Chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định

Tiết : 01 Tuần : 01 Ngày soạn : 08/08/09 Lớp : 12 Chương I : ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN Bài 01 CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH I . MỤC TIÊU BÀI HỌC 1 . Kiến thức: Hiểu được khái niệm vật rắn và chuyển động quay của vật rắn; hiểu được khái niệm tọa độ góc, tốc độ góc và gia tốc góc. 2 . Kĩ năng: Nắm vững các công thức liên hệ giữa tốc độ góc và tốc độ dài, gia tốc góc và gia tốc dài của một điểm trên vật rắn 3 . Thái độ: Vận dụng được các công thức trong chuyển động quay đều, chuyển động quay biến đổi đều để giải toán II . CHUẨN BỊ 1 . Giáo viên: Con quay, chong chóng, … 2 . Học sinh: Dụng cụ học tập III . TIẾN TRÌNH HOẠT ĐỘNG 1 . Ổn định, tổ chức 2 . Bài cũ Câu hỏi: Kể tên các loại chuyển động thẳng? Thế nào là chuyển động tịnh tiến? 3 . Bài mới Hoạt động 1: Tìm hiểu chuyển động quay và khái niệm tọa độ góc Hoạt động của trò Trợ giúp của giáo viên Ghi bảng Nêu các đặc điểm của chuyển động quay? Thảo luận: Tìm cách xác định vị trí điểm M trên vật rắn khi quay? Cho học sinh quan sát chuyển động của con quay, chuyển động của chong chóng, Chú ý: ϕ có thể dương hoặc âm tùy vào chiều dương đã chọn 1. Tọa độ góc Chuyển động quay có hai đặc điểm: Mỗi điểm chuyển động trên một đường tròn … Mọi điểm của vật đều quay cùng một góc trong cùng một khoảng thời gian. Tọa độ góc là vị trí của vật tại mỗi thời điểm được xác định bằng góc ϕ giữa mặt phẳng quay P và mặt phẳng cố định 0 P Hoạt động 2: Tìm hiểu khái niệm tốc độ góc Hoạt động của trò Trợ giúp của giáo viên Ghi bảng ϕ ϕ ϕ ϕ = = = = = = = =       0 0 1 1 0 0 1 1 0 ; 2 Chuyeån ñoäng 1: 1 ; 5 0 ; 1 Chuyeån ñoäng 2: 1 ; 6 t s rad t s rad t s rad t s rad Nếu xét trong khoảng ∆ t rất nhỏ thì ϕ ϕ ϕ ω − ∆ = = − ∆ 1 0 1 0 tb t t t được viết lại như thế nào? So sánh hai chuyển động quay trong cùng một khoảng thời gian Giúp học sinh đưa ra hai khái niệm tốc độ góc trung bình và tốc độ góc tức thời 2. Tốc độ góc a. Tốc độ góc trung bình: Tốc độ góc trung bình của vật rắn: ϕ ϕ ϕ ω − ∆ = = − ∆ 1 0 1 0 tb t t t b. Tốc độ góc tức thời: ϕ ω ϕ = = '( ) d t dt Hoạt động 3: Từ khái niệm tốc độ góc xây dựng khái niệm gia tốc góc Hoạt động của trò Trợ giúp của giáo viên Ghi bảng Nhắc lại định nghĩa gia tốc ? Thảo luận: Làm thế nào để biết vật rắn quay nhanh chậm? So sánh tốc độ của hai chuyển động quay trong cùng một khoảng thời gian 3. Gia tốc góc a. Gia tốc góc trung bình: gia tốc góc trung bình của vật rắn: Giáo viên : Nguyễn Hồng Thạch ω ω ω ω = = = = = = = =       0 0 1 1 0 0 1 1 0 ; 2rad/s Chuyeån ñoäng 1: 1 ; 5rad/s 0 ; 1rad/s Chuyeån ñoäng 2: 1 ; 6rad/s t s t s t s t s Giúp học sinh đưa ra hai khái niệm gia tốc góc trung bình và gia tốc góc tức thời ω ω ω γ − ∆ = = − ∆ 1 0 1 0 tb t t t b. Gia tốc góc tức thời: ω γ ω = = '( ) d t dt Hoạt động 4: Xác định các phương trình động học của chuyển động quay Hoạt động của trò Trợ giúp của giáo viên Ghi bảng Tìm ra điểm khác nhau giữa chuyển động quay đều và chuyển động quay biến đổi đều? Giúp học sinh so sánh tương quan giữa các đại lượng động học trong chuyển động tịnh tiến và trong chuyển động quay. Từ các công thức động học trong chuyển động tịnh tiến suy ra các công thức động học trong chuyển động quay Chú ý: Chuyển động quay nhanh dần đều: ωγ > 0 Chuyển động quay chậm dần đều: ωγ < 0 4. Các phương trình động học của chuyển động quay a. Chuyển động quay đều: Đặc điểm: ω γ = ; =0const Công thức: ϕ ϕ ω = + 0 t b. Chuyển động quay biến đổi đều: Đặc điểm: γ = const Công thức: ω ω γ ϕ ϕ ω γ γ ϕ ϕ ω ω = + = + + − = − 0 2 0 2 2 0 0 1 2 2 ( ) t t t Hoạt động 5: Tìm hiểu liên hệ giữa vận tốc, gia tốc của các điểm trên vât quay Hoạt động của trò Trợ giúp của giáo viên Ghi bảng Nhắc lại công thức liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc? Viết công thức tính gia tốc hướng tâm và gia tốc tiếp tuyến của chuyển động tròn? HDHS: Giữa gia tốc pháp tuyến và gia tốc tiếp tuyến liên hệ nhau bỡi công thức t n a a a= + r ur uur 5. Vận tốc và gia tốc của các điểm trên vật quay a. Liên hệ: ω =v r b. Gia tốc: Gia tốc pháp tuyến: ω = = 2 2 n v a r r Gia tốc tiếp tuyến: ω ω γ = = = = ( ) t dv d r d a r r dt dt dt Gia tốc toàn phần: t n a a a= + r ur uur Mà t n a a⊥ ur uur nên 2 2 t n a a a= + Suy ra: 2 4 a r γ ω = + 2 tan t n a a γ α ω = = 4 . Củng cố: Đặc điểm của chuyển động quay, các đại lượng trong chuyển động quay 5 . Bài tập về nhà: Trả lời câu 1, 2, 3 tr 8 sgk Làm bài tập 1,2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 tr 9 skg 6 . Hướng dẫn bài mới: Xây dựng công thức tính momen động lượng của vật rắn quay quanh trục. Giáo viên : Nguyễn Hồng Thạch t a ur n a uur a r n a uur . : ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN Bài 01 CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH I . MỤC TIÊU BÀI HỌC 1 . Kiến thức: Hiểu được khái niệm vật rắn và chuyển. điểm của chuyển động quay? Thảo luận: Tìm cách xác định vị trí điểm M trên vật rắn khi quay? Cho học sinh quan sát chuyển động của con quay, chuyển động của