giáo án vật lí 12 nâng cao - chương 1 -động lực học vật rắn

giáo án vật lí 12 nâng cao - chương 1 -động lực học vật rắn tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài...

Trang 1

Ngày soạn : 5/8/2009

BAI 1: CHUYEN DONG CUA VAT RAN QUAY QUANH MỘT TRỤC CÓ ĐỊNH

I MUC TIEU :

1 Kiến thức:

- Nêu được vật rắn và chuyên động tịnh tiến của một vật rắn là gì

- Nêu được đặc điểm chuyên động của vật rắn quay quanh một trục có định

- Nêu được khái niệm toạ độ góc, tốc độ góc

- Viết được biểu thức của tốc độ góc, gia tốc góc và nêu được đơn vị đo, tốc độ góc, gia tốc ' ĐÓC

- Viết được các phương trình động học của chuyên động quay của vật rắn quanh một trục cô định

- Viết được 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

2 Kỹ năng:

- Vận dụng 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

- Áp dụng giải các bài tập đơn giản

3 Thái độ:

II CHUAN BI:

1 Giáo viên : Các tranh vé 1.1; 1.2; 1.3 - „

2 Học sinh : On các phương trình động học của chuyên động tịnh tiên

II TÔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC:

A HOẠT ĐỘNG BAN ĐÀU

1 Ôn định tổ chức

2 Giới thiệu chương I: (5 )

3 Tạo tình huống học tập Khi vật rắn chuyển động tịnh tiến thì mọi điểm của vật có quỹ đạo như nhau Vì thế muốn khảo sát chuyển động tịnh tiên của vật rắn chỉ cần xét chuyển động của một điểm bất

kì của nó Vậy đối với chuyền động quay của vật rắn quanh một trục có định thì quy luật chuyên động và môi liên hệ giữa các đại lượng đặc trưng như thê nào?

B TIEN TRINH BAI HOC

TL | Hoạt động của HS | Hoạt động của GV | Kiến thức

HĐ 1: Hình thành các khái niệm các đại lượng đặc trưng của vật rắn quay quanh một trục + Tra loi cau Cl + Xét một vật răn quay quanh | 1 Tọa độ góc

+ Trong chuyền động tròn tọa độ | phẳng vuông góc, VỚI (TỤC của điêm M được xác định như | quay, có bán kính băng khoảng

- Khi nào thì tọa độ dương? có tâm ở trên trục quay

- Khi nào thì tọa độ âm? + Mọi điểm của vật đều quay

được cùng một góc trong cùng một khoảng thời gian

⁄ quanh một trục có định được

+ Vị trí của một vật răn tại mỗi | + Vị trí của một vật rắn tại mỗi | xác định bằng toa dé géc g cia thời điểm được xác định bằng | thời điểm được xác định như thế | vật: góc giữa một mp động P

góc @ giữa một mp động P gắn | nào ? (Dựa vào HV I.1) gắn với vật và mp cô định P

Giáo viên: Dương Văn Tính Tổ Vật Lý - Thể dục Trường PTTH Hùng Vương

Trang 2

Giáo án Vật Lý 12 nâng cao — Nam hoc 2009 — 2010 Trang 2

+ Phát biểu định nghĩa tốc độ

góc tức thời băng đạo hàm

theo thời gian của tọa độ góc

Aœ

At

+ ay =

+ Phát biểu định nghĩa gia tốc

góc tức thời băng đạo hàm

theo thời gian của tôc độ góc

+ Chọn chiều dương là chiều quay của vật

Ở thời điểm t, tọa độ góc của vật rắn là (@ọ, ở thời điểm t + At có tọa

độ góc ọ +Ao

+ Tốc độ góc trung bình của vật rắn sau khoảng thời gian At?

Hướng dẫn

- Góc quay của vật sau khoảng thời gian At?

- Công thức tính tốc độ góc trong chuyên động tròn?

+ Khi At nhỏ dần và tiến tới đến

0 thì tốc độ góc trung bình trở thành tốc độ góc tức thời

o= lim A0 _ do _ g(t)

At>o At dt

Hãy phát biểu định nghĩa tốc độ

góc tức thời

Ở thời điểm t, tốc độ góc của vật rắn là œ, ở thời điểm t + At có tốc

độ góc œ +Aœ + Gia tốc góc trung bình của vật rắn sau khoảng thời gian At?

+ Khi At nhỏ đần và tiến tới đến

0 thì gia tôc góc trung bình trở thành gia tôc góc tức thời

_ Aw _ do _

= lim — = w(t) Ato At dt

Hãy phát biểu định nghĩa tốc độ

góc tức thời

cho p >0 + Nếu vật chỉ quay theo một chiều và chọn chiều dương là chiều quay của vật thì khi đó @

>0

2 Tốc độ góc : + Tốc độ góc tức thời (gọi tắt

là tốc độ góc) là một đại lượng đặc trưng cho sự biến đổi nhanh hay chậm của vật rắn quay quanh một trục ở thời điểm t và được xác định bằng đạo hàm bậc nhất của tọa độ góc theo thời gian

Ao _dọ_ ,

° A0 At dt we

+ Đơn vị của tốc độ góc là rad/s

3 Gia tốc góc + Gia tốc góc tức thời (gọi tat

là gia tốc góc) của vật rắn quay quanh một trục ở thời điểm t là đại lượng đặc trưng cho sự biến thiên của tốc độ

góc ở thời điểm đó và được

xác định bằng đạo hàm của tốc

độ góc theo thời gian

= lim —— Aw = do a’ (t) At>o At dt

+ Đơn vị của gia tốc góc là rad/s”

HD

gia 2: Viết các phương trình động tốc của các điểm trên vật quay

học của chuyền động quay và công thức liên hệ giữa vận tốc và

20 bày HS thảo luận nhóm và trình

+x=xot+v.t

1

+X =X y+ Vot + zat

+V=Vot at

+Vˆ- vợ =2as

+ Viết phương trình chuyên

động của chuyên động thăng đều

và suy ra phương trình chuyển động của chuyên động quay đều?

+ Viết các phương trình động học

trong chuyền thắng biến đổi đều suy ra phương trình chuyền động của chuyển động quay biến đổi đều?

+ Nếu vật quay theo một chiều 4 Cac phương trình động

học của chuyển động quay a) Chuyển động quay với tốc

độ góc không đổi ( = hằng số): chuyên động quay đều Chọnt=0 lúc @= @›

= 0= 0# @t

b) Chuyén động quay với gia tốc góc không đổi (y= const): chuyén động quay biến đổi đều

Trang 3

nhất định và chọn làm chiều | + Chọn t=0 lúc @= 0 và dương thì với gia tốc góc như thé | = @o Ta có

nào thì chuyển động quay đều, @= @; + yt quay biến đổi đều, quay nhanh 1 >

dan, quay cham dan P= Qo + Mot + 2 yt

tự 0: chuyên động quay đều oO 2 VP - Po)

* y= hang sé: chuyển động quay | + Khi y=0, ta có phương trình

biến đổi đều của chuyên động quay đêu

* œ y>0: chuyển động quay | Ÿ Nếu vật quay theo một chiều nhanh dần nhất định và œ tăng theo thời

* œ y<0: chuyển động quay | gian (>0): chuyên động quay

thời gian (y<0): chuyển động

+ Khi vật rắn quay thì mỗi | + Khi vật rắn quay thì mỗi điểm | quay cham dan

điêm của vật có cùng (, œ, y của vật ( trừ trên trục quay) có ọ,

œ, y như thế nào?

+ Nêu công thức liên hệ giữa vận +v=@r tốc dài và vận tốc góc trong 5 Vận tốc và gia tốc của các

chuyển động tròn có bán kính r? điểm trên vật rắn chuyển

vy + Nêu công thức liên hệ giữa gia động quay :

+ an= TT or tốc hướng tâm và vận tốc trong Gia tốc của một điểm chuyền

chuyển động tròn đều động tròn bao gồm gia tốc

hướng ( tâm an va gia tốc tiếp

+ Nếu vật rắn quay đều thì mỗi tuyến at, điểm trên vật rắn có gia tốc

hướng tâm liên hệ với vận tốc dai

và vận tốc góc như thế nào?

+ Gia tốc hướng tâm đặc trưng cho biến đổi vận tốc về phương

+ Gia tốc tiếp tuyến đặc trưng + Néu vật rắn quay không đều thì | cho biến đổi vận tốc về độ lớn

mỗi điểm trên vật răn có gia tốc

ma

liên hệ với vận tốc dài và vận tốc Với ae anv ar

dv_ dw _

- a= —=r— =rny

- Hướng dẫn học sinh phân tích dt dt thanh hai thanh phan: vuông góc v2 2

ân = ân = — =@T

v và tiếp tuyến v T

= b2 a2 a= a, ta;

a hợp với bán kính r góc œ:

a tana=— = +t

a @

C.- HOAT DONG KET THUC TIET HOC

4 Cing cố kiến thức: Câu C5, C6 Các bài tập 1,2,3 trong SGK (5)

Bài tập về nhà: 4.5.6.7 trong SGK Ôn lại kiến thức lớp 10 (mômen lực, phương trình động lực học của chất điêm, ý nghĩa khói lượng)

IV: RÚT KINH NGHIÊM

Trang 4

Giáo án Vật Lý 12 nâng cao — Năm học 2009 — 2010 Trang 4

CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC

CÓ ĐỊNH

I MUC TIEU :

1 Kiến thức:

- Nêu được mối liên hệ giữa gia tốc góc và momen lực của vật rắn trong chuyển động quay quanh một trục

- Nêu được momen quán tính đối với một trục của một chất điểm và của vật rắn và viết công thức

- Hiểu được cách xây dựng phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục và viết được phương trình M = I.y

2 Kỹ năng:

- Vận dụng kiến thức về momen quán tinh dé giải thích một số hiện tượng vật lý liên quan đến chuyên động quay của vật rắn

- Giải các bài toán cơ bản về chuyên động quay của vật rắn

3 Thái độ:

II CHUAN BI:

1 Giáo viên : - Tranh vẽ SGK Nếu có thể, chuẩn bị một số tranh ảnh thực tế về chuyển động quay

có liên quan bài học

2 Học sinh : - Ôn lại kiến thức lớp 10 (momen lực, phương trình động lực học của chất điểm, ý nghĩa khối lượng)

II TÓ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC:

A HOAT DONG BAN DAU

1 Ôn định tổ chức 2)

2 Kiểm tra bài cñ: (8)

1 Nêu sự tương ứng giữa các đại lượng góc trong chuyền động quay và các đại lượng dài trong chuyển dong thang

2 Viết các phương trình chuyển động quay biến đồi đều của vật rắn quanh một trục cố định

3 Viết công thức gia tốc tiếp tuyến, gia tốc hướng tâm của một điểm chuyên động tròn không đều

3 Tạo tình huống học tập: Trong chuyên động của chất điểm phương trình động lực học a= F :

m

Vậy trong chuyên động quay của vật rắn phương trình như thế nào?

Vì sao trụ quay của giếng nước thường làm bằng khối hình trụ rất nặng?

B TIỀN TRÌNH BÀI HỌC

TL | Hoạt động của HS l Hoạt động của GV | Kiến thức

HĐ 1: Xây dựng mối liên hệ giữa gia tốc góc và momen lực

+ Đôi với vật răn quay quanh | + Đôi với vật răn quay được | 1 Mối liên hệ giữa gia tốc

10 | trục cô định: lực chỉ có tác | quanh một trục cô định, lực chỉ | góc và momen lực -

dụng làm vật quay khi giá của | có tác dụng làm vật quay khi | 4) Momen lực đôi với trục

hoặc không song song với trục | + Cl „ + Momen của lực (F nằm quay Tác dụng của I lực lên vật răn có trong mp vuông góc với trục +CI: độ lớn của F, phương | trục quay cô định không chỉ phụ A) đối với trục quay A có độ

thuộc vào độ lớn của lực mà còn | lớn bằng:

phụ thuộc vào vị trí của điêm đặt M=Fd

và phương tác dụng của lực đối Với:

của F „ vị trí của điểm đặt

+ Momen lực là đại lượng đặc

trưng cho tác dụng làm quay với trục quay F: độ lớn lực tác dụng lên vật

M>0 khi lực có xu hướng làm thế nào? Khi nào M>0, M<0 khoảng cách từ trục quay A

vật quay theo chiều (+) quy đến giá (đường tác dụng) của

Trang 5

15

ước, M<0 khi lực có xu hướng

làm vật quay theo chiêu ngược

lại

- HS thảo luận nhóm và trình

bày

+M=F,r

+F,= ma

taany

=> M=(mr’)y

- Lực pháp tuyến chỉ làm vật

chuyển động trên đường tròn

chứ không làm thay đỗi tốc độ

góc

+M¡ = (mị r')y

Dùng HV2.1 đề minh họa:

- Tác dụng lên quả cầu một lực

F theo phương tiếp tuyến với quỹ đạo tròn của quả cầu Hãy

tìm mối liên hệ giữa gia tốc góc

và momen lực?

Hướng dẫn:

+ Momen của F¿ đối với trục quay qua O?

+ Phương trình định luật II Niu tơn?

+ Mối liên hệ giữa gia tốc tiếp

tuyến và gia tốc góc?

- C2: Vì sao không quan tâm đến lực pháp tuyên?

+ Momen lực tác dụng lên chất

điểm thứ i?

+ Tổng momen lực tác dụng lên vật rắn?

lực # (m)

M : momen cua luc F (N.m) + Momen lực là một đại lượng đại số (momen còn đặc trưng cho chiều tác dụng của lực) : momen lực có giá trị dương khi lực có xu hướng làm vật

quay theo chiều (+) và ngược

lại

b) Mối liên hệ giữa gia tốc

goc va momen luc + Trường hợp vật rắn gồm quả câu nhỏ có khối lượng m (chất điểm) gắn vào thanh nhẹ có độ dai r, vật chỉ có thể quay trên

mp nằm ngang xung quanh

trục thắng đứng đi qua đầu O

của thanh

M=(mr)y

+ Trường hợp vật rắn gồm

nhiều ¢ chất điểm có khối lượng

mi, Ở cach trục quay những khoảng cách Tị, Tj

= (mi n)y

Vì các ont điểm có cùng gia tôc góc nên:

M= Eo -[Sme

lực h c của vật rắn quay quanh một trụ

HĐ2: Hình thành khái niệm momen quán tính của vật rắn đối với một trục và phương trình động

Cc

10 + Cùng M tác dung

yim, wf l6n thi y nhd, nghĩa là

trong chuyền động quay vật đó

có quán tính (sức ì) lớn

+ Hs xem SGK ghi

HS thảo luận nhóm và trình

bày

+ Momen quán tính của vật rắn

là đại lượng vô hướng, có tính

cộng được, phụ thuộc vào hình

dạng, kích thước, phân bố khối

lượng của vật và tùy thuộc trục

quay + Từ phương trình

[Sef có thể rút ra

1

nhận xét gì về ý nghĩa vật lí của đại lượng ym, v9?

+ So sánh các đại lượng chuyền

động quay và chuyền động tịnh tiến bảng 2.12

+ Nêu khái niệm momem quán tính? Đơn vị2

+ Cho hs nắm các công thức momen quan tinh cua một số vật đồng chất đối với trục đối xứng HV2.3

+ Momen quan tinh cua vat ran phụ thuộc vào các yếu tố nào?

+ Rrp=6400km; mrp= 6,0.10 “kg

2 Momen quán tính + Momen quán tính I đối với một trục là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính (sức ì) của vật rắn trong chuyền động quay quanh trục ây

l= ym, re

i

+ Don vi cia 11a: kg.m?

+ Momen quán tính của vật rắn

là đại lượng vô hướng, có tính cộng được, không chỉ phụ thuộc vào khối lượng mà còn phụ thuộc phân bố khối lượng

xa hay gần trục quay

Irp đối với trục đi qua tâm?

Trang 6

+1= = mR? =9,8.10°”kg.m?

+M=ly

+ Với khái nệm momen quan tính Hãy viêt lại phương trình

v-[ mẻ ]

3 Phương trình đông lực học của vật rắn quay quanh một

trục có định

M=ly

Là phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cô định và là phương trình

cơ bản của chuyển động quay của vật rắn

HD 3: Van dung phuon: g trinh dong lwe hoc cúa vật rắn quay quanh một trục

25

+ Thùng nước chuyên động

tịnh tiến

mg— T = ma (1)

+ Hình trụ chuyền động quay

M=T.R=Iy (2)

+a=Ry (3)

+ Khi I có giá trị rất lớn thì giá

trị của a rất nhỏ

+ Khi I có giá trị rất nhỏ thì giá

trị của a ø

Hướng dẫn hs phân tích bài toán Biểu diễn các lực tác dụng lên mỗi vật trong hệ

- Chuyén động của thùng nước là chuyên động gì? Viết phương trình động lực học

- Chuyén động của hình trụ là chuyển động gì? Viết phương trình động lực học

- Gia tốc tịnh tiến của thùng nước

va gia tốc góc của hình trụ liên hệ

như thế nào?

Nhận xét:

+ Khi I có giá trị rất lớn thì giá trị của a như thế nào?

+ Khi I có giá trị rất nhỏ thì giá

trị của a như thế nào?

Vì sao trụ quay của giếng nước thường làm băng khôi hình trụ rât

4 Bài tập ví dụ SGK

mg — T = ma (I)

M=TR=ly @ = T= a=Ry) => y=

Thế vào (1)

Woy?

R oR

R

>

C.- HOAT DONG KET THUC TIET HOC

4 Củng cỗ kiến thức: (10)

- Viết biểu thức và nêu ý nghĩa của momen quán tính của vật rắn đối với chuyền động quay

I= Yim, wr đặc trưng cho mức quán tính của vật rắn trong chuyển động quay

i

- Viết phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục có định và lí giải vì sao có thể gọi phương trình này là phương trình cơ bản của chuyển động quay của vật rắn

M=Ty Biết M,I suy ra tức là xác định được tinh chất của chuyên động quay vì thể gọi phương trình này là phương trình cơ bản của chuyển động quay của vật rắn

Bài tập về nhà:

động lượng)

1 đến 8 trong SGK/14 Ôn lại kiến thức lớp 10 (động lượng và định luật bảo toàn

Trang 7

Ngày soạn: 6/8/2009

Tiết thứ: 4

VAT RAN

I MUC TIEU:

1 Kiến thức:

BÀI 5: BÀI TẬP VỀ ĐỘNG LỰC HỌC

- Viết được các công thức động học và động lực học vật rắn quay quanh một trục có định

2 Kĩ năng:

- Vận dụng các công thức động học và động lực học của vật rắn đã học

- Phương pháp giải một bài toán động học và động lực học vật răn quay quanh một trục

3 Thái độ:

- Tình cảm: có hứng thú với bộ môn

Il CHUAN BI:

1 Chuẩn bị của thây: Phiếu học tập

2 Chuẩn bị của trò: Ôn lại kiên thức chương I

HI TÓ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC:

A HOẠT ĐỘNG BAN ĐÀU

1 Ôn định tổ chức (2)

2 Kiểm tra bài cũ :

3 Tạo tình huống học tập -

HĐ 1: Hệ thống kiến thức Dùng phiếu học tập đề hệ thông kiến thức

1) Tọa độ góc? Đơn vị? Khi >0, (<0 vật rắn quay theo chiều

13 | như thế nào?

2) Tốc độ góc? Đơn vị?

3) Gia tốc góc? Đơn vị? Khi y như thế nào thì vật rắn quay đều,

nhanh dần, cham dan, quay biến đổi đều

4) Viết các phương trình động học của vật rắn quay biến đồi đều và

so sánh các đại lượng góc và các đại lượng dài trong chuyền động

tịnh tiến thắng

5) Viết công thức tính momen lực đối với trục quay Đơn vị của

momen luc? Khi nao M>0, M<0?

6) Viết công thức tính momen quán tính đối với trục quay Đơn vị

và nêu ý nghĩa vật lý của nó? I phụ thuộc những yếu tố nào?

7) Viết phương trình động lực học của vật rắn và vì sao nó được

gọi là phương trình cơ bản

9) So sánh các đại lượng trong các phương trình động lực học

chuyền động quay và chuyền động thắng:

M=lIy vaF=ma

HĐ2: Phương pháp giải toán về chuyến động quay cúa vật rắn

+ Đĩa tròn đồng chất có m = | Phân tích bài toán Chọn chiều quay làm chiều Ikg, R=20cm - Vật , hệ vật cần khảo sát? dương

+ Quay chậm dần đều với | - Qui luật chuyển động của bánh

- Viét biêu thức momen quán tín! — 2— 2

Gia tốc góc:

Trang 8

+ @2— gỗ =2y@ n Viet công thức liên hệ giữa tốc _o - 0% _0?-10?

6 goc, gia toc goc va goc quay | Y 29 210

à + ô =-Srad/s?

- Từ phương trình động lực học tim momen ham Nhận xét Momen ham

M=Ly=0,02.(-5) = -0,1N.m Dấu (-) chứng tỏ momen hãm

có tác dụng làm giảm tôc độ quay của đĩa

15 | 7 He vat : vat A co m = Ikg; | Phân tích bài toán: Chọn chiều dương là chiều

=005kgm |- Qui luật chuyển động của vật, | Gốc thời gian là lúc thả ra

+ Hai vật chuyên động thăng hệ vật? a) Gia tôc của ròng rọc

nhanh dân đêu; ròng rọc quay| 7ï * 12 20

À x T £ =— -“t

nhanh dan deu xn + Dây không dãn nên gia tôc man ja tho | 7 Nhan xeét gia tốc của hai vật và tốc tiếp t h ae, x 2 wey 2 t2

của hai vật như nhau _ ốc tiếp tuyển ở vành ròng | Thay s6 y = 6,28rad/s rọc? wk Đai sả

b) Gia tôc của hai vật

rọc nen a toc a ợ vanh rong | _ Luc va momen luc tac dung lên °) Lực căng dây treo ở hai bên

roe ™ g1a toe cua Nat Vat vật, hệ vật như thế nào? Biểu | "Ông rọc diễn hình vẽ - Xét vật A: P— TA = ma

- Ta, Tg có như nhau không vì —=Ta Ặ P~ ma = m(g-a)

- Phương trình động lực học cho | ”, Xét ròng rọc

~ Phuong trình động lực học cho —= Tp =TẠ - tle 6,03N

- Nhận xét giữa B và sàn có ma | d) Hé sé ma sat

- Phương trình động lực học cho | nên giữa B va sàn có ma sát vật B? Tp - mg = ma

=> p= Bo 20,55

mg

Củng cô kiên thức: Phương pháp giải bài toán động lực học vat ran (5)

Bước I: Xác định đôi tượng cân khảo sát

Bước 2: Xác định lực (momen lực) tác dụng lên vật, từng vật (nếu là hệ vật)

Bước 3: Viết phương trình đông lực học của vật, từng vật (nếu là hệ vật)

Bước 4: Từ phương trình động lực học có thể tính được một (vài) đại lượng liên quan (gia tốc, gia tốc góc, khối lượng, momen quán tính, lực, momen lực)

Ngoài ra có thể sử dụng được các công thức động học để tìm các đại lượng chưa biết (phương trình chuyên động đều, chuyên động biến đổi đều, các công thức liên quan giữa vận tốc, gia tốc, thời gian ) Bài tập về nhà:

Trang 9

Tiết : 5&6 BÀI 3: MOMEN ĐỘNG LƯỢNG

ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN MOMEN ĐỘNG

LƯỢNG

I MUC TIEU :

1 Kiến thức:

- Hiểu được khái niệm momen động lượng là đại lượng động học đặc trưng cho chuyên động quay của một vật quanh một trục

ot Hiểu định luật bảo toàn momen động lượng và áp dung dé giải thích một số hiện tượng trong đời sông

- Viết được công thức tính momen động lượng, biểu thức định luật bảo toàn momen động lượng

2 Kỹ năng:

- Van dụng kiến thức để giải thích một số hiện tượng thực tế, biết các ứng dụng của định luật bảo

toàn momen động lượng trong đời sống và kỹ thuật

- Giải các bài toán cơ ban vé momen động lượng và ứng dụng định luật bảo toàn momen động lượng

3 Thái độ:

II CHUAN BI:

1 Giáo viên : - Tranh vẽ SGK Nếu có thể, chuẩn bị một số tranh ảnh thực tế về chuyển động quay

có liên quan bài học (ảnh của diễn viên xiếc nhào lộn, trượt băng nghẹ thuật, nhảy cầu )

2 Học sinh : - Ôn lại kiến thức lớp 10 (động lượng và định luật bảo toàn động lượng)

- Làm các thí nghiệm đơn giản có liên quan đến bài học

II TÔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC:

/ A HOAT DONG BAN DAU

1 Ôn định tổ chức (2)

2 Kiém tra bai cit: (8)

1 Phát biểu, viết biểu thức và nêu ý nghĩa của momen quán tính của vật rắn đối với chuyển động quay

2 Viết phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục có định và lí giải vì sao có thê gọi phương trình này là phương trình cơ bản của chuyền động quay của vật rắn

3 Tao tình huống hoc tap: Vi sao cac van dong viên nhảy cầu, khi nhảy từ ván cầu xuống nước,

họ thường thực hiện các động tác gập người và bó gôi thật chặt lúc xoay người trên không Sau đó, họ phải làm thế nào để ngừng quay và lao mình vào trong nước?

TL | Hoạt động của HS | Hoạt động của GV | Kiến thức

HĐ I1: Hình thành khái niệm momen động lượng và dạng khác của phương trình động lực học vật

rắn quay quanh một trục cố định

+M=ly + Phương trình động lực học của | 1 Momen động lượng

20 | - Momen quán tính I là đại | vật rắn trong chuyên động quay | 4) Đạng khác của phương

lượng đặc trưng cho mức quán | quanh một trục trình động lực học vật răn tính (sức ì) của vật ran trong | + Y nghĩa vật lý và đơn vị của | quay quanh một trục cô định chuyền động quay, quanh trục | từng đại lượng trong công thức M=lzy= pao

ay Don vi la kg m? trên ? TT đt

+ Hướng dẫn học sinh viết dạng | Nêu I không đôi: M = khác của phương trình động lực

học cua vat ran chuyên động

đặc trưng cho sự biến thiên

Dat L = Iq thì ta có dạng

= — (1) dt

Trang 10

+M +F + Hướng dẫn học sinh so sánh | đổi (như do vật thay đổi hình

+@ +W các đại lượng trong phương trình | dạng .)

15 |+L=l® +p=mv quay của vật rắn và của chuyên | ð) Momen động lượng

= Đại lượng L = I@ trong | động tịnh tiến của chất điểm ở |+ Đại lượng L = I@ trong chuyển động quay tương ứng | bảng 3.1 từ đó rút ra ý nghĩa vật chuyển động quay được gọi là với động lượng p = mv trong | lý của đại lượng L = Iœ (Câu | momen động lượng của vật rắn

chuyên động tịnh tiến Vì thế L | C1) và đơn vị đối với trục quay

+ C2: vận dụng công thức tính momen động lượng L = Iœ HĐ2: Xây dựng nội dung định luật bảo toàn momen động lượng

+ Dat van đề: Tại sao tốc độ quay | 2 Đinh luật bảo toàn momen

+ Từ M= TC nêu M=0 thì + Từ M= TC nếu M=0 thì L sẽ Từ w= &

dt _ 0= L= hằng số

dt

+ Xem sách

+L = hằng số Vì vậy vật rắn

không quay (œ =0) hoặc quay

đêu (œ không đôi)

+ 1.01 = b.a2

C3: Luc dau 6 tu thé dang tay

tốc độ góc của người là œ¡, khi

co tay và thu vào sát thân

người khoảng cách giữa các

phần của người và khối tâm

thu hẹp lại nên momen quán

tính đôi với trục quay đi qua

khối tâm giảm đi

li.@i = lạ.@

Kêệt quả người quay nhanh

hơn trước

+ C4: Khi vận động viên nhảy

như thế nào?

+ Phát biểu nội dung của định

luật

+ Nếu I không đổi thì chuyên

động vật rắn như thế nào?

Đó cũng chính là lí do vì sao tốc

độ quay của Trái đất hằng tỉ năm

nay vẫn không thay đổi + Nếu I thay đổi hãy viết công thức định luật bảo toàn momen

động lượng với lI¡.@¡ là momen

động lượng của vật lúc trước và

I;.œ; là momen động lượng của

vật lúc sau + Chú ý điều kiện áp dụng định luật bảo toàn momen động lượng

M =0 Nếu Mz0 nhưng trong khoảng thời gian tac dung At nho đến mức có thể bỏ qua xung của momen luc MAt, thì trong khoảng thời gian đó L được bảo toàn

+C32

Nếu M =0 thì L= hằng số (2)

+ Khi tổng các momen lực tác dụng lên một vật ran (hay hé vật) đối với một trục bằng 0 thì tổng momen động lượng của vật rắn (hay hệ vật đối với trục đó được bảo toàn

b) Các trường hợp:

+ Trường hợp vật rắn có momen quán tính đối với trục quay không đổi thì vật rắn không quay hoặc quay đều quanh trục đó

+ Trường hợp vật rắn có momen quán tính đối với trục quay thay đổi thì: Iị.@ = lạ.@¿ + Trường hợp vật rắn có L= 0 li.@i + la.@¿ = 0 Khi đó một bộ phận của hệ quay theo một

chiều thì bộ phận còn lại của

hệ quay theo chiều ngược lại Chú ý: Momen động lượng của vật răn là đại lượng véc toL= Lo

Khi M=0 thi L = hang sé Vi

vậy khi nói tông momen động lượng của hệ được bảo toàn thì

có nghĩa cả độ lớn lần ve phương, chiêu của tông momen động lượng được bảo

Định dạng
Số trang	16
Dung lượng	3,12 MB