Bài 5. Sự cân bằng lực - Quán tính

Kiểm tra bài cũ
Diễn tả bằng lời các yếu tố của các lực vẽ ở hình sau:
Lực Fk đặt ở A, có phương nằm ngang, chiều từ trái sang phải, có cường độ 150 N
Trọng lực P đặt ở B, có phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống dưới, có cường độ 200 N
Ở lớp 6 ta đã biết một vật đang đứng yên chịu tác dụng của hai lực cân bằng sẽ tiếp tục đứng yên (H.5.1). Vậy một vật đang chuyển động chịu tác dụng của hai lực cân bằng sẽ thế nào ?
Hình 5.1
I. Hai lực cân bằng
1. Hai lực cân bằng là gì ?
Hai lực cân bằng là hai lực cùng đặt lên một vật, có cường
độ bằng nhau, phương nằm trên cùng một đường thẳng, chiều ngược nhau.
C1: Hãy kể tên và biểu diễn các lực tác dụng lên quyển sách, quả cầu, quả bóng có trọng lượng lần lượt là 3N; 0,5N; 5N bằng các véctơ lực. Nhận xét về điểm đặt, cường độ, phương, chiều của hai lực cân bằng.
Trả lời C1:
P3
Q2
5N
Q2 = P3 = 5 N
T
0,5N
T = P2 = 0,5 N
P1
Q1 = P1 = 3 N
- Quyển sách chịu tác dụng của 2 lực: Trọng lực P1 hướng xuống dưới và lực đẩy Q1 của mặt bàn hướng lên trên
- Quả cầu chịu tác dụng của 2 lực: Trọng lực P2 hướng xuống dưới và lực kéo T của sợi dây hướng lên trên
- Quả bóng chịu tác dụng của 2 lực: Trọng lực P3 hướng xuống dưới và lực đẩy Q2 của mặt đất hướng lên trên
* Kể tên và biểu diễn lực:
2. Tác dụng của hai lực cân bằng lên một vật đang chuyển động
b) Thí nghiệm kiểm tra
a) Dự đoán
Dưới tác dụng của hai lực cân bằng, một vật đang đứng yên sẽ……………………..; đang chuyển động sẽ………………………………………..
Ta biết lực là nguyên nhân làm thay đổi vận tốc. Khi các lực tác dụng lên vật không cân bằng nhau thì vận tốc của vật thay đổi.
Vậy khi các lực tác dụng lên vật cân bằng nhau thì vận tốc của vật sẽ ra sao ?
Khi các lực tác dụng lên vật cân bằng nhau thì vận tốc của vật sẽ không thay đổi, tức là vật sẽ đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều.
tiếp tục đứng yên
tiếp tục chuyển động thẳng đều
Kết quả thí nghiệm được ghi trong bảng 5.1
c) Kết luận:
Một vật đang chuyển động mà chịu tác dụng của hai lực cân bằng thì sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều. Chuyển động này được gọi là chuyển động theo quán tính.
II. QUÁN TÍNH
1. Nhận xét.
Khi có lực tác dụng, mọi vật không thể thay đổi vận tốc đột ngột được vì có quán tính.
Vậy quán tính là gì ?
Vật có khối lượng càng lớn, quán tính càng lớn và ngược lại.
Ô tô, tàu hỏa, xe máy khi bắt đầu chuyển động không đạt ngay vận tốc lớn mà phải tăng dần ; khi đang chuyển động, nếu phanh (thắng) gấp cũng không dừng lại ngay mà còn trượt tiếp một đoạn.
Quán tính là tính giữ nguyên vận tốc của vật.
2. Vận dụng
C6: Búp bê đang đứng yên trên xe. Bất chợt đẩy xe chuyển động về phía trước. Hỏi búp bê sẽ ngã về phía nào ? Tại sao ?
Búp bê ngã về phía sau. Vì khi đẩy xe, chân búp bê chuyển động cùng với xe do ma sát. Nhưng thân và đầu búp bê chưa kịp thay đổi vận tốc do quán tính, nên vẫn đứng yên. Vì vậy búp bê ngã về phía sau.
C7: Đẩy cho xe và búp bê cùng chuyển động rồi bất chợt dừng xe lại. Hỏi búp bê sẽ ngã về phía nào ? Tại sao ?
Búp bê ngã về phía trước. Vì khi xe dừng đột ngột, chân búp bê bị dừng lại cùng với xe do ma sát. Nhưng thân và đầu búp bê chưa kịp thay đổi vận tốc do quán tính, nên vẫn chuyển động, vì vậy mà búp bê ngã về phía trước.
C8: Hãy Dùng khái niệm quán tính để giải thích các hiện tượng sau đây:
a) Khi ôtô đột ngột rẽ phải, hành khách ngồi trên xe bị nghiêng về bên trái.
Khi ôtô đột ngột rẽ phải, mông và chân hành khách bị kéo về bên phải do ma sát. Nhưng thân người và đầu hành khách chưa kịp chuyển động về bên phải do quán tính, nên vẫn đứng yên. Vì vậy hành khách trên xe bị nghiêng về sang trái.
b) Khi nhảy từ bậc cao xuống chân ta gập lại.
Khi chạm đất, bàn chân dừng lại vì bị cản. Nhưng toàn thân và cẳng chân chưa kịp thay đổi vận tốc do quán tính, nên vẫn chuyển động xuống dưới. Vì vậy chân ta gập lại.
c) Bút tắc mực, ta vẩy mạnh, bút lại có thể viết tiếp được.
Khi tay dừng lại đột ngột, bút cũng dừng lại do ma sát. Nhưng mực chưa kịp thay đổi vận tốc do quán tính, nên vẫn chuyển động. Vì vậy mà mực văng ra ngoài, và bút lại viết tiếp được.
Khi gõ mạnh đuôi cán xuống đất, nó dừng lại đột ngột do bị cản, nhưng đầu búa không kịp thay đổi vận tốc do quán tính nên vẫn chuyển động. Vì vậy mà đầu búa ngập sâu vào cán búa.
d) Khi cán búa lỏng, ta có thể làm chặt bằng cách gõ mạnh đuôi cán xuống đất.
Khi Giật nhanh tờ giấy dưới đáy cốc, thì giấy chuyển động cùng với tay, nhưng cốc chưa kịp thay đổi vận tốc do quán tính, nên cốc vẫn đứng yên.
e) Đặt một cốc nước lên tờ giấy mỏng. Giật nhanh tờ giấy ra khỏi đáy cốc thì cốc vẫn đứng yên.
Hướng dẫn về nhà
- Học thuộc ghi nhớ.
- Làm các bài tập 5.1, 5.2, 5.3. 5.4 (SBT)
- Đọc trước bài : Lực ma sát