Giáo án Vật lý 12 nâng cao - TIẾT 2-3 PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH pdf

Giáo án Vật lý 12 nâng cao - TIẾT 2-3 PHƯƠNG
TRÌNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA VẬT RẮN
QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ
ĐỊNH

I/ MỤC TIÊU:
- Viết được CT tính mô men quán tính của một vật rắn đối
với một trục quay và nêu được ý nghĩa vật lý của đại lượng
này.
- Vận dụng kiến thức về mô men quán tính để giải thích
một số hiện tượng vật lý liên quan đến CĐ quay của vật
rắn.
- 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
γ
.
- Giả được các bài toán cơ bản về CĐ quay của vật rắn.
II/ CHUẨN BỊ:
1/ Giáo viên:
- Hình vẽ minh hoạ về chuyển động quay của vật rắn.
- Bảng momen quán tính của một số vật rắn đặc biệt.
2/ Học sinh : Ôn lại mô men lực, phương trình ĐLH của
chất điểm F = m.a và ý nghĩa của k.lượng.
III/ KIỂM TRA BÀI CŨ:
- Nêu sự tương ứng giữa các đại lượng góc trong CĐQ và
các đại lượng dài trong CĐ thẳng.
- Viết các PTĐLH của CĐQ biến đổi đều của vật rắn quanh
một trục cố định.
- Viết CT tính gia tốc tiếp tuyến, gia tốc hướng tâm của
một điểm CĐ tròn không đều.

IV/ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

HĐ CỦA GIÁO
VIÊN
HĐ CỦA HỌC
SINH
NỘI DUNG KIẾN THỨC

- Yêu cầu hs
nhắc lại kiến
thức về mômen

-Học sinh tái hiện
kiến thức và trả
lời.
1/Mối liên hệ giữa gia tốc
góc và mômen lực
a/ Mômen lực đối với trục
quay.
lực đã học ở lớp
10. Quy ước về
dấu của m,ômen
lực.





- Hướng dẫn học
sinh xây dựng

biểu thức tính
mômen lực td lên
một chất điểm,
lên một vật.










-Học sinh theo
dõi sách giáo
khoa, hướng dẫn
của giáo viên và
ghi chép.




-Học sinh thảo
luận và trả lời.
- Mô men của lực
F
r
nằm
trong một mặt phẳng vuông

góc với một trục quay. M =
Fd.
- Chọn chiều quay của vật
làm chiều dương và quy ước
mô men lực có giá trị dương
nếu nó có td làm cho vật quay
theo chiều đã chọn và ngược
lại.
b/ Mối liên hệ giữa gia tốc
góc và mômen lực.
- Mômen lực td lên một chất
điểm liên hệ với gia tốc góc
bằng p.trình:
2
i i i
M =(m r )
γ
(1)
- Mômen lực td lên toàn bộ
vật rắn bằng tổng các mômen
lực td lên các chất điểm của
vật rắn:
2
i i i
i i
M= M =( m r )
γ
 
(2)
-Trong p.trình F

= ma đại lượng
m có ý nghĩa như
thế nào ?
- Thông báo cho
học sinh một số
CT tính mô men
quán tính của
một số vật đồng
chất .


- So sánh ý nghĩa
của m và
2
i i
i
m r


trong CĐ quay
của vật rắn
quanh một trục
cố định.

- Học sinh thảo
luận và trả lời.






- Học sinh thảo
luận và trả lời.
2/ Mômen quán tính
- Phương trình (2) cho th
ấy
với cùng mômen lực M td,
vật rắn nào có
2
i i
i
m r

lớn thì
gia tốc góc
γ
càng nhỏ nghĩa
là trong CĐQ, vật có quán
tính lớn.
- Đại lượng
2
i i

i
I= m r

đặc trưng
cho mức quán tính của vật
quay và gọi là mômen quán
tính, nó có vai trò như khối
lượng m trong phương trình F
= ma.
- Mômen quán tính I đối với
một trục là đại lượng đặc
trưng cho mức quán tính của
vật rắn trong CĐQ quanh trục
ấy.
- Độ lớn của mômen quán


- Độ lớn của
mômen quán tính
phụ thuộcvào
những gì ? Đơn
vị của nó ?


-Yêu cầu học
sinh suy ra PT
ĐLH của vật rắn
quay quanh một
trục cố định.

- Hướng dẫn học
sinh giải bài tập



- Học sinh thảo
luận và trả lời.



- Học sinh theo
dõi SGK, lắng
nghe hướng dẫn
và ghi bài.






tính I phụ thuộc vào khối
lượng của vật rắn và sự phân
bố khối lượng xa hay gần trục
quay.
- Đơn vị của mômen quán
tính là kgm
2
.

3/ Phương trình ĐLH của
vật rắn quay quanh một trục
cố định.
- Phương trình M=I
γ
gọi là
PTĐLH của vật rắn quay
quanh một trục cố định.
4/ Bài tập ví dụ.
- Áp dụng ĐL 2 Niu-Tơn cho
CĐ tịnh tiến của thùng nư
ớc :
mg – T = ma
- Áp dụng PTĐLH cho CĐ
quay của hình trụ
M TR I
= = g

ví dụ trong sách
giáo khoa.
- Hệ thức giữa gia tốc dài và
gia tốc góc:
a
R
g =
2
I Ia
T
R R
g

® = =
2
Ia
mg ma
R
® - =
2
2
mg 1
a g
I
I
m
1
R
mR
Þ = =
æ ö
÷
ç
+
+
÷
ç
÷
ç
è ø


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 BT
1,2,3,4,5,6,7,8 sau bài học.