Giáo viên hướng dẫn: Đặng Thị Ngọc Hà Giáo sinh: Trần Thị Huế GIÁO ÁN BÀI 18: CÂN BẰNG CỦA VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH MOMEN LỰC I.Mục tiêu 1.Về kiến thức -Phát biểu được định nghĩa và viết được biểu thức của momen lực -Phát biểu điều kiện cân bằng của vật có trục quay cố định ( hay quy tắc momen lực). 2.Về kĩ năng -Vận dụng được khái niệm momen lực và quy tắc momen lực để giải thích một số hiện tượng vật lý thường gặp trong đời sống và kĩ thuật cũng như để giải các bài tập SGK và các bài tập tương tự -Vận dụng ở phương pháp thực nghiệm ở mức độ đơn giản II.Chuẩn bị Giáo viên: -Đĩa momen -Hộp gia trọng -Thước thẳng -Dây không dãn Học sinh Ôn tập kiến thức đòn bẩy đã được học ở THCS III.Thiết kế hoạt động dạy học Ổn định lớp Hoạt động của HS Trợ giúp của GV Nội dung bài học -Vật thay đổi vận tốc ? Khi ta tác dụng lực lên (chuyển động có gia tốc)-chuyển động tịnh tiến -Đĩa sẽ quay cùng chiều kim đồng hồ. -Đĩa sẽ quay ngược chiều kim đồng hồ. một vật, vật sẽ chuyển động như thế nào? -Nhưng thực tế ta vẫn gặp những vật không chuyển động tịnh tiến.Xét trường hợp vật chỉ có thể quay quanh một trục cố định như bánh xe, cánh cửa. ?khi có một lực tác dụng lên vật đó thì vật sẽ chuyển động thế nào? Một vật chịu tác dụng của nhiều lực sẽ đứng yên khi nào? Bài học hôm nay sẽ giúp chúng ta trả lời câu hỏi này. -GV giới thiệu bộ thí nghiệm “đĩa momen”, (đĩa luôn cân bằng tại mọi vị trí vì trục quay của đĩa đi qua trọng tâm nên trọng lực bị khử bởi phản lực của trục quay). -Tiến hành thí nghiệm: +Dùng sợi chỉ treo quả nặng m 1 khi đó ta tác dụng lực F 1 vào đĩa Đĩa sẽ quay như thế nào? +Tháo bỏ quả nặng đó ra.treo quả nặng khác m 2 , khi đó ta tác dụng lực F 2 vào đĩa Đĩa sẽ quay như thế nào? -Vậy khi ta tác dụng lực lên vạt có trục quay cố định thì Bài 18: Cân bằng của một vật có trục quay cố định. Momen lực. I.Cân bằng của một vật có trục quay cố định. Momen lực. 1. Thí nghiệm Làm thí nghiệm với đĩa momen -Khi tác dụng lực lên vật có trục quay cố định sẽ làm vật quay. -Quan sát hiện tượng và giải thích: Đĩa đứng yên là do tác dụng làm quay của lực F1 đã cân bằng với tác dụng làm quay của lực F2 -Đo và so sánh: F 1 =nF 2 , d 2 =nd 1 Thấy rằng khi lực tăng thì d (khoảng cách giá của lực đến trục quay)giảm -Xét tích F.d thì ta thấy: F 1 .d 1 =F 2 .d 2 Dự đoán: tích của lực và khoảng cách từ trục quay đến giá của lực đặc trưng cho tác dụng làm quay vật sẽ như thế nào? -Lúc trước ta tác dụng 2 lực F1 và F2 làm đĩa quay theo 2 chiều ngược nhau.Bây giờ nếu ta tác dụng đồng thời vào đĩa hai lực thì tại vị trí nào đĩa đứng yên? Giải thích sự cân bằng của đĩa khi đó. -Từ đây chúng ta có thể suy ra điều gì? Vậy đại lượng vật lý nào đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực? Nó liên hệ như thế nào với lực tác dụng F -Liệu chúng có tỉ lệ nghịch với nhau không? -Các em có dự đoán gì không? Kết luận: +,Trường hợp vật có trục quay cố định, lực có tác dụng làm quay. +,Lực tác dụng làm quay theo chiều kim đồng hồ cân bằng với lực tác dụng làm quay ngược chiều kim đồng hồ thì vật cân bằng. 2. Momen lực -khái niệm: của lực. -Nêu ra phương án: +,Thay đổi phương của các lực nhưng giữ nguyên độ lớn và khoảng cách từ trục quay đến giá của lực thì đĩa vẫn cân bằng. +,Thay đổi đồng thời độ lớn của các lực và khoảng cách từ trục quay đến giá cuả lực sao cho tích của chúng không đổi thì đĩa vẫn cân bằng. +,Thay đổi tích của lực và khoảng cách từ trục quay đến giá của lực: -Nếu F1d1>F2d2 thì đĩa quay theo chiều kim đồng hồ. -Nếu F1d1<F2d2 thì đĩa quay ngược chiều kim đồng hồ. -Một vật có trục quay cố định cân bằng khi lực tác dụng làm quay ngược Bây giờ chúng ta sẽ đi làm thí nghiệm để kiểm tra dự đoán trên. Chúng ta sẽ có phương án nào để kiểm tra? -Từ các thí nghiệm ta thấy rằng đặc trưng cho tác dụng làm quay chính là momen lực. Đưa ra khái niệm momen lực. -khoảng cách từ trục quay tới giá của lực gọi là cánh tay đòn. -Dựa vào khái niệm momen lực các em hãy phát biểu điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định. -Khái niệm momen lực : +là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của vật +Được đo bằng tích của lực với cánh tay đòn của nó Biểu thức: M=F.d chiều kim đồng hồ cân bằng với lực tác dụng làm quay cùng chiều kim đồng hồ. -Ta thấy F 1 d 1 +F 2 d 2 = F 1 d 1 suy ra M 1 +M 2 =M 3 -phát biểu quy tắc -trả lời câu C1:trục quay tạm thời của cuốc đi qua điểm tiếp xúc của cuốc với mặt đất F 1 d 1 =F 2 d 2 -Nếu trong trường hợp vật chiu tác dụng của 3 lực trở lên thì điều kiện cân bằng được phát biểu như thế nào? Chúng ta cùng sang phần quy tắc momen lực ,làm thí nghiệm để làm rõ vấn đề này. -Làm thí nghiệm: Bố trí thí nghiệm với 2 lực F 1 , F 2 có tác dụng làm đĩa quay cùng chiều kim đồng hồ.Tìm vị trí F3 để đĩa cân bằng. tiến hành đo F 1 , F 2 , F 3 , d 1 , d 2 , d 3 . Yêu cầu học sinh nhận xét rồi rút ra kết luận. Lưu ý cho hs: -yêu cầu hs hoàn thành câu C1 Củng cố làm bài tập SGK II.Quy tắc momen lực -Quy tắc: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 bằng tổng các momen lực có xu hướng làm vật quay ngược chiều kim đồng hồ Biểu thức: M 1 +M 2 =M 3 -Chú ý:quy tắc momen lực còn áp dụng cho cả trường hợp một vật không có trục quay cố định nếu như trong một tình huống cụ thể nào đó ở vật xuất hiện trục quay . 18: Cân bằng của một vật có trục quay cố định. Momen lực. I .Cân bằng của một vật có trục quay cố định. Momen lực. 1. Thí nghiệm Làm thí nghiệm với đĩa momen -Khi tác dụng lực lên vật có. BÀI 18: CÂN BẰNG CỦA VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH MOMEN LỰC I.Mục tiêu 1.Về kiến thức -Phát biểu được định nghĩa và viết được biểu thức của momen lực -Phát biểu điều kiện cân bằng của vật có trục quay. luận: +,Trường hợp vật có trục quay cố định, lực có tác dụng làm quay. +,Lực tác dụng làm quay theo chiều kim đồng hồ cân bằng với lực tác dụng làm quay ngược chiều kim đồng hồ thì vật cân bằng. 2.