Bài giảng môn toán lớp 10 - Tiết 31: Các dạng cân bằng cân bằng của một vật có mặt chân đế

Ngày soạn: 22/11/2008
Tiết 31
CÁC DẠNG CÂN BẰNG CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ MẶT CHÂN ĐẾ 
I. MỤC TIÊU
 1.Kiến thức
 - Phân biệt được các dạng cân bằng : bền , không bền , cân bằng phiếm định .
 - Phát biểu được điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân đế . 
2. Kĩ năng
 - Xác định được dạng cân bằng của vật .
 - Xác định được mặt chân đế của một vật đặt trên một mặt phẳng đỡ .
 - Vận dụng được điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân đế trong việc giải các bài tập.
 - Biết cách làm tăng mức vững vàng của cân bằng .
II. CHUẨN BỊ
1. Giáo viên
 - Chuẩn bị các thí nghiệm như hình 20.2,20.3,20.4,20.6 SGK .
2. Học sinh
 - Chuẩn bị các câu hỏi ở phần giao nhiệm vụ của bài trước .
III. TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC
 1. Kiểm tra bài cũ
Câu hỏi: Phát biểu quy tắc hợp lực song song cùng chiều? Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực song song?
2. Dạy và học bài mới
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Nội dung
Hoạt động 1: Phân biệt ba dạng cân bằng . 
- Đặt thước ở 3 vị trí cân bằng khác nhau .HS quan sát và giải thích tại sao thước lại đứng yên? (không quay)
- Lần lược tiến hành 3 thí nghiệm như SGK .
- Yêu cầu HS quan sát và nhận xét từng dạng cân bằng?
- Thông báo các dạng cân bằng
O
Ÿ 
Ÿ 
G
Ÿ 
G
P
P
P
Ÿ 
G
Hoạt động 2: Tìm nguyên nhân gây nên các dạng cân bằng khác nhau . 
- Tìm điểm khác nhau của ba dạng cân bằng ?
- Nguyên nhân gây ra các dạng CB là gì ?
Hoạt động 3: Tìm hiểu điều kiện cân bằng của môt vật có mặt chân đế .
- Yêu cầu HS ví dụ về mặt chân đế ?
- Xác định mặt chân đế của các h 20.6 
- Ở 4 trường hợp thì giá của trọng lực như thế nào so với mặt chân đế
- Phát biểu điều kiện để một vật có mặt chân đế ở trạng thái can bằng
Hoạt động 4: Nghiên cứu mức vững vàng của cân bằng
- Mức vững vàng của thước ở 4 trường hợp là khác nhau .Trường hợp nào thước dễ ngã nhất và trường hợp nào khó ngã nhất ?
- Mức vững vàng của CB phụ thuộc yếu tố nào?
- Làm thế nào để tăng mức vững vàng của CB ?
- Tại sao ôtô chất trên nóc nhiều hàng nặng dễ bị lật đỗ chỗ đường nghiêng ?
(Tương tự đối với lật đật)
- Vì M = 0 ( d = 0) giá của trọng lực đi qua trọng tâm của thước .
- Hình 20.2
 Sau khi bị lệch thước quay ra xa vị trí CB ,vì trọng lực có giá không đi qua trục quay nên gây ra momen quay làm thước quay ra xa vị trí CB .
- Hình 20.3 và 20.4 
 Tương tự như 20.2 .
- Do vị trí của trọng tâm của vật 
- Mặt chân đế của vật ở vị trí 1 là AB , 2 là AC , 3 là AD , 4 là điểm A .
- 3 trường hợp đầu thì giá của trọng lực đi qua mặt chân đế còn trường hợp 4 giá của trọng lực không đi qua mặt chân đế và vật không CB .
- Dễ ngã nhất là vị trí 3 rồi 2,1 
- Phụ thuộc vào độ cao của trọng tâm và diện tích mặt chân đế .
- Tăng diện tích mặt chân đế và hạ thấp trọng tâm .
- Vì trọng tâm sẽ cao hơn và giá của trọng lực sẽ gần mép của mặt chân đế .
I. CÁC DẠNG CÂN BẰNG 
 Xét sự cân bằng của những vật có một điểm tựa hay một trục quay cố định . 
1. Cân bằng không bền 
Là cân bằng mà khi vật bị kéo ra khỏi vị trí cân bằng một chút thì trọng lực có xu hướng kéo nó ra xa vị trí cân bằng đó .
 2.Cân bằng bền 
 Là cân bằng mà khi vật bị kéo ra khỏi vị trí cân bằng một chút thì trọng lực có xu hướng kéo vật trở về vị trí cân bằng đó .
3.Cân bằng phiếm định 
Là cân bằng mà khi vật bị kéo ra khỏi vị trí cân bằng một chút thì trọng lực có xu hướng giữ nó cân bằng ở vị trí mới . 
* Nguyên nhân gây ra các dạng cân bằng là do vị trí của trọng tâm của vật . 
 + CB không bền : trọng tâm ở vị trí cao nhất so với các vị trí lân cận .
 + CB bền : trọng tâm ở vị trí thấp nhất so với các vị trí lân cận .
 + CB phiếm định : trọng tâm ở vị trí không thay đổi .
II. CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ MẶT CHÂN ĐẾ 
 1. Mặt chân đế là gì ?
 Là mặt đáy của vật hay là hình đa giác lồi nhỏ nhất bao bọc tất cả các diện tích tiếp xúc đó .
2.Điều kiện cân bằng 
Điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân đế là giá của trọng lực phải xuyên qua mặt chân đế hay là trọng tâm rơi trên mặt chân đế . 
 3.Mức vững vàng 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 .
 + 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 .
IV. CỦNG CỐ- DẶN DÒ
1. Củng cố
- Nguyên nhân gây ra các dạng cân bằng khác nhau ?
- Điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân đế ?
- Làm thế nào để tăng mức vững vàng của cân bằng ?
2. Dặn dò
- Học bài ,làm BT 4 ,5 ,6 /110
- Xem bài mới :
 + Ôn lại kiến thức ĐL II, khái niệm tốc độ góc, momen lực.
 + Chuyển động tịnh tiến là gì? Chuyển động quay là gì ? Cho ví dụ ?
 + Ý nghĩa của momen lực? Mức quán tính của 1 vật là gì ?