Chương I: CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH
Mục tiêu:
+ Học sinh nắm được cái khái niệm có liên quan đến chuyển động của vật rắn quanh một trục quay cố định.
+ So sánh đc các mối tương quan giữa các đại lượng dài ( x, v,a – của một chất điểm hay của một vật rắn chuyển động tịch tiến) với các đại lượng góc (φ, ω, ()
+ Hiểu rõ ý nghĩa các đại lượng mới như : Momen quán tính(I), Momen động lượng(L), động năng của vật rắn chuyển động quay quanh một trục cố định (Wđ).
+ Nắm được định luật bảo toàn momen động lượng.
+ Áp dụng được định luật bảo toàn momen động lượng để giải thích nguyên lí các thao tác trong thể dục thể thao ...
Nội dung kiến thức và bài tập của chương:
Tóm tắt:
Chuyển động quay quanh một trục cố định của vật rắn
Các thông số góc, mối tương quan với các thông số dài.
Phương trình chuyển động biến đổi đều của vật rắn quay quanh một trục cố định.
Động năng của vật rắn quay quanh một trục cố định. Mô men quán tính.
Mô men lực, phương trình động lực học
Mô men động lượng và định luật bảo toàn mô men động lượng.
Nội dung:
Chuyển động quay quanh một trục cố định của vật rắn
Khái niệm vật rắn: Vật rắn là vật gần như không bị biến dạng khi chịu tác dụng của lực.(Khoảng cách giữa hai điểm bất kì trên vật không thay đổi)
Đặc điểm chuyển động của vật rắn: Chuyển động của vật rắn phức tạp, có thể là tịnh tiến, quay quanh một trục cố định, quay quanh một trục chuyển động
Một số ví dụ về chuyển động của vật rắn quanh một trục cố định: Cánh cửa chuyển động quanh bản lề. Ròng rọc, bánh đà máy nổ...
Các thông số góc, mối tương quan với các thông số dài
Các thông số góc
Tọa độ góc: ( , là góc hợp bởi mặt phẳng mốc và mặt phẳng động P.(rad)
Vận tốc góc : = ((/(t(rad/s)
Khi vật quay không đều, ( ở các thời điểm khác nhau là khác nhau, phát sinh nhu cầu tính tốc độ góc tức thời, khi đó ta có: ( =


Gia tốc góc: ( = ((/(t (rad/s2). Tương tự như với tốc độ góc, khi sự biến thiên tốc độ góc là không đều, ta có thể xác định gia tốc góc tức thời bằng cách: ( =

Mối tương quan với các thông số dài:
Chú ý: Khi một vật rắn quay quanh một trục cố định, mỗi phần tử của vật sẽ chyển động trên quỹ đạo là một đường tròn nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục quay, có tâm là giao của mặt phẳng đó với trục quanh.. Phần tử càng xa trục quay quỹ đạo là những đường tròn càng lớn, tuy vậy vận tốc góc của chúng là như nhau.Nếu như ban đầu P ( P0 thì khi P ( P0 lần tiếp theo, mọi phần tử đều quay được một góc là 2( rad.
Độ biến thiên tọa độ góc và và đường đi: (s = r((
Vận tốc dài và vận tốc góc: v = r(
Gia tốc dài và gia tốc góc:
Nếu vật quay đều, gia tốc của mỗi phần tử của vật đều hướng vào tâm và được gọi là gia tốc hướng tâm aht = v2/r = (2r.
Nếu vật quay không đều, ngoài gia tốc hướng tâm( đặc trưng cho sự thay đổi hướng của vận tốc của phần tử chuyển động), gia tốc của phần tử của vật còn có một thành phần tiếp tuyến với quỹ đạo của nó, đặc trưng cho sự thay đổi độ lớn của vận tốc:
att = (v/(t = r((/(t = r. (’= r(
Gia tốc của một phần tử của vật đc xác định theo quy tắc tổng hợp véc tơ:

, về độ lớn:

Phương trình chuyển động của vật rắn quanh một trục cố định. Sự tương quan với chuyển động thẳng của chất điểm.

Chuyển động quay của vật rắn
Chuyển động thẳng của chất điểm

Gia tốc bằng không
( = (0 + (t
x = x0 + vt

Gia tốc không đổi
( = (0 + (t
( = (0 + (0t + ((t2)/2
(2 - (02 = 2(((
v = v0 + at
x = x0 + v0t + at2/2
v2 – v02 = 2a(x

Động năng của một vật rắn quay quanh một trục cố định. Mô men quán tính.
Xây dựng công thức động năng: Khi một vật quay, vật đang chuyển động, nghĩa là vật có động năng.Cái gì quyết