Bài 22 : LỰC HƯỚNG TÂM VÀ LỰC QUÁN TÍNH LI TÂM. HIỆN TƯỢNG TĂNG – GIẢM – MẤT TRỌNG LƯỢNG ppt

Biểu thức của lực hướng tâm là : Fht = maht = R mv 2 * Khi một vật chuyển động tròn đều, hợp lực của các lực đặt lên vật là lực hướng tâm.. 2 Lực quán tính ly tâm : Khi một vật chuyển

Bài 22 :

LỰC HƯỚNG TÂM VÀ LỰC QUÁN TÍNH LI TÂM

HIỆN TƯỢNG TĂNG – GIẢM – MẤT TRỌNG LƯỢNG

I MỤC TIÊU

- Học sinh hiểu rõ khái niệm, biểu thức của lực hướng tâm, lực quán tính li tâm

- Biết vận dụng nhửng khái niệm trên để giải thích được hiện tượng tăng, giảm, mất trọng lượng

- Biết vận dụng kiến thức để giải được một số bài tóan động lực học về chuyển động tròn đều

II CHUẨN BỊ

- Sợi dây, quả cầu, viên bi, bàn quay

III TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

1) Kiểm tra bài cũ :

Câu 1 : Thế nào là hệ quy chiếu phi quán tính ?

Câu 2 : Thế nào là lực quán tính ?

Câu 3 : Định nghĩa và tính chất vectơ gia tốc hướng tâm trong chuyển động tròn đều

? Vẽ hình ?

2) Giới thiệu bài mới :

Phần làm việc của giáo viên Phần ghi chép của học sinh

I LỰC HƯỚNG TÂM VÀ LỰC QUÁN TÍNH

LY TÂM

1) Lực hướng tâm :

GV : Khi vật chuyển động tròn đều thì vật có thu

gia tốc hay không các em ?

HS : Vật sẽ thu gia tốc hướng tâm

GV : Theo định luật II Newton , vật sẽ thu một lực

được gọi là lực hướng tâm

GV : các em có thể cho biết phương, chiều và độ

lớn lực hướng tâm

HS : Lực hướng tâm có phương chiều cùng với

phương chiều của gia tốc

Về mặt độ lớn :

Fht = maht =

R

mv2

= m2R

2) Lực quán tính li tâm

GV : Ta giả tỷ như quay tròn một con lắc đơn , đối

I LỰC HƯỚNG TÂM VÀ LỰC QUÁN TÍNH LY TÂM

1) Lực hướng tâm :

Khi một vật chuyển động tròn đều thì gia tốc hướng vào tâm quỹ

đạo và có độ lớn là

R

v2

Theo định

luật II Newton, lực gây ra gia tốc này phải hướng vào tâm quỹ đạo

Ta gọi đó là lực hướng tâm Biểu thức của lực hướng tâm là :

Fht = maht =

R

mv 2

* Khi một vật chuyển động tròn đều, hợp lực của các lực đặt lên vật là lực hướng tâm

2) Lực quán tính ly tâm :

Khi một vật chuyển động tròn đều, nếu xét vật trong hệ quy chiếu phi quán tính mà nó đang ở trạng thái cân bằng thì vật phải chịu thêm tác dụng của một lực quán tính Fq m a  ht



 , lực này có

với bản thân người quay, con lắc sẽ chuyển động

tròn với gia tốc a 

ht dưới tác dụng của F 

ht Ta thí dụ như có một “chú ong” bay đến và bám sát vào sợi

dây trong khi con lắc đang quay tròn Nếu ta chọn

hệ quy chiếu gắn liền với sợi dây ( chú ong) thì hệ

quy chiếu này thuộc hệ quy chiếu nào ?

HS : Hệ quy chiếu phi quán tính

GV : Đối với hệ quy chiếu này “hay đối với chú

ong” thì quả cầu ở trạng thái như thế nào ?

HS : Quả cầu ở trạng thái đứng yên

GV : Hiện tại các em đã biết, quả cầu chịu tác dụng

của một lực hướng tâm, đối với hệ quy chiếu này,

muốn vật đứng yên “chú ong nhìn thấy quả cầu m

đứng yên” thì quả cầu phải chịu thêm một lực có

phương – chiều – và độ lớn như thế nào ?

HS : Lực này cùng phương, cùng độ lớn nhưng

ngược chiều với lực hướng tâm và tác dụng lên quả

cầu !

GV : Lực này được gọi là lực quán tính li tâm

GV gọi HS lên bản vẽ F 

q và viết công thức tính

độ lớn lực quán tính li tâm

II HIÊN TƯỢNG TĂNG VÀ GIẢM TRỌNG

LƯỢNG !

chiều hướng ra xa tâm O ta gọi

đó là lực quán tính ly tâm Biều thức của lực quán tính ly tâm là :

R

mv F

2

* Lực quán tính ly tâm có cùng độ lớn với lực hướng tâm

II HIỆN TƯỢNG TĂNG – GIẢM VÀ MẤT TRỌNG LƯỢNG

1) Khái niệm về trọng lực :

Trọng lực là hợp lực của lực hấp dẫn tác dụng lên một vật và lực quán tính ly tâm mà vật phải

1) Khái niệm trọng lực :

GV : Ở bài học trước các em cho biết trọng lực là

gì ?

HS : Trọng lực là lực hấp dẫn của Trái Đất tác dụng

lên vật

GV : Ta xét một vật đặt trên mặt đất, ngoài lực hấp

dẫn tác dụng lên vật, khi Trái Đất quay quanh trục

thì vật cũng quay theo trục quay của Trái Đất Nếu

xét hệ quy chiếu trên Trái Đất tại vị trí vật thì hệ

quy chiếu này gọi là hệ quy chiếu gì ?

HS : Hệ quy chiếu này là hệ quy chiếu phi qún tính

GV : Như vậy khi Trái Đất quay, ngoài việc vật

chịu tác dụng của lực hấp dẫn, vật còn chịu thêm

lực nào nữa hay không ?

HS : vật chịu tác dụng của lực quán tính ly tâm

GV hướng dẫn HS vẽ các lực tác dụng lên vật

 Định nghĩa trọng lực một cách tổng quát

2) Khái niệm về trọng lượng

GV : Chúng ta cùng nhau trở lại thí dụ về một vật

được đặt trong thang máy mà các em đã học ở bài

trước ! Khi thang máy không chuyển động thì vật

sẽ tác dụng lên sàn thang máy một lực như thế nào

chịu do sự tự quay của trái đất

P  F  hd F  q





2) Khái niệm về trọng lượng :

Trọng lượng của một vật trong

hệ quy chiếu mà vật đứng yên là hợp lực của các lực hấp dẫn và quán tính tác dụng lên vật

P  F  hd F  qt





so với trọng lực của nó ?

HS : Vật sẽ ép lên sàn thang máy một lực bằng

chính trọng lực tác dụng lên vật

GV : Nếu như thang máy chuyển động sao cho có

gia tốc hướng lên ( chuyển động nhanh dần đều )

Nếu chọn hệ quy chiếu đặt trong thang máy thì vật

sẽ chịu thêm lực nào nữa ?

HS : Vật sẽ chịu tác dụng thêm lực quán tính

GV : Lực quán tính có chiều như thế nào ?

HS : Lực quán tính có chiều hướng xuống!

GV yêu cầu HS lên vẽ hai lực P 

và F 

qt

GV : Trong thang máy vật ở trạng thái cân bằng,

như vậy thì vật phải ép lên tháng máy một lực như

thế nào để theo định luật III Newton sàn tháng máy

sẽ tác dụng trở lại vật một phản lực pháp tuyến

khiến vật cân bằng ?

HS : Vật ép lên thang máy một lực bằng tổng trọng

lực và lực quán tính

GV  Trọng lượng : P  F  hd F  qt





Ngoài định nghĩa trên, GV cần chú ý cho HS biết

thêm “Trọng lượng là lực do vật tác dụng lên giá

đở hay dây treo”

3) Hiện tượng tăng và giảm trọng lượng :

GV : Cũng trong thí dụ trên các em nhận thấy áp

lực vật của vật như thế nào so với lực hấp dẫn mà

trái đất tác dụng lên vật ?

HS : Áp lực mà vật tác dụng lên thang máy sẽ lớn

hơn lực hấp dẫn tác dụng lên vật

GV : Đây chính là hiện tượng tăng trọng lượng

GV : Trong trường hợp thang máy chuyển động sao

cho gia tốc có chiều hướng xuống ( Chuyển động

xuống nhanh dần đều hay chuyển động lên chậm

dần đều ) khi đó các em có thể vẽ F 

qt và cho biết trọng lượng của vật như thế nào ?

GV gọi HS lên vẽ hình trong trường hợp này !

3) Hiện tượng tăng và giảm trọng lượng :

Nếu vật đặt trong một hệ quy chiếu có gia tốc a

thì theo hệ thức

qt

F

P   



 , trọng lượng của nó khác với lực hấp dẫn đặt lên nó Tuỳ theo chiều của Fqt

mà trọng lượng có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn lực hấp dẫn Đó chính là sự tăng hoặc giảm trọng lượng

+ Nếu Fqt

cùng chiều với Fhd

thì

P > Fhd : Sự tăng trọng lượng

+ Nếu Fqt

ngược chiều Fhd

thì P

< Fhd : Sự giảm trọng lượng

* Lưu ý : Nếu vật được đặt trong

hệ quy chiếu có gia tốc g

thì Fqt

cân bằng với Fhd

: Sự mất trọng

lượng

HS : Trường hợp này được gọi là hiện tượng giảm

trọng lượng

3) Cũng cố

1/ Trọng lực là gì ?

2/ Trọng lượng là gì ?

3/ Khi nào xảy ra hiện tượng tăng, giảm và mất trọng lượng ?

4) Dặn dò

- Trả lời các câu hỏi 1, 2, 3, 4, 5, 6

- Làm bài tập : 1, 2, 3, 4

 