Bài giảng môn Vật lí Lớp 10 - Bài 21: Chuyển động tịnh tiến của vật rắn, Chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định (Tiết 2)

Nội dung text: Bài giảng môn Vật lí Lớp 10 - Bài 21: Chuyển động tịnh tiến của vật rắn, Chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định (Tiết 2)

1. Trả bài cũ Câu 1: Chuyển động tịnh tiến của một vật rắn là gì ? Trả lời: là chuyển động trong đó đường thẳng nối hai điểm bất kì của vật luôn luôn song song với chính nó. Câu 2: Gia tốc của chuyển động tịnh tiến được xác định như thế nào ? Trả lời: được xác định bằng định luật II Niu-ton: 푭 = Trong đó: 푭 = 푭 + 푭 + ⋯ + 푭풏 m: khối lượng của vật. 1
2. BÀI 17. CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA VẬT RẮN CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH (Tiết 2) 2
3. II. CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH 1. Đặc điểm của chuyển động quay. Tốc độ góc ()  Đại lượng đặc trưng cho chuyển động quay của vật rắn là vận tốc góc 흎 (góc mà vật quay được trong một đơn vị thời gian).  Khi vật rắn quay quanh một trục cố định, thì mọi điểm của vật đều quay cùng với một tốc độ góc 흎 trong cùng một khoảng thời gian 풕.  Vật quay đều thì 훚 = 퐜퐨퐧퐬퐭 (hằng số).  Vật quay nhanh dần thì 훚 tăng dần.  Vật quay chậm dần thì 훚 giảm dần. 3
4. 2. Tác dụng của momen lực đối với một vật quay quanh một trục a) Thí nghiệm - Ròng rọc có dạng là một đĩa phẳng tròn có khối lượng nhỏ và có thể quay không ma sát quanh một trục cố định. - Một sợi dây không dãn, khối lượng không đáng kể, vắt qua ròng rọc. - Hai vật nặng m1, m2 có khối lượng khác nhau (m1 > m2). 4
5. 2. Tác dụng của momen lực đối với một vật quay quanh một trục  Tiến hành thí nghiệm - Giữ vật ở một độ cao h xác định rồi thả nhẹ. Quan sát sự chuyển động của hai vật có khối lượng m1, m2 và sự chuyển động của ròng rọc.  Trường hợp 1: 푷 = 푷  Trường hợp 2: 푷 > 푷 5
6. 2. Tác dụng của momen lực đối với một vật quay quanh một trục Hiện tượng  Trường hợp 1: 푷 = 푷 + Ta thấy hai vật m1, m2 đứng yên. + Ròng rọc đứng yên.  Trường hợp 2: 푷 > 푷 + Ta thấy hai vật m1, m2 chuyển động ngược chiều nhau và chuyển động nhanh dần. + Ròng rọc chuyển động nhanh dần quanh trục cố định một góc 휶. 6
7. 2. Tác dụng của momen lực đối với một vật quay quanh một trục b) Giải thích  Trường hợp 2: 푷 > 푷 + Lực căng dây 1 gây ra một momen lực làm quay ròng rọc. + Lực căng dây 2 gây ra một momen lực làm quay ròng rọc theo chiều ngược lại. + Momen lực toàn phần: 푴 = 푻 − 푻 . 푹 >  Ròng rọc quay nhanh dần về phía P2. 7
8. 2. Tác dụng của momen lực đối với một vật quay quanh một trục  C2: Tại sao khi hai vật có trọng lượng bằng nhau thì ròng rọc vẫn đứng yên sau khi thả tay ?  Trả lời: + Lực căng dây 1 gây ra một momen lực làm quay ròng rọc. + Lực căng dây 2 gây ra một momen lực làm quay ròng rọc bằng với momen lực căng dây 1 gây ra. + Momen lực toàn phần: 푴 = 푻 − 푻 . 푹 =  Ròng rọc không quay. 8
9. II. CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH 2. Tác dụng của momen lực đối với một vật quay quanh một trục  Kết luận: 9
10. 3. Mức quán tính trong chuyển động quay  Mức quán tính trong chuyển động quay đặc trưng cho khả năng bảo toàn vận tốc gốc của vật. Câu hỏi: 10
11. 3. Mức quán tính trong chuyển động quay  Mức quán tính trong chuyển động quay đặc trưng cho khả năng bảo toàn vận tốc gốc của vật. 11
12. 3. Mức quán tính trong chuyển động quay  Mức quán tính trong chuyển động quay đặc trưng cho khả năng bảo toàn vận tốc gốc của vật. Câu hỏi: Trả lời:  Khối lượng của vật, vật có khối lượng càng lớn thì mức quán tính càng lớn.  Sự phân bố khối lượng của vật so với trục quay. 12
13. Câu hỏi trắc nghiệm Câu 1: Đối với một vật quay quanh một trục cố định. Phát biểu nào sau đây là đúng ? A. Khi không còn momen lực tác dụng vào vật thì vật đang quay sẽ dừng lại ngay. B. Vật quay được nhờ có momen lực tác dụng lên nó. C. Khi tốc độ góc của vật thay đổi thì chắc chắn đã có momen lực tác dụng lên vật. D. Vật không quay được khi có momen lực tác dụng lên nó. 13
14. Câu hỏi trắc nghiệm Câu 2: Momen quán tính của một vật không phụ thuộc vào ? A. Hình dạng và kích thước của vật. B. Vị trí của trục quay. C. Khối lượng của vật. D. Tốc độ góc của vật. 14
15. Câu hỏi trắc nghiệm Câu 3: Một vật đang quay quanh trục với một tốc độ góc 흎 = 풓 풅/풔. Nếu bỗng nhiên momen lực tác dụng lên nó mất đi thì A. Vật dừng lại ngay. B. Vật quay chậm dần rồi dừng lại. C. Vật đổi chiều quay. D. Vật quay đều với tốc độ góc 2 rad/s. 15
16. Câu hỏi trắc nghiệm Câu 4: Một vật đang quay quanh một trục với tốc độ góc không đổi thì chịu thêm momen lực không đổi tác dụng vào vật. Momen lực này sẽ làm thay đổi đại lượng nào ? A. Tốc độ góc của vật. B. Momen quán tính của vật. C. Khối lượng của vật. D. Không thay đổi đại lượng nào. 16
17. KIẾN THỨC CẦN NHỚ  Momen lực tác dụng vào một vật quay quanh một trục cố định làm thay đổi tốc độ góc của vật.  Mọi vật quay quanh trục đều có mức quán tính. Mức quán tính của vật càng lớn thì vật càng khó thay đổi tốc độ góc và mức quán tính càng nhỏ thì vật càng dễ thay đổi tốc độ góc.  Mức quán tính của một vật phụ thuộc vào khối lượng của vật và sự phân bố khối lượng đó với trục quay. 17