Giáo án nâng cao môn Vật lý Lớp 127602

Chương I: CƠ HỌC VẬT RẮN Bài: CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH I Mục tiêu:  Kiến thức: Biết khái niệm tọa độ góc, gia tốc góc, phương trình động học chuyển động quay vật rắn quanh trục cố định - Biết cách xây dựng vẽ đồ thị phương trình chuyển động quay quay biến đổi hệ tọa độ ( ,t) -Nắm vững cơng thức liên hệ vận tốc góc vận tốc dài, gia tốc góc gia tốc dài điểm vật rắn  Kĩ năng:Vận dụng giải tập đơn giản  Liên hệ thực tế: Vai trò kiến kiến thức khoa học đời sống II Phương pháp dạy học: Giảng giải – phát vấn III Chuẩn bị: Giáo viện:  Chuẩn bị hình vẽ: 1.1,1.2,1.3,14, 1.5 sgk trang 4,5,6,7  Các hình vẽ tranh ảnh sưu tầm có liên quan Học sinh:  Có đầy đủ sách giáo khoa  Ôn lại phần động học chất điểm 10A IV.TIẾN TRÌNH TIẾT DẠY  Ổn định tổ chức  Kiểm tra cũ:  NỘI DUNG HĐ1 Đặc điểm vật rắn quay quanh trục cố định Hoạt động thầy Hoạt động trò Nội dung Hỏi : Khi vật rắn quay quanh Trả lời câu hỏi C1 1.Tọa độ góc: trục cố định, góc quay  Mọi điểm điểm vật rắn có quan hệ Nêu hai đặc điểm chuyển động M vật vạch nào? đường O Vì điểm vật rắn quay trịn ,có tâm góc giống  cần lấy nằm trục + OM > quay(sgk) tọa độ góc  M vật rắn làm + OM <  Khi vật rắn quay quanh trục cố tọa độ góc vật rắn thơng báo cơng thức tọa độ góc qui ước dấu? định điểm vật rắn có + Giá trị dương góc Hỏi : Tọa độ góc điểm sai góc quay   thực cách quay trục khác 2k (2k +1) vị trí  Tọa độ góc  = ( Ox , OM )   Ox đến tia OM ngược chiều kim véc tơ tia chúng nào? Nếu quay Ox đến OM mà: đồng hồ + ngược chiều kim đồng hồ  > 0, + Giá trị âm góc +cùng chiều kim đồng hồ  < thực cách quay trục Ox đến tia OM thuận chiều kim đồng hồ HĐ 2.Vận tốc góc Hoạt động thầy Hoạt động trò Hỏi : Phát biểu định nghĩa vận tốc Khi t nhỏ dần tiến tới đến góc tốc độ trung bình trở thành vận tốc tức thời Vận tốc góc đại lượng đại số Phát biểu định nghĩa tốc độ góc tức Vận tốc góc có giá trị dương vật thời đạo hàm theo thời gian rắn quay theo chiều dương qui ước tọa độ góc âm ngược lại Tự nhìn sách ghi Hỏi : Lập cơng thức tính vận tốc góc trung bình tức thời vật rắn? Trả lời câu hỏi C2 HĐ 3.Gia tốc góc Hoạt động thầy Hoạt động trị DeThiMau.vn Nội dung 2.Tốcđộ góc:  Tốc độ góc chiều quay vật rắn  Cơng thức: +Tốcđộ góc trung bình: tb=      t  t0 t +Tốc độ góc tức thời:  = d/dt (2)  Tốc độ góc tức thời ( gọi tắt tốc độ góc) đại lượng đặc trưng cho mức độ quay nhanh hay chậm vật rắn quay quanh trục đạo hàm bậc theo thời gian tọa độ góc vật rắn Nội dung Hỏi : Khi vật rắn quay khơng lúc Tự hình thành định nghĩa gia tốc vận tốc góc thay đổi Để đặc trưng trung bình cho biến thiên nhanh hay chậm vận tốc tốc góc ta đưa khái niệm gia tốc góc Khi t nhỏ dần tiến tới đến Hỏi :Định nghĩa gia tốc góc gia tốc trung bình trở thành gia tốc Gọi  0 vận tốc góc tức thời vật rắn thời điểm t t0 Phát biểu định nghĩa gia tốc góc tức thời đạo hàm theo thời gian Hỏi : Lập cơng thức tính gia tốc góc vận tốc góc trung bình tức thời vật rắn? Tự nhìn sách ghi 3.Gia tốc góc:  Gia tốc góc vật rắn đại lượng đặc trưng cho biến thiên nhanh hay chậm vận tốc góc  Cơng thức: +gia tốc góc trung bình:  tb=     (4)  t  t0 t +gia tốc góc tức thời  d d    (5) t 0 t dt dt :  = lim Có phải dấu gia tốc cho ta biết vật rắn quay nhanh dần hay chậm dần không? Hỏi : +   > 0: quay nhanh dần, +. < 0: quay chậm dần  Gia tốc góc tức thời ( gọi tắt gia tốc góc) vật rắn quay quanh trục đạo hàm bậc theo thời gian vận tốc góc vật rắn  Đơn vị gia tốc Rad/s2 Trả lời câu hỏi C3  Gia tốc góc đại lượng đại số HĐ 4.Các phương trình động lực học chuyển động quay Hoạt động thầy Hoạt động trò Hướng dẫn hoạt động Hs thông qua câu hỏi: Nội dung 4.Các phương trình động lực học chuyển động quay :  Chuyển động quay chuyển động mà vận tốc góc vật rắn khơng đổi theo thời gian tb =  = const H1: Dựa Sgk định nghĩa chuyển động quay đều? H2: Trong công thức (1) chọn t0=0  phương trình chuyển động vật rắn quay quanh trục cố định.?   0 chọn t0 = ta t  t0  Từ (1): = được:  = 0+ t (3) Phương trình chuyển động vật rắn quay quanh trục cố định H3: Phương trình (3) có dạng tương tự phương trình học lớp 10? HĐ Chuyển động quay biến đổi Hoạt động thầy Hoạt động trò Định nghĩa chuyển động quay biến đổi Tiết 2: Hỏi :Định nghĩa chuyển động Tự nhìn sách ghi quay biến đổi đều?  = const  = o +  t Hỏi : Phương trình (6) có dạng tương tự phương trình  = o + ot + t học lớp 10? 2 - o2 =  ( - o) Hỏi : Viết phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều: x = x0 +v0t + 0,5at2 Dựa vào tương tự: Trả lời câu hỏi C4 x  , x0 0, v0  0, a   để suy phương trình (7) Đồ thị mơ tả phụ thuộc  vào t DeThiMau.vn  Trong chuyển động quay vật rắn tọa độ góc hàm số bậc thời gian Đồ thị đường thẳng xiên góc, với hệ số góc  Nội dung Chuyển động quay biến đổi đều:  Chuyển động quay biến đổi chuyển động mà gia tốc góc vật rắn khơng đổi theo thời gian tb =  = const  Từ (5):  = ( - 0)/(t – t0) Chọn t0 = ta được:  = 0 +  t (6)  Phương trình chuyển động quay biến đổi đều:  = 0 +0t + 12  t2 (7)   0 0 O > t O < t đường gì? Dạng đồ thị phụ thuộc vào dấu ? HĐ 6.Vận tốc gia tốc điểm vật rắn chuyển động quay Hoạt động thầy Hoạt động trò Nội dung HĐ6: 6.Vận tốc gia tốc điểm vật Khi vật rắn quay xung quanh rắn chuyển động quay: trục quay cố định điểm a Trong chuyển động quay đều: vật rắn cách trục quay Thay đổi hướng , không thay  Liên hệ vận tốc góc vận tốc dài: đoạn r chuyển động tròn Dựa đổi độ lớn v = r (8) vào vật lý 10 Hs cho biết mối  Gia tốc hướng tâm vật rắn quay đều: quan hệ vận tốc góc với vận v2 tốc dài gia tốc hướng tâm an = r. = (9) r điểm đó? b Trong Hỏi :+ v = r, chuyển v v at + an = r.2 = động a r quay M (+) Nhấn mạnh gia tốc hướng tâm không đều:  biến thiên phương chiều điểm  Tại O an vận tốc dài mà gây ra! x rắn Thay đổi hướng độ lớn vật Nếu vật rắn quay khơng đều, ta đồng thời điểm vật rắn chuyển có: + Gia tốc pháp tuyến động trịn khơng Trong +Sự biến thiên  chuyển động biến + Gia tốc tiếp tuyến phương chiều v gây gia tốc hướng tâm:    thiên phương, chiều vận tốc a  an  at cịn có biến thiên độ lớn vận tốc Biến thiên độ lớn vận tốc Trả lời câu hỏi C5 v2 gây nên gia tốc tiếp tuyến at an = r.2 = r Hỏi : Viết cơng thức tính gia tốc + Biến thiên độ lớn vận tốc gây tiếp tuyến? nên gia tốc tiếp tuyến at: Các điểm vật rắn xa Trả lời câu hỏi C6 dv d trục quay gia tốc góc r at = nào? dt dt a t  r (10)  Gia tốc toàn phần: a = a 2n  a 2t  Củng cố dặn dò: 1.Thường để đơn giản việc xác định dấu   ta nên chọn chiều quay dương chiều quay vật rắn Khi ta ln có  > vật quay + nhanh dần  > 0, + chậm dần  < HD trả lời câu hỏi: 1/8(Sgk): Câu a vì: Các điểm khác vẽ thành đường trịn khác 2/8(Sgk): Chuyển động quay vật rắn Chuyển động thẳng Đặc điểm chuyển động quanh trục cố định chất điểm Đều v = số  số  = 0 +0t + Biến đổi  t x = x0 +v0t + at  =0 +  t v =v0 + at 2 –02 =  (  –0) v2 –v02 = 2a( x –x0) t= 2  3/8sgk: Câu B vì: chuyển động quay nhanh dần   >0 ( dấu) Bài tập nhà: Làm tập: 1,2,3,4,5,6,7 trang 8,9 Sgk  Rút kinh nghiệm: DeThiMau.vn t= 2s a Bài 2: PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH I Mục tiêu:  Kiến thức: +Biết cách xây dựng phương trình động lực học vật rắn +Hiểu khái niệm momen đại lượng đặc trưng cho chuyển động quay vật quanh trục +Thuộc hiểu công thức momen động lượng vật rắn đại lượng chứa công thức Định luật bảo tồn momen động lượng  Kĩ năng:Biết sử phương trình động lực học vật rắn để giải số tập đơn giản  Liên hệ thực tế:Vận dụng định luật bảo tồn mơmen để giải thích số tượng sống II Phương pháp:Pháp vấn - giảng giải III Chuẩn bị: Giáo viện:  Có thể chuẩn bị hình ảnh có liên quan đến học  Các hình động máy Học sinh: Ôn lại phương trình động lực học chất điểm chuyển động quay quanh trục IV.TIẾN TRÌNH TIẾT DẠY  Ổn định tổ chức  Kiểm tra cũ: V.NỘI DUNG BÀI GIẢNG H Đ I : Mối liên hệ gia tốc góc momen lực Hoạt động thầy Hoạt động trị Nội dung Mơmen lực M Khái niệm momen lực Mối liên hệ gia tốc góc lực F đối momen lực : F với vật rắn có Viết cơng thức tính độ lớn a Momen lực trục quay: trục quay cố momen lực M = F.d (1) định đại lượng  Đơn vị: N.m đặc trưng cho Nêu qui ước dấu momen  Quy ước dấu : F2 Qui ước dấu momen: tác dụng làm b.Mối liên hệ gia tốc góc + Momen lực F làm vật rắn quay theo momen lực : quay vật rắn chiều dương M = +F.d, quanh trục cố + Xét vật rắn cầu m nhỏ định lực F, đo tích + Momen  gắn đầu nhẹ ,dài r Chất lực F làm số lực cánh tay đòn điểm m chuyển động đường vật rắn quay Hs Quan sát h 3.1 để thảo luận trịn tâm O bán kính r chịu lực ngược chiều câu hỏi sau: F (hv) dương M    a Với lực phương O = -F.d d F  Fn  Ft Phân tích: tác dụng vào vật rắn, tác dụng làm A F  Xét thành phần Ft: quay vật phụ thuộc vào điểm đặt lực? + Ft =mat = mr   Ftr = mr2  , Trả lời b  Nếu lực có phương cắt trục + Vì Ftr = Frcos = Fd (+) quay, song với trục quay có câu hỏi C1 (+) Vậy : M = F.d = mr2  tác dụng làm quay vật rắn khơng? Vì +Xét trường hợp vật rắn gồm sao?  nhiều chất điểm … :  Tác dụng làm quay vật lớn phương lực quan hệ với phương trục quay?  Khi véc tơ lực nằm mặt phẳng  với trục quay, lực gọi trực giao với trục quay  Tổng kết kết luận rút vấn đề thảo luận mục a.; b để dẫn F O  Fn  Ft d  m DeThiMau.vn M  M   (m r ) i i i i i đến kết luận chung phần nội dung Trả lời câu hỏi C2 Cho H quan sát hình 3.2 Sgk kết luận rút mục Lưu ý cho học sinh cách xác định cánh tay đòn (Khoảng cách từ phương lực đến trục quay) Momen lực đại lượng đại số, dấu momen cho biết mômen lực làm cho vật rắn quay theo chiều H Đ II : Momen quán tính Hoạt động thầy I = mr2 gọi mơmen quán tính chất điểm trục  Từ công thức M = I    = H: M/ I? Liên hệ công thức a = F/m để khắc sâu kiến thức cho Hs Đơn vị I: kg.m2 Hoạt động trò Trả lời câu hỏi C3 Hs phát biểu mối quan hệ, nêu ý nghĩa momen quán tính Trả lời câu hỏi Nội dung Momen quán tính: Momen quán tính vật rắn trục:  Mơmen qn tính vật rắn trục đặc trưng cho mức qn tính (sức ì) vật chuyển động quay quanh trục  Cơng thức: I =  m i ri2 i  Mơmen qn tính số vật đồng chất trục quay  trục đối xứng vật: * Thanh có tiết diện bé so với chiều dài: I= ml 12 l : chiều dài +I phụ thuôc khối lượng phân bố Dựa kiến thức momen quán tính chất điểm Gv thơng báo momen qn tính vật rắn trục tổng momen quán tính phần vật trục quay m i ri2 Trong mi, ri I =  i khối lượng khoảng * Vành tròn hay trụ rỗng cách từ phần tử thứ i đến trục Vận dụng tính momen quán tính bán kính R: I = mR2 quay trái đất?  Nhấn mạnh: +Độ lớn momen quán tính phụ * Vành tròn hay trụ rỗng thuộc vào phân bố phần vật trục quay Nếu baùn kính R: I = mR2 Thay số: I = 9,8.1027kg.m2 vật đồng chất momen qn tính phụ thuộc vào khối lượng, hình dạng kích thước vật + Nếu vật khơng đồng chất có hình dạng momen * Hình cầu đặc: I = mR2 quán tính xác định thực nghiệm khối lượng  Thơng báo momen qn tính số vật đồng chất +V dụ :B 2/t14 trục quay  trục đối xứng vật nội dung H Đ III : Phương trình động lực học vật rắn quay quanh trục Hoạt động thầy Hoạt động trị Nội dung 3.Phương trình động lực học vật rắn  Dành thời gian cho Hs nhắc lại quay quanh trục cố định phương trình động lực học vật M = I  (8) rắn quay quanh trục  Từ khái quát lên: Nếu vật rắn +Trong đó: quay xung trục cố định  M tổng đại số momen lực đối có momen qn tính trục với trục quay  I Gọi M tổng đại số I: momen quán tính trục  momen lực trục quay  : Gia tốc góc vật rắn  tác dụng lên vật rắn DeThiMau.vn phương trình I  =M gọi pt động lực học vật rắn quay quanh trục H Đ IV : Bài tập V DỤ Hoạt động thầy Hoạt động trò Nội dung Đề (SGK): tóm tắt m=5kg ; I =0,2kg.m2 hình vẽ Tính gia tốc thùng nước 4.Củng cố dặn dò: Bài tập nhà: Làm tập: 1,2,3 trang 18 Sgk  Rút kinh nghiệm: Bài 3: MOMEN ĐỘNG LƯỢNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN MOMEN ĐỘNG LƯỢNG I Mục tiêu:  Kiến thức: Biết khái niệm momen động lượng đại lượng vật lý, momen động lượng đại lượng đại số-Viết cơng thức tính momen động lượng với trục Biết cách xác định dấu monen - Biết cách xây dựng biểu thức định luật II Niu-tơn dạng khác làm xuất momen lực momen quán tính  Kĩ năng: Cách xác định giá trị mômen động lượng  Liên hệ thực tế: Vai trò kiến kiến thức khoa học đời sống II Phương pháp:Giảng giải – phát vấn III Chuẩn bị: Giáo viện: Chuẩn bị hình 3.2 hình vẽ có liên quan Học sinh: Đọc trước nhà IV.TIẾN TRÌNH TIẾT DẠY 1/ Ổn định tổ chức 2/Kiểm tra cũ: 3/NỘI DUNG BÀI DẠY H Đ Momen động lượng Hoạt động thầy Hoạt động trò Nội dung Gv tổ chức cho Hs dựa vào Trả lời câu hỏi C1 1.Momen động lượng : phương trình I  =M để từ Khái niệm momen động lượng, a Dạng khác phương trình động lực học vật rắn quay dùng phép biến đổi toán học dẫn đơn vị Định luật II Niu-tơn cho quanh trục: d đến dạng :M= I M  I chất điểm dạng khác: dt  d (mv ) dp Đại lượng L=I gọi momen F   So sánh pt Ta có: M = I d = d (I) (2) dt dt dt dt động lượng vật rắn đặc với pt (3) để tìm Đặt : L  I trưng cho vật vật rắn có momen tương ứng? qn tính quay quanh trục dL  Từ (2)  M = (3) Momen động lượng có phải đại dt lượng đại số hay không? * Đúng trường hợp momen L = I  Dấu L dấu  L Công thức gọi phương qn tính thay đổi có tính cộng! trình động lực học chất điểm Vậy: Momen ngoại lực đặt lên vật chuyển động quay quanh rắn có trục quay cố định đạo trục hàm theo theo gian momen động Nêu trường hợp bảo toàn lượng vật rắn trục quay động lượng cho trường hợp làm thí nghiệm hay hình Tìm tương ứng cơng động chuẩn bị máy tính để thức p=mv với L = I? làm minh họa DeThiMau.vn Ta biết công thức  d (mv ) dp cho F  dt dt m thay đổi hệ nhiều vật Một dL cách tương tự, công thức M = dt cho trường hợp: +Vật có momen qn tính I thay đổi ( thay đổi h/dạng hay kích thước) dL Hs dựa vào phương trình M= dt Trả lời câu hỏi C phát biểu Dạng khác phương trình động lực học vật rắn quay quanh trục H Đ Momen động lượng Hoạt động thầy Hãy viết phương trình động lực học vật rắn quay quanh trục : M = I  Hãy viết công thức xác định gia tốc góc :  = d ? dt Hướng dẫn học sinh hình khái niệm moment động lượng ? Hướng dẫn học sinh viết dạng khác phương trình động lực học vật rắn chuyển động quay quanh trục Em cho biết M = Hoạt động trị Nội dung + Ta có : b/ Momen động lượng : M = I   Biểu thức L = I gọi momen động + Mà : lượng vật rắn, trục quay d  Vậy: Momen động lượng vật rắn  = dt trục quay tích số momen quán tính vật trục + Ta có : quay vận tốc góc vật quay d  d  I  M = I = quanh trục dt dt  Đơn vị: kg.m2/s + Đặt : L = I  : moment động Ví dụ : SGK lượng Trả lời câu hỏi C2 dL dt ? H Đ Định luật bảo toàn momen động lượng Hoạt động thầy Hoạt động trò dL Em cho biết = Học sinh suy nghĩ dt moment động lượng có đặc điểm ? trả lời L = const Trả lời câu hỏi C3 H Đ Các ví dụ bảo tồn momen động lượng Hoạt động thầy Hoạt động trò +Hệ nhiều vật Trong trường hợp Học sinh nhận xét pt cần hiểu M M=0 momen tổng đại số momen ngoại lực động lượng vật tác dụng lên hệ trục (hay hệ vật) quay, L tổng momen động trục quay DeThiMau.vn Nội dung Định luật bảo toàn momen động lượng: dL  Nếu M = =  L = số dt  Vậy định luật BT Mômen động lượng : Khi tổng đại số momen ngoại lực đặt lên vật rắn ( hay hệ vật) trục quay khơng ( hay momen ngoại lực triệt tiêu), momen động lượng vật rắn ( hay hệ vật) trục khơng đổi Trong trường hợp vật rắn có momen qn tính khơng đổi trục quay khơng đổi vật rắn khơng quay quay quanh trục Nội dung  Các ví dụ bảo tồn momen động lượng: n Hệ nhiều vật : L=  L i =L1+L2+ =Hằng số i 1 + Vật rắn có momen qn tính trục quay không đổi :Vật rắn không quay hay quay + Hệ vật có I thay đổi: L1=L2 hay 1I1=2I2 Ví dụ: Các động viên bơi lội, trượt băng nghệ thuật, nghệ sĩ xiếc thực động tác thường thay đổi tư nhằm thay đổi I thay đổi vận tốc góc Ví dụ: Máy bay trực thăng có hai hệ thống cánh quạt quay theo hai chiều ngược để giữ cho thân máy bay bay theo hướng lượng vật hệ với trục quay Gv cho Hs sinh nhận xét M=0 momen động lượng vật (hay hệ vật) trục quay có thay đổi khơng? Trả lời câu hỏi C4  Củng cố dặn dò: Bài tập nhà: 1,2 trang 14 Sgk  Rút kinh nghiệm: .Bài 4: ĐỘNG NĂNG CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC I Mục tiêu:  Biết cơng thức tính động vật rắn tổng động phân tử  Biết chuyển động vật rắn phân tích thành hai chuyển động thành phần: chuyển động tịnh tiến khối tâm chuyển động quay quanh trục qua khối tâm, từ biết động vật rắn gồm tổng động chuyển động tịnh tiến động chuyển động quay quanh khối tâm  Biết cách tính động tồn phần khối trụ lăn mặt phẳng II Chuẩn bị: Giáo viên: Chuẩn bị quay để làm mẫu c/đ quay quanh trục, tranh ảnh tuabin thuỷ lực nhà máy thuỷ điện Học sinh: Ôn kĩ học trước III Nội dung : 1/Bài cũ : 1/ khái niệm momen động lượng ? 2/ Định luật bảo tồn momen động lượng 3/ Các ví dụ bảo toàn momen động lượng: H Đ I Động vật rắn quay quanh trục Hoạt động thầy Hoạt động trò Nội dung HĐ1: Thiết lập Động vật rắn quay quanh trục: Nhắc lại đ vật rắn c Phát biểu động Xét vật rắn quay quanh trục cố định , có động thẳng vật rắn quay momen qn tính I , quay với tốc độ góc  , vật Đ v đ : Cho I ,  , Wđ vật quanh có động quay Wđ : quay ? 1  1  Wd    m i v i2     m iri 2  trục 2  2  Đ v đ :Động vật rắn Đơn m1 quay quanh trục có quan vị  2  m iri2 Trong đó: hệ với động động m2 phần tử vật quay quanh I=  m i ri mômen qn tính vật rắn trục đó? trục quay Hướng dãn H xây dựng công thức phần nội dung Suy ra: W  I đ Trong chuyển động song phẳng động vật rắn gồm Vậy: Động vật rắn quay quanh loại động nào? trục nửa tích số momen qn tính vật bình phương vận tốc góc vật trục quay DeThiMau.vn Hỏi: Nhắc lại công thức động vật rắn quay **Lưu ý : Vật quay tuân theo đ lý động c Động vật rắn:  Động vật rắn chuyển động song phẳng bao gồm động chuyển động tịnh tiến khối tâm động chuyển động quay quanh trục qua khối tâm:  quanh trục động tịnh tiến? Nêu mối lại mối quan hệ Vc  khối trụ lăn không trượt mặt phẳng H Đ III Bài tập ví dụ Hoạt động thầy Hướng dẫn : Phân tích đề Nêu hướng làm Góp ý Tính tốn  W = Wt+Wq= mv C + I 2 Trong đó: VC  có liên hệ với tuỳ theo trường hợp Ví dụ: Trong trường hợp hình trụ ( hay hình cầu) lăn khơng trượt mặt VC = R, với R bán kính trụ Hoạt động trị Phân tích giả thiết Bt Nêu cách giải 2 Nội dung Đề BT áp dụng trang 20 SGK Giải : Động lúc dầu : 1 Wđ1  I2  1,8.152  202,5J 2 Theo định luật BTDL : I 22  I11  2  31 Động lúc sau Wđ2  I 222  607,5J IV Củng cố dặn dò- Hướng dẫn nhà :  Chuyển động vật rắn chịu tác dụng lực ngoại lực khơng sinh cơng vật bảo toàn  Bài tập nhà: Làm tập: 1,2,3 trang 30,31 Sgk VI: Rút kinh nghiệm: Bài: BÀI TẬP VỀ PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH I Mục tiêu:  Kiến thức: Sử dụng công thức động học động lực học vật rắn quay quanh trục cố định - Qua hai mẫu, sử dụng điều học để giải tập khác  Kĩ năng: Phương pháp giải toán động học động lực học vật rắn quay quanh trục  Liên hệ thực tế:Vai trò kiến kiến thức khoa học đời sống II Phương pháp: Giảng giải – pháp vấn III Chuẩn bị: Giáo viện: Học sinh: Chuẩn bị tập nhà IV.TIẾN TRÌNH TIẾT DẠY  Ổn định tổ chức  Kiểm tra cũ: Phát biểu định luật bảo tồn mơmen động lượng Lấy ví dụ để giải thích? V.NỘI DUNG TIẾT DẠY Hoạt động thầy Hoạt động trò Nội dung DeThiMau.vn Gv: Gọi Hs đọc đề tập HS: Gv: gọi Hs lên bảng giải, lớp theo giỏi Hệ thống câu hỏi dẫn dắt Hs giải: Câu a  Viết công thức gia tốc góc, thay 0, , t    Thay  vào Pt: M=I   I Các học sinh cịn lại nghe tóm tắt đề tập vào Hs giải: Câu b  Khi khơng có M1 bánh xe quay chậm dần tác dụng momen lực nào?  Tính gia tốc góc 1 : 1=(0-)/t  Từ I  1= Mms  Mms  M=M1+Mms  M1 Câu c  Dựa vào cơng thức 22 0 =2    góc quay hai giai đoạn từ số vịng quay hai giai đoạn Bài tr 20Sgk Giả thiết  Bánh xe chịu: Momen M1= const, tổng momen 24Nm  Trong 5s đầu vận tóc góc tăng ÷10rad/s  sau M1 ngừng tác dụng, bánh xe quay chậm dần ngừng lại sau 50s Kết luận a Tính mơmen qn tính, b Xác định M1, c Số vịng quay tổng cộng Bài giải: a Tính I: Gia tốc bánh xe:  = (0)/t Thay số:  = 2rad/s Mặt khác: M=I   I=M/  =12kg.m2 b Xác định M1 Gia tốc góc bánh xe khơng có M1:  1=(0-)/t=-0,2rad/s  Do mơmen lực ma sát: Mms=I  1=12.(-0,2) = -2,4N.m  Vậy: M1=M-Mms=24+2,4= 26,4N.m c Số vịng quay tổng cộng:  Góc quay giai đoạn đầu: 2    =25rad 2  Góc quay giai đoạn sau:   O 2  2 =250rad Vậy số vòng quay: N=(+1)/2 =43,8 vòng Bài Giả thiết l=1m, m=120g , m=120g, I1 = 13 ml2 Kết luận a Tính momen quán tính hệ bi ở: + Trung điểm thanh, + đầu A b 1=120vòng/phút  2 bi A Bài giải: a Mômen quán tính hệ: I = I1 + I2 Với I1= 13 ml2 = 0,04kgm2, I2 = mr2 +Khi bi G: r = l/2= 0,5m  I2= 0,03kgm2 Suy ra: I = 0,07kgm2 + Khi bi A: r = l = 1m  I2 =0,12kgm2 Suy ra: I/ = 0,16 kgm2 b Momen động lượng hệ bảo toàn: A G Bài 3: Một OA đồng chất chiều dài l=1m khối lượng m=120g gắn vng góc với trục quay (D) thẳng đứng Trên có đặt viên bi nhỏ khối lượng m=120g cho mơmen qn tính trục quay O Ml a Tính mơmen qn tính hệ (thanh+bi) bi vị trí sau: + Bi trung điểm thanh, + Bi đầu A (hv) DeThiMau.vn b Ban đầu bi trung điểm thanh, quay với vận tốc góc 1=120vịng/phút, có rãnh nhỏ quay bi dịch chuyển theo rãnh nhỏ Khi bi di chuyển đến đầu A vận tốc góc lúc bao nhiêu? Gọi Hs đọc đề tập gọi Hs lên bảng giải, lớp theo giỏi Hệ thống câu hỏi gợi ý  Áp dụng định luật II Niutơn cho chuyển động vật m1 m2 phương trình động lực học vật rắn cho ròng rọc M  Chiếu lên chiều chuyển động để ba phương trình  Để ý độ lớn lực căng dây: T1=T1/ ; T2=T2/, độ lớn gia tốc vật a1=a2=a;  Phối hợp phương trình để dẫn cơng thức tính gia tốc hệ I1 = I/2  2 = I1/I/ = 52,5 (vòng /phút) Các học sinh lại nghe tóm tắt đề tập vào Hỏi: Khi bỏ qua khối lượng rịng rọc ta phải có điều kiện gì? Bài tr 21Sgk Giả thiết Hệ học (máy A-tut) hình vẽ, biết m2>m1 hệ chuyển động theo chiều rơi nặng có khối lượng lớn Kết luận Lập cơng thức tính gia tốc hệ khi: a Kể đến khối lượng rịng rọc b Suy trường hợp rịng rọc khơng có khối lượng Bài giải: a + R  Vì m2>m1 nên hệ chuyển động theo T/1 chiều m2 xuống T/2 T1 m1 lên T  Chọn chiều dương + m1 chiều chuyển m2 động vật P1  Ta có: m2a = m2g-T2 (1) P2 m1a = T1 – m1g (2) I  =Ia/R = T2R –T1R (3) Nhân hai vế phương trình (1), (2) cho R cộng ba phương trình vế theo vế: m2aR+ m1aR+Ia/R = m2gR-Rm1gR  a = (m2gR-Rm1gR) / (m2R+ m1R+I/R) hay: a = m m g m  m  I2 R b Khi bở qua khối lượng rịng rọc I=0 suy ra: a = m m g (Vật lý 10) m m  Củng cố dặn dò: Bài tập nhà: Làm tập: 1,2,3 trang 23 Sgk  Rút kinh nghiệm: Bài 1: Bánh xe chịu: Momen M1= const, tổng momen 24Nm Trong 5s đầu tốc độ góc tăng ÷10rad/s , sau M1 ngừng tác dụng, bánh xe quay chậm dần ngừng lại sau 50s DeThiMau.vn a Tính mơmen qn tính, b Xác định M1, c Số vịng quay tổng cộng Bài giải: a Tính I: Gia tốc bánh xe:  = (-0)/t ; Thay số:  = 2rad/s Mặt khác: M=I   I=M/  =12kg.m2 b Xác định M1 Gia tốc góc bánh xe khơng có M1:  1=(0-)/t=-0,2rad/s  Do mơmen lực ma sát: Mms=I  1=12.(-0,2) = -2,4N.m  Vậy: M1=M-Mms=24+2,4= 26,4N.m c Số vòng quay tổng cộng: 2  02 =25rad 2 02  2  Góc quay giai đoạn sau: 1  =250rad 1  Góc quay giai đoạn đầu:   Vậy số vòng quay: N=(+1)/2 =43,8 vòng Bài 2: Một OA đồng chất chiều dài l=1m khối lượng m=120g gắn vng góc với trục quay (D) thẳng đứng Trên có đặt viên bi nhỏ khối O A lượng m=120g Cho mơmen qn tính trục quay O 13 G Ml2 a Tính mơmen qn tính hệ (thanh+bi) bi vị trí sau: + Bi trung điểm thanh, + Bi đầu A (hv) b Ban đầu bi trung điểm thanh, quay với vận tốc góc 1=120vịng/phút, có rãnh nhỏ quay bi dịch chuyển theo rãnh nhỏ Khi bi di chuyển đến đầu A vận tốc góc lúc bao nhiêu? Bài Bài giải: a Mơmen qn tính hệ: I = I1 + I2.Với I1= 13 ml2 = 0,04kgm2, I2 = mr2 +Khi bi G: r = l/2= 0,5m  I2= 0,03kgm2; Suy ra: I = 0,07kgm2 + Khi bi A: r = l = 1m  I2 =0,12kgm2; Suy ra: I/ = 0,16 kgm2 b Momen động lượng hệ bảo toàn: I1 = I/2  2 = I1/I/ = 52,5 (vòng DeThiMau.vn ... hệ, nêu ý nghĩa momen quán tính Trả lời câu hỏi Nội dung Momen quán tính: Momen quán tính vật rắn trục:  Mômen quán tính vật rắn trục đặc trưng cho mức qn tính (sức ì) vật chuyển động quay quanh... phẳng động vật rắn gồm Vậy: Động vật rắn quay quanh loại động nào? trục nửa tích số momen quán tính vật bình phương vận tốc góc vật trục quay DeThiMau.vn Hỏi: Nhắc lại công thức động vật rắn quay... momen ngoại lực đặt lên vật rắn ( hay hệ vật) trục quay không ( hay momen ngoại lực triệt tiêu), momen động lượng vật rắn ( hay hệ vật) trục khơng đổi Trong trường hợp vật rắn có momen qn tính