Tiết 8 : BÀI 7 : ĐỘNG NĂNG CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC I / MỤC TIÊU : Hiểu và thuộc công thức tính động năng của vật rắn là tổng động năng của các phần tử của nó. Hiểu rằng chuyển động của vật rắn có thể phân tích thành chuyển động tịnh tiến của khối tâm và chuyển động quay của vật quanh khối tâm. Do đó động năng của vật rắn bằng tổng động năng của chuyển động tịnh tiến và động năng quay quanh khối tâm. Biết cách tính động năng toàn phần của một khối trụ lăn trên một mặt phẳng nghiêng. II / CHUẨN BỊ : 1 / Giáo viên : Nếu có thể, GV chuẩn bị một con quay đồ chơi để làm mẫu chuyển động quay quanh một trục. Khi quay, con quay có một động năng. Tìm một vài ảnh tuabin thủy lực (trong nhà máy Thủy điện), tuabin khí 2 / Học sinh : Ôn kĩ bài học trước. III / 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 xem hình 7.1 HS : Động năng của vật rắn quay quanh một trục bằng tổng động năng của tất cả các phần tử tạo nên vật. HS : Wđ = 2 1 . 2 I - Đơn vị của Wđ (J) Với : I = 2 . i i i i I m r là momen quán tính của vật rắn đối với trục quay. HS : Động năng của vật rắn quay quanh một trục bằng tổng động năng của tất cả các phần tử tạo nên vật; GV : Giáo viên cho học sinh xem hình 7.1 để giới thiệu cho học sinh thấy rằng mỗi phần tử quay có một động năng ? GV : Động năng của vật rắn quay quanh một trục được xác định như thế nào ? GV : Viết biểu thức xác định động năng của vật rắn quay quanh một trục ? được đo bằng nửa tích số của momen quán tính của vật và bình phương vận tốc góc của vật đối với trục quay đó HS : Trong hệ thống đo lường quốc tế đơn vị của động năng là SI ? Hoạt động 2 : HS : Thiết lập định nghĩa chuyển động song phẳng ? HS : Trả lời câu hỏi được đặt ra trong hình 7.2 . HS : Chuyển động tịnh tiến của vật thể hiện bằng chuyển động của khối tâm C của vật dưới tác dụng của tổng vectơ các ngoại lực đặt lên vật. HS : Chuyển động quay của vật rắn quanh trục đi qua khối tâm và vuông góc với mặt phẳng quỹ đạo của khối tâm. GV : Nêu kết luận ? GV : Trong hệ thống đo lường quốc tế đơn vị của động năng là gì ? GV : Quyển sách xe dịch trên bàn, pittông chuyển động trong xylanh của động cơ, con suốt chạy trên máy dệt … GV : Giáo viên cho học sinh xem hình 4.2 GV : Phân tích chuyển động song phẳng thành các chuyển động đơn giản ! Hoạt động 3 : HS : W 1 = 2 1 mv 2 C HS : W 2 = 2 1 I . 2 HS : W = 2 1 mv 2 C + 2 1 I . 2 GV : Chuyển động tịnh tiến của vật rắn và chuyển động quay của vật rắn ! GV : Động năng của khối tâm được xác định như thế nào ? GV : Động năng của vật quay quanh trục đi qua khối tâm ? GV : Động năng toàn phần của vật rắn được xác định như thế nào ? IV / NỘI DUNG : 1. Động năng của vật rắn quay quanh một trục : Động năng của vật rắn quay quanh một trục bằng tổng động năng của tất cả các phần tử tạo nên vật; được đo bằng nửa tích số của momen quán tính của vật và bình phương vận tốc góc của vật đối với trục quay đó. Wđ = 2 1 . 2 I - Đơn vị của Wđ (J) Với : I = 2 . i i i i I m r là momen quán tính của vật rắn đối với trục quay 2. Định lý biến thiên động năng : Độ biến thiên động năng của một vật bằng tổng công của các lực tác dụng lên vật. Wđ = A. Đối với vật quay quanh một trục : Wđ = 2 2 2 1 1 2 I V / 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 8 Tiết 9 : BÀI 8 : CÂN BẰNG TĨNH CỦA VẬT RẮN I / MỤC TIÊU : Hiểu được các điều kiện cân bằng tĩnh của một vật rắn về lực và về momen lực. Hiểu được thế nào là tổng hình học các vectơ biểu diễn các ngoại lực đặt lên vật rắn. Nắm vững điều kiện cân bằng của hệ hai lực và của hệ ba lực đồng phẳng và đồng quy. Biết áp dụng hai trường hợp trên cho một số bài tập. II / CHUẨN BỊ : 1 / Giáo viên : Chuẩn bị một, hai TN về cân bằng của một hình phẳng dưới tác dụng của ba lực đồng phẳng. 2 / Học sinh : Ôn lại về momen lực. III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC : Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Hoạt động 1 : HS : Mọi phần tử của vật đều đứng yên so với mặt đất. GV : Vật rắn nằm ở trạng thái cân bằng tĩnh khi dưới tác dụng của các ngoại lực, mọi phần tử của vật ở HS : Trọng lực của phiến đá và phản lực của hai trụ. HS : Tổng hình học các vectơ biểu diễn các ngoại lực tác dụng lên vật rắn bằng không. 0 F HS : Tổng các momen các ngoại lực đặt lên vật đối với khối tâm bằng không. M = 0 Hoạt động 2 : HS : Vẽ các vectơ lực đặt lên quả dọi và lên quyển sách. HS : Cân bằng của quả dọi và cân bằng của quyển sách đều dưới tác trang thái như thế nào ? GV : Phiến đá trong ảnh nằm trên hai trụ đá ở trạng thái cân bằng tĩnh dưới tác dụng của những lực nào ? GV : Ta biết rằng chuyển động của vật rắn được xét như chuyển động tịnh tiến của khối tâm chuyển động quay quanh trục đi qua khối tâm. Như vậy để vật hoàn toàn đứng yên thì khối tâm của vật phải đứng yên và vật không quay quanh bất cứ trục nào đi qua khối tâm. Muốn vậy, hệ các ngoại lực đặt lên vật phải thỏa mãn hai điều kiện sau : GV : Hãy vẽ các vectơ lực đặt lên quả dọi và lên quyển sách ? GV : Điều kiện cân bằng của hai vật đo có gì khác nhau ? dụng của hai lực. Khác nhau là hai lực hướng ra xa nhau ( trọng lực của quả dọi và sức căng của sợi dây ) và hướng về nhau ( trọng lực của quyển sách và phản lực của bàn ). HS : Điều kiện thứ nhất : hai lực phải song song, ngược chiều và bằng nhau về độ lớn. ' ' 1 2 0 F F hay ' ' 1 2 F F Điều kiện thứ hai : hai lực có cùng đường tác dụng. Hoạt động 3 : HS : Vẽ hình 4.3 HS : Các đường tác dụng đồng quy. HS : Hợp lực bằng không. GV : Phát biểu điều kiện thứ nhất cân bằng tĩnh của một vật dưới tác dụng của hai lực ? GV : Phát biểu điều kiện thứ hai cân bằng tĩnh của một vật dưới tác dụng của hai lực? GV : Hướng dẫn học sinh vẽ một vật rắn chịu tác dụng của ba lực đồng phẳng không song song ? GV : Phát biểu điều kiện thứ nhất cân bằng tĩnh của một vật dưới tác dụng của ba lực ? GV : Phát biểu điều kiện thứ hai cân bằng tĩnh của một vật dưới tác dụng của ba lực? IV / NỘI DUNG : 1. Điều kiện cân bằng tĩnh của vật rắn Vật rắn ở trạng thái cân bằng tĩnh khi dưới tác dụng của các ngoại lực, mọi phần tử của vật đều đứng yên so với mặt đất. Điều kiện cân bằng tĩnh của vật rắn : Tổng hình học các vectơ biểu diễn các ngoại lực tác dụng lên vật rắn bằng không. 0 F Tổng các momen các ngoại lực đặt lên vật đối với khối tâm bằng không. M = 0 2. Cân bằng tĩnh của một vật dưới tác dụng của hai lực Điều kiện cân bằng tĩnh của một vật dưới tác dụng của hai lực. Điều kiện thứ nhất : hai lực phải song song, ngược chiều và bằng nhau về độ lớn. ' ' 1 2 0 F F hay ' ' 1 2 F F Điều kiện thứ hai : hai lực có cùng đường tác dụng. 3. Cân bằng của một vật dưới tác dụng của ba lực đồng phẳng. Điều kiện cân bằng của một vật dưới tác dụng của ba lực đồng phẳng là ba lực đó phải có các đường tác dụng đồng quy và có hợp lực bằng không. V / CỦNG CỐ VÀ DẶN DÒ : Làm câu hỏi trắc nghiệm 1, trả lời câu hỏi 2 và các bài tập 1,2. Xem bài 9. . Tiết 8 : BÀI 7 : ĐỘNG NĂNG CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC I / MỤC TIÊU : Hiểu và thuộc công thức tính động năng của vật rắn là tổng động năng của các phần tử của nó. Hiểu. DUNG : 1. Động năng của vật rắn quay quanh một trục : Động năng của vật rắn quay quanh một trục bằng tổng động năng của tất cả các phần tử tạo nên vật; được đo bằng nửa tích số của momen. HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC : Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Hoạt động 1 : HS : Học sinh xem hình 7. 1 HS : Động năng của vật rắn quay quanh một trục bằng tổng động năng của tất