Giáo án vật lý 12 nâng cao hay

Chng I. NG LC HC VT RN
MC TIấU
- Hiu c khỏi nim vt rn v chuyn ng ca mt vt rn.
- Bit cỏch xỏc nh v trớ ca vt rn trong chuyn ng quay quanh mt trc c nh.
- Hiu c khỏi nim: tc gúc, gia tc gúc, momen quỏn tớnh.
- Vit c phng trỡnh ng lc hc vt rn quay quanh mt trc c nh. Vn dng c phng
trỡnh ng lc hc ca vt rn quay quanh mt trc c nh gii cỏc bi tp n gin khi bit
momen quỏn tớnh ca vt.
- Hiu c khỏi nim momen ng lng ca mt vt rn v vit c h thc ca nh lut ny. Vn
dng c nh lut bo ton momen ng lng ca mt vt rn i vi mt trc.

- Vit c cụng thc tớnh momen ng lng trong mt s trng hp vt rn cú dng c bit. Vit
c cụng thc tớnh ng nng ca vt rn quay quanh mt trc c nh.

Bi 1 CHUYN NG QUAY CA VT RN QUANH MT TRC C NH.
NH
Ngy son:
Ngy dy:
Tit dy:1-2
I MC CH
I.1 V kin thc
Nêu đợc vật rắn và chuyển động tịnh tiến của một vật rắn là gì.
Nêu đợc cách xác định vị trí của vật rắn trong chuyển động quay quanh
một trục cố định.
Viết đợc biểu thức của gia tốc góc và nêu đợc đơn vị đo gia tốc góc.
I.2 K nng
Vận dụng đợc phơng trình cơ bản của chuyển động quay của vật rắn
quanh một trục cố định để giải các bài tập đơn giản khi biết momen quán
tính của vật.
II CHUN B
II.1 Giỏo viờn

V hỡnh 1.1, 1.2, 1.4, 1.6 SGK.
II.2 Hc sinh
ễn tp phn ng lc hc cht im Vt lý 10.
III PHNG PHP

1


Dạy học khám phá có hướng dẫn.
Diễn giảng, đàm thoại, thảo luận nhóm.
IV HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
IV.1 Dự kiến các tình huống
HĐ 1: Nhận thức vấn đề cần nghiên cứu.
HĐ 2: Tìm hiểu khái niệm tọa độ góc.
HĐ 3: Tìm hiểu khái niệm tốc độ góc.
HĐ 4: Tìm hiểu khái niệm gia tốc góc.
HĐ 5: Tìm hiểu về phương trình chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định.
HĐ 6: Tìm hiểu vận tốc và gia tốc trong chuyển động quay.
HĐ 7: Củng cố được kiến thức nội dung bài học.
IV.2 Tiến trình 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

H1. Có thể khảo sát chuyển động tịnh tiến điểm bất kì trên vật. Vì khi vật chuyển động tịnh tiến,

của một vật thế nào? Vì sao?

mọi điểm trên vật có quỹ đạo giống hệt nhau.

Cho HS quan sát mô hình một vật rắn quay
quanh một trục cố định.

+ Trao đổi và trả lời:

H2. Khảo sát chuyển động quay của vật rắn - Xác định các đại lượng đặc trưng cho chuyển động
bằng cách nào?

quay.

Giới thiệu nội dung cần tìm hiểu.

- Qui luật của chuyển động và liên hệ giữa các đại

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
Nội dung
Sau khi cho HS xem mô + Quan sát thêm hình (1.1)- 1) Tọa độ góc:
hình vật rắn quay quanh một SGK. Trả lời câu hỏi.

Chuyển động quay quanh một trục

trục, nêu và phân tích khi HS

bất kì cố định của một vật rắn có hai

trả lời bằng câu hỏi gợi ý:

-Nội dung trả lời phải trùng đặc điểm:

H1 (hình 1.1) Khi vật quay với nội dung SGK trình bày.

-Mỗi điểm trên vật vạch nên một

quanh trục Az thì các điểm

đường tròn nằm trong mp vuông góc

M, N trên vật sẽ chuyển -Phải phát hiện 2 đặc điểm với trục quay, tâm trên trục quay, bán
động thế nào?

của chuyển động.

kính bằng khoảng cách từ điểm đó

H2 Trong cùng một khoảng

đến trục quay.

thời gian, góc quay của các

-Mọi điểm trên vật đều quay được

2

Hoạt động của GV
điểm M, N khác nhau trên
vật có giá trị thế nào?

Hoạt động của HS

Nội dung
cùng một góc trong cùng một khoảng

+ Tìm hiểu vị trí góc ϕ giữa thời gian.

H3 Khi quay, vị trí của vật có hai mp(Po) cố định và mp(P)
thể xác định bằng đại lượng di động.

-Vị trí của vật tại mỗi thời điểm được

nào?

xác định bằng góc ϕ tạo bởi một mp

Giảng nội dung: Khái niệm

động (P) và mp(Po) cố định (gọi là

tọa độ góc ϕ với điều kiện

toạ độ góc)

phải chọn một chiều dương
và một mp mốc (Po), một
mp(P) gắn liền với vật -Thảo luận, tìm hiểu được:
chuyển động quay.

+ ϕ thay đổi theo thời gian

H4 Khi vật rắn quay quanh khi vật quay.

-Sự biến thiên của góc ϕ theo thời

trục cố định? Sự biến thiên + Dùng góc ϕ để xác định vị gian cho ta biết qui luật chuyển động
của góc ϕ theo thời gian cho trí của vật vào một thời điểm quay của vật.
ta biết gì về chuyển động bất kì.
quay của vật?
→ giới thiệu tọa độ góc ϕ.
Hoạt động 3. (10’) Tìm hiểu khái niệm TỐC ĐỘ GÓC.
Hoạt động của GV
Câu hỏi gợi ý:

Hoạt động của HS
-Thảo luận nhóm.

Nội dung
2) Tốc độ góc:

H1 Để đặc trưng cho mức +Với chuyển động tịnh tiến: Đại lượng đặc trưng cho mức độ quay
độ nhanh hay chậm của dùng tốc độ dài ↔ tọa độ dài nhanh, chậm của vật rắn.
chuyển động tính tiến, ta x.

Thời điểm t ↔ góc ϕ.

dùng khái niệm gì? Mức độ → Chuyển động quay có vị Thời điểm t + ∆t ↔ góc ϕ + ⇒ góc
nhanh, chậm của chuyển trí xác định bằng tọa độ góc. quay được trong thời gian ∆t là ∆ϕ
động quay dùng khái niệm → Dùng tốc độ góc để đặc
∆ϕ
a) Tốc độ góc trung bình: ωtb =
gì đặc trưng?
∆t
trưng.
H2 Thế nào là tốc độ góc -Xây dựng ωtb; ωtt theo SGK.
trung bình? Tốc độ góc tức -Phát biểu định nghĩa: SGK.
thời?

+Thảo luận nhóm, trả lời câu

b)

Tốc

ω = lim

∆t → 0

độ

góc

tức

thời:

∆ ϕ dϕ
=
∆t
dt

-Hướng dẫn HS xây dựng từ hỏi C2.
c) Định nghĩa tốc độ góc tức thời: là
tốc độ trung bình, tức thời -Tìm góc quay ứng với 450 đại lượng đặc trưng cho mức độ nhanh
của chuyển động thẳng.
hay chậm của chuyển động quay của
vòng: ∆ϕ = 2π.450
-Nêu câu hỏi C2 SGK.
-Tìm thời gian quay 450 vật rắn quanh một trục ở thời điểm t và
H3 Hãy so sánh tốc độ góc
được xác định bằng đạo hàm của toạ
vòng: ∆t = 1’ = 60”

3


của các điểm A, B … trên -Tìm ω = ∆ϕ = 47π rad / s
độ góc theo thời gian.
∆t
vật cách trục quay khoảng
d) Đơn vị: rad/s
-Xác định ωA = ωB = …
r1, r2 …
Vì ∆ϕA = ∆ϕB = … ∆tA = ∆tB

(câu hỏi này nêu sau khi HS
=…
trả lời câu hỏi C2 SGK)
Hoạt động 4. (15’) Tìm hiểu KHÁI NIỆM GIA TỐC GÓC.
Hoạt động của GV
-Câu hỏi gợi ý:

Hoạt động của HS
-Trả lời câu hỏi theo gợi ý:

Nội dung
3) Gia tốc góc:

H1 Khi vật rắn quay không +Cơ sở gia tốc atb, att của +Thời điểm t, vận tốc góc ωo
đều, tốc độ góc thay đổi. Để chuyển động thẳng → gia +Thời điểm t + ∆ϕ vận tốc góc là
đặc trưng cho sự biến thiên tốc góc trung bình, gia tốc ωo+∆ω
nhanh hay chậm của tốc độ góc tức thời.
∆ω
a) Gia tốc góc trung bình: γ tb =
∆t
góc, ta đưa ra khái niệm gì? -Thảo luận nhóm, trả lời C3.
b)
Gia
tốc
góc
tức
thời:
H2 Thế nào là gia tốc góc Phân tích: ωo = 0.
trung bình? Gia tốc góc tức Sau ∆t = 2s: ω = 10rad/s
thời?

ω − ω0
= 5rad / s 2
Tìm γ tb =
Có phải dấu của gia tốc góc
∆t

-Định nghĩa: là đại lượng đặc trưng

cho ta biết vật rắn quay

cho sự biến thiên của tốc độ góc ở thời

nhanh dần hay chậm dần

điểm t và được xác định bằng đạo hàm

không?

của tốc độ góc theo thời gian..

-Nêu câu hỏi C3 (SGK)

-Đơn vị: rad/s2

∆ω dω
=
∆t →0 ∆t
dt

γ = lim

Hoạt động 5. (5’) Củng cố: GV nêu câu hỏi để HS vận dụng nội dung bài học:
H1. Vị trí của một vật rắn quay quanh một trục cố định xác định bằng đại lượng nào?
H2. Phát biểu định nghĩa và viết biểu thức:
- Tốc độ góc trung bình, tốc độ góc tức thời.
- Gia tốc góc trung bình, gia tốc góc tức thời.
H3. Nêu sự tương ứng giữa các đại lượng góc trong chuyển động quay và các đại lượng dài trong
chuyển động thẳng.
IV. Rút kinh nghiệm.
……………………………………………………………………………………………………………
…………….
……………………………………………………………………………………………………………
…………….
……………………………………………………………………………………………………………
…………….……………………………………………………………………
Tiết 2.

4


III. Tổ chức các hoạt động dạy học:
Hoạt động 1. (15’) Thông tin về: PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC CỦA CHUYỂN ĐỘNG QUAY.
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Nội dung
-Hướng dẫn HS tìm hiểu sự -Tìm hiểu nội dung của bảng 4) Các phương trình động học của
tương ứng giữa các đại 1.1

chuyển động quay:

lượng góc trong chuyển Thảo luận nhóm.

Hai trường hợp:

động quay và đại lượng dài -Trả lời câu hỏi H1:

1.Chuyển động quay đều:

trong chuyển động thẳng + ω không đổi: vật chuyển (ω = hằng số)
thông qua bảng 1.1-SGK.

động quay đều.

-Nêu câu hỏi gợi ý:

+ γ không đổi: chuyển động góc ϕo

+Chọn t =0 lúc mp(P) lệch mp(P o)

H1 Xét hai dạng chuyển quay không đều, quay biến ϕo: tọa độ góc lúc t = 0.
động quay của vật rắn có:
đổi đều.
+ Tọa độ góc vào thời điểm t:
-Tốc độ góc không đổi.

-Thảo luận nhóm, nhớ lại:

-Gia tốc góc không đổi.

+Thẳng đều: v = hằng số.

Nêu tính chất của hai loại x = xo + vt
chuyển động trên.
H2 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

H3

So sánh dấu của γ

2.Chuyển động quay biến đổi đều:

+Thẳng biến đổi đều: a γ = hằng số.
=hằng số.
ω = ω0 + γ t
v = vo + at
γ t2
ϕ = ϕ0 + ωt +
2
at 2
x = x0 + v0t +
2
2
ω − ω0 = 2γ ( ϕ − ϕ0 )
2
v 2 − v02 = 2as
+ ω và γ cùng dấu: ω.γ > 0: quay

động quay của vật rắn
quanh một trục cố định.

ϕ = ϕo + ωt

nhanh dần.
→ Các phương trình cho + ω và γ trái dấu: ω.γ < 0: quay chậm
chuyển động quay.

dần.

trong hai trường hợp:
-Quay nhanh dần.

-Trả lời H3.

-Quay chậm dần.
*Cần lưu ý: xét dấu của ω
và γ mới xác định tính chất
của chuyển động.
Hoạt động 2. (20’) Thông tin về: VẬN TỐC VÀ GIA TỐC CỦA ĐIỂM TRÊN VẬT QUAY
Hoạt động của GV

Hoạt động của HS

Nội dung

Nêu câu hỏi gợi ý:

1) Tốc độ dài của một điểm chuyển

H1 Nhắc lại công thức liên -Trả lời câu hỏi gợi ý.

động trên quỹ đạo tròn: v = ωr.

hệ giữa tốc độ góc và tốc -Từ chuyển động tròn đều, 2) Vật quay đều. r của mỗi điểm chỉ
v
độ dài của một điểm HS nhắc lại các công thức :

5


Hoạt động của GV

Hoạt động của HS

chuyển động trên quỹ đạo
tròn bán kính r.

v =ωr
v2
an =
=ω2 r
r

Nội dung
thay đổi hướng, độ lớn không đổi.
Mỗi điểm của vật có gia tốc hướng

-Thảo luận nhóm. Vẽ các tâm:
v2
uu
r
r
an = = ω 2 r
vectơ vo và v ở hai thời
r
H2 Khi vật rắn quay đều,
r
3.Vật rắn quay không đều: mỗi điểm
mỗi điểm trên vật chuyển điểm to, t bất kì → a hướng

động với vận tốc, gia tốc có vào bề lõm quỹ đạo.
hướng và độ lớn thế nào?

chuyển động tròn không đều.

r
a : hướng vào bề lõm quỹ đạo tạo với

bán kính góc α.
r uu
r ur
-Thảo luận nhóm, suy tìm kết -Phân tích a = an + at
-Phân tích hình 1.6.
H3 Khi vật rắn quay không quả.

r

đều, vectơ a của các điểm
trên vật có hướng thế nào?
H4

r

Khi vectơ gia tốc a

của điểm trên vật tạo với
bán kính một góc α, tìm độ

r

uu
r

r

+ an ⊥ v : đặc trưng sự thay đổi về

r

hướng của v : gia tốc pháp tuyến.
an =

v2
= ω 2r
r

ur

r

+ at có phương của v : đặc trưng cho

r

lớn vectơ a thế nào?

sự thay đổi về độ lớn của v : gia tốc

-Hướng dẫn HS phân tích

tiếp tuyến. at = v ' = ( ω r ) ' = ω ' r

hình 1.6.
H5

Tổng hợp hai thành

r

r

phần của a , ta được a có
độ lớn và hướng xác định

Hay

at = γ r

+Độ lớn gia tốc a: a = an 2 + at 2

r

r

+ Hướng của a : véc tơ a tạo một góc

thế nào?
α với bán kính:

tan α =

at γ
=
an ω 2

Hoạt động 3. (10’) Củng cố - Dặn dò:
1) Cho HS tự giải bài tập trắc nghiệm số 2 SGK trang 9.
2) Gọi 2 HS lên bảng giải dồng thời hai bài toán:
Bài 1. Một cánh quạt dài 20cm. Tốc độ dài của một điểm ở vành cánh quạt bằng 15m/s, nó quay với
tốc độ góc bao nhiêu?
Bài 2. Một cánh quạt quay với tốc độ góc không đổi bằng 94rad/s. Tốc độ dài của một điểm ở vành
cánh quạt bằng 18,8m/s. Cánh quạt có chiều dài bao nhiêu?
3) Chuẩn bị:
- Giải bài tập 5, 6, 7, 8 SGK.

6

- Xem lại bài Momen lực SGK lớp 10.
IV. Rút kinh nghiệm.
……………………………………………………………………………………………………………
…………….
……………………………………………………………………………………………………………
…………….
……………………………………………………………………………………………………………
…………….……………………………………………………………………

7


Bi 2 PHNG TRèNH NG LC HC CA VT RN QUAY QUANH MT
TRC C NH
Ngy son:
Ngy dy:
Tit dy:3-4
I MC CH
I.1 V kin thc

Nêu đợc momen quán tính là gì.
Viết đợc phơng trình cơ bản (phơng trình động lực học) của vật rắn
quay quanh một trục c nh.
I.2 K nng
Vận dụng đợc phơng trình cơ bản của chuyển động quay của vật rắn
quanh một trục cố định để giải các bài tập đơn giản khi biết momen quán tính
của vật.
II CHUN B
II.1 Giỏo viờn
V bng 2.1 SGK.

II.2 Hc sinh
ễn tp kin thc v momen lc, phng trỡnh ng lc hc ca cht im.
III PHNG PHP
Kt hp nghiờn cu ti liu tham kho.
Dy hc khỏm phỏ cú hng dn.
Din ging, m thoi, tho lun nhúm.
IV HOT NG DY HC
IV.1 D kin cỏc tỡnh hung
H 1: Nhn thc vn cn nghiờn cu.
H 2: Tỡm hiu mi liờn h gia gia tc gúc v momen lc.
H 3: Tỡm hiu v momen quỏn tớnh.
H 4: Cng c c kin thc ni dung bi hc.
IV.2 Tin trỡnh dy hc
Tit 3
Hot ng 1. (5) Kim tra.
GV nờu ni dung kim tra:
H1. Vit cỏc pt ca chuyn ng quay bin i u ca vt rn quanh mt trc c nh.
p dng: Gii bi tp s 5, SGK trang 9.

8


HS trả lời và giải bài toán trên bảng. Cả lớp theo dõi và nhận xét.
Hoạt động 2. (25’) Tìm hiểu Mối liên hệ giữa gia tốc góc và momen lực.
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
- Nêu vấn đề: Trong chuyển -Phân tích tìm hiểu lại nội
động của chất điểm, gia tốc

Nội dung

ur
r F
của chất điểm và lực tác dụng dung phương trình: a =
m

1) Momen lực đối với một trục quay.

có mối liên hệ được diễn tả

d(m): tay đòn của lực.

bằng định luật II Niutơn

F(N): lực tác dụng

ur
r
F
a = . Trong chuyển động
m

M (N.m) mô men lực

M = F.d

M > 0: nếu có tác dụng làm vật quay
theo chiều (+).

quay của vật rắn, giữa gia tốc

M < 0:… ngược lại.

góc và momen lực có mối
liên hệ thế nào?
- Nêu các câu hỏi gợi ý để - Thảo luận nhóm, trả lời H1:
Để vật quay càng mạnh:
HS phát hiện vấn đề.
H1 Tác dụng lực lên vật rắn + Tăng dần độ lớn của lực.
để vật quay quanh một trục + Thay đổi sao cho phương
cố định, ta có thể thay đổi các của lực không qua trục quay
yếu tố nào để vật quay càng và có giá càng xa trục quay.
- Khảo sát chuyển động quay

mạnh?

2) Mối liên hệ giữa gia tốc góc và
GV hướng dẫn HS trả lời câu của vật trên mp ngang theo
momen lực:
hỏi C1 (bằng nội dung câu hỏi hình 2.1. Trả lời câu hỏi H2.
uur M : tổng các momen lực tác dụng
H1)
+ Thành phần pháp tuyến Fn
lên toàn bộ vật rắn. (ngoại lực)
- Cho HS xem mô hình theo làm vật chuyển động trên
M = ∑ M i = ∑ ( mi ri 2 )γ
hình 2.1. Giới thiệu chi tiết đường tròn nhưng không làm
i
i
và cho quả cầu quay để HS thay đổi tốc độ góc.

Lưu ý:
uu
r
quan sát. Nêu câu hỏi gợi ý:
Mô men của các nội lực bằng không.
Ft thành phần này gây nên gia
H2. Vì sao không quan tâm
tốc tiếp tuyến, tức là có biến
uur
đến lực pháp tuyến Fn trong đổi tốc độ góc.
chuyển động của quả cầu?

- Thảo luận nhóm, xây dựng

- Hướng dẫn HS lập luận, phương trình (2.6)
xây

dựng

hệ

thức:

M = ∑ Mi
i

Hoạt động 3. (10’) Tìm hiểu: Momen quán tính.

9

Hoạt động của GV
- Nêu câu hỏi gợi ý:

Hoạt động của GV

Nội dung
3) Momen quán tính:

H1. Phương trình:

-Thảo luận nhóm, tìm hiểu ý a) Định nghĩa: Mô men quán tính I

M = ∑ M i = ∑ ( mi ri 2 )γ

nghĩa vật lí đại lượng

i

i

∑m r

i i

i

2

.

Rút ra nhận xét gì về ý nghĩa Trả lời câu hỏi H1, H2.
vật lí của đại lượng

∑m r

i i

i

2

?

đối với một trục là đại lượng đặc
trưng cho mức quán tính của vật rắn
trong chuyển động quay quanh trục

+Có ý nghĩa tương tự khối ấy
lượng m trong phương trình F

H2. Đại lượng dùng đặc trưng = ma.
cho vật rắn về phương diện

2
b) Biểu thức: I = ∑ mi ri
i

gì?

+Đặc trưng cho mức quán tính c) Công thức tính momen quán tính
-Nêu vài VD để HS hiểu tính của vật quay.
của một số vật đồng chất đối với
ì của vật đối với chuyển động

trục đối xứng (trục qua khối tâm

quay quanh một trục, từ đó -Tiếp nhận khái niệm mo- vật)
+ Thanh có tiết diện nhỏ, độ dài l:
2
I = ∑ mi ri 2 :
I
=
m
r
giới
thiệu
∑
i
i
men quán tính
i
i

momen quán tính của vật
quay.

-Thảo luận, trả lời H3.

I=

1 2
ml
12

+ Vành tròn, bán kính R:I = mR2.

1
H3. Nhận xét gì về độ lớn của Dự kiến HS không phát hiện
+ Đĩa tròn mỏng: I = mR 2
2
momen quán tính của một vật được, GV trình bày.

2
5

rắn? Nêu đơn vị của momen +Độ lớn I phụ thuộc khối + Khối cầu đặc: I = mR 2
quán tính.

lượng của vật rắn; sự phân bố

2

2
-Giới thiệu công thức tính I khối lượng gần hay xa trục + Khối cầu rỗng I = 3 mR
của một số vật đồng chất đối quay.
+ Chất điểm cách trục quay r: I =
với trục đối xứng. (trục qua
mr2.

khối tâm G)
Hoạt động 4. (5’) Vận dụng, củng cố - Hướng dẫn về nhà.
- Yêu cầu HS giải các bài tập 7,8 SGK trang 14.

- Ôn tập kiến thức dạng khác của định luật II Niu tơn ,định luật bảo toàn động lượng
- So sánh các đại lượng tương ứng của chuyển động quay và chuyển động tịnh tiến.
IV. Rút kinh nghiệm – Bổ sung:
……………………………………………………………………………………………………………
…………….
……………………………………………………………………………………………………………
…………….
……………………………………………………………………………………………………………
…………….……………………………………………………………………

10


Tiết 4
III. Tổ chức các hoạt động dạy học:
Hoạt động 1. (5’) Kiểm tra.
GV nêu nội dung kiểm tra:
H1. Mô men quán tính là gì? Nó đặc trưng cho tính chất gì của chuyển động quay? Nó phụ thuộc vào
yếu tố nào?
H2. Viết pt động lực học của chất điểm. Nêu ý nghĩa của các đại lượng trong phương trình.
HS trả lời và giải bài toán trên bảng. Cả lớp theo dõi và nhận xét.
Hoạt động 2. (10’) Tìm hiểu: Phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục.
Hoạt động của GV
H1. Với khái niệm

Hoạt động của HS

Nội dung

momen quán tính hãy

4)Phương trình động lực học của vật rắn

viết lại dạng khác của

quay quanh một trục cố định:

phương trình:

-Thảo luận nhóm:

M = ∑ ( mi ri 2 )γ

+Viết pt: M = I.γ

M = I .γ

i

Nhận xét:

+Nhận xét: giống dạng

pt: F = ma.
-Giới thiệu pt: M = I.γ
Hoạt động 3. Bài tập ví dụ (25’):

Hoạt động của GV
Hoạt động của GV
*GV giới thiệu bài toán -Đọc nội dung bài toán.

Nội dung
Thùng nước chịu tác

VD.
Thảo luận nhóm, phân dụng của trọng lực mg
Nêu câu hỏi gợi ý:
tích chuyển động của và lực căng  của sợi
T
H1. Hình trụ và thùng nước hình trụ và thùng nước. dây.
chuyển động thế nào? Viết -Trả lời câu hỏi gợi ý.
pt chuyển động.


Q


 T'
Mg T

Áp dụng định luật II

+ Thùng nước chuyển Newton cho chuyển
H2. Gia tốc tịnh tiến của động tính tiến.
động tịnh tiến của



mg

Hình 7. Các lực
tác dụng vào ròng
rọc
và
thùng

thùng và gia tốc chuyển + Hình trụ chuyển động thùng nước, ta có :
nước.
động quay của hình trụ quay quanh một trục cố mg − T = ma
(1)
liên hệ thế nào?
định.
Ròng rọc chịu tác dụng của trọng lực
- Vậy phải áp dụng định


Mg , phản lực Q của trục quay và lực
-GV hướng dẫn HS cách luật nào cho các vật đó?

căng T ' của sợi dây (T’ = T).
vận dụng phương pháp

Lực căng T ' gây ra chuyển động quay
động lực học, các công
thức và phương trình động

cho ròng rọc. Momen của lực căng dây

11


lực học của chuyển động


T ' đối với trục quay của ròng rọc là :

quay để giải các bài toán.

M = T ' R = TR .

Lưu ý cách vận dụng tốt

Áp dụng phương trình động lực học cho

các pt và cách giải để tìm

chuyển động quay của ròng rọc, ta có :

kết quả.

TR = Iγ (2)

*Yêu cầu chuẩn bị ở nhà:

Gia tốc tịnh tiến a của thùng nước liên

-Giải bài tập SGK trang

hệ với gia tốc góc γ của ròng rọc theo hệ

14.
-Ôn tập bài: Định luật bào

thức : γ =

toàn động lượng ở lớp 10.

a
(3)
R

Từ (2) và (3) suy ra : T =

Iγ
Ia
= 2 (4)
R R

Thay T từ (4) vào (1), ta được :
mg −

Ia
= ma ⇒ a =
R2

mg
I
m+ 2

R

=

1
I 

1 +
2 
 mR 

g

Hoạt động 4. (5’) Vận dụng, củng cố - Hướng dẫn về nhà.
- Yêu cầu HS giải các bài tập 1,2,3,4,5,6 SGK trang 14.
- Ôn tập kiến thức Định luật II Niu tơn để vận dụng giải bài tập ở tiết sau.
- So sánh các đại lượng tương ứng của chuyển động quay và chuyển động tịnh tiến.
IV. Rút kinh nghiệm – Bổ sung:
……………………………………………………………………………………………………………
…………….
……………………………………………………………………………………………………………
…………….
……………………………………………………………………………………………………………
…………….……………………………………………………………………

12


BÀI TẬP

Ngày soạn:
Ngày dạy:
Tiết dạy:5
I MỤC ĐÍCH
I.1 Về kiến thức
Luyện tập vận dụng các công thức về động lực học vật rắn trong chuyển động quay.
I.2 Kĩ năng
Rèn luyện kỹ năng giải bài tập về động lực học vật rắn trong chuyển động quay.
II CHUẨN BỊ
II.1 Giáo viên
Chuẩn bị bài tập về động lực học vật rắn trong chuyển động quay.
II.2 Học sinh
Ôn tập các kiến thức về động lực học vật rắn trong chuyển động quay.
III PHƯƠNG PHÁP
Thảo luận nhóm.
Dạy học khám phá có hướng dẫn.
Diễn giảng, đàm thoại.
IV HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
IV.1 Dự kiến các tình huống
HĐ 1: Nhận thức vấn đề cần nghiên cứu.
HĐ 2: Giải các bài tập về động lực học vật rắn trong chuyển động quay.
HĐ 4: Củng cố được kiến thức nội dung bài học.
IV.2 Tiến trình dạy học
Hoạt động 1. Bài tập 1
Hoạt động của GV
-Giới thiệu bài toán số 1:

Hoạt động của HS
- Hs ghi chép và trả lời

-Hướng dẫn HS phân tích và câu hỏi của Gv:

Nội dung
Bài 1: Vị trí góc của một điểm trên

giải bài toán bằng gợi ý:

mép của một đĩa mài đang quay được
cho bởi phương trình: ϕ = 5+4t+3t2

H1: Đĩa mài chuyển động như +CĐ quay Nhanh dần đều

(rad, s)

13


thế nào?

a)Tính vận tốc góc lúc t=2s và lúc

H2: So sánh phương trình đã + ω0 = 4rad / s γ = 6rad / s 2

t=4s?

cho với phương trình tổng quát

b) Tính vận tốc góc trung bình trong

để tìm ω0 và γ

+ Góc quay được là

khoảng thời gian ∆ t = 2s tính từ thời

-H3: Góc quay được là đại

∆ϕ = ϕ − ϕ 0

điểm ứng với t =2s.

lượng nào? Góc quay trong 4 s +

c) Góc quay của đĩa quay được trong
thời gian 4s và trong giây thứ 4?

và giây thứ 4 xác định như thế

Giải:

nào?

a)có ω = ϕ ' = 4 + 6t
t=2s thì ω =16ad/s
t=4s thì ω =28rad/s
b)ϖ =

ω1 + ω2
= 22rad / s vì quay
2

biến đổi đều.
c) trong 4s thì ϕ 4 = 69rad / s
trong 3s thì ϕ 3 = 44rad / s
trong giây thứ 4
∆ϕ = ϕ 4 − ϕ 3 = 25rad / s
Hoạt động 2. Bài tập 2
Hoạt động của GV
-Giới thiệu bài toán 2

Hoạt động của HS
-HS đọc và phân tích đề.

Nội dung
Bài 2: Một ròng rọc có bán kính R =

Nêu câu hỏi gợi ý

Ròng rọc( Đĩa tròn) đồng 20cm, có khối lượng 2kg. . Lúc đầu

H1: Momen phát động tính chất:

ròng rọc đang quay đều với vận tốc

bằng công thức nào?

góc ω 0 = 2(rad/s).

M = 2kg; R = 20cm.

H2: Momen quán tính của ròng
rọc tính bằng công thức nào?

xứng của nó. để tăng tốc độ quay của
-Thảo luận, chọn công
thức giải bài toán.

H3: Giả thiết nào của bài toán -Cá nhân luyện tập và trình
cho phép xác định được gia tốc bày kết quả.
góc?
- Tính tốc độ góc sau 3s là tính
giá trị nào ? ta phải làm gì?

quanh trục đối

ròng rọc người ta tác dụng vào ròng
rọc một lực không đổi F = 1,2N tiếp
tuyến với vành. Bỏ qua mọi sức cản.
Tính tốc độ của ròng rọc sau 3s tính từ
lúc có lực tác dụng,
Giải

-Phân tích phần trình bày và

AD I =

cách giải của HS. Cho HS

Có

1
mR 2 = 0,04kg .m 2
2
M = Iγ

nhận xét kết quả.

14


Hoạt động của GV

Hoạt động của HS

Nội dung
M F .R
⇒γ =
=
= 6rad , s 2
I
I
ADCT ω = ω0 + γt = 20rad / s

Hoạt động 3. Bài tập 3
Hoạt động của GV
-Giới thiệu bài toán số 2

Hoạt động của HS
Hs ghi chép và

Nội dung
Bài 2: Một ròng rọc có hai rãnh,

-Hướng dẫn HS phân tích và

trả lời câu hỏi

rãnh ngoài có bán kính R = 20cm,

giải bài toán bằng gợi ý:

của Gv:

Rãnh trong có bán kính r = 15cm,

H1: Có mấy vật chuyển động + Có 3 vật

momen quán tính của vật là

và chuyển động như thế nào?

I=0,5kgm2.Mỗi rãnh có một dây

chuyển

H2: Phân tích các lực tác dụng động

m1

vào từng vật và cho biết tác

dây mang vật m1=400g và m2 =
600g, Cho g = 10m/s2 , bỏ qua mọi

dụng của các lực hay mô men
lực đó

không dãn quấn vào đầu dưới của

m2

+ m1 và m2

ma sát, biết dây không trượt trên

chuyển động thẳng ròng

ròng rọc. Tính :

H3: Viết phương trình động lực rọc quay
học cho các chuyển động + AD Định luật II Niu

a) gia tốc chuyển động của vật m1

tương ứng đó

b) Gia tốc góc của ròng rọc?

tơn cho m1 và m2
+ AD phương trình

M = I .γ cho ròng rọc

+ Kết hợp với điều kiện
giữa gia tốc góc và gia
tốc tiếp tuyến suy ra lời
giải

và m2?
Gợi ý:
- Phân tích lực vào từng vật
- So sánh mô men của T1 và T2 rồi
chọn chiều dương.
- AD định luật II NIu tơn F=m.a
Và M = I .γ cho từng vật.
- kết hợp với điều kiện γ =

a1 a 2
=
r
R

Tìm kết qủa
Hoạt động 4. 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 học tập ở nhà.Ôn tập kiến thức động lượng và momen lực, định luật bảo toàn

momen động lượng.

15


IV. Rỳt kinh nghim B sung:

.

.
Bi 3 MễMEN NG LNG NH LUT BO TON MOMEN NG LNG

Ngy son:
Ngy dy:
Tit dy:6
I MC CH
I.1 V kin thc
Nêu đợc momen động lợng của một vật đối với một trục là gì và viết đợc
công thức tính momen này.
Phát biểu đợc định luật bảo toàn momen động lợng của một vật rắn và
viết đợc hệ thức của định luật này.

I.2 K nng
Vận dụng đợc định luật bảo toàn momen động lợng đối với một trục
II CHUN B
II.1 Giỏo viờn
Chun b mt s bi tp vớ d v momen ng lng.
II.2 Hc sinh
ễn tp cỏc kin thc v ng lng v nh lut bo ton ng lng Vt lý 10.
III PHNG PHP

Dy hc khỏm phỏ cú hng dn.
Din ging, m thoi, tho lun nhúm.
IV HOT NG DY HC
IV.1 D kin cỏc tỡnh hung
H 1: Nhn thc vn cn nghiờn cu.
H 2: Tỡm hiu khỏi nim momen ng lng.
H 3: Tỡm hiu nh lut bo ton momen ng lng.
H 4: Cng c c kin thc ni dung bi hc.
IV.2 Tin trỡnh dy hc
Hot ng 1. (10) Kim tra bi c:

16


GV nêu câu hỏi:
- Câu số 2 và 5 của SGK trang 14.
- Nêu một bài tập:Một bánh xe có momen quán tính đối với trục cố định là 6kgm 2, đang đứng yên thì
chịu tác dụng của một momen lực 30N.m.Bỏ qua mọi lực cản. Sau bao lâu, kể từ lúc bắt đầu quay,bánh
xe đạt tốc độ góc 100 rad/s
HS được kiểm tra thực hiện trên bảng.
GV nhận xét, phê điểm.
Hoạt động 2. (10’) Tìm hiểu khái niệm: MOMEN ĐỘNG LƯỢNG
Hoạt động của GV
-Hướng dẫn HS lập pt động

Hoạt động của HS

lực học của vật rắn quay

a) Dạng khác của phương

quanh một trục cố định theo

-Xây dựng phương trình:

momen quán tính và tốc độ

M = Iγ =

góc của vật rắn bằng các câu
hỏi gợi ý:

d (Iω )
như SGK theo
dt

hướng dẫn của GV.

cố định. Biến đổi theo tốc độ
góc ω vật đạt được.
H2. Nhận xét gì về ý nghĩa của

trình động lực học của vật rắn
quay
M = I.γ (1)
γ=

H1. Viết pt động lực học của
vật rắn quay quanh một trục

Nội dung
1) Momen động lượng:

-Phân tích bảng 3.1 tìm hiểu ý
nghĩa vật lí đại lượng
L = Iω

đại lượng vật lí L = Iω ?

dω
dt

I không đổi.

(2)

Từ (1) và (2): M =

d (Iω)
dt

Đặt L = Iω từ (3) ⇔ M =

(3)
dL
dt

b) Đại lượng L =Iω( Đặc
trưng cho chuyển động quay
về mặt động lực học) gọi là

-Viết pt: F = ma = m

momen động lượng của vật

dv d (mv) dp
=
=
dt
dt
dt

rắn đối với trục quay.

Hướng dẫn HS tìm hiểu L =

Đơn vị: kgm2/s

Iω
Hoạt động 3. (10’) Tìm hiểu ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN MOMEN ĐỘNG LƯỢNG
Hoạt động của GV
-Nêu câu hỏi gợi ý.
H1. Từ pt: M =

dL
dt

Hoạt động của GV
-Thảo luận, trả lời câu hỏi H1.

Nội dung
2) Định luật bảo toàn momen

dL
= 0 ⇒ L = hs
dt

động lượng:

Nếu M = 0 thì momen động
lượng L có đặc điểm gì?

tổng các mô men lực tác dụng
Thảo luận tìm hiểu:

-Giới thiệu định luật bảo toàn a) Nếu
momen động lượng.

a) Nội dung định luật: Nếu

I = hs ⇒ ω = hs; ω = 0

lên một vật rắn( hay hệ vật)
đối với một trục bằng không
thì tổng mô men động lượng

H2. Trường hợp vật có I đối L = hs

của vật rắn ( hay hệ vật) dối

với trục quay không đổi, vật b) Nếu I1 ≠ I2 ⇔ L1 = L2

với trục đó được bảo toàn.

17


Hoạt động của GV
chuyển động thế nào?

Hoạt động của GV
⇒ ω1 ≠ ω2

Nội dung
b) Các trường hợp đặc biệt:
I=const ⇒ ω 1 = ω 2 vật

H3. Trường hợp I đối với trục Phân tích C3, C4

- Nếu

quay thay đổi, để L = hs vật

đứng yên hoặc quay đều

rắn quay thế nào?

-

Hướng dẫn trả lời C3, C4.

⇒ I1ω1 = I 2ω2

Nếu

I

thay

đổi

- Với hệ vật có thể cả I và ω
thay đổi khi đó

∑ Iω = const .

Hoạt động 4. (10’). Vận dụng-Củng cố:
Hoạt động của GV
-Giới thiệu bài toán 2, 3 của

Hoạt động của HS

Nội dung
Bài 2. hình 3.3
L1 = I1ω1 + I2ω2

SGK trang 17. Nêu gợi ý:

H1: Viết biểu thức momen -Thảo luận nhóm, giải hai bài L1 = I1ω + I2ω = (I1+I2)ω
động lượng của hệ trong hai toán.

Vì L1 = L2⇔ (I1+I2)ω = I1ω1 +

trường hợp.

I2ω2

H2: Bỏ qua ma sát, trong hai -Đại diện nhóm, trình bày kết

⇒ Đáp án B.

trường

hợp

momen

động quả.

lượng của hệ thế nào? Suy ra
tốc độ góc của hệ theo yêu cầu
bài toán.

Bài 3.
-Người dang tay L1 = I1ω1
-Người co tay L2 = I2ω2
Luôn có: I1ω1 = I2ω2

I2 < I 1

→ ω2 > ω1 . Chọn A.
Hoạt động 5. (5’) Hướng dẫn về nhà.
- Hướng dẫn HS ôn tập 3 bài bằng bảng tóm tắt chương trang 26.
- Ôn tập lại: ĐỘNG NĂNG ở Vật lí 10. Chuẩn bị bài học số 4.
IV. Rút kinh nghiệm – Bổ sung:
……………………………………………………………………………………………………………
…………….
……………………………………………………………………………………………………………
…………….
……………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………

18


Bi 4 NG NNG CA VT RN QUAY QUANH MT TRC C NH

Ngy son:
Ngy dy:
Tit dy:7
I MC CH
I.1 V kin thc
Viết đợc công thức tính động năng của vật rắn quay quanh một trục.

I.2 K nng
Giải đợc các bài tập về động năng của vật rắn quay quanh một trục
cố định.
II CHUN B
II.1 Giỏo viờn
V hỡnh 4.1 SGK.

II.2 Hc sinh
ễn tp kin thc v ng nng v bin thiờn ng nng Vt lý 10.
III PHNG PHP
Nghiờn cu ti liu tham kho, SGK.
Dy hc khỏm phỏ cú hng dn.
Din ging, m thoi, tho lun nhúm.
IV HOT NG DY HC
IV.1 D kin cỏc tỡnh hung
H 1: Nhn thc vn cn nghiờn cu.
H 2: Tỡm hiu v ng nng ca vt rn quay quanh mt trc c nh.
H 3: Gii c mt s bi tp v ng nng ca vt rn quay quanh mt trc c nh.
H 4: Cng c c kin thc ni dung bi hc.
IV.2 Tin trỡnh dy hc
Hot ng 1. (10) Kim tra:

19


GV Nêu câu hỏi kiểm tra và gọi HS kiểm tra. Yêu cầu cả lớp theo dõi và phân tích kết quả trình bày
của HS được kiểm tra.
? Phát biểu định luật bảo toàn momen động lượng.
? Vận dụng giải thích hình ảnh vận động viên nhảy cầu. Giải bài tập 4 SGK trang 17.
HS: Giải bài toán và trả lời câu hỏi.
Hoạt động 2. (20’) Lập biểu thức: Động năng của vật rắn quay quanh một trục.
Hoạt động của GV
-Giới yêu cầu của bài học:
(SGK)

Hoạt động của HS

Nội dung
1) Biểu thức động năng của vật

-Quan sát hình 4.1. Thảo rắn quay quanh một trục:

-Cho HS xem hình 4.1 để luận, rút ra nhận xét.
giới thiệu cho HS thấy mỗi + Mỗi phân tử trên vật có

Wñ =

1 2
Iω
2

phần tử quay có một động một động năng. Cá nhân lập *Lưu ý: Wđ của vật rắn quay quanh
năng.
Nêu câu hỏi gợi ý:
H1. Động năng của vật rắn
quay quanh trục được xác
định thế nào?
H2. Viết biểu thức xác định
động năng của vật rắn
quay quanh một trục? Kết
luận?
-Hướng dẫn HS trả lời câu
hỏi C1, C2.

Wñi =

+Động năng của vật rắn

1 2
mvi với
2

mi vi2 = mi ( ω ri )

Wñ =

định lí động năng theo hướng
dẫn của GV.
A = Mϕ = Iγϕ (1)

năng chuyển động tịnh tiến.

Wñ = Wñq + Wñt

A=

2
2
Ta có: ω2 − ω1 = 2γϕ

và

bao gồm động năng quay và động

-Định lí động năng:

Ta có: A = F.S = F.R.ϕ

(1)

L2
2I

-Động năng toàn phần của vật rắn:

2

+Chứng minh công thức của

-Lưu ý thêm HS hai trường Từ
hợp để giải bài toán.

một trục còn tính bằng:

biểu thức tính.

(2)

(2)
⇒

1 2 1 2
I ω2 − I ω1
2
2

A: công của ngoại lực

1
1
A = Iω 22 − I ω12
2
2

bao gồm 2 dạng Wđq và
Wđt.
+Định lí động năng.
Hoạt động 3. (10’) Giải bài tập áp dụng.
Hoạt động của GV
Hoạt động của GV
* Cho HS đọc SGK, mô tả -Đọc đề bài và phân tích nội
bài toán và nêu câu hỏi gợi dung bài toán.
ý

Nội dung
Bài giải của SGK.

-Trả lời câu hỏi gợi ý.

H1. Khi vận động viên
thay đổi tư thế thì momen -Cá nhân giải bài toán và
quán tính của người đối trình bày kết quả.

-Động năng hệ ban đầu:

20

với trục quay thế nào? Vì

Wñ1 =

sao?

1
1
I1ω02 = I ω02 (1)
2
2

-Tốc độ góc hệ lúc sau:

H2. Tốc độ góc của người
lúc cuối thế nào? Vì sao?

I ω0 = ( I1 + I 2 ) ω = 2 I ω

Dùng công

⇒ ω0 = 2ω

thức nào để

tính động năng của người?

-Đọc, phân tích nội dung và -Động năng lúc sau:

* Cho HS đọc và phân tích thảo luận, giải bài toán.
nội dung bài tập số 3 SGK
trang 21.

Wñ2 =

1
( I1 + I 2 ) ω 2 = I ω 2 (2)
2

1
2

Từ (1) và (2): Wñ2 = Wñ1

-Hướng dẫn HS lập biểu
thức tính động năng hệ
trong hai trường hợp.
-Tính tốc độ góc của hai
đĩa lúc sau.
-So sánh hai động năng.
Hoạt động 4. (5’) Hướng dẫn ôn tập-chuẩn bị bài mới.
- Yêu cầu HS giải các bài tập SGK trang 21.
- Ôn tập cả chương và chuẩn bị tốt kiến thức đễ vận dụng giải bài tập ở tiết sau.
+ Viết đúng tất cả phương trình và công thức.

+ So sánh các đại lượng tương ứng của chuyển động quay và chuyển động tịnh tiến.
IV. Rút kinh nghiệm – Bổ sung:
……………………………………………………………………………………………………………
…………….

……………………………………………………………………………………………………………
…………….
……………………………………………………………………………………………………………
……………...…………………………………………………………………

21


Bài 5 BÀI TẬP VỀ ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN
Ngày soạn:
Tuần dạy:
Tiết dạy:8
I.Mục tiêu:
1) Kiến thức:
- 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. 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. Giải bài tập số 1.

22


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 +HS phân tích, tóm tắt nội ωo = 0; ∆t1 = 10s
dung bài: Tìm I khi biết γ

dung bài toán.

ω1 = 15 rad/s

và M tác dụng lên vật.
-Hướng dẫn HS phân tích -Thảo luận nhóm, cử đại diện

⇒ γ1 =

ω1 − ω0

= 1,5rad / s 2
∆t1

và giải bài toán bằng gợi ý: trình bày kết quả câu a)

-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
xe chuyển động thế nào?

-Phân tích, tính toán theo yêu ⇒ γ 2 =

ω2 − ω1
= −0, 5rad / s 2
∆t2

H2: Trong mỗi giai đoạn, cầu.
hãy viết công thức, phương
trình thích hợp cho chuyển -Ghi nhận đóng góp của bạn,
nhận xét, đánh giá của GV.

động.

b) Momen quán tính của bánh xe:
M = I.γ

⇒I =

-Cần lưu ý HS: giá trị đại

M
γ

(1)

số của M cho từng giai
-Xác định tổng momen lực

đoạn chuyển động.

H3: Trong suốt quá trình tác dụng vào bánh xe.
chuyển

động,

những (HS sẽ sai lầm khi tính

momen lực nào tác dụng?

Mms

= 0,25 Mi > 0 )

Nhận xét.

* Nếu M = M1 + Mms
Với Mms = -0,25M1
Thì γ = γ 1 = 1,5 rad/s2
⇒ I = 10 kg.m2
* Nếu M = Mms = -5 Nm

-Hướng dẫn HS tìm I có
thể dùng momen lực tổng -Thảo luận, chọn giá trị tốc
hợp M hoặc momen của độ góc ω thích hợp.
lực Fms, chú ý γ của từng ω = ωI = 15rad/s

γ = γ2
⇒ I = 10 kg.m2
c) Động năng quay của bánh xe
(đầu giai đoạn quay chậm dần đều)

giai đoạn.

1
2

Wđ = I ω12 = 1,125 J
H4: Hãy viết công thức
tính động năng của bánh
xe quay quanh trục. Ở đây
tốc độ góc có giá trị nào?
Hoạt động 3. Giải bài tập số 2.

Hoạt động của GV

Hoạt động của HS

Nội dung

23


Hoạt động của GV
-Giới thiệu bài toán 2 (15’)

Hoạt động của HS
-HS đọc và phân tích đề.

Nêu câu hỏi gợi ý

Đĩa tròn đồng chất:

H1: Momen hãm tính bằng M = 1kg; R = 20cm.
công thức nào?

Nội dung
a)Momen hãm.
M = I.γ với

γ=

ω 2 − ω02
= −5rad / s 2

2ϕ

H2: Momen quán tính đĩa -Thảo luận, chọn công thức

ω = 0

Trong đó ω0 = 10rad / s
tròn tính bằng công thức giải bài toán.
ϕ = 10rad

nào?
-Cá nhân luyện tập và trình

H3: Giả thiết nào của bài bày kết quả.
toán cho phép xác định -Ghi nhận cách giải bằng

I=

1
mR 2 = 0, 02kg.m2
2

được gia tốc góc?

định lí động năng. ∆Wđ = A

⇒ M = -0,1 N.m

-Phân tích phần trình bày

1
0 − I ω02 = Fc S với S = R.ϕ
2

b)Thời gian:

và cách giải của HS. Cho
HS nhận xét kết quả.

-Hướng dẫn HS giải bài
toán bằng cách áp dụng

1
− I ω02 = Fc S .ϕ
2
1 2
− I ω0 = M .ϕ
2
1 I ω02
⇒M =−
2 ϕ

từ ω = 0; ω0 = 10 rad/s
γ = -5 rad/s
Tìm t =

ω − ω0
= 2s
γ

định lí động năng.
Hoạt động 4. Giải bài tập số 3.
Hoạt động của GV

Hoạt động của HS

Nội dung

*Giới thiệu, hướng dẫn bài Vẽ hình, phân tích nội dung
toán số 3

bài toán.

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

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

ω0 = 0.
t = 2s được ϕ = 2.2π (rad)

chuyển động quay của vật
rắn.

a) Gia tốc góc của ròng rọc:

-Thảo luận nhóm, xác định

1
ϕ = γ t 2 tìm :
công thức, phương trình phù Áp dụng
2
-Hướng dẫn giải bài toán
hợp với chuyển động của γ = 2πrad/s2 = 6,28rad/s2
bằng câu hỏi gợi ý.
mỗi vật.
b) Gia tốc của hai vật:
H1: Phân tích lực tác dụng
-Suy nghĩ, trả lời các câu hỏi Gia tốc của hai vật bằng gia tốc
lên mỗi vật trong hệ.

24


-Lưu ý HS: dây không trượt hướng dẫn.

bằng gia tốc tiếp tuyến của điểm

trên ròng rọc: a = Rγ và -Cá nhân luyện tập, trao đổi trên vành ròng rọc.
ròng rọc quay nhanh dần nhóm, trình bày kết quả.
đều vì a và γ không đổi.

a = Rγ = 0,628 m/s2

-Thảo luận nhóm, viết pt c) Lực căng của dây ở hai bên ròng

H2. Góc quay của ròng rọc ĐLH cho chuyển động tịnh rọc:
ur uu
r
r
trong 2 vòng và thời gian tiến của vật A, chuyển động -Vật A: P + TA = ma
quay liên hệ bằng công thức quay của ròng rọc.
Hay P – T = ma
A

nào?

→ TA = P - ma = 9,17N

H3. Nhận xét gì về gia tốc
của hai vật và gia tốc tiếp
tuyến của một điểm trên
vành ròng rọc? Liên hệ giữa
at và γ xác định bằng biểu
thức nào?

M TA + M TB = I γ

-Ròng rọc:

(TA − TB ) R = I γ
⇒ TB = TA − I

γ
R

Thay số: TB = 6,03 N
Vì TA = TB: ròng rọc có khối lượng

đáng kể.
H4. Phương trình ĐLH áp -Một HS lên bảng thực hiện
d) Nếu không có ma sát:
dụng cho chuyển động của tính toán TA, TB.
TB = ma.
vật A và ròng rọc có dạng
Vì TB > ma. Có ma sát.
thế nào?
Ta có TB – Fms = ma
-Hướng dẫn HS viết
→ Fms = TB – ma ,Fms = µ.N =
phương trình chuyển động
µmg.
cho 2 vật, thực hiện những
-Dự đoán (m của ròng rọc Tìm µ = 0,55
tính toán theo yêu cầu.
uur
uur đáng kể)
Chú ý M của TA và TB
-HS viết pt ĐLH cho vật B.
ngược chiều nhau.
TB = ma
H5. TA > TB. Nhận xét gì?
TB > ma. Nêu nhận xét.

H6. Viết pt ĐLH cho vật B
trường hợp không có ma
sát. Nhận xét.
-Hướng dẫn tính Fms → hệ
số ma sát.
Hoạt động 5. Củng cố. Hướng dẫn chuẩn bị ở nhà.
2) 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.

25