vật có trục quay cố định:

a)Thí nghiệm: (SGK)

a)Kết luận:

 Lực gây ra tác dụng quay khi giá của lực không đi qua trục quay

 Vật sẽ đứng yên nếu lực tác dụng có giá đi qua trục quay

2 Cân bằng của 1 vật có trục quay cố định : a)Thí nghiệm: (SGK)

b)Mômen lực:

 Định nghĩa: Đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực và được đo bằng tích của lực với tay đòn của nó M=Fd

c)Quy tắc mômen lực:

 Điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định là tổng các mômen lực làm vật quay theo chiều kim đồng hồ bằng tổng các mômen lực làm vật quay theo chiều ngược lại

IV CỦNG CỐ:

 O



Trang 8

I MỤC ĐÍCH YÊU CẦU : Hs vận dụng được quy tắc mômen lực để giải thích một số hiện

tượng và để giải những bài tập đơn giản

1/ TÀI LIỆU THAM KHẢO :

2/ PHƯƠNG TIỆN, ĐỒ DÙNG DẠY HỌC :

3/ KIỂM TRA BÀI CŨ:  Phát biểu quy tắc mômen lực ?

III NỘI DUNG BÀI MỚI :

Bài 2/117 :

Hợp lực P của 2 lực P1và P2 song song và cùng chiều với P, có độ lớn :

P = P1 + P2 = 200 + 300 = 500 N có điểm đặt tại O chia trong AB theo tỉ số : OA

OB

P P

2

300 200

3 2

1

5 0 2

OA = 0,6 m , OB = 2* 0,2 =0,4 m Vậy người gánh phải đặt vai tại O cách đầu B 0,4 m thì gánh mới thăng bằng

Bài 3/117 :

Vai của hai người chịu tác dụng hai lực P1 và P2 song song và cùng chiều P có độ lớn xác định bởi : P1 + P2 =1000 (1)

P

OB OA

1 2

0 6 0

3 2

,4

(2)  P1 = 3 P2 /2 thay vào (1) :

3 P2 /2 + P2 = 1000 => 5 P2 /2 = 1000

P2 = 400 N



P1 = 600 N



IV CỦNG CỐ:

Trang 9

TIẾT 56: NGẪU LỰC

I MỤC ĐÍCH YÊU CẦU: – Hiểu được khái niệm ngẩu lực và công thức tính momen của ngẫu

lực

– Vận dụng được khái niệm ngẫu lực để giải thích 1 số hiện tượng vật lí thường gặp trong đời sống và trong kỹ thuật

II CHUẨN BỊ :

3/ KIỂM TRA BÀI CŨ:– Momen lực sẽ biến đổi như thế nào nếu lực tăng hai lần cánh tay

đòn giảm 4 lần – Tìm lực cho biết M= 1N.m và d= 10cm

1 Định nghĩa

– Là hai lực cùng tác dụng vào vật , song song, ngược chiều , độ lớn bằng nhau nhưng có giá khác nhau

2 Tác dụng của ngẫu lực

– Nếu vật không có trục quay cố định, ngẫu lực sẻ làm vật quay quanh 1 trục đi qua trọng tâm và vuông góc với mặt phẳng chứa nó

– Nếu vật có trục quay cố định, ngẫu lực làm vật quay quanh trục đó Vì vậy nếu trục quay không đúng trọng tâm, khi vật quay quá nhanh có thể làm gẫy trục

3 Momen của ngẫu lực

Theo hình vẽ ta có :

M = F1d1 + F2d2

= F ( d1+ d2 ) M= F d

Với d: tay đòn của ngẫu lực ( là khoảng cách giữa hai giá của 2 lực)

Chú ý : Mômen của ngẫu lực không phụ thuộc vào vị trí của trục quay, miễn là trục quay vuông góc với mặt phẳng của ngẫu lực

IV CỦNG CỐ :



d1 d2

d

G

F1

F2

Trang 10

TIẾT 57: CÁC DẠNG CÂN BẰNG MỨC VỮNG VÀNG CỦA CÂN BẰNG

I MỤC ĐÍCH YÊU CẦU: – Phân biệt được ba dạng cân bằng

– Hiểu và vận dụng được điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân đế

– Biết cách làm tăng mức vững vàng của cân bằng

II CHUẨN BỊ :

3/ KIỂM TRA BÀI CŨ: – Ngẫu lực là gì? Cho 1 vài thí dụ.

– Công thức tính momen của ngẫu lực? Momen của ngẫu lực có đặc điểm gì?

1 Các dạng cân bằng

a) Cân bằng không bền

– Một vật bị lệch ra khỏi vị trí cân bằng không bền thì không thể tự trở về vị trí đó được

– Trọng tâm ở vị trí cao nhất so với các điểm lân cận

b) Cân bằng bền

– Một vật bị lệch ra khỏi vị trí cân bằng thì momen của trọng lực sẽ làm vật quay trở về vị trí cũ

– Trọng tâm ở vị trí thấp nhất so với các điểm lân cận

c) Cân bằng phiếm định

– Một vật bị lệch ra khỏi vị trí cân bằng thì nó tạo ra vị trí cân bằng mới

– Trọng tâm ở một độ cao không đổi

2 Mức vững vàng của cân bằng

a) Mặt chân đế :

– Hình đa giác lồi nhỏ nhất chứa tất cả các điểm tiếp xúc

b) Điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân đế:

– Giá của trọng lượng phải đi qua mặt chân đế

c) Muốn tăng mức vững vàng của cân bằng:

– Tăng diện tích mặt chân đế – Hạ thấp trọng tâm

IV CỦNG CỐ : Trả lời câu hỏi SGK trang 121

Hướng dẫn về nhà: Ôn tập chương VII , chuẩn bị kiểm tra 15 phút



G



O

 G

P

O



G  G

P

 G

Trang 11

I/ MỤC ĐÍCH YÊU CẦU : Ôn lại các điều kiện cân bằng trong cả chương để giải thích một

số hiện tượng vàgiải thêm 1 số bài tập đơn giản để chuẩn bị khiển tra 15 phút

II/ CHUẨN BỊ :

1 Tài liệu tham khảo : Sách giáo viên, sách giáo khoa

2 Phương tiện, đồ dùng dạy học:

3 Kiểm tra bài cũ:  Điều kiện cân bằng của 1 vật khi không có chuyển động quay.

 Điều kiện cân bằng của 1 vật có trục quay cố định

 Đặc điểm và vị trí trọng tâm của dạng cân bằng bền , không bền , phiếm định ?

 Điều kiện cân bằng của 1 vật có mặt chân đế ? Làm thế nào để tăng mức vững vàng của cân

bằng?

III/ NỘI DUNG BÀI MỚI :

(Trang 120-121)

BÀI 4) P =2100N F=?

OA =1,5m , AG =1,2m Muốn giữ thanh chắn nằm ngang thì: MF = MP

 F.OB= P.OG

 F = OG.P= (OA-AG) P=(1,5-1,2) 2100=0,3 2100

OB AB-OA 7,8-1,5 6,3

F= 100N

Vậy F=100N thì mới giữ thanh nằm ngang

Bài 5)

Muốn chiếc gậy trên vai cân bằng thì:

MF = MP  F 0,3 =P 0,6  F = 0,6 P = 2 50 = 100N Nếu dịch chuyển vào thì tay chỉ cần ghì bằng một lực

F 0,6 = P 0,3  F=25N

F = 20N

BÀI 7)

a) Lúc bàn đạp OA ở vị trí cân bằng ta phải có :

MF = MF’ F AB = F’ OC

F’ = AB F = OA Sin300 F = 1/2 F

OC OA/2 1/2

F’ = F = 20N b) theo định luật Hook : F’ = k x  k = F’ = 20 = 250N/m

x 0,08

V CỦNG CỐ:

Trang 12

KIỂM TRA 15PH

 Câu1: Phát biểu quy tắc tìm hợp lực của 2 lực song song cùng chiều.Viết biểu thức và vẽ hình minh họa.

 Câu 2 : Thế nào là dạng cân bằng không bền Vị trí trọng tâm của vật có đặc điểm gì

 Bài toán :Một tấm ván được bắc qua 1 con mương , đè lên hai đầu mương 2 lực

P1= 80N và P2 =160N Hãy xác định trọng lượng của tấm ván và trọng tâm G của nó.Chiều dài AB của con mương 3,6m

Đề 2:

 Câu1: Phát biểu quy tắc momen lực

 Câu3 : Thế nào là dạng cân bằng phiếm định Vị trí trọng tâm của vật có đặc điểm gì

 Bài toán : Một thanh AB đồng chất có chiều dài 4m có trục quay nằm ngang

cách đầu B 1m Tính lực F để thanh cân bằng nằm ngang ? Biết thanh có trọng lượng P=14 N

20N F?

Trang 13

I MỤC ĐÍCH YÊU CẦU : Hs vận dụng được định luật bảo toàn động lượng để giải những bài

tập đơn giản

2/ PHƯƠNG TIỆN, ĐỒ DÙNG DẠY HỌC :

BÀI 6/136

m1 = 3t = 3000kg v1 = 4m/s

m2 = 5t = 5000kg v2 = 0 v’1 = ? v’2 = 3m/s Động lượng của hệ 2 toa:

-Trước khi va chạm:

p=m1v1+m2v2 = m1v1+0 = m1v1

-Sau khi va chạm:

p’ = m1v’1+m2v’2

Vì hệ 2 toa là hệ kín nên:

p’=p m=1v’1+m2v’2=m1v1

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của toa1 trước khi

va chạm

m1v’1+m2v’2=m1v1

v’1=m1 v1 - m2 v’2 = 4 - 5.103 3= 4 - 5= -1

m1 3.103

Vậy toa 1 chuyển động ngược chiều dương với vận tốc 1m/s

V CỦNG CỐ:

Trang 14

TIẾT 62 :ỨNG DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG

I MỤC ĐÍCH YÊU CẦU: – Dùng định luật bảo toàn động lượng để giải thích 1 vài hiện tượng

phổ biến.Vẽ đúng hình bình hành các vectơ động lượng để giải bài tập

II.CHUẨN BỊ

1.TÀI LIỆU THAM KHẢO

2 PHƯƠNG TIỆN, ĐỒ DÙNG DẠY HỌC :

3 KIỂM TRA BÀI CŨ:– Định nghĩa, công thức, đơn vị của động lượng?

–Phát biểu định luật bảo toàn động lượng và viết công thức trường hợp hệ có hai vật?

III.NỘI DUNG BÀI MỚI:

1 Súng giật khi bắn

Gọi m là khối lượng của đạn

M là khối lượng của súng

v là vận tốc của đạn

V là vận tốc của súng Trước khi bắn

Tổng động lượng của hệ ( súng + đạn) = 0 Sau khi bắn

Tổng động lượng của hệ mv + MV Theo định luật bảo toàn động lượng : mv + MV = 0

M m

Dấu (  ) chỉ chuyển động của súng ngược chiều với chuyển động của đạn  Súng bị giật lùi

2 Đạn nổ

Theo định luật bảo toàn động lượng :

MV = m1v1 + m2v2

P = P1 + P2

Áp dụng M= 2Kg V= 250 m/s hướng lên thẳng đứng

M1 = m2 v1 = 500 m/s theo phương ngang

P1 P

P1

Trang 15

TIẾT 63 :CHUYỂN ĐỘNG BẰNG PHẢN LỰC

I MỤC ĐÍCH YÊU CẦU: – Hiểu được nguyên tắc của chuyển động bằng phản lực

II CHUẨN BỊ

1 TÀI LIỆU THAM KHẢO

2 PHƯƠNG TIỆN, ĐỒ DÙNG DẠY HỌC

Một cái pháo thăng thiên

3 KIỂM TRA BÀI CŨ:

III.NÔI DUNGBÀI MỚI:

1 Chuyển động bằng phản lực

 Là chuyển động của vật tự tạo ra phản lực bằng cách phóng về 1 hướng 1 phần của chính nó

2 Các động cơ phản lực

a) Động cơ tên lửa : ( pháo thăng thiên ) Nguyên tắc hoạt động : Nhiên liệu cháy bên trong phụt khí ra sau, đẩy vỏ tiến lên phía trước

Có thể chứng minh được :

a = 

M

v m m

M

v

0

0 

 với m0 , v khối lượng và vận tốc khí phụt ra

M khối lượng tên lửa lúc chưa phụt khí

 a càng lớn nếu m0v càng lớn so với M Điều này giải thích tại sao cần tên lửa có nhiều tầng Khi 1 tầng đã cháy hết thì cả tầng tách ra khỏi tên lửa để giảm M b) Động cơ phản lực dùng không khí : có hai loại

 Loại không có tua bin nén: để tăng tốc máy bay

 Loại có tua bin nén: đẩy máy bay chuyển động

IV.CỦNG CỐ :

Định dạng
Số trang	20
Dung lượng	163,38 KB