Chọn đến phần học sinh cần nhanh chóng thông qua mục lục bằng cách click đến phần đó
Mở đầu trang 76
Đề bài: Tại sao khi đẩy cửa, tay ta đặt xa các bản lề của cánh cửa (hình a) thì mở cửa sẽ dễ dàng hơn khi đặt tay gần bản lề (hình b)?
Lời giải:
Cánh cửa quay quanh trục là các bản lề. Khi đẩy cửa:
- Tay đặt xa bản lề: giá của lực cách trục quay một khoảng lớn → moment lực lớn → dễ mở cửa.
- Tay đặt gần bản lề: giá của lực gần trục quay → moment lực nhỏ → khó mở cửa hơn.
→ Tác dụng làm quay của lực càng lớn khi giá của lực càng xa trục quay.
I. Lực có thể làm quay vật
Thí nghiệm trang 76 mục I
Đề bài:
Chuẩn bị: Thanh nhựa cứng có lỗ cách đều; giá thí nghiệm; các quả nặng giống nhau có móc treo.
Tiến hành:
- Gắn thanh nhựa lên giá tại trục quay O sao cho thanh nằm cân bằng theo phương ngang (Hình 18.1).
- Lần lượt treo quả nặng vào các vị trí A, O, C trên thanh và quan sát hiện tượng xảy ra.
Từ kết quả thí nghiệm, thực hiện nhiệm vụ sau:
- Treo quả nặng vào vị trí nào thì thanh quay, vào vị trí nào thì thanh không quay?
- Mô tả tác dụng làm quay của lực khi treo quả nặng vào điểm A, điểm C.
Lời giải:
1.
- Treo quả nặng vào vị trí A hoặc C: thanh quay quanh trục O (vì A, C nằm lệch so với trục quay).
- Treo quả nặng vào vị trí O (trùng trục quay): thanh không quay.
2. Mô tả tác dụng làm quay:
- Treo quả nặng vào điểm A (bên trái O): trọng lượng quả nặng kéo đầu A đi xuống → thanh quay theo chiều ngược chiều kim đồng hồ.
- Treo quả nặng vào điểm C (bên phải O): trọng lượng quả nặng kéo đầu C đi xuống → thanh quay theo chiều cùng chiều kim đồng hồ.
→ Lực có thể làm vật quay quanh một trục.
Hoạt động trang 77 mục I
Đề bài: Lấy tay tác dụng vào cánh cửa các lực khác nhau theo chiều mũi tên biểu diễn như ở Hình 18.2. Đường thẳng chứa mũi tên biểu diễn lực còn gọi là giá của lực. Trường hợp nào lực có thể làm quay cánh cửa?
Lời giải:
| Trường hợp | Đặc điểm giá của lực | Cánh cửa có quay không? |
|---|---|---|
| a) | Giá cắt trục quay | Không quay |
| b) | Giá song song với trục quay | Không quay |
| c) | Giá không song song và không cắt trục quay | Có quay |
→ Vậy chỉ trường hợp c) lực có thể làm quay cánh cửa.
Kết luận: Lực chỉ có thể làm quay vật khi giá của lực không song song và không cắt trục quay.
Câu hỏi trang 77 mục I
Đề bài:
- Tác dụng lực vào vị trí nào trong Hình 18.3 có thể làm cho tay nắm cửa quay quanh trục của nó? Vị trí nào làm tay nắm cửa không quay quanh trục của nó?
- Lực tác dụng ở vị trí nào có thể làm cho tay nắm cửa quay dễ dàng hơn?
Lời giải:
1.
- Tác dụng lực vào vị trí B hoặc C: tay nắm cửa quay quanh trục (vì giá của lực không cắt trục quay).
- Tác dụng lực vào vị trí A (trùng trục quay): tay nắm cửa không quay.
2. Lực tác dụng ở vị trí C (xa trục quay nhất) làm tay nắm cửa quay dễ dàng hơn, vì giá của lực càng xa trục quay thì tác dụng làm quay càng lớn.
II. Moment lực
Thí nghiệm trang 77 mục II
Đề bài:
Chuẩn bị: Dụng cụ thí nghiệm như ở Hình 18.1.
Tiến hành: Thực hiện thí nghiệm và hoàn thành Bảng 18.1.
- Tác dụng làm quay của lực phụ thuộc vào độ lớn của lực như thế nào?
- Giá của lực càng xa trục quay thì tác dụng làm quay của lực thay đổi như thế nào?
Lời giải:
Bảng 18.1. Kết quả thí nghiệm
(Giả sử khoảng cách OA = OC, B nằm giữa O và A nên OB < OC.)
| Vị trí treo quả nặng | Trạng thái của thanh ngang |
|---|---|
| Treo đồng thời hai quả nặng giống nhau vào hai điểm A và C | Thanh cân bằng, đứng yên (không quay) |
| Treo hai quả nặng vào điểm A và một quả nặng vào điểm C | Thanh quay về phía A (đầu A đi xuống) |
| Treo một quả nặng vào điểm B và một quả nặng vào điểm C | Thanh quay về phía C (đầu C đi xuống) |
Trả lời câu hỏi:
1. So sánh trường hợp 1 và 2 (cùng khoảng cách OA = OC, nhưng số quả nặng ở A nhiều hơn ở C): → Lực càng lớn thì tác dụng làm quay càng lớn. Vậy tác dụng làm quay của lực tỉ lệ thuận với độ lớn của lực.
2. So sánh trường hợp 3 (cùng số quả nặng ở B và C, nhưng OC > OB): → Bên C có tác dụng làm quay lớn hơn, thanh quay về phía C. Vậy giá của lực càng xa trục quay thì tác dụng làm quay của lực càng lớn.
→ Kết luận: Tác dụng làm quay của lực phụ thuộc vào hai yếu tố: độ lớn của lực và khoảng cách từ giá của lực đến trục quay.
Câu hỏi trang 78 mục II
Đề bài: So sánh moment của lực $F_1$, moment của lực $F_2$ trong các Hình 18.4a và Hình 18.4b.
Lời giải:
Áp dụng nguyên tắc: lực càng lớn, moment càng lớn; cánh tay đòn (khoảng cách từ giá lực đến trục quay) càng lớn, moment càng lớn.
Hình 18.4a: Hai cờ lê có cùng cánh tay đòn ($d_1 = d_2$), nhưng độ lớn lực $F_1 < F_2$.
→ Moment của $F_1$ nhỏ hơn moment của $F_2$ (do lực $F_1$ nhỏ hơn).
Hình 18.4b: Hai cờ lê có cùng độ lớn lực ($F_1 = F_2$), nhưng cánh tay đòn $d_1 < d_2$.
→ Moment của $F_1$ nhỏ hơn moment của $F_2$ (do cánh tay đòn $d_1$ ngắn hơn).
→ Kết luận: Moment lực phụ thuộc vào cả độ lớn của lực và khoảng cách từ giá lực đến trục quay. Cả hai yếu tố này càng lớn, moment lực càng lớn.
Em có thể
Cách tác dụng lực khi bắt đầu đạp pê-đan để xe đạp chuyển động
Lời giải:
Pê-đan xe đạp quay quanh trục đùm pê-đan. Để xe khởi động dễ dàng:
- Không nên đặt pê-đan ở vị trí thẳng đứng (trên cùng hoặc dưới cùng) vì khi đó giá của lực đi qua trục quay → moment lực bằng 0, không làm quay được pê-đan.
- Nên đặt pê-đan ở vị trí nằm ngang phía trước (cao ngang trục đùm) → khoảng cách từ giá lực đến trục quay lớn nhất → moment lực lớn nhất → xe dễ chuyển động.
- Khi đó, đạp thẳng xuống theo phương thẳng đứng (vuông góc với cánh tay đòn) sẽ cho tác dụng làm quay mạnh nhất.
Cách sử dụng cờ lê để vặn ốc một cách dễ dàng
Lời giải:
Để vặn ốc dễ dàng bằng cờ lê, ta áp dụng quy tắc moment lực:
- Chọn cờ lê có cán dài → cánh tay đòn $d$ lớn → moment lực lớn → vặn ốc dễ hơn.
- Tác dụng lực ở vị trí cuối cán cờ lê (xa ốc nhất) → khoảng cách từ giá lực đến trục ốc lớn nhất → moment lực đạt giá trị lớn nhất.
- Tác dụng lực vuông góc với cán cờ lê → cho hiệu quả làm quay cao nhất.
→ Theo nguyên tắc: $d$ càng lớn, $F$ càng lớn thì moment làm quay càng lớn → vặn được những ốc chặt mà không tốn nhiều sức.
Cô Trần Thị Thanh Thảo
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Khoa Học Tự Nhiên THCS
Trình độ: Cử nhân Sư phạm KHTN, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ Tin học, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 6+ năm kinh nghiệm tại Trường THCS Nguyễn Siêu