Bài giảng Vật lí 10 - Bài 18: Cân bằng của một vật có trục quay cố định. Momen lực - Năm học 2022-2023 - Hà Hoàng Nam - Trường THPT Đông Tiền Hải

GIÚP QUẠ UỐNG NƯỚC 
Chúc mừng 
Chúc mừng 
ĐỘI A 
ĐỘI B 
Câu 10: Lực ma sát tác dụng lên mặt tiếp xúc của vật, cản trở chuyển động của vật, có phương tiếp tuyến với bề mặt tiếp xúc. 
A. Đúng 
B. Sai 
Câu 9: Cặp lực và phản lực là hai lực cân bằng nhau vì chúng cùng phương, ngược chiều, cùng độ lớn 
A. Đúng 
B. Sai 
Câu 8: Hệ thức định luật II Niu-tơn được viết như sau: . 
A. Đúng 
B. Sai 
Câu 7: Quả cầu ở hình vẽ đứng yên do có lực của sợi dây giữ nó lại 
A. Đúng 
B. Sai 
Câu 6: Cho hai lực đồng quy có độ lớn F 1 = 6N và F 2 = 8N. Nếu hợp lực có độ lớn F = 14N thì góc giữa hai lực là 90 0 . 
A. Đúng 
B. Sai 
Câu 5: Hình vẽ bên. Vật chịu tác dụng của hai lực cùng phương, cùng chiều nên lực tổng hợp cũng cùng phương, cùng chiều với hai lực thành phần và có độ lớn bằng tổng của hai lực thành phần cộng lại: 
F = F 1 + F 2 
A. Đúng 
B. Sai 
Câu 4: Các phương tiện giao thông tốc độ cao cần có hình con thoi nhằm giảm lực cản của không khí, giúp chúng chuyển động dễ dàng hơn. 
A. Đúng 
B. Sai 
Câu 3: Lực ma sát nghỉ có giá trị cực đại F 0 . Khi lực kéo vật F F 0 thì vật bắt đầu trượt. 
A. Đúng 
B. Sai 
Câu 2: Hợp của hai lực đồng quy được xác định theo quy tắc hình bình hành, với hợp lực là đường chéo của hình bình hành với gốc của véc tơ lực đặt tại vật 
A. Đúng 
B. Sai 
Câu 1: Nếu các lực tác dụng lên một vật cân bằng nhau thì không có lực tác dụng lên vật. 
A. Đúng 
B. Sai 
ARCHIMEDES 
(287 – 212 TCN) 
Acsimet, một nhà cơ học thiên tài thời cổ, người đã khám phá ra các định luật về đòn bẩy 
“HÃY CHO TÔI MỘT ĐIỂM TỰA, 
TÔI SẼ NHẤC BỔNG TRÁI ĐẤT” 
CĐ2 – 6. MOMENT LỰC. 
ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA VẬT 
Moment lực 
II 
Điều kiện cân bằng của vật 
IV 
Ngẫu lực. Mômen ngẫu lực 
III 
CĐ2 – 6. MOMENT LỰC. 
ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA VẬT 
CĐ2 – 6. MOMENT LỰC. ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA VẬT 
Moment lực 
I 
1. Nêu khái niệm momen lực? 
2. Viết biểu thức mômen lực M 1 , M 2 của mỗi lực F 1 , F 2 đối với trục quay theo các đại lượng cho trên hình. 
3. 
Câu 1: Thành phần F 2x có tác dụng làm quay không? 
Câu 2: Thành phần F 2y có xu hướng làm quay theo chiều nào? Có giống với xu hướng làm quay của F 2 với thanh không? 
4. Nếu lực tác dụng không đổi thì người thợ cầm vào cờ lê ở A hay ở B (hình 6.8) sẽ dễ làm xoay đai ốc hơn? 
CĐ2 – 6. MOMENT LỰC. ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA VẬT 
Moment lực 
I 
+ Cánh tay đòn (tay đòn) của lực: là khoảng cách từ trục quay tới giá của lực. 
 Kí hiệu là d 
 Đơn vị là mét (m). 
+ Môment 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 
 Đơn vị của momen của lực là Niu-tơn mét (N.m) 
2. 
Mômen của lực F 1 là M 1 = F 1 .d 1 = F 1 .l 1 
Mômen của lực F 2 là M 2 = F 2 .d 2 = F 2 .l 2 .sinθ 
3. 
Thành phần F 2x có giá đi qua trục quay nên khoảng cách từ trục quay đến giá của lực thành phần này bằng 0 (d 2x =0) → M 2x = 0. Vậy thành phần F 2x không có tác dụng làm vật quay. 
Thành phần F 2y có xu hướng làm quay theo chiều kim đồng hồ. 
Ta có: F 2y = F 2 .cos θ → M 2y = F 2y .l 1 = F 2 .l 1 .cos θ = M 2 
Vậy thành phần F 2y có tác dụng làm quay giống với xu hướng làm quay của F 2 
4. 
Ta có: M A = F A .OA 
M B = F B .OB 
Vì F A = F B mà OA <OB → M A <M B 
→ Vậy người thợ cầm cờ lê ở B sẽ dễ làm quay đai ốc hơn. 
CĐ2 – 6. MOMENT LỰC. ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA VẬT 
Ngẫu lực 
III 
Nhận xét tính chất của các cặp lực trên (điểm đặt, phương, chiều, độ lớn) và các cặp lực trên có tác dụng gì? 
Phiếu học tập số 3 
Câu 1: Tính mômen của từng lực trong hình trên đối với trục quay của vô lăng. Mỗi mômen lực này có tác dụng làm vô lăng quay theo chiều nào? 
Câu 2: Chứng tỏ rằng tổng mômen của các lực trong ngẫu lực bằng M = Fd. 
CĐ2 – 6. MOMENT LỰC. ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA VẬT 
Ngẫu lực 
III 
- Để tạo thành một ngẫu lực, hai lực phải: 
+ Tác dụng vào cùng một vật. 
+ Song song, nhưng ngược chiều. 
+ Có giá cách nhau một khoảng d 
+ Bằng nhau về độ lớn: F 1 = F 2 = F 
Ngẫu lực chỉ có tác dụng làm quay và 
không phụ thuộc vào vị trí trục quay của vật. 
	M=F.d 
Điều kiện cân bằng tổng quát của vật rắn 
IV 
Bài 21: MOMENT LỰC. CÂN BẰNG CỦA VẬT RẮN 
Điều kiện cân bằng tổng quát của vật rắn 
IV 
Bài 21: MOMENT LỰC. CÂN BẰNG CỦA VẬT RẮN 
+ Tổng các moment lưc tác dụng lên vật đối với một điểm bất kì bằng 0 (nếu chọn một chiều quay làm chiều dương). 
+ Tổng các lực tác dụng lên vật bằng 0. 
Vận dụng 
Câu 1: Cánh tay đòn của lực được xác định như thế nào? Hãy xác định cánh tay đòn d 1 , d 2 tương ứng với , ở hình vẽ bên 
Câu 2: Quan sát hình ảnh búa nhổ đinh. 
a. Mô tả thao tác dùng búa để nhổ đinh được dễ dàng? 
b. Lực nên đặt vào đâu trên cán búa để nhổ đinh được dễ dàng? Khi đó cánh tay đòn (d) của lực lớn hay nhỏ? 
c. Tác dụng làm quay của lực phụ thuộc những yếu tố nào? 
Câu 3: Ví dụ về trường hợp búa nhổ đinh ở trên, cho phép ta lấy tích F.d làm đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực và gọi là moment lực, kí hiệu là M. Hãy nêu định nghĩa, viết biểu thức và nêu đơn vị của moment lực. 
Câu 1: Hình 21.2 mô tả một chiếc thước mảnh OA, đồng chất, dài 50 cm, có thể quay quanh trục quay cố định ở đầu O. 
a. Trong các tình huống ở Hình 21.2a, b, thước OA quay theo chiều kim đồng hồ hay ngược chiều kim đồng hồ? 
b. Tính moment lực ứng với mỗi tình huống trong Hình 21.2. 
a. - Hình 21.2a, thước OA quay theo chiều kim đồng hồ 
	- Hình 21.2b, thước OA quay ngược chiều kim đồng hồ 
b. - Hình 21.2a: Ta có F = 4 N; d = 50 cm = 0,5 m 
 Moment lực trong hình 21.2a là: M = F.d = 4.0,5 = 2 (N.m) 
- Hình 21.2b: Ta có F = 2 N; d = 50.cos20 0 cm = 0,5. cos20 0 m 
 Moment lực trong hình 21.2b là: 
M = F.d = 2.0,5.cos20 0 = 0,94 (N.m) 
Câu 2: a. Sử dụng kiến thức về moment lực giải thích vì sao chiếc bập bênh đứng cân bằng. 
b. Cho biết người chị (bên phải) có trọng lượng P 2 = 300 N, khoảng cách d 2 = 1 m, còn người em có trọng lượng P 1 = 200 N. Hỏi khoảng cách d 1 phải bằng bao nhiêu để bập bênh cân bằng? 
Giải: 
a. Chiếc bập bênh đứng cân bằng do moment lực có xu hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ bằng moment lực có xu hướng làm vật quay ngược chiều kim đồng hồ. 
b. Lực của người em và người chị tác dụng lên bập bênh là trọng lực P 
	Do bập bênh cân bằng nên ta có: 
F 1 .d 1 = F 2 .d 2 ⇔ P 1 .d 1 = P 2 .d 2 ⇒ = 3(m) 
Câu 3: Áp dụng điều kiện cân bằng tổng quát vào thanh cứng tựa tường (Hình 21.8). 
a. Viết điều kiện cân bằng thứ nhất 
b. Viết điều kiện cân bằng thứ hai đối với trục quay A. 
a. Điều kiện cân bằng thứ nhất: Tổng các lực tác dụng lên vật bằng 0. 
b. Điều kiện cân bằng thứ hai đối với trục quay A. Chọn chiều quay theo kim đồng hồ là chiều dương 
+ Tại G: làm thanh có xu hướng quay theo chiều kim đồng hồ: M G > 0 
+ Tại B: làm thanh có xu hướng quay ngược chiều kim đồng hồ: M B < 0 
 Điều kiện cân bằng đối với trục quay A: M G + M B = 0 
FISHING GAME 
GO 
C. tác dụng làm quay của lực 
Chọn đáp án đúng 
Mô men của một lực đối với một trục quay là đại lượng đặc trưng cho : 
C. tác dụng làm quay của lực 
A. tác dụng kéo của lực 
D. tác dụng uốn của lực 
B. tác dụng nén của lực 
D. Momen lực 
“Muốn cho một vật có trục quay cố định ở trạng thái cân bằng, thì tổng ............ có xu hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ phải bằng tổng các .......... có xu hướng làm vật quay ngược chiều kim đồng hồ 
D. Momen lực 
B. Phản lực 
A. Hợp lực 
C. Trọng lực 
A. 11 Nm 
Mô men lực của một lực đối với trục quay là bao nhiêu nếu độ lớn của lực là 5,5 N và cánh tay đòn là 2 mét 
A. 11 Nm 
C. 11 N 
D. 10 Nm 
B. 10 N 
C. 200 N 
Để có mômen của một vật có trục quay cố định 10 Nm thì cần lực bằng bao nhiêu? biết khoảng cách từ giá của lực đến tâm quay là 20cm 
D. 50 N 
A. 20 N 
D. 50 N 
B. 0,5 N 
“HÃY CHO TÔI MỘT ĐIỂM TỰA, 
TÔI SẼ NHẤC BỔNG TRÁI ĐẤT” 
Moment lực 
I 
Quy tắc moment lực 
II 
Điều kiện cân bằng tổng quát của vật rắn 
IV 
Ngẫu lực 
III 
+ Môment 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 
 Đơn vị của momen của lực là Niu-tơn mét (N.m) 
 Nếu chọn một chiều quay làm chiều dương thì điều kiện cân bằng của vật có trục quay cố định là: Tổng các moment lực tác dụng lên vật (đối với một điểm bất kì) bằng 0. 
 M = 0 
+ Hệ hai lực song song, ngược chiều, có độ lớn bằng nhau và cùng tác dụng vào một vật gọi là ngẫu lực. 
M = F.d 
+ Chỉ làm cho vật quay chứ không tịnh tiến 
+ Tổng các lực tác dụng lên vật bằng 0. 
+ Tổng các moment lưc tác dụng lên vật đối với một điểm bất kì bằng 0 (nếu chọn một chiều quay làm chiều dương).