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

Câu 2 :Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực không song song. 
Câu 1 : Nêu quy tắc tìm hợp lực của hai lực có giá đồng qui 
KIỂM TRA BÀI CỦ 
 Câu 1 : Nêu quy tắc tìm hợp lực của hai lực đồng qui 
Đáp án : Muốn tổng hợp hai lực có giá đồng qui tác dụng lên một vật rắn: 
Ta phải trượt hai véc tơ lực đó trên giá của chúng đến điểm đồng qui 
Rồi áp dụng qui tắc hình bình hành để tìm hợp lực. 
 Câu 2 : Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực không song song. 
 Đáp án : Muốn cho một vật chịu tác dụng của ba lực không song song ở trạng thái cân bằng thì : 
 + Ba lực đó phải đồng phẳng và đồng qui. 
 + F 12 = - F 3 
KIỂM TRA BÀI CỦ 
“HÃY CHO TÔI MỘT ĐIỂM TỰA, TÔI SẼ NHẤC BỔNG TRÁI ĐẤT” 
BÀI 18: 
 CÂN BẰNG VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. 
 MOMEN LỰC 
TPP: 29 
O 
Bài18: CÂN BẰNG VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. MOMEN LỰC 
I. Cân bằng của một vật có trục quay cố định: 
1. Thí nghiệm 
*1 đĩa tròn trục đi qua tâm O 
*2 lực tác dụng 
như hình vẽ 
*1 ròng rọc 
( chỉ có tác dụng làm thay đổi phương tác dụng của lực ) 
Nếu chỉ có một trong hai lực thì hiện tượng gì sẽ xảy ra? 
F 1 
Đĩa chuyển động cùng chiều kim đồng hồ. 
Dưới tác dụng của Đĩa sẽ chuyển động theo chiều nào? 
F 1 
Bài18: CÂN BẰNG VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. MOMEN LỰC 
1. Thí nghiệm 
I. Cân bằng của một vật có trục quay cố định: 
Thay đổi giá của F 2  vật sẽ quay cùng chiều kim đồng hồ 
II – CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. 
 MOMEN LỰC 
1) Thí nghiệm 
F 2 
F 2 
Dưới tác dụng của Đĩa sẽ chuyển động theo chiều nào? 
Đĩa chuyển động ngược chiều kim đồng hồ. 
F 2 
1. Thí nghiệm 
I. Cân bằng của một vật có trục quay cố định: 
Bài18: CÂN BẰNG VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. MOMEN LỰC 
Như vậy: lực có tác dụng làm quay vật đối với trường hợp vật có trục quay cố định 
Vậy Lực có tác dụng gì trong trường hợp vật có trục quay cố định ? 
Bài18: CÂN BẰNG VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. MOMEN LỰC 
1. Thí nghiệm 
I. Cân bằng của một vật có trục quay cố định: 
Nếu cả 2 lực cùng tác dụng vào đĩa thì trong điều kiện nào đĩa đứng yên? 
d 1 
d 2 
Tác dụng làm quay của lực cân bằng với tác dụng làm quay của lực 
Từ đó, vấn đề đặt ra là ta hãy tìm một đại lượng có thể đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực , và đại lượng này phải có giá trị như nhau đối với hai lực F 1 và F 2 trong các thí nghiệm trên. 
Bài18: CÂN BẰNG VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. MOMEN LỰC 
1. Thí nghiệm 
I. Cân bằng của một vật có trục quay cố định: 
2. Momen lực: 
F 2 = 1N 
d 2 = 0,3m 
 F 1 d 1 = 0,5.0,6 = 0,3 Nm 
F 1 = 0,5N 
d 1 = 0,6m 
 F 2 d 2 = 1.0,3 = 0,3Nm 
 F 1 d 1 = F 2 d 2 
Móc các vật sao cho đĩa cân bằng 
Bài18: CÂN BẰNG VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. MOMEN LỰC 
I. Cân bằng của một vật có trục quay cố định: 
d 2 
d 1 
F 2 = 0,5 N =1/3F 1 
d 2 = 0,75 m = 3d 1 
 F 1 d 1 = 1,5.0,25 = 0,375 (Nm) 
F 1 = 1,5 N 
d 1 = 0,25 m 
F 2 d 2 = 0,5.0,75 = 0,375 (Nm) 
 F 1 d 1 = F 2 d 2 
*Thay đổi giá củaF 1 
Để đĩa cân bằng ta có: 
Bài18: CÂN BẰNG VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. MOMEN LỰC 
I. Cân bằng của một vật có trục quay cố định: 
1. Thí nghiệm 
2. Momen lực 
-Tích Fd là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực F và gọi là Momen lực 
-Ký hiệu : M 
d :cánh tay đòn 
Định nghĩa: 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 
 d(m): cánh tay đòn ( khoảng cách từ trục quay đến giá của lực theo ph ương vuông góc) 
F(N) độ lớn của lực 
 M(N.m) momen lực 
F 
d 
O 
CÁCH XÁC ĐỊNH CÁNH TAY ĐÒN : 
CÁCH XÁC ĐỊNH CÁNH TAY ĐÒN : 
d 
O 
d 1 
F 2 
d 2 
F 1 
Trục quay 
d 
Lực có giá cắt trục quay 
 d = 0  M = 0 khoâng laøm quay vaät 
 
*Nhận xét: 
Lực có giá cắt trục quay 
 d = 0  M = 0 
Lực có giá song song với trục quay không gây ra tác dụng quay 
*Nhận xét: 
Lực có giá vuông góc với trục quay tác dụng làm quay là lớn nhất 
Đĩa chỉ cân bằng khi F 1 d 1 = F 2 d 2  M 1 = M 2 
Nghĩa là momen lực làm vật quay theo chiều kim đồng hồ bằng momen làm vật quay theo chiều ngược lại 
F 1 
F 2 
O 
F 1 
F 2 
II - ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH (QUY TẮC MOMEN LỰC) 
So sánh độ lớn của F 1 với F 2 và d 1 với d 2 
F 1 > F 2 
d 1 < d 2 
F 1 
O 
F 3 
F 2 
d 1 
d 2 
d 3 
Thanh cân bằng khi: 
F 1 d 1 = 
M 1 = M 2 + M 3 
Vật rắn chịu nhiều lực tác dụng 
+ F 3 d 3 
 F 2 d 2 
II - ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH (QUY TẮC MOMEN LỰC) 
F 1 d 1 +F 2 d 2 + = F 1 ’d 1 ’ + F 2 ’d 2 ’ +  
Tổng quát: 
M 1 +M 2 + =M’ 1 + M’ 2 + 
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 lại 
Biểu thức: 
Trong trường hợp vật chịu nhiều lực tác dụng: 
F 1 d 1 +F 2 d 2 + = F 1 ’ d 1 ’ + F 2 ’ d 2 ’ +  
F 1 d 1 = F 2 d 2 hay M 1 = M 2 
II - ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH (QUY TẮC MOMEN LỰC) 
Quy tắc momen lực còn được áp dụng khi vật có 
 trục quay tạm thời 
2) Chú ý: 
 1)Quy tắc momen: 
II - ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH (QUY TẮC MOMEN LỰC) 
d 2 
d 1 
0 
F 1 
F 2 
2) Chú ý: 
 (H.18.2 SGK ) 
III) ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH (QUY TẮC MOMEN LỰC) 
Cánh tay đòn d 2 > d 1 bao nhiêu lần thì F 2 < F 1 bấy nhiều lần 
F 1 d 1 = F 2 d 2 hay M 1 = M 2 
F 1 d 1 = F 2 d 2 
F 1 
F 2 
d 1 
d 2 
O 
 * Momen lực đối với một trục quay 
 đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực và 
 đo bằng M = Fd 
 d(m) c ánh tay đòn 
 F ( N) độ lớn của lực 
 M (N.m) : momen lực 
 * Quy tắcmomen : Vật có trục quay cố định cân bằng : 
NỘI DUNG BÀI DẠY 
Câu1: 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 
P 1 
P 2 
III. Vận dụng 
Caàn suy nghó caån thaän! 
XIN CHÚC MỪNG BẠN ! 
Câu 2: Trường hợp nào sau đây , lực tác dụng làm cho vật rắn quay quanh trục : 
Lực có giá nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục quay và cắt trục 
Lực có giá song song với trục quay 
Lực có giá cắt trục quay . 
Lực có giá nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục quay và không cắt trục 
a 
b 
c 
30S 
29S 
28S 
27S 
26S 
25S 
24S 
23S 
22S 
21S 
20S 
19S 
18S 
17S 
16S 
15S 
14S 
13S 
12S 
11S 
10S 
09S 
08S 
07S 
06S 
05S 
04S 
03S 
02S 
01S 
00S 
30S 
29S 
28S 
27S 
26S 
25S 
24S 
23S 
22S 
21S 
20S 
19S 
18S 
17S 
16S 
15S 
14S 
13S 
12S 
11S 
10S 
09S 
08S 
07S 
06S 
05S 
04S 
03S 
02S 
01S 
00S 
Sai 
d 
Sai 
Sai 
®óng 
F 
d 
O 
F = 20N 
d = 0,2m 
Momen của lực F đối với trục quay O là 
M = F.d = 20.0,2 = 4Nm 
Bài 3: Cho F = 20N, khoảng cách từ trục quay đến giá của lực là 20 cm. Tìm momen lực 
cảm ơn quý thầy cô và các em