GIÁO ÁN VẬT LÝ 12 NÂNG CAO

GIÁO ÁN VẬT LÝ 12 NÂNG CAO NĂM 2015GIÁO ÁN VẬT LÝ 12 NÂNG CAO NĂM 2015GIÁO ÁN VẬT LÝ 12 NÂNG CAO NĂM 2015GIÁO ÁN VẬT LÝ 12 NÂNG CAO NĂM 2015GIÁO ÁN VẬT LÝ 12 NÂNG CAO NĂM 2015GIÁO ÁN VẬT LÝ 12 NÂNG CAO NĂM 2015GIÁO ÁN VẬT LÝ 12 NÂNG CAO NĂM 2015GIÁO ÁN VẬT LÝ 12 NÂNG CAO NĂM 2015

Ngày soạn: …………

Tuần: 1 (Từ ngày … đến ngày …)

Ký duyệt của tổ trưởng:

- Hiểu được các khái niệm: tọa độ góc, tốc độ góc, gia tốc góc

- Viết được các phương trình của chuyển động quay biến đổi đều

- Nắm vững công thức liên hệ giữa tốc độ góc, tốc độ dài, gia tốc góc, gia tốc dài của một điểmtrên vật rắn

2) Kĩ năng:

- Biết vận dụng các công thức của chuyển động thẳng biến đổi đều để lập các phương trình độnghọc của chuyển động quay

- Giải được các bài toán áp dụng nội dung bài học

II.PHƯƠNG PHÁP PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC

2.Bài mới.

Hoạt động 1: (5’) TÌNH HUỐNG HỌC TẬP.

Nêu hai câu hỏi gợi ý, xây dựng nội dung

cần thực hiện của bài

H1 Có thể khảo sát chuyển động tịnh tiến

của một vật thế nào? Vì sao?

Cho HS quan sát mô hình một vật rắn quay

quanh một trục cố định

Thảo luận, trả lời nội dung câu hỏi:

+ Chỉ cần khảo sát chuyển động tịnh tiến của mộtđiểm bất kì trên vật Vì khi vật chuyển động tịnhtiến, mọi điểm trên vật có quỹ đạo giống hệt nhau.+ Trao đổi và trả lời:

H2 Khảo sát chuyển động quay của vật rắn

bằng cách nào?

Giới thiệu nội dung cần tìm hiểu

- Xác định các đại lượng đặc trưng cho chuyển độngquay

- Qui luật của chuyển động và liên hệ giữa các đạilượng đặc trưng cho chuyển động

Hoạt động 2 (10’) TÌM HIỂU KHÁI NIỆM TỌA ĐỘ GÓC.

Sau khi cho HS xem mô hình vật

rắn quay quanh một trục, nêu và

phân tích khi HS trả lời bằng câu

hỏi gợi ý:

H1 (hình 1.1) Khi vật quay quanh

trục Az thì các điểm M, N trên vật

sẽ chuyển động thế nào?

H2 Trong cùng một khoảng thời

gian, góc quay của các điểm M, N

khác nhau trên vật có giá trị thế

nào?

H3 Khi quay, vị trí của vật có thể

xác định bằng đại lượng nào?

Giảng nội dung: Khái niệm tọa độ

góc ϕ với điều kiện phải chọn một

chiều dương và một mp mốc (Po),

một mp(P) gắn liền với vật chuyển

động quay

H4 Khi vật rắn quay quanh trục, vật

rắn thế nào? Sự biến thiên của góc

ϕ theo thời gian cho ta biết gì về

chuyển động quay của vật?

→ giới thiệu tọa độ góc ϕ

+ Quan sát thêm hình(1.1)-SGK Trả lời câu hỏi

-Nội dung trả lời phảitrùng với nội dung SGKtrình bày

-Phải phát hiện 2 đặc điểmcủa chuyển động

+ Tìm hiểu vị trí góc ϕgiữa hai mp(Po) cố định vàmp(P) di động

-Thảo luận, tìm hiểu được:

+ ϕ thay đổi theo thời giankhi vật quay

-Mỗi điểm trên vật vạch nênmột đường tròn nằm trong mpvuông góc với trục quay, tâmtrên trục quay bán kính bằngkhoảng cách từ điểm đó đếntrục quay

-Mọi điểm trên vật đều quayđược cùng một góc trong cùngmột khoảng thời gian

-Vị trí của vật tại mỗi thời điểmđược xác định bằng góc ϕ tạobởi một mp động (P) và mp(Po)

cố định

-Sự biến thiên của góc ϕ theothời gian cho ta biết qui luậtchuyển động quay của vật

Hoạt động 3 (10’) Tìm hiểu khái niệm TỐC ĐỘ GÓC.

Câu hỏi gợi ý:

H1 Để đặc trưng cho mức độ

nhanh hay chậm của chuyển

động tính tiến, ta dùng khái

niệm gì? Mức độ nhanh,

chậm của chuyển động quay

dùng khái niệm gì đặc trưng?

+Với chuyển động tịnh tiến:

dùng tốc độ dài ↔ tọa độ dàix

→ Chuyển động quay có vịtrí xác định bằng tọa độ góc

→ Dùng tốc độ góc để đặctrưng

của chuyển động thẳng.

-Nêu câu hỏi C2 SGK

H3 Hãy so sánh tốc độ góc

của các điểm A, B … trên

vật cách trục quay khoảng r1,

r2 …

(câu hỏi này nêu sau khi HS

trả lời câu hỏi C2 SGK)

hỏi C2

-Tìm góc quay ứng với 450 vòng: ∆ϕ = 2π.450

-Tìm thời gian quay 450 vòng: ∆t = 1’ = 60”

-Tìm 47 rad s/

t

ϕ

ω = ∆ = π

∆ -Xác định ωA = ωB = …

Vì ∆ϕA = ∆ϕB = … ∆tA = ∆tB = …

0

lim

t

d

ω

∆ →

∆

∆

c) Định nghĩa tốc độ góc tức thời: SGK

Hoạt động 4 (15’) Tìm hiểu KHÁI NIỆM GIA TỐC GÓC.

-Câu hỏi gợi ý:

H1 Khi vật rắn quay không đều,

tốc độ góc thay đổi Để đặc

trưng cho sự biến thiên nhanh

hay chậm của tốc độ góc, ta đưa

ra khái niệm gì?

H2 Thế nào là gia tốc góc trung

bình? Gia tốc góc tức thời?

Có phải dấu của gia tốc góc cho

ta biết vật rắn quay nhanh dần

hay chậm dần không?

-Nêu câu hỏi C3 (SGK)

-Trả lời câu hỏi gợi ý:

+Cơ sở gia tốc atb, att của chuyển động thẳng → gia tốc góc trung bình, gia tốc góc tức thời

-Thảo luận nhóm, trả lời C3 Phân tích: ωo = 0

Sau ∆t = 2s: ω = 10rad/s

t

ω ω

γ = − =

∆

3) Gia tốc góc:

+Thời điểm t, vận tốc gócωo +Thời điểm t + ∆ϕ…ωo+∆ω a) Gia tốc góc trung bình:

tb

t

ω

γ = ∆

∆ b) Gia tốc góc tức thời:

0

lim

t

d

γ

∆ →

∆

∆ -Đơn vị: rad/s2 -Định nghĩa: SGK

Hoạt động 5 (5’) Củng cố:

GV nêu câu hỏi để HS vận dụng nội dung bài học:

H 1 Vị trí của một vật rắn quay quanh một trục cố định xác định bằng đại lượng nào?

H 2 Phát biểu định nghĩa và viết biểu thức:

- Tốc độ góc trung bình, tốc độ góc tức thời

- Gia tốc góc trung bình, gia tốc góc tức thời

H 3 Nêu sự tương ứng giữa các đại lượng góc trong chuyển động quay và các đại lượng dài trong chuyển động thẳng

V RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY

………

………

………

………

Ngày soạn: Tuần: (Từ ngày đến ngày )

Ký duyệt của tổ trưởng: Ngày giảng:

- Hiểu được các khái niệm: tọa độ góc, tốc độ góc, gia tốc góc.

- Viết được các phương trình của chuyển động quay biến đổi đều

- Nắm vững công thức liên hệ giữa tốc độ góc, tốc độ dài, gia tốc góc, gia tốc dài của một điểmtrên vật rắn

2) Kĩ năng:

- Biết vận dụng các công thức của chuyển động thẳng biến đổi đều để lập các phương trình độnghọc của chuyển động quay

- Giải được các bài toán áp dụng nội dung bài học

II.PHƯƠNG PHÁP PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC

2.Kiểm tra bài cũ

Định nghĩa và viết các công thức về vận tốc góc, gia tốc góc?

3.Bài mới.

.Hoạt động 1 (15’) Thông tin về:

PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC CỦA CHUYỂN ĐỘNG QUAY

-Hướng dẫn HS tìm hiểu sự

tương ứng giữa các đại

lượng góc trong chuyển

động quay và đại lượng dài

+ γ không đổi: chuyển độngquay không đều, quay biến

4) Các phương trình động học củachuyển động quay:

Hai trường hợp:

1.Chuyển động quay đều:

(ω = hằng số)+ Chọn t = 0 lúc mp(P) lệch mp(Po) góc

ϕo

ϕo: tọa độ góc lúc t = 0

+ Tọa độ góc vào thời điểm t: ϕ = ϕo

-Tốc độ góc không đổi.

-Gia tốc góc không đổi

Nêu tính chất của hai loại

chuyển động trên

H2 Trong hai trường hợp

của chuyển động thẳng đều,

thẳng biến đổi đều, các pt có

dạng thế nào? Hãy suy ra các

pt chuyển động quay của vật

22

t t t

Hoạt động 2 (20’) Thông tin về:

VẬN TỐC VÀ GIA TỐC CỦA ĐIỂM TRÊN VẬT QUAY

Nêu câu hỏi gợi ý:

H1 Nhắc lại công thức liên hệ

giữa tốc độ góc và tốc độ dài của

một điểm chuyển động trên quỹ

đạo tròn bán kính r

H2 Khi vật rắn quay đều, mỗi

điểm trên vật chuyển động với

2 2

n

v r v

r

ωω

Mỗi điểm của vật có gia tốchướng tâm:

2 2

, ta được ar

có độ lớn và hướng xác định thế nào?

của vr

: gia tốc tiếp tuyến

( )

' ' '

t

a = =v ωr =ω r

Hay a t =γr

Độ lớn gia tốc a:

a= a +a

Hướng của ar

: tạo một góc α với bán kính:

2

tan t

n

a a

γ α

ω

Hoạt động 3 (10’) Củng cố - Dặn dò:

1) Cho HS tự giải bài tập trắc nghiệm số 2 SGK trang 9

2) Gọi 2 HS lên bảng giải dồng thời hai bài toán:

Bài 1 Một cánh quạt dài 20cm Tốc độ dài của một điểm ở vành cánh quạt bằng 15m/s, nó quay

với tốc độ góc bao nhiêu?

Bài 2 Một cánh quạt quay với tốc độ góc không đổi bằng 94rad/s Tốc độ dài của một điểm ở vành

cánh quạt bằng 18,8m/s Cánh quạt có chiều dài bao nhiêu?

3) Chuẩn bị:

- Giải bài tập 5, 6, 7, 8 SGK

- Xem lại bài Momen lực SGK lớp 10

IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY

………

………

………

………

Ngày soạn: Tuần: (Từ ngày đến ngày )

Ký duyệt của tổ trưởng: Ngày giảng:

Tiết 3

Bài 2 PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA VẬT RẮN

QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH

I Mục tiêu:

1) Kiến thức:

- Viết được công thức tính momen quán tính của một vật rắn đối với một trục quay và nêu được

ý nghĩa của đại lượng này

- 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 = I.γ

2) Kĩ năng:

- Vận dụng kiến thức về momen quán tính để giải một số hiện tượng vật lí liên quan đến chuyểnđộng quay của vật rắn

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

II.PHƯƠNG PHÁP PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC

2.Kiểm tra bài cũ

Hoạt động 1

GV nêu nội dung kiểm tra:

H1 Viết các pt của chuyển động quay biến đổi đều của vật rắn quanh một trục cố định

Áp dụng: Giải bài tập số 5, SGK trang 9

H2 Viết pt động lực học của chất điểm Nêu ý nghĩa của các đại lượng trong phươngtrình

HS trả lời và giải bài toán trên bảng Cả lớp theo dõi và nhận xét

3.Bài mới

Hoạt động 2 (25’) Tìm hiểu Mối liên hệ giữa gia tốc góc và momen lực.

- Nêu vấn đề: Trong chuyển

động của chất điểm, gia tốc của

chất điểm và lực tác dụng có

mối liên hệ được diễn tả bằng

định luật II N

F

a

m

=

ur

r

Trong chuyển động

quay của vật rắn, giữa gia tốc

góc và momen lực có mối liện

hệ thế nào?

- Nêu các câu hỏi gợi ý để HS

phát hiện vấn đề

H1 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?

GV hướng dẫn HS trả lời câu

hỏi C1 (bằng nội dung câu hỏi

H1)

- Cho HS xem mô hình theo

hình 2.1 Giới thiệu chi tiết và

cho quả cầu quay để HS quan

sát Nêu câu hỏi gợi ý:

H2 Vì sao không quan tâm đến

lực pháp tuyến Fuurn

trong chuyển động của quả cầu?

- Hướng dẫn HS lập luận, xây

dựng hệ thức: i

i

-Phân tích tìm hiểu lại nội dung phương trình: F

a m

=

ur r

- Thảo luận nhóm, trả lời H1:

Để vật quay càng mạnh:

+ Tăng dần độ lớn của lực

+ Thay đổi sao cho phương 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 Trả lời câu hỏi H2

+ Thành phần pháp tuyến Fuurn làm vật chuyển động trên đường tròn nhưng không làm thay đổi tốc độ góc

t

F

uur thành phần này gây nên gia tốc tiếp tuyến, tức là có biến đổi tốc độ góc

- Thảo luận nhóm, xây dựng phương trình (2.6)

1) Momen lực đối với một trục quay

M = F.d D: tay đòn của lực

M (N.m)

M > 0: nếu có tác dụng làm vật quay theo chiều (+)

M < 0:… ngược lại

2) 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)

Lưu ý:

M của các nội lực bằng không

IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY

………

………

………

………

Ngày soạn: Tuần: (Từ ngày đến ngày )

Ký duyệt của tổ trưởng:

- Viết được công thức tính momen quán tính của một vật rắn đối với một trục quay và nêu được

ý nghĩa của đại lượng này

- 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 = I.γ

2) Kĩ năng:

- Vận dụng kiến thức về momen quán tính để giải một số hiện tượng vật lí liên quan đến chuyểnđộng quay của vật rắn

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

II.PHƯƠNG PHÁP PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC

2.Kiểm tra bài cũ

Hoạt động 1

GV nêu nội dung kiểm tra:

H1 Viết các pt của chuyển động quay biến đổi đều của vật rắn quanh một trục cố định

Áp dụng: Giải bài tập số 5, SGK trang 9

H2 Viết pt động lực học của chất điểm Nêu ý nghĩa của các đại lượng trong phươngtrình

HS trả lời và giải bài toán trên bảng Cả lớp theo dõi và nhận xét

3.Bài mới

Hoạt động 3 (30’) Tìm hiểu:

- Momen quán tính

- Phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục

- Nêu câu hỏi gợi ý:

H1 Phương trình: -Thảo luận nhóm, tìm hiểu ý

nghĩa vật lí đại lượng

1) Momen quán tính:

a) Định nghĩa: SGK

-Nêu vài VD để HS hiểu tính

i của vật đối với chuyển

động quay quanh một trục,

từ đó giới thiệu i i2

i

I =∑m r :momen quán tính của vật

quay

H3 Nhận xét gì về độ lớn

của momen quán tính của

một vật rắn? Nêu đơn vị của

H4 Với khái niệm momen

quán tính hãy viết lại dạng

-Thảo luận, trả lời H3

Dự kiến HS không phát hiệnđược, GV trình bày

+Độ lớn I phụ thuộc khốilượng của vật rắn; sự phân

bố khối lượng gần hay xatrục quay

+ Thanh có tiết diện nhỏ, độ dài l:

2112

+ Vành tròn, bán kính R:

I = mR 2.+ Đĩa tròn mỏng:

212

+ Khối cầu đặc:

225

+ Chất điểm cách trục quay r

I = mr 2

2)Phương trình động lực học của vậtrắn quay quanh một trục cố định:

M =Iγ

Hoạt động 4 (10’) Vận dụng, củng cố - Hướng dẫn về nhà.

*GV giới thiệu bài toán VD

Nêu câu hỏi gợi ý:

H1 Hình trụ và thùng nước chuyển động thế

nào? Viết pt chuyển động

H2 Gia tốc tịnh tiến của thùng và gia tốc

chuyển động quay của hình trụ liên hệ thế

nào?

-GV hướng dẫn HS cách vận dụng phương

pháp động lực học, các công thức và phương

trình động lực học của chuyển động quay để

giải các bài toán Lưu ý cách vận dụng tốt

các pt và cách giải để tìm kết quả

*Yêu cầu chuẩn bị ở nhà:

-Đọc nội dung bài toán

Thảo luận nhóm, phân tích chuyển động của hình trụ vàthùng nước

-Trả lời câu hỏi gợi ý

+ Thùng nước chuyển động tính tiến

+ Hình trụ chuyển động quay quanh một trục cố định.-Các phương trình:

mg – T = ma (1)

M = T.R = Iγ (2)

a R

γ = (3)

-Giải bài tập SGK trang 14.

-Ôn tập bài: Định luật bào toàn động lượng -HS biến đổi để tìm kết quả:

2

mg I

I m R

= + -Ghi nhận những chuẩn bị ở nhà

IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY

………

………

………

………

Ngày soạn: Tuần: (Từ ngày đến ngày )

Ký duyệt của tổ trưởng: Ngày giảng:

Tiết 5:

BÀI TẬP

I Mục tiêu:

1) Kiến thức:

- Hiểu được khái niệm chuyển động quay của một vật rắn quay quanh một trục, viết được phương trình động lực học của vật rắn

2) Kĩ năng:

-Vận dụng được phương trình động lực học vật rắn để giải được bài tập

II.PHƯƠNG PHÁP PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC

1) Giáo viên:

- Hệ thống bài tập phù hợp trình độ học sinh

2,Học sinh

-Chuẩn bị kiến thức liên quan

III.TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

1 Ổn định lớp(3 phút):

12A1 12A2 12A5

2.Kiểm tra bài cũ

-Viết phương trình chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định?

3.Bài mới

Bài tập

Câu 1: Một cánh quạt dài 20 cm, quay với tốc độ góc không đổi ω = 94 rad/s Tốc độ dài của một điểm

ở vành cánh quạt bằng:

A 37,6 m/s B 37,5 m/s C 18,8 m/s D 47 m/s

Câu 2: Hai học sinh A và B đứng trên chiếc đu quay tròn, A ngoài rìa, B ở cách tâm một nửa bán kính.

Phát biểu nào sau đây là đúng:

A ωA = ωB; γ A = γB B ωA > ωB; γA > γB

C ωA < ωB; γA = 2γB D ωA = ωB; γ A > γB

Câu 3: Một chất điểm ở trên mặt vật rắn cách trục quay một khoảng R Khi vật rắn quay đều quanh

trục, diểm đó có tốc độ dài là v Tốc độ góc của vật rắn là:

A ω =

R

v

B ω =

R

v2

C ω = v R D ω =

v R

Câu 4: Bánh đà của một động cơ từ lúc khởi động đến lúc đạt tốc độ góc 140 rad/s phải mất 2 s Biết

động cơ quay nhanh dần đều Góc quay của bánh đà trong thời gian trên là:

Câu 5: Một bánh xe quay nhanh dần đều quanh trục Lúc t = 0 có tốc độ góc 5 rad/s Sau 5 s tốc độ góc

của nó tăng lên đến 7 rad/s Gia tốc góc của bánh xe là:

A 0,2 rad/s² B 0,4 rad/s² C 2,4 rad/s² D 0,8 rad/s²

Câu 6: Rôto của một động cơ quay đều, cứ mỗi phút quay được 300 vòng, trong 20 s rôto quay được

một góc bằng:

A 200π rad B 100π rad C 150π rad D 600π rad

Câu 7: Một cánh quạt của máy phát điện chạy bằng sức gió có đường kính 80 m, quay với tốc độ 45

vòng/ phút Tốc độ dài của một điểm nằm ở vành cánh quạt là:

A 18,84 m/s B 188,5 m/s C 113 m/s D 11304 m/s

Câu 8: Tại t = 0, một bánh xe đạp bắt đầu quay quanh một trục với gia tốc góc không đổi Sau 5 s nó

quay được một góc 25 rad Gia tốc góc và tốc độ góc của bánh xe tại thời điểm t = 5 s là:

A 2 rad/s² ; 5 rad/s B 4 rad/s² ; 20 rad/s

C 2 rad/s² ; 10 rad/s D 4 rad/s² ; 10 rad/s

Câu 9: Một vật rắn quay đều xung quanh một truc Một điểm của vật cách trục quay một khoảng R thì

có:

A Tốc độ góc tỷ lệ với R B Tốc độ góc tỷ lệ nghịch với R

C Tốc độ dài tỷ lệ với R D Tốc độ dài tỷ lệ nghịch với R

Câu 10: Gia tốc hướng tâm của một chất điểm chuyển động tròn không đều:

A Nhỏ hơn gia tốc tiếp tuyến của nó

B bằng gia tốc tiếp tuyến của nó

C Lớn hơn gia tốc tiếp tuyến của nó

D Có thể lớn hơn, bằng hoặc nhỏ hơn gia tốc tiếp tuyến của nó

IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY

………

………

………

………

Ngày soạn: Tuần: (Từ ngày đến ngày )

Ký duyệt của tổ trưởng:

- Hướng dẫn HS thực hiện những thí nghiệm liên quan đến kiến thức bài học

2) Học sinh: Ôn tập kiến thức động lượng và momen lực, định luật bảo toàn momen động lượng.

III.TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

2.Kiểm tra bài cũ

Hoạt động 1 (10’) Kiểm tra:

GV nêu câu hỏi:

- Câu số 2 và 5 của SGK trang 14

- Nêu một bài tập, cho HS được kiểm tra giải trên bảng

Một bánh xe có momen quán tính đối với trục cố định là 6 kgm2, đang đứng yên thì chịutác dụng của một momen lực 30N.m Bỏ qua mọi lực cản Sau bao lâu, kể từ lúc bắt đầuquay, bánh xe đạt tới tốc độ góc 100 rad/s

HS được kiểm tra thực hiện trên bảng

GV nhận xét, phê điểm

3.Bài mới

Hoạt động 2 (10’) Tìm hiểu khái niệm: MOMEN ĐỘNG LƯỢNG

-Hướng dẫn HS lập pt động lực

học của vật rắn quay quanh một

trục cố định theo momen quán

M = I.γ (1) I không đổi

d dt

dt

ω

= (3)Đặt L = Iω(3) M dL

dt

b) Đại lượng L = Iω gọi là momenđộng lượng của vật rắn đối vớitrục quay Đơn vị: kgm2/s

Hoạt động 3 (10’) Tìm hiểu ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN MOMEN ĐỘNG LƯỢNG

-Nêu câu hỏi gợi ý

H 1 Từ pt: M dL

dt

=Nếu M = 0 thì momen động

lượng L có đặc điểm gì?

-Giới thiệu định luật bảo toàn

momen động lượng

H 2 Trường hợp vật có I đối với

trục quay không đổi, vật

chuyển động thế nào?

H 3 Trường hợp I đối với trục

quay thay đổi, để L = hs vật rắn

⇒ ω1 ≠ ω2Phân tích C3, C4

2) Định luật bảo toàn momen động lượng:

a) Nội dung định luật: SGK

b) Các trường hợp đặc biệt:

Hoạt động 4 (10’) Vận dụng-Củng cố:

-Giới thiệu bài toán 2, 3 của

SGK trang 17 Nêu gợi ý:

H 1: Viết biểu thức momen

động lượng của hệ trong hai

trường hợp

H 2: Bỏ qua ma sát, trong hai

trường hợp momen động lượng

của hệ thế nào? Suy ra tốc độ

góc của hệ theo yêu cầu bài

toán

-Thảo luận nhóm, giải hai bài toán

-Đại diện nhóm, trình bày kết quả

Bài 2 hình 3.3

L1 = I1ω1 + I2ω2

L1 = I1ω + I2ω = (I1+I2)ω

Vì L1 = L2

⇔ (I1+I2)ω = I1ω1 + I2ω2

⇒ Đáp án B

Bài 3.

-Người dang tay L1 = I1ω1 -Người co tay L2 = I2ω2 Luôn có: I1ω1 = I2ω2

I2 < I1

→ ω2 > ω1 Chọn A

Hoạt động 5 (5’) Hướng dẫn về nhà.

- Hướng dẫn HS ôn tập 3 bài bằng bảng tóm tắt chương trang 26

- Ôn tập lại: ĐỘNG NĂNG ở Vật lí 10

- Chuẩn bị bài học số 4

V RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY

………

………

………

………

Ngày soạn: Tuần: (Từ ngày đến ngày ) Ký duyệt của tổ trưởng: Ngày giảng:

Tiết 7

Bài 4 ĐỘNG NĂNG CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH

I Mục tiêu:

1) K iến thức:

- Biết được khi vật rắn quay (quanh một trục) thì nó có động năng Hiểu và thuộc công thức tính động năng của vật rắn là tổng động năng của các phần tử của nó

- Hiểu được động năng của vật rắn bằng tổng động năng của chuyển động tịnh tiến và động năng quay quanh một trục cố định

- Biết so sánh các đại lượng tương ứng trong biểu thức động năng quay và động năng torng chuyển động tịnh tiến

2) Kĩ năng:

- Giải được các bài toán đơn giản về động năng của vật rắn trong chuyển động quay

- Vận dụng giải thích một số hiện tượng trong thực tế, biết các ứng dụng của động năng quay trong kĩ thuật

II.PHƯƠNG PHÁP PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC

Chuẩn bị:

2.Kiểm tra bài cũ

Hoạt động 1 (10’) Kiểm tra:

GV Nêu câu hỏi kiểm tra và gọi HS kiểm tra Yêu cầu cả lớp theo dõi và phân tích kết quả trìnhbày của HS được kiểm tra

? Phát biểu định luật bảo toàn momen động lượng

? Vận dụng giải thích hình ảnh vận động viên nhảy cầu Giải bài tập 4 SGK trang 17

HS: Giải bài toán và trả lời câu hỏi

3.Bài mới

Hoạt động 2 (20’) Lập biểu thức: Động năng của vật rắn quay quanh một trục.

-Giới yêu cầu của bài học:

-Lưu ý thêm HS hai trường

hợp để giải bài toán

+Động năng của vật rắn bao

gồm 2 dạng Wđq và Wđt

+Định lí động năng

-Quan sát hình 4.1 Thảoluận, rút ra nhận xét

+ Mỗi phân tử trên vật cómột động năng Cá nhân lậpbiểu thức tính

i

21

L W

Hoạt động 3 (10’) Giải bài tập áp dụng.

* Cho HS đọc SGK, mô tả bài

toán và nêu câu hỏi gợi ý

H 1 Khi vận động viên thay

đổi tư thế thì momen quán tính

của người đối với trục quay

thế nào? Vì sao?

H 2 Tốc độ góc của người lúc

cuối thế nào? Vì sao? Dùng

công thức nào để tính động

năng của người?

* Cho HS đọc và phân tích nội

dung bài tập số 3 SGK trang

21

-Hướng dẫn HS lập biểu thức

tính động năng hệ trong hai

trường hợp

-Tính tốc độ góc của hai đĩa

lúc sau

-So sánh hai động năng

-Đọc đề bài và phân tích nội dung bài toán

-Trả lời câu hỏi gợi ý

-Cá nhân giải bài toán và trình bày kết quả

-Đọc, phân tích nội dung và thảo luận, giải bài toán

Bài giải của SGK

-Động năng hệ ban đầu:

1

(1)

Wñ = Iω = Iω -Tốc độ góc hệ lúc sau:

0

2 2

-Động năng lúc sau:

2

1 2

1

(2) 2

Wñ = I +I ω =Iω

Từ (1) và (2): 2 1 1

2

Wñ = Wñ

Hoạt động 4 (5’) Hướng dẫn ôn tập-chuẩn bị bài mới.

- Yêu cầu HS giải các bài tập SGK trang 21

- Ôn tập cả chương và chuẩn bị tốt kiến thức đễ vận dụng giải bài tập ở tiết sau

+ Viết đúng tất cả phương trình và công thức

+ So sánh các đại lượng tương ứng của chuyển động quay và chuyển động tịnh tiến

IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY

………

………

………

………

Ngày soạn: Tuần: (Từ ngày đến ngày )

Ký duyệt của tổ trưởng: Ngày giảng:

Luyện tập cho HS kĩ năng phân tích, suy luận logic và tổng hợp kiến thức.

II.PHƯƠNG PHÁP PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC

Chuẩn bị:

1) Giáo viên:

- Chọn bài tập với nội dung cần luyện tập và phương pháp chung để giải bài tập

- Dự kiến những sai lầm HS có thể mắc phải, biện pháp khắc phục

2) Học sinh:

- Ôn tập lại phương pháp ĐLH ở lớp 10

- Ôn tập kiến thức, công thức, phương trình ĐLH

III.TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

1 Ổn định lớp(3 phút):

12A112A212A5

2.Kiểm tra bài cũ

Hoạt động 1 (10ph) Ôn tập kiến thức cần vận dụng:

GV giới thiệu cho HS bảng tổng hợp kiến thức, sự tương ứng giữa các đại lượng của chuyểnđộng quay và chuyển động thẳng

HS phân tích, tổng hợp và ghi nhớ kiến thức trong bảng tổng kết chương I

-Giới thiệu bài toán số 1:

(20ph)

Nhấn mạnh cho HS nội dung

bài: Tìm I khi biết γ và M tác

dụng lên vật

-Hướng dẫn HS phân tích và

giải bài toán bằng gợi ý:

H 1: phân tích các giai đoạn

chuyển động cùa bánh xe

Trong mỗi giai đoạn, bánh xe

chuyển động thế nào?

H 2: Trong mỗi giai đoạn, hãy

viết công thức, phương trình

thích hợp cho chuyển động

-Cần lưu ý HS: giá trị đại số

của M cho từng giai đoạn

hoặc momen của lực Fms, chú

ý γ của từng giai đoạn

H 4: Hãy viết công thức tính

động năng của bánh xe quay

quanh trục Ở đây tốc độ góc

có giá trị nào?

-Giới thiệu bài toán 2 (15’)

Nêu câu hỏi gợi ý

H 1: Momen hãm tính bằng

công thức nào?

H 2: Momen quán tính đĩa tròn

tính bằng công thức nào?

H 3: Giả thiết nào của bài toán

cho phép xác định được gia tốc

-Thảo luận nhóm, cử đại diệntrình bày kết quả câu a)

-Phân tích, tính toán theo yêucầu

-Ghi nhận đóng góp của bạn,nhận xét, đánh giá của GV

-Xác định tổng momen lực tácdụng vào bánh xe

(HS sẽ sai lầm khi tính Mms =0,25 Mi > 0 )

-Thảo luận, chọn giá trị tốc độgóc ω thích hợp

10

2Iω F S c

− = với S = R.ϕ

a) Gia tốc góc của bánh xe:

-Giai đoạn quay nhanh dần đều:

γ

⇒ =

* Nếu M = M1 + MmsVới Mms = -0,25M1Thì γ = γ1 = 1,5 rad/s2

⇒ I = 10 kg.m2

* Nếu M = Mms = -5 Nm

γ = γ2

⇒ I = 10 kg.m2c) Động năng quay của bánh xe(đầu giai đoạn quay chậm dầnđều)

rad s rad

ωωϕ

⇒ M = -0,1 N.mb)Thời gian:

từ ω = 0; ω0 = 10 rad/s

γ = -5 rad/s

bằng cách áp dụng định lí động

2 0

2 0

1

.2

1

.2

12

c

I M

ωϕ

-Giới thiệu mục tiêu của bài

toán: Giải ài toán hệ 3 vật bằng

cách vận dụng phương pháp

ĐLH và công thức chuyển động

quay của vật rắn

-Hướng dẫn giải bài toán bằng

câu hỏi gợi ý

trong 2 vòng và thời gian quay

liên hệ bằng công thức nào?

H 5 TA > TB Nhận xét gì?

Vẽ hình, phân tích nội dung bàitoán

-Ba HS lên bảng, vẽ các lực tácdụng lên vật A, B và ròng rọc

-Thảo luận nhóm, xác địnhcông thức, phương trình phùhợp với chuyển động của mỗivật

-Suy nghĩ, trả lời các câu hỏihướng dẫn

-Cá nhân luyện tập, trao đổinhóm, trình bày kết quả

-Thảo luận nhóm, viết pt ĐLHcho chuyển động tịnh tiến củavật A, chuyển động quay củaròng rọc

-Một HS lên bảng thực hiệntính toán TA, TB

Gia tốc của hai vật bằng gia tốcbằng gia tốc tiếp tuyến củađiểm trên vành ròng rọc

a = Rγ = 0,628 m/s2c) Lực căng của dây ở hai bênròng rọc:

-Vật A:P Tur uur+ A =marHay P – T A = ma

d) Nếu không có ma sát:

TB = ma

H 6 Viết pt ĐLH cho vật B

trường hợp không có ma sát

Nhận xét

-Hướng dẫn tính Fms → hệ số

ma sát

kể) -HS viết pt ĐLH cho vật B

TB = ma

TB > ma Nêu nhận xét.

Vì TB > ma Có ma sát

Ta có TB – Fms = ma

→ Fms = TB – ma

Fms = µ.N = µmg

Tìm µ = 0,55

Hoạt động 3 (5’) Củng cố Hướng dẫn chuẩn bị ở nhà.

2) GV hướng dẫn HS rút ra nhận xét chung qua việc giải bài toán

- Phân tích đúng chuyển động của vật trong một hệ vật

- Xác định đúng các đại lượng đặc trưng cho từng chuyển động

- Viết đúng phương trình ĐLH cho từng chuyển động

- Vận dụng đúng công thức

- Luyện tập tốt kĩ năng phân tích, tổng hợp và tính toán

3) GV yêu cầu HS luyện tập ở nhà

- Giải bài tập: bài 1.1 đến bài 1.38 SBT

- Ôn tập cả chương, chuẩn bị cho tiết kiểm tra

V RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY

………

………

………

………

Ngày soạn: Tuần: (Từ ngày đến ngày )

Ký duyệt của tổ trưởng: Ngày giảng:

Tiết 9

KIỂM TRA

I.Mục tiêu:

Kiểm tra, đánh giá kiến thức học sinh sau khi được cung cấp những kiến thức cơ bản về chuyển động của vật rắn quanh một trục cố định

II Nội dung kiểm tra:

Kiến thức trọng tâm chương I

III Hình thức kiểm tra:

Trắc nghiệm khác quan và tự luận

ĐỀ KIỂM TRA Phần 1 Trắc nghiệm khách quan: 7 điểm/ 20 câu.

Câu 1 Phát biểu nào sau đây không đúng?

A) Trong chuyển động của vật rắn quanh một trục cố định thì mọi điểm của vật rắn có cùng góc quay

B) Trong chuyển động của vật rắn quanh một trục cố định thì mọi điểm của vật rắn có cùng chiều quay

C) Trong chuyển động của vật rắn quanh một trục cố định thì mọi điểm của vật rắn đều chuyểnđộng trên quỹ đạo tròn.

D) Trong chuyển động của vật rắn quanh một trục cố định thì mọi điểm của vật rắn đều chuyểnđộng trong cùng một mặt phẳng

Câu 2 Trong chuyển động quay có tốc độ góc ω và gia tốc góc γ Chuyển dộng quay nào sau đây là

nhanh dần?

A) ω = 3rad/s; γ = 0 B) ω = 3rad/s; γ = -0,5rad/s2

C) ω = -3rad/s; γ = 0,5rad/s2 D) ω = -3rad/s; γ = -0,5rad/s2

Câu 3 Một bánh xe quay đều xung quanh một trục cố định với tần số 3600 vòng/min Tốc độ của bánh

xe này là:

A) 120πrad/s B) 160πrad/s C) 180πrad/s D) 240πrad/s

Câu 4 Một bánh xe quay nhanh dần đều từ trạng thái đứng yên Sau 2s nó đạt tốc độ góc 10rad/s Gia

tốc góc của bánh xe là:

A) 2,5 rad/s2 B) 5 rad/s2 C) 10 rad/s2 D) 12,5 rad/s2

Câu 5 Một bánh xe có đường kính 4m quay với gia tốc góc không đổi 4rad/s2, t0 = 0 là lúc bánh xe bắtđầu quay Gia tốc hướng tâm của một điểm P trên vành bánh xe ở thời điểm t = 2s là:

A) 16 m/s2 B) 32 m/s2 C) 64 m/s2 D) 128 m/s2

Câu 6 Một bánh xe có đường kính 4m quay với gia tốc góc không đổi 4rad/s2 Gia tốc tiếp tuyến củamột điểm P trên vành bánh xe là:

A) 4 m/s2 B) 8 m/s2 C) 12 m/s2 D) 16 m/s2

Câu 7 Phát biểu nào sau đây không đúng?

A) Momen quán tính của vật rắn đối với trục quay lớn thì sức ì của vật trong chuyển động quayquanh trục đó lớn

B) Momen quán tính của vật rắn phụ thuộc vào vị trí trục quay và sự phân bố khối lượng đốivới trục quay

C) Momen lực tác dụng vào vật rắn làm thay đổi tốc độ quay của vật

D) Momen lực dương tác dụng vào vật rắn làm cho vật quay nhanh dần

Câu 8 Một đĩa tròn, đồng chất có bán kính 2m có thể quay quanh trục đi qua tâm và vuông góc với

mặt phẳng đĩa Tác dụng vào đĩa một momen lực 960 Nm không đổi, đĩa quay quanh trục với gia tốcgóc 3 rad/s2 Khối lượng của đĩa là:

A) m = 960kg B) m = 240kg C) m = 160kg D) m = 80kg

Câu 9 Một ròng rọc có bán kính 10cm, có momen quán tính đối với trục là I = 10-2kg.m2 Ban đầuròng rọc đang đứng yên, tác dụng vào ròng rọc một lực không đổi F = 2N tiếp tuyến với vành ngoàicủa nó Gia tốc góc của ròng rọc là:

A) 14 rad/s2 B) 20 rad/s2 C) 28 rad/s2 D) 35 rad/s2

Câu 10 Một thanh nhẹ dài 1m quay đều trong mặt phẳng ngang xung quanh trục thẳng đứng đi qua

trung điểm của thanh Hai đầu thanh có hai chất điểm 2kg và 3kg Vận tốc của mỗi chất điểm là 5m/s.Momen động lượng của thanh là:

A) 7,5kg.m2/s B) 10kg.m2/s C) 12,5kg.m2/s D) 15kg.m2/s

Câu 11 Phát biểu nào sau đây là đúng?

A) Khi một vật rắn chuyển động tịnh tiến thẳng thì momen động lượng của nó đối với trục quaybất kì không đổi

B) Momen quán tính của vật đối với một trục quay là lớn thì momen động lượng của nó đối vớitrục đó cũng lớn

C) Đối với một trục quay nhất định nếu momen động lượng của vật tăng 4 lần thì momen quántính của nó cũng tăng 4 lần

D) Momen động lượng của vật bằng không khi hợp lực tác dụng lên vật bằng không

Câu 12 Coi Trái đất là một quả cầu đồng tính có khối lượng M = 6.1024kg, bán kính R = 6400 km.Momen động lượng của Trái đất trong sự quay quanh trục của nó là:

A) 5,18.1030kgm2/s B) 5,83.1031 kgm2/s

C) 6,28.1032 kgm2/s D) 7,15.1033 kgm2/s

Câu 13 Một đĩa đặc có thể quay xung quanh trục đối xứng đi qua tâm và vuông góc với mặt đĩa Đĩa

chịu tác dụng của một momen lực không đổi M = 3 N.m Sau 2s kể từ lúc đĩa bắt đầu quay, tốc độ góccủa đĩa là 24rad/s Momen quán tính của đĩa là:

A) I = 3,6 kgm2 B) I = 0,25 kgm2 C) I = 7,5 kgm2 D) I = 1,85 kgm2

Câu 14 Một momen lực có độ lớn 30Nm tác dụng vào một bánh xe có momen quán tính đối với trục

bánh xe là 2 kgm2 Nếu bánh xe quay nhanh dần đều từ trạng thái nghỉ thì động năng của bánh xe ởthời điểm t = 10s là:

A) Wđ = 18,3KJ B) Wđ = 20,2KJ C) Wđ = 22,5KJ D) Wđ = 24,6KJ

Câu 15 Một bánh xe có momen quán tính đối với trục quay cố định là 12kgm2 quay đều với tốc độgóc 30 vòng/phút Động năng của bánh xe là:

A) Wđ = 360J B) Wđ = 236,8J C) Wđ = 180J D) Wđ = 59,2J

Câu 16 Có hai điểm A, B trên một đĩa tròn quay xung quanh trục đi qua tâm của đĩa Điểm A ở ngoài

rìa, điểm B ở cách tâm một nửa bán kính Gọi vA, vB, γA, γB lần lượt là tốc độ dài và gia tốc góc của A

và B Kết luận nào sau đây là đúng?

Câu 18 Chọn câu đúng Một đĩa mài chịu tác dụng của một momen lực khác 0 thì:

A) tốc độ góc của đĩa thay đổi

B) tốc độ góc của đĩa không đổi

C) góc quay của đĩa là hàm bậc nhất của thời gian

D) Gia tốc góc của đĩa bằng 0

Câu 20 Một vật rắn quay quanh một trục với gia tốc góc không đổi Sau thời gian t kể từ lúc bắt đầu

quay, số vòng quay được tỉ lệ với:

Phần II Tự luận (3 điểm/1 bài toán)

Đề 1 Hai vật có khối lượng m1 = 0,5kg và m2 = 1,5kg được nối với nhau bằng sợi dây nhẹ, không dãnvắt qua một ròng rọc có trục quay nằm ngang và cố định Ròng rọc có momen quán tính 0,03 kgm2 vàbán kính 10cm Coi dây không trượt trên ròng rọc Bỏ qua ma sát

a) Xác định gia tốc của m1 và m2.b) Tính độ dịch chuyển của m2 trên bàn sau 0,4s kể từ lúc bắt đầu chuyểnđộng

Đề 2 Một đĩa đồng chất bán kính R = 10cm Khối lượng m = 200g quay quanh trục đối xứng của nó.

Bỏ qua ma sát ở trục quay Khi đĩa đạt tốc độ góc 30 vòng/giây, người ta hãm nó bằng cách áp máphanh vào mép đĩa với lực ép Q theo phương của bán kính (hình vẽ) Sau 2s đĩa dừng lại Tính:

a) Số vòng quay của đĩa kể từ lúc hãm

b) Độ lớn của lực ép Q, biết hệ số ma sát giữa má phanh và đĩa là µ =0,5

- Vẽ đúng lực tác dụng vào vật của hệ Chọn chiều dương (0.25)

- Viết đúng phương trình ĐLH cho mỗi vật

Vật 1: m1g – T1 = m1a (1) (0,5)Vật 2: T2 = m2a (2) (0,5)

2

0 0 0

1 2 60

V RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY

………

………

………

………

Ký duyệt của tổ trưởng:

- Thông qua quan sát có khái niệm về chuyển động dao động, dao động tuần hoàn, chu kì

- Biết cách thiết lập phương trình động lực học của con lắc lò xo và dẫn đến phương trình daođộng

- Hiểu rõ các đặc trưng của dao động điều hòa: biên độ, pha, pha ban đầu, tần số góc

- Biết biểu diễn một dao động điều hòa bằng vectơ quay

2) Kĩ năng:

- Vận dụng tốt kiến thức về doa động điều hào, từ điều kiện ban đầu suy ra được biên độ, phaban đầu

- Giải tốt các bài tập về dao động điều hòa

II.PHƯƠNG PHÁP PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC

Chuẩn bị:

1) Giáo viên: chuẩn bị con lắc lò xo thẳng đứng, con lắc lò xo nằm ngang, đồng hồ bấm giây để

đo chu kì

2) Học sinh: Ôn tập về đạo hàm của hàm số, ý nghĩa cơ học của đạo hàm: trong chuyển động

thẳng: Vận tốc của chất điểm bằng đạo hàm của tọa độ theo thời gian; Gia tốc bằng đạo hàmcủa vận tốc

III.TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

1 Ổn định lớp(3 phút):

12A112A212A52.Bài mới

Tiết 1.

Hoạt động 1 (5’) Tìm hiểu DAO ĐỘNG:

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung

-Cho HS quan sát chuyển động

của con lắc dây, con lắc lò xo

H 2 Thế nào là dao động tuần

hoàn? Thế nào là chu trình?

1.Dao động:

a) Định nghĩa: Dao động là

chuyển động qua lại quanh một

vị trí cân bằng

b) Dao động tuần hoàn:

-Dao động có một giai đoạnđược lặp lại liên tiếp và mãimãi gọi là dao động tuần hoàn.-Giai đoạn nhỏ nhất được lặplại gọi là một dao động toànphần hay một chu trình

-Chu kỳ T (s)-Tần số f = 1/T (Hz)

luận về dao động điều hòa?

H5 dao động điều hòa là gì?

Trả lời các câu hỏi gợi ý, thiếtlập pt như nội dung SGK

-Ghi nhận giới thiệu của GV

-Trả lời câu hỏi C2, để nghiệmlại pt x " + ω2x = 0 có nghiệm

cos

x A= ω ϕt+

1) con lắc lò xo: hình 6.32) Lập pt ĐLH:

-Lập trục Ox (hình vẽ)Gọi x = OM : li độ-Lực hồi phục (lực đàn hồi)

F = -kx (1)-Theo định luật II N:

F = ma (2)(1) và (2): ma = -kx

*Định nghĩa dao động điều hòa

Hoạt động 3 (15’) Tìm hiểu: Các đặc trưng của DĐĐH, đồ thị (li độ) của DĐĐH.

x= A ω ϕt+

Ghi nhận cách vẽ đồ thị theohình 6.4

+ ϕ: pha ban đầu ứng với pha

(ω ϕt+ ) vào thời điểm t=0 (rad)

+ ω: tần số góc của dao động(rad/s) hoặc (độ/s)

a) Xác định biên độ, tần số góc, chu kì và tần số của dao động

b) Xác định pha của dao động tại thời điểm t = 0,25s, từ đó suy ra li độ tại thời điểm ấy

V RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY

………

………

………

………

Ngày soạn: Tuần: (Từ ngày đến ngày )

Ký duyệt của tổ trưởng:

- Thông qua quan sát có khái niệm về chuyển động dao động, dao động tuần hoàn, chu kì

- Biết cách thiết lập phương trình động lực học của con lắc lò xo và dẫn đến phương trình daođộng

- Hiểu rõ các đặc trưng của dao động điều hòa: biên độ, pha, pha ban đầu, tần số góc

- Biết biểu diễn một dao động điều hòa bằng vectơ quay

2) Kĩ năng:

- Vận dụng tốt kiến thức về doa động điều hào, từ điều kiện ban đầu suy ra được biên độ, phaban đầu

- Giải tốt các bài tập về dao động điều hòa

II.PHƯƠNG PHÁP PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC

Chuẩn bị:

3) Giáo viên: chuẩn bị con lắc lò xo thẳng đứng, con lắc lò xo nằm ngang, đồng hồ bấm giây để

đo chu kì

4) Học sinh: Ôn tập về đạo hàm của hàm số, ý nghĩa cơ học của đạo hàm: trong chuyển động

thẳng: Vận tốc của chất điểm bằng đạo hàm của tọa độ theo thời gian; Gia tốc bằng đạo hàmcủa vận tốc

III.TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

1 Ổn định lớp(3 phút):

12A112A212A5

2.Kiểm tra bài cũ

-Viết biểu thức và nêu ý nghĩa của từng đại lượng trong biểu thức dao động điều hoà?

3.Bài mới

Tiết 2.

Hoạt động 1 (5’) Tìm hiểu: Chu kì – Tần số của DĐĐH.

-Yêu cầu Hs quan sát, phân tích

-Giới thiệu cho HS T và f của

DĐĐH Yêu cầu HS lập biểu

thức tính T và f đối với con lắc

lò xo

-Phân tích đồ thị và ghi nhậnkiến thức

-Thảo luận, lập công thức tính T

và f của con lắc lò xo

-Thảo luận nhóm, xác định phaban đầu của x, v, a

độ x; x trễ pha π/2 so với v2) Gia tốc trong DĐĐH:

a = v’ = x”

2 cos

a = − ω A ω ϕ t +Gia tốc ngược pha với li độ

Hoạt động 3 (20’) Biểu diễn dao động điều hòa bằng vectơ quay.

-Trình bày nội dung ở cột chính

H 1 Ở thời điểm bất kì t, góc

giữa trục Ox và vectơ ur uuuur A OM =

biểu diễn đại lượng nào của

DĐĐH?

H 2 Xác định độ dài đại số của

hình chiếu vectơ quay OM uuuur

trêntrục Ox vào một thời điểm t bất

có độ dài là A (biênđộ) quay đều quanh điểm Otrong mp chứa trục Ox với tốc độgóc ω

-Ở thời điểm ban đầu t = 0, gócgiữa trục Ox và OM uuuur

Hoạt động 4 (10’) Điều kiện ban đầu: Sự kích thích dao động Củng cố-Vận dụng.

- Mục này HS có thể tự nghiên cứu GV có thể trình bày một vài VD hướng dẫn HS xác định x

và v vào thời điểm t = 0, từ đó rút ra kết luận A và ϕ của một DĐĐH phụ thuộc vào cách kíchthích dao động

- Hướng dẫn HS giải bài tập số 6: viết pt DĐĐH

+ Lưu ý HS nhớ các giá trị đặc biệt của ϕ ứng với gốc thời gian lúc vật qua vị trí cânbằng:

2

π

ϕ = ±

- Yêu cầu HS chuẩn bị ở nhà:

+ Giải tất cả bài tập SGK trang 35 và SBT

+ Xem trước bài: Con lắc đơn

V RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY

Ký duyệt của tổ trưởng:

- Nắm vững những công thức về con lắc và vận dụng trong những bài toán đơn giản

II.PHƯƠNG PHÁP PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC

1) Giáo viên:

- Chuẩn bị một con lắc đơn và một con lắc vật lí để HS quan sát trên lớp Nên chuẩn bị con lắcvật lí bằng bìa hoặc tấm gỗ phẳng, trên mặt có đánh dấu khối tâm G và khoảng cách OG từ trụcquay đến khối tâm G

- Nhắc HS ôn tập về chuyển động quay của vật rắn từ tiết trước

2.Kiểm tra bài cũ

Hoạt động 1 (5’) Kiểm tra:

-Dùng hai câu trắc nghiệm phát cho các nhóm chuẩn bị

-Nêu một bài toán với nội dung áp dụng công thức tính T, f của con lắc lò xo Kiểm tra bài tập

HS chuẩn bị ở nhà

3.Bài mới

Hoạt động 2 Tìm hiểu Qui luật dao động của con lắc đơn (35’)

*Cho HS quan sát hình 7.1a

Hướng dẫn HS tìm hiểu cấu tạo

của con lắc đơn

H 1.(Quan sát hình vẽ) Cho biết

con lắc đơn là gì?

H 2 Vị trí cân bằng của con lắc

Quan sát hình 7.1a Một HS mô

H 4 Theo định luật II Niutơn pt

chuyển động của vật được viết

như thế nào? Hãy thực hiện

những biến đổi xác định biểu

của CLĐ bằng công thức nào?

-Giới thiệu sơ lược về ứng dụng

dao động của CLĐ

VTCB

-Vẽ hình 7.2 SGK

Thảo luận, trả lời câu hỏi gợi ý

-Thiết lập pt (7.5a) như SGKbằng cách thảo luận nhóm và cánhân thực hiện

-Dao động trên cung ¼AOB nếuđược đưa đến A và thả tự do:

P

ur: thẳng đứng

R

ur: hướng theo MQ

là dao động điều hòa.

-HS đọc SGK tìm hiểu với cáchkích thích dao động (SGK) đểcó: α α= 0cos tω

Hoạt động 3 (5’) Củng cố:

GV: Giới thiệu bài toán 4 SGK trang 40 Hướng dẫn HS:

+ Viết biểu thức tính chu kì của hai con lắc với chiều dài l1 và l2(Chú ý: gia tốc hai trường hợp bằng nhau)

+ Lập tỉ số hai chu kì, tìm kết quả

HS: Luyện tập và trình bày kết quả

V RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY

………

………

………

………

Ký duyệt của tổ trưởng:

- Nắm vững những công thức về con lắc và vận dụng trong những bài toán đơn giản

II.PHƯƠNG PHÁP PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC

1) Giáo viên:

- Chuẩn bị một con lắc đơn và một con lắc vật lí để HS quan sát trên lớp Nên chuẩn bị con lắcvật lí bằng bìa hoặc tấm gỗ phẳng, trên mặt có đánh dấu khối tâm G và khoảng cách OG từ trụcquay đến khối tâm G

- Nhắc HS ôn tập về chuyển động quay của vật rắn từ tiết trước

2.Kiểm tra bài cũ

Viết phương trình con lắc đơn và nêu ý nghĩa từng đại lượng trong đó?

3.Bài mới

Hoạt động 1 (15’) Lập phương trình ĐLH của CLVL.

Yêu cầu HS quan sát hình vẽ

7.3 Nêu câu hỏi gợi ý:

H 1 Con lắc vật lí là gì?

GV vẽ hình 7.3 Giới thiệu chi

tiết trên hình vẽ Yêu cầu HS

đọc SGK để xem cách xây

dựng các công thức 7.12 và

7.13 sau khi yêu cầu HS trả lời

tiếp các câu hỏi

H 2 Lực nào gây ra dao động

của con lắc? Momen của lực

đối với trục quay xác định bằng

biểu thức nào?

H 3 Viết pt ĐLH cho chuyển

động quay của CLVL

-Quan sát hình vẽ, phát biểuđịnh nghĩa CLVL

-Đọc SGK, tìm hiểu cách lậpcác công thức

0cos t

α α= ω ϕ++Tần số góc: mgd

I

ω =

d = QG: khoảng cách từ trụcquay đến khối tâm

Hoạt động 2 (20’) Tìm hiểu về HỆ DAO ĐỘNG – DAO ĐỘNG TỰ DO.

-Phân tích lại dao động của

CLLX; CLĐ (CLVL) cùng với

TĐ yêu cầu HS tìm hiểu: tác

dụng của mỗi vật trong hệ

-Giới thiệu thế nào là hệ dao

động và dùng câu hỏi gợi ý sau

để giới thiệu dao động tự do

? Với CLLX và CLĐ, lực kéo

về là lực đàn hồi và trọng lực

Có nhận xét gì về hai lực ấy

đối với mỗi hệ vật

-Có thể phân tích thêm trường

hợp CLLX dao động thẳng

đứng để thấy F uurkv

có thể là hợplực ur uuur P F + dh vẫn là nội lực

Thảo luận nhóm, tìm hiểu:

*Với CLLX:

-Vật nặng: dao động quanhVTCB

-Lò xo: tạo ra lực kéo về gây radao động của vật

*Phát biểu định nghĩa hệ daođộng

*Thảo luận nhóm, tìm hiểu: lựckéo về là nội lực của hệ

+Phát biểu định nghĩa daođộng tự do

2) Hệ dao động:

-Là hệ vật gồm vật dao độngcùng với vật tác dụng lực kéo

về lên vật dao động

-Dao động của hệ xảy ra dướitác dụng chỉ có nội lực gọi làdao động tự do hoặc dao độngriêng

-Tần số góc của hệ dao động tự

do gọi là tần số góc riêng của

hệ ấy

Hoạt động 3 (10’) Củng cố - Dặn dò:

1) GV hướng dẫn HS trả lời câu hỏi 1 (câu hỏi khó, nên gợi ý để HS so sánh)

-Dao động của CLVL quanh VTCB là dao động quay Mọi điểm của con lắc đều quay quanh cùng mộttrục với cùng một góc quay α cùng tốc độ góc α’ và gia tốc góc α”

-Trong dao động điều hòa quay, góc quay biến đổi theo thời gian; trong dđđh tịnh tiến li độ dài biếnđổi theo thời gian Tất cả đều biến đổi theo pt có dạng hàm cos hoặc sin theo t

2) Giới thiệu thêm sự biến thiên T của CLĐ theo nhiệt độ Yêu cầu HS chuẩn bị các bài tập 2.33; 2.35SBT và tất cả bài tập của SGK

3) Ôn tập lại hai dạng năng lượng: thế năng và động năng.

Ký duyệt của tổ trưởng:

Ngày giảng:

Tiết 14

BÀI TẬP

I Mục tiêu:

-Củng cố kiến thức về dao động cơ

-Rèn luyện cho HS kĩ năng giải bài tập về động học của dđđh, về con lắc lò xo, con lắc đơn, vềnăng lượng dao động

II.PHƯƠNG PHÁP PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC

Chuẩn bị: GV: Chọn bài tập với nội dung cần ôn luyện Nắm bắt tình hình tiếp thu kiến thức và

giải bài tập của HS qua bài 6, 7, 8

2.kiểm tra bài cũ

Viết các công thức x, v, a của con lắc lò xo, con lắc đơn?

3.Bài mới

Hoạt động 1 Giải bài tập với nội dung:

- Xác định các đại lượng trong dđđh: x, v, a, T, f

- Thực hiện tính toán về năng lượng

GV giới thiệu nội dung bài toán:

Vật có khối lượng m = 100g dđđh theo pt:

1) Xác định biên độ, chu kì, tần số và pha ban đầu của dao động

2) Vào thời điểm nào thì pha dao động đạt giá trị lúc ấy li độ bằng bao nhiêu?

3) Vật qua vị trí x = 1,25cm vào thời điểm nào? Phân biệt thời điểm vật đi qua theo chiều dương,chiều âm?

4) Tìm thời gian vật dao động giữa hai vị trí x1 = -1,25cm và x2 = 2,5cm

5) Tìm tốc độ trung bình của vật trong một chu kì dao động và năng lượng của dao động

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Cách giải bài toán

-Hướng dẫn giải bài toán

bằng việc nêu lần lượt các

câu hỏi gợi ý:

H1 Dạng pt tổng quát của

dđđh? Pt li độ dao động (bài

toán) cho ta xác định được

các đại lượng nào?

H2 Đại lượng nào là pha của

dao động? Pha dao động có

thay đổi theo thời gian ?

H3 Biết thời điểm vật qua

một vị trí xác định, có thể

xác định vị trí thế nào?

-Giải thích nội dung câu 3:

Vì sao có nhiều thời điểm

H5 Thời gian dao động giữa

hai vị trí x1 và x2 và thời gian

chuyển động tròn đều trên

cung M M¼1 2 như thế nào?

H6 Góc quay α, tốc độ góc

ω và thời gian quay của

-Thảo luận nhóm, thực hiệncác nội dung:

Cá nhân thực hiện, giải tìm t

do GV cung cấp Thảo luậnnhóm, chọn cách giải thíchhợp

-Cá nhân thực hiện theohướng dẫn của GV

Từ hình vẽ, GV hướng dẫn,thảo luận nhóm

0, 215

πϕ

π + = − + π

→ = − ++Qua vị trí theo chiều âm:

π + = + π4)Thời gian vật dao động giữa hai vịtrí x1, x2:

1

1 1

1 1

(1)2

| | 1sin

22

x OM

chuyển động tròn đều liên hệ

bằng biểu thức nào?

H7.Tốc độ trung bình được

xác định thế nào? Trong một

chu kì, quãng đường vật di

chuyển gấp mấy lần biên độ?

Hướng dẫn HS cách xác

định S một cách tổng quát:

(Tính theo x1, x2 giữa hai vị

trí vật dao động trong thời

Ta có: t α

ω

∆ =Với ω = 10π rad/s

3 rad t 15s

π

α = → ∆ =5)Tốc độ trung bình: Trong một chukì:

1

3,125.102

Ký duyệt của tổ trưởng:

- Biết cách tính toán và tìm ra biểu thức động năng, thế năng và cơ năng của con lắc lò xo

- Củng cố kiến thức về bảo toàn cơ năng của một vật chuyển động dưới tác động của lực thế

2) Kĩ năng: Có kĩ năng giải bài tập cóàiên quan, VD tính thế năng, động năng, cơ năng của con

lắc đơn

II.PHƯƠNG PHÁP PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC

Chuẩn bị:

- GV: Kiến thức lượng giác, phiếu học tập với nội dung KT

HS: Ôn lại khái niệm động năng, thế năng và cơ năng

III.TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

1 Ổn định lớp(3 phút):

12A112A212A5

2.Kiểm tra bài cũ

-Viết biểu thức vận tốc và gia tốc của vật dao động điều hoà?

3.Bài mới

Hoạt động 1: (30ph): Tìm hiểu DAO ĐỘNG TẮT DẦN.

Hướng dẫn HS tìm hiểu nội

dung bằng những câu hỏi gợi ý

H 1: Nhắc lại công thức tính cơ

năng của dao động điều hòa?

GV nhắc lại mối liên hệ giữa

cơ năng W và biên độ A và

nêu câu hỏi tiếp

H 2: Nếu không có ma sát thì

cơ năng biến đổi thế nào? Biên

độ biến đổi thế nào?

GV kết luận: Không có ma sát

thì dao động điều hòa mãi mãi

và đặt câu hỏi cho trường hợp

khác

H 3: Nếu có ma sát thì cơ năng

biến đổi như thế nào? Biên độ

dao động có thay đổi không?

nào là môi trường nhớt

H 5: Độ nhớt của môi trường

ảnh hưởng thế nào đến dao

Suy nghĩ, trả lời câu hỏi

Nội dung trả lời đúng

-Công thức cơ năng:

21 2

-Không đổi

-Ghi nhận kết luận của

GV Phân tích câu hỏi vàtrả lời:

+ Cơ năng giảm

+ Biên độ giảm

-Ghi nhận định nghĩa vềdao động tắt dần

-Thảo luận nhóm: Dùngđịnh luật bảo toàn nănglượng, lập luận tìm nguyênnhân gây dao động tắt dần

Dao động tắt dần càng nhanh nếu môitrường càng nhớt

3) Nếu vật dao động điều hòa chịu thêmtác dụng của lực cản nhỏ thì dao độngcủa vật (hệ vật) tắt dần chậm có thể coigần đúng là dao động điều hòa

Hoạt động 2 (10’) Tìm hiểu: DAO ĐỘNG DUY TRÌ.

Hướng dẫn tìm hiểu cách duy

II Dao động duy trì:

-Nêu cung cấp thêm năng lượng chovật dao động tắt dần để bù lại cho sựtiêu hao vì ma sát mà không làm thay

H 2: Nêu cách cung cấp năng

đưa võng; con lắc đồng hồ

đổi chu kì riêng của nó thì dao độngkéo dài mãi và được gọi là dao độngduy trì

-Cứ mỗi chu kì ta tác dụng vào vật(trong thời gian ngắn) một lực cùngchiều với chuyển động để truyền thêmnăng lượng cho vật

3) Củng cố - Dặn dò: (5’)

- Hướng dẫn HS làm bài tập 1, 2 và trả lời câu hỏi trong SGK tramg 51

- Hướng dẫn HS tìm hiểu bài mới: Dao động cưỡng bức

IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY

………

………

………

………

Ký duyệt của tổ trưởng:

Ngày giảng:

BÀI TẬP VỀ DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

BÀI TẬP VỀ DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA.

I Mục tiêu:

-Củng cố kiến thức về dao động cơ

-Rèn luyện cho HS kĩ năng giải bài tập về động học của dđđh, về con lắc lò xo, con lắc đơn, vềnăng lượng dao động

II.PHƯƠNG PHÁP PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC

-Viết công thức x,v,a của con lắc đơn và con lắc lò xo?

3.Bài mới

Bài toán với nội dung:

- Viết pt dao động điều hòa.

- Năng lượng trong dao động điều hòa.

Một lò xo có độ cứng k = 0,01N/cm treo thẳng đứng, đầu dưới lò xo mang vật năng m = 4g.

a) Tính chu kì dao động của hệ

b) Đưa vật đến vị trí lò xo không biến dạng rồi buông nhẹ Chọn gốc thời gian lúc thả vật, gốctọa độ ở vị trí cân bằng, trục tọa độ thẳng đứng có chiều dương là chiều lúc vật bắt đầuchuyển động Viết pt dao động của vật (Cho g = 10m/s2; π2 = 10)

c)Xác định vị trí mà ở đó thế năng của vật bằng với động năng

d)Tính lực đàn hồi cực đại và cực tiểu của lò xo trong suốt quá trình dao động

Nêu lần lượt các câu hỏi gợi

nội dung bài toán?

H 5 Viết biểu thức tính cơ

năng (theo thế năng và động

-Cá nhân thực hiện câu a)

-Thảo luận cách viết pt daođộng

+ Vẽ trục tọa độ thích hợp

M ∆l0

k = 1N/m → T = 0,4 (s)b)Viết pt dao động:

-Tính 2 5 rad s/

T

π

ω = = π-Tính A

Lúc bắt đầu chuyển động:

+ x = - ∆l0 = - 410-2mvới l0 mg

k

∆ =+ v = 0 ⇒ A = 4.10-2 mTính góc ϕ với ϕ là nghiệm của pt:

kA kx A

=

⇒ = = ±c)Lực đàn hồi: F = k∆l.

+Ở vị trí thấp nhất:

∆l= ∆l0 + A

→ Fmax = k(∆l0 + A)+Ở vị trí cao nhất:

∆l= 0 → Fmax = 0

Hoạt động 2: Củng cố - Dặn dò:

- GV rút ra nhận xét chung về cách giải hai bài toán, rút ra những yêu cầu cơ bản về nội dungbài toán

- Yêu cầu HS giải bài tập ở nhà: SBT VL.

IV RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY

………

………

………

………

Ký duyệt của tổ trưởng:

Ngày giảng:

BÀI TẬP VỀ DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

BÀI TẬP VỀ DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA.

I Mục tiêu:

-Củng cố kiến thức về dao động cơ

-Rèn luyện cho HS kĩ năng giải bài tập về động học của dđđh, về con lắc lò xo, con lắc đơn, vềnăng lượng dao động

II.PHƯƠNG PHÁP PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC

-Viết công thức x,v,a của con lắc đơn và con lắc lò xo?

3.Bài mới

1 Một con lắc lò xo đặt nằm ngang gồm vật M có khối lượng 400g và lò xo có hệ số cứng 40N/m đang dao động điều hòa xung quanh vị trí cân bằng với biên độ 5cm Khi M qua vị trí cân bằng người ta thả nhẹ vật m có khối lượng 100g lên M (m dính chặt ngay vào M), sau đó hệ m và M dao động với biên độ