Tài liệu giáo trình vật lý lớp 10 tiết 23 ppt

Ngày soạn: Giáo án vật lý 10 cơ bản Tuần: Ngày dạy: Chương iI động lực học chất điểm Tiết: §14. LỰC HƯỚNG TÂM A.MỤC TIÊU. I.Kiến thức: Đònh nghóa và biểu thức tính lực hướng tâm. Nhận biết được lực hướng tâm trong một số ví dụ của chuyển động tròn Nhận biết được chuyển động ly tâm, nêu được một vài ví dụ về chuyển động ly tâm là có lợi hoặc có hại II.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 văn ra khỏi quỹ đạo tròn của một số vật B. CHUẨN BỊ. I. Giáo viên: 1.Phương pháp: Diễn giảng 2. Dụng cụ:  Một vài hình vẽ miêu tả tác dụng của lực hướng tâm  Một vật nặng buộc chặt vào đầu một sợi dây.  Một đóa quay đặt nằm ngang một vật nặng để đặt lên đóa quay đó II.Học sinh: n lại kiến thức đã học về đònh luật II, III Niu Tơn, chuyển động tròn đều C.TIẾN TRÌNH LÊN LỚP. I. n đònh lớp. II.Kiểm tra: Nêu đặt điểm của lực masat: trượt, lăn, nghỉ. Lực masat trượt phụ thuộc vào những yếu tố nào? III.Nội dung bài mới. Hoạt động Nội dung Hoạt động của thầy Hoạt động của trò • Thế nào là chuyển động tròn đều? • Gia tốc trong chuyển động tròn đều có đặc điểm như thế nào? Từ đònh luật II NT, ta thấy rằng một vật trong chuyển động tròn đều phải có lực tác dụng lên vật để gây ra gia tốc đó và hợp lực này phải hướng vào tâm của vòng tròn.Vậy hợp lực đó tên gọi là gì? Và được tính bằng công thức nào? Để hiểu được vấn đề này ta làm thí nghiệm sau: Buột vào dây một vật nặng cho học sònh quay tròn đều rồi buông tay. • Phải kéo dây về phía nào để giữ cho vật chuyển động  Nhắc lại kiến thức cũ.  Phải kéo dây về phía trong. I.Lực hướng tâm. Giáo viên soạn: Lê Thò Thuỳ Trâm Anh Ngày soạn: Giáo án vật lý 10 cơ bản Tuần: Ngày dạy: Chương iI động lực học chất điểm Tiết: tròn? Khi buông tay vật chuyển động như thế nào? Khi quay có một lực tác dụng vào vật hướng từ trong ra, chính lực này làm cho vật chuyển động ra xa khi buông tay. Theo đònh luật III NT lực này do vật tác dụng lên tay đồng thời tay tác dụng lên vật một lực hướng vào trong để vật chuyển động tròn. Lực của tay tác dụng lên vật thông qua sợi dây có tác dụng giữ cho vật chuyển động tròn đều, tức là nó gây ra gia tốc hướng tâm, lực này đóng vai trò là lực hướng tâm. Như vậy lực hướng tâm là lực (hay hợp lực) của các lực tác dụng lên một vật chuyển động tròn đều và gây ra cho vật gia tốc hướng tâm gọi là lực hướng tâm • Vận dụng đònh luật II NT để tìm biểu thức tính độ lớn lực hướng tâm? • Từ hình 14.1 (SGK) trả lời câu hỏi: lực nào giữ cho vệ tinh nhân tạo có thể bay được vòng quanh trái đất mà không bò lệch ra khỏi quỹ đạo? Lực hấp dẫn giữa trái đất và vệ tinh nhân tạo đóng vai trò là lực hướng tâm NT đã dựa trên cơ sở lý thuyết là đònh luật vạn vật hấp dẫn, chuyển động tròn đều và lực hướng tâm để đưa ra ý tưởng về việc phóng vệ tinh nhân tạo của trái đất. • Từ hình 14.2 khi vật quay theo đóa tròn có những lực nào tác dụng lên vật? Các lực đó có đặt điểm gì? Hợp lực tác dụng lên vật là lực nào? Vì vật chuyển động tròn đều theo đóa quay nên lực masat nghỉ đóng  Khi buông tay, vật chuyển động về phía trước  Học sinh tiếp thu ghi nhớ.  F ht = ma ht Mà: a ht = R v 2 = 2 ω R ⇒ F ht = m R v 2 = m 2 ω R  Lực hấp dẫn giữ trái đất và vệ tinh nhân tạo.  Lực tác dụng lên vật: N  , P  , msn F  .  Do P  và N  hai lực cân bằng không gây gia tốc cho vật, do vậy họp lực có thể coi là lực masat nghỉ 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: F ht = ma ht = m R v 2 = m 2 ω R 3.Ví dụ: a.Ví dụ 1: H14.1 Lực hấp dẫn giữa trái đất và vệ tinh nhân tạo đóng vai trò là lực hướng tâm. b.Ví dụ 2: H14.2 Lực masat nghỉ đóng vai trò là lực hướng tâm c. Ví dụ 3: H14.3 Giáo viên soạn: Lê Thò Thuỳ Trâm Anh Ngày soạn: Giáo án vật lý 10 cơ bản Tuần: Ngày dạy: Chương iI động lực học chất điểm Tiết: vai trò là lực hướng tâm. • Học sinh hoàn thành yêu cầu C1 • Phương trình hợp lực tác dụng lên ôtô? • p dụng quy tắc hình bình hành tìm hợp lực N  và P  Hợp lực của hai lực này nằm ngang hướng vào tâm của quỹ đạo, làm ôtô, tàu quả chuyển động được dể dàng và hợp lực của hai lực này đóng vai trò là lực hướng tâm. • Làm lại thí nghiệm với đóa quay tại sau khi quay nhanh đóa thì đến một lúc nào đó thì vật sẽ văn ra bên ngoài đóa? Chuyển động của vật trong thí nghiệm gọi là chuyển động ly tâm. • Nêu một vài ứng dụng của chuyển động ly tâm? • Nêu một vài ví dụ trong đó chuyển động ly tâm có hại? Khi đo trên những đoạn đường cong không nghiên vào tâm cong thì nguy hiểm hơn, rất dể bò văn ra khỏi quỹ đạo nếu đi với tốc độ cao gây ra gia tốc hướng tâm.  Lực masat nghỉ cực đại không đủ lớn để đóng vai trò lực hướng tâm, nên vật trượt trên bàn ra xa tâm quay.  Máy vắt ly tâm, lòng quay trong máy giặt…  Xe chuyển động trên đường cong bằng phẳng. Hợp lực của hai lực P  và N  đóng vai trò là lực hướng tâm. d.Kết luận: Lực gây ra gia tốc hướng tâm không phải là một loại lực mới mà chỉ là hợp lực của tất cả các lực tác dụng vào một vật chuyển động tròn đều. II. Chuyển động li tâm. 1.Khi lực masat nghỉ cực đại không đu ûlớn để đóng vai trò là lực hướng tâm. Thì vật trượt trên bàn ra xa tâm quay, rồi văn ra khỏi bàn theo phương tiếp tuyến với quỹ đạo. Gọi là chuyển động ly tâm. 2.Ứng dụng. Máy vắt ly tâm, lòng quay trong máy giặt… 3.Chuyển động ly tâm có hại: Xe chuyển động trên đường cong bằng phẳng với tốc độ cao. IV. Cũng cố: Khái niệm về lực hướng tâm Công thức tính lực hướng tâm, chuyển động ly tâm V. Dặn dò: Học: Đònh nghóa, công thức, kết luận chuyển động ly tâm. Làm BT SGK. Giáo viên soạn: Lê Thò Thuỳ Trâm Anh . tâm. Giáo viên soạn: Lê Thò Thuỳ Trâm Anh Ngày soạn: Giáo án vật lý 10 cơ bản Tuần: Ngày dạy: Chương iI động lực học chất điểm Tiết: tròn? Khi buông tay vật. Ví dụ 3: H14.3 Giáo viên soạn: Lê Thò Thuỳ Trâm Anh Ngày soạn: Giáo án vật lý 10 cơ bản Tuần: Ngày dạy: Chương iI động lực học chất điểm Tiết: vai trò là