SKKN Kinh nghiệm bồi dưỡng học sinh giỏi dạng bài tập cân bằng vật rắn Vật lý lớp 10

SKKN Kinh nghiệm bồi dưỡng học sinh giỏi dạng bài tập cân bằng vật rắn Vật lý lớp 10

 Trong quá trình giảng dạy vật lý bản thân tôi rất tâm đắc làm thế nào để giúp học sinh nắm được kiến thức nâng cao của một bài nào đó là một yêu cầu hết sức thiết thực mà mỗi giáo viên cần phải quan tâm, nghiên cứu. Theo kinh nghiện bản thân: điều đầu tiên giáo viên phải làm là tạo thái độ và động cơ học tập đúng đắn, tích cực cho học sinh, để có được điều này thì giáo viên phải giúp học sinh nắm vững kiến thức sách giáo khoa, biết phân loại và phương pháp giải bài tập cho phù hợp.

 Thực tế, trong chương trình vật lý lớp 10 có những nội dung tương đối khó, đối với rất nhiều học sinh nói chung, do nó có nhiều dạng và nhiều phương pháp giải khác nhau. Khi giảng dạy học sinh trong nhiều năm ở chương ‘‘cân bằng vật rắn’’ tôi nhận thấy khả năng tiếp thu của các em còn chậm, đến những tiết ôn thi học sinh thường cảm thấy không tự tin và lúng túng trong việc tiếp thu kiến thức cũng như giải bài tập.

 Riêng với bộ môn Vật lí, đổi mới phương pháp dạy học là khắc phục phương pháp truyền thụ một chiều, rèn luyện thói quen, nếp sống tư duy sáng tạo của người học. Để thực hiện được nhiệm vụ này cần phải bồi dưỡng cho học sinh phương pháp học tập để phát triển tư duy nhận thức và kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tế. Muốn nâng cao chất lượng học tập bộ môn vật lí phải có nhiều yếu tố đồng hành trong đó việc áp dụng các phương pháp hướng dẫn giải bài tập vật lý đóng vai trò hết sức quan trọng. Trong quá trình giải môn vật lí lớp 10 nói chung và bài tập phần “ cân bằng vật rắn ” nói riêng. Việc định hướng cho các em giải bài tập là rất cần thiết, nhằm giúp cho các em làm quen với việc giải bài tập dạng cơ bản và dạng nâng cao để có thể thi tốt trong các kì thi học sinh giỏi

 Với lí do trên mà tôi đã nghiên cứu và viết đề tài “Kinh nghiệm bồi dưỡng học sinh giỏi chương cân bằng vật rắn vật lý 10”. Với những biện pháp này, đề tài sẽ giúp học sinh có thái độ học tập tích cực hơn, tự vận dụng vấn đề một cách sáng tạo hơn, từ đó học sinh cảm thấy say mê học môn vật lí hơn.

 

doc 20 trang thuychi01 13714
Bạn đang xem tài liệu "SKKN Kinh nghiệm bồi dưỡng học sinh giỏi dạng bài tập cân bằng vật rắn Vật lý lớp 10", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA
TRƯỜNG THPT THIỆU HÓA
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
TÊN ĐỀ TÀI: KINH NGHIỆM BỒI DƯỠNG 
HỌC SINH GIỎI DẠNG BÀI TẬP 
CÂN BẰNG VẬT RẮN 
VẬT LÝ LỚP 10
 Người thực hiện: Đỗ Đình Tuân
Chức vụ: Giáo viên
 SKKN thuộc lĩnh vực môn: Vật lý
THANH HÓA NĂM 2019
MỤC LỤC
STT
NỘI DUNG
TRANG
1
I. MỞ ĐẦU
 1.1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI.
 1.2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
 1.3. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ PHẠM VI ÁP DỤNG
 1.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
 1.5. NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA SKKN
2
2
2
2
3
3
2
II. NỘI DUNG
 2.1. CƠ SỞ LÝ LUẬN
 2.2. BÀI TẬP MINH HỌA
 2.3. BÀI TẬP THAM KHẢO
 2.4. HIỆU QUẢ CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
3
3
4
15
18
3
III. KẾT LUẬN
18
4
TÀI LIỆU THAM KHẢO
19
I. MỞ ĐẦU
1.1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI.
 Trong quá trình giảng dạy vật lý bản thân tôi rất tâm đắc làm thế nào để giúp học sinh nắm được kiến thức nâng cao của một bài nào đó là một yêu cầu hết sức thiết thực mà mỗi giáo viên cần phải quan tâm, nghiên cứu. Theo kinh nghiện bản thân: điều đầu tiên giáo viên phải làm là tạo thái độ và động cơ học tập đúng đắn, tích cực cho học sinh, để có được điều này thì giáo viên phải giúp học sinh nắm vững kiến thức sách giáo khoa, biết phân loại và phương pháp giải bài tập cho phù hợp.
 Thực tế, trong chương trình vật lý lớp 10 có những nội dung tương đối khó, đối với rất nhiều học sinh nói chung, do nó có nhiều dạng và nhiều phương pháp giải khác nhau. Khi giảng dạy học sinh trong nhiều năm ở chương ‘‘cân bằng vật rắn’’ tôi nhận thấy khả năng tiếp thu của các em còn chậm, đến những tiết ôn thi học sinh thường cảm thấy không tự tin và lúng túng trong việc tiếp thu kiến thức cũng như giải bài tập. 
 Riêng với bộ môn Vật lí, đổi mới phương pháp dạy học là khắc phục phương pháp truyền thụ một chiều, rèn luyện thói quen, nếp sống tư duy sáng tạo của người học. Để thực hiện được nhiệm vụ này cần phải bồi dưỡng cho học sinh phương pháp học tập để phát triển tư duy nhận thức và kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tế. Muốn nâng cao chất lượng học tập bộ môn vật lí phải có nhiều yếu tố đồng hành trong đó việc áp dụng các phương pháp hướng dẫn giải bài tập vật lý đóng vai trò hết sức quan trọng. Trong quá trình giải môn vật lí lớp 10 nói chung và bài tập phần “ cân bằng vật rắn ” nói riêng. Việc định hướng cho các em giải bài tập là rất cần thiết, nhằm giúp cho các em làm quen với việc giải bài tập dạng cơ bản và dạng nâng cao để có thể thi tốt trong các kì thi học sinh giỏi 
	Với lí do trên mà tôi đã nghiên cứu và viết đề tài “Kinh nghiệm bồi dưỡng học sinh giỏi chương cân bằng vật rắn vật lý 10”. Với những biện pháp này, đề tài sẽ giúp học sinh có thái độ học tập tích cực hơn, tự vận dụng vấn đề một cách sáng tạo hơn, từ đó học sinh cảm thấy say mê học môn vật lí hơn.	
1.2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
 + Phân loại được các dạng cân bằng vật rắn, chia dạng bài tập phù hợp.
 + Đưa ra được cách giải chính xác cho bài toán “cân bằng vật rắn”.
 + Chỉ ra được sai lầm mà học sinh dễ mắc phải khi giải bài toán “cân bằng vật rắn” từ đó hướng dẫn học sinh cách giải chính xác.
 + Tạo ra một tập tài liệu phục vụ bản thân, đồng nghiệp và các em học sinh lớp 10 trong quá trình ôn thi HSG cấp Tỉnh.
1.3. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ PHẠM VI ÁP DỤNG
 1.3.1. Đối tượng sử dụng đề tài:
	+ Giáo viên dạy môn Vật lý lớp 10 tham khảo để hướng dẫn học sinh giải bài tập, đặc biệt là quá trình ôn thi HSG cấp tỉnh.
	+ Học sinh học lớp 10 luyện tập để kiểm tra, thi HSG cấp tỉnh.
 1.3.2. Phạm vi áp dụng:
	Chương Cân bằng vật rắn của Vật lý lớp 10 
1.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
	Hệ thống các công thức, kiến thức liên quan và phương pháp giải cho từng dạng.
	Tập hợp các bài tập điển hình trong sách giáo khoa, trong sách bài tập, trong các tài liệu tham khảo, trong các đề thi HSG cấp tỉnh của các tỉnh trên toàn quốc.
	Có hướng dẫn giải và đáp số các bài tập minh họa để các em học sinh có thể kiểm tra so sánh với bài giải của mình.
1.5. NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA SKKN
 + Học sinh thường lúng túng khi gặp các bài tập cân bằng vật rắn vì không biết nó thuộc dạng nào, dùng phương pháp gì. Vì vậy tôi sẽ phân dạng cụ thể, rõ ràng để các em nhận biết từ đó đưa ra phương pháp giải chính xác.
 + Phần khó nhất của cân bằng vật rắn là bài tập cân bằng tổng quát của vật rắn có trục quay cố định, trục quay tức thời, các em thường không biết cách phân tích các lực (phương, chiều) tác dụng lên vật rắn nên lúng túng trong cách giải. Trong sáng kiến này tôi sẽ chỉ ra cho các em cách phân tích các lực tác dụng lên vật rắn một cách chính xác, đầy đủ và đưa ra phương pháp giải cho từng dạng cân bằng để các em dễ dàng nắm bắt và làm được bài tập.
 + Cung cấp cho học sinh quy tắc phân tích phản lực tác dụng tại trục quay: 
 - Nếu trục quay cố định (bản lề) phản lực tại trục quay có phương đi qua điểm đồng quy của các lực tác dụng lên vật.
 - Nếu trục quay tức thời (vật tựa vào tường) phản lực tác dụng tại trục quay có phương vuông góc với mặt phẳng tiếp xúc. 
II. NỘI DUNG
2.1. CƠ SỞ LÍ LUẬN
 2.1.1. Phân dạng cân bằng vật rắn.
 Cân bằng vật rắn có thể chia thành 3 dạng:
 + Cân bằng của vật rắn khi chịu tác dụng của 3 lực không song song
 + Cân bằng của vật rắn có trục quay cố định
 + Điều kiện cân bằng tổng quát của vật rắn
 2.1.2. Điều kiện cân bằng khi vật chịu tác dụng của 3 lực không song song là: 
 (1) ® (2)
 Vậy 3 lực thỏa mãn: đồng phẳng (cùng trên một mặt phẳng), đồng quy, và hợp của 2 lực cân bằng với lực thứ 3.
 Phương pháp giải: Với trường hợp vật cân bằng khi chịu tác dụng của 3 lực không song song
 Cách 1: Từ phương trình (2) ta tổng hợp 2 lực được theo quy tắc hình bình hành, khi này ta có = - . 
Ta có . 
Từ giản đồ véc tơ sử dụng hàm số cos và sin trong tam giác ta tính toán được kết quả của bài toán
Cách 2: chọn hệ trục tọa độ oxy phù hợp, sau đó chiếu phương trình (1) lên ox, oy.
 Ta được: F1x + F2x + F3x = 0
 F1y + F2y + F3y = 0
 Giải hệ phương trình trên ta được kết quả của bài toán
 2.1.3. Cân bằng của vật rắn có trục quay cố định.
 a) Định nghĩa momen lực : Là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm vật quay của lực
 Biểu thức : ( đơn vị : N.m )
 Trong đó : F là độ lớn của lực tác dụng
 	 d là cách tay đòn
 Cánh tay đòn là khoảng cách từ trục quay đến giá của lực 
 là cách tay đòn của lực 
 là cách tay đòn của lực 
 b) Điều kiện cân bằng: M = M’
 M là tổng mô men của các lực làm cho vật quay cùng chiều kim đồng hồ
 M’ là tổng mô men của các lực làm cho vật quay ngược chiều kim đồng hồ
 Phương pháp: 
 Xác định độ lớn các lực làm vật quay cùng chiều kim đồng hồ và cánh tay đòn của chúng là F1, d1 ; F2, d2 ; . . . ; Fn, dn.
 Xác định độ lớn các lực làm vật quay ngược chiều kim đồng hồ và cánh tay đòn của chúng là F1’, d1’ ; F2’, d2’ ; . . . ; Fn’, dn’.
 Từ điều kiện cân bằng ta có : F1.d1  + F2.d2 + . . . + Fn.dn = F1’.d1’ + F2’.d2’ + . . . + Fn’.dn’
2.1.4. Điều kiện cân bằng tổng quát của vật rắn
 Phương pháp: 
 +) Phân tích các lực tác dụng vào vật
 +) Xác định vị trí trục quay của vật.
 +) Điều kiện để vật không chuyển động tịnh tiến là (1) (tổng hợp các lực tác dụng vào vật bằng 0)
 +) Điều kiện để vật không quay là M = M’ (2) 
 M là tổng Momen các lực làn vật quay theo chiều kim đồng hồ
 M’ là tổng Momen các lực làn vật quay ngược chiều kim đồng hồ
 +) Từ phương trình (1) và (2) ta giải ra được kết quả bài toán.
2.2. CÁC VÍ DỤ MINH HỌA
 2.2.1. Ví dụ minh họa dạng cân bằng khi vật chịu tác dụng của 3 lực không song song
 Bài 1: Một vật có khối lượng 3kg được treo như hình vẽ,thanh AB vuông góc với tường thẳng đứng, CB lệch góc 600 so với phương ngang. Tính lực căng của dây BC và áp lực của thanh AB lên tường khi hệ cân bằng. Lấy 
Giải: Ta có P = mg = 3.10=30 (N)
Cách 1: Biểu diễn các lực như hình vẽ
Theo điều kiện cân bằng 
với 
Từ giản đồ véc tơ ta có: 
Cách 2: Chọn hệ quy chiếu Oxy như hình vẽ. Theo điều kiện cân bằng: 
Chiếu theo Ox: - TAB + TxBC = 0 Þ TAB = TBC.sin300
Chiếu theo Oy: 
Thay vào ( 1 ) ta có : 
Bài 2: Cho một vật có khối lượng 6 kg được treo như hình vẽ, có bán kính 10 cm. Với dây treo có chiều dài 20 cm. Xác định lực căng của dây và lực tác dụng của vật lên tường. Lấy 
Giải: Ta có P = mg = 6.10=60 (N)
Cách 1: Biểu diễn các lực như hình vẽ
Theo điều kiện cân bằng 
Cách 2: Chọn hệ quy chiếu Oxy như hình vẽ. Phân tích thành hai lực như hình vẽ
Theo điều kiện cân bằng 
Chiếu theo Ox: 
Chiếu theo Oy: 
Thay vào ( 1 ) ta có: 
Bài 3: Thanh nhẹ AB nằm ngang được gắn vào tường tại A, Đầu B nối với tường bằng dây BC không dãn.Vật có khối lượng m = 1,2 kg được treo vào B bằng dây BD. Biết AB = 20cm, AC = 48cm.Tính lực căng của dây BC và lực nén lên thanh AB.
Giải: Ta có P = mg = 1,2.10=12(N)
 ; ; 
Cách 1: Biểu diễn các lực như hình vẽ
Theo điều kiện cân bằng
Cách 2: Chọn hệ quy chiếu Oxy như hình vẽ. 
Phân tích thành hai lực như hình vẽTheo điều kiện cân bằng 
Chiếu theo Ox: 
Chiếu theo Oy: 
Thay vào ( 1 ) ta có : 
Bài 4: Vật có khối lượng m = 1,7kg dược treo tại trung điểm C của dây AB như hình vẽ.Tìm lực căng của dây AC, BC theo . Áp dụng với và . Trường hợp nào dây dễ bị đứt hơn?
Giải: Ta có 
Trọng lực ,lực căng của dây AC và lực căng T2 của dây BC. 
Các lực đồng quy ở O.
Điều kiện cân bằng: 
Chiếu (1) lên Oxvà Oy: 
 Áp dụng 
Ta thấy khi càng nhỏ thì T1 và T2 càng lớn và dây càng dễ bị đứt.
2.2.2. Ví dụ minh họa dạng cân bằng khi có trục quay cố định
Bài 1: Một thanh kim loại đồng chất AB dài 2m có tiết diện đều và khối lượng của thanh là 2kg. Người ta treo vào đầu A của thanh một vật có khối lượng 5kg, đầu B một vật có khối lượng 1kg. Hỏi phải đặt một giá đỡ tại điểm O cách đầu A một khoảng là bao nhiêu để thanh cân bằng.
Giải: Ta có:
Theo điều kiện cân bằng Momen lực: MA = MP + MB
AG = GB = 1m
OG = AG – OA = 1 – OA
OB = AB – AO = 2 – OA
50. OA = 20 (1- OA) + 10( 2 – OA )
OA = 0,5m
Bài 2: Thanh nhẹ OB có thể quay quanh truc O. Tác dụng lên thanh các lực F1 và F2 đặt tại A và B. Biết lực 
F1=20 N , OA=10 cm , AB=40 cm. Thanh cân bằng , các lực F1 và F2 hợp với AB các góc a và β. Tính F2 nếu : 
 a. a=β=90o .	
 b. a=30o ; β=90o .	
 c. a=30o ; β=60o .
Giải: Theo điều kiện cân bằng của Momen lực 
Mà OB = OA + AB =50 ( cm )
a. Khi a=β=90o ta có .	
b. Khi a=30o ; β=90o ta có.
c. Khi a=30o ; β=60o ta có.
 Bài 3: Để đẩy một thùng phy nặng có bán kính R=30cm vượt qua một bậc thềm cao h<15cm. Người ta phải tác dụng vào thùng một lực 
có phương ngang đi qua trục O của thùng và có độ lớn tối thiểu bằng trọng lực P của thùng. Hãy xác định độ cao h của bậc thềm	
Giải: Theo điều kiện cân bằng của Momen lực 
Với ;
 Theo bài ra ta có: 
 Bài 4: Cho một thanh đồng chất AB có khối lượng là 10kg. Tác dụng một lực ở đầu thanh A như hình vẽ. làm cho thanh bị nâng lên hợp với phương ngang một góc .Xác định độ lớn của lực biết lực hợp với thanh một góc . Lấy 
 Giải: Ta có: 
Theo điều kiện cân bằng của Momen lực 
Với 
Bài 5: Một người nâng tấm ván AB có khối lượng 40 kg với lực F để ván nằm yên và hợp với mặt đường một góc 30o. Xác định độ lứn của lực trong các trường hợp : 
a. Lực F hướng vuông góc với tấm ván.
b. Lực F hướng vuông góc với mặt đất. 
Giải: Ta có: 
a. Theo điều kiện cân bằng của Momen lực 
Với ; 
b. Theo điều kiện cân bằng của Momen lực 
Với 
Bài 6: Một thanh AB có khối lượng 15kg có trọng tâm G chia đoạn AB theo tỉ lệ BG=2AG như hình vẽ . Thanh AB được treo lên trần nhà bằng dây nhẹ , không dãn , góc a=30o. Dây BC vuông góc với thanh AB. Biết thanh AB dài 1,2 m. Tính lực căng dây trên dây BC ?
Giải: Ta có: 
Theo điều kiện cân bằng của Momen lực 
Với 
Bài 7: Cho một thanh gỗ hình hộp chữ nhật như hình vẽ có khối lượng 50 kg với OA=80cm;AB=40cm. Xác định lực tối thiểu để làm quay khúc gỗ quanh cạnh đi qua O. Lấy g=10m/s2 
Giải: Ta có: 
Theo điều kiện cân bằng của Momen lực 
Với 
Bài 8: Thanh đồng chất AB = 1,2m, trọng lượng P = 10N. Người ta treo các trọng vật P1 = 20N, P2 = 3N lần lượt tại A, B và đặt một giá đỡ tại O để thanh cân bằng. Tính OA.
Giải: Các lực tác dụng lên AB: Các trọng lượng đặt tại A, B, I
Theo điều kiện cân bằng Momen ta có
P1 . OA + P . OI = P2 . OB
P1 . OA + P(OA – AI) = P2 (AB – OA)
2.2.3. Ví dụ minh họa dạng cân bằng tổng quát của vật rắn
Bài 1: Thanh BC khối lượng m1 = 2kg, gắn vào tường bởi bản lề C. Dầu B treo vật nặng có khối lượng m2 = 2kg và được giữ cân bằng nhờ dây AB như hình vẽ. Biết .Xác định phản lực tại C do thanh BC tác dụng lên. Lấy .
Giải: Ta có các lực tác dụng lên thanh BC:
- Trọng lực của thanh: 
- Lực căng của dây treo m2, bằng trọng lực của m2 
- Lực căng của dây AB.
- Lực đàn hồi của bản lề C.
Theo điều kiện cân bằng Momen:
Theo bài ra 
Theo điều kiện cân bằng lực : ( 1 )
- Chiếu (1) lên Ox: 
- Chiếu (1) lên Oy: 
Phản lực của thanh tường tác dụng lên thanh BC là 
 Với 
Bài 2: Thanh AB khối lượng m = 2kg; đầu B dựng vào góc tường, đầu A nối với dây treo AC sao cho BC = AC và BC vuông góc với AC. Tìm các lực tác dụng lên thanh. Lấy 
Giải: Vì BC = AC nên 
Theo điều kiện cân bằng Momen: 
Theo điều kiện cân bằng lực: 
Chọn hệ quy chiếu Oxy như hình vẽ
Chiếu Oy: 
Chiếu Ox: 
Bài 3: Thanh AB có khối lượng m = 15kg, đầu A tựa trên sàn nhám, đầu B nối với tường bằng dây BC nằm ngang, góc 
a. Xác định độ lớn các lực tác dụng lên thanh AB.
b. Cho hệ số ma sát giữa AB và sàn là . Tìm các giá trị để thanh có thể cân bằng. Biết dây BC luôn nằm ngang. Lấy 
Giải:
a. Ta có 
Theo điều kiện cân bằng của vật rắn quay quanh trục A: 
Chọn hệ quy chiếu Oxy như hình vẽ
Theo điều kiện cân bằng của vật rắn 
 	(1)
Chiếu (1) lên Ox: 
Chiếu (1) lên Oy : 
 b. Từ ( * ) ta có: 
Lúc này là lực ma sát nghỉ:
Bài 4: Thanh BC nhẹ, gắn vào tường bởi bản lề C. Đầu B treo vật nặng có khối lượng m = 4kg và được giữ cân bằng nhờ dây treo AB. Cho AB = 30cm, AC = 40cm. Xác định các lực tác dụng lên BC. Lấy 
Giải: Cân bằng đối với trục quay ở C:
Phản lực có hướng . 
Theo điều kiện cân bằng vật rắn
Chiếu lên hệ trục Oxy 
Mà 
Bài 5: Cho một vật có khối lượng m = 6kg được treo vào tường bởi dây BC và thanh AB. Thanh AB gắn vào tường bằng bản lề A, ta có AB = 30cm và BC = 60cm
1. Tìm các lực tác dụng lên thanh AB trong hai trường hợp sau:
a. Bỏ qua khối lượng thanh.
b. Khối lượng thanh AB là 3kg.
2. Khi tăng góc thì lực căng dây BC thay đổi như thế nào ?
Giải:
1. Ta có 
 a) Phản lực có hướng . 
Theo điều kiện cân bằng:
Chiếu lên Oy
Chiếu lên Ox 
b, Phản lực có phương nằm trong góc 
Cân bằng đối với trục quay ở A:
Phương trình cân bằng lực: 
Chiếu theo Ox : 
Chiếu theo Oy: 
Vậy 
2.Theo ý a ta có: 
Theo ý b ta có: 
Vậy khi tăng thì lực căng T tăng.
Bài 6: Thanh AB khối lượng m1 = 10kg, chiều dài l = 3m gắn vào tường bởi bản lề A. Đầu B của thanh treo vật nặng m2 = 5kg. Thanh được giữ cân bằng nằm ngang nhờ dây treo CD; góc . Tìm các lực tác dụng lên thanh AB biết AC = 2m.
Giải: Ta có 
Theo điều kiện cân bằng của một vật rắn quay quanh một truch cố định:
Theo điều kiện cân bằng lực của vật rắn:
Chọn hệ quy chiếu Oxy như hình vẽ
Chiếu theo Ox ta có: 
Bài 7: Thanh AB được đặt như hình vẽ có đầu A tựa trên sàn, đầu B được treo bởi dây BC. Biết BC = AB = a. Xác định giá trị hệ số ma sát giữa AB và sàn để AB cân bằng.
Giải: Theo điều kiện cân bằng của vật rắn đối với trục quay ở A: 
Theo điều kiện cân bằng vật rắn khi chịu tác dụng của các lực : 
Chon hệ trục Oxy như hình vẽ : 
Chiếu lên Ox : 
Chiếu lên Oy : 
Để thanh cân bằng 
Bài 8: Cho một thang có khối lượng m = 20kg được dựa vào tường trơn nhẵn dưới góc nghiêng .Hệ số ma sát giữa thang và sàn là k = 0,6.
a. Thang đứng yên cân bằng, tìm các lực tác dụng lên thang nếu .
b. Tìm các giá trị của để thang đứng yên không trượt trên sàn.
c. Một người khối lượng m’= 40kg leo lên thang khi. Hỏi người này lên đến vị trí O’ nào trên thang thì thang sẽ bị trượt. Chiều dài thang l = 2m.
Giải: 
a. Trọng lượng của thanh: P = mg = 200N 
Theo điều kiện cân bằng Momen 
 Theo điều kiện cân bằng lực
b, Điều kiện: Fms <k.NA. 
 Theo câu a: 
c. Lấy O’ là vị trí người khi thang bắt đầu trượt.
Ta có: 	
Xét trục quay qua A: 
2.3. BÀI TẬP THAM KHẢO
Bài tập 1. Thanh kim loại có chiều dài l khối lượng m đặt trên bàn nhô ra một đoạn bằng 1/4 chiều dài thanh. Tác dụng lực có độ lớn 40N hướng xuống thì đầu kia của thanh kim loại bắt đầu nhô lên, lấy g=10m/s2. Tính khối lượng của thanh kim loại.
Bài tập 2. Một thanh AB nặng 30 kg, dài 9 m, trọng tâm tại G biết BG=6 m. Trục quay tại O biết AO=2 m, Người ta phải tác dụng vào đầu B một lực F=100 N xác định khối lượng vật treo vào đầu A để thanh nằm cân bằng. Xác định độ lớn của lực tác dụng vào O. lấy g=10m/s2.
Bài tập 3. Thanh AB khối lượng 25 kg, dài 7,5 m trọng tâm tại G biết GA=1,2 m. Thanh AB có thể quay quanh trục đi qua O biết OA=1,5 m. Để giữ thanh cân bằng nằm ngang thì phải tác dụng lên đầu B một lực bằng bao nhiêu? Khi đó trục quay sẽ tác dụng lên thanh một lực bằng bao nhiêu? Lấy g=10 m/s2.
Hướng dẫn
Bài tập 4. Một thanh gỗ nặng 12 kg dài 1,5 m, một đầu được gắn cố định đi qua điểm A, thanh gỗ có thể quay xung quanh trục đi qua A, đầu còn lại được buộc vào một sợi dây sao cho phương của sợi dây thẳng đứng và giữ cho tấm gỗ nằm nghiêng hợp với phương ngang một góc α. Biết trọng tâm của thanh gỗ cách đầu A khoảng 50 cm. Tính lực căng của sợi dây và lực tác dụng điểm A của thanh gỗ. Lấy g=10 m/s2.
Bài tập 5. Một người nâng một tấm gỗ nặng 30 kg dài 1,5 m, lực nâng vuông góc với tấm gỗ và giữ cho nó hợp với mặt đất nằm ngang một góc α=300. Biết trọng tâm của tấm gỗ cách đầu mà người đó nâng 120 cm. Tính lực nâng của người đó.
Bài tập 6. Một thanh nhẹ gắn vào sàn tại B như hình vẽ. Tác dụng lên đầu A lực kéo F = 100N theo phương ngang. Thanh được giữ cân bằng nhờ dây AC. Tìm lực căng của dây biết α = 30o.
Bài tập 7. Thanh nhẹ OB có thể quay quanh trục O. Tác dụng lên thanh các lực F1; F2 đặt tại A và B. Biết F1 = 20N; OA = 10cm; AB = 40cm. Thanh cân bằng, véc tơ F1; F2 hợp với AB góc α; β như hình vẽ. Xác định giá trị của F2 trong các trường hợp sau
a/ α = β = 90o
b/ α = 30o; β = 90o
c/ α = 30o; β = 60o
Bài tập 8. Bánh xe có bán kính R, khối lượng m như hình vẽ. Tìm lực kéo F nằm ngang đặt trên trục để bán vượt qua bậc có độ cao h. Bỏ qua ma sát.
Bài tập 9. Tìm lực F để làm quay vật hình hộp đồng chất như hình vẽ, biết m = 10kg quay quanh tâm O. 
Cho a = 50cm, b = 100cm.
Bài tập 10. Thanh gỗ đồng chất AB, khối lượng 20kg có thể quay quanh trục A. Ban đầu thanh nằm ngang trên sàn. Tác dụng lên B lực nâng F luôn vuông góc với AB. Tìm F để
a/ nâng AB khỏi sàn.
b/ giữ AB nghiên góc 30o so với mặt sàn.
Bài tập 11. Thanh AB (m = 100g) có thể quay quanh A được bố trí như hình vẽ
m1 = 500g; m2 = 150g, BC =20cm. Tìm chiều dài của AB biết thanh cân bằng.
Bài tập 12. Treo bốn vật nặng cách đều nhau vào một thanh đồng chất dài 3cm nặng 6kg, trong đó hai vật ngoài cùng nằm ở hai đầu thanh như hình vẽ. m1 = 2kg; mỗi vật tiếp theo có khối lượng hơn vật trước 1kg. Cần phải treo thanh tại điểm cách đầu trái một khoảng bao nhiêu để thanh cân bằng.
Bài tập 13. Thanh đồng chất AB có thể quay quanh bản lề A. Hai vật có khối lượng m1 = 1kg, m2 = 2kg được treo vào B bằng hai sợi dây như hình vẽ. C là ròng rọc nhẹ. Biết AB = AC, khối lượng thanh là 2kg. Tính α khi hệ cân bằng
Bài tập 14. Thanh AB khối lượng m = 1,5kg, đầu B đựng vào góc tường, đầu A nối với dây treo AC góc α = 45o. Tìm các lực tác dụng lên thanh.
Bài tập 15. Thanh AB khối lượng m1 = 10kg, chiều dài L = 3m gắn vào tường bởi bản lề A. Đầu B của thanh treo vật nặng m2 = 5kg. Thanh được giữ cân bằng nằm ngang nhờ dây treo CD, góc α = 45o. Tìm các lực tác dụng lên thanh AB biết AC = 2m.
Bài tập 16. Một thanh AB dài 2m khối lượng m=2kg được giữ nghiêng một góc α trên mặt sàn nằm ngang bằng một sợi dây nằm ngang BC dài 2m nối đầu B của thanh với một bức tường đứng thẳng; đầu A của thanh tựa lên mặt sàn. Hệ số ma sát giữa thanh và mặt sàn bằng 3√232
1) Tìm các giá trị của α để thanh có thể cân bằng.
2 Tính các lực tác dụng lên thanh và khoảng cách AD từ đầu A của thanh đến góc tường D khi α =45o. Lấy g=10m/s2
Bài tập 17. 
Bài tập 18.
02.4. HIỆU QUẢ CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM.
 Tôi đã sử dụ

Tài liệu đính kèm:

  • docskkn_kinh_nghiem_boi_duong_hoc_sinh_gioi_dang_bai_tap_can_ba.doc