Bài giảng môn Vật lí Lớp 10 - Bài 18: Cân bằng của một vật có trục quay cố định momen lực (Bản chuẩn kĩ năng)

Quan sát chuyển động của đu quay 
1) Điều kiện cân bằng 
 của một vật chịu tác dụng 
 của ba lực không song song ? 
 Kiểm tra bài cũ : 
Muốn cho một vật ở trạng thái cân bằng 
 khi chịu tác dụng của 3 lực không song song thì : 
 - Ba lực đó phải có giá đồng phẳng 
 và đồng quy 
 - Hợp lực của 2 lực phải cân bằng 
 với lực thứ ba : F 1 + F 2 = -F 3 
Trả lời 
 2) Treo một quả bóng vào bức tường thẳng đứng ( bỏ qua ma sát ở ch ỗ tiếp xúc ) 
 - Có bao nhiêu lực 
 tác dụng vào vật ? 
 - Cho biết lực căngT.Hãy xác định trọng lực P bằng phép vẽ ? 
T 
O 
Trả lời : 
 - Có 3 lực : 
Trọng lực P Lực căng T 
Phản lực N 
T 
P 
N 
-T 
3)Điều kiện cân bằng của vật 
trong trường hợp sau đây ? 
F 1 
F 2 
 BÀI:18 
CÂN BẰNG CỦA MÔT VẬT 
CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH-MOMEN LỰC 
I) CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH - MOMEN LỰC 
 1) Thí nghiệm : 
F 1 
F 2 
 Vật quay ngược chiều kim đồng hồ 
Nếu chỉ có lực F 1, thì nó tác dụng thế nào đối với vật ? 
F 1 
 Vật quay theo chiều kim đồng hồ 
Nếu chỉ có lực F 2 , thì nó tác dụng 
thế nào đối với vật ? 
F 2 
F 1 
F 2 
Vì sao vật cân bằng dưới tác dụng 
 của hai lực F 1 và F 2 ? 
Vì tác dụng làm quay của lực F 1 cân bằng với tác dụng làm quay của lực F 2 
 F 1 
F 2 
 d 1 
O 
d 2 
Cánh tay đòn 
của lực F 2 
 Trục quay 
Cánh tay đòn 
của lực F 1 
 F 1 
F 2 
 d 1 
O 
d 2 
Khi v ật cân bằng do tác dụng đồng thời của F 1 và F 2 
So sánh F 1 với F 2 ? 
 F 1 > F 2 
( F 1 =2 F 2 ) 
So sánh d 2 với d 1 ? 
 d 2 > d 1 
 ( d 2 = 2d 1 ) 
So sánh F 1 d 1 với F 2 d 2 ? 
 F 1 d 1 = F 2 d 2 
TN 
 F 1 
F 2 
 d 1 
O 
d 2 
Khi v ật cân bằng do tác dụng đồng thời của F 1 và F 2 
So sánh F 1 d 1 với F 2 d 2 ? 
 F 1 d 1 = F 2 d 2 
TN 
Tích F 1 d 1 = F 2 d 2 = Fd cho ta biết điều gì ? 
Tích M = F d cho biết tác dụng 
Làm quay vật của lực F quanh 1 trục o gọi là : MOMEN LỰC . 
I) CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH - MOMEN LỰC 
1) Thí nghiệm : 
2) Momen lực : 
 Momen lực đối với một trục quay là 
 đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay 
 của lực và được đo bằng tích của lực 
 với cánh tay đòn của nó 
 M = F d 
 ( Nm) ( N)(m ) 
O 
 F 1 
Vật quay theo chiều kim đồng hồ 
F 2 
Xét trường hợp tác dụng của F 1 và F 2 
 Vật quay ngược chiều kim đồng hồ 
O 
F 4 
F 3 
Xét trường hợp vật chịu tác dụng của F 3 và F 4 
O 
 F 2 
F 1 
F 3 
F 4 
Thì tổng Momen M 1 + M 2 = M 3 + M 4 
Vật cân bằng 
F 1 d 1 +F 2 d 2 = F 3 d 3 +F 4 d 4 
Xét trường hợp vật chịu tác dụng của cả 4 lực 
 II) ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA 
MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH 
 (QUY TẮC MOMEN LỰC) 
1)Quy tắc : Muốn cho một vật có trục quay cố định ở trạng thái cân bằng , thì tổng các momen lực có xu hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ phải bằng tổng các momen lực có xu hướng làm vật quay ngược chiều kim đồng hồ 
d 2 
d 1 
0 
F 1 
F 2 
2) Chú ý: 
 (H.18.2 SGK ) 
CÂU HỎI CỦNG CỐ 
a) 
b) 
c) 
d) 
Cánh tay đòn của lực P đối với trục quay O là : 
d P = OK 
d P = OG 
dp = OH 
d P = OA 
P 
A 
. 
0 
G 
F 
K 
H 
C1 ? 
a) 
b) 
c) 
d) 
Cánh tay đòn của lực F đối với trục quay O là : 
d F = OA 
 d F = OH 
d F = OI 
d F = OK 
P 
A 
. 
0 
G 
F 
K 
H 
I 
C2 ? 
P 
A 
. 
0 
G 
F 
K 
VD1: 
Theo quy tắc momen khi thanh AB cân bằng , ta có : M P = M F 
 P.OK = F.AB 
B 
P 
A 
. 
0 
G 
K 
H 
F 
Theo quy tắc momen khi thanh AB cân bằng , ta có : M P = M F 
 P.OK = F.OH 
VD2: 
B 
Trả lời các câu hỏi , 
các bài tập 3,4,5 SGK 
và 22.1; 22.2; 22.3 SBT 
 BÀI TẬP VỀ NHÀ: 
TK 
 Thanh AB đồng chất tiết diện đều . Mắc vào A vật có trọng lượng P 1 , mắc vào C vật có trọng lượng P 2 sao cho thanh AB cân bằng 
 A 
B 
O 
C 
 P 1 .OA = P 2 .OB 
 P 1 .OA = P 2 .OC 
 P 2 < P 1 
 P 2 = P 1 
A 
B 
C 
D 
C3? 
P 1 
P 2 
TK