Giáo án Vật Lý lớp 10: CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. MOMEN LỰC pps

CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT
CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. MOMEN LỰC

I. MỤC TIÊU:
1. Kiến thức:
- Phát biểu được định nghĩa và viết được biểu thức momen lực.
- Phát biểu được quy tắc momen lực.

2. Kỹ năng:
- Vận dụng được khái niệm momen lực và quy tắc momen lực để giải
thích một số hiện tượng Vật Lí thường gặp trong đời sống và trong kỹ
thuật.
- Giải quyết được các dạng bài tập có liên quan.
- Vận dụng được phương pháp thực nghiệm ở mức độ đơn giản.

II. CHUẨN BỊ:
Giáo viên:
- Chuẩn bị một số vật rắn có trục quay cố định và bộ thí nghiệm về đĩa
momen.
Học sinh:
- Tìm một số ví dụ thực tế về vật rắn có trục quay cố định và xem lại quy
tắc đòn bẩy.

III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC:
1. Ổn định tổ chức lớp.
2. Kiểm tra bài cũ: (Không)
3. Bài mới.

Hướng dẫn của giáo viên Hoạt động của học sinh
1) Tìm hiểu tác dụng của lực
tác dụng lên vật rắn có trục

quay cố định
- Giáo viên yêu cầu học sinh


- Học sinh lấy ví dụ: cánh cửa, cân
đòn, bánh xe, bập bênh,
lấy một số ví dụ về vật rắn có
trục quay cố định.

- Đưa ra tình huống có vấn đề:
- Xét tác dụng của lực lên cánh
cửa ra vào lớp. Giả sử lúc đầu
cửa đứng yên. Giáo viên yêu
cầu học sinh tác dụng vào cửa
theo 2 trường hợp sau và rút ra
nhận xét về tác dụng của lực:
+ Lực có giá đi qua hoặc song
song trục quay.
+ Lực có giá không đi qua trục
quay.
- Giáo viên tiếp tục yêu cầu 2
học sinh lên làm quay cánh
cửa với những vị trí khác nhau



- Học sinh thực hiện theo yêu cầu
của giáo viên và nhận xét như sau:

+ Lực có giá đi qua hoặc song song

trục quay: Vật đứng yên.
+ Lực có giá không đi qua trục
quay: Vật sẽ quay.


→ Bạn tác dụng lực ở gần bản lề sẽ
tác dụng lực lớn hơn.
+ Thảo luận tìm câu trả lời. (học
sinh gặp vấn đề khó khăn trong
(một ở gần bản lề, một ở xa
bản lề)
? Bạn nào cần tác dụng một
lực lớn hơn?
? Tại sao cùng đẩy một cánh
cửa mà tại các vị trí càng gần
bản lề (gần trục quay) thì ta
phải tác dụng lực càng lớn?
nhận thức. Muốn trả lời được câu
hỏi trên, học sinh phải tham gia hoạt
động 2 và 3.)
2) Tiến hành thí nghiệm để
khảo sát sự cân bằng của vật
có trục quay cố định
- Giới thiệu đĩa momen và bố
trí trí thí nghiệm hình 18.1
? Khi chưa treo các quả cân
vào đĩa thì trạng thái cũa đĩa
như thế nào?
- Gợi ý tìm câu trả lời:

- Quan sát thí nghiệm và nhận xét:

- Thảo luận tìm câu trả lời.


- B1: Đĩa chịu tác dụng của trọng
+ B1: Khi chưa treo các quả
cân vào đĩa thì đĩa chịu tác
dụng của những lực nào?
+ B2: Những lực này có tác
dụng làm đĩa quay không? Vì
sao?

- Lần lượt ngừng tác dụng
từng lực để học sinh nhận xét
tác dụng làm quay đĩa quanh
trục của mỗi lực.
- Có thể gợi ý bằng những câu
hỏi sau:
+ B1: Lực F1 có tác dụng với
đĩa như thế nào?
+ B2: Lực F2 có tác dụng với
đĩa như thế nào?
lực và phản lực của trục quay.

- B2: Hai lực này không gây ra tác
dụng quay vì chúng đều “đi qua”
trục quay của đĩa.
- Như vậy: Khi chưa treo các quả

cân vào đĩa thì đĩa cân bằng tại mọi
vị trí.
- Thảo luận giải thích sự cân bằng
của đĩa khi chịu tác dụng làm quay
của hai lực.


→ Lực F1 làm đĩa quay theo chiều
kim đồng hồ và lực F2 làm đĩa quay
theo ngược chiều kim đồng hồ.

? Nếu tác dụng vào đĩa đồng
thời hai lực F1 và F2 thì khi
nào đĩa sẽ cân bằng?
Khẳng định cho học sinh: Đối
với những vật rắn có trục quay
cố định thì lực có tác dụng làm
quay.
+ Nếu đĩa chịu tác dụng của cả hai
lực thì: Đĩa cân bằng khi tác dụng
làm quay đĩa theo chiều kim đồng
hồ của lực F1 cân bằng với tác dụng
làm quay đĩa theo ngược chiều kim
đồng hồ của lực F2
3) Xây dựng khái niệm momen
lực:
Đặt vấn đề:
+ Gọi học sinh nhắc lại định
nghĩa vận tốc
+ Thông báo rằng: Muốn biết

chuyển động của xe nào nhanh
(hay chậm) hơn, ta so sánh vận
tốc của các xe tại cùng một
thời điểm bất kỳ. Nói cách


→ Thực hiện yêu cầu của giáo viên.




Thảo luận tìm câu trả lời.


khác, vận tốc là đại lượng đặc
trưng cho tính nhanh hay chậm
của chuyển động.
→ Tương tự, muốn biết lực
nào có tác dụng làm vật quay
nhanh (hay chậm) hơn, ta phải
tìm một đại lượng vật lí nào đó
đặc trưng cho tác dụng làm
quay vật của lực?
- Gợi ý tìm câu trả lời:
+ Dự đoán các tác dụng làm
quay của một lực có thể phụ
thuộc vào những yếu tố nào?

- Gợi ý phương án bố trí thí
nghiệm kiểm tra bằng cách:

Bố trí vật có trục quay cố định
→ Nhận xét và trả lời:
Độ lớn của lực.
Khoảng cách từ trục quay đến giá
cũa lực.
→ Từ đó thảo luận tìm phương án
thí nghiệm kiểm tra.
→ Nhận xét và thực hiện kiểm tra:
+ So sánh F1, F2 và d1, d2:

1 2
2
1
1 1 2 2
3
3
. .
F F
d
d
F d F d


 

→ Trả lời câu hỏi của giáo viên.
- Momen lực đối với một trục quay
là đại lượng đặc trưng cho tác dụng
làm quay của lực và được đo bằng
tích của lực với cánh tay đòn của

nó.
cân bằng dưới tác dụng của hai
lực rồi thay đổi các yếu tố của
một lực.

- Yêu cầu học sinh tiên đoán
hiện tượng xảy ra như thế nào
nếu: F1.d1>F2.d2 và ngược
lại. Từ đó đưa ra điều kiện để
vật có trục quay cố định cân
bằng.
- Thông báo cho học sinh: Có
thể lấy tích F.d làm đại lượng
đặc trưng cho tác dụng làm
quay của lực, và ta gọi đại
lượng này là momen lực, kí
hiệu là M: M=F.d
Trong đó: d được gọi là cánh
M = F.d
với: M: momen lực [N.m]
F : lực tác dụng lên vật làm vật
quay [N]
d : cánh tay đòn - khoảng cách từ
trục quay đến giá của lực [m]
- Trả lời câu hỏi ban đầu về hai bạn
đẩy cửa.
tay đòn của lực
- Yêu cầu học sinh nêu cách
xác định cánh tay đòn và định
nghĩa momen lực.

4) Phát biểu và vận dụng quy
tắc momen:




- Nêu câu hỏi C1.
- Mở rộng phạm vi ứng dụng
của quy tắc momen cho các
vật có trục quay tạm thời.
- Dựa vào kết luận thí nghiệm và
khái niệm momen để nêu điều kiện
cân bằng của vật rắn có trục quay cố
định tức quy tắc momen lực:
“Muốn cho một vật có trục quay cố
định ở trạng thái cân bằng thì tổng
các momen lực có xu hướng làm vật
quay theo chiều kim đồng hồ phải
bằng tổng các momen lực làm vật
quay ngược chiều kim đồng hồ.”
→ Trả lời câu hỏi C1.
5) Ứng dụng
- Thông báo: Quy tắc đòn bẩy

→Giải thích.
là một trường hợp riêng của
quy tắc momen lực.
- Nêu nguyên tắc hoạt động
của cân đòn.
- Nêu bài tập về nhà

- Yêu cầu học sinh học bài,
làm bài và chuẩn bị bài tiếp
theo.
→ Ghi bài tập về nhà: 1, 2, 3, 4, 5
trang 103 sách giáo khoa và 18.1
đến 18.6 trang 45, 46 sách bài tập.
IV. RÚT KINH NGHIỆM