GIÁO ÁN VẬT LÝ 12

CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÝ 12 BAN KHOA HỌC TỰ NHIÊN Chương I: CƠ HỌC VẬT RẮN. Tiết 01-02: C huyển động của vật rắn quay quanh . Tiết 03: Mômen lực. Phương trình động lực học . Tiết 04: Bài tập về phương trình động lực học . Tiết 05: Mômen động lượng của vật rắn. Định luật bảo toàn mômen động lượng. Tiết 06: Chuyển động của khối tâm vật rắn. Động năng của vật rắn chuyển động tịnh tiến. Tiết 07: Bài tập. Tiết 08: Động năng của vật rắn quay quanh một trục. Tiết 09: Cân bằng tĩnh của vật rắn. Tiết 10: Bài tập. Tiết 11: Hợp lực của các lực song song. Ngẫu lực. Cân bằng của vật rắn dưới tác dụng của ba lực . Tiết 12: Cân bằng của vật rắn có trục quay cố định. Mặt chân đế. Tiết 13: Bài tập. Tiết 14: Kiểm tra. Chương II: DAO ĐỘNG CƠ HỌC. Tiết 15: Dao động cơ học Tiết 16: Khảo sát dao động điều hoà. Tiết 17: Bài tập. Tiết 18: Con lắc đơn. Tiết Tiết 20: Năng lượng dao động điều hoà. Tiết 21: Dao động tắt dần và dao động duy trì. Tiết 22: Dao động cưỡng bức. Cộng hưởng. Tiết 23: Tổng hợp dao động. Tiết 24: Bài tập. Tiết 25, 26: Thực hành: nghiên cứu dao động . Chương III: SÓNG CƠ HỌC. Tiết 27: Sóng cơ học. Tiết 28: Sự phản xạ sóng. Sóng dừng. Tiết 29: Bài tập. Tiết 30: Giao thoa sóng. Tiết 21: Bài tập. Tiết 32: Sóng âm. Tiết 33: Cộng hưởng âm. Hiệu ứng Đốp – ple. Tiết 34: Bài tập. Tiết 35, 36: Thực hành và kiểm tra hực hành: Xác định vận tốc truyền âm.(Kiểm tra I tiết:D/động-Sóng) Chương IV: DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ Tiết 37, 38: Dao động điện từ. Tiết 39: Bài tập về dao động điện từ. Tiết 40: Điện từ trường. Tiết 41: Sóng điện từ. Tiết 42,43: Thông tin bằng sóng vô tuyến điện. Chương V: DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU. Tiết 44, 45: Dòng điện xoay chiều . Tiết 46: Tụ điện trong mạch điện xoay chiều. Tiết 47: Bài tập. Tiết 48: Cuộn cảm trong mạch điện xoay chiều. Tiết 49: Đoạn mạch điện xoay chiều. Tiết 50: Bài tập. Tiết 51: Công suất của đoạn mạch điện xoay chiều. Tiết 52: Bài tập. Tiết 53: Ôn tập. Tiết 54: Kiểm tra học kì. Tiết 55: Máy phát điện xoay chiều. Tiết 56: Động cơ không đồng bộ ba pha. Tiết 57: Chỉnh lưu dòng điện xoay chiều . Tiết 58: Một số bài tập điện xoay chiều. Tiết 59: Thực hành: xác định trở kháng . Tiết 60: Thực hành: Nghiên cứu máy biến thế. Chương VI: SÓNG ÁNH SÁNG. Tiết 61: Hiện tượng tán sắc. Tiết 62, 63: Hiện tượng giao thoa ánh sáng Tiết 64: Bài tập Tiết 65: Khoảng vân. Bước sóng ánh sáng và . Tiết 66: Bài tập về giao thoa ánh sáng Tiết 67: Máy quang phổ. Quang phổ liên tục. Tiết 68: Quang phổ vạch. Phân tích quang phổ. Tiết 69: Bài tập. Tiết 70: Tia hồng ngoại. Tia tử ngoại. Tiết 71: Tia X. Thang sóng điện từ. Tiết 72: Bài tập Tiết 73, 74: Thực hành và kiểm tra thực hành: Xác định bước sóng ánh sáng.(Kiểm tra I tiết) Chương VII: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG. Tiết 75,76: Hiện tượng quang điện Tiết 77: Bài tập về hiện tượng quang điện . Tiết 78: Hiện tượng quang điện trong . Tiết 79: Thuyết Bo và quang phổ Hyđrô. Tiết 80: Bài tập. Tiết 81,82: Sự hấp thụ ánh sáng . Tiết 83: Lưỡng tính sóng - hạt của ánh sáng . Tiết 84: Bài tập. Tiết 85: Kiểm tra. Chương VIII: THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP. HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ. Tiết 86, 87: Thuyết tương đối hẹp. tiết 88: Cấu tạo của hạt nhân nguyên tử. Độ hụt . Tiết 89: Bài tập. Tiết 90,91: Hiện tượng phóng xạ. Tiết 92, 93: Phản ứng hạt nhân. Tiết 94: Bài tập về phóng xạ và . Tiết 95,96: Sự phân hạch Tiết 97: Phản ứng nhiệt hạch. Tiết 98: Bài tập. Chương IX: TỪ VÔ CÙNG BÉ ĐẾN VÔ CÙNG LỚN. Tiết 99: Các hạt sơ cấp. Tiết 100,101: Mặt trời. Hệ mặt trời. Tiết 102: Các sao. Thiên hà. Tiết 103: Thuyết vụ nổ lớn ( Big Bang) Tiết 104: Ôn tập. Tiết 105: Kiểm tra học kì II. 1 Tiết thứ: 01,02 Chương I: CƠ HỌC VẬT RẮN. Bài: CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH. I. Mục tiêu: • Kiến thức: Biết được các khái niệm về tọa độ góc, gia tốc góc, phương trình động học của chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định - Biết cách xây dựng và vẽ đồ thị các phương trình chuyển động quay đều và quay biến đổi đều trong hệ tọa độ ( ϕ,t) -Nắm vững các công thức liên hệ vận tốc góc vận tốc dài, gia tốc góc và gia tốc dài của một điểm trên vật rắn. • Kĩ năng:Vận dụng giải các bài tập đơn giản. • Liên hệ thực tế: Vai trò kiến của kiến thức trong khoa học và đời sống. II. Phương pháp dạy học: Giảng giải – phát vấn III. Chuẩn bị: 1. Giáo viện: • Chuẩn bị các hình vẽ: 1.1,1.2,1.3,14, 1.5 sgk trang 4,5,6,7. • Các hình vẽ tranh ảnh sưu tầm có liên quan. 2. Học sinh: • Có đầy đủ sách giáo khoa. • Ôn lại phần động học chất điểm 10A. TIẾN TRÌNH TIẾT DẠY ------------------- • Ổn định tổ chức. • Kiểm tra bài cũ: NỘI DUNG BÀI GIẢNG Hoạt động thầy trò Nội dung chính HĐ1: Hs: Khi vật rắn quay quanh một trục cố định, thì góc quay của các điểm trên vật rắn có quan hệ như thế nào?. Gv: Vì các điểm trên vật rắn đều quay một góc giống nhau → chỉ cần lấy tọa độ góc ϕ của M trên vật rắn làm tọa độ góc của vật rắn và thông báo công thức tọa độ góc và qui ước dấu? Hs: Tọa độ góc của các điểm sai khác nhau 2kπ và (2k +1)π thì vị trí các véc tơ tia chúng như thế nào? HĐ2: Hs: Phát biểu định nghĩa vận tốc góc. Gv: Vận tốc góc là một đại lượng đại số. Vận tốc góc có giá trị dương khi vật rắn quay theo chiều dương qui ước và âm khi ngược lại. Hs: Lập công thức tính vận tốc góc trung bình và tức thời của vật rắn? 1. Đặc điểm của vật rắn quay quanh một trục cố định. Tọa độ góc: • Khi vật rắn quay quanh một trục cố định thì mọi điểm trên vật rắn đều có cùng một góc quay. • Tọa độ góc ϕ = ( Ox uuur , OM uuuur ) Nếu quay Ox uuur đến OM uuuur mà: + ngược chiều kim đồng hồ thì ϕ > 0, +cùng chiều kim đồng hồ thì ϕ < 0 . 2.Vận tốc góc: • Vận tốc góc là đại lượng đặc trưng cho sự quay nhanh hay chậm và chiều quay của vật rắn. • Công thức: +Vận tốc góc trung bình:ω tb = ttt 0 0 ∆ ϕ∆ = − ϕ−ϕ +Vận tốc góc tức thời: ω = dϕ/dt. (2) • Vận tốc góc tức thời ( gọi tắt là vận tốc góc) của vật rắn quay quanh một trục bằng đạo hàm bậc nhất theo thời gian của tọa độ góc vật rắn. 2 O M HĐ3: Gv: Hướng dẫn hoạt động của Hs thông qua các câu hỏi: H1: Dựa và Sgk định nghĩa chuyển động quay đều? H2: Trong công thức (1) chọn t 0 =0 → phương trình chuyển động của vật rắn quay quanh một trục cố định.? H3: Phương trình (3) có dạng tương tự như phương trình nào đã học ở lớp 10? 3.Chuyển động quay đều: • Chuyển động quay đều là chuyển động mà vận tốc góc của vật rắn không đổi theo thời gian. ω tb = ω = const. • Từ (1):ω = 0 0 tt − ϕ−ϕ chọn t 0 = 0 ta được: ϕ - ϕ 0 = ωt (3) - Phương trình chuyển động của vật rắn quay quanh một trục cố định. • Trong chuyển động quay đều của vật rắn thì tọa độ góc là hàm số bậc nhất của thời gian. Đồ thị là đường thẳng xiên góc, với hệ số góc ω. HĐ4: Hs: Khi vật rắn quay không đều lúc đó vận tốc góc thay đổi. Để đặc trưng cho sự biến thiên nhanh hay chậm của vận tốc tốc góc ta đưa ra khái niệm gia tốc góc. Hs:Định nghĩa gia tốc góc. Gv: Gọi ω và ω 0 lần lượt là vận tốc góc của vật rắn ở thời điểm t và t 0. Hs: Lập công thức tính gia tốc góc trung bình và tức thời của vật rắn? Gv: Có phải dấu của gia tốc cho ta biết vật rắn quay nhanh dần hay chậm dần không? Hs: +β.ω > 0: quay nhanh dần, +β.ω < 0: quay chậm dần. 4.Gia tốc góc: • Gia tốc góc của vật rắn là đại lượng đặc trưng cho sự biến thiên nhanh hay chậm của vận tốc góc. • Công thức: +gia tốc góc trung bình: β tb = ttt 0 0 ∆ ω∆ = − ω−ω (4) +gia tốc góc tức thời: β= 2 2 0t dt d dt d t lim ϕ = ω = ∆ ω∆ →∆ (5) • Gia tốc góc tức thời ( gọi tắt là gia tốc góc) của vật rắn quay quanh một trục bằng đạo hàm bậc nhất theo thời gian của vận tốc góc vật rắn. • Đơn vị của gia tốc là Rad/s 2 . • Gia tốc góc là đại lượng đại số. HĐ5: Tiết 2: Hs:Định nghĩa chuyển động quay biến đổi đều? Hs: Phương trình (6) có dạng tương tự như phương trình nào đã học ở lớp 10? Hs: Viết phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều: x = x 0 +v 0 t + 0,5at 2 . Gv: Dựa vào sự tương tự: x ↔ ϕ, x 0 ↔ϕ 0 , v 0 ↔ ω 0 , a ↔ β để suy ra phương trình (7) Gv: Đồ thị mô tả sự phụ thuộc ϕ vào t là đường gì? Dạng của đồ thị này phụ thuộc như thế nào vào dấu của β? 5. Chuyển động quay biến đổi đều: • Chuyển động quay biến đổi đều là chuyển động mà gia tốc góc của vật rắn không đổi theo thời gian. β tb = ω = const. • Từ (5):β = (ω - ω 0 )/(t – t 0 ) Chọn t 0 = 0 ta được: ω = ω 0 + βt (6) • Phương trình chuyển động quay biến đổi đều: ϕ = ϕ 0 +ω 0 t + 1 2 βt 2 (7) 3 β > 0 ϕ 0 t ϕ 0 ϕ O t ϕ O β < 0 HĐ6: Gv: Khi vật rắn quay đều xung quanh trục quay cố định thì mỗi điểm trên vật rắn cách trục quay một đoạn r chuyển động tròn đều. Dựa vào vật lý 10 Hs cho biết mối quan hệ giữa vận tốc góc với vận tốc dài và gia tốc hướng tâm của các điểm đó? Hs:+ v = ωr, + a n = r.ω 2 = r v 2 Gv: Nhấn mạnh gia tốc hướng tâm chỉ do sự biến thiên phương và chiều của vận tốc dài mà gây ra! Gv:Nếu vật rắn quay không đều, thì mỗi điểm trên vật rắn chuyển động tròn không đều. Trong chuyển động này ngoài sự biến thiên phương, chiều của vận tốc còn có sự biến thiên về độ lớn vận tốc. Biến thiên về độ lớn vận tốc gây nên gia tốc tiếp tuyến a t . Hs: Viết công thức tính gia tốc tiếp tuyến? Gv: Các điểm trên vật rắn càng xa trục quay thì gia tốc góc của nó như thế nào? 6.Vận tốc và gia tốc của một điểm của vật rắn chuyển động quay: a. Trong chuyển động quay đều: • Liên hệ vận tốc góc và vận tốc dài: v = ωr (8) • Gia tốc hướng tâm khi vật rắn quay đều: a n = r.ω 2 = r v 2 (9) b. Trong chuyển động quay không đều: • Tại mỗi điểm trên vật rắn ta đồng thời có: + Sự biến thiên phương chiều v r gây gia tốc hướng tâm: a n = r.ω 2 = r v 2 + Biến thiên về độ lớn vận tốc gây nên gia tốc tiếp tuyến a t : a t = β= ω = r dt d r dt dv (10) • Gia tốc toàn phần: a = 2 t 2 n aa + • Củng cố dặn dò: 1.Thường để đơn giản trong việc xác định dấu ω và β ta nên chọn chiều quay dương là chiều quay vật rắn. Khi đó ta luôn có ω > 0 và nếu vật quay + nhanh dần thì β > 0, + và chậm dần thì β < 0. 2 HD trả lời các câu hỏi: 1/8(Sgk): Câu a vì: Các điểm khác nhau thì vẽ thành các đường tròn khác nhau. 2/8(Sgk): 3/8sgk: Câu B vì: trong chuyển động quay nhanh dần thì β.ω >0 ( cùng dấu) 3 Bài tập về nhà: Làm các bài tập: 1,2,3,4,5,6,7 trang 8,9 Sgk. • Rút kinh nghiệm: . . . . Đặc điểm chuyển động Chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định. Chuyển động thẳng của một chất điểm. Đều ω hằng số v = hằng số Biến đổi đều ϕ = ϕ 0 +ω 0 t + 2 1 βt 2 x = x 0 +v 0 t + 2 1 at 2 ω =ω 0 + βt v =v 0 + at ω 2 –ω 0 2 = 2β( ϕ –ϕ 0 ) v 2 –v 0 2 = 2a( x –x 0 ) t = 2ϕ β t = a s2 4 M x a t a n v O a ϕ (+) Tiết thứ: 03 Bài: MOMEN LỰC. MOMEN QUÁN TÍNH CỦA VẬT RẮN. I. Mục tiêu: • Kiến thức: Biết được khái niệm momen lực là một đại lượng vật lý, đặc trưng cho tác dụng làm quay vật rắn xung quanh một trục, momen lực là một đại lượng đại số-Viết được công thức tính momen lực với một trục. Biết cách xác định dấu monen - Biết cách xây dựng biểu thức định luật II Niu-tơn dưới dạng khác làm xuất hiện momen lực và momen quán tính - Hiểu khái niệm momen quán tính đối với một trục của một chất điểm và của vật rắn • Kĩ năng: Cách xác định giá trị của mômen lực đối với một trục quay. • Liên hệ thực tế: Vai trò kiến của kiến thức trong khoa học và đời sống. II. Phương pháp:Giảng giải – phát vấn. III. Chuẩn bị: 1. Giáo viện: Chuẩn bị hình 3.5 và các hình vẽ có liên quan. 2. Học sinh: Đọc trước bài ở nhà. TIẾN TRÌNH TIẾT DẠY • Ổn định tổ chức • Kiểm tra bài cũ:Chứng minh rằng khi vật rắn quay biến đổi đều xung quanh một trục quay cố định thì vận tốc góc trung bình ω tb = 2 0 ω+ω , trong đó ω, ω 0 lần lượt là vận tốc góc của vật rắn tại các thời điểm t và t 0 . NỘI DUNG BÀI DẠY Hoạt động thầy trò Nội dung chính HĐ1: Hs. Quan sát h 3.1 để thảo luận các câu hỏi sau: a. Với cùng một lực cùng phương tác dụng vào vật rắn, thì tác dụng làm quay vật phụ thuộc như thế nào vào điểm đặt của lực? b. • Nếu lực có phương cắt trục quay, hoặc song với trục quay thì có tác dụng làm quay vật rắn không? Vì sao? • Tác dụng làm quay vật lớn nhất khi phương của lực quan hệ như thế nào với phương trục quay? Gv: • Khi véc tơ lực đó nằm trong mặt phẳng ⊥ với trục quay, thì lực này gọi là trực giao với trục quay. • Tổng kết các kết luận rút ra trong vấn đề thảo luận mục a.; b. để dẫn đến kết luận chung ở phần nội dung. 1.Momen lực đối với trục quay cố định: • Tác dụng của một lực lên vật rắn có trục quay cố định không chỉ phụ thuộc vào độ lớn của lực mà còn phụ thuộc vào vị trí của điểm đặt và phương tác dụng của lực với trục quay. • Đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay vật rắn quanh trục cố định gọi là momen lực. 5 F 1 F 2 HĐ2: Gv: Đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay vật rắn quanh trục cố định gọi là momen lực Hs:Khái niệm momen lực. Gv: Cho H quan sát hình 3.2 Sgk và các kết luận rút ra ở mục 1. Hs: Viết được công thức tính độ lớn momen lực. Gv: Lưu ý cho học sinh cách xác định cánh tay đòn. (Khoảng cách từ phương của lực đến trục quay) 2. Momen lực đối với trục quay: • Mômen lực M của lực F đối với vật rắn có trục quay cố định là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay vật rắn quanh trục cố định đó của lực F, và đo bằng tích số lực và cánh tay đòn. M = F.d. (1) • Đơn vị: N.m HĐ3: Gv: Momen lực là đại lượng đại số, dấu của các momen cho biết mômen lực này làm cho vật rắn quay theo chiều nào. Hs: Nêu qui ước dấu của momen. 3. Dấu của momen lực: Qui ước dấu momen: + Momen lực F làm vật rắn quay theo chiều dương thì M = +F.d, + Momen lực F làm vật rắn quay ngược chiều dương thì M = -F.d. HĐ4: Gv:Vẽ hình và đặt vấn đề: Chất điểm M có khối lượng m, chuyển động trên đường tròn tâm O bán kính r và chịu tác dụng lực F. (hv). Tìm quan hệ giữa momen lực F đối với trục quay ∆ đi qua O và gia tốc β? Hs: dưới sự hướng dẫn của Gv hiểu được cách biến đổi toán học để đến công thức 2 như bên nội dung. Gv: Công thức 2 được gọi là phương trình động lực học của chất điểm trong chuyển động quay quanh một trục. 4. Chuyển động tròn của chất điểm. Dạng khác của định luật II Niutơn: • Chất điểm M có khối lượng m, chuyển động trên đường tròn tâm O bán kính r và chịu lực F. (hv) •Phân tích: tn FFF rrr += . • Xét thành phần F t : + F t =ma t = mrβ → F t r = mr 2 β, + Vì F t r = Frcosθ = Fd. •Vậy : mr 2 β = Fd = M • Đặt: mr 2 = I → Iβ =M (2). 6 ∆ A (+) (+) F d O n F ur t F ur F ur d O θ m HĐ5: Gv: I = mr 2 gọi là mơmen qn tính của chất điểm đối với trục ∆. Hs: Từ cơng thức M = Iβ → β = M/ I. Hs phát biểu mối quan hệ, và nêu ý nghĩa momen qn tính? Gv: Liên hệ cơng thức a = F/m để khắc sâu kiến thức cho Hs. Hs: Đơn vị I: kg.m 2 5. Momen qn tính của chất điểm với một trục: • Ta có:β = M/ I → Gia tốc góc của chất điểm trong chuyển động quay quanh một trục tỉ lệ thuận với momen lực và tỉ lệ nghịch với momen qn tính đối với trục đó. • Mơmen qn tính của chất điểm đối với một trục đặc trưng cho mức qn tính (sức ì) của chất điểm đó đối với chuyển động quay quanh trục đó. I = mr 2 . HĐ6: Gv: Dựa trên kiến thức về momen qn tính của chất điểm Gv thơng báo về momen qn tính của vật rắn đối với một trục bằng tổng các momen qn tính các phần của vật đối với trục quay đó. I = ∑ i 2 ii rm . Trong đó m i , r i lần lượt là khối lượng và khoảng cách từ phần tử thứ i đến trục quay. Hs: Vận dụng tính momen qn tính của phân tử ơxi? I = I 1 + I 2 = m 2 2 d       + m 2 2 d       = m 2 d 2 Thay số: I = 1,95.10 -48 kg.m 2 . 5. Momen qn tính của vật rắn đối với một trục: • Mơmen qn tính của vật rắn đối với một trục đặc trưng cho mức qn tính (sức ì) của vật đó đối với chuyển động quay quanh trục đó. • Cơng thức: I = ∑ i 2 ii rm . • Mơmen qn tính của một số vật đồng chất đối với trục quay ∆ là trục đối xứng vật: * Thanh có tiết diện bé so với chiều dài: I = 12 1 mL 2 ( L : Chiều dài thanh) Gv: • Nhấn mạnh: +Độ lớn momen qn tính phụ thuộc vào sự phân bố các phần của vật đối với trục quay. Nếu vật là đồng chất thì momen qn tính phụ thuộc vào khối lượng, hình dạng và kích thước của vật. + Nếu vật khơng đồng chất hoặc có hình dạng bất kì thì momen qn tính được xác định bằng thực nghiệm. • Thơng báo momen qn tính của một số vật đồng chất đối với trục quay ∆ là trục đối xứng vật như ở nội dung. • Củng cố dặn dò: Bài tập về nhà: 1,2 trang 14 Sgk. • Rút kinh nghiệm: . . . . . 7 * Vành tròn hay trụ rỗng bán kính R: I = mR 2 * Vành tròn hay trụ rỗng bán kính R: I = mR 2 . * Hình cầu đặc: I = mR 2 Tiết thứ: 04 Bài: PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH. I. Mục tiêu: • Kiến thức: +Biết cách xây dựng phương trình động lực học vật rắn. +Hiểu được khái niệm momen động lượng là đại lượng động lực học đặc trưng cho chuyển động quay của một vật quanh một trục. +Thuộc và hiểu được công thức về momen động lượng của vật rắn và các đại lượng chứa trong công thức đó. Định luật bảo toàn momen động lượng • Kĩ năng:Biết sử phương trình động lực học vật rắn để giải một số bài tập đơn giản. • Liên hệ thực tế:Vận dụng định luật bảo toàn mômen để giải thích một số hiện tượng trong cuộc sống. II. Phương pháp:Pháp vấn - giảng giải. III. Chuẩn bị: 1. Giáo viện: • Có thể chuẩn bị các hình ảnh có liên quan đến bài học. • Các hình động trên máy nếu được. 2. Học sinh: Ôn lại phương trình động lực học của chất điểm trong chuyển động quay quanh một trục. TIẾN TRÌNH TIẾT DẠY • Ổn định tổ chức. • .Kiểm tra bài cũ: Viết phương trình động lực học của chất điểm trong chuyển động quay quanh một trục. Nêu các đại lượng? NỘI DUNG BÀI GIẢNG Hoạt động thầy trò Nội dung chính HĐ1: Gv:• Dành thời gian cho Hs nhắc lại phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục. • Từ đó khái quát lên: Nếu vật rắn quay xung một trục cố định ∆ và có momen quán tính đối với trục này I. Gọi M là tổng đại số các momen các lực đối với trục quay ∆ tác dụng lên vật rắn khi đó phương trình Iβ=M được gọi là pt động lực học của vật rắn quay quanh một trục. 1. Phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định M = Iβ (1) • Trong đó: M là tổng đại số các momen các lực đối với trục quay ∆ • I: momen quán tính đối với trục ∆ • β: Gia tốc góc vật rắn. HĐ2: Hs: Gv tổ chức cho Hs dựa vào phương trình Iβ=M để từ đó dùng phép biến đổi toán học dẫn đến dạng :M= I dt d ω . Gv: Đại lượng L=Iω gọi là momen động lượng của vật rắn nó đặc trưng cho vật vật rắn có momen quán tính quay quanh một trục. Hs: Khái niệm momen động lượng, đơn vị. Gv: Momen động lượng có phải là đại lượng đại 2. Dạng khác của phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục: • Ta có: M = I dt d ω = dt )I(d ω . (2) • Biểu thức L = Iω gọi là momen động lượng của vật rắn, đối với trục quay. • Vậy: Momen động lượng của vật rắn đối với một trục quay bằng tích số của momen quán tính của vật đối với trục quay đó và vận tốc góc của vật quay quanh trục đó. • Đơn vị: kg.m 2 .s -1 . 8 số hay không? • Từ 2 → M = dt dL (3) Hs: L = Iω → Dấu L là dấu ω→ L có tính cộng! Gv: Hs dựa vào phương trình M= dt dL phát biểu Dạng khác của phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục. Hs: Tìm ra sự tương ứng giữa công thức p=mv với L = Iω? Vậy: Momen ngoại lực đặt lên vật rắn có trục quay cố định bằng đạo hàm theo theo gian của momen động lượng của vật rắn đối với trục quay đó. HĐ3: Hs: Định luật II Niu-tơn cho một chất điểm ở dạng khác: dt pd dt )vm(d F r r r == . So sánh pt này với pt (3) để tìm ra sự tương ứng? Gv: Ta biết công thức dt pd dt )vm(d F r r r == đúng cho cả khi m thay đổi hoặc hệ nhiều vật. Một cách tương tự, công thức M = dt dL cũng đúng cho cả các trường hợp: +Vật có momen quán tính I thay đổi ( do thay đổi h/dạng hay kích thước) +Hệ nhiều vật. Trong trường hợp này thì trong pt trên cần hiểu M là tổng đại số các momen ngoại lực tác dụng lên hệ đối với cùng trục quay, và L tổng các momen động lượng của các vật trong hệ với trục quay đó. Hs: Gv cho Hs sinh nhận xét nếu M=0 thì momen động lượng của vật (hay hệ vật) đối với trục quay có thay đổi không? Gv: Nêu các trường hợp bảo toàn động lượng cho các trường hợp và làm các thí nghiệm hay các hình động chuẩn bị trên máy tính để làm minh họa. 3. Định luật bảo toàn momen động lượng: • Nếu M = 0 thì dt dL = 0 → L = hằng số. • Vậy: Khi tổng đại số các momen ngoại lực đặt lên một vật rắn ( hay hệ vật) đối với một trục quay bằng không ( hay các momen ngoại lực triệt tiêu), thì momen động lượng của vật rắn ( hay hệ vật) đối với trục đó là không đổi. Trong trường hợp vật rắn có momen quán tính không đổi đối với trục quay không đổi thì vật rắn không quay hoặc quay đều quanh trục đó. • Các ví dụ về bảo toàn momen động lượng:  Hệ nhiều vật : L= ∑ = n 1i i L =L 1 +L 2 + =Hằng số. Ví dụ: Máy bay trực thăng có hai hệ thống cánh quạt quay theo hai chiều ngược nhau để luôn giữ cho thân máy bay bay theo một hướng.  Hệ một vật có I thay đổi: L 1 =L 2 hay ω 1 I 1 =ω 2 I 2 Ví dụ: Các động viên bơi lội, trượt băng nghệ thuật, các nghệ sĩ xiếc khi thực hiện các động tác thường thay đổi tư thế nhằm thay đổi I khi đó sẽ thay đổi được vận tốc góc. • Củng cố dặn dò: Bài tập về nhà: Làm các bài tập: 1,2,3 trang 18 Sgk. • Rút kinh nghiệm: . . . 9 Tiết thứ: 05 Bài: BÀI TẬP VỀ PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH. I. Mục tiêu: • Kiến thức: Sử dụng được các công thức động học và động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định - Qua hai bài mẫu, sử dụng được những điều đã học để giải các bài tập khác. • Kĩ năng: Phương pháp giải bài toán động học và động lực học vật rắn quay quanh một trục. • Liên hệ thực tế:Vai trò kiến của kiến thức trong khoa học và đời sống. II. Phương pháp: Giảng giải – pháp vấn III. Chuẩn bị: 1. Giáo viện: 2. Học sinh: Chuẩn bị các bài tập ở nhà. TIẾN TRÌNH TIẾT DẠY • Ổn định tổ chức. • Kiểm tra bài cũ: Phát biểu định luật bảo toàn mômen động lượng. Lấy ví dụ để giải thích? NỘI DUNG TIẾT DẠY Hoạt động thầy trò Nội dung chính HĐ1: Bài 1 trang 20 Sgk. Gv: Gọi 1 Hs đọc đề bài tập. HS: Các học sinh còn lại nghe và tóm tắt đề bài tập vào vở. Gv: gọi 1 Hs lên bảng giải, cả lớp theo giỏi. Hệ thống câu hỏi dẫn dắt Hs giải: Câu a. • Viết công thức gia tốc góc, thay ω 0 , ω , và ∆t → β. • Thay β vào Pt: M=Iβ → I Câu b. • Khi không có M 1 thì bánh xe quay chậm dần đều dưới tác dụng của momen lực nào? • Tính gia tốc góc β 1 : β 1 =(0-ω)/∆t • Từ Iβ 1 = M ms → M ms • M=M 1 +M ms → M 1 Câu c. • Dựa vào công thức ω 2 -ω 0 2 =2βϕ → góc quay trong hai giai đoạn và từ đó →số vòng quay trong hai giai đoạn. Bài 1 tr 20Sgk. Giả thiết • Bánh xe chịu: Momen M 1 = const, tổng momen 24Nm • Trong 5s đầu vận tóc góc tăng 0 ÷10rad/s • sau đó M 1 ngừng tác dụng, bánh xe quay chậm dần và ngừng lại sau 50s. Kết luận a. Tính mômen quán tính, b. Xác định M 1 , c. Số vòng quay tổng cộng. Bài giải: a. Tính I: Gia tốc bánh xe: β = (ω-ω 0 )/∆t Thay số: β = 2rad/s. Mặt khác: M=Iβ → I=M/β=12kg.m 2 b. Xác định M 1 •Gia tốc góc của bánh xe khi không có M 1 : β 1 =(0-ω)/∆t=-0,2rad/s. • Do đó mômen của lực ma sát: M ms =Iβ 1 =12.(-0,2) = -2,4N.m • Vậy: M 1 =M-M ms =24+2,4= 26,4N.m. c. Số vòng quay tổng cộng: • Góc quay trong giai đoạn đầu: 2 2 0 2 ω − ω ϕ = β =25rad • Góc quay trong giai đoạn sau: 2 2 1 1 0 2 − ω ϕ = β =250rad. Vậy số vòng quay: N=(ϕ+ϕ 1 )/2π =43,8 vòng. 10 [...]... hoa cũng chuyển động theo quỹ đạo vật ném xiên như khi chưa nổ! HĐ3: Hs: Động năng của vật rắn được xác định như thế nào? Gv: Khi vật rắn chuyển động tịnh tiến các điểm trên vật rắn và khối tâm vật rắn có quan hệ gì? Gv: Tổng kết lại như phần nội dung 2 Chuyển động của khối tâm: • Chuyển động khối tâm của vật rắn tuân theo một định lý sau: Chuyển động của khối tâm vật rắn là chuyển động của một chất... của vật rắn quay quanh một trục Hs:Đơn vị của động năng? 1  1  Wd = ∑  m i v i2 ÷ = ∑  m iri ω2 ÷ 2  2  1 = ω2 ∑ m iri2 Trong đó: 2 2 I= ∑ m iri là mômen quán tính của vật rắn đối với trục quay Suy ra: Wđ = 1 2 Iω 2 Vậy: Động năng của vật rắn quay quanh một trục bằng nửa tích số của momen quán tính của vật và bình phương vận tốc góc của vật đối với trục quay đó 16 HĐ2: 2 Động năng của vật. .. của hệ ba lực F1, F2 và F3? • Gọi F12 là hợp lực của hai lực F1 và F2: + F12 = F1 + F2 = 15kN + d2/d1 = F1/F2 = 2 → d2 = 2d1 (1) Mặt khác: d2 +d1 = CD = 20m (2) Từ (1) và (2) suy ra: d1 = 20/3(m); d2 = 40/3(m) r → F12 có độ lớn 15kN và điểm đặt tại M cách C 20/3(m) • Gọi F là hợp lực của hai lực F12 và F3: + F = F12 + F3 = 40kN + d12/d3 = F3/F12 = 25/15 = 5/3.(3) d12+d3 = EM = 160/3(m) (4) Từ (3) và... quán tính Các đại lượng có đơn vị tương đương với tổ hợp đơn vị kg.m2/s2 là A I và IV C I và III B I và II D II và IV Câu 2: Điều nào sau đây là SAI khi nói về trọng tâm vật rắn? A Điểm đặt của trọng lực lên vật là trọng tâm của vật B Trọng tâm vật rắn không phải bao giờ cũng nằm trên vật C Trong trường trọng trường đều thì trọng tâm trùng khối tâm của vật D Trọng tâm bao giờ cũng tồn tại cùng với vật. .. thì khối tâm của các vật rắn đó được đánh dấu bởi dấu • chính là tâm đối xứng hình học của nó • Với các hệ vật gồm nhiều vật rắn có dạng hình học đối xứng hay hệ nhiều chất điểm thì toạ độ khối tâm của vật rắn được xác định bởi công thức: r u r u r u r (h 6.1) r ∑ m r i m r + m r + + m r i 2 2 n n Hs: Chuyển động thẳng đều rC = = 1 1 m1 + m 2 + + m n Gv:Điểm đặc biệt được đánh dấu bởi dấu • ∑ mi... độ (xi, yi) HĐ7: C Quan hệ giữa trọng tâm và khối tâm của Hs: So sánh công thức xác định trọng tâm và một vật: khối tâm • Trong một vùng không gian gần mặt đất, trọng Gv: Thông báo như phần nội dung tâm của vật thực tế trùng với khối tâm của vật • Trong một số trường hợp vật không tồn tại trọng tâm, còn khối tâm luôn luôn tồn tại trong vật V Củng cố dặn dò: • Bài tập về nhà: Làm các bài tập: 1,2,3 trang... KHỐI TÂM VẬT RẮN ĐỘNG NĂNG CỦA VẬT RẮN CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN I Mục tiêu: • Kiến thức: + Biết được các khái niệm khối tâm của vật rắn và định luật chuyển động của khối tâm + Biết được trong thực tế, chuyển động của một vật được xét xem như chuyển động của khối tâm, biết được tổng hình học các véc tơ lực tác dụng lên vật rắn và phân biệt với TH chất điểm • Kĩ năng:Viết được công thức động năng của vật rắn... là bao nhiêu? Bài 3 Giả thiết Kết luận l=1m, m =120 g , m =120 g, I1 = 1 ml2 3 a Tính momen quán tính hệ khi bi ở: + Trung điểm thanh, + đầu A b ω1 =120 vòng/phút → ω2 khi bi ở A Bài giải: a Mômen quán tính của hệ: I = I1 + I2 Với I1= 1 ml2 = 0,04kgm2, 3 I2 = mr2 +Khi bi ở G: r = l/2= 0,5m → I2= 0,03kgm2 Suy ra: I = 0,07kgm2 + Khi bi ở A: r = l = 1m → I2 =0,12kgm2 Suy ra: I/ = 0,16 kgm2 b Momen động lượng... phẳng: Khi vật rắn chuyển động song phẳng thì các điểm trên vật rắn chuyển động trên các mặt phẳng song song nhau HĐ3: Hs: Nhắc lại định lý về chuyển động của khối tâm vật rắn? b Phân tích chuyển động song phẳng thành các chuyển động đơn giản: • Trong chuyển động song phẳng ta phân tích ra hai chuyển động thành phần: Gv: Dựa vào hình vẽ 7.3 để thuyết giảng cho Hs + Chuyển động tịnh tiến của vật thể hiện... chuyển đông thành phần dụng của tổng hình học các véc tơ ngoại lực đặt / lên vật (2) (1 ) + Chuyển động quay của vật rắn quanh một (1) trục đi qua khối tâm và vuông góc với mặt phẳng quỹ đạo khối tâm hình 7.3 HĐ4: Gv: Trong chuyển động song phẳng động năng vật rắn gồm các loại động năng nào? c Động năng của vật rắn: • Động năng của vật rắn trong chuyển động song phẳng bao gồm động năng chuyển động tịnh . kháng . Tiết 60: Thực hành: Nghiên cứu máy biến thế. Chương VI: SÓNG ÁNH SÁNG. Tiết 61: Hiện tượng tán sắc. Tiết 62, 63: Hiện tượng giao thoa ánh sáng . CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÝ 12 BAN KHOA HỌC TỰ NHIÊN Chương I: CƠ HỌC VẬT RẮN. Tiết 01-02: C huyển động của vật rắn quay quanh . Tiết 03: