Giáo án NLS Vật lí 10 kết nối Bài 21: Moment lực. Cân bằng của vật rắn

Giáo án NLS Vật lí 10 kết nối tri thức Bài 21: Moment lực. Cân bằng của vật rắn. Với năng lực số được tích hợp, tiết học sẽ giúp học sinh làm quen và ứng dụng công nghệ, tin học. KHBD này là file word, tải về dễ dàng. Là mẫu giáo án mới nhất năm 2026 để giáo viên dạy tốt môn Vật lí 10.

=> Giáo án tích hợp NLS Vật lí 10 kết nối tri thức

Các tài liệu bổ trợ

BÀI 21. MOMENT LỰC. CÂN BẰNG CỦA VẬT RẮN (2 TIẾT)

I. MỤC TIÊU

1. Kiến thức

- Phát biểu được định nghĩa và viết được công thức tính moment lực vận dụng được công thức đó trong trường hợp đơn giản. 

- Lấy được các ví dụ thực tế để nêu lên ý nghĩa của đại lượng moment lực.

- Qua thí nghiệm, rút ra được quy tắc moment lực. Vận dụng quy tắc này để giải bài toán đơn giản.

- Nêu được định nghĩa của ngẫu lực, viết được công thức tính moment của ngẫu lực. 

- Lấy được ví dụ thực tế để chứng tỏ ngẫu lực chỉ làm cho vật quay chứ không tịnh tiến.

- Thảo luận để rút ra được điều kiện để vật cân bằng.

2. Phát triển năng lực

- Năng lực chung: 

  • Năng lực tự học: Tích cực trong việc liên hệ thực tiễn để bồi dưỡng kiến thức. 
  • Năng lực giải quyết vấn đề: Vận dụng được quy tắc moment cho một số trường hợp đơn giản trong thực tế.

- Năng lực vật lí: 

  • Nêu được khái niệm moment lực, moment ngẫu lực.
  • Nêu được tác dụng của ngẫu lực lên một vật chỉ làm vật quay. 
  • Phát biểu được quy tắc moment.
  • Rút ra được điều kiện để vật cân bằng: Lực tổng hợp tác dụng lên vật bằng không và tổng moment lực tác dụng lên vật (đối với một điểm bất kì) bằng không. 

- Năng lực số: 

  • 1.1.NC1b: HS tìm được thông tin thông qua việc quan sát, truy cập nội dung số trong video, tổ chức được tìm kiếm dữ liệu, thông tin và nội dung trong môi trường số.
  • 2.1.NC1a: HS lựa chọn và sử dụng được các công nghệ số đơn giản (phần mềm trắc nghiệm/màn hình) để tương tác trả lời câu hỏi.
  • 6.2.NC1b: Điều chỉnh được các hệ thống AI để phù hợp với nhu cầu cụ thể.

3. Phát triển phẩm chất

  • Chăm chỉ: Chuẩn bị bài trước ở nhà.
  • Tích cực đóng góp ý kiến để xây dựng kiến thức bài mới.

II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU

1. Đối với giáo viên:

  • Video AI được tạo bằng công cụ AI được dùng để khởi động bài học
  • SGK, KHBD.
  • Hình ảnh minh họa có liên quan đến bài học. 
  • Máy chiếu (nếu có)
  • Dụng cụ để diễn tả các hiện tượng được nêu trong SGK.

2. Đối với học sinh

  • SGK, vở ghi, giấy nháp, bút, thước kẻ.

III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

1. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

a. Mục tiêu: Giúp HS nhận ra vấn đề của bài học. 

b. Nội dung: GV dùng các dụng cụ để diễn tả tình huống mở đầu bài học.

c. Sản phẩm học tập: HS phát biểu được tác dụng của dụng cụ cờ lê.

d. Tổ chức thực hiện: 

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS: Xem video AI được thiết kế để phục vụ bài dạy và trả lời câu hỏi xuất hiện trong video đó 

1.1.NC1b: HS tìm được thông tin thông qua việc quan sát, truy cập nội dung số trong video

- GV thực hiện hành động: Đầu tiên dùng tay để siết chặt một đai ốc, sau đó dùng cờ lê. Câu hỏi đặt ra: Em hãy cho biết kết quả của 2 hành động trên và tác dụng của cờ lê trong thao tác trên? 

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS quan sát thao tác của GV và kết quả thu được rồi đưa ra đáp án. 

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

- GV mời 1 bạn ngẫu nhiên đứng dậy trình bày câu trả lời của mình.

TL: 

+ Kết quả: Khi dùng tay thì việc siết chặt đai ốc là rất khó. Còn khi dùng cờ lê để siết thì việc đó dễ dàng hơn và đai ốc được siết chặt hơn. 

+ Tác dụng của cờ lê trong thao tác trên là: Cờ lê làm quay đai ốc dễ hơn, nhanh hơn mà đai ốc được siết chặt hơn. 

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

- GV tiếp nhận câu trả lời của HS và nhận xét. 

- Sau đó dẫn dắt vào bài mới: Ta thường thấy người ta dùng các dụng cụ như tuanơvit, cờ lê để tháo lắp ốc vít. Tại sao người ta không dùng bằng tay vì thực tế nếu dùng bằng tay không thì vẫn có thể thực hiện hạnh động vặn ốc vít được. Để hiểu rõ hơn về vấn đề này, chúng ta sẽ đi vào học bài hôm nay Bài 21: Moment lực. Cân bằng của vật rắn. 

2. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1. Moment lực.

a. Mục tiêu: Biết khái niệm moment lực và công thức tính moment của lực. 

b. Nội dung: GV dùng các tình huống thực tế để hình thành khái niệm moment lực. Rồi dùng những lập luận logic để đưa ra công thức tính moment của lực.

c. Sản phẩm học tập: 

- Phát biểu được định nghĩa và viết được công thức tính moment lực.

- Vận dụng được công thức tính moment lực trong trường hợp đơn giản. 

d. Tổ chức hoạt động:

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..

Hoạt động 2. Quy tắc moment lực. 

a. Mục tiêu: Phát biểu được quy tắc moment lực.

b. Nội dung: Thông qua thí nghiệm để xây dựng quy tắc moment lực. 

c. Sản phẩm học tập: HS áp dụng được quy tắc moment lực để giải bài tập.

d. Tổ chức hoạt động:

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HSDỰ KIẾN SẢN PHẨM

Nhiệm vụ 2: Tìm hiểu quy tắc moment lực

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV sử dụng đĩa moment để làm thực hành thí nghiệm như hình 21.3 SGK. Thực hiện thí nghiệm 3 lần. (Nếu không có dụng cụ thí nghiệm thì cho HS quan sát hình 21.3 SGK)

kenhhoctap

- GV yêu cầu HS: Trả lời các câu hỏi trong mục này. 

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

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

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

- Từ câu hỏi 3 ở trên ta thấy, khi đĩa cân bằng thì kenhhoctap = kenhhoctap

Nhận xét: Như vậy, muốn cho một vật có trục quay cố định ở trạng thái cân bằng, thì tổng các moment lực có xu hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ bằng tổng các moment lực có xu hướng làm vật quay ngược chiều kim đồng hồ. 

=> Đưa ra kết luận về điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định. 

- GV yêu cầu HS: Vận dụng quy tắc moment để trả lời các câu hỏi trong mục này:

CH. a. Dựa vào quy tắc mô ment lực giải thích vì sao chiếc bập bênh đứng cân bằng?

b. Cho biết người chị (bên phải) có trọng lựơng kenhhoctap = 300N, khoảng cách kenhhoctap = 1m . Còn người em có trọng lựơng kenhhoctap = 200N. Hỏi khoảng cách kenhhoctap  là bao nhiêu để bập bênh đứng cân bằng nằm ngang?

kenhhoctap

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS chăm chú nghe giảng, thực hiện những yêu cầu mà GV đưa ra. 

- HS ghi chép ý chính vào vở.

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

- GV mời HS trả lời câu hỏi. 

- GV mời HS khác 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 rồi chuyển sang nội dung tìm hiểu về ngẫu lực. 

2. Quy tắc moment lực.

a. Thí nghiệm.

Câu hỏi 1: Nếu bỏ lực kenhhoctap thì đĩa quay ngược chiều kim đồng hồ.

Câu hỏi 2: Nếu bỏ lực kenhhoctap thì đĩa quay theo chiều kim đồng hồ. 

Câu hỏi 3: Coi khối lượng mỗi quả nặng là 1 đơn vị, dựa vào hình vẽ ta có thể tính được các tích:

kenhhoctap = 3.2 = 6

kenhhoctap = 1.6 = 6

=> Khi đĩa cân bằng, ta có:

kenhhoctap = kenhhoctap

b. Quy tắc moment lực (hay điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định)

Nếu chọn một chiều quay làm chiều dương thì điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định là: Tổng các moment lực tác dụng lên vật (đối với một điểm bất kì) bằng 0. 

kenhhoctap= 0.

Trả lời:

a. 

+ Moment lực do người chị gây ra có tác dụng làm cho bập bênh quay cùng chiều kim đồng hồ.

+ Momen lực do người em gây ra có tác dụng làm cho bập bênh quay ngược chiều kim đồng hồ.

Hai moment lực này cân bằng => Chiếc bập bênh có thể đứng cân bằng.

b. Để bập bênh cân bằng, tổng các moment lực tác dụng lên bập bênh phải bằng 0.

=> kenhhoctap = kenhhoctap

=>kenhhoctap =kenhhoctap=kenhhoctap

Hoạt động 3. Ngẫu lực.

a. Mục tiêu: 

- Nêu được định nghĩa của ngẫu lực và viết được công thức tính moment của ngẫu lực.

b. Nội dung: GV lấy các ví dụ thực tế để giảng giải, phân tích về ngẫu lực. 

c. Sản phẩm học tập: 

- Phát biểu được định nghĩa của ngẫu lực và đưa ra được công thức tính moment của ngẫu lực.

- Lấy được ví dụ chứng minh ngẫu lực chỉ làm cho vật quay chứ không tịnh tiến 

d. Tổ chức hoạt động:

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..

Hoạt động 4. Điều kiện cân bằng của vật rắn.

a. Mục tiêu: Rút ra được điều kiện cân bằng của vật rắn.

b. Nội dung: GV cho HS thảo luận nhóm. 

c. Sản phẩm học tập: Biết được để vật cân bằng thì cần xét đến tổng các lực tác dụng lên vật và tổng moment lực tác dụng lên vật. Từ đó phát biểu được điều kiện cân bằng của vật.

d. Tổ chức hoạt động:

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HSDỰ KIẾN SẢN PHẨM

Nhiệm vụ 4: Tìm hiểu điều kiện cân bằng của vật rắn . 

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV đưa ra kiến thức lý thuyết: Như chúng ta đã biết khi vật đứng yên thì trọng lực phải cân bằng với các lực khác tác dụng lên vật.

- GV tổ chức cho HS thảo luận theo nhóm 4 người để tìm hiểu nội dung phần đọc hiểu rồi trả lời các câu hỏi trong phần hoạt động của mục này. Sau đó mời đại diện của một nhóm bất kì lên trình bày trước lớp.

HD1: Đặt một thước dài trên bàn. Cho một bạn nâng đầu thước lên và giữ yên . Hỏi :

a. Khi thay đổi lực nâng kenhhoctap thì thước quay quanh trục nào ?

b. Khi thước đang đứng yên ở vị trí như hình 21.7, ta có thể áp dụng quy tắc moment lực được không và áp dụng như thế nào ?

kenhhoctap

HD2. Khi một vật không có điểm tựa cố định. Ví dụ thanh cứng tựa vào bức tường nhẵn, đầu dưới của thanh đặt dưới đầu bàn nhám ( hình 28 ). Khi đó ta có thể áp dụng quy tắc moment lực như thế nào ?

kenhhoctap

- GV gợi ý : Các em hãy tưởng tượng nếu ta bỏ hết các lực tác dụng lên vật thì vật sẽ rơi tự do như một chất điểm. Lúc này hợp lực bằng 0 => Rút ra điều kiện cân bằng tổng quát của vật rắn.

- Sau khi HS trình bày xong phần thảo luận nhóm, đưa ra điều kiện cân bằng thì GV phân tích 2 điều kiện trên để HS dễ hiểu hơn:

(1) Hợp lực tác dụng lên vật bằng 0.

(2) Tổng các moment lực có xu hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ bằng tổng các moment lực có xu hướng làm vật quay ngược chiều kim đồng hồ. 

- GV tiếp tục yêu cầu HS làm câu hỏi trong phần này. 

CH: Áp dụng điều kiện cân bằng tổng quát vào thanh cứng tựa tường (Hình 21.8).

a) Viết điều kiện cân bằng thứ nhất.

b) Viết điều kiện cân bằng thứ hai đối với trục quay A

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS tích cực đưa ra ý kiến trong quá trình thảo luận nhóm, trả lời bài bập mà GV yêu cầu.

- HS ghi chép nội dung chính vào vở. 

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

- GV mời đại diện 1 nhóm trả lời cho mỗi câu hỏi.

- Các nhóm khác lắng nghe câu trả lời, theo dõi bài làm của bạn rồi đưa ra đánh giá, 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 luyện tập.

4. Điều kiện cân bằng của vật rắn.

HD1. 

- Khi thay đổi lực nâng kenhhoctap ta thấy thước quay quanh trục đi qua điểm A.

- Khi thước đang đứng yên ở vị trí như Hình 21.7, ta hoàn toàn có thể áp dụng quy tắc moment lực được.

kenhhoctap

Khi thước cân bằng, gọi góc hợp bởi thanh AB và mặt phẳng nằm ngang là α:

kenhhoctapó F.kenhhoctap=P. kenhhoctap

óF.kenhhoctap =P.AB. kenhhoctap

óF=2P. 

Từ đó ta có thể tính được lực nâng cần thiết để giữ cho thước cân bằng.

HD2:

- Khi thanh cứng không bị trượt đi, đứng yên ta có thể coi thanh đang ở trạng thái cân bằng, lúc đó hoàn toàn có thể viết được quy tắc moment lực.

- Chọn đầu A của thanh làm trục quay để viết quy tắc moment: Lực kenhhoctapkenhhoctap  có giá của lực đi qua trục quay A nên không có tác dụng làm quay, ta không cần viết biểu thức momen lực cho hai lực đó.

Thanh cân bằng: 

kenhhoctapkenhhoctap.h = P.kenhhoctap

Điều kiện cân bằng của vật rắn là: 

(1) Tổng các lực tác dụng lên vật bằng 0.

(2) Tổng các moment lực tác dụng lên vật đối với một điểm bất kì chọn làm trục quay bằng 0 (Nếu chọn một chiều quay làm chiều dương). 

Trả lời:

Gọi chiều dài của thanh là l, góc mà thanh họp với phương ngang là kenhhoctap, phản lực của sàn nhà tác dụng lên đầu A của thanh là kenhhoctap, phản lực của tường tác dụng lên đầu B của thanh là kenhhoctap, lực ma sát của sàn nhà tác dụng lên đầu A của thanh làkenhhoctap, lực ma sát của tường tác dụng lên đầu B của thanh là kenhhoctap. Khi thang ở vị trí sắp choãi xuống sàn nhà, đầu A dịch chuyển sang trái nên kenhhoctap hướng sang phải, đầu B dịch chuyển xuống dưới nên kenhhoctap hướng lên trên. 

  1. Điều kiện cân bằng thứ nhất: 

P=kenhhoctap

kenhhoctap

kenhhoctap Điều kiện câng bằng thứ hai đối với trục quay A là: 

kenhhoctap=kenhhoctap. kenhhoctap+kenhhoctap

3. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..

4. HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

a. Mục tiêu: Vận dụng kiến thức đã học về moment lực, điều kiện cân bằng của vật rắn để áp dụng vào cuộc sống.     

b. Nội dung: GV giao nhiệm vụ để HS thực hiện.

c. Sản phẩm học tập: HS hoàn thành được nhiệm vụ GV giao.

d. Tổ chức thực hiện:

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS: Tìm trong nhà những dụng cụ có tác dụng tăng độ dài của tay đòn để dễ thực hiện một chuyển động quay nào đó.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS suy nghĩ , trao đổi với bận để trả lời nhanh tại lớp rồi về nhà tìm thêm. 

Bước 3: HS báo cáo kết quả hoạt động 

- HS trả lời nhanh câu hỏi.

TL: Dùng dây buộc vào nút bấm của quạt treo tường để dễ dàng điều khiển cái quạt. 

Bước 4: GV tổng quan lại bài học, nhận xét, kết thúc bài học.

*Hướng dẫn về nhà

  • Xem lại kiến thức đã học ở bài 21
  • Về nhà suy nghĩ thêm về nhiệm vụ GV giao
  • Xem trước nội dung Bài 22: Thực hành: Tổng hợp lực.

Thông tin tải tài liệu:

Phía trên chỉ là 1 phần, tài liệu khi tải sẽ có đầy đủ. Xem và tải: Giáo án tích hợp NLS Vật lí 10 kết nối tri thức cả năm - Tại đây

Tài liệu khác

Chat hỗ trợ
Chat ngay