Bài 1: Chuyển động quay của vật rắn quanh một truch cố định

Giáo án giảng dạy Vật lý 12 NC ---- Năm học: 2008 – 2009
Ngày soạn: 26/08/2008; Ngày dạy: 28/08/2008; Tiết PPCT: 01
Giáo án số: 01
Chương 1: ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN
Bài 1: CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH
I/ MỤC TIÊU:
1. Kiến thức:
- Hiểu được khái niệm vật rắn và chuyển động tịnh tiến của một vật rắn là gì;
- Hiểu được các khái niệm toạ độ góc φ, tốc độ góc ω, gia tốc góc γ;
- Nắm vững các cơng thức liên hệ giữa tốc độ góc và tốc độ dài, gia tốc góc và gia tốc dài
của một điểm trên vật rắn.
2. Kỹ năng:
- Rèn luyện kỹ năng tư duy tổng hợp kiến thức;
- Vận dụng các cơng thức của chuyển động quay đều, quay biến đổi đều để giải các bài
bài tập đơn giản.
II/ CHUẨN BỊ:
1. Giáo viên: chuẩn bị những hình ảnh hoặc những đoạn phim ngắn về chuyển động quay
của vật rắn.
2. Học sinh: ơn lại phần Động học chất điểm; chuyển động tròn đều; khái niệm chuyển
động tịnh tiến của vật rắn ở chương trình vật lý 10.
III/ TIẾN TRÌNH GIẢNG DẠY:
1. Ổn định lớp: kiểm tra sĩ số, nề nếp tác phong của học sinh
2. Giảng bài mới:
 Hoạt động 1: ơn lại kiến thức cũ và tạo tình huống có vấn đề (3 phút)
Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của trò Nội dung ghi bảng
− Cho HS nhắc lại những khái niệm
liên quan đến chuyển động tịnh tiến
của vật rắn
− Nhận xét và chuẩn kiến thức
− ĐVĐ: Nêu vài ví dụ về chuyển
động quay trong thực tế rồi giới

thiệu tiêu đề của chương và bài học
− Nhắc lại những
khái niệm liên quan
đến chuyển động
tịnh tiến
− Tiếp thu kiến thức
− Xuất hiện vấn đề
nhận thức mới
Chương 1:
ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN
Bài 1:
CHUYỂN ĐỘNG QUAY
CỦA VẬT RẮN QUANH
MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH
 Hoạt động 2: Tìm hiểu về “Toạ độ góc” (7 phút)
Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của trò Nội dung ghi bảng
− Giới thiệu mơ hình vật rắn quay quanh
một trục cố định như hình 1.1-SGK
− Cho HS thảo luận để trả lời câu hỏi C1
− Nhận xét và chuẩn kiến thức
− Giới thiệu khái niệm toạ độ góc
− Quan sát và lắng
nghe
− Thảo luận rồi cử đại
diện phát biểu
− Tiếp thu kiến thức
1. Toạ độ góc:
+ Ký hiệu: φ;
+ Đơn vị: rađian (rad);
+ Để đơn giản: chỉ xét

vật quay theo một chiều,
khi đó φ > 0.
 Hoạt động 3: Tìm hiểu về “Tốc độ góc” (5 phút)
Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của trò Nội dung ghi bảng
− Cho HS nhắc lại khái niệm tốc độ
góc trung bình
− Nhận xét và chuẩn kiến thức
− Giới thiệu khái niệm tốc độ góc tức
thời
− Suy nghĩ và phát biểu
− Tiếp thu kiến thức
2. Tốc độ góc:
a.Tốc độ góc trung bình:
tb
t
ϕ
ω
∆
=
∆
b.Tốc độ góc tức thời:
Giáo viên: Trần Đức Thuận – Trường THPT Sơn Hà
Trang 1
Giáo án giảng dạy Vật lý 12 NC ---- Năm học: 2008 – 2009
− Cho HS đọc khái niệm trong SGK
− Cho HS thảo luận trả lời câu hỏi C2
− Nhận xét và chuẩn kiến thức.
− Đọc SGK
− Suy nghĩ và phát biểu
− Tiếp thu kiến thức

ω =
0
d
lim
d
t
t t
ϕ ϕ
∆ →
∆
=
∆
= φ’(t)
* Phát biểu: SGK
c. Đơn vị: rad/s
 Hoạt động 4: Tìm hiểu về “Gia tốc góc” (5 phút)
Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của trò Nội dung ghi bảng
− Cho HS nhắc lại khái niệm gia
tốc trong chuyển động tịnh tiến
− Nhận xét và chuẩn kiến thức
− Giới thiệu về khái niệm gia tốc
góc trung bình, tức thời
− Cho HS đọc khái niệm trong
SGK
− Cho HS thảo luận trả lời câu C3
− Nhận xét và chuẩn kiến thức
− Suy nghĩ và phát
biểu
− Tiếp thu kiến thức
− Đọc SGK

− Thảo luận và phát
biểu
− Tiếp thu kiến thức
3. Gia tốc góc:
a. Gia tốc góc trung bình:
tb
t
ω
γ
∆
=
∆
b. Gia tốc góc tức thời:
0
d
lim '( )
d
t
t
t t
ω ω
γ ω
∆ →
∆
= = =
∆
* Khái niệm: SGK
c. Đơn vị: rad/s
2

 Hoạt động 5: Tìm hiểu về “Các phương trình động học của chuyển động quay” (10
phút)
Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của trò Nội dung ghi bảng
− Cho HS nhắc lại khái niệm phương
trình động học
− Nhận xét và chuẩn kiến thức
− Cho HS thảo luận tìm phương trình
động học trong trường hợp chuyển động
quay đều
− Nhận xét và chuẩn kiến thức
− Giới thiệu các phương trình động học
trong trường hợp chuyển động quay biến
đổi đều
− Cho HS nhận xét về dấu của γ khi vật
quay nhanh dần và chậm dần
− Nhận xét và chuẩn kiến thức
− Cho HS thảo luận trả lời câu hỏi C4
− Nhận xét và chuẩn kiến thức
− Suy nghĩ và phát
biểu
− Tiếp thu kiến thức
− Thảo luận rồi phát
biểu
− Tiếp thu kiến thức
− Suy nghĩ và phát
biểu
− Tiếp thu kiến thức
− Thảo luận rồi phát
biểu
− Tiếp thu kiến thức

4. Các phương trình
động học của chuyển
động quay:
a. Chuyển động quay
đều:
+ γ = 0
+ ω = ω
0
= const
+ φ = φ
0
+ ωt
b. Chuyển động quay
biến đổi đều:
+ γ = const
+ ω = ω
0
+ γt
+ φ = φ
0
+ ω
0
t + ½ γt
2

+ ω
2
– ω
0
2

= 2γ(φ – φ
0
)
 Hoạt động 6: Tìm hiểu về “Vận tốc và gia tốc của các điện trên vật quay” (13 phút)
Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của trò Nội dung ghi bảng
− Cho HS nhắc lại cơng thức
liên hệ giữa tốc độ dài và tốc
độ góc
− Nhận xét và chuẩn kiến thức
− Cho HS nhắc lại khái niệm
và cơng thức tính gia tốc
hướng tâm
− Nhận xét và chuẩn kiến thức
− Giới thiệu thành phần tiếp
tuyến của gia tốc
− Cho HS thảo luận tìm gia tốc
thành phần
− Suy nghĩ và phát
biểu
− Tiếp thu kiến thức
− Suy nghĩ và phát
biểu
− Tiếp thu kiến thức
− Thảo luận rồi phát
biểu
5. Vận tốc và gia tốc của các
điểm trên vật quay:
a. Vận tốc: v = rω
b. Gia tốc:
+ Thành phần vng góc với

v
r
(gia tốc hướng tâm):
2
2
n
v
a r
r
ω
= =
+ Thành phần cùng phương với
v
r
:
(gia tốc tiếp tuyến):
Giáo viên: Trần Đức Thuận – Trường THPT Sơn Hà
Trang 2
Giáo án giảng dạy Vật lý 12 NC ---- Năm học: 2008 – 2009
− Nhận xét và chuẩn kiến thức
− Cho HS thảo luận trả lời câu
hỏi C5,C6
− Nhận xét và chuẩn kiến thức
− Tiếp thu kiến thức
− Thảo luận rồi phát
biểu
− Tiếp thu kiến thức
d
d
t

v
a
t
= =
v’ = (rω)’ = rγ
* Gia tốc tồn phần:
n t
a a a= +
r r r
+ a =
2 2
n t
a a+
+ tanα =
t
2
n
a
a
γ
ω
=
 Hoạt động 7: Củng cố bài học và nhắc nhở HS (2 phút)
Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của trò
− Nhấn mạnh lại những mục tiêu của bài học
− u cầu HS về nhà học bài, làm các bài tập còn lại và soạn
trước bài mới
− Tiếp thu kiến thức
− Nhận nhiệm vụ về nhà
 Bổ sung và rút kinh nghiệm:

......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
HƯỚNG DẪN GIẢI TRẢ LỜI CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
CÂU HỎI:
C1\ Các điểm M, N chuyển động tròn trên các mặt phẳng vng góc với trục quay và đều
quay được những góc bằng nhau trong cùng một khoảng thời gian.
C2\ Cho f = 450 vòng/phút = 7,5 Hz. Tính: ω = 2πf = 15π (rad/s)
C3\ Cho ω
0
= 0; ω = 10 rad/s; Δt = 2 s. Tính
0
tb
t t
ω ω
ω
γ
−
∆
= =
∆ ∆
= 5 rad/s
2

C4\
Chuyển động quay biến đổi đều Chuyển động thẳng biến đổi đều
ω = ω
0
+ γt v = v
0
+ at

φ = φ
0
+ ω
0
t + ½ γt
2
x = x
0
+ v
0
t + ½ at
2
ω
2
– ω
0
2
= 2γ(φ – φ) v
2
– v
0
2
= 2a(x – x
0
)
C5\ Cho ω
N
= ω
M
; r

N
= 2 r
M
. So sánh a
N
và a
M
:
Ta có: a = rω
2
=>
N N
M M
a r
a r
=
= 2 => a
N
= 2 a
M

C6\ Khi vật quay đều, vectơ gia tốc của mỗi điểm trên vật rắn chính là gia tốc hướng tâm
của nó nên ln hướng vào trục quay.
Khi vật quay khơng đều, vectơ gia tốc của mỗi điểm trên vật rắn ln thay đổi cả về
hướng lẫn độ lớn nên lúc này vectơ gia tốc có hai thành phần (như lý thuyết đã học).
BÀI TẬP:
1-C; 2-A; 3-A; 4-A; 5-B.
6\ ω = 2πf = 100π (rad/s); Δφ = ω.Δt = 2000π ≈ 6280 rad.
7\ ω = 2πf = 1,5π (rad/s); v = rω = 6π ≈ 18,84 m/s.
8\ γ =

2
2
t
ϕ
= 2 rad/s
2
; ω = γt = 10 rad/s;
Giáo viên: Trần Đức Thuận – Trường THPT Sơn Hà
Trang 3