CHỦ ĐỀ 2: BÀI 6: MOMEN LỰC. ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA VẬT
Trang bìa
Trang bìa
Ảnh
VẬT LÍ 10
CHỦ ĐỀ 2: BÀI 6: MOMEN LỰC. ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA VẬT
Ảnh
Khởi động
Khởi động
- Khởi động
Ảnh
Khi dùng dụng cụ tháo bánh ô tô, một người thợ học việc tác dụng hai lực cùng độ lớn và cùng hướng tác dụng lên dụng cụ. Phép cộng vectơ hai lực đó cho kết quả khác 0 nhưng dụng cụ lại đứng yên. Vậy, tổng hợp lực của hai lực song song này được xác định như thế nào mà không làm dụng cụ chuyển động?
I. Tổng hợp lực song song
- Tìm hiểu
Ảnh
I. Tổng hợp lực song song
- Hợp lực của hai lực song song, cùng chiều là một lư song song, cùng chiều với hai lực ấy và có độ lớn bằng tổng các độ lớn của hai lực thành phần: latex(F = F_1 + F_2) - Điểm đặt O của F chia đoạn thẳng nối điểm đặt latex(O_1, O_2) của latex(F_1, F_2) thành những đoạn thẳng tỉ lệ nghịch với độ lớn của hai lực ấy: latex((OO_1)/(OO_2) = (F_2)/(F_1)) (1)
- Thực hành khám phá
- Thực hành khám phá
Ảnh
Thảo luận đề xuất, thiết kế phương án và thực hiện phương án tổng hợp 2 lực song song bằng dụng cụ thực hành. Tiến hành thí nghiệm để xác định hợp lực F của hai lực thành phần. Kết quả thực hiện ghi theo mẫu:
Nhiệm vụ:
Ảnh
- Trả lời câu hỏi
Ảnh
Hình vẽ
- Trả lời câu hỏi:
Ảnh
1. Hãy thảo luận để thiết kế thí nghiệm và tiến hành kiểm chứng công thức (1). 2. Số quả cân phải treo tại O trong hình 6.3 là bao nhiêu để công thức (1) được nghiệm đúng?
- Ví dụ
- Ví dụ:
Chiếc nhẫn, cơ thể vận động viên khi nhảy qua xà,...
Ảnh
- Vận dụng (- Vận dụng)
Ảnh
Hình vẽ
1. Cho vật là miếng bìa phẳng như Hình 6.4. Hãy vận dụng quy tắc tổng hợp hai lực song song, cùng chiều để xác định trọng tâm của vật. Nghiệm lại bằng phương án xác định trọng tâm của vật phẳng.
Ảnh
II. Mômen lực
- Tìm hiểu
II. Mômen lực
Ảnh
Hình vẽ
+ Đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của một lực là mômen của nó. Mômen của một lực được tính bằng tích độ lớn của lực với khoảng cách từ trục quay đến đường thẳng trùng với phương của lực (giá của lực): latex( M = F. d) + Đơn vị của mômen lực là Niutơn (N).
- Ví dụ
- Ví dụ:
Ảnh
Một thanh kim loại đồng chất có trục quay O tại một đầu của thanh. Lần lượt tác dụng lực latex(F_1, F_2) lên thanh như hình 6.7.
+) tiếp (- Ví dụ)
Ảnh
+) Latex(F_2) tạo một góc latex(theta) so với thanh => tác dụng làm quay của nó nhỏ hơn khi tác dụng theo hướng vuông góc vào thanh: latex(M_2 = F_2.d_2 < F_2.l_1) Phân tích latex(F_2) thành 2 lực (Hình 6.9) => latex(F_(2y)) tác dụng làm quay vật, còn latex(F_(2x)) không có tác dụng làm quay vật.
+) Latex(F_1) vuông góc với thanh nên khoảng cách tư trục quay của vật đến giá của latex(F_1) chính là latex(l_1). latex(M_1 =F_1.l_1 = F_1.d_1)
- Trả lời câu hỏi
Ảnh
Hình vẽ
Ảnh
3. Viết biểu thức tính mômen lực latex(M_1, M_2) của mỗi lực latex(F_1, F_2) đối với trục quay theo các đại lượng cho trên hình. 4. Thành phần latex(F_2y) có xu hướng làm thanh quay theo chiều nào? Có giống xu hướng làm quay của latex(F_2) với thanh không?
- Trả lời câu hỏi
- Luyện tập (- Luyện tập)
Ảnh
Hình vẽ
1. Nếu lực tác dụng không đổi thì người thợi cầm vào cờ lê ở A hay ở B (hình 6.8) sẽ dễ làm xoay đai ốc hơn?
Ảnh
III. Ngẫu lực. Mômen ngẫu lực
- Tìm hiểu
III. Ngẫu lực. Mômen ngẫu lực
Ảnh
Hình vẽ
Để tạo thành một ngẫu lực, hai lực phải:
- Tác dụng vào cùng một vật. - Song song, nhưng ngược chiều. - Có giá trị cách nhau một khoảng d. - Bằng nhau về độ lớn: latex(F_1 = F_2 = F).
+) tiếp (III. Ngẫu lực. Mômen ngẫu lực)
Ảnh
Hình vẽ
Ngẫu lực chỉ có tác dụng làm quay vật. Tác dụng làm quay của cặp lực này được gọi là mômen của ngẫu lực và có thể tính được bằng các mômen của mỗi lực đối với trục quay. Kết quả tính mômen của ngẫu lực bằng: M = F.d
+) tiếp (III. Ngẫu lực. Mômen ngẫu lực)
Ảnh
Hình vẽ
Kết quả tính mômen của một lực thì phụ thuộc vào vị trí trục quay. Giá của lực càng xa trục thì mômen càng lớn. Mômen của ngẫu lực thì chỉ phụ thuộc vào khoảng cách giữa giá của hai lực, không phụ thuộc vào điểm đặt của mỗi lực tác dụng hay vị trí trục quay của vật.
- Trả lời câu hỏi
Hình vẽ
Ảnh
5. Tính mômen của từng lực trong hình 6.10 đối với trục quay của vô lăng. Mỗi mômen lực này có tác dụng làm vô lăng quay theo chiều nào?
- Trả lời câu hỏi
Ảnh
+) tiếp (- Trả lời câu hỏi)
Ảnh
Hình vẽ
Ảnh
6. Chứng tỏ rằng tổng của mômen của ác lực trong ngẫu lực bằng M = Fd.
IV. Điều kiện cân bằng của vật
1. Quy tắc mômen lực
IV. Điều kiện cân bằng của vật
1. Quy tắc mômen lực
Hình vẽ
Ảnh
Ảnh
7. Chỉ ra chiều tác dụng làm quay của mỗi lực latex(F_1, F_2) lên vật trong hình 6.11 đối với trục quay O. Từ đó, thảo luận để rút ra điều kiện cân bằng của vật có trục quay cô định.
- Kết luận
Ảnh
Hình vẽ
Một vật có trục quay cố định sẽ cân bằng khi tổng các mômen lực có xu hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ bằng với tổng các mômen lực có xu hướng làm vật quay ngược chiều kim đồng hồ.
- Kết luận
- Luyện tập
Ảnh
Hình vẽ
2. Chứng tỏ rằng vật ở hình 6.11 sẽ cân bằng khi: latex((F_1)/(F_2) = (d_2)/(d_1))
2. Điều kiện cân bằng của vật
2. Điều kiện cân bằng của vật
Hình vẽ
Ảnh
8. Em hãy thảo luận và rút ra điều kiện cân bằng của vật.
Ảnh
- Kết luận
Ảnh
Hình vẽ
+ Một vật cân bằng khi không có gia tốc (đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều) và không quay. + Một vật ở trạng thái cân bằng khi thoả mãn đồng thời hai điều kiện sau đây:
- Kết luận
Hợp lực tác dụng lên vật = 0. Tổng mômen của các lực tác dụng lênn vật đối với trục quya bất kì = 0.
- Vận dụng (- Vận dụng)
Ảnh
Hình vẽ
Ảnh
2. Mô tả xu hướng chuyển động của vật như trong hình 6.12 nhưng với hai lực latex(F_1) và latex(F_2) không cùng độ lớn.
Dặn dò
Dặn dò
Ảnh
DẶN DÒ
Ôn lại lí thuyết vừa học. Làm bài tập về nhà trong SBT. Chuẩn bị bài sau: " Chủ đề 3: Bài 1: Năng lượng và công".
Cảm ơn
Ảnh