Giáo án giảng dạy môn Vật lý 10 - Chuyển động tịnh tiến của vật rắn chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định

Tiết 33 Ngày soạn 08/12/2011 Bài 21. chuyển động tịnh tiến của vật rắn Chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định I. Mục tiêu: 1. Kiến thức: - Phát biểu được chuyển động tịnh tiến và nêu được ví dụ minh hoạ. - Viết được công thức định luật II Niutơn cho chuyển động tịnh tiến. - Nêu được tác dụng của mômen lực đối với một vật rắn quay quanh một trục. 2. Kỹ năng: áp dụng được định luật II Niutơn cho chuyển động tịnh tiến thẳng, giải được bài tập trong SGK. 3. Thỏi độ: Tự giỏc nghiờm tỳc, tớch cự hăng hỏi phỏt biểu II. Chuẩn bị: 1. GV: Thí nghiệm theo hình 21.4/SGK 2. HS: Ôn lại định luật II Niutơn, tốc độ góc và mômen lực. III. Tiến trỡnh bài dạy: Hoạt động của giỏo viờn Hoạt động của học sinh Hoạt động 1 (5’ ) Kiểm tra bài cũ và đặt vấn đề GV: Thế nào là dạng cõn bằng bền? khụng bền? phiếm định? Vị trớ trớ trọng tõm của vật cú vai trũ gỡ trong mỗi dạng cõn bằng của vật? GV: Yờu cầu Hs khỏc nhận xột HS: cỏ nhõn lờn bảng trả lời HS: Nhận xột Hoạt động 2 ( 20’ ) Khái niệm chuyển động tịnh tiến của vật rắn. Xác định gia tốc của vật chuyển động tịnh tiến GV: Nêu một vài ví dụ như: C/đ của bàn đạp khi người đang đạp xe (c/đ tịnh tiến cong), c/đ bi ve (c/đ tịnh tiến thẳng) c/đ của ngăn kéo trong ngăn bàn Là các chuyển động tịnh tiến. GV: Theo em thế nào là c/đ tịnh tiến ? GV: Thông báo khái niệm c/đ tịnh tiến của một vật rắn là c/đ trong đó đường nối hia điểm bất kỳ của vật luôn luôn song song với chính nó. GV: Hãy nêu thêm các ví dụ về c/đ tịnh tiến của một vật rắn. GV: Lưu ý cho HS: Không chỉ có c/đ tịnh tiến thẳng mà vật rắn còn có c/đ tịnh tiến cong (ví dụ c/đ của bàn đạp). GV: Hóy hoàn thành yêu cầu C1. GV: Nhận xét về tính chất c/đ của các điểm trên vật c/đ tịnh tiến ? Gia tốc của các điểm đó có đặc điểm gì ? GV: Khi đó gia tốc mà vật thu được dưới tác dụng của lực F sẽ tính thế nào ? GV: Trường hợp vật c/đ tịnh tiến thẳng thì F = m.a sẽ có phương trình đại số thế nào ? Nếu phương trỡnh (1) chưa đủ dữ kiện để giải thì làm như thế nào ? (tìm a) HS: Cỏ nhõn tiếp thu HS: Cú thể dựng Sgk trả lời HS: Ghi nhận kiến thức HS: C/đ của băng chuyền, của vật trượt trờn mặt phẳng nghiờng, ... HS: Tiếp thu và ghi nhớ HS: Các c/đ được mô tả đều là c/đ tịnh tiến vì thừa món điều kiện trong c/đ đường nối hai điểm bất kỳ của vật luôn song song với chính nó. HS: Khi vật c/đ tịnh tiến, tất cả các điểm trên vât c/đ như nhau, do đó mà có cùng gia tốc. HS: áp dụng định luật II Niutơn: Trong đó: m là khối lượng của vật F là hợp lực của các lực tác dụng lên vật: F = F1 + F2 + HS: Chuyển động tịnh tiến thẳng: Chọn hệ trục toạ độ Đề-các, có trục Ox cùng hướng c/đ rồi chiều F = m.a lên: 0x: F1x + F2x + .. = m.a (1) 0y: F1y + F2y + .. = m.0 = 0 (2) Hoạt động 3 (15’) Chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định GV: Đại lượng nào đặc trưng cho c/đ quay của vật rắn ? GV: w thay đổi thế nào ? GV: Còn tốc độ dài thỡ như thế nào? GV Giới thiệu thí nghiệm hình 21.4. GV: Yêu cầu hoàn thành C2. Gợi ý: Ròng dọc có khối lượng đáng kể, có thể quay không ma sát quanh trục cố định, sợi dây không giãn, khối lượng không đáng kể. Khi vât nặng P1 = P2 thỏa món đ/k cân bằng của vật có trục quay cố định GV: Bố trí và tiến hành thí nghiệm: GV: Yêu cầu nêu nhận xét c/đ của hai vật và hai ròng rọc. GV: Có thể giải thích h/t này như thế nào ? GV: Hãy rút ra kết luận về tác dụng của mômen lực đối với một vật quay quanh một trục cố định? HS: Tốc độ góc w: Tại mỗi thời điểm, mọi điểm của vật đều có cùng một w. Vật quay đều thì w = const, nhanh dần thì w tăng dần, chậm dần thì w giảm dần. HS: Phụ thuộc vào điểm đú gần hay xa trục HS: Chỳ ý quan sỏt và tiếp thu HS: Khoảng cách từ trục quay của ròng rọc tới giá của hai lực T1, T2 là R. Khi P1 = P2 T1 = T2 Do đó: → Ròng rọc vẫn đứng yên HS: Quan sỏt và NX: C/đ của vật nhanh dần, rũng rọc quay nhanh dần HS: Do P1 ≠ P2 → ≠ 0 làm ròng rọc quay nhanh dần. HS: Mômen lực tác dụng vào một vật quay quanh một trục cố định làm thay đổi tốc độ góc của vật. Hoạt động 4 (10’ ) Vậng dụng - Cũng cụ tiết học –Giao nhiệm vụ GV: Yờu cầu học sinh đọc Sgk để tỡm hiểu mục 3. Lưu ý mức quỏn tớnh của vật trong c/đ quay phụ thuộc vào những yếu tố nào? GV: Hóy nhắc lại kiến thức đã học? Lưu ý: Khi vât rắn có đồng thời cả hai chuyển động tịnh tiến và chuyển động quay. GV: Hóy vận dụng kiến thức giải BT 8, 9 Trg115 Sgk? GV: Làm cỏc bài tập cũn lại ở nhà và xem trước bài mới HS: Đọc Sgk tỡm hiểu HS: Nhắc lại những kiến thức đó học HS: Đỏp ỏn C, D HS: Ghi nhớ và thực hiện IV.Rỳt kinh nghiệm sau tiết dạy .............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................