De cuong on tap Vat ly 12 ppt

Hệ thống lý thuyết và câu hỏi trắc nghiệm Vật lí 12 Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ      A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT § CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH TRỤC CỐ ĐỊNH Hình I.1 I. Chuyển động quay của một vật rắn quanh trục cố định Là chuyển động trong đó mọi điểm của vật vẽ nên những quỹ đạo tròn có tâm nằm trên một đường thẳng gọi là trục quay. II. Đặc điểm của chuyển động Khi vật rắn quay quanh một trục cố định thì: - Mọi điểm trên vật sẽ chuyển động theo những quỹ đạo tròn nằm trong những mặt phẳng vuông góc với trục quay và có tâm nằm trên trục quay. - Tại cùng một thời điểm, các điểm trên vật có cùng tốc độ góc và gia tốc góc. Các đại lượng đặc trưng cho chuyển động quay: - Toạ độ góc φ [rad]: Dùng để xác định vị trí của vật rắn ở thời điểm t. - Tốc độ góc của vật rắn Hình I.2 o Tốc độ góc trung bình: 0 0 tb t t t ϕ ϕ ϕ ω − ∆ = = ∆ − [rad/s] o Tốc độ góc tức thời: ( )t d dt ϕ ω ϕ ′ = = [rad/s] - Gia tốc góc o Gia tốc góc trung bình: 0 0 tb t t t ω ω ω γ − ∆ = = ∆ − [rad/s 2 ] Trang 1 Hệ thống lý thuyết và câu hỏi trắc nghiệm Vật lí 12 Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ o Gia tốc góc tức thời: / ( ) d t dt ω γ ω = = [rad/s 2 ] IV. Các phương trình động học của chuyển động quay 1. Chuyển động quay đều ( )conts ω = Chuyển động quay đều là chuyển động quay của vật rắn trong đó tốc độ góc không thay đổi. - Chu kì quay của vật rắn: 2 T π ω = Hình I.3 - Phương trình chuyển động: 0 t ϕ ϕ ω = + 2. Chuyển động quay biến đổi đều ( )conts γ = Chuyển động quay biến đổi đều là chuyển động quay của vật rắn trong đó gia tốc góc có giá trị không thay đổi. - Tốc độ góc: 0 t ω ω γ = + - Phương trình chuyển động: 2 0 0 1 2 t t ϕ ϕ ω γ = + + - Công thức liên hệ: 2 2 0 0 2 ( ) ω ω γ ϕ ϕ − = − V. Vận tốc – gia tốc của một điểm trên vật rắn chuyển động quay - Tốc độ dài của một điểm cách trục quay một khoảng r: v r ω = [m/s] - Một điểm chuyển động tròn không đều thì gia tốc toàn phần: n t a a a= + r r r [m/s 2 ] Hình I.4 2 2 n t a a a = + o Gia tốc hướng tâm n a r đặc trưng cho sự biến đổi về phương của v r : 2 2 n v a r r ω = = Trang 2 Hệ thống lý thuyết và câu hỏi trắc nghiệm Vật lí 12 Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ o Gia tốc tiếp tuyến t a r đặc trưng cho sự biến đổi về độ lớn của v r : t d a r r dt ω γ = = Hình I.5 § PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH TRỤC CỐ ĐỊNH I. Mômen lực đối với một trục quay: M Fd = II. Mômen quán tính: - Mômen quán tính của chất điểm đối với một trục quay là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của chất điểm trong chuyển động quay quanh trục ấy. 2 I mr= [kg/m 2 ] - Mômen quán tính của vật rắn đối với một trục quay là đại lượng được xác định bằng tổng mômen quán tính của tất cả các chất điểm của vật rắn đối với trục quay đó. 2 i i i I m r= ∑ [kg/m 2 ] - Đặc điểm o Mômen quán tính cả vật rắn đối với một trục quay phụ thuộc vào khối lượng của vật rắn và sự phân bố khối lượng xa hay gần trục quay. o Mômen quán tính luôn dương và có tính cộng được. - Mômen quán tính của một số vật đồng chất: m 2 2 5 I mR= Trang 3 Hệ thống lý thuyết và câu hỏi trắc nghiệm Vật lí 12 Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ 2 1 12 I ml= 2 I mR= 2 1 2 I mR= 2 I mr= Hình I.6 III. Phương trình động lực học của vật rắn quay quanh trục cố định: M I γ = - M [N.m] : là tổng các mômen của tất cả các ngoại lực tác dụng lên vật rắn đối với trục quay. - I [kg.m 2 ] : là mômen quán tính của vật rắn đối với trục quay. - γ [rad/s 2 ] : là gia tốc góc. § ĐỘNG LƯỢNG - ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN MÔMEN ĐỘNG LƯỢNG I. Mômen động lượng của vật rắn trong chuyển động quay quanh một trục L I ω = [kg.m 2 /s] II. Dạng khác của phương trình động lực học trong chuyển động của vật rắn dL M dt = [N.m] III. Định luật bảo toàn mômen động lượng Nếu tổng các mômen lực tác dụng lên vật rắn (hay hệ vật) đối với một trục bằng không thì tổng mômen động lượng của vật (hoặc hệ vật) đối với trục đó được bảo toàn. 0M L const= ⇒ = - Trường hợp I không đổi thì vật không quay hay quay đều. - Trường hợp I thay đổi thì: 1 1 2 2 co sI n t I I ω ω ω = ⇒ = Trang 4 Hệ thống lý thuyết và câu hỏi trắc nghiệm Vật lí 12 Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ § ĐỘNG NĂNG CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH I. Động năng của vật rắn quay quanh một trục: 2 1 2 d W I ω = II. Động năng chuyển động tịnh tiến: 2 1 2 d kt W mv= Vật lăng không trượt trên mặt phẳng nghiên: 2 2 1 1 2 2 d kt W mv I ω = + Định lí biến thiên động năng: 2 2 0 1 ( ) 2 W A I Fs ω ω ∆ = ⇔ − = § SỰ TUƠNG TỰ GIỮA CÁC ĐẠI LƯỢNG GÓC ĐẶC TRƯNG CHO CHUYỂN ĐỘNG QUAY VÀ ĐẶC TRƯNG CHO CHUYỂN ĐỘNG THẲNG Chuyển động thẳng (Chiều không đổi) Chuyển động quay (Trục quay cố định, chiều quay không đổi) - Toạ độ x [m] - Tốc độ v [m/s] - Gia tốc a [m/s 2 ] - Lực F [N] - Khối lượng m [kg] - Động lượng P mv = [kg.m/s] - Động năng 2 1 2 d W mv= [J] - Toạ độ góc ϕ [rad] - Tốc độ góc ω [rad/s] - Gia tốc góc γ [rad/s 2 ] - Momen lực M [N.m] - Momen quán tính I [kg.m 2 ] - Momen động lượng L I ω = [kg.m 2 /s] - Động năng 2 1 2 d W I ω = [J] - Chuyển động thẳng đều: 0 co s ; 0 ;v n t a s s vt= = = + - Chuyển động thẳng biến đổi đều: - Chuyển động quay đều: 0 co s ; 0 ;n t t ω γ ϕ ϕ ω = = = + - Chuyển động quay biến đổi đều: Trang 5 Hệ thống lý thuyết và câu hỏi trắc nghiệm Vật lí 12 Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ o co sa n t= o 0 v v at= + o 2 0 0 1 2 x x v t at= + + o 2 2 0 0 2 ( )v v a x x− = − o co sn t γ = o 0 t ω ω γ = + o 2 0 0 1 2 t t ϕ ϕ ω γ = + + o 2 2 0 0 2 ( ) ω ω γ ϕ ϕ − = − - Phương trình động lực học: dp F ma hay F dt = = - Định luật bảo toàn động lượng: 1 1 2 2i i p const hay m v m v= = ∑ - Phương trình động lực học: dL M I hay M dt γ = = - Định luật bảo toàn động lượng: 1 1 2 2i i L const hay I I ω ω = = ∑ Công thức liên hệ giữa đại lượng góc và dài 2 ; ; ; t n s r v r a r a r ϕ ω γ ω = = = = B. CỦNG CỐ - MỞ RỘNG ? Vật rắn ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………… ? Mối liên hệ giữa ω và γ trong chuyển động quay nhanh dần ………………………………………………………………………………………………………… …… ? Mối liên hệ giữa ω và γ trong chuyển động quay chậm dần ………………………………………………………………………………………………………… …… ? Gia tốc của một điểm nằm trên vật quay - Quay đều: …………………… …………………………………………………………………………. - Quay không đều: ……………………. ………………………………………………………………… Trang 6 Hệ thống lý thuyết và câu hỏi trắc nghiệm Vật lí 12 Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… Trang 7 Hệ thống lý thuyết và câu hỏi trắc nghiệm Vật lí 12 Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………C. CÁC BÀI TẬP ÁP DỤNG 1.1 Một cánh quạt dài 20cm, quay với tốc độ góc không đổi là 94 /rad s ω = . Tốc độ dài của một điểm ở vành chánh quạt bằng. Đáp án: 18,8 m/s. ………………………………………………………………………………………………………… …… 1.2 Bánh đà của một động cơ từ lúc khởi đến lúc đạt tốc độ góc 140 /rad s ω = phải mất 2s. Biết động cơ quay nhanh dần đều. Góc quay của bánh đà trong thời gian đó? Đáp án: 140 rad. ………………………………………………………………………………………………………… …… 1.3 Một bánh xe quay nhanh dần đều quanh trục. Lúc t = 0 bánh xe có tốc độ góc 5 rad/s. Sau 5s, tốc độ góc của nó tăng lên đến 7rad/s. Tính gia tốc góc của bánh xe đó. Đáp án: 0,4 rad/s 2 . ………………………………………………………………………………………………………… …… 1.4 Tại thời điểm 0t = , một bánh xe đạp bắt đầu quay quanh một trục với gia tốc góc không đổi. Sau 5s nó quay được một góc 25 rad. Tính tốc độ góc và gia tốc góc của bánh xe tại thời điểm 5t s = . Đáp án: 10 rad/s ; 2 rad/s 2 . ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………… 1.5 Hai chất điểm có khối lượng 1 kg và 2 kg được gắn ở hai đầu của một thanh nhẹ có chiều dài 1m. Momen quán tính của hệ đối với trục quay đi qua trung điểm của thanh và vuông góc với thanh có giá trị bằng? Đáp án: 0,75 kg.m 2 . Trang 8 Hệ thống lý thuyết và câu hỏi trắc nghiệm Vật lí 12 Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………… 1.6 Một cậu bé đẩy một chiếc đu quay có đường kính 4m với một lực 60N đặt tại vành của chiếc đu quay theo phương tiếp tuyến. Momen lực tác dụng vào đu quay có giá trị bằng? Đáp án: 120 N.m. ………………………………………………………………………………………………………… …… 1.7 Một đĩa tròn có bán kính 20cm. có momen quán tính 0,04 kg.m 2 đối với trục của nó. Ròng rọc chịu tác dụng bởi một lực không đổi 1,2 N tiếp tuyến với vành. Lúc đầu ròng rọc đứng yên. Tính tốc độ góc của ròng rọc sau khi quay được 5 s. Bỏ qua mọi lực cản. Đáp án: 30 rad/s. ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………… 1.8 Một thùng nước được thả xuống giếng nhờ một sợi dây dài quấn quanh một hình trụ có bán kính R và momen quán tính I. Khối lượng của dây và momen quán tính của tay quay không đáng kể. Hình trụ coi như quay tự do không ma sát quanh một trục cố định. Khối lượng của thùng nước là m. Tính gia tốc của thùng nước. Đáp án: 2 1 1 a g I mR =   +  ÷   ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………… 1.9 Một vật có momen quán tính 0,72 kg.m 2 quay đều 10 vòng trong 1,8s. Momen động lượng của vật có độ lớn bằng? Trang 9 Hệ thống lý thuyết và câu hỏi trắc nghiệm Vật lí 12 Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ Đáp án: 25 kg.m 2 /s. ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………… 1.10 Một đĩa tròn đồng chất có bán kính R = 0,5 m, khối lượng m = 1 kg quay đều với tốc độ góc 6 /rad s ω = quanh một trục thẳng đứng đi qua tâm của đĩa. Tính mômen động lượng của đĩa đối với trục quay đó. Đáp án: 0,75 kg.m 2 /s. ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………… 1.11 Một bán đà có mômen quán tính 2,5 kg.m 2 , quay với tốc độ góc 8900 rad/s. Động năng quay của bánh đà bằng? Đáp án: 9,9.10 7 J. ………………………………………………………………………………………………………… …… 1.12 Hai bánh đà A và B có cùng động năng quay, tốc độ góc 3 A B ω ω = . Tính tỉ số mômen quán tính / B A I I đối với trục quay đi qua tâm của A và B? Đáp án: 9 ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ……………… 1.13 Một bánh đà quay nhanh dần đều từ trạng thái nghỉ và sau 5s thì tốc độ góc 200 rad/s và có động năng quay là 60 kJ. Tính gia tốc góc và momen quán tính của bánh đà đối với trục quay. Đáp án: 40 rad/s 2 ; 3 kg.m 2 . Trang 10 [...]... trong dao động điều hồ - Động năng: - Thế năng: Wd = 1 2 1 1 mv = mω 2 A2 sin 2 ( ωt + ϕ ) = kA2 sin 2 ( ωt + ϕ ) 2 2 2 Wt = 1 2 1 1 kx = mω 2 A2 cos 2 ( ωt + ϕ ) = kA2 cos 2 ( ωt + ϕ ) 2 2 2 Động năng và thế năng biến đổi tuần hồn với: - Cơ năng của vật dao động: W = Wd + Wt = T′ = T ; f ′ = 2 f ; ω ′ = 2ω 2 1 1 mω 2 A2 = kA2 = const 2 2 § CON LẮC LỊ XO, CON LẮC ĐƠN, CON LẮC VẬT LÍ Con lắc lò xo Con... trắc nghiệm Vật lí 12 Vụ C an = 168 m/s2 ; at = 18m/s2 Biên soạn: Nguyễn Đình D an = 128 m/s2 ; at = 8m/s2 1.43 Cho đồ thị vận tốc góc theo thời gian của một bánh xe như hình vẽ Góc quay được của bánh xe trong cả thời gian chuyển động là A 8 rad C 12 rad B 10 rad * D 14 rad 1.44 Cho đồ thị vận tốc góc theo thời gian của một bánh xe như hình vẽ Vận tốc góc trung bình của bánh xe trong cả thời gian chuyển... 120 vòng B 51 vòng C 19,5 vòng D 10 vòng 1.36 Một bánh xe quay nhanh dần đều quanh trục Lúc t = 0 có tốc độ góc 5 rad/s Sau 2s tốc độ góc của nó tăng đến 7 rad/s Góc quay của bánh xe trong 2s đó bằng: A 4 rad B 10 rad C 12rad D 14 rad 1.37 Một bánh xe quay nhanh dần đều quanh trục từ trạng thái nghỉ, sau 5s quay được một góc 4rad Trong 5s tiếp theo bánh xe quay đó quay được một góc là: A 20 rad B 12. .. đều với tốc độ 30 vòng / phút Tốc độ dài của một điểm nằm ở vành của cánh quạt là: A 18,84 m/s B 12, 56 m/s C 25 ,12 m/s D 2 m/s 1.19 Một đĩa tròn quay nhanh dần đều từ trạng thái nghỉ, sau 5s đạt tới tốc độ góc 10 rad/s Trong 5s đó đĩa tròn đã quay được một góc bằng: A 5 rad B 10 rad C 25 rad D 50 rad 1.20 Trong các chuyển động quay với tốc độ góc và gia tốc góc dưới đây, chuyển động nào là chuyển động... hướng tâm và tiếp tuyến bằng nhau, tốc độ của xe là: A 20 m/s B 16 m/s C 12 m/s Trang 16 D 8 m/s Hệ thống lý thuyết và câu hỏi trắc nghiệm Vật lí 12 Vụ Biên soạn: Nguyễn Đình 1.25 Kim giê cđa mét chiÕc ®ång hå cã chiỊu dµi b»ng 3/4 chiỊu dµi kim phót Coi nh c¸c kim quay ®Ịu TØ sè tèc ®é gãc cđa ®Çu kim phót vµ ®Çu kim giê lµ A 12 B 1 /12 C 24 D 1/24 1.26 Kim giê cđa mét chiÕc ®ång hå cã chiỊu dµi b»ng 3/4... khơng đổi Sau 10 s, đĩa quay được một góc 50 rad Góc mà đĩa quay được trong 10 s tiếp theo là A 50 rad B 150 rad C 100 rad D 200 rad ST-C1.6 Một vật rắn quay nhanh dần đều quanh một trục cố định, trong 3,14 s tốc độ góc của nó tăng từ 120 vòng/phút đến 300 vòng/phút Lấy π = 3,14 Gia tốc góc của vật rắn có độ lớn là A 3 rad/s2 B 12 rad/s2 C 8 rad/s2 D 6 rad/s2 ST-C1.7 Momen qn tính của một vật rắn đối... γA = 2γB D ωA > ωB , γA = γB 1.31 Một đĩa compac có bán kính trong và bán kính ngồi của phần ghi là 2,5cm và 5,8cm Khi phát lại, đĩa được làm quay sao cho nó đi qua đầu đọc với tốc độ dài khơng đổi 130 cm/s từ mép trong dịch chuyển ra phía ngồi Tốc độ góc ở bán kính trong và ở bán kính ngồi là A ω 1 = 22 rad/s và ω 2 = 32,4 rad/s B ω 1 = 12 rad/s và ω 2 = 29,4 rad/s C ω 1 = 52 rad/s và ω 2 = 22,4 rad/s... VẬT RẮN QUANH TRỤC CỐ ĐỊNH 1.1 Ph¸t biĨu nµo sau ®©y lµ kh«ng ®óng? Trong chun ®éng cđa vËt r¾n quanh mét trơc cè ®Þnh th× mäi ®iĨm cđa vËt r¾n A cã cïng gãc quay B cã cïng chiỊu quay C ®Ịu chun ®éng trªn c¸c q ®¹o trßn D ®Ịu chun ®éng trong cïng mét mỈt ph¼ng 1.2 Xét vật rắn quay quanh một trục cố định Chọn phát biểu sai ? A Trong cùng một thời gian, các điểm của vật rắn quay được những góc bằng nhau... Mét b¸nh xe quay ®Ịu xung quanh mét trơc cè ®Þnh víi tÇn sè 3600 vßng/min Tèc ®é gãc cđa b¸nh xe nµy lµ A 120 π rad/s B 160π rad/s C 180π rad/s D 240π rad/s 1.29 Mét b¸nh xe quay ®Ịu xung quanh mét trơc cè ®Þnh víi tÇn sè 3600 vßng/min Trong thêi gian 1,5s b¸nh xe quay ®ỵc mét gãc b»ng A 90π rad B 120 π rad C 150π rad D 180π rad 1.30 Hai học sinh đứng trên chiếc đu quay tròn, A ở ngồi rìa, B ở cách trục... Vật lí 12 Vụ C kích thước và hình dạng của vật Biên soạn: Nguyễn Đình D vị trí trục quay của vật 1.54 Momen lực khơng đổi tác dụng vào một vật có trục quay cố định Trong những đại lượng dưới đây đại lượng nào khơng phải là một hằng số: A Momen qn tính C khối lượng 1.55 B Gia tốc góc D Tốc độ góc Mơmen qn tính của đĩa tròn đồng chất bán kính R, khối lượng m đối với trục quay của đĩa: A I = 1 /12 mR2 . ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… Trang 12 H thng lý thuyt v cõu hi trc nghim Vt lớ 12 Biờn son: Nguyn ỡnh V D. BI TP TRC NGHIM Loi 1: CHUYN NG QUAY CA VT RN QUANH TRC C NH 1.1 Phát biểu nào sau đây là không đúng? Trong. lớ 12 Biờn son: Nguyn ỡnh V C. a n = 168 m/s 2 ; a t = 18m/s 2 D. a n = 128 m/s 2 ; a t = 8m/s 2 1.43 Cho th vn tc gúc theo thi gian ca mt bỏnh xe nh hỡnh v. Gúc quay c ca bỏnh xe trong. tuyến bằng nhau, tốc độ của xe là: A. 20 m/s B. 16 m/s C. 12 m/s D. 8 m/s Trang 16 H thng lý thuyt v cõu hi trc nghim Vt lớ 12 Biờn son: Nguyn ỡnh V 1.25 Kim giờ của một chiếc đồng hồ có chiều