Bài 9. Gia tốc trong CĐ tròn đều

Nguyễn Minh Tú – THPT Việt Bắc Ngày soạn : . Ngày dạy : Tiết 11. Bài 9. Gia tốc trong chuyển động tròn đều I. Mục tiêu 1. Nêu được các đặc trưng của vectơ gia tốc hướng tâm về hướng, độ lớn. 2. Vận dụng được các công thức của chuyển động tròn đều để giải các bài tập liên quan. II. Chuẩn bị 1. Giáo viên Hình vẽ 9.1 – SGK phóng to. 2. Học sinh - Hiểu được nội dung bài 8. - Ôn lại khái niệm vectơ gia tốc trong chuyển động thẳng. III. Tiến trình dạy học Hoạt động của Giáo viên và Học sinh Nội dung .GV: Đặt câu hỏi kiểm tra kiến thức cũ: - Chuyển động tròn đều là gì? - Nêu phương, chiều và độ lớn của vectơ vận tốc trong chuyển động tròn đều? - Viết công thức liên hệ giữa tốc độ dài, tốc độ góc với chu kì T và với tần số f? .HS: Trả lời câu hỏi của GV. .GV: Nhận xét, cho điểm. .GV: Đại lượng nào đặc trưng cho độ nhanh chậm của sự biến đổi vectơ vận tốc của chất điểm? Biểu thức? .HS: Vectơ gia tốc tức thời đặc trưng cho độ nhanh chậm của sự biến đổi vectơ vận tốc của chất điểm: t v a ∆ ∆ =   khi ∆ t rất nhỏ. .GV: Xác nhận câu trả lời đúng. Trong chuyển động thẳng đều, vectơ gia tốc tức thời có đặc điểm gì? .HS: Trong chuyển động thẳng đều 0   = a .GV: Vậy, gia tốc trong chuyển động tròn đều có đặc điểm gì về phương, chiều và độ lớn? Để trả lời câu hỏi đó chúng ta cùng nghiên cứu bài 9. .GV: Yêu cầu HS nhắc lại về phương, chiều của vectơ vận tốc trong chuyển động tròn Bài 9. Gia tốc trong chuyển động tròn đều 1 Nguyễn Minh Tú – THPT Việt Bắc đều? .HS: Vectơ vận tốc v  tại một điểm trong chuyển động tròn đều có: - Phương: ≡ tiếp tuyến tại điểm đó. - Chiều: chiều chuyển động. - Độ lớn: const t s v = ∆ ∆ = . .GV: Xác nhận câu trả lời đúng. Để biết vectơ gia tốc a  trong chuyển động tròn đều sẽ có mối quan hệ như thế nào với vectơ vận tốc v  ta xét một chất điểm chuyển động tròn đều, tại thời điểm t 1 ở vị trí M 1 có vận tốc 1 v  , tại thời điểm t 2 ở vị trí M 2 có vận tốc 2 v  (Đồng thời vẽ hình 9.1 lên bảng). Yêu cầu HS: + Biểu diễn 1 v  tại M 1 , 2 v  tại M 2 ? + Dịch chuyển song song các vectơ 1 v  , 2 v  đưa chúng về cùng một điểm gốc M’ thì ABM’ là tam giác gì? .HS: Thực hiện theo hướng dẫn của GV: + Biểu diễn 1 v  tại M 1 , 2 v  tại M 2. + ∆ ABM’ cân có | 1 v  | = | 2 v  | = v , góc ở đỉnh là ϕ ∆ và 2 góc đáy là α . .GV: Giữa các góc trong ∆ ABM’ có mối quan hệ gì? .HS: 2 α + ϕ ∆ = π 22 ϕπ α ∆ −=→ . .GV: 1 v  , 2 v  gần trùng nhau và gần trùng với vận tốc v  của chất điểm tại M khi nào? .HS: 1 v  , 2 v  gần trùng nhau và gần trùng với vận tốc v  của chất điểm tại M khi khoảng thời gian t ∆ rất nhỏ ϕ ∆→ rất nhỏ . 2 π α ≈→ .GV: Xác nhận câu trả lời đúng của HS. Nhận xét về phương, chiều của 12 vvv  −=∆ so với v  khi 2 π α ≈ ? .HS: vv  ⊥∆ và v  ∆ hướng vào tâm O của đường tròn. .GV: Vậy, gia tốc a  của chất điểm tròn đều tại M có hướng thế nào?Vì sao? .HS: Vì a  cùng phương, cùng chiều với v  ∆ nên va  ⊥ và a  hướng vào tâm O của 1. Phương và chiều của vectơ gia tốc 2 Nguyễn Minh Tú – THPT Việt Bắc đường tròn. .GV: Xác nhận câu trả lời đúng. Chính xác hóa kiến thức về vectơ gia tốc trong chuyển động tròn đều. → Trong chuyển động tròn đều: + Vectơ gia tốc va  ⊥ và hướng vào tâm O của đường tròn. + a  đặc trưng cho sự biến đổi về hướng của vectơ vận tốc v  , gọi là vectơ gia tốc hướng tâm ht a  . .GV: Chúng ta đã xét phương, chiều của vectơ gia tốc hướng tâm ht a  . Vậy độ lớn của ht a  phụ thuộc vào những đại lượng vật lí nào? Để trả lời câu hỏi đó, chúng ta chuyển sang mục 2. .GV: Độ lớn của vectơ gia tốc hướng tâm được tính theo công thức nào? .HS: tav t v aa hththt ∆=∆→ ∆ ∆ == .|| || ||    (1). .GV: Từ mối quan hệ giữa 2 ∆ M’AB & OM 1 M 2 suy ra điều gì? .HS: v v r r MOMABM |||| ~' 21  ∆ = ∆ ⇒∆∆ (2). .GV: Khi ∆ t rất nhỏ thì độ dài s của cung 21 MM = độ dài dây cung | r  ∆ |: | r  ∆ | = s = v. ∆ t (3). Yêu cầu HS thay (1) & (3) vào (2) thu được biểu thức tính a ht ? .HS: r v a v ta r tv ht ht 2 . . =→ ∆ = ∆ .GV: Sử dụng công thức liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc sẽ có thêm một cách tính a ht ? .HS: Thay 2 ωω rarv ht =→= . .GV: Yêu cầu HS áp dụng công thức tính độ lớn của vectơ gia tốc hướng tâm kiểm tra kết quả đưa ra ở ví dụ SGK. .HS: Thực hiện. 2. Độ lớn của vectơ gia tốc hướng tâm 2 2 . ω r r v a ht == GV: Giao nhiệm vụ về nhà cho HS: làm các bài tập 1, 2, 3 – tr 42, 43 – SGK; ôn lại kiến thức về chuyển động cơ – lớp 10, tính tương đối của chuyển động – lớp 8. 3 . vận tốc trong chuyển động tròn Bài 9. Gia tốc trong chuyển động tròn đều 1 Nguyễn Minh Tú – THPT Việt Bắc đều? .HS: Vectơ vận tốc v  tại một điểm trong. đúng. Trong chuyển động thẳng đều, vectơ gia tốc tức thời có đặc điểm gì? .HS: Trong chuyển động thẳng đều 0   = a .GV: Vậy, gia tốc trong chuyển động tròn