Giáo án vật lý 10-Chương 1: Động lực học vật rắn docx

Gv: Đoàn Văn Doanh

Trường Thpt Nam Trực –Nam Định
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Chương I. ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN

MỤC TIÊU
-

Hiểu được khái niệm vật rắn và chuyển động của một vật rắn.

-

Biết cách xác định vị trí của vật rắn trong chuyển động quay quanh một trục cố định.
Hiểu được khái niệm: tốc độ góc, gia tốc góc, momen qn tính.

-

Viết được phương trình động lực học vật rắn quay quanh một trục cố định. Vận dụng được phương
trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định để giải các bài tập đơn giản khi biết momen
quán tính của vật.
Hiểu được khái niệm momen động lượng của một vật rắn và viết được hệ thức của định luật này. Vận
dụng được định luật bào toàn momen động lượng của một vật rắn đối với một trục.
Viết được cơng thức tính momen động lượng trong một số trường hợp vật rắn có dạng đặc biệt. Viết
được cơng thức tính động năng của vật rắn quay quanh một trục cố định.

-

1
Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao

Gv: Đoàn Văn Doanh

Trường Thpt Nam Trực –Nam Định
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Ngày soạn: 15-08-2008.

Tiết 1-2.

Bài 1. CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN
QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH.
I.Mục tiêu:
1) Kiến thức:
- 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 mơ hình vật rắn quay quanh một trục cố định.
2) HS:
- Có đủ SGK.
- Ơn 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 Thảo luận, trả lời nội dung câu hỏi:
hiện của bài.
+ Chỉ cần khảo sát chuyển động tịnh tiến của một điểm bất
H1 . Có thể khảo sát chuyển động tịnh tiến của một kì trên vật. Vì khi vật chuyển động tịnh tiến, mọi điểm trên
vật có quỹ đạo giống hệt nhau.
vật thế nào? Vì sao?
Cho HS quan sát mơ hình một vật rắn quay quanh
+ Trao đổi và trả lời:
một trục cố định.
H2 . Khảo sát chuyển động quay của vật rắn bằng - Xác định các đại lượng đặc trưng cho chuyển động quay.
- Qui luật của chuyển động và liên hệ giữa các đại lượng đặc
cách nào?
trưng cho chuyển động.
Giới thiệu nội dung cần tìm hiểu.
Hoạt động 2. (10’) TÌM HIỂU KHÁI NIỆM TỌA ĐỘ GÓC.
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Sau khi cho HS xem mơ hình vật rắn + Quan sát thêm hình (1.1)quay quanh một trục, nêu và phân tích SGK. Trả lời câu hỏi.
khi HS trả lời bằng câu hỏi gợi ý:
H1 (hình 1.1) Khi vật quay quanh trục -Nội dung trả lời phải trùng
Az thì các điểm M, N trên vật sẽ với nội dung SGK trình bày.
chuyển động thế nào?
H2 Trong cùng một khoảng thời gian, -Phải phát hiện 2 đặc điểm
góc quay của các điểm M, N khác của chuyển động.
nhau trên vật có giá trị thế nào?

H3 Khi quay, vị trí của vật có thể xác + Tìm hiểu vị trí góc  giữa
hai mp(Po) cố định và mp(P)
định bằng đại lượng nào?
Giảng nội dung: Khái niệm tọa độ góc di động.
 với điều kiện phải chọn một chiều
dương và một mp mốc (Po), một mp(P)
gắn liền với vật chuyển động quay.
H4 Khi vật rắn quay quanh trục, vật -Thảo luận, tìm hiểu được:
rắn thế nào? Sự biến thiên của góc  +  thay đổi theo thời gian
theo thời gian cho ta biết gì về chuyển khi vật quay.
+ Dùng góc  để xác định vị
động quay của vật?
trí của vật vào một thời điểm
 giới thiệu tọa độ góc .
bất kì.
Hoạt động 3. (10’) Tìm hiểu khái niệm TỐC ĐỘ GÓC.
Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao

Nội dung bài học
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
trịn nằm trong mp vng 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  tạo bởi một mp động (P)
và mp(Po ) cố định (gọi là toạ độ góc)
-Sự biến thiên của góc  theo thời gian
cho ta biết qui luật chuyển động quay của
vật.

2


Gv: Đoàn Văn Doanh

Trường Thpt Nam Trực –Nam Định
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
2) Tốc độ góc:
Câu hỏi gợi ý:
-Thảo luận nhóm.
H1 Để đặc trưng cho mức độ +Với chuyển động tịnh tiến: dùng Đại lượng đặc trưng cho mức độ quay
nhanh, chậm của vật rắn.
nhanh hay chậm của chuyển động tốc độ dài  tọa độ dài x.
tính tiến, ta dùng khái niệm gì?  Chuyển động quay có vị trí xác Thời điểm t  góc .
Mức độ nhanh, chậm của chuyển định bằng tọa độ góc.
Thời điểm t + t    
động quay dùng khái niệm gì đặc  Dùng tốc độ góc để đặc trưng. a) Tốc độ góc trung bình:
trưng?

-Xây dựng tb; tt theo SGK.
tb 
H2 Thế nào là tốc độ góc trung -Phát biểu định nghĩa: SGK.
t

bình? Tốc độ góc tức thời?
+Thảo luận nhóm, trả lời câu hỏi b) Tốc độ góc tức thời:
-Hướng dẫn HS xây dựng từ tốc C2.
 d

độ trung bình, tức thời của -Tìm góc quay ứng với 450 vịng:   lim
t 0 t
dt
chuyển động thẳng.
 = 2.450
c) Định nghĩa tốc độ góc tức thời: là đại
-Nêu câu hỏi C2 SGK.
-Tìm thời gian quay 450 vòng: t lượng đặc trưng cho mức độ nhanh hay
H3 Hãy so sánh tốc độ góc của = 1’ = 60”
chậm của chuyển động quay của vật rắn
các điểm A, B … trên vật cách

quanh một trục ở thời điểm t và được xác
-Tìm  
 47 rad / s
trục quay khoảng r1, r2 …
định bằng đạo hàm của toạ độ góc theo
t
(câu hỏi này nêu sau khi HS trả
thời gian.
-Xác định A = B = …
lời câu hỏi C2 SGK)
d) Đơn vị: rad/s
Vì A = B = …
tA = tB = …

Hoạt động 4. (15’) Tìm hiểu KHÁI NIỆM GIA TỐC GÓC.
-Câu hỏi gợi ý:
-Trả lời câu hỏi gợi ý:
3) Gia tốc góc:
H1 Khi vật rắn quay không đều, +Cơ sở gia tốc atb, att của chuyển +Thời điểm t, vận tốc góco
tốc độ góc thay đổi. Để đặc trưng động thẳng  gia tốc góc trung +Thời điểm t + …o +
cho sự biến thiên nhanh hay bình, gia tốc góc tức thời.
a) Gia tốc góc trung bình:  tb  
chậm của tốc độ góc, ta đưa ra -Thảo luận nhóm, trả lời C3.
t
khái niệm gì?
Phân tích: o = 0.
b) Gia tốc góc tức thời:   lim   d 
H2 Thế nào là gia tốc góc trung Sau t = 2s:  = 10rad/s
t 0 t
dt
bình? Gia tốc góc tức thời?
  0
-Định nghĩa: là đại lượng đặc trưng cho
2
 5rad / s
Có phải dấu của gia tốc góc cho Tìm  tb 
sự biến thiên của tốc độ góc ở thời điểm t
t
ta biết vật rắn quay nhanh dần
và được xác định bằng đạo hàm của tốc
hay chậm dần khơng?
độ góc theo thời gian..
-Nêu câu hỏi C3 (SGK)
-Đơn vị: rad/s2

Hoạt động 5. (5’) Củng cố:
GV nêu câu hỏi để HS vận dụng nội dung bài học:
H1 . Vị trí của một vật rắn quay quanh một trục cố định xác định bằng đại lượng nào?
H2 . 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.
H3 . 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.
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Nội dung

3
Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao


Gv: Đoàn Văn Doanh

Trường Thpt Nam Trực –Nam Định
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
-Hướng dẫn HS tìm hiểu sự
4) Các phương trình động học của chuyển
tương ứng giữa các đại lượng góc -Tìm hiểu nội dung của bảng 1.1
động quay:
trong chuyển động quay và đại Thảo luận nhóm.
Hai trường hợp:

lượng dài trong chuyển động -Trả lời câu hỏi H1:
1.Chuyển động quay đều:
thẳng thông qua bảng 1.1-SGK.
+  không đổi: vật chuyển động ( = hằng số)
-Nêu câu hỏi gợi ý:
+ Chọn t =0 lúc mp(P) lệch mp(Po) góc
quay đều.
H1 Xét hai dạng chuyển động +  không đổi: chuyển động quay o.
quay của vật rắn có:
khơng đều, quay biến đổi đều.
o: tọa độ góc lúc t = 0.
-Tốc độ góc khơng đổi.
-Thảo luận nhóm, nhớ lại:
+ Tọa độ góc vào thời điểm t:
-Gia tốc góc khơng đổi.
+Thẳng đều:
 = o + t
Nêu tính chất của hai loại chuyển v = hs.
động trên.
x = xo + vt
2.Chuyển động quay biến đổi đều:
H2 Trong hai trường hợp của +Thẳng biến đổi đều:
 = hằng số.
chuyển động thẳng đều, thẳng a = hs.
  0   t
biến đổi đều, các pt có dạng thế v = vo + at
t2
nào? Hãy suy ra các pt chuyển
at 2
  0  t 

2
động quay của vật rắn quanh một x  x0  v0t 
2
2
2
trục cố định.
  0  2   0 
2
2
H3 So sánh dấu của  trong hai v  v0  2as
+  và  cùng dấu: . > 0: quay nhanh
trường hợp:
dần.
 Các phương trình cho chuyển
-Quay nhanh dần.
+  và  trái dấu: . < 0: quay chậm dần.
động quay.
-Quay chậm dần.
*Cần lưu ý: xét dấu của  và 
mới xác định tính chất của -Trả lời H3.
chuyển động.
Hoạt động 2. (20’) Thông tin về: VẬN TỐC VÀ GIA TỐC CỦA ĐIỂM TRÊN VẬT QUAY
1) Tốc độ dài của một điểm chuyển động
Nêu câu hỏi gợi ý:
H1 Nhắc lại công thức liên hệ -Trả lời câu hỏi gợi ý.
trên quỹ đạo tròn: v = r.

giữa tốc độ góc và tốc độ dài của
2) Vật quay đều. v của mỗi điểm chỉ thay
một điểm chuyển động trên quỹ -Từ chuyển động tròn đều, HS

đổi hướng, độ lớn không đổi.
nhắc lại các công thức :
đạo trịn bán kính r.
Mỗi điểm của vật có gia tốc hướng tâm:
v  r
v2
H2 Khi vật rắn quay đều, mỗi
v2
an    2 r
2
r
điểm trên vật chuyển động với an  r   r
3.Vật rắn quay không đều: mỗi điểm
vận tốc, gia tốc có hướng và độ
chuyển động trịn khơng đều.
lớn thế nào?
-Thảo luận nhóm. Vẽ các vectơ 




vo và v ở hai thời điểm to, t bất a : hướng vào bề lõm quỹ đạo tạo với bán
kính góc .

  

H3 Khi vật rắn quay khơng đều,
kì  a hướng vào bề lõm quỹ -Phân tích a  a  a

n

t
vectơ a của các điểm trên vật có đạo.
 

hướng thế nào?
+ an  v : đặc trưng sự thay đổi về hướng
-Phân tích hình 1.6.

v2
-Thảo luận nhóm, suy tìm kết của v : gia tốc p tuyến. an    2 r

r
quả.


H4 Khi vectơ gia tốc a của
+ at có phương của v : đặc trưng cho sự
điểm trên vật tạo với bán kính


một góc , tìm độ lớn vectơ a
thay đổi về độ lớn của v : gia tốc tiếp
thế nào?
-Hướng dẫn HS phân tích hình
1.6.
H5 Tổng hợp hai thành phần của

tuyến.

at  v '   r  '   ' r Hay at   r

+Độ lớn gia tốc a: a  an2 at 2



a , ta được a có độ lớn và

+ Hướng của

hướng xác định thế nào?

kính:


a : tạo một góc  với bán
tan  

at


an  2

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:

4
Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao


Gv: Đoàn Văn Doanh

Trường Thpt Nam Trực –Nam Định
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
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 khơng 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.

Tiết 3-4.

Ngày soạn: 17-08-2008
Bài 2. PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA VẬT RẮN
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.
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.
- Giải tốt các bài toán cơ bản về chuyển động quay của vật rắn.

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:
H1 . 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.
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. (25’) Tìm hiểu Mối liên hệ giữa gia tốc góc và momen lực.
Hoạt động của GV

Hoạt động của HS

Nội dung

5
Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao


Gv: Đoàn Văn Doanh
- 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
Niutơn



F
. Trong chuyển động
a 
m

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.
H1 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 hỏi
C1 (bằng nội dung câu hỏi H1)
- Cho HS xem mơ 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 khơng quan tâm đến




Trường Thpt Nam Trực –Nam Định
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

-Phân tích tìm hiểu lại nội dung

1) Momen lực đối với một trục quay.
 F
phương trình: a 
M = F.d
m
d(m): tay đòn của lực.
F(N): lực tác dụng
M (N.m)
M > 0: nếu có tác dụng làm vật quay theo
chiều (+).
M < 0:… ngược lại.
- Thảo luận nhóm, trả lời H1:
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.
- Khảo sát chuyển động quay của
vật trên mp ngang theo hình 2.1.
Trả lời câu hỏi H2.




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)

M   M i    mi ri 2 

+ Thành phần pháp tuyến Fn
i
i
làm vật chuyển động trên đường Lưu ý:
trịn nhưng khơng làm thay đổi Mô men của các nội lực bằng không.
tốc độ góc.




lực pháp tuyến Fn trong chuyển F thành phần này gây nên gia
t
động của quả cầu?
tốc tiếp tuyến, tức là có biến đổi
- Hướng dẫn HS lập luận, xây tốc độ góc.
dựng hệ thức: M   M i
- Thảo luận nhóm, xây dựng
i
phương trình (2.6)
Hoạt động 3. (30’) Tìm hiểu:
- Momen qn tính.
- Phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục.

6
Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao


Gv: Đoàn Văn Doanh

- Nêu câu hỏi gợi ý:
H1 . Phương trình:

M   M i    mi ri 2 
i

i

Rút ra nhận xét gì về ý nghĩa vật
lí của đại lượng  mi ri 2 ?
i

H2 . 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
I  mi ri 2 : momen quán tính


i

của vật quay.
H3 . Nhận xét gì về độ lớn của
momen qn tính của một vật
rắn? Nêu đơn vị của momen quán
tính.
-Giới thiệu cơng thức tính I của
một số vật đồng chất đối với trục
đối xứng. (trục qua khối tâm G)

H4 . Với khái niệm momen quán
tính hãy viết lại dạng khác của
phương trình:

M    mi ri 2 
i

Trường Thpt Nam Trực –Nam Định
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
1) Momen qn tính:
-Thảo luận nhóm, tìm hiểu ý a) Định nghĩa: Mơ men qn tính I đối
nghĩa vật lí đại lượng  mi ri 2 . với một trục là đại lượng đặc trưng cho
i
mức quán tính của vật rắn trong chuyển
Trả lời câu hỏi H1, H2.
động quay quanh trục ấy
+Có ý nghĩa tương tự khối lượng
m trong phương trình F = ma.
b) Biểu thức: I  mi ri 2


i

+Đặc trưng cho mức quán tính
của vật quay.
c) Cơng thức tính momen qn tính của
một số vật đồng chất đối với trục đối
-Tiếp nhận khái niệm mo- men xứng (trục qua khối tâm vật)
+ Thanh có tiết diện nhỏ, độ dài l:

quán tính I   mi ri 2
i

I

1 2
ml
12

-Thảo luận, trả lời H3.
+ Vành trịn, bán kính R:I = mR2.
Dự kiến HS khơng phát hiện
1
+ Đĩa trịn mỏng: I  mR 2
được, GV trình bày.
2
+Độ lớn I phụ thuộc khối lượng
2
của vật rắn; sự phân bố khối + Khối cầu đặc: I  mR 2
5
lượng gần hay xa trục quay.
2
+ Khối cầu rỗng I  mR 2
3
+ Chất điểm cách trục quay r
-Thảo luận nhóm:
I = mr2.
+Viết pt: M = I.
2)Phương trình động lực học của vật rắn
quay quanh một trục cố định:

+Nhận xét: giống dạng pt:
F = ma.
M  I .

Nhận xét:
-Giới thiệu pt: M = I.
Hoạt động 4. (30’) Vận dụng, củng cố - Hướng dẫn về nhà.
-Đọc nội dung bài toán.
*GV giới thiệu bài tốn VD.
Thảo luận nhóm, phân tích chuyển động của hình trụ và
Nêu câu hỏi gợi ý:
H1 . Hình trụ và thùng nước chuyển động thế nào? thùng nước.
-Trả lời câu hỏi gợi ý.
Viết pt chuyển động.
H2 . Gia tốc tịnh tiến của thùng và gia tốc chuyển + Thùng nước chuyển động tính tiến.
+ Hình trụ chuyển động quay quanh một trục cố định.
động quay của hình trụ liên hệ thế nào?
-Các phương trình:
-GV hướng dẫn HS cách vận dụng phương pháp mg – T = ma. (1)
động lực học, các cơng thức và phương trình động M = T.R = I (2)
lực học của chuyển động quay để giải các bài toán.
a
(3)
Lưu ý cách vận dụng tốt các pt và cách giải để tìm   R
kết quả.
-HS biến đổi để tìm kết quả: I  mg
*Yêu cầu chuẩn bị ở nhà:
I
-Giải bài tập SGK trang 14.
m 2

R
-Ôn tập bài: Định luật bào toàn động lượng ở lớp
-Ghi nhận những chuẩn bị ở nhà.
10.

IV. Rút kinh nghiệm – Bổ sung:

Tiết: 5-6

Ngày soạn: 20-08-2008

7
Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao


Gv: Đoàn Văn Doanh

Trường Thpt Nam Trực –Nam Định
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Bài 3. MƠMEN ĐỘNG LƯỢNG
ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN MOMEN ĐỘNG LƯỢNG

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 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 qn tính đối với trục cố định là 6 kgm2, 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
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Nội dung
1) Momen động lượng:
-Hướng dẫn HS lập pt động lực học
a) Dạng pt động lực học của vật rắn
của vật rắn quay quanh một trục cố
quay quanh một trục
định theo momen quán tính và tốc độ -Xây dựng phương trình:
d ( I  ) như SGK theo M = I. (1)
góc của vật rắn bằng các câu hỏi gợi

I không đổi.
M  I 
ý:
dt
d
(2)

H1 . Viết pt động lực học của vật rắn hướng dẫn của GV.
dt
quay quanh một trục cố định. Biến đổi
d ( I )
Từ (1) và (2): M 
(3)
theo tốc độ góc  vật đạt được.
dt
H2 . Nhận xét gì về ý nghĩa của đại -Phân tích bảng 3.1 tìm hiểu ý Đặt L = I
nghĩa vật lí đại lượng
lượng vật lí L = I ?
(3)  M  dL
L = I
dt
-Viết pt:
b) Đại lượng L =I( Đặc trưng cho
dv d (mv) dp
Hướng
chuyển động quay về mặt động lực
F  ma  m 

dt
dt

dt
học) gọi là momen động lượng của vật
dẫn HS tìm hiểu
rắn đối với trục quay. Đơn vị: kgm2/s
L = I
Hoạt động 3. (10’) Tìm hiểu ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN MOMEN ĐỘNG LƯỢNG

8
Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao


Gv: Đoàn Văn Doanh
-Nêu câu hỏi gợi ý.
H1 . Từ pt: M 

dL
dt

Trường Thpt Nam Trực –Nam Định
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
-Thảo luận, trả lời câu hỏi H1.
2) Định luật bảo toàn momen động
lượng:
dL
 0  L  hs
a) Nội dung định luật: Nếu tổng các mô
dt
men lực tác dụng lên một vật rắn( hay hệ
vật) đối với một trục bằng khơng thì tổng

Thảo luận tìm hiểu:
mơ men động lượng của vật rắn ( hay hệ
a) Nếu
vật) dối với trục đó được bảo tồn.
I = hs   = hs;  = 0
b) Các trường hợp đặc biệt:
L = hs
- Nếu I = const  1  2 vật đứng yên
b) Nếu I1 ≠ I2  L1 = L2
hoặc quay đều
 1 ≠ 2
- Nếu I thay đổi  I 11  I 22
Phân tích C3 , C4
- Với hệ vật có thể cả I và  thay đổi khi

Nếu M = 0 thì momen động
lượng L có đặc điểm gì?
-Giới thiệu định luật bảo tồn
momen động lượng.
H2 . Trường hợp vật có I đối với
trục quay không đổi, vật chuyển
động thế nào?
H3 . Trường hợp I đối với trục
quay thay đổi, để L = hs vật rắn
quay thế nào?
Hướng dẫn trả lời C3 , C4.
Hoạt động 4. (10’). Vận dụng-Củng cố:
-Giới thiệu bài toán 2, 3 của SGK
trang 17. Nêu gợi ý:
H1 : Viết biểu thức momen động -Thảo luận nhóm, giải hai bài

lượng của hệ trong hai trường toán.
hợp.
H2 : Bỏ qua ma sát, trong hai -Đại diện nhóm, trình bày kết
trường hợp momen động lượng quả.
của hệ thế nào? Suy ra tốc độ góc
của hệ theo u cầu bài tốn.

đó

 I  const

Bài 2. hình 3.3
L1 = I1 1 + I22
L1 = I1  + I2  = (I1+I2)
Vì L1 = L2
 (I1+I2) = I1 1 + I2 2
 Đáp án B.
Bài 3.
-Người dang tay L1 = I11
-Người co tay L2 = I22
I2 < I1
Ln có: I1 1 = I2 2
 2 > 1 . Chọn A.

Hoạt động 5. (5’) Hướng dẫn về nhà.
- Hướng dẫn HS ôn tập 3 bài bằng bảng tóm tắt chương trang 26.
- Ơn tập lại: ĐỘNG NĂNG ở Vật lí 10.
- Chuẩn bị bài học số 4.
IV. Rút kinh nghiệm-Bổ sung:

Tiết 7

Ngày soạn: 18-08-2008
Bài 4. ĐỘNG NĂNG CỦA VẬT RẮN
QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH

I. Mục tiêu:
1) Kiến thức:
- Biết được khi vật rắn quay (quanh một trục) thì nó có động năng. Hiểu và thuộc cơng thức tính động năng
của vật rắn là tổng động năng của các phần tử của nó.
- Hiểu được động năng của vật rắn bằng tổng động năng của chuyển động tịnh tiến và động năng quay
quanh một trục cố định.
- Biết so sánh các đại lượng tương ứng trong biểu thức động năng quay và động năng torng chuyển động
tịnh tiến.
2) Kĩ năng:
- Giải được các bài toán đơn giản về động năng của vật rắn trong chuyển động quay.
- Vận dụng giải thích một số hiện tượng trong thực tế, biết các ứng dụng của động năng quay trong kĩ
thuật.
II. Chuẩn bị:
1) Giáo viên:
- Dùng các ví dụ, tư liệu, các ví dụ trong thực tế thơng qua tranh vẽ, mơ hình về chuyển động quay của vật
rắn để khai thác kiến thức có liên quan đến bài học.
2) Học sinh:
- Sưu tầm hình ảnh về bánh đà, động cơ đốt trong 4 kì… trên trang web. Tìm hiểu động năng quay thơng

9
Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao


Gv: Đoàn Văn Doanh

Trường Thpt Nam Trực –Nam Định
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

qua con quay đồ chơi, con quay hồi chuyển…
III. Tổ chức các hoạt động dạy học:
Hoạt động 1. (10’) Kiểm tra:
GV Nêu câu hỏi kiểm tra và gọi HS kiểm tra. Yêu cầu cả lớp theo dõi và phân tích kết quả trình bày của
HS được kiểm tra.
? Phát biểu định luật bảo tồn 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.
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Nội dung
-Giới yêu cầu của bài học:
1) Biểu thức động năng của vật rắn quay
-Quan sát hình 4.1. Thảo luận, rút quanh một trục:
(SGK)
-Cho HS xem hình 4.1 để giới ra nhận xét.
1
Wñ  I  2
thiệu cho HS thấy mỗi phần tử + Mỗi phân tử trên vật có một
2
động năng. Cá nhân lập biểu thức
quay có một động năng.
*Lưu ý: Wđ của vật rắn quay quanh một
tính.

Nêu câu hỏi gợi ý:
trục cịn tính bằng:
H1 . Động năng của vật rắn quay
1 2
L2
quanh trục được xác định thế Wñi  mvi với
2
Wñ 
nào?
2
2I
2
H2 . Viết biểu thức xác định động mi vi  mi  ri 
-Động năng toàn phần của vật rắn: bao
năng của vật rắn quay quanh một
gồm động năng quay và động năng chuyển
trục? Kết luận?
+Chứng minh công thức của định động tịnh tiến.
-Hướng dẫn HS trả lời câu hỏi lí động năng theo hướng dẫn của
Wñ  Wñq  Wñt
C1 , C 2 .
GV.
-Lưu ý thêm HS hai trường hợp Ta có: A = F.S = F.R.
-Định lí động năng:
để giải bài tốn.
1 2 1
A = M = I (1)
A  I  2  I 12
+Động năng của vật rắn bao gồm
2

2
2
2
Ta có: 2  1  2 (2)
2 dạng Wđq và Wđt.
A: cơng của ngoại lực
+Định lí động năng.
Từ (1) và (2) 
1 2 1
A  I 2  I 12
2
2
Hoạt động 3. (10’) Giải bài tập áp dụng.
* Cho HS đọc SGK, mơ tả bài -Đọc đề bài và phân tích nội dung
Bài giải của SGK.
bài toán.
toán và nêu câu hỏi gợi ý
-Trả lời câu hỏi gợi ý.
H1 . Khi vận động viên thay đổi
tư thế thì momen qn tính của -Cá nhân giải bài tốn và trình
người đối với trục quay thế nào? bày kết quả.
-Động năng hệ ban đầu:
Vì sao?
1
1 2
H2 . Tốc độ góc của người lúc
2
Wđ1  I10  I0 (1)
cuối thế nào? Vì sao? Dùng cơng
2

2
thức nào để tính động năng của
-Tốc độ góc hệ lúc sau:
người?
I 0   I1  I 2    2 I 
* Cho HS đọc và phân tích nội -Đọc, phân tích nội dung và thảo
luận, giải bài toán.
 0  2
dung bài tập số 3 SGK trang 21.
-Hướng dẫn HS lập biểu thức tính
-Động năng lúc sau:
động năng hệ trong hai trường
1
Wñ2   I1  I 2   2  I  2 (2)
hợp.
2
-Tính tốc độ góc của hai đĩa lúc
1
sau.
Từ (1) và (2): W  W
ñ2

2

ñ1

-So sánh hai động năng.
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 cơng thức.
+ So sánh các đại lượng tương ứng của chuyển động quay và chuyển động tịnh tiến.
IV. Rút kinh nghiệm-Bổ sung:

10
Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao


Gv: Đoàn Văn Doanh

Tiết 8

Trường Thpt Nam Trực –Nam Định
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

Ngày soạn: 20-08-2008

BÀI TẬP
I.Mục tiêu:
1) Kiến thức:
- Vận dụng kiến thức: Các phương trình chuyển động của vật rắn, momen quán tính, momen động lượng
của vật rắn quay quanh một trục cố định để giải một số bài toán cơ bản.
- Từ phương trình ĐLH có thể tính được những đại lượng đặc trưng cho chuyển động quay của vật rắn
quanh một trục cố định.
2) Kĩ năng:
Luyện tập cho HS kĩ năng phân tích, suy luận logic và tổng hợp kiến thức.
II. Chuẩn bị:
1) Giáo viên:
- 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, cơng thức, phương trình ĐLH.
III. Tổ chức các hoạt động dạy học:
Hoạt động 1. (10ph) 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 động quay và
chuyển động thẳng.
HS phân tích, tổng hợp và ghi nhớ kiến thức trong bảng tổng kết chương I.
Hoạt động 2. (70’) Giải bài tập.
Tiết 1.
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Nội dung

11
Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao


Gv: Đồn Văn Doanh
-Giới thiệu bài tốn số 1: (20ph)
Nhấn mạnh cho HS nội dung bài:
Tìm I khi biết  và M tác dụng
lên vật.
-Hướng dẫn HS phân tích và giải
bài tốn bằng gợi ý:
H1 : phân tích các giai đoạn
chuyển động cùa bánh xe. Trong
mỗi giai đoạn, bánh xe chuyển
động thế nào?

H2 : 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 đoạn chuyển
động.
H3 : Trong suốt quá trình chuyển
động, những momen lực nào tác
dụng?
Nhận xét.
-Hướng dẫn HS tìm I có thể dùng
momen lực tổng hợp M hoặc
momen của lực Fms, chú ý  của
từng giai đoạn.

Trường Thpt Nam Trực –Nam Định
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
+Một HS đọc bài tốn 1 (SGK)
a) Gia tốc góc của bánh xe:
+HS phân tích, tóm tắt nội dung -Giai đoạn quay nhanh dần đều:
bài toán.
o = 0; t1 = 10s
1 = 15 rad/s
-Thảo luận nhóm, cử đại diện
  0
 1  1
 1, 5rad / s 2
trình bày kết quả câu a)

t1

-Phân tích, tính tốn theo u cầu.
-Ghi nhận đóng góp của bạn,
nhận xét, đánh giá của GV.

 2 

2  1
t 2

 0,5rad / s 2

b) Momen quán tính của bánh xe: M = I.
-Xác định tổng momen lực tác
dụng vào bánh xe.
(HS sẽ sai lầm khi tính Mms =
0,25 Mi > 0 )
-Thảo luận, chọn giá trị tốc độ
góc  thích hợp.
 = I = 15rad/s

H4 : Hãy viết cơng thức tính động
năng của bánh xe quay quanh
trục. Ở đây tốc độ góc có giá trị
nào?
-Giới thiệu bài tốn 2 (15’)
Nêu câu hỏi gợi ý
H1 : Momen hãm tính bằng cơng
thức nào?

H2 : Momen qn tính đĩa trịn
tính bằng công thức nào?

-Giai đoạn quay chậm dần đều:
1 = 15 rad/s
2 = 0; t2 = 30s

-HS đọc và phân tích đề.
Đĩa tròn đồng chất:
M = 1kg; R = 20cm.

I

M



(1)

* Nếu M = M1 + Mms
Với Mms = -0,25M1
Thì  = 1 = 1,5 rad/s2
 I = 10 kg.m2
* Nếu M = Mms = -5 Nm
 = 2
 I = 10 kg.m2
c) Động năng quay của bánh xe (đầu giai
đoạn quay chậm dần đều)
1
Wđ  I 12  1,125 J

2
a)Momen hãm.
M = I. với

 2  02

2

 5rad / s
-Thảo luận, chọn cơng thức giải  
2
bài tốn.
-Cá nhân luyện tập và trình bày
  0
kết quả.
Trong đó 0  10rad / s

H3 : Giả thiết nào của bài toán
  10rad
cho phép xác định được gia tốc

góc?
1
2
2
-Phân tích phần trình bày và cách
-Ghi nhận cách giải bằng định lí I  2 mR  0, 02kg .m
giải của HS. Cho HS nhận xét kết động năng.
 M = -0,1 N.m
quả.

Wđ = A
b)Thời gian:
1 2
từ  = 0; 0 = 10 rad/s
0  I 0  Fc S với S = R.
2
 = -5 rad/s
1 2
-Hướng dẫn HS giải bài toán
  0
 I 0  Fc S .
 2s
Tìm t 
bằng cách áp dụng định lí động
2

năng.
1
 I 02  M .
2
2
1 I 0
M 
2 
Tiết 2.

12
Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao

Gv: Đồn Văn Doanh
*Giới thiệu, hướng dẫn bài tốn
số 3 (40ph)
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.
H1 : Phân tích lực tác dụng lên
mỗi vật trong hệ.
-Lưu ý HS: dây khơng trượt trên
rịng rọc: a = R và rịng rọc quay
nhanh dần đều vì a và  khơng
đổi.
H2 . Góc quay của rịng rọc trong
2 vịng và thời gian quay liên hệ
bằng cơng thức nào?
H3 . Nhận xét gì về gia tốc của hai
vật và gia tốc tiếp tuyến của một
điểm trên vành ròng rọc? Liên hệ
giữa at và  xác định bằng biểu
thức nào?
H4 . Phương trình ĐLH áp dụng
cho chuyển động của vật A và
rịng rọc có dạng thế nào?

-Hướng dẫn HS viết phương trình
chuyển động cho 2 vật, thực hiện
những tính toán theo yêu cầu.






Trường Thpt Nam Trực –Nam Định
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Vẽ hình, phân tích nội dung bài
tốn.

-Ba HS lên bảng, vẽ các lực tác
dụng lên vật A, B và ròng rọc.
-Thảo luận nhóm, xác định cơng
thức, phương trình phù hợp với
chuyển động của mỗi vật.
-Suy nghĩ, trả lời các câu hỏi
hướng dẫn.
-Cá nhân luyện tập, trao đổi
nhóm, trình bày kết quả.
-Thảo luận nhóm, viết pt ĐLH
cho chuyển động tịnh tiến của vật
A, chuyển động quay của ròng
rọc.

-Một HS lên bảng thực hiện tính

tốn TA, TB.

a) Gia tốc góc của rịng rọc:
0 = 0.
t = 2s được  = 2.2 (rad)
Áp dụng  

1 2
 t tìm :
2

 = 2rad/s2 = 6,28rad/s2
b) Gia tốc của hai vật:
Gia tốc của hai vật bằng gia tốc bằng gia
tốc tiếp tuyến của điểm trên vành ròng
rọc.
a = R = 0,628 m/s2
c) Lực căng của dây ở hai bên ròng rọc:
 
 

-Vật A: P  TA  ma
Hay P – TA = ma
 TA = P - ma = 9,17N
M TA  M TB  I 
-Ròng rọc: (T  T ) R  I 
A

B

 TB  TA  I



R
Thay số: TB = 6,03 N
Vì TA = TB: rịng rọc có khối lượng đáng
kể.
d) Nếu khơng có ma sát:
-Dự đốn (m của rịng rọc đáng TB = ma.
Vì TB > ma. Có ma sát.
kể)
Ta có TB – Fms = ma
-HS viết pt ĐLH cho vật B.
 Fms = TB – ma ,Fms = .N = mg.
TB = ma
TB > ma. Nêu nhận xét.
Tìm  = 0,55

Chú ý M của TA và TB ngược
chiều nhau.
H5 . TA > TB. Nhận xét gì?
H6 . Viết pt ĐLH cho vật B
trường hợp khơng có ma sát.
Nhận xét.
-Hướng dẫn tính F ms  hệ số ma
sát.
Hoạt động 3. (15’) Củng cố. Hướng dẫn chuẩn bị ở nhà.
2) GV hướng dẫn HS rút ra nhận xét chung qua việc giải bài tốn.
- 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.
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.
IV. Rút kinh nghiệm-Bổ sung:

Tiết 9.

Ngày soạn: 21-08-2008

13
Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao


Gv: Đoàn Văn Doanh

Trường Thpt Nam Trực –Nam Định
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
KIỂM TRA

I.Mục tiêu:
Kiểm tra, đánh giá kiến thức học sinh sau khi được cung cấp những kiến thức cơ bản về chuyển động của
vật rắn quanh một trục cố định.
II. 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 chiều quay.
C) Trong chuyển động của vật rắn quanh một trục cố định thì mọi điểm của vật rắn đều chuyển động trên
quỹ đạo tròn.
D) Trong chuyển động của vật rắn quanh một trục cố định thì mọi điểm của vật rắn đều chuyển động trong
cùng một mặt phẳng.
Câu 2. Trong chuyển động quay có tốc độ góc  và gia tốc góc . Chuyển dộng quay nào sau đây là nhanh dần?
A)  = 3rad/s;  = 0
B)  = 3rad/s;  = -0,5rad/s2 .
2
C)  = -3rad/s;  = 0,5rad/s .
D)  = -3rad/s;  = -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:
A) 120rad/s
B) 160rad/s
C) 180rad/s
D) 240rad/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:
B) 5 rad/s2
C) 10 rad/s2.
D) 12,5 rad/s2.
A) 2,5 rad/s2.
2
Câu 5. Một bánh xe có đường kính 4m quay với gia tốc góc khơng đổi 4rad/s , t0 = 0 là lúc bánh xe bắt đầu quay.
Gia tốc hướng tâm của một điểm P trên vành bánh xe ở thời điểm t = 2s là:

B) 32 m/s2.
C) 64 m/s2.
D) 128 m/s2.
A) 16 m/s2.
2
Câu 6. Một bánh xe có đường kính 4m quay với gia tốc góc khơng đổi 4rad/s . Gia tốc tiếp tuyến của một 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 khơng đúng?
A) Momen qn tính của vật rắn đối với trục quay lớn thì sức ì của vật trong chuyển động quay quanh trục
đó lớn.
B) Momen quán tính của vật rắn phụ thuộc vào vị trí trục quay và sự phân bố khối lượng đối với trục
quay.
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 trịn, đồng chất có bán kính 2m có thể quay quanh trục đi qua tâm và vng góc với mặt phẳng đĩa.
Tác dụng vào đĩa một momen lực 960 Nm không đổi, đĩa quay quanh trục với gia tốc góc 3 rad/s2. Khối lượng của
đĩa là:
A) m = 960kg. B) m = 240kg. C) m = 160kg. D) m = 80kg.
Câu 9. Một rịng rọc có bán kính 10cm, có momen qn tính đối với trục là I = 10-2 kg.m2. Ban đầu ròng rọc đang
đứng yên, tác dụng vào rịng rọc một lực khơng đổi F = 2N tiếp tuyến với vành ngồi của nó. Gia tốc góc của rịng
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 kì
khơng đổi.
B) Momen qn 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 qn tính của nó
cũng tăng 4 lần.
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

14
Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao


Gv: Đoàn Văn Doanh

Trường Thpt Nam Trực –Nam Định
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

lượng của Trái đất trong sự quay quanh trục của nó là:
B) 5,83.1031 kgm2/s.
A) 5,18.1030kgm2/s.
32
2
C) 6,28.10 kgm /s.

D) 7,15.1033 kgm2/s.
Câu 13. Một đĩa đặc có thể quay xung quanh trục đối xứng đi qua tâm và vng 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 góc của đĩa là 24rad/s. Momen
qn 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 qn 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 ở thời 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 độ góc 30
vịng/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 ngồi rìa, điểm B
ở cách tâm một nửa bán kính. Gọi vA, vB, A, B lần lượt là tốc độ dài và gia tốc góc của A và B. Kết luận nào sau
đây là đúng?
B) vA= 2vB, A= B.
A) vA= 2vB, A= 2B.
D) 2vA= vB, A= B.
C) vA= vB, A= 2B.
Câu 17. Động năng của vật rắn quay quanh một trục cố định xác định bằng:
A) Wđ =

1 2
1
1
1
LI B) Wđ = mv 2 C) Wđ = I  2 D) Wđ = I 2

2
2
2
2

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 khơng 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 rịng rọc A bằng
I
1/3 bán kính của rịng rọc B. Tỉ lệ A giữa momen qn tính của rịng rọc A và rịng rọc B bằng:
IB
A)

4
3

B) 9

C)

1
12

D)

1
36

Câu 20. Một vật rắn quay quanh một trục với gia tốc góc khơng đổi. Sau thời gian t kể từ lúc bắt đầu quay, số vòng
quay được tỉ lệ với:
B) t2.
C) t
D) t3.
A) t
Phần II. Tự luận (3 điểm/1 bài tốn)
Đề 1. Hai vật có khối lượng m1 = 0,5kg và m2 = 1,5kg được nối với nhau bằng sợi dây nhẹ, khơng dãn vắt qua một
rịng rọc có trục quay nằm ngang và cố định. Rịng rọc có momen qn tính 0,03 kgm2 và bán
kính 10cm. Coi dây khơng trượt trên rịng 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 vịng/giây, người ta hãm nó bằng cách áp má phanh vào mép đĩa với lực
ép Q theo phương của bán kính (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  = 0,5.

Đáp án.
Phần 1. Trắc nghiệm khách quan: 7đ/20 câu. 0,35đ/câu
Câu
1
2
3
4
5
6
Đáp án: D
D

A
D
B
B
D
Câu
11
12
13
14
15
16
Đáp án: A
D
B
C
D
B
C
Phần 2, Tự luận 3 điểm.
Đề 1.

7
C
17
A

8
B
18

D

9
C
19
B

10
20

15
Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao


Gv: Đoàn Văn Doanh

Trường Thpt Nam Trực –Nam Định
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
- 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)
(2)
(0,5)
Vật 2:
T2 = m2a
Ròng rọc: (T1 – T2)R = I

(3)
(0,5)
a) Giải hệ pt (1) (2) (3) tìm:
a = 0,98 m/s2
b) Tìm độ dịch chuyển S 

(0,25)

1 2
at  7,84cm
2

(0,5)

Đề II.
1) Chọn chiều quay của đĩa làm chiều dương.

0  30v / s  60 rad / s
   30 rad / s 2
t  2 s

+ Tìm  từ pt:  = 0 + t với 

(1đ)
+ Tìm tọa độ góc (góc quay) trong thời gian t = 2s

1
2

   0  0 t   t 2

(0,5đ)

   0  60 rad
+ Tìm số vịng quay tương ứng: N 
2) Lực ma sát và áp lực Q liên hệ:
+ Fms = Q.
+ Tìm Fms  Q từ: M = I
FmsR = I với I 

1
mR 2
2

+ Tìm Q = 1,884N

  0
 30 vòng
2

(0,25đ)

(0,25)
(0,5)
(0,25)
(0,25)

IV. Rút kinh nghiệm – Bổ sung:

Chương II. DAO ĐỘNG CƠ

MỤC TIÊU
-

Thiết lập được phương trình của dao động tự do.

-

Biết được đặc điểm của dao động điều hòa: lực kéo về tỉ lệ thuận với li độ và ln hướng về vị trí cân bằng.
Biết được đặc điểm động học của dao động điều hòa: biên độ, tần số, pha, pha ban đầu, li độ, vận tốc, gia
tốc.
Biết biểu diễn dao động điều hòa bằng vectơ quay, tổng hợp dao động bằng giản đồ vectơ.
Hiểu sơ lược về dao động tắt dần, dao động duy trì và doa động cưỡng bức.

-

Biết được hiện tượng cộng hưởng và ứng dụng.

16
Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao


Gv: Đoàn Văn Doanh
Tiết 10-11

Trường Thpt Nam Trực –Nam Định
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Ngày soạn: 22-08-2008
DAO ĐỘNG ĐIỀU HỊA

I. Mục tiêu:
1) Kiến thức:
- Thơng qua quan sát có khái niệm về chuyển động dao động, dao động tuần hồn, chu kì.
- Biết cách thiết lập phương trình động lực học của con lắc lị xo và dẫn đến phương trình dao động.
- Hiểu rõ các đặc trưng của dao động điều hòa: biên độ, pha, pha ban đầu, tần số góc
- Biết biểu diễn một dao động điều hòa bằng vectơ quay.
2) Kĩ năng:
- Vận dụng tốt kiến thức về doa động điều hào, từ điều kiện ban đầu suy ra được biên độ, pha ban đầu.
- Giải tốt các bài tập về dao động điều hòa.
II. Chuẩn bị:
1) Giáo viên: chuẩn bị con lắc lò xo thẳng đứng, con lắc lò xo nằm ngang, đồng hồ bấm giây để đo chu kì.
2) Học sinh: Ôn tập về đạo hàm của hàm số, ý nghĩa cơ học của đạo hàm: trong chuyển động thẳng: Vận
tốc của chất điểm bằng đạo hàm của tọa độ theo thời gian; Gia tốc bằng đạo hàm của vận tốc.
III. Tổ chức các hoạt động dạy học:
Tiết 1.
Hoạt động 1. (5’) Tìm hiểu DAO ĐỘNG:
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Nội dung
1.Dao động:
-Cho HS quan sát chuyển động -Quan sát, rút ra kết luận.
của con lắc dây, con lắc lị xo + Có một vị trí cân bằng.
a) Định nghĩa: Dao động là chuyển động
thẳng đứng, con lắc lò xo nằm + chuyển động qua lại quanh vị qua lại quanh một vị trí cân bằng.
ngang. Nêu câu hỏi gợi ý:
trí cân bằng.
b) Dao động tuần hồn:
-Dao động có một giai đoạn được lặp lại
H1 . Nhận xét về các đặc điểm của

liên tiếp và mãi mãi gọi là dao động tuần
các chuyển động này?
hồn.
-Phân tích hình 6.1a và hình 6.2.
-Giai đoạn nhỏ nhất được lặp lại gọi là
Chỉ ra cho HS sự thay đổi của góc
-Tìm hiểu hình 6.2. Phát hiện một một dao động toàn phần hay một chu
lệch .
Giới thiệu dao động tuần hoàn. giai đoạn của chuyển động được trình.
-Chu kỳ T(s): là thời gian vật thực hiện
H2 . Thế nào là dao động tuần lặp lại liên tiếp và mãi mãi.
được một dao động tồn phần
hồn? Thế nào là chu trình?
-Tần số f = 1/T (Hz): là số dao động toàn
phần vật thực hiện được trong 1 giây
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.

17
Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao


Gv: Đoàn Văn Doanh

Trường Thpt Nam Trực –Nam Định
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
1) con lắc lị xo:

H1 . Mơ tả cấu tạo của con lắc lị

xo?
H2 . Khi vật dao động, ở vị trí bất
kì có li độ x. Phân tích các lực tác Trả lời các câu hỏi gợi ý, thiết lập
pt như nội dung SGK.
dụng vào vật.
H3 . Theo định luật II N, pt chuyển
động của vật được viết thế nào?
H4 . Pt F = ma với F tính thế nào?
Độ lớn gia tốc a xác định thế nào?
-Giới thiệu pt vi phân:
x” + 2x = 0

O
a)

M

b)
O

x
x
Hình 6.3. Con lắ lò
c xo
a) Vậnặg ở trí câ bằg O, lò khôg dã.
t n
vị
n n
xo
n

n
b) Vậnặg ở trí M, li độ vậchị lự tá dụ g
t n
vị
x, t
u c c n
củ lự đà hồF = - kx củ lò
a c n i
a xo.

2) Lập pt ĐLH:
-Giới thiệu pt ĐLH và nghiệm của
-Ghi nhận giới thiệu của GV.
pt.
Yêu cầu HS nhận xét  kết luận
-Trả lời câu hỏi C2, để nghiệm lại
về dao động điều hịa?
2
pt x "  x  0 có nghiệm
H5 . dao động điều hịa là gì?
x  A cos t   

-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)
(1) và (2): ma = -kx

x"  
(*)

k
x
m

(*) Đặt  2 

k
m

  2x  x"

hay x "  2 x  0
3)Nghiệm phương trình động lực học
x "  2 x  0 có dạng x  A cos t   
*Định nghĩa dao động điều hòa:là dao
động mà li độ là hàm côsin hay sin của
thời gian nhân với một hằng số
Hoạt động 3. (15’) Tìm hiểu: Các đặc trưng của DĐĐH, đồ thị (li độ) của DĐĐH.
+ A (dương): biên độ.
Cho HS phân tích pt:
Sử dụng SGK, ghi nhận ý nghĩa A = xmax ứng với cos t     1
x  A cos  t   
của từng đại lượng trong pt
t  : pha dao động tại thời điểm t
Xác định ý nghĩa của từng đại
x  A cos t   
lượng trong pt.
(rad)
+ : pha ban đầu ứng với pha t   

vào thời điểm t=0 (rad)
Cho HS quan sát đồ thị li độ
Ghi nhận cách vẽ đồ thị theo hình + : tần số góc của dao động (rad/s) hoặc
DĐĐH   = 0 theo hình 6.4.
(độ/s)
6.4
Yêu cầu HS tự luyện tập.
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:


x  6cos  4 t   (cm).
6

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.

Tiết 2.
Hoạt động 1 (5’) Tìm hiểu: Chu kì – Tần số của DĐĐH.

18
Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao


Gv: Đồn Văn Doanh
-u cầu Hs quan sát, phân tích
đồ thị li độ (hình 6.4)
Nêu nhận xét bằng việc trả lời
câu hỏi:
? Nhận xét gì về khoảng thời gian

2



Trường Thpt Nam Trực –Nam Định
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
-Chu kì:
-Phân tích đồ thị và ghi nhận kiến
2
1 
T
;f  
thức.

T 2
-Thảo luận, lập công thức tính T Với con lắc lị xo:
và f của con lắc lò xo.

T  2

?

m
1
;f 
k
2

k
m

-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.
Hoạt động 2. (10’) Tìm hiểu: Vận tốc, gia tốc trong DĐĐH
Hướng dẫn HS xác định biểu
thức vận tốc, gia tốc bằng câu hỏi
gợi ý.
H1 . Từ pt li độ và ý nghĩa cơ học
của đạo hàm, xác định biểu thức
vận tốc và gia tốc trong DĐĐH.
H2 . hãy so sánh sự lệch pha của li
độ và vận tốc; li độ và gia tốc.
-Hướng dẫn HS xác định  của x
và v, a  sự lệch pha của chúng

2)Vận tốc trong DĐĐH
-Xác định pt vận tốc, gia tốc v = x’  v   A sin t   
trong DĐĐH. Rút ra nhận xét.
Vận tốc sớm pha /2 so với li độ x; x trễ
pha /2 so với v
2) Gia tốc trong DĐĐH:
-Thảo luận nhóm, xác định pha a = v’ = x”  a   2 A cos t   
ban đầu của x, v, a.
Gia tốc ngược pha với li độ.

Hoạt động 3. (20’) Biểu diễn dao động điều hịa bằng vectơ quay.
-Trình bày nội dung ở cột chính.

-Để biểu diễn DĐĐH
Vẽ hình 6.6; 6.7. dẫn đến công
x  Acos t    ta dùng 1 vec tơ

thức 6.11 và nêu kết luận ở cột -Đọc SGK, tìm hiểu và ghi nhận 
OM có độ dài là A (biên độ) quay đều
này.
nội dung GV giới thiệu.
quanh điểm O trong mp chứa trục Ox với
tốc độ góc .
Có thể gợi ý cho HS sau khi giới


-Ở thời điểm ban đầu t = 0, góc giữa trục


thiệu vectơ A (hình 6.6) bằng
Ox và OM là .
câu hỏi:


-Ở thời điểm t, góc giữa trục Ox và OM
H1 . Ở thời điểm bất kì t, góc giữa -Một HS lên bảng xác định:
 


là góc t + .


trục Ox và vectơ A  OM biểu ch OM  OP



Ox
-Độ dài đại số của hình chiếu OM trên
diễn đại lượng nào của DĐĐH?
trục x sẽ là:
H2 . Xác định độ dài đại số của x  OP  A cos t   


x  OP  A cos t   
hình chiếu vectơ quay OM trên
Kết luận: Độ dài đại số của hình chiếu
trục Ox vào một thời điểm t bất
trên trục ox của véc tơ quay biểu diễn dao
kì. Nhận xét.
động điều hồ chính là li độ x của dao
-Phân tích hướng dẫn HS phát -Nêu kết luận của SGK.
động.
hiện mối quan hệ giữa DĐĐH
*Lưu ý:
và
một
x  A cos t   
-kết luận trên có thể vận dụng để giải
chuyển động trịn đều trên đường
tốn.
trịn tâm O, tốc độ góc , bán
-Cách chuyển đổi hàm lượng giác
kính đường tròn bằng A.


x = Asin(t + ) = Acos(t+ )
2

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 v vào
thời điểm t = 0, từ đó rút ra kết luận A và  của một DĐĐH phụ thuộc vào cách kích thích dao động.
- Hướng dẫn HS giải bài tập số 6: viết pt DĐĐH.
+ Lưu ý HS nhớ các giá trị đặc biệt của  ứng với gốc thời gian lúc vật qua vị trí cân bằng:




2

- Yêu cầu HS chuẩn bị ở nhà:
Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao

19


Gv: Đoàn Văn Doanh

Trường Thpt Nam Trực –Nam Định
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
+ Giải tất cả bài tập SGK trang 35 và SBT.
+ Xem trước bài: Con lắc đơn.

IV. Rút kinh nghiệm-Bổ sung.

Tiết 13-14.

Ngày soạn: 24-08-2008

CON LẮC ĐƠN - CON LẮC VẬT LÍ.
I.Mục tiêu:
1) Kiến thức:
- Biết cách thiết lập phương trình động lực học của con lắc đơn, có khái niệm về con lắc vật lí.
- Củng cố kiến thức về DĐĐH.
2) Kĩ năng:
- Nắm vững những công thức về con lắc và vận dụng trong những bài toán đơn giản.
II.Chuẩn bị:
1) Giáo viên:
- Chuẩn bị một con lắc đơn và một con lắc vật lí để HS quan sát trên lớp. Nên chuẩn bị con lắc vật lí bằng
bìa hoặc tấm gỗ phẳng, trên mặt có đánh dấu khối tâm G và khoảng cách OG từ trục quay đến khối tâm G.
- Nhắc HS ôn tập về chuyển động quay của vật rắn từ tiết trước.
2) Học sinh:
- Ôn tập các khái niệm: vận tốc, gia tốc trong chuyển động tròn; momen qn tính, momen của lực đối với
một trục; phương trình chuyển động của vật rắn quay quanh một trục.
III. Tổ chức các hoạt động dạy học:
Tiết 1. CON LẮC ĐƠN.
Hoạt động 1. (5’) Kiểm tra:
-Dùng hai câu trắc nghiệm phát cho các nhóm chuẩn bị.
-Nêu một bài tốn với nội dung áp dụng cơng thức tính T, f của con lắc lò xo. Kiểm tra bài tập HS chuẩn bị
ở nhà.
Hoạt động 2. Tìm hiểu Qui luật dao động của con lắc đơn (35’)
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Nội dung

20
Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao


Gv: Đồn Văn Doanh
*Cho HS quan sát hình 7.1a
Hướng dẫn HS tìm hiểu cấu tạo
của con lắc đơn.
H1 .(Quan sát hình vẽ) Cho biết
con lắc đơn là gì?
H2 . Vị trí cân bằng của con lắc
đơn là vị trí nào? Vật nặng
chuyển động thế nào?

Trường Thpt Nam Trực –Nam Định
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
Quan sát hình 7.1a. Một HS mơ tả I. Dao động của con lắc đơn.
cấu tạo.
1)Con lắc đơn.
-Hệ gồm vật nặng có kích thước nhỏ, khối
-Một hS định nghĩa VTCB và mô lượng m, treo ở đầu sợi dây không dãn có
tả chuyển động của vật nặng nếu độ dài l, khối lượng khơng đáng kể.
được đưa ra khỏi VTCB.
-Vị trí cân bằng (hình vẽ) vật nặng ở vị trí
O thấp nhất (dây thẳng đứng)



-Vẽ hình 7.2, chỉ rõ hai lực P và



R tác dụng lên vật ở vị trí bất kì.
Nêu câu hỏi hướng dẫn.
H3 . Vật nặng chịu tác dụng của -Vẽ hình 7.2 SGK.
những lực nào?Phân tích tác dụng Thảo luận, trả lời câu hỏi gợi ý.
của những lực đó.
-Cần nhấn mạnh điều kiện khảo
sát chuyển động:
là đoạn
  1; s  l : OM
thẳng.
H4 . Theo định luật II Niutơn pt
chuyển động của vật được viết
như thế nào? Hãy thực hiện
những biến đổi xác định biểu -Thiết lập pt (7.5a) như SGK
thức tính độ lớn gia tốc của vật.
bằng cách thảo luận nhóm và cá
nhân thực hiện.
H5 . Nếu chọn li độ góc  để xác
định vị trí của vật nặng, hãy viết
g
lại pt: s " s  0 . Hãy nhận xét
l
dạng các biểu thức trên.

-Dao động trên cung AOB nếu được đưa
đến A và thả tự do: OA  s0
2) Phương trình ĐLH:
Vật nặng ở vị trí bất kì M:

OM  s : li độ cong.
OQM   : li độ góc.
Chiều dương tính  và s: chiều từ O đến
A.
  1
s  l với  s  l


OM  OM
-Lực tác dụng:



P : thẳng đứng.


MQ.
R : hướng theo 

 

-Phân tích P  Pn  Pt

  
 
Pn  R  Fht giữ cho vật chuyển động

trên quỹ đạo tròn.


Pt : gây ra dao động của vật quanh O.

s
(1)
l
-Phương trình chuyển động:
(2)
Pt  ma  ms "
Pt  mg sin    mg

(1) và (2): s "
-Cho HS ghi nhận thêm pt (7.3b)
và (7.5b) SGK để HS hiểu được:
vị trí của vật có thể xác định bằng -Thảo luận nhóm, lập pt (7.3b) và
pt (7.5b)
s và .

Với  

g
s0
l

(*)

g
l

(*)  s” + 2s =0

Nghiệm pt có dạng:

H6 . (So sánh với pt của CLLX
s  s0 cos t    hoặc:
x”+2 x=0) thì phương trình
2
s”+ s =0 có nghiệm thế nào?
  0 cos  t   
Nhận xét gì về dao động của
-HS trả lời câu hỏi bằng cách dựa
CLĐ với góc lệch nhỏ?
-Chu kì của dao động nhỏ (Với   1rad )
vào nghiệm của pt
x” + 2 x = 0 có dạng:
2
l
H7 . Có thể tính chu kì dao động
T
 2
x  A cos t   
của CLĐ bằng công thức nào?

g
-Giới thiệu sơ lược về ứng dụng Và kết luận dao động của CLĐ là
dao động của CLĐ.
dao động điều hịa.
-HS đọc SGK tìm hiểu với cách
kích thích dao động (SGK) để có:
   0 cos t hay s  s0 cos t
Hoạt động 3. (5’) Củng cố:

GV: Giới thiệu bài toán 4 SGK trang 40. Hướng dẫn HS:

21
Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao


Gv: Đoàn Văn Doanh

Trường Thpt Nam Trực –Nam Định
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
+ Viết biểu thức tính chu kì của hai con lắc với chiều dài l1 và l2
(Chú ý: gia tốc hai trường hợp bằng nhau).
+ Lập tỉ số hai chu kì, tìm kết quả.
HS: Luyện tập và trình bày kết quả.

Tiết 2. CON LẮC VẬT LÍ – HỆ DAO ĐỘNG.
Hoạt động 1. (15’) Lập phương trình ĐLH của CLVL.
Yêu cầu HS quan sát hình vẽ 7.3. -Quan sát hình vẽ, phát biểu định 1)Con lắc vật lí:
a)Định nghĩa: Con lắc vật lí là một vật rắn
Nêu câu hỏi gợi ý:
nghĩa CLVL.
quay được quanh một trục nằm ngang cố
H1 . Con lắc vật lí là gì?
định.
GV vẽ hình 7.3. Giới thiệu chi
b)Phương trình dao động:
tiết trên hình vẽ. Yêu cầu HS đọc
SGK để xem cách xây dựng các
Với   1rad thì    0 cos t   

công thức 7.12 và 7.13 sau khi -Đọc SGK, tìm hiểu cách lập các
yêu cầu HS trả lời tiếp các câu công thức.
+Tần số góc:   mgd
I
hỏi.
d = QG: khoảng cách từ trục quay đến
H2 . Lực nào gây ra dao động của
khối tâm.
con lắc? Momen của lực đối với
trục quay xác định bằng biểu thức -Ghi nhận các công thức 7.11; I: momen quán tính.
7.12 và 7.13.
nào?
I
+Chu kỳ T  2
H3 . Viết pt ĐLH cho chuyển
mgd
động quay của CLVL.
Hoạt động 2. (20’) Tìm hiểu về HỆ DAO ĐỘNG – DAO ĐỘNG TỰ DO.
2) Hệ dao động:
-Phân tích lại dao động của Thảo luận nhóm, tìm hiểu:
-Là hệ vật gồm vật dao động cùng với vật
CLLX; CLĐ (CLVL) cùng với *Với CLLX:
TĐ yêu cầu HS tìm hiểu: tác dụng -Vật nặng: dao động quanh tác dụng lực kéo về lên vật dao động.
VTCB.
của mỗi vật trong hệ.
-Giới thiệu thế nào là hệ dao động -Lò xo: tạo ra lực kéo về gây ra
và dùng câu hỏi gợi ý sau để giới dao động của vật.
*Phát biểu định nghĩa hệ dao
thiệu dao động tự do.
? Với CLLX và CLĐ, lực kéo động.

-Dao động của hệ xảy ra dưới tác dụng
về là lực đàn hồi và trọng lực. Có
chỉ có nội lực gọi là dao động tự do hoặc
nhận xét gì về hai lực ấy đối với
*Thảo luận nhóm, tìm hiểu: lực dao động riêng.
mỗi hệ vật.
-Có thể phân tích thêm trường kéo về là nội lực của hệ.
-Tần số góc của hệ dao động tự do gọi là
hợp CLLX dao động thẳng đứng

tần số góc riêng của hệ ấy.
để thấy Fkv có thể là hợp lực +Phát biểu định nghĩa dao động
 


tự do.
P  Fdh vẫn là nội lực.
Hoạt động 3. (10’) Củng cố - Dặn dò:
1) GV hướng dẫn HS trả lời câu hỏi 1 (câu hỏi khó, nên gợi ý để HS so sánh)
-Dao động của CLVL quanh VTCB là dao động quay. Mọi điểm của con lắc đều quay quanh cùng một trục với
cùng một góc quay  cùng tốc độ góc ’ và gia tốc góc ”.
-Trong dao động điều hịa quay, góc quay biến đổi theo thời gian; trong dđđh tịnh tiến li độ dài biến đổi theo thời
gian. Tất cả đều biến đổi theo pt có dạng hàm cos hoặc sin theo t.
2) Giới thiệu thêm sự biến thiên T của CLĐ theo nhiệt độ. Yêu cầu HS chuẩn bị các bài tập 2.33; 2.35 SBT và tất
cả bài tập của SGK.
3) Ôn tập lại hai dạng năng lượng: thế năng và động năng.

Tiết 15

Ngày soạn: 26-08-2008

Bài 8. NĂNG LƯỢNG TRONG
DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

I. Mục tiêu:
1) Kiến thức:

22
Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao


Gv: Đoàn Văn Doanh

Trường Thpt Nam Trực –Nam Định
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
- Biết cách tính tốn và tìm ra biểu thức động năng, thế năng và cơ năng của con lắc lò xo.
- Củng cố kiến thức về bảo toàn cơ năng của một vật chuyển động dưới tác động của lực thế.
2) Kĩ năng: Có kĩ năng giải bài tập có liên quan, VD tính thế năng, động năng, cơ năng của con lắc đơn.
II. Chuẩn bị:
- GV: Kiến thức lượng giác, phiếu học tập với nội dung KT.
- HS: Ôn lại khái niệm động năng, thế năng và cơ năng.
III. Tổ chức các hoạt động dạy học:
1) Kiểm tra bài cũ: (10ph) Gọi HS kiểm tra. Nhận xét kết quả.
Phát phiếu học tập với 4 câu hỏi trắc nghiệm:
2) Giảng bài mới: (45ph)
Hoạt động 1: (30ph): Tìm hiểu SỰ BẢO TỒN CƠ NĂNG.
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Nội dung
Hướng dẫn HS tìm hiểu nội dung Suy nghĩ, trả lời câu hỏi. Nội 1) Cơ năng (năng lượng cơ học) Là tổng

động năng và thế năng của vật:
dung trả lời đúng.
bằng những câu hỏi gợi ý
H1 : Nhắc lại khái niệm cơ năng của -Công thức động năng:
vật chuyển động?
1
Wd  mv 2
GV kết luận :Cơ năng là tổng động
2
năng và thế năng của vật:
Công thức thế năng
H2 :Nhắc lại mối liên hệ giữa động
1
+đàn hồi: Wt  kx 2
2)Khi vật chuyển động chỉ chịu tác dụng
năng và thế năng ?
2
của lực thế thì cơ năng thì khơng đổi( thế
GV kết luận:khi động năng tăng thì +Hấp dẫn. W  mgh
t
năng và động năng có thể chuyển hố cho
thế năng giảm và ngược lại
nhau )
H3 : Vật dao động không ma sát thì
-Ghi nhận kết luận của GV.
cơ năng biến đổi như thế nào?
Phân tích câu hỏi và trả lời:
-GV kết luận như SGK.
+ Cơ năng là gì.
+ Cơ năng có thay đổi không

khi bỏ qua ma sát.
Hoạt động 2. (10’) Tìm hiểu: Biểu thức của động năng và thế năng trong dao động điều hồ
Hướng dẫn Hs tìm biểu thức Làm việc cá nhân: Từ 1) Biểu thức thế năng
của thế năng trong dao động phương trình dao động điều - Từ biểu thức x=A cos (t  ) thay vào
điều hoà phụ thuộc theo thời hoà và biểu thức thế năng
1
Wt = kx 2 ta được:
gian
tổng quát
2
H1 : Có mấy loại thế năng? Viết -Tìm hiểu đồ thị thế năng
H8.1( Sgk)và biểu thức thế Wt  1 kA2 cos 2 (t   )  1 kA2 (1  cos 2(t   )
biểu thức của từng loại?
2
4
H2 : Xây dựng biểu thức tính thế năng. Rút ra tính chất của
-Thế năng trong DĐĐH biến đổi tuần hoàn với
năng của con lắc lị xo dao động thế năng
T
điều hồ
tần số góc 2 ,tần số 2fv (biến đổi
chu kỳ
H3 :Thế năng của con lắc biến
2
đổi như thế nào theo thời gian
1
điều hoà quanh giá trị kA2
như thế nào so với li độ.
4
2)Biểu thức động năng

Hướng dẫn Hs tìm biểu thức
-Từ biểu thức v =- A sin(t   ) thay vaøo
của động năng trong dao động Làm việc cá nhân: Từ
điều hồ phụ thuộc theo thời phương trình dao động điều công thức Wđ = 1 mv2 ta được
hồ và biểu thức thế năng
gian
2
1
1
H4 :Động năng của con lắc biến tổng quát
Wd  m  2 A2 sin 2 (t   )  kA2 (1  cos 2(t   )
đổi như thế nào theo thời gian -Hs nhận xét tính chất của
2
4
động năngdựa vào Hvẽ 8.2
như thế nào so với vận tốc.
Hoạt động 3. (10’) Tìm hiểu: Biểu thức của cơ năng trong dao động điều hoà
Gv: hướng dẫn hs tìm biểu thức Làm việc cá nhân: Từ
1
1 2
2 2
cơ năng và nhận xét về sự bảo phương trình động năng và 1)Biểu thức cơ năng W  2 m A  2 kA
thế năng rút ra biểu thức cơ 2) Cơ năng tỉ lệ với bình phương biên độ dao động
tồn cơ năng
H1 : Tìm biểu thức của cơ năng năng
đối với con lắc đơn và nghiệm
1
1
2
3)Với con lắc đơn W  m 2 s0 2  mg 0

lại ĐLBT cơ năng
2
2
H1 : Với   1rad thì sin   ?
3) Củng cố - Dặn dị: (5’)
- Hướng dẫn HS trả lời câu hỏi 1,2 trong SGK tramg 43.

23
Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao


Gv: Đoàn Văn Doanh

Trường Thpt Nam Trực –Nam Định
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

- Bài tập về nhà 2,3,4.SGK trang 43
IV. Rút kinh nghiệm - Bổ sung:

Tiết 12-16

Ngày soạn: 28-08-2008

BÀI TẬP VỀ DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA.
I. Mục tiêu:
-Củng cố kiến thức về dao động cơ.
-Rèn luyện cho HS kĩ năng giải bài tập về động học của dđđh, về con lắc lò xo, con lắc đơn, về năng lượng
dao động.
II. Chuẩn bị:

GV: Chọn bài tập với nội dung cần ơn luyện. Nắm bắt tình hình tiếp thu kiến thức và giải bài tập của HS
qua bài 6, 7, 8.
HS: Ôn tập tốt bài 6, 7, 8.
III. Tổ chức các hoạt động dạy học.
Tiết 1.
Hoạt động 1. Giải bài tập với nội dung:
- Xác định các đại lượng trong dđđh: x, v, a, T, f.
- Thực hiện tính tốn về năng lượng.
GV giới thiệu nội dung bài tốn:
Vật có khối lượng m = 100g dđđh theo pt:
1) Xác định biên độ, chu kì, tần số và pha ban đầu của dao động.
2) Vào thời điểm nào thì pha dao động đạt giá trị
lúc ấy li độ bằng bao nhiêu?
3) Vật qua vị trí x = 1,25cm vào thời điểm nào? Phân biệt thời điểm vật đi qua theo chiều dương, chiều âm?
4) Tìm thời gian vật dao động giữa hai vị trí x1 = -1,25cm và x2 = 2,5cm.
5) Tìm tốc độ trung bình của vật trong một chu kì dao động và năng lượng của dao động.
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Cách giải bài toán

24
Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao


Gv: Đồn Văn Doanh
-Hướng dẫn giải bài tốn bằng
việc nêu lần lượt các câu hỏi gợi
ý:
H1 . Dạng pt tổng quát của dđđh?
Pt li độ dao động (bài toán) cho

ta xác định được các đại lượng
nào?

Trường Thpt Nam Trực –Nam Định
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.
1)Tìm A, T, f,  từ pt:
-Thảo luận nhóm, thực hiện các


x  2,5 cos  10 t  
nội dung:
2

+So sánh phương trình:

 2

x  A cos 
t  
 T

 A  2,5cm
với pt tổng quát:
T  0, 2s
So sánh với pt:

H2 . Đại lượng nào là pha của dao x  A cos t   

động? Pha dao động có thay đổi Tìm kết quả.

  f  1  5 Hz
T
theo thời gian ?

-Xác định (t + ) là pha dao


động.
  rad
Cá nhân thực hiện, giải tìm t ứng
2

H3 . Biết thời điểm vật qua một vị
  5
  5


trí xác định, có thể xác định vị trí với 10 t   
2)Tìm t để 10 t   
2 6
2 6


thế nào?
 t = 1/30 s.

Tìm x  2,5 cos 10 t   ứng với


-Giải thích nội dung câu 3: Vì sao

2

có nhiều thời điểm vật qua vị trí -Thu nhận kiến thức để vận dụng
cho việc giải bài toán do GV cung t = 1/30(s): x =-2,16
xác định?
cấp. Thảo luận nhóm, chọn cách 3)Giải phương trình:


-Hướng dẫn HS vận dụng kiến giải thích hợp.
x  2,5 cos 10 t   = 1,5
2
thức lượng giác. Lưu ý cách chọn

 t.
nghiệm để thỏa điều kiện vẽ
chiều chuyển động của vật.


10 t     k 2
(Dùng phương trình: v = 2
3
Asin(t+))
+Qua vị trí theo chiều dương
Hướng dẫn chọn nghiệm để v > 0


hoặc v < 0.
10 t     k 2
2
3

5 k
t 

(1)
60 5
+Qua vị trí theo chiều âm:
H4 . Nêu liên hệ giữa chuyển
 
động tròn đều và dao động điều
10 t    k 2
-Cá nhân thực hiện theo hướng
2 3
hòa?
4)Thời gian vật dao động giữa hai vị trí
-Dùng mối liên hệ giữa hai dẫn của GV.
x1 , x2:
chuyển động, hướng dẫn xác định

thời gian dao động giữa hai vị trí.
   1 (1)
H5 . Thời gian dao động giữa hai
2
vị trí x1 và x2 và thời gian chuyển
|x | 1
sin 1  1 
OM 1 2
động tròn đều trên cung M 1M 2

như thế nào?
2

 1    
rad
H6 . Góc quay , tốc độ góc  và Từ hình vẽ, GV hướng dẫn, thảo
6
3
thời gian quay của chuyển động luận nhóm.
Ta có: t  
trịn đều liên hệ bằng biểu thức

 tM M  t x1  x2 
nào?
Với  = 10 rad/s.
1 2
H7 .Tốc độ trung bình được xác
2
1

rad  t  s
định thế nào? Trong một chu kì,
3
15
quãng đường vật di chuyển gấp
5)Tốc độ trung bình: Trong một chu kì:
mấy lần biên độ?
S = 4A; t = T
Hướng dẫn HS cách xác định S
S
một cách tổng quát: (Tính theo
v   0,5m / s
T

x1, x2 giữa hai vị trí vật dao động
Năng lượng của dao động:
trong thời gian t)
1
H8 . Cơng thức tính năng lượng?
E  m 2 A2  3,125.103 J
2
-Ơn lại cách tính vận tốc trung
bình ở lớp 10, vận dụng giải cho
25
câu 5.

Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao



x  2,5 cos 10 t  
2
