a. Đặc điểm của chuyển động quay
- Khi vật rắn quay quanh một trục cố định thì mọi điểm của vật có cùng một tốc độ
góc ω gọi là tốc độ góc của vật.
-Nếu vật quay đều thì ω = const. Vật quay nhanh dần thì ω tăng dần. Vật quay chậm dần thì ω giảm dần.
b. Tác dụng của mômen lực đối với một vật quay quay quanh một trục.
* Thí nghiệm.
- Nếu P1 = P2 thì khi thả tay ra hai vật và ròng rọc đứng yên.
- Nếu P1≠ P2 thì khi thả tay ra hai vật chuyển động nhanh dần, còn ròng rọc thì
quay nhanh dần.
* Giải thích:Momen lực toàn phần tác dụng vào ròng rọc: M =(T1−T R2) >0 .
* Kết luận: Mômen lực tác dụng vào một vật quay quanh một trục cố định làm thay đổi tốc độ góc của vật.
d. Tổ chức thực hiện:
Bước thực hiện Nội dung các bước
Bước 1 GV giới thiệu chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định.
GV bố trí thí nghiệm hình 21.4 và thực hiện thí nghiệm
Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Quan sát thí nghiệm và hoàn thành phiếu học tập số 2.
Bước 2 Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm Bước 3 Báo cáo kết quả và thảo luận
- Đại diện 1 nhóm trình bày.
C1. Lực căng dây T1 gây ra một momen lực làm quay ròng rọc
Lực căng dây T2 gây ra một momen lực làm quay ròng rọc bằng với momen lực căng dây T1 gây ra.
C2. Khi P1≠ P2, ròng rọc quay nhanh dần.
C3. Momen lực toàn phần: M = (T1 – T2).R
C4. Mômen lực tác dụng vào một vật quay quanh một trục cố định làm thay đổi tốc độ góc của vật.
- Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện.
Bước 4 Giáo viên tổng kết hoạt động 2.2 Hoạt động 3: Luyện tập
a. Mục tiêu:
- Áp dụng được định luật II Niu-tơn cho chuyển động tịnh tiến.
- Áp dụng được CT momen lực để giải thích sự thay đổi chuyển động quay của các vật.
- Giải được các bài tập cơ bản về chuyển động tịnh tiến, chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định.
b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên
c. Sản phẩm: Kiến thức được hệ thống và hiểu sâu hơn các định nghĩa.
d. Tổ chức thực hiện:
Bước thực hiện Nội dung các bước
Bước 1 Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập số 3 Bước 2 Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm
Bước 3 Báo cáo kết quả và thảo luận - Đại diện 1 nhóm trình bày.
1. A 2. C 3. A 4. C 5. D. 6. B
7. A 8. C.
Chọn hệ trục Oxy như hình vẽ.
Áp dụng định luật II Niu-ton:
Chiếu lên trục Oy:
- P + N + Fk.sinα = 0
⟹ N = mg – Fsinα (1) Chiếu lên trục Ox: Fcosα – Fms = ma
Thay (1) vào ta được:
Thay số ta được a = 0,83 m/s2.
Quãng đường vật rắn đi được 4 s là: S = 0,5at2 = 6,66 m
- Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện.
Bước 4 Giáo viên tổng kết hoạt động 3 và đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập của học sinh.
+ Ưu điểm: ………
+ Nhược điểm cần khắc phục: ………
Hoạt động 4: Vận dụng a. Mục tiêu:
- Giúp học sinh tự vận dụng, tìm tòi mở rộng các kiến thức trong bài học và tương tác với cộng đồng. Tùy theo năng lực mà các em sẽ thực hiện ở các mức độ khác nhau.
b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ ở nhà theo nhóm hoặc cá nhân c. Sản phẩm: Bài tự làm vào vở ghi của HS.
d. Tổ chức thực hiện:
Nội dung 1:
Ôn tập kiến thức cũ
GV yêu cầu HS: Học bài và làm BT sgk, đọc phần “Em có biết?”.
Nội dung 2:
Chuẩn bị cho bài mới
GV yêu cầu HS: Ôn lại kiến thức chương Tĩnh học và xem lại các dạng BT đã làm chuẩn bị cho tiết ôn tập.
V. ĐIỀU CHỈNH, THAY ĐỔI, BỔ SUNG (NẾU CÓ)
...
...
...
...
...
...
...
...
Giáo viên giảng dạy: Lớp dạy:
Ngày soạn: Ngày dạy:
Tiết 33: BÀI TẬP TĨNH HỌC VẬT RẮN
I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức
- Biết cách tổng hợp lực đồng quy tác dụng lên cùng một vật rắn.
- Nêu được điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của hai, ba lực không song song.
- Phát biểu được định nghĩa và viết được công thức tính momen lực.
- Phát biểu được quy tắc momen lực (điều kiện cân bằng của vật rắn có trục quay cố
định).
- Nắm được các dạng cân bằng của vật rắn, khái niệm mặt chân đế và điều kiện cân bằng của vật rắn có mặt chân đế.
- Nắm vững được quy tắc hợp hai lực song song cùng chiều.
- Phát biểu được định nghĩa, viết được công thức tính momen của ngẫu lực.
- Nắm được đặc điểm chuyển động tịnh tiến và viết được công thức định luật II Niu- tơn cho chuyển động tịnh tiến.
- Nêu được đặc điểm nhận biết chuyển động quay và nêu được tác dụng của momen lực đối với một vật rắn quay quanh một trục.
2. Năng lực
a. Năng lực chung
- Năng lực tự học và nghiên cứu tài liệu.
- Năng lực trình bày và trao đổi thông tin.
- Năng lực nêu và giải quyết vấn đề.
- Năng lực hoạt động nhóm.
b. Năng lực đặc thù môn học
- Vận dụng điều kiện cân bằng để giải thích một số hiện tượng vật lí và giải một số bài tập đơn giản.
- Vận dụng được công thức tính momen và hợp lực song song cùng chiều để làm những bài tập cơ bản
3. Phẩm chất
- Có thái độ hứng thú trong học tập.
- Có ý thức tìm hiểu và liên hệ các hiện tượng thực tế liên quan.
- Có tác phong làm việc của nhà khoa học.
II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU 1. Giáo viên
- Chuẩn bị hệ thống các câu hỏi và bài tập trắc nghiệm khách quan, cũng như bài tập tự luận thuộc chương Tĩnh học.
- Phiếu học tập
Phiếu học tập số 1
1.Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực không song song là:
A. Ba lực phải đồng phẳng. B. Ba lực phải đồng quy.
C. Hợp lực của hai lực phải cân bằng với lực thứ ba.D. Cả ba điều kiện trên.
2. Vị trí trọng tâm của vật rắn trùng với:
A. tâm hình học của vật. B. điểm chính giữa của vật.
C. điểm đặt của trọng lực tác dụng lên vật. D. điểm bất kì trên vật.
3. Chỉ có thể tổng hợp được hai lực không song song nếu hai lực đó?
A. Vuông góc nhau. B. Hợp với nhau một góc nhọn.
C. Hợp với nhau một góc tù. D. Đồng quy.
4. Đặc điểm của hệ ba lực cân bằng là A. có giá đồng phẳng, có hợp lực bằng 0
B. có giá đồng phẳng và đồng quy, có hợp lực khác 0 C. có giá đồng quy, có hợp lực bằng 0.
D. có giá đồng phẳng và đồng quy, có hợp lực bằng 0.
5. Chọn câu trả lời đúng. Đơn vị của mômen lực M=F.d là:
A. m/s B. N.m C. kg.m D.
N.kg
6. Khi một vật rắn quay quanh một trục thì tổng momen lực tác dụng lên vật có giá trị:
A. bằng 0. B. luôn dương. C. luôn âm. D.
khác 0.
7. Chọn câu sai.
A. Momen lực là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực.
B. Momen lực được đo bằng tích của lực với cánh tay đòn của lực đó.
C. Momen lực là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của vật.
D. Cánh tay đòn là khoảng cách từ trục quay đến giá của lực.
8. Hợp lực của hai lực song song, cùng chiều có:
A. phương song song với hai lực thành phần. B. cùng chiều với hai lực thành phần.
C. độ lớn bằng tổng độ lớn của hai lực thành phần. D. cả ba đặc điểm trên.
9. Mặt chân đế của vật là:
A. toàn bộ diện tích tiếp xúc của vật với sàn.
B. đa giác lồi lớn nhất bao bọc tất cả các diện tích tíep xúc.
C. phần chân của vật. D. đa giác lồi nhỏ nhất bao bọc tất cả các diện tích tiếp xúc của vật.
10. Chọn câu đúng nhất. Khi vật bị kéo ra khỏi vị trí cân bằng một chút mà trọng lực của vật có xu hướng:
A. kéo nó trở về vị trí cân bằng, thì đó là vị trí cân bằng bền.
B. kéo nó ra xa vị trí cân bằng, thì đó là vị trí cân bằng không bền.
C. giữ nó đứng yên ở vị trí mới, thì đó là vị trí cân bằng phiếm định.
D. cả A, B , C đều đúng.
11. Để tăng mức vững vàng của trạng thái cân bằng đối với xe cần cẩu người ta chế
tạo
A. xe có khối lượng lớn. C. xe có mặt chân đế rộng và trọng tâm thấp.
B. xe có mặt chân đế rộng. D. xe có mặt chân đế rọng và khối lượng lớn.
12. Chọn câu phát biểu đúng.
A. Trọng tâm là điểm đặt của các lực tác dụng lên vật rắn khi vật rắn cân bằng.
B. Trọng tâm của bất kì vật rắn nào cũng đặt tại một điểm trên vật đó.
C. Để vật rắn có mặt chân đế cân bằng thì trọng tâm phải nằm ngoài mặt chân đế.
D. Các vật rắn có dạng hình học đối xứng, trọng tâm là tâm đối xứng của vật
13. Một vật rắn khi kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng một chút thì trọng lực có xu hướng giữ nguyên vật ở vịtrí cân bằng mới của nó là cân bằng
A. tịnh tiến. B. bền. C. không bền. D. phiếm định 14. Đối với vật quay quanh một trục cố định, câu nào sau đây đúng:
A. Khi thấy tốc độ góc của vật thay đổi thì chắc chắn đã có momen lực tác dụng lên vật.
B. Nếu không chịu momen lực tác dụng thì vật phải đứng yên.
C. Vật quay được là nhờ có momen lực tác dụng lên nó.
D. Khi không còn momen lực tác dụng thì vật đang quay sẽ lập tức dừng lại.
15. Vật rắn có chuyển động tịnh tiến khi:
A. Hợp lực các lực tác dụng có giá qua khối tâm.
B. Hợp lực các lực tác dụng lên vật là một lực không đổi.
C. Các lực tác dụng phải đồng phẳng. D. Các lực tác dụng phải đồng qui.
16. Khi chế tạo các bộ phận như bánh đà, bánh ôtô… người ta phải cho trục quay đi qua trọng tâm là vì
A. chắc chắn, kiên cố. B. làm cho trục quay ít biến dạng.
C. để làm cho chúng quay dễ dàng hơn. D. để dừng chúng nhanh khi cần.
17. Phát biểu nào sau đây không đúng đối với một vật có trục quay cố định?
A. Giá của lực đi qua trục quay thì không làm vật quay B. Giá của lực không qua trục quay sẽ làm vật quay
C. Đại lượng đặc trưng cho tác dụng quay của một lực được gọi là momen lực D. Cánh tay đòn là khoảng cách từ trục quay đến điểm đặt của lực
18. Lực tác dụng vào vật làm cho vật quay quanh một trục có giá
A. song song với trục quay. C. nằm trong mặt phẳng song song trục quay.
B. cắt trục quay. D. nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục quay và không cắt trục quay.
19. Nhận xét nào sau đây về ngẫu lực là sai?
A. Có thể thay thế ngẫu lực bằng hợp lực tìm được bằng quy tắc họp lực song song
(ngược chiều).
B. Ngẫu lực là hệ gồm hai lực song song, ngược chiều và có độ lớn bằng nhau.
C. Momen của ngẫu lực tính theo công thức: M = F.d (trong đó d là cánh tay đòn
của ngẫu lực).
D. Nếu vật không có trục quay cố định chịu tác dụng của ngẫu lực thì nó sẽ quay quanh một trục đi quatrọng tâm và vuông góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực.
20. Một ngẫu lực (F
và F'
) tác dụng vào một thanh cứng như hình. Momen của ngẫu lực tác dụng vào thanh đối với trục O là bao nhiêu ?
A. (Fx + Fd). B.(Fd – Fx).
C. (Fx – Fd). D. Fd.
Phiếu học tập số 2
1. Hai lực của một ngẫu lực có độ lớn F = 5N. Cánh tay đòn của ngẫu lực d = 20cm.
Momen của ngẫu lực là:
A. 1N.m B. 2N.m C. 0,5 N.m
D.100N.m
2. Một cánh cửa chịu tác dụng của một lực có mômen M1 = 60N.m đối với trục quay đi qua các bản lề. Lực F2 tác dụng vào cửa có mômen quay theo chiều ngược lại và có cánh tay đòn d2 = 1,5m. Lực F2 có độ lớn bằng bao nhiêu thì cửa không quay?
A. 40N B. 60N
C. Không tính được vì không biết khối lượng của cánh cửa. D. 90N 3. Cho một thanh gỗ hình hộp chữ nhật như hình vẽ có khối lượng 50kg với OA = 80cm; AB = 40cm. Xác định lựcF
tối thiểu đế làm quay khúc gỗ quanh cạnh đi qua O. Lấy g = 10m/s2
A. 100N B. 50N C. 250N D. 150N
F1
u u r
F2
uur F3
uur
O
C
A B
ur F
4. Một người gánh hai thúng: thúng gạo có trọng lượng 300N, thúng ngô có trọng lượng 200N ở hai đầu đòn gánh nhẹ, dài l,5m. Hỏi vai người ấy phải đặt cách thúng gạo bao nhiêu để đòn gánh cân bằng nằm ngang?
A. 60 cm. B. 90 cm. C. 75cm. D.
50cm.
5. Thanh AB tựa trên trục quay O (OB = 2OA) và chịu tácdụng của 2 lực FA và FB với FA = 2,5FB. Thanh AB sẽ quay quamh O theo chiều nào?
A.Chiều kim đồng hồ B.Ngược chiều kim đồng hồ
C.Không quay, nằm cân bằng D.Chưa đủ dữ liệu để trả lời câu hỏi
6. Cho một thanh đồng chất AB có khối lượng là 10kg. Tác dụng một lực F ở đầu thanh A như hình vẽ, làm cho thanh bị nâng lên hợp với phương ngang một góc 30°. Xác định độ lớn của lực biết lực hợp với thanh một góc 60°.
A. 100N B. 50N C. 200N D. 150N
7. Hai người cầm hai đầu một chiếc gậy để khênh một vật nặng. Gậy có trọng lượng không đáng kể, dài 1,4 m. Vật có trọng lượng 700 N được treo vào điểm C cách tay người ở đầu A của thanh 0,6 m. Hỏi tay người ở đầu B chịu một lực bằng bao nhiêu ?
A. 400 N. B. 525 N. C. 175N. D.
300 N.
8. Một thanh cứng AB, dài 7 m, có khối lượng không đáng kể, có trục quay O, hai đầu chịu 2 lực F1 và F2 Cho F1 = 50 N ; F2 = 200 N và OA = 2 m.
Đặt vào thanh một lực F3 hướng lên và có độ lớn 300 N để cho thanh nằm ngang. Hỏi khoảng cách OC ?
A. 1 m. B. 2 m. C. 3 m. D. 4 m.
9. Một thanh sắt dài, đồng chất, tiết diện đều, được đặt trên bàn sao cho 1/4 chiều dài của nó nhô ra khỏi bàn. Tại đầu nhô ra, người ta đặt một lực F hướng thẳng đứng xuống dưới. Khi lực đạt tới giá trị 40 N thì đầu kia của thanh sắt bắt đầu bênh lên. Hỏi trọng lượng của thanh sắt bằng bao nhiêu?
A. 60 N. B. 50 N. C. 40 N. D. 30 N.
10. Trên giá ABC rất nhẹ treo vật P có trọng lượng 40N. Biết AB = 45cm;
α = 450. Lực nén của thanh AB và lực cản của thanh BC là:
A. T1=20 2N; T2=40N B.T1=40N; T2=40N C. T1=40N; T2=40 2N D. T1=40 2N; T2=40N 2. Học sinh
- Ôn lại các kiến thức thuộc chương Tĩnh học đã học.
- SGK, vở ghi bài, giấy nháp.
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
Hoạt động 1: Mở đầu: Ôn lại kiến thức thuộc chương Tĩnh học.
a. Mục tiêu:
- Biết cách tổng hợp lực đồng quy tác dụng lên cùng một vật rắn.
- Nêu được điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của hai, ba lực không song song.
- Phát biểu được định nghĩa và viết được công thức tính momen lực.
- Phát biểu được quy tắc momen lực (điều kiện cân bằng của vật rắn có trục quay cố
định).
- Nắm được các dạng cân bằng của vật rắn, khái niệm mặt chân đế và điều kiện cân bằng của vật rắn có mặt chân đế.
- Nắm vững được quy tắc hợp hai lực song song cùng chiều.
- Phát biểu được định nghĩa, viết được công thức tính momen của ngẫu lực.
- Nắm được đặc điểm chuyển động tịnh tiến và chuyển động quay.
b. Nội dung: Học sinh tiếp nhận vấn đề từ giáo viên c. Sản phẩm: Các kiến thức trọng tâm được hệ thống lại.
d. Tổ chức thực hiện:
Bước thực hiện
Nội dung các bước
Bước 1 Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: (Có thể hoạt động cá nhân hoặc tổ chức hoạt động nhóm)
- Yêu cầu HS trả lời các câu hỏi sau:
C1. Phát biểu quy tắc tổng hợp hai lực đồng quy.
C2. Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực không
song song là gì?
C3. Mô men lực đối với một trục quay là gì ? Phát biểu điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định (hay quy tắc mô men lực).
C4. Phát biểu quy tắc tổng hợp hai lực song song cùng chiều.
C5.Thế nào là dạng cân bằng bền? không bền? phiếm định?
C6. Điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân đế? Để tăng mức vững vàng của vật ta cần làm gì?
C7. Thế nào là chuyển động tịnh tiến? Nêu vài ví dụ về chuyển động tịnh tiến thẳng và tịnh tiến cong.
C8. Mô men lực có tác dụng như thế nào đối với một vật quay quanh một trục cố định?
Bước 2 Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo cá nhân hoặc nhóm Bước 3 Báo cáo kết quả và thảo luận
- Cá nhân hoặc đại diện 1 nhóm trả lời.
- Học sinh các nhóm thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện.
Bước 4 Giáo viên tổng kết hoạt động 1 Hoạt động 2: Hình thành kiến thức
Hoạt động 2.1: Giải một số bài tập định tính a. Mục tiêu:
- Nêu được điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của hai, ba lực không song song.
- Phát biểu được định nghĩa, viết được công thức tính momen lực và quy tắc momen lực (điều kiện cân bằng của vật rắn có trục quay cố định).
- Nắm được các dạng cân bằng của vật rắn, khái niệm mặt chân đế và điều kiện cân bằng của vật rắn có mặt chân đế.
- Nắm vững được quy tắc hợp hai lực song song cùng chiều.
- Phát biểu được định nghĩa, viết được công thức tính momen của ngẫu lực.
- Nắm được đặc điểm chuyển động tịnh tiến và chuyển động quay và nêu được tác dụng của momen lực đối với một vật rắn quay quanh một trục.
- Vận dụng điều kiện cân bằng để giải thích một số hiện tượng vật lí thường gặp.
b. Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý của giáo viên
c. Sản phẩm: