Hoạt động 1: Phƣơng trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định.
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Hoạt động ĐG
- Phân tích và hiểu đúng VĐ 1:
Nêu vấn đề: Trong chuyển động của chất điểm, gia tốc của chất điểm và lực tác dụng có mối liên
hệ đƣợc diễn tả bằng định luật II Niutơn a F m ur r . Trong chuyển động quay của vật rắn, giữa gia tốc góc và momen lực có mối liên hệ thế nào?
Phát hiện giải pháp GQVĐ 1: Nêu các câu hỏi gợi ý để HS phát hiện vấn đề.
- Tác dụng lực lên vật rắn để vật quay quanh một trục cố định, ta có thể thay đổi các yếu tố nào để vật quay càng mạnh?
- Lập luận logic VĐ 1: Hãy trình bày lời giải logic cho VĐ 1, nhận xét?
- Cho HS xem mơ hình theo hình 2.1. Giới thiệu chi tiết và cho quả cầu quay để HS quan sát. Nêu câu hỏi gợi ý:
- Vì sao khơng quan tâm đến lực
pháp tuyến Fuur trong chuyển
Hiểu đƣợc: Momen lực đặc trƣng cho tác dụng làm quay. Gia tốc góc đặc trƣng cho sự của vận tốc góc. Tìm phƣơng trình diễn tả hai đại lƣợng
Để vật quay càng mạnh:
+ Tăng dần độ lớn của lực.
+ Thay đổi sao cho phƣơng của lực không qua trục quay và có giá càng xa trục quay. - Khảo sát chuyển động quay của vật trên mp ngang theo hình 2.1.
+ Thành phần pháp tuyến Fuurn làm vật chuyển động trên đƣờng trịn nhƣng khơng làm thay đổi
Hiểu đúng
VĐ1 (H3)
Phát hiện giải pháp GQVĐ (P3)
động của quả cầu? - Hƣớng dẫn HS lập luận, xây dựng hệ thức: i i M M Lƣu ý:
Mô men của các nội lực bằng không.
Đƣa ra khái niệm:
Mô men quán tính I đối với một trục là đại lƣợng đặc trƣng cho mức quán tính của vật rắn trong chuyển động quay quanh trục ấy
Biểu thức: 2
i i i
I m r
Giới thiệu: Cơng thức tính momen qn tính của một số vật đồng chất đối với trục đối xứng (trục qua khối tâm vật)
+ Thanh có tiết diện nhỏ, độ dài
tốc độ góc.
t
F
uur
thành phần này gây nên gia tốc tiếp tuyến, tức là có biến đổi tốc độ góc.
Mối liên hệ giữa gia tốc góc và momen lực: M : tổng các momen lực tác dụng lên toàn bộ vật rắn. (ngoại lực) 2 i i i i i M M m r Tiếp nhận khái niệm mo-men quán
tính 2
i i i
I m r
l: 1 2 12 I ml + Vành trịn, bán kính R: I = mR2. + Đĩa tròn mỏng: 1 2 2 I mR + Khối cầu đặc: 2 2 5 I mR + Khối cầu rỗng 2 3 2 mR I + Chất điểm cách trục quay r: I = mr2.
- Với khái niệm momen quán tính hãy viết lại dạng khác của phƣơng trình: 2 i i i M m r Viết pt: M = I. +Nhận xét: giống dạng pt: F = ma. Hoạt động 2: Bài tập ví dụ
Hoạt động của GV Hoạt động của
HS
Hoạt động ĐG
*GV giới thiệu bài toán VD SGK.
- Phân tích và hiểu đúng VĐ 2:
Đƣa ra các yêu cầu:
Hiểu vấn đề (Em ghi rõ em hiểu vấn đề trong đề bài nhƣ thế nào, nêu rõ đây là dạng bài nào, các dữ kiện đã cho là gì và bài tốn yêu cầu gì?)
-Đọc nội dung bài tốn.
Phân tích chuyển động của hình trụ và thùng nƣớc. -Trả lời câu hỏi gợi ý. + Thùng nƣớc chuyển động tính tiến. Hiểu đúng VĐ1 (H3)
Câu hỏi gợi ý:
Nêu đặc điểm chuyển động của các vật?