Chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định

Tiết : 01 Tuần : 01
Ngày soạn : 08/08/09 Lớp : 12
Chương I : ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN
Bài 01 CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH
I . MỤC TIÊU BÀI HỌC
1 . Kiến thức: Hiểu được khái niệm vật rắn và chuyển động quay của vật rắn; hiểu được khái niệm tọa
độ góc, tốc độ góc và gia tốc góc.
2 . Kĩ năng: 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
3 . Thái độ: Vận dụng được các công thức trong chuyển động quay đều, chuyển động quay biến đổi đều
để giải toán
II . CHUẨN BỊ
1 . Giáo viên: Con quay, chong chóng, …
2 . Học sinh: Dụng cụ học tập
III . TIẾN TRÌNH HOẠT ĐỘNG
1 . Ổn định, tổ chức
2 . Bài cũ
Câu hỏi: Kể tên các loại chuyển động thẳng? Thế nào là chuyển động tịnh tiến?
3 . Bài mới
Hoạt động 1: Tìm hiểu chuyển động quay và khái niệm tọa độ góc
Hoạt động của trò Trợ giúp của giáo viên Ghi bảng
Nêu các đặc điểm của chuyển
động quay?
Thảo luận: Tìm cách xác định vị
trí điểm M trên vật rắn khi quay?
Cho học sinh quan sát chuyển
động của con quay, chuyển động
của chong chóng, ..
Chú ý:
ϕ
có thể dương hoặc âm

tùy vào chiều dương đã chọn
1. Tọa độ góc
Chuyển động quay có hai đặc
điểm:
Mỗi điểm chuyển động trên
một đường tròn …
Mọi điểm của vật đều quay
cùng một góc trong cùng một
khoảng thời gian.
Tọa độ góc là vị trí của vật tại
mỗi thời điểm được xác định
bằng góc
ϕ
giữa mặt phẳng
quay P và mặt phẳng cố định
0
P
Hoạt động 2: Tìm hiểu khái niệm tốc độ góc
Hoạt động của trò Trợ giúp của giáo viên Ghi bảng
ϕ
ϕ
ϕ
ϕ
= =
= =
= =
= =







0 0
1 1
0 0
1 1
0 ; 2
Chuyeån ñoäng 1:
1 ; 5
0 ; 1
Chuyeån ñoäng 2:
1 ; 6
t s rad
t s rad
t s rad
t s rad
Nếu xét trong khoảng
∆
t
rất nhỏ
thì
ϕ ϕ
ϕ
ω
−
∆
= =
− ∆
1 0

1 0
tb
t t t
được viết
lại như thế nào?
So sánh hai chuyển động quay
trong cùng một khoảng thời gian
Giúp học sinh đưa ra hai khái
niệm tốc độ góc trung bình và
tốc độ góc tức thời
2. Tốc độ góc
a. Tốc độ góc trung bình: Tốc độ
góc trung bình của vật rắn:
ϕ ϕ
ϕ
ω
−
∆
= =
− ∆
1 0
1 0
tb
t t t
b. Tốc độ góc tức thời:
ϕ
ω ϕ
= = '( )
d
t

dt

Hoạt động 3: Từ khái niệm tốc độ góc xây dựng khái niệm gia tốc góc
Hoạt động của trò Trợ giúp của giáo viên Ghi bảng
Nhắc lại định nghĩa gia tốc ?
Thảo luận: Làm thế nào để biết
vật rắn quay nhanh chậm?
So sánh tốc độ của hai chuyển
động quay trong cùng một
khoảng thời gian
3. Gia tốc góc
a. Gia tốc góc trung bình: gia tốc
góc trung bình của vật rắn:
Giáo viên : Nguyễn Hồng Thạch
ω
ω
ω
ω
= =
= =
= =
= =






0 0
1 1

0 0
1 1
0 ; 2rad/s
Chuyeån ñoäng 1:
1 ; 5rad/s
0 ; 1rad/s
Chuyeån ñoäng 2:
1 ; 6rad/s
t s
t s
t s
t s
Giúp học sinh đưa ra hai khái
niệm gia tốc góc trung bình và
gia tốc góc tức thời
ω ω
ω
γ
−
∆
= =
− ∆
1 0
1 0
tb
t t t
b. Gia tốc góc tức thời:
ω
γ ω
= = '( )

d
t
dt

Hoạt động 4: Xác định các phương trình động học của chuyển động quay
Hoạt động của trò Trợ giúp của giáo viên Ghi bảng
Tìm ra điểm khác nhau giữa
chuyển động quay đều và chuyển
động quay biến đổi đều?
Giúp học sinh so sánh tương
quan giữa các đại lượng động
học trong chuyển động tịnh tiến
và trong chuyển động quay. Từ
các công thức động học trong
chuyển động tịnh tiến suy ra các
công thức động học trong
chuyển động quay
Chú ý:
Chuyển động quay nhanh dần
đều:
ωγ
> 0
Chuyển động quay chậm dần
đều:
ωγ
< 0
4. Các phương trình động học
của chuyển động quay
a. Chuyển động quay đều:
Đặc điểm:

ω γ
= ; =0const
Công thức:
ϕ ϕ ω
= +
0
t
b. Chuyển động quay biến đổi
đều:
Đặc điểm:
γ
= const
Công thức:
ω ω γ
ϕ ϕ ω γ
γ ϕ ϕ ω ω
= +
= + +
− = −
0
2
0
2 2
0 0
1
2
2 ( )
t
t t
Hoạt động 5: Tìm hiểu liên hệ giữa vận tốc, gia tốc của các điểm trên vât quay

Hoạt động của trò Trợ giúp của giáo viên Ghi bảng
Nhắc lại công thức liên hệ giữa
tốc độ dài và tốc độ góc?
Viết công thức tính gia tốc
hướng tâm và gia tốc tiếp tuyến
của chuyển động tròn?
HDHS: Giữa gia tốc pháp tuyến
và gia tốc tiếp tuyến liên hệ nhau
bỡi công thức
t n
a a a= +
r ur uur
5. Vận tốc và gia tốc của các
điểm trên vật quay
a. Liên hệ:
ω
=v r
b. Gia tốc:
Gia tốc pháp tuyến:
ω
= =
2
2

n
v
a r
r
Gia tốc tiếp tuyến:
ω ω

γ
= = = =
( )
t
dv d r d
a r r
dt dt dt
Gia tốc toàn phần:
t n
a a a= +
r ur uur
Mà
t n
a a⊥
ur uur
nên
2 2
t n
a a a= +
Suy ra:
2 4
a r
γ ω
= +
2
tan
t
n
a
a

γ
α
ω
= =
4 . Củng cố: Đặc điểm của chuyển động quay, các đại lượng trong chuyển động quay
5 . Bài tập về nhà: Trả lời câu 1, 2, 3 tr 8 sgk
Làm bài tập 1,2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 tr 9 skg
6 . Hướng dẫn bài mới: Xây dựng công thức tính momen động lượng của vật rắn quay quanh trục.
Giáo viên : Nguyễn Hồng Thạch
t
a
ur
n
a
uur
a
r
n
a
uur