Phương trình động lực học của vật rắn quay quanh trục cố định

Tiết : 02 Tuần : 01 Ngày soạn : 08/08/09 Lớp : 12 Bài 02 PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH I . MỤC TIÊU BÀI HỌC 1 . Kiến thức: Nắm được công thức momen của vật rắn, nắm được công thức tính momen quán tính của một số dạng hình học đặc biệt. 2 . Kĩ năng: Giải thích một số hiện tượng liên quan đến chuyển động quay của vật rắn, giải một số bài toán cơ bản. 3 . Thái độ: Tích cực trong học tập, phấn đấu đạt kết quả tốt. II . CHUẨN BỊ 1 . Giáo viên: Đĩa tròn quay quanh trục 2 . Học sinh: Dụng cụ học tập III . TIẾN TRÌNH HOẠT ĐỘNG 1 . Ổn định, tổ chức 2 . Bài cũ Câu hỏi: Giáo kiểm tra bài tập 8 tr 9 sgk? 3 . Bài mới Hoạt động 1: Tìm mối liên hệ giữa gia tốc góc và momen lực? Hoạt động của trò Trợ giúp của giáo viên Ghi bảng Nhắc lại khái niệm và viết công thức momen lực? Viết biểu thức định luật II Newton? Viết công thức liên hệ giữa gia tốc tiếp tuyến và gia tốc góc? Thảo luận: Viết cộng thức momen lực cho tất cả các chất điểm trên vật rắn? Xét một chất điểm i m quay quanh trục cố định với bán kính r . Viết biểu thức định luật II Newton và công thức monem lực cho trường hợp này là t t F ma= uur ur ; t M F r= Tác dụng cho đĩa quay. Gợi ý: Quy tắc monem lực để học sinh thấy monem lực có tính cộng được. 1. Liên hệ giữa gia tốc góc và momen lực a. Momen lực đối với trục quay: Momen lực của lực F ur đối với trục quay là: M Fd = b. Mối liên hệ giữa gia tốc góc và momen lực Xét một vật rắn: gốm quả cầu có khối lượng m gắn vào đầu thanh quay quanh trục với bán kính r . Theo định luật II Newton; lực tiếp tuyến tác dụng lên vật: t t F ma= uur ur . Momen của lực t F uur đối với trục quay: t M F r= Gia tốc tiếp tuyến: t a r γ = Nên 2 ( ) t M ma r mr γ = = Một vật rắn xem như n chất điểm, khi đó 1 1 n n i i i i i M M m r γ = =   = =  ÷   ∑ ∑ Hoạt động 2: Momen quán tính là gì? Hoạt động của trò Trợ giúp của giáo viên Ghi bảng Trả lời được F là lực tác dụng; a là gia tốc; m đặc trưng cho mức quán tính. M là momen lực; γ là gia tốc góc; 1 n i i i m r =    ÷   ∑ sẽ là momen quán tính. So sánh các đại lượng tương quan giữa F ma= và 1 n i i i M m r γ =   =  ÷   ∑ Sgk và bổ sung cho học sinh 2. Momen quán tính a. Định nghĩa: Momen quán tính là đại lượng vật lí đặc trưng cho mức quán tính của vật rắn chuyển động quay quanh trục. Giáo viên : Nguyễn Hồng Thạch • Thanh mảnh dài đồng chất có khối lượng phân bố đều, có trục quay là trung trực của thanh: 2 1 12 I ml= . • Vành tròn có trục quay là trục của vành tròn: 2 I mR= . • Đĩa tròn mỏng có trục quay là trục của địa tròn: 2 1 2 I mR= . Khối cầu đặc có trục quay là trục của khối cầu: 2 2 5 I mR= .Thanh mảnh dài đồng chất có khối lượng phân bố đều, có trục quay là qua một đầu của thanh: 2 1 3 I ml= . b. Biểu thức: 1 n i i i I m r = = ∑ • Chú ý: Momen quán tính của một số vật rắn có dạng hình học đặc biệt: 4 . Củng cố: Nắm được công thức momen lực của vật rắn quay quanh trục 5 . Hướng dẫn bài mới: Tìm hiểu ý nghĩa của momen quán tính và phương trình động lực học của vật rắn quay quanh trục cố định Giáo viên : Nguyễn Hồng Thạch . : 12 Bài 02 PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH I . MỤC TIÊU BÀI HỌC 1 . Kiến thức: Nắm được công thức momen của vật rắn, nắm được. Hướng dẫn bài mới: Tìm hiểu ý nghĩa của momen quán tính và phương trình động lực học của vật rắn quay quanh trục cố định Giáo viên : Nguyễn Hồng Thạch