Giáo án tự chọn vật lý 12 nâng cao

 Giáo án tự chọn lý 12 – CĐNC  Biên soạn : Dương Văn Đổng – Trường THPT Bùi Thò Xuân – Bình Thuận  Trang 1 Chủ đề 1 : CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN (8 tiết) Tiết 1 - 2. CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH Tiết 1 Hoạt động 1 (15 phút): Tìm hiểu cách xác đònh vò trí của vật rắn quanh một trục cố đònh. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản Vẽ hình 1.3 a) Yêu cầu học sinh nêu đặc điểm của chuyển động quay. Vẽ hình 1.3 b) Giới thiệu cách xác đònh vò trí của vật chuyển động quay Nêu các đặc điểm của chuyển động quay của vật rắn quanh một trục. Ghi nhận cách xác đònh vò trí của vật rắn trong chuyển động quay. Ghi nhận khái niệm tọa độ góc. I. Lý thuyết 1. Cách xác đònh vò trí của vật rắn quay quanh một trục cố đònh a) Đặc điểm của chuyển động quay của vật rắn quanh một trục + Mọi điểm của vật đều vạch những đường tròn nằm trong các mặt phẵng vuông góc với trục quay và có tâm nằm trên trục. + Mọi điểm của vật chuyển động trên đường tròn được cùng một góc trong cùng một khoảng thời gian. b) Cách xác đònh vò trí của vật rắn trong chuyển động quay + Chọn một đường mốc cố đònh OM trên vật đi qua trục quay và vuông góc với trục quay. + Chọn trục Ox nằm trong mặt phẵng vuông góc với trục quay và một chiều quay làm chiều dương. Vò trí của vật được xác đònh bằng góc ϕ mà đường mốc làm với trục Ox. Góc ϕ gọi là tọa độ góc của vật. Hoạt động 2 (10 phút) : Tìm hiểu tốc độ góc của vật rắn quanh một trục cố đònh. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản Yêu cầu học sinh nhắc lại khái niệm vận tốc trung bình và vận tốc tức thời trong chuyển động thẳng. Giới thiệu tốc độ góc trung bình và tốc độ góc tức thời trong chuyển động quay. Yêu cầu học sinh nêu đơn vò của tốc độ góc. Nhắc lại khái niệm vận tốc trung bình trong chuyển động thẳng. Ghi nhận khái niệm tốc độ góc trung bình. Nhắc lại khái niệm vận tốc tức thời trong chuyển động thẳng. Ghi nhận khái niệm tốc độ góc tức thời. 2. Tốc độ góc a) Tốc độ góc trung bình ω tb = t∆ ∆ ϕ b) Tốc độ góc tức thời ω = t t ∆ ∆ →∆ ϕ 0 lim = ϕ’(t) Đơn vò của tốc độ góc là rad/s. Tốc độ góc có thể dương hay âm tùy theo vật quay theo chiều dương hay ngược lại. Hoạt động3 (10 phút) : Tìm hiểu gia tốc góc của vật rắn quanh một trục cố đònh. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản Y/c h/s nhắc lại khái niệm gia tốc trung bình, gia tốc tức thời trong cđ thẳng. Giới thiệu gia tốc góc trung bình và gia tốc góc tức thời trong chuyển động quay. Yêu cầu học sinh nêu đơn vò của gia tốc góc. Giới thiệu giá trò của tốc độ góc và gia tốc góc trong chuyển động quay biến đổi đều khi chọn chiều dương cùng chiều với chiều quay. Nhắc lại khái niệm gia tốc trung bình trong chuyển động thẳng. Ghi nhận khái niệm gia tốc góc trung bình. Nhắc lại khái niệm gia tốc tức thời trong chuyển động thẳng. Ghi nhận khái niệm gia tốc góc tức thời. Nêu đơn vò của gia tốc góc. Ghi nhận giá trò của tốc độ góc và gia tốc góc trong chuyển động quay biến đổi đều. 3. Gia tốc góc a) Gia tốc góc trung bình γ tb = t∆ ∆ ω b) Tốc độ góc tức thời γ = t t ∆ ∆ →∆ ω 0 lim = ω’(t) Đơn vò của gia tốc góc là rad/s 2 . Nếu chọn chiều dương cùng chiều quay và vật chuyển động quay biến đổi đều thì ω > 0, γ = hằng số và γ > 0 khi vật quay nhanh dần đều còn γ < 0 khi vật quay chậm dần đều.  Giáo án tự chọn lý 12 – CĐNC  Biên soạn : Dương Văn Đổng – Trường THPT Bùi Thò Xuân – Bình Thuận  Trang 2 Hoạt động4 (10 phút) : Tìm hiểu các công thức của chuyển động quay biến đổi đều. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản Yêu cầu học sinh nhắc lại các công thức của chuyển động thẳng biến đổi đều. Giới thiệu các công thức của chuyển động quay biến đổi đều. Nhắc lại các công thức của chuyển động thẳng biến đổi đều. Ghi nhận các công thức của chuyển động quay biến đổi đều. 4. Các công thức của chuyển động quay biến đổi đều γ = hằng số ω = ω 0 + γt ϕ = ϕ 0 + ω 0 t + 2 1 γt 2 ω 2 - ω 0 2 = 2γ(ϕ - ϕ 0 ) Khi vật quay đều thì γ = 0 Tiết 2 Hoạt động 5 (20 phút) : Gia tốc của một điểm của một vật rắn trong chuyển động quay không đều. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản Yêu cầu học sinh nhắc lại đặc điểm của véc tơ gia tốc trong chuyển động tròn đều. Yêu cầu học sinh nêu biểu thức tính độ lớn của gia tốc hướng tâm. Giới thiệu đặc điểm của véc tơ gia tốc trong chuyển động quay không đều. Dẫn dắt để các thành phần của gia tốc và biểu thức tính độ lớn của chúng trong chuyển động quay không đều. Yêu cầu học sinh nêu biểu thức tính độ lớn của gia tốc trong chuyển động quay không đều. Nhắc lại đặc điểm của gia tốc trong chuyển động tròn đều. Nêu biểu thức tính độ lớn của gia tốc hướng tâm. Ghi nhận đặc điểm của véc tơ gia tốc trong chuyển động quay không đều. Ghi nhận các thành phần của gia tốc và biểu thức tính độ lớn của gia tốc trong chuyển động quay không đều. Viết biểu thức tính độ lớn của gia tốc trong chuyển động quay không đều. 5. Gia tốc của một điểm của vật rắn trong chuyển động quay không đều a) Khi vật rắn quay đều Mọi điểm của vật rắn chuyển động tròn đều. → v mỗi điểm chỉ thay đổi về hướng, không thay đổi độ lớn. → a của mỗi điểm vuông góc với → v và hướng vào tâm của đường tròn nên gọi là gia tốc hướng tâm. Gia tốc hướng tâm có độ lớn a ht = r v 2 . b) Khi vật rắn quay không đều Mọi điểm của vật rắn chuyển động tròn không đều. → v thay đổi cả hướng lẫn độ lớn. → a không vuông góc với → v mà làm thành một góc α với → v . Phân tích → a thành hai thành phần: + Thành phần vuông góc với → v : a ht = r v 2 = ω 2 r + Thành phần theo phương của → v : a t = t r t r t v ∆ ∆ = ∆ ∆ = ∆ ∆ ωω )( = rγ Tổng → a = → ht a + → t a gọi là gia tốc của một điểm chuyển động tròn không đều. Hoạt động 6 (20 phút) : Giải bài tập ví dụ. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản Yêu cầu học sinh tính tốc độ góc của đóa tại thời điểm t = 18 giây, góc quay được và số vòng quay được sau 18s. Tính tốc độ góc của đóa tại thời điểm t = 18 giây, góc quay được và số vòng quay được sau 18s. II. Bài tập ví dụ Giải Chọn chiều dương là chiều quay. a) Tốc độ góc của đóa tại t = 18s là: ω = ω 0 + γt = 0,35.18 = 6,3(rad/s) Góc quay được sau 18s là: ϕ = ϕ 0 + ω 0 t + 2 1 γt 2 = 2 1 0,35.18 2 = 56,7(rad) Số vòng quay được là :  Giáo án tự chọn lý 12 – CĐNC  Biên soạn : Dương Văn Đổng – Trường THPT Bùi Thò Xuân – Bình Thuận  Trang 3 Yêu cầu học sinh viết biểu thức và suy ra để tính thời điểm để đóa dừng lại. Viết biểu thức và suy ra để tính thời điểm để đóa dừng lại. n = 14,3.2 7,56 2 = π ϕ = 9 (vòng) b) Thời điểm để đóa dừng lại Ta có ω = ω 0 + γ(t 1 – t 0 ) => t 1 = γ ωω 0 − + t 0 = 35,0 6,40 − − + 0 = 13(s) Hoạt động 6 (5 phút) : Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Cho học sinh tóm tắt những kiến thức đã học. Yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập trang 10, 11 sách TCNC. Tóm tắt những kiến thức đã học trong bài. Ghi các câu hỏi và bài tập về nhà. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY Tiết 3 - 4. PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH Tiết 1. Hoạt động 1 (10 phút) : Kiểm tra bài cũ : Nêu các đặc điểm của tốc độ góc, gia tốc góc và gia tốc của vật rắn quay đều và quay biến đổi đều. Viết các phương trình của vật rắn chuyển động quay. Hoạt động 2 (15 phút) : Tìm hiểu mối liên hệ giữa momen lực và gia tốc góc. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản Vẽ hình 1.7 Giới thiệu khái niệm momem. Vẽ hình 1.8 Giới thiệu tổng đại số momen của các ngoại lực. Ghi nhận khái niệm. Ghi nhận khái niệm. I. Lý thuyết 1. M ối liên hệ giữa momen lực và gia tốc góc a) Xét quả cầu nhỏ khối lượng m quay trên đường tròn tâm O, bán kính r Lực F t gây ra cho vật momen quay: M = F t .r = m.a t .r = m.r.γ.r = m.r 2 .γ b) Xét đóa phẵng có nhiều hạt khối lượng m i quay quanh trục cố đònh Gọi r i là khoảng cách từ hạt khối lượng m i đến trục quay ta có M = (Σm i .r 2 i )γ Hoạt động 3 (20 phút) : Tìm hiểu momen quán tính của vật và phương trình động lực học của chuyển động quay. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản Giới thiệu khái niệm momen qn tính của vật. Giới thiệu phương trình động lực học của chuyển động quay Giới thiệu momen qn tính của một số vật rắn đồng chất. Yêu cầu học sinh xem hình 1.9. Yêu cầu học sinh xem hình 1.10. Yêu cầu học sinh xem hình Ghi nhận khái niệm. Ghi nhận phương trình. Ghi nhận momen quán tính của vành tròn hay một hình trụ rổng, có khối lượng m, bán kính R, có trục quay là trục của nó. Ghi nhận momen quán tính của đóa tròn hay hình trụ đặc, khối lượng m, bán kính R, có trục quay là trục của nó. 2. Phương trình động lực học của chuyển động quay. Momen quán tính a) Momen quán tính Đại lượng I = Σm i .r 2 i đặc trưng cho mức quán tính của vật trong chuyển động quay gọi là momen quán tính của vật. b) Phương trình động lực học của chuyển động quay M = Iγ c) Momen quán tính của một số vật rắn đồng chất * Vật là một vành tròn hay một hình trụ rổng, có khối lượng m, bán kính R, có trục quay là trục của nó I = mR 2 * Vật là một đóa tròn hay hình trụ đặc, có khối lượng m, bán kính R, có trục quay là trục của nó I = 2 1 mR 2  Giáo án tự chọn lý 12 – CĐNC  Biên soạn : Dương Văn Đổng – Trường THPT Bùi Thò Xuân – Bình Thuận  Trang 4 1.11. Yêu cầu học sinh xem hình 1.12. Yêu cầu học sinh xem hình 1.13. Ghi nhận momen quán tính của thanh mãnh có độ dài l, khối lượng m và có trục quay là đường trung trực của thanh. Ghi nhận momen quán tính của thanh mãnh có độ dài l, khối lượng m và có trục quay đi qua một đầu và vuông góc với thanh. Ghi nhận momen quán tính của hình cầu đặc, khối lượng m, bán kính R và có trục quay đi qua tâm. * Vật là một thanh mãnh có độ dài l, khối lượng m và có trục quay là đường trung trực của thanh I = 12 1 ml 2 * Vật là một thanh mãnh có độ dài l, khối lượng m và có trục quay đi qua một đầu và vuông góc với thanh I = 3 1 ml 2 * Vật là một hình cầu đặc, khối lượng m, bán kính R và có trục quay đi qua tâm I = 5 2 mR 2 Tiết 2. Hoạt động 4 (20 phút) : Giải bài tập ví dụ. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản Yêu cầu học sinh chọn chiều dương để viết các phương trình động lực học. Yêu cầu học sinh viết các phương trình động lực học cho các vật. Hướng dẫn để học sinh giải hệ phương trình. Chọn chiều dương để viết các phương trình động lực học cho các vật. Viết các phương trình động lực học cho các vật. Giải hệ phương trình để tìm a, T 1 và T 2 . II. Bài tập ví dụ Giải Chọn chiều dương cho chuyển động tònh tiến và chuyển động quay như hình vẽ. Ta có: T 1 – m 1 g = m 1 a (1) m 2 g – T 2 = m 2 a (2) (T 2 – T 1 )R = Iγ (3) a = Rγ (4) Giải ra ta được : a = 2 12 12 1 ) R mm gmm ++ − ; T 1 = ImmR IRmgm ++ + )( )2( 12 2 2 21 ; T 2 = ImmR IRmgm ++ + )( )2( 12 2 2 12 . Hoạt động 5 (20 phút) : Giải các câu trắc nghiệm trang 15. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản Yêu cầu hs giải thích tại sao chọn B. Yêu cầu hs giải thích tại sao chọn C. Yêu cầu hs giải thích tại sao chọn A. Yêu cầu hs giải thích tại sao chọn D. Yêu cầu hs giải thích tại sao chọn A. Yêu cầu hs giải thích tại sao chọn A. Giải thích lựa chọn. Giải thích lựa chọn. Giải thích lựa chọn. Giải thích lựa chọn. Giải thích lựa chọn. Giải thích lựa chọn. Câu 1: B Câu 2: C Câu 3: A Câu 4: D Câu 5: A Câu 6: A Hoạt động 6 (5 phút) : Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Cho học sinh tóm tắt những kiến thức đã học. Yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập 7, 8 trang 16 sách TCNC. Tóm tắt những kiến thức đã học trong bài. Ghi các câu hỏi và bài tập về nhà. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY  Giáo án tự chọn lý 12 – CĐNC  Biên soạn : Dương Văn Đổng – Trường THPT Bùi Thò Xuân – Bình Thuận  Trang 5 Tiết 5 - 6. ĐỘNG NĂNG CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH Tiết 1. Hoạt động 1 (10 phút) : Kiểm tra bài cũ : Viết phương trình động lực học của vật rắn quay. Nêu biểu thức tính momen quán tính của một số vật rắn đồng chất. Hoạt động 2 (15 phút) : Tìm hiểu động năng của một vật rắn quay quanh một trục cố đònh. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản Yêu cầu học sinh viết biểu thức tính động năng của quả cầu. Dẫn dắt để đưa ra biểu thức tính động năng của quả cầu chuyển động quay. Dẫn dắt để đưa ra công thức tính động năng của vật rắn quay. Viết biểu thức tính động năng của quả cầu. Nêu mối liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc. Nêu momen quán tính của quả cầu quay quanh trục cách tâm của nó một khoảng r. Ghi nhận công thức. I. Lý thuyết 1. Đ ộng năng của một vật rắn quay quanh một trục cố đònh a) Xét quả cầu có khối lượng m quay quanh trục cách tâm của nó một khoảng r Ta có: W đ = 2 1 mv 2 = 2 1 m(ωr) 2 = 2 1 mr 2 ω 2 Vì mr 2 = I là momen quán tính quán tính của quả cầu đối với trục quay nên W đ = 2 1 Iω 2 b) Xét vật rắn mỏng, phẵng quay quanh trục qua tâm đối xứng và vuông góc với mặt phẵng của vật Ta có : W đ = Σ 2 1 m i v i 2 = Σ 2 1 m i (ωr i ) 2 = 2 1 ωΣm i r i 2 = 2 1 Iω 2 c) Công thức W đ = 2 1 Iω 2 đúng cho tất cả các vật rắn có hình dạng bất kì. Hoạt động 3 (10 phút) : Tìm hiểu đònh lí biến thiên động năng. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản Yêu cầu học sinh viết biểu thức dònh lí động năng áp dụng cho chất điểm. Giới thiệu đònh lí động năng áp dụng cho vật rắn quay. Viết biểu thức dònh lí động năng áp dụng cho chất điểm. Ghi nhận đònh lí động năng áp dụng cho vật rắn quay. 2. Đ ònh lí biến thiên động năng Độ biến thiên động năng của một vật rắn quay quanh một trục bằng công của ngoại lực tác dụng lên vật. ∆W đ = Wđ 2 – Wđ 1 = 2 1 Iω 2 2 - 2 1 Iω 2 1 = A Hoạt động 4 (10 phút) : Tìm hiểu ứng dụng của động năng của vật rắn quay. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản Yêu cầu học sinh tìm ví dụ trong thực tế ứng dụng động năng quay. Giới thiệu công dụng của bánh đà trong động cơ đốt trong. Tìm ví dụ trong thực tế ứng dụng động năng quay. Ghi nhận công dụng của bánh đà trong động cơ đốt trong. 3. Ứng dụng Trong kó thuật người ta dùng bánh đà để tích trữ và cung cấp động năng quay. Ví dụ: Với động cơ đốt trong 4 kì thì trong kì sinh công, công này làm tăng động năng của bánh đà. Trong ba kì kia, bánh đà cung cấp động năng nó đã dự trử cho trục khuỷu để pit-tông vượt qua được điểm chết và động cơ chạy êm. Tiết 2 Hoạt động 5 (30 phút) : Giải bài tập ví dụ. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản Yêu cầu học sinh chọn mốc thế năng. Chọn mốc thế năng. II. Bài tập ví dụ Giải Chọn mốc thế năng tại mặt đất. Theo đònh luật bảo toàn cơ năng ta có:  Giáo án tự chọn lý 12 – CĐNC  Biên soạn : Dương Văn Đổng – Trường THPT Bùi Thò Xuân – Bình Thuận  Trang 6 Yêu cầu học sinh xác đònh, thế năng, động năng của các vật lúc đầu. Yêu cầu học sinh xác đònh thế năng, động năng của các vật lúc sau. Yêu cầu học sinh viết biểu thức đònh luật bảo toàn cơ năng và suy ra để tính v. Xác đònh, thế năng, động năng của các vật lúc đầu. Xác đònh thế năng, động năng của các vật lúc sau. Viết biểu thức đònh luật bảo toàn cơ năng và suy ra, thay số để tính vận tốc v. m 2 gh = m 1 gh + 2 1 (m 1 + m 2 )v 2 + 2 1 Iω 2 = m 1 gh + 2 1 (m 1 + m 2 )v 2 + 2 1 . 2 1 mR 2 . 2 2 R v => v 2 = 2 )(2 21 12 m mm ghmm ++ − = 75,35,2618 3.8,9).185,26(2 ++ + = 10,37 => v = 3,2(m/s) Hoạt động 6 (10 phút) : Giải các câu trắc nghiệm trang 19. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản Yêu cầu hs giải thích tại sao chọn D. Yêu cầu hs giải thích tại sao chọn A. Yêu cầu hs giải thích tại sao chọn C. Yêu cầu hs giải thích tại sao chọn D. Giải thích lựa chọn. Giải thích lựa chọn. Giải thích lựa chọn. Giải thích lựa chọn. Câu 1: D Câu 2: A Câu 3: C Câu 4: D Hoạt động 7 (5 phút) : Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Cho học sinh tóm tắt những kiến thức đã học. Yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập 5, 6, 7, 8 trang 19 sách TCNC. Tóm tắt những kiến thức đã học trong bài. Ghi các câu hỏi và bài tập về nhà. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY  Giáo án tự chọn lý 12 – CĐNC  Biên soạn : Dương Văn Đổng – Trường THPT Bùi Thò Xuân – Bình Thuận  Trang 7 Tiết 7 - 8. MOMEN ĐỘNG LƯNG Tiết 1. Hoạt động 1 (5 phút) : Kiểm tra bài cũ : Phát biểu và viết biểu thức đònh lý biến thiên động năng của vật rắn quay quanh một trục cố đònh. Hoạt động 2 (15 phút) : Tìm hiểu momen động lượng. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản Yêu cầu học sinh nhắc lại phương trình động lực học của vật rắn quay. Dẫn dắt để đưa ra dạng khác của phương trình. Giới thiệu khái niệm momen động lượng. Yêu cầu học sinh nêu đơn vò của moomen động lượng. Nhắc lại phương trình động lực học của vật rắn quay. Ghi nhận phương trình. Ghi nhân khái niệm. Nêu đơn vò của moomen động lượng. I. Lý thuyết 1. Momen động lượng a) Dạng khác của phương trình động lực học của vật rắn quay Phương trình M = I.γ có thể viết dưới dạng: M = I dt dL I dt d dt d == )( ω ω Với L = Iω = mr 2 r v = rmv b) Đònh nghóa Đại lượng bằng tích của momen quán tính của một vật và tốc độ góc của nó trong chuyển động quay quanh một trục được gọi là momen động lượng của vật đối với trục đó. L = Iω Đơn vò của momen động lượng là kgm 2 /s. Hoạt động 3 (10 phút) : Tìm hiểu đònh lí biến thiên momen động lượng. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản Dẫn dắt để đưa ra biểu thức đònh lí biến thiên momen động lượng. Giới thiệu là xung lượng của momen lực. Yêu cầu học sinh phát biểu đònh lí biến thiên momen động lượng. Ghi nhận biểu thức đònh lí biến thiên momen động lượng. Ghi nhận khái niệm. Phát biểu đònh lí biến thiên momen động lượng. 2. Đònh lí biến thiên momen động lượng Ta có: M = I t L t I t ∆ ∆ = ∆ ∆ = ∆ ∆ )( ωω => ∆L = M.∆t M.∆t gọi là xung lượng của momen lực. Độ biến thiên momen động lượng của một vật rắn trong một khoảng thời gian bằng tổng đại số các xung lượng của momen ngoại lực tác dụng lên vật trong khoảng thời gian đó. Hoạt động 4 (15 phút) : Tìm hiểu đònh luật bảo toàn động lượng. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản Giới thiệu đònh luật bảo toàn động lượng. Yêu cầu học sinh tìm ví dụ minh họa cho đònh luật bảo toàn động lượng cho trường hợp vật quay. Giới thiệu trường hợp bảo toàn động lượng trong một thời gian rất ngắn. Ghi nhận đònh luật. Tìm ví dụ minh họa cho đònh luật bảo toàn động lượng cho trường hợp vật quay. Ghi nhận trường hợp bảo toàn động lượng trong một thời gian rất ngắn. 3. Đònh luật bảo toàn động lượng a) Đònh luật Nếu tổng các momen lực tác dụng lên một vật (hay hệ vật) bằng 0 thì momen động lượng của vật (hay hệ vật) được bảo toàn. I 1 ω 1 = I 2 ω 2 hay Iω = hằng số b) Ví dụ Người ngồi trên ghế quay đang giang hay tay ra và đang quay với tốc độ gốc ω 1 thì khi co tay lại sẽ quay với tốc độ góc ω 2 > ω 1 vì momen quán tính lúc giang tay I 1 lớn hơn momen quán tính I 2 lúc co tay lại. c) Chú ý Nếu tổng đại số các momen lực tác dụng lên vật (hay hệ vật) khác không nhưng khoảng thời gian tác dụng ∆t của momen lực nhỏ đến mức có thể bỏ qua xung lượng của lực M.∆t, thì ta có thể coi momen động lượng  Giáo án tự chọn lý 12 – CĐNC  Biên soạn : Dương Văn Đổng – Trường THPT Bùi Thò Xuân – Bình Thuận  Trang 8 của vật (hay hệ vật) là bảo toàn trong khoảng thời gian đó. Tiết 2. Hoạt động 5 (25 phút) : Giải bài tập ví dụ. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản Yêu cầu học sinh lập luận để áp dụng đònh luật bảo toàn động lượng. Yêu cầu học sinh viết biểu thức đònh luật bảo toàn động lượng từ đó suy ra tốc độ góc của quả cầu trên đường tròn mới. Yêu cầu học sinh tính tốc độ góc của quả cầu lúc đầu. Yêu cầu học sinh áp dụng đònh lí biến thiên momen động lượng để tính công cuat lực kéo dây. Lập luận để áp dụng đònh luật bảo toàn động lượng. Viết biểu thức đònh luật bảo toàn động lượng từ đó suy ra tốc độ góc của quả cầu trên đường tròn mới. Tính tốc độ góc của quả cầu lúc đầu. Áp dụng đònh lí biến thiên momen động lượng để tính công cuat lực kéo dây. II. Bài tập ví dụ Giải a) Theo đònh luật bảo toàn động lượng ta có I 1 ω 1 = I 2 ω 2 => ω 2 = 2 2 1 1 2 1 2 11 mr r v mr I I = ω = 22 2 11 25,0 8,0.4,0 = r vr = 5,12 (rad/s) b) Công của lực kéo dây Ta có: ω 1 = 4,0 8,0 1 1 = r v = 2 (ra/s) Theo đònh lí biến thiên momen động lượng A = ∆Wđ = 2 1 I 2 2 2 ω - 2 1 I 1 2 1 ω = 2 1 m( 2 1 2 1 2 2 2 2 ωω rr − ) = 2 1 .0,12(0,25 2 .5,12 2 – 0.4 2 .2 2 ) = 0,06 (J) Hoạt động 6 (15 phút) : Giải các câu hỏi trắc nghiệm. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản Yêu cầu hs giải thích tại sao chọn C Yêu cầu hs giải thích tại sao chọn C. Yêu cầu hs giải thích tại sao chọn B. Yêu cầu hs giải thích tại sao chọn A. Yêu cầu hs giải thích tại sao chọn C. Yêu cầu hs giải thích tại sao chọn D. Giải thích lựa chọn. Giải thích lựa chọn. Giải thích lựa chọn. Giải thích lựa chọn. Giải thích lựa chọn. Giải thích lựa chọn. Câu 1 trang 23: C Câu 2 trang 23: C Câu 3 trang 23: B Câu 4 trang 23: A Câu 5 trang 24: C Câu 6 trang 24: D Hoạt động 7 (5 phút) : Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Cho học sinh tóm tắt những kiến thức đã học. Yêu cầu học sinh về nhà giải các bài tập 7, 8 trang 24 sách TCNC. Tóm tắt những kiến thức đã học trong bài. Ghi các câu hỏi và bài tập về nhà. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY  Giáo án tự chọn lý 12 – CĐNC  Biên soạn : Dương Văn Đổng – Trường THPT Bùi Thò Xuân – Bình Thuận  Trang 9 Chủ đề 2 : DAO ĐỘNG CƠ (4 tiết) Tiết 9 - 10. BỔ SUNG VỀ CON LẮC LÒ XO Tiết 1 Hoạt động 1 (5 phút) : Kiểm tra bài cũ : Nêu cấu tạo và hoạt động của con lắc lò xo nằm ngang. Hoạt động 2 (10 phút) : Tòm hiểu cấu tạo và hoạt động của con lắc lò xo treo thẳng đứng. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản Vẽ hình 2.1 Yêu cầu học sinh nêu cấu tạo của con lắc lò xo treo thẳng đứng. Yêu cầu học sinh mô tả chuyển động của con lắc. Xem hình vẽ. Nêu cấu tạo của con lắc lò xo treo thẳng đứng. Mô tả chuyển động của con lắc khi kích thích cho con lắc dao động. I. Lý thuyết 1. Con lắc lò xo treo thẳng đứng Gồm lò xo có độ cứng k, có khối lượng không đáng kể, được treo vào một điểm cố đònh, còn vật có khối lượng m, được móc vào đầu dưới của lò xo. Kéo vật theo phương thẳng đứng khỏi vò trí cân bằng một đoạn nhỏ rồi buông tay, ta thấy con lắc dao động quanh vò trí cân bằng. Hoạt động 3 (15 phút) : Khảo sát dao động của con lắc lò xo thẳng đứng về mặt động lực học. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản Vẽ hình 2.2. Yêu cầu học sinh xác đònh các lực tác dụng lên vật và xác đònh vò trí cân bằng của vật. Yêu cầu học sinh viết phương trinh động lực học dưới dạng véc tơ. Yêu cầu học sinh chiếu lên trục Ox để tìm phương trình động lực học dưới dạng đại số. Yêu cầu học sinh kết luận về dao động điều hòa của cong lắc lò xo treo thẳng đứng. Xem hình vẽ. Xác đònh các lực tác dụng lên vật. Xác điònh độ dãn của lò xo ở vò trí cân bằng. Viết phương trinh động lực học dưới dạng véc tơ. Chiếu lên trục Ox để tìm phương trình động lực học dưới dạng đại số. Kết luận về dao động điều hòa của cong lắc lò xo treo thẳng đứng. 2. Khảo sát dao động của con lắc lò xo thẳng đứng về mặt động lực học a) Xác đònh vò trí cân bằng Trong quá trình dao động, vật chòu tác dụng của trọng lực → P và lực đàn hồi → dh F của lò xo. Ở vò trí cân bằng ta có: → P + → dh F = → 0 Chiếu lên trục Ox ta có: mg – k∆l 0 = 0 Với ∆l 0 là độ dãn của lò xo ở vò trí cân bằng. b) Xác đònh hợp lực tác dụng vào vật Ở vò trí có tọa độ x ta có: → P + → dh F = m → a Chiếu lên trục Ox ta có: mg – k(∆l 0 + x) = ma => -kx = ma => a = - m k x = - ω 2 x Vậy con lắc lò xo thẳng đứng dao động điều hòa với với tần số góc ω = m k . Hợp lực tác dụng vào vật là lực kéo về, có độ lớn tỉ lệ với li độ: F = -kx. Hoạt động 4 (15 phút) : Tìm hiểu phương trình và đồ thò của dao động điều hòa. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản Giới thiệu phương trình vi phân của dao động điều hòa. Yêu cầu h/s nêu phương trình của dao động điều hòa. Giới thiệu đồ thò li độ – thời gian của dao động điều hòa. Ghi nhận phương trình vi phân của dao động điều hòa. Nêu phương trình li độ của dao động điều hòa. Ghi nhận đồ thò li độ – thời gian của dao động điều hòa. 3. P hương trình và đồ thò của dao động điều hòa a) Phương trình vi phân của dao động điều hòa a = x’’ = - ω 2 x hay x’’ + - ω 2 x = 0 b) Phương trình của dao động điều hòa x = Acos(ωt + ϕ) c) Đồ thò của dao động điều hòa Với ϕ = 0 ta có: Li độ: Vận tốc:  Giáo án tự chọn lý 12 – CĐNC  Biên soạn : Dương Văn Đổng – Trường THPT Bùi Thò Xuân – Bình Thuận  Trang 10 Giới thiệu đồ thò vận tốc – thời gian của dao động điều hòa. Giới thiệu đồ thò gia tốc – thời gian của dao động điều hòa. Yêu cầu học sinh dựa vào đồ thò, nhận xét về độ lệch pha giữa x. v và a. Ghi nhận đồ thò vận tốc – thời gian của dao động điều hòa. Ghi nhận đồ thò gia tốc – thời gian của dao động điều hòa. Dựa vào đồ thò, nhận xét về độ lệch pha giữa li độ, vận tốc và gia tốc. Gia tốc: Tiết 2 Hoạt động 5 (10 phút) : Tìm hiểu cơ năng của con lắc lò xo treo thẳng đứng. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản Yêu cầu học sinh chọn mốc thế năng và viết biểu thức thế năng của con lắc. Yêu cầu học sinh viết biểu thức cơ năng của con lắc. Giới thiệu sự bảo toàn cơ năng của con lắc. Giới thiệu đồ thò biểu diễn sự phụ thuộc của thế năng, động năng và cơ năng của con lắc vào li độ. Chọn mốc thế năng và viết biểu thức thế năng của con lắc. Viết biểu thức cơ năng của con lắc. Ghi nhận sự bảo toàn cơ năng của con lắc. Ghi nhận đồ thò biểu diễn sự phụ thuộc của thế năng, động năng và cơ năng của con lắc vào li độ. 4. Cơ năng của con lắc lò xo treo thẳng đứng a) Thế năng Chọn gốc thế năng tại vò trí cân bằng ta có: W t = 2 1 kx 2 b) Cơ năng W = W t + W đ = 2 1 kx 2 + 2 1 mv 2 Khi không có ma sát thì cơ năng của con lắc được bảo toàn: W = 2 1 kx 2 + 2 1 mv 2 = 2 1 kA 2 = hằng số Hoạt động 6 (30 phút) : Giải bài tập ví dụ. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản Yêu cầu học sinh lập và giải hệ phương trình để tìm chiều dài ban đầu và độ cứng của lò xo. Yêu cầu học sinh tính tần số góc và chu kì của dao động. Yêu cầu học sinh chọn trục tọa độ, gốc thời gian. Yêu cầu học sinh tìm biên độ, pha ban đầu và viết phương trình dao động. Yêu cầu học sinh tính vận tốc của vật tại vò trí có li độ x = 1cm. Lập và giải hệ phương trình để tìm chiều dài ban đầu và độ cứng của lò xo. Tính tần số góc và chu kì của dao động. Chọn trục tọa độ, gốc thời gian. Tìm biên độ, pha ban đầu và viết phương trình dao động. Tính vận tốc của vật tại vò trí có li độ x = 1cm. II. Bài tập ví dụ Bài 1. a) Ta có: m 1 g = k(l 1 – l 0 ) (m 1 + m 2 )g = 2m 1 g = k(l 2 – l 0 ) => l 2 – l 0 = 2(l 1 – l 0 ) => l 0 = 2l 1 – l 2 = 64 – 34 = 30 (cm) k = 3,032,0 8,9.15,0 01 1 − = − ll gm = 73,5 (N/m) b) ω = 15,0 5,73 1 = m k = 22,1 (rad/s) T = 1,22 14,3.22 = ω π = 0,28 (s) Chọn trục tọa độ Ox thẳng đứng, chiều dương từ trên xuống, gốc O tại vò trí cân bằng, ta có: Khi t = 0 thì x 0 = 2cm và v 0 = 0 Do đó: A = 2cm và ϕ = 0. Vậy phương trình dao động của vật là: x = cos22,1t (cm) c) Ta có: v = ± ω 22 xA − = 22 121,22 −± = 38 (cm/s) [...]... SÓNG ÁNH SÁNG (3 tiết) Tiết 25 TÁN SẮC ÁNH SÁNG VÀ QUANG PHỔ Hoạt động 1 (5 phút): Kiểm tra bài cũ : Nêu và giải thích hiện tượng tán sắc ánh sáng Hoạt động 2 (10 phút): Tìm hiểu sự tổng hợp ánh sáng đơn sắc thành ánh sáng trắng Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản I Lý thuyết 1 Tổng hợp ánh sáng đơn sắc thành ánh sáng trắng Yêu cầu học sinh nhắc lại Nhắc lại hiện tượng tán...  Giáo án tự chọn lý 12 – CĐNC  Biên soạn : Dương Văn Đổng – Trường THPT Bùi Thò Xuân – Bình Thuận  Trang 33 Tiết 29 HIỆN TƯNG HẤP THỤ ÁNH SÁNG MÀU SẮC CÁC VẬT Hoạt động 1 (15 phút): Tìm hiểu hiện tượng hấp thụ ánh sáng Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản I Lý thuyết 1 Hiện tượng hấp thụ ánh sáng Trình bày thí nghiệm hình 7.4 Nhận xét về màu ánh sáng + Chiếu một chùm sáng... phản xạ + Ở một số vật, khả năng phản xạ (hoặc tán (hoặc tán xạ) lọc lựa của các (hoặc tán xạ) lọc lựa của các xạ) ánh sáng mạnh yếu khác nhau phụ thuộc vào chính bước sóng ánh sáng Đó là phản vật vật  Giáo án tự chọn lý 12 – CĐNC  Biên soạn : Dương Văn Đổng – Trường THPT Bùi Thò Xuân – Bình Thuận  Trang 34 Yêu cầu học sinh giải thích Giải thích tại sao các vật có tại sao các vật có màu sắc màu... phút): Tìm hiểu đònh luật hấp thụ ánh sáng Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản 3 Đònh luật hấp thụ ánh sáng Giới thiệu đònh luật hấp thụ Ghi nhận đònh luật hấp thụ Khi đi qua một môi trường hấp thụ ánh sáng ánh sáng ánh sáng thì cường độ của chùm sáng giảm theo đònh luật hàm mũ của độ dài đường đi tia sáng Giới thiệu là hệ số hấp thụ I = I0e-αl ánh sáng đơn sắc và yêu cầu Nêu đơn... rút ra kết Rút ra kết luận qua hiện tượng Hiện tượng tán sắc ánh sáng bởi lăng kính luận qua hiện tượng tán sắc tán sắc ánh sáng thủy tinh cho thấy chiết suất của thủy tinh ánh sáng đối với các ánh sáng đơn sắc khác nhau thì khác nhau và tăng dần từ đỏ đến tím Giới thiệu sự phụ thuộc của Ghi nhận sự phụ thuộc của Nghiên cứu sự tán sắc của ánh sáng trong chiết suất môi trường vào chiết suất môi trường... suốt khác nhau ta bước sóng ánh sáng sóng ánh sáng thấy chiết suất của mỗi môi trường đối với các ánh sáng đơn sắc khác nhau là một hàm số của bước sóng ánh sáng: B Yêu cầu học sinh nêu dạng n = f(λ) = A + 2 đồ thò của hàm: Nêu dạng đồ thò của hàm: λ f(λ) = A + B λ2 f(λ) = A + B λ2 Trong đó A và B là những hằng số phụ thuộc vào bản chất môi trường  Giáo án tự chọn lý 12 – CĐNC  Biên soạn : Dương... sự giao thoa với ánh sáng trắng Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản I Lý thuyết 1 Giao thoa với ánh sáng trắng Yêu cầu học sinh nêu công Nêu công thức xác đònh vò trí Trong thí nghiệm Y-âng về sự giao thoa thức xác đònh vò trí các vân các vân sáng trong thí nghiệm ánh sáng Nếu chiếu hai khe bằng ánh sáng sáng trong thí nghiệm của Y- của Y-âng khi dùng ánh sáng đơn sắc thì... như hình 35.3 chùm ánh sáng trắng sách VL12NC Vậy, tổng hợp các ánh sáng đơn sắc có màu Yêu cầu học sinh rút ra kết Rút ra kết luận biến thiên liên tục từ đỏ đến tím ta được ánh luận sáng trắng Hoạt động 3 (10 phút): Tìm hiểu chiết suất của môi trường và bước sóng ánh sáng Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản 2 Chiết suất của môi trường và bước sóng ánh sáng Yêu cầu học sinh... xạ (hoặc tán xạ) lọc lựa + Nếu chiếu một chùm sáng trắng vào vật có khả năng phản xạ (hoặc tán xạ) lọc lựa thì ánh sáng phản xạ (hoặc tán xạ) sẽ là ánh sáng màu Điều đó giải thích tại sao các vật có màu sắc khác nhau Hoạt động 5 (10 phút): Giải bài tập ví dụ Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung cơ bản II Bài tập ví dụ Giải Yêu cầu học sinh xác đònh Xác đònh cường độ chùm sáng Cường... nhiệt độ của nước + Nếu chùm sáng có cường độ mạnh thì trong bể khi dùng ánh sáng có nước trong bể sẽ nóng lên rỏ rệt cường độ mạnh Các thí nghiệm cho thấy bể nước hấp thụ Yêu cầu học sinh rút ra kết Rút ra kết luận qua thí yếu ánh sáng xanh và hấp thụ mạnh các ánh luận qua thí nghiệm nghiệm sáng khác Năng lượng của các ánh sáng hấp thụ đã làm nóng nước Hiện tượng hấp thụ ánh sáng là hiện tượng Giới thiệu . NGHIỆM TIẾT DẠY  Giáo án tự chọn lý 12 – CĐNC  Biên soạn : Dương Văn Đổng – Trường THPT Bùi Thò Xuân – Bình Thuận  Trang 12 Tiết 11 - 12. ÔN TẬP VỀ CON LẮC ĐƠN. CON LẮC VẬT LÍ Tiết 1 Hoạt. có thể coi momen động lượng  Giáo án tự chọn lý 12 – CĐNC  Biên soạn : Dương Văn Đổng – Trường THPT Bùi Thò Xuân – Bình Thuận  Trang 8 của vật (hay hệ vật) là bảo toàn trong khoảng thời. − = 22 121 ,22 −± = 38 (cm/s)  Giáo án tự chọn lý 12 – CĐNC  Biên soạn : Dương Văn Đổng – Trường THPT Bùi Thò Xuân – Bình Thuận  Trang 11 Yêu cầu học sinh tính cơ năng của vật dao động.