TRƯỜNG THPT PHÚ NHUẬN BỘ MÔN VẬT LÝ KHỐI LỚP 10 TUẦN 11 12 / HK1 (từ 15/11/2021 đến 27/11/2021) GV biên soạn Lê Thị Ngọc Anh PHIẾU HƯỚNG DẪN HỌC SINH TỰ HỌC I Nhiệm vụ tự học, nguồn tài liệu cần tham[.]
TRƯỜNG THPT PHÚ NHUẬN BỘ MÔN:……VẬT LÝ………………………………… KHỐI LỚP: ……10…………………………………… TUẦN: …11 - 12…./ HK1 (từ 15/11/2021 đến 27/11/2021) GV biên soạn: Lê Thị Ngọc Anh PHIẾU HƯỚNG DẪN HỌC SINH TỰ HỌC Nhiệm vụ tự học, nguồn tài liệu cần tham khảo: I Nội dung 1: Bài 14 - Lực hướng tâm.(Mục I.3: tự học có hd Mục II: tự đọc; Câu hỏi 3, BT 4, BT SGK không y/c hs phải làm ) Đọc SGK trang 80 Nội dung 2: Bài 15- Bài toán chuyển động ném ngang (Tự học có hd) Đọc SGK trang 85 Nội dung 3: Bài 16 - Đo hệ số ma sát Đọc SGK trang 89, xem clip https://www.youtube.com/watch?v=KqX9S8te2qE II Kiến thức cần ghi nhớ: LỰC HƯỚNG TÂM Định nghĩa: lực (hay hợp lực) tác dụng vào vật chuyển động tròn gây cho vật gia tốc hướng tâm gọi lực hướng tâm Đặc điểm: • Gốc: đặt vào vật chuyển động trịn • Phương: bán kính • Chiều: hướng vào tâm Fht = maht = • Độ lớn: mv = mω r r m (kg): khối lượng của vật v (m/s): tốc độ dài ω (rad/s): tốc độ góc r (m): bán kính quỹ đạo Vài lực hướng tâm thường gặp - Trong chuyển động của vệ tinh nhân tạo (hoặc mặt trăng) quanh Trái Đất, lực hấp dẫn Trái Đất lực hướng tâm (hình 1) - Một vật đặt bàn quay Nếu bàn quay không nhanh, vật quay với bàn Lực ma sát nghỉ bàn tác dụng lên vật lực hướng tâm (hình 2) - Ở khúc quanh đường ôtô đường sắt, người ta thường làm nghiêng phía tâm ⃗ ⃗ cong Hợp lực phản lực N mặt đường trọng lực P lực hướng tâm (hình 3) BÀI TỐN VỀ CHUYỂN ĐỘNG NÉM NGANG I Khảo sát chuyển động: O Chọn hệ qui chiếu: - Hệ trục tọa độ xOy - Gốc tọa độ O vị trí ném vật - Gốc thời gian lúc ném Phân tích chuyển động ném ngang: ⃗ - Lực tác dụng: trọng lực P * Phương ngang Ox: x y * Phương đứng Oy: vật chuyển động thẳng ( ⃗ F x =0 ) vật chuyển động thẳng nhanh dần ( ⃗ F y =⃗ P ) ax = v0x = v0 => vx = v0 ay = g v0y = x0 = => x = v0t y0 = * Phương trình quỹ đạo : y= g x v 20 => quỹ đạo nhánh parabole * Thời gian chuyển động : t= √ => vy = gt gt => y = * Tầm ném xa : 2h g L=x max =v √ 2h g III BÀI TẬP LỰC HƯỚNG TÂM 1) Một xe tải khối lượng qua cầu vồng bán kính 60m với tốc độ không đổi 10m/s Hỏi xe đè lên điểm cao cầu lực ? Lấy g = 10m/s2 N P Giải: Hợp lực đóng vai trị lực hướng tâm: N + P = Fht (1) Chọn Oy thẳng đứng, chiều dương hướng vào tâm đường cong Chiếu (1) lên Oy: P - N=maht v2 10 ⇒ N = P − maht = mg − m = 6000.10 − 6000 R 60 = 50000 N Vậy áp lực xe đè lên điểm cao của cầu 50000N 2) Một máy bay bay theo đường trịn thẳng đứng có bán kính200m với tốc độ 100m/s Khốilượng của phi công 60kg Hỏi : a) Phi công đè lên ghế lực điểm thấp quỹ đạo b) Ở vị trí cao quỹ đạo, muốn phi cơng khơng đè lên ghế lực tốc độ của máy bay phải ? P, N Giải: Ghế chịu tác dụng của lực: N + P = Fht ⇒ N + P = maht (1) N Ta có: Chọn Oy thẳng đứng, chiều dương hướng vào tâm đường trịn • P a Tại điểm thấp Chiếu (1) lên Oy: N –P = maht ⇒ N = P + maht ⇒ N = mg + m v2 100 = 60.10 + 60 = R 200 3600 N Vậy áp lực của phi công đè lên ghế là: 3600 N b.Tại điểm cao nhất: Chiếu (1) lên Oy :N’ + P = ma’ht ⇒ N ' = mg − m v' R N P Phi công không đè lên ghế lực tức N’ = v' ⇒ = mg − m R ⇒ v' = Rg = 200.10 = 44,72m / s ≥ Vậy để phi công không đè lên ghế lực v’ 44,72 m/s 3) * Một vật đặt mép bàn xoay nằm ngang, trục quay thẳng đứng Cho biết bàn hình trịn có bán kính r = 0,2m, hệ số ma sát nghỉ vật bàn 0,4 Muốn vật văng khỏi bàn bàn phải quay với tần số tối thiểu vòng giây Cho g = 10m/s2 Giải: Xét hệ quy chiếu gắn với mặt đất, vật văng khỏi bàn lực ma sát nghỉ cực đại không đủ lớn để đóng vai trị lực hướng tâm Fmsn ≤ Fht ⇒ µ n mg ≤ mRω ⇒ µ n mg ≤ mR( 2πf ) ⇒ f ≥ 2π µn g R ⇒ f ≥ 2π 0,4.10 0,2 ⇒ f ≥ 0,71vong / s => Vậy fmin = 0,71 vòng/s 4) * Một cầu khối lượng m = 250 g buộc vào đầu sợi dây dài hình vẽ Dây hợp với phương thẳng đứng góc cầu α = 0,5 m , làm quay = 450 Tính lực căng của dây chu kì quay của Giải: T + P = Fht Ta có: y (1) 450 x Chiếu (1) lên Ox: T sin45 = m.aht (2) O Chiếu (1) lên Oy:T.cos45 –P = (3) a Từ (3) ta có: Lực căng dây T = mg 0,25.10 = cos 45 cos 45 b ta có: R = l.sin45= 0,5.sin45=0,35 m T sin 45 = Từ (2) ta có: ⇒v= R.T sin 45 = m mv R 0,35.3,53 sin 45 0,25 =1,87 m/s Ta có: v = R ω 2π T R.2π 0,35.2.3,14 ⇒T = = = 1,18s v 1,87 ⇒ v = R Vậy chu kì T = 1,18 s =3,53 N BÀI TỐN VỀ CHUYỂN ĐỘNG NÉM NGANG BÀI 15 1) Một vật nhỏ ném theo phương ngang với vận tốc ban đầu 10 m/s từ độ cao 20 m so với mặt đất Lấy g = 10m/s2 Thời gian để vật rơi chạm đất tầm bay xa của vật? Giải t= 2h = g 2.20 = 10 Thời gian để vật rơi chạm đất: 2s Tầm bay xa của vật: L = v0t = 10.2 = 20 m 2) Một máy bay bay theo phương ngang với vận tốc 100m/s độ cao 5120m, ngang qua điểm A mặt đất thả rơi bom Bỏ qua sức cản của khơng khí Lấy g = 10m/s Tìm: a) Phương trình quỹ đạo của bom b) Thời gian kể từ lúc thả đến bom chạm đất c) Khoảng cách từ điểm A đến điểm rơi của bom d) Vận tốc của bom chạm đất e) Góc hợp phương của vectơ vận tốc của bom phương ngang tại điểm rơi α Giải: a.Phương trình chuyển động của máy bay: ⇒t = x = v0 t = 100t (1) y= x 100 gt = 10t = 5t 2 (2) Phương trình quỹ đạo của máy bay là: y = x 100 t= b Thời gian kể từ lúc thả đến bom chạm đất: = x2 2000 2h = g = 5.10-4 x2 2.5120 = 10 32 s c Khoảng cách từ điểm A đến điểm rơi của bom: L = v0t = 100.32 = 3200 m v x2 + v y2 d Vận tốc của bom chạm đất: v = vx = v0 vy = gt ⇒ v = v o2 + ( gt ) = 100 + (10.32 ) 2 = 335,32 m/s e Gọi α góc hợp phương của vectơ vận tốc của bom phương ngang tại điểm rơi vx 100 = α v 335,32 Ta có: cos = ⇒α = 72,60 3) *Một vật ném theo phương ngang từ độ cao h (so với mặt đất)với vận tốc ban đầu v o = m/s Vật chạm đất với góc rơi α = 60o (α góc hợp vectơ vận tốc tại điểm chạm đất với phương ngang ) Hãy tính : a) Độ cao h b) Thời gian kể từ ném đến vật chạm đất Cho g = 10 m/s2 bỏ qua sức cản của khơng khí Giải: vy Ta có: ⇒t = tan α = v x = gt 10t = v0 =2t tan α tan 60 = = 2 Độ cao h = s 3 gt = 10. 2 ≈ = 3,75 m ≈ 0,87 s ÔN CHƯƠNG I) Một vật chuyển động thẳng đường nằm ngang tác dụng của lực kéo có độ lớn F = 30 N có hướng chếch lên góc α = 450 so với phương ngang Cho g = 10m/s2 Tính : a) Lực ma sát vật mặt ngang b) Cho khối lượng của vật 18 kg Tính hệ số ma sát vật mặt ngang Giải ⃗ F+⃗ F ms + ⃗ P +⃗ Q=m ⃗a (*) Chiếu pt (*) lên Ox: Fx – Fms = ma = Fms = Fx = F cos450 = 30( N) Chiếu pt (*) lên Oy: Fy – P + Q = 450 Q = P - Fy ĐL III newton: N = Q Fms = μN = μ (P - Fy ) = μ (mg – Fsin450) => μ = 0,2 II) Một vật có khối lượng m = 200g trượt mặt sàn nằm ngang tác dụng của lực kéo theo phương ngang F = N a Bỏ qua ma sát, tìm quãng đường của vật sau s chuyển động không vận tốc đầu b Thật ra, sau m kể từ lúc đứng yên, vật đạt vận tốc m/s Tìm hệ số ma sát vật sàn Giải a) ⃗ ⃗ =m ⃗a F+⃗ P +Q (*) Chiếu pt (*) lên Ox: Fx = ma a = m/s2 1 S=v t + a t 2= 52 =62,5 m 2 b) v 2−v 20=2as => a = m/s2 ⃗ F+⃗ F ms + ⃗ P +⃗ Q=m ⃗a (*) Chiếu pt (*) lên Ox: F – Fms = ma Fms = F – ma = 0,2 (N) III) Chuyển động thẳng của ôtô mô tả đồ thị vận tốc sau v(m/s) v O A B C 100 t (s) 300 a/ Cho biết tính chất chuyển động (đều, nhanh dần , chậm dần đều) của ôtô giai đoạn chuyển động ? b/ Cho biết hai giai đoạn chuyển động ôtô quãng đường 4000 m Tính vận tốc của ơtơ giai đoạn AB c/ Cho khối lượng của ôtô Biết lực ma sát không đổi suốt trình chuyển động 100 trọng lượng của xe Tìm lực phát động tác dụng lên xe giai đoạn chuyển động Cho g = 10 m/s2 Giải a) Đoạn AB: v = số dương => chuyển động thẳng theo chiều dương Đoạn BC: v giảm đến => chuyển động thẳng chậm dần theo chiều dương b) sAB = vt = v.100 v = v0 + at = v+ a.200 => a = - v/200 1 s BC =vt + a t 2=v.200+ a200 2 sAB + sBC = 4000 v v.100 +v.200 + 2002 =4000 200 v = 20 m/s 100 c) Fms = P = 800N Đoạn AB: ⃗ F+ ⃗ F ms + ⃗ P +⃗ Q=m ⃗a (*) Chiếu pt (*) lên Ox: FAB – Fms = ma =0 FAB = Fms = 800 (N) Đoạn BC: ⃗ F+ ⃗ F ms + ⃗ P +⃗ Q=m ⃗a (*) Chiếu pt (*) lên Ox: FAB – Fms = ma a = - v/200 = - 0,1 m/s2 =>FAB = ma + Fms = 1000.(-0,1) + 800 = 700 (N) IV Nội dung chuẩn bị: HS cần xem kĩ lý thuyết SGK trước tham khảo phần lý thuyết tóm lượt làm tập V Đáp án tập tự luyện: Nếu có thắc mắc HS liên hệ GVBM để hỗ trợ ... = 100 t (1) y= x 100 gt = 10t = 5t 2 (2) Phương trình quỹ đạo của máy bay là: y = x 100 t= b Thời gian kể từ lúc thả đến bom chạm đất: = x2 2000 2h = g = 5 .10- 4 x2 2.5120 = 10. .. phương ngang với vận tốc ban đầu 10 m/s từ độ cao 20 m so với mặt đất Lấy g = 10m/s2 Thời gian để vật rơi chạm đất tầm bay xa của vật? Giải t= 2h = g 2.20 = 10 Thời gian để vật rơi chạm đất:... của vật: L = v0t = 10. 2 = 20 m 2) Một máy bay bay theo phương ngang với vận tốc 100 m/s độ cao 5120m, ngang qua điểm A mặt đất thả rơi bom Bỏ qua sức cản của không khí Lấy g = 10m/s Tìm: a) Phương