Các tư liệu, các ví dụ trong thức tế thông qua các hình vẽ, tranh ảnh minh hoạ về chuyển động quay của vật rắn để khai thác các kiến thức có liên quan đến bài học.. Một số tư liệu mô phỏ[r]
Trang 1Tiết 5 - Bài 4: ĐỘNG NĂNG CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH
I Mục tiờu.
1 Kiến thức
* Biết được khi vật rắn quay (quanh một trục) thỡ vật cú động năng
* Biết so sỏnh cỏc đại lượng tương ứng trong biểu thức của động năng quay và động năng của chuyển động tịnh tiến
2 Kĩ năng.
* Giải cỏc bài toỏn đơn gión về động năng của vật rắn trong chuyển động quay
3 Thỏi độ.
* Giải thớch được một số hiện tượng trong thực tế, nhận thức được cỏc ứng dụng của động năng quay trong đời sống và kĩ thuật
II Chuẩn bị.
1 Giỏo viờn.
a Cỏc tư liệu, cỏc vớ dụ trong thức tế thụng qua cỏc hỡnh vẽ, tranh ảnh minh hoạ về chuyển động quay của vật rắn để khai thỏc cỏc kiến thức cú liờn quan đến bài học
b Một số tư liệu mụ phỏng để HS tỡm hiểu ứng dụng của động năng quay trong kĩ thuật
c Phiếu học tập
P1 Chọn phơng án Đúng Một bánh đà có momen quán tính 2,5kg.m2 quay với tốc độ góc 8 900rad/s
Động năng của bánh đà bằng:
A 9,1.108J B 11 125J C 9,9.107J D 22 250J
P2 Hai đĩa tròn có cùng momen quán tính đối với cùng một trục quay đi qua tâm của các đĩa Lúc đầu đĩa
2 (ở bên trên) đứng yên, đĩa 1 quay với tốc độ góc không đổi Ma sát ở trục quay nhỏ không đáng kể Sau
đó cho hai đĩa dính vào nhau, hệ quay với tốc độ góc Động năng của hệ hai đĩa lúc sau tăng hay giảm
so với lúc đầu?
A Tăng 3 lần B Giảm 4 lần C Tăng 9 lần D Giảm 2 lần
P3 Hai bánh xe A và B cú cùng động năng quay, tốc độ góc A = B tỉ số momen quan tính I B
I A đối
với trục quay đi qua tâm A và B nhận giá trị nào sau đây?
P4 Xét một vật rắn đang quay quanh một trục cố định với vận tốc góc Kết luận nào sau đây là đúng?
A Tốc độ góc tăng 2 lần thì động năng tăng 4 lần
B Mômen quán tính tăng hai lần thì động năng tăng 2 lần
C Tốc độ góc giảm hai lần thì động năng giảm 4 lần
D Cả ba đáp án trên đều sai vì đều thiếu dữ kiện
P5 Một bánh xe có mômen quán tính đối với trục quay cố định là 12kgm2 quay đều với tốc độ 30vòng/phút Động năng của bánh xe là
A Eđ = 360,0J; B Eđ = 236,8J; C Eđ = 180,0J; D Eđ = 59,20J
P6 Một mômen lực có độ lớn 30Nm tác dụng vào một bánh xe có mômen quán tính đối với trục bánh xe
là 2kgm2 Nếu bánh xe quay nhanh dần đều từ trạng thái nghỉ thì gia tốc góc của bánh xe là
A = 15 rad/s2; B = 18 rad/s2; C = 20 rad/s2; D = 23 rad/s2
P7 Một mômen lực có độ lớn 30Nm tác dụng vào một bánh xe có mômen quán tính đối với trục bánh xe
là 2kgm2 Nếu bánh xe quay nhanh dần đều từ trạng thái nghỉ thì tốc độ góc bánh xe đạt đợc sau 10s là
A = 120 rad/s; B = 150 rad/s; C = 175 rad/s; D = 180 rad/s
P8 Một mômen lực có độ lớn 30Nm tác dụng vào một bánh xe có mômen 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 = 18,3 kJ; B Eđ = 20,2 kJ; C Eđ = 22,5 kJ; D Eđ = 24,6 kJ
2 Học sinh.
* Sưu tầm cỏc hỡnh ảnh về bỏnh đà, động cơ đốt trong bốn kỡ, tuabin thuỷ lực, tuabin khớ
* Tỡm hiểu động năng quay thụng qua con quay đồ chơi, con lắc Mắc – xoen, yo – yo, con quay hồi chuyển
III Tổ chức hoạt động dạy học.
Ho t ạ độ ng 1 (5 phỳt) Ki m tra ki n th c xu t phỏt, nờu v n ể ế ứ ấ ấ đề nghiờn c u.ứ
Trang 2Hoạt động cá nhân.
* Ghi nhận nội dung câu hỏi, suy nghĩ trả lời
* Trả lời CH1
* Trả lời CH2
* Nghe và ghi nhận vấn đề cần nghiên cứu của
bài
* Nêu các câu hỏi
* CH1: Momen động lượng là gì? Viết biểu thức? Nêu ý nghĩa vật lý của momen động lượng?
* CH2: Phát biểu định luật bảo toàn Momen động lượng? Viết biểu thức?
* Lần lượt mời 2HS trả lời
* Nhận xét cho điểm
* Nêu vấn đề nghiên cứu: Trong chuyển động thẳng,
khi vật có vận tốc v ta nói vật có động năng
2 1 W=
2mv Vậy ta hãy tìm biểu thức tính động
năngcủa một vật rắn quay quanh một trục cố định với tốc độ góc ω như chuyển động quay của bánh đà chẳng hạn.
Hoạt động 2 (20 phút) Lập biểu thức tính động năng của vật rắn quay quanh một trục cố định
Hoạt động cá nhóm
* Quan sát ví dụ
* Thảo luận so sánh khả năng thực hiện công của
vật trong các trường hợp nêu trong thí dụ
* Thiết lập các phương trình 4.1 SGK theo hướng
dẫn của giáo viên
* Thảo luận, trả lời C1
* Trả lời
* Ghi tóm tắt nội dung kiến thức cơ bản
* Thảo luận, trả lời C2
* Trả lời
* Ghi nhận các chú ý
* Chia nhóm HS
* Nêu một số ví dụ cho thấy vật quay nhanh thì khả năng thực hiện công lớn hơn vật quay chậm
* Hướng dẫn các nhóm HS thiết lập các phương trình 4.1 SGK
* Yêu cầu các nhóm HS thảo luận trả lời C1 SGK
* Mời đại diện một nhóm trình bày
* Nhận xét tóm tắt kiến thức
* Yêu cầu các nhóm HS thảo luận trả lời C2
* Mời đại diện một nhóm trình bày
* Nhận xét tóm tắt kến thức
* Chú ý HS:
* Động năng toàn phần của một vật rắn bằng tổng của động năng của chuyển động tịnh tiến và động năng của chuyển động quay quanh một trúc cố định.
* Định lý biến thiên động năng áp dụng cho chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định: ∆W đ
2I 2I A
Hoạt động 3 (12 phút) Giải bài tập áp dụng.
Hoạt động nhóm
* Ghi nhận bài toán
* Thảo luận xác định dữ kiện và yêu cầu của bài
toán
* Thảo luận phân tích bài toán
* Giải bài toán
* Trình bày
* Nêu bài toán
* Yêu cầu các nhóm HS thảo luận ghi nhận dữ kiện
và yêu cầu của bài toán
* Yêu cầu các nhóm HS thảo luận phân tích bài toán
* Giải bài toán
* Mời đại diện một nhóm trình bày
* Nhận xét bổ sung
Hoạt động 4 (8 phút) Vận dụng, cũng cố.
Hoạt động cá nhân
* Quan sát mô phỏng, tìm hiểu ứng dụng của
động năng quay trong kĩ thuật
* Hướng dẫn HS tìm hiểu ứng dụng của động năng quay trong kĩ thuật
* Phát phiếu học tập
Trang 3* Nhận phiếu học tập.
* Hoàn thành phiếu học tập
* Trình bày
* Ghi nhận nhiệm vụ về nhà
* Yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập
* Mời một học sinh trình bày
* Nhận xét bổ sung
* Giao nhiệm vụ về nhà:
* Làm các bài tập 5, 6, 7 SGK – tr21
IV Rút kinh nghiệm tiết dạy.