Tự chọn li 12

Kiến thức - Hiểu đợc khác nhau giữa chuyển động quay với chuyển động tịnh tiến, đồng thời khảo sát chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định về phơng diện động lực học với nội

Trang 1

Ngày soạn: 24 08 08 – –

Tiết 1 Chuyển động của vật rắn quay quanh một trục cố định

I Mục tiêu bài học:

1 Kiến thức

- Hiểu đợc khác nhau giữa chuyển động quay với chuyển động tịnh tiến, đồng thời khảo sát chuyển

động quay của vật rắn quanh một trục cố định về phơng diện động lực học với nội dung là: xác định quy luật chuyển động của vật và tìm ra mối liên hệ giữa các đại lợng đặc trng cho chuyển động quay

- Nắm vững các công thức liên hệ giữa tốc độ góc và tốc độ dài, gia tốc góc và gia tốc dài của một

điểm trên vật rắn

2 Kỹ năng

- Từ các công thức chuyển động thẳng biến đổi đều xây dựng công thức chuyển động tròn biến đổi

đều

- áp dụng giải các bài tập đơn giản

II Ph ơng pháp

1 Phơng tiện

SGK, SBT, Giáo án, Dụng cụ day học

2 Phơng pháp:

Thảo luận nhóm, nêu vấn đề

Dự kiến ghi bảng:

Tiết 1: Chuyển động của vật rắn

quanh một trục cố định

1 Toạ độ góc

+ Mỗi điểm trên vật rắn chuyển động trên quỹ

đạo tròn, trong mặt phẳng vuông góc với trục

quay, tâm trên trục quay

+ Mọi điểm vật rắn có cùng góc quay

+ Lấy toạ độ góc ϕ của một điểm M của vật

rắn làm toạ độ của vật rắn

2 Tốc tốc góc:

+ Toạ độ góc vật rắn: ϕ = ϕ(t)

+ Tốc độ góc đặc trng cho độ quay nhanh hay

chậm của vật rắn

1 2

ϕ

∆

=

−

ϕ

− ϕ

= ω

t 0

d t

Lim = ϕ= ϕ

∆

ϕ

∆

= ω

→

∆ + Đơn vị : rad/s

+ Tốc độ góc có giá trị dơng hoặc âm

III TIếN TRìNH DạY HọC–

1.ổn định tổ chức lớp

12A3

12A5

12B2

2 Kiểm tra bài cũ

3 Bài mới

Hoạt động 1 : Giới thiệu chơng trình lớp tự chọn vật lí 12, bài 1.

Trang 2

Toạ độ góc.

* Nắm đợc cách xác định toạ độ góc của một điểm

- Đọc SGK Nhóm thảo luận

- Nêu đặc điểm chuyển động quay vật rắn

- Nhận xét và bổ xung

- Đọc SGK tìm đặc điểm của của vật rắn và toạ độ góc phần 1 trang 4

- Cá nhân đọc SGK,

- 1 nhóm nhận xét, các nhóm khác bổ xung

- Nhận xét tóm tắt kiến thức

- Nêu toạ độ góc

- Nhận xét bổ xung

- Ghi tóm tắt kiến thức

- Trả lời câu hỏi C1

- Tơng tự với toạ độ

- Nhận xét, tóm tắt kiến thức

- Yêu cầu HS trả lời câu hỏi C1

Hoạt động 2: Tốc độ góc, chuyển động quay đều.

* Nắm đợc các khái niệm tốc độ góc và khái niệm chuyển động quay đều

- Đọc SGK, thảo luận nhóm

- Nêu khái niệm về vận tốc trung bình và tức thời

- Nhận xét nhóm bạn và bổ xung

- Ghi tóm tắt

- Trả lời câu hỏi C2

- Tìm hiểu khái niệm tốc độ góc trung bình, tức thời Cá nhân đọc SGK

- Nhóm thảo luận và đa ra nhận xét

- Một nhóm trình bày, các nhóm khác bổ xung

- Tóm tắt kiến thức

- Yêu cầu HS trả lời câu hỏi C2

- Đọc SGK, nhóm thảo luận

- Một nhóm đa ra nhận xét

- Các nhóm khác bổ xung

- Trả lời câu hỏi C3, C4

- Tìm hiểu khái niệm chuyển động quay đều, dựa vào khái niệm chuyển động thẳng đều

- Viết phơng trình chuyển động quay đều Nhận xét

- Tóm tắt kiến thức

- Yêu cầu HS trả lời câu hỏi C3, C4

4 Củng cố

- Làm câu hỏi và BT

- Ghi câu hỏi và BT

Hệ thống lại các kiến thức đã học

- Trả lời câu hỏi 2

- BT SGK

5.: Nhắc nhở hớng dẫn về nhà.

Ngày soạn: 28 08 08 – –

Tiết 2 Chuyển động của vật rắn quay quanh một trục cố định

Trang 3

1.Kiến thức

- Hiểu đợc khác nhau giữa chuyển động quay với chuyển động tịnh tiến, đồng thời khảo sát chuyển

động quay của vật rắn quanh một trục cố định về phơng diện động lực học với nội dung là: xác định quy luật chuyển động của vật và tìm ra mối liên hệ giữa các đại lợng đặc trng cho chuyển động quay

- Nắm vững các công thức liên hệ giữa tốc độ góc và tốc độ dài, gia tốc góc và gia tốc dài của một

điểm trên vật rắn

2.Kỹ năng

- Từ các công thức chuyển động thẳng biến đổi đều xây dựng công thức chuyển động tròn biến đổi

đều

1 Phơng tiện

2 Phơng pháp:

Tiết 2: Chuyển động của vật rắn

quanh một trục cố định

3 Gia tốc góc:

+ Gia tốc góc trung bình:

t

ω

∆

=

t

lim

∆

ω

∆

= γ

→

+ Đơn vị: rad/s2

4 Các phơng trình động lực học của chuyển động

quay:

+ ω = const: quay đều, ϕ = ϕ0 + ωt

+ γ = const: quay biến đổi đều, ω = ω0 + γt

ϕ = ϕ0 + ω0t +

2

1

γt2; 2 ( 0)

0

2 − ω = 2 γ ϕ − ϕ

+ Chú ý dẫu các đại lợng

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

R

v

an = 2 = ω 2 ; at =Rγ

t

a

a = + ; 2 2

t

a

ω

γ

=

= α n

t a

a

α là góc giữa a với bán kính OM

12A3

12A5

12B2

Trang 4

Câu 1: Trình bày về toạ độ góc

Câu 2: Trình bày về tốc độ góc

3 Bài mới

Hoạt động 1 : Gia tốc góc, chuyển động quay biển đổi đều.

* Nắm đợc gia tốc góc và phơng trình chuyển động quay biến đổi đều

- Đọc SGK

- Nêu khái niệm gia tốc góc

- Nhận xét và bổ xung

- Đọc SGK tìm khái niệm gia tốc góc

- Tóm tắt

- Nhận xét

- Đọc SGK và nêu khái niệm

- Nhận xét bổ xung

- Trả lời câu hỏi C5, C6

- Đọc SGK tìm hiểu khái niệm chuyển động quay biến đổi đều

- Bổ xung bạn

- Nhận xét, tóm tắt kiến thức

- Yêu cầu HS trả lời câu hỏi C5, C6

Hoạt động 2: Vận tốc, gia tốc của một điểm của vật rắn chuyển động quay.

* Nắm đợc vận tốc, gia tốc một điểm của vật rắn chuyển động quay

- Đọc SGK và thảo luận nhóm

- Nêu 2 khái niệm này

- Nhận xét bạn

- Yêu cầu HS đọc SGK tìm hiểu vân tốc và gia tốc

- Nhận xét, tổng kết

4 Củng cố

- Trả lời câu hỏi SGK

- BT SGK

- Chuẩn bị cho tiết bài tập

Ngày soạn: 03 09 08 – –

Tiết 3 Bài tập

1.Kiến thức

Trang 5

- Ôn lại kiến thức về chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định

- Nắm đợc các phơng pháp giải bài tập

- Vận dụng các kiến thức đã học giải bài tập

2.Kỹ năng

1 Phơng tiện

2 Phơng pháp:

Tiết 3: Bài tập

1 Kiến thức cần nhớ

Tốc tốc góc:

+ Toạ độ góc vật rắn: ϕ = ϕ(t)

+ Tốc độ góc trung bình:

t t

t2 1

1 2 tb

∆

ϕ

∆

=

−

ϕ

− ϕ

= ω

t 0

d t

Lim = ϕ= ϕ

∆

ϕ

∆

= ω

→

∆ Gia tốc góc:

+ Gia tốc góc trung bình:

t

ω

∆

=

t

lim

∆

ω

∆

= γ

→

Các phơng trình động lực học của chuyển động

quay:

+ ω = const: quay đều, ϕ = ϕ0 + ωt

+ γ = const: quay biến đổi đều, ω = ω0 + γt

ϕ = ϕ0 + ω0t +

2

1

γt2; 2 ( 0)

0

2 − ω = 2 γ ϕ − ϕ

Vận tốc và gia tốc của các điểm trên vật quay:

R

v

an = 2 = ω 2 ; at =Rγ

t

a

a = + ; 2 2

t

a

ω

γ

=

= α n

t a

a

α là góc giữa a với bán kính OM

2 Bài tập Các bài tập SGK Bài tập do giáo viên giao cho học sinh

12A3

12A5

12B2

Trong tiến trình lên lớp

3 Bài mới

Hoạt động 1: Nhắc lại các kiến thức cơ bản

- Học sinh nhắc lại các kiến thức đã học

- Nhận xét câu trả lời của bạn

- Yêu cầu học sinh nhắc lại những kiến thức

đã học

- Nhận xét các câu trả lời

- Trình bày lại trên bảng

Trang 6

Hoạt động : Giải bài tập

- Nhận đề bài và làm bài tập theo nhóm - Phát đề cho học sinh hớng dẫn học sinh làm

bài tập

Đê bài

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

Bài 2: Hai học sinh A và B đứng trên chiếc đi quay tròng, A ngoài rìa, B ở cách tâm 1 nửa bán kính

Phát biểu nào sau đây là đúng

A ωA = ωB, γA = γB B ωA > ωB, γA > γB

C ωA < ωB, γA = 2γB D ωA = ωB, γA > γB

Bài 3: Một chất điểm ở trên mặt vật rắn cách trục quay 1 khoảng R Khi vật rắn quay đều quanh trục,

điểm đó có tốc độ dài là v Tốc độ góc của vật rắn là

A ω = v

2 v

v

Bài 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 làA 140 rad B 70 rad

Bài 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

Bài 6: Rôto của một động cơ quay đều, cứ mỗi phút quay đợc 300 vòng, trong 20 (s) rôto quay đợc 1

góc bằng

A 31,4 rad/s B 314 rad/s C 18,84 rad/s D 18840 rad/s

Bài 7: Một cánh quạt của mát phát điện chạy bằng sức gió có đờng kính 80m, quay với tốc độ

45vòng/phút Tốc độ của 1 điểm nằm ở vàng cánh quạt là

Bài 8: Tại t = 0, một bánh xe đạp bắt đầu quay quanh 1 trục với gia tốc góc không đổi Sau 5 (s) nó

quay đợc 1 góc 25 rad /s Tốc độ góc và gia tốc 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

Bài 9: Một vật rắn quay đều xung quanh 1 trục Một điểm của vật cách trục quay 1 khoảng R thì có :

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

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

Bài 10: Gia tốc hớng tâm của 1 chất điểm (1 hạt1) 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

Trang 7

Bài 11: Một vật quay quanh một trục với gia tốc góc không đổi Sau thời gian kể từ lúc bắt đầu quay,

số vòng quay đợc tỷ lệ với:

Bài 12: Một vật rắn đang quay đều quanh 1 trục cố định đi qua vật Vận tốc dài của 1 điểm xác định

trên vật cách trục quay khoảng r ≠ 0 có độ lớn

A tăng dần theo thời gian B giảm dần theo thời gian

Bài 13 : Một vật rắn đang quay quanh 1 trục cố định xuyên qua vật Các điểm trên vật rắn (không

thuộc trục quayk) (ĐH 2007)

A quay đợc những góc không bằng nhau trong cùng một khoảng thời gian

B ở cùng một thời điểm, có cùng vận tốc góc

C ở cùng một thời điểm, có cùng vận tốc dài.

D ở cùng một thời điểm, không cùng gia tốc góc

Bài 14: Một vật rắn đang quay chậm dần đều quanh 1 trục cố định xuyên qua vật thì (ĐH 2007)

dơng

C gia tốc góc luôn có giá trị âm D tích vận tốc góc và gia tốc góc là số âm

Bài 15: Một ngời đang đứng ở mép của một sàn hình tròn, nằm ngang Sàn có thể quay trong mặt

phẳng nằm ngang quanh 1 trục cố định, thẳng đứng, đi qua tâm sàn Bỏ qua các lực cản Lúc đầu sàn

và ngời đứng yên Nếu ngời ấy chạy quanh mép sàn theo 1 chiều thì sàn (ĐH 2007)

A quay cùng chiều chuyển động của ngời

B quay ngợc chiều chuyển động của ngời

C vẫn đứng yên vì khối lợng sàn lớn hơn khối lợng của ngời

D quay cùng chuyển động của ngời rồi sau đó quay ngợc lại.

4 Củng cố

- BT SGK

- Chuẩn bị cho tiết bài tập

Ngày soạn: 09 09 08 – –

Tiết 4:phơng trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định

1 Kiến thức

Trang 8

- Viết đợc biểu thức của momen quán tính của một vật rắn đối với một trục quay và nêu đợc ý nghĩa vật lí của đại lợng này

- Vận dụng kiến thức về momen quán tính để giải thích một số hiện tợng vật lí liên quan đến chuyển động c vật rắn

- Hiểu đợc cách xây dựng phơng trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định và viết

đợc phơng trình M = Iγ

2 Kỹ năng

- Xác định đợc momen lực và momen quán tính

- Vận dụng phơng trình động lực học của vật rắn giải bài toán cơ bản về chuyển động của vật rắn

- Phân biệt momen lực và momen quán tính

1 Phơng tiện

2 Phơng pháp:

Tiêt 4: Phơng trình động lực học của vật rắn

quay quanh một trục cố định

1 Mối liên hệ giữa gia tốc góc và momen lực:

a Momen lực đối với trục quay:

M = F.d

b Mối liên hệ giữa gia tốc góc và momen lực:

Ft = m.at = m.r.γ

=> Ft.r = m.r2.γ => M = m.r2.γ

2 Momen quán tính:

a Momen quán tính của chất điểm đối với trục

quay:

Đặt m.r2 = I gọi là momen quán tính của chất

điểm M đối với trục quay Đơn vị: kg.m2

b Momen quán tính của vật rắn đối với một trục:

Đặc trng cho mức quán tính (sức ì) của vật rắn với trục quay đó

Với các vật đặc biệt:

- Thanh mảnh trục ở giữa: I = m l 2/12;

- Thanh mảnh trục ở đầu: I = m l 2/3;

- Đĩa tròn mỏng: I = m.R2/2

- Hình cầu đặc: I = 2m.R2/5

12A5

3 Bài mới

Hoạt động 1:.

1 Mối liên hệ giữa gia tốc góc và momen lực:

* Nắm đợc mối liên hệ giữa momen lực và gia tốc góc

Trang 9

- Đọc SGK Tìm hiểu tác dụng của lực.

- Vật đứng yêu khi lực tác dụng có giá qua trục

quay hoặc giá song song với trục quay

- Vật quay khi giá không qua trục quay

- Tác dụng quay phụ thuộc khoảng cách giá tới

trục quay và cờng độ lực

- HS đọc SGK tìm hiểu tác dụng của lực đối với vật

có trục quay cố định

- Gợi ý: Khi nào vật đứng yên; khi nào vật quay

- Tóm tắt tác dụng của lực…

- Đọc SGK Nêu khái niệm momen lực

- HS đọc SGK tìm hiểu khái niệm momen lực

- M = F.d

- Hớng dẫn HS trả lời câu hỏi SGK

- Đọc SGK tìm liên hệ momen lực và gia tốc góc

- Thảo luận, trình bày liên hệ…

- HS đọc SGK tìm liên hệ gia tốc góc và momen lực

- Trình bày liên hệ

- Hớng dẫn: HS trả lời câu hỏi SGK

Hoạt động 2 : Momen quán tính.

* Nắm đợc momen quán tính của chất điểm và của vật đối với trục quay

- Đọc SGK Ft = m.at = m.r.γ

=> Ft.r = m.r2.γ => M = m.r2.γ

- Đặt m.r2 = I là momen quán tính,

- Đọc SGK Tìm hiểu khái niệm thế nào là momen quán tính

- Trình bày …

- Nhận xét, tóm tắt…

4 : Vận dụng, củng cố.

- Thảo luận nhóm

- Nêu trả lời

- Ghi nhận kiến thức

- Trả lời các câu hỏi sau bài

- Đánh giá, nhận xét kết quả giờ dạy

5 : Hớng dẫn về nhà.

- Ghi câu hỏi và bài tập về nhà

- Về làm bài tập và đọc bài sau

- Làm các bài tập trong SGK

- SBT bài:

Ngày soạn: 14 09 08 – –

Tiết 5:phơng trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định

Trang 10

1 Kiến thức

- Viết đợc biểu thức của momen quán tính của một vật rắn đối với một trục quay và nêu đợc ý nghĩa vật lí của đại lợng này

- Vận dụng kiến thức về momen quán tính để giải thích một số hiện tợng vật lí liên quan đến chuyển động c vật rắn

- Hiểu đợc cách xây dựng phơng trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định và viết

đợc phơng trình M = Iγ

2 Kỹ năng

- Xác định đợc momen lực và momen quán tính

- Vận dụng phơng trình động lực học của vật rắn giải bài toán cơ bản về chuyển động của vật rắn

- Phân biệt momen lực và momen quán tính

1 Phơng tiện

2 Phơng pháp:

Tiêt 5: Phơng trình động lực học của vật rắn

quay quanh một trục cố định

3 Phơng trình động lực học của vật rắn với một

trục quay: M = I.γ

4 Bài tật ví dụ:

- chuyển động của thùng là tịnh tiến

- chuyển động của hình trụ là quay quanh một trục

- Gia tốc thùng và gia tốc góc: a = γ.R

12A5

3 Bài mới

Hoạt động 1: Phơng trình động lực học của vật rắn.

* Nắm đợc phơng trình động lực học của vật rắn Vận dụng giải bài tập

- Đọc SGK, tìm phơng trình động lực học

- Trình bày

- Nhận xét bạn

- Đọc SGK phơng trình động lực học

- Trình bày phơng trình

- Tóm tắt

- Đọc kỹ đầu bài, phân tích đầu bài

- Thảo luận nhóm, tìm phơng hớng giải

- Giải bài tập

- Nhận xét

- Yêu cầu HS đọc đầu bài, phân tích và giải bài tập

Hoạt động 2 : Giải bài tập

- Thảo luận nhóm

- Nêu trả lời

C1: C Momen quán tính

C2: B Tăng khoảng cách từ chất điểm đến trục

C1 Chọn câu Sai Đại lợng vật lí nào có thể tính

bằng kg.m2/s2?

A Momen lực B Công

C Momen quán tính D.Động năng

Tiêu đề	Chuyển động của vật rắn quay quanh một trục cố định
Tác giả	Vũ Trần Dũng
Trường học	Trường THPT Tam Đảo
Chuyên ngành	Vật lý
Thể loại	Giáo án
Năm xuất bản	2008
Thành phố	Tam Đảo

Định dạng
Số trang	13
Dung lượng	195,5 KB