giáo án Lý 12 nâng cao cả năm

Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao

Tiết 1-2.
Bài 1. CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN
QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH.
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:
- Một mô hình vật rắn quay quanh một trục cố định.
2) HS:
- SGK. Ôn 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 Thảo luận, trả lời nội dung câu hỏi:
cần thực hiện của bài.
+ Chỉ cần khảo sát chuyển động tịnh tiến của một
Có thể khảo sát chuyển động tịnh tiến của điểm bất kì trên vật. Vì khi vật chuyển động tịnh
một vật

tiến, mọi điểm trên vật có quỹ đạo giống hệt nhau.
như thế nào? Vì sao?
Cho HS quan sát mô hình một vật rắn quay + Trao đổi và trả lời:
quanh một trục cố định.
- Xác định các đại lượng đặc trưng cho chuyển
Khảo sát chuyển động quay của vật rắn bằng động quay.
cách nào?
- Qui luật của chuyển động và liên hệ giữa các đại
Giới thiệu nội dung cần tìm hiểu.
lượng đặc trưng cho chuyển động.
Hoạt động 2. (10’) TÌM HIỂU KHÁI NIỆM TỌA ĐỘ GÓC.
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Sau khi cho HS xem mô hình vật + Quan sát thêm hình
rắn quay quanh một trục, nêu và (1.1)-SGK. Trả lời câu
phân tích khi HS trả lời bằng câu hỏi.
hỏi gợi ý:
(hình 1.1) Khi vật quay quanh -Nội dung trả lời phải
trục Az thì các điểm M, N trên trùng với nội dung SGK
vật sẽ chuyển động thế nào?
trình bày.
Trong cùng một khoảng thời
gian, góc quay của các điểm M, -Phải phát hiện 2 đặc
N khác nhau trên vật có giá trị điểm của chuyển động.
thế nào?
Khi quay, vị trí của vật có thể + Tìm hiểu vị trí góc ϕ
xác định bằng đại lượng nào?
giữa hai mp(Po) cố định
Giảng nội dung: Khái niệm tọa và mp(P) di động.
độ góc ϕ với điều kiện phải chọn

Dự kiến lưu bảng
1) Tọa độ góc:
-Vị trí của vật tại mỗi thời điểm
được xác định bằng góc ϕ tạo bởi
một mp động (P) và mp(Po) cố định
(gọi là toạ độ góc)
-Sự biến thiên của góc ϕ theo thời
gian cho ta biết qui luật chuyển
động quay của vật.


Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao

một chiều dương và một mp mốc
(Po), một mp(P) gắn liền với vật
chuyển động quay.
Sự biến thiên của góc ϕ theo thời
gian cho ta biết gì về chuyển
động quay của vật?
→ giới thiệu tọa độ góc ϕ.

-Tìm hiểu được:
+ ϕ thay đổi theo thời
gian khi vật quay.
+ Dùng góc ϕ để xác
định vị trí của vật vào
một thời điểm bất kì.

Hoạt động 3. (10’) Tìm hiểu khái niệm TỐC ĐỘ GÓC.

Câu hỏi gợi ý:
2) Tốc độ góc:
Để đặc trưng cho mức độ +Với chuyển động tịnh tiến: Đại lượng đặc trưng cho mức độ
nhanh hay chậm của chuyển dùng tốc độ dài ↔ tọa độ dài quay nhanh, chậm của vật rắn.
động tính tiến, ta dùng khái x.
a) Tốc độ góc trung bình:
∆ϕ
niệm gì? Mức độ nhanh, → Chuyển động quay có vị
ωtb =
chậm của chuyển động quay trí xác định bằng tọa độ góc.
∆t
dùng khái niệm gì đặc trưng? → Dùng tốc độ góc để đặc b) Tốc độ góc tức thời:
∆ ϕ dϕ
Thế nào là tốc độ góc trung trưng.
ω = lim
=
∆
t
→
0
∆
t
dt
bình? Tốc độ góc tức thời?
-Xây dựng ωtb; ωtt theo SGK.
-Hướng dẫn HS xây dựng từ -Phát biểu định nghĩa: SGK. c) Định nghĩa tốc độ góc tức thời:
sgk
tốc độ trung bình, tức thời +Trả lời câu hỏi C2.
của chuyển động thẳng.
-Tìm góc quay ứng với 450 d) Đơn vị: rad/s

-Nêu câu hỏi C2 SGK.
vòng: ∆ϕ = 2π.450
Nhận xét
-Tìm thời gian quay 450
Hãy so sánh tốc độ góc của vòng: ∆t = 1’ = 60”
các điểm A, B … trên vật
∆ϕ
= 47π rad / s
cách trục quay khoảng r1, r2 -Tìm ω =
∆t
…
-Xác định ωA = ωB
∆ϕA = ∆ϕB , ∆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:
Khi vật rắn quay không +Cơ sở gia tốc atb, att của a) Gia tốc góc trung bình: γ = ∆ω
tb
∆t
đều, tốc độ góc thay đổi. Để chuyển động thẳng → gia
đặc trưng cho sự biến thiên tốc góc trung bình, gia tốc b) Gia tốc góc tức thời:
∆ω d ω
nhanh hay chậm của tốc độ góc tức thời.
γ = lim
=
∆t → 0 ∆t
dt
góc, ta đưa ra khái niệm gì? -Thảo luận nhóm, trả lời C3.
-Định

nghĩa:
sgk
Thế nào là gia tốc góc trung Phân tích: ωo = 0.
-Đơn vị: rad/s2
bình? Gia tốc góc tức thời?
Sau ∆t = 2s: ω = 10rad/s
Có phải dấu của gia tốc góc
ω − ω0
2
cho ta biết vật rắn quay Tìm γ tb = ∆t = 5rad / s
nhanh dần hay chậm dần
không?
-Nêu câu hỏi C3 (SGK)
Hoạt động 5. (5’) Củng cố, dặn dò
Hoạt động GV
Hoạt động HS
GV nêu câu hỏi để HS vận dụng nội dung bài Trả lời
học:
Vị trí của một vật rắn quay quanh một trục cố
định xác định bằng đại lượng nào?
Phát biểu định nghĩa và viết biểu thức:
Trả lời
- Tốc độ góc trung bình, tốc độ góc tức


Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao

thời.
Ghi nhận.
- Gia tốc góc trung bình, gia tốc góc tức

thời.
Về nhà xem lại các công thức trong chuyển
động thẳng biến đổi đều.
IV.Rút kinh nghiệm tiết dạy:

Tiết 2:


Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao

Hoạt động 1. (15’) Thông
QUAY.
Hoạt động của GV
-Hướng dẫn HS tìm hiểu sự
tương ứng giữa các đại
lượng góc trong chuyển
động quay và đại lượng dài
trong chuyển động thẳng
thông qua bảng 1.1-SGK.
-Nêu câu hỏi gợi ý:
Xét hai dạng chuyển động
quay của vật rắn có:
-Tốc độ góc không đổi.
-Gia tốc góc không đổi.
Nêu tính chất của hai loại
chuyển động trên.
Trong hai trường hợp của
chuyển động thẳng đều,
thẳng biến đổi đều, các pt có
dạng thế nào? Hãy suy ra các

pt chuyển động quay của vật
rắn quanh một trục cố định.
So sánh dấu của γ trong hai
trường hợp:
-Quay nhanh dần.
-Quay chậm dần.
*Cần lưu ý: xét dấu của ω và
γ mới xác định tính chất của
chuyển động.

tin về: PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC CỦA CHUYỂN ĐỘNG
Hoạt động của HS

Nội dung
4) Các phương trình động học của
-Tìm hiểu nội dung của bảng chuyển động quay:
1.1
Chuyển động quay đều:(ω = hằng
Thảo luận nhóm.
số)
-Trả lời câu hỏi :
+ Tọa độ góc vào thời điểm t:
+ ω không đổi: vật chuyển ϕ = ϕo + ωt
động quay đều.
Chuyển động quay biến đổi đều: γ =
+ γ không đổi: chuyển động hằng số.
quay không đều, quay biến ω = ω0 + γ t
đổi đều.
γ t2
ϕ = ϕ 0 + ωt +

-Thảo luận nhóm, nhớ lại:
2
2
2
+Thẳng đều:
ω − ω0 = 2γ ( ϕ − ϕ 0 )
v = hs.
+ ω và γ cùng dấu: ω.γ > 0: quay
x = xo + vt
nhanh dần.
+Thẳng biến đổi đều:
+ ω và γ trái dấu: ω.γ < 0: quay
a = hs.
chậm dần.
v = vo + at
x = x0 + v0t +

at 2
2

v 2 − v02 = 2as

→ Các phương trình cho
chuyển động quay.
-Trả lời : nhanh dần cùng
dấu, chậm dần trái dấu.

Hoạt động 2. (20’) Thông tin về: VẬN TỐC VÀ GIA TỐC CỦA ĐIỂM TRÊN VẬT QUAY
Nêu câu hỏi gợi ý:
-Tốc độ dài : v = ωr.

Nhắc lại công thức liên hệ -Trả lời câu hỏi gợi ý.
- Mỗi điểm của vật có gia tốc hướng
giữa tốc độ góc và tốc độ dài -Từ chuyển động tròn đều, tâm:
của một điểm chuyển động HS nhắc lại các công thức :
v2
an = = ω 2 r
v
=
ω
r
trên quỹ đạo tròn bán kính r.
r
2
Khi vật rắn quay đều, mỗi a = v = ω 2 r
-Vật rắn quay không đều: mỗi điểm
n
r
điểm trên vật chuyển động
chuyển
động tròn không đều.
r
với vận tốc, gia tốc có hướng
a : hướng vào bề lõm quỹ đạo tạo
và độ lớn thế nào?
với bán kính góc α.
r uu
r ur
C5: aN=2aM
YC HS trả lời C5
a

=
a
-Phân
tích
n + at
Khi vật rắn quay không đều,
uu
r r
v2
-Hai loại
có mấy loại
+ an ⊥ v , an = = ω 2 r
r gia tốc?
r
Vectơ a của các điểm trên -rPhân tích theo tổng vec tơ:
ur
a hướng vào bề lõm quỹ + at , at = γ r
vật có hướng thế nào? r
Khi vectơ gia tốc a của đạo.
+Độ lớn gia tốc a: a = an 2 + at 2
r
điểm trên vật tạo với bán
+ Hướng của a : tạo một góc α với
-Phân
tích
hình
1.6.
kính một góc α, tìm độ lớn
r
bán

kính:
- a = an 2 + at 2
vectơ a thế nào?
at
γ
tan α =
= 2
-Hướng dẫn HS phân tích
a
ω
n


Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao

hình 1.6.r
Hướng a xác định thế nào?
(Theo góc α)

Tạo một góc α với bán kính:
tan α =

at
γ
= 2
an ω

Có vì tốc độ góc thay đổi
Góc α có thay đổi không?
Hoạt động 3. (10’) Củng cố - Dặn dò:

Hoạt động của GV
Hoạt động HS
Cho HS tự giải bài tập trắc nghiệm số 2 , 5, 6, Trả lời
SGK trang 9.
- Giải bài tập 5, 6 SGK.
Nhận xét
- Xem lại bài Momen lực SGK lớp 10.
Ghi nhận
IV. Rút kinh nghiệm.

Tiết 3

Bài 2. PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA VẬT RẮN


Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao

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.γ
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.
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Viết các pt của chuyển động quay biến đổi đều HS trả lời
của vật rắn quanh một trục cố định.
Cả lớp theo dõi và nhận xét.
Viết pt động lực học của chất điểm. Nêu ý nghĩa
của các đại lượng trong phương trình.
Hoạt động 2. (20’) Tìm hiểu Mối liên hệ giữa gia tốc góc và momen lực.
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Nội dung
- Nêu vấn đề: Trong chuyển Tiếp thu vấn đề cần nghiên
động của chất điểm, gia tốc cứu
a) Momen lực đối với một trục
của chất điểm và lực tác
quay.
dụng có mối liên hệ được
M = F.d (N.m)
diễn tả bằng
định luật II
d(m):.
ur
r
-Phân

tích
tìm
hiểu
lại
nội
M > 0: nếu có tác dụng làm vật
F
ur
Niutơn a = .
Trong
r F
quay theo chiều (+).
m
dung phương trình: a =
M < 0:… ngược lại.
m
chuyển động quay của vật
rắn, giữa gia tốc góc và
momen lực có mối liên hệ
thế nào?
- Nêu các câu hỏi gợi ý để
HS phát hiện vấn đề.
Tác dụng lực lên vật rắn để - Thảo luận nhóm, trả lời :
b) Mối liên hệ giữa gia tốc góc và
vật quay quanh một trục cố Để vật quay càng mạnh:
momen lực:
định, ta có thể thay đổi các + Tăng dần độ lớn của lực.
yếu tố nào để vật quay càng + Thay đổi sao cho phương M : tổng các momen lực tác dụng
của lực không qua trục quay lên toàn bộ vật rắn. (ngoại lực)
mạnh?

M = ∑ M i = ∑ ( mi ri 2 )γ
GV hướng dẫn HS trả lời và có giá càng xa trục quay.
i
i
- Khảo sát chuyển động quay
câu hỏi C1
Lưu ý:
- Cho HS xem mô hình theo của vật trên mp ngang theo Mô men của các nội lực bằng
hình 2.1. Giới thiệu chi tiết hình 2.1. Trả lời câu hỏi . uur không.
và cho quả cầu quay để HS + Thành phần pháp tuyến Fn
quan sát. Nêu câu hỏi gợi ý: làm vật chuyển động trên
Vì sao không quan tâm đến đường tròn nhưng không làm


Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao

uur
lực pháp tuyến Fn trong thay
uu
r đổi tốc độ góc.
Ft thành phần này gây nên
chuyển động của quả cầu?
gia tốc tiếp tuyến, tức là có
biến đổi tốc độ góc.
- Hướng dẫn HS lập luận, - Thực hiện cùng GV
xây
dựng
hệ
thức:
M = ∑ Mi

i

Hoạt động 3. (10’) Tìm hiểu:
- Momen quán tính.
- Phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục.
- Nêu câu hỏi gợi ý:
1) Momen quán tính:
Phương trình:
-Tìm hiểu ý nghĩa vật lí đại a) Định nghĩa: sgk
M = ∑ M i = ∑ ( mi ri 2 )γ
i

lượng

i

∑m r

i i

i

2

mi ri 2
. Trả lời câu b) Biểu thức: I = ∑
i

Rút ra nhận xét gì về ý nghĩa hỏi :
mi ri 2 ? +Có ý nghĩa tương tự khối

vật lí của đại lượng ∑
i
lượng m trong phương trình
Đại lượng dùng đặc trưng F = ma.
cho vật rắn về phương diện +Đặc trưng cho mức quán
gì?
tính của vật quay.
-Nêu VD để HS hiểu tính ì -Tiếp nhận khái niệm mocủa vật đối với chuyển động men quán tính I = ∑ mi ri 2
i
quay quanh một trục, từ đó
giới

thiệu

I = ∑ mi ri :
2

i

momen quán tính của vật
quay.
Nhận xét gì về độ lớn của
momen quán tính của một
vật rắn? Nêu đơn vị của
momen quán tính.
-Giới thiệu công thức tính I
của một số vật đồng chất đối
với trục đối xứng.
Với khái niệm momen quán
tính hãy viết lại dạng khác

của phương trình:
M = ∑ ( mi ri )γ

Nhận xét?
Giới thiệu pt: M = I.γ
Lưu ý: Tổng mômen ngoại
lưc.
Tổng mômen ngoại lực bằng
không khi gia tốc bằng bao
nhiêu?
Khi đó vật chuyển động như
thế nào?
Có thể đứng yên nếu ban đầu
vật đứng yên

1
2

+ Đĩa tròn mỏng: I = mR 2
+ Chất điểm cách trục quay r
I = mr2.
2)Phương trình động lực học của
vật rắn quay quanh một trục cố
định:

-Trả lời
M = I .γ
+Độ lớn I phụ thuộc khối Lưu ý:M:tổng mômen lực
lượng của vật rắn; sự phân
bố khối lượng gần hay xa

trục quay.Đv:kgm2

+Viết pt: M = I.γ

2

i

I phụ thuộc khối lượng và sự phân
bố khối lượng.
c) Công thức tính momen quán tính
của một số vật đồng chất đối với
trục đối xứng
+ Vành tròn, bán kính R:I = mR2.

+Nhận xét: giống dạng pt:
F = ma.
Ghi nhận.
Bằng không
Quay đều
Nghe.


Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao

Hoạt động 4. (10’) Vận dụng, củng cố - Hướng dẫn về nhà.
GV giới thiệu bài toán VD. SGK
-Đọc nội dung bài toán.
Nêu câu hỏi gợi ý:
Thảo luận nhóm, phân tích chuyển động của hình

Hình trụ và thùng nước chuyển động thế trụ và thùng nước.
nào? Viết pt chuyển động.
-Trả lời câu hỏi gợi ý.
Gia tốc tịnh tiến của thùng và gia tốc + Thùng nước chuyển động tính tiến.
chuyển động quay của hình trụ liên hệ thế + Hình trụ chuyển động quay quanh một trục cố
nào?
định.
-GV hướng dẫn HS cách vận dụng phương -Các phương trình:
pháp động lực học, các công thức và phương mg – T = ma. (1)
trình động lực học của chuyển động quay để M = T.R = Iγ (2)
a
giải các bài toán. Lưu ý cách vận dụng tốt
γ=
(3)
các pt và cách giải để tìm kết quả.
R
mg
*Yêu cầu chuẩn bị ở nhà:
I=
I
-Giải bài tập SGK trang 14.
-HS biến đổi để tìm kết quả:
m+ 2
R
-Xem lại bài: Định luật bào toàn động lượng
-Ghi nhận những chuẩn bị ở nhà.
ở lớp 10.
IV. Rút kinh nghiệm – Bổ sung:

Tiết: 5-6

Bài 3. MÔMEN ĐỘNG LƯỢNG


Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao

ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN 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:
Tiết 1
Hoạt động 1. (6’) Kiểm tra:
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Mômen quán tính phụ thuộc đại lượng nào? Trả lời

Công thức tính mômen quán tính trong một số
trường hợp?
Trả lời
Phương trình động lực học?
Nhận xét câu trả lời
Hoạt động 2. (30’) Tìm hiểu khái niệm: MOMEN ĐỘNG LƯỢNG
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Dự kiến lưu bảng
Động lượng đặc trưng cho Tiếp thu vấn đề cần nghiên 1) Momen động lượng:
chuyển động thẳng còn trong cứu.
a) Dạng pt động lực học của vật
chuyển động quay của vật rắn
rắn quay quanh một trục
d ( Iω )
đại lượng nào đặc trưng cho
M=
dt
chuyển động?
-Hướng dẫn HS lập pt động lực
học của vật rắn quay quanh một -Thảo luận nhóm xây dựng Đặt L = Iω
dL
d ( Iω )
trục cố định theo momen quán
⇔M =
phương trình: M =
dt
dt
tính và tốc độ góc của vật rắn
như SGK theo hướng dẫn

bằng các câu hỏi gợi ý:
Viết pt động lực học của vật rắn của GV.
quay quanh một trục cố định.
So sánh phương trình M =

d (Iω)
dt

Tương tự phương trình: F=
với phương trình đã học (lớp dp
10)?
dt
Nhận xét gì về ý nghĩa của đại -Phân tích bảng 3.1 tìm hiểu
lượng vật lí L = Iω ?
ý nghĩa vật lí đại lượng
-Viết pt:
L = Iω
F = ma = m

dv d (mv) dp
=
=
dt
dt
dt

dẫn HS tìm hiểu

Hướng

b) Đại lượng L =Iω đặc trưng
cho chuyển động quay về mặt


Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao

L = Iω
Nhận xét hoạt động HS
Xét một vật rắn L có quan hệ
với ω như thế nào?
Nếu ω không đổi, quan hệ giữa Tỉ lệ.
L và I?
Tỉ lệ.
Nhận xét câu trả lời.
Hoạt động 3. (9’):Củng cố, dặn dò:
Hoạt động của GV
Biểu thức mômen động lượng?
Đơn vị của L?
Ys nghĩa của mômen động lượng?
YC HS làm BT momen động lượng SGK
Nhận xét.
Về nhà xem lại định luật bảo toàn động lượng.
Điều kiện áp dụng.

động lực học gọi là momen động
lượng của vật rắn đối với trục
quay. Đơn vị: kgm2/s

Hoạt động của HS
L = Iω

Kgm2/s
Làm BT
Ghi nhận

IV.Rú kinh nghiệm, bổ sung:

Tiết 2:
Hoạt động 1:( 6’) kiểm tra
Hoạt động của GV

Hoạt động của HS


Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao

Biểu thức mômen động lượng?
Trả lời
Đơn vị của L?
HS khác nhận xét.
Ý nghĩa của mômen động lượng?
Nhận xét.
Hoạt động 2. (30’) Tìm hiểu ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN MOMEN ĐỘNG LƯỢNG
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Dự kiến lưu bảng
-Nêu câu hỏi gợi ý.
-Trả lời câu hỏi
2) Định luật bảo toàn momen
dL
dL

động lượng:
= 0 ⇒ L = hs
Từ pt: M =
a) Nội dung định luật:
dt
dt
SGK
Nếu M = 0 thì momen động
b) Các trường hợp đặc biệt:
lượng L có đặc điểm gì?
Thảo luận tìm hiểu:
-Giới thiệu định luật bảo a) Nếu I = hs ⇒ ω = hs; ω - Nếu I = const ⇒ ω1 = ω2 vật đứng
toàn momen động lượng.
= 0 ,L = hs
yên hoặc quay đều
Trường hợp vật có I đối với b) Nếu I1 ≠ I2 ⇔ L1 = L2
- Nếu I thay đổi ⇒ I1ω1 = I 2ω2
trục quay không đổi, vật ⇒ ω1 ≠ ω2
- Với hệ vật có I và ω thay đổi khi
chuyển động thế nào?
đó ∑ Iω = const
Trường hợp I đối với trục Phân tích C3,C4: r giảm I
quay thay đổi, để L = hs vật giảm =>ω tăng
rắn quay thế nào?
Hướng dẫn trả lời C3, C4:r
thay đổi như thế nào?
Nhận xetx hoạt động của HS
Hoạt động 4. (15’). Vận dụng-Củng cố-Hướng dẫn về nhà.
-Giới thiệu bài toán 2, 3 của
Bài 2. hình 3.3

SGK trang 17. Nêu gợi ý:
L1 = I1ω + I2ω = (I1+I2)ω
Viết biểu thức momen động -Thảo luận nhóm, giải hai Vì L1 = L2
lượng của hệ trong hai bài toán.
⇔ (I1+I2)ω = I1ω1 + I2ω2
trường hợp.
⇒ Đáp án B.
Bỏ qua ma sát, trong hai -Đại diện nhóm, trình bày Bài 3.
trường hợp momen động kết quả.
-Người dang tay L1 = I1ω1
lượng của hệ thế nào? Suy ra
-Người co tay L2 = I2ω2
tốc độ góc của hệ theo yêu
Luôn có: I1ω1 = I2ω2 I2 < I1
cầu bài toán.
→ ω2 > ω1 . Chọn A.
Ôn tập lại: ĐỘNG NĂNG ở Ghi nhận.
Vật lí 10.
IV. Rút kinh nghiệm-Bổ sung:

Tiết
I. Mục tiêu:

Bài 4. ĐỘNG NĂNG CỦA VẬT RẮN
QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH


Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao

1) Kiến thức:

- Biết được khi vật rắn quay (quanh một trục) thì nó có động năng. Hiểu và thuộc công 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 thông qua tranh vẽ, mô 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 thông qua con quay đồ chơi, con quay hồi chuyển…
III. Tổ chức các hoạt động dạy học:
Hoạt động 1. (6’) Kiểm tra:
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
GV Nêu câu hỏi:
Công thức mômen động lượng?
Giải bài toán và trả lời câu hỏi.
Phát biểu định luật bảo toàn momen động
lượng.
Vận dụng giải thích hình ảnh vận động viên
nhảy cầu.
YC HS khác nhận xét.
Quan sát, nhận xét.

Nhận xét câu trả lời của HS.
Hoạt động 2. (24’) Lập biểu thức: Động năng của vật rắn quay quanh một trục.
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Dự kiến lưu bảng
-Giới yêu cầu của bài học:
1) Biểu thức động năng của vật rắn
(SGK)
-Quan sát hình 4.1. Thảo quay quanh một trục:
1
-Cho HS xem hình 4.1 để luận, rút ra nhận xét.
Wñ = I ω 2
giới thiệu cho HS thấy mỗi + Mỗi phân tử trên vật có
2
phần tử quay có một động một động năng. Cá nhân lập *Lưu ý: Wđ của vật rắn quay quanh
năng.
biểu thức tính.
một trục còn tính bằng:
1 2
Nêu câu hỏi gợi ý:
L2
Wñi = mvi với
W
=
Động năng của vật rắn quay
ñ
2
2I
quanh trục được xác định m v 2 = m ( ω r ) 2
i i

i
i
thế nào?
Viết biểu thức xác định
động năng của vật rắn quay +Chứng minh công thức của
định lí động năng theo
quanh một trục? Kết luận?
-Hướng dẫn HS trả lời câu hướng dẫn của GV.
Ta có: A = F.S = F.R.ϕ
hỏi C1, C2.
-Định lí động năng:
-Lưu ý thêm HS hai trường A = Mϕ = Iγϕ (1)
1
1
2
2
A = I ω22 − I ω12
Ta có: ω2 − ω1 = 2γϕ (2)
hợp để giải bài toán.
2
2
+Động năng của vật rắn bao Từ (1) và (2) ⇒
A: công của ngoại lực
gồm 2 dạng Wđq và Wđt.


Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao

+Định lí động năng.

A=

1 2 1 2
I ω2 − I ω1
2
2

Hoạt động 3. (10’) Giải bài tập áp dụng.
* Cho HS đọc SGK, mô tả -Đọc đề bài và phân tích nội
bài toán và nêu câu hỏi gợi ý dung bài toán.
-Trả lời câu hỏi gợi ý.
Khi vận động viên thay đổi
tư thế thì momen quán tính -Cá nhân giải bài toán và
của người đối với trục quay trình bày kết quả.
thế nào? Vì sao?
Tốc độ góc của người lúc
cuối thế nào? Vì sao? Dùng
công thức nào để tính động
năng của người?
* Cho HS đọc và phân tích -Đọc, phân tích nội dung và
nội dung bài tập số 3 SGK thảo luận, giải bài toán.
trang 21.
-Hướng dẫn HS lập biểu
thức tính động năng hệ trong
hai trường hợp.
-Tính tốc độ góc của hai đĩa
lúc sau.

Bài giải của SGK.

-Động năng hệ ban đầu:
Wñ1 =

1
1
I1ω02 = I ω02 (1)
2
2

-Tốc độ góc hệ lúc sau:
I ω0 = ( I1 + I 2 ) ω = 2 I ω

⇒ ω0 = 2ω

-Động năng lúc sau:
Wñ2 =

1
( I1 + I 2 ) ω 2 = I ω 2 (2)
2

1
Từ (1) và (2): Wñ2 = Wñ1
2

-So sánh hai động năng.

Hoạt động 4. (5’) Củng cố, dặn dò
Hoạt động của GV
Động năng quay phụ thuộc đại lượng nào?

Trả lời.
Liên hệ giữa động năng quay và mômen động
lượng?

Hoạt động của HS


Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao

So sánh các đại lượng tương ứng của chuyển
động quay và chuyển động tịnh tiến ?
Về nhà làm BT
Ghi nhận.
IV. Rút kinh nghiệm-Bổ sung:

Tiết 8
I.Mục tiêu:
1) Kiến thức:

Ngày soạn: 20-08-2008
BÀI TẬP


Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao

- 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, công 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
-Giới thiệu bài toán số 1: +Một HS đọc bài toán 1 a) Gia tốc góc của bánh xe:
(20ph)
(SGK)
-Giai đoạn quay nhanh dần đều:
Nhấn mạnh cho HS nội dung +HS phân tích, tóm tắt nội ωo = 0; ∆t1 = 10s
bài: Tìm I khi biết γ và M tác dung bài toán.
ω1 = 15 rad/s
dụng lên vật.
ω1 − ω0
⇒
γ
=

= 1,5rad / s 2
1
-Hướng dẫn HS phân tích và -Thảo luận nhóm, cử đại
∆t1
diện trình bày kết quả câu a)
giải bài toán bằng gợi ý:
-Giai đoạn quay chậm dần đều:
H1: phân tích các giai đoạn
ω1 = 15 rad/s
chuyển động cùa bánh xe.
ω2 = 0; ∆t2 = 30s
Trong mỗi giai đoạn, bánh
-Phân tích, tính toán theo ⇒ γ 2 = ω2 − ω1 = −0,5rad / s 2
xe chuyển động thế nào?
∆t2
H2: Trong mỗi giai đoạn, hãy yêu cầu.
viết công thức, phương trình
thích hợp cho chuyển động. -Ghi nhận đóng góp của bạn, b) Momen quán tính của bánh xe:
M = I.γ
-Cần lưu ý HS: giá trị đại số nhận xét, đánh giá của GV.
M
của M cho từng giai đoạn
⇒I =
(1)
chuyển động.
γ
H3: Trong suốt quá trình -Xác định tổng momen lực
chuyển động, những momen tác dụng vào bánh xe.
* Nếu M = M1 + Mms
(HS sẽ sai lầm khi tính M ms Với Mms = -0,25M1

lực nào tác dụng?
= 0,25 Mi > 0 )
Nhận xét.
Thì γ = γ1 = 1,5 rad/s2
-Hướng dẫn HS tìm I có thể
⇒ I = 10 kg.m2
dùng momen lực tổng hợp M
* Nếu M = Mms = -5 Nm
hoặc momen của lực Fms, -Thảo luận, chọn giá trị tốc γ = γ
2
độ góc ω thích hợp.
chú ý γ của từng giai đoạn.
⇒ I = 10 kg.m2
ω = ωI = 15rad/s
c) Động năng quay của bánh xe
H4: Hãy viết công thức tính
(đầu giai đoạn quay chậm dần đều)
động năng của bánh xe quay
1
Wđ = I ω12 = 1,125 J
quanh trục. Ở đây tốc độ góc
2
có giá trị nào?


Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao

-Giới thiệu bài toán 2 (15’)
Nêu câu hỏi gợi ý
H1: Momen hãm tính bằng

công thức nào?
H2: Momen quán tính đĩa
tròn tính bằng công thức
nào?

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

a)Momen hãm.
M = I.γ với

ω 2 − ω02
= −5rad / s 2
2ϕ
ω = 0
-Thảo luận, chọn công thức

Trong
đó
ω0 = 10rad / s
giải bài toán.
ϕ = 10rad

-Cá nhân luyện tập và trình
1
H3: Giả thiết nào của bài bày kết quả.
I = mR 2 = 0, 02kg .m 2
2
toán cho phép xác định được

γ=

⇒ M = -0,1 N.m
gia tốc góc?
b)Thời gian:
-Phân tích phần trình bày và
cách giải của HS. Cho HS -Ghi nhận cách giải bằng từ ω = 0; ω0 = 10 rad/s
nhận xét kết quả.
định lí động năng.
γ = -5 rad/s
∆Wđ = A
ω − ω0
= 2s
Tìm t =
1 2
γ
0 − I ω0 = Fc S với S = R.ϕ
2

-Hướng dẫn HS giải bài toán − 1 I ω 2 = F S .ϕ
0
c
2
bằng cách áp dụng định lí
1
động năng.
− I ω02 = M .ϕ
2

⇒M =−

Tiết 2.
*Giới thiệu, hướng dẫn bài
toán 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 không trượt
trên ròng rọc: a = Rγ và ròng
rọc quay nhanh dần đều vì a
và γ không đổi.
H2. Góc quay của ròng rọc
trong 2 vòng và thời gian
quay liên hệ bằng công thức
nào?
H3. Nhận xét gì về gia tốc

1 I ω02
2 ϕ

Vẽ hình, phân tích nội dung
bài toán.

-Ba HS lên bảng, vẽ các lực
tác dụng lên vật A, B và
ròng rọc.

a) Gia tốc góc của ròng rọc:
ω0 = 0.
-Thảo luận nhóm, xác định t = 2s được ϕ = 2.2π (rad)
1
công thức, phương trình phù
ϕ = γ t 2 tìm :
hợp với chuyển động của Áp dụng
2
2
mỗi vật.
γ = 2πrad/s = 6,28rad/s2
-Suy nghĩ, trả lời các câu hỏi b) Gia tốc của hai vật:
hướng dẫn.
Gia tốc của hai vật bằng gia tốc
-Cá nhân luyện tập, trao đổi bằng gia tốc tiếp tuyến của điểm
nhóm, trình bày kết quả.
trên vành ròng rọc.
-Thảo luận nhóm, viết pt a = Rγ = 0,628 m/s2
ĐLH cho chuyển động tịnh c) Lực căng của dây ở hai bên ròng
tiến của vật A, chuyển động rọc:
ur uu
r
r

quay của ròng rọc.
-Vật A: P + TA = ma
Hay P – TA = ma


Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao

của hai vật và gia tốc tiếp
→ TA = P - ma = 9,17N
MT + MT = Iγ
tuyến của một điểm trên
vành ròng rọc? Liên hệ giữa
(TA − TB ) R = I γ
-Ròng rọc:
at và γ xác định bằng biểu
γ
⇒ TB = TA − I
thức nào?
R
H4. Phương trình ĐLH áp -Một HS lên bảng thực hiện Thay số: TB = 6,03 N
dụng cho chuyển động của tính toán TA, TB.
Vì TA = TB: ròng rọc có khối lượng
vật A và ròng rọc có dạng
đáng kể.
thế nào?
d) Nếu không có ma sát:
-Hướng dẫn HS viết phương
TB = ma.
trình chuyển động cho 2 vật,
Vì TB > ma. Có ma sát.

thực hiện những tính toán
Ta có TB – Fms = ma
-Dự đoán (m của ròng rọc
theo yêu cầu.
→ Fms = TB – ma ,Fms = µ.N =
uur
uur
Chú ý M của TA và TB đáng kể)
µmg.
-HS viết pt ĐLH cho vật B.
ngược chiều nhau.
Tìm µ = 0,55
TB = ma
H5. TA > TB. Nhận xét gì?
T > ma. Nêu nhận xét.
H6. Viết pt ĐLH cho vật B B
trường hợp không có ma sát.
Nhận xét.
-Hướng dẫn tính Fms → hệ số
ma sát.
Hoạt động 3. (15’) Củng cố. Hướng dẫn chuẩn bị ở nhà.
1) GV hướng dẫn HS rút ra nhận xét chung qua việc giải bài toán.
- 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.
2) 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:
A

B


Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao

Tiết 9.
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 ω và gia tốc góc γ. Chuyển dộng quay nào sau đây là
nhanh dần?

A) ω = 3rad/s; γ = 0
B) ω = 3rad/s; γ = -0,5rad/s2.


Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao

C) ω = -3rad/s; γ = 0,5rad/s2.
D) ω = -3rad/s; γ = -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) 120πrad/s
B) 160πrad/s
C) 180πrad/s
D) 240πrad/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:
A) 2,5 rad/s2.
B) 5 rad/s2
C) 10 rad/s2.
D) 12,5 rad/s2.
Câu 5. Một bánh xe có đường kính 4m quay với gia tốc góc không đổi 4rad/s 2, 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:
A) 16 m/s2.
B) 32 m/s2.
C) 64 m/s2.
D) 128 m/s2.
Câu 6. Một bánh xe có đường kính 4m quay với gia tốc góc không đổi 4rad/s 2. 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 không đúng?
A) Momen quán 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 tròn, đồng chất có bán kính 2m có thể quay quanh trục đi qua tâm và vuông 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 ròng rọc có bán kính 10cm, có momen quán tính đối với trục là I = 10 -2kg.m2. Ban đầu
ròng rọc đang đứng yên, tác dụng vào ròng rọc một lực không đổi F = 2N tiếp tuyến với vành ngoài
của nó. Gia tốc góc của ròng 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 không đổi.
B) Momen quán 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
quán 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 = 6.10 24kg, bán kính R = 6400 km.
Momen động lượng của Trái đất trong sự quay quanh trục của nó là:
A) 5,18.1030kgm2/s.
B) 5,83.1031 kgm2/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 vuông 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 quán 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 quán 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:


Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao

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 12kgm 2 quay đều với tốc độ
góc 30 vòng/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
ngoài rìa, điểm B ở cách tâm một nửa bán kính. Gọi v A, vB, γA, γB lần lượt là tốc độ dài và gia tốc
góc của A và B. Kết luận nào sau đây là đúng?
A) vA= 2vB, γA= 2γB. B) vA= 2vB, γA= γB. C) vA= vB, γA= 2γB. D) 2vA= vB, γA= γB.
Câu 17. Động năng của vật rắn quay quanh một trục cố định xác định bằng:
A) Wđ =

1 2
LI
2

B) Wđ =

1 2
mv
2

C) Wđ =

1 2
Iω

2

D) Wđ =

1 2
I ω
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 không 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
IA

ròng rọc A bằng 1/3 bán kính của ròng rọc B. Tỉ lệ I giữa momen quán tính của ròng rọc A và
B
ròng rọc B bằng:
4
1
1
A)
B) 9
C)
D)
3
12
36
Câu 20. Một vật rắn quay quanh một trục với gia tốc góc không đổi. Sau thời gian t kể từ lúc bắt
đầu quay, số vòng quay được tỉ lệ với:

A) t
B) t2.
C) t
D) t3.
Phần II. Tự luận (3 điểm/1 bài toán)
Đề 1. Hai vật có khối lượng m 1 = 0,5kg và m2 = 1,5kg được nối với nhau bằng
sợi dây nhẹ, không dãn vắt qua một ròng rọc có trục quay nằm ngang và cố
định. Ròng rọc có momen quán tính 0,03 kgm 2 và bán kính 10cm. Coi dây
không trượt trên ròng 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.
Đáp án.
Phần 1. Trắc nghiệm khách quan: 7đ/20 câu. 0,35đ/câu
Câu
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Đáp án:
D
D
A
D
B

B
D
C
B
C
Câu
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Đáp án:
A
D
B
C
D
B
C
A
D
B
Phần 2, Tự luận 3 điểm.
Đề 1.
- 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)
Vật 2:
T2 = m2a
(2)
(0,5)
Ròng rọc: (T1 – T2)R = Iγ
(3)
(0,5)
a) Giải hệ pt (1) (2) (3) tìm:
a = 0,98 m/s2

(0,25)
1
2

b) Tìm độ dịch chuyển S = at 2 = 7,84cm
IV. Rút kinh nghiệm – Bổ sung:

(0,5)


Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao


Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao

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 luôn 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.

-


Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao

Tiết 10-11

Ngày soạn: 22-08-2008
DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

I. Mục tiêu:
1) Kiến thức:
- Thông qua quan sát có khái niệm về chuyển động dao động, dao động tuần hoàn, chu kì.
- Biết cách thiết lập phương trình động lực học của con lắc lò 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
-Cho HS quan sát chuyển -Quan sát, rút ra kết luận.
1.Dao động:
động của con lắc dây, con + Có một vị trí cân bằng.
a) Định nghĩa: Dao động là chuyển
lắc lò xo thẳng đứng, con lắc + chuyển động qua lại quanh động qua lại quanh một vị trí cân
lò xo nằm ngang. Nêu câu vị trí cân bằng.

bằng.
hỏi gợi ý:
b) Dao động tuần hoàn:
H1. Nhận xét về các đặc
-Dao động có một giai đoạn được
điểm của các chuyển động
lặp lại liên tiếp và mãi mãi gọi là
này?
dao động tuần hoàn.
-Phân tích hình 6.1a và hình -Tìm hiểu hình 6.2. Phát hiện -Giai đoạn nhỏ nhất được lặp lại gọi
6.2. Chỉ ra cho HS sự thay một giai đoạn của chuyển là một dao động toàn phần hay một
động được lặp lại liên tiếp và chu trình.
đổi của góc lệch α.
-Chu kỳ T(s): là thời gian vật thực
→Giới thiệu dao động tuần mãi mãi.
hiện được một dao động toàn phần
hoàn.
-Tần số f = 1/T (Hz): là số dao động
H2. Thế nào là dao động tuần
toàn phần vật thực hiện được trong
hoàn? Thế nào là chu trình?
1 giây
Hoạt động 2. (20’) Thiết lập phương trình động lực học của vật dao động trong con lắc lò xo
Nghiệm phương trình động lực học.
H1. Mô tả cấu tạo của con
1) con lắc lò xo:
lắc lò xo?
H2. Khi vật dao động, ở vị trí
bất kì có li độ x. Phân tích Trả lời các câu hỏi gợi ý,
các lực tác dụng vào vật.

thiết lập pt như nội dung
SGK.
H3. Theo định luật II N, pt
chuyển động của vật được


Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao
O

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” + ω2x = 0

a)

M

b)
O

-Giới thiệu pt ĐLH và -Ghi nhận giới thiệu của GV.
nghiệm của pt.
u cầu HS nhận xét → kết -Trả lời câu hỏi C2, để
nghiệm lại pt x "+ ω 2 x = 0 có
luận về dao động điều hòa?
nghiệm x = A cos ( ωt + ϕ )
H5. dao động điều hòa là gì?

x
x
Hình 6.3. Con lắc lò xo
a) Vật nặng ở vò trí cân bằng O, lò xo không dãn.
b) Vật nặng ở vò trí M, li độ x, vật chòu lực tác dụng
của lực đàn hồi F = - kx của lò xo.

2) Lập pt ĐLH:
-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
k
k
x " = − x (*) Đặt ω 2 =
m
m
(*)

−ω2x = x"

hay x "+ ω 2 x = 0

3)Nghiệm phương trình động lực
học x "+ ω 2 x = 0 có dạng
x = A cos ( ω t + ϕ )

*Định nghĩa dao động điều hòa:là
dao động mà li độ là hàm cơsin 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.
Cho HS phân tích pt:
+ A (dương): biên độ.
Sử
dụng
SGK,
ghi
nhận
ý
x = A cos ( ωt + ϕ )
A = xmax ứng với cos ( ωt + ϕ ) = 1
Xác định ý nghĩa của từng nghĩa của từng đại lượng ( ω t + ϕ ) : pha dao động tại thời điểm t
trong pt x = A cos ( ωt + ϕ )
đại lượng trong pt.
(rad)
+ ϕ: pha ban đầu ứng với pha
( ωt + ϕ ) vào thời điểm t=0 (rad)
Cho HS quan sát đồ thị li độ
+ ω: tần số góc của dao động (rad/s)
DĐĐH ↔ ϕ = 0 theo hình Ghi nhận cách vẽ đồ thị theo hoặc (độ/s)
hình 6.4
6.4.
u cầu HS tự luyện tập.
Hoạt động 4. (5’) Củng cố.
Cho HS vận dụng kiến thức bằng việc giải bài tốn áp dụng: Phương trình dao động của một vật là:

π

x = 6 cos  4π 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.


Giáo án Vật Lý 12 Nâng Cao

Hoạt động 1 (5’) Tìm hiểu: Chu kì – Tần số của DĐĐH.
-Yêu cầu Hs quan sát, phân
-Chu kì:
tích đồ thị li độ (hình 6.4)
-Phân tích đồ thị và ghi nhận T = 2π ; f = 1 = ω
ω
T 2π
Nêu nhận xét bằng việc trả kiến thức.
lời câu hỏi:
-Thảo luận, lập công thức Với con lắc lò xo:
? Nhận xét gì về khoảng thời tính T và f của con lắc lò xo.
m
1 k
T = 2π

2π
?

gian
ω

k

;f =

2π

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 ϕ
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 = −ω A sin ( ωt + ϕ )
trong DĐĐH. Rút ra nhận
Vận tốc sớm pha π/2 so với li độ x;
xét.
x trễ pha π/2 so với v
2) Gia tốc trong DĐĐH:
2
a = v’ = x” ⇒ a = −ω A cos ( ωt + ϕ )
-Thảo luận nhóm, xác định Gia tốc ngược pha với li độ.
pha ban đầu của x, v, a.

Hoạt động 3. (20’) Biểu diễn dao động điều hòa bằng vectơ quay.
-Trình bày nội dung ở cột
-Để biểu diễn DĐĐH
chính. Vẽ hình 6.6; 6.7. dẫn
x = A cos ( ω t + ϕ ) ta dùng 1 vec tơ
uuuu
r
đến công thức 6.11 và nêu -Đọc SGK, tìm hiểu và ghi OM
có độ dài là A (biên độ) quay
kết luận ở cột này.
nhận nội dung GV giới thiệu.
đều quanh điểm O trong mp chứa
trục Ox với tốc độ góc ω.
Có thể gợi ý cho HS sau khi
ur
-Ở thời điểm
ban
đầu t = 0, góc giữa

uuuu
r
giới thiệu vectơ A (hình 6.6)
trục Ox và OM là ϕ.
bằng câu hỏi:
-Ở
thời điểm t, góc giữa trục Ox và
uuuu
r
H1. Ở thời điểm bất kì t, góc
OM là góc ωt + ϕ.
-Một
HS
lên bảng xác định:
uuuu
r
giữa
trục
Ox
và
vectơ
u
u
u
u
r
ur uuuu
r
-Độ
dài

đại
số
của
hình
chiếu
OM
A = OM biểu diễn đại lượng chOx OM = OP
trên trục x sẽ là:
x = OP = A cos ( ωt + ϕ )
nào của DĐĐH?
x = OP = A cos ( ωt + ϕ )
H2. Xác định độ dài đại số
Kết luận: Độ dài đại số của hình
của
hình chiếu vectơ quay
uuuu
r
chiếu trên trục ox của véc tơ quay
OM trên trục Ox vào một
biểu diễn dao động điều hoà chính
thời điểm t bất kì. Nhận xét. -Nêu kết luận của SGK.
là li độ x của dao động.
-Phân tích hướng dẫn HS
*Lưu ý:
phát hiện mối quan hệ giữa
-kết luận trên có thể vận dụng để
DĐĐH x = A cos ( ωt + ϕ ) và