Giáo án Vật lý 10 bài 5: Chuyển động tròn đều

Tiến trình giảng dạy... Tớc đợ trung bình trong chuyển đợng tròn Tốc độ TB Độ dài cung tròn mà vật đi được Thời gian chuyển động  3... chiều của vectơ vận tốc luôn thay đô

Trang 1

Bài 5: CHUYỂN ĐỘNG TRÒN ĐỀU

I Mục tiêu.

a Về kiến thức:

Phát biểu được định nghĩa của chuyển động tròn đều Viết được công thức tính độ lớn của tốc độ dài và trình bày được hướng của vectơ vận tốc của chuyển động tròn đều

Phát biểu được định nghĩa, viết được công thức và nêu được đơn vị của tốc độ góc, chu kì, tần số trong chuyển động tròn đều

Viết được công thức liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc

Nêu được hướng của gia tốc trogn chuyển động tròn đều và viết được công thức của gia tốc hướng tâm

b Về kĩ năng:

Chứng minh được các công thức (5.4; 5.5; 5.6; 5.7) cũng như sự hướng tâm của vectơ gia tốc

Nêu được một số ví dụ về chuyển động tròn đều Giải được các bài tập đơn giản về chuyển động tròn đều

c Thái độ:

II Chuẩn bị.

GV: Đồng hồ (kim quay); quạt bàn; đĩa quay;…

III Tiến trình giảng dạy.

1 Ổn định lớp

2 Kiểm tra bài cũ (4’)

- Nêu các đặc điểm của sự rơi tự do? Viết công thức tính vận tốc & quãng đường đi được của sự rơi tự do?

3 Bài mới

2’ - Các em hãy cho biết chuyển động

thẳng là chuyển động như thế nào?

- Chuyển động thẳng có đặc điểm gì?

- Trong thực tế chuyển động của các

vật rất đa dạng & phong phú Vật

chuyển động với quỹ đạo là đường

thẳng gọi là chuyển động thẳng, vật

Hoạt động 1: Tổ chức tình huống học tập.

- Từng cá nhân suy nghĩ trả lời các câu hỏi của gv

- Hs lăng nghe để nhận thức được vấn đề bài học

Trang 2

chuyển đợng với quỹ đoạ là đường

cong gọi là chuyển đợng cong Mợt

dạng đặc biệt của chuyển đợng cong

đó là chuyển đợng tròn, hơn nữa đó

là chuyển đợng tròn đều Vậy chuyển

đợng tròn đều có đặc điểm gì khác so

với các chuyển đợng mà ta đã học?

Chúng ta cùng nghiên cứu bài mới

- Các em đọc SGK rời cho biết

chuyển đợng như thế nào được gọi là

chuyển đợng tròn? Cho ví dụ?

- Tương tự như chuyển đợng thẳng,

các em đọc SGK cho biết tớc đợ

trung bình trong chuyển đợng tròn

được tính như thế nào?

- Như thế nào được gọi là chuyển

đợng tròn đều?

- Trong định nghĩa đó chúng ta cần

chú ý “quỹ đạo tròn và đi được

quãng đường bằng nhau trong

những khoảng thời gian bằng nhau”

- Các em hãy lấy ví dụ về chuyển

đợng tròn đều?

- Trong chuyển đợng thẳng đều

chúng ta dùng khái niệm nào để chỉ

tớc đợ nhanh hay chậm của chuyển

đợng?

- Trong CĐTĐ quãng đường vật đi

được là đường tròn.vì vậy vận tớc

khơng những đặc trưng cho mức đợ

nhanh hay chậm mà phải thể hiện

được sự thay đởi về phương & chiều

của chuyển đợng, nên người ta đưa

ra khái niệm tớc đợ dài

- Chúng ta có thể áp dụng cơng thức

trên cho CĐTĐ được khơng?

- Muớn áp dụng được thì phải là thế

nào?

Hoạt đợng 2: Tìm hiểu khái niệm chuyển đợng tròn đều.

- Từng cá nhân đọc SGK rời trả lời:

Chuyển đợng tròn là chuyển đợng có quỹ đoạ là mợt đường tròn

- VD: 1 điểm trên đầu cánh quạt,…

- Hs đọc SGK rời trả lời

- HS nghiên cứu SGK rời trả lời:

Chuyển đợng tròn đều là chuyển đợng có quỹ đạo tròn & có tớc đợ

trung bình trên mọi cung tròn là như nhau

- VD: chuyển đợng của đầu kim đờng hờ, 1 điểm trên đĩa tròn khi quay ởn định,…

Hoạt đợng 3: Tìm hiểu khái niệm tớc đợ dài.

- Tớc đợ trung bình: v s

t

 trong đó

s là mợt đoạn thẳng

I Định nghĩa

1 Chuyển đợng tròn

Chuyển đợng tròn là chuyển đợng có quỹ đạo là đường 1 đường tròn

2 Tớc đợ trung bình trong chuyển đợng tròn

Tốc độ TB Độ dài cung tròn mà vật đi được Thời gian chuyển động



3 Chuyển đợng tròn đều

Chuyển đợng tròn đều là chuyển đợng có quỹ đạo tròn và có tớc đợ trung bình trên mọi cung tròn là như nhau (hình 5.2)

II Tớc đợ dài và tớc đợ góc

1 Tớc đợ dài

Gọi  s là đợ dài cung tròn mà vật đi được từ điểm M đến M’ trong khoảng thời gian rất ngắn t

s v t





 gọi là tớc đợ dài tại điểm

M chính là đợ lớn của vận tớc tức

Trang 3

- Vậy theo phương án đó thì tốc độ

dài được tính như thế nào?

- Các em tập trung suy nghĩ để hoàn

thành C2(tính tốc độ dài của xe)

- Chú ý: Ta xét một điểm trên bánh

xe, nếu bánh xe lăn được 1vòng thì

điểm đó đi được đoạn đường đúng

bằng chu vi bánh xe

* Trong CĐTĐ tốc độ dài của vật là

không đổi

- Nếu xem  snhư một đoạn thẳng

thì tại mỗi điểm khác nhau  s lại có

phương, chiều khác nhau Để chỉ

quãng đường đi được, vừa chỉ hướng

của chuyển động người ta đưa ra đại

lương s , được gọi là vectơ độ dời

- Vậy vectơ vận tốc có biểu thức tính

như thế nào?

- Phương của nó như thế nào?

- Dùng hình vẽ để khẳng định lại đều

đó với học sinh (chiều của vectơ vận

tốc luôn thay đổi trong quá trình

chuyển động)

- Các em đọc SGK và quan sát hình

5.4

- Trong chuyển động tròn khi M là vị

trí tức thời của vật chuyển động được

một cung tròn  s  thì bán kính OM

quay được góc  

- Biểu thức nào thể hiện được sự

quay nhanh hay chậm của bán kính

OM?

- Nếu tốc độ dài cho biết quãng

đường đi được trong một đơn vị thời

gian thì tốc độ góc cho chúng ta biết

điều gì? có thể tính bằng công thức

- Không

- Hs nghiên cứu SGK để tìm

phương án: “chọn khoảng thời gian

rất ngắn để đoạn đường đi được trong thời gian đó như một đoạn thẳng”

s v t





 Trong đó  slà độ dài cung tròn mà

vật đi được trong khoảng thời gian

t



r = 100m;  t= 120s Tốc độ dài của bánh xe là:

2 2.3,14.100 5,23

120

v





s v t









- Có phương tiếp tuyến với đường tròn qũy đạo

thời trong chuyển động tròn đều Trong chuyển động tròn đều tốc độ dài là đại lượng không đổi

2 Vectơ vận tốc trong chuyển động tròn đều

s v t









Vì  s trùng với một đoạn cung tròn tại M nên nó nằm dọc theo tiếp tuyến với đường tròn quỹ đạo tại M vcùng hướng với  s  nên nó cũng nằm theo phương tiếp tuyến tại M

Vectơ vận tốc trong chuyển động tròn đều luôn có phương tiếp tuyến với đường tròn quỹ đạo

3 Tốc độ góc Chu kì Tần số

a Định nghĩa

Gọi O là tâm & r là bán kính của đường tròn quỹ đoạ M là vị trí tức thời của vật chuyển động Khi vật đi được 1 cung   s trong

Trang 4

nào?

- Nếu góc   đo bằng đơn vị râđin

(rad) và thời gian đo bằng giây (s) thì

tốc độ góc có đơn vị là gì?

- Các em hãy tính tốc độ góc của kim

giây trong đồng hồ treo tường (C3)

- Trong VD trên kim giây quay 1

vòng hết 60s, người ta gọi đó là chu

kỳ của kim giây Vậy chu kỳ của

CĐTĐ là gì? được tính bằng công

thức nào?

- Đơn vị của chu kỳ là gì?

- Nếu chu kỳ cho biết thời gian vật

quay được một vòng thì đại lượng có

tên gọi là tần số cho biết số vòng

quay được trong 1s

- Viết biểu thức tính tần số? Đơn vị

của nó?

- Trong CĐTĐ tốc độ dài cho biết

tốc độ chuyển động không thay đổi

nhưng hướng của chuyển động luôn

thay đổi, tốc độ góc nói lên sự quay

nhanh hay chậm của bán kính qũy

đạo Hai đại lượng này có quan hệ

với nhau không? Nêu có thì quan hệ

với nhau như thế nào?

+ Làm thế nào để tính độ dài cung

tròn?

+ Vậy chúng ta có thể viết lại ở dạng

kí hiệu ntn?

+ Chúng ta chia cả 2 vế phương trình

đó cho  t

- Từ công thức chúng ta vừa thiết lập

các em hãy tính tốc độ góc của chiếc

xe đạp (C6)

Hoạt động 4: Tìm hiểu khái niệm tốc độ góc, chu kì, tần số.

- Hs đọc SGK & quan sát hình 5.4

- Lắng nghe để thấy sự cần thiết phải đưa ra khái niệm tốc độ góc

- Đưa ra biểu thức tính tốc độ góc

- Tốc độ góc cho biết góc mà bán kính OM quét được trong 1 đơn vị

thời gian

- Trong thời gian  t quay được 1góc  

- Trong một đơn vị thời gian quay được một góc 

- Vậy:

t



  



- Đơn vị rad/s

- Từng em làm C3:

2 0,105 60

rad

 

    



- Chu kỳ của CĐTĐ là thời gian để

vật đi được 1 vòng

2





- Đơn vị (s)

khoảng thời gian  t thì bán kính

OM quét được góc  

t



  

 gọi là tốc độ góc của chuyển động tròn

Tốc độ góc của chuyển động tròn là đại lượng đo bằng góc mà bán kính OM quét được trong một đơn vị thời gian Tốc độ góc của chuyển động tròn đều là đại lượng không đổi

b Đơn vị:

Nếu   đo bằng rađian (rad), thời gian đo bằng giây (s) thì tốc độ góc có đơn vị là (rad/s)

c Chu kỳ:

Chu kỳ T của chuyển động tròn đều là thời gian để vvật đi được một vòng

2



 Đơn vị của chu kỳ là (s)

d Tần số: Là số vòng mà vật đi

được trong 1giây

1

f T

 Đơn vị là Hec (hz)

e Công thức liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc.

v r

Trang 5

f T

 Đơn vị Hec (Hz)

- Độ dài cung trong = bán kính x góc ở tâm chắn cung

.

  

s r



v r 

- Từng hs hoàn thành C6:

5,23 0,052 100

   

5’ Hoạt động :Củng cố, dặn dò.

- Chuyển động tròn đều là gì? tốc độ góc là gì? tốc độ góc được xác định ntn?

- Chu kì chuyển động tròn đều là gì? viết công thức liên hệ giữa chu kỳ và tốc độ góc

- Về nhà học bài, làm bài tập và chuẩn bị phần tiếp theo của bài

IV Rút kinh nghiệm.

Trang 6

Ngày soạn: Ngày dạy:

Tiết: 9 Bài 5: CHUYỂN ĐỘNG TRÒN ĐỀU (tt)

II Chuẩn bị.

GV: Hình 5.5 và 5.6 SGK (vẽ trên giấy lớn)

III Tiến trình giảng dạy.

1 Ổn định lớp

2 Kiểm tra bài cũ (4’)

- Chuyển động tròn đều là gì? tốc độ góc là gì? tốc độ góc được xác định ntn?

- Chu kì chuyển động tròn đều là gì? viết công thức liên hệ giữa chu kỳ và tốc độ góc?

3 Bài mới

5’ - Các em hãy cho biết khái niệm gia

tốc của chuyển động thẳng biến đổi

đều?

- Trong chuyển động đó gia tốc có

đặc điểm gì?

- Gia tốc cho biết sự biến thiên của

yếu tố nào của vận tốc?

- Gia tốc có hướng như thế nào trong

các dạng chuyển động thẳng biến đổi

đều?

- Trong chuyển động tròn đều có độ

lớn vận tốc không đổi nhưng hướng

của vectơ vận tốc luôn thay đổi

- Vậy đại lương nào đặc trưng cho sự

biến thiên đó?

- Các em đọc SGK chú ý hướng của

vectơ gia tốc trong chuyển động tròn

Hoạt động 1: Ôn lại kiến thức cũ

- Từng hs chú ý để trả lời các câu hỏi ôn tập của Gv

Hình 5.5

Trang 7

10’

đều

- Gv dán hình vẽ để xây dựng cho

học sinh hướng của vectơ vận tốc

v

 

- Trong CĐTĐ gia tốc được xác định

bằng công thức nào?

- Vì sao gọi gia tốc trong CĐTĐ là

gia tốc hướng tâm?

- Vậy chúng ta có thể kết luận như

thế nào về gia tốc hướng tâm?

- Các em quan sát hình 5.5 hãy tìm

ra công thức tính độ lớn của gia tốc

hướng tâm

2 2

v

 

- Đơn vị của nó như thế nào?

- Các em đọc & làm lại bài tập ví dụ

- Cũng là gia tốc

Hoạt động 2: Tìm hiểu hướng của vectơ gia tốc trong chuyển động tròn đều

v a t









- Từng em có thể dựa vào SGK (chữ

in nghiêng) để chứng minh được

- Hs kết luận: Trong CĐTĐ, tuy vận tốc có độ lớn khôgn đổi, nhưng có

hướng luôn thay đổi, nên chuyển động CĐTĐ luôn hướng vào tâm của quỹ đạo nên gọi là gia tốc hướng tâm

Hoạt động 3: Tìm hiểu độ lớn của gia tốc hướng tâm.

- Tự hs chứng minh

- Đơn vị là m/s2

- Từng cá nhân đọc lại ví dụ & làm lại vào tập theo yêu câu của gv

- Để xét gia tốc của vật tại điểm I,

ta khảo sát sự biến đổi vectơ vận tốc v của vật khi nó chuyển động trong khoảng thời gian rất ngắn

t

 từ điểm M1 đến điểm M2 trên đường cong có trugn điểm là I độ lớn của 2 vectơ vận tốc là bằng nhau (hình 5.5)

- Tịnh tiến 2 vectơ vận tốc ta sẽ tìm được vectơ  v  biểu diễn sự thay đổi hướng của vận tốc

v     v v   hay   v v v  2 1

v a t









Hình 5.6

2 Độ lớn của gia tốc hướng tâm

2 2

ht

v

 

5’ Hoạt động 4: Củng cố, dặn dò

- Nêu những đặc điểm và công thức tính độ lớn của vectơ gia tốc hướng tâm?

Trang 8

- Về nhà học bài, làm bài tập và chuẩn bị bài tiếp theo.

Định dạng
Số trang	8
Dung lượng	170 KB