Tiết CT: Ngày dạy: Bài 1CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮNQUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH I. MỤC TIÊU :1. Kiến thức:• Hiểu các khái niệm toạ độ góc, vận tốc góc, gia tốc góc.• Hiểu được khái niệm vật rắn và chuyển động tịnh tiến của vật rắn.• Nắm vững các công thức liên hệ giữa vận tốc góc và vận tốc dài, gia tốc góc và gia tốc dài của mộtđiểm trên vật rắn.2. Kỹ năng: • Áp dụng các công thức liên hệ giữa vận tốc góc và vận tốc dài, gia tốc góc và gia tốc dài giải cácbài tập đơn giản.II. CHUẨN BỊ:1. Giáo viên :• Chuẩn bị hình 1.1, 1.4. • Chuẩn bị thêm các hình vẽ, tranh ảnh có liên quan đến bài học, v ật rắn quay quanh một trục.2 . Học sinh : • Đầy đủ SGK và sách bài tập, vở ghi.• Ôn lại phần Động học chất điểm ở SGK lớp 10 về phương trình chuyển động thẳng đều và chuyểnđộng thẳng biến đổi đều.III. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC :Hoạt động 1: Tạo tình huống có vấn đềTL Nội dung Hoạt động dạy của GV Hoạt động học của HS- Cho HS quan sát một sốvật chuyển động quay và đặtvấn đề: + Vật rắn là gì?+ Chuyển động tịnh tiếncủa vật rắn có đặc điểm gì?+ Các vật trên chuyểnđộng theo những qui luật nàovà mối quan hệ giữa các đạilượng đặc trưng cho chuyểnđộng trên đây.- Quan sát một số vậtchuyển động quay.- Trả lời các câu hỏi củagiáo viên.- Thấy được vấn đề đặt racủa bài học.Hoạt động 2: Tìm hiểu các khái niệm toạ độ góc, vận tốc góc, gia tốc góc.TL Nội dung Hoạt động dạy của GV Hoạt động học của HS1. Toạ độ góc: Đặc điểm của vật rắn quay quanh một trục cố định :+ Mỗi điểm trên vật vạch ramột đường tròn nằm trong mặtphẳng vuông góc trục quay, cóbán kính bằng khoảng cách từđiểm đó đến trục quay, có tâmở trên trục quay.+ Mọi điểm của vật đều có Xét một vật rắn quay quanh một trục, giáo viên vẽ hình và đặt câu hỏi :- Chuyển động này cóđặc điểm gì ?- Trong chuyển động tròntọa độ của điểm M,N đượcxác định như thế nào ?- Gợi ý cho HS nêu haiđặc điểm chuyển động của+ Toạ độ góc.+ Nêu hai đặc điểmchuyển động của vật rắn.cùng một góc quay trong cùngmột khoảng thời gian.- Vị trí của một vật rắn quayquanh một trục cố định đượcxác định bằng tọa độ góc ϕ củavật.- Góc ϕ đo bằng Radian [rad]- Chiều dương là chiều quaycủa vật, khi đó ϕ > 0.2. Tốc độ góc: + Tốc độ góc trung bình:ttb∆∆=ϕω+ Tốc độ góc tức thời là mộtđại lượng đặc trưng cho sự biếnđổi nhanh hay chậm của tọa độgóc và chiều quay của vật rắnquanh một ở thời điểm t vàđược xác định bằng đạo hàmcủa toạ độ góc theo thời gian.dω= = '[t]dtϕϕ+ Đơn vị của vận tốc góc làrad/s.+ Tốc độ góc là một đạilượng đại số : ω có giá trịdương khi vật rắn quay theochiều dương quy ước và ngượclại.3. Gia tốc góc: + Gia tốc góc trung bình:ttb∆∆=ωγ+ Gia tốc góc là đại lượngđặc trưng cho độ biến đổinhanh, chậm của vận tốc góc.+ Gia tốc góc tức thời [gọi tắtlà gia tốc góc] của vật rắn quayquanh một trục bằng đạo hàmbậc nhất theo thời gian của vậntốc góc của vật rắn.'[ ]dtdtωβ ω= =+ Đơn vị của gia tốc góc làrad/s2.vật rắn.- Dựa vào hình 1.1 để gợiý về toạ độ góc. Xét hai vật rắn quay quanh một trục : ở thời điểm t1 có toạ độ góc ϕ1 , ởthời điểm t2 có toạ độ góc ϕ2 giáo viên vẽ hình và đặt câu hỏi :- Vật nào có sự thay đổi toạ độ góc nhanh hơn ?- Giáo viên nhắc lại định nghĩa đạo hàm để hướng dẫn học sinh định nghĩa vận tốc góc tức thời bằng đạo hàm theo thời gian củatọa độ góc.- Khi nào vận tốc góc có giá trị dương và có giá trị âm ? Xét hai vật rắn quay quanh một trục : ở thời điểm t1 có vận tốc góc ω1 , ở thời điểm t2 có toạ độ góc ω2 giáo viên vẽ hình và đặt câu hỏi :- Vật nào có sự thay đổi vận tốc góc nhanh hơn ?- Giáo viên nhắc lại định nghĩa đạo hàm để hướng dẫn học sinh định nghĩa gia tốc góc tức thời bằng đạo hàm theo thời gian củavận tốc góc.- Ghi nhận vấn đề đặt ra. Khi nào thì tọa độ dương,tọa độ âm ?- Tự hình thành định nghĩa vận tốc trung bình.- Khi ∆t nhỏ dần và tiến tới đến 0 thì vận tốc trung bình trở thành vận tốc tức thời.- Phát biểu định nghĩa vận tốc góc tức thời bằng đạo hàm theo thời gian của tọađộ góc.- Tự nhìn sách ghi. o Tự hình thành định nghĩa gia tốc trung bình.o Khi ∆t nhỏ dần và tiến tới đến 0 thì gia tốc trung bình trở thành gia tốc tức thời.o Phát biểu định nghĩa gia tốc góc tức thời bằng đạo hàm theo thời gian củavận tốc góc.o Tự nhìn sách ghi Hoạt động 3: Các phương trình động học của chuyển động quayTL Nội dung Hoạt động dạy của GV Hoạt động học của HS4. Các phương trình động học - Yêu cầu HS đọc bảng 1.1γ= const.của chuyển động quay:- Phương trình chuyển động củavật rắn quay đều quanh một trụccố định:toωϕϕ+=- Các phương trình chuyển động quay biến đổi của vật rắn quay quanh một trục cố định:γ= const.ω = ωo + γtϕ = ϕo + ωot + 12γ.t2ω2 - 2oω = 2γ [ϕ - ϕo]SGK và gợi ý cho HS tìm raphương trình chuyển độngquay với tốc độ góc khôngđổi và gia tốc góc không đổi.- Yêu cầu HS nêu các công thức cơ bản trong chuyển thẳng biến đổi đều.- Yêu cầu HS tự suy ra các công thức cơ bản trongchuyển quay biến đổi đều.ω = ωo + γtϕ = ϕo + ωot + 12γ.t2ω2 - 2oω = 2γ [ϕ - ϕo]Hoạt động 4: Tìm hiểu về mối quan hệ giữa vận tốc và gia tốc của các điểm trên vật quay.TL Nội dung Hoạt động dạy của GV Hoạt động học của HS5. Vận tốc và gia tốc của các điểm trên vật quay:- Gia tốc của một điểm chuyểnđộng tròn đều bao gồm gia tốchướng tâm [nar] và gia tốc tiếptuyến.- Gia tốc hướng tâm đặc trưngcho biến đổi vận tốc về phương.- Gia tốc tiếp tuyến đặc trưngcho biến đổi vận tốc về độ lớn.t na a a= +r r rVới :at = r.γ an = r.ω2 = 2vr- Độ lớn của gia tốc a:22ntaaâ+=- Vectơ gia tốc hợp với bán kính OM góc α với:2tanωγα==ntaa- Trong chuyển động tròn đều v có đặc điểm gì ?- Trong chuyển động tròn không đều v có đặc điểm gì ?- Hướng dẫn học sinh phân tích thành hai thành phần : vuông góc và trùng với quỹ đạo.- Thay đổi về hướng , không thay đổi về độ lớn.- Thay đổi về hướng và cả độ lớn.- Gia tốc pháp tuyến - Gia tốc tiếp tuyếnHoạt động 5: Củng cố và dăn dòTL Nội dung Hoạt động dạy của GV Hoạt động học của HS- Phát phiếu học tập chohọc sinh.- Yêu cầu các nhóm HSthực hiện các yêu cầu trongphiếu học tập. - HS thực hiện các yêu cầutrong phiếu học tập. - Yêu cầu HS trình bày kếtquả trước lớp.- Về nhà làm các câu hỏi trắcnghiệm và các bài tập : 1- 8trang 9 SGK. - Đọc trước bài 2 và trả lờicác câu hỏi 1,2 trang 13SGK.- Ôn lại phần mômen lực,phương trình động lực họccủa chất điểm, ý nghĩa củakhối lượng.- HS trình bày kết quả trướclớp.- Nhận nhiệm vụ về nhà.V . RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY:
YouTube Video
|