RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH I.MỤC TIÊU:
1.Kiến thức:
- Phát biêu được định nghĩa của chuyển động tịnh tiến và nêu được ví dụ minh họa. - Viết được công thức định luật II Newton cho chuyển động tịnh tiến.
- Nêu được tác dụng của momen lực đối với một vật rắn quay quanh một trục. - Nêu được các yếu tố ảnh hưởng đến momen quán tính của vật.
2.Khám phá tư duy:
Phát hiện sự phụ thuộc của momen quán tính vào khối lượng và sự phân bố khối lượng . 3. Kĩ năng:
- Áp dụng dược định luật II Newton cho chuyển động tịnh tiến.
- Ap dụng được khái niệm momen quán tính để giải thích sự thay đối chuyển động quay của các vật.
- Biết cách đo thời gian chuyển động và trình bày kết luận..
II.CHUẨN BỊ:
1.Giáo viên:
Chuẩn bị bộ thí nghiệm như hình 21.4 .
2.Học sinh:
Chuẩn bị các câu hỏi ở phần giao nhiệm vụ của bài trước .
III.TIẾN TRÌNH DẠY – HỌC: 1.Ổn định lớp:
2.Kiểm tra bài cũ: 5phút
Ví dụ về CĐTT ? gia tốc của vật CĐTT ? Đặc điểm của chuyển động quay?
HOẠT ĐỘNG GV HOẠT ĐỘNG HS NỘI DUNG
Hoạt động 1: (25 phút)Tìm hiểu chuyển động tịnh tiến của vật rắn.
Giới thiệu chuyển động tịnh tiến của vật rắn.
Yêu cầu học sinh trả lời C1. Yêu cầu học sinh nhận xét về gia tốc của các điểm khác nhau trên vật chuyển động tịnh tiến.
Yêu cầu học sinh viết biểu thức xác định gia tốc của chuyển động tịnh tiến(ĐL II).
Yêu cầu học sinh nhắc lại cách giải các bài toán động lực học có liên quan đến định luật II Newton.
Trả lời C1.
Tìm thêm vài ví dụ về chuyển động tịnh tiến.
Nhận xét về gia tốc của các điểm khác nhau trên vật.
Viết phương trình của định luật II Newton, giải thích các đại lượng.
Nêu phương pháp giải.
I. Chuyển động tịnh tiến của một vật rắn.
1. Định nghĩa.
Chuyển động tịnh tiến của một vật rắn là chuyển động trong đó đường nối hai điểm bất kỳ của vật luôn luôn song song với chính nó.
2. Gia tốc của vật chuyển động tịnh tiến.
Trong chuyển động tịnh tiến, tất cả các điểm của vật đều chuyển động như nhau. Nghĩa là đều có cùng một gia tốc. Gia tốc của vật chuyển động tịnh tiến xác định theo định luật II Newton: m F a → → = hay F→ =m→a Trong đó F→ = F→1+F→2+...+F→n là hợp lực của các lực tác dụng vào vật còn m là khối lượng của vật.
Khi vật chuyển động tịnh tiến thẳng, ta nên chọn hệ trục toạ độ Đề-các có trục Ox cùng
hướng với chuyển động và trục Oy vuông góc với với hướng chuyển động rồi chiếu phương
trình vector →F =m→alên hai
trục toạ độ đó để có phương trình đại số.
Ox: F1x + F2x + … + Fnx = ma
Oy: F1y + F2y + … + Fny = 0
Hoạt động 2 (15 phút): Luyện tập.
Hướng dẫn học sinh giải bài
tập 6 trang 115 Giải bài tập 6 trang 115
Hoạt động 3 (30 phút): Tìm hiểu chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định.
Gới thiệu chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định.
Bố trí thí nghiệm hình 21.4. Thực hiện thí nghiệm, yêu cầu trả lời C2.
Thực hiện thí nghiệm với P1≠
P2 yêu vầu học sinh quan sát và
nhận xét.
Hướng dẫn cho học sinh giải thích.
Nhận xét các câu trả lời.
Cho học sinh rút ra kết luận. Nhận xét và gút lại kết luận đó. Yêu cầu học sinh nhắc lại khái niệm quán tính.
Giới thiệu mức quán tính. Làm thí nghiệm để cho thấy mức quán tính của một vật quay quanh một trục phụ thuộc vào những yếu tố nào
Nhận xét về tốc độ góc của các điểm trên vật.
Quan sát thí nghiệm, trả lời C2
Quan sát thí nghiệm, nhận xét về chuyển động của các vật và của ròng rọc.
So sánh mômen của hai lực căng dây tác dụng lên ròng rọc.
Rút ra kết luận về tác dụng của mômen lực lên vật có trục quay cố định.
Nhắc lại khái niệm quán tính. Ghi nhận khái niệm mức quán tính.
Quan sát thí nghiệm, nhận xét và rút ra các kết luận.
II. Chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định.
1. Đặc điểm của chuyển động quay. Tốc độ góc.
a) Khi vật rắn quay quanh một
trục cố định thì mọi điểm của
vật có cùng một tốc độ góc ω
gọi là tốc độ góc của vật.
b) Nếu vật quay đều thì ω = consát. Vật quay nhanh dần thì
ω tăng dần. Vật quay chậm dần
thì ω giảm dần.
2. Tác dụng của mômen lực đối với một vật quay quay quanh một trục.
a) Thí nghiệm.
+ Nếu P1 = P2 thì khi thả tay ra
hai vật và ròng rọc đứng yên.
+ Nếu P1 ≠ P2 thì khi thả tay ra
hai vật chuyển động nhanh dần, còn ròng rọc thì quay nhanh dần.
b) Giải thích.
Vì hai vật có trọng lượng khác nhau nên hai nhánh dây tác dụng vào ròng rọc hai lực căng khác nhau nên tổng đại số của hai mômen lực tác dụng vào ròng rọc khác không làm cho ròng rọc quay nhanh dần. c) Kết luận. Mômen lực tác dụng vào một vật quay quanh một trục cố định làm thay đổi tốc độ góc của vật. 3. Mức quán tính trong chuyển động quay.
a) Mọi vật quay quanh một trục đều có mức quán tính. Mức quán tính của vật càng lớn thì vật càng khó thay đổi tốc độ
góc và ngược lại.
b) Mức quán tính của một
vật quay quanh một trục phụ thuộc vào khối lượng của vật và sự phân bố khối lượng đó đối với trục quay.
Hoạt động 3 (15 phút): Củng cố, giao nhiệm vụ về nhà. Cho học sinh tóm tắt những kiến thức chủ yếu đã học trong bài. Nêu câu hỏi và bài tập về nhà.
Tiết 34