Giáo án Vật lý Lớp 10 - Bài 9: Tổng hợp và phân tích lực. Điều kiện cân bằng của chất điểm

Chương II: ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM
Bài 9: TỔNG HỢP VÀ PHÂN TÍCH LỰC - ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA CHẤT ĐIỂM
I. MỤC TIÊU
1. Về kiến thức:
- Phát biểu được khái niệm đầy đủ về lực và tác dụng của 2 lực cân bằng lên cùng một vật dựa vào khái niệm gia tốc.
- Phát biểu được định nghĩa tổng hợp lực, phân tích lực và quy tắc hình bình hành. Biết được điều kiện có thể áp dụng phân tích lực.
- Phát biểu được điều kiện cân bằng của chất điểm.
2. Về kĩ năng:
- Biết phân tích kết quả thí nghiệm, biểu diễn các lực và rút ra quy tắc hình bình hành.
- Vận dụng quy tắc hình bình hành để tìm hợp lực của 2 lực đồng quy hoặc để phân tích một lực thành 2 lực đồng quy theo các phương cho trước. Giải được một số bài tập đơn giản về tổng hợp lực và phân tích lực. 
II. CHUẨN BỊ
- Giáo viên: Dụng cụ TN (như hình 9.5 SGK)
- Học sinh: Sách giáo khoa, ôn lại kiến thức về lực đã học ở cấp 2.
III. CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
1. Ổn định lớp
2. Bài mới.
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
Nội dung 
Hoạt động 1: Nhắc lại về lực và cân bằng lực
- Giáo viên yêu cầu học sinh nhớ lại kiến thức đã học và trả lời câu hỏi: 
+ Lực là gì? Đơn vị của lực? Tác dụng của 2 lực cân bằng? Lực là đại lượng vec tơ hay đại lượng vô hướng? Vì sao?
+ Khi nào vật có gia tốc a = 0; và khi nào vật có a khác 0?
+ Các em hãy định nghĩa lực một cách đầy đủ (có khái niệm gia tốc).
- Gv chốt khái niệm lực.
- Yêu cầu học sinh hoàn thành C1, C2
- Học sinh suy nghĩ, kết hợp với SGK để trả lời các câu hỏi của giáo viên.
- Khi vật đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều thì gia tốc a = 0
- Khi hợp lực tác dụng lên vật cân bằng thì a = 0 và ngược lại.
- Hs thảo luận hoàn thành C1, C2
I. Lực. Cân bằng lực.
1. Lực là đại lượng vec tơ đặc trưng cho tác dụng của vật này lên vật khác mà kết quả là gây ra gia tốc cho vật hoặc làm cho vật biến dạng.
2. Các lực cân bằng là các lực khi tác dụng đồng thời vào cùng một vật thì không gây ra gia tốc cho vật.
3. Đường thẳng mang vec tơ lực gọi là giá của lực. Hai lực cân bằng là 2 lực cùng tác dụng lên cùng 1 vật, cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều. 
Hoạt động 2: Tìm hiểu quy tắc tổng hợp lực
- Đặt vấn đề: Trong thực tế, có những trường hợp nhiều lực tác dụng đồng thời vào cùng một vật (2 người xách 2 quai của một chiếc túi nặng,..). Vậy ta có thể tổng hợp các lực đó thành một lực tương đương để dễ khảo sát được không, và cách tổng hợp như thế nào?
- Yêu cầu học sinh nghiên cứu sách giáo khoa, thảo luận theo nhóm để nêu cách bố trí và tiến hành thí nghiệm, từ đó nêu ra kết luận.
- Giáo viên chốt: Lực có thể thay thế các lực trong việc giữ cho vòng nhẫn O đứng yên. Vậy là hợp lực của . Nhận thấy giá của hợp lực F chính là đường chéo của hình bình hành với 2 cạnh là giá của . Như vậy, ta có thể viết:
F=F1+ F2
- Đây chính là quy tắc hình bình hành, cho phép chúng ta tổng hợp các lực thành phần lại thành 1 lực tương đương.
- Yêu cầu học sinh nêu định nghĩa của tổng hợp lực và quy tắc hình bình hành.
- Học sinh nghiên cứu SGK và thực hiện thí nghiệm.
- Học sinh lắng nghe.
- Học sinh phát biểu.
II. Tổng hợp lực
1. Thí nghiệm (SGK)
2. Định nghĩa
Tổng hợp lực là thay thế các lực tác dụng đồng thời vào cùng 1 vật bằng 1 lực có tác dụng giống hệt như các lực ấy.
3. Quy tắc hình bình hành
Nếu 2 lực đồng quy làm thành 2 cạnh của 1 hình bình hành, thì đường chéo kể từ điểm đồng quy biểu diễn hợp lực của chúng.
O 
Hoạt động 3: Tìm điều kiện cân bằng của chất điểm.
- Giáo viên nêu: Trong thí nghiệm hình 9.5, vòng nhẫn O (trọng lượng không đáng kể) đang ở trạng thái cân bằng, hay hợp lực tác dụng lên nó bằng 0.
- Yêu cầu học sinh nêu lại điều kiện cân bằng củ chất điểm.
- Học sinh nêu.
III. Điều kiện cân bằng của chất điểm
Muốn cho một chất điểm đứng cân bằng thì hợp của các lực tác dụng lên nó phải bằng không.
Hoạt động 4: Tìm hiểu phép phân tích lực
- Yêu cầu học sinh đọc SGK và tìm hiểu về phép phân tích lực, sau đó phát biểu ý kiến.
- Chú ý: Để phân tích lực chúng ta cũng dùng quy tắc HBH. Nhưng chỉ khi biết một lực có tác dụng cụ thể theo 2 phương nào đó thì ta mới phân tích lực đó theo 2 phương ấy.
- Hs nêu định nghĩa về phép phân tích lực
IV. Phân tích lực
1. Định nghĩa
 Phân tích lực là thay thế một lực bằng hai hay nhiều lực có tác dụng giống hệt như lực đó.
 O
Hoạt động 5 : Củng cố, vận dụng
- Giáo viên nhắc lại nội dung trọng tâm của bài.
- Yêu cầu học sinh làm bài tập 5, 6, 7 SGK.
- Học sinh ghi nhớ tiếp thu kiến thức.
IV – RÚT KINH NGHIỆM
..............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................