GIÁO ÁN MÔN LÝ: Bài 4. PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH

Chia sẻ: Abcdef_52 Abcdef_52 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

Thêm vào BST

Báo xấu

130
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Biết cách xây dựng phương trình động lực học vật rắn. Hiểu được khái niệm momen động lượng là đại lượng động học đặc trưng cho chuyển động quay của một vật quanh một trục.  Thuộc và hiểu được công thức về momen động lượng của vật rắn và các đại lượng chứa trong công thức đó.  Hiểu định luật bảo toàn momen động lượng và áp dụng để giải thích một số hiện tượng trong đời sống....

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: GIÁO ÁN MÔN LÝ: Bài 4. PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH

Tiết 4 : Bài 4 : PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH. I / MỤC TIÊU :  Biết cách xây dựng phương trình động lực học vật rắn.  Hiểu được khái niệm momen động lượng là đại lượng động học đặc trưng cho chuyển động quay của một vật quanh một trục.  Thuộc và hiểu được công thức về momen động lượng của vật rắn và các đại lượng chứa trong công thức đó.  Hiểu định luật bảo toàn momen động lượng và áp dụng để giải thích một số hiện tượng trong đời sống. II / CHUẨN BỊ : 1 / Giáo viên : Nếu có thể, GV chuẩn bị một số tranh ảnh có liên quan đến momen động lượng như các ảnh trong bài học. Có thể chuẩn bị hình ảnh động về nhào lộn, trượt băng nghệ thuật trên máy tính 2 / Học sinh :
Xem lại phương trình động lực học của chất điểm trên vòng tròn. M = I. III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY – HỌC : Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên GV : Cho học sinh nhắc lại phương Hoạt động 1 : trình động lực học của chất điểm HS : Học sinh lên bảng viết phương trong chuyển động quay quanh một trình động lực học của chất điểm trục. trong chuyển động quay quanh một GV : Hướng dẫn học sinh thiết lập trục : M = I .  phương trình động lực học của vật HS : Học sinh lên bảng viết phương rắn quay quanh một trục. trình động lực học của vật rắn trong GV : Hướng dẫn học sinh nêu ý chuyển động quay quanh một trục : nghĩa vật lý và đơn vị của từng đại M = I. lượng trong công thức trên ? HS : Tự nêu ý nghĩa vật lý và đơn vị của từng đại lượng trong công thức : M = I. GV : Hãy viết phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục Hoạt động 2 : : M = I. + Ta có : GV : Hãy viết công thức xác định
d M = I. gia tốc góc :  = ? dt + Mà : GV : Hướng dẫn học sinh hình khái d niệm moment động lượng ? = dt GV : Hướng dẫn học sinh viết dạng + Ta có : khác của phương trình động lực học của vật rắn chuyển động quay quanh d  I  d M = I. = dt dt một trục. GV : Em hãy cho biết khi M = 0 thì + Đặt : L = I .  : moment động dL lượng. bằng bao nhiêu ? dt dL GV : Em hãy cho biết khi =0 dt Hoạt động 3 : Học sinh tự ghi định thì moment động lượng có đặc điểm luạt bảo toàn moment đọng lượng ! gì ? GV : L = const IV / NỘI DUNG : 1. Phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định : M = I.
Với :  M : momen của các ngoại lực (N.m) I : momen quán tính của vật rắn (kg.m2)   : gia tốc góc của vật rắn (rad/s2)  2. Momen động lượng của vật rắn :  Momen động lượng của vật rắn đối với một trục quay bằng tích số của momen quán tính của vật đối với trục đó và vận tốc góc của vật quay quanh trục đó. L = I.  + I : momen quán tính (kg.m2) +  : vận tốc góc (rad/s) + L : momen động lượng (kg.m2/s)  Momen động lượng luôn cùng dấu với vận tốc góc 3. Định lý biến thiên momen động lượng : Độ biến thiên momen động lượng của một vật rắn trong một khoảng thời gian bằng tổng các xung của momen lực tác dụng lên vật trong khoảng thời gian đó. L = M. t.
Với L : độ biến thiên momen động lượng (kg.m2/s)   M.t : xung của momen lực. 4. Định luật bảo toàn momen động lượng Khi tổng đại số các momen ngoại lực vật lên một vật rắn đối với một trục bằng không (hay các momen ngoại lực triệt tiêu nhau), thì momen động lượng của vật rắn đối với trục đó là không đổi. I1.1 = I2.2  Trường hợp đặc biệt : Trong trường hợp vật rắn có momen quán tính đối với trục quay không đổi thì vật rắn không quay hoặc quay đều quanh trục đó. IV / CỦNG CỐ VÀ DẶN DÒ : Làm câu hỏi trắc nghiệm 1, trả lời câu hỏi 2,3 và các bài tập 1,2,3. Xem bài 5
Tiết 5 : Bài 5 : BÀI TẬP VỀ PHƯƠNG TRÌNH CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC. I / MỤC TIÊU :  Thuộc và sử dụng được các công thức động học và động lực học vật rắn quay quanh một trục cố định.  Nắm bắt được phương pháp giải một bài toán động học và động lực học vật rắn quay quanh một trục.  Qua hai bài mẫu, sử dụng được những điều đã học để giải những bài tập khác. II / CHUẨN BỊ : Sau đây là một vài gợi ý khi giải một bài toán cơ học : 1. Việc học kỹ đầu bài là rất quan trọng. Khi đọc đầu bài cần xác định đối tượng xét là vật (hệ vật) nào. Chú ý đến các lực (do đó momen lực) đặt lên vật. Đối với bài toán thứ nhất vật là bánh xe, nhưng các lực tác dụng lại không cố định. Trong giai đoạn đầu có hai lực (hai momen lực) tác dụng lên bánh xe (trong 5s). Sau đó ngoại lực ngừng tác động, bánh xe vẫn c òn quay. Do đó vẫn có lực ma sát tác dụng. Vậy ta có hai chuyển động với các điều kiện khác nhau tuy rằng c ùng một vật là bánh xe. Bài toán thứ hai đơn giản
hơn, chỉ có hai trọng lực tác dụng lên hệ. Tuy nhiên lại là hai hệ khác nhau : khi không kể đến khối lượng của ròng rọc thì hệ vật chỉ gồm hai trọng vật, còn khi kể đến khối lượng của ròng rọc thì hệ vật gồm ba vật, thêm ròng rọc có trục quay cố định. 2. Sau khi đã xác định rõ đối tượng và các lực tác dụng (momen lực tương ứng) thì viết phương trình động lực học cho từng vật (nếu là hệ vật) hoặc vật. Tùy theo vật có trục quay cố định hay không mà ta áp dụng công thức định luật II Niu-tơn hay công thức về momen lực. Nhớ rằng cần quy định chiều dương của chuyển động (tịnh tiến hay quay) để xác định dấu của lực hay của momen lực tác dụng. 3. Từ phương trình động lực học có thể tính được một (vài) đại lượng liên quan (gia tốc, gia tốc góc, khối lượng, momen quán tính, lực, momen lực). 4. Trường hợp đã biết được (tính được) gia tốc thì có thể sử dụng được các công thức động học để tìm các đại lượng chưa biết (phương trình chuyển động đều, chuyển động biến đổi đều, các công thức liên quan giữa vận tốc, gia tốc, thời gian...). 5. Chú ý rằng các phản lực là các lực thụ động, chỉ xuất hiện khi có lực tác dụng (lực căng của dây, phản lực của mặt đỡ, giá đỡ, lực ma sát tĩnh...) hoặc khi vật chuyển động (lực đàn hồi của lò xo, lực ma sát động...) 6. Giáo viên hướng dẫn học sinh nắm vững các công thức của chuyễn động quay :   = const.
  = o +  t 1 .t2   = o + ot + 2 2 - o2 = 2( - o)   Khi  = 0, ta có phương trình của chuyển động quay đều. III / GỢI Ý VỀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY  HỌC :