Luận văn Thiết kế phương án dạy học một số kiến thức thuộc chương Cân bằng của vật rắn - SGK vật lí 10 hiện hành nhằm phát huy tính tích cực, tự chủ của học sinh trong học tập

hai lực tới điểm đồng quy của chúng +/áp dụng quy tắc hình bình hành để tìm hợp lực Trường hợp các lực tác dụng lên vật có chung điểm đặt ta có thể tìm được nhờ quy tắc hình bình hành. Có những trường hợp lực tác dụng lên vật không có chung điểm đặt. Đặc điểm của hệ lực cân bằng : Thí nghiệm với hai lực tác dụng vào vật rắn Làm thí nghiệm với ba lực tác dụng vào vật với và cùng nằm trong một mặt phẳng, tác dụng lực sao cho vật cân bằng, khảo sát Vật rắn chịu tác dụng bởi hệ 2 lực có giá đồng quy khi cân bằng thì hệ lực phải có đặc điểm gì? Hệ hai lực cân bằng có đặc điểm: Cùng giá, ngược chiều, cùng độ lớn Xét hệ hai lực , có giá đồng quy tác dụng vào vật rắn Vật rắn cân bằng ị điểm đồng quy cân bằng ịtại điểm đồng quy hai lực , có hợp lực bằng 0ị = - Vật rắn chịu tác dụng bởi hệ 3 lực có giá đồng quy khi cân bằng thì hệ lực phải có đặc điểm gì? Xét hệ ba lực , , có giá đồng đồng quy tác dụng vào vật rắn Vật rắn cân bằng ị điểm đồng quy cân bằng ịtại điểm đồng quy ba lực , , có hợp lực bằng 0 ị=+= - Hệ ba lực cân bằng có đặc điểm: +/có giá đồng phẳng và đồng quy +/có hợp lực bằng 0 Vật rắn chịu tác dụng bởi nhiều lực đồng quy, muốn cân bằng thì hợp lực phải bằng 0. Xét trong trường hợp riêng chỉ chịu hai lực, ba lực 2.4.2.2. Mục tiêu dạy học và đề kiểm tra kết quả học: a)Mục tiêu dạy học cụ thể: Trong khi học: - Học sinh tham gia vào quá trình suy luận lý thuyết để rút ra điều kiện cân bằng của vật rắn - Học sinh tham gia vào thiết lập quy tắc hợp lực đồng quy. - Học sinh tự bố trí được thí nghiệm minh hoạ cho trường hợp vật rắn cân bằng chịu tác dụng của hai lực, ba lực - Học sinh tự thực hiện được TN chứng tỏ F12=F3 với sai số <5% Sau khi học: -Học sinh hiểu được điều kiện cân bằng của vật rắn, quy tắc hợp lực đồng quy - Học sinh giải thích được một số hiện tượng trong thực tế - Học sinh vận dụng giải được một số bài tập về cân bằng của vật rắn chịu tác dụng bởi lực đồng quy, b)Đề kiểm tra kết quả học: Phân tích để thấy rõ tính đúng sai của các nhận định sau: a- Vật rắn coi như gồm nhiều phần tử liên kết với nhau, vậy vật rắn muốn cân bằng thì tổng các nội lực tác dụng vào các phần tử đó phải bằng không b- Hệ từ bốn lực cân bằng tác dụng vào vật rắn phải là hệ lực đồng phẳng. c-Quy tắc hợp lực đồng quy gồm hai bước +/ thứ nhất là di chuyển các lực tác dụng vào vật trên giá của chúng về điểm đồng quy +/thứ hai là áp dụng quy tắc hình bình hành tổng hợp các véc tơ lực d-Vật rắn chịu tác dụng của nhiều lực muốn cân bằng thì tổng hợp các lực ấy phải bằng không. Đáp án: Câu a- chưa chính xác vì tổng nội lực tương tác bao giờ cũng bằng 0 bất kể cân bằng hay không cân bằng; Câu b- chưa chính xác vì có trường hợp 4 lực không đồng phẳng tác dụng vào vật, vật vẫn cân bằng VD như hệ 4 lực trong TN chứng minh tính đồng phẳng của 3 lực đã nêu; Câu c-đúng; Câu d- đúng 2.4.2.3. Phương tiện dạy học Chuẩn bị thí nghiệm Phiếu học tập cho cả lớp 2.4.2.4. Nội dung trình bày bảng Bài 33 Cân bằng của một vật khi không có chuyển động quay. Quy tắc hợp lực đồng quy 1/Điều kiện cân bằng Khi không có chuyển động quay muốn cho vật rắn cân bằng thì hợp lực của các lực đặt vào nó phải bằng không. 2/Quy tắc hợp lực đồng quy - di chuyển điểm đặt của hai lực trên giá của chúng đến điểm đồng quy - áp dụng quy tắc hình bình hành để tìm hợp lực B A A B A B Thí nghiệm minh hoạ 3/Đặc điểm của hệ lực cân bằng: Vật rắn cân bằng nên tại điểm đồng quy các lực tác dụng lên vật phải cân bằng. Do đó hệ lực đồng quy cân bằng có đặc điểm sau: a/Hệ hai lực cân bằng có đặc điểm là: + cùng giá + ngược chiều +cùng độ lớn Thí nghiệm kiểm chứng : b/Hệ ba lực cân bằng có đặc điểm là: + có giá đồng phẳng và đồng quy +có hợp lực bằng không 2 1 Thí nghiệm kiểm chứng: Dụng cụ thí nghiệm : Vật là một bản mỏng phẳng, lực tác dụng vào vật thông qua ròng rọc và dây nối phương tác dụng của lực là phương của dây nối. Bố trí thí nghiệm như hình vẽ Tiến hành thí nghiệm : Kết luận: Từ kết quả thí nghiệm cho thấy phù hợp với lí thuyết 2.4.2.5. Tiến trình dạy học cụ thể : Trong mục này chúng tôi quy ước biểu tượng O là câu hỏi mà giáo viên đặt ra đối với học sinh. Biểu tượng ± chỉ việc ghi bảng nội dung liền sau đó. Đặt vấn đề: ở bài trước chúng ta đã được học cách xác định hợp lực của nhiều lực tác dụng lên chất điểm và điều kiện để chất điểm cân bằng. Vậy đối với một vật có kích thước do nhiều chất điểm tạo nên thì cách xác định hợp lực tác dụng lên nó như thế nào và điều kiện để nó cân bằng ra sao? Sau khi học xong bài hôm nay các em có thể trả lời được câu hỏi đó. ± Đơn vị kiến thức 1: Điều kiện cân bằng a/Trình độ học sinh đã biết: Học sinh trước khi học bài này đã biết: Vật rắn không có chuyển động quay có thể coi là một điểm để khảo sát (mọi điểm thuộc vật rắn như nhau nên có thể coi vật rắn như một điểm đồng nhất) b/Định hướng mục tiêu hành động: Giáo viên cho học sinh trao đổi trong nhóm để trả lời câu hỏi sau: O Ta biết rằng với một chất điểm muốn cân bằng thì điều kiện là tông hợp lực tác dụng lên nó phải bằng không. Vậy đối với vật rắn chịu tác dụng của nhiều lực muốn cân bằng thì phải thoả mãn điều kiện gì? Với câu hỏi này đặt học sinh vào tình huống phải suy nghĩ hai vấn đề: Điều kiện về đại lượng vật lí nào? Điều kiện được mô tả bằng hệ thức nào? Có thể Học sinh liên tưởng tới điều kiện của chất điểm do có sự tương đồng về thuật ngữ "điều kiện cân bằng". Để trả lời ngay, giáo viên cần phân tích sự khác nhau giữa chất điểm và vật rắn coi điều đó là một phán đoán có thể đúng cần suy xét thêm. c/Định hướng hành động giải quyết nhiệm vụ Giáo viên cho học sinh trao đổi nhóm : O Khi không có chuyển động quay các điểm thuộc vật rắn có trạng thái như thế nào? (Giống nhau hay khác) O Khi cân bằng và không có chuyển động quay các điểm thuộc vật rắn phải thoả mãn điều kiện gì, xét cho cả vật rắn thì thế nào? +/Đại diện nhóm Học sinh :Khi không có chuyển động quay thì mọi điểm thuộc vật rắn đều có trạng thái chuyển động như nhau. +/Điều kiện để cho một chất điểm cân bằng thì hợp lực tác dụng lên nó phải bằng không. Mọi điểm trong vật rắn cũng thoả mãn điều kiện này. Vậy nên cả vật rắn cũng phải thoả mãn điều kiện tổng hợp lực tác dụng vào nó phải bằng 0 d/Khái quát củng cố kết quả: Giáo viên phân tích lập luận của các nhóm rồi thể chế hoá lập luận đúng và ghi bảng: ± Khi không có chuyển động quay muốn cho một vật cân bằng thì hợp lực của các lực đặt vào nó phải bằng không. ± Đơn vị kiến thức 2:Quy tắc hợp lực đồng quy. a/Trình độ học sinh đã biết : Tác dụng của lực đối với vật rắn không đổi nếu ta di chuyển điểm đặt của lực trên giá của chúng Quy tắc hình bình hành tổng hợp véc tơ b/Định hướng mục tiêu hành động O Vật rắn có kích thước chịu nhiều lực tác dụng vào các điểm khác nhau trên vật rắn muốn biết tổng hợp lực tác dụng vào nó thì làm thế nào? Bài hôm nay ta xét trường hợp đơn giản là các lực có giá giao nhau tại một điểm (đồng quy tại một điểm đồng quy) Giáo viên vẽ hình mô tả thế nào là đồng quy để học sinh có cơ sở trực quan định hướng suy luận sau này. Câu hỏi trên thu hẹp phạm vi suy nghĩ hướng học sinh vào trường hợp các lực đồng quy. Dự đoán cách xác định phải liên quan tơi giá của các lực đồng quy (có giá giao nhau) và điểm đồng quy(điểm giao của các giá). Đặt ra nhiệm vụ tìm cách tổng hợp các véc tơ không chung điểm đặt B C c/Định hướng hành động giải quyết nhiệm vụ A Giáo viên giao nhiệm vụ cho các nhóm: O áp dụng quy tắc hợp lực thông thường có tìm được hợp lực tác dụng vào vật rắn trong trường hợp này không? (Giáo viên cho xem một tranh vẽ các lực tác dụng lên vật rắn )? Khó khăn ở đây là gì ? O. Dự đoán phương án khắc phục khó khăn trên. Học sinh trả lời: Quy tắc hình bình hành không dùng được vì các lực không có chung điểm đặt, muốn tổng hợp được lực cần phải làm sao để chúng có cùng điểm đặt. Nếu học sinh không làm được giáo viên có thể tiếp tục đưa ra những gợi ý sau: O Các lực tác dụng vào vật rắn có những điểm đặt khác nhau. Để tổng hợp được lực thì chúng ta phải cộng véc tơ. Điều kiện để cộng được các véc tơ là gì? Học sinh : chúng phải có chung điểm đặt. O Vậy để tổng hợp được các véc tơ lực trong trường hợp này thì chúng ta phải làm gì? A B C Học sinh : cần phải làm sao để chúng có cùng điểm đặt. Giáo viên hỏi: O Tác dụng của lực có thay đổi không khi ta di chuyển điểm đặt trên giá của nó. Muốn tổng hợp được hợp lực ta phải di chuyển về đâu ? Học sinh trả lời: Di chuyển về điểm đồng quy. Tại đó các lực đều có chung điểm đặt. O Vậy bây giờ ta có hệ lực tác dụng vào vật có tác dụng tương đương với hệ lực tác dụng vào điểm đồng quy. Tổng hợp lực tác dụng vào vật cũng chính là tổng hợp lực tác dụng vào điểm đồng quy. Làm thế nào để xác định được tổng hợp lực? Học sinh : áp dụng quy tắc hình bình hành cho hệ lực ở điểm đồng quy. O Tóm lại đối với hệ lực đồng quy muốn xác định tổng hợp lực ta phải làm gì? ± Học sinh :làm hai bước : 1 2 Dây cao su b1: di chuyển các lực về điểm đồng quy b2: tổng hợp lực theo quy tắc hình bình hành d/Khái quát củng cố kết quả Giáo viên viết bảng nội dung quy tắc : L3 Giáo viên làm thí nghiệm minh hoạ: -Dây cao su nối vật với thanh AB -Hai lực cần khảo sát là F1 và F2 tác dụng vào vật ở trạng thái cân bằng dây bị kéo giãn 1 2 Dây cao su Xác định lực tổng hợp F12 của hai lực đồng quy Thay thế hai lực F1 và F2 tác dụng vào vật bằng một lực F'12 sao cho có tác dụng tương đương đối với dây cao su Nhận xét thí nghiệm: Lực F12 tìm được bằng quy tắc hợp lực đồng quy trùng với lực F'12 ± Đơn vị kiến thức 3 :Đặc điểm của hệ lực cân bằng a/Trình độ học sinh đã biết Điều kiện cân bằng là các lực tác dụng lên vật phải có hợp lực bằng không khi không có chuyển động quay vật rắn cân bằng giống như chất điểm Quy tắc hợp lực đồng quy. b/Định hướng mục tiêu hành động: O Vật rắn chịu tác dụng của hệ lực đồng quy khi cân bằng thì hệ lực đồng quy có đặc điểm gì ? Xét trong trường hợp hai lực, ba lực? Câu hỏi trên đặt ra cho học sinh vấn đề cần suy nghĩ được thu hẹp về đặc điểm của hệ hai lực, ba lực cân bằng học sinh sẽ liên tưởng tới đặc điểm của hệ lực cân bằng tác dụng vào chất điểm đã học. Đặt ra nhiệm vụ cần nghiên cứu là hệ lực cân bằng chỉ có hai lực và ba lực c/Định hướng hành động giải quyết nhiệm vụ: O Theo quy tắc hợp lực đồng quy hệ lực đồng quy thì hệ lực cân bằng phải thoả mãn tổng hợp lực của chúng phải bằng không tức là tổng hợp lực tác dụng vào điểm đồng quy (sau khi di chuyển điểm đặt của lực trên giá của nó về điểm đồng quy). Vậy tại điểm đồng quy hệ lực đó phải có đặc điểm gì để tổng hợp bằng không ± Học sinh : a/Hệ hai lực cân bằng có đặc điểm là: + cùng giá + ngược chiều +cùng độ lớn b/Hệ ba lực cân bằng có đặc điểm là: + có giá đồng phẳng và đồng quy +có hợp lực bằng không O Thế khi di chuyển điểm đặt các lực trên giá của chúng, ta có làm thay đổi phương, độ lớn của lực không? Có làm thay đổi mặt phẳng chứa lực không? Học sinh :Không O Vậy hệ lực tác dụng vào vật và hệ lực tác dụng vào điểm đồng quy có khác nhau không? Chúng ta có thể kết luận gì về hệ lực tác dụng vào vật Học sinh : giống nhau chúng ta có thể kết luận tương tự cho hệ lực tác dụng vào vật Giáo viên giao nhiệm vụ cho nhóm: Lập phương án từ những dụng cụ thí nghiệm có sẵn để kiểm chứng nhận định trên Đại diện nhóm sau trao đổi nêu phương án: +/Trường hợp hai lực:móc vật nặng vào lực kế hai lực được xét là lực của lực kế (biết được phương và độ lớn) và trọng lực cũng biết phương và độ lớn. +/Trường hợp ba lực:Tạo ra ba lực đồng quy tác dụng vào vật nhờ lực kế ròng rọc trọng vật sau đó xác định độ lớn của lực, hướng của các lực xem chúng có đồng phẳng, tổng hợp có bằng không hay không? Nếu trường hợp học sinh không đề ra được phương án mong muốn trong trường hợp 3 lực thì giáo viên phải định hướng tiếp: O Để nghiên cứu bằng TN trường hợp 3 lực đồng quy thì đầu tiên ta phải tạo ra 3 lực đồng quy. Tạo bằng cách nào với những dụng cụ đã cho để có 3 lực có thể biết được độ lớn hướng của chúng cho tiện việc kiểm tra ? +/Đại diện nhóm sau trao đổi trả lời : Lực thông qua dây nối tác dụng vào vật. Dùng ròng rọc để thay đổi phương của lực, dùng lực kế để xác định độ lớn của các lực Từ kết quả đo đạc kiểm tra tính đồng phẳng, Giáo viên cho bố trí thử TN như mô tả rồi phân tích khó khăn trong việc xác định điểm đồng quy và đo góc tạo bởi hai lực. O Giáo viên giao nhiệm vụ cho nhóm thảo luận để tìm cách xác định điểm đồng quy và góc dễ dàng hơn +/Đại diện nhóm sau trao đổi trả lời : Cần sử dụng lại tấm kính và các bản giấy trong mà thầy đã làm trong TN mô tả quy tắc hợp lực đồng quy. Giáo viên tổng hợp lại phương án TN I2 I1 (Ghi bảng hoặc treo bảng ghi sẵn) +Bố trí TN như hình vẽ (tạo ra ba lực đồng quy) 1 2 +Tiến hành TN -Gắn tấm thuỷ tinh vào hai trục đỡ I1 và I2 -áp sát bản giấy trong vào tấm thuỷ tinh và đánh dấu điểm đặt của các lực(3 điểm) và hướng của lực (thêm 3 điểm nữa trên dây ) -Mang bản giấy trong đã đánh dấu về xác định điểm đồng quy bằng thước kẻ và từ đó di chuyển các lực về điểm đồng quy. - Xác định độ lớn các lực, đo góc +Xử lí số liệu F1 F2 F3 góc () góc() F12-F3 lần 1 lần 2 lần 3 d/Khái quát củng cố kết quả: O Giáo viên giải thích cho học sinh những yếu tố gây ra sai số khi làm thí nghiệm đó là ma sát của ròng rọc với trục của nó, cách bố trí chưa thật đồng phẳng, do cách đọc số liệu của các em có thể gây sai số…… Từ Thí nghiệm và lí thuyết chứng tỏ rằng nhân định rút ra là đúng 2. 4. Phương án dạy học bài" Quy tắc hợp lực song song " 2.4.1. Sơ đồ cấu trúc nội dung và tiến trình xây dựng kiến thức a) Các câu hỏi cơ bản và kết luận tương ứng với từng đơn vị kiến thức Đơn vị kiến thức 1:Trường hợp hai lực song song cùng chiều O Hợp lực của hai lực song song cùng chiều tác dụng vào một vật rắn được xác định như thế nào? Kết luận : Hợp lực của hai lực song song cùng chiều là một lực song song cùng chiều, có độ lớn bằng tổng các độ lớn và có giá chia trong khoảng cách giữa hai giá của hai lực thành phần những đoạn tỉ lệ nghịch với hai lực ấy F =F1+F2 = (Chia trong) Đơn vị kiến thức 2:Trường hợp hai lực song song ngược chiều O Hợp lực của hai lực song song ngược chiều tác dụng vào một vật rắn được xác định như thế nào? Kết luận : Hợp lực của hai lực song song ngược chiều là một lực song song cùng chiều với lực lớn hơn, có độ lớn bằng hiệu các độ lớn và có giá chia ngoài khoảng cách giữa hai giá của hai lực thành phần những đoạn tỉ lệ nghịch với hai lực ấy F =ẵF1 -F2 ẵ = (Chia ngoài) Đơn vị kiến thức 3: Bài toán ví dụ Kết luận : Hợp lực của hai lực song song cùng chiều là một lực song song cùng chiều, có độ lớn bằng tổng các độ lớn và có giá chia trong khoảng cách giữa hai giá của hai lực thành phần những đoạn tỉ lệ nghịch với hai lực ấy F= F1+F2(Chia trong = Hợp lực của hai lực song song cùng chiều tác dụng vào một vật rắn được xác định như thế nào? Tác dụng của lực làm vật bị biến dạng. Hợp lực của hai lực là một lực làm vật bị biến dạng giống như tác dụng của hai lực -Tiến hành TN với hai lực F1F2song song cùng chiều tác dụng vào thanh AB được treo bằng hai dây đàn hồi giống nhau. Dưới tác dụng của hai lực dây treo bị biến dạng như hình vẽ Đánh dấu sự biến dạng - Thay thế hai lực song song bằng một lực Fhl sao cho hai dây cũng bị biến dạng như cũ (vị trí thanh AB trùng với vị trí đã đánh dấu). - Lực Fhl làm hai dây biến dạng như trường hợp hai lực F1F2song song do vậy Fhl là tổng hợp lực của hai lực song song F1F2 - Khảo sát điểm đặt, độ lớn của lực Fhl Quy tắc hợp lực đồng quy có thể xác định được hợp lực của hai lực có giá đồng quy. Trong trường hợp hai lực có giá không đồng quy thì có xác định được không? Làm thế nào để tổng hợp được hai lực có giá song song. b) Sơ đồ lôgíc tiến trình xây dựng kiến thức 1/Đơn vị kiến thức 1:Trường hợp hai lực song song cùng chiều 2/Đơn vị kiến thức 2: Trường hợp hai lực song song ngược chiều. Kết luận : Hợp lực của hai lực song song ngược chiều là một lực song song cùng chiều với lực lớn hơn, có độ lớn bằng hiệu các độ lớn và có giá chia ngoài khoảng cách giữa hai giá của hai lực thành phần những đoạn tỉ lệ nghịch với hai lực F= |F1-F2| = (chia ngoài) Tiến hành TN với hai lực F1F2song song cùng chiều tác dụng vào thanh AB được treo bằng hai dây đàn hồi giống nhau. Dưới tác dụng của hai lực dây treo bị biến dạng như hình vẽ Đánh dấu sự biến dạng - Thay thế hai lực song song bằng một lực Fhl sao cho hai dây cũng bị biến dạng như cũ (vị trí thanh AB trùng với vị trí đã đánh dấu). - Lực Fhl làm hai dây biến dạng như trường hợp hai lực F1F2song song do vậy Fhl là tổng hợp lực của hai lực song song F1F2 - Khảo sát vị trí độ lớn của lực Fhl Tác dụng của lực làm vật bị biến dạng. Hợp lực của hai lực là một lực làm vật bị biến dạng giống như tác dụng của hai lực Hợp lực của hai lực song song ngược chiều tác dụng vào một vật rắn được xác định như thế nào? 2.5.2.2. Mục tiêu dạy học và đề kiểm tra tiết học: a. Mục tiêu cụ thể : Trong tiết học: Học sinh tham gia đề xuất phương án thí nghiệm xác định lực có tác dụng tương đương với hai lực song song Học sinh tham gia thí nghiệm khảo sát tự xử lý số liệu Học sinh được sự định hướng của giáo viên thiết lập được mối quan hệ giữa các lực thành phần và lực tổng hợp, xác định được quan hệ giữa khoảng cách giữa các giá d với độ lớn của lực. Sau tiết học: Học sinh hiểu được quy tắc hợp lực song song đối với cả hai trường hợp cùng chiều và ngược chiều Học sinh vận dụng được quy tắc hợp lực song song vào giải một số bài tập trong sách giáo khoa. b. Đề kiểm tra tiết học A B O Một thanh thẳng AB khối lượng không đáng kể đặt nằm ngang chịu tác dụng bởi hai lực song song ngược chiều là và. Biết lực F2=10N tác dụng vào B hướng thẳng đứng từ dưới lên và hợp lực của chúng là lực F12 tác dụng vào điểm O cách B 12 cm có hướng xuống dưới và có độ lớn là F12=20N. Hãy xác định độ lớn và điểm đặt của lực Đáp án : Từ quy tắc hợp lực song song ngược chiều ta có: = F12= F1 - F2 thay số ta được F1=30N và d2=3d1=12cm suy ra d1=4cm Vậy lực F1 có độ lớn F1=30N lớn hơn F2 nên có chiều cùng chiều với F12 cách O một đoạn 4cm. Vì F12 chia ngoài do đó điểm đặt của F1 ở giữa O và B 2. 4. 3. 3Phương tiện dạy học: Chuẩn bị thí nghiệm : Phiếu học tập cho cả lớp: Phát ra đầu tiết học 2. 4. 3. 4 Nội dung trình bày bảng Bài 34: Quy tắc hợp lực song song 1. Thí nghiệm: D O1 E O2 B A a)Dụng cụ gồm: - Giá đỡ - Thước thẳng AB chia vạch sẵn - Hai lò xo đàn hồi - Các quả cân và dây treo. b)Bố trí thí nghiệm: quan sát c)Tiến hành thí nghiệm: Trường hợp hai lực song song cùng chiều * Thí nghiệm 1 Bảng số liệu trường hợp hai lực song song cùng chiều. F1 F2 d1+ d2 d1 d2 Fhl (N) (N) (cm) ( cm) (cm) (N) TN 1 1 3 20 TN 2 1 3 16 TN 3 2 3 16 Quy tắc hợp lực song song cùng chiều: Hợp lực của hai lực song song cùng chiều là một lực song song cùng chiều, có độ lớn bằng tổng các độ lớn và có giá chia trong khoảng cách giữa hai giá của hai lực thành phần những đoạn tỉ lệ nghịch với hai lực ấy F =F1+F2 = (Chia trong) Trường hợp hai lực song song ngược chiều * Thí nghiệm 3 Bảng số liệu trường hợp song song ngược chiều. Quy tắc: Hợp lực của hai lực song song ngược chiều là một lực song song cùng chiều với lực lớn hơn, có độ lớn bằng hiệu các độ lớn và có giá chia ngoài khoảng cách giữa hai giá của hai lực thành phần những đoạn tỉ lệ nghịch với hai lực ấy F =ẵF1 -F2 ẵ A B G = (Chia ngoài) Bài toán ví dụ: Tóm tắt P=240N GA= 2, 4m GB =1, 2m P1=? P2=? Bài giải Gọi P1 là lực do ván tác dụng lên A gọi P2 là lực do ván tác dụng lên B tổng hai lực này phải bằng P áp dụng quy tắc hợp lực song song ta có: P1+P2 =P P1=80N = = P2=160N 2. 4. 3. 5Tiến trình dạy học cụ thể : Trong mục này chúng tôi quy ước biểu tượng O là câu hỏi mà giáo viên đặt ra đối với học sinh. Biểu tượng ± chỉ việc ghi bảng nội dung liền sau đó. Đặt vấn đề: Chúng ta đã biết cách xác định tổng hợp lực của các lực có giá đồng quy tác dụng vào một vật ở bài trước. Đó là di chuyển điểm đặt của các lực trên giá của chúng về điểm đồng quy sau đó tổng hợp bằng quy tắc hình bình hành. Nhưng đối với những trường hợp các lực tác dụng vào vật không có giá đồng quy chúng ta xét trong trường hợp đơn giản có giá song song thì phải làm thế nào để tổng hợp được?Đó chính là nội dung bài học hôm nay. ± 1. Đơn vị kiến thức 1:Quy tắc hợp lực hai lực song song cùng chiều a/Trình độ học sinh đã biết: Học sinh trước khi học bài này đã biết: Tác dụng của lực làm vật bị biến dạng Hợp lực của hai lực vào vật là một lực có tác dụng tương đương với hai lực đó b/Định hướng mục tiêu hành động: O Có hai lực không đồng quy, song song cùng chiều tác dụng vào thanh AB được treo bởi hai sợi dây đàn hồi (giáo viên cho học sinh xem tranh vẽ hoặc biểu diễn bằng thí nghiệm đã bố trí sẵn) vậy muốn tìm hợp lực của chúng thì ta phải căn cứ vào điều gì ?Ta phải xác định những đặc trưng nào của hợp lực? Giáo viên yêu cầu các nhóm thảo luận câu hỏi trên. c/Định hướng hành động giải quyết nhiệm vụ: Nếu không có kết quả thoả đáng thì giáo viên có thể định hướng tiếp : Giáo viên thuyết trình: Ta biết rằng lực có tác dụng làm vật bị biến dạng vậy hợp lực của hai lực tác dụng vào vật phải là một lực làm vật biến dạng giống như khi vật chịu tác dụng của hai lực O Để xác định hợp lực của hai lực song song cùng chiều thì ta cần phải xác định những đặc trưng nào? Học sinh : Cần phải xác định độ lớn, phương chiều, điểm đặt Giáo viên thuyết trình: Chúng ta phải đi tìm ba đặc trưng của tổng hợp lực của hai lực song song cùng chiều đó là phương chiều, độ lớn và điểm đặt. Ta lần lượt nghiên cứu từng đặc trưng một. O Các em hãy lập một phương án thí nghiệm xác định phương của lực tổng hợp của hai lực song song cùng chiều với những dụng cụ có sẵn là hai dây đàn hồi, giá đỡ các quả cân thước thẳng AB và dây treo? Giáo viên cho học sinh thảo luận nhóm : Dựa vào mô hình thí nghiệm đã đưa ra định hướng cho học sinh giải quyết từng nhiệm vụ một trong ba nhiệm vụ sau: *phương chiều của hợp lực *độ lớn của hợp lực *điểm đặt của hợp lực Nếu thảo luận nhóm không có kết quả thì giáo viên phải định hướng tiếp: Nhiệm vụ 1 xác định phương chiều của hợp lực: O Hãy làm thí nghiệm để chứng tỏ rằng hợp lực của một lực song song cùng chiều phải là một lực song song cùng chiều? Học sinh tiến hành thí nghiệm nhận thấy: khi giá của hợp lực mà không song song với phương ban đầu thì hai dây đàn hồi sẽ bị biến dạng không thể giống như ban đầu chịu tác dụng bởi hai lực L1 L2 C D O1 O2 A B Vậy giá của hợp lực của hai lực song song cùng chiều phải song song cùng chiều với giá của hai lực Nhiệm vụ 2 Độ lớn và giá của hợp lực O Vậy sau khi thay hai lực song song cùng chiều bằng một lực tác dụng lên thanh AB thì dựa vào đâu để biết lực mới này có tác dụng giống hai lực trước. Học sinh : Dựa vào độ biến dạng của dây treo hay chính là phương và vị trí của thanh AB Phương án đề xuất : L1 L2 C D O1 E O2 A B +/ Tác dụng hai lực song song cùng chiều và vào thanh AB bằng cách treo hai vật nặng vào thanh và đánh dấu sự biến dạng của hai lò xo treo thanh AB. +/Thay thế hai lực , bằng một lực có giá và độ lớn phù hợp sao cho hai dây treo cũng bị biến dạng như đã đánh dấu. O Xác định độ lớn và điểm đặt của . Các em gặp khó khăn gì khi điều chỉnh để cho hai lò xo biến dạng giống như cũ ? Học sinh : Chỉnh được biến dạng của lò xo 1 đúng thì lò xo 2 sai, khi lò xo 1 biến dạng thì lò xo hai cũng ảnh hưởng theo. Giáo viên định hướng: Phải đúng điểm đặt, đúng độ lớn thì lực mới gây biến dạng cho hai lò xo treo giống như cũ được. Nếu sai vị trí điểm đặt thì mọi độ lớn biến dạng như cũ được. Nếu sai độ lớn thì mọi vị trí điểm đặt của không gây ra biến dạng như cũ được. Độ lớn của lực thì có vô số giá trị còn điểm đặt của lực thì chỉ ở trên thanh AB Vậy nên ta nên tìm điểm đặt của lực trước rồi tìm độ lớn của nó sau. Tôi muốn các em quan sát TN này có thể nó giúp ích cho các em: Giáo viên làm TN 1 cho học sinh quan sát độ biến dạng của hai lò xo treo. F độ giãn x1 độ giãn x2 Nhận thấy: Khi thay đổi độ lớn của lực F thì độ biến dạng ở hai lò xo treo thanh AB thay đổi nhưng tỷ số giữa chúng không đổi. Giáo viên yêu cầu các nhóm trao đổi để tìm phương pháp xác định giá và độ lớn của lực khả thi nhất. Đại diện nhóm sau trao đổi trả lời : Đầu tiên treo vào thanh AB một trọng vật bất kì rồi di chuyển điểm đặt tới một vị trí nào đó trên thanh sao cho tỷ số giữa hai độ giãn bằng với tỷ số đã xác định trong trường hợp hai lực tác dụng vào thanh Sau đó tăng giảm trọng vật sao cho độ giãn lò xo 1 bằng độ giãn của lò xo 1 đã ghi lại khi ấy lò xo 2 sẽ bằng với độ giãn 2 đã ghi lại Giáo viên hệ thống lại phương án thí nghiệm theo từng bước rồi cho học sinh bố trí T N và tiến hành. (Giáo viên viết bảng những bước lắp ráp và tiến hành