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

TRƯỜNG THPT MẠC ĐĨNH CHI VẬT LÝ 10 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 : TRƯỜNG THPT MẠC ĐĨNH CHI VẬT LÝ 10 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 v ật 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 v ới phương chiều của gia tốc Về mặt độ lớn : Fht = maht = R mv 2 = m 2 R 2) Lực quán tính li tâm GV : Ta giả tỷ như quay tròn một con lắc đơn , đối I. LỰC HƯỚNG TÂM V À LỰC QUÁN TÍNH LY TÂM 1) Lực hướng tâm : Khi một vật chuyển động tr òn đều thì gia tốc hướng vào tâm qu ỹ đạo và có độ lớn là R v 2 . Theo đ ịnh lu ật II Newton, lực gây ra gia tốc này phải hướng vào tâm qu ỹ đạo. Ta gọi đó là lực hư ớng tâm. Biểu thức của lực hướng tâm là : Fht = maht = R mv 2 * Khi một vật chuyển động tr òn đều, hợp lực của các lực đặt l ên vật là lực hướng tâm. 2) Lực quán tính ly tâm : Khi một vật chuyển động tròn đ ều, nếu xét vật trong hệ quy chiếu phi quán tính mà nó đang ở trạng thái cân bằng thì v ật phải chịu thêm tác d ụng của một lực quán tính htq amF    , lực n ày có TRƯỜNG THPT MẠC ĐĨNH CHI VẬT LÝ 10 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 s ợi dây trong khi con lắc đang quay tròn . Nếu ta chọn hệ quy chiếu gắn liền với sợi dây ( chú ong) thì h ệ quy chiếu này thuộc hệ quy chiếu nào ? HS : Hệ quy chiếu phi quán tính GV : Đối với hệ quy chiếu này “hay đ ối 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 bi ết, quả cầu chịu tác dụng của một lực hướng tâm, đối với hệ quy chiếu n ày, 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 nh ưng 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 hư ớng ra xa tâm O. ta gọi đó là l ực quán tính ly tâm. Biều thức của lực quán tính ly tâm là : R mv F 2 q  = m 2 R * Lực quán tính ly tâm có cùng đ ộ lớn với lực hướng tâm. II. HIỆN TƯỢNG TĂNG – GIẢM VÀ M ẤT TRỌNG LƯỢNG 1) Khái niệm về trọng lực : Trọng lực là h ợp lực của lực hấp dẫn tác dụng lên một vật v à lực quán tính ly tâm mà v ật phải TRƯỜNG THPT MẠC ĐĨNH CHI VẬT LÝ 10 1) Khái niệm trọng lực : GV : Ở bài học trước các em cho biết trọng lực l à 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 l ực hấp dẫn tác dụng lên vật, khi Trái Đất quay quanh tr ục thì vật cũng quay theo trục quay của Trái Đất. Nếu xét hệ quy chiếu trên Trái Đất tại vị trí vật thì h ệ 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 vậ t chịu tác dụng của lực hấp dẫn, vật còn chịu th êm 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 v ật sẽ tác dụng lên sàn thang máy một lực như thế nào chịu do sự tự quay của trái đất. qhd FFP     2) Khái niệm về trọng lượng : Trọng lư ợng của một vật trong hệ quy chiếu mà vật đứng y ên là hợp lực của các lực hấp dẫn v à quán tính tác dụng lên vật. qthd FFP     TRƯỜNG THPT MẠC ĐĨNH CHI VẬT LÝ 10 so với trọng lực của nó ? HS : Vật sẽ ép lên sàn thang máy một lực b ằng chính trọng lực tác dụng lên vật. GV : Nếu như thang máy chuy ển động sao cho có gia tốc hướng lên ( chuyển động nhanh dần đều ). Nếu chọn hệ quy chiếu đặt trong thang máy thì v ật 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 v ật ở trạng thái cân bằng, như vậy thì vật phải ép lên tháng máy một lực nh ư thế nào để theo định luật III Newton sàn tháng máy TRƯỜNG THPT MẠC ĐĨNH CHI VẬT LÝ 10 s ẽ tác dụng trở lại vật một phản lực pháp tuyến khiến vật cân bằng ? HS : Vật ép lên thang máy m ột lực bằng tổng trọng lực và lực quán tính GV  Trọng lượng : qthd FFP     Ngoài định nghĩa trên, GV c ần chú ý cho HS biết thêm “Trọng lượng là lực do vật tác dụng l ên 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 s ẽ 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 gi ảm trọng lượng : N ếu vật đặt trong một hệ quy chiếu có gia tốc a  thì theo h ệ thức qthd FFP     , trọng lư ợng của nó khác với lực hấp dẫn đặt l ên nó. Tuỳ theo chiều của qt F  mà tr ọng lượng có thể lớn hơn ho ặc nhỏ hơn lực hấp dẫn. Đó chính là s ự tăng hoặc giảm trọng lượng. + Nếu qt F  cùng chiều với hd F  thì P > Fhd : Sự tăng trọng lượng. + Nếu qt F  ngược chiều hd F  thì P < Fhd : Sự giảm trọng lượng. * Lưu ý : Nếu vật được đặt trong hệ quy chiếu có gia tốc g  thì qt F  cân bằng với hd F  : Sự mất trọng lượng. TRƯỜNG THPT MẠC ĐĨNH CHI VẬT LÝ 10 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.   . 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. . với lực hướng tâm. II. HIỆN TƯỢNG TĂNG – GIẢM VÀ M ẤT TRỌNG LƯỢNG 1) Khái niệm về trọng lực : Trọng lực là h ợp lực của lực hấp dẫn tác dụng lên một vật v à lực quán tính. 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