Giáo án Vật lý 10 Bài 17: Cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực và của ba lực không song song

Chương III:CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN BÀI 17: CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CHỊU TÁC DỤNG CỦA HAI LỰC VÀ CỦA BA LỰC KHÔNG SONG SONG I. MỤC TIÊU: Về kiến thức + Phát biểu được điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực. + Nêu được cách xác định trọng tâm của vật mỏng, phẳng bằng phương pháp thực nghiệm. Về kỹ năng + Vận dụng được các điều kiện cân bằng để giải các bài tập trong SGK và sách bài tập Vật lý 10. Về thái độ + Nghiêm túc, chú ý quan sát thí nghiệm, trả lời câu hỏi và tích cực xây dựng bài. II. CHUẨN BỊ Giáo viên: Dụng cụ làm thí nghiệm như hình 17.1; 17.3; 17.4 SGK; các tấm mỏng, phẳng theo hình 17.5 Giáo án, SGK Vật Lý 10 và các tài liệu tham khảo có liên quan. Học sinh: Đọc trước nội dung bài 17: Cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực và ba lực không song song( SGK Vật lý 10). Học sinh ôn lại điều kiện cân bằng của một chất điểm. III. Tổ chức các hoạt động dạy học Ổn định lớp Kiểm tra bài cũ: (5’) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung -Đưa ra câu hỏi: 1.Phát biểu điều kiện cân bằng của một chất điểm. => Gọi 1 học sinh trả lời. Trả lời câu hỏi 1.Điều kiện cân bằng của một chất điểm. Muốn cho một chất điểm đứng cân bằng thì hợp lực của các lực tác dụng lên nó phải bằng 0. F=F1+F2+=0 2. Bài mới. a. Giới thiệu bài:(1’) Trong các chương trước, để tiện cho việc khảo sát chuyển động của các vật, chúng ta thường xem ô tô, xe máy, tảng đá hay các vật khác là các chất điểm. Tuy nhiên, trên thực tế chúng lại là các vật rắn. Thông thường thì các vật rắn này ở trạng thái cân bằng. Vậy có phải lúc nào chúng cũng cân bằng không? Muốn cân bằng thì cần có điều kiện gì? Và nếu như các vật rắn này chuyển động thì chúng sẽ có những đặc điểm gì. Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu trong chương này, chương III: Cân bằng và chuyển động của vật rắn. Bài 17: Cân bằng của một vật rắn chịu tác dụng của hai lực, ba lực không song song. b. Bài mới Hoạt động 1:(4’) Tìm hiểu khái niệm vật rắn Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung GV: Ta định nghĩa, vật rắn là một vật có kích thước đáng kể và hầu như không bị biến dạng dưới tác dụng của ngoại lực. GV: Ví dụ như cái bảng hay bàn ghế, khi ta dùng thước gõ vào nó, nó vẫn không bị biến dạng. Cái bảng hay bàn ghế là các vật rắn. Nhưng cuốn SGK, khi ta cầm nó lên, nó bị rũ xuống, thay đổi hình dạng ban đầu so với lúc đặt trên bàn. Cuốn sách không phải là vật rắn. Lưu ý: Khái niệm vật rắn là một khái niệm lý tưởng hóa vì mọi vật đều bị biến dạng ở một mức độ nào đó dưới tác dụng của ngoại lực. Nhưng nếu như những thay đổi này không đáng kể thì được xem như vật là vật rắn.” HS lắng nghe, ghi nhận I. Khái niệm vật rắn Vật rắn là một vật có kích thước đáng kể và hầu như không bị biến dạng dưới tác dụng của ngoại lực. VD: Bàn, ghế, bảng, Hoạt động 2: (20’) Tìm hiểu về điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của 2 lực. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung GV: Việc xét sự cân bằng của vật rắn mang lại những kết quả có ý nghĩa thực tiễn to lớn. ? Điều kiện cân bằng của một chất điểm là gì? GV: Chúng ta đã học về điều kiện cân bằng của một chất điểm. Vậy còn điều kiện cân bằng của một vật rắn thì sao, nó có giống với của chất điểm hay không? Chúng ta nghiên cứu TN hình 17.1 - Mục đích TN là xét sự cân bằng của vật rắn dưới tác dụng của 2 lực. - Vật rắn là một miếng bìa cứng, nhẹ để bỏ qua trọng lực tác dụng lên vật. - GV biểu diễn TN. ? Có những lực nào tác dụng lên vật? Độ lớn của lực đó? GV: Dây có vai trò truyền lực và cụ thể hóa đường thẳng chứa vectơ lực hay giá của lực. ? Có nhận xét gì về phương của 2 dây khi vật đứng yên? ? Nhận xét gì về các đặc trưng của các lực F1 và F2 tác dụng lên vật, khi vật đứng yên? -Từ đó phát biểu điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của 2 lực? *Phân biệt cho học sinh hiểu sự khác nhau giữa điều kiện cân bằng của một chất điểm và điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của 2 lực - Nhận thức vấn đề bài học - Hợp lực của các lực tác dụng lên nó phải bằng 0. - Quan sát thí nghiệm rồi trả lời các câu hỏi. Thảo luận theo từng bàn để đưa ra phương án. - Lực F1 và F2 của 2 sợi dây. Hai lực có độ lớn bằng trọng lượng của 2 vật P1 và P2 - Phương của 2 dây nằm trên một đường thẳng. -So sánh 2 lực F1 và F2: +Về giá: dựa vào 2 sợi dây=> cùng giá. +Về độ lớn: dựa vào số chỉ 2 lực kế =>bằng nhau. +Về chiều: dựa vào chiều căng của 2 sợi dây =>ngược chiều. =>Hai lực F1 và F2 có cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều. - Muốn cho một vật chịu tác dụng của 2 lực ở trạng thái cân bằng thì 2 lực đó phải cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều. I. Cân bằng lực của một vật chịu tác dụng của 2 lực. 1. Thí nghiệm. Nhận xét: Hai lực F1 và F2 có cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều 2. Điều kiện cân bằng Muốn cho một vật chịu tác dụng của 2 lực ở trạng thái cân bằng thì 2 lực đó phải cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều. Hoạt động 2: (10’) Xác định trọng tâm của một vật phẳng, mỏng bằng phương pháp thực nghiệm Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung -Làm TN với 1 vật mỏng, phẳng có trọng lượng, có lỗ sẵn, dây và giá để treo. -Buộc dây vào lỗ nhỏ A của vật rồi treo nó lên. - Trọng tâm của vật là gì? - Làm thế nào để xác định được trọng tâm của vật? + Gợi ý: Khi treo vật trên giá bởi dây treo, vật cân bằng do tác dụng của những lực nào? + 2 lực đó có liên hệ như thế nào? =>Trọng tâm phải nằm trên đường kéo dài của dây treo (đường AB). - Tiếp tục buộc dây vào lỗ nhỏ C và treo lên. - Học sinh xác định vị trí của trọng tâm giống trên. =>Trọng tâm G là giao điểm của hai đường thẳng AB và CD. - Học sinh quan sát GV làm TN và trả lời các câu hỏi của GV. - Trọng tâm là điểm đặt của trọng lực của vật. . + Trọng lực và lực căng của dây treo. + 2 lực cùng giá: => Trọng tâm phải nằm trên đường CD. 3. Cách xác định trọng tâm của một vật phẳng, mỏng bằng phương pháp thực nghiệm - Trọng tâm là điểm đặt của trọng lực của vật. A G D C B -Cách xác định trọng tâm của vật phẳng, mỏng: +Buộc dây vào một lỗ nhỏ A ở mép của vật rồi treo nó lên. Kẻ một đường thẳng trên vật sao cho đường thẳng nằm trùng với đường kéo dài của dây treo (giả sử gọi là đường AB) + Làm tương tự như vậy tại một điểm khác (giả sử điểm C) => ta được thêm một đường thẳng(giả sử gọi là đường CD. +Trọng tâm G sẽ là giao điểm của hai đường AB và CD. - Trọng tâm G của các vật phẳng, mỏng có dạng hình học đối xứng nằm ở tâm đối xứng của vật. IV. VẬN DỤNG, CỦNG CỐ: (5’) + GV tóm lại những nội dung vừa học +Xác định trọng tâm của một số vật đồng chất và có dạng hình học đối xứng: -Hình tròn => trọng tâm là tâm hình tròn -Tam giác đều=> trọng tâm là giao điểm các đường phân giác -Hình vuông =>trọng tâm là giao điểm của 2 đường chéo. Mở rộng: trọng tâm của một số vật có thể nằm ngoài vật: hình vành khăn, +Bài tập 6/100 SGK vật lý 10. V. Bài tập về nhà: + Học bài, đọc và chuẩn bị phần II của bài 17: Cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực và của ba lực không song song. VI. RÚT KINH NGHIỆM GIỜ DẠY Phê duyệt của giáo viên hướng dẫn Ngày 09tháng 11 năm 2017. Sinh viên kí tên