BÀI 20. DỘNG HỌC CỦA CHUYỂN ĐỘNG TRÒN (2 tiết)
4. Khái niệm tốc độ góc trong chuyển động tròn
Trả lời:
- Trong chuyển động thẳng, để đánh giá mức độ nhanh chậm của chuyển động, người ta dựa vào tốc độ chuyển động của vật.
*Khái niệm và công thức tính tốc độ góc của chuyển động tròn.
Tốc độ góc trong chuyển động tròn có giá trị bằng góc quay được bởi bán kính trong một đơn vị thời gian:
ω=∆ α
∆ t (20.3) Trong đó:
- GV yêu cầu HS trả lời câu Thảo luận 5: Em đứng yên trên mặt đất. Vì Trái Đất tự quay quanh trục của nó nên em cũng chuyển động theo. Tốc độ chuyển động của em phụ thuộc vào những yếu tố nào ?
- GV yêu cầu HS cho biết:
+ Thế nào là chuyển động tròn đều?
+ Trong các ví dụ sau đây, chuyển động nào là chuyển động tròn đều: chuyển động của cánh quạt bắt đầu quay, chuyển động của kim giây đồng hồ?
Bước 2. HS thực hiện nhiệm vụ học tập - HS nghe giảng, lắng nghe, tiếp nhận câu hỏi và trả lời
- GV phân tích và hướng dẫn để HS hiểu bài Bước 3. Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận
+∆ α (rad) là độ dịch chuyển góc hay chính là góc quét bởi bán kính R sau khoảng thời gian ∆ t (s)
∆ α=α−αo
+ω có đơn vị là rad, vòng/s, độ/s…
*Thảo luận 5:
Sự nhanh chậm của chuyển động được xác định dựa vào tốc độ chuyển động của vật. Thời gian Trái Đất tự quay một vòng là khoảng 24h, bán kính Trái Đất có thể xem gần đúng là 6400km thì tốc độ trung bình của một điểm trên xích đạo là v=2.π24.6400≈1675,5kmh
=> Như vậy, chúng ta đang chuyển động nhanh.
Ngoài ra, tốc độ của một điểm trên Trái đất còn phụ thuộc vào vĩ độ địa lí vì ở các vĩ độ khác nhau thì bán kính quỹ đạo cũng khác nhau.
Trả lời:
- Khi ω là hằng số thì trong các khoảng thời gian bằng nhau, góc quay được cũng bằng nhau. Chuyển động tròn này
- HS trình bày câu trả lời, HS khác cho ý kiến bổ sung.
- HS ghi chép nội dung chính.
Bước 4. Đánh giá kết quả thực hiện
- GV đánh giá, nhận xét, kết luận, chuyển sang nội dung mới.
Nhiệm vụ 5. Tìm hiểu cách vận dụng khái niệm tốc độ góc.
Bước 1. GV chuyển giao nhiệm vụ học tập - GV dành 3 phút để HS nghiên cứu lời giải của ví dụ SGK, hiểu và tự giải lại được.
- GV phân tích các bước vận dụng khái niệm tốc độ góc để giải bài tập và giải thích những hiện tượng thực tiễn.
- GV yêu cầu HS trả lòi câu Luyện tập: Các vệ
là chuyển động tròn đều.
- Chuyển động của kim giây đồng hồ là chuyển động tròn đều.
Chuyển động của cánh quạt bắt đầu quay không phải là chuyển động tròn đều.
5. Vận dụng khái niệm tốc độ góc.
- HS lên bảng trình bày lại lời giải.
- Các bước bước vận dụng khái niệm tốc độ góc để giải bài tập và giải thích những hiện tượng thực tiễn:
B1: Xác định được chuyển động của vật phải là chuyển động tròn.
B2: Xác định được độ dịch chuyển góc của chất điểm (vật), đưa về đơn vị rad.
B3: Xác định được thời gian để chất điểm (vật) thực hiện độ dịch chuyển góc, đưa về đơn vị s
B4: Áp dụng công thức 20.3: ω=∆ α∆ t
*Luyện tập:
Giả sử các vệ tinh này chuyển động tròn đều quanh Trái đất thì tốc độ góc
tinh của hệ thống GPS ( hệ thống định vị toàn cầu) ( Hình 20.9) quay một vòng quanh Trái Đất sau 12h ( gọi là chu kì). Hãy xác định tốc độ góc của các vệ tinh này.
+ GV giải thích hệ thống GPS - hệ thống định vị toàn cầu là gì?
(Hệ thống GPS gồm nhiều vệ tinh nhân tạo quay quanh Trái đất để nhận và gửi tín hiệu về Trái đất)
+ GV đưa ra giả thuyết: Giả sử các vệ tinh này chuyển động tròn đều quanh Trái đất thì tốc độ góc của các vệ tinh này là bao nhiêu?
Bước 2. HS thực hiện nhiệm vụ học tập - HS tìm hiểu SGK kết hợp với lắng nghe những gợi ý của GV để trả lời được các câu hỏi mà Gv yêu cầu.
- GV phân tích và hướng dẫn để HS hiểu bài Bước 3. Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận
của các vệ tinh này là:
ω=∆ α
∆ t = 2.π 12.3600
≈1,5.10−4 (rad/s)
- GV mời 2 bạn HS lên bảng trình bày lại lời giải của ví dụ SGK.
- GV mời 1 bạn khác trả lời câu luyện tập.
- HS ghi chép nội dung chính.
Bước 4. Đánh giá kết quả thực hiện
- GV đánh giá, nhận xét, kết luận, chuyển sang nội dung mới.
Nhiệm vụ 6. Tìm hiểu vận tốc trong chuyển động tròn
Bước 1. GV chuyển giao nhiệm vụ học tập.
- GV đặt câu hỏi:
+ Theo em, trong chuyển động tròn, mỗi điểm trên bán kính có cùng tốc độ chuyển động không?
+ Em hãy nhắc lại công thức tính tốc độ chuyển động của vật trong chuyển động thẳng?
- GV đưa ra khái niệm và công thức tính tốc độ của chất điểm trong chuyển động tròn.
- GV yêu cầu HS dựa vào SGK và cho biết:
+ Kết hợp với công thức 20.2 và 20.3 để suy ra