Giáo án Vật lý 12 nâng cao - TIẾT 1 CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT T RỤC CỐ ĐỊNH doc

Giáo án Vật lý 12 nâng cao - TIẾT 1
CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN
QUANH MỘT T RỤC CỐ ĐỊNH
I/ MỤC TIÊU:
- Hiểu được KN vật rắn và CĐ của vật rắnlà gì ?
- Hiểu được các KN tọa độ góc, tốc độ góc, gia tốc góc.
- Nắm vững các CT liên hệ giữa tốc độ góc và tốc độ dài,
gia tốc góc và gia tốc dài của một điểm trên vật rắn.
- Vận dụng đựơc các CTcủa CĐ quay đều, quay biến đổi
đều để giải các BT đơn giản.
II/ CHUẨN BỊ:
1/ Giáo viên: Một số hình vẽ minh họa về chuyển động
quay của vật rắn
2/ Học sinh : Ôn lại phần động học chất điểm ở vật lý lớp
10.
III/ KIỂM TRA BÀI CŨ:
IV/ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

HĐ CỦA
GIÁO VIÊN
HĐ CỦA
HỌC SINH
NỘI DUNG KIẾN
THỨC
- Vật ntn gọi
là vật rắn.

- CĐ của vật
rắn gọi là tịnh
tiến khi nào ?
- Nêu các đặc

điểm của một
vật rắn quay
quanh một
trục cố định.
- làm thế nào
để có thể
x.định vị trí
của 1 vật rắn
quay quanh 1
trục cố định.
-Học sinh
thảo luận và
trả lời.
-Học sinh
thảo luận và
trả lời.
- Học sinh
thảo luận và
trả lời.

- Học sinh
thảo luận và
trả lời.



1/Tọa độ góc
-Mỗi điểm trên vật vạch
một đường tròn nằm trong
mặt phẳng vuông góc với

trục quay, có bán kính
bằng k/c từ điểm đó đến
trục quay, có tâm nằmở
trên trục quay.
- Mọi điểm của vật đều
quay được cùng một góc
trong cùng một khỏang
thời gian.
- Vị trí của vật tại mỗi thời
điểm được xác định bằng
góc

giữa một mp động P
và một mặt phẳng cố định
P
0
( 2 mặt phẳng này đều
tại 1 t.điểm t
bất kỳ ?
-Tọa độ góc là
gì ?
-Thông báo
quy ước về
chiều dương
và dấu của toa
độ góc

.
- Nhấn mạnh
sự biến thiên

của tọa độ góc
theo t.gian thể
hiện quy luật
CĐ của mp P,
cũng chính là
thể hiện CĐ
của vật quanh
trục cố định.
- Gợi ý cho hs

- Học sinh
lắng nghe và
ghi nhớ.






- Học sinh
lắng nghe
thảo luận và
trả lời.




chứa trục quay )

gọi là

tọa độ góc của vật và có
đơn vị là radian ( rad)
- Chỉ xét vật quay theo
một chiều và chọn chiều
quay làm chiều dương thì

> 0.
- Khi vật rắn quay, sự biến
thiên của tọa độ góc theo
thời gian thể hiện quy luật
CĐ của mp P, cũng chính
là thể hiện CĐ của vật
quanh trục cố định.
2/ Tốc độ góc.
- Tốc độ góc trung bình:
tb
t





( rad/s)
- Tốc độ góc tức thời ( tốc
độ góc) là dại lượng đặc
trưng cho mức độ nhanh,
nêu ý nghĩa
của tốc độ góc
là đại lượng
đặc trưng cho

độ quay nhanh
,chậm của vật
rắn.



- Hướng dẫn
học sinh hình
thành khái
niệm gia tốc
góc trung bình
và gia tốc góc
tức thời.



- Học sinh
thảo luận và
trả lời.




- Học sinh trả
lời câu hỏi
C3.

- Học sinh
nhắc lại các
phương trình

động lực học
đối với
chuyển động
tịnh tiến từ đó
chậm của CĐ quay của vật
rắn quanh một trục ở thời
điểm t và được xác định
bằng đạo hàm của tọa độ
góc theo thời gian.
t 0
d
lim '
t dt
 
 
    


3/ Gia tốc góc
-Gia tốc góc trung bình:
tb
t

 

( rad/s
2
).
-Gia tốc góc tức thời ( gia
tốc góc) của vật rắn quay

quanh một trục ở thời điểm
t là đại lượng đặc trưng
cho sự biến thiên của tốc
độ góc ở thời điểm đó và
được xác định bằng đạo
hàm của tọa độ góc theo
thời gian.
- Hướng dẫn
hs vận dụng
CT 1.5 trả lời
câu hỏi C3.
- Gợi ý cho hs
tìm các pt của
2 dạng CĐQ:
CĐQ với tốc
độ góc 0 đổi
và CĐQ với
gia tốc góc 0
đổi dựa vào sự
so sánh giữa
CĐ tịnh tiến
và Cđ quay.
- Hướng dẫn
hs điền vào
các ô trống
trong bảng 1.2
để dẫn đến
suy ra
phương trình
động lực học

của 2 loại
chuyển động
quay.


- Học sinh
lắng nghe và
ghi nhớ.



- Học sinh
suy nghĩ, tái
hiện kiến
thức cũ và trả
lời.
t 0
d
lim '
t dt
 
 
    


4/ Các phương trình
động học của CĐ quay.
a. Trường hợp vật rắn
quay đều:
0

t
    

b. Trường hợp vật rắn
quay biến đổi đều:
0
2
0 0
2 2
0 0
t
1
t t
2
2 ( )
    
      
       

+ Nếu vật rắn quay theo
một chiều nhất định và tốc
độ góc

tăng dần theo
thời gian thì CĐ quay là
nhanh dần và

> 0.
+ Nếu tốc độ góc


giảm
dần theo thời gian thì CĐ
quay là chậm dần và

< 0.

các pt.
- Lưu ý hs về
CĐQND,
CĐQCD và
dấu của gia
tốc góc.


- Nhắc lại
kiến thứcvề
CĐ tròn đều ở
lớp 10, từ đó
nêu đ đến hệ
thức giữa tốc
độ dài và tốc
độ góc của
một điểm CĐ
trên quỹ đạo
tròn có bán




-Học sinh

thảo luận và
trả lời.



-Học sinh
thảo luận và
trả lời.


- Học sinh
lắng nghe và
ghi nhớ.
5/ Vận tốc và gia tốc của
các điểm trên vật quay.
+ Liên hệ giữa tốc độ dài
và tốc độ góc của một
điểm CĐ trên quỹ đạo tròn
có bán kính r :
v r
 

a/ Nếu vật CĐ tròn đều,
mỗi điểm của vật có gia
tốc hướng tâm :
2
2
n
v
a r

r
  

b/ Nếu vật rắn quay không
đều thì véc tơ gia tốc
a
r
của
vật có hai thành phần :
+ Thành phần
n
a
r
vuông
góc với
v
r
đặc trưng cho sự
thay đổi về hướng của
v
r
và
gọi là gia tốc hướng tâm.
+ Thành phần
t
a
r
có phương
của
v

r
, đặc trưng cho sự
kính r.
- Yêu cầu hs
nêu CT x.định
gia tốc hướng
tâm của vật
CĐ tròn đều
đã học ở lớp
10.

- Dùng C6 xét
trường hợp
vật rắn quay
không đều.

- Hướng dẫn
hs thành lập
CT xác định
gia tốc của vật
CĐ tròn
thay đổi về độ lớn của
v
r
,
được gọi là gia tốc tiếp
tuyến:
t
a r
 

+ Gia tốc của điểm CĐ
tròn không đều là:
n t
a a a
 
r r r

Độ lớn của
a
r
là :
2 2
n t
a a a
 

+ Véc tơ
a
r
hợp với bán
kính OM một góc α v
ới
n
2
t
a
tan
a


  


không đều.

V/ CỦNG CỐ - DẶN DÒ
- Tóm lược kiến thức trọng tâm của bài, hướng dẫn HS trả
lời các câu hỏi sau bài học. yêu cầu HS về làm các BtT
1,2,3,4,5,6,7,8 sau bài học.