8. Cấu trỳc luận văn
2.3.Vận dụng phương phỏp tương tự trong bài học xõy dựng kiến thức mới
Giỏo ỏn 1
A. í tưởng sư phạm khi dạy bài : Chuyển động quay của vật rắn quanh một
trục cố định
Mục đích của bài học là học sinh phải vận dụng đợc những kiến thức chuyển động thẳng đã đợc học ở lớp 10 vào chuyển động quay của vật rắn quanh trục cố định là kiến thức mới đối với học sinh .
Trớc hết GV phải cho HS nhớ lại, nhắc lại các kiến thức của chuyển động thẳng đó là tập hợp các dấu hiệu về đối tợng đã biết, sau đó đặt vấn đề về đối tợng cần nghiên cứu đó là chuyển động quay của vật rắn quanh trục cố định . Tiến hành phân tích các dấu hiệu giống nhau và khác nhau giữa chúng. Truyền các tính chất của đối tợng đã biết cho đối tợng cần nghiên cứu
Đối tợng đã biết Đối tợng cần nghiên cứu
Tọa độ đề các Tọa độ góc
Đạo hàm; vận tốc, gia tốc trung bình, tức thời trong chuyển động thẳng
Tốc độ góc, gia tốc góc trong chuyển động quay
Các phơng trình chuyển động thẳng đều, chuyển động thẳng biến đổi đều, chuyển động tròn đều
Các phơng trình động học của chuyển động quay
Vận tốc dài, gia tốc hớng tâm Vận tốc và gia tốc của các điểm trên vật
quay
B. Mục tiêu bài học
• Kiến thức
- Hiểu đợc sự khác nhau giữa chuyển động quay với chuyển động tịnh tiến, đồng
thời khảo sát chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định về phơng diện động lực học với nội dung là: xác định quy luật chuyển động của vật và tìm ra mối liên hệ giữa các đại lợng đặc trng cho chuyển động quay.
- 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.
- Từ các công thức chuyển động thẳng biến đổi đều, xây dựng công thức chuyển động tròn biến đổi đều.
- Áp dụng giải các bài tập đơn giản.
C. Chuẩn bị 1. Giáo viên
- Các kiến thức về tọa độ, tọa độ góc.
- Một số hình vẽ minh hoạ chuyển động quay của vật rắn. - Những điều lu ý trong SGV.
2. Học sinh
- Đủ SGK và vở ghi chép.
- Ôn lại phần động học và động lực học chất điểm của chuyển động thẳng đều, biến đổi đều và tròn đều ở lớp 10.
3. Ứng dụng CNTT
- GV có thể chuẩn bị một số hình ảnh về chuyển động quay của vật rắn.
D. Tổ chức các hoạt động dạy học
Hoạt động 1 : Kiểm tra sự chuẩn bị của học sinh; nắm kiến thức cũ.
Em hãy nhắc lại các công thức về vận tốc, đờng đi, toạ độ và cỏc công thức liên hệ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
trong chuyển động thẳng đều và chuyển động thẳng biến đổi đều
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên Nội dung ghi bảng
- Trình bày chuẩn bị của mình, cần làm những gì. - Trả lời về kiến thức thày yêu cầu.
- Nhần xét, bổ sung.
- Yêu cầu chuẩn bị đồ dùng học tập, SGK, chuẩn bị kiến thức của học sinh.
- Nêu một số kiến thức về chuyển động thẳng đều, chuyển động thẳng biến đổi đều, chuyển động tròn đều. - Nhận xét và tóm tắt kiến Chuyển động thẳng đều S=vt x=x0+vt Chuyển động thẳng biến đổi đều v=v0+at S=v0t+ 2 at2
- Ghi chép lại kiến thức cần nhớ. thức. - Bảng tóm tắt kiến thức. X=x0+v0t+ 2 at2 v2-v02=2a(x-x0)
Hoạt động 2: Giới thiệu chơng trình lớp 12, tỡm hiểu khỏi niệm: toạ độ góc.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên Nội dung ghi bảng
- Đọc SGK. Nhóm thảo luận.
- Cá nhân nêu đặc điểm chuyển động quay vật rắn. Cả nhóm nhận xét và bổ sung
- HS nhắc lại tọa độ và hệ quy chiếu trong chuyển động thẳng
- HS trả lời câu hỏi C1 - HS đa ra khái niệm tọa độ góc nh SGK
- Ghi tóm tắt kiến thức.
-Hãy đọc SGK tìm đặc điểm
của của vật rắn và toạ độ góc phần 1 trang 4.
- Hãy nêu đặc điểm của chuyển động quay của vật rắn quanh trục cố định - Thế nào là tọa độ, hệ quy chiếu trong chuyển động thẳng?
- Đọc và yêu cầu HS trả lời câu hỏi C1
- Bằng suy luận tơng tự thế nào là tọa độ góc?
- GV Khái quát lại khái niệm tọa độ góc
1. Toạ độ góc.
+ Mỗi điểm của vật rắn
chuyển động trên quỹ đạo tròn, trong mặt phẳng vuông góc với trục quay, tâm trên trục quay.
+ Mọi điểm vật rắn có cùng góc quay.
+ Lấy toạ độ góc ϕ của
một điểm M của vật rắn làm toạ độ của vật rắn.
GV nhấn mạnh sự tơng tự giữa chuyển động thẳng và chuyển động quay: Trong chuyển động thẳng thờng chọn chiều dơng là chiều chuyển động, trong chuyển
động quay chọn chiều dơng là chiều quay của vật.. Trong chuyển động thẳng để xác định vị trí của vật chuyển động ta cần có một hệ tọa độ thông thờng là hệ tọa độ đề các, trong chuyển động quay ta dùng tọa độ góc
Hoạt động 3: Nhận thức khái niệm tốc độ góc, gia tốc góc
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Nội dung ghi bảng
- HS nhắc lại khái niệm vận tốc TB và vận tốc tức thời t s vtb ∆ ∆ = t s vt ∆ ∆ = với ∆t rất nhỏ - Đọc SGK, thảo luận nhóm - Một nhóm trình bày các nhóm khác nhận xét - HS ghi tóm tắt kiến thức -Trả lời câu hỏi C2.
- HS nhắc lại khái niệm gia tốc đã học ở lớp 10
- Đọc SGK.
- Nêu khái niệm gia tốc
- Cho HS nhắc lại khái niệm vận tốc trung bình và vận tốc tức thời trong chuyển động thẳng - Cho HS nhắc lại khái niệm đạo hàm
- Hãy Tìm hiểu khái niệm tốc độ góc trung bình, tức thời trong SGK.
- Cho HS thảo luận nhóm và đa ra nhận xét
- GV tóm tắt kiến thức. - Yêu cầu HS trả lời câu hỏi C2.
- Cho HS nhắc lại khái niệm gia tốc trung bình và gia tốc tức thời đã học ở lớp 10
- Hoàn toàn tơng tự hãy đ-
2. Tốc tốc góc:
+ Toạ độ góc vật rắn: ϕ
= ϕ(t)
+ Tốc độ góc đặc trng cho độ quay nhanh hay chậm của vật rắn. + Tốc độ góc trung bình: t t t 1 2 1 2 tb ∆ ϕ ∆ = − ϕ − ϕ = ω + Tốc độ góc tức thời: / t 0 t dt d t Lim = ϕ=ϕ ∆ ϕ ∆ = ω → ∆ + Đơn vị : rad/s + Tốc độ góc có giá trị d- ơng hoặc âm.
góc..
- Nhận xét và bổ sung. - Đọc SGK và nêu khái niệm.
- Nhận xét bổ sung.
- HS Trả lời câu hỏi C3
a ra khái niệm gia tốc góc trung bình và gia tốc góc tức thời
-Nêu câu hỏi C3 cho HS trả lời + Gia tốc góc trung bình: t TB ∆ ω ∆ = γ . + Gia tốc góc tức thời: ' t lim t =ω ∆ ω ∆ = γ → ∆ 0 . + Đơn vị: rad/s2.
GV nhấn mạnh sự tơng tự giữa chuyển động thẳng và chuyển động quay: Khái niệm
vận tốc trung bình và vận tốc tức thời đã học trong chuyển động thẳng tương tự với
khái niệm tốc độ góc trung bình và tốc độ góc tức thời trong chuyển động quay.
Khái niệm gia tốc trung bình và gia tốc tức thời trong chuyển động thẳng tương tự
với khái niệm gia tốc góc trung bình và gia tốc goc tức thời trong chuyển động quay.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
Nội dung ghi bảng
- HS nhắc lại các kiến thức của chuyển động tròn đều đã học ở lớp 10
- HS bằng suy luận tơng tự viết các phơng trình (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
chuyển động quay biến đổi đều ( điền vào các ô trống của câu hỏi C4)
- HS nhắc lại:
+ Chuyển động nhanh dần đều: v tăng dần, a.v>0 + Chuyển động chậm dần đều: v giảm dần, a.v <0 - Chuyển động quay nhanh
dần: ωtăng dần theo thời
gian, chuyển động quay
chậm dần ωgiảm dần theo
thời gian
- Cho HS nhắc lại cáckiến thức của chuyển động tròn đều để áp dụng cho trờng hợp chuyển động quay đều
- GV ghi lại các phơng trình chuyển động quay đều
- Từ các phơng trình của chuyển động thẳng biến đổi đều hãy suy ra các ph- ơng trình của chuyển động quay biến đổi đều ( trả lời câu hỏi C4)
- Gợi ý HS nhắc lại khái niệm chuyển động thẳng nhanh dần đều và chuyển động thẳng chậm dần đều - Tơng tự hãy suy ra thế nào là chuyển động quay nhanh dần, chậm dần? 4. Các phơng trình động lực học của chuyển động quay - Các pt chuyển động quay đều = ω hằng số r v t ω ω ϕ ϕ = + = 0 - Các phơng trình chuyển động quay biến đổi đều
+ γ = const: ω = ω0 + γt. ϕ = ϕ0 + ω0t + 12 γt2; ) ( 0 2 0 2 −ω =2γ ϕ−ϕ ω .
GV nhấn mạnh sự tơng tự của chuyển động thẳng và chuyển động quay:
các phơng trình của chuyển động thẳng và chuyển động quay có cùng một dạng từ phơng trình của chuyển động này ta có thể suy ra các phơng trình của chuyển động kia
Hoạt động 5: Nhận thức khỏi niệm vận tốc, gia tốc của một điểm của vật rắn chuyển động quay.
.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
Nội dung ghi bảng
- HS nhắc lại các kiến thức đã học ở lớp 10 về tốc độ dài và gia tốc hớng tâm
- HS nghiên cứu SGK và trả lời: a có hai thành phần: + Thành phần anlà gia tốc hớng tâm + Thành phần at là gia tốc tiếp tuyến
- Yêu cầu HS nhắc lại mối quan hệ giữa tốc độ góc và tốc độ dài , công thức xác định gia tốc hớng tâm trong chuyển động tròn đều
- Khi vật rắn quay không đều thì thế nào?
- Nhận xét, tổng kết.
5. Vận tốc và gia tốc của các điểm trên vật quay:
v = ωR; R R v an = 2 =ω2 ; γ =R at t n a a a= + ; 2 2 t n a a a= + . 2 ω γ α = = n t a a tg ; α là góc giữa a với bán kính OM. Hoạt động 6: Củng cố, hớng dẫn về nhà.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Tiếp nhận BT mà GV ra - Hớng dẫn HS so sánh chuyển động thẳng
và chuyển động quay, chuyển động thẳng biến đổi đều và chuyển đông quay biến đổi đều
- Làm các bài tập 6,7 SGK
- Ghi bài tập về nhà, chuẩn bị bài sau - BT 5, 6, 7 SGK- Đọc bài sau và làm BT. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2.3.2 Bài học:Phơng trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định định
Giỏo ỏn 2
A. í tưởng sư phạm khi dạy bài : phơng trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định
Từ các khái niệm đã học nh khối lợng, quán tính, phơng trình động lực học chuyển động thẳng, định luật II Niu Tơn, phơng pháp động lực học, giáo viên làm cho học sinh hiểu rõ các khái niệm : mô men quán tính, phơng trình động lực học của vật rắn quay quanh trục cố định, bớc đầu cho học sinh làm quen với phơng pháp động lực học của chuyển động quay.
Đối tợng đã biết Đối tợng cần nghiên cứu
Mô men lực đối với một trục quay, gia tốc tiếp tuyến, gia tốc góc
Mối liên hệ giữa gia tốc góc và mô men lực trong chuyển động quay
Khối lơng, quán tính, lực Mô men quán tính
Phơng trình định luật II Niu Tơn Phơng trình động lực học của vật rắn
quay quanh trục cố định
Phơng pháp động lực học Phơng pháp động lực học áp dụng cho
chuyển động quay
B. Mục tiêu bài học
• Kiến thức
- Viết đợc biểu thức của momen quán tính của một vật rắn đối với một trục quay và nêu đợc ý nghĩa vật lí của đại lợng này.
- Vận dụng kiến thức về momen quán tính để giải thích một số hiện tợng vật lí liên quan đến chuyển động c vật rắn.
- Hiểu đợc cách xây dựng phơng trình động lực học của vật rắn quay quanh một
trục cố định và viết đợc phơng trình M = Iγ.
- Xác định đợc momen lực và momen quán tính.
- Vận dụng phơng trình động lực học của vật rắn giải bài toán cơ bản về chuyển động của vật rắn.
- Phân biệt momen lực và momen quán tính.
C. Chuẩn bị 1. Giáo viên
- Hình vẽ minh hoạ về chuyển động quay của vật rắn. - Bảng momen quán tính của một số vật rắn đặc biệt. - Những điều cần lu ý trong SGV.
2. Học sinh
- Đủ SGK và vở ghi chép.
- Xem SGK tìm hiểu các khái niệm.
3. Sử dụng CNTT
GV thu thập các hình ảnh về tác dụng làm quay, momen quán tính.
D.Tổ chức các hoạt động dạy học Hoạt động 1 : Kiểm tra bài cũ
Em hãy nhắc lại nội dung định luật 2 Niu tơn? Viết các phơng trình chuyển động quay biến đổi đều. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên Nội dung ghi bảng
- Trình bày chuẩn bị của mình, cần làm những gì. - Trả lời về kiến thức thày yêu cầu.
- Nhần xét, bổ sung.
- Yêu cầu chuẩn bị đồ dùng học tập, SGK, chuẩn bị kiến thức của học sinh.
- Nêu phơng trình chuyển động quay biến đổi đều. - Nhận xét và tóm tắt kiến thức.
a m F=
Nếu vật chịu tác dụng của nhiều lực a m Fhl = hl F là tổng hợp các lực tác dụng lên vật. Hoạt động 2 : Đặt vấn đề
Trong chuyển động của chất điểm, giữa gia tốc của chất điểm và lực tác dụng
có mối liên hệ đợc diễn tả bằng định luật II Niu Tơn a mF
= . Câu hỏi đặt ra là trong
chuyển động quay của vật rắn, giữa gia tốc góc và mô men lực có mối liên hệ nh thế nào?
Hoạt động 3 : Momen quán tính.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên Nội dung ghi bảng
- Đọc SGK. Ft = m.at = m.r.γ => Ft.r = m.r2.γ => M = m.r2.γ - - GV lập luận: phơng trình : γ = ∑ i i ir m M 2
cho thấy với cùng mô men lực M tác dụng , vât nào có 2 i ir m ∑ lớn thì
gia tốc goc nhỏ nghĩa là trong chuyển động quay vật
2. Momen quán tính: a. Momen quán tính của chất điểm đối với trục quay:
Đặt m.r2 = I gọi là momen quán tính của chất điểm M đối với
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên Nội dung ghi bảng
- Nhớ lại và trình bày khái niệm mô men lực đã học ở lớp 10
- Vật đứng yên khi lực tác dụng có giá qua trục quay hoặc giá song song với trục quay.
- Vật quay khi giá của
không qua trục quay.
- Tác dụng quay phụ thuộc khoảng cách từ giá tới trục quay và cờng độ lực.
- Đọc SGK phần 2 và 3. Nêu khái niệm momen lực.
M =Fd
- Trả lời câu hỏi C1. - Đọc SGK tìm liên hệ momen lực và gia tốc góc. - Thảo luận, trình bày liên hệ…
- Trả lời câu hỏi C2
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});