Giáo án Vật lý 12 nâng cao - TIẾT 7 - 8 VỀ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA VẬT RẮN. potx

Giáo án Vật lý 12 nâng cao - TIẾT 7 - 8 BÀI TẬP
VỀ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA VẬT RẮN.

I/ MỤC TIÊU:
- Rèn luyện kỹ năng vận dụng linh hoạt các công thức và
phương trình động lực học của chuyển động quay để giải
các bài tập.
-Luyện tập công thức tính động năng quay của vật rắn.
II/ CHUẨN BỊ:
1/ Giáo viên :
-Dự kiến các phương án có thể xảy ra.
-Vẽ bảng tóm tắt chương 1 lên bìa và tóm tắt các câu hỏi
giúp học sinh nắm được công thức và phương trình mô tả
chuyển động quay của vật rắn quanh một trục.
2/ Học sinh :
-Ôn lại các kiến thức, các công thức và phương trình động
lực học của chuyển động quay để có thể giải được các bài
tập dưới sự gợi ý của giáo viên.
-Ôn lại phương pháp động lực học ở lớp 10.
III/ KIỂM TRA BÀI CŨ:
- Phát biểu và viết biểu thức của ĐLBT mômen động
lượng. Các vận động viên nhảy cầu lại có động tác bó gối
thật chặt khi ở trên không. Giải thích tại sao làm như thế lại
tăng tốc độ quay.
IV/ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
HĐ CỦA GIÁO
VIÊN
HĐ CỦA HỌC
SINH
NỘI DUNG KIẾN THỨC

+H.dẫn để học
sinh hiểu được
CĐ của bánh xe
gồm hai giai
đọan:
-Giai đọan đầu
(10 s đầu ) là
CĐQ ndđ có gia
tốc góc

- Học sinh lắng
nghe và ghi nhớ.

-Học sinh thay số
và tính toán.



Bài 1
a/ Gia tốc góc của bánh xe.
-Giai đoạn quay nhanh dần
đều.
2
1 0
1
1
5 0
1,5rad /s
t 10
w - w

-
g = = =
D

-Gai đoạn quay chậm dần đều.

2
2 1
2
2
0 15
0,5rad /s
t 30
w - w -
g = = = -
D

b/ Mômen quán tính của
1 0
1
1
0
t
w - w
g = >
D

-Giai đọan
cuối(30 s cuối) là
CĐQ cdđ có gia

tốc góc
2 1
2
2
0
t
w - w
g = <
D

+H.dẫn học sinh
tính mômen quán
tính bằng hai
cách: Xét giai
đọan cdđ hoặc
giai đọan ndđ.
+H.dẫn học sinh
tính động năng
quay của bánh xe
bằng công thức
2
d
1
W I
2
= w

+Phân tích dữ

-Học sinh thay số

và tính toán.



-Học sinh theo
dõi ghi chép và
tính toán theo
hướng dẫn.

-Học sinh theo
dõi ghi chép và
tính toán theo
hướng dẫn.


- Học sinh lắng
nghe và ghi nhớ.
bánh xe đối với trục.
Cách 1: Tổng mômen quán
tính tác dụng vào bánh xe.
1 ms
M M M 20 5 15 N.m
= + = - =
Từ đó:
2
1
M 15
I 10 kg.m
1,5
= = =

g

Cách 2: Xét giai đoạn quay
chậm dần đều
2
ms
2
M
5
I 0,5 kg.m
0,5
-
= = = -
g -

c/ Động năng quay của bánh
xe.
2 2
d 1
1 1
W I .10.15 1125J
2 2
= w = =
Bài 2.
a/ Mômen hãm.
Cách 1: Gia tốc góc:
2
2
2
0

2 0 10
5rad/s
2 2.10
w - w -
g = = = -
j

2 2 2
1 1
I mR .1.0,2 0,02 kg.m
2 2
= = =
liệu để HS hiểu
được CĐQ của
đĩa là CĐQ cdđ.
Tốc độ góc của
đĩa giảm nên gia
tốc góc γ < 0.
+H.dẫn HS tìm
mômen hãm
bằng 2 cách:
-Dùng phương
trình ĐLH của
CĐQ.

Dùng Đ.lý động
năng
+Lưu ý với HS
rằng: mômen
hãm có dấu trừ vì

nó có tác dụng
cản trở sự quay



-Học sinh theo
dõi ghi chép và
tính toán theo
hướng dẫn.


- Học sinh lắng
nghe và ghi nhớ.





-Học sinh theo
dõi ghi chép và
Mômen hãm:
M I 0,02.( 0,5) 0,1N.m
= g = - = -
Cách 2: áp dụng định lý động
năng
d d d0
W W W A
D = - =

2

0 C C
1
I F s F R M
2
- w = = j = j

2
2
0
I 0,02.10
M 0,1N.m
2 2.10
w
® = - = - = -
j

b/ Thời gian đĩa quay đến
khi dừng.
Cách 1: T
ừ công thức:
0
t
w= w + g

0
0 10
t 2s
5
w- w
-

® = = =
g -

Cách 2: Từ công thức:
2
0 0
1
t t
2
j = j + w + g

2
2,5t 10t 10 0 t 2s
® - + - = ® =
Bài 3.

T
A
T
A
F
ms
T
B
T
B
P
A
B
+

T
A
T
A
F
ms
T
B
T
B
P
A
B
+
F
ms
T
B
T
B
P
A
B
+

của đĩa.


+ H.dẫn HS tìm
thời gian bằng

một trong hai
cách:
- Từ công thức:
0
t
w= w + g

- Từ công thức:
2
0 0
1
t t
2
j = j + w + g

+H.d
ẫn học sinh
vẽ các lực tác
dụng vào vật
A,B, ròng rọc và
chọn chiều (+)
cho CĐ của mỗi
vật.
+ H.dẫn học sinh
tính toán theo
hướng dẫn.

-Học sinh theo
dõi và vẽ hình.
-Học sinh theo
dõi ghi chép và
tính toán theo
hướng dẫn.


- Học sinh lắng







a/ Gia tốc góc của ròng rọc:
ADCT:
2
0 0
1
t t
2
j = j + w + g

Vì ω
0

=0 ,φ
0
=0
2
2 2
2 2.4
6,28 rad /s
t 2
j p
® g = = =
b/ Gia tốc của hai vật:
Vì dây không trượt trên ròng
rọc nên gia tốc của dây bằng
gia tốc tiếp tuyến của một
điểm trên vành ròng rọc
2
a R 0,1.6,28 6,3m/s
= g = »
tính γ từ công
thức
2
0 0
1
t t
2
j = j + w + g


+Lưu ý với học
sinh:

-Vì dây không
trượt trên ròng
rọc nên
a R
= g

-Vì gia tốc a
không đổi nên γ
cũng không đổi,
ròng rọc quay
ndđ.
+H.dẫn HS tính
lực căng của dây
treo vật A bằng
phương pháp
nghe và ghi nhớ.


- Học sinh lắng
nghe và ghi nhớ.

-Học sinh theo
dõi ghi chép và
tính toán theo
hướng dẫn.

-Học sinh theo
dõi ghi chép và
tính toán theo
hướng dẫn.

- Học sinh lắng
nghe và ghi nhớ.
c/ Tính lực căng của dây ở
hai bên ròng rọc
+ Xét vật A:
A A
P T ma mg T ma
- = Û - =
A
T m(g a) 1(9,8 0,63) 9,17 N
® = - = - »
+Xét ròng rọc:
( )
A B
T T R I
- = g

B A
I
T T
R
g
® - =
H
B A
I 6,28
T T 9,17 0,05. 6,03N
R 0,1

g
= - = - =

d/ Tính hệ số ma sát nếu có:
Vì T
A
> T
B
nên có ma sát giữa
B và mặt bàn. Xét vật B:
B ms
T F ma
- =
ms B
F T ma 6,023 1.0,63 5,4 N
Þ = - = - =
Mà
ms
Fms 5,40
F mg 0,05
mg 1.9,8
= m ® m= = »

ĐLH cho vật A.
+Vì 0 biết có ma
sát giữa B và mặt
bàn hay 0 nên
tính lực căng ở 2
bên R.rọc dưới
T.dụng của các

mômen lực.
+Lưu ý với HS
rằng do K.lượng
của R.rọc đáng
kể nên lực căng
của dây ở 2 phía
của R.rọc có độ
lớn khác nhau.


+H.dẫn HS tính
hệ số ma sát giữa
vật B và mặt bàn





-Học sinh theo
dõi ghi chép và
tính toán theo
hướng dẫn.
bằng phương
pháp ĐLH cho
vật B.

V/ CỦNG CỐ - DẶN DÒ
- Yêu cầu HS về tham khảo các bài tập về động lực học vật
rắn trong sách bài tập vật lý 12 NC.