Giáo án Vật lý 12 nâng cao - TIẾT 7 - 8 BÀI TẬP VỀ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA VẬT RẮN. I/ MỤC TIÊU: - Rèn luyện kỹ năng vận dụng linh hoạt các công thức và phương trình động lực học của chuyển động quay để giải các bài tập. -Luyện tập công thức tính động năng quay của vật rắn. II/ CHUẨN BỊ: 1/ Giáo viên : -Dự kiến các phương án có thể xảy ra. -Vẽ bảng tóm tắt chương 1 lên bìa và tóm tắt các câu hỏi giúp học sinh nắm được công thức và phương trình mô tả chuyển động quay của vật rắn quanh một trục. 2/ Học sinh : -Ôn lại các kiến thức, các công thức và phương trình động lực học của chuyển động quay để có thể giải được các bài tập dưới sự gợi ý của giáo viên. -Ôn lại phương pháp động lực học ở lớp 10. III/ KIỂM TRA BÀI CŨ: - Phát biểu và viết biểu thức của ĐLBT mômen động lượng. Các vận động viên nhảy cầu lại có động tác bó gối thật chặt khi ở trên không. Giải thích tại sao làm như thế lại tăng tốc độ quay. IV/ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC HĐ CỦA GIÁO VIÊN HĐ CỦA HỌC SINH NỘI DUNG KIẾN THỨC +H.dẫn để học sinh hiểu được CĐ của bánh xe gồm hai giai đọan: -Giai đọan đầu (10 s đầu ) là CĐQ ndđ có gia tốc góc - Học sinh lắng nghe và ghi nhớ. -Học sinh thay số và tính toán. Bài 1 a/ Gia tốc góc của bánh xe. -Giai đoạn quay nhanh dần đều. 2 1 0 1 1 5 0 1,5rad /s t 10 w - w - g = = = D -Gai đoạn quay chậm dần đều. 2 2 1 2 2 0 15 0,5rad /s t 30 w - w - g = = = - D b/ Mômen quán tính của 1 0 1 1 0 t w - w g = > D -Giai đọan cuối(30 s cuối) là CĐQ cdđ có gia tốc góc 2 1 2 2 0 t w - w g = < D +H.dẫn học sinh tính mômen quán tính bằng hai cách: Xét giai đọan cdđ hoặc giai đọan ndđ. +H.dẫn học sinh tính động năng quay của bánh xe bằng công thức 2 d 1 W I 2 = w +Phân tích dữ -Học sinh thay số và tính toán. -Học sinh theo dõi ghi chép và tính toán theo hướng dẫn. -Học sinh theo dõi ghi chép và tính toán theo hướng dẫn. - Học sinh lắng nghe và ghi nhớ. bánh xe đối với trục. Cách 1: Tổng mômen quán tính tác dụng vào bánh xe. 1 ms M M M 20 5 15 N.m = + = - = Từ đó: 2 1 M 15 I 10 kg.m 1,5 = = = g Cách 2: Xét giai đoạn quay chậm dần đều 2 ms 2 M 5 I 0,5 kg.m 0,5 - = = = - g - c/ Động năng quay của bánh xe. 2 2 d 1 1 1 W I .10.15 1125J 2 2 = w = = Bài 2. a/ Mômen hãm. Cách 1: Gia tốc góc: 2 2 2 0 2 0 10 5rad/s 2 2.10 w - w - g = = = - j 2 2 2 1 1 I mR .1.0,2 0,02 kg.m 2 2 = = = liệu để HS hiểu được CĐQ của đĩa là CĐQ cdđ. Tốc độ góc của đĩa giảm nên gia tốc góc γ < 0. +H.dẫn HS tìm mômen hãm bằng 2 cách: -Dùng phương trình ĐLH của CĐQ. Dùng Đ.lý động năng +Lưu ý với HS rằng: mômen hãm có dấu trừ vì nó có tác dụng cản trở sự quay -Học sinh theo dõi ghi chép và tính toán theo hướng dẫn. - Học sinh lắng nghe và ghi nhớ. -Học sinh theo dõi ghi chép và Mômen hãm: M I 0,02.( 0,5) 0,1N.m = g = - = - Cách 2: áp dụng định lý động năng d d d0 W W W A D = - = 2 0 C C 1 I F s F R M 2 - w = = j = j 2 2 0 I 0,02.10 M 0,1N.m 2 2.10 w ® = - = - = - j b/ Thời gian đĩa quay đến khi dừng. Cách 1: T ừ công thức: 0 t w= w + g 0 0 10 t 2s 5 w- w - ® = = = g - Cách 2: Từ công thức: 2 0 0 1 t t 2 j = j + w + g 2 2,5t 10t 10 0 t 2s ® - + - = ® = Bài 3. T A T A F ms T B T B P A B + T A T A F ms T B T B P A B + F ms T B T B P A B + của đĩa. + H.dẫn HS tìm thời gian bằng một trong hai cách: - Từ công thức: 0 t w= w + g - Từ công thức: 2 0 0 1 t t 2 j = j + w + g +H.d ẫn học sinh vẽ các lực tác dụng vào vật A,B, ròng rọc và chọn chiều (+) cho CĐ của mỗi vật. + H.dẫn học sinh tính toán theo hướng dẫn. -Học sinh theo dõi và vẽ hình. -Học sinh theo dõi ghi chép và tính toán theo hướng dẫn. - Học sinh lắng a/ Gia tốc góc của ròng rọc: ADCT: 2 0 0 1 t t 2 j = j + w + g Vì ω 0 =0 ,φ 0 =0 2 2 2 2 2.4 6,28 rad /s t 2 j p ® g = = = b/ Gia tốc của hai vật: Vì dây không trượt trên ròng rọc nên gia tốc của dây bằng gia tốc tiếp tuyến của một điểm trên vành ròng rọc 2 a R 0,1.6,28 6,3m/s = g = » tính γ từ công thức 2 0 0 1 t t 2 j = j + w + g +Lưu ý với học sinh: -Vì dây không trượt trên ròng rọc nên a R = g -Vì gia tốc a không đổi nên γ cũng không đổi, ròng rọc quay ndđ. +H.dẫn HS tính lực căng của dây treo vật A bằng phương pháp nghe và ghi nhớ. - Học sinh lắng nghe và ghi nhớ. -Học sinh theo dõi ghi chép và tính toán theo hướng dẫn. -Học sinh theo dõi ghi chép và tính toán theo hướng dẫn. - Học sinh lắng nghe và ghi nhớ. c/ Tính lực căng của dây ở hai bên ròng rọc + Xét vật A: A A P T ma mg T ma - = Û - = A T m(g a) 1(9,8 0,63) 9,17 N ® = - = - » +Xét ròng rọc: ( ) A B T T R I - = g B A I T T R g ® - = H B A I 6,28 T T 9,17 0,05. 6,03N R 0,1 g = - = - = d/ Tính hệ số ma sát nếu có: Vì T A > T B nên có ma sát giữa B và mặt bàn. Xét vật B: B ms T F ma - = ms B F T ma 6,023 1.0,63 5,4 N Þ = - = - = Mà ms Fms 5,40 F mg 0,05 mg 1.9,8 = m ® m= = » ĐLH cho vật A. +Vì 0 biết có ma sát giữa B và mặt bàn hay 0 nên tính lực căng ở 2 bên R.rọc dưới T.dụng của các mômen lực. +Lưu ý với HS rằng do K.lượng của R.rọc đáng kể nên lực căng của dây ở 2 phía của R.rọc có độ lớn khác nhau. +H.dẫn HS tính hệ số ma sát giữa vật B và mặt bàn -Học sinh theo dõi ghi chép và tính toán theo hướng dẫn. bằng phương pháp ĐLH cho vật B. V/ CỦNG CỐ - DẶN DÒ - Yêu cầu HS về tham khảo các bài tập về động lực học vật rắn trong sách bài tập vật lý 12 NC. . Giáo án Vật lý 12 nâng cao - TIẾT 7 - 8 BÀI TẬP VỀ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA VẬT RẮN. I/ MỤC TIÊU: - Rèn luyện kỹ năng vận dụng linh hoạt các công thức và phương trình động lực học của chuyển động. hướng dẫn. bằng phương pháp ĐLH cho vật B. V/ CỦNG CỐ - DẶN DÒ - Yêu cầu HS về tham khảo các bài tập về động lực học vật rắn trong sách bài tập vật lý 12 NC. . Xét vật A: A A P T ma mg T ma - = Û - = A T m(g a) 1(9 ,8 0,63) 9, 17 N ® = - = - » +Xét ròng rọc: ( ) A B T T R I - = g B A I T T R g ® - = H B A I 6, 28 T T 9, 17 0,05. 6,03N R 0,1 g = -