Ngày:.../.../...
I. MỤC TIÊU:
1. Kiến thức:
- Phát biểu được định nghĩa chuyển động tịnh tiến và nêu được ví dụ minh họa.
- Viết được công thức định luật II Niutơn cho chuyển động tịnh tiến.
- Nêu được tác dụng của momen lực đối với một vật rắn quay quanh một trục.
2. Kỹ năng:
- Áp dụng được định luật II Niutơn cho chuyển động tịnh tiến thẳng.
III. CHUẨN BỊ:
1. Giáo viên:
- Thí nghiệm theo hình21.4 SGK.
2. Học sinh:
- Ôn tập định luật II Niutơn, vận tốc góc và momen lực.
IV. TIẾN TRÌNH DẠY - HỌC:
1. Ổn định lớp: 1 phút 2. Kiểm tra bài cũ: 7 phút
- Thế nào là cân bằng bền? không bền? phiếm định? Vị trí trọng tâm của vật có vai trò gì đối với mỗi dạng cân bằng.
- Mặt chân đế là gì? Điều kiện cân bằng của vật có mặt chân đế? Muốn tăng mức vững vàng của vật có mặt chân đế ta làm thế nào?
3. Bài mới: 25 phút
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng Hoạt động 1: Tìm hiểu
chuyển động của tịnh tiến:
- Giới thiệu về chuyển động tịnh tiến của vật rắn.
- Hướng dẫn: Xét chuyển động của hai điểm trên vật.
- Hướng dẫn: Các điểm của vật đều có cùng gia tốc.
Hoạt động 2: Tìm hiểu về chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định:
- Giới thiệu về chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định.
Hoạt động 3: Tìm hiểu về tác dụng của mômen lực đối với chuyển động quay của vật rắn:
- Bố trí thí nghiệm như hình 21.4.
- Nhận xét về chuyển động của các điểm trên một vật rắn chuyển động tịnh tiến.
- Trả lời C1.
- Viết phương trình định luật II Niutơn cho vật rắn chuyển động tịnh tiến.
- Nhận xét về tốc độ góc của các điểm trên vật.
- Quan sát thí nghiệm.
- Trả lời C2.
- Quan sát và giải thích chuyển động của các vật và ròng rọc trong thí nghiệm.
I. Chuyển động tịnh tiến:
1. Định nghĩa:
Chuyển động tịnh tiến của một vật là chuyển động trong đó đường nối hai điểm bất kì của vật luôn luôn song song với chính nó.
2. Gia tốc của vật trong chuyển động tịnh tiến: được xác định bằng định luật II Niutơn:
m a F r = r
hay Fr =mar
với: Fr =Fr1+Fr2+... là hợp lực tác dụng lên vật
m là khối lượng của vật.
II. Chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định:
1. Đặc điểm của chuyển động quay. Tốc độ góc:
- Khi một vật rắn quay quanh một trục cố định, thì mọi điểm của vật có cùng tốc độ góc ω, gọi là tốc độ góc của vật.
- Vật quay đều thì ω = const.
Vật quay nhanh dần thì ω tăng dần.
Vật quay chậm dần thì ω giảm dần.
2. Tác dụng của momen lực đối với một vật quay quanh một trục:
a) Thí nghiệm:
h R
T1 T2
1 2
Hiện tượng: Hai trọng vật chuyển động tịnh tiến nhanh dần đều. Ròng
- Gợi ý: Xét tác dụng làm quay của lực tác dụng lên ròng rọc.
- Hướng dẫn: So sánh momen của hai lực căng dây tác dụng lên ròng rọc.
- Nhận xét các câu trả lời.
- Kết luận về tác dụng của momen lực đối với vật quay quanh một trục.
rọc quay nhanh dần đều.
b) Giải thích:
Vì P1 > P2 nên T1 > T2
Chọn chiều dương là chiều quay của ròng rọc thì:
+ M1 = T1.R có giá trị dương.
+ M2 = T2.R có giá trị âm.
Momen lực toàn phần tác dụng vào ròng rọc: M = (T1 – T2)R ≠ 0, làm cho ròng rọc quay nhanh dần
c) Kết luận:
Momen lực tác dụng vào một vật quay quanh một trục cố định làm thay đổi tốc độ góc của vật.
4. Củng cố: 10 phút
Hướng dẫn HS làm bài tập 5, 9 trang 114, 115 SGK.
5. Hướng dẫn học tập về nhà: 2 phút
- Cần nắm được: định nghĩa chuyển động tịnh tiến, gia tốc của vật chuyển động tịnh tiến; tác dụng của momen lực đối với một vật rắn quay quanh một trục.
- Tìm ví dụ minh họa vật chuyển động tịnh tiến.
- Làm các bài tập 6, 7, 8 trang 115 SGK.
...
Tiết 34: CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA MỘT VẬT RẮN
CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA MỘT VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH (Tiết 2)
Ngày:.../.../...
I. MỤC TIÊU:
1. Kiến thức:
- Nêu được những yếu tố ảnh hưởng đến mức quán tính của vật quay quanh một trục.
2. Kỹ năng:
- Áp dụng được khái niệm momen quán tính để giải thích sự thay đổi chuyển động quay của các vật.
- Biết cách đo thời gian chuyển động và trình bày kết luận.
II. PHƯƠNG PHÁP:
- Kết hợp các phương pháp trực quan, đặt vấn đề.
III. CHUẨN BỊ:
1. Giáo viên:
2. Học sinh:
- Ôn tập định luật II Niutơn, vận tốc góc và momen lực.
IV. TIẾN TRÌNH DẠY - HỌC:
1. Ổn định lớp: 1 phút 2. Kiểm tra bài cũ: 7 phút
- Thế nào là chuyển động tịnh tiến? Cho ví dụ về chuyển động tịnh tiến thẳng và chuyển động tịnh tiến cong.
- Momen lực có tác dụng như thế nào đối với một vật chuyển động quay quanh một trục cố định.
3. Bài mới: 15 phút
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng Hoạt động : Tìm hiểu về
mức quán tính:
- Giới thiệu về mức quán tính.
- Hướng dẫn: So sánh thời gian chuyển động của cùng một vật trong thí nghiệm 21.4 khi thay đổi các yếu tố khảo sát.
- Bố trí thí nghiệm kiểm tra 1 và 2.
- Từ kết quả của các thí nghiệm đưa ra kết luận các yếu tố ảnh hưởng đến mức quán tính của một vật.
- Giới thiệu trường hợp vật chịu momen cản.
- Ghi nhận khái niệm mức quán tính.
- Dự đoán các yếu tố ảnh hưởng đến mức quán tính của một vật. Thảo luận phương án thí nghiệm kiểm tra.
- Quan sát và trả lời C4 và C5.
- Đưa ra kết luận các yếu tố ảnh hưởng đến mức quán tính của một vật.
3. Mức quán tính trong chuyển động quay:
a) Khái niệm: Mọi vật quay quanh một trục đều có mức quán tính. Mức quán tính của vật càng lớn thì vật càng khó thay đổi tốc độ góc và ngược lại.
b) Đặc điểm:
* Thí nghiệm:
- Thí nghiệm 1: Thay đổi khối lượng của ròng rọc:
Kết quả: khối lượng của ròng rọc càng lớn thì mức quán tính của ròng rọc càng lớn.
- Thí nghiệm 2: Thay đổi sự phân bố khối lượng của ròng rọc đối với trục quay:
Kết quả: Khối lượng được phân bố càng xa trục quay thì mức quán tính của ròng rọc càng lớn.
* Kết luận:
Mức quán tính của một vật quay quanh một trục phụ thuộc vào khối lượng của vật và sự phân bố khối lượng đó đối với trục quay.
* Chú ý: Khi một vật đang quay mà chịu tác dụng một momen cản thì vật quay chậm lại.
4. Củng cố: 20 phút
Hướng dẫn HS làm bài tập 6, 10 trang 115 SGK.
5. Hướng dẫn học tập về nhà: 2 phút
- Cần nắm được: mức quán tính trong chuyển động quay là gì, những yếu tố ảnh hưởng đến mức quán tính của vật trong chuyển động quay.
- Đọc phần “Em có biết?”.
...
Tiết 35: NGẪU LỰC
Ngày:.../.../...
I. MỤC TIÊU:
1. Kiến thức:
- Phát biểu được định nghĩa ngẫu lực.
- Viết được công thức tính momen của ngẫu lực.
2. Kỹ năng:
- Vận dụng được khái niệm ngẫu lực để giải thích một số hiện tượng Vật lý thường gặp trong đời sống kỹ thuật.
- Vận dụng được công thức tính momen của ngẫu lực để làm những bài tập trong bài.
- Nêu được một số ví dụ về ứng dụng của ngẫu lực trong thực tế và trong kỹ thuật.
III. CHUẨN BỊ:
1. Giáo viên:
- Một số dụng cụ như: tuanơvit, vòi nước, cờ lê ống, … 2. Học sinh:
- Ôn lại kiến thức về momen lực.
IV. TIẾN TRÌNH DẠY - HỌC:
1. Ổn định lớp: 1 phút 2. Kiểm tra bài cũ: 7 phút
- Nêu khái niệm mức quán tính của một vật quay quanh một trục.
- Mức quán tính của một vật quay quanh một trục phụ thuộc vào những yếu tố nào?
3. Bài mới: 25 phút
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng Hoạt động 1: Nhận biết
khái niệm ngẫu lực:
- Yêu cầu tìm hợp lực của ngẫu lực. Hướng dẫn: Sử dụng quy tắc hợp lực song song để xác định hợp lực bằng không mà vẫn gây ra chuyển động quay của vật.
- Nhận xét các câu trả lời của HS.
- Yêu cầu HS nêu một số ví dụ về ngẫu lực.
Hoạt động 2: Tìm hiểu tác dụng của ngẫu lực đối với vật rắn:
- Mô phỏng và giới thiệu về tác dụng của ngẫu lực với vật rắn không có trục quay cố định.
- Mô phỏng và giới thiệu về tác dụng của ngẫu lực với vật rắn có trục quay cố định.
- Giới thiệu ứng dụng thực tế khi chế tạo các bộ phận
- Tìm hợp lực của hai lực song song (không cùng giá), ngược chiều, cùng độ lớn và cùng tác dụng vào một vật.
- Từ mâu thuẫn, dẫn đến khái niệm ngẫu lực.
- Nêu một số ví dụ về ngẫu lực.
- Quan sát và nhận xét về xu hướng chuyển động li tâm của các phần ngược phía so với trọng tâm của vật.
- Quan sát và nhận xét về chuyển động của trọng tâm vật đối với trục quay.
I. Ngẫu lực là gì?
1. Định nghĩa:
Hệ hai lực song song, ngược chiều, có độ lớn bằng nhau và cùng tác dụng vào một vật gọi là ngẫu lực.
2. Ví dụ:
II. Tác dụng của ngẫu lực đối với một vật rắn:
1. Trường hợp vật không có trục quay cố định:
Dưới tác dụng của ngẫu lực, vật sẽ quay quanh một trục đi qua trọng tâm và vuông góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực.
2. Trường hợp vật có trục quay cố định:
Dưới tác dụng của ngẫu lực vật sẽ quay quanh trục cố định. Nếu trục quay không đi qua trọng tâm thì trọng tâm của vật sẽ chuyển động tròn xung quanh trục quay.
3. Momen của ngẫu lực:
Đối với trục quay bất kỳ vuông góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực:
quay.
Hoạt động 3: Xây dựng công thức tính momen của ngẫu lực:
- Yêu cầu tính momen của từng lực với trục quay O.
- Hướng dẫn: Xét tác dụng làm quay của từng momen lực đối với vật.
- Tổng quát hóa bằng công thức 22.1.
- Yêu cầu trả lời C1.
- Tính momen của từng lực với trục quay O vuông góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực.
- Tính momen của ngẫu lực đối với trục O.
- Trả lời C1.
M = F1d1 + F2d2
M = F (d1 + d2) M = Fd
với: F là độ lớn của mỗi lực .
d là cánh tay đòn của ngẫu lực (khoảng cách giữa hai giá của hai lực).
- Đặc điểm: momen của ngẫu lực không phụ thuộc vào vị trí của trục quay vuông góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực.
4. Củng cố: 10 phút
- Ngẫu lực có làm cho vật chuyển động tịnh tiến không?
- Hướng dẫn HS làm bài tập 5 trang 118 SGK.
5. Hướng dẫn học tập về nhà: 2 phút
- Cần nắm được: định nghĩa ngẫu lực, tác dụng của ngẫu lực đối với một vật rắn, công thức tính momen của ngẫu lực.
- Làm các bài tập 4, 6 trang 118 SGK.
- Ôn tập lại toàn bộ chương III.
...
Tiết 36: BÀI TẬP
Ngày:.../.../...
I. MỤC TIÊU:
1. Kiến thức:
- Củng cố kiến thức về cân bằng của vật rắn, ngẫu lực.
2. Kỹ năng:
- Vận dụng được kiến thức về cân bằng của vật rắn, ngẫu lực để giải thich một số hiện tượng và làm bài tập.
3. Thái độ:
- Cẩn thận, xem xét vấn đề một cách khoa học.
II. PHƯƠNG PHÁP:
- Kết hợp các phương pháp đặt vấn đề, phát vấn III. CHUẨN BỊ:
1. Giáo viên:
Chuẩn bị một số bài tập hay.
2. Học sinh:
Đã nghiên cứu các bài tập được giao.
IV. TIẾN TRÌNH DẠY - HỌC:
1. Ổn định lớp: 1 phút 2. Kiểm tra bài cũ:
3. Bài mới: 34 phút a) Đặt vấn đề:
b) Nội dung:
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng
Hoạt động 1: Ôn tập lí thuyết.
- Yêu cầu HS nhắc lại các kiến thức về
Điều kiện cân bằng của vật rắn
Hoạt động 2: Hướng dẫn giải bài tập về điều kiện cân bằng của vật rắn.
- Yêu cầu HS đọc SGK nắm yêu cầu đề ra của bài tập 7 trang 100 SGK.
- Gợi ý:
+ Có những lực nào tác dụng lên quả cầu?
+ Điều kiện cân bằng của quả cầu là gì?
- Yêu cầu HS đọc SGK nắm yêu cầu đề ra của bài tập 4 trang 103 SGK.
- Gợi ý:
+ Điều kiện giới hạn khi đinh vẫn chưa chuyển động là gì?
- Yêu cầu HS đọc SGK nắm yêu cầu đề ra của bài tập 3 trang 106 SGK.
- Nhớ lại các kiến thức về:
Điều kiện cân bằng của vật rắn.
- Nắm giả thiết và yêu cầu đề ra.
- Xác định các lực tác dụng lên quả cầu.
- Viết điều kiện cân bằng của quả cầu
- Tính giá trị của N1 = N2
- Xác định áp lực của quả cầu lên mỗi mặt phẳng đỡ.
- Đưa ra đáp án đúng.
- Nắm giả thuyết và yêu cầu đề ra.
- Xác định điều kiện cân bằng của đinh.
- Tính giá trị của Fc.
- Nắm giả thiết và yêu cầu đề ra.
1. Tóm tắt lí thuyết:
- Điều kiện cân bằng của vật rắn:
+ Chịu tác dụng của các lực không song song:
+ Chịu tác dụng của các lực song song:
+ Có trục quay cố định:
+ Có mặt chân đế 2. Bài tập:
*Bài 1: Bài 7 trang 100 SGK:
Pr Nr1
Nr2
Nr1
Nr2
α α
Fr
Điều kiện cân bằng của quả cầu:
0
2 0
1
r r r r r r
r+N +N = ⇔ P+F = P
Do đó: N1 = N2, (Fr,Nr1) = 45o Vì vậy:
N1 = N2 = Pcosα = mgcos45o = 2.10.cos45o = 14 (N) Áp lực của quả cầu lên mỗi mặt đỡ:
Q = N1 = N2 = 14N Vậy đáp án đúng là C.
* Bài 2: Bài 4 trang 103 SGK.
Gọi Frc là lực cản của gỗ tác dụng vào búa.
Theo quy tắc momen:
) ( 02 1000
, 0
2 , 0 . 100 '
.
' . .
d N d F F
d F d F M
M
c F c
F c
=
=
⇒ =
=
⇔
= r
r
* Bài 3: Bài 3 trang 106 SGK
Trọng lực Pr của cỗ máy là hợp lực của hai lực Fr1, Fr2 đặt lên vai hai người khiêng.