Giáo án vật lý 12 nâng cao hay

Vận dụng được phươngtrỡnh động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định để giải cỏc bài tập đơn giản khi biếtmomen quỏn tớnh của vật.. I.2 Kĩ năng Vận dụng đợc phơng trình cơ bản

Trang 1

Chương I ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN

MỤC TIấU

- Hiểu được khỏi niệm vật rắn và chuyển động của một vật rắn

- Biết cỏch xỏc định vị trớ của vật rắn trong chuyển động quay quanh một trục cố định

- Hiểu được khỏi niệm: tốc độ gúc, gia tốc gúc, momen quỏn tớnh

- Viết được phương trỡnh động lực học vật rắn quay quanh một trục cố định Vận dụng được phươngtrỡnh động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định để giải cỏc bài tập đơn giản khi biếtmomen quỏn tớnh của vật

- Hiểu được khỏi niệm momen động lượng của một vật rắn và viết được hệ thức của định luật này Vậndụng được định luật bào toàn momen động lượng của một vật rắn đối với một trục

-Viết được cụng thức tớnh momen động lượng trong một số trường hợp vật rắn cú dạng đặc biệt Viếtđược cụng thức tớnh động năng của vật rắn quay quanh một trục cố định

Bài 1 CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH.

Nêu đợc vật rắn và chuyển động tịnh tiến của một vật rắn là gì

Nêu đợc cách xác định vị trí của vật rắn trong chuyển động quay quanhmột trục cố định

Viết đợc biểu thức của gia tốc góc và nêu đợc đơn vị đo gia tốc góc

I.2 Kĩ năng

Vận dụng đợc phơng trình cơ bản của chuyển động quay của vật rắnquanh một trục cố định để giải các bài tập đơn giản khi biết momen quántính của vật

Trang 2

HĐ 2: Tìm hiểu khái niệm tọa độ góc.

HĐ 3: Tìm hiểu khái niệm tốc độ góc

HĐ 4: Tìm hiểu khái niệm gia tốc góc

HĐ 5: Tìm hiểu về phương trình chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định

HĐ 6: Tìm hiểu vận tốc và gia tốc trong chuyển động quay

HĐ 7: Củng cố được kiến thức nội dung bài học

IV.2 Tiến trình dạy học

Tiết 1.

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

H2 Khảo sát chuyển động quay của vật rắn

bằng cách nào?

Giới thiệu nội dung cần tìm hiểu

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 tịnh tiến,mọi điểm trên vật có quỹ đạo giống hệt nhau

+ Trao đổi và trả lời:

- 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:

(1.1) Nội dung trả lời phải trùngvới nội dung SGK trình bày

-Phải phát hiện 2 đặc điểmcủa chuyển động

1) Tọa độ góc:

Chuyển động quay quanh một trụcbất kì cố định của một vật rắn có haiđặc điểm:

-Mỗi điểm trên vật vạch nên mộtđường tròn nằm trong mp vuông gócvới trục quay, tâm trên trục quay, bánkính bằng khoảng cách từ điểm đóđến trục quay

-Mọi điểm trên vật đều quay được

Trang 3

Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung

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

di động

-Thảo luận, tìm hiểu được:

+ ϕ thay đổi theo thời giankhi vật quay

+ Dùng góc ϕ để xác định vịtrí của vật vào một thời điểmbất kì

cùng một góc trong cùng một khoảngthời gian

-Vị trí của vật tại mỗi thời điểm đượcxác định bằng góc ϕ tạo bởi một mpđộng (P) và mp(Po) cố định (gọi làtoạ độ góc)

-Sự biến thiên của góc ϕ theo thờigian cho ta biết qui luật chuyển độngquay 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

+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

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

2) Tốc độ góc:

Đại lượng đặc trưng cho mức độ quaynhanh, chậm của vật rắn

Thời điểm t ↔ góc ϕ.Thời điểm t + ∆t ↔ góc ϕ + ⇒gócquay được trong thời gian ∆t là ∆ϕ

Trang 4

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)

-Tìm 47 rad s/

t

ϕ

ω =∆ = π

∆

-Xác định ωA = ωB = …

Vì ∆ϕA = ∆ϕB = … ∆tA = ∆tB

= …

độ góc theo thời gian

d) Đơn vị: rad/s

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 theo 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

∆

3) Gia tốc góc:

+Thời điểm t, vận tốc góc ωo +Thời điểm t + ∆ϕ vận tốc góc là

ωo+∆ω

a) Gia tốc góc trung bình: tb

t

ω

γ =∆

∆

b) Gia tốc góc tức thời:

0

lim

t

d

t dt

γ =∆ → ∆ =

∆ -Định nghĩa: là đại lượng đặc trưng cho sự biến thiên của tốc độ góc ở thời điểm t và được xác định bằng đạo hàm

của tốc độ góc theo thời gian

-Đơn vị: rad/s2 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 IV Rút kinh nghiệm. ………

………

……….………

Tiết 2.

Trang 5

III Tổ chức các hoạt động dạy học:

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

-Gia tốc góc không đổi

Nêu tính chất của hai loại

-Trả lời câu hỏi H1:

+ ω không đổi: vật chuyểnđộng quay đều

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

-Thảo luận nhóm, nhớ lại:

+Thẳng đều: v = hằng số

x = xo + vt+Thẳng biến đổi đều: a

22

-Trả lời H3

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

2 2

t t t

+ ω và γ trái dấu: ω.γ < 0: quay chậmdần

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

-Trả lời câu hỏi gợi ý

Trang 6

chuyển động trên quỹ đạo

tròn bán kính r

H2 Khi vật rắn quay đều,

mỗi điểm trên vật chuyển

H4 Khi vectơ gia tốc a r

của điểm trên vật tạo với

n

v r v

r

ω ω

=

-Thảo luận nhóm Vẽ cácvectơ v uuro

và v r

ở hai thờiđiểm to, t bất kì → a r

hướngvào bề lõm quỹ đạo

2 2

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

Trang 7

- Xem lại bài Momen lực SGK lớp 10.

IV Rút kinh nghiệm.

………

……….………

Trang 8

Bài 2 PHƯƠNG TRèNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT

TRỤC CỐ ĐỊNH Ngày soạn:

I.2 Kĩ năng

Vận dụng đợc phơng trình cơ bản của chuyển động quay của vật rắnquanh một trục cố định để giải các bài tập đơn giản khi biết momen quán tínhcủa vật

HĐ 2: Tỡm hiểu mối liờn hệ giữa gia tốc gúc và momen lực

HĐ 3: Tỡm hiểu về momen quỏn tớnh

IV.2 Tiến trỡnh dạy học

Tiết 3 Hoạt động 1 (5’) Kiểm tra.

GV nờu nội dung kiểm tra:

H1 Viết cỏc 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

Trang 9

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

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

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

trongchuyển động của quả cầu?

- Thảo luận nhóm, trả lời H1:

+ Thành phần pháp tuyến Fuurnlàm vật chuyển động trênđường tròn nhưng không làmthay đổi tốc độ góc

t

F

uurthành phần này gây nên giatốc tiếp tuyến, tức là có biếnđổi tốc độ góc

- Thảo luận nhóm, xây dựngphương trình (2.6)

1) Momen lực đối với một trục quay

M = F.dd(m): tay đòn của lực

F(N): lực tác dụng

M (N.m) mô men lực

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

M < 0:… ngược lại

2) Mối liên hệ giữa gia tốc góc vàmomen lực:

M : tổng các momen lực tác dụnglên toàn bộ vật rắn (ngoại lực)

Mô men của các nội lực bằng không

Hoạt động 3 (10’) Tìm hiểu: Momen quán tính.

Trang 10

Hoạt động của GV Hoạt động của GV Nội dung

- Nêu câu hỏi gợi ý:

H1 Phương trình:

( 2)

i i i

M =∑M =∑ m r γ

Rút ra nhận xét gì về ý nghĩa

vật lí của đại lượng i i2

i

m r

H2 Đại lượng dùng đặc trưng

cho vật rắn về phương diện

gì?

-Nêu vài VD để HS hiểu tính

ì 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 momen

quán tính

-Giới thiệu công thức tính I

của một số vật đồng chất đối

với trục đối xứng (trục qua

khối tâm G)

-Thảo luận nhóm, tìm hiểu ý

nghĩa vật lí đại lượng i i2

i

m r

Trả lời câu hỏi H1, H2

+Có ý nghĩa tương tự khối lượng m trong phương trình F

= ma

+Đặc trưng cho mức quán tính của vật quay

-Tiếp nhận khái niệm

mo-men quán tính i i2

i

I =∑m r

-Thảo luận, trả lời H3

Dự kiến HS không phát hiện được, GV trình bày

+Độ lớn I phụ thuộc khối lượng của vật rắn; sự phân bố khối lượng gần hay xa trục quay

3) Momen quán tính:

a) Định nghĩa: Mô men quán tính I đối với một trục là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật rắn trong chuyển động quay quanh trục ấy

b) Biểu thức: i i2

i

I=∑m r

c) Công thức tính momen quán tính của một số vật đồng chất đối với trục đối xứng (trục qua khối tâm vật)

+ Thanh có tiết diện nhỏ, độ dài l:

2

1 12

I = ml + Vành tròn, bán kính R:I = mR 2 + Đĩa tròn mỏng: 1 2

2

I = mR

+ Khối cầu đặc: 2 2

5

I= mR

+ Khối cầu rỗng 2

3

2

mR

I=

+ Chất điểm cách trục quay r: I =

mr 2

Hoạt động 4 (5’) Vận dụng, củng cố - Hướng dẫn về nhà.

- Yêu cầu HS giải các bài tập 7,8 SGK trang 14

-Ôn tập kiến thức dạng khác của định luật II Niu tơn ,định luật bảo toàn động lượng

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

IV Rút kinh nghiệm – Bổ sung:

………

……….………

Trang 11

Tiết 4 III Tổ chức các hoạt động dạy học:

Hoạt động 1 (5’) Kiểm tra.

GV nêu nội dung kiểm tra:

H1 Mô men quán tính là gì? Nó đặc trưng cho tính chất gì của chuyển động quay? Nó phụ thuộc vàoyếu tố nào?

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

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

Hoạt động 2 (10’) Tìm hiểu: Phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục.

H1 Với khái niệm

momen quán tính hãy

viết lại dạng khác của

4)Phương trình động lực học của vật rắnquay quanh một trục cố định:

.

M =Iγ

Hoạt động 3 Bài tập ví dụ (25’):

*GV giới thiệu bài toán

-Đọc nội dung bài toán

Thảo luận nhóm, phântích chuyển động củahình trụ và thùng nước

+ Thùng nước chuyểnđộng tính tiến

+ Hình trụ chuyển độngquay quanh một trục cốđịnh

- Vậy phải áp dụng địnhluật nào cho các vật đó?

Thùng nước chịu tácdụng của trọng lực m g

và lực căng T của sợidây

Áp dụng định luật IINewton cho chuyểnđộng tịnh tiến củathùng nước, ta có :

ma T

Ròng rọc chịu tác dụng của trọng lực

g

M, phản lực Q của trục quay và lực căng T' của sợi dây (T’ = T).

Lực căng T' gây ra chuyển động quay cho ròng rọc Momen của lực căng dây

Q  g

nước

Trang 12

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:

-Giải bài tập SGK trang

14

-Ôn tập bài: Định luật bào

toàn động lượng ở lớp 10

'

T đối với trục quay của ròng rọc là :

TR R T

Áp dụng phương trình động lực học cho chuyển động quay của ròng rọc, ta có :

γ

I

TR= (2)

Gia tốc tịnh tiến a của thùng nước liên

hệ với gia tốc góc γ của ròng rọc theo hệ

thức :

R

a

=

Từ (2) và (3) suy ra : 2

R

Ia R

I

T = γ =

(4)

Thay T từ (4) vào (1), ta được :

g m

I R

I m

mg a ma R

Ia mg











 +

= +

=

⇒

=

−

2 2

2

R 1 1

Hoạt động 4 (5’) Vận dụng, củng cố - Hướng dẫn về nhà.

- Yêu cầu HS giải các bài tập 1,2,3,4,5,6 SGK trang 14

- Ôn tập kiến thức Định luật II Niu tơn để vận dụng giải bài tập ở tiết sau

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

………

……….………

Trang 13

BÀI TẬP Ngày soạn:

II.1 Giáo viên

Chuẩn bị bài tập về động lực học vật rắn trong chuyển động quay

HĐ 2: Giải các bài tập về động lực học vật rắn trong chuyển động quay

Hoạt động 1 Bài tập 1

-Giới thiệu bài toán số 1:

-Hướng dẫn HS phân tích và

giải bài toán bằng gợi ý:

H 1: Đĩa mài chuyển động như

- Hs ghi chép và trả lời câu hỏi của Gv:

+CĐ quay Nhanh dần đều

Bài 1: Vị trí góc của một điểm trên mép của một đĩa mài đang quay được cho bởi phương trình:ϕ= 5+4t+3t2(rad, s)

Trang 14

thế nào?

H 2: So sánh phương trình đã

cho với phương trình tổng quát

để tìm ω0và γ

-H 3: Góc quay được là đại

lượng nào? Góc quay trong 4 s

ϕ = −

∆

+

a)Tính vận tốc góc lúc t=2s và lúc t=4s? b) Tính vận tốc góc trung bình trong khoảng thời gian ∆t = 2s tính từ thời điểm ứng với t =2s c) Góc quay của đĩa quay được trong thời gian 4s và trong giây thứ 4? Giải:

253

4 − =

=

Hoạt động 2 Bài tập 2

-Giới thiệu bài toán 2

Nêu câu hỏi gợi ý

H 1: Momen phát động tính

bằng công thức nào?

H 2: Momen quán tính của ròng

rọc tính bằng công thức nào?

H 3: Giả thiết nào của bài toán

cho phép xác định được gia tốc

M = 2kg; R = 20cm

-Thảo luận, chọn côngthức giải bài toán

-Cá nhân luyện tập và trìnhbày kết quả

Bài 2: Một ròng rọc có bán kính R =20cm, có khối lượng 2kg Lúc đầuròng rọc đang quay đều với vận tốcgóc ω0 = 2(rad/s) quanh trục đốixứng của nó để tăng tốc độ quay củaròng rọc người ta tác dụng vào ròngrọc một lực không đổi F = 1,2N tiếptuyến với vành Bỏ qua mọi sức cản.Tính tốc độ của ròng rọc sau 3s tính từlúc có lực tác dụng,

Trang 15

m1

2,6

s rad I

R F I

-Giới thiệu bài toán số 2

vào từng vật và cho biết tác

dụng của các lực hay mô men

+ m1và m2chuyển động thẳng ròng rọc quay

+ AD Định luật II Niu tơn cho m1và m2+ AD phương trình.

M =Iγ cho ròng rọc+ Kết hợp với điều kiện giữa gia tốc góc và gia tốc tiếp tuyến suy ra lời giải

Bài 2: Một ròng rọc có hai rãnh, rãnh ngoài có bán kính R = 20cm, Rãnh trong có bán kính r = 15cm, momen quán tính của vật là I=0,5kgm2.Mỗi rãnh có một dây không dãn quấn vào đầu dưới của dây mang vật m1=400g và m2 = 600g, Cho g = 10m/s2 , bỏ qua mọi

ma sát, biết dây không trượt trên ròng rọc Tính :

a) gia tốc chuyển động của vật m1

Hoạt động 4 Củng cố Hướng dẫn chuẩn bị ở nhà.

1) 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

2)GV yêu cầu HS học tập ở nhà.Ôn tập kiến thức động lượng và momen lực, định luật bảo toànmomen động lượng

Trang 16

IV Rỳt kinh nghiệm – Bổ sung:

………

……….………

Bài 3 MễMEN ĐỘNG LƯỢNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN MOMEN ĐỘNG LƯỢNG Ngày soạn:

Ngày dạy:

Tiết dạy:6

I MỤC ĐÍCH

I.1 Về kiến thức

Nêu đợc momen động lợng của một vật đối với một trục là gì và viết đợc công thức tính momen này

Phát biểu đợc định luật bảo toàn momen động lợng của một vật rắn và viết đợc hệ thức của định luật này

I.2 Kĩ năng

Vận dụng đợc định luật bảo toàn momen động lợng đối với một trục

II CHUẨN BỊ

II.1 Giỏo viờn

Chuẩn bị một số bài tập vớ dụ về momen động lượng

II.2 Học sinh

ễn tập cỏc kiến thức về động lượng và định luật bảo toàn động lượng Vật lý 10

III PHƯƠNG PHÁP

Dạy học khỏm phỏ cú hướng dẫn

Diễn giảng, đàm thoại, thảo luận nhúm

IV HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

IV.1 Dự kiến cỏc tỡnh huống

HĐ 1: Nhận thức vấn đề cần nghiờn cứu

HĐ 2: Tỡm hiểu khỏi niệm momen động lượng

HĐ 3: Tỡm hiểu định luật bảo toàn momen động lượng

Hoạt động 1 (10’) Kiểm tra bài cũ:

Trang 17

GV nêu câu hỏi:

- Câu số 2 và 5 của SGK trang 14

- Nêu một bài tập:Một bánh xe có momen quán tính đối với trục cố định là 6kgm2, đang đứng yên thìchịu tác dụng của một momen lực 30N.m.Bỏ qua mọi lực cản Sau bao lâu, kể từ lúc bắt đầu quay,bánh

xe đạt tốc độ góc 100 rad/s

HS được kiểm tra thực hiện trên bảng

GV nhận xét, phê điểm

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

= = như SGK theo hướng dẫn của GV

-Phân tích bảng 3.1 tìm hiểu ý nghĩa vật lí đại lượng

L = Iω

1) Momen động lượng:

a) Dạng khác của phương trình động lực học của vật rắn quay

M = I.γ (1) I không đổi

d dt

về mặt động lực học) gọi là momen động lượng của vật rắn đối với trục 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

-Thảo luận, trả lời câu hỏi H1

2) Định luật bảo toàn momen động lượng:

a) Nội dung định luật: Nếutổng các mô men lực tác dụnglên một vật rắn( hay hệ vật)đối với một trục bằng khôngthì tổng mô men động lượngcủa vật rắn ( hay hệ vật) dốivới trục đó được bảo toàn

Trang 18

chuyển động thế nào?

H 3 Trường hợp I đối với trục

quay thay đổi, để L = hs vật

rắn quay thế nào?

Hướng dẫn trả lời C3, C4

⇒ω1 ≠ ω2 Phân tích C3, C4

b) Các trường hợp đặc biệt:

- Nếu I=const ⇒ω1=ω2 vật đứng yên hoặc quay đều

- Nếu I thay đổi

2 2 1

1ω I ω

⇒

- Với hệ vật có thể cả I và ω

thay đổi khi đó ∑Iω=c onst

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

………

Trang 19

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

HĐ 2: Tìm hiểu về động năng của vật rắn quay quanh một trục cố định

HĐ 3: Giải được một số bài tập về động năng của vật rắn quay quanh một trục cố định

Hoạt động 1 (10’) Kiểm tra:

Trang 20

GV Nêu câu hỏi kiểm tra và gọi HS kiểm tra Yêu cầu cả lớp theo dõi và phân tích kết quả trình bàycủa 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

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

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

i

21

Wñ= Iω

*Lưu ý: Wđ của vật rắn quay quanhmột trục còn tính bằng:

22

L W

I

=

ñ-Động năng toàn phần của vật rắn:bao gồm động năng quay và độngnăng chuyển động tịnh tiến

Wñ =Wñq+Wñt-Định lí động năng:

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

-Đọc đề bài và phân tích nộidung bài toán

-Cá nhân giải bài toán vàtrình bày kết quả

Bài giải của SGK

-Động năng hệ ban đầu:

Trang 21

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

1

1 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

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

………

……… ………

Trang 22

Bài 5 BÀI TẬP VỀ ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN Ngày soạn:

- 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

Hoạt động 1 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 chuyển độngquay và chuyển động thẳng

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

Hoạt động 2 Giải bài tập số 1.

Trang 23

-Giới thiệu bài toán số 1:

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

+HS phân tích, tóm tắt nộidung bài toán

-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 lựctác dụng vào bánh xe

a) Gia tốc góc của bánh xe:

-Giai đoạn quay nhanh dần đều:

γ

⇒ =

* Nếu M = M1 + Mms Với Mms = -0,25M1Thì γ = γ1 = 1,5 rad/s 2

⇒ 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 dần đều)

Trang 24

-Giới thiệu bài toán 2 (15’)

Nêu câu hỏi gợi ý

-Ghi nhận cách giải bằngđịnh lí động năng ∆Wđ = A

2 0

10

2Iω F S c

− = với S = R.ϕ

2 0 2 0

2 0

1

2

1

2

1 2

c

I M

ω ϕ

rad s rad

ωωϕ

⇒ M = -0,1 N.mb)Thời gian:

từ ω = 0; ω0 = 10 rad/s

γ = -5 rad/sTìm t ω ω0 2s

γ

−

*Giới thiệu, hướng dẫn bài

toán số 3

Hướng dẫn HS chọn 1

chiều dương cho chuyển

động của mỗi vật

-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

H 1: Phân tích lực tác dụng

lên mỗi vật trong hệ

Vẽ hình, phân tích nội dungbài toán

-Ba HS lên bảng, vẽ các lựctác dụng lên vật A, B và ròngrọc

-Thảo luận nhóm, xác địnhcông thức, phương trình phùhợp với chuyển động củamỗi vật

-Suy nghĩ, trả lời các câu hỏi

Gia tốc của hai vật bằng gia tốc

Trang 25

-Lưu ý HS: dây không trượt

trên ròng rọc: a = Rγ và

ròng rọc quay nhanh dần

đều vì a và γ không đổi

H 2 Góc quay của ròng rọc

trong 2 vòng và thời gian

quay liên hệ bằng công thức

nào?

H 3 Nhận xét gì về gia tốc

của hai vật và gia tốc tiếp

tuyến của một điểm trên

tính toán theo yêu cầu

Chú ý M của TuurA và TuurB

ngược chiều nhau

-Một HS lên bảng thực hiệntính toán TA, TB

-Dự đoán (m của ròng rọc

đáng kể)-HS viết pt ĐLH cho vật B

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

Hoạt động 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

Trang 26

- 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

KIỂM TRA Ngày soạn:

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 chiềuquay

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

D) Trong chuyển động của vật rắn quanh một trục cố định thì mọi điểm của vật rắn đều chuyển độngtrong 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 lànhanh 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:

Trang 27

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 quay quanhtrục đó lớn

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

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 quay bất kìkhông đổi

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

đó cũng lớn

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

Trang 28

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?

2mv C) Wđ =

21

2Iω D) Wđ = 1 2

2I ω

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 19 Chọn đáp án đúng Hai ròng rọc A và B có khối lượng lần lượt là m và 4m, bán kính của ròng

Trang 29

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 dãn vắt qua một ròng rọc có trục quay nằm ngang và

cố định Ròng rọc có momen quán tính 0,03 kgm2 và bán 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 chuyển

động

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 má phanh vào mép đĩa với lực ép Q theo phương của bánkính (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)

Ròng rọc: (T1 – T2)R = Iγ (3) (0,5)

a) Giải hệ pt (1) (2) (3) tìm:

Trang 30

a = 0,98 m/s2 (0,25)

b) Tìm độ dịch chuyển 1 2

7,842

Trang 31

Chương II DAO ĐỘNG CƠ

MỤC TIấU

- Thiết lập được phương trỡnh của dao động tự do

- Biết được đặc điểm của dao động điều hũa: lực kộo về tỉ lệ thuận với li độ và luụn hướng về vị trớ cõnbằng

- Biết được đặc điểm động học của dao động điều hũa: biờn độ, tần số, pha, pha ban đầu, li độ, vận tốc,gia tốc

- Biết biểu diễn dao động điều hũa bằng vectơ quay, tổng hợp dao động bằng giản đồ vectơ

- Hiểu sơ lược về dao động tắt dần, dao động duy trỡ và doa động cưỡng bức

- Biết được hiện tượng cộng hưởng và ứng dụng

Bài 6 DAO ĐỘNG ĐIỀU HềA.

Nêu đợc dao động điều hoà là gì

Viết đợc phơng trình dao động điều hòa của con lắc lò xo

Phát biểu đợc định nghĩa về các đại lợng đặc trng của dao động điềuhũa: chu kì, tần số, tần số góc, biên độ, pha, pha ban đầu

Trang 32

Viết đợc các công thức liên hệ giữa chu kì, tần số, tần số góc.

Viết đợc công thức tính chu kì dao động của con lắc lò xo

Trình bày đợc nội dung của phơng pháp giản đồ vectơ quay

I.2 Kĩ năng

Biểu diễn đợc một dao động điều hoà bằng véctơ quay

Giải đợc các bài tập về con lắc lò xo (nằm ngang, thẳng đứng)

II CHUẨN BỊ

II.1 Giỏo viờn

Chuẩn bị về con lắc đơn, con lắc lũ xo

HĐ 3: Thiết lập phương trỡnh dao động con lắc lũ xo

HĐ 4: Tỡm hiểu cỏc đặc trưng dao động điều hũa

HĐ 5: Tỡm hiều về chu kỳ và tần số dao động điều hũa

HĐ 6: Tỡm hiểu về vận tốc và gia tốc trong dao động điều hũa

HĐ 7: Tỡm hiểu cỏch biểu diễn dao động điều hũa bằng vộctơ quay

Tiết 10 Hoạt động 1 (5’) Tỡm hiểu DAO ĐỘNG:

-Cho HS quan sỏt chuyển

động của con lắc dõy, con

a) Định nghĩa: Dao động là chuyển

động qua lại quanh một vị trớ cõn

Trang 33

b) Dao động tuần hồn:

-Dao động cĩ một giai đoạn được lặplại liên tiếp và mãi mãi gọi là daođộng tuần hồn

-Giai đoạn nhỏ nhất được lặp lại gọi

là một dao động tồn phần hay mộtchu trình

-Chu kỳ T(s): là thời gian vật thựchiện được một dao động tồn phần-Tần số f = 1/T (Hz): là số dao độngtồn phần vật thực hiện được trong 1giây

Hoạt động 2 (20’) Thiết lập phương trình động lực học của vật dao động trong con lắc lị xo

Nghiệm phương trình động lực học.

H 1 Mơ tả cấu tạo của con

-Ghi nhận giới thiệu củaGV

1) Con lắc lị xo:

Hình 6.3 Con lắ c lò xo a) Vậ t nặ ng ở vị trí câ n bằ ng O, lò xo khô ng dã n b) Vậ t nặ ng ở vị trí M, li độ x, vậ t chị u lực tá c dụng củ a lực đà n hồ i F = - kx củ a lò xo.

x O

x M O

b) a)

2) 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 Niutơn: F = ma(2)

Trang 34

Yêu cầu HS nhận xét → kết

luận về dao động điều hòa?

H5 dao động điều hòa là gì?

-Trả lời câu hỏi C2, để

3)Nghiệm phương trình động lực học x"+ω2x=0 có dạng

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

Ghi nhận cách vẽ đồ thịtheo hình 6.4

+ A (dương): biên độ

A = xmax ứng với cos(ω ϕt+ ) = 1

(ω ϕt+ ): pha dao động tại thời điểm t

(rad)+ 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)

Hoạt động 4 (5’) Củng cố.Cho HS vận dụng kiến thức bằng việc giải bài toán áp dụng: Phương trình

dao động của một vật là: 6cos 4

6

x=  πt+π 

  (cm).

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

Trang 35

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

-Yêu cầu Hs quan sát, phân

-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 ghinhận kiến thức

-Thảo luận, lập công thứctính T và f của con lắc lòxo

Hoạt động 2 (10’) Tìm hiểu: Vận tốc, gia tốc trong DĐĐH

-Thảo luận nhóm, xác địnhpha ban đầu của x, v, a

2)Vận tốc trong DĐĐH

v = x’⇒v= −ωAsin(ω ϕt+ )

Vận tốc sớm pha π/2 so với li độ x; xtrễ pha π/2 so với v

2) Gia tốc trong DĐĐH:

a = v’ = x”⇒a= −ω2Acos(ω ϕt+ )Gia tốc ngược pha với li độ

Trang 36

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

-Trình bày nội dung ở cột

chính Vẽ hình 6.6; 6.7 dẫn

đến công thức 6.11 và nêu

kết luận ở cột này

Có thể gợi ý cho HS sau

khi giới thiệu vectơ ur A

biểu diễn đại

lượng nào của DĐĐH?

-Một HS lên bảng xácđịnh:

-Ở thời điểm ban đầu t = 0, góc giữatrục Ox và OMuuuur

là ϕ.-Ở thời điểm t, góc giữa trục Ox và

OMuuuur

là góc ωt + ϕ.-Độ dài đại số của hình chiếu OMuuuur

trên trục x sẽ là:x OP A= = cos(ω ϕt+ )

Kết luận: Độ dài đại số của hình

chiếu trên trục ox của véc tơ quaybiểu diễn dao động điều hoà chính là

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 vvào thời điểm t = 0, từ đó rút ra kết luận A và ϕ của một DĐĐH phụ thuộc vào cách kích thích daođộng

- 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 cân bằng:

2

π

- Yêu cầu HS chuẩn bị ở nhà:

+ Giải tất cả bài tập SGK trang 35 và SBT

+ Xem trước bài: Con lắc đơn

Trang 37

Ngày dạy:

Tiết dạy:12

I Mục tiêu

I.1 Kiến thức

Học sinh nắm được cách viết ptdđ của con lắc lò xo và tính các đại lương tương ứng

Biết cách tính năng lượng, vận tốc, lực đàn hồi, lực đàn hồi cực đại, cực tiểu

I.2 Kĩ năng

Rèn luyện kĩ năng giải bài toán về con lắc lò xo

II Chuẩn bị

II.1 Gíáo viên

Chuẩn bị một số bài tập cần chữa

II.2 Học sinh

Trang 38

Nhắc lại dạng pt vận tốc và pt ly độ.

Công thức tính năng lượng, lực đàn hồi của con lắc lò xo

Hoạt động 1: Viết phương trình dao động:

- Theo định nghĩa v và a được xác định như thế sau;

+ v=x’ và a=x’’

- Hs so sánh pha dao động của x; v; a và nhận xét:

- cosα hay sinα lớn nhất

a.Viết biểu thức li độ, vận tốc, giatốc của vật theo thời gian

b.Tìm giá trị cực đại của vận tốcGiải

a)Cóx= Acos(ω +t ϕ) với

120π π +π

6 20 cos(

2400π2 πt+πb) có v Max =ωA khi

1 ) 6 20 cos( πt+ π =

Hoạt động 2:Tìm vận tốc, gia tốc cực đại của vật dao động điều hoà.

và thả ra cho nó dao động

Viết phương trình dao động của quả nặng và tìm gia tốc cực đại của vật

Giải

Trang 39

A2 = x2 + 22

ω

v

(lấy Adương)

0) và vị trí của vật tại thời

A 8=

- Lúc t=0 thì

0sin

ϕ

A v

A A

1 ⇔ amax =ω2A=800rad / s2

Hoạt động 3:Tìm năng lượng, động năng và thế năng, tìm ly độ, vận tốc khi không có thời gian :

HS hiểu được công thức khi

GV vẽ hình và chứng minhlên bảng

Bài 3:Vật dao động điều hòa với

tần số f = 0,5Hz Tại t = 0, vật có

li độ 4cm và vận tốc +12,56cm/s

a.Lập phương trình dao động

b.Tính vận tốc và gia tốc của vật

lúc có động năng bằng thế năng.Giải

a) PT x= Acos(ω +t ϕ)+Áp dụng biểu thức A2=x2+ 2

2

ω

v

+ω =2πf =πrad/s

+ t=0 thì

56,12sin

4cos

ϕ

A v

A x

Trang 40

b)ta có

2 2

2

1.2

12

1

v m x

k kA

Định dạng
Số trang	346
Dung lượng	10,24 MB
File đính kèm	GA 12 _ NC 2017-2018.rar (2 MB)