Giáo án Vật lý 12 nâng cao - TIẾT 2-3 PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH I/ MỤC TIÊU: - Viết được CT tính mô men quán tính của một vật rắn đối với một trục quay và nêu được ý nghĩa vật lý của đại lượng này. - Vận dụng kiến thức về mô men quán tính để giải thích một số hiện tượng vật lý liên quan đến CĐ quay của vật rắn. - Hiểu được cách xây dựng phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định và viết được phương trình M=I γ . - Giả được các bài toán cơ bản về CĐ quay của vật rắn. II/ CHUẨN BỊ: 1/ Giáo viên: - Hình vẽ minh hoạ về chuyển động quay của vật rắn. - Bảng momen quán tính của một số vật rắn đặc biệt. 2/ Học sinh : Ôn lại mô men lực, phương trình ĐLH của chất điểm F = m.a và ý nghĩa của k.lượng. III/ KIỂM TRA BÀI CŨ: - Nêu sự tương ứng giữa các đại lượng góc trong CĐQ và các đại lượng dài trong CĐ thẳng. - Viết các PTĐLH của CĐQ biến đổi đều của vật rắn quanh một trục cố định. - Viết CT tính gia tốc tiếp tuyến, gia tốc hướng tâm của một điểm CĐ tròn không đều. IV/ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC HĐ CỦA GIÁO VIÊN HĐ CỦA HỌC SINH NỘI DUNG KIẾN THỨC - Yêu cầu hs nhắc lại kiến thức về mômen -Học sinh tái hiện kiến thức và trả lời. 1/Mối liên hệ giữa gia tốc góc và mômen lực a/ Mômen lực đối với trục quay. lực đã học ở lớp 10. Quy ước về dấu của m,ômen lực. - Hướng dẫn học sinh xây dựng biểu thức tính mômen lực td lên một chất điểm, lên một vật. -Học sinh theo dõi sách giáo khoa, hướng dẫn của giáo viên và ghi chép. -Học sinh thảo luận và trả lời. - Mô men của lực F r nằm trong một mặt phẳng vuông góc với một trục quay. M = Fd. - Chọn chiều quay của vật làm chiều dương và quy ước mô men lực có giá trị dương nếu nó có td làm cho vật quay theo chiều đã chọn và ngược lại. b/ Mối liên hệ giữa gia tốc góc và mômen lực. - Mômen lực td lên một chất điểm liên hệ với gia tốc góc bằng p.trình: 2 i i i M =(m r ) γ (1) - Mômen lực td lên toàn bộ vật rắn bằng tổng các mômen lực td lên các chất điểm của vật rắn: 2 i i i i i M= M =( m r ) γ   (2) -Trong p.trình F = ma đại lượng m có ý nghĩa như thế nào ? - Thông báo cho học sinh một số CT tính mô men quán tính của một số vật đồng chất . - So sánh ý nghĩa của m và 2 i i i m r  trong CĐ quay của vật rắn quanh một trục cố định. - Học sinh thảo luận và trả lời. - Học sinh thảo luận và trả lời. 2/ Mômen quán tính - Phương trình (2) cho th ấy với cùng mômen lực M td, vật rắn nào có 2 i i i m r  lớn thì gia tốc góc γ càng nhỏ nghĩa là trong CĐQ, vật có quán tính lớn. - Đại lượng 2 i i i I= m r  đặc trưng cho mức quán tính của vật quay và gọi là mômen quán tính, nó có vai trò như khối lượng m trong phương trình F = ma. - Mômen quán tính I đối với một trục là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật rắn trong CĐQ quanh trục ấy. - Độ lớn của mômen quán - Độ lớn của mômen quán tính phụ thuộcvào những gì ? Đơn vị của nó ? -Yêu cầu học sinh suy ra PT ĐLH của vật rắn quay quanh một trục cố định. - Hướng dẫn học sinh giải bài tập - Học sinh thảo luận và trả lời. - Học sinh theo dõi SGK, lắng nghe hướng dẫn và ghi bài. tính I phụ thuộc vào khối lượng của vật rắn và sự phân bố khối lượng xa hay gần trục quay. - Đơn vị của mômen quán tính là kgm 2 . 3/ Phương trình ĐLH của vật rắn quay quanh một trục cố định. - Phương trình M=I γ gọi là PTĐLH của vật rắn quay quanh một trục cố định. 4/ Bài tập ví dụ. - Áp dụng ĐL 2 Niu-Tơn cho CĐ tịnh tiến của thùng nư ớc : mg – T = ma - Áp dụng PTĐLH cho CĐ quay của hình trụ M TR I = = g ví dụ trong sách giáo khoa. - Hệ thức giữa gia tốc dài và gia tốc góc: a R g = 2 I Ia T R R g ® = = 2 Ia mg ma R ® - = 2 2 mg 1 a g I I m 1 R mR Þ = = æ ö ÷ ç + + ÷ ç ÷ ç è ø V/ CỦNG CỐ - DẶN DÒ - Tóm lược kiến thức trọng tâm của bài, hướng dẫn HS trả lời các câu hỏi sau bài học. yêu cầu HS về làm các BT 1,2,3,4,5,6,7,8 sau bài học. . Giáo án Vật lý 12 nâng cao - TIẾT 2-3 PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH I/ MỤC TIÊU: - Viết được CT tính mô men quán tính của một vật rắn đối với một trục. dựng phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định và viết được phương trình M=I γ . - Giả được các bài toán cơ bản về CĐ quay của vật rắn. II/ CHUẨN BỊ: 1/ Giáo viên: -. lượng của vật rắn và sự phân bố khối lượng xa hay gần trục quay. - Đơn vị của mômen quán tính là kgm 2 . 3/ Phương trình ĐLH của vật rắn quay quanh một trục cố định. - Phương trình M=I γ