SKKN phương pháp giải một số dạng toán động lực học vật rắn ôn thi học sinh giỏi

MỤC LỤC Trang I ĐẶT VẤN ĐỀ………………………………………………………………… II GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ………………………………………………………3 Cơ sở lí luận đề tài……………………………………………………… 1.1 Cơ sở lí luận chung………………………………………………… 1.2 Cơ sở lí thuyết đề tài…………………………………………… Thực trạng vấn đề…………………………………………………………5 2.1 Thực trạng chung …………………………………………………….5 2.2 Thực trạng giáo viên………………………………………….6 2.3 Thực trạng học sinh………………………………………… Giải pháp tổ chức thực hiện……………………………………………… BÀI TOÁN ÁP DỤNG………………………………………………………… * Bài tập tính momen quán tính vật rắn …………………………….6 * Bi v định luật bảo toàn ………………………10 * Bài tập Momen ®éng lợng định luật bảo toàn Momen động lợng 14 Kiểm nghiệm…………………………………………………………………18 III Kết luận đề xuất………………………………………………………….19 TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………………20 I ĐẶT VẤN ĐỀ Trong phần học lớp 10 nghiên cứu chuyển động tịnh tiến chất điểm, chuyển động quay vật, cân vật rắn chịu tác dụng vật khác Chương động lực học vật rắn chương trình lớp 12 nâng cao nghiên cứu chuyển động quay vật rắn quanh trục, nghiên cứu tính chất chuyển động, chuyển động quay vật rắn chịu tác dụng vật khác Nhờ nghiên cứu chuyển động quay vật rắn mà ứng dung nhiều thực tế, nghiên cứu mômen động lượng để vận động viên nhảy cầu biết điều chỉnh tốc độ quay để đạt thành tích cao tiếp nước an tồn, vận động viên trượt băng nghệ thuật có trình diễn đẹp mắt, Kết thúc chương tảng cho học sinh thi Đại học thi kỳ thi học sinh giỏi môn Vật lý, nghiên cứu, học tập bậc cao như: đại học, cao đẳng, trung học chuyên nghiệp Các trường khối ngành kĩ thuật, khối ngành sư phạm số trường có đào tạo môn vật lý, kĩ thuật Trong đề thi học sinh giỏi tỉnh năm gần năm có tốn học vật rắn chiếm tỉ trọng điểm lớn, học sinh chủ yếu quen với cách giải toán chất điểm học lớp 10 gặp toán liên quan đến phần mơmen học sinh ngại làm, gặp tốn vật rắn tỏ lúng túng Muốn tìm lời giải đòi hỏi người học cần vận dụng linh hoạt kiến thức tảng, người học cần nắm vững kĩ thuật tính tốn đặc trưng học vật rắn cách xác định tâm quay tức thời, cách chọn hệ quy chiếu cho thích hợp đặc biệt phối hợp nhuần nhuyễn phương pháp định luật bảo toàn phương pháp động lực học Từ lí tầm quan trọng đó, chọn đề tài viết sáng kiến kinh nghiệm cho thân là: “ Phương pháp giải số dạng tốn động lực học vật rắn ơn thi học sinh giỏi ” II GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ Cơ sở lí luận đề tài 1.1 Cơ sở lí luận chung Dạy học nói chung dạy học mơn Vật lí nói riêng phải làm cho học sinh nắm vững kiến thức Vật lí chách xác hệ thống, vận dụng điều học vào tập, vào thực hành, vào thực tế sản xuất sống, góp phần làm phát triển học sinh lực nhận thức trí óc, khả chân tay, hình thành cho học sinh giới quan nhân sinh quan định Để vận dụng tốt vào việc giải tập, vào thực tế trước hết học sinh phải nắm vững sở lý thuyết, hiểu rõ chất vật lí, tượng vật lí, biết phân tích chúng ứng dụng chúng vào vấn đề thực tiễn Trong nhiều trường hợp, dù giáo viên cố gắng trình bày tài liệu cách mạch lạc, hợp lơgích, phát biểu định luật, định nghĩa xác, làm thí nghiệm phương pháp có kết cao điều kiện cần chưa phải đủ để học sinh hiểu sâu nắm vững kiến thức Chỉ thơng qua tập hình thức hay hình thức khác, tạo điều kiện cho học sinh vận dụng linh hoạt kiến thức để giải thành cơng tình cụ thể khác kiến thức trở nên sâu sắc, hoàn thiện biến thành vốn riêng học sinh Trong trình giải tình cụ thể tập đề ra, học sinh phải vận dụng thao tác tư so sánh, phân tích, tổng hợp, khái qt hố…để tự lực tìm hiểu vấn đề, tìm bản, chìa khố để giải vấn đề Bài tập hình thức củng cố, ơn tập hệ thống hố kiến thức Để học sinh đạt kết cao học tập người giáo viên phải tạo cho học sinh phương pháp học tập đúng, phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo vận dụng linh hoạt kiến thức học sinh 1.2 Cơ sở lí thuyết đề tài 1.2.1 Các phương trình động lực học vật rắn chuyển động quay * Chuyển động quay ( ω = const ; γ = ): ϕ = ϕ + ωt * Chuyển động quay biến đổi ( γ = const ): ω = ω + γt ϕ = ϕ + ω0t + γ 2t - Chuyển động quay nhanh dần đều: γ > - Chuyến động quay chậm dần đều: γ < 1.2.2 Liên hệ tốc độ góc tốc độ dài: ω= v r 1.2.3 Gia tốc điểm vật chuyển động quay:    + Thành phần at có phương v , đặc trưng cho thay đổi độ lớn v ,  v   aαat thành phần gọi gia tốc tiếp tuyến, có độ lớn xác định cơng thức : r  M O an ∆v at = = rγ ∆t  + Thành phần a n vng góc với v , đặc trưng cho thay đổi  hướng v , thành phần gia tốc hướng tâm, có độ lớn xác định cơng thức : an = v2 = ω 2r r Hình     + Vectơ gia tốc a điểm chuyển động tròn khơng vật : a = a n + at Về độ lớn : a = a n2 + at2  Vectơ gia tốc a điểm vật rắn hợp với bán kính OM góc tan α = α, với : at γ = an ω 1.2.4 Mômen lực trục quay: M = F d 1.2.5 Mơmen qn tính số vật rắn đồng chất có trục quay qua khối tâm I= * Thanh có tiết diện nhỏ so với chiều dài: ml 12 * Vành tròn hay hình trụ rỗng: I = mR * Đĩa tròn hay hình trụ đặc: I= mR 2 * Khối cầu đặc: I= mR * Chú ý: Mơmen qn tính vật rắn đồng chất trục quay song song với trục đối xứng: Trong đó: I = I + md + I0 mơmen qn tính trục quay đố xứng + d khoảng cách từ trục quay đến trục quay đối xứng + m khối lượng vật 1.2.6 Phương trình động lực học vật rắn quanh trục cố định: M = Iγ 1.2.7 Mômen động lượng: L = Iω * Định luật bảo tồn mơmen động lượng: L = const ⇒ I 1ω1 = I 2ω 1.2.8 Động vật rắn quanh trục cố định Iω * Động quay vật rắn: Wd = * Định lí biến thiên động năng: ∆Wd = 2 Iω − Iω1 = Anl 2 Thực trạng vấn đề 2.1 Thực trạng chung Đối với kiến thức chương động lực học vật rắn lớp 12 nâng cao nhìn chung với học sinh, đề thi Đại học tập chương lại nằm phần tự chọn hai thí sinh, nên số em không đầu tư sâu vào chương kiến thức tài liệu tham khảo Bên cạnh việc giải tập chương việc phải hiểu sâu kiến thức phải nắm vật lý vấn đề Chính việc giải tập chương gặp phải nhiều khó khăn giáo viên học sinh 2.2 Thực trạng giáo viên Từ chuyển sang hình thức dạy học đánh giá thi cử theo phương pháp trắc nghiệm khách quan số giáo viên mở rộng kiến thức theo chiều rộng để đáp ứng cho vấn đề thi trắc nghiệm, vấn đề đầu tư cho việc giải tốn khó theo phương pháp tự luận bị mờ nhạt Điều ảnh hưởng lớn đến chất lượng mức độ hiểu sâu kiến thức vật lí học sinh 2.3 Thực trạng học sinh Đế đáp ứng cho vấn đề thi trắc nghiệm số học sinh học tập theo hình thức máy móc mà qn chất vật lí, thường khơng làm tập khó, bên cạnh tập chương nằm phần tự chọn đề thi đại học giành cho đối tượng học sinh ôn thi học sinh giỏi, đầu tư chưa thật nhiều Dẫn đến chất lượng hiệu đạt chưa cao Vì vậy, để góp phần cải tiến phần thực trạng tơi định thực đề tài viết sáng kiến kinh nghiệm là: “ Phương pháp giải số dạng tốn động lực học vật rắn ơn thi học sinh giỏi ” Giải pháp tổ chức thực BÀI TOÁN ÁP DỤNG * Bài tập tính momen quán tính vật rắn Phương pháp giải: Bước 1: Đọc kỹ đề tóm tắt kiện toán Bước 2: Vận dụng cơng thức tính momen qn tính số vật đồng chất có dạng đối xứng để tính mơmen qn tính vật hệ Bước 3: Mơmen qn tính hệ tổng mơmen qn tính vật hệ Bước 4: Kiểm tra lại kết Bài tốn Một đĩa tròn đồng chất có bán kính R = 1,5m khối lượng m = kg a Tính momen quán tính đĩa trục vng góc với mặt đĩa tâm O đĩa? b Đặt hai vật nhỏ khối lượng m1 = kg vào mép đĩa m2 = kg vào tâm đĩa Tìm momen qn tính hệ trục quay vng góc với mặt đĩa tâm O đĩa? Bài giải a Momen quán tính đĩa trục quay đĩa là: I= 1 mR2 = 2.1,52 = 2,25 kg.m2 2 b Do m2 đặt tâm đĩa nên có momen qn tính khơng Momen qn tính hệ là: Ih = I + I1 = Thay số: Ih = mR2 + m1R2 2.1,52 + 2.1,52 = 2,25 + 4,5 = 6,25 kg.m2 Bài toán Một đồng chất AB dài l = 1m khối lượng m1 = kg Gắn vào hai đầu A B hai chất điểm khối lượng m = 3kg m3 = 4kg Tìm momen qn tính hệ trường hợp: a) Trục quay vuông góc với trung điểm AB b) Trục quay đầu A vng góc với c) Trục quay cách A khoảng l/4 vuông góc với Bài giải a) Mơ men qn tính trục quay (O) A qua trung điểm AB: I1 = m1l2 12 O m2 B m3 Hình Mơ men qn tính m2 trục quay (O): l2 I2 = m2R22 = m2 l2 Mơ men qn tính m3 trục quay (O): I3 = m3R32 = m3 Momen quán tính hệ trục quay (O): 2 l l I = I1 + I2 + I3 = 12 m1l2 + m2 + m3 Thay số: I = l2 = 12 ( m1 + 3m2 + 3m3) (3 + 3.3 + 3.4) = (kg.m2) 12 b) Trục quay vng góc với đầu A tính: Mơ men quán tính trục quay (A): I1 = m1 l2 Mơ men qn tính m2 trục quay (A): I2 = Mơ men qn tính m3 trục quay (A): I3 = m3R32 = m3l2 Mơ men qn tính hệ trục quay (A): I = I1 + I2 + I3 = 1 m1l2 + + m3 l2 = 3.12 + + 4.12 = (5 kgm2) 3 c) Trục quay (O’) cách A khoảng l/4 vng góc với A Áp dụng định lí trục song song ta tính mơ men m2 O’ G Hình B m3 qn tính trục quay (O’): I1 = l m1l2 + m1 ( )2 = m1l2 12 48 Mơ men qn tính m2 trục quay (O’): l2 l = m   16 I2 = m2R22 = m2   Mơ men qn tính m3 trục quay (O’): 9l  3l    = m3 16 I3 = m3R32 = m3   Mơ men qn tính hệ trục quay (O’): I = I1 + I2 + I3 = m1l + m2 l + m3l = 2,875 kg.m2 48 16 16 Bài toán Một ròng rọc kép gồm hai ròng rọc có dạng hai đĩa tròn đồng chất gắn chặt, đồng trục Ròng rọc lớn có bán kính R = 10 R1 cm, ròng rọc nhỏ có bán kính R = cm, vành ròng rọc có R ● O rãnh để quấn dây Nếu dùng sợi dây nhẹ, không dãn đầu quấn vành ròng rọc lớn đầu buộc vào vật m1 = 300 g ( hình 4) bng nhẹ cho vật chuyển động gia tốc chuyển m1 Hình động m1 a1 Nếu thay vật m1 vật m2 = 500 g, quấn dây vào vành ròng rọc nhỏ sau thả nhẹ, vật m chuyển động với gia tốc a2, biết a1 76 = a 55 Bỏ qua ma sát, lấy g = 10 m/s Tính mơ men qn tính ròng rọc kép Bài giải + Khi treo vật m1 vào ròng rọc lớn: Các phương trình động lực học R1 uu r T1' cho m1 ròng rọc : (chiều dương chiều chuyển động m1 chiều quay ròng rọc)  P1 − T1 = m1 a1 m1 g ⇒ a1 =  ’ I a1 với T1 = T1  ' m1 + T R = I γ = I 1  R1 R1  P1 ( I mô men qn tính ròng rọc kép ) + Tương tự khi treo m2 vào ròng rọc nhỏ: ● uu r T uu r m1 (1) a2 = OR m2 g m2 + I R22 (2) I a1 m1 R22 = I a m2 m1 + R1 m2 + + Lấy hai vế (1) chia cho (2) được: a 76 + Thay a = 55 m1 = 0,3 kg, m2 = 0,5 kg ta I 76 0,3 0,05 = I 55 0,5 0,3 + 0,1 0,5 + + Giải phương trình suy kết I = 1,125.10-3 kg.m2 * Bài tập làm thêm: Bài Tại đỉnh ABCD hình vng có cạnh a=80cm có gắn chất điểm m 1, m2, m3, m4 với m1=m3=1kg, m2=m4=2kg Mơmen qn tính hệ chất điểm trục quay qua M (trung điểm DC) vng góc với hình vng có giá trị bao m nhiêu? cạnh a Tại ba đỉnh khung có gắn ba viên bi nhỏ có khối lượng m Tính Mơmen qn tính hệ đối a a Bài Một khung dây cứng nhẹ hình tam giác O m a m với trục quay qua tâm O vng góc mặt phẳng khung? * Bi v định luật bảo toàn Bước 1: Đọc kỹ đề tóm tắt kiện tốn Bước 2: Chọn mốc tính Thế vật toàn khối lượng vật tập trung khối tâm Tính động vật rắn bao gồm động chuyển động tịnh tiến với vận tốc khối tâm động chuyển động quay quanh khối tâm Bước 3: Áp dụng định luật bảo toàn toán bỏ qua ma sát để tính kiện mà tốn u cầu 10 Bước 4: Kiểm tra lại kết Bài toán Một ròng rọc khối lượng M, bán kính R,có thể quay tự xung quanh trục cố định Một sợi dây quấn quanh ròng rọc đầu tự dây có gắn vật khối lượng m Giữ cho vật đứng yên thả nhẹ Khi vật m rơi xuống đoạn h tốc độ thời điểm có phụ thuộc bán kính R khơng? Bài giải Chọn mốc tính chân độ cao h O' Cơ hệ ban đầu: W = Wt = mgh Cơ hệ vật rơi đến O': W' = Wđrr + Wđvật = = 1 mr2 2 Theo ĐLBT ta có: mgh → v = Iω + mv2 2 1 v 2 2   + mv = mv + mv = mv 4 r W' = W → mv2 = M 4gh O• Vậy: Tốc độ vật khơng phụ thuộc R Bài tốn Một mảnh, đồng chất có khối lượng M = 360 g chiều dài L = 30cm quay khơng ma sát quanh trục O cố định nằm ngang qua đầu Từ vị trí thẳng đứng, đầu lại thả m2 k m1 Hình đổ xuống (Hình 5) Khi tới vị trí thấp va chạm hồn tồn đàn hồi với vật nhỏ (coi chất điểm) có khối lượng m1 = 120g nằm mặt bàn Cho gia tốc trọng trường g = 10m / s Mơmen qn tính trục quay qua O I = ML2 / 11 a) Xác định tốc độ góc gia tốc góc thanh có vị trí nằm ngang b) Xác định vận tốc vật m1 sau va chạm c) Vật m1 gắn với m =120g qua lò xo nhẹ có độ cứng k = 100 N / m (Hình 9) Xác định biên độ dao động m m2 sau va chạm Bỏ qua ma sát Bài giải a) Áp dụng định luật bảo tồn cho vị trí thẳng đứng nằm ngang: Mg L 3g 3.10  rad  = I ω Thay I = ML2 ta được: ω = = = 10  ÷ 2 L 0,3  s  Phương trình động lực học cho chuyển động quay quanh O: M ( P ) = I γ Thay I = ML2 M ( P ) = Mg 3g 3.10 L  rad = 50  ta được: γ = = L 2.0,3  s  ÷  b) Bảo tồn cho chuyển động M từ đầu đến trước va chạm với m1: 2 MgL 6g I ω = MgL → ω = = I L Bảo toàn động va chạm: 1 m1v + I ω '2 = I ω (1) 2 Bảo tồn mơmen động lượng: m1vL + I ω ' = I ω (2) m Từ (1) (2) ta được: v = gL = ≈ 4,  ÷ s c) Sau va chạm, khối tâm G hệ (m1+m2) chuyển động với vận tốc VG mà: m 2mVG = mv → VG = v = 1,5 ≈ 2,1 ÷ s Trong HQC gắn với khối tâm G, hai vật có khối lượng nên ta O xem dao động m1, m2 dao động vật gắn với lò xo có đầu G cố định có độ cứng k’=2k Gọi A biên độ dao động vật, theo định luật bảo tồn ta có: B G A 12 Hình 1 mv = 2mVG2 + k ' A2 → A = 5, 2cm 2 Bài toán Một OA dài L = 0,3m đồng chất tiết diện đều, quay dễ dàng không ma sát mặt phẳng thẳng đứng quanh trục quay cố định nằm ngang qua đầu O Khi cân trạng thái thẳng đứng đầu A tiếp xúc với vật nhỏ B nằm yên sàn ngang đầu A khơng chạm sàn ( Hình 6) Biết mơmen qn tính trục quay qua trọng tâm vng góc với I G = mL2 , hệ số ma sát trượt B sàn µ = 0,15 , OA vật B có khối lượng, lấy g = 10m/s2 Người ta kéo đến vị trí nằm ngang bng khơng vận tốc ban đầu, sau va chạm tuyệt đối đàn hồi với vật B Hãy xác định góc lệch cực đại so với phương thẳng đứng quãng đường B sau va chạm Bài giải - Mơmen qn tính trục quay O là: 1 L I = mL2 + m  = mL2 12 2 - Vận tốc góc OA trước đập vào vật B ω1 : Áp dụng định luật bảo tồn ta có: mgL Iω1 = 2 ⇒ ω1 = 3g = 10rad / s L - Vận tốc góc vật B sau vừa va chạm ω v: Áp dụng định luật bảo tồn mơmen động lượng bảo toàn thời gian tương tác ngắn: ω  ω = − = −5rad / s  Iω + mvL = Iω1    1 2 ⇒  L I ω + mv = I ω  2 v = ω = 1,5m / s  Áp dụng định luật bảo tồn định lí động ta có: 13  mgL  Iω = (1 − cos θ )   mv = µmgs  θ = 41,4 ⇒ s = 0,75m Bài tập làm thêm: Một cầu lăn không trượt không vận tốc ban đầu từ đỉnh mặt phẳng nghiêng, có góc nghiêng α so với phương ngang có chiều dài l Xác định vận tốc tâm cầu chân mặt phẳng nghiêng a) Bằng phương pháp động lực học b) Bằng phương pháp lượng α * Bài tập Momen động lợng định luật bảo toàn Momen động lỵng Bước 1: Đọc kỹ đề tóm tắt kiện toán Bước 2: Xác định mômen động lượng hệ trước sau va chạm Bước 3: Nếu hệ khơng có ngoại lực tác dụng mômen xung lượng ngoại lực ta áp dụng định luật bảo tồn mơmen động lượng để tính đại lượng mà tốn yêu cầu Bước 4: Kiểm tra lại kết Bài toán Một thẳng, đồng chất, tiết diện nhỏ, dài l = 2( m) có khối lượng M=3(kg) Thanh quay mặt phẳng nằm ngang, quanh trục cố định thẳng đứng qua trọng tâm Thanh đứng n viên đạn nhỏ có khối lượng m = 6(g) bay mặt phẳng nằm ngang chứa có phương vng góc với cắm vào đầu Tốc độ góc sau va chạm 5(rad/s) Cho momen quán tính trục quay I= Ml Tính tốc độ đạn trước cắm vào 12 Bài giải 14 Momen động lượng hệ trước va chạm: v m v.l L1 = I d ωd = md R = d (1) R + Momen động lượng hệ trước va chạm: v m v.l L1 = I d ωd = md R = d (1) R + Áp dụng định luật bảo toàn momen động lượng: L1 = L2 1 2  md l + mt l ÷ω 12  =; 838,3( m / s) ⇒v= l md Bài toán Một vật nhỏ khối lượng m trượt không ma sát mặt cong Vật va chạm vào đầu đồng chất khối lượng M, dài l dính vào Thanh có trục quay O nên quay góc θ trước tạm dừng lại ( hình 7) Hãy tính θ theo tham số hình vẽ • O M, l Bài giải Mô men động lượng vật trước va chạm trục quay (o): α h Hình L = mvl= ml gh (1) Mô men động lượng hệ sau va chạm:  2 Lh =  Ml + ml ω 3  (2) Áp dụng định luật bảo tồn mơ men động lượng: Lh = L1 → ω = 3m gh ( M + 3m)l (3) Động hệ sau va chạm: 1 3m gh 2 Ml + ml ω Wđ =  =  3 M + 3m (4) 15 Khi vị trí đạt góc θ (vận tốc góc 0) áp dụng định luật bảo toàn năng: M  3m gh m +  gl (1 − cos θ ) =   M + 3m 6m h Cos θ = 1l ( M + 2m)( M + 3m) (5) Bài tốn Một sàn quay có dạng đĩa tròn đồng chất khối lượng M = 25 kg, bán kính R = 2m Một người khối lượng m =50 kg đứng mép sàn Sàn người quay với tốc độ 0,2 vòng/s Khi người tới điểm cách trục quay 1m tốc độ góc người sàn bao nhiêu? Bài giải Mô men quán tính ban đầu hệ : I1 = 1 MR + mR = ⋅ 25 ⋅ 2 + 50 ⋅ 2 = 250( kgm ) 2 Mơ men qn tính hệ người cách trục quay 1m: I2 = R2 22 MR + m = ⋅ 25 ⋅ 2 + 50 ⋅ = 100 ( kg.m ) 4 Momen động lượng hệ ban đầu: L1 = I1ω1 Khi người cách trục quay 1m momen động lượng hệ là: L2= I2ω2 Áp dụng định luật bảo toàn momen động lượng ta có: L1 = L2 hay I1ω1 = I2ω2 ⇒ ω2 = I 1ω1 250.0,2 = = 0,5 vßng/s I2 100 Bài tốn Một mảnh, đồng tính, dài 0,5m, khối lượng 0,4kg Thanh • quay mặt phẳng nằm ngang, quanh trục thẳng đứng qua khối tâm Thanh đứng yên, viên đạn khối lượng 3,0g bay mặt 600 Hình phẳng ngang cắm vào đầu 16 Phương vận tốc viên đạn làm với góc 600 Vận tốc góc sau va chạm 10rad/s Hỏi tốc độ viên đạn trước va chạm bao nhiêu? Bài giải Mô men động lượng đạn trước va chạm: l L1 = mv Sin600 = 3.10-3 0,5 v = 0,650v 2 Mô men động lượng hệ sau viên đạn cắm vào thanh: 1 l2  1 2 −3 2 Ml + m Lh =  ω =  4.(0,5) + 3.10 (0,25)  = 0,835 4 12  12 Áp dụng định luật bảo tồn mơ men động lượng: Lh = L1 → v = 0,835 = 1,28 (m/s) 0,650 Bài toán Hai cầu, khối lượng M = 2,0kg gắn hai đầu mảnh khối lượng không đáng kể dài 50,0cm Thanh quay khơng ma sát mặt phẳng thẳng đứng quanh Cục matít Trục quay • Hình trục nằm ngang qua tâm Khi nằm ngang có cục matít có khối lượng m= 50,0g rơi với vận tốc 3m/s vào đầu cầu dính vào Tính tốc độ góc hệ sau cục matít rơi vào? Bài giải Coi với hai cầu cục matít hệ Vì thời gian va chạm ngắn khối lượng cục matít nhỏ nên ta bỏ qua xung mơ men lực tác dụng vào hệ coi mô men động lượng hệ bảo toàn thời gian va chạm 17 Mô men hệ trước va chạm (mơ men động lượng cục ma tít) là: L1 = mv l Mô men động lượng hệ sau va chạm : 2  l2  l   l  L2 = I hƯω = I + m  ω víi I = M  ⇒ L2 = ( M + m ) ω      2  Theo định luật bảo tồn mơ men động lượng : L2 = L1 ⇔ ( M + m ) l2 l ω = mv O ⋅ 0,050 ⋅ 3,0 2mv Suy ra: ω = ( 2M + m ) ⋅ l = ( 4,00 + 0,050) ⋅ 0,50 ≈ 0,15rad / s Bài tập làm thêm: Bài Một mảnh đồng chất khối lượng m, chiều dài L L G ur V0 m quay không ma sát xung quanh trục nằm ngang qua đầu O thanh, mômen quán tính trục quay I= mL2 Khi đứng yên thẳng đứng viên bi nhỏ có khối lượng m chuyển động theo ur phương ngang với vận tốc V đến va chạm vào đầu (hình vẽ) Sau va chạm bi dính vào hệ bắt đầu quay quanh O với vận tốc góc ω Tìm ω Kiểm nghiệm Trong năm học 2012 - 2013 năm học 2013 - 2014 vừa qua tổ chức ôn tập cho đội tuyển học sinh giỏi tỉnh môn vật lý Trong năm đầu, tập chương động lực học vật rắn tơi chưa chia thành dạng tập cụ thể, mà cho học sinh làm tập mang tính đơn lẻ Trong năm học 2013 - 2014, rút kinh nghiệm dạy tập chương này, chia thành dạng toán cụ thể, nêu phương pháp giải cho dạng toán Kết làm kiểm tra chất lượng hai năm sau: 18 BẢNG SO SÁNH ĐIỂM KIỂM TRA Năm học Sĩ số Điểm đến 10 Điểm đến Điểm SL % SL % SL % 2012 - 2013 10 20 30 50 2013 - 2014 10 60 30 10 III KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT “ Phương pháp giải số dạng toán động lực học vật rắn ôn thi học sinh giỏi ” nêu phát huy ưu điểm, hệ thống hố số dạng tập ®éng lùc häc vËt r¾n cách lơgíc, củng cố cách làm tập vật lí theo phương pháp tự luận cho học sinh Đây tài liệu tham khảo bổ ích cho giáo viên học sinh trình giảng dạy học tập mình, đặc biệt ôn thi học sinh giỏi tỉnh Để học sinh vận dụng cách linh hoạt để giải tập dạng tốn từ ban đầu cần phải định hướng cho em học sinh em học phần động lực học tĩnh học chương trình vật lý lớp 10 Do đề tài kiến thức rộng lớn nên viết khơng tránh sai sót Kính mong q đồng nghiệp trao đổi, góp ý chân tình để đề tài hồn thiện có tác dụng hữu hiệu 19 XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thanh Hoá, ngày 18 tháng 05 năm 2014 CAM KẾT KHÔNG COPY Nguyễn Duy Anh TÀI LIỆU THAM KHẢO Vũ Thanh khiết, Bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí THPT, NXB Giáo dục Dương Trọng Bái, tuyển tập tập vật lí nâng cao THPT, NXB giáo dục Vũ Thanh Khiết, Phạm Quý Tư, 121 tập vật lí nâng cao lớp 12 Tơ Giang, Cơ học 2.NXB Giáo dục Bùi Quang Hân, giải tốn vật lí 12 tập Vũ Thanh Khiết, Mai Trọng Ý, tốn chọn lọc vật lí 12 Nguyễn Quang Học, tập hay vật lí sơ cấp David Halliday, Cơ sở vật lí tập 2, NXB Giáo dục Tài liệu sưu tầm trang web thuvienvatly.com 20 ... nghiệm là: “ Phương pháp giải số dạng toán động lực học vật rắn ôn thi học sinh giỏi ” Giải pháp tổ chức thực BÀI TOÁN ÁP DỤNG * Bài tập tính momen quán tính vật rắn Phương pháp giải: Bước 1:... phương pháp định luật bảo toàn phương pháp động lực học Từ lí tầm quan trọng đó, tơi chọn đề tài viết sáng kiến kinh nghiệm cho thân là: “ Phương pháp giải số dạng toán động lực học vật rắn ôn. .. Năm học Sĩ số Điểm đến 10 Điểm đến Điểm SL % SL % SL % 2012 - 2013 10 20 30 50 2013 - 2014 10 60 30 10 III KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT “ Phương pháp giải số dạng tốn động lực học vật rắn ơn thi học sinh