Giáo án NLS Vật lí 10 kết nối Bài 13: Tổng hợp và phân tích lực. Cân bằng lực

Nhiệm vụ 1: Tìm hiểu khái niệm tổng hợp lực, hợp lực, lực thành phần. 

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV cho HS: Đọc phần đọc hiểu rồi cho biết các khái niệm: tổng hợp lực, lực thành phần, hợp lực.

- GV yêu cầu HS: Trả lời câu hỏi trang 56 SGK: 

Tại sao lực đẩy của người bố trong Hình 13.1b có tác dụng như lực đẩy của hai anh em?

- GV yêu cầu HS: Chỉ ra lực thành phần, hợp lực, tổng hợp lực. 

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS tự đọc hiểu và trả lời câu hỏi GV yêu cầu.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời 1 bạn trình bày câu trả lời cho mỗi câu hỏi. 

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung. 

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức rồi chuyển sang nội dung mới.

Nhiệm vụ 2: Tìm hiểu cách tổng hợp hai lực cùng phương.

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS: Trả lời câu hỏi 1 mục này 

Câu hỏi 1: Dựa vào hình 13.2, hãy nêu cách xác định độ lớn và chiều của hợp lực trong hai trường hợp sau :

a. Vật chịu tác dụng của hai hợp lực cùng phương, cùng chiều (hình a)

b. Vật chịu tác dụng của hai hợp lực cùng phương, ngược chiều (hình b)

GV gợi ý:  

+ HS dựa vào hình 13.2 để vẽ hình minh họa vectơ của hợp lực. 

+ Dựa vào hình vẽ để xác định độ lớn và hướng của hợp lực.

- GV yêu cầu HS: Rút ra quy tắc tổng hợp hai lực cùng phương bằng cách trả lời câu hỏi 2 của mục này.

Câu hỏi 2: Nêu quy tắc tổng hợp hai lực cùng phương. 

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS dựa vào hình vẽ SGK và gợi ý của để trả lời câu hỏi mà GV đưa ra.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện 1 bạn trình bày câu trả lời cho mỗi câu hỏi. 

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung. 

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét câu trả lời của HS.

=> GV chuẩn kiến thức, kết luận về lực tổng hợp của hai lực cùng phương rồi chuyển sang nội dung mới.

Nhiệm vụ 3: Tìm hiểu cách tổng hợp hai lực đồng quy. 

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV liên hệ với câu hỏi mở đầu bài học: Trở lại câu hỏi ở phần mở đầu bài học về hai ca nô kéo tàu chở hàng. Vì lực là một đại lượng vectơ nên tổng hợp lực phải tuôn theo phép cộng vectơ. 

Từ các thí nghiệm trên thực tế, người ta thấy rằng phép tổng hợp hai lực đồng quy tuôn theo quy tắc hình bình hành.

- GV gọi một bạn HS lên bảng vẽ hình, thực hiện 3 bước như trong SGK. Trong khi đó, các HS khác vẽ hình vào vở. 

- GV yêu cầu HS làm câu hỏi 2 SGK, mục này. 3 HS làm nhanh nhất, sẽ được chấm lấy điểm. 

Câu hỏi 2: Giả sử lực kéo của mỗi tàu kéo ở đầu bài đều có độ lớn là 8000N và góc giữa hai dây cáp bằng

a. Biểu diễn các lực kéo của mỗi tàu và hợp lực tác dụng vào tàu chở hàng

b. Tính độ lớn của hợp lực của hai lực kéo

c. Xác định phương và chiều của hợp lực

d. Nếu góc giữa hai dây cáp bằng thì hợp lực của hai lực kéo có phương, chiều và độ lớn như thế nào ?

(GV gợi ý: Biểu diễn lực theo hình bình hành.)

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS dựa vào SGK để thực hiện yêu cầu vẽ hình của GV và áp dụng quy tắc hình bình hành để giải bài tập mà GV yêu cầu.

- HS cố gắng làm bài tập vào vở trong thời gian nhanh nhất có thể để đưa lên cho GV chấm điểm. 

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời lên bảng đại diện 2 bạn trình bày câu trả lời cho 2 câu hỏi. 

- 3 HS làm bài nhanh nhất đưa vở lên cho GV chấm lấy điểm. 

- GV mời HS khác nhận xét bài làm trên bảng của bạn. 

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét quá trình hoàn thành nhiệm vụ của HS.

=> GV chuẩn kiến thức, kết luận về lực tổng hợp của hai lực đồng quy dựa vào quy tắc hình bình hành rồi chuyển sang nội dung mới.

1. Khái niệm tổng hợp lực, hợp lực, lực thành phần. 

Trả lời:

- Tổng hợp lực là phép thay thế các lực tác dụng   đồng thời vào cùng một vật bằng một lực có tác dụng giống hệt như các lực ấy. 

- Các lực tác dụng đồng thời vào cùng một vật được gọi là các lực thành phần.

- Lực thay thế cho các lực thành phần này được gọi là hợp lực. 

* Câu hỏi trang 56 SGK:

Ở hình a: hai bé đẩy thùng với các lực làm cho thùng chuyển động với vận tốc . 

Ở hình b: bố cũng đẩy chiếc thùng đó với lực và làm cho thùng cũng chuyển động với cùng vận tốc .

⇒ Lực đẩy của người bố có tác dụng như lực đẩy của hai anh em vì lực tác dụng của người bố làm cho chiếc thùng chuyển động cùng hướng với cùng vận tốc giống y hệt như trường hợp hai con đẩy thùng.

- Lực thành phần: lực của 2 anh em.

- Hợp lực: Lực của người bố. 

- Phép tổng hợp lực: Phép thay thế lực đẩy của người bố cho lực đẩy của 2 anh em. 

2. Thiết lập quy tắc tổng hợp lực.

a. Tổng hợp hai lực cùng phương

Trả lời:

Câu hỏi 1: 

a. Vật chịu tác dụng của hai lực cùng phương, cùng chiều thì hợp lực có:

+ Độ lớn bằng: 

F=

+ Cùng hướng với . 

a. Vật chịu tác dụng của hai lực cùng phương, ngược chiều thì hợp lực có:

+ Độ lớn bằng: 

F===2 (N)

+ Cùng hướng với

Câu hỏi 2:

- Khi hai lực cùng phương, cùng chiều thì lực tổng hợp có độ lớn bằng tổng hai lực thành phần và cùng hướng với hai lực đó. 

- Khi hai lực cùng phương ngược chiều thì lực tổng hợp có độ lớn bằng giá trị tuyệt đối của hiệu hai lực thành phần và cùng hướng với lực có độ lớn lớn hơn. 

3. Tổng hợp hai lực đồng quy.

Trả lời:

Câu hỏi 2:

a. Biểu diễn các lực kéo của mỗi tàu và hợp lực tác dụng vào tàu chở hàng: 

b. Tính độ lớn của hợp lực của hai lực kéo.

Áp dụng quy tắc hình bình hành ta có: 

F=

=

(N)

c. Xác định phương và chiều của hợp lực:

- Đặt tên các góc của hình bình hành:

-  Xét ∆ABC có AB = BC (do hai lực thành phần = 8000N) nên ∆ABC là tam giác cân tại B. Suy ra:  

Mặt khác:(tính chất góc so le trong ở trong hình bình hành ABCD)

⇒ 

Nên:

- Phương của hợp lực là phương xiên, hợp với phương nằm ngang một góc

- Chiều của hợp lực hướng về phía trước.

d) Nếu góc giữa hai dây cáp bằng thì hợp lực của hai dây kéo có:

- Phương: phương xiên, hợp với phương nằm ngang một góc

- Chiều: hướng về phía trước

- Độ lớn:

 F=

= (N)

Nhiệm vụ 5: Tìm hiểu phép phân tích lực. 

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV cho HS: Đọc phần đọc hiểu rồi cho biết tác dụng của trọng lực trong hình 13.9

- GV đưa ra định hướng: Người ta đã phân tích trọng lực  thành 2 lực thành phần . Câu hỏi đặt ra: 

+ Em hãy cho biết khái niệm phân tích lực. 

+ Em có nhận xét gì về 2 lực thành phần

- GV cho HS: Đọc SGK và đưa ra quy tắc và chú ý khi phân tích lực.

- GV hướng dẫn HS: Sử dụng công cụ Chatbot AI chụp ảnh vẽ mặt phẳng nghiêng, yêu cầu AI nhận diện và giải thích cách phân tách vecto thành các thành phần vuông góc và song song. 

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS tự đọc hiểu và trả lời câu hỏi GV yêu cầu.

- HS vẽ hình phân tích trọng lực  thành 2 lực thành phần theo hình 13.9 và trường hợp tổng quát hinh 13.8 SGK; ghi chép ý chính vào vở.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời 1 bạn trình bày câu trả lời cho mỗi câu hỏi. 

- HS khác lắng nghe câu trả lời của bạn rồi nhận xét, bổ sung ý kiến. 

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét câu trả lời của HS; chuẩn kiến thức rồi chuyển sang nội dung mới.

5. Thực hiện phép phân tích lực

Trả lời:

- Trọng lực   có tác dụng: một mặt nó ép vật vào mặt phẳng nghiêng, mặt khác nó kéo vật trượt theo mặt phẳng nghiêng xuống dưới.  

- Phân tích lực là thay thế một lực bằng những lực thành phần có tác dụng giống hệt lực đó.

- Nhận xét : Lực thành phần vuông góc với mặt phẳng nghiêng.  Lực thành phần song song với mặt phẳng nghiêng.

- HS đọc SGK và đưa ra quy tắc và chú ý khi phân tích lực (SGK).

6.1.NC1a: Phân tích được cách AI hoạt động trong các ứng dụng cụ thể.