Giáo án Vật lí lớp 12: Động năng của vật rắn quay quanh một trục cố định.

Tieuthuyet

S.Moderator
Tiết 7: ĐỘNG NĂNG CỦA VẬT RẮN QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH


I. MỤC TIÊU:

1. Kiến thức:


- Biết được khi một vật rắn quay quanh một trục thì có động năng.

- Viết được công thức tính động năng của vật rắn quay quanh một trục.

- Viết được biểu thức định lý động năng đối với vật rắn quay quanh một trục.

2. Kĩ năng:

- So sánh các đại lượng tương ứng trong biểu thức của động năng trong chuyển động quay và động năng trong chuyển động tịnh tiến.

- Giải được các bài tập đơn giản về động năng của vật rắn quay quanh một trục cố định.

- Vận dụng kiến thức để giải thích một số hiện tượng thực tế về ứng dụng của động năng quay.

3. Thái độ:

- Tình cảm: có hứng thú với bộ môn.

II. CHUẨN BỊ:

1. Chuẩn bị của thầy:
Tranh vẽ 4.1; 4.2

2. Chuẩn bị của trò: Ôn lại công thức động năng & biểu thức định lý động năng của vật chuyển động tịnh tiến

III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC:

Hoạt động 1: Ổn định tổ chức và kiểm tra bài cũ


Hoạt động của HS
Hoạt động của GV
Trả lời câu hỏi kiểm tra của Gv
Thực hiện theo yêu cầu của GV

Nêu câu hỏi
1) Mômen động lượng của một vật đối với một trục là gì và viết được công thức tính mômen này.
2) Phát biểu được định luật bảo toàn mômen động lượng của một vật rắn và viết được hệ thức định luật này.
3) Dùng tranh vẽ 4.2
Một vận động viên trượt băng quay quanh một trục thẳng đứng với tốc độ góc 15rad/s2 với hai tay dang ra, mômen quán tính của người lúc này đối với trục quay là 1,8kg.m2. Sau đó người này đột ngột thu tay lại dọc theo thân người, trong khoảng thời gian nhỏ tới mức có thể bỏ qua ảnh hưởng của ma sát với mặt băng. Mômen quán tính quán tính của người lúc đó giảm đi 3 lần so với lúc đầu. Tính tốc độ góc của người lúc đó.
Gv nhận xét.
Tạo tình huống học tập: Tại sao trong động cơ bốn kì thì chỉ có một kì sinh công nhưng vẫn chạy đều?
Hoạt động 2: Xây dựng công thức tính động năng của vật rắn quay quanh một trục

Hoạt động của HSHoạt động của GVKiến thức












+ HS thảo luận nhóm

vi = ri
Wđ =
Wđ =



+ Wđ =
= =
Với :
I = là momen quán tính của vật rắn đối với trục quay.
+ Động năng của vật rắn quay quanh một trục bằng tổng động năng của tất cả các phần tử tạo nên vật; được đo bằng nửa tích số của momen quán tính của vật và bình phương vận tốc góc của vật đối với trục quay đó
- Đơn vị của Wđ (J)

- HS thảo luận nhóm

+ Cùng , I càng lớn thì Wđ càng lớn
+ Wđ = & L = I
Wđ =
Đặt vấn đề: Khi vật chuyển động tịnh tiến thẳng với vận tốc v thì vật có động năng là . Vậy khi vật chuyển động quay với tốc độ gócthì có động năng không và nếu có thì công thức tính như thế nào?

Xét vật rắn quay quanh một trục cố định với tốc độ góc (HV 4.1).
- Viết biểu thức động năng của chất điểm i của vật có khối lượng mi và cách trục quay một khoảng ri.
Hướng dẫn:
+ Tốc độ dài của chất điểm i?
+ Công thức động năng của chất điểm chuyển động có vận tốc v?




- Viết công thức tính động năng của vật rắn.
Hướng dẫn: Động năng của vật rắn quay quanh một trục bằng tổng động năng của tất cả các phần tử tạo nên vật.





- Nêu kết luận .



- Trong hệ thống đo lường quốc tế đơn vị của động năng là gì ?
- Cho hs thảo luận nhóm trả lời các câu hỏi
+ C1
+ C2
1. Động năng của vật rắn quay quanh một trục :













Động năng của vật rắn quay quanh một trục bằng tổng động năng của tất cả các phần tử tạo nên vật; được đo bằng nửa tích số của momen quán tính của vật và bình phương vận tốc góc của vật đối với trục quay đó.
Wđ =
Với :
I =
là momen quán tính của vật rắn đối với trục quay
- Đơn vị của Wđ (J)
Hoạt động 3: Viết công thức định lý động năng đối với vật rắn chuyển động quay
- HS thảo luận nhóm
+ Độ biến thiên động năng của vật bằng công của ngoại lực tác dụng lên vật.
Wđ2 – Wđ1 = A
- = A

+ - = A



- Phát biểu và viết biểu thức định lý động năng đối với vật chuyển động tịnh tiến thẳng




- So sánh các đại lượng trong chuyển động tịnh tiến và chuyển động quay hãy viết biểu thức định lý động năng đối với chuyển động quay
2. Định lý biến thiên động năng :
Độ biến thiên động năng của một vật bằng tổng công của các lực tác dụng lên vật.
DWđ = A.
Đối với vật quay quanh một trục:
DWđ = = A
Hoạt động 4: Vận dụng công thức động năng của vật rắn quay quanh một trục

+ Wđ1 = = 202,5J
+ Từ Wđ =
= 3
= 3= 607,5J
Bài tập áp dụng SGK
- Động năng lúc đầu?

- Động năng lúc sau?







- Tại sao trong động cơ bốn kì thì chỉ có một kì sinh công nhưng vẫn chạy đều?
Trong kì sing công, công này làm tăng động năng của bánh đà. Trong 3 chu kì kia động năng của quay của nó đã dự trữ cung cấp cho động cơ
Bài tập áp dụng
Hoạt động5 : Củng cố,dặn dò

Hoạt động của HSHoạt động của GV
Thực hiện theo yêu cầu của giáo viên
Hs ghi nhớ nhiệm vụ học tập


Bài tập về nhà:
Các bài tập 4,5,6,7 trong SGK. Ôn kiến thức Chương I qua Phiếu học tập . Đọc bài 5
Yêu cầu học sinh nêu nội dung chính của bài học.
- Các bài tập 1,2,3 trong SGK
IV. RÚT KINH NGHIỆM

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
- Nguồn : tổng hợp
 

Đính kèm

Bài Trước

Giáo án Vật lý lớp 12: Momem động lượng, định luật bảo toàn momem động lượng.

Bài Tiếp

Giáo án Vật lí lớp 12 - Chương II : Dao động cơ.
Top