HS : Động năng của vật rắn quay quanh một trục bằng tổng động năng của tất cả các phần tử tạo nên vật; được đo bằng nửa tích số của momen quán tính của vật và bình phương vận tốc góc của[r]
(1)Tiết + : Bài – : CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH I / MỤC TIÊU : Hiểu các khái niệm toạ độ góc, vận tốc góc, phương trình động học chuyển động quay vật rắn quanh trục cố định Biết cách xây dựng và vẽ đồ thị các phương trình chuyển động quay và quay biến đổi hệ tọa độ (, t) Nắm vững các công thức liên hệ vận tốc góc và vận tốc dài, gia tốc góc và gia tốc dài điểm trên vật rắn Áp dụng giải các bài tập đơn giản II / CHUẨN BỊ : / Giáo viên : Hai tiết này là mở đầu cho môn học Vì thế, GV nên chuẩn bị cho từ buổi đầu gây hứng thú học tập cho HS - Bắt buộc HS phải có SGK học - Sử dụng tối đa các hình, chú thích các hình - Chuẩn bị thêm các hình vẽ, tranh ảnh có liên quan đến bài học / Học sinh : - Đầy đủ SGK và sách bài tập, ghi - Ôn lại phần Động học chất điểm SGK lớp 10 phương trình chuyển động thẳng và chuyển động thẳng biến đổi III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC : Hoạt động học sinh Hoạt động : Hoạt động giáo viên Xét vật rắn quay quanh trục, giáo viên vẽ hình và đặt câu hỏi : GV : Chuyển động này có đặc điểm gì ? HS : Nêu hai đặc điểm chuyển động Hoạt động : HS : + OM > + OM < HS : + Giá trị đó là dương góc thực cách quay trục Ox đến tia OM ngược chiều kim đồng hồ + Giá trị đó là âm góc thực cách quay trục Ox đến tia OM thuận chiều kim đồng hồ Hoạt động : HS : Tự hình thành định nghĩa vận tốc trung bình GV : Trong chuyển động thẳng tọa độ điểm M xác định nào ? - Khi nào thì tọa độ dương ? - Khi nào thì tọa độ âm ? GV : Trong chuyển động tròn tọa độ điểm M xác định nào ? - Khi nào thì tọa độ dương ? - Khi nào thì tọa độ âm ? Xét hai vật rắn quay quanh trục : thời điểm t1 có toạ độ góc 1 , thời điểm t2 có toạ độ góc 2 giáo viên vẽ hình và đặt câu hỏi : GV : Vật nào có thay đổi toạ độ góc nhanh ? GIÁO ÁN VẬT LÝ 12 PHÂN BAN Lop12.net TRANG (2) HS : Khi t nhỏ dần và tiến tới đến thì vận tốc trung bình trở thành vận tốc tức thời HS : Phát biểu định nghĩa vận tốc góc tức thời đạo hàm theo thời gian tọa độ góc HS : Tự nhìn sách ghi GV : Giáo viên nhắc lại định nghĩa đạo hàm để hướng dẫn học sinh định nghĩa vận tốc góc tức thời đạo hàm theo thời gian tọa độ góc GV : Khi nào vận tốc góc có giá trị dương và có giá trị âm ? Hoạt động : HS : Tự hình thành định nghĩa gia tốc trung Xét hai vật rắn quay quanh trục : thời điểm t1 có vận tốc góc 1 , thời điểm t2 có bình toạ độ góc 2 giáo viên vẽ hình và đặt câu hỏi : GV : Vật nào có thay đổi vận tốc góc HS : Khi t nhỏ dần và tiến tới đến thì gia nhanh ? tốc trung bình trở thành gia tốc tức thời GV : Giáo viên nhắc lại định nghĩa đạo hàm HS : Phát biểu định nghĩa gia tốc góc tức để hướng dẫn học sinh định nghĩa gia tốc thời đạo hàm theo thời gian vận tốc góc tức thời đạo hàm theo thời gian góc vận tốc góc HS : Tự nhìn sách ghi HS : Tự nhìn sách ghi = const = o + t = o + ot + GV : Nêu các công thưc chuyển thẳng biến đổi : GV : Tự suy các công thưc chuyển quay biến đổi .t 2 - o2 = 2( - o) Hoạt động : HS : Thay đổi hướng , không thay đổi độ lớn HS : Thay đổi hướng và độ lớn HS : + Gia tốc pháp tuyến + Gia tốc tiếp tuyến GV : Trong chuyển động tròn v có đặc điểm gì ? GV : Trong chuyển động tròn không v có đặc điểm gì ? GV : Hướng dẫn học sinh phân tích thành hai thành phần : vuông góc và trùng với quỹ đạo ! IV / NỘI DUNG : Đặc điểm vật rắn quay quanh trục cố định : + Mọi điểm vật có cùng góc quay cùng khoảng thời gian + Vị trí vật rắn quay quanh trục cố định xác định tọa độ góc vật Vận tốc góc : + Vận tốc góc là đại lượng đặc trưng cho biến đổi nhanh hay chậm tọa độ góc và chiều quay vật quanh trục quay + Vận tốc góc tức thời (gọi tắt là vận tốc góc) vật rắn quay quanh trục đạo hàm bậc theo thời gian tọa độ góc vật rắn GIÁO ÁN VẬT LÝ 12 PHÂN BAN Lop12.net TRANG (3) ω= d ='(t) dt + Đơn vị vận tốc góc là rad/s + Vận tốc góc là đại lượng đại số : có giá trị dương vật rắn quay theo chiều dương quy ước và ngược lại Gia tốc góc + Gia tốc góc là đại lượng đặc trưng cho độ biến đổi nhanh, chậm vận tốc góc + Gia tốc góc tức thời (gọi tắt là gia tốc góc) vật rắn quay quanh trục đạo hàm bậc theo thời gian vận tốc góc vật rắn d '(t ) dt rad/s2 + Đơn vị gia tốc góc là Các công thức chuyển động quay biến đổi = const = o + t = o + ot + .t 2 - o2 = 2( - o) Khi = 0, ta có phương trình chuyển động quay Vận tốc và gia tốc điểm vật rắn chuyển động quay : r Gia tốc điểm chuyển động tròn bao gồm gia tốc hướng tâm ( a n ) và gia tốc tiếp tuyến Gia tốc hướng tâm đặc trưng cho biến đổi vận tốc phương Gia tốc tiếp tuyến đặc trưng cho biến đổi vận tốc độ lớn r r r a at a n Với : d r. dt v2 an = r. = r at = r V / CỦNG CỐ VÀ DẶN DÒ : Làm hai câu hỏi trắc nghiệm và các bài tập : 1,2,3,4,5,6,7 GIÁO ÁN VẬT LÝ 12 PHÂN BAN Lop12.net TRANG (4) Tiết : Bài : MOMEN LỰC MOMEN QUÁN TÍNH CỦA VẬT RẮN I / MỤC TIÊU : Hiểu khái niệm momen lực là đại lượng vật lí, đặc trưng cho tác dụng lực làm quay vật rắn quanh trục, momen lực là đại lượng đại số Nắm vững công thức tính momen lực trục, cách xác định dấu momen lực Hiểu cách xây dựng biểu thức định luật II Niu-tơn dạng khác làm xuất biểu thức momen lực và momen quán tính Hiểu khái niệm momen quán tính trục chất điểm và vật rắn II / CHUẨN BỊ : / Giáo viên : Giáo viên chuẩn bị trước dụng cụ thí nghiệm : - Đĩa moment - Hộp cân - Thước thẳng - Thanh có tiết diện nhỏ, vành tròn, đĩa tròn, hình cầu đặc / Học sinh : - Đòn bẩy : cánh tay đòn và tác dụng lực đòn bẩy - Ôn lại phần các định luật Newton SGK lớp 10 III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC : Hoạt động học sinh Hoạt động : Hoạt động giáo viên HS : Đĩa quay HS : Đĩa không HS : Tự ghi nhận xét : Đối với vật rắn quay quanh trục cố định, lực có tác dụng làm vật quay giá lực không qua trục quay Hoạt động : HS : Đĩa quay theo chiều kim đồng hồ HS : Đĩa quay ngược chiều kim đồng hồ HS : F1.d1 = F2.d2 HS : Tự ghi khái niệm moment lực Hoạt động : Momen quán tính chất điểm trục đặc trưng cho mức quán tính (sức i) chất điểm đó chuyển động quay quanh trục đó I = m.r2 Đơn vị : m : (kg); r2 : (m2); I : (kg.m2) GV : Làm thí nghiệm hình vẽ : GV : Em có nhận xét gì quay đĩa chịu tác dụng lực ? GV : Làm thí nghiệm hình vẽ 2: GV : Em có nhận xét gì quay đĩa chịu tác dụng lực ? GV : Đối với vật rắn quay quanh trục cố định, lực có tác dụng làm vật quay nào ? GV : Làm thí nghiệm hình vẽ : GV : Lực F1 làm đĩa quay theo chiều nào ? GV : Lực F2 làm đĩa quay theo chiều nào ? GV : Em có nhận xét gì tích số lực và cánh tay đòn ? GV : Hướng dẫn học sinh hình thành phương chuyển động quay ? GV : Thành phần nào lực gây chuyển quay ? GV : Theo định luật II Newton nó viết nào ? GV : Gia tốc góc và gia tốc tiếp tuyến có mối quan hệ nào ? GIÁO ÁN VẬT LÝ 12 PHÂN BAN Lop12.net TRANG (5) Momen quán tính vật rắn trục đặc trưng cho mức quán tính (sức i) vật rắn trục quay đó Momen quán tính vật rắn là đại lượng vô hướng, có tính cộng được, phụ thuộc vào hình dạng, kích thước, phân bố khối lượng vật và tùy thuộc trục quay I = mi ri GV : Nhân vế cho R, ta có gì ? GV : Ftt có mối quan hệ với lực F nào ? GV : R và d có mối quan hệ với nào ? GV : Đặt I = m R2 từ đó giáo viên hình thành khái niệm moment quán tính i Hoạt động : HS : Tự ghi các công thức moment quán tính số vật có dạng hình học đặc biệt sách giáo khoa trang 13 GV : Hướng dẫn học sinh xem hình 3.5 III / NỘI DUNG : Momen lực trục quay Đối với vật rắn quay quanh trục cố định : lực có tác dụng làm vật quay giá lực không qua trục quay không song song với trục quay Tác dụng lực lên vật rắn có trục quay cố định không phụ thuộc vào độ lớn lực mà còn phụ thuộc vào vị trí điểm đặt và phương tác dụng lực trục quay Momen lực là đạiur lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay vật lực Momen lực F trục quay có độ lớn : M = F.d Với + F : độ lớn lực tác dụng lênur vật (N) ur + d : cánh tay đòn lực F , là khoảng cách đường tác dụng lực F và trục quay (m) ur + M : momen lực F (N.m) Momen lực là đại lượng đại số (momen còn đặc trưng cho chiều tác động lực) : momen lực có giá trị dương lực có xu hướng làm vật quay theo chiều (+) và ngược lại Chuyển động tròn chất điểm Dạng khác định luật II Niutơn Đối với vật rắn quay quanh trục cố định, có thành phần lực tiếp tuyến với quỹ đạo điểm đặt làm cho vật quay Dạng khác định luật II Niutơn hay phương trình động lực học chất điểm quay quanh trục M = I. Với : + I = m.r : momen quán tính chất điểm trục quay (kg.m2) + : gia tốc góc (rad/s2) + M : momen lực (N.m) Momen quán tính chất điểm trục : Momen quán tính chất điểm trục đặc trưng cho mức quán tính (sức i) chất điểm đó chuyển động quay quanh trục đó I = m.r2 2 Đơn vị : m : (kg); r : (m ); I : (kg.m2) Momen quán tính vật rắn trục : GIÁO ÁN VẬT LÝ 12 PHÂN BAN Lop12.net TRANG (6) Momen quán tính vật rắn trục đặc trưng cho mức quán tính (sức i) vật rắn trục quay đó Momen quán tính vật rắn là đại lượng vô hướng, có tính cộng được, phụ thuộc vào hình dạng, kích thước, phân bố khối lượng vật và tùy thuộc trục quay I = mi ri i III / CỦNG CỐ VÀ DẶN DÒ : Làm câu hỏi trắc nghiệm và các bài tập 1,2 Xem bài GIÁO ÁN VẬT LÝ 12 PHÂN BAN Lop12.net TRANG (7) Tiết : Bài : PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH I / MỤC TIÊU : Biết cách xây dựng phương trình động lực học vật rắn Hiểu khái niệm momen động lượng là đại lượng động học đặc trưng cho chuyển động quay vật quanh trục Thuộc và hiểu công thức momen động lượng vật rắn và các đại lượng chứa công thức đó Hiểu định luật bảo toàn momen động lượng và áp dụng để giải thích số tượng đời sống II / CHUẨN BỊ : / Giáo viên : - Nếu có thể, GV chuẩn bị số tranh ảnh có liên quan đến momen động lượng các ảnh bài học - Có thể chuẩn bị hình ảnh động nhào lộn, trượt băng nghệ thuật trên máy tính / Học sinh : Xem lại phương trình động lực học chất điểm trên vòng tròn M = I. III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC : Hoạt động học sinh Hoạt động : HS : Học sinh lên bảng viết phương trình động lực học chất điểm chuyển động quay quanh trục : M = I HS : Học sinh lên bảng viết phương trình động lực học vật rắn chuyển động quay quanh trục : M = I HS : Tự nêu ý nghĩa vật lý và đơn vị đại lượng công thức : M = I Hoạt động : + Ta có : M = I. + Mà : d = Hoạt động giáo viên GV : Cho học sinh nhắc lại phương trình động lực học chất điểm chuyển động quay quanh trục GV : Hướng dẫn học sinh thiết lập phương trình động lực học vật rắn quay quanh trục GV : Hướng dẫn học sinh nêu ý nghĩa vật lý và đơn vị đại lượng công thức trên ? + Ta có : GV : Hướng dẫn học sinh hình khái niệm moment động lượng ? GV : Hướng dẫn học sinh viết dạng khác phương trình động lực học vật rắn chuyển động quay quanh trục dt M = I d d I = dt dt + Đặt : L = I : moment động lượng Hoạt động : Học sinh tự ghi định luạt bảo toàn moment đọng lượng ! GV : Hãy viết phương trình động lực học vật rắn quay quanh trục : M = I. GV : Hãy viết công thức xác định gia tốc d góc : = ? dt GV : Em hãy cho biết M = thì dL dt bao nhiêu ? GIÁO ÁN VẬT LÝ 12 PHÂN BAN Lop12.net TRANG (8) GV : Em hãy cho biết dL = thì dt moment động lượng có đặc điểm gì ? GV : L = const IV / NỘI DUNG : Phương trình động lực học vật rắn quay quanh trục cố định : M = I. Với : M : momen các ngoại lực (N.m) I : momen quán tính vật rắn (kg.m2) : gia tốc góc vật rắn (rad/s2) Momen động lượng vật rắn : Momen động lượng vật rắn trục quay tích số momen quán tính vật trục đó và vận tốc góc vật quay quanh trục đó L = I + I : momen quán tính (kg.m2) + : vận tốc góc (rad/s) + L : momen động lượng (kg.m2/s) Momen động lượng luôn cùng dấu với vận tốc góc Định lý biến thiên momen động lượng : Độ biến thiên momen động lượng vật rắn khoảng thời gian tổng các xung momen lực tác dụng lên vật khoảng thời gian đó L = M t Với L : độ biến thiên momen động lượng (kg.m2/s) M.t : xung momen lực Định luật bảo toàn momen động lượng Khi tổng đại số các momen ngoại lực vật lên vật rắn trục không (hay các momen ngoại lực triệt tiêu nhau), thì momen động lượng vật rắn trục đó là không đổi I1.1 = I2.2 Trường hợp đặc biệt : Trong trường hợp vật rắn có momen quán tính trục quay không đổi thì vật rắn không quay quay quanh trục đó IV / CỦNG CỐ VÀ DẶN DÒ : Làm câu hỏi trắc nghiệm 1, trả lời câu hỏi 2,3 và các bài tập 1,2,3 Xem bài GIÁO ÁN VẬT LÝ 12 PHÂN BAN Lop12.net TRANG (9) Tiết : Bài : BÀI TẬP VỀ PHƯƠNG TRÌNH CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC I / MỤC TIÊU : Thuộc và sử dụng các công thức động học và động lực học vật rắn quay quanh trục cố định Nắm bắt phương pháp giải bài toán động học và động lực học vật rắn quay quanh trục Qua hai bài mẫu, sử dụng điều đã học để giải bài tập khác II / CHUẨN BỊ : Sau đây là vài gợi ý giải bài toán học : Việc học kỹ đầu bài là quan trọng Khi đọc đầu bài cần xác định đối tượng xét là vật (hệ vật) nào Chú ý đến các lực (do đó momen lực) đặt lên vật Đối với bài toán thứ vật là bánh xe, các lực tác dụng lại không cố định Trong giai đoạn đầu có hai lực (hai momen lực) tác dụng lên bánh xe (trong 5s) Sau đó ngoại lực ngừng tác động, bánh xe còn quay Do đó có lực ma sát tác dụng Vậy ta có hai chuyển động với các điều kiện khác cùng vật là bánh xe Bài toán thứ hai đơn giản hơn, có hai trọng lực tác dụng lên hệ Tuy nhiên lại là hai hệ khác : không kể đến khối lượng ròng rọc thì hệ vật gồm hai trọng vật, còn kể đến khối lượng ròng rọc thì hệ vật gồm ba vật, thêm ròng rọc có trục quay cố định Sau đã xác định rõ đối tượng và các lực tác dụng (momen lực tương ứng) thì viết phương trình động lực học cho vật (nếu là hệ vật) vật Tùy theo vật có trục quay cố định hay không mà ta áp dụng công thức định luật II Niu-tơn hay công thức momen lực Nhớ cần quy định chiều dương chuyển động (tịnh tiến hay quay) để xác định dấu lực hay momen lực tác dụng Từ phương trình động lực học có thể tính (vài) đại lượng liên quan (gia tốc, gia tốc góc, khối lượng, momen quán tính, lực, momen lực) Trường hợp đã biết (tính được) gia tốc thì có thể sử dụng các công thức động học để tìm các đại lượng chưa biết (phương trình chuyển động đều, chuyển động biến đổi đều, các công thức liên quan vận tốc, gia tốc, thời gian ) Chú ý các phản lực là các lực thụ động, xuất có lực tác dụng (lực căng dây, phản lực mặt đỡ, giá đỡ, lực ma sát tĩnh ) vật chuyển động (lực đàn hồi lò xo, lực ma sát động ) Giáo viên hướng dẫn học sinh nắm vững các công thức chuyễn động quay : = const = o + t = o + ot + .t 2 - o2 = 2( - o) Khi = 0, ta có phương trình chuyển động quay III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC : GIÁO ÁN VẬT LÝ 12 PHÂN BAN Lop12.net TRANG (10) GIÁO ÁN VẬT LÝ 12 PHÂN BAN Lop12.net TRANG 10 (11) GIÁO ÁN VẬT LÝ 12 PHÂN BAN Lop12.net TRANG 11 (12) Tiết : BÀI : CHUYỂN ĐỘNG CỦA KHỐI TÂM VẬT RẮN ĐỘNG NĂNG CỦA VẬT RẮN CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN I / MỤC TIÊU : Hiểu khái niệm khối tâm vật rắn và định luật chuyển động khối tâm vật rắn Hiểu thực tế, chuyển động vật xét chuyển động khối tâm nó Nắm vững khái niệm tổng hình học các vectơ biểu diễn các lực đặt lên vật rắn và phân biệt khái niệm này với tổng hợp lực đặt lên chất điểm Hiểu và thuộc công thức động vật rắn chuyển động tịnh tiến II / CHUẨN BỊ : / Giáo viên : - Vẽ hình 6.1 trên giấy để dễ giải thích Nếu có điều kiện nên chuẩn bị hình động - Có thể mở bài ảnh pháo hoa / Học sinh : Ôn lại công thức động chất điểm III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC : Hoạt động học sinh Hoạt động : HS : Quan sát kỹ chuyển động các điểm khác hình tam giác Đặc biệt chuyển động điểm đánh dấu x ? HS : Điểm x là khối tâm vật ! HS : Tự ghi định nghĩa khối tâm HS : Tự ghi các công thức trang 24 Hoạt động giáo viên GV : Mô tả thí nghiệm GV : Quỹ đạo chuyển động điểm đánh dấu x có dạng gì ? GV : Giới thiệu điểm x chuyển động với vận tốc không đổi ! GV : Nêu định nghĩa khối tâm GV : Giới thiệu công thức tọa độ khối tâm hệ N chất điểm Hoạt động : GV : Vật rắn coi hệ chất điểm HS : Tự ghi định lý liên kết chặt chẽ với Như trên đã nói, HS : Dựa vào H2 để giải thích nào là không quan tâm đến chuyển động điểm vật mà xét chuyển động tổng hình học các vectơ biểu diễn các lực toàn vật rắn, thì có thể xem chuyển HS : Học sinh trả lời câu hỏi hình động đó là chuyển động khối tâm vật tuân theo định lý sau Hoạt động : HS : Học sinh tự thiết lập công thức xác GV : Giáo viên giới thiệu định lý định động vật rắn chuyển động tịnh GV : Hướng dẫn học sinh tiến IV / NỘI DUNG : Khối tâm vật rắn Ở vật tồn điểm mà lực tác dụng lên vật có giá qua điểm đó thì làm vật chuyển động tịnh tiến mà không quay Điểm đó gọi là khối tâm vật GIÁO ÁN VẬT LÝ 12 PHÂN BAN Lop12.net TRANG 12 (13) Khối tâm là điểm có khối lượng vật Khi không có lực tác dụng thì khối tâm chuyển động thẳng chuyển động thẳng chất điểm chuyển động tự Công thức xác định vị trí (tọa độ) khối tâm hệ N chất điểm xc = mi xi mi ; yc = m y m i i ; zc = i m z m i i i Chuyển động khối tâm Chuyển động khối tâm vật rắn là chuyển động chất điểm mang khối lượng toàn vật rắn và chịu tác dụng lực có giá trị tổng hình học các vectơ ngoại lực ur r F m.a c ur F : tổng hình học các vectơ biểu diễn các ngoại lực m : khối lượng vật r a c : gia tốc khối tâm Động vật rắn chuyển động tịnh tiến Động vật rắn tổng động các phần tử nó Wđ = 2mv i i mi vi2 Khi vật chuyển động tịnh tiến, điểm vật chuyển động trên quỹ đạo giống hệt nhau, với cùng vận tốc và gia tốc Khi đó khối tâm vật có cùng vận tốc và cùng gia tốc các phần tử Động tịnh tiến vật rắn : Wđ = mvc IV / CỦNG CỐ VÀ DẶN DÒ : Làm câu hỏi trắc nghiệm 1, trả lời câu hỏi 2,3 và các bài tập 1,2,3,4,5 Xem bài GIÁO ÁN VẬT LÝ 12 PHÂN BAN Lop12.net TRANG 13 (14) Tiết : BÀI TẬP GIÁO ÁN VẬT LÝ 12 PHÂN BAN Lop12.net TRANG 14 (15) Tiết : BÀI : ĐỘNG NĂNG CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC I / MỤC TIÊU : Hiểu và thuộc công thức tính động vật rắn là tổng động các phần tử nó Hiểu chuyển động vật rắn có thể phân tích thành chuyển động tịnh tiến khối tâm và chuyển động quay vật quanh khối tâm Do đó động vật rắn tổng động chuyển động tịnh tiến và động quay quanh khối tâm Biết cách tính động toàn phần khối trụ lăn trên mặt phẳng nghiêng GIÁO ÁN VẬT LÝ 12 PHÂN BAN Lop12.net TRANG 15 (16) II / CHUẨN BỊ : / Giáo viên : Nếu có thể, GV chuẩn bị quay đồ chơi để làm mẫu chuyển động quay quanh trục Khi quay, quay có động Tìm vài ảnh tuabin thủy lực (trong nhà máy Thủy điện), tuabin khí / Học sinh : Ôn kĩ bài học trước III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC : Hoạt động học sinh Hoạt động : HS : Học sinh xem hình 7.1 Hoạt động giáo viên GV : Giáo viên cho học sinh xem hình 7.1 để giới thiệu cho học sinh thấy HS : Động vật rắn quay quanh phần tử quay có động ? trục tổng động tất các phần GV : Động vật rắn quay quanh tử tạo nên vật trục xác định nào ? HS : Wđ = Với : I = I 2 - Đơn vị Wđ (J) I m r i i i GV : Viết biểu thức xác định động vật rắn quay quanh trục ? là momen quán i tính vật rắn trục quay HS : Động vật rắn quay quanh trục tổng động tất các phần tử tạo nên vật; đo nửa tích số momen quán tính vật và bình phương vận tốc góc vật trục quay đó HS : Trong hệ thống đo lường quốc tế đơn vị động là SI ? Hoạt động : HS : Thiết lập định nghĩa chuyển động song phẳng ? GV : Nêu kết luận ? GV : Trong hệ thống đo lường quốc tế đơn vị động là gì ? GV : Quyển sách xe dịch trên bàn, pittông chuyển động xylanh động cơ, suốt chạy trên máy dệt … HS : Trả lời câu hỏi đặt hình GV : Giáo viên cho học sinh xem hình 4.2 7.2 HS : Chuyển động tịnh tiến vật thể chuyển động khối tâm C vật tác dụng tổng vectơ các ngoại lực đặt lên vật HS : Chuyển động quay vật rắn quanh trục qua khối tâm và vuông góc với mặt phẳng quỹ đạo khối tâm Hoạt động : GV : Phân tích chuyển động song phẳng thành các chuyển động đơn giản ! mv2C HS : W2 = I 2 GV : Động khối tâm xác định nào ? GV : Động vật quay quanh trục qua khối tâm ? HS : W1 = GV : Chuyển động tịnh tiến vật rắn và chuyển động quay vật rắn ! GIÁO ÁN VẬT LÝ 12 PHÂN BAN Lop12.net TRANG 16 (17) GV : Động toàn phần vật rắn xác định nào ? 1 HS : W = mv2C + I 2 2 IV / NỘI DUNG : Động vật rắn quay quanh trục : Động vật rắn quay quanh trục tổng động tất các phần tử tạo nên vật; đo nửa tích số momen quán tính vật và bình phương vận tốc góc vật trục quay đó Wđ = Với : I= I m r i i i I - Đơn vị Wđ (J) là momen quán tính vật rắn trục quay i Định lý biến thiên động : Độ biến thiên động vật tổng công các lực tác dụng lên vật Wđ = A Đối với vật quay quanh trục : Wđ = I 22 12 V / CỦNG CỐ VÀ DẶN DÒ : Làm câu hỏi trắc nghiệm 1, trả lời câu hỏi 2,3 và các bài tập 1,2,3 Xem bài Tiết : BÀI : CÂN BẰNG TĨNH CỦA VẬT RẮN I / MỤC TIÊU : Hiểu các điều kiện cân tĩnh vật rắn lực và momen lực Hiểu nào là tổng hình học các vectơ biểu diễn các ngoại lực đặt lên vật rắn Nắm vững điều kiện cân hệ hai lực và hệ ba lực đồng phẳng và đồng quy Biết áp dụng hai trường hợp trên cho số bài tập II / CHUẨN BỊ : / Giáo viên : Chuẩn bị một, hai TN cân hình phẳng tác dụng ba lực đồng phẳng / Học sinh : Ôn lại momen lực III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC : Hoạt động học sinh Hoạt động : HS : Mọi phần tử vật đứng yên so với mặt đất Hoạt động giáo viên GV : Vật rắn nằm trạng thái cân tĩnh tác dụng các ngoại lực, phần tử vật trang thái nào ? GV : Phiến đá ảnh nằm trên hai trụ đá HS : Trọng lực phiến đá và phản lực trạng thái cân tĩnh tác dụng lực nào ? hai trụ GIÁO ÁN VẬT LÝ 12 PHÂN BAN Lop12.net TRANG 17 (18) GV : Ta biết chuyển động vật rắn HS : Tổng hình học các vectơ biểu diễn các xét chuyển động tịnh tiến khối tâm chuyển động quay quanh trục qua ngoại lực tác dụng lênurvậtr rắn không khối tâm Như để vật hoàn toàn đứng F yên thì khối tâm vật phải đứng yên và HS : Tổng các momen các ngoại lực đặt lên vật không quay quanh trục nào qua khối tâm Muốn vậy, hệ các ngoại lực đặt lên vật khối tâm không vật phải thỏa mãn hai điều kiện sau : M = Hoạt động : GV : Hãy vẽ các vectơ lực đặt lên dọi và HS : Vẽ các vectơ lực đặt lên dọi và lên lên sách ? sách GV : Điều kiện cân hai vật đo có HS : Cân dọi và cân gì khác ? sách tác dụng hai lực Khác là hai lực hướng xa ( trọng lực dọi và sức căng sợi dây ) và hướng ( trọng lực GV : Phát biểu điều kiện thứ cân sách và phản lực bàn ) tĩnh vật tác dụng hai lực ? HS : GV : Phát biểu điều kiện thứ hai cân Điều kiện thứ : hai lực phải song song, tĩnh vật tác dụng hai lực? ngược chiều và độ lớn ur ' ur ' r ur ' ur ' F F hay F F GV : Hướng dẫn học sinh vẽ vật rắn Điều kiện thứ hai : hai lực có cùng đường tác chịu tác dụng ba lực đồng phẳng không dụng song song ? Hoạt động : GV : Phát biểu điều kiện thứ cân HS : Vẽ hình 4.3 tĩnh vật tác dụng ba lực ? GV : Phát biểu điều kiện thứ hai cân HS : Các đường tác dụng đồng quy tĩnh vật tác dụng ba lực? HS : Hợp lực không IV / NỘI DUNG : Điều kiện cân tĩnh vật rắn Vật rắn trạng thái cân tĩnh tác dụng các ngoại lực, phần tử vật đứng yên so với mặt đất Điều kiện cân tĩnh vật rắn : Tổng hình học các vectơ biểu diễn cácurngoại lực tác dụng lên vật rắn không r F Tổng các momen các ngoại lực đặt lên vật khối tâm không M = Cân tĩnh vật tác dụng hai lực Điều kiện cân tĩnh vật tác dụng hai lực Điều kiện thứ : hai lực phải song song, ngược chiều và độ lớn ur ' ur ' r ur ' ur ' F F hay F F Điều kiện thứ hai : hai lực có cùng đường tác dụng Cân vật tác dụng ba lực đồng phẳng Điều kiện cân vật tác dụng ba lực đồng phẳng là ba lực đó phải có các đường tác dụng đồng quy và có hợp lực không GIÁO ÁN VẬT LÝ 12 PHÂN BAN Lop12.net TRANG 18 (19) V / CỦNG CỐ VÀ DẶN DÒ : Làm câu hỏi trắc nghiệm 1, trả lời câu hỏi và các bài tập 1,2 Xem bài Tiết 10 : BÀI TẬP Tiết 11 : GIÁO ÁN VẬT LÝ 12 PHÂN BAN Lop12.net TRANG 19 (20) BÀI : HỢP LỰC CỦA CÁC LỰC SONG SONG – NGẪU LỰC CÂN BẰNG CỦA VẬT RẮN DƯỚI TÁC DỤNG CỦA BA LỰC SONG SONG I / MỤC TIÊU : Hiểu và vận dụng quy tắc hợp hai lực song song cùng chiều và ngược chiều Hiểu định nghĩa ngẫu lực, mặt phẳng ngẫu lực và momen ngẫu lực Biết cách áp dụng điều kiện cân tổng quát cho trường hợp vật rắn chịu tác dụng ba lực song song II / CHUẨN BỊ : / Giáo viên : Chuẩn bị TN hợp hai lực song song gồm giá đỡ, thanh, nhiều nặng (xem hình 9.1 SGK) Chuẩn bị các dụng cụ sau (nếu có thể) : cái mở nút chai, các cân cầm tay (hình 9.5 SGK) / Học sinh : Học sinh đọc lại quy tắc tổng hợp và phân tích lực sách giáo khoa vật lý lớp 10 III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC : Hoạt động học sinh Hoạt động : Hoạt động giáo viên GV : Tiến hành làm thí nghiệm hình 9.1 HS : Song song GV : Hợp lực F có phương nào so với phương các lực thành phần ? HS : Cùng chiều GV : Hợp lực F có chiều nào so với chiều các lực thành phần ? HS : Tổng độ lớn hai lực GV : Hợp lực F có độ lớn nào so với độ lớn các lực thành phần ? HS : Đường tác dụng hợp lực chia GV : Đường tác dụng hợp lực có đặc khoảng cách hai đường tác dụng hai điểm gì ? lực thành đoạn tỉ lệ nghịch với độ lớn hai lực đó HS : Hoàn chỉnh nội dung quy tắc hợp lực hai lực song song cùng chiều ? GV : Phát biểu quy tắc hợp lực hai lực song song cùng chiều ? Hoạt động : HS : Song song GV : Tiến hành làm thí nghiệm hình 9.3 GV : Hợp lực F có phương nào so với phương các lực thành phần ? HS : Cùng chiều với lực lớn GV : Hợp lực F có chiều nào so với chiều các lực thành phần ? HS : Hiệu độ lớn hai lực GV : Hợp lực F có độ lớn nào so với độ lớn các lực thành phần ? HS : Đường tác dụng hợp lực chia ngoài GV : Đường tác dụng hợp lực có đặc khoảng cách hai đường tác dụng hai điểm gì ? lực thành đoạn tỉ lệ nghịch với độ lớn GIÁO ÁN VẬT LÝ 12 PHÂN BAN Lop12.net TRANG 20 (21)