Bài 18 cân BẰNG CỦA một vật CÓ TRỤC QUAY cố ĐỊNH MOMEN lực

Bài 18: CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH MOMEN LỰC
I. MỤC TIÊU
- Phát biểu được định nghĩa và viết được biểu thức của momen lực.
- Phát biểu được điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định
(quy tắc momen lực)
- 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 kĩ thuật cũng
như để giải các bài tập vận dụng đơn giản.
- Vận dụng được phương pháp thực nghiệm ở mức độ đơn giản.
II. CHUẨN BỊ
GV: Bộ TN nghiên cứu tác dụng làm quay của lực như hình 18.1 SGK.
HS: Ôn tập về đòn bẩy.
III. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
1. Ổn định lớp
………………………………………………………………………………
………………………
2. Kiểm tra bài cũ.
Cho biết trọng tâm của một số vật đồng chất và có dạng hình học đối
xứng? Phát biểu quy tắc tổng hợp 2 lực đồng quy?
Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của 3 lực không song
song là gì?
3. Bài mới.
Đặt vấn đề: Khi có một lực tác dụng lên một vật có trục quay cố định thì
vật sẽ chuyển động như thế nào? Lực tác dụng thế nào thì vật sẽ đứng yên?
Hoạt động 1: Tìm hiểu thí nghiệm cân bằng của một vật có trục quay cố
định.
Hoạt động của GV
Hoạt động của
Nội dung
HS
- Dùng bộ thí nghiệm giới thiệu đĩa mômen. Đĩa có thể quay quanh trục cố

định.
- Có nhận xét gì về vị trí trục quay của đĩa mômen?
- Xét một vị trí cân bằng bất kì của đĩa, các em hãy chỉ ra các lực tác dụng
lên đĩa và liên hệ giữa các lực đó?
- Trọng lực và phản lực của trục quay đĩa luôn cân bằng ở mọi vị trí.
- Các lực khác tác dụng vào đĩa sẽ gây ra kết quả như thế nào?
- Tiến hành TN
- Khi có 1 lực tác dụng lên 1 vật có trục quay cố định thì vật sẽ chuyển động
như thế nào?


+ Lực tác dụng thế nào thì vật sẽ đứng yên?

 
F
- Ta có thể tác dụng đồng thời vào đĩa 2 lực 1 , F2 nằm trong mặt phẳng của

đĩa, sao cho đĩa vẫn đứng yên được không? Khi đó giải thích sự cân bằng
của đĩa như thế nào?
- Chú ý GV giới thiệu
- Trục quay đi qua trọng tâm của đĩa.
- Trọng lực cân bằng với phản lực của trục quay.

- HS quan sát
- HS trả lời
- Lực có giá đi qua trục quay.

- HS trả lời
I. Cân bằng của một vật có trục quay cố định. Momen lực
1. Thí nghiệm


F2


F1
d2

d1


F1


F2

NX: Lực có tác dụng làm đĩa quay theo chiều kim đồng hồ; có tác
dụng làm đĩ
a quay ngược chiều kim
đồng hồ. Đĩa đứng yên tác dụng làm


quay của F1 lực cân bằng với lực F2

Hoạt động 2: Tìm hiểu khái niệm mômen lực
Hoạt động của GV
Hoạt động của
HS

Nội dung



F
F
-Nhận xét độ lớn của lực 1 và 2 ?



F2
F
1
- Xác định khoảng cách từ trục quay đến giá của và ?
F1

- Thay đổi phương và độ lớn của
để thấy được nếu vẫn giữ F1d1 = F2 d 2 thì
đĩa vẫn đứng yên.
- Hiện tượng gì xảy ra khi F1d1 > F2 d 2 và ngược lại? Làm TN kiểm chứng.
- Ta có thể nhận xét gì về ý nghĩa vật lý của tích F.d?
- Tích F.d gọi là mômen lực, kí hiệu là M. khoảng các d từ trục quay đến giá
của lực gọi là cánh tay đòn của lực.
- Hãy nêu định nghĩa mômen lực? Đơn vị mômen lực là gì?

F
- Lực 1 và F2 có độ lớn khác nhau. Nhận thấy:
F1 d 2
= ⇒ F1d1 = F2 d 2
F2 d1

- Đĩa quay theo chiều tác dụng làm quay lớn hơn.
- Tích F.d đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực


- HS trả lời
- Đơn vị là N.m
2. Momen lực

Momen lực đối với một trục quay là địa lượng đặc trưng cho tác dụng
làm quay của lực và được đo bằng tích của lực với cánh tay đòn của nó.
M = F .d

- Đơn vị là N.m
- Khoảng các d từ trục quay đến giá của lực gọi là cánh tay đòn của lực.

Hoạt động 3: Tìm hiểu điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố
định
Hoạt động của GV
Hoạt động của
Nội dung
HS
- Hãy sử dụng khái niệm - TL nhóm rồi trả II. Điều kiện cân bằng của
momen lực để phát biểu điều lời.
một vật có trục quay cố
kiện cân bằng của một vật có
định (hay quy tắc momen
trục quay cố định?
lực)
1. Quy tắc

- Quy tắc momen lực còn áp
Muốn cho một vật có trục
dụng cho cả trường hợp vật
quay cố định ở trạng thái cân
không có trục quay cố định
bằng, thì tổng các momen lực
mà có trục quay tức thời.
có xu hướng làm vật quay
- VD: kéo nghiêng chiếc ghế
theo chiều KĐH phải bằng
và giữ nó ở tư thế đó. Chỉ ra - Quan sát VD, tổng các momen lực có xu


trục quay và giải thích sự cân suy nghĩ rồi trả hướng làm vật quay ngược
bằng của ghế?
lời câu hỏi.
chiều KĐH.
- Yêu cầu HS trả lời câu C1
2. Chú ý
(SGK - trang 102)
- HS trả lời
Quy tắc momen lực còn áp
dụng cho cả trường hợp vật
không có trục quay cố định
mà có trục quay tức thời.
IV. VẬN DỤNG, CỦNG CỐ
+ GV tóm lại nội dung chính của bài.
+ Yêu cầu HS về nhà làm các bài tập.
+ Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau.
V. RÚT KINH NGHIỆM GIỜ DẠY