Giáo Án Mới
Cộng tác viên
- Xu
- 0
CHƯƠNG I: ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN
Tiết 1: CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH
( Tiết 1)
Tiết 1: CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH
( Tiết 1)
I. MỤC TIÊU :
1. Kiến thức:
- Nêu được vật rắn và chuyển động tịnh tiến của một vật rắn là gì.
- Nêu được đặc điểm chuyển động của vật rắn quay quanh một trục cố định
- Nêu được khái niệm toạ độ góc, tốc độ góc.
- Viết được biểu thức của tốc độ góc, gia tốc góc và nêu được đơn vị đo tốc độ góc, gia tốc góc.
- Viết được các phương trình động học của chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định.
- Viết được 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.
2. Kỹ năng:
- Vận dụng 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.
- Áp dụng giải các bài tập đơn giản.
3. Thái độ:
II. CHUẨN BỊ :
1. Giáo viên : Các tranh vẽ 1.1; 1.2; 1.3
2. Học sinh : Ôn các phương trình động học của chuyển động tịnh tiến
III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC:
Hoạt động 1: Ổn định tổ chức và vào bài mới.
Hoạt động của HS | Hoạt động của GV |
| Trả lời câu hỏi kiểm tra của Gv Thực hiện theo yêu cầu của GV | Tạo tình huống học tập :Khi vật rắn chuyển động tịnh tiến thì mọi điểm của vật có quỹ đạo như nhau. Vì thế muốn khảo sát chuyển động tịnh tiến của vật rắn chỉ cần xét chuyển động của một điểm bất kì của nó. Vậy đối với chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định thì quy luật chuyển động và mối liên hệ giữa các đại lượng đặc trưng như thế nào? Gv nhận xét. |
Hoạt động 2: Hình thành các khái niệm các đại lượng đặc trưng của vật rắn quay quanh một trục
Hoạt động của HS | Hoạt động của GV | Kiến thức |
| + Trả lời câu C1 + Dựa vào hình vẽ. Nêu hai đặc điểm của chuyển động của vật rắn quay quanh một trục cố định + Vị trí của một vật rắn tại mỗi thời điểm được xác định bằng góc j giữa một mp động P gắn với vật và mp cố định Po + + Phát biểu định nghĩa tốc độ góc tức thời bằng đạo hàm theo thời gian của tọa độ góc. + + Phát biểu định nghĩa gia tốc góc tức thời bằng đạo hàm theo thời gian của tốc độ góc. | + Xét một vật rắn quay quanh một trục (HV 1.1) + Câu C1 + Chuyển động này có đặc điểm gì ? + Trong chuyển động tròn tọa độ của điểm M được xác định như thế nào? Khi nào thì tọa độ dương? Khi nào thì tọa độ âm? + Vị trí của một vật rắn tại mỗi thời điểm được xác định như thế nào ? (Dựa vào HV 1.1) + Chọn chiều dương là chiều quay của vật Ở thời điểm t, tọa độ góc của vật rắn là j, ở thời điểm t +có tọa độ góc j + + Tốc độ góc trung bình của vật rắn sau khoảng thời gian ? Hướng dẫn - Góc quay của vật sau khoảng thời gian ? - Công thức tính tốc độ góc trong chuyển động tròn? + Khi Dt nhỏ dần và tiến tới đến 0 thì tốc độ góc trung bình trở thành tốc độ góc tức thời. = Hãy phát biểu định nghĩa tốc độ góc tức thời . Ở thời điểm t, tốc độ góc của vật rắn là , ở thời điểm t +có tốc độ góc + + Gia tốc góc trung bình của vật rắn sau khoảng thời gian ? + Khi Dt nhỏ dần và tiến tới đến 0 thì gia tốc góc trung bình trở thành gia tốc góc tức thời. = Hãy phát biểu định nghĩa tốc độ góc tức thời . | 1. Tọa độ góc Đặc điểm của vật rắn quay quanh một trục cố định : + Mỗi điểm trên vật vạch một đường tròn nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục quay, có bán kính bằng khoảng cách từ điểm đó đến trục quay, có tâm ở trên trục quay. + Mọi điểm của vật đều quay được cùng một góc trong cùng một khoảng thời gian. Tọa độ góc + Vị trí của một vật rắn quay quanh một trục cố định được xác định bằng tọa độ góc j của vật: góc giữa một mp động P gắn với vật và mp cố định Po. Qui ước chọn chiều dương sao cho j >0 + Nếu vật chỉ quay theo một chiều và chọn chiều dương là chiều quay của vật thì khi đó j > 0 2. Tốc độ góc : + Tốc độ góc tức thời (gọi tắt là tốc độ góc) là một đại lượng đặc trưng cho sự biến đổi nhanh hay chậm của vật rắn quay quanh một trục ở thời điểm t và được xác định bằng đạo hàm bậc nhất của tọa độ góc theo thời gian. = + Đơn vị của tốc độ góc là rad/s. 3. Gia tốc góc + Gia tốc góc tức thời (gọi tắt là gia tốc góc) của vật rắn quay quanh một trục ở thời điểm t là đại lượng đặc trưng cho sự biến thiên của tốc độ góc ở thời điểm đó và được xác định bằng đạo hàm của tốc độ góc theo thời gian. = + Đơn vị của gia tốc góc là rad/s2. |
| HS thảo luận nhóm và trình bày + x = x0 + v.t + x = xo + vot + a.t2 + v = vo + a.t + v2 – vo2 = 2as + Khi vật rắn quay thì mỗi điểm của vật có cùng j, w, γ + v = w.r + an = | + Viết phương trình chuyển động của chuyển động thẳng đều và suy ra phương trình chuyển động của chuyển động quay đều? + Viết các phương trình động học trong chuyển thẳng biến đổi đều suy ra phương trình chuyển động của chuyển động quay biến đổi đều? + Nếu vật quay theo một chiều nhất định và chọn làm chiều dương thì với gia tốc góc như thế nào thì chuyển động quay đều, quay biến đổi đều, quay nhanh dần, quay chậm dần. + Tổng quát: * γ=0: chuyển động quay đều. * γ= hằng số: chuyển động quay biến đổi đều. * w. γ>0: chuyển động quay nhanh dần * w. γ<0: chuyển động quay chậm dần + Khi vật rắn quay thì mỗi điểm của vật ( trừ trên trục quay) có j, w, γ như thế nào? + Nêu công thức liên hệ giữa vận tốc dài và vận tốc góc trong chuyển động tròn có bán kính r? + Nêu công thức liên hệ giữa gia tốc hướng tâm và vận tốc trong chuyển động tròn đều + Nếu vật rắn quay đều thì mỗi điểm trên vật rắn có gia tốc hướng tâm liên hệ với vận tốc dài và vận tốc góc như thế nào? + Nếu vật rắn quay không đều thì mỗi điểm trên vật rắn có gia tốc liên hệ với vận tốc dài và vận tốc góc như thế nào? - Hướng dẫn học sinh phân tích thành hai thành phần: vuông góc và tiếp tuyến. | 4. Các phương trình động học của chuyển động quay a) Chuyển động quay với tốc độ góc không đổi (w = hằng số): chuyển động quay đều Chọn t = 0 lúc j = jo j = jo + wt b) Chuyển động quay với gia tốc góc không đổi (γ = const): chuyển động quay biến đổi đều + Chọn t = 0 lúc j = jo và w = wo. Ta có w = wo + γt j = jo + wot + γt2 w2 - = 2 γ(j - jo) + Khi γ=0, ta có phương trình của chuyển động quay đều. + Nếu vật quay theo một chiều nhất định và w tăng theo thời gian (γ>0): chuyển động quay nhanh dần. Nếu w giảm theo thời gian (γ<0): chuyển động quay chậm dần. 5. Vận tốc và gia tốc của các điểm trên vật rắn chuyển động quay : Gia tốc của một điểm chuyển động tròn bao gồm gia tốc hướng tâm và gia tốc tiếp tuyến . + Gia tốc hướng tâm đặc trưng cho biến đổi vận tốc về phương. + Gia tốc tiếp tuyến đặc trưng cho biến đổi vận tốc về độ lớn. = + Với :at = = r. = r. γ an = an = a = hợp với bán kính r góc : |
| Hoạt động của HS | Hoạt động của GV |
| Thực hiện theo yêu cầu của giáo viên Hs ghi nhớ nhiệm vụ học tập Bài tập về nhà: 4,5,6,7 trong SGK. Ôn lại kiến thức lớp 10 (mômen lực, phương trình động lực học của chất điểm, ý nghĩa khối lượng). | Yêu cầu học sinh đọc tiếp phần còn lại của bài học và trả lời các câu hỏi và bài tập sgk: Câu C5, C6. Các bài tập 1,2,3 |
IV. RÚT KINH NGHIỆM
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
