zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Luận Văn - Báo Cáo

» Báo cáo khoa học

Báo cáo chuyên đề: tổ chức hoạt động nhận thức“Điều kiện cân bằng của một vật rắn dưới tác dụng của ba lực không song song”

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

Báo xấu

173
lượt xem 28
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tiến trình đề xuất kết luận Khi có ba lực không song song tác dụng vào một vật rắn, vật có thể ở trạng thái cân bằng hoặc không cân bằng.Khi có một vật rắn chịu tác dụng của ba lực không song song, để vật rắn cân bằng thì ba lực đó phải thỏa mãn điều kiện gì?

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo chuyên đề: tổ chức hoạt động nhận thức“Điều kiện cân bằng của một vật rắn dưới tác dụng của ba lực không song song”

Tiểu luận chuyên đề tổ chức hoạt động nhận thức 1 . SƠ ĐỒ TIẾN TRÌNH KHOA HỌC XÂY DỰNG KIẾN THỨC “Điều kiện cân bằng của một vật rắn dưới tác dụng của ba lực không song song” 1 .1. Tiến trình đề xuất kết luận Khi có ba lực không song song tác dụng vào một vật rắn, vật có thể ở trạng thái cân b ằng hoặc không cân bằng. Khi có một vật rắn chịu tác dụng của ba lực không song song, để vật rắn cân bằng thì ba lực đó phải thỏa mãn điều kiện g ì? Suy lu ận từ các kiến thức đ ã biết sau để rút ra câu trả lời cho câu hỏi đ ã đ ặt ra:  Vật cân bằng dưới tác dụng của 3 lực thì 2 lực bất kỳ phải có hợp lực trực đối với lực thứ ba.  Hai lực không song song chỉ có hợp lực khi chúng có giá đồng quy, khi đó hợp lực được xác định theo quy tắc hình bình hành. Nó có giá đồng phẳng, đồng quy với hai lực thành phần.   Để vật rắn cân bằng dưới tác dụng của ba lực F1 , F2 , F3 thì    + Hai lực F1 , F2 ph ải có hợp lực ( F12 ) trực đối với lực F3   + Để F1 , F2 có hợp lực thì chúng phải có giá đồng quy và hợp lực F12 được     xác đ ịnh theo qui tắc hình bình hành F12  F1  F2 . F12 có giá đồng phẳng,  đồng quy với F1 , F2 .    + F12 trực đối với F3 n ên F3 cũng có giá đồng phẳng, đồn g quy với hai lực.  Vậy F1 , F2 , F3 có giá đồng phẳng, đồng quy.        Ta có: mà       Điều kiện cân bằng của một vật rắn chịu tác dụng của ba lực không song song là: 1 .2.  ến a lình phải có giá đồng phẳng, đồng quy. Ti Btr ực kiểm nghiệm kết luận  Tổng véctơ của ba lực phải bằng không. Trang 1 Nhóm 3- Chuyên ngành LL và PPDH bộ môn Vật lý
Tiểu luận chuyên đề tổ chức hoạt động nhận thức 1 .2. Sơ đồ tiến trình kiểm nghiệm kết luận Điều kiện cân bằng của một vật rắn chịu tác dụng của ba lực không song song là:  Ba lực phải có giá đồng phẳng, đồng quy.  Tổng véctơ của ba lực phải bằng không. Có th ể kiểm nghiệm kết luận trên như thế nào? Xét thí nghiệm với một vật hình vòng nhẫn được treo bởi hai sợi dây nối qua hai lực kế như h ình vẽ. Vật ở trạng thái cân bằng.  Đọc số chỉ của các lực kế, đo góc giữa hai sợi dây treo. Áp dụng kết luận trên để tính trọng lượng của vật và dự đoán giao điểm của giá của trọng lực với các đường kéo dài của 2 dây treo.  Mặt khác dùng lực kế đo trọng lư ợng của vật và xác định giá của trọng lực.  Đối chiếu các kết quả tính toán, dự đoán với kết quả quan sát thí nghiệm để kết luận.    Thí nghiệm: + Ta có F12  F1  F2   F12  F12  F22  2 F1F2 cos( F1 , F2 )  Đọc giá trị của hai lực kế.  Vật cân bằng nên:  Đo giá trị góc hợp bởi 2 dây treo   của lực kế. P   F12  P1  F12 1   Đọc giá trị trọng lượng P2 của Hay P  F12  F22  2 F1F2 cos( F1 , F2 ) (*) 1  vòng nhẫn.  F1 , F2 , P có giá đồng phẳng và  Vẽ giá của các lực lên đĩa theo tỉ lệ đồng quy nên giá của trọng lực và hai dây xích. treo cùng n ằm trên một mặt phẳng và cắt nhau tại một điểm.   + F1 , F2 , P2 có giá đồng phẳng, đồng quy. + P  F12  F22  2 F1F2 cos( F1 , F2 ) (*)  1 + F1  3 N , F2  4 N , cos( F1 , F2 )  1/ 2 . Số chỉ + Giá của trọng lực và hai dây treo cùng lực kế đo đ ược P2  37 N có giá trị phù nằm trên một mặt phẳng và cắt nhau tại h ợp với kết quả theo tính toán theo (*). một điểm. Điều kiện cân bằng của một vật rắn chịu tác dụng của ba lực không song song là: Trang 2 Nhóm 3- Chuyên ngành LL và PPDH bộ môn Vật lý  Ba lực phải có giá đồng phẳng, đồng quy.  Tổng vectơ của ba lực phải bằng không.
Tiểu luận chuyên đề tổ chức hoạt động nhận thức 1 .3. Diễn giải tiến trình sơ đồ xây dựng kiến thức Trong thực tế, ta đã biết khi vật rắn chịu tác dụng của nhiều lực không song song, có trư ờng hợp vật cân bằng, có trường hợp vật không cân bằng. Vậy trong trường hợp vật chịu tác dụng của ba lực không song song, để vật rắn cân bằng thì ba lực đó phải thỏa m ãn điều kiện gì ? Ta có thể làm thế nào để tìm ra câu trả lời cho vấn đề vừa nêu ra? Từ điều kiện cân bằng của vật rắn dưới tác dụng của hai lực không song song mà ta đ ã biết,Giải pháp đưa ra là: Để tìm điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của ba lực không song song, ta biến đổi hệ ba lực thành hệ hai lực bằng quy tắc tổng hợp hai lực đồng quy và áp dụng điều kiện cân bằng của vật rắn dưới tác dụng của hai lực không song song như đ ã b iết.  Nếu ba lực không song song cùng tác dụng vào một vật m à vật cân bằng th ì nh ất đ ịnh hợp lực của hai lực bất kì trong ba lực phải và hợp lực đó phải trực đối với lực thứ b a.  Điều kiện để hai lực không song song có hợp lực là h ai lực đó phải có giá đồng phẳng, đồng quy. Khi đó, hợp lực đồng phẳng với hai lực và được xác định theo quy tắc h ình bình hành. Nó có giá đồng phẳng đồng qui với hai lực trên. Trên cơ sở đó, chúng ta thực hiện giải pháp bằng việc xét bài toán vật rắn chịu tác  dụng của ba lực F1 , F2 , F3 không song song.  + Kiểm tra tính đồng phẳng, đồng qui của ba lực F1 , F2 , F3     Để vật cân bằng thì hợp lực F12 của hai lực F1 , F2 ph ải trực đối với F3    Để F1 , F2 có hợp lực thì giá của chúng phải đồng phẳng, đồng quy và hợp lực F12 được xác định theo qui tắc h ình bình hành. Nó có giá đ ồng phẳng đồng qui với hai lực trên.      F12 trực đối với F3 nên F3 và F12 đồng phẳng.   F1 , F2 , F3 có giá đồng phẳng , đồng quy          và F12   F3 hay F1  F2   F3  F1  F2  F3  0 Từ đó ta đưa ra kết luận về điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của ba lực không song song là:  Ba lực phải có giá đồng phẳng, đồng quy.  Tổng vectơ của ba lực phải bằng không. Vấn đề đặt ra là làm thế nào để kiểm nghiệm được kết luận trên? Ta có thể sử dụng phương án thí nghiệm nào đ ể kiểm nghiệm? Thí nghiệm sử dụng phải đư ợc thiết kế sao cho dựa vào lý thuyết ta có thể dự đoán được kết quả và kết quả thí nghiệm sau khi tiến Trang 3 Nhóm 3- Chuyên ngành LL và PPDH bộ môn Vật lý
Tiểu luận chuyên đề tổ chức hoạt động nhận thức h ành thí nghiệm phải phù hợp với kết quả suy luận ở trên. Từ định hướng đó ta đưa ra thí n ghiệm sau: Xét Thí nghiệm: Xét thí nghiệm với một vật hình vòng nh ẫn được treo bởi hai sợi d ây nối qua hai lực kế như hình vẽ. Vật ở trạng thái cân bằng.  Đọc số chỉ của các lực kế, đo góc giữa hai sợi dây treo. Áp dụng kết luận trên để tính trọng lư ợng của vật và dự đoán giao điểm của giá của trọng lực với các đường kéo d ài của 2 dây treo.  Mặt khác dùng lực kế đo trọng lượng của vật và xác định giá của trọng lực.  Đối chiếu các kết quả tính toán, dự đoán với kết quả quan sát thí nghiệm để kết lu ận.     * Suy luận: + Ta có F12  F1  F2  F12  F12  F22  2F1F2 cos( F1 , F2 )    + Vật cân bằng nên: P1   F12  P1  F12 Hay P  F12  F22  2 F1F2 cos( F1 , F2 ) (*) 1  + F1 , F2 , P có giá đồng phẳng và đồng quy nên giá của trọng lực và hai dây treo cùng n ằm trên một mặt phẳng và cắt nhau tại một điểm.  Từ đó dẫn đến kết luận: + P  F12  F22  2 F1F2 cos( F1 , F2 ) (*) 1 + Giá của trọng lực và hai dây treo cùng n ằm trên một mặt phẳng và cắt nhau tại một điểm. * Thí nghiệm kiểm chứng:  Đọc giá trị của hai lực kế.  Đo giá trị góc hợp bởi 2 dây treo của lực kế.  Đọc giá trị trọng lượng P2 của vòng nh ẫn.  Vẽ giá của các lực lên đĩa theo tỉ lệ xích.  Từ đó dẫn đến kết luận: + F1 , F2 , P2 có giá đồng phẳng, đồng quy.  + F1  3 N , F2  4 N , cos( F1 , F2 )  1/ 2 . Số chỉ lực kế đo được P2  37 N có giá trị phù hợp với kết quả theo tính toán theo (*). Vậy điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của ba lực không song song là: Ba lực đó phải có giá đồng phẳng, đồng quy và tổng vectơ của ba lực phải bằng không. 2 . MỤC TIÊU DẠY HỌC. 2 .1. Nội dung kiến thức cần xây dựng Điều kiện cân bằng của một vật rắn chịu tác dụng của ba lực không song song là:  Ba lực phải đồng phẳng và đồng quy.  Tổng vectơ của ba lực phải bằng không. 2 .2. Mục tiêu trong quá trình học Trang 4 Nhóm 3- Chuyên ngành LL và PPDH bộ môn Vật lý
Tiểu luận chuyên đề tổ chức hoạt động nhận thức   Học sinh tham gia đề xuất giải pháp tìm mối liên hệ giữa ba lực F1 , F2 , F3 không song song tác dụng lên vật làm cho vật rắn cân bằng.   Học sinh thực hiện giải pháp tìm mối liên hệ giữa ba lực F1 , F2 , F3 không song song tác dụng làm vật rắn cân bằng từ lý thuyết.   Học sinh rút ra kết luận về mối liên hệ giữa ba lực F1 , F2 , F3 không song song tác dụng lên vật làm cho vật rắn cân bằng.  Học sinh đề xuất giải pháp kiểm nghiệm kết luận đã đưa ra .  Học sinh thực hiện giải pháp kiểm nghiệm và đối chiếu với kết quả suy lu ận để kiểm chứng. 2 .3. Mục tiêu đối với kết quả học  Học sinh phát biểu được điều kiện cân bằng của vật rắn dưới tác dụng của ba lực không song song.  Học sinh biết vận dụng điều kiện cân bằng của vật rắn dưới tác dụng của ba lực không song song giải một số b ài tập về cân bằng của vật rắn và giải thích một số hiện tượng vật lý liên quan trong thực tế. 2 .4. Đề kiểm tra kết quả học tập (Thời gian: 45 phút) Câu 1: (1.5 đ) Điều kiện cân bằng của một vật rắn chịu tác dụng của ba lực không song song là gì?  Câu 2 : (1.5 đ) Một vật rắn cân bằng dưới tác dụng của ba lực F1 , F2 , F3 . Biết F1= 30N,   F2= 40N và F1  F2 . Xác định độ lớn của lực F3.   Câu 3 : (2 đ) Một vật rắn chịu tác dụng của ba lực F1 , F2 , F3 . Biết F1=F2=60N và F1, F2  h ợp với nhau một góc 1200. Xác đ ịnh đặc điểm của lực F3 để vật cân bằng. Câu 4: (2 đ) Quả cầu đồng chất, trọng lượng 40N, được treo vào tường thẳng đứng bởi sợi dây nhẹ hợp với mặt tường góc 300 (hình 1). Bỏ qua ma sát. 1 ) Đường kéo d ài của dây treo đi qua điểm đặc biệt nào? Giải thích? 2 ) Xác định lực căng dây treo và ph ản lực của tường lên quả cầu? Câu 5: (3 điểm) Một vật có khối lư ợng m, nằm yên trên một mặt phẳng nghiêng so với phương ngang một góc  , (Hình 2). a. Xác định và nêu đặc điểm của các lực tác dụng lên vật. b . Biểu diễn các lực tác dụng lên vật trên hình vẽ và viết biểu thức liên h ệ giữa chúng nếu có. c. Cho khối lư ợng của vật m = 2kg, góc nghiêng  =300. Xác định độ lớn của từng lực tác dụng lên vật. Lấy g = 10m/s2. Trang 5 Nhóm 3- Chuyên ngành LL và PPDH bộ môn Vật lý
Tiểu luận chuyên đề tổ chức hoạt động nhận thức 3. PHƯƠ NG TIỆN DẠY HỌC B ộ thí nghiệm về cân bằng vật rắn: vật mỏng phẳng hình khuyên, bảng đỡ, thước đo góc, lực kế, dây treo. 4 . NỘI DUNG TRÌNH BÀY BẢNG 2 . Điều kiện cân bằng của một vật rắn dưới tác dụng của ba lực không song song. a ) Điều kiện cân bằng.  Xét một vật rắn cân bằng dưới tác dung của ba lực F1 , F2 , F3      + Gọi F12  F1  F2 nên F12 đồng phẳng và đồng quy với F1, F2   + Vật rắn cân bằng nên F3 cân bằng với F12 , tức là:       F12   F3 F1  F2   F3  F1  F2  F3  0 hay    F3 cùng giá với F12 nên F1 , F2 , F3 đồng phẳng và đồng quy. K ết luận: Điều kiện cân bằng của một vật rắn chịu tác dụng của ba lực không song song là: - Ba lực phải đồng phẳng và đồng quy. - Tổng vectơ của ba lực phải bằng không. b) Thí nghiệm kiểm chứng.  Dụng cụ thí nghiệm + Hai lực kế 10N có chân nam châm. + Một vòng nhẫn nhỏ +Thước đo góc được đính vào bảng sát nhờ các ghim nam châm  Bố trí thí nghiệm (như h ình vẽ) Trang 6 Nhóm 3- Chuyên ngành LL và PPDH bộ môn Vật lý
Tiểu luận chuyên đề tổ chức hoạt động nhận thức  Tiến hành thí nghiệm + Bố trí nghiệm (như hình vẽ) + Đọc số chỉ của hai lực kế thu đư ợc F1, F2. + Xác định góc  + Tháo bỏ một lực kế, xác đ ịnh trọng lượng của vật bằng lực kế còn lại.  Kết quả 0 Nhận F1 = 4N F2=3N  = 90 P = 5N xét kết quả. 2 2 + Theo lý thuyết: F12 = F1  F2 + Theo thực nghiệm: F12 = P   F12  P    F12   P      Kết luận: F1  F2  P  0 5 . TIẾN TRÌNH HO ẠT ĐỘNG DẠY HỌC 5 .1. Đề xuất vấn đề.  Xét m ột vật rắn cân bằng d ưới tác dụng của ba lực không song song F1 , F2 , F3 .  Hãy xác định mối liên hệ giữa F1 , F2 , F3 . Từ đó cho nhận xét. Học sinh suy nghĩ trao đổi đưa ra khó khăn về nhu cầu kiến thức cần thiết mà học sinh chưa biết. Yêu cầu học sinh đưa ra khó khăn cần giải quyết để có thể giải được bài toán đã cho. Nhận xét ý kiến học sinh và giúp học sinh nhận rõ vấn đề cần nghiên cứu giải quyết, đồng thời đề xu ất vấn đề như đ ã ghi trong sơ đồ tiến trình khoa học xây dựng kiến thức. Trang 7 Nhóm 3- Chuyên ngành LL và PPDH bộ môn Vật lý
Tiểu luận chuyên đề tổ chức hoạt động nhận thức 5 .2 Giải quyết vấn đề  Định hướng giải pháp Yêu cầu học sinh suy nghĩ, cho ý kiến về hướng giải quyết vấn đề. HS suy nghĩ, trao đổi, phát biểu ý kiến. Nhận xét các ý kiến của họ c sinh. Nếu cần giúp đõ để học sinh có thể đề xuất giải  pháp kh ả thi, giáo viên gợi ý cho học sinh suy nghĩ tới việc: Khi thay thế hai lực F1 , F2  b ằng một lực F12 thì khi đó coi như vật chịu tác dụng của bao nhiêu lực? Và điều kiện cân bằng của vật rắn khi đó là gì?    Để F1 , F2 có h ợp lực F12 thì F1 , F2 ph ải thỏa m ãn điều kiện gì?   Học sinh suy nghĩ, trao đổi, phát biểu ý kiến: hai lực F1 và F2 phải có cùng điểm đặt. Giáo viên nhận xét, giúp đỡ, bổ sung và cuối cùng rút ra giải pháp như đã ghi trong sơ   đồ: hai lực F1 và F2 ph ải đồng quy.  Thực hiện giải pháp, nêu kết luận Yêu cầu học sinh thực hiện giải pháp đã nêu trên và diễn đạt kết luận trả lời cho vấn   đ ề đặt ra: Lực F12 phải có quan hệ như thế n ào với lực F3 để vật rắn cân bằng?   Học sinh thực hiện giải pháp và nêu kết luận rút ra được : F12 và F3 phải là hai lực trực đối. Yêu cầu học sinh phát biểu điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của ba lực không song song Nh ận xét, bổ sung và đưa ra kết luận như đã ghi trong sơ đồ: Điều kiện để vật rắn cân bằng khi ch ịu tác dụng của ba lực không song song là phải đồng phẳng, đồng quy và tổng vectơ của ba lực phải bằng không.  K iểm nghiệm kết quả vừa thu được Mỗi vật rắn luôn chịu tác dụng của trọng lực, có thể coi trọng lực là lực thứ ba được không? Nếu được th ì phải bố trí thí nghiệm thế n ào? Dùng hai lực kế treo vật rắn thông qua hai sợi dây, cố định hai lực kế, quan sát giá   của ba lực F1 , F2 và P có đồng phẳng không? Học sinh suy nghĩ, trao đổi, đề xuất ý kiến. Nhận xét, bổ sung, xác định giải pháp kiểm nghiệm như đã nêu trong sơ đ ồ. Trang 8 Nhóm 3- Chuyên ngành LL và PPDH bộ môn Vật lý
Tiểu luận chuyên đề tổ chức hoạt động nhận thức Yêu cầu học sinh làm việc nhóm:  Vẽ giá của hai lực.  Đọc số chỉ trên các lực kế và vẽ theo một tỉ lệ xích nhất định để tìm hợp lực .    So sánh độ lớn của hợp lực F12 và trọng lư ợng P . Các nhóm học sinh làm việc. Yêu cầu các nhóm học sinh công bố các kết quả và trao đổi để đưa ra kết luận cuối cùng về kiến thức cần xây dựng đư ợc. Trao đổi chung to àn lớp. 5 .3. Khái quát củng cố kết luận về kiến thức mới. Thực nghiệm đã ch ứng tỏ để một vật rắn cân bằng dưới tác dụng của ba lực không song song thì h ợp lực của hai lực bất kỳ phải cân bằng với lực thứ ba. Giao bài tập về nhà:  Yêu cầu học sinh làm bài tập đã nêu khi đ ề xuất vấn đề và các bài tập đã ghi ở mục Đề kiểm tra kết quả học tập trong phần mục tiêu d ạy học.  Ôn lại kiến thức về điểm chia (chia trong, chia ngoài) một đoạn thẳng theo tỉ lệ đã cho. Trang 9 Nhóm 3- Chuyên ngành LL và PPDH bộ môn Vật lý

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.26: Bộ 320 Luận Văn Thạc Sĩ Y Học

320 tài liệu

1247 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.