Vật lý cực hay

Trường THPT lê Hồng Phong Giáo án Vật lý 12 - Nâng cao TiÕt 1. Chương I: CƠ HỌC VẬT RẮN. Bài1: CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH. I. Mục tiêu: 1. Kiến thức: -Biết được các khái niệm về tọa độ góc, gia tốc góc, phương trình động học của chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định - Biết cách xây dựng và vẽ đồ thị các phương trình chuyển động quay đều và quay biến đổi đều trong hệ tọa độ ( ϕ,t) -Nắm vững các công thức liên hệ vận tốc góc vận tốc dài, gia tốc góc và gia tốc dài của một điểm trên vật rắn. 2. Kĩ năng:Vận dụng giải các bài tập đơn giản. 3. Liên hệ thực tế: Vai trò kiến của kiến thức trong khoa học và đời sống. II. Chuẩn bị: 1. Giáo viện: • Chuẩn bị các hình vẽ: 1.1,1.2,1.3,14, 1.5 SGK • Các hình vẽ tranh ảnh sưu tầm có liên quan. 2. Học sinh: • Ôn lại phần chuyển động tròn đều ở lớp 10. III.TIẾN TRÌNH TIẾT DẠY HĐ1 Đặc điểm của vật rắn quay quanh một trục cố định Hoạt động của thầy Hoạt động của trò Hỏi : Khi vật rắn quay quanh một trục cố định, thì góc quay của các điểm trên vật rắn có quan hệ như thế nào?. Vì các điểm trên vật rắn đều quay một góc giống nhau → chỉ cần lấy tọa độ góc ϕ của M trên vật rắn làm tọa độ góc của vật rắn và thông báo công thức tọa độ góc và qui ước dấu? Hỏi : Tọa độ góc của các điểm sai khác nhau 2kπ và (2k +1)π thì vị trí các véc tơ tia chúng như thế nào? Trả lời câu hỏi C1 Nêu hai đặc điểm của chuyển động + OM > 0 + OM < 0 + Giá trị đó là dương nếu góc được thực hiện bằng cách quay trục Ox đến tia OM ngược chiều kim đồng hồ. + Giá trị đó là âm nếu góc được thực hiện bằng cách quay trục Ox đến tia OM thuận chiều kim đồng hồ. HĐ 2.Vận tốc góc Hoạt động của thầy Hoạt động của trò Hỏi : Phát biểu định nghĩa vận tốc góc. Vận tốc góc là một đại lượng đại số. Vận tốc góc có giá trị dương khi vật rắn quay theo chiều dương qui ước và âm khi ngược lại. Hỏi : Lập công thức tính vận tốc góc trung bình và tức thời của vật rắn? Khi ∆t nhỏ dần và tiến tới đến 0 thì tốc độ trung bình trở thành vận tốc tức thời. Phát biểu định nghĩa tốc độ góc tức thời bằng đạo hàm theo thời gian của tọa độ góc. Tự nhìn sách ghi Trả lời câu hỏi C2 HĐ 3.Gia tốc góc Hoạt động của thầy Hoạt động của trò Hỏi : Khi vật rắn quay không đều lúc đó vận tốc góc thay đổi. Để đặc trưng cho sự biến thiên nhanh hay Tự hình thành định nghĩa gia tốc trung bình. Người soạn: NguyễnThế Lĩnh Tổ: Lý - Hoá - Tin - CNCN 1 Trường THPT lê Hồng Phong Giáo án Vật lý 12 - Nâng cao chậm của vận tốc tốc góc ta đưa ra khái niệm gia tốc góc. Hỏi :Định nghĩa gia tốc góc. Gọi ω và ω 0 lần lượt là vận tốc góc của vật rắn ở thời điểm t và t 0. Hỏi : Lập công thức tính gia tốc góc trung bình và tức thời của vật rắn? Có phải dấu của gia tốc cho ta biết vật rắn quay nhanh dần hay chậm dần không? Hỏi : + γ .ω > 0: quay nhanh dần, +β.ω < 0: quay chậm dần. Khi ∆t nhỏ dần và tiến tới đến 0 thì gia tốc trung bình trở thành gia tốc tức thời. Phát biểu định nghĩa gia tốc góc tức thời bằng đạo hàm theo thời gian của vận tốc góc. Tự nhìn sách ghi Trả lời câu hỏi C3 HĐ 4.Các phương trình động lực học của chuyển động quay Hoạt động của thầy Hoạt động của trò Hướng dẫn hoạt động của Hs thông qua các câu hỏi: H1: Dựa và Sgk định nghĩa chuyển động quay đều? H2: Trong công thức (1) chọn t 0 =0 → phương trình chuyển động của vật rắn quay quanh một trục cố định.? H3: Phương trình (3) có dạng tương tự như phương trình nào đã học ở lớp 10? Củng cố dặn dò: 1.Thường để đơn giản trong việc xác định dấu ω và β ta nên chọn chiều quay dương là chiều quay vật rắn. Khi đó ta luôn có ω > 0 và nếu vật quay + nhanh dần thì β > 0, + và chậm dần thì β < 0. ……………………………………………………………………… Ngµy so¹n : TiÕt 2. Chương I: CƠ HỌC VẬT RẮN. Bài1(tiÕp): CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH. I. Mục tiêu: 1. Kiến thức: -Biết được các khái niệm về tọa độ góc, gia tốc góc, phương trình động học của chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định - Biết cách xây dựng và vẽ đồ thị các phương trình chuyển động quay đều và quay biến đổi đều trong hệ tọa độ ( ϕ,t) -Nắm vững các công thức liên hệ vận tốc góc vận tốc dài, gia tốc góc và gia tốc dài của một điểm trên vật rắn. 2. Kĩ năng:Vận dụng giải các bài tập đơn giản. 3. Liên hệ thực tế: Vai trò kiến của kiến thức trong khoa học và đời sống. II. Chuẩn bị: 1. Giáo viện: • Chuẩn bị các hình vẽ: 1.1,1.2,1.3,14, 1.5 SGK • Các hình vẽ tranh ảnh sưu tầm có liên quan. 2. Học sinh: • Ôn lại phần chuyển động tròn đều ở lớp 10. Người soạn: NguyễnThế Lĩnh Tổ: Lý - Hoá - Tin - CNCN 2 Trường THPT lê Hồng Phong Giáo án Vật lý 12 - Nâng cao III.TIẾN TRÌNH TIẾT DẠY HĐ 1. Chuyển động quay biến đổi đều Hoạt động của thầy Hoạt động của trò Tiết 2: Hỏi :Định nghĩa chuyển động quay biến đổi đều? Hỏi : Phương trình (6) có dạng tương tự như phương trình nào đã học ở lớp 10? Hỏi : Viết phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều: x = x 0 +v 0 t + 0,5at 2 . Dựa vào sự tương tự: x ↔ ϕ, x 0 ↔ϕ 0 , v 0 ↔ ω 0 , a ↔ β để suy ra phương trình (7) Đồ thị mô tả sự phụ thuộc ϕ vào t là đường gì? Dạng của đồ thị này phụ thuộc như thế nào vào dấu của β? Định nghĩa chuyển động quay biến đổi đều Tự nhìn sách ghi γ = const. ω = ω o + γ t ϕ = ϕ o + ω o t + 1 2 γ t 2 ω 2 - 2 o ω = 2 γ (ϕ - ϕ o ) Trả lời câu hỏi C4 HĐ 2.Vận tốc và gia tốc của một điểm của vật rắn chuyển động quay Hoạt động của thầy Hoạt động của trò HĐ6: Khi vật rắn quay đều xung quanh trục quay cố định thì mỗi điểm trên vật rắn cách trục quay một đoạn r chuyển động tròn đều. Dựa vào vật lý 10 Hs cho biết mối quan hệ giữa vận tốc góc với vận tốc dài và gia tốc hướng tâm của các điểm đó? Hỏi :+ v = ωr, + a n = r.ω 2 = r v 2 Nhấn mạnh gia tốc hướng tâm chỉ do sự biến thiên phương và chiều của vận tốc dài mà gây ra! Nếu vật rắn quay không đều, thì mỗi điểm trên vật rắn chuyển động tròn không đều. Trong chuyển động này ngoài sự biến thiên phương, chiều của vận tốc còn có sự biến thiên về độ lớn vận tốc. Biến thiên về độ lớn vận tốc gây nên gia tốc tiếp tuyến a t . Hỏi : Viết công thức tính gia tốc tiếp tuyến? Các điểm trên vật rắn càng xa trục quay thì gia tốc góc của nó như thế nào? Thay đổi về hướng , không thay đổi về độ lớn. Thay đổi về hướng và cả độ lớn. + Gia tốc pháp tuyến + Gia tốc tiếp tuyến Trả lời câu hỏi C5 Trả lời câu hỏi C6 Củng cố dặn dò: 1.Thường để đơn giản trong việc xác định dấu ω và β ta nên chọn chiều quay dương là chiều quay vật rắn. Khi đó ta luôn có ω > 0 và nếu vật quay + nhanh dần thì β > 0, + và chậm dần thì β < 0. Người soạn: NguyễnThế Lĩnh Tổ: Lý - Hoá - Tin - CNCN 3 Trng THPT lờ Hng Phong Giỏo ỏn Vt lý 12 - Nõng cao 2 HD tr li cỏc cõu hi: 1/8(Sgk): Cõu a vỡ: Cỏc im khỏc nhau thỡ v thnh cỏc ng trũn khỏc nhau. 2/8(Sgk): 3/8sgk: Cõu B vỡ: trong chuyn ng quay nhanh dn thỡ . >0 ( cựng du) 3 Bi tp v nh: Lm cỏc bi tp: 1,2,3,4,5,6,7 trang 8,9 Sgk. Rỳt kinh nghim: . Ngày soạn : Tiết 3. Bài tập I. Mc tiờu: 1. Kin thc: - Nắm đợc các kiến thức Toạ độ góc , tốc độ góc , gia tốc góc , các phơng trình động học của chuyển động quay , vận tốc và gia tốc của các điểm trên vật quay, để giải bài tập . - Bit cỏch xõy dng v v th cỏc phng trỡnh chuyn ng quay u v quay bin i u trong h ta ( ,t) -Nm vng cỏc cụng thc liờn h vn tc gúc vn tc di, gia tc gúc v gia tc di ca mt im trờn vt rn. 2. K nng:Vn dng gii cỏc bi tp n gin. II. CU HI V BI TP TRC NGHIM Cõu 1: Mt vt rn ang quay xung quanh mt trc c nh i qua vt, mt im xỏc nh trờn vt rn cỏch trc quay khong r 0 cú ln vn tc di l mt hng s. Tớnh cht chuyn ng ca vt rn ú l A. quay u. B. quay nhanh dn. C. quay chm dn. D. quay bin i u. Cõu 2: Khi mt vt rn quay u quanh mt trc c nh i qua vt thỡ mt im xỏc nh trờn vt cỏch trc quay khong r 0 cú A. vect vn tc di bin i. B. vect vn tc di khụng i. C. ln vn tc gúc bin i. D. ln vn tc di bin i. Cõu 3: Mt vt rn ang quay u quanh mt trc c nh i qua vt. Vn tc di ca mt im xỏc nh trờn vt rn cỏch trc quay khong r 0 cú ln A. tng dn theo thi gian. B. gim dn theo thi gian. C. khụng i. D. bin i u. Cõu 4: Mt vt rn ang quay u quanh mt trc c nh i qua vt. Mt im xỏc nh trờn vt rn cỏch trc quay khong r 0 cú A. vn tc gúc bin i theo thi gian. B. vn tc gúc khụng bin i theo thi gian. C. gia tc gúc bin i theo thi gian. D. gia tc gúc cú ln khỏc khụng v khụng i theo thi gian. Cõu 5: Mt vt rn ang quay xung quanh mt trc c nh xuyờn qua vt. Cỏc im trờn vt rn (khụng thuc trc quay) A. quay c nhng gúc khụng bng nhau trong cựng mt khong thi gian. B. cựng mt thi im, khụng cựng gia tc gúc. C. cựng mt thi im, cú cựng vn tc di. D. cựng mt thi im, cú cựng vn tc gúc. Cõu 6: Phỏt biu no sau õy l khụng ỳng i vi chuyn ng quay u ca vt rn quanh mt trc ? A. Tc gúc l mt hm bc nht ca thi gian. B. Gia tc gúc ca vt bng 0. C. Trong nhng khong thi gian bng nhau, vt quay c nhng gúc bng nhau. D. Phng trỡnh chuyn ng (phng trỡnh to gúc) l mt hm bc nht ca thi gian. Ngi son: NguynTh Lnh T: Lý - Hoỏ - Tin - CNCN c im chuyn ng Chuyn ng quay ca vt rn quanh mt trc c nh. Chuyn ng thng ca mt cht im. u hng s v = hng s Bin i u = 0 + 0 t + 2 1 t 2 x = x 0 +v 0 t + 2 1 at 2 = 0 + t v =v 0 + at 2 0 2 = 2 ( 0 ) v 2 v 0 2 = 2a( x x 0 ) t = 2 t = a s2 4 Trường THPT lê Hồng Phong Giáo án Vật lý 12 - Nâng cao Câu 7: Phát biểu nào sau đây là không đúng đối với chuyển động quay nhanh dần đều của vật rắn quanh một trục ? A. Tốc độ góc là một hàm bậc nhất của thời gian. B. Gia tốc góc của vật là không đổi và khác 0. C. Trong những khoảng thời gian bằng nhau, vật quay được những góc không bằng nhau. D. Phương trình chuyển động (phương trình toạ độ góc) là một hàm bậc nhất của thời gian. Câu 8: Khi vật rắn quay đều quanh một trục cố định thì một điểm trên vật rắn cách trục quay một khoảng r có tốc độ dài là v. Tốc độ góc ω của vật rắn là A. r v = ω . B. r v 2 = ω . C. vr = ω . D. v r = ω . Câu 9: Khi vật rắn quay đều quanh một trục cố định với tốc độ góc ω (ω = hằng số) thì một điểm trên vật rắn cách trục quay một khoảng r có tốc độ dài là v. Gia tốc góc γ của vật rắn là A. 0 = γ . B. r v 2 = γ . C. r 2 ωγ = . D. r ωγ = . Câu 10: Hai học sinh A và B đứng trên chiếc đu đang quay tròn, A ở ngoài rìa, B ở cách tâm một đoạn bằng nửa bán kính của đu. Gọi ω A , ω B , γ A , γ B lần lượt là tốc độ góc và gia tốc góc của A và B. Kết luận nào sau đây là đúng ? A. ω A = ω B , γ A = γ B . B. ω A > ω B , γ A > γ B . C. ω A < ω B , γ A = 2γ B . D. ω A = ω B , γ A > γ B . Câu 11: Hai học sinh A và B đứng trên chiếc đu đang quay tròn đều, A ở ngoài rìa, B ở cách tâm một đoạn bằng nửa bán kính của đu. Gọi v A , v B , a A , a B lần lượt là tốc độ dài và gia tốc dài của A và B. Kết luận nào sau đây là đúng ? A. v A = v B , a A = 2a B . B. v A = 2v B , a A = 2a B . C. v A = 0,5v B , a A = a B . D. v A = 2v B , a A = a B . Câu 12: Một cánh quạt dài 20 cm, quay với tốc độ góc không đổi ω = 112 rad/s. Tốc độ dài của một điểm ở trên cánh quạt và cách trục quay của cánh quạt một đoạn 15 cm là A. 22,4 m/s. B. 2240 m/s. C. 16,8 m/s. D. 1680 m/s. Câu 13: Một cánh quạt dài 20 cm, quay với tốc độ góc không đổi ω = 90 rad/s. Gia tốc dài của một điểm ở vành cánh quạt bằng A. 18 m/s 2 . B. 1800 m/s 2 . C. 1620 m/s 2 . D. 162000 m/s 2 . Câu 14: Một cánh quạt của máy phát điện chạy bằng sức gió có đường kính khoảng 80 m, quay đều với tốc độ 45 vòng/phút. Tốc độ dài tại một điểm nằm ở vành cánh quạt bằng A. 3600 m/s. B. 1800 m/s. C. 188,4 m/s. D. 376,8 m/s. Câu 15: Một bánh quay nhanh dần đều quanh trục cố định với gia tốc góc 0,5 rad/s 2 . Tại thời điểm 0 s thì bánh xe có tốc độ góc 2 rad/s. Hỏi đến thời điểm 6 s thì bánh xe có tốc độ góc bằng bao nhiêu ? A. 3 rad/s. B. 5 rad/s. C. 11 rad/s. D. 12 rad/s. Câu 16: Từ trạng thái đứng yên, một bánh xe bắt đầu quay nhanh dần đều quanh trục cố định và sau 2 giây thì bánh xe đạt tốc độ 3 vòng/giây. Gia tốc góc của bánh xe là A. 1,5 rad/s 2 . B. 9,4 rad/s 2 . C. 18,8 rad/s 2 . D. 4,7 rad/s 2 . Câu 17: Một cánh quạt dài 22 cm đang quay với tốc độ 15,92 vòng/s thì bắt đầu quay chậm dần đều và dừng lại sau thời gian 10 giây. Gia tốc góc của cánh quạt đó có độ lớn bằng bao nhiêu ? A. 10 rad/s 2 . B. 100 rad/s 2 . C. 1,59 rad/s 2 . D. 350 rad/s 2 . Câu 18: Tại thời điểm t = 0, một vật rắn bắt đầu quay quanh một trục cố định xuyên qua vật với gia tốc góc không đổi. Sau 4 s nó quay được một góc 20 rad. Góc mà vật rắn quay được từ thời điểm 0 s đến thời điểm 6 s là A. 15 rad. B. 30 rad. C. 45 rad. D. 90 rad. Câu 19: Một vật rắn đang quay quanh một trục cố định xuyên qua vật với tốc độ góc 20 rad/s thì bắt đầu quay chậm dần đều và dừng lại sau 4 s. Góc mà vật rắn quay được trong 1 s cuối cùng trước khi dừng lại (giây thứ tư tính từ lúc bắt đầu quay chậm dần) là A. 37,5 rad. B. 2,5 rad. C. 17,5 rad. D. 10 rad. Câu 20: Một vật rắn quay quanh một trục cố định xuyên qua vật với phương trình toạ độ góc : 2 t+= πϕ , trong đó ϕ tính bằng rađian (rad) và t tính bằng giây (s). Gia tốc góc của vật rắn bằng A. π rad/s 2 . B. 0,5 rad/s 2 . C. 1 rad/s 2 . D. 2 rad/s 2 . Câu 21: Một vật rắn quay quanh một trục cố định xuyên qua vật với phương trình tốc độ góc : t5,02 += ω , trong đó ω tính bằng rađian/giây (rad/s) và t tính bằng giây (s). Gia tốc góc của vật rắn bằng A. 2 rad/s 2 . B. 0,5 rad/s 2 . C. 1 rad/s 2 . D. 0,25 rad/s 2 . Câu 22: Một vật rắn quay quanh một trục cố định xuyên qua vật với phương trình toạ độ góc : t5,05,1 += ϕ , trong đó ϕ tính bằng rađian (rad) và t tính bằng giây (s). Một điểm trên vật và cách trục quay khoảng r = 4 cm thì có tốc độ dài bằng A. 2 cm/s. B. 4 cm/s. C. 6 cm/s. D. 8 cm/s. Câu 23: Một vật rắn quay quanh một trục cố định xuyên qua vật. Góc quay φ của vật rắn biến thiên theo thời gian t theo phương trình : 2 22 tt ++= ϕ , trong đó ϕ tính bằng rađian (rad) và t tính bằng giây (s). Một điểm trên vật rắn và cách trục quay khoảng r = 10 cm thì có tốc độ dài bằng bao nhiêu vào thời điểm t = 1 s ? Người soạn: NguyễnThế Lĩnh Tổ: Lý - Hoá - Tin - CNCN 5 Trường THPT lê Hồng Phong Giáo án Vật lý 12 - Nâng cao A. 0,4 m/s. B. 50 m/s. C. 0,5 m/s. D. 40 m/s. Câu 24: Phương trình nào dưới đây diễn tả mối liên hệ giữa tốc độ góc ω và thời gian t trong chuyển động quay nhanh dần đều quanh một trục cố định của một vật rắn ? A. t42 += ω (rad/s). B. t23 −= ω (rad/s). C. 2 242 tt ++= ω (rad/s). D. 2 423 tt +−= ω (rad/s). Câu 25: Một vật rắn quay quanh một trục cố định xuyên qua vật. Góc quay φ của vật rắn biến thiên theo thời gian t theo phương trình : 2 tt ++= πϕ , trong đó ϕ tính bằng rađian (rad) và t tính bằng giây (s). Một điểm trên vật rắn và cách trục quay khoảng r = 10 cm thì có gia tốc dài (gia tốc toàn phần) có độ lớn bằng bao nhiêu vào thời điểm t = 1 s ? A. 0,92 m/s 2 . B. 0,20 m/s 2 . C. 0,90 m/s 2 . D. 1,10 m/s 2 . Câu 26: Một bánh đà đang quay với tốc độ 3 000 vòng/phút thì bắt đầu quay chậm dần đều với gia tốc góc có độ lớn bằng 20,9 rad/s 2 . Tính từ lúc bắt đầu quay chậm dần đều, hỏi sau khoảng bao lâu thì bánh đà dừng lại ? A. 143 s. B. 901 s. C. 15 s. D. 2,4 s. Câu 27: Rôto của một động cơ quay đều, cứ mỗi phút quay được 3 000 vòng. Trong 20 giây, rôto quay được một góc bằng bao nhiêu ? A. 6283 rad. B. 314 rad. C. 3142 rad. D. 942 rad. Câu 28: Bánh đà của một động cơ từ lúc khởi động đến lúc đạt tốc độ góc 140 rad/s phải mất 2,5 s. Biết bánh đà quay nhanh dần đều. Góc quay của bánh đà trong thời gian trên bằng A. 175 rad. B. 350 rad. C. 70 rad. D. 56 rad. Câu 29: Một bánh xe có đường kính 50 cm quay nhanh dần đều từ trạng thái đứng yên, sau 4 s thì tốc độ góc đạt 120 vòng/phút. Gia tốc hướng tâm của điểm ở vành bánh xe sau khi tăng tốc được 2 s từ trạng thái đứng yên là A. 157,9 m/s 2 . B. 315,8 m/s 2 . C. 25,1 m/s 2 . D. 39,4 m/s 2 . Câu 30: Một chiếc đồng hồ có các kim quay đều quanh một trục. Gọi ω h , ω m và ω s lần lượt là tốc độ góc của kim giờ, kim phút và kim giây. Khi đồng hồ chạy đúng thì A. smh ωωω 60 1 12 1 == . B. smh ωωω 720 1 12 1 == . C. smh ωωω 3600 1 60 1 == . D. smh ωωω 3600 1 24 1 == . Câu 31: Một chiếc đồng hồ có các kim quay đều quanh một trục và kim giờ dài bằng ¾ kim phút. Khi đồng hồ chạy đúng thì tốc độ dài v h của đầu mút kim giờ như thế nào với tốc độ dài v m của đầu mút kim phút ? A. mh vv 4 3 = . B. mh vv 16 1 = . C. mh vv 60 1 = . D. mh vv 80 1 = . Câu 32: Một chiếc đồng hồ có các kim quay đều quanh một trục và kim giờ dài bằng 3/5 kim giây. Khi đồng hồ chạy đúng thì tốc độ dài v h của đầu mút kim giờ như thế nào với tốc độ dài v s của đầu mút kim giây ? A. sh vv 5 3 = . B. sh vv 1200 1 = . C. sh vv 720 1 = . D. sh vv 6000 1 = . Người soạn: NguyễnThế Lĩnh Tổ: Lý - Hoá - Tin - CNCN 6 Trường THPT lê Hồng Phong Giáo án Vật lý 12 - Nâng cao Ngµy so¹n : TiÕt 4. Bài 2: PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH. I. Mục tiêu: 1.Kiến thức: +Biết cách xây dựng phương trình động lực học vật rắn. +Hiểu được khái niệm momen là đại lượng 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. Định luật bảo toàn momen động lượng 2. Kĩ năng:Biết sử phương trình động lực học vật rắn để giải một số bài tập đơn giản. 3. Liên hệ thực tế:Vận dụng định luật bảo toàn mômen để giải thích một số hiện tượng trong cuộc sống. II. Chuẩn bị: 1. Giáo viện: • Có thể chuẩn bị các hình ảnh có liên quan đến bài học. • Các hình động trên máy nếu được. 2. Học sinh: Ôn lại phương trình động lực học của chất điểm trong chuyển động quay quanh một trục III.TIẾN TRÌNH TIẾT DẠY H Đ I : Mối liên hệ giữa gia tốc góc và momen lực Hoạt động thầy Hoạt động trò Mômen lực M của lực F đối với vật rắn có trục quay cố định là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay vật rắn quanh trục cố định đó của lực F, và đo bằng tích số lực và cánh tay đòn. Hs. Quan sát h 3.1 để thảo luận các câu hỏi sau: a. Với cùng một lực cùng phương tác dụng vào vật rắn, thì tác dụng làm quay vật phụ thuộc như thế nào vào điểm đặt của lực? b. • Nếu lực có phương cắt trục quay, hoặc song với trục quay thì có tác dụng làm quay vật rắn không? Vì sao? • Tác dụng làm quay vật lớn nhất khi phương của lực quan hệ như thế nào với phương trục quay? • Khi véc tơ lực đó nằm trong mặt phẳng ⊥ với trục quay, thì lực này gọi là trực giao với trục quay. • Tổng kết các kết luận rút ra trong vấn đề thảo luận mục a.; b. để dẫn đến kết luận chung ở phần nội dung. Cho H quan sát hình 3.2 Sgk và các kết luận rút ra ở mục 1. Lưu ý cho học sinh cách xác định cánh tay đòn. (Khoảng cách từ phương của lực đến trục quay) Momen lực là đại lượng đại số, dấu của các momen cho biết mômen lực này làm cho vật rắn quay theo chiều nào. . Khái niệm momen lực Viết được công thức tính độ lớn momen lực. Nêu qui ước dấu của momen Qui ước dấu momen: + Momen lực F làm vật rắn quay theo chiều dương thì M = +F.d, + Momen lực F làm vật rắn quay ngược chiều dương thì M = -F.d. Trả lời câu hỏi C1 Trả lời câu hỏi C2 Củng cố dặn dò: Người soạn: NguyễnThế Lĩnh Tổ: Lý - Hoá - Tin - CNCN 7 Trường THPT lê Hồng Phong Giáo án Vật lý 12 - Nâng cao Ngµy so¹n : TiÕt 5. Bài 2: PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH. I. Mục tiêu: 1.Kiến thức: +Biết cách xây dựng phương trình động lực học vật rắn. +Hiểu được khái niệm momen là đại lượng 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. Định luật bảo toàn momen động lượng 2. Kĩ năng:Biết sử phương trình động lực học vật rắn để giải một số bài tập đơn giản. 3. Liên hệ thực tế:Vận dụng định luật bảo toàn mômen để giải thích một số hiện tượng trong cuộc sống. II. Chuẩn bị: 1. Giáo viện: • Có thể chuẩn bị các hình ảnh có liên quan đến bài học. • Các hình động trên máy nếu được. 2. Học sinh: Ôn lại phương trình động lực học của chất điểm trong chuyển động quay quanh một trục III.TIẾN TRÌNH TIẾT DẠY H Đ II : Momen quán tính Hoạt động thầy Hoạt động trò I = mr 2 gọi là mômen quán tính của chất điểm đối với trục ∆. Từ công thức M = I γ → γ = H: M/ I? Liên hệ công thức a = F/m để khắc sâu kiến thức cho Hs. Đơn vị I: kg.m 2 Dựa trên kiến thức về momen quán tính của chất điểm Gv thông báo về momen quán tính của vật rắn đối với một trục bằng tổng các momen quán tính các phần của vật đối với trục quay đó. I = ∑ i 2 ii rm . Trong đó m i , r i lần lượt là khối lượng và khoảng cách từ phần tử thứ i đến trục quay. • Nhấn mạnh: +Độ lớn momen quán tính phụ thuộc vào sự phân bố các phần của vật đối với trục quay. Nếu vật là đồng chất thì momen quán tính phụ thuộc vào khối lượng, hình dạng và kích thước của vật. + Nếu vật không đồng chất hoặc có hình dạng bất kì thì momen quán tính được xác định bằng thực nghiệm. • Thông báo momen quán tính của một số vật đồng chất đối với trục quay ∆ là trục đối xứng vật như ở nội dung. Trả lời câu hỏi C3 Hs phát biểu mối quan hệ, và nêu ý nghĩa momen quán tính Trả lời câu hỏi Vận dụng tính momen quán tính của trái đất? Thay số: I = 9,8.10 27 kg.m 2 . H Đ III : Phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục Hoạt động thầy Hoạt động trò • Dành thời gian cho Hs nhắc lại phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục. • Từ đó khái quát lên: Nếu vật rắn quay xung một trục cố Người soạn: NguyễnThế Lĩnh Tổ: Lý - Hoá - Tin - CNCN 8 Trường THPT lê Hồng Phong Giáo án Vật lý 12 - Nâng cao định ∆ và có momen quán tính đối với trục này I. Gọi M là tổng đại số các momen các lực đối với trục quay ∆ tác dụng lên vật rắn khi đó phương trình I γ =M được gọi là pt động lực học của vật rắn quay quanh một trục. H Đ IV : Bài tập V DỤ Hoạt động thầy Hoạt động trò Củng cố dặn dò: Bài tập về nhà: Làm các bài tập: 1,2,3 trang 18 Sgk. • Rút kinh nghiệm: Ngµy so¹n : TiÕt 6. Bài 3: MOMEN ĐỘNG LƯỢNG. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN MOMEN ĐỘNG LƯỢNG . I. Mục tiêu: 1. Kiến thức: Biết được khái niệm momen động lượng là một đại lượng vật lý, momen động lượng là một đại lượng đại số-Viết được công thức tính momen động lượng với một trục. Biết cách xác định dấu monen - Biết cách xây dựng biểu thức định luật II Niu-tơn dưới dạng khác làm xuất hiện momen lực và momen quán tính 2.Kĩ năng: Cách xác định giá trị của mômen động lượng 3. Liên hệ thực tế: Vai trò kiến của kiến thức trong khoa học và đời sống. III. Chuẩn bị: 1. Giáo viện: Chuẩn bị hình 3.2 và các hình vẽ có liên quan. 2. Học sinh: Đọc trước bài ở nhà. III.TIẾN TRÌNH TIẾT DẠY H Đ 1 Momen động lượng Hoạt động thầy Hoạt động trò Gv tổ chức cho Hs dựa vào phương trình I γ =M để từ đó dùng phép biến đổi toán học dẫn đến dạng :M= I dt dω . Đại lượng L=Iω gọi là momen động lượng của vật rắn nó đặc trưng cho vật vật rắn có momen quán tính quay quanh một trục. Momen động lượng có phải là đại lượng đại số hay không? Công thức 3 được gọi là phương trình động lực học của chất điểm trong chuyển động quay quanh một trục. Nêu các trường hợp bảo toàn động lượng cho các trường hợp và làm các thí nghiệm hay các hình động chuẩn bị trên máy tính để làm minh họa. Ta biết công thức dt pd dt )vm(d F    == đúng cho cả khi m thay đổi hoặc hệ nhiều vật. Một cách tương tự, công thức Trả lời câu hỏi C1 Khái niệm momen động lượng, đơn vị. Định luật II Niu-tơn cho một chất điểm ở dạng khác: dt pd dt )vm(d F    == . So sánh pt này với pt (3) để tìm ra sự tương ứng? L = Iω → Dấu L là dấu ω→ L có tính cộng! Tìm ra sự tương ứng giữa công thức p=mv với L = Iω? Người soạn: NguyễnThế Lĩnh Tổ: Lý - Hoá - Tin - CNCN 9 Trường THPT lê Hồng Phong Giáo án Vật lý 12 - Nâng cao M = dt dL cũng đúng cho cả các trường hợp: +Vật có momen quán tính I thay đổi ( do thay đổi h/dạng hay kích thước) Hs dựa vào phương trình M= dt dL phát biểu Dạng khác của phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục. Trả lời câu hỏi C H Đ 2 Momen động lượng Hoạt động thầy Hoạt động trò Hãy viết phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục : M = I. γ Hãy viết công thức xác định gia tốc góc : γ = td d ω ? Hướng dẫn học sinh hình khái niệm moment động lượng ? Hướng dẫn học sinh viết dạng khác của phương trình động lực học của vật rắn chuyển động quay quanh một trục. Em hãy cho biết khi M = 0 thì td Ld bằng bao nhiêu ? + Ta có : M = I . γ + Mà : γ = td d ω + Ta có : M = I . td d ω = ( ) td Id ω + Đặt : L = I . ω : moment động lượng Trả lời câu hỏi C2 H Đ 3 Định luật bảo toàn momen động lượng Hoạt động thầy Hoạt động trò Em hãy cho biết khi td Ld = 0 thì moment động lượng có đặc điểm gì ? L = const Học sinh suy nghĩ và trả lời Trả lời câu hỏi C3 H Đ Các ví dụ về bảo toàn momen động lượng Hoạt động thầy Hoạt động trò +Hệ nhiều vật. Trong trường hợp này thì trong pt trên cần hiểu M là tổng đại số các momen ngoại lực tác dụng lên hệ đối với cùng trục quay, và L tổng các momen động lượng của các vật trong hệ với trục quay đó. Gv cho Hs sinh nhận xét nếu M=0 thì momen động lượng của vật (hay hệ vật) đối với trục quay có thay đổi không? Học sinh nhận xét nếu M=0 thì momen động lượng của vật (hay hệ vật) đối với trục quay Trả lời câu hỏi C4 • Củng cố dặn dò: Bài tập về nhà: 1,2 trang 14 Sgk. • Rút kinh nghiệm: Người soạn: NguyễnThế Lĩnh Tổ: Lý - Hoá - Tin - CNCN 10 [...]... Thiết lập Nhắc lại đ năng của vật rắn c động thẳng Phát biểu về động năng của vật rắn quay quanh một Đ v đ : Cho I , ω , Wđ của vật quay ? trục Đơn vị của động năng Đ v đ :Động năng của vật rắn quay quanh một trục có quan hệ gì với động năng của các phần tử trên vật quay quanh trục đó? Hướng dãn H xây dựng cơng thức như phần nội dung Trong chuyển động song phẳng động năng vật rắn gồm các loại động năng... động của mỗi vật • Ta có: m2a = m2g-T2 (1) m1a = T1 – m1g (2) I γ =Ia/R = T2R –T1R (3) Tổ: Lý - Hố - Tin - CNCN Trường THPT lê Hồng Phong Giáo án Vật lý 12 - Nâng cao Nhân hai vế phương trình (1), (2) cho R rồi cộng ba phương trình vế theo vế: m2aR+ m1aR+Ia/R = m2gRRm1gR → a = (m2gR-Rm1gR) / (m2R+ m1R+I/R) m −m 2 1 g m + m + I2 2 R hay: a = 1 b Khi bở qua khối lượng ròng rọc m −m 2 1g m +m 2 (Vật thì I=0... khơng sinh cơng thì cơ năng của vật bảo tồn • Bài tập về nhà: Làm các bài tập: 1,2,3 trang 30,31 Sgk VI: Rút kinh nghiệm: Người soạn: NguyễnThế Lĩnh 11 Tổ: Lý - Hố - Tin - CNCN Trường THPT lê Hồng Phong Giáo án Vật lý 12 - Nâng cao Ngµy so¹n : TiÕt 8 Bài5: BÀI TẬP VỀ PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ...Trường THPT lê Hồng Phong Giáo án Vật lý 12 - Nâng cao Ngµy so¹n : TiÕt 7 Bài 4: ĐỘNG NĂNG CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC I Mục tiêu: -Biết được cơng thức tính động năng của vật rắn là tổng động năng của các phân tử của nó -Biết được chuyển động của vật rắn có thể phân tích thành hai chuyển động thành phần: chuyển động tịnh tiến... lời nhận xét vật - Phát biểu nhận xét - Rút ra khái niệm dao động - Nhận xét bạn - Nghiên cứu bào toán - Nhận xét, bổ xung, tóm tắt + Thiết lập phương trình động lực học: - Thảo luận nhóm, chọn hệ quy chiếu, tìm lực tác - Nêu bài toán như SGK Tìm phương trình chuyển Người soạn: NguyễnThế Lĩnh 15 Tổ: Lý - Hố - Tin - CNCN Trường THPT lê Hồng Phong Giáo án Vật lý 12 - Nâng cao dụng động của vật - áp dụng... động con lắc vật lí Hệ dao động Hoạt động của học sinh - Đọc SGK - Thảo luận Người soạn: NguyễnThế Lĩnh Sự trợ giúp của giáo viên + Con lắc vật lí: - Đọc SGK phần con lắc vật lí Cách xây dựng phương Tổ: Lý - Hố - Tin - CNCN 20 Trường THPT lê Hồng Phong Giáo án Vật lý 12 - Nâng cao - Nên cách xây dựng phương trình chuyển động trình chuyển động? - Nhận xét bạn - Đọc SGK - Nhận xét cách làm - Đọc SGK Tìm... bài cũ * Nắm sự chuẩn bò bài của học sinh Người soạn: NguyễnThế Lĩnh 19 Tổ: Lý - Hố - Tin - CNCN Trường THPT lê Hồng Phong Giáo án Vật lý 12 - Nâng cao Hoạt động của học sinh - Báo cáo tình hình lớp Sự trợ giúp của giáo viên - Tình hình học sinh - Trả lời câu hỏi của thày - Yêu cầu: trả lời về cách tìm phương trình dao động của vật - Nhận xét bạn - Kiểm tra miệng, 1 đến 2 em Hoạt động 2 ( phút) : Bài... thức và dụng cụ: - Một con lắc đơn, một con lắc vật lí cho học sinh quan sát trên lớp - Một con lắc vật lí (phẳng) bằng bìa hoặc bằng tấm gỗ Trên mặt có đánh dấu vò tí khối tâm G và khoảng cách OG từ trục quay tới khối tâm - Những điều lưu ý trong SGV Hoạt động 1 ( phút): Phần 2: Con lắc vật lí Hệ dao động * Nắm được cấu tạo, phương trình chuyển động con lắc vật lí Hệ dao động Hoạt động của học sinh -... kú cđa con l¾c t¹i tr¸i ®Êt ? Người soạn: NguyễnThế Lĩnh 18 Tổ: Lý - Hố - Tin - CNCN Trường THPT lê Hồng Phong Giáo án Vật lý 12 - Nâng cao 1 g mt Τ1 LËp tû sè : Τ2 = g MD = 53 = 5,9 VËy T1 = 2,4T2 mµ T1 = 5s ; T2 = 3,64s 4 Còng cè : - Chó ý nhí vµ n¾em v÷ng c¸c c«ng thøc ®ỵc häc - A, ϕ lµ ®¹i lỵng (+) 5 VỊ nhµ : - Lµm rthªm bµi tËp s¸ch lý 12 - §äc tríc bµi " N¨ng lỵng tro dao ®éng ®iỊu hßa" C B¾t... Ôn lại khái niệm động năng, thế năng, lực thế, sự bảo toàn của vật dưới tác dụng của lực thế 3 Gợi ý ứng dụng CNTT: GV có thể chuẩn bò một số hình ảnh biến đổi giữa thế năng và động năng trong dao động điều hoà C Tổ chức các hoạt động dạy học : Người soạn: NguyễnThế Lĩnh 21 Tổ: Lý - Hố - Tin - CNCN Trường THPT lê Hồng Phong Giáo án Vật lý 12 - Nâng cao Hoạt động 1 ( phút) : ổn đònh tổ chức Kiểm tra . Tổ: Lý - Hoá - Tin - CNCN 9 Trường THPT lê Hồng Phong Giáo án Vật lý 12 - Nâng cao M = dt dL cũng đúng cho cả các trường hợp: +Vật có momen quán tính I thay đổi ( do thay đổi h/dạng hay kích. xét nếu M=0 thì momen động lượng của vật (hay hệ vật) đối với trục quay có thay đổi không? Học sinh nhận xét nếu M=0 thì momen động lượng của vật (hay hệ vật) đối với trục quay Trả lời câu hỏi. học của vật rắn quay quanh một trục. • Từ đó khái quát lên: Nếu vật rắn quay xung một trục cố Người soạn: NguyễnThế Lĩnh Tổ: Lý - Hoá - Tin - CNCN 8 Trường THPT lê Hồng Phong Giáo án Vật lý 12