Động năng của vật rắn quay quanh trục cố định

Tiết : 06 Tuần : 02
Ngày soạn : 10/08/09 Lớp : 12
Bài 04 ĐỘNG NĂNG CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH
I. MỤC TIÊU BÀI HỌC
1. Kiến thức: Nắm được động năng của vật rắn quay quanh một trục.
2. Kĩ năng: Vận dụng công thức động năng của vật rắn quay quanh một trục để giải một số bài bài. So
sánh được các đại lượng trong chuyển động quay và chuyển động tịnh tiến.
3. Thái độ: Chăm chỉ, cố gắng vươn lên trong học tập
II. CHUẨN BỊ
1. Giáo viên: Chuẩn bị một số vật rắn quay quanh trục
2. Học sinh: Dụng cụ học tập
III. TIẾN TRÌNH HOẠT ĐỘNG
1. Ổn định, tổ chức
2. Bài cũ
Câu hỏi: Viết công thức momen quán tính của vật rắn quay quanh một trục? Viết công thức liên hệ giữa
tốc độ dài và tốc độ góc?
3. Bài mới
Hoạt động 1: Xây dựng công thức tính động năng của vật rắn quay quanh một trục cố định
Hoạt động của trò Trợ giúp của giáo viên Ghi bảng
Nhắc lại công thức tính động
năng của chuyển động?
=
2
ñ
1
2
W mv
Liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ
góc?
v r
ω

=
Thảo luận: Chứng minh
2
1
2
ñ
W I
ω
=
và
2
1
2
ñ
L
W
I
=
Cho học sinh xem một số tranh
ảnh một số vật rắn quay quanh
một trục.
Từ công thức động năng xây
dựng động năng của một chất
điểm của vật rắn quay quanh một
trục
1. Động năng của vật rắn quay
quanh một trục cố định
Xét chất điểm i có khối lượng
i
m

, cách trục quay một đoạn
i
r
.
Khi chất điểm này quay quanh
trục có động năng là
2
ñi
1
2
i i
W m v=
Mà
i i
v r
ω
=
Nên
2 2 2
ñi
1 1
( )
2 2
i i i i
W m r m r
ω ω
= =
Xét vật rắn có n chất điểm; tổng
động năng
( )

2 2
1 1
1
2
n n
ñ ñi i i
i i
W W m r
ω
= =
= =
∑ ∑
Ta có
2
1
( )
n
i i
i
I m r
=
=
∑
Suy ra
2
1
2
ñ
W I
ω

=
Hoạt động 2: Thiết lập định lí biến thiên động năng trong chuyển động quay
Hoạt động của trò Trợ giúp của giáo viên Ghi bảng
Nhắc lại định lí biến thiên động
năng?
ñ
F
W A∆ =
ur
2 1ñ ñ ñ
W W W∆ = −
: Độ biến thiên
động năng
Định lí biến thiên động năng
cũng áp dụng được trong chuyển
động quay
Tương tự như vậy định lí động
năng cũng áp dụng cho vật vừa
chuyển động tịnh tiến vừa vừa
chuyển động quay
2. Định lí biến thiên động năng
Ta có
ñ
F
W A∆ =
ur
Độ biến thiên động năng
2 2
2 1 2 1
1 1

2 2
ñ ñ ñ
W W W I I
ω ω
∆ = − = −
Giáo viên : Nguyễn Hồng Thạch
Hoạt động 3: Giúp đỡ học sinh hoàn thành bài tập áp dụng
Hoạt động của trò Trợ giúp của giáo viên Ghi bảng
Đọc và tóm tắt bài toán
Viết công thức tính động năng
quay của vật rắn?
Thảo luận tính động năng của
vật rắn trong trường hợp sau
HDHS áp dụng định luật bảo
toàn momen động lượng
3. Bài tập áp dụng
Động năng ban đầu
2
1 1 1
1
202,5 J
2
ñ
W I
ω
= =
Động năng lúc sau
2
2 2 2
1

2
ñ
W I
ω
=
Theo định luật bảo toàn momen
động lượng
2 2 1 1
I I
ω ω
=
Suy ra
2 1
3
ω ω
=
Do đó
2 1
3 607,5 J
ñ ñ
W W= =
4. Củng cố: Nắm được công thức tính động năng của vật rắn và áp dụng giải toán
5. Bài tập về nhà: Trả lời câu 1; 2 tr 20 skg
Làm bài tập 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7 tr 21 skg
6. Hướng dẫn bài mới: Chuẩn bị bài tập
Giáo viên : Nguyễn Hồng Thạch