Giáo án vật lý lớp 10 chương trình cơ bản - Tiết 22: LỰC HƯỚNG TÂM I. Mục tiêu: 1. Về kiến thức: - Phát biểu được định nghĩa và viết được biểu thức tính lực hướng tâm - Nhận biết được chuyển động li tâm, nêu được một vài ví dụ về chuyển động li tâm là có lợi hoặc có hại 2. Về kỹ năng: - Giải thích được vai trò của lực hướng tâm trong chuyển động tròn của các vật. - Chỉ ra được lực hướng tâm trong một số trường hợp đơn giản. - Giải thích được sự chuyển động văng ra khỏi quĩ đạo tròn của một số vật. II. Chuẩn bị: Giáo viên: - Một vài hình vẽ miêu tả tác dụng của lực hướng tâm. - Một vật nặng buộc chặt vào đầu một sợi dây. - Một đĩa quay đặt nằm ngang một vật nặng để đặt lên trên đĩa quay đó. Học sinh: - Ôn lại kiến thức về định luật II, III Niu tơn, chuyển động tròn đều và lực hướng tâm III.Tiến trình dạy học: 1) Ổn định: 2) Kiểm tra: Lực ma sát trượt, xuất hiện khi nào, có độ lớn phụ thuộc vào những yếu tố nào, được xác định bằng công thức nào ? Ma sát có lợi hay có hại, cho ví dụ ? 3)Hoạt động dạy – học: Hoạt động 1: Nhắc lại kiến thức cũ: Hoạt động của HS Trợ giúp của GV Nội dung Là chuyển động có quỹ đạo là đường tròn, Thế nào là chuyển có tốc độ trung bình là như nhau trên mỗi cung tròn. Gia tốc trong chuyển động tròn đều có chiều luôn hướng vào tâm của quĩ đạo. động tròn đều ? Gia tốc trong chuyển động tròn đều có đặc điểm như thế nào ? Từ định luật II Niu- tơn, ta thấy rằng một vật trong chuyển động tròn đều phải có một hợp lực tác dụng lên vật và hướng vào tâm vòng tròn. Vậy lực đó có tên gọi là gì ? Được tính bằng công thức nào ? Hoạt động 2: Tiếp thu lực hướng tâm và viết công thức lực hướng tâm. Phải kéo dây về phía tâm. GV làm TN với vật nặng buộc vào đầu dây. Phải kéo dây về phía nào để giữ cho vật chuyển động tròn ? Khi buông tay thì vật chuyển động như thế nào ? I. Lực hướng tâm: 1) Định nghĩa: Lực (hay hợp của các lực) tác dụng vào một vật chuyển động tròn đều và gây ra cho vật gia tốc hướng tâm gọi là lực hướng tâm. Từng nhóm trình bày lên bảng. Hãy trình bày các yếu tố của lực hướng tâm ? 2) Công thức: 2 2 ht ht mv F ma m r r Hoạt động 3: Phân tích một số ví dụ về lực hướng tâm. Lực hấp dẫn. Có 4 lực: trọng lực, phản lực, lực ma sát nghỉ. Hợp lực là lực ma sát nghỉ. HS tìm hợp lực. Hợp lực hướng vào tâm quĩ đạo giúp xe chuyển động dễ dàng. Lực nào giữ cho vệ tinh nhân tạo có thể bay được vòng quanh Trái Đất ? Khi vật quay theo đĩa thì có các lực nào tác dụng lên vật ? Hợp lực tác dụng lên vật là lực nào ? Hãy tìm hợp lực tác dụng lên ô tô ? Hợp lực có đặc điểm gì ? Có tác dụng gì ? Lực hướng tâm có phải là một loại lực mới không ? Lực hướng tâm không phải là một loại lực mới mà là hợp của các lực ta đã biết : hấp dẫn, ma sát, 3)Ví dụ: a. Lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vệ tinh nhân tạo đóng vai trò là lực hướng tâm giữ cho vệ tinh chuyển động tròn đều quanh Trái Đất. b. Lực ma sát nghỉ đóng vai trò là lực hướng tâm giữ vật chuyển động tròn đều trên bàn quay. c. Ở những đoạn đường cong người ta làm nghiêng để trọng lực P của vật và phản lực N của mặt đường có hợp lực hướng vào tâm quỹ đạo giúp đàn hồi, … xe chuyển động được dễ dàng Hoạt động 4: Tìm hiểu về chuyển động li tâm HS quan sát TN. Tại vì khi đó lực ma sát nghỉ cực đại không đủ lớn để vai trò là lực hướng tâm. HS thảo luận nhóm: Giáo viên làm lại thí nghiệm với đĩa quay: Tại sao khi đĩa quay nhanh thì đến một lúc nào đó vật bị văng ra ngoài ? Chuyển động của vật bị văng ra gọi là chuyển động li tâm. Cho HS thảo luận trình bày lên bảng Chuyển động li tâm là có lợi hay có hại? Cho một vài ứng dụng lực li tâm mà em biết. II.Chuyển động li tâm: Khi lực ma sát nghỉ cực đại không đủ lớn để đóng vai trò là lực hướng tâm cần thiết (Fmsn (max < m 2 r) thì vật sẽ bị trượt ra xa tâm quay, rồi văng ra khỏi bàn quay theo phương tiếp tuyến với quĩ đạo, gọi là chuyển động li tâm Chuyển động li tâm Thảo luận và đưa ra một sô thí dụ Cho một vài ví dụ về lực li tâm có hại mà em biết. Hạn chế bằng cách nào ? có lợi có ứng dụng : máy vắt li tâm, bơm li tâm, … Chuyển động li tâm có hại, cần phải tránh : xe chạy qua đoạn đường cong phải hạn chế tốc độ. 4. Củng cố - Vận dụng: Củng cố: khái niệm lực hướng tâm, công thức tính lực hướng tâm và chuyển động li tâm Vận dụng: 1)Lực nào sau đây có thể là lực hướng tâm ? A. Lực ma sát B. Lực đàn hồi C. Lực hấp dẫn D. Cả 3 lực trên 2)Biểu thức tính lực hướng tâm: A. Fht = m 2 r B. Fht = mg C. Fht = kl D. Fht = mg 5. Híng dÉn häc ë nhµ - Làm bài tập trong SGK và SBT - Chuẩn bị bài "bài toán về chuyển động ném ngang . Giáo án vật lý lớp 10 chương trình cơ bản - Tiết 22: LỰC HƯỚNG TÂM I. Mục tiêu: 1. Về kiến thức: - Phát biểu được định nghĩa và viết được biểu thức tính lực hướng tâm - Nhận biết. nghĩa: Lực (hay hợp của các lực) tác dụng vào một vật chuyển động tròn đều và gây ra cho vật gia tốc hướng tâm gọi là lực hướng tâm. Từng nhóm trình bày lên bảng. Hãy trình bày. và chuyển động li tâm Vận dụng: 1 )Lực nào sau đây có thể là lực hướng tâm ? A. Lực ma sát B. Lực đàn hồi C. Lực hấp dẫn D. Cả 3 lực trên 2)Biểu thức tính lực hướng tâm: A. Fht = m 2 r