Bài giảng Vật lí Lớp 10 - Bài 20: Các dạng cân bằng của một vật có mặt chân đế - Trường THPT Trung An

KÍNH CHÀO QUÍ THẦY CÔ 
CHÀO CÁC EM 
TRƯỜNG THPT TRUNG AN 
1 
KIỂM TRA BÀI CŨ 
Câu 1: Nêu định nghĩa mômen lực đối với một trục quay cố định . Viết công thức tính mômen lực và đơn vị ? 
Câu 2: Nêu điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định ? 
2 
KIỂM TRA BÀI CŨ 
Câu 1: Nêu định nghĩa mômen lực đối với một trục quay cố định . 
Đáp án : 
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 . 
Mômen lực đối với 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 . 
Câu 2: Nêu điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định . 
M = F.d 
Đơn vị mômen lực là N.m 
3 
Các em có biết tại sao không lật đổ được con lật đật không ? 
4 
Tại sao ôtô chất lên nóc nhiều đồ nặng 
sẽ dễ bị lật đổ ở chỗ đường nghiêng ? 
Bài học hôm nay của chúng ta sẽ trả lời các câu hỏi này . 
5 
 CÁC DẠNG CÂN BẰNG 
CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ MẶT CHÂN ĐẾ 
Tiết 32-BÀI 20. 
6 
Hình 1 
Hình 3 
Hình 2 
Hình 1 
F 
F 
F 
Nếu ta tác dụng 1 lực nhỏ vào vật , cho nó lệch ra khỏi vị trí cân bằng , thì hiện tượng xảy ra với vật có giống nhau không ? 
Vì hiện tượng diễn ra không giống nhau , nên các vị trí cân bằng này khác nhau về tính chất . 
Ta nói vật có 3 dạng cân bằng khác nhau . 
7 
1. Cân bằng không bền 
Hình 1 
F 
. 
Bài 20. CÁC DẠNG CÂN BẰNG. CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ MẶT CHÂN ĐẾ 
Khi tác dụng lực làm vật lệch ra khỏi vị trí cân bằng . Vật có thể trở lại vị trí cũ không ? 
I. CÁC DẠNG CÂN BẰNG 
Hãy quan sát mô hình 
Cân bằng không bền 
8 
G 
Trọng tâm của vật 
G 
P 
d 
Bài 20. CÁC DẠNG CÂN BẰNG. CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ MẶT CHÂN ĐẾ 
 Theo em nguyên nhân gây ra cân bằng không bền là gì ? 
Em có nhận xét gì về trọng tâm của vật ở VTCB ban đầu so với vị trí lân cận ? 
Nguyên nhân gây ra trạng thái cân bằng không bền là do trọng tâm của vật 
9 
I. CÁC DẠNG CÂN BẰNG 
1. Cân bằng không bền 
Hình 1 
F 
 Vậy một vật bị lệch khỏi vị trí cân bằng không thể tự trở về vị trí đó được.Ta nói vật ở trạng thái cân bằng không bền . 
. 
10 
I. CÁC DẠNG CÂN BẰNG 
Hãy quan sát mô hình 
2. Cân bằng bền : 
Bài 20. CÁC DẠNG CÂN BẰNG. CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ MẶT CHÂN ĐẾ 
Theo em nguyên nhân 
nào đã gây ra trạng 
 thái cân bằng bền ? 
Hiện tượng xảy ra như thế nào khi vật b ị kéo lệch khỏi vị trí cân bằng ? 
Vật ở trạng thái cân bằng bền 
11 
I. CÁC DẠNG CÂN BẰNG 
2.Cân bằng bền : 
Trọng lực tạo ra mômem lực có xu hướng đưa vật về vị trí cân bằng . 
 Em có nhận xét gì về trọng tâm của vật rắn ở dạng cân bằng bền ? 
Trọng tâm của vật ở vị trí thấp nhất so với trục quay 
Hãy quan sát mô hình 
Bài 20. CÁC DẠNG CÂN BẰNG. CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ MẶT CHÂN ĐẾ 
12 
I. CÁC DẠNG CÂN BẰNG 
Hãy quan sát hình ! 
2. Cân bằng bền ; 
Vị trí cân bằng 
VTCB 
Thế nào là cân bằng bền ? 
13 
I. CÁC DẠNG CÂN BẰNG 
2. Cân bằng bền 
Vậy khi vật lệch ra khỏi vị trí cân bằng mà nó có thể trở lại vị trí cân bằng ban đầu thì người ta nói vật ở trạng thái cân bằng bền . 
I. CÁC DẠNG CÂN BẰNG 
14 
I. CÁC DẠNG CÂN BẰNG 
3. Cân bằng phiếm định 
Hình 3 
Bài 20. CÁC DẠNG CÂN BẰNG. CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ MẶT CHÂN ĐẾ 
Hãy quan sát mô hình 
Hiện tượng xảy ra như thế nào khi vật bị kéo lệch khỏi vị trí cân bằng ? 
Vật cân bằng ở vị trí mới 
Em có nhận xét gì về vị trí của trọng lực so với trục quay? 
Trọng lực có điểm đặt tại trục quay 
Cân bằng phiếm định 
15 
Khi lệch khỏi VTCB trọng lực không gây ra mômen vật lại cân bằng ở vị trí mới . 
Nguyên nhân 
Hình 3 
Vị trí của trọng tâm không thay đổi 
hoặc ở một độ cao không đổi 
Em hãy tìm nguyên nhân làm vật rắn có dạng cân bằng phiếm định ? 
16 
I. CÁC DẠNG CÂN BẰNG 
G 
Hãy quan sát hình vẽ ! 
3. Cân bằng phiếm định 
Hình 3 
Thế nào là cân bằng phím định ? 
17 
 I. CÁC DẠNG CÂN BẰNG 
 3. Cân bằng phiếm định 
Vậy khi vật lệch ra khỏi VTCB, có xu hướng ở vị trí cân bằng mới giống như ban đầu thì người ta gọi là cân bằng phiếm định . 
18 
Hai ghe chở lúa và chở trấu có khối lượng bằng nhau , nhưng tại sao ghe chở trấu dễ bị lật hơn ghe chở lúa ? 
Để hiểu rõ điều này ta sang phần II 
19 
II. CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ MẶT CHÂN ĐẾ 
1. Mặt chân đế là gì ? 
Là mặt chân đế của vật 
Quan sát mô hình 
Bài 20. CÁC DẠNG CÂN BẰNG. CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ MẶT CHÂN ĐẾ 
*	 Đối với những vật tiếp xúc với mặt phẳng đỡ bằng cả một mặt đáy : 
20 
II. CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ MẶT CHÂN ĐẾ 
1. Mặt chân đế là gì ? 
Bài 20. CÁC DẠNG CÂN BẰNG CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ MẶT CHÂN ĐẾ 
* 	 Đối với những vật tiếp xúc với mặt phẳng đỡ chỉ ở một số diện tích rời nhau : 
21 
II. CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ MẶT CHÂN ĐẾ 
Mặt chân đê ́ là mặt đáy của vật hay là hình đa giác lồi nhỏ nhất bao bọc tất cả các diện tích tiếp xúc của vật . 
1. Mặt chân đế là gì ? 
22 
B 
A 
D 
3 
* Xét thí nghiệm : 
CÁC DẠNG CÂN BẰNG. 
CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ MẶT CHÂN ĐỀ 
B 
A 
1 
B 
A 
C 
2 
B 
A 
E 
4 
Hãy xác định mặt chân đế của khối hộp ở các vị trí trên ? 
Thảo luận nhóm 3 phút . 
Trường hợp nào khối hộp ở vị trí cân bằng ?? 
BT 
Bài 20 
23 
B 
A 
D 
3 
*	 Xét thí nghiệm : 
CÁC DẠNG CÂN BẰNG. 
CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ MẶT CHÂN ĐỀ 
II. Cân bằng của một vật có mặt chân đế : 
2. Điều kiện cân bằng : 
G 
G 
G 
G 
B 
A 
1 
B 
A 
C 
2 
B 
A 
E 
4 
Có nhận xét gì về trọng lực tác dụng lên vật trong các trường hợp trên ?? 
Điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân đế là gì ?? 
BT 
G 
B 
A 
C 
2 
G 
B 
A 
C 
2 
G 
G 
Bài 20 
24 
B 
A 
D 
3 
*	 Xét thí nghiệm : 
CÁC DẠNG CÂN BẰNG. 
CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ MẶT CHÂN ĐỀ 
Bài 20 
1. Khái niệm mặt chân đế : 
II. Cân bằng của một vật có mặt chân đế : 
2. Điều kiện cân bằng : 
G 
G 
G 
G 
B 
A 
1 
B 
A 
C 
2 
B 
A 
E 
4 
Muốn cho một vật có mặt chân đế cân bằng thì giá của trọng lực phải xuyên qua mặt chân đế (hay là trọng tâm “ rơi ” trên mặt chân đế ) 
Vậy : 
BT 
25 
B 
A 
D 
3 
*	 Xét thí nghiệm : 
CÁC DẠNG CÂN BẰNG. 
CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ MẶT CHÂN ĐỀ 
Bài 20 
1. Khái niệm mặt chân đế : 
II. Cân bằng của một vật có mặt chân đế : 
2. Điều kiện cân bằng : 
G 
G 
G 
G 
B 
A 
1 
B 
A 
C 
2 
B 
A 
E 
4 
Trường hợp nào ở trên là vững vàng nhất ?? 
3. Mức vững vàng của của cân bằng : 
Mức vững vàng của cân bằng phụ thuộc vào những yếu tố nào ?? 
BT 
26 
B 
A 
D 
3 
*	 Xét thí nghiệm : 
CÁC DẠNG CÂN BẰNG. 
CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ MẶT CHÂN ĐỀ 
Bài 20 
1. Khái niệm mặt chân đế : 
II. Cân bằng của một vật có mặt chân đế : 
2. Điều kiện cân bằng : 
G 
G 
G 
G 
B 
A 
1 
B 
A 
C 
2 
B 
A 
E 
4 
3. Mức vững vàng của của cân bằng : 
Mức vững vàng của cân bằng được xác định bởi độ cao của trọng tâm và diện tích của mặt chân đế . 
Vậy : 
BT 
27 
B 
A 
D 
3 
*	 Xét thí nghiệm : 
CÁC DẠNG CÂN BẰNG. 
CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ MẶT CHÂN ĐỀ 
G 
G 
G 
G 
B 
A 
1 
B 
A 
C 
2 
B 
A 
E 
4 
Muốn tăng mức vững vàng của vật có mặt chân đế thì hạ thấp trọng tâm và tăng diện tích mặt chân đế của vật . 
Vậy : 
BT 
Bài 20 
Muốn tăng mức vững vàng của vật có mặt chân đế ta phải làm vì ? 
28 
CỦNG CỐ - VẬN DỤNG 
A 
B 
C 
Cho biết dạng cân bằng ở mỗi vị trí ? 
Cân bằng phiếm định 
Cân bằng không bền 
Cân bằng bền 
29 
Liên hệ thực tế 
Tại sao xe cần cẩu lại có diện tích tiếp xúc lớn ? 
Tại sao chân của cây cột điện bên đường thường làm rộng ra ? 
Tại sao đế của đèn bàn lại phải làm rộng và nặng ? 
30 
31 
Tại sao con lật đật không bao giờ bị ngã ? 
32 
Bây giờ em đã trả lời được câu hỏi ? Vì sao con lật đật không bao giờ bị lật đổ được ? 
Trả lời : Vì trọng tâm của nó ở rất thấp ( có đổ chì ở đáy con lật đật ). Vậy nó ở trạng thái cân bằng bền . Cho nên nó không bao giờ bị lật đổ . 
33 
Hai ghe chở lúa và chở trấu có khối lượng bằng nhau , nhưng tại sao ghe chở trấu dễ bị lật hơn ghe chở lúa ? 
34 
Trả l ời : Khi ghe chở tr ấu dễ bị l ật hơn vì cùng kh ối lư ợng nên tr ấu c ồng k ềnh hơn lúa (kh ối lư ợng riêng c ủa lúa l ớn hơn kh ối lư ợng riêng c ủa tr ấu ). Do v ậy , tr ọng tâm c ủa ghe khi chở tr ấu cao hơn tr ọng tâm c ủa ghe khi chở lúa nên ghe chở tr ấu dễ bị l ật hơn. 
35 
36 
37 
Trả lời : Trong trường hợp này trọng tâm của xe ở vị trí cao nên khi đi qua các đoạn đường nghiêng rất dễ bị đổ . 
Ồ đúng rồi . Bài học chúng ta đến đây kết thúc . Chúc các em học tập tốt . 
 Thế còn tại sao ôtô chất trên nóc nhiều 
hàng nặng thì dễ bị lật đổ ở chỗ đường nghiêng ? 
38 
A. Cân bằng bền . 
B. Cân bằng không bền . 
D. Không thuộc dạng cân bằng nào cả . 
C. Cân bằng phiến định . 	 
B 
Câu 1: Dạng cân bằng của nghệ sĩ xiếc đang đứng trên dây là : 
CỦNG CỐ: 
39 
A. phải xuyên qua mặt chân đế. 	 
B. không xuyên qua mặt chân đế. 
D. trọng tâm ở ngoài mặt chân đế. 
C. nằm ngoài mặt chân đế.	 
A 
Câu 2: Điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân đế là giá của trọng lực 
CỦNG CỐ: 
40 
A. độ cao của trọng tâm. 	 
B. diện tích của mặt chân đế. 
D. độ cao của trọng tâm và diện tích của mặt chân đế. 
C. giá của trọng lực. 	 	 
D 
Câu 3: Mức vững vàng của cân bằng được xác định bởi 
CỦNG CỐ: 
41 
A. Xe có khối lượng lớn . 	 
B. Xe có mặt chân đế rộng . 
D. Xe có mặt chân đế rộng , và khối lượng lớn . 
C. Xe có mặt chân đế rộng và trọng tâm thấp . 	 	 
C 
Câu 4: Để tăng mức vững vàng của trạng thái cân bằng đối với xe cần cẩu   người ta chế tạo : 
CỦNG CỐ: 
42 
 - Học bài và làm các bài tập 4;5;6 trang 110 SGK và SBT. 
 - Học phần ghi nhớ SGK trang 109 
 - Đọc trước bài 21: ( Chuyển động tịnh tiến của vật rắn chuyển động quay của vật rắn quanh 1 trục cố định ) 
 BÀI HỌC ĐẾN ĐÂY LÀ HẾT 
TRÂN TRỌNG CẢM ƠN QUÍ THẦY CÔ VÀ CÁC EM HỌC SINH 
 NHIEÄM VUÏ VEÀ NHAØ 
43