Cao Nguyên Giáp Giáo án vật lí 12 ban A Trang 1
Chơng I - động lực học vật rắn
Bài 1 . Chuyển động của vật rắn
quay quanh một trục cố định
A. Mục tiêu bài học:
Kiến thức
- Hiểu đợc khác nhau giữa chuyển động quay với chuyển động tịnh tiến, đồng thời khảo sát chuyển
động quay của vật rắn quanh một trục cố định về phơng diện động lực học với nội dung là: xác định quy
luật chuyển động của vật và tìm ra mối liên hệ giữa các đại lợng đặc trng cho chuyển động quay.
- Nắm vững các công thức liên hệ giữa tốc độ góc và tốc độ dài, gia tốc góc và gia tốc dài của một
điểm trên vật rắn.
Kỹ năng
- Từ các công thức chuyển động thẳng biến đổi đều xây dựng công thức chuyển động tròn biến đổi
đều.
- áp dụng giải các bài tập đơn giản.
B. Chuẩn bị:
1. Giáo viên:
a) Kiến thức và dụng cụ:
- Toạ độ góc.
- Một số hình vẽ minh hoạ chuyển động quay của vật rắn.
- Những điều lu ý trong SGV.
b) Phiếu học tập:
P1. Chọn câu Đúng. Một cánh quạt của một động cơ điện có tốc độ góc không đổi là = 94rad/s, đờng
kính 40cm. Tốc độ dài của một điểm ở đầu cánh bằng:
A. 37,6m/s; B. 23,5m/s; C. 18,8m/s; D. 47m/s.
P2. Hai học sinh A và B đứng trên một đu quay tròn, A ở ngoài rìa, B ở cách tâm một nửa bán kính. Gọi
A
,
B
,
A
,
B
lần lợt là tốc độ góc và gia tốc góc của A và B. Phát biểu nào sau đây là Đúng?
A.
A
=
B
,
A
=
B
. B.
A
>
B
,
A
>
B
.
C.
A
<
B
,
A
= 2
B
. D.
A
=
B
,
A
>
B
.
P3. Chọn phơng án Đúng. Một điểm ở trên vật rắn cách trục quay một khoảng R. Khi vật rắn quay đều
quanh trục, điểm đó có tốc độ dài là v. Tốc độ góc của vật rắn là:
A.
R
v
=
. B.
R
v
2
=
. C.
R.v
=
. D.
v
R
=
.
P4. Chọn phơng án Đúng. Bánh đà của một động cơ từ lúc khởi động đến lúc đạt tốc độ góc 140rad/s
phải mất 2 phút. Biết động cơ quay nhanh dần đều. Góc quay của bánh đà trong thời gian đó là:
A. 140rad. B. 70rad. C. 35rad. D. 36rad.
P5. Chọn phơng án Đúng. Một bánh xe quay nhanh dần đều quanh trục. Lúc t = 0 bánh xe có tốc độ
góc 5rad/s. Sau 5s tốc độ góc của nó tăng lên 7rad/s. Gia tốc góc của bánh xe là:
A. 0,2rad/s
2
. B. 0,4rad/s
2
. C. 2,4rad/s
2
. D. 0,8rad/s
2
.
P6. Chọn phơng án Đúng. Trong chuyển động quay biến đổi đểu một điểm trên vật rắn, vectơ gia tốc
toàn phần (tổng vectơ gia tốc tiếp tuyến và vectơ gia tốc hớng tâm) của điểm ấy:
A. có độ lớn không đổi. B. Có hớng không đổi.
C. có hớng và độ lớn không đổi. D. Luôn luôn thay đổi.
P7. Chọn câu đúng: Trong chuyển động quay có tốc độ góc và gia tốc góc chuyển động quay nào
sau đây là nhanh dần?
Trờng THPT Xuân Trờng C-Nam Định
1
Cao Nguyên Giáp Giáo án vật lí 12 ban A Trang 2
A. = 3 rad/s và = 0; B. = 3 rad/s và = - 0,5 rad/s
2
C. = - 3 rad/s và = 0,5 rad/s
2
; D. = - 3 rad/s và = - 0,5 rad/s
2
P8. Một vật rắn quay đều xung quanh một trục, một điểm M trên vật rắn cách trục quay một khoảng R
thì có
A. tốc độ góc tỉ lệ thuận với R; B. tốc độ góc tỉ lệ nghịch với R
C. tốc độ dài v tỉ lệ thuận với R; D. tốc độ dài v tỉ lệ nghịch với R
P9. Kim giờ của một chiếc đồng hồ có chiều dài bằng 3/4 chiều dài kim phút. Coi nh các kim quay
đều. Tỉ số tốc độ góc của đầu kim phút và đầu kim giờ là
A. 12; B. 1/12; C. 24; D. 1/24
P10. Một vật rắn quay nhanh dần đều xung quanh một trục cố định. Sau thời gian t kể từ lúc vật bắt đầu
quay thì góc mà vật quay đợc
A. tỉ lệ thuận với t. B. tỉ lệ thuận với t
2
.
C. tỉ lệ thuận với
t
. D. tỉ lệ nghịch với
t
.
c) Đáp án phiếu học tập: 1(C); 2(A); 3(A); 4(A); 5(B); 6(D); 7(D); 8(C); 9(A); 10(B).
d) Dự kiến ghi bảng: (Chia thành hai cột)
Chơng 1: Cơ học vật rắn
Bài 1: Chuyển động của vật rắn
quanh một trục cố định.
1. Toạ độ góc.
+ Mỗi điểm trên vật rắn chuyển động trên quỹ
đạo tròn, trong mặt phẳng vuông góc với trục quay,
tâm trên trục quay.
+ Mọi điểm vật rắn có cùng góc quay.
+ Lấy toạ độ góc của một điểm M của vật rắn
làm toạ độ của vật rắn.
2. Tốc tốc góc:
+ Toạ độ góc vật rắn: = (t)
+ Tốc độ góc đặc trng cho độ quay nhanh hay
chậm của vật rắn.
+ Tốc độ góc trung bình:
ttt
12
12
tb
=
=
+ Tốc độ góc tức thời:
/
t
0t
dt
d
t
Lim
=
=
=
+ Đơn vị : rad/s
+ Tốc độ góc có giá trị dơng hoặc âm.
3. Gia tốc góc:
+ Gia tốc góc trung bình:
t
TB
=
.
+ Gia tốc góc tức thời:
'
t
lim
t
=
=
0
.
+ Đơn vị: rad/s
2
.
4. Các phơng trình động lực học của chuyển động
quay:
+ = const: quay đều, =
0
+ t.
+ = const: quay biến đổi đều, =
0
+ t.
=
0
+
0
t +
2
1
t
2
;
)(
0
2
0
2
2
=
.
+ Chú ý dẫu các đại lợng.
5. Vận tốc và gia tốc của các điểm trên vật quay:
v = R;
R
R
v
a
n
2
2
==
;
= Ra
t
tn
aaa
+=
;
22
tn
aaa
+=
.
2
==
n
t
a
a
tgg
;
là góc giữa
a
với bán kính OM.
6. Trả lời phiếu học tập...
2. Học sinh:
- Đủ SGK và vở ghi chép.
- Ôn lại phần động học và động lực học chất điểm của chuyển động thẳng đều, biến đổi đều và tròn
đều ở lớp 10.
- Xem lại một số khái niệm về điện tích đã học ở THCS.
3. Gợi ý ứng dụng CNTT:
GV có thể chuẩn bị một số hình ảnh về chuyển động quay của vật rắn.
C. Tổ chức các hoạt động dạy học :
Hoạt động 1 ( phút) : Kiểm tra
* Sự chuẩn bị của học sinh; nắm kiến thức cũ.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
Trờng THPT Xuân Trờng C-Nam Định
2
Cao Nguyên Giáp Giáo án vật lí 12 ban A Trang 3
- Trình bày chuẩn bị của mình, cần làm những gì. - Yêu cầu chuẩn bị đồ dùng học tập, SGK, chuẩn bị
kiến thức của học sinh.
- Trả lời về kiến thức thày yêu cầu.
- Nhần xét, bổ xung.
- Ghi chép lại kiến thức cần nhớ.
- Nêu một số kiến thức về chuyển động thẳng đều,
chuyển động thẳng biến đổi đều, chuyển động tròn
đều.
- Nhận xét và tóm tắt kiến thức.
- Bảng tóm tắt kiến thức.
Hoạt động 2 ( phút) : Giới thiệu chơng trình lớp 12 và bài 1, phần 1.
Toạ độ góc.
* Nắm đợc cách xác định toạ độ góc của một điểm.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Đọc SGK. Nhóm thảo luận.
- Nêu đặc điểm chuyển động quay vật rắn.
- Nhận xét và bổ xung
- Đọc SGK tìm đặc điểm của của vật rắn và toạ độ
góc phần 1 trang 4.
- Cá nhân đọc SGK,
- 1 nhóm nhận xét, các nhóm khác bổ xung.
- Nhận xét tóm tắt kiến thức.
- Nêu toạ độ góc.
- Nhận xét bổ xung.
- Ghi tóm tắt kiến thức.
- Trả lời câu hỏi C1.
- Tơng tự với toạ độ.
- Nhận xét, tóm tắt kiến thức.
- Yêu cầu HS trả lời câu hỏi C1.
Hoạt động 3 ( phút): Tốc độ góc, chuyển động quay đều.
* Nắm đợc các khái niệm tốc độ góc và khái niệm chuyển động quay đều.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Đọc SGK, thảo luận nhóm
- Nêu khái niệm về vận tốc trung bình và tức thời.
- Nhận xét nhóm bạn và bổ xung.
- Ghi tóm tắt.
- Trả lời câu hỏi C2.
- Tìm hiểu khái niệm tốc độ góc trung bình, tức thời.
Cá nhân đọc SGK.
- Nhóm thảo luận và đa ra nhận xét.
- Một nhóm trình bày, các nhóm khác bổ xung.
- Tóm tắt kiến thức.
- Yêu cầu HS trả lời câu hỏi C2.
- Đọc SGK, nhóm thảo luận.
- Một nhóm đa ra nhận xét.
- Các nhóm khác bổ xung.
- Ghi tóm tắt kiến thức.
- Trả lời câu hỏi C3, C4.
- Tìm hiểu khái niệm chuyển động quay đều, dựa
vào khái niệm chuyển động thẳng đều.
- Viết phơng trình chuyển động quay đều. Nhận xét.
- Tóm tắt kiến thức.
- Yêu cầu HS trả lời câu hỏi C3, C4.
Hoạt động 4 ( phút) : Gia tốc góc, chuyển động quay biển đổi đều.
* Nắm đợc gia tốc góc và phơng trình chuyển động quay biến đổi đều.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Đọc SGK.
- Nêu khái niệm gia tốc góc..
- Nhận xét và bổ xung.
- Đọc SGK tìm khái niệm gia tốc góc.
- Tóm tắt.
- Nhận xét.
- Đọc SGK và nêu khái niệm.
- Nhận xét bổ xung.
- Ghi tóm tắt kiến thức.
- Trả lời câu hỏi C5, C6.
- Đọc SGK tìm hiểu khái niệm chuyển động quay
biến đổi đều.
- Bổ xung bạn.
- Nhận xét, tóm tắt kiến thức.
- Yêu cầu HS trả lời câu hỏi C5, C6.
Trờng THPT Xuân Trờng C-Nam Định
3
Cao Nguyên Giáp Giáo án vật lí 12 ban A Trang 4
Hoạt động 5 ( phút): Vận tốc, gia tốc của một điểm của vật rắn chuyển động quay.
* Nắm đợc vận tốc, gia tốc một điểm của vật rắn chuyển động quay.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Đọc SGK và thảo luận nhóm
- Nêu 2 khái niệm này.
- Nhận xét bạn.
- Yêu cầu HS đọc SGK tìm hiểu vân tốc và gia tốc
- Nhận xét, tổng kết.
Hoạt động 6 ( phút): Củng cố, hớng dẫn về nhà.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Làm câu hỏi và BT.
- Ghi câu hỏi và BT.
- Về đọc và làm BT.
- Trả lời câu hỏi 2.
- BT 5, 6, 7 SGK
- Đọc bài sau và làm BT.
Bài 2 : phơng trình động lực học
của vật rắn quay quanh một trục cố định
A. Mục tiêu bài học:
Kiến thức
- Viết đợc biểu thức của momen quán tính của một vật rắn đối với một trục quay và nêu đợc ý nghĩa
vật lí của đại lợng này.
- Vận dụng kiến thức về momen quán tính để giải thích một số hiện tợng vật lí liên quan đến chuyển
động c vật rắn.
- Hiểu đợc cách xây dựng phơng trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định và viết đ-
ợc phơng trình M = I.
Kỹ năng
- Xác định đợc momen lực và momen quán tính.
- Vận dụng phơng trình động lực học của vật rắn giải bài toán cơ bản về chuyển động của vật rắn.
- Phân biệt momen lực và momen quán tính.
B. Chuẩn bị:
1. Giáo viên:
a) Kiến thức và dụng cụ:
- Hình vẽ minh hoạ về chuyển động quay của vật rắn.
- Bảng momen quán tính của một số vật rắn đặc biệt.
- Những điều cần lu ý trong SGV.
b) Phiếu học tập:
P1. Chọn câu Sai. Đại lợng vật lí nào có thể tính bằng kg.m
2
/s
2
?
A. Momen lực. B. Công.
C. Momen quán tính. D. Động năng.
P2. Một chất điểm chuyển động tròn xung quanh một trục có mômen quán tính đối với trục là I. Kết
luận nào sau đây là không đúng?
A. Tăng khối lợng của chất điểm lên hai lần thì mômen quán tính tăng lên hai lần
B. Tăng khoảng cách từ chất điểm đến trục quay lên hai lần thì mômen quán tính tăng 2 lần
C. Tăng khoảng cách từ chất điểm đến trục quay lên hai lần thì mômen quán tính tăng 4 lần
D. Tăng đồng thời khối lợng của chất điểm lên hai lần và khoảng cách từ chất điểm đến trục quay
lên hai lần thì mômen quán tính tăng 8 lần
P3. Phát biểu nào sau đây là không đúng?
Trờng THPT Xuân Trờng C-Nam Định
4
Cao Nguyên Giáp Giáo án vật lí 12 ban A Trang 5
A. Mômen quán tính của vật rắn đối với một trục quay lớn thì sức ì của vật trong chuyển động quay
quanh trục đó lớn
B. Mômen quán tính của vật rắn phụ thuộc vào vị trí trục quay và sự phân bố khối lợng đối với trục
quay
C. Mômen lực tác dụng vào vật rắn làm thay đổi tốc độ quay của vật
D. Mômen lực dơng tác dụng vào vật rắn làm cho vật quay nhanh dần
P4. Tác dụng một mômen lực M = 0,32 Nm lên một chất điểm chuyển động trên một đờng tròn làm
chất điểm chuyển động với gia tốc góc không đổi = 2,5rad/s
2
. Mômen quán tính của chất điểm đối với
trục đi qua tâm và vuông góc với đờng tròn đó là
A. 0,128 kgm
2
; B. 0,214 kgm
2
; C. 0,315 kgm
2
; D. 0,412 kgm
2
P5. Tác dụng một mômen lực M = 0,32 Nm lên một chất điểm chuyển động trên một đờng tròn làm
chất điểm chuyển động với gia tốc góc không đổi = 2,5rad/s
2
. Bán kính đờng tròn là 40cm thì khối lợng
của chất điểm là:
A. m = 1,5 kg; B. m = 1,2 kg; C. m = 0,8 kg; D. m = 0,6 kg
P6. Một ròng rọc có bán kính 10cm, có mômen quán tính đối với trục là I =10
-2
kgm
2
. 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/s
2
; B. 20 rad/s
2
; C. 28 rad/s
2
; D. 35 rad/s
2
P7. Một mômen lực không đổi tác dụng vào vật có trục quay cố định. Trong các đại lợng sau đại lợng
nào không phải là hằng số?
A. Gia tốc góc; B. Vận tốc góc; C. Mômen quán tính; D. Khối lợng
P8. Một đĩa mỏng, phẳng, đồng chất có thể quay đợc xung quanh một trục đi qua tâm và vuông góc với
mặt phẳng đĩa. Tác dụng vào đĩa một mômen lực 960Nm không đổi, đĩa chuyển động quay quanh trục với
gia tốc góc 3rad/s
2
. Mômen quán tính của đĩa đối với trục quay đó là
A. I = 160 kgm
2
; B. I = 180 kgm
2
; C. I = 240 kgm
2
; D. I = 320 kgm
2
P9. Một đĩa mỏng, phẳng, đồng chất có bán kính 2m có thể quay đợc xung quanh một trục đi qua tâm
và vuông góc với mặt phẳng đĩa. Tác dụng vào đĩa một mômen lực 960Nm không đổi, đĩa chuyển động
quay quanh trục với gia tốc góc 3rad/s
2
. Khối lợng của đĩa là
A. m = 960 kg; B. m = 240 kg; C. m = 160 kg; D. m = 80 kg
P10. Một ròng rọc có bán kính 10cm, có mômen quán tính đối với trục là I =10
-2
kgm
2
. 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. Sau
khi vật chịu tác dụng lực đợc 3s thì tốc độ góc của nó là
A. 60 rad/s; B. 40 rad/s; C. 30 rad/s; D. 20rad/s
c) Đáp án phiếu học tập: 1(C); 2(B); 3(D); 4(A); 5(C); 6(B); 7(B); 8(D); 9(C); 10(A).
d) Dự kiến ghi bảng: (Chia thành hai cột)
Bài 2: Phơng trình động lực học của vật rắn
quay quanh một trục cố định.
1. Mối liên hệ giữa gia tốc góc và momen lực:
a. Momen lực đối với trục quay:
M = F.d
b. Mối liên hệ giữa gia tốc góc và momen lực:
F
t
= m.a
t
= m.r.
=> F
t
.r = m.r
2
. => M = m.r
2
.
2. Momen quán tính:
a. Momen quán tính của chất điểm đối với trục
quay:
Đặt m.r
2
= I gọi là momen quán tính của chất
điểm M đối với trục quay. Đơn vị: kg.m
2
.
b. Momen quán tính của vật rắn đối với một trục:
Đặc trng cho mức quán tính (sức ì) của vật rắn
với trục quay đó.
Với các vật đặc biệt:
- Thanh mảnh trục ở giữa: I = m. l
2
/12;
- Thanh mảnh trục ở đầu: I = m. l
2
/3;
- Đĩa tròn mỏng: I = m.R
2
/2.
- Hình cầu đặc: I = 2m.R
2
/5
3. Phơng trình động lực học của vật rắn với một trục
quay: M = I.
4. Bài tật ví dụ:
- chuyển động của thùng là tịnh tiến.
- chuyển động của hình trụ là quay quanh một trục.
- Gia tốc thùng và gia tốc góc: a = .R.
......
5. Trả lời phiếu học tập: ....
2. Học sinh:
Trờng THPT Xuân Trờng C-Nam Định
5
Cao Nguyên Giáp Giáo án vật lí 12 ban A Trang 6
- Đủ SGK và vở ghi chép.
- Xem SGK tìm hiểu các khái niệm.
3. Gợi ý ứng dụng CNTT:
GV thu thập các hình ảnh về tác dụng làm quay, momen quán tính.
C. Tổ chức các hoạt động dạy học :
Hoạt động 1 ( phút) : Kiểm tra
* Sự chuẩn bị của học sinh; nắm kiến thức cũ.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Trình bày chuẩn bị của mình, cần làm những gì.
- Trả lời về kiến thức thày yêu cầu.
- Nhần xét, bổ xung.
- Yêu cầu chuẩn bị đồ dùng học tập, SGK, chuẩn bị
kiến thức của học sinh.
- Nêu phơng trình chuyển động quay biến đổi đều.
- Nhận xét và tóm tắt kiến thức.
Hoạt động 2 ( phút) : Bài 2: Phơng trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định.
1. Mối liên hệ giữa gia tốc góc và momen lực:
* Nắm đợc mối liên hệ giữa momen lực và gia tốc góc.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Đọc SGK. Tìm hiểu tác dụng của lực.
- Vật đứng yêu khi lực tác dụng có giá qua trục
quay hoặc giá song song với trục quay.
- Vật quay khi giá không qua trục quay.
- Tác dụng quay phụ thuộc khoảng cách giá tới
trục quay và cờng độ lực.
- HS đọc SGK tìm hiểu tác dụng của lực đối với vật
có trục quay cố định.
- Gợi ý: Khi nào vật đứng yên; khi nào vật quay.
- Tóm tắt tác dụng của lực
- Đọc SGK phần 2 và 3. Nêu khái niệm momen
lực.
- Trả lời câu hỏi C1.
- HS đọc SGK tìm hiểu khái niệm momen lực.
- M = F.d
- Hớng dẫn HS trả lời câu hỏi C1.
- Đọc SGK tìm liên hệ momen lực và gia tốc góc.
- Thảo luận, trình bày liên hệ
- Trả lời câu hỏi C2
- HS đọc SGK tìm liên hệ gia tốc góc và momen lực.
- Trình bày liên hệ...
- Hớng dẫn: HS trả lời câu hỏi C2
Hoạt động 3 ( phút) : Momen quán tính.
* Nắm đợc momen quán tính của chất điểm và của vật đối với trục quay.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Đọc SGK. F
t
= m.a
t
= m.r.
=> F
t
.r = m.r
2
. => M = m.r
2
.
- Đặt m.r
2
= I là momen quán tính,
- Đọc SGK. Tìm hiểu khái niệm thế nào là momen
quán tính.
- Trình bày .
- Nhận xét, tóm tắt
Hoạt động 4 ( phút) : Phơng trình động lực học của vật rắn.
* Nắm đợc phơng trình động lực học của vật rắn. Vận dụng giải bài tập.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Đọc SGK, tìm phơng trình động lực học...
- Trình bày ...
- Nhận xét bạn...
- Đọc SGK phơng trình động lực học...
- Trình bày phơng trình...
- Tóm tắt.
- Đọc kỹ đầu bài, phân tích đầu bài...
- Thảo luận nhóm, tìm phơng hớng giải...
- Giải bài tập...
- Yêu cầu HS đọc đầu bài, phân tích và giải bài tập.
Trờng THPT Xuân Trờng C-Nam Định
6
Cao Nguyên Giáp Giáo án vật lí 12 ban A Trang 7
- Nhận xét...
Hoạt động 5 ( phút): Vận dụng, củng cố.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Thảo luận nhóm
- Nêu trả lời.
- Ghi nhận kiến thức.
- Trả lời các câu hỏi sau bài.
- Đánh giá, nhận xét kết quả giờ dạy.
Hoạt động 6 ( phút): Hớng dẫn về nhà.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Ghi câu hỏi và bài tập về nhà
- Về làm bài tập và đọc bài sau.
- Làm các bài tập trong SGK.
- SBT bài:
- Đọc bài 5.
Bài 3 : Mô men động lợng.
định luật bảo toàn mô men động lợng
A. Mục tiêu bài học:
Kiến thức
- Hiểu khái niệm momen động lợng là đại lợng động học đặc trng cho chuyển động quay của một vật
quanh một trục.
- Hiểu định luật bảo toàn momen động lợng
Kỹ năng
- Giải các bài toán đơn giản về momen động lợng và ứng dụng định luật bảo toàn momen động lợng.
- Vận dụng kiến thức để giải thích một số hiện tợng thực tế, biết các ứng dụng định luật bảo toàn
momen động lợng trong đời sống, trong kỹ thuật.
B. Chuẩn bị:
1. Giáo viên:
a) Kiến thức và dụng cụ:
- Tranh chuyển động của vật rắn, có liên quan đến momen động lợng (xiếc, nhào lộn, trợt bằng nghệ
thuật ...) để khai thác các kiến thức liên quan.
- Thí nghiệm định luật bảo toàn momen động lợng.
- Những điều cần lu ý trong SGV.
b) Phiếu học tập:
P1. Chọn phơng án đúng. Một vật có momen quán tính 0,72kg.m
2
quay 10 vòng trong 1,8s. Momen
động lợng của vật có độ lớn bằng:
A. 4kgm
2
/s. B. 8kgm
2
/s. C. 13kg.m
2
/s. D. 25kg.m
2
/s.
P2. 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 có khối lợng 2kg và 3kg. Tốc độ của mỗi chất điểm là
5m/s. Mômen động lợng của thanh là
A. L = 7,5 kgm
2
/s; B. L = 10,0 kgm
2
/s; C. L = 12,5 kgm
2
/s; D. L = 15,0 kgm
2
/s
P3.. Một đĩa mài có mômen quán tính đối với trục quay của nó là 12kgm
2
. Đĩa chịu một mômen lực
không đổi 16Nm, sau 33s kể từ lúc khởi động tốc độ góc của đĩa là
A. 20rad/s; B. 36rad/s; C. 44rad/s; D. 52rad/s
Trờng THPT Xuân Trờng C-Nam Định
7
Cao Nguyên Giáp Giáo án vật lí 12 ban A Trang 8
P4. Một đĩa mài có mômen quán tính đối với trục quay của nó là 12 kgm
2
. Đĩa chịu một mômen lực
không đổi 16Nm, Mômen động lợng của đĩa tại thời điểm t = 33s là
A. 30,6 kgm
2
/s; B. 52,8 kgm
2
/s; C. 66,2 kgm
2
/s; D. 70,4 kgm
2
/s
P5. Coi trái đất là một quả cầu đồng tính có khối lợng M = 6.10
24
kg, bán kính R = 6400 km. Mômen
động lợng của trái đất trong sự quay quanh trục của nó là
A. 5,18.10
30
kgm
2
/s; B. 5,83.10
31
kgm
2
/s;
C. 6,28.10
32
kgm
2
/s; D. 7,15.10
33
kgm
2
/s
P6. Các ngôi sao đợc sinh ra từ những khối khí lớn quay chậm và co dần thể tích lại do tác dụng của
lực hấp dẫn. Tốc độ góc quay của sao
A. không đổi; B. tăng lên; C. giảm đi; D. bằng không
P7. Một ngời đứng trên một chiếc ghế đang quay, hai cầm hai quả tạ. Khi ngời ấy dang tay theo phơng
ngang, ghế và ngời quay với tốc độ góc . Ma sát ở trục quay nhỏ không đáng kể. Sau đó ngời ấy co tay
lại kéo hai quả tạ gần ngời sát vai. Tốc độ góc mới của hệ ngời + ghế
A. tăng lên. B. Giảm đi.
C. Lúc đầu tăng, sau đó giảm dần bằng 0. D. Lúc đầu giảm sau đó bằng 0.
P8. Hai đĩa mỏng nằm ngang có cùng trục quay thẳng đứng đi qua tâm của chúng. Đĩa 1 có mômen
quán tính I
1
đang quay với tốc độ
0
, đĩa 2 có mômen quán tính I
2
ban đầu đứng yên. Thả nhẹ đĩa 2 xuống
đĩa 1 sau một khoảng thời gian ngắn hai đĩa cùng quay với tốc độ góc
A.
0
2
1
I
I
=
; B.
0
1
2
I
I
=
;
C.
0
21
2
II
I
+
=
; D.
0
22
1
II
I
+
=
.
c) Đáp án phiếu học tập: 1(D); 2(C); 3(C); 4(B); 5(D); 6(B); 7(A); 8(D).
d) Dự kiến ghi bảng: (Chia thành hai cột)
Bài 3: Momen động lợng.
Định luật bảo toàn momen động lợng
1. Momen động lợng:
a. Động lợng: p = m.v. Đơn vị: kg.m/s.
b. Momen động lợng:
M = I. = d(I.)/dt = dL/dt. Với L = I..
L là momen động lợng. Đơn vị: kg.m
2
/s.
2. Định luật bảo toàn momen động lợng:
M = I =
0
t
L
'.I.IM
=
===
Thì L = 0 và L = const hay I
1
1
= I
2
2
.
3. Trả lời phiếu học tập ...
2. Học sinh:
- Xem lại khái niệm động lợng ở lớp 10; định luật bảo toàn động lợng.
- Phơng trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định.
- Đọc những điều cần lu ý trong SGV.
3. Gợi ý ứng dụng CNTT:
GV có thể chuẩn bị một số hình ảnh về nhào lộn, trợt băng nghệ thuật.
C. Tổ chức các hoạt động dạy học :
Hoạt động 1 ( phút) : ổn định tổ chức. Kiểm tra bài cũ.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Báo cáo tình hình lớp.
- Trả lời câu hỏi của thày.
- Nhận xét bạn.
- Tình hình học sinh.
- Yêu cầu: trả lời về momen lực, phơng trình động
lực học của vật rắn quay quanh một trục.
- Kiểm tra miệng, 1 đến 3 em.
Trờng THPT Xuân Trờng C-Nam Định
8
Cao Nguyên Giáp Giáo án vật lí 12 ban A Trang 9
Hoạt động 2 ( phút) : Bài mới; phần I: momen động lợng.
* Nắm đợc momen động lợng là gì?
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Trả lời câu hỏi: F = m.a
- a = dv/dt => F = d(m.v)/dt = dp/dt.
- p = m.v là động lợng của vật.
- Trả lời câu hỏi C1.
+ Tìm hiểu khái niệm động lợng.
- Biểu thức định luật II Niu tơn.
- Trong đó gia tốc a? thay vào định luật?
- Biểu thức? (xuất hiện p = m.v)
- Yêu cầu HS trả lời câu hỏi C1.
- Đọc SGK.
- Thảo luận nhóm.
- M = I. = d(I.)/dt = dL/dt. Với L = I..
- Nêu nh SGK.
- Nêu nhận xét...
- Trả lời câu hỏi C2, 3.
+ Momen động lợng.
- Phơng trình: M = I. với =? Đọc SGK.
- HD HS tợng tự ta có: L = I.. là momen động l-
ợng.
- Nêu khái niệm momen động lợng.
- Nhận xét?
- Yêu cầu HS trả lời câu hỏi C2, 3.
Hoạt động 3 ( phút): Định luật bảo toàn momen động lợng.
* Nắm đợc định luật bảo toàn momen động lợng áp dụng định luật vào giải bài tập.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Thảo luận nhóm.
- M = 0 => L = const hay I. = cosnt.
- Nhận xét (SGK)
- Trả lời câu hỏi C4.
- Với động lợng: F = 0 => p?
- Tơng tự với momen động lợng: M = 0 => L?
- Nhận xét? (ĐL bảo toàn momen động lợng)
- Yêu cầu HS trả lời câu hỏi C4.
Hoạt động 4 ( phút): Vận dụng, củng cố.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Đọc SGK.
- Trả lời câu hỏi.
- Ghi nhận kiến thức.
- Đọc Bạn có biết sau bài học.
- Tóm tắt bài.
- Đánh giá, nhận xét kết quả giờ dạy.
Hoạt động 5 ( phút): Hớng dẫn về nhà.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Ghi câu hỏi và bài tập về nhà.
- Về làm bài và đọc SGK bài sau.
- Trả lời các câu hỏi và làm bài tập trong SGK.
- BT trong SBT:
- Đọc bài sau trong SGK.
Bài 4 : Động năng của vật rắn quay quanh một trục cố định.
A. Mục tiêu bài học:
Kiến thức
- Hiểu khái niệm khối tâm của vật rắn và định luật chuyển động của khối tâm của vật rắn.
- Hiểu trong thực tế, chuyển động của một vật rắn đợc xét nh chuyển động khối tâm của nó.
- Nắm vững khái niệm tổng hình học các véctơ biểu diễn các lực đặt lên một vật rắn và phân biệt đợc
khái niệm này với tổng hợp lực đặt lên một chất điểm.
- Hiểu và thuộc công thức động năng của vật rắn trong chuyển động tịnh tiến.
Trờng THPT Xuân Trờng C-Nam Định
9
Cao Nguyên Giáp Giáo án vật lí 12 ban A Trang 10
Kỹ năng
- Xác định khối tâm của vật rắn bất kỳ
- áp dụng tìm hợp lực các lực tác dụng lên vật; động năng của vật rắn chuyển động.
B. Chuẩn bị:
1. Giáo viên:
a) Kiến thức và dụng cụ:
- Hình vẽ 6.1 trên giấy để giải thích.
- Một số hình vẽ, tranh ánh minh hoạ chuyển động quay của vật rắn )động cơ, bánh đà...)
- Những điều lu ý trong SGV.
b) Phiếu học tập:
P1. Chọn phơng án Đúng. Một bánh đà có momen quán tính 2,5kg.m
2
quay với tốc độ góc 8 900rad/s.
Động năng của bánh đà bằng:
A. 9,1.10
8
J. B. 11 125J. C. 9,9.10
7
J. D. 22 250J.
P2. Một đĩa tròn có momen quán tính I đang quay quanh một trục cố định có tốc độ góc
0
. Ma sát ở trục quay nhỏ không đáng kể. Nếu tốc độ góc của đĩa giảm đi hai lần thì động
năng quay và momen động lợng của đĩa đối với trục quay tăng hay giảm thế nào?
Momen động lợng Động năng quay
A. Tăng bốn lần Tăng hai lần
B. Giảm hai lần Tăng bốn lần
C. Tăng hai lần Giảm hai lần
D. Giảm hai lần Giảm bốn lần
P3. Hai đĩa tròn có cùng momen quán tính đối với cùng một trục quay đi qua tâm của các đĩa. Lúc đầu
đĩa 2 (ở bên trên) đứng yên, đĩa 1 quay với tốc độ góc không.
Ma sát ở trục quay nhỏ không đáng kể. Sau
đó cho hai đĩa dính vào nhau, hệ quay với tốc độ góc . Động năng của hệ hai đĩa lúc sau tăng hay giảm
so với lúc đầu?
A. Tăng 3 lần. B. Giảm 4 lần. C. Tăng 9 lần. D. Giảm 2 lần.
P4. Hai bánh xe A và B cú cùng động năng quay, tốc độ góc
A
=
B
. tỉ số momen quan tính
A
B
I
I
đối
với trục quay đi qua tâm A và B nhận giá trị nào sau đây?
A. 3. B. 9. C. 6. D. 1.
P6. Xét một vật rắn đang quay quanh một trục cố định với vận tốc góc . Kết luận nào sau đây là
đúng?
A. Tốc độ góc tăng 2 lần thì động năng tăng 4 lần
B. Mômen quán tính tăng hai lần thì động năng tăng 2 lần
C. Tốc độ góc giảm hai lần thì động năng giảm 4 lần
D. Cả ba đáp án trên đều sai vì đều thiếu dữ kiện
P7. Một bánh xe có mômen quán tính đối với trục quay cố định là 12kgm
2
quay đều với tốc độ
30vòng/phút. Động năng của bánh xe là
A. E
đ
= 360,0J; B. E
đ
= 236,8J; C. E
đ
= 180,0J; D. E
đ
= 59,20J
P8. Một mômen lực có độ lớn 30Nm tác dụng vào một bánh xe có mômen quán tính đối với trục bánh
xe là 2kgm
2
. Nếu bánh xe quay nhanh dần đều từ trạng thái nghỉ thì gia tốc góc của bánh xe là
A. = 15 rad/s
2
; B. = 18 rad/s
2
; C. = 20 rad/s
2
; D. = 23 rad/s
2
P9. Một mômen lực có độ lớn 30Nm tác dụng vào một bánh xe có mômen quán tính đối với trục bánh
xe là 2kgm
2
. Nếu bánh xe quay nhanh dần đều từ trạng thái nghỉ thì tốc độ góc mà bánh xe đạt đợc sau
10s là
A. = 120 rad/s; B. = 150 rad/s; C. = 175 rad/s; D. = 180 rad/s
Trờng THPT Xuân Trờng C-Nam Định
10
Cao Nguyên Giáp Giáo án vật lí 12 ban A Trang 11
P10. Một mômen lực có độ lớn 30Nm tác dụng vào một bánh xe có mômen quán tính đối với trục bánh
xe là 2kgm
2
. Nếu bánh xe quay nhanh dần đều từ trạng thái nghỉ thì động năng của bánh xe ở thời điểm
t = 10s là:
A. E
đ
= 18,3 kJ; B. E
đ
= 20,2 kJ; C. E
đ
= 22,5 kJ; D. E
đ
= 24,6 kJ
c) Đáp án phiếu học tập: 1(C); 2(D); 3(D); 4(B); 6(D); 7(D); 8(A); 9(B); 10(C).
d) Dự kiến ghi bảng: (Chia thành hai cột)
Bài 5. Động năng của vật rắn
quay quanh một trục cố định
1. Động năng của vật rắn quay quanh một trục cố
định:
Xét chất của i trên vật rắn quay quanh trục cố
định. Có động năng
22
2
1
2
1
)r(mvmW
iiiidi
==
Động năng của vật:
====
iiiiiid
vm)r(mvm.mvW
22
1
2
1
2
1
2
222
Hay
2
2
1
=
IW
d
áp dụng cho mọi rắn có hình dạng bất kỳ
2. Bài tập áp dụng: SGK
J,.,.IW
d
52021581
2
1
2
1
22
111
===
Theo định luật bảo toàn momen động lợng:
I
1
1
= I
2
2
=>
2
= 3
1
.
Động năng lúc cuối là:
J,,.W)(
I
.IW
d
56075202333
32
1
2
1
1
2
1
1
2
222
=====
3. Trả lời phiếu học tập.
2. Học sinh:
- Đủ SGK và vở ghi chép.
3. Gợi ý ứng dụng CNTT:
GV có thể chuẩn bị một số hình ảnh thí nghiệm hình động về chuyển động của vật rắn.
C. Tổ chức các hoạt động dạy học :
Hoạt động 1 ( phút) : ổn định tổ chức. Kiểm tra bài cũ.
* Nắm sự chuẩn bị bài cũ và mới của học sinh.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Báo cáo tình hình lớp.
- Trả lời câu hỏi của thày.
- Nhận xét bạn
- Tình hình học sinh.
- Yêu cầu: trả lời về momen động lợng và định luật
bảo toàn monmen động lợng.
- Kiểm tra miệng, 1 đến 3 em.
Hoạt động 2 ( phút) : Bài mới; phần I: Động năng của một vật tắn quay quanh trục cố định.
* Nắm đợc cách xác định động năng của vật rắn trong chuyển động quay.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Đọc SGK.
- Thảo luận nhóm.
- Trình bày cách xây dựng công thức.
- Nhận xét bạn.
- Tìm động năng của một chất điểm trên vật rắn?
- HD HS xây dựng công thức tính.
- trình bày cách làm.
- Nhận xét.
- Đọc SGK.
- Thảo luận nhóm.
- Trình bày cách xây dựng công thức.
- Nhận xét bạn.
- Trả lời câu hỏi C1, C2.
- Tìm động năng của vật rắn?
- HD HS xây đựng công thức tính.
- trình bày cách làm.
- Nhận xét.
- Yêu cầu HS trả lời câu hỏi C1, C2.
Hoạt động 3 ( phút): Bài tập vận dụng.
* Cho học sinh bớc đầu vận dụng công thức để tính động năng của vật.
Trờng THPT Xuân Trờng C-Nam Định
11
Cao Nguyên Giáp Giáo án vật lí 12 ban A Trang 12
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Đọc SGK, tóm tắt bài.
- Thảo luận nhóm. Giải bài tập.
- Trình bày cách giải.
- Nhận xét (SGK)
- Đọc kỹ đầu bài và tóm tắt.
- Giải bài toán tìm động năng lúc sau?
- Trình bày cách giải?
- Nhận xét...
Hoạt động 4 ( phút): Vận dụng, củng cố.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Đọc SGK.
- Trả lời câu hỏi.
- Ghi nhận kiến thức.
- Trả lời các phiếu học tập.
- Tóm tắt bài.
- Đánh giá, nhận xét kết quả giờ dạy.
Hoạt động 5 ( phút): Hớng dẫn về nhà.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Ghi câu hỏi và bài tập về nhà.
- Về làm bài tập, giờ sau chữa.
- Trả lời các câu hỏi và làm bài tập trong SGK.
- BT trong SBT:
- Làm bài tập giờ sau chữa.
Bài 5 : bài tập về động lực học vật rắn
A. Mục tiêu bài học:
Kiến thức
- Viết đợc các công thức và phơng trình động lực học của chuyển động quay (quanh một trục).
Kỹ năng
- Vận dụng đợc phơng pháp động lực học và các công thức và phơng trình động lực học của chuyển
động quay để giải các bài tập cơ bản.
B. Chuẩn bị:
1. Giáo viên:
a) Kiến thức và dụng cụ:
- Dự kiến các phơng án có thể xảy ra.
- Vẽ bảng tóm tắt chơng 1 lên bìa và tóm tắt các câu hỏi giúp học sinh nắm đợc công thức và phơng
trình mô tả chuyển động quay của vật rắn quanh một trục.
- Đọc gợi ý bài toán mẫu trong SGV.
b) Phiếu học tập:
P1. Một bánh xe đạp chịu tác dụng của momen lực M
1
không đổi là 20N.m. Trong 10s đầu, tốc độ của
bánh xe tăng từ 0 rad/s đến 15rad/s. Sau đó momen M
1
ngừng tác dụng, bánh xe quay chậm dần và dừng
hẳn sau 30s. Cho biết momen lực ma sát có giá trị không đổi trong suốt thời gian bánh xe quay và bằng
0,25M
1
.
a) Gia tốc góc của bánh xe trong các gia đoạn quay nhanh dần và chậm dần.
b) Tính momen quán tính của bánh xe với trục.
c) Tính động năng quay của bánh xe ở giai đoạn quay chậm dần.
P2. Một đĩa tròn đồng chất khối lợng m = 1kg, bán kính R = 20cm đang quay đều quanh trục vuông
góc với mặt đĩa và qua tâm của đĩa với tốc độ góc = 10rad/s. Tác dụng lên đĩa một momen hãm. Đĩa
quay chậm dần và sau khoảng thời gian t = 2s thì dừng lại. Tính momen hãm đó.
Trờng THPT Xuân Trờng C-Nam Định
12
Cao Nguyên Giáp Giáo án vật lí 12 ban A Trang 13
P3. Hai vật A và B có cùng khối lợng m = 1kg, đợc liên kết với nhau bằng dây nối nhẹ, không dãn, vắt
qua ròng rọc không ma sát, có bán kính R = 10cm và momen quán tính I = 0,05kg.m
2
(hình vẽ). Biết dây
không trợt trên ròng rọc nhng không biết giữa vật và bàn có ma sát hay không. Khi hệ vật đợc thả tự do,
ngời ta thấy sau 10s, ròng rọc quay quanh trục của nó đợc 2 vòng và gia tốc của các khối A và B không
đổi. Cho g = 10m/s
2
.
a) Tính gia tốc góc của ròng rọc.
b) Tính gia tốc của hai vật.
c) Tính lực căng của dây ở hai bên ròng rọc.
P4. Một bánh xe có đờng kính 4m quay với gia tốc góc không đổi 4 rad/s
2
, t
0
= 0 là lúc bánh xe bắt đầu
quay. Tại thời điểm t = 2s vận tốc góc của bánh xe là
A. 4 rad/s. B. 8 rad/s; C. 9,6 rad/s; D. 16 rad/s
P5. Một bánh xe có đờng kính 4m quay với gia tốc góc không đổi 4 rad/s
2
, t
0
= 0 là lúc bánh xe bắt đầu
quay. Gia tốc hớng tâm của một điểm P trên vành bánh xe ở thời điểm t = 2s là
A. 16 m/s
2
; B. 32 m/s
2
; C. 64 m/s
2
; D. 128 m/s
2
P6. Một bánh xe có đờng kính 4m quay với gia tốc góc không đổi 4 rad/s
2
, t
0
= 0 là lúc bánh xe bắt đầu
quay. Vận tốc dài của một điểm P trên vành bánh xe ở thời điểm t = 2s là
A. 16 m/s; B. 18 m/s; C. 20 m/s; D. 24 m/s
P7. Một đĩa mỏng, phẳng, đồng chất có thể quay đợc xung quanh một trục đi qua tâm và vuông góc với
mặt phẳng đĩa. Tác dụng vào đĩa một mômen lực 960Nm không đổi, đĩa chuyển động quay quanh trục với
gia tốc góc 3rad/s
2
. Mômen quán tính của đĩa đối với trục quay đó là
A. I = 160 kgm
2
; B. I = 180 kgm
2
; C. I = 240 kgm
2
; D. I = 320 kgm
2
P8. Một đĩa mỏng, phẳng, đồng chất có bán kính 2m có thể quay đợc xung quanh một trục đi qua tâm
và vuông góc với mặt phẳng đĩa. Tác dụng vào đĩa một mômen lực 960Nm không đổi, đĩa chuyển động
quay quanh trục với gia tốc góc 3rad/s
2
. Khối lợng của đĩa là
A. m = 960 kg; B. m = 240 kg; C. m = 160 kg; D. m = 80 kg
P9. Một ròng rọc có bán kính 10cm, có mômen quán tính đối với trục là I =10
-2
kgm
2
. 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/s
2
; B. 20 rad/s
2
; C. 28 rad/s
2
; D. 35 rad/s
2
P10. Một đĩa đặc có bán kính 0,25m, đĩa có thể quay xung quanh trục đối xứng đi qua tâm và vuông
góc với mặt phẳng đĩa. Đĩa chịu tác dụng của một mômen lực không đổi M = 3Nm. Sau 2s kể từ lúc đĩa
bắt đầu quay tốc độ góc của đĩa là 24 rad/s. Mômen quán tính của đĩa là
A. I = 3,60 kgm
2
; B. I = 0,25 kgm
2
; C. I = 7,50 kgm
2
; D. I = 1,85 kgm
2
P11. Một đĩa đặc có bán kính 0,25m, đĩa có thể quay xung quanh trục đối xứng đi qua tâm và vuông
góc với mặt phẳng đĩa. Đĩa chịu tác dụng của một mômen lực không đổi M= 3Nm.
Mômen động lợng của đĩa tại thời điểm t = 2s kể từ khi đĩa bắt đầu quay là
A. 2 kgm
2
/s; B. 4 kgm
2
/s; C. 6 kgm
2
/s; D. 7 kgm
2
/s
P12. Một mômen lực có độ lớn 30Nm tác dụng vào một bánh xe có mômen quán tính đối với trục bánh
xe là 2kgm
2
. Nếu bánh xe quay nhanh dần đều từ trạng thái nghỉ thì tốc độ góc mà bánh xe đạt đợc sau
10s là
A. = 120 rad/s; B. = 150 rad/s; C. = 175 rad/s; D. = 180 rad/s.
P13. Trên mặt phẳng nghiêng góc so với phơng ngang, thả vật 1 hình trụ khối lợng m bán kính R lăn
không trợt từ đỉnh mặt phẳng nghiêng xuống chân mặt phẳng nghiêng. Vật 2 khối lợng bằng khối lợng vật
1, đợc đợc thả trợt không ma sát xuống chân mặt phẳng nghiêng. Biết rằng tốc độ ban đầu của hai vật đều
bằng không. Tốc độ khối tâm của chúng ở chân mặt phẳng nghiêng có
A. v
1
> v
2
; B. v
1
= v
2
; C. v
1
< v
2
; D. Cha đủ điều kiện kết luận.
Trờng THPT Xuân Trờng C-Nam Định
13
Cao Nguyên Giáp Giáo án vật lí 12 ban A Trang 14
c) Đáp án phiếu học tập: 1(1,5rad/s; -0,5rad/s; 10kg.m
2
; 1125J); 2(-0,1N.m); 3(6,28rad/s
2
,
0,628m/s
2
, 9,17N, 6,03N); 4(B); 5(D); 6(A); 7(D); 8(C); 9(B); 10(B); 11(C); 12(B); 13(C).
d) Dự kiến ghi bảng: (Chia thành hai cột)
Bài 5. Bài tập về động lực học.
I) Phơng pháp giải:
+ Xác định hệ vật có những vật nào?
+ Từng vật có lực nào tác dụng, monem lực nào
tác dụng?
+ Viết phơng trình động lực học cho từng vật.
+ Giải các phơng trình trên ta tìm đợc đại lợng
cha biết.
II) Bài tập:
1. Bài tập 1:
a. Gia tốc của bánh xe:
+ Giai đoạn đầu:
2
1
01
1
51 s/rad,
t
=
=
+ Giai đoạn sau:
2
2
12
2
50 s/rad,
t
=
=
b. Momen quán tính:
2
1
1
1
10
51
1520
kgm
,
MMM
I
ms
=
=
+
=
=
.
c. Động năng quay:
J,IW
d
1251
2
1
2
1
==
2. Bài 2: (tơng tự ghi nh bài 1)
3. Bài 3: (nh trên)
4. Trả lời phiếu học tập: ...
2. Học sinh:
- Ôn các kiến thức, các công thức và phơng trình động lực học của chuyển động quay để có thể giải
đợc các bài tập ví dụ dới sự gợi ý của giáo viên.
- Ôn lại phơng pháp động lực học ở lớp 10.
3. Gợi ý ứng dụng CNTT:
GV có thể chuẩn bị một số hình ảnh về
C. Tổ chức các hoạt động dạy học :
Hoạt động 1 ( phút) : ổn định tổ chức. Kiểm tra bài cũ.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Báo cáo tình hình lớp.
- Trả lời câu hỏi của thày.
- Nhận xét bạn.
- Tình hình học sinh.
- Yêu cầu: trả lời về động năng chuyển động của
vật rắn.
- Kiểm tra miệng, 1 đến 3 em.
Hoạt động 2 ( phút) : Bài mới. Bài 5. Bài tập về động lực học vật rắn. Phần 1. Tóm tắt phơng pháp giải.
* Nắm đợc các bớc cơ bản giải bài tập về đọng lực học vật rắn.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Nêu phơng pháp giải bài tập động lực học chất
điểm.
- Nêu phơng pháp giải bài tập về vật rắn.
- Nhận xét bổ xung cho bạn.
- Phơng pháp giải bài tập động lực học chất điểm?
- Vận dụng với vật rắn nh thế nào?
- Trình bày phơng pháp giải?
- Nhận xét tóm tắt phơng pháp giải.
Hoạt động 3 ( phút): Phần II. Bài tập.
* Vận dụng phơng pháp động lực học cho vật rắn, giải các bài tập.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Học sinh lên trình bày từng bài...
- Nhận xét bạn trình bày...
+ Bài 1: x = - 1,5m; y = - 1,5m.
+ Bài 2: R/6.
+ Bài 3: 31,25cm
1) Bài tập trong SGK
+ Bài tập 1: Gọi học sinh tóm tắt và chữa.
-Phân tích nội dung trong bài?
- Nhận xét bài bạn...
+ Bài tập 2: Gọi học sinh tóm tắt và chữa.
Trờng THPT Xuân Trờng C-Nam Định
14
Cao Nguyên Giáp Giáo án vật lí 12 ban A Trang 15
+ Bài 4: 2a/9. - Phân tích nội dung trong bài?
- Nhận xét bài bạn...
+ Bài tập 3: Gọi học sinh tóm tắt và chữa.
- Phân tích nội dung trong bài?
- Nhận xét bài bạn...
+ Bài tập 4: Gọi học sinh tóm tắt và chữa.
- Nhận xét bài bạn...
- HS nghiên cứu các phiếu, thảo luận nhóm, tìm
đáp án đúng và nêu lí do.
2) Trả lời các phiếu học tập.
- Nêu từng phiếu, gọi HS trả lời...
Hoạt động 4 ( phút): Vận dụng, củng cố.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Ghi nhận kiến thức. - Trong giờ.
- Đọc bài học thêm và tóm tắt chơng I.
- Đánh giá, nhận xét kết quả giờ dạy.
Hoạt động 5 ( phút): Hớng dẫn về nhà.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Ghi câu hỏi và bài tập về nhà.
- Về làm bài và đọc SGK bài sau.
- Làm bài còn lại trong SGK.
- BT trong SBT:
- Đọc bài sau; Ôn tập giờ sau kiểm tra.
Chơng II - dao động Cơ
Bài 6 - dao động điều hoà
A. Mục tiêu bài học:
Kiến thức
- Thông qua quan sát có khái niệm về chuyển động dao động.
- Biết cách thiết lập phơng trình động lực học của con lắc lo xo.
- Biết rằng biểu thức của dao động điều hoà là nghiệm của phơng trình động lực học.
- Hiểu rõ các đại lợng đặc trng của dao động điều hoà: biên độ, pha, tần số góc, chu kỳ, tần số.
- Biết tính toán và vẽ đồ thị biến đổi theo thời gian của li độ, vận tốc và gia tốc trong dao động điều
hoà (DĐĐH).
- Hiểu rõ khái niệm chu kỳ và tần số của dao động điều hoà.
- Biết biểu diễn dao động điều hoà bằng vectơ quay.
- Biết viết điều kiện ban đầu tuỳ theo cách kích thích dao động và từ điều kiện ban đầu suy ra biên độ
A và pha ban đầu .
Kỹ năng
- Giải bài tập về động học dao động.
- Tìm đợc các đại lợng trong phơng trình dao động điều hoà.
B. Chuẩn bị:
1. Giáo viên:
a) Kiến thức và dụng cụ:
- Chuẩn bị co lắc dây, co lắc lò xo thẳng đứng, con lắc lò xo nằm ngang có đệm không khí. Cho học
sinh quan sát chuyển động của 3 con lắc đó.
- Chuẩn bị đồng hồ bấm giây để đo chu kỳ dao động con lắc dây. Nếu có thiết bị đo chu kỳ dao động
của con lắc lò xo nằm ngang có đệm không khí bằng đồng hồ hiện số thì có thể thay việc đo chu kỳ con
Trờng THPT Xuân Trờng C-Nam Định
15
Cao Nguyên Giáp Giáo án vật lí 12 ban A Trang 16
lắc dây bằng việc đo chu kỳ con lắc lò xo nằm ngang.
- Những điều cần lu ý trong SGV.
b) Phiếu học tập:
P1. Vật tốc của chất điểm dao động điều hoà có độ lớn cực đai khi nào?
A) Khi li độ có độ lớn cực đại. B) Khi li độ bằng không.
C) Khi pha cực đại; D) Khi gia tốc có độ lớn cực đại.
P2. Gia tốc của chất điểm dao động điều hoà bằng không khi nào?
A) Khi li độ lớn cực đại. B) Khi vận tốc cực đại.
C) Khi li độ cực tiểu; D) Khi vận tốc bằng không.
P3. Trong dao động điều hoà, vận tốc biến đổi nh thế nào?
A) Cùng pha với li độ. B) Ngợc pha với li độ;
C) Sớm pha
2
so với li độ; D) Trễ pha
2
so với li độ
P4. Trong dao động điều hoà, gia tốc biến đổi nh thế nào?
A) Cùng pha với li độ. B) Ngợc pha với li độ;
C) Sớm pha
2
so với li độ; D) Trễ pha
2
so với li độ
P5. Trong dao động điều hoà, gia tốc biến đổi:
A) Cùng pha với vận tốc . B) Ngợc pha với vận tốc ;
C) Sớm pha /2 so với vận tốc ; D) Trễ pha /2 so với vận tốc.
P6. Chọn câu Đúng: dao động cơ học điều hoà đổi chiều khi:
A. lực tác dụng đổi chiều. B. Lực tác dụng bằng không.
C. lực tác dụng có độ lớn cực đại. D. Lực tác dụng có độ lớn cực tiểu.
c) Đáp án phiếu học tập: 1(B); 2(C); 3(C); 4(B); 5(C); 6(C).
d) Dự kiến ghi bảng: (Chia thành hai cột)
Bài 6. dao động điều hoà.
1. Quan sát: SGK
+ Dao động cơ học là ...
2. Thiết lập phơng trình động lực học của dao động
+ Vật m chịu tác dụng: F = - kx; F = m.a, a = x
+ mx = - kx hay x +
2
x = 0, với
m
k
=
2
3. Nghiệm của phơng trình động lực học:
+ Nghiệm có dạng: x = Acos(t + )
+ Dao động có dạng trên gọi là dao động điều
hoà.
4. Đại lợng đặc trng của dao động điều hoà:
+ A: biên độ..
+ (t + ): pha của dao động.
+ : pha ban đầu.
+ : tần số góc.
5. Chu kỳ và tấn số của dao động điều hoà:
=
2
T
;
==
2
1
T
f
. Đồ thị (Vẽ)
6. vận tốc trong dao động điều hoà:
v = x = -Asin(t+) =
++
2
tcosA
7. Gia tốc trong dao động điều hoà:
a = x = - A
2
cos(t + ) = -
2
x.
8. Biểu diễn dao động điều hoà bằng vectơ quay:
(SGK)
9. Điều kiện ban đầu: sự kích thích vật dao động:
SGK.
10. Trả lời phiếu học tập: ...
2. Học sinh:
- Ôn lại các kiến thức về đạo hàm, cách tính đạo hàm, ý nghĩa vật lí của đạo hàm; trong chuyển động
thẳng, vận tốc của chất điểm bằng đạo hàm toạ độ của chất điểm theo thời gian, còn gia tốc bằng đạo hàm
của vận tốc theo thời gian.
- Phơng trình chuyển động thẳng biến đổi đều của vật.
3. Gợi ý ứng dụng CNTT:
Trờng THPT Xuân Trờng C-Nam Định
16
Cao Nguyên Giáp Giáo án vật lí 12 ban A Trang 17
GV có thể chuẩn bị một số hình ảnh vidio-clid về dao động của vật.
C. Tổ chức các hoạt động dạy học :
Hoạt động 1 ( phút) : ổn định tổ chức.
* Nắm đợc chuẩn bị bài của học sinh.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Báo cáo tình hình lớp.
- Nghe và suy nghĩ.
- Tình hình học sinh.
- Giới thiệu về chơng 2.
Hoạt động 2 ( phút) : Bài mới: Dao động cơ học. Phần I : Dao động - Phơng trình động lực học.
* Nắm đợc cách lập phơng trình dao động điều hoà.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Quan sát thí nghiệm
- Thảo luận nhóm tìm lời nhận xét...
- Phát biểu nhận xét.
- Nhận xét bạn.
- Cho HS quan sát TN, nhận xét chuyển động của
vật.
- Rút ra khái niệm dao động.
- Nhận xét, bổ xung, tóm tắt.
- Nghiên cứu bào toán.
- Thảo luận nhóm, chọn hệ quy chiếu, tìm lực tác
dụng.
- áp dụng định luật II Newton ...
- Nêu nhận xét...
+ Thiết lập phơng trình động lực học:
- Nêu bài toán nh SGK. Tìm phơng trình chuyển
động của vật.
- Chọn hệ quy chiếu?
- Lực nào tác dụng?
- áp dụng định luật II Newton F = ma.
- đặt k/m, a = x...
Hoạt động 3 ( phút): Nghiệm phơng trình, các đại lợng trong phơng trình dao động điều hoà.
* Nắm đợc phơng trình dao động điều hoà, ý nghĩa các đại lợng trong phơng trình dao động điều hoà.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Thay x = Acos(+) vào phơng trình động lực
học ở trên.
- Kết quả đúng.
- Nhận xét...
+ Nghiệm của phơng trình động lực học:
- Cho HS biết nếu nghiệm là x = Acos(t+) thì
thay vào phơng trình sẽ đúng. Hớng dẫn HS thay
vào phơng trình.
- Chứng tỏ đó là nghiệm phơng trình.
- Đọc SGK
- Nêu ý nghĩa từng đại lợng.
+ Các đại lợng đặc trng của dao động điều hoà.
- GV yêu cầu HS đọc SGK và nêu các đại lợng...
Hoạt động 4 ( phút) : Chu kỳ, tần số, vận tốc, gia tốc của dao động điều hoà.
* Nắm đợc cách xác định chu kỳ, tần số, vận tốc, gia tốc của dao động điều hoà.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Biến đổi x = Acos(t+) = x = Acos(t++2)
x = Acos{(t + 2/)+]
- Thời gian t và t+2/ có cùng trạng thái dao
động, nên 2/ là chu kỳ dao động.
- Từ khái niệm tần số => f = 1/T và tìm đợc
- Trả lời câu hỏi C1, C2.
+ Chu kỳ và tần số:
- Nêu khái niệm chu kỳ?
- Từ phơng trình pha cộng thêm 2, x không đổi.
Từ đó tìm đợc chu kỳ T = 2/
- Nêu khái niệm tần số f. Từ chu kỳ tìm đợc tần số
f = 1/T = /2 => = 2f = 2/T
- Yêu cầu HS trả lời câu hỏi C1, C2.
- v = x = - Asin(t+) = Acos(t++/2)
- Nhận xét: v sớm pha /2 so với li độ.
+ Vận tốc trong dao động điều hoà.
- Từ phơng trình tìm v? Nhận xét.
Trờng THPT Xuân Trờng C-Nam Định
17
Cao Nguyên Giáp Giáo án vật lí 12 ban A Trang 18
- a = v = - A
2
cos(t+) = -
2
x.
- a ngợc pha với li độ.
+ Gia tốc trong dao động điều hoà.
- Tìm a? Nhận xét?
Hoạt động 5 ( phút): Biểu diễn dao động điều hoà bằng vectơ quay.
* Nắm đợc cách biểu diễn dao động điều hoà bằng vectơ quay.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Đọc SGK
- Thảo luận nhóm.
- Nêu cách biểu diễn...
- Tìm cách biểu diễn? HD đọc SGK
- Nêu cách làm (3 bớc)
- Nhận xét, bổ xung, tóm tắt.
Hoạt động 6 ( phút): Điều kiện ban đầu: sự kích thích dao động.
* Nắm đợc sự phụ thuộc của điều kiện ban đầu với phơng trình dao động điều hoà.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Tìm A và từ điều kiện ban đầu.
- Thảo luận nhóm.
- Nêu cách làm.
- Nhận xét...
- HD: khi t = 0 => x = ?, v = ?
- Ta tìm đợc A và không? Tìm?
- Ngợc lại: từ phơng trình tìm cách kích thích dao
động?
Hoạt động 7 ( phút): Vận dụng, củng cố.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Đọc SGK.
- Trả lời câu hỏi.
- Ghi nhận kiến thức.
- Trả lời câu hỏi trong phiếu thọc tập.
- Tóm tắt bài. Đọc Em có biết sau bài học.
- Đánh giá, nhận xét kết quả giờ dạy.
Hoạt động 8 ( phút): Hớng dẫn về nhà.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Ghi câu hỏi và bài tập về nhà.
- Về làm bài và đọc SGK bài sau.
- Trả lời các câu hỏi và làm bài tập trong SGK.
- BT trong SBT:
- Làm bài tập giờ sau chữa.
Bài 7 - con lắc đơn. Con lắc vật lí
A. Mục tiêu bài học:
Kiến thức
- Biết cách thiết lập phơng trình động lực học của con lắc đơn, có khái niệm về con lắc vật lí.
- Nắm vững những công thức về con lắc và vận dụng trong các bài toán đơn giản.
- Củng cố kiến thức về dao động điều hoà đã học trong bài trớc và lặp lại bài này.
Kỹ năng
- Thiết lập phơng trình dao động bằng phơng pháp động lực học.
- Giải một số bài tập về dao động điều hoà.
B. Chuẩn bị:
1. Giáo viên:
a) Kiến thức và dụng cụ:
- Một con lắc đơn, một con lắc vật lí cho học sinh quan sát trên lớp.
Trờng THPT Xuân Trờng C-Nam Định
18
Cao Nguyên Giáp Giáo án vật lí 12 ban A Trang 19
- Một con lắc vật lí (phẳng) bằng bìa hoặc bằng tấm gỗ. Trên mặt có đánh dấu vị tí khối tâm G và
khoảng cách OG từ trục quay tới khối tâm.
- Những điều lu ý trong SGV.
b) Phiếu học tập:
P1. Chọn câu Đúng. Chu kỳ dao động nhỏ của con lắc đơn phụ thuộc
A. khối lợng của con lắc. B. Trọng lợng của con lắc.
C. tỉ số của trọng lợng và khối lợng của con lắc. D. Khối lợng riêng của con lắc.
P2. Chu kỳ của con lắc vật lí đợc xác định bằng công thức nào dới đây?
A.
l
mgd
T
=
2
1
. B.
l
mgd
T
=
2
. C.
mgd
l
T
=
2
. D.
mgd
l
T
=
2
P3. Con lắc đơn gồm vật nặng khối lợng m treo vào sợi dây l tại nơi có gia tốc trọng trờng g, dao động
điều hoà với chu kỳ T phụ thuộc vào
A. l và g. B. m và l. C. m và g. D. m, l và g.
P4. Con lắc đơn chiều dài l dao động điều hoà với chu kỳ
A.
k
m
2T
=
; B.
m
k
2T
=
; C.
g
l
2T
=
; D.
l
g
2T
=
P5. Con lắc đơn dao động điều hoà, khi tăng chiều dài của con lắc lên 4 lần thì tần số dao động của con
lắc:
A. tăng lên 2 lần. B. giảm đi 2 lần. C. tăng lên 4 lần. D. giảm đi 4 lần.
P6. Trong dao động điều hoà của con lắc đơn, phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Lực kéo về phụ thuộc vào chiều dài của con lắc.
B. Lực kéo về phụ thuộc vào khối lợng của vật nặng.
C. Gia tốc của vật phụ thuộc vào khối lợng của vật.
D. Tần số góc của vật phụ thuộc vào khối lợng của vật.
P7. Con lắc đơn dao động điều hoà với chu kỳ 1s tại nơi có gia tốc trọng trờng 9,8m/s
2
, chiều dài của
con lắc là
A. l = 24,8m. B. l = 24,8cm. C. l= 1,56m. D. l= 2,45m.
P8. Con lắc đơn dao động điều hoà tại nơi có gia tốc trọng trờng 9,81m/s
2
, với chu kỳ T = 2s. Chiều dài
của con lắc là
A. l = 3,120m. B. l = 96,60cm. C. l= 0,993m. D. l= 0,040m.
c) Đáp án phiếu học tập: 1(C); 2(C); 3(A); 4(C); 5(B); 6(B); 7(B); 8(C).
d) Dự kiến ghi bảng: (Chia thành hai cột)
Bài 7. Con lắc đơn. Con lắc vật lí.
1. Con lắc đơn: SGK.
2. Phơng trình động lực học:
+ Vật ở M xác định bởi cung OM = s, góc giữa
day treo và phơng thẳng đứng là .
+ Vật có 2 lực P và T
amPT
=+
.
+ Chiếu trên trục MX tiếp tuyến với quỹ đạo:
Ch
MX
P
+ ch
MX
T
= ch
MX
m
a
hay Psin = ma
t
.
Mà
''s
dt
sd
dt
dv
a
t
===
2
2
. Vậy mgsin = ms
nhỏ, ta có
l
s
sin
=
=>
0
=+
s
l
g
''s
Đặt
l
s
=
=> s +
2
s = 0
+ Lực tác dụng vào vật:
P
và
R
+ Momen của lực đối với trục qua Q
==
sinmgsinPd)P(M
;
0
=
)R(M
+ Phơng trình động lực học:
''Isinmgd
=
Với dao động nhỏ sin , ta có:
0
=+
I
mgd
''
. Đặt
I
mgd
=
Ta đợc phơng trình: +
2
= 0
+ Với nghiệm:
)tcos(
+=
0
5. Hệ dao động: SGK
+ Hệ chỉ có nội lực tác dụng thì dao động tự do.
+ Hệ dao động tự do với tần số góc riêng
0
:
- Con lắc lò xo:
m
k
=
0
,
Trờng THPT Xuân Trờng C-Nam Định
19
Cao Nguyên Giáp Giáo án vật lí 12 ban A Trang 20
3. Nghiệm của phơng trình:
s = Acos(t + ).
hoặc chọn góc lệch(toạ độ góc) =
0
cos(t + )
+ Nhận xét: SGK.
4. Con lắc vật lí:
+ Định nghĩa: SGK
- Con lắc đơn:
l
g
=
0
.
- Con lắc vật lí:
I
mgd
=
0
6. Trả lời phiếu học tập: ...
2. Học sinh:
- Các kiến thức về dao động điều hoà đã học.
3. Gợi ý ứng dụng CNTT:
GV có thể chuẩn bị một số hình ảnh về con lắc vật lí, con lắc đơn.
C. Tổ chức các hoạt động dạy học :
Hoạt động 1 ( phút) : ổn định tổ chức. Kiểm tra bài cũ.
* Nắm sự chuẩn bị bài của học sinh.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Báo cáo tình hình lớp.
- Trả lời câu hỏi của thày.
- Nhận xét bạn.
- Tình hình học sinh.
- Yêu cầu: trả lời về cách tìm phơng trình dao động
của vật.
- Kiểm tra miệng, 1 đến 2 em.
Hoạt động 2 ( phút) : Bài mới: Bài 7. Con lắc đơn. Phần 1: Con lắc đơn.
* Nắm đợc cấu tạo con lắc đơn, trong chuyển động của con lắc đơn với biên độ nhỏ.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Đọc SGK tìm hiểu về con lắc đơn và chuyển
động của nó.
- Trình bày về con lắc đơn.
+ Con lắc đơn:
- Tìm hiểu là gì? chuyển động?
- Gọi HS trình bày.
- Đọc SGK.
- Thảo luận nhóm.
- Trình bày lập phơng trình chuyển động (SGK)
- Nêu nhận xét...
+ Phơng trình động lực học.
- HD HS đọc SGK xây dựng phơng trình.
- Lập phơng trình?
- Nhận xét, bổ xung, tóm tắt.
Hoạt động 3 ( phút): Phần 2: Con lắc vật lí. Hệ dao động.
* Nắm đợc cấu tạo, phơng trình chuyển động con lắc vật lí. Hệ dao động.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Đọc SGK.
- Thảo luận.
- Nên cách xây dựng phơng trình chuyển động.
- Nhận xét bạn...
+ Con lắc vật lí:
- Đọc SGK phần con lắc vật lí. Cách xây dựng ph-
ơng trình chuyển động?
- Nhận xét cách làm.
- Đọc SGK
- Thảo luận nhóm, trình bày hệ dao động.
- Nhận xét ...
- Đọc SGK. Tìm hiểu hệ dao động là gì?
- Khi nào hệ dao động là tự do?
- Nhận xét, bổ xung, tóm tắt.
Hoạt động 4 ( phút): Vận dụng, củng cố.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Đọc SGK.
- Trả lời câu hỏi.
- Ghi nhận kiến thức.
- Trả lời câu hỏi 1, 2, 3 SGK
- Tóm tắt bài.
- Đánh giá, nhận xét kết quả giờ dạy.
Trờng THPT Xuân Trờng C-Nam Định
20
Cao Nguyên Giáp Giáo án vật lí 12 ban A Trang 21
Hoạt động 5 ( phút): Hớng dẫn về nhà.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Ghi câu hỏi và bài tập về nhà.
- Về làm bài và đọc SGK bài sau.
- Trả lời các câu hỏi và làm bài tập trong SGK.
- BT trong SBT:
- Đọc bài sau trong SGK.
Bài 8 - năng lợng trong dao động điều hoà
A. Mục tiêu bài học:
Kiến thức
- Biết cách tính toán và tìm ra biểu thức của 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 dới tác dụng của lực thế.
Kỹ năng
- Có kỹ năng giải bài tập có liên quan nh tính thế năng, động năng của con lắc đơn.
- Vẽ đồ thị thế năng, động năng của vật dao động điều hoà.
B. Chuẩn bị:
1. Giáo viên:
a) Kiến thức và dụng cụ:
- Đồ thi thế năng, động năng của vật dao động điều hoà.
- Đọc những điều lu ý trong SGV.
b) Phiếu học tập:
P1. Chọn câu Đúng. Động năng của dao động điều hoà biến đổi theo thời gian:
A. theo một hàm dạng sin. B. Tuấn hoàn với chu kỳ T.
C. Tuần hoàn với chu kỳ T/2. D. Không đổi.
P2. Một vật có khối lợng 750g dao động điều hoà với biên độ 4cm và chu kỳ T = 2s. Năng lợng của vật
là bao nhiêu?
A. 0.6J. B. 0.06J. C. 0.006J. D. 6J.
P3. Phát biểu nào sau đây về động năng và thế năng trong dao động điều hoà là không đúng?
A. Động năng và thế năng biến đổi điều hoà cùng chu kỳ.
B. Động năng biến đổi điều hoà cùng chu kỳ với vận tốc.
C. Thế năng biến đổi điều hoà với tần số gấp 2 lần tần số của li độ.
D. Tổng động năng và thế năng không phụ thuộc vào thời gian.
P4. Phát biểu nào sau đây về động năng và thế năng trong dao động điều hoà là không đúng?
A. Động năng đạt giá trị cực đại khi vật chuyển động qua VTCB.
B. Động năng đạt giá trị cực tiểu khi vật ở một trong hai vị trí biên.
C. Thế năng đạt giá trị cực đại khi vận tốc của vật đạt giá trị cực tiểu.
D. Thế năng đạt giá trị cực tiểu khi gia tốc của vật đạt giá trị cực tiểu.
P5. Phát nào biểu sau đây là không đúng?
A. Công thức
2
kA
2
1
E
=
cho thấy cơ năng bằng thế năng khi vật có li độ cực đại.
B. Công thức
2
max
mv
2
1
E
=
cho thấy cơ năng bằng động năng khi vật qua VTCB.
C. Công thức
22
Am
2
1
E
=
cho thấy cơ năng không thay đổi theo thời gian.
Trờng THPT Xuân Trờng C-Nam Định
21
Cao Nguyên Giáp Giáo án vật lí 12 ban A Trang 22
D. Công thức
22
t
kA
2
1
kx
2
1
E
==
cho thấy thế năng không thay đổi theo thời gian.
P6. Động năng của dao động điều hoà
A. biến đổi theo thời gian dới dạng hàm số sin.
B. biến đổi tuần hoàn theo thời gian với chu kỳ T/2.
C. biến đổi tuần hoàn với chu kỳ T.
D. không biến đổi theo thời gian.
P7. Một vật khối lợng 750g dao động điều hoà với biên độ 4cm, chu kỳ 2s, (lấy
2
= 10). Năng lợng
dao động của vật là
A. E = 60kJ. B. E = 60J. C. E = 6mJ. D. E = 6J.
P8. Phát biểu nào sau đây với con lắc đơn dao động điều hoà là không đúng?
A. Động năng tỉ lệ với bình phơng tốc độ góc của vật.
B. Thế năng tỉ lệ với bình phơng tốc độ góc của vật.
C. Thế năng tỉ lệ với bình phơng li độ góc của vật.
D. Cơ năng không đổi theo thời gian và tỉ lệ với bình phơng biên độ góc.
P9. Phát biểu nào sau đây về sự so sánh li độ, vận tốc và gia tốc là đúng?
Trong dao động điều hoà, li độ, vận tốc và gia tốc là ba đại lợng biến đổi điều hoà theo thời gian và có
A. cùng biên độ. B. cùng pha. C. cùng tần số góc. D. cùng pha ban đầu.
P10. Phát biểu nào sau đây về mối quan hệ giữa li độ, vận tốc, gia tốc là đúng?
A. Trong dao động điều hoà vận tốc và li độ luôn cùng chiều.
B. Trong dao động điều hoà vận tốc và gia tốc luôn ngợc chiều.
C. Trong dao động điều hoà gia tốc và li độ luôn ngợc chiều.
D. Trong dao động điều hoà gia tốc và li độ luôn cùng chiều.
c) Đáp án phiếu học tập: 1(C); 2(C); 3(B); 4(D); 5(D); 6(B); 7(B); 8(C); 9(C); 10(C).
d) Dự kiến ghi bảng: (Chia thành hai cột)
Bài 8. Năng lợng trong dao động điều hoà.
1. Sự bảo toàn năng lợng trong dao động điều hoà:
Vật chỉ chịu tác dụng của lực thế nên cơ năng
bảo toàn.
2. Biểu thức của thế năng:
)t(coskAkxW
t
+==
222
2
1
2
1
3. Biểu thức của động năng:
)t(sinAmmvW
d
+==
2222
2
1
2
1
4. Biểu thức của cơ năng:
constAmkAWWW
dt
===+=
222
2
1
2
1
5. Lu ý:
2
21
2
21
22
+
=
=
cos
cos;
cos
sin
.
Nên:
)t(coskAkAW
t
++=
22
4
1
4
1
222
)t(coskAkAW
d
+=
22
4
1
4
1
222
2. Học sinh:
- Ôn lại khái niệm động năng, thế năng, lực thế, sự bảo toàn của vật dới tác dụng của lực thế.
3. Gợi ý ứng dụng CNTT:
GV có thể chuẩn bị một số hình ảnh biến đổi giữa thế năng và động năng trong dao động điều hoà.
C. Tổ chức các hoạt động dạy học :
Hoạt động 1 ( phút) : ổn định tổ chức. Kiểm tra bài cũ.
* Nắm việc chuẩn bị và học bài của học sinh.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Báo cáo tình hình lớp.
- Trả lời câu hỏi của thày.
- Nhận xét bạn.
- Tình hình học sinh.
- Yêu cầu: trả lời về con lắc đơn và con lắc vật lí.
- Kiểm tra miệng, 1 đến 3 em.
Trờng THPT Xuân Trờng C-Nam Định
22
Cao Nguyên Giáp Giáo án vật lí 12 ban A Trang 23
Hoạt động 2 ( phút) : Bài mới: Tiết 8. Năng lợng trong dao động điều hoà. Phần 1: Cơ năng của vật dao
động điều hoà.
* Nắm đợc cơ năng của vật dao động điều hoà.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Trả lời câu hỏi thày nêu.
- Ngoại lực, là lực thế, Cơ năng bảo toàn.
- Vật dao động điều hoà chịu tác dụng lực nào?
- Cơ năng nh thế nào? Tại sao?
Hoạt động 3 ( phút): Phần 2: Biểu thức động năng, thế năng và cơ năng.
* Nắm đợc biểu thức của động năng, thế năng và cơ năng.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Đọc SGK
- Thảo luận nhóm.
- Trình bày, xây dựng biểu thức.
- Nhận xét bạn.
- Trả lời câu hỏi C1.
+ Biểu thức thế năng:
- HD HS đọc SGK xây dựng biểu thức thế năng.
- Trình bày
- Vẽ đồ thị.
- Yêu cầu HS trả lời câu hỏi C1.
- Đọc SGK
- thảo luận nhóm.
- Trình bày, xây dựng biểu thức.
- Nhận xét bạn.
- Trả lời câu hỏi C2.
+ Biểu thức động năng:
- HD HS đọc SGK xây dựng biểu thức động năng.
- Trình bày
- Vẽ đồ thị.
- Yêu cầu HS trả lời câu hỏi C2.
- Thảo luận nhóm.
- Tìm cơ năng.
- Nhận xét ...
+ Biểu thức cơ năng:
- HD HS đọc SGK xây dựng biểu thức cơ năng.
- Trình bày, nhận xét, bổ xung, tóm tắt.
Hoạt động 4 ( phút): Vận dụng, củng cố.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Đọc SGK.
- Trả lời câu hỏi.
- Ghi nhận kiến thức.
- Trả lời câu hỏi 1, 3, 5 SGK
- Tóm tắt bài.
- Đánh giá, nhận xét kết quả giờ dạy.
Hoạt động 5 ( phút): Hớng dẫn về nhà.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Ghi câu hỏi và bài tập về nhà.
- Về làm bài và đọc SGK bài sau.
- Trả lời các câu hỏi và làm bài tập trong SGK.
- BT trong SBT:
- Đọc bài sau trong SGK.
Bài 9 - bài tập về dao động điều hoà
A. Mục tiêu bài học:
Kiến thức
- Hệ thống đợc các kiến thức đã học: dao động điều hoà, con lắc đơn, con lắc lò xo, năng lợng của vật
dao động điều hoà.
Kỹ năng
- Vận dụng giải các bài tập về dao động điều hoà: con lắc lò xo, con lắc đơn.
B. Chuẩn bị:
Trờng THPT Xuân Trờng C-Nam Định
23
Cao Nguyên Giáp Giáo án vật lí 12 ban A Trang 24
1. Giáo viên:
a) Kiến thức và dụng cụ:
- Các bài tập trong SGK và SBT.
b) Phiếu học tập:
P1. Chứng tỏ phù kế nổi trong chất lỏng có thể dao động điều hoà theo phơng thẳng đứng.
P2. Một chất điểm dao động điều hoà theo phơng trình:
).cm)(tcos(,x
2
1052
+=
a) Vào thời điểm nào thì pha dao động đạt giá trị
6
5
, lúc ấy li độ x là bao nhiêu?
b) điểm M qua vị trí x = 2,5cm vào những thời điểm nào? Phân biệt những lần đi theo chiều dơng và
chiều âm.
c) Tìm tốc độ trung bình của điểm M trong một chu kỳ dao động.
P3. Một con lắc lò xo gồm một vật nặng có khối lợng m = 0,4kg gắn vào đầu một lò xo có độ cứng
k = 40N/m. Vật nặng ở vị trí cân bằng. Dùng búa gõ vào quả nặng, truyền cho nó vận tốc ban đầu bằng
20 cm/s.
a) Viết phơng trình dao động của vật nặng.
b) Muốn cho biên độ dao động bằng 4cm thì vận tốc ban đầu truyền cho vật là bao nhiêu?
P4. Một con lắc đếm giây ở nhiệt độ 0
0
C và nơi có gia tốc trọng trờng 9,81m/s
2
.
a) Tính độ dài con lắc.
b) Tìm chu kỳ của con lắc ở cùng vị trí ấy và nhiệt độ 25
0
C, biết hệ số nở dài của dây treo con lắc là
= 1,2.10
-5
.độ
-1
.
c) Đem đồng hồ quả lắc (dùng con lắc đếm giây trên) chạy đúng ở 0
0
C. Khi ở nhiệt độ là 25
0
C thì
đồng hồ chạy nhanh, hay chạy chậm. Mỗi ngày nhanh chậm bao nhiêu?
c) Đáp án phiếu học tập:
P1: Vật chị tác dụng của trọng lực và lực đẩy acximet, tổng 2 lực đó làm cho vật dao động điều hoà.
P2. a)
st
30
1
=
, x = - 2,16cm; b)
)s(
k
t
53
1
2
1
10
1
+
=
; k = 1, 2, ... ; c)
s/m,v 50
=
P3. a)
).m)(tcos(,x
2
10020
=
b) v = 0,4 m/s.
P4. a) l = 0,994m; b) T 2,003 s; c) chậm 129s = 2min9s.
d) Dự kiến ghi bảng: (Chia thành hai cột)
Bài tập về dao động điều hoà
1. Bài tập 1: SGK
+ Chọn trục Ox hớng xuống, gốc thời gian lức
thả vật. Vị trí vật xác định bởi điểm M trên vật, mà
vật ở VTCB nó ngang mặt chất lỏng.
+ Vật có trọng lực P và lực đẩy acximet F
Hay - gsz = mz =>
0
=
+
m
gs
''z
Chứng tỏ vật DĐH với
m
gs
=
.
2. Bài tập 2: SGK
..........
3. Bài tập 3: SGK
...........
( Ghi tóm tắt và giải)
2. Học sinh:
- Ôn lại dao động điều hoà, con lắc đơn, con lắc lò xo.
3. Gợi ý ứng dụng CNTT:
GV có thể chuẩn bị một số hình ảnh về dao động điều hoà, con lắc đơn.
C. Tổ chức các hoạt động dạy học :
Trờng THPT Xuân Trờng C-Nam Định
24
Cao Nguyên Giáp Giáo án vật lí 12 ban A Trang 25
Hoạt động 1 ( phút) : ổn định tổ chức. Kiểm tra bài cũ: Kết hợp bài mới.
Hoạt động 2 ( phút) : Bài mới: Bài tập về dao động điều hoà. Bài tập 1
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Đọc SGK. Thảo luận nhóm.
- Lên trình bày cách làm.
- Nêu nhận xét...
- Đọc kỹ đầu bài, lên giải bài tập.
- HD HS giải.
- Lu ý: Khi nào vật dao động điều hoà? Tìm biểu
thức hợp lực sao cho có dạng F = - kx, với k là biểu
thức gồm 1 hay nhiều đại lợng. Sau đó áp dụng
định luật 2 Newton sẽ chứng minh đợc vật DĐĐH
- Nhận xét bài làm của HS.
Hoạt động 3 ( phút): Bài tập 2.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Đọc SGK. Thảo luận nhóm.
- Lên trình bày cách làm.
- Nêu nhận xét...
- Đọc kỹ đầu bài, lên giải bài tập.
- HD HS giải.
- Lu ý: phơng trình lợng giác cosx = , nghiệm x =
+ 2k. Chú ý t không âm. Vật chuyển động
theo chiều dơng thì v dơng.
- Nhận xét, bổ xung, tóm tắt.
Hoạt động 4 ( phút): Bài tập 3.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Đọc SGK. Thảo luận nhóm.
- Lên trình bày cách làm.
- Nêu nhận xét...
- Đọc kỹ đầu bài, lên giải bài tập.
- HD HS giải.
- Lu ý: Từ điều kiện ban đầu ta lập đợc hệ 2 phơng
trình với x
0
và v
0
. Giải hệ ta đợc A và . v
max
= A
khi x = 0.
- Nhận xét, bổ xung, tóm tắt.
Hoạt động 5 ( phút): Bài tập 4.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
- Đọc SGK. Thảo luận nhóm.
- Lên trình bày cách làm.
- Nêu nhận xét...
- Đọc kỹ đầu bài, lên giải bài tập.
- HD HS giải.
- Lu ý: Từ công thức chu kỳ T ta tìm đợc chiều dài
l của con lắc. áp dụng công thức gần đúng:
=
n
n
11
, với << 1. n là nguyên hoặc phân,
dơng hoặc âm. Tìm chu kỳ dao động T, số lần dao
động n = t/T, thì thời gian đồng hồ chỉ (mỗi lần
dao động đồng hồ chỉ thời gian 1 chu kỳ T) là t =
n.T. Từ đó tìm đợc thời gian nhanh (chậm).
- Nhận xét, bổ xung, tóm tắt.
Hoạt động 6 ( phút): Vận dụng, củng cố. Trong giờ.
Hoạt động 7 ( phút): Hớng dẫn về nhà.
Hoạt động của học sinh Sự trợ giúp của giáo viên
Trờng THPT Xuân Trờng C-Nam Định
25