Vật ly 12 NC

Tiết 3: PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA VẬT RẮN Đặc điểm chuyển động Chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định.. Học sinh: Ôn lại phương trình động lực học của chất điểm trong

Trang 1

2 Kĩ năng:Vận dụng giải các bài tập đơn giản.

3 Liên hệ thực tế: Vai trò kiến của kiến thức trong khoa học và đời sống.

• Ôn lại phần động học chất điểm, chuyển động tròn đều ở lớp 10

III TIẾN TRÌNH TIẾT DẠY

HĐ1: Đặc điểm của vật rắn quay quanh một trục cố định

Hỏi : Khi vật rắn quay quanh một trục cố định, thì

góc quay của các điểm trên vật rắn có quan hệ như

thế nào?

Vì các điểm trên vật rắn đều quay một góc giống

nhau → chỉ cần lấy tọa độ góc ϕ của M trên vật rắn

làm tọa độ góc của vật rắn và thông báo công thức

tọa độ góc và qui ước dấu?

Hỏi : Tọa độ góc của các điểm sai khác nhau 2kπ

và (2k +1)π thì vị trí các véc tơ tia của chúng như

thế nào?

Trả lời câu hỏi C1

Nêu hai đặc điểm của chuyển động

+ OM > 0 + OM < 0

+ Giá trị đó là dương nếu góc được thực hiện

bằng cách quay trục Ox đến tia OM ngược chiều

kim đồng hồ

+ Giá trị đó là âm nếu góc được thực hiện

bằng cách quay trục Ox đến tia OM thuận chiều kim

đồng hồ

HĐ 2: Tốc độ góc

Hỏi : Phát biểu định nghĩa tốc độ góc.

Tốc độ góc là một đại lượng đại số Tốc độ góc có

giá trị dương khi vật rắn quay theo chiều dương qui

ước và âm khi ngược lại

Hỏi : Lập công thức tính tốc độ góc trung bình và

tức thời của vật rắn?

Khi ∆t nhỏ dần và tiến tới đến 0 thì tốc độ trung bình trở thành tốc độ tức thời

Phát biểu định nghĩa tốc độ góc tức thời bằng đạo

hàm theo thời gian của tọa độ góc

Tự nhìn sách ghi

HĐ 3: Gia tốc góc

Hỏi: Khi vật rắn quay không đều lúc đó tốc độ góc

thay đổi Để đặc trưng cho sự biến thiên nhanh hay

Tự hình thành định nghĩa gia tốc góc trung bình.

Trang 2

chậm của tốc độ góc ta đưa ra khái niệm gia tốc

góc

Hỏi: Định nghĩa gia tốc góc.

Gọi ω và ω0 lần lượt là tốc độ góc của vật rắn ở

thời điểm t và t0.

Hỏi: Lập công thức tính gia tốc góc trung bình và

tức thời của vật rắn?

Có phải dấu của gia tốc cho ta biết vật rắn quay

nhanh dần hay chậm dần không?

Hỏi : +γ.ω > 0 quay nhanh dần,

+γ.ω < 0 quay chậm dần

Khi ∆t nhỏ dần và tiến tới đến 0 thì gia tốc trung bình trở thành gia tốc tức thời

Phát biểu định nghĩa gia tốc góc tức thời bằng đạo

hàm theo thời gian của tốc độ góc

Tự nhìn sách ghi

HĐ 4: Các phương trình động học của chuyển động quay

Hướng dẫn hoạt động của Hs thông qua các câu

hỏi:

H1: Dựa và Sgk định nghĩa chuyển động quay đều?

H2: Trong công thức (1) chọn t0 = 0 → phương

trình chuyển động của vật rắn quay quanh một trục

cố định?

H3: Phương trình (3) có dạng tương tự như phương

trình nào đã học ở lớp 10?

Tiết 2:

Hỏi: Định nghĩa chuyển động quay biến đổi đều?

Hỏi: Phương trình (6) có dạng tương tự như

Đồ thị mô tả sự phụ thuộc ϕ vào t là đường gì?

Dạng của đồ thị này phụ thuộc như thế nào vào dấu

HĐ 5: Vận tốc và gia tốc của các điểm trên vật rắn quay

HĐ6: Khi vật rắn quay đều sung quanh trục quay

cố định thì mỗi điểm trên vật rắn cách trục quay

một đoạn r chuyển động tròn đều Dựa vào vật lý

10 Hs cho biết mối quan hệ giữa vận tốc góc với

vận tốc dài và gia tốc hướng tâm của các điểm đó?

Hỏi : + v = ωr

Thay đổi về hướng, không thay đổi về độ lớn

Trang 3

+ an = r.ω2 =

r

v 2

Nhấn mạnh gia tốc hướng tâm chỉ do sự biến thiên

phương và chiều của vận tốc dài mà gây ra!

Nếu vật rắn quay không đều, thì mỗi điểm trên vật

rắn chuyển động tròn không đều Trong chuyển

động này ngoài sự biến thiên phương, chiều của vận

tốc còn có sự biến thiên về độ lớn vận tốc Biến

thiên về độ lớn vận tốc gây nên gia tốc tiếp tuyến a t

Hỏi: Viết công thức tính gia tốc tiếp tuyến?

Các điểm trên vật rắn càng xa trục quay thì gia tốc

góc của nó như thế nào?

Thay đổi về hướng và cả độ lớn

+ Gia tốc pháp tuyến + Gia tốc tiếp tuyến

IV CỦNG CỐ, DẶN DÒ

1 Thường để đơn giản trong việc xác định dấu ω và γ ta nên chọn chiều quay dương là chiều quay vật rắn Khi đó ta luôn có ω > 0 và nếu vật quay

+ nhanh dần thì γ > 0, + và chậm dần thì γ < 0

2 HD trả lời các câu hỏi:

1/8(Sgk): Câu a vì: Các điểm khác nhau thì vẽ thành các đường tròn khác nhau

2/8(Sgk):

3/8sgk: Câu B vì: trong chuyển động quay nhanh dần thìγ.ω >0 ( cùng dấu)

3 Bài tập về nhà: Làm các bài tập: 1,2,3,4,5,6,7 trang 8,9 Sgk

• Rút kinh nghiệm:

Tiết 3: PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA VẬT RẮN

Đặc điểm chuyển

động

Chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định

Chuyển động thẳng của một chất điểm

Biến đổi đều γ

ϕ = ϕ0 + ω0t +

2

1

at2

ω2 – ω0 = 2γ (ϕ –ϕ0) v2 – v0 = 2a(x –x0)

t = 2ϕ

s 2

Trang 4

QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH

Ngày soạn: 24/8/2008

I Mục tiêu:

1.Kiến thức:

+ Biết cách xây dựng phương trình động lực học vật rắn

+ Hiểu được khái niệm momen là đại lượng đặc trưng cho chuyển động quay của một vậtquanh một trục

+ Thuộc và hiểu được công thức về momen động lượng của vật rắn và các đại lượng chứatrong công thức đó Định luật bảo toàn momen động lượng

2 Kĩ năng: Biết sử phương trình động lực học vật rắn để giải một số bài tập đơn giản.

3 Liên hệ thực tế: Vận dụng định luật bảo toàn mômen để giải thích một số hiện tượng trong cuộc

sống

II Chuẩn bị:

1 Giáo viện:

• Có thể chuẩn bị các hình ảnh có liên quan đến bài học

• Các hình động trên máy nếu được

2 Học sinh:

Ôn lại phương trình động lực học của chất điểm trong chuyển động quay quanh một trục

III.TIẾN TRÌNH TIẾT DẠY

HĐ I: Mối liên hệ giữa gia tốc góc và momen lực

Hs Quan sát h 3.1 để thảo luận

các câu hỏi sau:

tác dụng vào vật rắn, thì tác dụng làm quay vật phụ

thuộc như thế nào vào điểm đặt của lực?

b • Nếu lực có phương cắt trục quay, hoặc song với

trục quay thì có tác dụng làm quay vật rắn không? Vì

sao?

• Tác dụng làm quay vật lớn nhất khi phương của lực

quan hệ như thế nào với phương trục quay?

• Khi véc tơ lực đó nằm trong mặt phẳng ⊥ với trục

quay, thì lực này gọi là trực giao với trục quay

• Tổng kết các kết luận rút ra trong vấn đề thảo luận

mục a.; b để dẫn đến kết luận chung ở phần nội dung

Cho H quan sát hình 3.2 Sgk và các kết luận rút ra ở

mục 1

Lưu ý cho học sinh cách xác định cánh tay đòn

(Khoảng cách từ phương của lực đến trục quay)

Momen lực là đại lượng đại số, dấu của các momen

cho biết mômen lực này làm cho vật rắn quay theo

chiều nào

Khái niệm momen lựcViết được công thức tính độ lớn momen lực.Nêu qui ước dấu của momen

Qui ước dấu momen:

+ Momen lực F làm vật rắn quay theo chiều dương

thì M = +F.d,

HĐ II: Momen quán tính

∆

A

(+) (+)

F d

Trang 5

I = mr2 gọi là mômen quán tính của chất điểm đối với

Dựa trên kiến thức về momen quán tính của chất

điểm Gv thông báo về momen quán tính của vật rắn

đối với một trục bằng tổng các momen quán tính các

phần của vật đối với trục quay đó I = ∑

i

2 i

+Độ lớn momen quán tính phụ thuộc vào sự phân bố

các phần của vật đối với trục quay Nếu vật là đồng

chất thì momen quán tính phụ thuộc vào khối lượng,

hình dạng và kích thước của vật

+ Nếu vật không đồng chất hoặc có hình dạng bất kì

thì momen quán tính được xác định bằng thực

nghiệm

• Thông báo momen quán tính của một số vật đồng

chất đối với trục quay ∆ là trục đối xứng vật như ở

nội dung

Hs phát biểu mối quan hệ, và nêu ý nghĩa momen quán tính

Trả lời câu hỏi

Vận dụng tính momen quán tính của trái đất?

Thay số: I = 9,8.1027kg.m2

HĐ III: Phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục

• Dành thời gian cho Hs nhắc lại phương trình động

lực học của vật rắn quay quanh một trục

• Từ đó khái quát lên: Nếu vật rắn quay sung một trục

cố định ∆ và có momen quán tính đối với trục này I

Gọi M là tổng đại số các momen các lực đối với trục

quay ∆ tác dụng lên vật rắn khi đó phương trình Iγ

=M được gọi là pt động lực học của vật rắn quay

Tiết 4: BÀI TẬP VỀ PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN

QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH

Ngày soạn: 26/8/2008

Trang 6

I Mục tiêu:

1 Kiến thức:

Sử dụng được các công thức động học và động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định

2.Kĩ năng: Phương pháp giải bài toán động học của vật rắn quay quanh một trục.

3.Liên hệ thực tế:Vai trò kiến của kiến thức trong khoa học và đời sống.

1 Giáo viện:

2 Học sinh: Chuẩn bị các bài tập ở nhà.

bánh xe quay chậm dần đều dưới

tác dụng của momen lực nào?

• Dựa vào công thức ω2

-ω0=2γ ϕ → góc quay trong hai

giai đoạn và từ đó →số vòng quay

trong hai giai đoạn

Các học sinh còn lại nghe

và tóm tắt đề bài tập vàovở

Trang 7

Biết được khái niệm momen động lượng là một đại lượng vật lý, momen động lượng làmột đại lượng đại số-Viết được công thức tính momen động lượng với một trục Biết cách xác định dấumonen - Biết cách xây dựng biểu thức định luật II Niu-tơn dưới dạng khác làm xuất hiện momen lực vàmomen quán tính

2.Kĩ năng: Cách xác định giá trị của mômen động lượng

3 Liên hệ thực tế: Vai trò kiến của kiến thức trong khoa học và đời sống.

Gv tổ chức cho Hs dựa vào phương trình Iγ=M để

từ đó dùng phép biến đổi toán học dẫn đến dạng :M=

I

dt

d ω

Đại lượng L=Iω gọi là momen động lượng của vật

rắn nó đặc trưng cho vật vật rắn có momen quán tính

quay quanh một trục

Momen động lượng có phải là đại lượng đại số hay

không?

Công thức 3 được gọi là phương trình động lực học

của chất điểm trong chuyển động quay quanh một

trục

Nêu các trường hợp bảo toàn động lượng cho các

trường hợp và làm các thí nghiệm hay các hình động

chuẩn bị trên máy tính để làm minh họa

Ta biết công thức

dt

pddt

)vm(dF

+Vật có momen quán tính I thay đổi ( do thay đổi

h/dạng hay kích thước)

Hs dựa vào phương trình M=

dt

dL phát biểu Dạngkhác của phương trình động lực học của vật rắn quay

quanh một trục

Khái niệm momen động lượng, đơn vị

Định luật II Niu-tơn cho một chất điểm ở dạngkhác:

dt

pddt

)vm(dF

L = Iω → Dấu L là dấu ω→ L có tính cộng!

Tìm ra sự tương ứng giữa công thức p=mv với L =Iω?

Trả lời câu hỏi C

H Đ 2 Momen động lượng

Hãy viết phương trình động lực học của vật rắn quay

+ Mà :

Trang 8

Hãy viết công thức xác định gia tốc góc : γ =

t d

d ω ? Hướng dẫn học sinh hình khái niệm moment động

lượng ?

Hướng dẫn học sinh viết dạng khác của phương trình

động lực học của vật rắn chuyển động quay quanh

một trục

Em hãy cho biết khi M = 0 thì d d L t bằng bao nhiêu ?

γ =

t d

d ω + Ta có :

M = I

t d

dω

t d

I

+ Đặt : L = I ω : moment động lượng

H Đ 3 Định luật bảo toàn momen động lượng

Em hãy cho biết khi

t d

L d

= 0 thì moment động lượng

có đặc điểm gì ?

L = const

Học sinh suy nghĩ và trả lời

H Đ Các ví dụ về bảo toàn momen động lượng

+Hệ nhiều vật Trong trường hợp này thì trong pt trên

cần hiểu M là tổng đại số các momen ngoại lực tác

dụng lên hệ đối với cùng trục quay, và L tổng các

momen động lượng của các vật trong hệ với trục quay

đó

Gv cho Hs sinh nhận xét nếu M=0 thì momen động

lượng của vật (hay hệ vật) đối với trục quay có thay

đổi không?

Học sinh nhận xét nếu M=0 thì momen động lượng của vật (hay hệ vật) đối với trục quay

• Củng cố dặn dò: Bài tập về nhà: 1,2 trang 14 Sgk

Tiết 6: BÀI TẬP VỀ MÔMEN ĐỘNG LƯỢNG VÀ ĐL BẢO TOÀN MÔMEN ĐỘNG LƯỢNG

Ngày soạn: 30/8/2008

I Mục tiêu:

1 Kiến thức:

Sử dụng được các công thức động học và động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định -Qua hai bài mẫu, sử dụng được những điều đã học để giải các bài tập khác

Trang 9

2.Kĩ năng: Phương pháp giải bài toán động học và động lực học vật rắn quay quanh một trục.

3 Liên hệ thực tế:Vai trò kiến của kiến thức trong khoa học và đời sống.

2 Giáo viện:

khối lượng m=120g gắn vuông góc với trục quay

(D) thẳng đứng Trên thanh có đặt một viên bi

nhỏ khối lượng m=120g cho mômen quán tính

của thanh đối với trục quay O là 1

3Ml2

a Tính mômen quán tính của hệ

(thanh+bi) khi bi ở các vị trí sau:

+ Bi ở trung điểm thanh,+ Bi ở đầu A của thanh (hv)

b Ban đầu bi ở trung điểm thanh, và

thanh quay với vận tốc góc ω1=120vòng/phút,

trên thanh có một rãnh nhỏ cho nên khi thanh

quay thì bi dịch chuyển trên thanh theo rãnh nhỏ

Khi bi di chuyển đến đầu A của thanh thì vận tốc

góc của thanh lúc này là bao nhiêu?

Giả thiết l =1m, m =120g , m =120g, I1 = 1

3ml2

Kết luận

a Tính momen quán tính hệ khi bi ở:

+ Trung điểm thanh,+ đầu A

2 Một thanh nhẹ dài 1m quay đều trong mặt phẳng ngang sung quanh trục thẳng đứng đi qua trung điểm

của thanh Hai đầu thanh có hai chất điểm có khối lượng 2kg và 3kg Tốc độ của mỗi chất điểm là 5m/s.Mômen động lượng của thanh là

A L = 7,5 kgm2/s; B L = 10,0 kgm2/s; C L = 12,5 kgm2/s; D L = 15,0 kgm2/s

3 Một đĩa mài có mômen quán tính đối với trục quay của nó là 12kgm2 Đĩa chịu một mômen lực khôngđổi 16Nm, sau 33s kể từ lúc khởi động tốc độ góc của đĩa là

4 Một đĩa mài có mômen quán tính đối với trục quay của nó là 12 kgm2 Đĩa chịu một mômen lực khôngđổi 16Nm, Mômen động lượng của đĩa tại thời điểm t = 33s là

6 Các ngôi sao được sinh ra từ những khối khí lớn quay chậm và co dần thể tích lại do tác dụng của lực

hấp dẫn Tốc độ góc quay của sao

G

Trang 10

7 Một người đứng trên một chiếc ghế đang quay, hai cầm hai quả tạ Khi người ấy dang tay theo phương

ngang, ghế và người quay với tốc độ góc ω Ma sát ở trục quay nhỏ không đáng kể Sau đó người ấy co tay lại kéo hai quả tạ gần người sát vai Tốc độ góc mới của hệ “người + ghế”

A tăng lên B Giảm đi

C Lúc đầu tăng, sau đó giảm dần bằng 0 D Lúc đầu giảm sau đó bằng 0

8 Hai đĩa mỏng nằm ngang có cùng trục quay thẳng đứng đi qua tâm của chúng Đĩa 1 có mômen quán

tính I1 đang quay với tốc độ ω0, đĩa 2 có mômen quán tính I2 ban đầu đứng yên Thả nhẹ đĩa 2 xuống đĩa 1 sau một khoảng thời gian ngắn hai đĩa cùng quay với tốc độ góc ω

2

1

I

I ω

=

1

2

I

I ω

=

2 1

2

I I

I ω +

=

2 2

1

I I

I ω +

=

Đáp án: 1(D); 2(C); 3(C); 4(B); 5(D); 6(B); 7(A); 8(D).

Củng cố dặn dò:

Rút kinh nghiệm:

Tiết 7: ĐỘNG NĂNG CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC

Ngày soạn: 1/9/2008

A Mục tiêu bài học:

• Kiến thức

Trang 11

- Hiểu khái niệm khối tâm của vật rắn và định luật chuyển động của khối tâm của vật rắn.

- Hiểu trong thực tế, chuyển động của một vật rắn được xét như chuyển động khối tâm của nó

- Nắm vững khái niệm tổng hình học các véctơ biểu diễn các lực đặt lên một vật rắn và phân biệt đượckhái niệm này với tổng hợp lực đặt lên một chất điểm

- Hiểu và thuộc công thức động năng của vật rắn trong chuyển động tịnh tiến

• Kỹ năng

- Xác định khối tâm của vật rắn bất kỳ

- áp dụng tìm hợp lực các lực tác dụng lên vật; động năng của vật rắn chuyển động

B Chuẩn bị:

1 Giáo viên:

a) Kiến thức và dụng cụ:

- Hình vẽ 6.1 trên giấy để giải thích

- Một số hình vẽ, tranh ánh minh hoạ chuyển động quay của vật rắn) động c ơ, bánh đà )

- Những điều lưu ý trong SGV

b) Dự kiến ghi bảng: (Chia thành hai cột)

Bài 5 Động năng của vật rắn

1

) r ( m v

12

2 2

, I

2

1 2

1 1

Theo định luật bảo toàn momen động lượng:

I1ω1 = I2ω2 => ω2 = 3ω1.Động năng lúc cuối là:

J,,

.W)

(

I.I

32

12

1

1 2

1 1 2

2 2

2 Học sinh:

- Đủ SGK và vở ghi chép

C Tổ chức các hoạt động dạy học:

Hoạt động 1 ( phút) : ổn định tổ chức Kiểm tra bài cũ.

* Nắm sự chuẩn bị bài cũ và mới của học sinh

Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên

- Kiểm tra miệng, 1 đến 3 em

Hoạt động 2 ( phút) : Bài mới; phần I: Động năng của một vật tắn quay quanh trục cố định.

* Nắm được cách xác định động năng của vật rắn trong chuyển động quay

Trang 12

- Thảo luận nhóm.

- Trình bày cách xây dựng công thức

- Nhận xét bạn

- Trả lời câu hỏi C1, C2

- HD HS xây đựng công thức tính

- trình bày cách làm

- Nhận xét

- Yêu cầu HS trả lời câu hỏi C1, C2

Hoạt động 3 ( phút): Bài tập vận dụng.

* Cho học sinh bước đầu vận dụng công thức để tính động năng của vật

- Đọc SGK, tóm tắt bài

- Thảo luận nhóm Giải bài tập

- Trình bày cách giải

- Nhận xét (SGK)

- Đọc kỹ đầu bài và tóm tắt

- Giải bài toán tìm động năng lúc sau?

- Trình bày cách giải?

- Nhận xét

Củng cố dặn dò- Hướng dẫn về nhà : • Chuyển động của vật rắn chịu tác dụng của lực thế và các ngoại lực không sinh công thì cơ năng của vật bảo toàn • Bài tập về nhà: Làm các bài tập: 1,2,3 trang 30,31 Sgk VI: Rút kinh nghiệm:

Tiết 8: BÀI TẬP ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH

Ngày soạn: 3/9/2008

I Mục tiêu:

1 Kiến thức:

Sử dụng được các công thức động học và động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định -Qua hai bài mẫu, sử dụng được những điều đã học để giải các bài tập khác

2.Kĩ năng: Phương pháp giải bài toán động học và động lực học vật rắn quay quanh một trục 3.Liên hệ thực tế:Vai trò kiến của kiến thức trong khoa học và đời sống.

3 Giáo viện:

Phát biểu định luật bảo toàn mômen động lượng Lấy ví dụ để giải thích?

Gọi 1 Hs đọc đề bài tập

gọi 1 Hs lên bảng giải, cả lớp theo

giỏi

Hệ thống câu hỏi gợi ý

• Áp dụng định luật II Niutơn cho

chuyển động vật m1 và m2 và

phương trình động lực học vật rắn

cho ròng rọc M

• Chiếu lên chiều chuyển động để

được ba phương trình

• Để ý độ lớn các lực căng dây:

Bài 2 tr 21Sgk.

Giả thiết Hệ cơ học (máy A-tut) hình vẽ, biết

m2>m1 và hệ chuyển động theo chiều rơi của

quả nặng có khối lượng lớn

Kết luận Lập công thức tính gia tốc của hệ khi:

a Kể đến khối lượng ròng rọc.

b Suy ra trường hợp ròng rọc không có khối

lượng

Bài giải:

a

• Vì m2>m1 nên hệ chuyển động theo chiều m2

đi xuống và m1 đi lên

R

m 2

m 1

P 2

P 1

+

T2 T1

T / 2

T / 1

Trang 13

Hỏi: Khi bỏ qua khối lượng ròng

rọc thì ta phải có điều kiện gì?

• Chọn chiều dương là chiều chuyển động của mỗi vật

• Ta có:

m2a = m2g-T2 (1)

m1a = T1 – m1g (2)

Iγ=Ia/R = T2R –T1R (3)Nhân hai vế phương trình (1), (2) cho R rồi cộng ba phương trình vếtheo vế:

m2aR+ m1aR+Ia/R = m2gR-Rm1gR

→ a = (m2gR-Rm1gR) / (m2R+ m1R+I/R)hay: a =

m2 m1

g I

(Vật lý 10)

Bài tập trắc nghiệm:

1 Một bánh xe đạp chịu tác dụng của momen lực M1 không đổi là 20N.m Trong 10s đầu, tốc độ củabánh xe tăng từ 0 rad /s đến 15rad/s Sau đó momen M1 ngừng tác dụng, bánh xe quay chậm dần và dừnghẳn sau 30s Cho biết momen lực ma sát có giá trị không đổi trong suốt thời gian bánh xe quay và bằng0,25M1

a) Gia tốc góc của bánh xe trong các gia đoạn quay nhanh dần và chậm dần

b) Tính momen quán tính của bánh xe với trục

c) Tính động năng quay của bánh xe ở giai đoạn quay chậm dần

2 Một đĩa tròn đồng chất khối lượng m = 1kg, bán kính R = 20cm đang quay đều quanh trục vuông góc

với mặt đĩa và qua tâm của đĩa với tốc độ góc ω = 10rad/s Tác dụng lên đĩa một momen hãm Đĩa quaychậm dần và sau khoảng thời gian ∆t = 2s thì dừng lại Tính momen hãm đó

3 Hai vật A và B có cùng khối lượng m = 1kg, được liên kết với nhau bằng dây nối nhẹ, không dãn, vắt

qua ròng rọc không ma sát, có bán kính R = 10cm và momen quán tính I = 0,05kg.m2 (hình vẽ) Biết dâykhông trượt trên ròng rọc nhưng không biết giữa vật và bàn có ma sát hay không Khi hệ vật được thả tự do,người ta thấy sau 10s, ròng rọc quay quanh trục của nó được 2 vòng và gia tốc của các khối A và B khôngđổi Cho g = 10m/s2

a) Tính gia tốc góc của ròng rọc

b) Tính gia tốc của hai vật

c) Tính lực căng của dây ở hai bên ròng rọc

4 Một bánh xe có đường kính 4m quay với gia tốc góc không đổi 4 rad /s2, t0 = 0 là lúc bánh xe bắt đầuquay Tại thời điểm t = 2s vận tốc góc của bánh xe là

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

6 Một bánh xe có đường kính 4m quay với gia tốc góc không đổi 4 rad /s2, t0 = 0 là lúc bánh xe bắt đầuquay Vận tốc dài của một điểm P trên vành bánh xe ở thời điểm t = 2s là

A 16 m/s; B 18 m/s; C 20 m/s; D 24 m/s

7 Một đĩa mỏng, phẳng, đồng chất có thể quay được sung quanh một trục đi qua tâm và vuông góc với

mặt phẳng đĩa Tác dụng vào đĩa một mômen lực 960Nm không đổi, đĩa chuyển động quay quanh trục vớigia tốc góc 3rad/s2 Mômen quán tính của đĩa đối với trục quay đó là

Trang 14

A I = 160 kgm2; B I = 180 kgm2; C I = 240 kgm2; D I = 320 kgm2

8 Một đĩa mỏng, phẳng, đồng chất có bán kính 2m có thể quay được sung quanh một trục đi qua tâm và

vuông góc với mặt phẳng đĩa Tác dụng vào đĩa một mômen lực 960Nm không đổi, đĩa chuyển động quay quanh trục với gia tốc góc 3rad/s2 Khối lượng của đĩa là

9 Một ròng rọc có bán kính 10cm, có mômen quán tính đối với trục là I =10-2 kgm2 Ban đầu ròng rọc đang đứng yên, tác dụng vào ròng rọc một lực không đổi F = 2N tiếp tuyến với vành ngoài của nó Gia tốc góc của ròng rọc là

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

10 Một đĩa đặc có bán kính 0,25m, đĩa có thể quay sung quanh trục đối xứng đi qua tâm và vuông góc

với mặt phẳng đĩa Đĩa chịu tác dụng của một mômen lực không đổi M = 3Nm Sau 2s kể từ lúc đĩa bắt đầu quay tốc độ góc của đĩa là 24 rad /s Mômen quán tính của đĩa là

A I = 3,60 kgm2; B I = 0,25 kgm2; C I = 7,50 kgm2; D I = 1,85 kgm2

11 Một đĩa đặc có bán kính 0,25m, đĩa có thể quay sung quanh trục đối xứng đi qua tâm và vuông góc

với mặt phẳng đĩa Đĩa chịu tác dụng của một mômen lực không đổi M = 3Nm

Mômen động lượng của đĩa tại thời điểm t M = 2s kể từ khi đĩa bắt đầu quay là

A 2 kgm2/s; B 4 kgm2/s; C 6 kgm2/s; D 7 kgm2/s

Đáp án: 1(1,5rad/s; -0,5rad/s; 10kg.m2; 1125J); 2(-0,1N.m); 3(6,28rad/s2, 0,628m/s2, 9,17N, 6,03N); 4(B); 5(D); 6(A); 7(D); 8(C); 9(B); 10(B); 11(C)

Củng cố dặn dò: Giờ sau kiểm tra 1 tiết

Bài tập về nhà:

Làm các bài tập: 1,2,3 trang 23 Sgk

Tiết 9: KIỂM TRA

Ngày soạn: 3/9/2008

Trang 15

Phần đề trắc nghiệm:

Câu 1: Chọn câu sai

A Nếu vật rắn quay không đều thì tốc độ góc thay đổi theo thời gian

B Tốc độ góc và gia tốc góc là đại lượng đặc trưng cho chuyển động quay của vật rắn

C Nếu vật rắn quay đều thì gia tốc góc có độ lớn không đổi

D Các điểm trên vật rắn càng xa trục quay có gia tốc toàn phần càng lớn

Câu 2: Mô men quán tính của một quả cầu đặc đồng chất (khối lượng m, bán kính R) đối với trục đi qua tâm quả cầu là

A Mômen quán tính B Động năng của người

C Thế năng của người D Mômen động lượng

Câu 4: Coi trái đất là một khối cầu đồng chất có khối lượng 6.1024 kg, bán kính 6370km thì mômen động lượng của trái đất đối với trục đi qua hai địa cực có độ lớn là

1

C I ω 2

1

D I 22

Câu 6: 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 12,5 rad/s2 B 5,0 rad/s2 C 2,5 rad/s2 D 10,0 rad/s2

A Mômen quán tính của một hệ vật đối với một trục quay có tính chất cộng

B Mômen quán tính của vật đối với một trục quay là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật rắn đối với trục quay

đó

C Khi vật rắn quay quanh một trục mọi phần tử của vật rắn có cùng gia tốc góc nên mọi phần tử có cùng quán tính quay

D Mômen quán tính của vật rắn là một đại lượng luôn dương

Câu 8: Ở máy bay lên thẳng ngoài cánh quạt lớn còn có một cánh quạt nhỏ ở phía đuôi máy bay Cánh quạt nhỏ này có tác

dụng

A Tăng tốc cho máy bay B Giữ cho thân máy bay không quay

C Tạo ra lực nâng đuôi máy bay D Giảm sức cản của không khí lên máy bay

Câu 9: Trong chuyển động quay đều của vật rắn quanh một trục cố định, một điểm cách trục quay một khoảng R có

A tốc độ dài tỉ lệ nghịch với R B tốc độ góc tỉ lệ với R

C tốc độ góc tỉ lệ nghịch với R D tốc độ dài tỉ lệ với R

Câu 10: Một bánh đà có dạng một khối trụ mỏng, khối lượng 50kg, bán kính 30cm đang quay quanh trục đi qua tâm và vuông

góc với bề mặt của nó với tốc độ 120vòng/phút Công để hãm bánh đà dừng lại là

Câu 11: Một vật rắn quay quanh một trục với tốc độ góc ω

A động năng của vật tăng 2 lần khi tốc độ quay tăng hai lần và mômen quán tính giảm đi một nửa

B động năng của vật giảm hai lần khi mômen quán tính tăng hai lần

C động năng của vật tăng hai lần khi mômen quán tính tăng hai lần

D động năng của vật giảm 2 lần khi tốc độ quay giảm đi 2 lần

Câu 12: Một momen lực có độ lớn 30Nm tác dụng vào một bánh xe có momen quán tính đối với trục bánh xe là 2kgm2 Nếu bánh xe quay nhanh dần đều từ trạng thái nghỉ thì động năng của bánh xe ở thời điểm t = 10s là

A Eđ = 24,6kJ B Eđ = 18,3kJ C Eđ = 22,5kJ D Eđ = 20,2kJ

Câu 13: Một bánh xe quay tự do với tốc độ góc 450vòng/phút sung quanh một trục thẳng đứng Bánh xe thứ hai có mômen

quán tính gấp đôi bánh xe thứ nhất đang đứng yên được ghép đột ngột vào bánh xe thứ nhất Tốc độ góc của hệ hai bánh xe trên trục đó là.

A 225vòng/phút B 150vòng/phút C 300vòng/phút D 75vòng/phút

Câu 14: Một sợi dây dài 5,9m quấn quanh mép của một ròng rọc có đường kính 8cm Kéo dây làm cho ròng rọc quay nhanh

dần đều từ nghỉ với gia tốc không đổi là 1,5rad/s 2 Khoảng thời gian để sợi dây được tháo hết ra khỏi ròng rọc là.

Trang 16

Câu 15: Một ròng rọc có bán kính 10cm, momen quán tính đối với trục là I = 10 kgm Ban đầu ròng rọc đang đứng yên, tác dụng vào ròng rọc một lực không đổi F = 2N tiếp tuyến với vành ngoài của nó Sau đó 3s thì tốc độ góc của nó là

A 60 rad/s B 30 rad/s C 20 rad/s D 40 rad/s

Câu 16: Một đĩa mỏng, phẳng, đồng chất có thể quay được sung quanh một trục đi qua tâm và vuông góc với mặt phẳng đĩa.

Tác dụng vào đĩa một momen lực 960Nm không đổi, đĩa chuyển động quay quanh trục với gia tốc góc 3rad/s 2 Momen quán tính của đĩa đối với trục quay đó là:

A I = 160 kgm2 B I = 180 kgm2 C I = 240 kgm2 D I = 320 kgm2

Câu 17: Một vật rắn quay quanh một trục cố định với gia tốc góc không đổi Tính chất chuyển động quay của vật là

A Biến đổi đều B Nhanh dần đều C Đều D Chậm dần đều

Câu 18: Coi trái đất là một khối cầu đồng chất có khối lượng 6.1024 kg, bán kính 6370km thì động năng quay của trái đất quanh trục đi qua hai địa cực là.

A 4,12.1029 J B 2,57.1029 J C 3,76.1029 J D 3.02.1029 J

Câu 19: Đại lượng vật lý nào có thể được đo bằng đơn vị kg.m2 /s 2

A Mômen động lượng B Mômen quán tính

C Mômen lực D Động lượng

Câu 20: Một thanh nhẹ dài 1m quay đều trong mặt phẳng ngang sung quanh trục thẳng đứng đi qua trung điểm của thanh Hai

đầu thanh có gắn hai chất điểm có khối lượng 2kg và 3kg Tốc độ dài của mỗi chất điểm là 5m/s Momen động lượng của thanh là

A L = 10,0 kgm2 /s B L = 15,0 kgm2 /s C L = 12,5 kgm2 /s D L = 7,5 kgm2 /s

Câu 21: Một quả cầu đặc đồng tính có khối lượng 1,6kg, bán kính 0,4m có thể quay tự do sung quanh trục đi qua tâm Tác

dụng vào quả cầu một mômen lực không đổi trong khoảng thời gian 15s làm cho tốc độ góc của nó tăng từ 0 đến 300rad/s Lực gây ra mômen này có độ lớn nhỏ nhất là.

A 5,12N B 6,12N C 3,46N D 4,83N

Câu 22: Một bánh xe có đường kính 50cm quay nhanh dần đều trong 4s tốc độ góc tăng từ 120vòng/phút lên 360vòng/phút.

Gia tốc hướng tâm của điểm M ở vành bánh xe sau khi tăng tốc được 2s là

= ϕ

C ϕ = ϕ0+ ω0t + γ t2 D 0 0t2

2

1

t + ω γ

+ ϕ

= ϕ

Câu 24: Một mômen lực không đổi tác dụng vào một vật rắn có trục quay cố định Đại lượng nào sau đây của vật rắn thay đổi

A Khối lượng B Mômen quán tính C Gia tốc góc D Tốc độ góc

A Mômen động lượng của một vật rắn là đại lượng vô hướng luôn dương

B Đơn vị của mômen động lượng là kg.m2 /s

C Mômen động lượng của một vật rắn tỉ lệ thuận với tốc độ quay của vật

D Tổng các mômen ngoại lực tác dụng lên vật rắn bằng không thì mômen động lượng của vật không đổi

Chương II - DAO ĐỘNG CƠ

Tiết 10 – 11: DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

Trang 17

- Biết cách thiết lập phương trình động lực học của con lắc lo xo.

- Biết rằng biểu thức của dao động điều hoà là nghiệm của phương trình động lực học

- Hiểu rõ các đại lượng đặc trưng của dao động điều hoà: biên độ, pha, tần số góc, chu kỳ, tần số

- Biết tính toán và vẽ đồ thị biến đổi theo thời gian của li độ, vận tốc và gia tốc trong dao động điều hoà(DĐĐH)

- Hiểu rõ khái niệm chu kỳ và tần số của dao động điều hoà

- Biết biểu diễn dao động điều hoà bằng vectơ quay

- Biết viết điều kiện ban đầu tuỳ theo cách kích thích dao động và từ điều kiện ban đầu suy ra biên độ A

và pha ban đầu ϕ

• Kỹ năng

- Giải bài tập về động học dao động

- Tìm được các đại lượng trong phương trình dao động điều hoà

- Những điều cần lưu ý trong SGV

Bài 6 dao động điều hoà

+ (ωt + ϕ): pha của dao động

+ ϕ: pha ban đầu

1 T

2 t

cos A

7 Gia tốc trong dao động điều hoà:

- Phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều của vật

Hoạt động 1 ( phút) : ổn định tổ chức.

Trang 18

* Nắm được chuẩn bị bài của học sinh.

- Báo cáo tình hình lớp

- Nghe và suy nghĩ

- Tình hình học sinh

- Giới thiệu về chương 2

Hoạt động 2 ( phút): Bài mới: Dao động cơ học Phần I: Dao động - Phương trình động lực học.

* Nắm được cách lập phương trình dao động điều hoà

- Nghiên cứu bào toán

- Thảo luận nhóm, chọn hệ quy chiếu, tìm lực tác

Hoạt động 3 ( phút): Nghiệm phương trình, các đại lượng trong phương trình dao động điều hoà.

* Nắm được phương trình dao động điều hoà, ý nghĩa các đại lượng trong phương trình dao động điều hoà

- Thay x = Acos(ω+ϕ)vào phương trình động lực

học ở trên.v

- Kết quả đúng

- Nhận xét

+ Nghiệm của phương trình động lực học:

- Cho HS biết nếu nghiệm là x = Acos(ωt+ϕ) thì thay vào phương trình sẽ đúng Hướng dẫn HS thay vào phương trình

- Chứng tỏ đó là nghiệm phương trình

- Đọc SGK

- Nêu ý nghĩa từng đại lượng

+ Các đại lượng đặc trưng của dao động điều hoà

- GV yêu cầu HS đọc SGK và nêu các đại lượng

Hoạt động 4 ( phút) : Chu kỳ, tần số, vận tốc, gia tốc của dao động điều hoà.

* Nắm được cách xác định chu kỳ, tần số, vận tốc, gia tốc của dao động điều hoà

- Biến đổi x = Acos(ωt+ϕ) = x = Acos(ωt+ϕ+2π)

x = Acos{ω(t + 2π/ω)+ϕ]

- Thời gian t và t +2π/ω có cùng trạng thái dao

động, nên 2π/ω là chu kỳ dao động

- Từ khái niệm tần số => f = 1/T và tìm được ω

- Trả lời câu hỏi C1, C2

+ Chu kỳ và tần số:

- Nêu khái niệm chu kỳ?

- Từ phương trình pha cộng thêm 2π, x không đổi

- a ngược pha với li độ

+ Gia tốc trong dao động điều hoà

- Tìm a? Nhận xét?

Hoạt động 5 ( phút): Biểu diễn dao động điều hoà bằng vectơ quay.

Trang 19

* Nắm được cách biểu diễn dao động điều hoà bằng vectơ quay.

- Đọc SGK

- Thảo luận nhóm

- Nêu cách biểu diễn

- Tìm cách biểu diễn? HD đọc SGK - Nêu cách làm (3 bước) - Nhận xét, bổ sung, tóm tắt Hoạt động 6 ( phút): Điều kiện ban đầu: sự kích thích dao động. * Nắm được sự phụ thuộc của điều kiện ban đầu với phương trình dao động điều hoà Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên - Tìm A và ϕ từ điều kiện ban đầu - Thảo luận nhóm - Nêu cách làm - Nhận xét

- HD: khi t = 0 => x = ?, v = ? - Ta tìm được A và ϕ không? Tìm? - Ngược lại: từ phương trình tìm cách kích thích dao động? Hoạt động 7 ( phút): Vận dụng, củng cố Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên - Đọc SGK - Trả lời câu hỏi - Ghi nhận kiến thức - Trả lời câu hỏi trong phiếu thọc tập - Tóm tắt bài Đọc “Em có biết” sau bài học - Đánh giá, nhận xét kết quả giờ dạy Hoạt động 8 ( phút): Hướng dẫn về nhà Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên - Ghi câu hỏi và bài tập về nhà - Về làm bài và đọc SGK bài sau - Trả lời các câu hỏi và làm bài tập trong SGK - BT trong SBT: - Làm bài tập giờ sau chữa Củng cố dặn dò- Hướng dẫn về nhà : • Chuyển động của vật rắn chịu tác dụng của lực thế và các ngoại lực không sinh công thì cơ năng của vật bảo toàn • Bài tập về nhà: Làm các bài tập: Sgk D: Rút kinh nghiệm

Tiết 12: BÀI TẬP

Ngày soạn: 10/9/2008

I MỤC TIÊU

Kiến thức:

- Phương trình li độ, vận tốc, gia tốc của dao động đ.hòa

- Chu kỳ, tần số của dao động điều hòa

- Con lắc lò xo, chứng minh dao động điều hòa

Kỹ năng

- Xác định được điều kiện ban đầu, viết phương trình dao động

- Giải các bài toán động học về dao động điều hòa

II CHUẨN BỊ

Giáo viên:

Trang 20

- Các bài tập chứng minh dao động điều hòa, viết phương trình dao động, xác định các đại lượng của dao động điều hòa

Học sinh:

Xem trước, làm các bài tập trong SGK và Sách BT

III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

Ổn định tổ chức lớp và kiểm tra bài cũ (7 phút):

- Trả lời câu hỏi.

- Nhận xét câu trả lời của bạn

- Nêu câu hỏi kiểm tra:

+ Chu kỳ, tần số của dao động điều hòa + Phương pháp biểu diễn dao động điều hòa bằng vectơ quay

- Chỉnh lý, nhận xét câu trả lời của HS

Hoạt động 2 (13 phút): Phương pháp giải bài toán chứng minh dao động điều hòa

- áp dụng phương pháp động lực học chứng minh dao

động điều hòa của con lắc lò xo trong một số trường

hợp

-

- Nêu nội dung phương pháp động lực học chứng minh dao động điều hòa.

- Hướng dẫn áp dụng phương pháp theo từng bước + Vẽ hình

+ Chọn hệ qui chiếu + Viết phương trình động lực học cho hai trạng thái cân bằng và dao động

+ Chiếu phương trình động lực học lên hệ qui chiếu tìm phương trình vi phân và phương trình dao động

Hoạt động 3 (15 phút): Xác định biên độ, pha ban đầu, viết phương trình dao động, xác định các đại lượng của dao

động điều hòa.

- Giải bài tập 2

- Hai HS lên bảng giải bài tập 1&3 SGK

- Hướng dẫn giải bài tập 2 SGK

Củng cố, ra bài tập về nhà: Bài tập 2.13 - 2.22 SBT

IV: Rút kinh nghiệm

Tiết 13: CON LẮC ĐƠN, CON LẮC VẬT LÝ

Ngày soạn: 15/9/2008

- Biết cách thiết lập phương trình động lực học của con lắc đơn, có khái niệm về con lắc vật lí

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

- Củng cố kiến thức về dao động điều hoà đã học trong bài trước và lặp lại bài này

Kỹ năng

- Thiết lập phương trình dao động bằng phương pháp động lực học

- Giải một số bài tập về dao động điều hoà

Trang 21

B Chuẩn bị:

1 Giáo viên:

- Một con lắc đơn, một con lắc vật lí cho học sinh quan sát trên lớp

- Một con lắc vật lí (phẳng) bằng bìa hoặc bằng tấm gỗ Trên mặt có đánh dấu vị tí khối tâm G và khoảng cách OG từ trục quay tới khối tâm

Bài 7 Con lắc đơn Con lắc vật lí

1 Con lắc đơn: SGK

2 Phương trình động lực học:

+ Vật ở M xác định bởi cung OM = s, góc giữa

day treo và phương thẳng đứng là α

−

) P (

+ Phương trình động lực học: − mgd sin α = I α ''Với dao động nhỏ sin α ≈ α, ta có:

0

= α +

α I

Ta được phương trình: α’’ + ω2α = 0+ Với nghiệm: α = α 0 cos( ω t + ϕ )

5 Hệ dao động: SGK+ Hệ chỉ có nội lực tác dụng thì dao động tự do.+ Hệ dao động tự do với tần số góc riêng ω0:

* Nắm sự chuẩn bị bài của học sinh

Hoạt động 2 ( phút) : Bài mới: Bài 7 Con lắc đơn Phần 1: Con lắc đơn.

* Nắm được cấu tạo con lắc đơn, trong chuyển động của con lắc đơn với biên độ nhỏ

- Đọc SGK tìm hiểu về con lắc đơn và chuyển + Con lắc đơn:

Trang 22

Hoạt động 3 ( phút): Phần 2: Con lắc vật lí Hệ dao động.

* Nắm được cấu tạo, phương trình chuyển động con lắc vật lí Hệ dao động

- Ghi câu hỏi và bài tập về nhà

- Về làm bài và đọc SGK bài sau

- Trả lời các câu hỏi và làm bài tập trong SGK

- BT trong SBT:

- Đọc bài sau trong SGK

D: Rút kinh nghiệm

Tiết 14: BÀI TẬP VỀ CLĐ VÀ CON LẮC VẬT LÝ

Ngày soạn: 17/9/2008

A Mục tiêu:

- Dao động nhỏ của CLĐ là dao động điều hoà với chu kì T.

- Chu kì dao động của con lắc Vật lý.

- Vẽ đồ thị của vật dao động điều hoà.

- Giải các bài toán với chu kì dao động nhỏ của CLĐ.

- Giải được bài toán đồng hồ có chu kì phụ thuộc vào độ cao và nhiệt độ.

B Chuẩn bị:

1 Giáo viên:

- Một số bài tập trong SGK và bài tập khác.

Trang 23

- Phương pháp giải bài tập.

2 Học sinh:

- Ôn lại kiến thức về dao động điều hoà của con lắc đơn.

- Một số bài tập trong SGK và SBT.

C Tổ chức các hoạt động dạy học :

- Kiểm tra miệng, 1 đến 3 em.

Hoạt động 2 ( phút) : Bài mới: Bài tập về CLĐ và con lắc vật lý

Bài tập 1: CLĐ dài l 1 có chu kì T 1 CLĐ dài l 2 có chu kì T 2, CLĐ dài l 3 = l 1 + l 2 có chu kì T 3 = 4,8s, CLĐ dài l 4 = l 1 –

l 2 có chu kì T 4 = 1,6s Biết gia tốc trọng trường là g = 9,81m/s 2 Tính T 1 , T 2 , l 1 , l 2

- Ghi câu hỏi và bài tập về nhà.

- Về làm bài và đọc SGK bài sau.

- BT trong SBT:

- Đọc bài sau trong SGK.

Tiết 15: NĂNG LƯỢNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

Ngày soạn: 20/9/2008

- Biết cách tính toán và tìm ra biểu thức của 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 dụng của lực thế

• Kỹ năng

- Có kỹ năng giải bài tập có liên quan như tính thế năng, động năng của con lắc đơn

- Vẽ đồ thị thế năng, động năng của vật dao động điều hoà

Trang 24

- Đọc những điều lưu ý trong SGV.

Bài 8 Năng lượng trong dao động điều hoà

1 Sự bảo toàn năng lượng trong dao động điều hoà:

Vật chỉ chịu tác dụng của lực thế nên cơ năng bảo

toàn

2 Biểu thức của thế năng:

) t ( cos kA kx

2

1 2

1

3 Biểu thức của động năng:

) t ( sin A m mv

Wd = 2 = ω 2 2 2 ω + ϕ

2

1 2

1

4 Biểu thức của cơ năng:

const A

m kA

W W

W = t+ d = 2 = ω 2 2 =

2

1 2

1

5 Lưu ý:

2

2 1 2

) t ( cos kA kA

4

1 4

* Nắm việc chuẩn bị và học bài của học sinh

- Trả lời câu hỏi của thày

- Nhận xét bạn

- Yêu cầu: trả lời về con lắc đơn và con lắc vật lí

Hoạt động 2 ( phút) : Bài mới: Tiết 15 Năng lượng trong dao động điều hoà Phần 1: Cơ năng của vật

dao động điều hoà

* Nắm được cơ năng của vật dao động điều hoà

- Trả lời câu hỏi thày nêu

- Ngoại lực, là lực thế, Cơ năng bảo toàn

- Vật dao động điều hoà chịu tác dụng lực nào?

- Cơ năng như thế nào? Tại sao?

Hoạt động 3 ( phút): Phần 2: Biểu thức động năng, thế năng và cơ năng.

* Nắm được biểu thức của động năng, thế năng và cơ năng

+ Biểu thức cơ năng:

- HD HS đọc SGK xây dựng biểu thức cơ năng

Trang 25

- BT trong SBT:

Tiết 16: BÀI TẬP VỀ DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

P1 Chứng tỏ phù kế nổi trong chất lỏng có thể dao động điều hoà theo phương thẳng đứng.

P2 Một chất điểm dao động điều hoà theo phương trình: x , cos( t )( cm ).

2 10 5

=

Trang 26

a) Vào thời điểm nào thì pha dao động đạt giá trị

6

5 π

, lúc ấy li độ x là bao nhiêu?

b) điểm M qua vị trí x = 2, 5cm vào những thời điểm nào? Phân biệt những lần đi theo chiều dương

và chiều âm

c) Tìm tốc độ trung bình của điểm M trong một chu kỳ dao động

P3 Một con lắc lò xo gồm một vật nặng có khối lượng m = 0,4kg gắn vào đầu một lò xo có độ cứng

k = 40N/m Vật nặng ở vị trí cân bằng Dùng búa gõ vào quả nặng, truyền cho nó vận tốc ban đầu bằng

20 cm /s

a) Viết phương trình dao động của vật nặng

b) Muốn cho biên độ dao động bằng 4cm thì vận tốc ban đầu truyền cho vật là bao nhiêu?

1 2

1 10

d) Dự kiến ghi bảng: (Chia thành hai cột)

Bài tập về dao động điều hoà

1 Bài tập 1: SGK

+ Chọn trục Ox hướng xuống, gốc thời gian

lức thả vật Vị trí vật xác định bởi điểm M trên

Chứng tỏ vật DĐH với

m gs

ρ

=

2 Bài tập 2: SGK

3 Bài tập 3: SGK

(Ghi tóm tắt và giảiG)

2 Học sinh:

- Ôn lại dao động điều hoà, con lắc đơn, con lắc lò xo

Hoạt động 1 ( phút) : ổn định tổ chức Kiểm tra bài cũ: Kết hợp bài mới.

Hoạt động 2 ( phút) : Bài mới: Bài tập về dao động điều hoà Bài tập 1

Trang 27

- Lưu ý: Từ điều kiện ban đầu ta lập được hệ 2 phương trình với x0 và

v0 Giải hệ ta được A và ϕ vmax = Aω khi x = 0

± n 1 n

1 , với ε << 1 n là nguyên hoặc phân, dương hoặc âm.Tìm chu kỳ dao động T’, số lần dao động n = t/T’, thì thời gian đồng

hồ chỉ (mỗi lần dao động đồng hồ chỉ thời gian 1 chu kỳ T) là t’ = n.T

Từ đó tìm được thời gian nhanh (chậm)

- Nhận xét, bổ sung, tóm tắt

Hoạt động 6 ( phút): Vận dụng, củng cố Trong giờ.

Tiết 17: DAO ĐỘNG TẮT DẦN VÀ DAO ĐỘNG DUY TRÌ

Ngày soạn: 25/9/2008

- Hiểu được nguyên nhân làm tắt dần dao động là do ma sát nhớt tạo nên lực cản đối với vật dao động

Ma sát nhỏ dao động tắt dần chậm Ma sát lớn tắt dần nhanh và quá lớn thì vật không không dao độngđược

- Biết được nguyên tắc làm cho dao động có ma sát được duy trì

• Kỹ năng

- Giải thích nguyên nhân tắt dần của dao động

- Giải thích cách làm dao động duy trì, phân biệt dao động duy trì và dao động tự do

B Chuẩn bị:

1 Giáo viên:

- Bốn con lắc dao động trong các môi trường khác nhau để HS quan sát trên lớp

- Vẽ 10.2 trong SGK lên bìa

Trang 28

Bài 10 Dao động tắt dần và dao động duy trì.

1 Quan sát dao động tắt dần: SGK

2 Đồ thị dao động tắt dần: Hình vẽ

3 Lập luận về dao động tắt dần:

+ Ma sát nhớt SGK chữ nhỏ

+ Lực ma sát nhớt làm năng lượng hệ giảm

+ Dao động tắt dần càng nhanh nếu môi trường càng nhớt

4 Dao động duy trì: Nếu cung cấp thêm năng lượng cho vật bù lại năng lượng tiêu hao do ma sát mà chu

kỳ riêng không thay đổi thì dao động duy trì

2 Học sinh:

- Ôn lại một số kiến thức: Dao động tự do, phương trình dao động điều hoà

* Nắm được việc học bài cũ và chuẩn bị bài mới của học sinh

- Lên làm bài tập

- Nhận xét bạn

- Yêu cầu: trả lời về dao động tự do

- Kiểm tra 2 đến 4 em

Hoạt động 2 ( phút) : Bài mới: Bài 10 Dao động tắt dần Dao động duy trì Phần 1: dao động tắt dần.

* Nắm được hiện tượng điện tắt dần, đồ thị dao động, nguyên nhân dao động tắt dần

- Quan sát hiện tượng,

Hoạt động 3 ( phút): Dao động duy trì, ứng dụng.

* Hiểu được dao động duy trì và ứng dụng dao động tắt dần

- Dao động duy trì: con lắc đồng hồ như thế nào?

- Dao động tắt dần: Giảm rung (giảm sóc) thế nào?

Trang 29

- Ghi câu hỏi và bài tập về nhà.

- BT trong SBT:

Tiết 18: DAO ĐỘNG CƯỠNG BỨC, CỘNG HƯỞNG

Ngày soạn: 30/9/2008

- Biết được dao động cưỡng bức khi ổn định có tần số bằng tần số ngoại lực, có biên độ phụ thuộc tần

số ngoại lực Biên độ cực đại khi tần số ngoại lực bằng tần số riêng của hệ vật dao động Hiện tượng biên

độ dao động cưỡng bức đạt giá trị cực đại gọi là cộng hưởng Cộng hưởng thể hiện rõ khi ma sát nhỏ

- Biết được hiện tượng cộng hưởng có nhiều ứng dụng trong thực tế và kể ra một vài ứng dụng đó

• Kỹ năng

- Giải một số bài tập có liên quan đến hiện tượng cộng hưởng

- Phân biệt dao động duy trì và dao động cưỡng bức

B Chuẩn bị:

1 Giáo viên:

- Thí nghiệm về dao động cưỡng bức, cộng hưởng (SGK)

Bài 11 Dao động cưỡng bức Cộng hưởng

1 Dao động cưỡng bức:

4 Phân biệt dao động cưỡng bức CB và dao động duy trì DT:

Trang 30

+ Là dao động chịu tác dụng lực biến đổi điều

hoà

+ Giai đoạn chuyển tiếp: dao động rất phức tạp

+ Giai đoạn ổn định: dao động điều hoà tần số

bằng tần số ngoạn lực, biên độ dao động tỉ lệ với

biên độ của ngoại lực

2 Cộng hưởng: (SGK) khi ω = ω0

3 ảnh hưởng của ma sát:

Fms giảm thì Amax tăng hiện tượng rõ nét

+ Đều dưới tác dụng của ngoại lực biến thiên.+ Tần số ngoại lực: ωCB ≠ ω0; ωDT = ω0.Dao động CB với tần số = tần số lực CB và khi cócộng hưởng giống dao động DT

5 ứng dụng hiện tượng cộng hưởng:

Hoạt động 2 ( phút) : Bài mới: Bài 11 Dao động cưỡng bức Cộng hưởng Phần 1: Dao động cưỡng bức.

* Nắm được các giai đoạn của dao động cưỡng bức, phụ thuộc của biên độ vào tần số ngoại lực

- Đọc SGK, Thảo luận nhóm

- Trình bày khái niệm

- Nhận xét bạn

+ Dao động cưỡng bức

- Đọc SGK, tìm hiểu dao động cưỡng bức

- Nêu khái niệm? Mô tả dao động? Đồ thị?

Hoạt động 3 ( phút): Phân biệt dao động cưỡng bức, dao động duy trì; ứng dụng cộng hưởng.

* Phân biệt được dao động cưỡng bức, duy trì, tự do, nắm được ứng dụng hiện tượng cộng hưởng

- Đọc SGK phân biết hai loại dao động

- Trả lời câu hỏi

- Trả lời câu hỏi 1, 2

- Tóm tắt bài Đọc “Em có biết” sau bài học

Trang 31

- Ghi nhận kiến thức - Đánh giá, nhận xét kết quả giờ dạy.

Hoạt động 5 ( phút): Hướng dẫn về nhà.

- BT trong SBT:

- Có kỹ năng dùng cách vẽ Fre-nen để tổng hợp hai dao động có cùng tần số góc

- Hiểu được tầm quan trọng của độ lệch pha khi tổng hợp hai dao động

- Phương pháp vectơ quay, Độ lệch pha hai dao động điều hoà cùng tần số

- Hình vẽ phương pháp véc tơ quay; mô hình véctơ quay

Bài 12 Tổng hợp dao động

1 Vấn đề tổng hợp dao động: SGK

2 Tổng hợp 2 dao động hình sin cùng tần số:

+ OM cũng quay cùng vận tốc góc ω

+ Vậy tổng hợp 2 dao động điều hoà cùng tần số

là 1 dao động điều hoà cùng tần số đó

Trang 32

+ Hai dao động: x1 = A1cos(ωt + ϕ1),

x2 = A2cos(ωt + ϕ2) Tổng x = x1 + x2

+ Biểu diễn mỗi dao động bằng một vectơ quay

- Vẽ OM 1 có độ dài A1 hợp với Ox góc ϕ1 (t=0)

- Vẽ OM 2 có độ dài A2 hợp với Ox góc ϕ2 (t=0)

+ Vẽ OM = OM 1 + OM 2 ta thấy hình chiếu của

OM là x = x1 + x2 Vậy OM biểu diễn dao động

b) Pha ban đầu:

2 2 1 1

ϕ+

ϕ

ϕ+

ϕ

=ϕ

cosAcosA

sinAsinA

c) Nhận xét: A phụ thuộc vào A1, A2 và (ϕ2 – ϕ1)

) A A ( A A

A1− 2 ≤ ≤ 1+ 2

2 Học sinh:

- Cách biểu diễn dao động điều hoà bằng vectơ quay

- Độ lệch pha hai dao động điều hoà

- Đọc những điều cần lưu ý trong SGV

Hoạt động 2 ( phút) : Bài mới: Tổng hợp dao động Phần 1: Vấn đề tổng hợp dao động.

* Nắm được tổng hợp dao động điều hoà là việc thực tế diễn ra

- Dao động của vật như thế nào?

- Chúng ta chỉ nghiên cứu tổng hợp các dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số

Hoạt động 3 ( phút): Tổng hợp hai hàm dạng sin cùng phương cùng tần số góc Cách vẽ Fre -nen.

* Nắm được phương pháp Fre -nen tổng hợp 2 dao động điều hoà cùng tần số

- Đọc SGK

- Xây dựng cách biểu diễn từng vectơ và tổng

vectơ

- Nhận xét theo HD của thày

+ Tổng của hai hàm dạng sin cùng ω PP Fre-nen

- HD HS đọc nghiên cứu phương pháp biểu diễntừng vectơ và vectơ tổng

- 2 vectơ quay cùng ω thì góc giữa 2 vectơ khôngđổi, vectơ tổng cũng quay cùng ω

- Hình chiếu vectơ tổng bẳng tổng hình chiếu 2vectơ, nên vectơ tổng lừ tổng hợp 2 DĐĐH

- Góc giữa hai vectơ là độ lệch pha 2 DĐĐH

- Nghiên cứu và trình bày

Trang 33

- BT trong SBT: giờ sau chữa

Bài tập về dao động điều hoà

1 Bài tập 2(Tr 51 SGK)

+ Hai con lắc có các điều kiện như nhau nhưng

khối lượng khác nhau, con lắc nặng có năng

lượng lớn hơn nên dao động lâu tắt hơn

Xe chạy trên đường khi va vào vật cản làm cho

xe bị xóc, khung xe bị kích thích dao động cưỡng

bức trên hệ thống treo với chu kì bằng khoảng

thời gian giữa hai lần xóc liên tiếp, xe bị rung

mạnh nhất khi có cộng hưởng

0 0

T

s v T

v

s

(Ghi tóm tắt và giải)

2 Học sinh:

Trang 34

- Ôn lại dao động tắt dần, dao động cưỡng bức, cộng hưởng, sự tổng hợp dao động.

Hoạt động 1 ( phút) : ổn định tổ chức Kiểm tra bài cũ: Kết hợp bài mới.

Hoạt động 2 ( phút) : Chữa bài tập 2(Tr 51 SGK)

- Lưu ý: Biễn diễn các dao động điều hòa trên giản đồ vectơ, chú ý tỉ

lệ xích, dựa trên giản đồ tìm dao động tổng hợp

Trang 35

- Hiểu được hai phương án thí nghiệm để xác định chu kỳ dao động của con lắc đơn và con lắc lò xo.

- Thực hiện được trong hai phương án để xác định chu kỳ dao động của một con lắc

- Tính được gia tốc trọng trường từ kết quả thí nghiệm với con lắc đơn

- Củng cố kiến thức về dao động cơ học, kỹ năng sử dụng thước đo độ dài và đồng hồ đo thời gian

- Bước đầu làm quen với phòng thí nghiệm ảo và đặc biệt là dùng dao động ký ảo để vẽ đồ thị của daođộng cơ học (phi điện)

- Một đồng hồ bấm giây (hoặc đồng hồ đeo tay có kim giây)

- Một thước đo độ dài có chia mm

- Hai quả nặng 50g, 20g có móc treo

- Giấy kẻ ô milimét để vẽ đồ thị

Với phương án 2:

Trang 36

- Máy vi tính.

- Phần mềm thí nghiệm ảo

- Cài đặt phần mềm vào máy tính

- Giấy kẻ ô milimét để vẽ đồ thị

+ Về kiến thức: Để học sinh hiểu được cả hai phương án thí nghiệm, sau đó thực hiện một, cần yêu cầu

học sinh ôn tập các kiến thức sau:

- Khái niệm về con lắc đơn, con lắc lò xo, điều kiện dao động nhỏ

- Các công thức về dao động của con lắc đơn và con lắc lò xo

- Chú ý vai trò của gia tốc trọng trường đối với dao động của con lắc đơn và con lắc lò xo thẳng đứng.+ Những điều lưu ý trong SGV

Bài 13 Thực hành:

Xác định chu kỳ dao động của con lắc đơn

hoặc con lắc lò xo và gia tốc trọng trường

+ Tạo con lắc đơn

+ Cho con lắc dao động

+ Tạo con lắc lò xo

+ Cho con lắc dao động

Về kiến thức: Ôn tập các kiến thức sau:

- Khái niệm về con lắc đơn, con lắc lò xo, điều kiện dao động nhỏ

- Các công thức về dao động của con lắc đơn và con lắc lò xo

Hoạt động 2 ( phút) : Bài mới: Tiến hành thí nghiệm thực hành Phương án 1.

* Nắm được các bước tiến hành thí nghiệm, làm thí nghiệm, ghi kết quả

- Phân nhóm

- Tiến hành lắp đặt theo thày HD

+ HD HS lắp đặt thí nghiệm

- Hướng dẫn các nhóm lắp đặt thí nghiệm

Trang 37

- Tiến hành lắp đặt TN - Kiểm tra cách lắp đặt, HD cách lắp cho đúng.

- Tiến hành làm THN theo các bước

- Đọc và ghi kết quả TN

- Làm ít nhất 3 lần trở lên

- Tính toán ra kết quả theo yêu cầu của bài

+ HD HS làm TN theo các bước

- Hướng dẫn các nhóm đọc và ghi kết quả làm TN

- Kiểm tra kết quả các nhóm, HD tìm kết quả cho chính xác

Hoạt động 3 ( phút) : Phương án 2.

* Nắm được các bước tiến hành thí nghiệm ảo, ghi kết quả

- Làm TH theo HD của thày

- Quan sát và ghi KQ TH

- Tính toán kết quả

- Sử dụng thí nghiệm ảo như SGK

- Hướng dẫn HS làm thí nghiệm theo các bước

- Ôn tập lại chương II

- Thu nhận, tìm cách giải

Chương III: SÓNG CƠ

Tiết 23-24: SÓNG CƠ, PHƯƠNG TRÌNH SÓNG

Trang 38

- Giải thích được nguyên nhân tạo thành sóng.

- Nêu được ý nghĩa của các đại lượng đặc trưng cho sóng cơ như biên độ, chu kỳ, tần số, biên độ, bướcsóng, vận tốc truyền sóng, năng lượng sóng

- Lập được phương trình sóng và nêu ý nghĩa của các đại lượng trong phương trình sóng

• Kỹ năng

- Giải thích quá trình truyền sóng

- Viết phương trình sóng tại một điểm, tìm được độ lệch pha của sóng tại hai điểm khác nhau

- Hình vẽ phóng to các phần tử của sóng ngang ở các thời điểm khác nhau

- Những diều cần lưu ý trong SGV

Chương III Sóng cơBài 14 Sóng cơ Phương trình sóng cơ

v

x t sin(

A ) 't t ( sin A

b) Một số tính chất của sóng suy ra phương trình sóng:

+ Tính tuần hoàn theo thời gian

+ Tính tuần hoàn theo không gian

Hoạt động 1 ( phút) : ổn định tổ chức Kiểm tra bài cũ

* Nắm được sự chuẩn bị bài của học sinh

Hoạt động 2 ( phút) : Bài mới: Chương III - Sóng cơ Bài 14 Sóng cơ Phương trình sóng

Phần 1: Hiện tượng sóng

* Nắm được hiện tượng sóng, khái niệm sóng, sóng dọc, sóng ngang

Trang 39

- Quan sát hiện tượng sóng qua thí nghiệm

- Thảo luận nhóm về hiện tượng sóng

- Trình bày

+ Quan sát hiện tượng sóng trên mặt nước

- Trình bày hiện tượng

- Trả lời câu hỏi C1

+ Tìm hiểu khái niệm sóng, sóng dọc, sóng ngang

- Yêu cầu HS trả lời câu hỏi C2, C3

Hoạt động 3 ( phút): Các đại lượng đặc trưng của sóng.

* Nắm được các đại lượng đặc trưng của sóng

+ Bước sóng+ Tốc độ truyền sóng+ Năng lượng sóng

- Mỗi khái niệm cho HS đọc SGK, thảo luận nhóm

và trình bày sau đó GV nhận xét

- Yêu cầu HS trả lời câu hỏi C4, 5

Hoạt động 4 ( phút): Phương trình sóng.

* Viết được phương trình sóng tại 1 điểm

- HD HS tìm thời gian sau đó viết PT

- Viết PT ở các điểm khác nhau

- Đọc SGK

- Thảo luận nhóm

- Trình bày

+ Tính chất của sóng:

- Tuần hoàn theo thời gian

- Tuần hoàn theo không gian

- Đọc SGK, thảo luận nhóm về tìm λ, phương

Trang 40

Hoạt động 6 ( phút): Hướng dẫn về nhà.

- BT trong SBT:

Tiết 25: SỰ PHẢN XẠ SÓNG, SÓNG DỪNG

Ngày soạn: 11/10/2008

- Bố trí được thí nghiệm để tạo ra sóng dừng trên sợi dây

- Nêu được điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây đàn hồi

• Kỹ năng

- Nhận biết được hiện tượng sóng dừng Giải thích được sự tạo thành sóng dừng

- Áp dụng hiện tượng sóng dừng để tính tốc độ truyền sóng trên dây đàn hồi

- Những điều cần lưu ý trong SGV

Bài 15 Sự phản xạ sóng Sóng dừng

1 Sự phản xạ sóng:

a) Hiện tượng khi đưa đầu dây A lên: SGK

b) Hiện tượng khi đưa đầu dây A xuống: SGK

c) Nhận xét: SGK

2 Sóng dừng:

a) Quan sát hiện tượng: có những điểm dao động

rất mạnh, xen kẽ những điểm không dao động

b) Giải thích: SGK

c) Điều kiện có sóng dừng:

* Đối với sợi dây có 2 đầu cố định hay một đầu

cố định một đầu dao động với biên độ nhỏ:

3 Trả lời phiếu trắc nghiệm:

2 Học sinh:

- Sóng, các đại lượng đặc trưng của sóng

- Phương trình sóng tại một điểm trong không gian

3 Gợi ý ứng dụng CNTT:

GV có thể chuẩn bị một số hình ảnh về sóng dừng

Tiêu đề	Động lực học vật rắn
Trường học	Trường Trung Học Phổ Thông
Chuyên ngành	Vật lý
Thể loại	Giáo án
Năm xuất bản	2008
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	96
Dung lượng	4,38 MB