Giáo án điện tử vật lí 10 kết nối bài 21: Moment lực. cân bằng của vật rắn

BÀI 21. MOMENT LỰC. CÂN BẰNG CỦA VẬT RẮN

1. KHỞI ĐỘNG

HS quan sát hành động:

+ Dùng tay siết chặt một đai ốc.

+ dùng cờ lê siết chặt đai ốc trên.

Nếu dùng tay để siết chặt một đai ốc thì việc đó rất khó, tuy nhiên với dụng cụ thích hợp như cờ lê thì việc siết chặt đai ốc trở nên dễ dàng.

Tác dụng của dụng cụ này thay đổi như thế nào nếu ta tăng độ lớn của lực hoặc sử dụng cờ lê dài hơn?

1. NỘI DUNG BÀI HỌC
2. Xây dựng khái niệm moment lực.
3. 2. Quy tắc moment lực.
4. Ngẫu lực.
5. Điều kiện cân bằng của vật rắn.

1. PHẦN TRIỂN KHAI KIẾN THỨC
2. Xây dựng khái niệm moment lực.
3. Tác dụng làm quay của lực.

Quan sát hình ảnh dùng búa nhổ đinh

Thực hiện hành động:

Dùng tay mở cánh cửa trong các Trường hợp:

TH1: đứng đối diện và dùng tay tác dụng vào tay nắm cửa và đẩy (đẩy cánh cửa theo phương vuông góc với bề mặt cánh cửa).

TH2: Đứng phía cuối cánh cửa và dùng tay tác dụng vào vị trí trên cánh cửa ở gần với bản lề và đẩy.

HS quan sát và trả lời câu hỏi:

+ Trong hành động trên, cách nào mở cửa dễ hơn?

+ Qua ví dụ trên, em thấy tác dụng làm quay một vật phụ thuộc vào những yếu tố nào?

Trả lời:

 - Trong hành động trên, cách đứng đối diện và tác dụng vào tay nắm cửa sẽ mở cửa  dễ dàng hơn.

- Qua 2 ví dụ trên, em thấy tác dụng làm quay một vật phụ thuộc vào 2 yếu tố: khoảng cách từ điểm tì của lực đến giá của vật và lực tác dụng lên vật.

Khái niệm:

Cánh tay đòn của lực là khoảng cách từ trục quay đến giá của lực, kí hiệu là d

Chú ý:

Cách hiểu cánh tay đòn là khoảng cách từ trục quay đến điểm đặt của lực không chính xác.

HS đọc nội dung và trả lời câu hỏi 1, 2, 3 SGK trang 83.

Câu hỏi 1: Mô tả thao tác dùng búa để nhổ đinh

Trả lời:

Mô tả thao tác dùng búa để nhổ đinh: Kẹp cây đinh vào giữa 2 khe nhọn của đầu nhổ đinh, bề mặt đầu đóng đinh vuông góc với mặt phẳng ngang. Dùng tay giữ chặt cán búa, dùng lực để kéo cán búa về phía mình, tạo lực kéo cây đinh lên.

Câu hỏi 2: Lực  nên đặt vào đâu trên cán búa để nhổ đinh dễ dàng? Khi đó cánh tay đòn (d) của lực là lớn hay nhỏ?

Trả lời:

CH2. Để nhổ đinh được dễ dàng, lực   nên đặt vào điểm cuối trên cán búa (điểm xa đầu nhổ đinh nhất). Lực  nên có giá vuông góc với cánh tay đòn d để thao tác nhỏ đinh sẽ càng dễ hơn. Khi đó cánh tay đòn d của lực lớn nhất.

Câu hỏi 3: Tác dụng làm quay của lực phụ thuộc vào những yếu tố nào?

Trả lời:

CH3: Tác dụng làm quay của lực phụ thuộc vào độ lớn của lực và cánh tay đòn.

1. Moment lực.

Moment lực đối với trục quay là đại 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: N.m

HS tìm hiểu nội dung và trả lời Câu hỏi SGK trang 83.

Câu hỏi: Hình 21.2 mô tả chiếc thước mảnh OA, đồng chất dài 50cm, có thể quay quanh trục quay cố định ở đầu O.

21. Trong các tình huống ở hình 21.2a,b thước OA quay theo chiều kim đồng hồ hay ngược chiều kim đồng hồ ?
22. Tính moment lực ứng với mỗi tình huống trong hình 21.2

Trả lời:

a.+ Hình a thước OA quay theo chiều kim đồng hồ

+ Hình b quay theo ngược chiều kim đồng hồ

1. Moment lực trong:

+ Hình a :

 M= F x d = 4 x 0.5= 2 (N.m)

+ Hình b : M= F x d = 2.0,5.cos ≈ 0,94 (N.m)

2. 2. Quy tắc moment lực.
3. Thí nghiệm.

HS quan sát thí nghiệm và trả lời câu hỏi.

Thí nghiệm: Dùng một đĩa tròn có trục quay đi qua tâm O, trên mặt đĩa có những lỗ dùng để treo những quả cân. Tác dụng vào đĩa những lực  và  nằm trong mặt phẳng của đĩa sao cho đĩa đứng yên.

HS thảo luận và trả lời câu hỏi 1, 2, 3 SGk trang 84.

Câu hỏi 1: Nếu bỏ lực  thì đĩa quay theo chiều nào ?

Câu hỏi 2: Nếu bỏ lực  thì đĩa quay theo chiều nào ?

Câu hỏi 3: Khi đĩa cân bằng lập tích  và  để so sánh.

Trả lời: