Hocbai.edu.vn xin chia sẽ cùng bạn đọc tham khảo mẫu bài thiết kế giáo án bài giảng môn Vật lý lớp 10, bài 18: Cân bằng của vật có lực quay cố định momen lực. Mong rằng, những thông tin do chúng tôi cung cấp có thể giúp bạn nghiên cứu sâu về phần thiết kế giáo án bài giản theo chương trình SGK Vật lí lớp 1 mới nhất hiện nay nhé!
I-MỤC TIÊU
1-Về kiến thức
-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 (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 lí thường gặp trong đời sống và kĩ thuật cũng như để giải các bài tập SGK và các bài tập tương tự.
-Vận dụng được phương pháp thực nghiệm ở mức độ đơn giản.
II-CHUẨN BỊ
Giáo viên
Bộ thí nghiệm nghiên cứu tác dụng làm quay của lực như ở hình 18.1 SGK, bao gồm : -01 đĩa momen.
-01 hộp gia trọng.
-Dây chỉ tốt (dai, không dãn).
-02 giá đỡ.
-Bút dạ.
-Thước thẳng.
Chú ý: GV nên tiến hành thí nghiệm nhiều lần trước khi dạy để thu được các số liệu thích hợp.
Học sinh
Ôn tập kiến thức về đòn bẩy đã được học ở THCS
III-THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN DẠY HỌC
Hoạt động của học sinh
Trợ giúp của giáo viên
Hoạt động 1.(13 phút)
Xét tác dụng của lực với vật có trục quay cô định.
Cá nhân nhận thức vấn đề cần nghiên cứu.
HS thảo luận nhóm để đưa ra phương án thí nghiệm.
Có thể là: Lần lượt treo các quả cân về hai phía để tạo ra ra các lực Bài 18 – 1 rồi thả nhẹ tay và nhận xét tác dụng của từng lực.
Đại diện các nhóm tiến hành thí nghiệm theo phương án tối ưu nhất (có thể tiến hành theo phương án của SGK đưa ra) và rút ra nhận xét về kết quả thu được:
– Lực Bài 18 – a làm dĩa quay theo chiều kim đồng hồ. Lực b làm đĩa quay ngược chiều kim đồng hồ.
Kết luận: Trường hợp vật có trục quay cố định thì lực có tác dụng làm quay.
Cá nhân thực hiện yêu cầu của GV.
Giải thích: Đĩa đứng yên là do tác dụng làm quay của lực Bài 18 – a đã cân bằng với tác dụng làm quay của lực b
Đặt vấn đề: Ta biết rằng khi tác dụng lực lên một vật có thể làm vật thay đổi vận tốc (chuyển động có gia tốc). 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 thì vật sẽ chuyển động như thế nào? Một vật chịu tác dụng của nhiều lực sẽ đứng yên khi nào ?
GV giới thiệu bộ thí nghiệm với “đĩa momen”, chỉ rõ trục quay của đĩa đi qua trọng tâm nên trọng lực bị khử bởi phản lực của trục quay và do đó đĩa luôn cân bằng tại mọi vị trí.
o. Nêu phương án và tiến hành thí nghiệm để xét xem lực tác dụng vào đĩa có tác dụng như thế nào đối với đĩa.
o. Có nhận xét gì về kết quả thu được?
o. Khi nào lực có tác dụng làm quay vật?
Nêu vấn đề : Ta thấy rằng tác dụng làm quay của các lực Bài 18 – 1 đối với đĩa là ngược nhau. Vậy ta có thể tác dụng đồng thời vào đĩa hai lực để vật không quay được không?
o. Hãy tìm vị trí điểm đặt, giá và độ lớn của bđể đĩa đứng yên. Giải thích sự cân bằng của đĩa khi đó?
o. Đối với những vật có trục quay cố định thì lực có tác dụng làm quay. Vật cân bằng khi tác dụng làm quay theo chiều kim đồng hồ của lực này cân bằng với tác dụng làm quay ngược chiều kim đồng hồ của lực kia.
Hoạt động 2. (15 phút)
Xây dựng khái niệm momen lực.
Thảo luận nhóm để tìm câu trả lời.
So sánh: F1 = 3F2 ; d2 = 3d1
Nếu lập tích F.d thì ta có :
F1d1 = F2d2
Dự đoán : tích của lực và khoảng cách từ trục quay đến giá của lụt đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực.
Thảo luận nhóm, đưa ra các phương án kiểm tra, có thể là:
-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 của 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 dĩa quay theo chiều kim đồng hồ .
- Nếu F1d1 < F2d2 thì đĩa quay ngược chiều kim đồng hồ .
Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ.
o. Đại lượng vật lí nào có thể đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực? Đại lượng này phải có giá trị như thế nào đối với hai lực Bài 18 – 2 trong thí nghiệm trên ?
Gợi ý: -Xét xem tác dụng làm quay có phụ thuộc vào độ lớn của lực và vị trí giá của lực không ?
-Các vòng tròn vẽ trên đĩa có thể cho biết khoảng cách từ trục quay đến giá của lực (thể hiện bằng dây treo).
-Xét khoảng cách từ trục quay đến giá của các lực.
o. Hãy đưa ra các phương án thí nghiệm để kiểm tra dự đoán trên.
Cho HS làm thí nghiệm kiểm chứng.
o. Khoảng cách từ trục quay đến giá của lực gọi là cánh tay đòn của lực.
GV đưa ra khái niệm momen lực.
Hoat động 3. (8 phút)
Tìm hiểu quy tác momen lực
Cá nhân phát biểu.
HS thảo luận nhóm: Dựa vào quy tắc momen lực , xác định c phải có momen lực thỏa mãn điều kiện: M3 = M1+ M2
hay = F3d3
Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ.
Cá nhân suy nghĩ, trả lời :
Trục quay tạm thời của cuốc đi qua điểm tiếp xúc của cuốc với mặt đất F1d1 = F2d2
o. Hãy sử dụng khái niệm momen lực để phát biểu điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định ?
o. Nếu trong trường hợp vật chịu tác dụng của ba lực trở lên thì điều kiện cân bằng được phát biểu như thế nào ?
GV bố trí thí nghiệm với hai lực Bài 18 – 2 có tác dụng làm đĩa quay cùng chiều kim đồng hồ. Yêu cầu học sinh xác định c GV làm thí nghiệm với dự đoán HS đưa ra để kiểm tra tính đúng đắn của dự đoán.
GV thông báo quy tắc momen lực.
o. Phạm vi ứng dụng của quy tắc momen lực còn mở rộng cho cả trường hợp vật không có trục quay cố định mà có trục quay tức thời xuất hiện trong một tình huống cụ thể nào đó.
Sử dụng chiếc ghế tựa làm minh họa.
o. Hoàn thành vêu cầu C1.
Hoat động 4. (6 phút)
Vận dụng
Cá nhân làm việc với phiếu học tập.
GV nhắc lại các kiến thức cơ bản mômen lực, quy tắc mômen.
o. Hoàn thành yêu cầu ở phiếu học tập. GV chữa nhanh bài làm của HS.
Hoạt động 5. (3 phút)
Tổng kết bài học
GV nhận xét giờ học.
Bài tập về nhà : Làm bài tập 3, 4, 5 SGK.
– Ôn lại về phép chia trong và chia ngoài khoảng cách giữa hai điểm.
PHIẾU HỌC TẬP
Câu 1. Biểu thức nào sau đây là biểu thức momen lực đối với một trục quay?
Bài 18 – 3
Câu 2. Đoạn thẳng nào sau đây là cánh tay đòn của lực ?
A.. Khoảng cách từ trục quay đến giá của lực.
B.. Khoảng cách từ trục quay đến điểm đặt của lực.
C.. Khoảng cách từ vật đến giá của lực.
D.. Khoảng cách từ trục quay đến vật.
Câu 3. Đĩa quay trong hình vẽ bên có trục quay đi qua điểm O. Nếu tác dụng vào điểm A ở trên đĩa một lực Bài 18 – a (như hình vẽ) thì phải tác dụng lực b như thế nào để đĩa nằm cân bằng?
Bài 18 – 4
A.. Điểm đặt tại A, hướng từ dưới lên trên, độ lớn tuỳ ý.
B.. Điểm đặt tại O, hướng từ dưới lên trên, độ lớn thích hợp.
C.. Điểm đặt tại B, hướng từ dưới lên trên, độ lớn thích hợp.
D.. Điểm đặt tại B, hướng từ trên xuống dưới, độ lớn thích hợp.
ĐÁP ÁN
Câu 1. A.
Câu 2. A.
Câu 3. D.
