Giáo án Vật lý 12 nâng cao chương I

I. MỤC TIÊU :

1. Kiến thức:

- Nêu được vật rắn và chuyển động tịnh tiến của một vật rắn là gì.

- Nêu được đặc điểm chuyển động của vật rắn quay quanh một trục cố định

- Nêu được khái niệm toạ độ góc, tốc độ góc.

- Viết được biểu thức của tốc độ góc, gia tốc góc và nêu được đơn vị đo tốc độ góc, gia tốc góc.

- Viết được các phương trình động học của chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định.

- Viết được 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:

- Vận dụng 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.

- Áp dụng giải các bài tập đơn giản.

3. Thái độ:

II. CHUẨN BỊ :

1. Giáo viên : Các tranh vẽ 1.1; 1.2; 1.3

2. Học sinh : Ôn các phương trình động học của chuyển động tịnh tiến

III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC:

A. HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU

1. Ổn định tổ chức

2. Giới thiệu chương I: (5/)

3. Tạo tình huống học tập Khi vật rắn chuyển động tịnh tiến thì mọi điểm của vật có quỹ đạo như nhau. Vì thế muốn khảo sát chuyển động tịnh tiến của vật rắn chỉ cần xét chuyển động của một điểm bất kì của nó. Vậy đối với chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định thì quy luật chuyển động và mối liên hệ giữa các đại lượng đặc trưng như thế nào?

16 trang | Chia sẻ: oanh_nt | Lượt xem: 1632 | Lượt tải: 1

Bạn đang xem nội dung tài liệu Giáo án Vật lý 12 nâng cao chương I, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

 hình trụ liên hệ như thế nào?
Nhận xét:
+ Khi I có giá trị rất lớn thì giá trị của a như thế nào?
+ Khi I có giá trị rất nhỏ thì giá trị của a như thế nào?
Vì sao trụ quay của giếng nước thường làm bằng khối hình trụ rất nặng?
4. Bài tập ví dụ SGK
mg – T = ma (1)
M = T.R = I (2) T = 
a = R (3) = 
 Thế vào (1)
mg - = m
 a = =
 C.- HOẠT ĐỘNG KẾT THÚC TIẾT HỌC
	4. Củng cố kiến thức: (10/)
	- Viết biểu thức và nêu ý nghĩa của momen quán tính của vật rắn đối với chuyển động quay.
I = đặc trưng cho mức quán tính của vật rắn trong chuyển động quay
	- Viết phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định và lí giải vì sao có thể gọi phương trình này là phương trình cơ bản của chuyển động quay của vật rắn 
M = I . Biết M, I suy ra tức là xác định được tính chất của chuyển động quay vì thể gọi phương trình này là phương trình cơ bản của chuyển động quay của vật rắn 
	 Bài tập về nhà: 1 đến 8 trong SGK/14. Ôn lại kiến thức lớp 10 (động lượng và định luật bảo toàn động lượng).
IV: RÚT KINH NGHIỆM
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
BÀI 5: BÀI TẬP VỀ ĐỘNG LỰC HỌC 
VẬT RẮN 
Ngày soạn: 6/8/2009 
Tiết thứ: 4 
I. MỤC TIÊU:
	1. Kiến thức: 
	- Viết được các công thức động học và động lực học vật rắn quay quanh một trục cố định.
	2. Kĩ năng: 
	- Vận dụng các công thức động học và động lực học của vật rắn đã học
	- Phương pháp giải một bài toán động học và động lực học vật rắn quay quanh một trục.	
	3. Thái độ:
	- Tình cảm: có hứng thú với bộ môn.
II. CHUẨN BỊ:
	1. Chuẩn bị của thầy: Phiếu học tập
	2. Chuẩn bị của trò: Ôn lại kiến thức chương I
III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC:
A. HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU
1. Ổn định tổ chức (2/)
2. Kiểm tra bài cũ :
3. Tạo tình huống học tập 
B. TIẾN TRÌNH BÀI HỌC
TL
Hoạt động của HS
Hoạt động của GV
Kiến thức
HĐ 1: Hệ thống kiến thức
13
Dùng phiếu học tập để hệ thống kiến thức
1) Tọa độ góc? Đơn vị? Khi >0, <0 vật rắn quay theo chiều như thế nào?
2) Tốc độ góc? Đơn vị? 
3) Gia tốc góc? Đơn vị? Khi như thế nào thì vật rắn quay đều, nhanh dần, chậm dần, quay biến đổi đều. 
4) Viết các phương trình động học của vật rắn quay biến đổi đều và so sánh các đại lượng góc và các đại lượng dài trong chuyển động tịnh tiến thẳng.
5) Viết công thức tính momen lực đối với trục quay. Đơn vị của momen lực? Khi nào M>0, M<0?
6) Viết công thức tính momen quán tính đối với trục quay. Đơn vị và nêu ý nghĩa vật lý của nó? I phụ thuộc những yếu tố nào?
7) Viết phương trình động lực học của vật rắn và vì sao nó được gọi là phương trình cơ bản
9) So sánh các đại lượng trong các phương trình động lực học chuyển động quay và chuyển động thẳng:
 M = I và F = ma
HĐ2: Phương pháp giải toán về chuyển động quay của vật rắn 
10
15
Bài 2:
+ Đĩa tròn đồng chất có m = 1kg, R = 20cm
+ Quay chậm dần đều với =10rad/s, góc quay là =10rad.
+ I = mR2 
+ 
+ Hệ vật : vật A có m = 1kg; vật B có m = 1kg; ròng rọc có I = 0,05kg.m2
+ Hai vật chuyển động thẳng nhanh dần đều; ròng rọc quay nhanh dần đều
+ Dây không dãn nên gia tốc của hai vật như nhau.
+ Dây không trượt trên ròng rọc nên gia tốc dài ở vành ròng rọc = gia tốc của hai vật.
Bài 2:
Phân tích bài toán
- Vật , hệ vật cần khảo sát?
- Qui luật chuyển động của bánh xe? 
- Viết biểu thức momen quán tính của đĩa tròn đối với trục đối xứng.
- Viết công thức liên hệ giữa tốc độ góc, gia tốc góc và góc quay.
- Từ phương trình động lực học tìm momen hãm. Nhận xét.
Bài 3: 
Phân tích bài toán:
- Vật, hệ vật cần khảo sát?
- Qui luật chuyển động của vật, hệ vật? 
- Nhận xét gia tốc của hai vật và gia tốc tiếp tuyến ở vành ròng rọc?
- Lực và momen lực tác dụng lên vật, hệ vật như thế nào? Biểu diễn hình vẽ.
- TA, TB có như nhau không vì sao?
- Phương trình động lực học cho vật A?
- Phương trình động lực học cho ròng rọc?
- Nhận xét giữa B và sàn có ma sát không?
- Phương trình động lực học cho vật B?
Bài 2
Chọn chiều quay làm chiều dương
a) Momen quán tính của đĩa tròn đối với trục quay
I = mR2 =.1.(0,2)2 
= 0,02kg.m2
Gia tốc góc:
 ==
= -5rad/s2
Momen hãm 
M = I.= 0,02.(-5) = -0,1N.m
Dấu (-) chứng tỏ momen hãm có tác dụng làm giảm tốc độ quay của đĩa.
Bài 3:
Chọn chiều dương là chiều chuyển động của mỗi vật.
Gốc thời gian là lúc thả ra.
a) Gia tốc của ròng rọc
Ta có 
Thay số = 6,28rad/s2
b) Gia tốc của hai vật
a = R = 0,1.6,28 = 0,628m/s2
c) Lực căng dây treo ở hai bên ròng rọc
- Xét vật A: P – TA = ma
TA = P – ma = m(g-a)
Thay số TA 9,17N
- Xét ròng rọc 
(TA – TB).R = I.
TB = TA - I = 6,03N
d) Hệ số ma sát
Vì TB = 6,03N > ma = 0,63 nên giữa B và sàn có ma sát
TB - mg = ma
 = 0,55
C.- HOẠT ĐỘNG KẾT THÚC TIẾT HỌC
	 Củng cố kiến thức: Phương pháp giải bài toán động lực học vật rắn (5/)
Bước 1: Xác định đối tượng cần khảo sát
Bước 2: Xác định lực (momen lực) tác dụng lên vật, từng vật (nếu là hệ vật)
Bước 3: Viết phương trình đông lực học của vật, từng vật (nếu là hệ vật)
Bước 4: Từ phương trình động lực học có thể tính được một (vài) đại lượng liên quan (gia tốc, gia tốc góc, khối lượng, momen quán tính, lực, momen lực).
Ngoài ra có thể sử dụng được các công thức động học để tìm các đại lượng chưa biết (phương trình chuyển động đều, chuyển động biến đổi đều, các công thức liên quan giữa vận tốc, gia tốc, thời gian...).
	 Bài tập về nhà: 
IV: RÚT KINH NGHIỆM
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
BÀI 3: MOMEN ĐỘNG LƯỢNG.
ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN MOMEN ĐỘNG LƯỢNG.
Ngày soạn : 7/8/2009 
Tiết : 5&6
I. MỤC TIÊU :
	1. Kiến thức:
	- Hiểu được khái niệm momen động lượng là đại lượng động học đặc trưng cho chuyển động quay của một vật quanh một trục.
	- Hiểu định luật bảo toàn momen động lượng và áp dụng để giải thích một số hiện tượng trong đời sống.
	- Viết được công thức tính momen động lượng, biểu thức định luật bảo toàn momen động lượng
	2. Kỹ năng:
	- Vận dụng kiến thức để giải thích một số hiện tượng thực tế, biết các ứng dụng của định luật bảo toàn momen động lượng trong đời sống và kỹ thuật.
	- Giải các bài toán cơ bản về momen động lượng và ứng dụng định luật bảo toàn momen động lượng 
	3. Thái độ:
II. CHUẨN BỊ :
	1. Giáo viên : - Tranh vẽ SGK. Nếu có thể, chuẩn bị một số tranh ảnh thực tế về chuyển động quay có liên quan bài học (ảnh của diễn viên xiếc nhào lộn, trượt băng nghẹ thuật, nhảy cầu…).
	2. Học sinh :  Ôn lại kiến thức lớp 10 (động lượng và định luật bảo toàn động lượng).
	 - Làm các thí nghiệm đơn giản có liên quan đến bài học
III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC:
A. HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU
1. Ổn định tổ chức (2/)
2. Kiểm tra bài cũ: (8/)
	1. Phát biểu, viết biểu thức và nêu ý nghĩa của momen quán tính của vật rắn đối với chuyển động quay.
	2. Viết phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định và lí giải vì sao có thể gọi phương trình này là phương trình cơ bản của chuyển động quay của vật rắn 
3. Tạo tình huống học tập: Vì sao các vận động viên nhảy cầu, khi nhảy từ ván cầu xuống nước, họ thường thực hiện các động tác gập người và bó gối thật chặt lúc xoay người trên không. Sau đó, họ phải làm thế nào để ngừng quay và lao mình vào trong nước?
B. TIẾN TRÌNH BÀI HỌC
TL
Hoạt động của HS
Hoạt động của GV
Kiến thức
HĐ 1: Hình thành khái niệm momen động lượng và dạng khác của phương trình động lực học vật rắn quay quanh một trục cố định.
20
15
+ M = I
- Momen quán tính I là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính (sức ì) của vật rắn trong chuyển động quay quanh trục ấy. Đơn vị là kg.m2
- Gia tốc góc là đại lượng đặc trưng cho sự biến thiên của tốc độ góc ở thời điểm đó 
 Đơn vị là rad/s2.
+ F=ma= m==
+ M + F
+ + v
+ I + m
+ L = I + p =mv
 Đại lượng L = I trong chuyển động quay tương ứng với động lượng p = mv trong chuyển động tịnh tiến. Vì thế L = I được gọi là momen động lượng 
+ Phương trình động lực học của vật rắn trong chuyển động quay quanh một trục.
+ Ý nghĩa vật lý và đơn vị của từng đại lượng trong công thức trên ? 
+ Hướng dẫn học sinh viết dạng khác của phương trình động lực học của vật rắn chuyển động quay quanh một trục.
+ Hướng dẫn học sinh so sánh các đại lượng trong phương trình động lực học của chuyển động quay của vật rắn và của chuyển động tịnh tiến của chất điểm ở bảng 3.1 từ đó rút ra ý nghĩa vật lý của đại lượng L = I (Câu C1) và đơn vị.
+ C2: vận dụng công thức tính momen động lượng L = I
1. Momen động lượng
a) Dạng khác của phương trình động lực học vật rắn quay quanh một trục cố định.
M = I = I
Nếu I không đổi: M = .
Đặt L = I thì ta có dạng khác của phương trình:
M = (1)
Chú ý: (1) đúng cho cả trường hợp I của vật hay hệ vật thay đổi (như do vật thay đổi hình dạng …)
b) Momen động lượng
+ Đại lượng L = I trong chuyển động quay được gọi là momen động lượng của vật rắn đối với trục quay
+ Đơn vị của mom

File đính kèm:

CI.doc