PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH.. Hiểu được khái niệm momen động lượng là đại lượng động học đặc trưng cho chuyển động quay của một vật quanh một trục.
Trang 1PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA VẬT RẮN QUAY
QUANH
MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH
I / MỤC TIÊU :
Biết cách xây dựng phương trình động lực học vật rắn
Hiểu được khái niệm momen động lượng là đại lượng động học đặc trưng cho chuyển động quay của một vật quanh một trục
Thuộc và hiểu được công thức về momen động lượng của vật rắn và các đại lượng chứa trong công thức đó
Hiểu định luật bảo toàn momen động lượng và áp dụng để giải thích một số hiện tượng trong đời sống
II / CHUẨN BỊ :
1 / Giáo viên :
Nếu có thể, GV chuẩn bị một số tranh ảnh có liên quan đến momen động lượng như các ảnh trong bài học
Có thể chuẩn bị hình ảnh động về nhào lộn, trượt băng nghệ thuật trên máy tính
2 / Học sinh :
Xem lại phương trình động lực học của chất điểm trên vòng tròn M = I.
Trang 2III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC :
Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Hoạt động 1 :
HS : Học sinh lên bảng viết phương
trình động lực học của chất điểm
trong chuyển động quay quanh một
trục : M = I
HS : Học sinh lên bảng viết phương
trình động lực học của vật rắn trong
chuyển động quay quanh một trục :
M = I
HS : Tự nêu ý nghĩa vật lý và đơn vị
của từng đại lượng trong công thức :
M = I
Hoạt động 2 :
+ Ta có :
M = I
+ Mà :
GV : Cho học sinh nhắc lại phương
trình động lực học của chất điểm trong chuyển động quay quanh một trục
GV : Hướng dẫn học sinh thiết lập
phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục
GV : Hướng dẫn học sinh nêu ý
nghĩa vật lý và đơn vị của từng đại
lượng trong công thức trên ?
GV : Hãy viết phương trình động lực
học của vật rắn quay quanh một trục : M = I.
GV : Hãy viết công thức xác định
gia tốc góc : =
t d
d
?
Trang 3 =
t d
d
+ Ta có :
M = I
t d
d
=
t d
I
+ Đặt : L = I : moment động
lượng
Hoạt động 3 : Học sinh tự ghi định
luạt bảo toàn moment đọng lượng !
GV : Hướng dẫn học sinh hình khái
niệm moment động lượng ?
GV : Hướng dẫn học sinh viết dạng
khác của phương trình động lực học của vật rắn chuyển động quay quanh một trục
GV : Em hãy cho biết khi M = 0 thì
t d
L d
bằng bao nhiêu ?
GV : Em hãy cho biết khi
t d
L d
= 0
thì moment động lượng có đặc điểm
gì ?
GV : L = const
IV / NỘI DUNG :
1 Phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định :
M = I.
Với :
M : momen của các ngoại lực (N.m)
Trang 4I : momen quán tính của vật rắn (kg.m2)
: gia tốc góc của vật rắn (rad/s2)
2 Momen động lượng của vật rắn :
Momen động lượng của vật rắn đối với một trục quay bằng tích số của momen quán tính của vật đối với trục đó và vận tốc góc của vật quay quanh trục đó
L = I + I : momen quán tính (kg.m2)
+ : vận tốc góc (rad/s)
+ L : momen động lượng (kg.m2/s)
Momen động lượng luôn cùng dấu với vận tốc góc
3 Định lý biến thiên momen động lượng :
Độ biến thiên momen động lượng của một vật rắn trong một khoảng thời gian bằng tổng các xung của momen lực tác dụng lên vật trong khoảng thời gian đó
L = M t
Với
L : độ biến thiên momen động lượng (kg.m2/s)
M.t : xung của momen lực
4 Định luật bảo toàn momen động lượng
Trang 5Khi tổng đại số các momen ngoại lực vật lên một vật rắn đối với một trục bằng không (hay các momen ngoại lực triệt tiêu nhau), thì momen động lượng của vật rắn đối với trục đó là không đổi I1.1 = I2.2
Trường hợp đặc biệt :
Trong trường hợp vật rắn có momen quán tính đối với trục quay không đổi thì vật rắn không quay hoặc quay đều quanh trục đó
IV / CỦNG CỐ VÀ DẶN DÒ :
Làm câu hỏi trắc nghiệm 1, trả lời câu hỏi 2,3 và các bài tập 1,2,3
Xem bài 5