Giáo án Vật lý 12 nâng cao - Chương I: Động lực học vật rắn - Lý Thị Thu Phương

Tìm hiểu khái niệm: MOMEN ĐỘNG LƯỢNG Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung -Hướng dẫn HS lập pt động lực học 1- Momen động lượng: của vật rắn quay quanh một trục cố a Dạng pt động l[r]

Ngày dạy: /

Chương I

 1:

QUANH   

I. ! tiêu:

1- Kiến thức:

-

-

-

"+

2- Kĩ năng:

-

-

II $#%& '(:

1-GV: -

- @ mô hình ,4 "+ quay quanh  "7  A

2 - HS: - Ôn

III ) !$*! các $,- /&0 1-2 $3!:

1 G A ( /

2 * dung:

H1 Có

,4  nào? Vì sao?

Cho HS quan sát mô hình  ,4 "+ quay quanh

 "7  A

H2

cách nào?

M:; 04 ": 0Y  dung câu [  +

kì trên ,4 có &^ U;    nhau

+ Trao ( và ": 0Y 

- Xác

- Qui

Sau khi cho HS xem mô hình ,4 "+

quay quanh  "7 nêu và phân

tích khi HS ": 0Y 'X câu [  ý:

H1 (hình 1.1) Khi ,4 quay quanh

H2 Trong cùng  ;: Y

gian, góc quay

khác nhau trên ,4 có giá "A  nào?

H3 Khi quay,

9 :  dung: Khái    

góc  ,= )   :  

o),  quay

H4 Khi ,4 "+ quay quanh "7 ,4

"+  nào? >o '  thiên $ góc 

theo Y gian cho ta '  gì ,)

  =     góc 

+ Quan sát thêm hình (1.1)-SGK M": 0Y câu [ 

* dung ": 0Y : trùng ,=  dung SGK trình bày

+ Tìm hai mp(Po)  A và mp(P) di 

+  thay ( theo Y gian khi ,4 quay

+ Dùng góc  ,A trí $ ,4 vào  Y

1- 36 / góc:

tròn X trong mp vuông góc ,= "7 quay, tâm trên "7 quay bán kính 'X

 góc trong cùng  ;: Y gian

xác A 'X góc  U; 't  mp  (P) và mp(Po)  A I là ;U  góc)

>o '  thiên $ góc  theo Y gian cho ta

$ ,4

H1

nhanh hay

 tính   ta dùng khái

  gì? @/  nhanh, 4

$ RD quay dùng Kn gì `

H2 M nào là   góc trung

bình? M  góc / Y W

 trung bình, / Y $

-Nêu câu [ C2 SGK

H3 Hãy so sánh   góc $

các

"7 quay ;: r1, r2 …

(câu [ này nêu sau khi HS ":

0Y câu [ C2 SGK)

M:; 04 nhóm

  dài    dài x

 xác A 'X   góc

 Dùng -Xây 2o tb; tt theo SGK

-Phát

\M:; 04 nhóm, ": 0Y câu [

C2

-Tìm góc quay / ,= 450 vòng:

 = 2.450 -Tìm Y gian quay 450 vòng: t

= 1’ = 60”

t



    



-Xác A A = B = …

Vì A = B = … tA = tB = …

2 - 9! / góc:

nhanh, 4 $ ,4 "+

a) M  góc trung bình:

tb t



 



b) M  góc / Y 

0

lim

t

d

t dt



 



 c) DA y   góc / Y  là U

quanh xác A 'X U; hàm $ ;U  góc theo Y gian

d) D! ,A rad/s

H1 Khi ,4 "+ quay không )

hay

ra khái   gì?

H2 M nào là gia  góc trung

bình? Gia  góc / Y W

Có : 2E $ gia  góc cho

ta '  ,4 "+ quay nhanh 2C

hay 4 2C không?

-Nêu câu [ C3 (SGK)

\R! Vt gia  atb, att  8  gia  góc trung bình, gia  góc / Y 

M:; 04 nhóm, ": 0Y C3 Phân tích: o = 0

Sau t = 2s:  = 10rad/s Tìm tb 0 5 rad s / 2

t

 



3- Gia 9! góc:

o

o+

a) Gia  góc trung bình: tb

t



 



0

lim

t

d

t dt



 





t và  góc theo Y gian

D! ,A rad/s2

/ dung

góc trong

8 thông qua ': 1.1-SGK

H1 Xét hai

quay $ ,4 "+ có:

M  góc không ( 

-Gia  góc không ( 

Nêu tính

H2 Trong hai

'  ( ) các pt có 2U 

nào? Hãy suy ra các pt

 quay $ ,4 "+ quanh

 "7  A

H3 So sánh 2E $  trong hai

-Quay nhanh 2C

-Quay 4 2C

-Tìm M:; 04 nhóm

M": 0Y câu [ H1: +  không

quay ) +  không không ) quay '  ( )

M:; 04 nhóm, = 0U 

\M8 )

v = hs

x = xo + vt

\M8 '  ( )

a = hs

v = vo + at

2

0

2 2

at

x x v t

 Các  quay

M": 0Y H3

4- Các >$?@&0 trình /&0 $3! !<6

!$#2C& /&0 quay:

Hai ( = X VL + R t =0 lúc mp(P) 0 mp(Po) góc

o

o:   góc lúc t = 0

+

 = o + t

 = X V

 

0

2 0

2 2

2 2

t t t

  



  

+ ,  cùng 2E . > 0:quay nhanh 2C +  và  trái 2E . < 0: quay 4 2C

H1 *+ 0U công / liên 

 -   góc và   dài

&^ U; tròn bán kính r

H2 Khi ,4 "+ quay ) q

0=  nào?

H3 Khi ,4 "+ quay không )

a

r

có

H4 Khi ,h! gia  $ a

r

 góc , tìm  0= ,h! a

r

 nào?

1.6

H5 M(  hai thành C

a

r

a

r

+ 0U các công / :

2 2

n

v

r







M:; 04 nhóm < các ,h!

o

v

u r

v

r

kì  a

r

U;

-Phân tích hình 1.6

M:; 04 nhóm, suy tìm 

&:

;F& 9! và gia 9! !<6 các CI trên GF quay.

a) trên &^ U; tròn: v = r

r

thay

2 2

n

v

:

a

r

bán kính góc 

-Phân tích a r  a uu rn  a urt

+a uu rn  v r:

: gia  p %

v

r

2 2

n

v

+at có

ur

v

r

Vo thay ( ,)  0= $ : gia    v

r

%

Hay

 

t

a  v r  r at   r

n t

a a a

r

kính:

2 tan t n a a      - GV nêu câu - Cho HS o  : bài 4 "+   V 2 SGK trang 9 - 9 2 HS lên ':  : 2Ž Y hai bài toán: Bài 1 góc bao nhiêu? Bài 2 &U 'X 18,8m/s Cánh &U có  ) dài bao nhiêu? * $#%& '( - 9 : bài 4 5, 6, 7, 8 SGK - Xem 0U bài Momen 0o SGK 0= 10 IV Rút kinh &0$NI.

Ngày dạy: /

QUAY QUANH   

I  ! tiêu:

1- Kiến thức:

-

-

2- Kĩ năng:

-

quay $ ,4 "+

-

II $#%& '(:

* Giáo viên: Dùng các VD trong

quay

*

III ) !$*! các $,- /&0 1-2 $3!:

1 G A ( /

2 * dung:

H

Áp 27 9 : bài 4 V 5, SGK trang 9

?

=>HS ": 0Y và  : bài toán trên ': R: 0= theo dõi và 4 xét

H

/ dung

- Trong

2  : 'X A 04 II * !

Trong

F

a

m



ur

r

quay $ ,4 "+  - gia 

góc và momen 0o có mlh ntn ?

H1 Tác

,4 quay quanh  "7  A

ta có

- Cho HS xem hình 2.1 9 =

  chi   và cho &: C

quay

H2 Vì sao không quan tâm 

0o pháp % Fn trong

uu r

 $ &: CW

-

i

M M

-Phân tích tìm

F a m



ur r

- M:; 04 nhóm, ": 0Y H1: + M‘ 2C  0= $ 0o

+ Thay 0o không qua "7 quay và có giá càng xa "7 quay

-

$ ,4 trên mp ngang theo hình 2.1 M": 0Y câu [ H2

+ Thành C pháp % Fn

uu r

làm tròn

  góc

thành C này gây nên gia

t

F

uu r

   % / là có '  (

  góc

- M:; 04 nhóm, xây 2o

9 liên $N 0T6 gia 9! góc và momen SV!

a) Momen 0o  ,=  "7 quay

M = F.d d(m): tay r $ 0o

F(N): 0o tác 27

M (N.m)

M > 0:  có tác 27 làm ,4 quay theo

 ) (+)

M < 0:…

'L@ liên   - gia  góc và momen 0o

M : ( các momen 0o tác 27 lên toàn ' ,4 "+ I;U 0oL

 2

Mô men $ các  0o 'X không

H

H1

a) DA y Mô men quán tính I 

 2

M M  m r 

Rút ra 4 xét gì ,) ý y ,4

i

m r



H2

-Nêu vài VD

quanh  "7 s   =  

: momen quán tính

2

i i

i

I   m r

$ ,4 quay

H3 *4 xét gì ,)  0= $

momen quán tính $  ,4

"+W Nêu ! ,A $ momen quán

tính

9 =   công / tính I $

 V ,4 Ž E  ,= "7

 g/ I"7 qua  tâm G)

H4 = khái   momen quán

tính hãy ,  0U 2U khác $

i i

i

M  m r 

*4 xét:

9 =   pt: M = I.

2

i i i

m r

 M": 0Y câu [ H1, H2

+Có ý ma

$ ,4 quay

M  4 khái   mo- men

i i i

Im r

M:; 04 ": 0Y H3

po   HS không phát  

$ ,4 "+x Vo phân ' 

M:; 04 nhóm:

\  pt: M = I.

\*4 xét:   2U pt:

F = ma

 quay quanh "7 E%

i i i

Im r

c) Công / tính momen quán tính $

 V ,4 Ž E  ,= "7  g/ I"7 qua  tâm ,4L

+ Thanh có   2  [  dài l:

2 1 12

+ Vành tròn, bán kính R:I = mR 2

2

I  mR

5

I mR

3

2

mR

I +

I = mr 2

quay quanh  "7  A

M I

*GV  =   bài toán VD

Nêu câu [  ý:

H1 Hình

H2 Gia

 quay $ hình "7 liên   nào?

-GV

toán

*Yêu C “ 'A t nhà:

9 : bài 4 SGK trang 14

-Ôn

10

D  dung bài toán

thùng

M": 0Y câu [  ý

+ Thùng + Hình -Các

mg – T = ma (1)

M = T.R = I (2)

(3)

a R   -HS 2 mg I I m R   -Ghi 4 - “ 'A t nhà - GV nêu câu - Cho HS o  : bài 4 "+   và o 04 t  bài * $#%& '( - 9 : bài 4 còn 0U trong SGK và BT SBT

- Xem tr IV- Rút kinh   và '( sung:

Ngày dạy: /

MOMEN  PZ

I  ! tiêu:

1-Kiến thức:

-

 ,4 "+ quay quanh  "7

-

2- Kĩ năng:

-

-

toàn momen

II $#%& '(:

1-Giáo viên:

- Dùng

  / có liên quan  bài 

-

2-

III ) !$*! các $,- /&0 1-2 $3!:

1- G A ( /

2- * dung:

GV nêu câu [ 

- Câu V 2 và 5 $ SGK trang 14

@ bánh xe có momen quán tính  ,= "7  A là 6 kgm2,  / yên thì A tác

xe U =   góc 100 rad/s

=> GV

/ dung

$ ,4 "+ quay quanh  "7 

A theo momen quán tính và  

góc $ VR 'X các câu [  ý:

H 1   pt  0o  $ ,4 "+

quay quanh  "7  A 6  (

theo

H 2 *4 xét gì ,) ý y $ U

  pt:

( )

L = I

-Xây

( )

d I

dt





 

-Phân tích

L = I

1- Momen động lượng:

a) pU pt  0o  $ ,4

"+ quay quanh  "7

M = I. (1) I không ( 

(2)

d dt



 

Ms (1) và (2): M d I( ) (3)

dt



 D` L = I

dt

b) cho  0o L  là momen

"7 quay D! ,A kgm2/s -Nêu câu [  ý

H 1 Ms pt: M dL

dt



* M = 0 thì momen 

9 =   A 04 ':; toàn

momen

M:; 04 ": 0Y câu [ H1

0

dL

L hs

dt   

a) *

I = hs   = hs;  = 0

2) Định luật bảo toàn momen động lượng:

a) * dung A 04 * ( các mô men 0o tác 27 lên  ,4 "+I hay  ,4L  ,=  "7 'X không thì hay

toàn

H 2

  nào?

H 3

quay thay

quay  nào?

3, C4

L = hs b) * I1š I2  L1 = L2

 1 š 2

Phân tích C3, C4

b) Các

- * I = const 12 ,4 / yên ;` quay )

- * I thay (  I11  I22

khi   I   c onst

9 =   bài toán 2, 3 $

SGK trang 17 Nêu  ý:

H 1:

 

H 2: 6[ qua ma sát, trong hai

$   nào? Suy ra  

góc $  theo yêu C bài toán

M:; 04 nhóm,  : hai bài toán

DU 2  nhóm, trình bày 

&:

Bài 2 hình 3.3

L1 = I11 + I22

L1 = I1 + I2 = (I1+I2)

Vì L1 = L2

 (I1+I2) = I11 + I22

 D án B

Bài 3.

1 = I11

2 = I22 Luôn có: I11 = I22 I2 < I1

 2 > 1 R A

* Bài 4 U 0= 

Câu 7:

Mômen

2

12 kg s m 

2

25 ,

2

.

2

5 , 12

9 : Mômen quán tính $ thanh

2 2

2 2 2

1r m r 2 0 , 5 3 0 , 5 1 , 25 kg.m m

Mômen





















s

m kg r

v I I L

2

5 , 12 5 , 0

5 25 , 1



Câu 8:

cao 8 ‘ 2008 mã ) thi 310)

9 : Mômen quán tính $ 

2 2

2 2 2 2 1 1 1

2

25 , 1 5 , 0 3 5 , 0

r m r m r m I

n i i

 























s

m kg I

L

2 5 , 12 10 25 , 1



Câu 9 : Mômen quán tính $  ,4 không 7  vào

A Momen quán tính !<6 I/ GF Ae& có $C 1?@&0f có $C âm tùy $#/! vào !$h# quay !<6 GF

B Momen quán tính $  ,4 "+ 7  vào ,A trí "7 quay

C Momen quán tính

D Momen quán tính

Câu 11 : Phát

A Mômen quán tính

B.Mômen quán tính !<6 I/ GF Ae& >$ $#/! vào 9! / góc !<6 GF

C Mômen quán tính

D Mômen quán tính $  ,4 "+ 7  vào ,A trí "7 quay $ ,4

Câu 12: Phát

A Mômen quán tính

 0=

B Mômen quán tính

C Mômen 0o tác 27 vào ,4 "+ làm thay (   quay $ ,4

D Mômen SV! 1?@&0 tác 1 &0 vào GF Ae& làm cho GF quay nhanh 1j&

9 :

Câu 13:

nào sau Z% không †W

A

B k&0 M$,l&0 cách m !$n CI & A ! quay lên 2 Sj& thì mômen quán tính k&0 lên 2 Sj&

C

D

mômen quán tính ‘ lên 8 0C

9 :

Câu 14 : Phát

A Mômen quán tính $ ,4 "+  ,=  "7 quay 0= thì “V/ ì”

 0=

B Mômen quán tính

D Mômen 0o tác 27 vào ,4 "+ làm thay (   quay $ ,4

C Mômen SV! tác 1 &0 vào GF Ae& làm cho GF quay nhanh 1j&

* Hướng dẫn về nhà.

Ôn 4 0U  De*9 **9 t 4 lí 10

- R“ 'A bài  V 4

IV Rút kinh &0$NI5[) sung:

Ngày dạy: /

 6 : Bài 4   p 
 QUAY QUANH   

I  ! tiêu:

1-K iến thức:

-

‘ $ ,4 "+ là (  ‘ $ các C ž $ nó

-

quanh  "7  A

-

 A  

2-Kĩ năng:

-

-

4

II $#%& '(:

1- Giáo viên:

- Dùng các ví

5 sinh:

-

thông qua con quay

III ) !$*! các $,- /&0 1-2 $3!:

G A ( /

2 * dung:

*

? Phát

? 4 27  : thích hình : ,4  viên :% C 9 : bài 4 4 SGK trang 17

=> HS: 9 : bài toán và ": 0Y câu [ 

*

/ dung

9 = yêu C $ bài 

(SGK)

-Cho HS xem hình 4.1

  cho HS E% q C ž

quay có   ‘

H 1 D ‘ $ ,4 "+

quay quanh

 nào?

H 2

 ‘ $ ,4 "+ quay

quanh  "7W ? 04W

C1, C2

\D ‘ $ ,4 "+ bao

Ž 2 2U W& và W

\DA lí  ‘

-Quan sát hình 4.1 M:; 04

rút ra 4 xét

+ @q phân ž trên ,4 có 

/ tính

,=

i

2 1

2 i

Wñ  mv

2

i i i i

m v  m  r

\R/ minh công / $

2u $ GV

Ta có: A = F.S = F.R.

A = M = I (1)

Ta có: 22 12  2  (2)

Ms (1) và (2) 

2 2

2 1

A I   I 

1) Biểu thức động năng của vật rắn quay quanh một trục:

2 1 2

Wñ  I 

"7 còn tính 'X

2

2

L W

I

 ñ

D ‘ toàn C $ ,4 "+ bao

Ž  ‘ quay và  ‘

Wñ  Wñq  Wñt

DA lí  ‘

A I  I

A: công $ ;U 0o

* Cho HS  SGK, mô : bài

toán và nêu câu [  ý

H 1 Khi ,4  viên thay (

Vì sao?

H 2

  nào? Vì sao? Dùng

công

* Cho HS  và phân tích 

dung bài 4 V 3 SGK trang 21

tính  ‘  trong hai

-Tính   góc $ hai y lúc

sau

-So sánh hai  ‘

D ) bài và phân tích 

dung bài toán

M": 0Y câu [  ý

-Cá nhân  : bài toán và trình bày  &:

D phân tích  dung và

:; 04  : bài toán

Bài  : $ SGK

D ‘  ban C

1

1 0 0

(1)

Wñ  I  I

M  góc  lúc sau:

0

2 2

D ‘ lúc sau:

2

2 2

1 2

1

(2) 2

Wñ  I I  I 

2

Wñ  Wñ

- Yêu C HS  : các bài 4 SGK trang 21.

+ + So sánh các

IV Rút kinh &0$NI5[) sung:

Ngày dạy: /

 7-8 : Bài 5: BÀI r   I. ! tiêu: 1-K iến thức: - - quanh  "7  A 2- Kĩ năng: H% 4 cho HS y ‘ phân tích, suy 04 logic và (    / II $#%& '(: 1-Giáo viên: - - 2-Học sinh: - Ôn - Ôn III ) !$*! các $,- /&0 1-2 $3!: 1- G A 0= 

2 * dung:

GV

và

HS phân tích,

 1.

9 =   bài toán V 1: (20ph)

*E U cho HS  dung

bài: Tìm I khi '   và M tác

27 lên ,4

 : bài toán 'X  ý:

H 1: phân tích các giai ;U

Trong q giai ;U bánh xe

H 2: Trong q giai ;U hãy

\@ HS  bài toán 1 (SGK) +HS phân tích, tóm +  dung bài toán

M:; 04 nhóm, ž U 2 

trình bày  &: câu a)

-Phân tích, tính toán theo yêu

C

a) Gia  góc $ bánh xe:

-Giai ;U quay nhanh 2C )

o = 0; t1 = 10s

1 = 15 rad/s

2

1

1

1, 5 rad s /

t

 



-Giai ;U quay 4 2C )

1 = 15 rad/s

2 = 0; t2 = 30s

2 - HS: - Ôn

III ) !$*! $ ,- /&0 1-2 $3!:

1 G A ( /

2 * dung:

H1...

 Dùng -Xây 2o tb; tt theo SGK

-Phát

\M:; 04 nhóm, ": 0Y câu [

C2

-Tìm góc quay / ,= 450 vịng:

 = 2.450 -Tìm Y... quanh

 "7  A

H3 So sánh 2E $  hai

-Quay nhanh 2C

-Quay 4 2C

-Tìm M:; 04 nhóm

M": 0Y câu [ H1: