Giáo án vật lý lớp 10 chương trình cơ bản - Tiết 31 : CÁC DẠNG CÂN BẰNG CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ MẶT CHÂN ĐẾ pptx

Giáo án vật lý lớp 10 chương trình cơ bản - Tiết 31 :
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: Kiểm diện
2)Kiểm tra:
3)Hoạt động dạy – học:
Hoạt động 1: Phân biệt ba dạng cân bằng.
Hoạt động của HS Trợ giúp của GV Nội dung

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.
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)

















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

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 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 ?



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







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.
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 ?
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.


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 ?

Hoạt động 3: Tìm hiểu điều kiện cân bằng của một vật có
mặt chân đế.
Đọc SGK, nêu định
nghĩa mặt chân đế.


Yêu cầu HS đọc SGK để
tìm hiểu khái niệm mặt
chân đế là gì ?
Ví dụ: Cái cốc đặt trên
II.Cân bằng của
một vật có mặt
chân đế:
1.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.
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 ?

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.





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
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 ?







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
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.
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.
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.