Giáo án Vật lý 12 nâng cao - TIẾT 2-3 PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH I/ MỤC TIÊU: - Viết được CT tính mô men quán tính của một vật rắn đối với một trụ
Trang 1Giáo án Vật lý 12 nâng cao - TIẾT 2-3 PHƯƠNG
TRÌNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA VẬT RẮN
QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH
I/ MỤC TIÊU:
- Viết được CT tính mô men quán tính của một vật rắn đối với một trục quay và nêu được ý nghĩa vật lý của đại lượng này
- Vận dụng kiến thức về mô men quán tính để giải thích một số hiện tượng vật lý liên quan đến CĐ quay của vật rắn
- Hiểu được cách xây dựng phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định và viết được phương trình M=Iγ
- Giả được các bài toán cơ bản về CĐ quay của vật rắn
II/ CHUẨN BỊ:
1/ Giáo viên:
- Hình vẽ minh hoạ về chuyển động quay của vật rắn
Trang 2- Bảng momen quán tính của một số vật rắn đặc biệt
2/ Học sinh : Ôn lại mô men lực, phương trình ĐLH của
chất điểm F = m.a và ý nghĩa của k.lượng
III/ KIỂM TRA BÀI CŨ:
- Nêu sự tương ứng giữa các đại lượng góc trong CĐQ và
các đại lượng dài trong CĐ thẳng
- Viết các PTĐLH của CĐQ biến đổi đều của vật rắn quanh
một trục cố định
- Viết CT tính gia tốc tiếp tuyến, gia tốc hướng tâm của
một điểm CĐ tròn không đều
IV/ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
HĐ CỦA GIÁO
VIÊN
HĐ CỦA HỌC
SINH
NỘI DUNG KIẾN THỨC
- Yêu cầu hs
nhắc lại kiến
thức về mômen
-Học sinh tái hiện kiến thức và trả lời
1/Mối liên hệ giữa gia tốc góc và mômen lực
a/ Mômen lực đối với trục quay
Trang 3lực đã học ở lớp
10 Quy ước về
dấu của m,ômen
lực
- Hướng dẫn học
sinh xây dựng
biểu thức tính
mômen lực td lên
một chất điểm,
lên một vật
-Học sinh theo dõi sách giáo khoa, hướng dẫn của giáo viên và ghi chép
-Học sinh thảo luận và trả lời
- Mô men của lực Fr nằm trong một mặt phẳng vuông góc với một trục quay M =
Fd
- Chọn chiều quay của vật làm chiều dương và quy ước
mô men lực có giá trị dương nếu nó có td làm cho vật quay theo chiều đã chọn và ngược lại
b/ Mối liên hệ giữa gia tốc góc và mômen lực
- Mômen lực td lên một chất điểm liên hệ với gia tốc góc bằng p.trình: 2
i i i
- Mômen lực td lên toàn bộ vật rắn bằng tổng các mômen lực td lên các chất điểm của
M=M =( m r )γ (2)
Trang 4-Trong p.trình F
= ma đại lượng
m có ý nghĩa như
thế nào ?
- Thông báo cho
học sinh một số
CT tính mô men
quán tính của
một số vật đồng
chất
- So sánh ý nghĩa
của m và 2
i i i
m r
trong CĐ quay
của vật rắn
quanh một trục
cố định
- Học sinh thảo luận và trả lời
- Học sinh thảo luận và trả lời
2/ Mômen quán tính
- Phương trình (2) cho thấy với cùng mômen lực M td, vật rắn nào có 2
i i i
m r
lớn thì gia tốc góc γ càng nhỏ nghĩa
là trong CĐQ, vật có quán tính lớn
- Đại lượng 2
i i i
I= m r đặc trưng cho mức quán tính của vật quay và gọi là mômen quán tính, nó có vai trò như khối lượng m trong phương trình F
= ma
- Mômen quán tính I đối với một trục là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật rắn trong CĐQ quanh trục
ấy
- Độ lớn của mômen quán
Trang 5- Độ lớn của
mômen quán tính
phụ thuộcvào
những gì ? Đơn
vị của nó ?
-Yêu cầu học
sinh suy ra PT
ĐLH của vật rắn
quay quanh một
trục cố định
- Hướng dẫn học
sinh giải bài tập
- Học sinh thảo luận và trả lời
- Học sinh theo dõi SGK, lắng nghe hướng dẫn
và ghi bài
tính I phụ thuộc vào khối lượng của vật rắn và sự phân
bố khối lượng xa hay gần trục quay
- Đơn vị của mômen quán tính là kgm2
3/ Phương trình ĐLH của vật rắn quay quanh một trục
cố định
- Phương trình M=Iγ gọi là PTĐLH của vật rắn quay quanh một trục cố định
4/ Bài tập ví dụ
- Áp dụng ĐL 2 Niu-Tơn cho
CĐ tịnh tiến của thùng nước :
mg – T = ma
- Áp dụng PTĐLH cho CĐ quay của hình trụ
M = TR = g I
Trang 6ví dụ trong sách
giáo khoa
- Hệ thức giữa gia tốc dài và gia tốc góc:
a R
g
R
÷ ç
V/ CỦNG CỐ - DẶN DÒ
- Tóm lược kiến thức trọng tâm của bài, hướng dẫn HS trả
lời các câu hỏi sau bài học yêu cầu HS về làm các BT
1,2,3,4,5,6,7,8 sau bài học