Bài 1. CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH

Chia sẻ: Kata_5 Kata_5 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

Thêm vào BST

Báo xấu

161
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Hiểu được các khái niệm: tọa độ góc, tốc độ góc, gia tốc góc. - Viết được các phương trình của chuyển động quay Bàiến đổi đều. - Nắm vững công thức liên hệ giữa tốc độ góc, tốc độ dài, gia tốc góc, gia tốc dài của một điểm trên vật rắn. 2) Kĩ năng: - Bàiết vận dụng các công thức của chuyển động thẳng Bàiến đổi đều để lập các phương trình động học của chuyển động quay. - Giải được các bài toán áp dụng nội dung bài học. ...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài 1. CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH

Bài 1. CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH. I.Mục tiêu: 1) Kiến thức: - Hiểu được các khái niệm: tọa độ góc, tốc độ góc, gia tốc góc. - Viết được các phương trình của chuyển động quay Bàiến đổi đều. - Nắm vững công thức liên hệ giữa tốc độ góc, tốc độ dài, gia tốc góc, gia tốc dài của một điểm trên vật rắn. 2) Kĩ năng: - Bàiết vận dụng các công thức của chuyển động thẳng Bàiến đổi đều để lập các phương trình động học của chuyển động quay. - Giải được các bài toán áp dụng nội dung bài học. II. Chuẩn bị: 1) GV: - Vẽ trước hình vẽ của SGK. - Một mơ hình vật rắn quay quanh một trục cố định. 2) HS: - Có đủ SGK. - Ôn tập phần: Động học chất điểm lớp 10.
III. Tổ chức các hoạt động dạy học: Tiết 1. Hoạt động 1: (5’) TÌNH HUỐNG HỌC TẬP. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nu hai cu hỏi gợi ý, xy dựng nội dung cần Thảo luận, trả lời nội dung cu hỏi: 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 trn vật. Vì khi vật chuyển động tịnh tiến, mọi điểm tr ên vật có quỹ đạo giống hệt nhau. của một vật thế nào? Vì sao? Cho HS quan st mơ 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 bằng cách nào? động 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 KHI NIỆM TỌA ĐỘ GÓC. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung Bài học Sau khi cho HS xem mơ hình + Quan st thm hình 1) Tọa độ góc: vật rắn quay quanh một trục, nu (1.1)-SGK. Trả lời cu Chuyển động quay quanh một trục v phn tích khi HS trả lời bằng cu
hỏi gợi ý: hỏi. bất kì cố định của một vật rắn có hai đặc điểm: H1 (hình 1.1) Khi vật quay -Mỗi điểm trên vật vạch nên một quanh trục Az thì cc điểm M, N -Nội dung trả lời phải đường trịn nằm trong mp vuông trên vật sẽ chuyển động thế nào? trng với nội dung SGK góc với trục quay, tâm trên trục H2 Trong cùng một khoảng thời trình by. quay bán kính bằng khoảng cách gian, góc quay của các điểm M, từ điểm đó đến trục quay. N khác nhau trên vật có giá trị -Mọi điểm trên vật đều quay được thế nào? -Phải phát hiện 2 đặc cùng một góc trong cùng một điểm của chuyển động. H3 Khi quay, vị trí của vật có khoảng thời gian. thể xác định bằng đại lượng nào? + Tìm hiểu vị trí gĩc  Giảng nội dung: Khái niệm tọa giữa hai mp(Po) cố định độ góc  với điều kiện phải và mp(P) di động. -Vị trí của vật tại mỗi thời điểm chọn một chiều dương và một được xác định bằng góc  tạo bởi mp mốc (P o), một mp(P) gắn một mp động (P) và mp(Po) cố liền với vật chuyển động quay. định (gọi là toạ độ góc) H4 Khi vật rắn quay quanh trục, -Sự Bàiến thin của gĩc  theo thời vật rắn thế no? Sự Bàiến thin gian cho ta Bàiết qui luật chuyển của gĩc  theo thời gian cho ta -Thảo luận, tìm hiểu động quay của vật. Bàiết gì về chuyển động quay được: của vật? +  thay đổi theo thời  giới thiệu tọa độ góc . gian khi vật quay. + Dng gĩc  để xác định vị trí của vật vào một thời điểm bất kì. Hoạt động 3. (10’) Tìm hiểu khi niệm TỐC ĐỘ GÓC.
Cu hỏi gợi ý: -Thảo luận nhĩm. 2) Tốc độ góc: H1 Để đặc trưng cho mức +Với chuyển động tịnh tiến: Đại lượng đặc trưng cho mức độ dùng tốc độ dài  tọa độ dài quay nhanh, chậm của vật rắn. độ nhanh hay chậm của chuyển động tính tiến, ta x. Thời điểm t  gĩc . dùng khái niệm gì? Mức của  Chuyển động quay có vị trí độ nhanh, chậm Thời điểm t + t     chuyển động quay dùng xác định bằng tọa độ góc. khái niệm gì đặc trưng?  Dùng tốc độ góc để đặc a) Tốc độ góc trung bình: H2 Thế nào là tốc độ góc trưng.   tb  trung bình? Tốc độ góc t -Xy dựng tb; tt theo SGK. tức thời? b) Tốc độ góc tức thời: -Phát Bàiểu định nghĩa: SGK. -Hướng dẫn HS xây dựng  d  từ tốc độ trung bình, tức   lim  +Thảo luận nhĩm, trả lời cu hỏi t dt t 0 thời của chuyển động C2. thẳng. c) Định nghĩa tốc độ góc tức thời: -Tìm gĩc quay ứng với 450 là đại lượng đặc trưng cho mức độ -Nu cu hỏi C2 SGK. vịng:  = 2.450 nhanh hay chậm của chuyển động quay của vật rắn quanh một trục ở H3 Hy so snh tốc độ góc -Tìm thời gian quay 450 vịng: thời điểm t và được xác định bằng của các điểm A, B … trên t = 1’ = 60” đạo hàm của toạ độ góc theo thời vật cách trục quay khoảng gian. r1, r2 …  -Tìm    47 rad / s t d) Đơn vị: rad/s (cu hỏi ny nu sau khi HS trả lời cu hỏi C2 SGK) -Xác định A = B = … Vì A = B = … tA = tB = … Hoạt động 4. (15’) Tìm hiểu KHI NIỆM GIA TỐC GĨC.
-Cu hỏi gợi ý: -Trả lời cu hỏi gợi ý: 3) Gia tốc gĩc: Khi vật rắn quay +Cơ sở gia tốc atb, att của +Thời điểm t, vận tốc góc o H1 không đều, tốc độ góc chuyển động thẳng  gia tốc thay đổi. Để đặc trưng gĩc trung bình, gia tốc gĩc tức +Thời điểm t + …o+  cho sự Bàiến thiên nhanh thời. a) Gia tốc gĩc trung bình:  tb   hay chậm của tốc độ góc, t -Thảo luận nhĩm, trả lời C3. ta đưa ra khái niệm gì? tốc gĩc tức b) Gia Thế no l gia tốc gĩc Phn tích: o = 0. H2  d  thời:   lim  trung bình? Gia tốc gĩc t dt t  0 Sau t = 2s:  = 10rad/s tức thời? -Định nghĩa: là đại lượng đặc trưng   0  5rad / s 2 Cĩ phải dấu của gia tốc Tìm  tb  cho sự Bàiến thin của tốc độ góc ở t gĩc cho ta Bàiết vật rắn thời điểm t và được xác định bằng quay nhanh dần hay đạo hàm của tốc độ góc theo thời chậm dần khơng? gian.. -Đơn vị: rad/s2 -Nu cu hỏi C3 (SGK) 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 Bàiểu định nghĩa và viết Bàiểu thức: Tốc độ góc trung bình, tốc độ góc tức thời. - Gia tốc gĩc trung bình, gia tốc gĩc 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. Tiết 2. 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 4) Các phương trình động học của sự tương ứng giữa các đại chuyển động quay: lượng góc trong chuyển -Tìm hiểu nội dung của bảng Hai trường hợp: động quay và đại lượng 1.1 dài trong chuyển động Thảo luận nhĩm. 1.Chuyển động quay đều: thẳng thông qua bảng 1.1- SGK. -Trả lời cu hỏi H1: ( = hằng số) -Nu cu hỏi gợi ý: +  không đổi: vật chuyển + Chọn t =0 lc mp(P) lệch mp(Po) động quay đều. gĩc o. H1 Xét hai dạng chuyển động quay của vật rắn có: +  không đổi: chuyển động o: tọa độ góc lúc t = 0. quay không đều, quay Bàiến -Tốc độ góc không đổi. + Tọa độ góc vào thời điểm t: đổi đều. -Gia tốc góc không đổi.  = o + t -Thảo luận nhĩm, nhớ lại: Nêu tính chất của hai loại
chuyển động trn. +Thẳng đều: 2.Chuyển động quay Bàiến đổi đều: v = hs. H2 Trong hai trường hợp  = hằng số. của chuyển động thẳng x = xo + vt   0   t đều, thẳng Bàiến đổi đều,  t2 các pt có dạng thế nào?    0  t  +Thẳng Bàiến đổi đều: 2 Hy suy ra cc pt chuyển 2 2   0  2   0  động quay của vật rắn a = hs. quanh một trục cố định. +  v  cng dấu: . > 0: quay v = vo + at nhanh dần. So snh dấu của  H3 at 2 trong hai trường hợp: x  x0  v0t  +  v  tri dấu: . < 0: quay chậm 2 dần. v 2  v0  2as 2 -Quay nhanh dần. -Quay chậm dần. *Cần lưu ý: xt dấu của   Các phương trình cho v  mới xác định tính chất chuyển động quay. của chuyển động. -Trả lời H3. Hoạt động 2. (20’) Thơng tin về: VẬN TỐC VÀ GIA TỐC CỦA ĐIỂM TRÊN VẬT QUAY Nu cu hỏi gợi ý: 1) Tốc độ dài của một điểm chuyển động trên quỹ đạo trịn: v = r. Nhắc lại công thức -Trả lời cu hỏi gợi ý. H1  liên hệ giữa tốc độ góc và v của mỗi điểm 2) Vật quay đều. tốc độ dài của một điểm chỉ thay đổi hướng, độ lớn không chuyển động tr ên quỹ đạo -Từ chuyển động trịn đều,
trịn bn kính r. HS nhắc lại cc cơng thức : đổi. v  r Mỗi điểm của vật có gia tốc hướng 2 v tâm:   2r an  r H2 Khi vật rắn quay đều, v2 mỗi điểm tr ên vật chuyển  2r an  r động với vận tốc, gia tốc có hướng và độ lớn thế -Thảo luận nhóm. Vẽ các 3.Vật rắn quay không đều: mỗi điểm   nào? vo v v ở hai thời chuyển động trịn khơng đều. vectơ  điểm to, t bất kì  a hướng  a : hướng vào bề lm quỹ đạo tạo với vào bề lm quỹ đạo. bán kính góc .     Khi vật rắn quay H3 a  an  at -Phn tích  a của -Phn tích hình 1.6. không đều, vectơ    các điểm trên vật có an  v : đặc trưng sự thay đổi về + -Thảo luận nhĩm, suy tìm kết hướng thế nào?  quả. hướng của v : gia tốc p tuyến. v2   2r an  r    + at có phương của v : đặc trưng H4 Khi vectơ gia tốc a  cho sự thay đổi về độ lớn của v : gia của điểm trên vật tạo với tốc tiếp tuyến. bán kính một góc , tìm  a thế no? độ lớn vectơ at  v '   r  '   ' r Hay at   r -Hướng dẫn HS phân tích hình 1.6. +Độ lớn gia tốc a: a  an2  at2  a : tạo một gĩc  với + Hướng của Tổng hợp hai thnh H5   bn kính: a , ta được a có phần của
 độ lớn v hướng xác định at tan   2 an  thế nào? Hoạt động 3. (10’) Củng cố - Dặn dị: 1) Cho HS tự giải Bài tập trắc nghiệm số 2 SGK trang 9. 2) Gọi 2 HS ln bảng giải dồng thời hai Bài tốn: 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. - Xem lại Bài Momen lực SGK lớp 10. IV. Rt kinh nghiệm.