Bài 14. Lực hướng tâm

Bài 14. Lực hướng tâm tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả các lĩnh vực kinh t...

KIEM TRA BAỉI CUế KIEM TRA BAỉI CUế Viết công thức tính gia tốc hướng tâm của vật chuyển động tròn đều? r v a ht 2 = Viết biểu thức định luật II Niu Tơn ? maF = lùc h­íng t©m I. LệẽC HệễNG TAM 1. ẹũnh nghúa 2. Coõng thửực Lực ( hay hợp lực 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 Hãy chứng minh công thức sau: rm r mv ma F 2 2 htht === r v a ht 2 = CM: Từ công thức: maF = I. LệẽC HệễNG TAM 1. ẹũnh nghúa 2. Coõng thửực rm r mv ma F 2 2 htht === Lực ( hay hợp lưc 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 a) a) Chuyển động của mặt trăng quanh Trái Chuyển động của mặt trăng quanh Trái § § ất: ất: Trong vÝ dơ trªn, lùc nµo ®ãng vai trß lµ lùc h­ Trong vÝ dơ trªn, lùc nµo ®ãng vai trß lµ lùc h­ íng t©m gi÷ mỈt tr¨ng chun ®éng trßn ? íng t©m gi÷ mỈt tr¨ng chun ®éng trßn ? 3. Ví dụ a) a) Chuyển động của mặt trăng quanh trái đất: Chuyển động của mặt trăng quanh trái đất: Lực truyền gia tốc hướng tâm là lực hấp dẫn Lực truyền gia tốc hướng tâm là lực hấp dẫn giữa Mặt Trăng và Trái Đất giữa Mặt Trăng và Trái Đất . . 3. Ví dụ b Chuyển động của ôtô ở khúc quanh: T¹i sao ®­êng « t« ë nh÷ng ®o¹n cong th­êng ph¶i lµm nghiªng vỊ phÝa t©m cong ? b Chuyển động của ôtô ở khúc quanh: Q Khi ôtô chuyển động đến khúc quanh, tại khúc quanh người ta làm mặt đường nghiêng 1 góc để và tạo thành một lực tổng hợp hướng vào tâm làm ôtô chuyển động tròn đều một cách dễ dàng P Q  Q  P ht F  msn F  C/ ChuyÓn ®éng cña vËt trªn chiÕc bµn quay Lùc gi÷ vËt chuyÓn ®ộng trßn lµ lùc g× ? [...]... ra khái bµn theo ph­¬ng tiÕp tun víi q ®¹o Chun ®éng nh­ vËy gäi lµ chuyển động li t©m II CHUYỂN ĐỘNG LI TÂM 1 §iỊu kiƯn ®Ĩ vËt chun ®éng li t©m 2 Fmsn (max) mv 2 < = mω r r II CHUYỂN ĐỘNG LI TÂM 1 §iỊu kiƯn ®Ĩ vËt chun ®éng li t©m 2 Fmsn (max) 2 Ứng dụng 3 Tác hại mv 2 < = mω r r Máy vắt li tâm Vệ tinh nhân tạo chuyển động tròn đều quanh trái đất h R R h Vật Lí 10 Lực hướng tâm Lực li tâm Tổ I – LỰC HƯỚNG TÂM Khái niệm: Lực (hay hợp lực của các lực) tác dụng vào một vật chuyển động tròn đều và gây cho vật gia tốc hướng tâm gọi là lực hướng tâm Công thức: Ví dụ: Lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vệ tinh nhân tạo đóng vai trò lực hướng tâm Lực này gây cho vệ tinh gia tốc hướng tâm, giữ cho nó chuyển động tròn đều quanh Trái Đất Ví dụ: Lực kéo của tay người tác dụng lên quả tạ làm cho nó chuyển đều động tròn Ví dụ: Lực đẩy của chuột lang làm cho vòng bánh xe chuyển động tròn đều MỘT SỐ VÍ DỤ VỀ LỰC HƯỚNG TÂM Đua ngựa Vệ tinh MỘT SỐ VÍ DỤ VỀ LỰC HƯỚNG TÂM Ứng dụng: Yo yo - một ứng dụng thú vị của lực hướng tâm BÀI TẬP LỰC HƯỚNG TÂM Phương pháp giải: - Chọn hệ qui chiếu - Vẽ các lực tác dụng vào vật (xem vật là chất điểm) - Vận dụng định luật II Niutơn: - Chiếu (1) xuống hai trục tọa độ (trục Ox // với phương chuyển động), ta hệ hai phương trình: - Giải hệ phương trình và suy kết quả BÀI TẬP VÍ DỤ: Một ôtô có khối lượng m = 1200 kg (coi chất điểm), chuyển động với vận tốc 36 km/h cầu vồng lên coi cung tròn có bán kính r = 50 cm a) Tính áp lực ôtô vào mặt cầu điểm cao b) Nếu cầu võng xuống (các số liệu giữ trên) thí áp lực ôtô vào mặt cầu điểm thấp ? So sánh hai đáp số nhận xét Tóm tắt: m = 1200 kg v = 36 km/h = 10 m/s r = 50 m g = 10 m/s2 N = ? (N) BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Ở đoạn đường vòng, mặt đường nâng lên bên Việc làm nhằm mục đích kể sau đây? a) Giới hạn vận tốc của xe b) Tạo lực hướng tâm c) Tăng lực ma sát d) Cho nước mưa thoát dễ dàng Một tài xế điều khiển ôtô có khối lượng 1000kg chuyển động quanh vòng tròn có bán kính 100m nằm mặt phẳng nằm ngang với vận tốc có độ lớn 10m/s Lực ma sát cực đại lốp xe mặt đường 900N Ôtô sẽ: a) Trượt vào phía của vòng tròn b) Trượt khỏi đường tròn c) Chạy chậm lại tác dụng của lực li tâm d) Chưa đủ sở để kết luận Một vật nặng 4,0kg gắn vào dây thừng dài 2m Nếu vật quay tự thành vòng tròn quanh trục thẳng đứng gắn với đầu dây sức căng dây căng tối đa vật có vận tốc 5m/s ? a) 5,4N b) 10,8N c) 21,6N d) 50N II – LỰC LI TÂM: Khái niệm lực li tâm: - Lực li tâm là một lực quán tính xuất mọi vật nằm yên trong hệ quy chiếu quay so với một hệ quy chiếu quán tính - Đây là hệ của trường gia tốc, xuất hệ quy chiếu phi quán tính (trong này là hệ quy chiếu quay) K/n chuyển động li tâm: - Là chuyển động lệch khỏi quỹ đạo tròn theo phương tiếp tuyến với quỹ đạo của vật Ứng dụng: Máy điều tốc li tâm, một ứng dụng cổ điển của lực ly tâm III - Phân biệt lực hướng tâm lực li tâm Lực hướng tâm Lực li tâm - Là lực (hay hợp lực của các lực) tác dụng vào một vật chuyển động tròn đều và gây cho vật gia tốc hướng tâm gọi là lực hướng tâm - Là một lực quán tính xuất mọi vật nằm yên trong hệ quy chiếu quay so với một hệ quy chiếu quán tính -   Điểm đặt: Trên chất điểm điểm xét quỹ đạo; Phương: Dọc theo bán kính nối chất điểm với tâm quỹ đạo; Chiều: Hướng vào tâm của quỹ đạo -   Hệ quy chiếu gắn với vật quay đều quanh một trục gọi là hệ quy chiếu quay - Lực này ngược chiều với lực quán tính li tâm và có độ lớn lực quán tính li tâm -   Trong hệ quy chiếu quay đều, ngoài các lực các vật khác gây ra, vật còn chịu thêm một lực quán tính li tâm, lực này ngược chiều với lực hướng tâm và có độ lớn lực hướng tâm - Độ lớn: - Độ lớn: Cảm ơn bạn ý lắng nghe! PHÂN CÔNG THỰC HIỆN * Tìm tài liệu: - Lực hướng tâm (ĐN, CT, VD): Ngô Hà Uyên - Lực li tâm (ĐN, CT, VD): Trần Việt Hoàng - Ứng dụng hai lực: Trần Lê Hà My - Dạng bài tập: Nguyễn Thị Hồng Phúc -Phân biệt lực hướng tâm và lực li tâm: Ngô Minh Anh * Trình chiếu: Phạm Thuỳ Linh - Vũ Phương Anh - Mai Khanh * Thuyết trình: Trần Việt Hưng - Nguyễn Trần Bảo Tuấn TRUNG HỌC PHỔ THÔNG BÁN CÔNG VÕ VĂN TẦN CHÀO MỪNG QUÝ THẦY CÔ VÀ CÁC EM HỌC SINH DỰ TIẾT HỌC THỰC HÀNH GIÁO ÁN ĐIỆN TỬ Gv : Trương thò Phương Liên 1/ Lực ma sát nghỉ xuất hiện khi nào? Có đặc điểm gì ? Vai trò của lực masát nghỉ trong kỹ thuật và đời sống ? 2/ Quyển sách nằm yên trên mặt bàn nằm ngang có chòu lực ma sát nghỉ không ? Tại sao ? CÂU HỎI P  N  CÂU HỎI 3/ Chuyển động tròn đều là gì? Công thức tính gia tốc của chuyển động tròn đều ? Công thức liên hệ giữa vận tốc dài và vận tốc góc trong chuyêûn động tròn đều ? Ý TƯỞNG CỦA NIUTƠN Việc phóng vệ tinh nhân tạo của trái đất có cơ sở khoa học nào ? LỰC HƯỚNG TÂM Lực hướng tâm là gì ? I LỰC HƯỚNG TÂM : 1/ Đònh nghóa : Lực (hay hợp lực 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 . 2/ Công thức : rm r mv maF htht 2 2 ω === Lực F làm vật m chuyển động tròn đều thu gia tốc hướng tâm a ht . Theo đònh luật II Niu tơn các em viết công thức tính độ lớn của lực hướng tâm ? 3/ Ví dụ : • a/ Lực hấp dẫn giữa trái đất và vệ tinh nhân tạo đóng vai trò lực hướng tâm . Lực nào giữ cho vệ tinh nhân tạo chuyển động tròn đều quanh trái đất ? Em nghó đó có phải là lực hướng tâm không ? F msnmax < mω 2 r • b/ Lực ma sát nghỉ đóng vai trò lực hướng tâm c/ msn F  N  Vậy lực hướng tâm có phải là loại lực mới không ? Trong đời sống và trong kỹ thuật lực hướng tâm có lợi có hại như thế nào ? P  Lực nào đóng vai trò lực hướng tâm ? c / Khi ô tô chạy qua khúc đường cong thì hợp lực của trọng lực P và phản lực của mặt đường đóng vai trò lực hướng tâm II CHUYỂN ĐỘNG LI TÂM 1/ Máy vắt li tâm : Bố trí trong máy giặt dùng trong công đoạn vắt nước . v  (max)msn F  2/ Cần phải tránh chuyển động li tâm , thí dụ xe qua chỗ rẽ mà chạy nhanh quá sẽ bò trượt li tâm dễ gây tai nạn . F msn(max) < mω 2 r • CÂU HỎI • 1/ Tìm một số thí dụ về chuyển động li tâm trong thực tế? Giải thích . [...]... * Lực hấp dẫn đóng vai trò lực hướng tâm Fhd= Fht GmM mv 2 = 2 ( R + h) R+h ⇒v= GM R+h Nếu vệ tinh được phóng ở gần mặt đất GM mà ta lại có : g= 2 R Vậy : v = gR Thay các giá trò g = 9,8m/s2 , R = 6,4 106m ta được v = 7900m/s = 7,9 km/s đó là vận tốc vũ trụ cấp 1 m thì h TRƯỜNG PHỔ THÔNG TRUNG HỌC TRƯỜNG PHỔ THÔNG TRUNG HỌC THOẠI NGỌC HẦU THOẠI NGỌC HẦU LỰC TÁC DỤNG VÀO VẬT LỰC TÁC DỤNG VÀO VẬT CHUYỂN ĐỘNG TRÒN ĐỀU CHUYỂN ĐỘNG TRÒN ĐỀU I. LỰC TÁC DỤNG VÀO VẬT CHUYỂN ĐỘNG I. LỰC TÁC DỤNG VÀO VẬT CHUYỂN ĐỘNG TRÒN ĐỀU: TRÒN ĐỀU: 1. LỰC HƯỚNG TÂM: 1. LỰC HƯỚNG TÂM: Trong chuyển động tròn đều: Trong chuyển động tròn đều: Lực gây ra gia tốc hướng tâm gọi Lực gây ra gia tốc hướng tâm gọi là lực hướng tâm là lực hướng tâm Biểu thức: Theo đònh luật II Biểu thức: Theo đònh luật II NEWTON ta có : NEWTON ta có : Lực tác dụng vào một vật Lực tác dụng vào một vật chuyển động tròn đều (lực chuyển động tròn đều (lực hương tâm) có thể chỉ là một hương tâm) có thể chỉ là một lực hay là hợp lực của các lực lực hay là hợp lực của các lực tác dụng vào vật ấy. tác dụng vào vật ấy. R v a ht 2 = R mv maF htht 2 == Mặt Trăng chuyển đông tròn quanh Trái Đất có gia tốc Mặt Trăng chuyển đông tròn quanh Trái Đất có gia tốc hướng tâm:Lực truyền gia tốc hướng tâm là lực hấp dẫn giữa hướng tâm:Lực truyền gia tốc hướng tâm là lực hấp dẫn giữa Mặt Trăng và Trái Đất. Mặt Trăng và Trái Đất. V ht F 2.CHUYỂN ĐÔNG QUAY CỦA VẬT TRÊN MẶT BÀN 2.CHUYỂN ĐÔNG QUAY CỦA VẬT TRÊN MẶT BÀN QUAY QUAY : : Lực truyền gia tốc hướng tâm chính là lực ma sát nghỉ Lực truyền gia tốc hướng tâm chính là lực ma sát nghỉ . . O ht F Tương tư như phần trên ta có:Q = P – ma Tương tư như phần trên ta có:Q = P – ma ht ht -----> -----> Q < P Q < P Hệ thức trên chứng tỏ phản lực của mặt đường tác dụng lên xe nhỏ hơn Hệ thức trên chứng tỏ phản lực của mặt đường tác dụng lên xe nhỏ hơn trọng lượng của xe.Tức là nén vào mặt đường 1 lực nhỏ hơn trọng lực. trọng lượng của xe.Tức là nén vào mặt đường 1 lực nhỏ hơn trọng lực. 3. 3. CHUYỂN ĐỘNG CỦA ÔTÔ TRÊN MẶT CẦU: CHUYỂN ĐỘNG CỦA ÔTÔ TRÊN MẶT CẦU: a.Mặt cầu vòng lên: a.Mặt cầu vòng lên: N P ms F k F Tương tự như phần a) ta có: Q = P + ma Tương tự như phần a) ta có: Q = P + ma ht ht -----> Q>P. -----> Q>P. Hệ thức trên chứng tỏ phản lực của mặt đường tác dụng lên xe lớn hơn Hệ thức trên chứng tỏ phản lực của mặt đường tác dụng lên xe lớn hơn trọng lượng của xe,tức xe nén vào mặt đường 1 lực lớn hơn trọng lượng của trọng lượng của xe,tức xe nén vào mặt đường 1 lực lớn hơn trọng lượng của nó. nó. b.Mặt cầu võng xuống: b.Mặt cầu võng xuống: N P K F Khi ôtô chuyển động đến khúc quanh,tại khúc quanh người ta làm mặt đường nghiêng 1 góc để và tạo thành một lực tổng hợp hướng vào tâm làm ôtô chuyển động tròn đều một cách dễ dàng Q P 4.CHUYỂN ĐỘNG CỦA ÔTÔ Ở KHÚC QUANH: 4.CHUYỂN ĐỘNG CỦA ÔTÔ Ở KHÚC QUANH: Q P ht F Heát Heát KIỂM TRA KIẾN THỨC CŨ KIỂM TRA KIẾN THỨC CŨ  Lực quán tính là gì?  Nêu đặc điểm của lực ma sát nghỉ  Chuyển động tròn đều là gì? Gia tốc của chuyển động tròn đều có chiều và độ lớn như thế nào? r a ur T ur P r qt F r F Nh Nh ắc lại về lực quán tính ắc lại về lực quán tính amF qt −= Lực quán tính như thế nào trong các chuyển động này? Bài 22 I. LỰC HƯỚNG TÂM 1. ĐỊNH NGHĨA Khi vật chuyển động tròn đều thì phải có lực gây ra gia tốc hướng tâm cho vật. Lực này gọi là lực hướng tâm rm r v mmaF htht 2 2 ω === a) Chuyển động của mặt trăng quay quanh trái đất: a) Chuyển động của mặt trăng quay quanh trái đất: Lực gây ra gia tốc Lực gây ra gia tốc hướng tâm cho hướng tâm cho mặt trăng là lực mặt trăng là lực hấp dẫn giữa Mặt hấp dẫn giữa Mặt Trăng và Trái Đất. Trăng và Trái Đất. V ht F 2. Ví dụ về lực hướng tâm b) Chuyển đông quay của vật trên mặt bàn quay: ht F Lực gây ra gia tốc hướng tâm chính là lực ma sát nghỉ. P ur N ur Tại khúc quanh người ta làm mặt đường nghiêng để hợp lực của trong lực và phản lực của mặt đường tạo thành một lực hướng tâm, làm ôtô chuyển động tròn đều một cách dễ dàng c. Chuyển động của ôtô ở khúc quanh: Tàu lượn được làm nghiêng, tại sao? d) Chuyển động của vật quay tròn dưới sợi dây d) Chuyển động của vật quay tròn dưới sợi dây P T ht F Lực hướng tâm là hợp lực của trọng lực và lực căng dây Nhận xét: lực hướng tâm là hợp của các lực tác dụng lên vật chuyển động tròn đều II. LỰC Q UÁN TÍNH LI TÂM Trong hệ qui chiếu gắn với mặt bàn, thì vật đứng yên do có thêm tác dụng của lực quán tính. rm r v mFFF qhtq 2 2 ω ==⇒−= ht F Lực quán tính trong hệ qui chiếu gắn với vật chuyển động tròn đều gọi là lực quán tính li tâm [...]... lượng và trọng lực Trọng lực là hợp lực của lực hấp dẫn của trái đất đặt lên vật và lực quán tính li tâm Độ lớn của trọng lực gọi là trọng lượng Do Fq 2 73 1 KIỂM TRA BÀI CŨ. + Phát biểu và viết biểu thức của đònh luật Saclơ với nhiệt độ Cenxiut. +Lấy một ví dụ chứng tỏ rằng khi nhiệt độ của một lượng khí tăng thì áp suất của nó tăng. 1 2 + Nhiệt giai tuyệt đối là gì? Viết biểu thức liên hệ giữa nhiệt độ tuyệt đối và nhiệt độ Cenxiut. + Phát biểu và viết biểu thức của đònh luật Saclơ với nhiệt độ tuyệt đối. TL1 TL2 + Nhiệt giai tuyệt đối do Kelvin đưa ra : Lấy gôc ở độ không tuyệt đối ( -273 0 C ), mỗi độ chia bằng với 1 độ trong nhiệt giai Cenxiut Công thức liên hệ: T 0 K = t 0 C + 273. + Khi thể tích không đổi áp suất của một lượng khí xác đònh tỷ lệ với nhiệt độ tuyệt đối. 2 1 2 1 T T P P = + Khi thể tích không đổi, áp suất của một khối lượng khí xác đònh biến thiên theo hàm bậc nhất đối với nhiệt độ. P t = P 0 ( 1 + γt ) + Ví dụ: Khi để xe đạp ngoài nắng ruột xe đạp bơm căng dễ bò nổ chứng tỏ áp suất tăng lên khi nhiệt độ tăng. QUAN SÁT HIỆN TƯỢNG Mặt Trời Mặt Tr ng Trái ất Chuyển động của Mặt Trăng quanh Trái Đất Chuyển động của Mặt Trăng quanh Trái Đất và của Trái Đất quanh Mặt Trời và của Trái Đất quanh Mặt Trời Lực nào giữ cho Măt Trăng chuyển động gần như tròn đều quanh Trái Đất ? Lực nào giữ cho Trái Đất chuyển động gần như tròn đều quanh Mặt Trời ? h Vệ tinh nhân tạo chuyển động tròn đều quanh trái đất R h R h h Lực nào giử cho vệ tinh nhân tạo chuyển động tròn đều quanh trái đất ? R h Lực nào giữ cho các điểm trên đu quay cđ tròn ? KIỂM TRA BÀI CŨ Câu hỏi 1 : Chuyển động tròn đều là gì ? Trả lời : Chuyển động tròn đều là chuyển động có quỹ đạo tròn và có tốc độ trung bình trên mọi cung tròn là như nhau. Câu hỏi 2 : Vectơ vận tốc của vật chuyển động tròn đều có những đặc điểm gì ? Trả lời : Vectơ vận tốc của vật chuyển động tròn đều có : + gốc : đặt ở vật + phương : tiếp tuyến với đường tròn + chiều : chiều chuyển động + độ dài : biểu diễn cho giá trị Δs/Δt theo một tỉ lệ xích nhất định. Độ dài này không đổi. v  O r [...]... : hướng vào tâm quỹ đạo tròn của vật BÀI 14 LỰC HƯỚNG TÂM I LỰC HƯỚNG TÂM 1 Định nghĩa Lực (hay hợp lực 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 2 Cơng thức Em hãy vận dụng định luật II Newton để tìm cơng thức lực hướng tâm ? Dạng vectơ :   Fht = maht 2 Dạng độ lớn : O r  Fht v 2 Fht = maht = m = mω r r  v BÀI 14 LỰC HƯỚNG TÂM... vào tâm quỹ đạo, làm ơ tơ, tàu hoả chuyển động được dễ dàng BÀI 14 LỰC HƯỚNG TÂM I LỰC HƯỚNG TÂM 1 Định nghĩa 2 Cơng thức 3 Ví dụ 4 Nhận xét Lực hướng tâm khơng phải là loại lực mới thêm vào các lực đã biết như trọng lực, lực ma sát, lực đàn hồi, mà chỉ là hợp lực của các lực đó Vì hợp lực này gây ra gia tốc hướng tâm nên gọi là lực hướng tâm Trở lại Chun ®éng cđa vËt trªn chiÕc bµn quay :  Fmsn... HƯỚNG TÂM I LỰC HƯỚNG TÂM Lực hấp dẫn 1 Định nghĩa 2 Cơng thức 3 Ví dụ Ví dụ 1 : Lực hấp dẫn giữaTrongĐất và vệ tinh nhân Trái trường hợp vệ tinh tạo đóng vai trò lực hướng nhân tạo chuyển động tròn tâm đều quanh Tráira cho vệ Lực này gây Đất thì lực tinh nào tốc hướng tâm, giữ gia đóng vai trò là lực cho nó chuyển ? hướng tâm động tròn đều quanh Trái Đất 0 BÀI 14 LỰC HƯỚNG TÂM I LỰC HƯỚNG TÂM 1 Định... li tâm Fmsn(max) < ... tròn đều MỘT SỐ VÍ DỤ VỀ LỰC HƯỚNG TÂM Đua ngựa Vệ tinh MỘT SỐ VÍ DỤ VỀ LỰC HƯỚNG TÂM Ứng dụng: Yo yo - một ứng dụng thú vị của lực hướng tâm BÀI TẬP LỰC HƯỚNG TÂM Phương pháp giải: - Chọn... biệt lực hướng tâm lực li tâm Lực hướng tâm Lực li tâm - Là lực (hay hợp lực của các lực) tác dụng vào một vật chuyển động tròn đều và gây cho vật gia tốc hướng tâm gọi là... dây căng tối đa vật có vận tốc 5m/s ? a) 5,4N b) 10,8N c) 21,6N d) 50N II – LỰC LI TÂM: Khái niệm lực li tâm: - Lực li tâm là một lực quán tính xuất mọi vật nằm yên trong hệ quy chiếu quay so