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

BÀI 13. TỔNG HỢP VÀ PHÂN TÍCH LỰC. CÂN BẰNG LỰC

HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

GV yêu cầu HS thảo luận và trả lời:

Phát biểu khái niệm tổng hợp lực?

HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

I. TỔNG HỢP LỰC – HỢP LỰC TÁC DỤNG 

I. TÌM HIỂU ĐỐI TƯỢNG VẬT LÍ VÀ MỤC TIÊU CỦA MÔN VẬT LÍ

- 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. 

Hoạt động 1: Tổng hợp hai lực cùng phương

GV đặt câu hỏi hướng dẫn học sinh tìm hiểu:  Khi hai lực cùng phương, cùng chiều thì?

Sản phẩm dự kiến:

- 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. 

Hoạt động 2: Các lực cân bằng và không cân bằng

GV đưa ra câu hỏi: Điều kiện cân bằng của một hệ lực là gì?

Sản phẩm dự kiến:

a. Khái niệm.

- Các lực cân bằng: là các lực khi tác dụng đồng thời vào một vật thì không làm thay đổi vận tốc của vật. (Hay hợp lực của các lực này bằng 0)

- Các lực không cân bằng: là khi các lực này tác dụng vào một vật sẽ làm cho vật thay đổi vận tốc. (Hay hợp lực của các lực này khác 0)

b. Điều kiện để một hệ lực là hệ lực cân bằng. 

Điều kiện để một hệ lực là hệ lực cân bằng.

(1) Các lực đó có điểm đặt lên cùng 1 vật hay nói cách khác các lực đó phải tác dụng lên cùng một vật.

(2) Hợp lực của chúng bằng 0.

=> Kết luận: Như vậy nếu thiếu một trong hai điều kiện (1) hoặc (2) thì hệ lực không cân bằng. Rồi đưa ra 2 trường hợp cụ thể. 

TH1: Hai lực trực đối tác dụng vào 2 vật khác nhau :

+ Phép cộng hình học của 2 lực cho kết quả bằng 0.

+ Nhưng hai lực này không cân bằng vì 2 lực này tác dụng vào 2 vật khác nhau. 

TH2: Các lực tác dụng vào vật có hợp lực khác 0: Khi đó hợp lực này sẽ làm vật biến đổi vận tốc

III. PHÂN TÍCH LỰC

Hoạt động 1: Quy tắc

GV đưa ra câu hỏi: Phân tích lực là gì?

Sản phẩm dự kiến:

- 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.

- Quy tắc: 

Thường người ta phân tích lực thành hai lực vuôn góc với nhau để lực thành phần này không có tác dụng nào theo phương của lực thành phần kia 

Phân tích lực là phép làm ngược lại với tổng hợp lực nhưng chỉ được áp dụng vào trường hợp riêng nêu ở trên.

Hoạt động 2: Chú ý

GV đưa ra câu hỏi: Em cần chú ý điều gì khi xác định một lực?

Sản phẩm dự kiến:

Chỉ khi xác định được một lực có tác dụng theo hai phương vuông góc nào thì mới phan tích lực theo hai phương vuông góc đó.

HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

Câu 1: Một chất điểm chịu tác dụng của hai lực có độ lớn 18 N và 24 N. Biết hợp lực của hai lực này có giá trị 30 N, góc tạo bởi hai lực này là

• A. 90°.       
• B. 30°.       
• C. 45°.       
• D. 60°.

Câu 2: Phân tích lực là phép

• A. tổng hợp hai lực song song, cùng chiều.
• B. phân tích một lực thành hai lực song song, ngược chiều.
• C. thay thế một lực thành hai lực thành phần có tác dụng giống hệt lực ấy.
• D. phân tích một lực thành nhiều lực bất kì.

Câu 3: Tình huống nào sau đây có hợp lực bằng 0?

• A. Quyển sách nằm yên trên bàn
• B. Quả bóng rơi từ trên xuống dưới mặt đất
• C. Ô tô chuyển động trên đường
• D. Dùng tay đẩy xe lăn

Sản phẩm dự kiến:

Câu 1: A

Câu 2: C

Câu 3: A

HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

Vận dụng kiến thức, GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi:

Câu 1: Một ô tô chịu một lực F₁ = 400 N hướng về phía trước và một lực F₂ = 300 N hướng về phía sau (Hình 13.6). Hỏi hợp lực tác dụng lên ô tô có độ lớn bằng bao nhiêu và hướng về phía nào?

Câu 2: Một vật được giữ yên trên một mặt phẳng nghiêng nhẵn bởi một lò xo (Hình 13.10).Phân tích trọng lực tác dụng lên vật thành hai lực thành phần và nêu rõ tác dụng của hai lực này.