Bài 20: CÁC DẠNG CÂN BẰNG - CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ MẶT CHÂN ĐÊ I Mục tiêu a Về kiến thức: Phân biệt được các dạng cân bằng (bền, không bền và cân bằng phiếm định) Phát biểu được điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân đế b Về kĩ năng: Xác định được một dạng cân bằng là bền hay không bền Xác định được mặt chân đế của một vật một mặt phẳng đỡ Vận dụng được điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân đế Biết cách làm tăng mức vững vàng của cân bằng c Thái độ: II Chuẩn bị GV: Chuẩn bị dụng cụ TN để làm các TN theo hình 20.1; 20.2; 20.3; 20.4 và 20.6 SGK Hình vẽ hình 20.6 III Tiến trình giảng dạy Ổn định lớp Kiểm tra bài cũ (3’) Phát biểu quy tắc tổng hợp lực song song cùng chiều? Bài mới TG 7’ Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Bố trí TN hình 20.2, 20.3, và 20.4 SGK Hoạt động 1: Tổ chức tình huống học tập - Trong các bài trước chúng ta đa nghiên cứu điều kiện cân bằng của các vật Xét các vật (3 thước) vị trí cân bằng khác vị trí cân bằng này có hoàn toàn giống không? - Mời hs lên chạm nhẹ vào thước cho nó lệch khỏi vị trí cân Nội dung I Các dạng cân bằng bằng, yêu câu em cho nhận xét - vị trí cân bằng ta xét khác về tính chất Chúng ta cùng nghiên cứu bài học này - Xét từng vị trí cân bằng của thước Thước là vật có trục quay cố định - Làm TN hình 20.2 Kéo lệch thước khỏi vị trí cân bằng này chút, thước quay xa khỏi vị trí cân bằng Hay giải thích hiện tượng đó? 15’ + Chú ý có những lực nào tác dụng lên thước? + Khi đứng yên các lực tác dụng lên thước thỏa man điều kiện gì? - Hs tiến hành TN, các em còn lại quan sát rồi nhận xét - Hiện tượng diễn sau chạm nhẹ vào thước các vị trí khác không giống O H.20.2 H.20.3 Hoạt động 2: Tìm hiểu về các dạng cân bằng - Thảo luận để giải thích hiện tượng của TN H 20.4 Cân bằng không bền + Khi thước lệch chút, có nhận xét gì về giá của trọng lực? Trọng lực có tác dụng gì? - Dạng cân bằng vậy gọi là cân bằng không bền - Vậy thế nào là vị trí cân bằng không bền? * Vậy: một vật bị lệch khỏi vị trí cân bằng khôgn bền thì khôgn thể tự trơ về vị trí đó - Làm TN hình 20.3 Kéo lệch thước khỏi vị trí cân bằng này chút, thước quay trơ về vị trí đó Hay giải thích hiện tượng đó? - Nguyên nhân nào gây nên các dạng cân bằng khác nhau? + Trọng lực và phản lực của trục quay + Hai lực cân bằng Phản lực và trọng lực có giá qua trục quay nên không tạo momen quay + Giá của trọng lực không còn qua trục quay, gây momen làm thước quay xa vị trí cân bằng Một vật bị lệch khỏi vị trí cân bằng khôgn bền thì khôgn thể tự trơ về vị trí đó (H.20.2) Cân bằng bền Một vật bị lệch khỏi cị trí cân bằng bền thì tự trơ về vị trí đó (H.20.3) Cân bằng phiếm định - Là vị trí cân bằng mà nếu kéo vật khỏi vị trí cân bằng một chút, trọng lực của vật có xu hướng kéo nó xa VTCB - TL để giải thích - Trọng lực có điểm đặt tại trục quay nên không gây momen quay, Một vật bị lệch khỏi vị trí cân bằng phiếm định thì sẽ cân bằng vị trí cân bằng mới (H.20.4) * Vị trí trọng tâm của vật gây nên các dạng cân bằng khác thước đứng yên vị trí mới - Đó là vị trí trọng tâm vật Ở vị trí cân bằng không bền, trọng tâm vị trí cao nhất so với các vị trí lân cận Ở vị trí cân bằng bền, trọng tâm vị trí thấp nhất so với các vị trí lân cận - Trong trường hợp cân bằng phiếm định, vị trí trọng tâm không thay đổi hoặc một độ cao không đổi - Đặt hộp vị trí cân bằng khác theo hình 20.6 Hoạt động 3: Tìm hiểu cân bằng của một vật có mặt chân đế - Các vị trí cân bằng này có vững vàng không? Ở vị trí nào vật dễ bị lật đổ hơn? - Quan sát từng trường hợp rồi trả lời câu hỏi - Các vật chúng ta xét là các vật có mặt chân đế - Các vị trí này không vững vàng Vị trí vật dễ bị lật đổ nhất - Thế nào là mặt chân đế của vật? - Có những vật tiếp xúc với mặt phẳng đỡ chỉ một số diện tích rời hình 20.5, chỉ mặt chân đế VD? Nêu định nghĩa mặt chân đế? - Hay xác định mặt chân đế của khối hộp các vị trí 1, 2, 3, 4? - Các em hay nhận xét giá của trọng lực từng trường hợp? 15’ - Từ đó các em hay đưa điều kiện cân bằng của vật có mặt chân đế - Các vị trí hình 20.6 1, 2, khác về mức vững vàng + Vị trí vững vàng nhất, vị trí kém vững vàng nhất - Mức độ cân bằng của vững vàng phụ thuộc vào những yếu tố nào? - Khi vật tiếp xúc với mặt phẳng đỡ chúng bằng cả một mặt đáy hình 20.6.1 Khi ấy, mặt chân đế là mặt đáy của vật - Mặt chân đế là hình đa giác lồi nhỏ nhất bao bọc tất cả các diện tích tiếp xúc đó - (1) AB; (2) AC; (3) AD; (4) vị trí điểm A - TL nhóm: Trường hợp 1, 2, giá của trọng lực qua mặt chân đế, trường hợp giá của trọng lực không qua mặt chân đế - ĐKCB của một vật có mặt chân đế là giá của trọng lực phải xuyên qua mặt chân đế (hay trọng tâm “rơi” mặt chân đế) II Cân bằng của vật có mặt chân đế Mặt chân đế là gì? - Khi vật tiếp xúc với mặt phẳng đỡ chúng bằng cả một mặt đáy hình 20.6.1 Khi ấy, mặt chân đế là mặt đáy của vật - Mặt chân đế là hình đa giác lồi nhỏ nhất bao bọc tất cả các diện tích tiếp xúc đó Điều kiện cân bằng ĐKCB của một vật có mặt chân đế là giá của trọng lực phải xuyên qua mặt chân đế (hay trọng tâm “rơi” mặt chân đế) Mức vững vàng của cân bằng Độ cao của trọng tâm và diện tích Muốn vật khó bị lật đổ phải làm gì? - Tại ôtô chất nóc nhiều hàng nặng dễ bị lật đổ chỗ đường nghiêng? - Tại không lật đổ được lật đật? 5’ - Độ cao của trọng tâm và diện tích của mặt chân đế Trọng tâm của vật càng cao và diện tích của mặt chân đế càng nhỏ thì vật càng dễ bị lật đổ và ngược lại - Vì trọng tâm của ôtô bị nâng cao và giá của trọng lực qua mặt chân đế gần mép mặt chân đế - Người ta đổ chì vào đáy lật đật nên trọng tâm của lật đật gần sát đáy (võ nhựa có khối lượng không đáng kể) Hoạt động :Củng cố, dặn dò - Các em đọc lại phần ghi nhớ, các em đọc kỷ và trả lời bài tập SGK - Về nhà tiếp tục là các bài tập còn lại trogn SGK, SBT và chuẩn bị tiếp bài 21 IV Rút kinh nghiệm của mặt chân đế + Trọng tâm của vật càng cao và diện tích của mặt chân đế càng nhỏ thì vật càng dễ bị lật đổ và ngược lại  ... mặt chân đê ) II Cân bằng của vật có mặt chân đê Mặt chân đê là gì? - Khi vật tiếp xúc với mặt phẳng đỡ chúng bằng cả một mặt đáy hình 20.6.1 Khi ấy, mặt chân đê là... trọng lực qua mặt chân đê , trường hợp giá của trọng lực không qua mặt chân đê - ĐKCB của một vật có mặt chân đê là giá của trọng lực phải xuyên qua mặt chân đê (hay trọng... phẳng đỡ chỉ một số diện tích rời hình 20.5, chỉ mặt chân đê VD? Nêu định nghĩa mặt chân đê ? - Hay xác định mặt chân đê của khối hộp các vị trí 1, 2, 3, 4? - Các em hay