Bài 1: Chuyển động quay của vật rắn quanh một truch cố định

Giáo án giảng dạy Vật lý 12 NC ---- Năm học: 2008 – 2009 Ngày soạn: 26/08/2008; Ngày dạy: 28/08/2008; Tiết PPCT: 01 Giáo án số: 01 Chương 1: ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN Bài 1: CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH I/ MỤC TIÊU: 1. Kiến thức: - Hiểu được khái niệm vật rắn và chuyển động tịnh tiến của một vật rắn là gì; - Hiểu được các khái niệm toạ độ góc φ, tốc độ góc ω, gia tốc góc γ; - Nắm vững các cơng thức liên hệ giữa tốc độ góc và tốc độ dài, gia tốc góc và gia tốc dài của một điểm trên vật rắn. 2. Kỹ năng: - Rèn luyện kỹ năng tư duy tổng hợp kiến thức; - Vận dụng các cơng thức của chuyển động quay đều, quay biến đổi đều để giải các bài bài tập đơn giản. II/ CHUẨN BỊ: 1. Giáo viên: chuẩn bị những hình ảnh hoặc những đoạn phim ngắn về chuyển động quay của vật rắn. 2. Học sinh: ơn lại phần Động học chất điểm; chuyển động tròn đều; khái niệm chuyển động tịnh tiến của vật rắn ở chương trình vật lý 10. III/ TIẾN TRÌNH GIẢNG DẠY: 1. Ổn định lớp: kiểm tra sĩ số, nề nếp tác phong của học sinh 2. Giảng bài mới:  Hoạt động 1: ơn lại kiến thức cũ và tạo tình huống có vấn đề (3 phút) Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của trò Nội dung ghi bảng − Cho HS nhắc lại những khái niệm liên quan đến chuyển động tịnh tiến của vật rắn − Nhận xét và chuẩn kiến thức − ĐVĐ: Nêu vài ví dụ về chuyển động quay trong thực tế rồi giới thiệu tiêu đề của chương và bài học − Nhắc lại những khái niệm liên quan đến chuyển động tịnh tiến − Tiếp thu kiến thức − Xuất hiện vấn đề nhận thức mới Chương 1: ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN Bài 1: CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH  Hoạt động 2: Tìm hiểu về “Toạ độ góc” (7 phút) Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của trò Nội dung ghi bảng − Giới thiệu mơ hình vật rắn quay quanh một trục cố định như hình 1.1-SGK − Cho HS thảo luận để trả lời câu hỏi C1 − Nhận xét và chuẩn kiến thức − Giới thiệu khái niệm toạ độ góc − Quan sát và lắng nghe − Thảo luận rồi cử đại diện phát biểu − Tiếp thu kiến thức 1. Toạ độ góc: + Ký hiệu: φ; + Đơn vị: rađian (rad); + Để đơn giản: chỉ xét vật quay theo một chiều, khi đó φ > 0.  Hoạt động 3: Tìm hiểu về “Tốc độ góc” (5 phút) Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của trò Nội dung ghi bảng − Cho HS nhắc lại khái niệm tốc độ góc trung bình − Nhận xét và chuẩn kiến thức − Giới thiệu khái niệm tốc độ góc tức thời − Suy nghĩ và phát biểu − Tiếp thu kiến thức 2. Tốc độ góc: a.Tốc độ góc trung bình: tb t ϕ ω ∆ = ∆ b.Tốc độ góc tức thời: Giáo viên: Trần Đức Thuận – Trường THPT Sơn Hà Trang 1 Giáo án giảng dạy Vật lý 12 NC ---- Năm học: 2008 – 2009 − Cho HS đọc khái niệm trong SGK − Cho HS thảo luận trả lời câu hỏi C2 − Nhận xét và chuẩn kiến thức. − Đọc SGK − Suy nghĩ và phát biểu − Tiếp thu kiến thức ω = 0 d lim d t t t ϕ ϕ ∆ → ∆ = ∆ = φ’(t) * Phát biểu: SGK c. Đơn vị: rad/s  Hoạt động 4: Tìm hiểu về “Gia tốc góc” (5 phút) Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của trò Nội dung ghi bảng − Cho HS nhắc lại khái niệm gia tốc trong chuyển động tịnh tiến − Nhận xét và chuẩn kiến thức − Giới thiệu về khái niệm gia tốc góc trung bình, tức thời − Cho HS đọc khái niệm trong SGK − Cho HS thảo luận trả lời câu C3 − Nhận xét và chuẩn kiến thức − Suy nghĩ và phát biểu − Tiếp thu kiến thức − Đọc SGK − Thảo luận và phát biểu − Tiếp thu kiến thức 3. Gia tốc góc: a. Gia tốc góc trung bình: tb t ω γ ∆ = ∆ b. Gia tốc góc tức thời: 0 d lim '( ) d t t t t ω ω γ ω ∆ → ∆ = = = ∆ * Khái niệm: SGK c. Đơn vị: rad/s 2  Hoạt động 5: Tìm hiểu về “Các phương trình động học của chuyển động quay” (10 phút) Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của trò Nội dung ghi bảng − Cho HS nhắc lại khái niệm phương trình động học − Nhận xét và chuẩn kiến thức − Cho HS thảo luận tìm phương trình động học trong trường hợp chuyển động quay đều − Nhận xét và chuẩn kiến thức − Giới thiệu các phương trình động học trong trường hợp chuyển động quay biến đổi đều − Cho HS nhận xét về dấu của γ khi vật quay nhanh dần và chậm dần − Nhận xét và chuẩn kiến thức − Cho HS thảo luận trả lời câu hỏi C4 − Nhận xét và chuẩn kiến thức − Suy nghĩ và phát biểu − Tiếp thu kiến thức − Thảo luận rồi phát biểu − Tiếp thu kiến thức − Suy nghĩ và phát biểu − Tiếp thu kiến thức − Thảo luận rồi phát biểu − Tiếp thu kiến thức 4. Các phương trình động học của chuyển động quay: a. Chuyển động quay đều: + γ = 0 + ω = ω 0 = const + φ = φ 0 + ωt b. Chuyển động quay biến đổi đều: + γ = const + ω = ω 0 + γt + φ = φ 0 + ω 0 t + ½ γt 2 + ω 2 – ω 0 2 = 2γ(φ – φ 0 )  Hoạt động 6: Tìm hiểu về “Vận tốc và gia tốc của các điện trên vật quay” (13 phút) Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của trò Nội dung ghi bảng − Cho HS nhắc lại cơng thức liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc − Nhận xét và chuẩn kiến thức − Cho HS nhắc lại khái niệm và cơng thức tính gia tốc hướng tâm − Nhận xét và chuẩn kiến thức − Giới thiệu thành phần tiếp tuyến của gia tốc − Cho HS thảo luận tìm gia tốc thành phần − Suy nghĩ và phát biểu − Tiếp thu kiến thức − Suy nghĩ và phát biểu − Tiếp thu kiến thức − Thảo luận rồi phát biểu 5. Vận tốc và gia tốc của các điểm trên vật quay: a. Vận tốc: v = rω b. Gia tốc: + Thành phần vng góc với v r (gia tốc hướng tâm): 2 2 n v a r r ω = = + Thành phần cùng phương với v r : (gia tốc tiếp tuyến): Giáo viên: Trần Đức Thuận – Trường THPT Sơn Hà Trang 2 Giáo án giảng dạy Vật lý 12 NC ---- Năm học: 2008 – 2009 − Nhận xét và chuẩn kiến thức − Cho HS thảo luận trả lời câu hỏi C5,C6 − Nhận xét và chuẩn kiến thức − Tiếp thu kiến thức − Thảo luận rồi phát biểu − Tiếp thu kiến thức d d t v a t = = v’ = (rω)’ = rγ * Gia tốc tồn phần: n t a a a= + r r r + a = 2 2 n t a a+ + tanα = t 2 n a a γ ω =  Hoạt động 7: Củng cố bài học và nhắc nhở HS (2 phút) Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của trò − Nhấn mạnh lại những mục tiêu của bài học − u cầu HS về nhà học bài, làm các bài tập còn lại và soạn trước bài mới − Tiếp thu kiến thức − Nhận nhiệm vụ về nhà  Bổ sung và rút kinh nghiệm: HƯỚNG DẪN GIẢI TRẢ LỜI CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CÂU HỎI: C1\ Các điểm M, N chuyển động tròn trên các mặt phẳng vng góc với trục quay và đều quay được những góc bằng nhau trong cùng một khoảng thời gian. C2\ Cho f = 450 vòng/phút = 7,5 Hz. Tính: ω = 2πf = 15π (rad/s) C3\ Cho ω 0 = 0; ω = 10 rad/s; Δt = 2 s. Tính 0 tb t t ω ω ω γ − ∆ = = ∆ ∆ = 5 rad/s 2 C4\ Chuyển động quay biến đổi đều Chuyển động thẳng biến đổi đều ω = ω 0 + γt v = v 0 + at φ = φ 0 + ω 0 t + ½ γt 2 x = x 0 + v 0 t + ½ at 2 ω 2 – ω 0 2 = 2γ(φ – φ) v 2 – v 0 2 = 2a(x – x 0 ) C5\ Cho ω N = ω M ; r N = 2 r M . So sánh a N và a M : Ta có: a = rω 2 => N N M M a r a r = = 2 => a N = 2 a M C6\ Khi vật quay đều, vectơ gia tốc của mỗi điểm trên vật rắn chính là gia tốc hướng tâm của nó nên ln hướng vào trục quay. Khi vật quay khơng đều, vectơ gia tốc của mỗi điểm trên vật rắn ln thay đổi cả về hướng lẫn độ lớn nên lúc này vectơ gia tốc có hai thành phần (như lý thuyết đã học). BÀI TẬP: 1-C; 2-A; 3-A; 4-A; 5-B. 6\ ω = 2πf = 100π (rad/s); Δφ = ω.Δt = 2000π ≈ 6280 rad. 7\ ω = 2πf = 1,5π (rad/s); v = rω = 6π ≈ 18,84 m/s. 8\ γ = 2 2 t ϕ = 2 rad/s 2 ; ω = γt = 10 rad/s; Giáo viên: Trần Đức Thuận – Trường THPT Sơn Hà Trang 3 . 1: CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH I/ MỤC TIÊU: 1. Kiến thức: - Hiểu được khái niệm vật rắn và chuyển động tịnh tiến của một vật rắn. VẬT RẮN Bài 1: CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH  Hoạt động 2: Tìm hiểu về “Toạ độ góc” (7 phút) Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của