Trường THPT Tràm Chim Giáo án VẬT LÍ 12-nâng cao Bài 1. CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH. I.Mục tiêu: 1) Kiến thức: - Nêu được vật rắn và chuyển động tịnh tiến của một vật rắn là gì. - Nêu được cách xác định vị trí của vật rắn trong chuyển động quay quanh một trục cố định. - Viết được biểu thức của gia tốc góc và nêu được đơn vị đo gia tốc góc. - Viết được phương trình(động học)cơ bản của chuyển động quay của vật rắn quanh một trục - Hiểu được các khái niệm: tọa độ góc, tốc độ góc, gia tốc góc. - Viết được các phương trình của chuyển động quay biến đổi đều. - Nắm vững công thức liên hệ giữa tốc độ góc, tốc độ dài, gia tốc góc, gia tốc dài của một điểm trên vật rắn. 2) Kĩ năng: - Biết vận dụng các công thức của chuyển động thẳng biến đổi đều để lập các phương trình động học của chuyển động quay. - Giải được các bài toán áp dụng nội dung bài học. II. Chuẩn bị: 1) GV: - Vẽ trước hình vẽ của SGK. - Một mô hình vật rắn quay quanh một trục cố định. 2) HS: - Có đủ SGK. - Ôn tập phần: Động học chất điểm lớp 10. III. Tổ chức các hoạt động dạy học: Tiết 1. Hoạt động 1: (5’) TÌNH HUỐNG HỌC TẬP. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nêu hai câu hỏi gợi ý, xây dựng nội dung cần thực hiện của bài. H 1 . 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. H 2 . 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 một điểm 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 động quay. - Qui luật của chuyển động và liên hệ giữa các đại lượng đặc trưng cho chuyển động. Phạm Hoàng Tân. Trang 1 Tuần: 1_ Tiết: 1,2 Ngày soạn:1 / 7 / 2010 Ngày dạy :5 ,6 / 7 / 2010 Trường THPT Tràm Chim Giáo án VẬT LÍ 12-nâng cao Hoạt động 2. (10’) TÌM HIỂU KHÁI NIỆM TỌA ĐỘ GÓC. Tg Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung bài học 10’ 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: H 1 (hình 1.1) Khi vật quay quanh trục Az thì các điểm M, N trên vật sẽ chuyển động thế nào? H 2 Trong cùng một khoảng thời gian, góc quay của các điểm M, N khác nhau trên vật có giá trị thế nào? H 3 Khi quay, vị trí của vật có thể xác định bằng đại lượng nào? Giảng nội dung: Khái niệm tọa độ góc ϕ với điều kiện phải chọn một chiều dương và một mp mốc (P o ), một mp(P) gắn liền với vật chuyển động quay. H 4 Khi vật rắn quay quanh trục, vật rắn thế nào? Sự biến thiên của góc ϕ theo thời gian cho ta biết gì về chuyển động quay của vật? → giới thiệu tọa độ góc ϕ. + Quan sát thêm hình (1.1)- SGK. Trả lời câu hỏi. -Nội dung trả lời phải trùng với nội dung SGK trình bày. -Phải phát hiện 2 đặc điểm của chuyển động. + Tìm hiểu vị trí góc ϕ giữa hai mp(P o ) cố định và mp(P) di động. -Thảo luận, tìm hiểu được: + ϕ thay đổi theo thời gian khi vật quay. + Dùng góc ϕ để xác định vị trí của vật vào một thời điểm bất kì. 1) Tọa độ góc: Chuyển động quay quanh một trục bất kì cố định của một vật rắn có hai đặc điểm: -Mỗi điểm trên vật vạch nên một đường tròn nằm trong mp vuông góc với trục quay, tâm trên trục quay bán kính bằng khoảng cách từ điểm đó đến trục quay. -Mọi điểm trên vật đều quay được cùng một góc trong cùng một khoảng thời gian. -Vị trí của vật tại mỗi thời điểm được xác định bằng góc ϕ tạo bởi một mp động (P) và mp(P o ) cố định. -Sự biến thiên của góc ϕ theo thời gian cho ta biết qui luật chuyển động quay của vật. Hoạt động 3. (10’) Tìm hiểu khái niệm TỐC ĐỘ GÓC. 10’ Câu hỏi gợi ý: H 1 Để đặc trưng cho mức độ nhanh hay chậm của chuyển động tính tiến, ta dùng khái niệm gì? Mức độ nhanh, chậm của chuyển động quay dùng khái niệm gì đặc trưng? H 2 Thế nào là tốc độ góc trung bình? Tốc độ góc tức thời? -Hướng dẫn HS xây dựng từ tốc độ trung bình, tức thời của chuyển động thẳng. -Nêu câu hỏi C 2 SGK. H 3 Hãy so sánh tốc độ góc của các điểm A, B … trên vật cách trục quay khoảng -Thảo luận nhóm. +Với chuyển động tịnh tiến: dùng tốc độ dài ↔ tọa độ dài x. → Chuyển động quay có vị trí xác định bằng tọa độ góc. → Dùng tốc độ góc để đặc trưng. -Xây dựng ω tb ; ω tt theo SGK. -Phát biểu định nghĩa: SGK. +Thảo luận nhóm, trả lời câu hỏi C2. -Tìm góc quay ứng với 450 vòng: ∆ϕ = 2π.450 -Tìm thời gian quay 450 vòng: ∆t = 1’ = 60” -Tìm 47 /rad s t ϕ ω π ∆ = = ∆ -Xác định ω A = ω B = … 2) Tốc độ góc: Đại lượng đặc trưng cho độ quay nhanh, chậm của vật rắn. Thời điểm t ↔ góc ϕ. Thời điểm t + ∆t ↔ ϕ + ∆ϕ a) Tốc độ góc trung bình: tb t ϕ ω ∆ = ∆ b) Tốc độ góc tức thời: 0 lim t d t dt ϕ ϕ ω ∆ → ∆ = = ∆ c) Định nghĩa tốc độ góc tức thời: SGK. Phạm Hoàng Tân. Trang 2 Trường THPT Tràm Chim Giáo án VẬT LÍ 12-nâng cao r 1 , r 2 … (câu hỏi này nêu sau khi HS trả lời câu hỏi C 2 SGK) Vì ∆ϕ A = ∆ϕ B = … ∆t A = ∆t B = … Hoạt động 4. (15’) Tìm hiểu KHÁI NIỆM GIA TỐC GÓC. 15’ -Câu hỏi gợi ý: H 1 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? H 2 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 C 3 (SGK) -Trả lời câu hỏi gợi ý: +Cơ sở gia tốc a tb , a tt của chuyển động thẳng → gia tốc góc trung bình, gia tốc góc tức thời. -Thảo luận nhóm, trả lời C 3 . Phân tích: ω o = 0. Sau ∆t = 2s: ω = 10rad/s Tìm 2 0 5 / tb rad s t ω ω γ − = = ∆ 3) Gia tốc góc: +Thời điểm t, vận tốc gócω o +Thời điểm t + ∆ϕ…ω o +∆ω a) Gia tốc góc trung bình: tb t ω γ ∆ = ∆ b) Gia tốc góc tức thời: 0 lim t d t dt ω ω γ ∆ → ∆ = = ∆ -Đơn vị: rad/s 2 -Định nghĩa: SGK. Hoạt động 5. (5’) Củng cố: GV nêu câu hỏi để HS vận dụng nội dung bài học: H 1 . Vị trí của một vật rắn quay quanh một trục cố định xác định bằng đại lượng nào? H 2 . Phát biểu định nghĩa và viết biểu thức: - Tốc độ góc trung bình, tốc độ góc tức thời. - Gia tốc góc trung bình, gia tốc góc tức thời. H 3 . Nêu sự tương ứng giữa các đại lượng góc trong chuyển động quay và các đại lượng dài trong chuyển động thẳng. Tiết 2. Hoạt động 1. (15’)Thông tin về:PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC CỦA CHUYỂN ĐỘNG QUAY. Tg Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung 15’ -Hướng dẫn HS tìm hiểu sự tương ứng giữa các đại lượng góc trong chuyển động quay và đại lượng dài trong chuyển động thẳng thông qua bảng 1.1-SGK. -Nêu câu hỏi gợi ý: H 1 Xét hai dạng chuyển động quay của vật rắn có: -Tốc độ góc không đổi. -Gia tốc góc không đổi. Nêu tính chất của hai loại chuyển động trên. H 2 Trong hai trường hợp của chuyển động thẳng đều, thẳng biến đổi đều, các pt có dạng thế nào? Hãy suy ra các pt chuyển -Tìm hiểu nội dung của bảng 1.1 Thảo luận nhóm. -Trả lời câu hỏi H 1 : + ω không đổi: vật chuyển động quay đều. + γ không đổi: chuyển động quay không đều, quay biến đổi đều. -Thảo luận nhóm, nhớ lại: +Thẳng đều: v = hs. x = x o + vt +Thẳng biến đổi đều: a = hs. v = v o + at 4) Các phương trình động học của chuyển động quay: Hai trường hợp: 1.Chuyển động quay đều: (ω = hằng số) + Chọn t = 0 lúc mp(P) lệch mp(P o ) góc ϕ o . ϕ o : tọa độ góc lúc t = 0. + Tọa độ góc vào thời điểm t: ϕ = ϕ o + ωt 2.Chuyển động quay biến đổi đều: (γ = hằng số ). ( ) 0 2 0 2 2 0 0 2 2 t t t ω ω γ γ ϕ ϕ ω ω ω γ ϕ ϕ = + = + + − = − + ω và γ cùng dấu: ω.γ > 0: quay Phạm Hoàng Tân. Trang 3 Trường THPT Tràm Chim Giáo án VẬT LÍ 12-nâng cao động quay của vật rắn quanh một trục cố định. H 3 So sánh dấu của γ trong hai trường hợp: -Quay nhanh dần. -Quay chậm dần. *Cần lưu ý: xét dấu của ω và γ mới xác định tính chất của chuyển động. 2 0 0 2 2 0 2 2 at x x v t v v as = + + − = → Các phương trình cho chuyển động quay. -Trả lời H 3 . nhanh dần. + ω và γ trái dấu: ω.γ < 0: quay chậm dần. Hoạt động 2. (20’) Thông tin về:VẬN TỐC VÀ GIA TỐC CỦA ĐIỂM TRÊN VẬT QUAY 20’ Nêu câu hỏi gợi ý: H 1 Nhắc lại công thức liên hệ giữa tốc độ góc và tốc độ dài của một điểm chuyển động trên quỹ đạo tròn bán kính r. H 2 Khi vật rắn quay đều, mỗi điểm trên vật chuyển động với vận tốc, gia tốc có hướng và độ lớn thế nào? H 3 Khi vật rắn quay không đều, vectơ a r của các điểm trên vật có hướng thế nào? H 4 Khi vectơ gia tốc a r của điểm trên vật tạo với bán kính một góc α, tìm độ lớn vectơ a r thế nào? -Hướng dẫn HS phân tích hình 1.6. H 5 Tổng hợp hai thành phần của a r , ta được a r có độ lớn và hướng xác định thế nào? -Trả lời câu hỏi gợi ý. -Từ chuyển động tròn đều, HS nhắc lại các công thức : 2 2 n v r v a r r ω ω = = = -Thảo luận nhóm. Vẽ các vectơ o v uur và v r ở hai thời điểm t o , t bất kì → a r hướng vào bề lõm quỹ đạo. -Phân tích hình 1.6. -Thảo luận nhóm, suy tìm kết quả. 1) Tốc độ dài của một điểm chuyển động trên quỹ đạo tròn: v = ωr. 2) Vật quay đều. v r của mỗi điểm chỉ thay đổi hướng, độ lớn không đổi. Mỗi điểm của vật có gia tốc hướng tâm: 2 2 n v a r r ω = = 3.Vật rắn quay không đều: mỗi điểm chuyển động tròn không đều. a r : hướng vào bề lõm quỹ đạo tạo với bán kính góc α. +Phân tích n t a a a= + r uur ur . n a v⊥ uur r : đặc trưng sự thay đổi về hướng của v r : gia tốc pháp tuyến. 2 2 n v a r r ω = = . t a ur có phương của v r : đặc trưng cho sự thay đổi về độ lớn của v r : gia tốc tiếp tuyến. ( ) ' ' ' t a v r r ω ω = = = Hay t a r γ = . Độ lớn gia tốc a: 2 2 n t a a a= + . Hướng của a r : tạo một góc α với bán kính: 2 tan t n a a γ α ω = = Hoạt động 3. (10’) Củng cố - Dặn dò: 1) Cho HS tự giải bài tập trắc nghiệm số 2 SGK trang 9. Phạm Hoàng Tân. Trang 4 Trường THPT Tràm Chim Giáo án VẬT LÍ 12-nâng cao 2) Gọi 2 HS lên bảng giải dồng thời hai bài toán: Bài 1. Một cánh quạt dài 20cm. Tốc độ dài của một điểm ở vành cánh quạt bằng 15m/s, nó quay với tốc độ góc bao nhiêu? Bài 2. Một cánh quạt quay với tốc độ góc không đổi bằng 94rad/s. Tốc độ dài của một điểm ở vành cánh quạt bằng 18,8m/s. Cánh quạt có chiều dài bao nhiêu? 3) Chuẩn bị: - Giải bài tập 5, 6, 7, 8 SGK. - Xem lại bài Momen lực SGK lớp 10. IV. Rút kinh nghiệm. Phạm Hoàng Tân. Trang 5 Trường THPT Tràm Chim Giáo án VẬT LÍ 12-nâng cao Bài 2. PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA VẬT RẮN PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH I. Mục tiêu: 1) Kiến thức: - Viết được công thức tính momen quán tính của một vật rắn đối với một trục quay và nêu được ý nghĩa của đại lượng này. - Hiểu được cách xây dựng phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định và viết được phương trình M = I.γ 2) Kĩ năng: - Vận dụng kiến thức về momen quán tính để giải một số hiện tượng vật lí liên quan đến chuyển động quay của vật rắn. - Vận dụng được phương trình cơ bản của chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định để giải các bài tập đơn giản khi biết momen quán tính của vật. II. Chuẩn bị: 1) Giáo viên: Dùng các VD trong thực tế thông qua các hình vẽ, tranh ảnh minh họa về chuyển động quay của vật rắn để khai thác kiến thức có liên quan đến bài học. 2) Học sinh: Ôn tập kiến thức vật lí lớp 10: momen lực, khối lượng, phương trình động lực học của chất điểm. III. Tổ chức các hoạt động dạy học: Hoạt động 1. (5’) Kiểm tra. GV nêu nội dung kiểm tra: H 1 . Viết các pt của chuyển động quay biến đổi đều của vật rắn quanh một trục cố định. Áp dụng: Giải bài tập số 5, SGK trang 9. H 2 . 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 . (25’) Tìm hiểu Mối liên hệ giữa gia tốc góc và momen lực. Tg Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung 25’ - Nêu vấn đề: Trong chuyển động của chất điểm, gia tốc của chất điểm và lực tác dụng có mối liên hệ được diễn tả bằng định luật II Niuton. F a m = ur r . Trong chuyển động quay của vật rắn, giữa gia tốc góc và momen lực có mối liện hệ thế nào? - Nêu các câu hỏi gợi ý để HS phát hiện vấn đề. H 1 Tác dụng lực lên vật rắn để vật quay quanh một trục cố định, ta có thể thay đổi các yếu tố nào để vật quay càng mạnh? GV hướng dẫn HS trả lời câu -Phân tích tìm hiểu lại nội dung phương trình: F a m = ur r - Thảo luận nhóm, trả lời H 1 : Để vật quay càng mạnh: + Tăng dần độ lớn của lực. + Thay đổi sao cho phương của lực không qua trục quay và có giá càng xa trục quay. I.Mối liên hệ giữa gia tốc góc và momen lực. 1) Momen lực đối với một trục quay. M = F.d d: tay đòn của lực ( m ). M : momen lực (N.m) M > 0: nếu có tác dụng làm vật quay theo chiều (+). M < 0:… ngược lại. Phạm Hoàng Tân. Trang 6 Tuần: 1 _ Tiết: 3 Ngày soạn: 1 / 7 / 2010 Ngày dạy : 8 / 7 / 2010 Trường THPT Tràm Chim Giáo án VẬT LÍ 12-nâng cao Tg Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung hỏi C 1 (bằng nội dung câu hỏi H 1 ) - 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: H 2 . Vì sao không quan tâm đến lực pháp tuyến n F uur trong chuyển động của quả cầu? - Hướng dẫn HS lập luận, xây dựng hệ thức: i i M M= ∑ - Khảo sát chuyển động quay của vật trên mp ngang theo hình 2.1. Trả lời câu hỏi H 2 . + Thành phần pháp tuyến n F uur làm vật chuyển động trên đường tròn nhưng không làm thay đổi tốc độ góc. t F uur thành phần này gây nên gia tốc tiếp tuyến, tức là có biến đổi tốc độ góc. - Thảo luận nhóm, xây dựng phương trình (2.6) 2) Mối liên hệ giữa gia tốc góc và momen lực: M : tổng các momen lực tác dụng lên toàn bộ vật rắn. (ngoại lực) ( ) 2 i i i i i M M m r γ = = ∑ ∑ Lưu ý: M của các nội lực bằng không. Hoạt động 3. (30’) Tìm hiểu: - Momen quán tính. - Phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục. 30’ - Nêu câu hỏi gợi ý: H 1 . Phương trình: ( ) 2 i i i i i M M m r γ = = ∑ ∑ Rút ra nhận xét gì về ý nghĩa vật lí của đại lượng 2 i i i m r ∑ ? H 2 . Đại lượng dùng đặc trưng cho vật rắn về phương diện gì? -Nêu vài VD để HS hiểu tính i của vật đối với chuyển động quay quanh một trục, từ đó giới thiệu 2 i i i I m r= ∑ : momen quán tính của vật quay. H 3 . 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) H 4 . Với khái niệm momen quán tính hãy viết lại dạng khác của phương trình: ( ) 2 i i i M m r γ = ∑ Nhận xét: -Giới thiệu pt: M = I.γ -Thảo luận nhóm, tìm hiểu ý nghĩa vật lí đại lượng 2 i i 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 2 i i i I m r= ∑ -Thảo luận, trả lời H 3 . 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. -Thảo luận nhóm: +Viết pt: M = I.γ +Nhận xét: giống dạng pt: F = ma. 1) Momen quán tính: a) Định nghĩa: SGK b) Biểu thức: 2 i i 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: 2 1 2 I mR= + Khối cầu đặc: 2 2 5 I mR= + Chất điểm cách trục quay r I = mr 2 . 2)Phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định: .M I γ = Phạm Hoàng Tân. Trang 7 Trường THPT Tràm Chim Giáo án VẬT LÍ 12-nâng cao Hoạt động 4. (30’) Vận dụng, củng cố - Hướng dẫn về nhà. 30’ *GV giới thiệu bài toán VD. Nêu câu hỏi gợi ý: H 1 . Hình trụ và thùng nước chuyển động thế nào? Viết pt chuyển động. H 2 . Gia tốc tịnh tiến của thùng và gia tốc chuyển động quay của hình trụ liên hệ thế nào? -GV hướng dẫn HS cách vận dụng phương pháp động lực học, các công thức và phương trình động lực học của chuyển động quay để giải các bài toán. Lưu ý cách vận dụng tốt các pt và cách giải để tìm kết quả. *Yêu cầu chuẩn bị ở nhà: -Giải bài tập SGK trang 14. -Ôn tập bài: Định luật bào toàn động lượng ở lớp 10. -Đọc nội dung bài toán. Thảo luận nhóm, phân tích chuyển động của hình trụ và thùng nước. -Trả lời câu hỏi gợi ý. + Thùng nước chuyển động tính tiến. + Hình trụ chuyển động quay quanh một trục cố định. -Các phương trình: mg – T = ma. (1) M = T.R = I γ (2) a R γ = (3) -HS biến đổi để tìm kết quả: 2 mg I I m R = + -Ghi nhận những chuẩn bị ở nhà. SGK IV. Rút kinh nghiệm – Bổ sung: BÀI TẬP BÀI TẬP I/ MỤC TIÊU: - Củng cố kiến thức về CĐQ của vật rắn quanh một trục cố định. Phương trình ĐLH của vật rắn quay quanh một trục cố định. - Kỹ năng giải các BT về CĐQ của vật rắn quanh một trục cố định. Phương trình ĐLH của vật rắn quay quanh một trục cố định. II/ CHUẨN BỊ: 1/ Giáo viên : Các BT về CĐQ của vật rắn. 2/ Học sinh : Làm các bài tập thuộc các dạng trên trong sách vật lý 12 nâng cao. III/ KIỂM TRA BÀI CŨ: - Kiểm tra việc chuẩn bị bài tập ở nhà của học sinh. IV/ THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Tg HĐ CỦA GIÁO VIÊN HĐ CỦA HỌC SINH NỘI DUNG KIẾN THỨC Phạm Hoàng Tân. Trang 8 Tuần: 2 Tiết: 4 Ngày soạn:10 / 7 / 2010 Ngày dạy : 12 / 7 / 2010 Trường THPT Tràm Chim Giáo án VẬT LÍ 12-nâng cao 10’ 10’ 10’ 10’ - Yêu cầu ba học sinh lên bảng giải các bài tập 6,7,8 trang 9 SGK. - Yêu cầu học sinh nhận xét bài do các bạn giải trên bảng. - Nhận xét về nhận xét và bài giải của học sinh. Sửa bài nếu có sai sót hoặc dài dòng . Đúc kết phương pháp giải. - Yêu cầu ba học sinh lên bảng giải các bài tập 7,8 trang 14 SGK. - Yêu cầu học sinh nhận xét bài do các bạn giải trên bảng. - Nhận xét về nhận xét và bài giải của học sinh. Sửa bài nếu có sai sót hoặc dài dòng . Đúc kết phương pháp giải. -Học sinh lên bảng giải bài tập. -Học sinh ở dưới theo dõi bài giải trên bảng của bạn, chuẩn bị nêu nhận xét về bài giải trên bảng của bạn. - Học sinh lắng nghe nhận xét của bạn, của GV. - Theo dõi và ghi bài giải hoàn chỉnh. -Học sinh lên bảng giải bài tập. -Học sinh ở dưới theo dõi bài giải trên bảng của bạn, chuẩn bị nêu nhận xét về bài giải trên bảng của bạn. - Học sinh lắng nghe nhận xét của bạn, của GV. -Theo dõi và ghi bài giải hoàn chỉnh. Bài 6/9 SGK -Số vòng quay trong 1s là N 3000 n 50 t 60 = = = vòng -Số vòng quay được trong t = 20 s là n ' t.n 1000= = vòng -Góc quay được trong t = 20 s là n '.2 6280radj = p= Bài 7/9 SGK -Tốc độ dài của điểm nằm ở vành cánh quạt 2 v .R 45. .4 18,84m / s 60 p =w = = Bài 8/9 SGK ADPT: 2 0 0 1 t t 2 j =j +w + g Vì t = 0 thì 2 0 0 1 0, 0 t 2 w = j = ® j = g 2 2 2 2rad / s t j Þ g= = 0 t 10rad / sw=w +g = Bài 7/14 SGK Ta có: FR M FR I 6rad / s I = = g® g= = AD PT: 0 t 30rad / sw=w +g = Bài 8/14 SGK AD PT : 2 M M I 5rad / s I = g® g= = AD PT : 0 0 t t 20s w- w w=w +g ® = = g V/ CỦNG CỐ - DẶN DÒ -Yêu cầu HS về tham khảo các bài tập thuộc các dạng trên trong sách bài tập vật lý 12 nâng cao. Phạm Hoàng Tân. Trang 9 Tuần: 2 Tiết: 5 Ngày soạn: 10 / 7 / 2010 Ngày dạy : 13 / 7 / 2010 Trường THPT Tràm Chim Giáo án VẬT LÍ 12-nâng cao Bài 3. MOMEN ĐỘNG LƯỢNG MOMEN ĐỘNG LƯỢNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN MOMEN ĐỘNG LƯỢNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN MOMEN ĐỘNG LƯỢNG I. Mục tiêu: 1) Kiến thức: - Nêu được momen động lượng của một vật đối với một trục là gì và viết được công thức tính momen này. - Hiểu được khái niệm momen động lượng là đại lượng động học đặc trưng cho chuyển động quay của một vật rắn quay quanh một trục. - Hiểu định luật bảo toàn momen động lượng. 2) Kĩ năng: - Giải các bài toán đơn giản về momen động lượng và ứng dụng định luật bảo toàn momen động lượng. - Vận dụng kiến thức để giải thích một số hiện tượng trong thực tế, biết các ứng dụng của định luật bảo toàn momen động lượng trong đời sống vả kĩ thuật. II. Chuẩn bị: 1) Giáo viên: - Dùng những tư liệu, hình vẽ, tranh ảnh minh họa về chuyển động quay của vật rắn để khai thác các kiến thức có liên quan đến bài học. - Hướng dẫn HS thực hiện những thí nghiệm liên quan đến kiến thức bài học. 2) Học sinh: Ôn tập kiến thức động lượng và momen lực, định luật bảo toàn momen động lượng. III. Tổ chức các hoạt động dạy học: Hoạt động 1. (10’) Kiểm tra: GV nêu câu hỏi: - Câu số 2 và 5 của SGK trang 14. - Nêu một bài tập, cho HS được kiểm tra giải trên bảng. Một bánh xe có momen quán tính đối với trục cố định là 6 kgm 2 , đang đứng yên thì chịu 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 tới 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 Tg Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung 10’ -Hướng dẫn HS lập pt động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định theo momen quán tính và tốc độ góc của vật rắn bằng các câu hỏi gợi ý: H 1 . Viết pt động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định. Biến đổi theo tốc độ góc ω vật đạt được. H 2 . Nhận xét gì về ý nghĩa của đại lượng vật lí L = Iω ? -Viết pt: ( )dv d mv dp F ma m dt dt dt = = = = Hướng dẫn HS tìm hiểu L = Iω -Xây dựng phương trình: ( )d I M I dt ω γ = = 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 pt động lực học của vật rắn quay quanh một trục M = I.γ (1) I không đổi. d dt ω γ = (2) Từ (1) và (2): ( )d I M dt ω = (3) Đặt L = Iω (3) dL M dt ⇔ = b) Đại lượng L = Iω gọi là momen động lượng của vật rắn đối với trục quay. Đơn vị: kgm 2 /s Hoạt động 3. (10’) Tìm hiểu ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN MOMEN ĐỘNG LƯỢNG Phạm Hoàng Tân. Trang 10 [...]... bit h s ma sỏt gia mỏ phanh v a l à = 0,5 ỏp ỏn Phn 1 Trc nghim khỏch quan: 7/20 cõu 0,35/cõu Cõu 1 2 3 4 5 6 7 8 ỏp ỏn: D D A D B B D C Cõu 11 12 13 14 15 16 17 18 ỏp ỏn: A D B C D B C A Phn 2, T lun 3 im 1 - V ỳng lc tỏc dng vo vt ca h Chn chiu dng - Vit ỳng phng trỡnh LH cho mi vt Vt 1: m1g T1 = m1a (1 ) Vt 2: T2 = m2a (2 ) Rũng rc: (T1 T2)R = I (3 ) a) Gii h pt (1 ) (2 ) (3 ) tỡm: a = 0,98 m/s2 b)... 20 B (0 .25) (0 ,5) (0 ,5) (0 ,5) (0 ,25) 1 2 at = 7,84cm 2 (0 ,5) II 1) Chn chiu quay ca a lm chiu dng 0 = 30v / s = 60 rad / s = 30 rad / s 2 t = 2 s + Tỡm t pt: = 0 + t vi (1 ) + Tỡm ta gúc (gúc quay) trong thi gian t = 2s 1 0 = 0 t + t 2 2 0 = 60 rad + Tỡm s vũng quay tng ng: N = 2) Lc ma sỏt v ỏp lc Q liờn h: + Fms = àQ + Tỡm Fms Q t: M = I FmsR = I vi I = 1 mR 2 2 + Tỡm Q = 1,884N (0 ,5)... pt ( t + ) : pha dao ng ti thi im t (rad) + : pha ban u ng vi pha ( t + ) vo thi im t=0 (rad) Cho HS quan sỏt th li + : tn s gúc ca dao ng DH = 0 theo hỡnh Ghi nhn cỏch v th theo (rad/s) hoc (/ s) hỡnh 6 .4 6 .4 Yờu cu HS t luyn tp Hot ng 4 (5 ) Cng c Cho HS vn dng kin thc bng vic gii bi toỏn ỏp dng: Pt dao ng ca mt vt l: x = 6 cos 4 t + ữ (cm) 6 a) Xỏc nh biờn , tn s gúc, chu kỡ v tn s ca dao... 3 SGK tho lun, gii bi toỏn trang 21 -Hng dn HS lp biu thc tớnh ng nng h trong hai trng hp -Tớnh tc gúc ca hai a lỳc sau -So sỏnh hai ng nng Giỏo ỏn VT L 12- nõng cao Bi gii ca SGK -ng nng h ban u: Wủ1 = 1 1 I102 = I 02 (1 ) 2 2 -Tc gúc h lỳc sau: I 0 = ( I1 + I 2 ) = 2 I 0 = 2 -ng nng lỳc sau: 1 ( I1 + I 2 ) 2 = I 2 (2 ) 2 1 T (1 ) v (2 ): Wủ 2 = Wủ1 2 Wủ 2 = Hot ng 4 (5 ) Hng dn ụn tp-chun b bi mi... 2x = 0 (pcm) Yờu cu hc sinh t gii Bi 5 trang 9: x = 6 cos (4 t + ) Hc sinh gii trờn 6 bng (cm) a) A = 6 cm; = 4 rad; T = 0,5 s ; f= 2 Hz b) Pha thi im t = 1/4s ) 6 1 = (4 + ) 4 6 (4 t + = Phm Hong Tõn Trang 27 Trng THPT Trm Chim Giỏo ỏn VT L 12- nõng cao 7 = 6 Tun: 4 Tit: 13 7 = 3, 14 6 Ngy son: Ngy dy : Bi 7 CON LC N - CON LC VT L I.Mc tiờu: 1) Kin thc: - Bit cỏch thit lp phng trỡnh ng lc hc... Pt : gõy ra dao ng ca vt quanh O g hóy vit li pt: s "+ s = 0 l Hóy nhn xột dng cỏc biu -Thit lp pt (7 .5a) nh s thc trờn (1 ) SGK bng cỏch tho lun Pt = mg sin = mg l nhúm v cỏ nhõn thc -Phng trỡnh chuyn ng: hin Pt = ma = ms " (2 ) (1 ) v (2 ): s "+ -Cho HS ghi nhn thờm pt (7 .3b) v (7 .5b) SGK HS hiu c: v trớ ca vt cú th xỏc nh bng s v Vi = g s=0 l (* ) g l (* ) s + 2s =0 H6 (So sỏnh vi pt ca CLLX Nghim... cos ( t + ) H5 dao ng iu hũa l gỡ? nghim li pt x "+ 2 x = 0 *nh ngha dao ng iu hũa cú nghim x = A cos ( t + ) Hot ng 3 (1 5) Tỡm hiu: Cỏc c trng ca DH, th (li ) ca DH Cho HS phõn tớch pt: + A (dng): biờn 15 x = A cos ( t + ) S dng SGK, ghi nhn ý A = xmax ng vi ngha ca tng i lng cos ( t + ) = 1 Xỏc nh ý ngha ca tng i trong pt x = A cos ( t + ) lng trong pt ( t + ) : pha dao ng ti thi im t (rad)... biu nh lut bo ton momen ng lng ? Vn dng gii thớch hỡnh nh vn ng viờn nhy cu Gii bi tp 4 SGK trang 17 Hot ng 2 (2 0) Lp biu thc: ng nng ca vt rn quay quanh mt trc Tg Hot ng ca GV Hot ng ca HS Ni dung -Gii yờu cu ca bi hc: 1) Biu thc ng nng ca 20 (SGK) -Quan sỏt hỡnh 4. 1 Tho lun, vt rn quay quanh mt trc: -Cho HS xem hỡnh 4. 1 gii rỳt ra nhn xột 1 Wủ = I 2 thiu cho HS thy mi phn + Mi phõn t trờn vt cú mt... Hot ng 3(1 5 phỳt) : Gii cỏc bi tp t lun v dao ng iu hũa Tg Hot ng ca giỏo viờn Hot ng ca hc Ni dung c bn sinh Bi 4 trang 35: x = A1cos t + A2sin 15 Yờu cu hc sinh t gii Hc sinh gii trờn t bng ==> x = A1sin t - A2cos t ==> x = - 2A1cos t - 2A2sin t ==> x = - 2(A1cos t + A2sin t) ==> x = - 2x ==> x + 2x = 0 (pcm) Yờu cu hc sinh t gii Bi 5 trang 9: x = 6 cos (4 t + ) Hc sinh gii trờn 6 bng (cm) a) A... vt thit lp pt nh ni dung -Lc hi phc (lc n hi) SGK F = -kx (1 ) H3 Theo nh lut II N, pt -Theo nh lut II Newtn: chuyn ng ca vt c F = ma (2 ) vit th no? Phm Hong Tõn Trang 23 Trng THPT Trm Chim H4 Pt F = ma vi F tớnh th no? ln gia tc a xỏc nh th no? -Gii thiu pt vi phõn: x + 2x = 0 Giỏo ỏn VT L 12- nõng cao (1 ) v (2 ): ma = -kx k x (* ) m k 2 t = m 2 (* ) x = x " x" = -Gii thiu pt LH v -Ghi nhn gii thiu . lực học của vật rắn quay quanh một trục M = I.γ (1 ) I không đổi. d dt ω γ = (2 ) Từ (1 ) và (2 ): ( )d I M dt ω = (3 ) Đặt L = Iω (3 ) dL M dt ⇔ = b) Đại lượng. 1 (2 ) 2 W I I I ω ω = + = ñ Từ (1 ) và (2 ): 2 1 1 2 W W = ñ ñ Hoạt động 4. (5 ’) Hướng dẫn ôn tập-chuẩn bị bài mới. - Yêu cầu HS giải các bài tập SGK trang