Vật lí 12 Nâng cao chủ đề: Động lực học vật rắn

Tài liệu Vật lí 12 Nâng cao chủ đề: Động lực học vật rắn sau đây được biên soạn nhằm trang bị cho các bạn những kiến thức về chuyển động quay của vật rắn quanh trục cố định; phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Vật lí 12 Nâng cao chủ đề: Động lực học vật rắnChủđềĐỘNGLỰCHỌCVẬTRẮNVậtlí12NângcaoNămhọc20092010 TÓMTẮTLÍTHUYẾTA.CHUYỂNĐỘNGQUAYCỦAVẬTRẮNQUANHTRỤCCỐĐỊNH1.Tọađộgóc+Kíhiệulàφ+Đơnvịđo:Rađian(Rad).+Tọađộgóccóthểbằng0,cóthểdương,cóthểâm.2.Tốcđộgóc+Kíhiệulàω+ĐơnvịlàRad/s ∆ϕ+Cáccôngthức:ωtb= ;ωt=φ ∆t+Tốcđộgóctứcthờilàđạilượngđặctrưngchomứcđộquaynhanhhaychậmcủavậtrắnquanhmộttrụccốđịnh.3.Giatốcgóc+Kíhiệulà γ+Đơnvịđo:Rad/s2 ∆ω γ+Cáccôngthức: γ tb= ; t=ω ∆t+Giatốcgóctứcthờiđặctrưngchosựbiếnthiênnhanhhaychậmcủatốcđộgóccủavậtrắnquanhmộttrụccốđịnh.+Nếuvậtquayđềuthì γ =0;quaybiếnđổiđềuthì γ =const.+Nếuquaynhanhdầnđềuthìω. γ >0;quaychậmdầnđềuthìω. γ ChủđềĐỘNGLỰCHỌCVẬTRẮNVậtlí12NângcaoNămhọc20092010B.PHƯƠNGTRÌNHĐỘNGLỰCHỌCCỦAVẬTRẮNQUAYQUANHMỘTTRỤCCỐĐỊNH1.Mốiliênhệgiữagiatốcgócvàmomenlực +Xétmộtđiểmtrênvậtrắnkhivậtrắnquay:M=(mr2) γ +Tổngcácmomenlựctácdụngtácdụnglêntoànbộvậtrắn:M= M i = ( mi ri )γ 2 i i2.Momenquántính KíhiệulàI. Đơnvịđolàkg.m2 Côngthứctínhmomenquántính:I=mr2. Làđạilượngcótínhchấtcộngvàdương. Làđạilượngđặctrưngchomứcquántínhcủavậtrắntrongchuyểnđộngquayquanhtrục3.Phươngtrìnhđộnglựchọccủavậtrắnquayquanhmộttrụccốđịnh M M=I γ � I = γ PHƯƠNGPHÁPGIẢITOÁN Thuộccácđịnhnghĩavàcáccôngthứctrongsáchgiáokhoa. Bảngsosánh2.1vềchuyểnđộngquayvàchuyểnđộngtịnhtiếncủavật. Cáccôngthứctínhmomenquántínhcầnnắm: 1  Thanhcótiếtdiệnnhỏ,cótrụcquaytrùngvớiđườngtrungtrựccủathanh:I= ml 2 12 VànhtrònbánkínhR,cótrụcquayđiquatâm:I=mR2  1 2  Đĩatrònmỏng,cótrụcquayđiquatâm:I= mR 2  Khốicầuđặc:I=0,4mR 2  Vậtlàmộtthanhmảnhcóđộdàil,cókhốilượngm,cótrụcquayđiquamộtđầu 1 thanhvàvuônggócvớithanh:I= ml2 3 Khigiảicácbàitậpvềròngrọc,tacầnphântíchlựcvàápdụngđịnhluậtIINiuton. BÀITẬPTỰLUẬN1.Chobiếttínhchấtcủachuyểnđộngquaysauđây: a. ω=1,5rad/s;γ=0 b.ω=1,5rad/s;γ=0,5rad/s2 c. ω=1,5rad/s;γ=0,5rad/s 2 d.ω=1,5rad/s;γ=0,5rad/s22.Mộtcáiđĩabanđầucóvậntốcgóc120rad/s,quaychậmdầnđềuvớigiatốcgóckhôngđổibằng4rad/s2. a. Saubaolâuthìđĩadừnglại? b. Đĩaquayđượcmộtgócbằngbaonhiêutrướckhidừnglại?3.Độngcơcủamộtmáylitâmtăngtốctừnghỉđến20000vòng/phúttrong5phút.Hãyxácđịnh: a. Giatốcgóctrungbình? b. Sốvòngquayđượctrongthờigianđó.4.Mộtbánhxecóđườngkính50cmquaynhanhdầnđều,trong3stăngtốctừ100vg/phđến300vg/ph.Hãyxácđịnh: a. Giatốcgóccủabánhxe. b. Cácthànhphầnhướngtâmvàtiếptuyếncủavéctơgiatốccủamộtđiểmnằmởvànhbánhxesau2s kểtừlúcbắtđầutăngtốc.Tr ườngTHPTPhï Cõ Trang2ChủđềĐỘNGLỰCHỌCVẬTRẮNVậtlí12NângcaoNămhọc200920105.Mâmcủamộtcáiđĩahátđangquayvớivậntốc3,5rad/sthìbắtđầuquaychậmdầnđềuvàsau20snódừnglại.Hỏi: a. Giatốcgóccủamâm. b. Mâmquayđượcđượcbaonhiêuvòngtrongthờigianđó?6.Mộtcáiđĩabắtđầuquayquanhtrụccủanóvớigiatốckhôngđổi.Sau5snóquayđược25rad. a. Giatốcgóccủađĩalàbaonhiêu? b. Vậntốctrungbìnhcủađĩatrongthờigianấy? c. Vậntốctứcthờicủađĩatạicuốithờigiant=0,5slàbaonhiêu?7.Tạilúcbắtđầuxét,mộtbánhđàcóvậntốcgóc4,7rad/s,giatốcgóc0,25rad/s2vàđườngmốcở ϕ0 =0. a. Đường ...