Ôn thi vật lí 12 về cơ học chất rắn

Tài liệu tham khảo chuyên đề Ôn thi vật lí 12 về cơ học chất rắn, giúp các bạn củng cố nâng cao kiến thức và hoàn thành môn vật lý cách dễ dàng. Chúc các bạn thành công
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ôn thi vật lí 12 về cơ học chất rắnTrường THPT Nguyễn Du*********** TÀI LIỆU ÔN TẬP VÀ NÂNG CAO*********** GV: Lê Văn An ===========================================∞∞∞∞∞∞∞============================================= ChươngI : Cơ học vật rắn. A- kiến thức CƠ BảN 1. Chuyển động quay đều: Vận tốc góc ù = hằng số. Toạ độ góc ö = ö0 + ùt. 2. Chuyển động quay biến đổi đều: Gia tốc góc â = hằng số. Vận tốc góc ù = ù0 + ât. Toạ độ góc ö = ö0 + ù0t + ât2/2. 3. Liên hệ giữa vận tốc dài, gia tốc dài của một điểm trên vật rắn với vận tốc góc, gia tốc góc: v= rù; at = râ; a = r 2ω4 + r 2β2 = r ω4 + β2 4. Mômen: Mômen lực đối với một trục Mômen quán tính đối với một trục M = F.d I = ∑ mi ri . 2 Mômen động lợng đối với một trục L = I.ù 5. Hai dạng phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định: dL M = Iâ và M = dt 6. Định luật bảo toàn mômen động lượng: Mếu M = 0 thì L = hằng số;. áp dụng cho hệ vật: L1 + L2 = hằng số. áp dụng cho vật có mômen quán tính thay đổi: I1ù1 = I2ù2. 7. Động năng của vật rắn vừa tịn tiến,vừa chuyển động quay: 121 2 I ω + mvC m là khối lợng của vật, vC là vận tốc khối tâm. Wđ = 2 2 8. Điều kiện cân bằng của vật rắn: Vật rắn cân bằng tĩnh khi có hai điều kiện sau: Tổng véctơ ngoại lực bằng không: F1 + F2 + .....+ Fn = 0 Tổng đại số các mômen lực đặt lên vật đối với ba trục toạ độ x, y, z có gốc tại một điểm bất kỳ bằng không: Mx = M1x + M2x +.... Mnx = 0 My = M1y + M2y +.... Mny = 0 Mz = M1z + M2z +.... Mnz = 0 9. Các trờng hợp riêng của vật cân bằng tĩnh dới tác dụng của các hệ lực: a. Hệ hai lực: F1, F2 : Hai lực cùng giá, cùng độ lớn, ngược chiều: F1 + F2 = 0 b. Hệ ba lực đồng phẳng không song song: Ba lực đồng phẳng phải đồng quy và thoả mãn: F1 + F2 + F3 = 0 c. Hệ ba lực song song:Lực thứ ba phải cùng giá, cùng độ lớn, và ngợc chiều với hợp của hai lực kia và phải thoả mãn: F1 + F2 + F3 = 0 d. Cân bằng của vật có trục quay cố định: Tổng đại số các mômen ngoại lực đối với trục quay đó phải bằng không: M1 + M2 +.... Mn = 0 A- Phân loại các bài toán.Loại 1: Chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định.Ngoài các công thức đã được cung cấp ở trên, để giải tốt các bài tập loại này cần nắm v ững các côngthức xác định các định lượng trong chuyển động tròn đối với chất điểm. s ϕ= (s là độ dài cung mà bán kính R quét được trong thời gian t) (rad) R ϕ 1 2πω= (rad/s) = 2π n (ω là vận tốc góc, n là số vòng quay trong 1 đơn vị thời gian) T= = (s) (T ω t nlà chu kì quay của chuyển động MÔN VẬT LÝ 12 === Tài liệu ôn tập nâng cao theo chuyên đề ===Năm học 2008 – 2009 Trang 1Trường THPT Nguyễn Du*********** TÀI LIỆU ÔN TẬP VÀ NÂNG CAO*********** GV: Lê Văn An ===========================================∞∞∞∞∞∞∞============================================= 2π v2v = ω R = 2π nR = = ω 2R (m/s2) (a là gia tốc R (m/s) (v là vận tốc dài trên quỹ đạo tròn). a= T Rhướng tâm của chất điểm).Loại 2: Cân bằng của vật rắn quay quanh một trục cố định.Để giải các bài tập dạng này cần nắm vững các khái niệm và công thức tính các đại lượng sau đây:Momen lực: M = Fd = rFsinϕ (Nm). Quy tắc momen lực: ∑M = 0.Momen quán tính: I = ∑m1ri . Trọng tâm của vật rắn và các điều kiện cân bằng của 2vật rắn.Từ đó viết được phương trình cơ bản: M = Iγ của chuyển động và tìm các đại lượng theo yêu cầu củabài toán. Trong quá trình giải cần chú ý thống nhất đơn vị của các đại lượng trong bài toán.CÁC BƯỚC GIẢI. Chọn hệ trục toạ độ (thường là hệ toạ độ vuông góc).. Phân tích các lực tác dụng vào hệ.. Viết phương trình cơ bản theo định luật II Newtơn (phương trình momen).. Giải để tìm các đại lượng theo yêu cầu bài toán.Loại 3: Mô men lực- và mômen quán tínhĐể giải các bài tập dạng này cần phân tích chuyển động của vật :- Thành phần chuyển động quay: - Thành phần chuyển động tịnh tiến: + ∑Μ = Iγ Phương trình: + ∑F = ma Phương trình: + ∆ L = M∆ t = I2ω2 - - Phương trình liên hệ: Nếu quay không trượt γ = I1ω1 a/rLoại 4: momen động lượng và bảo toàn momen động lượng.Các bài toán về momen động lượng chủ yếu dựa vào các khái niệm: Momen quán tính của một số vật đồng chất như:Momen quán tính: I = mr2. +Vành tròn hay hình trụ rỗng, mỏng, có trục quay là tr ục ω = v/r.Vận tốc góc: L = Iω = đ ố i x ứ ng: I = MR ...