Ngày soạn: 24/11/2013 Tiết ppct: 29 HỆ QUY CHIẾU CĨ GIA TỐC LỰC QN TÍNH I MỤC TIÊU Kiến thức: - Hiểu lí đưa lập luận dẫn đến khái niệm lực qn tính , biểu thức đặc điểm lực qn tính - Viết bỉểu thức lực qn tính vẽ vectơ biểu diễn lực qn tính Kỹ năng: - Biết vận dụng khái niệm lực qn tính để giải số tóan hệ quy chiếu phi qn tính II CHUẨN BỊ - Hòn bi, xe lăn, máy Atwood, lực kế, cân III TIẾN TRÌNH GIẢNG DẠY 1) Kiểm tra cũ : - Hãy phát biểu ba định luật niutơn 2) Giới thiệu : HOẠT ĐỘNG CỦA GV & HS NỘI DUNG CƠ BẢN I HỆ QUY CHIẾU CĨ GIA TỐC I HỆ QUY CHIẾU CĨ GIA TỐC GV mơ tả thí nghiệm hình vẽ 21.1 Trong hệ quy chiếu chuyển động GV : Khi ta thả cho hệ thống chuyển động hay có gia tốc so với hệ quy chiếu qn tính, nói xe lăn chuyển động xảy định luật Newton khơng nghiệm tượng cho cầu ? Ta gọi hệ quy chiếu phi HS : Quả cầu chuyển động ngược lại so với xe lăn qn tính GV : Điều có nghĩa cầu m thu gia tốc Theo định luật II Newton, vật thu gia tốc ? HS : Khi có vật khác tương tác lên vật lực GV : Trong trường hợp em thấy có vật tương tác lên cầu khơng ? HS : khơng ! GV : Như xe lăn, chuyển động làm cầu bị giựt lùi lại mà khơng có tương tác ⇒ Trái với định luật II newton ⇒ Hệ quy chiếu có gia tốc II LỰC QN TÍNH II LỰC QN TÍNH a) Khái niệm : a) Khái niệm : Trong hệ quy GV : Mặt dù khơng có tương tác giửa vật lên  chiếu chuyển động cầu, cầu chuyển động ⇒ Như ta với gia tốc a so với hệ quy chiếu xem cầu chịu lực ( hệ quy chiếu phi qn tính) qn tính, tượng học xảy giống vật có khối gọi lực qn tính  lượng m a chịu thêm lực m Lực GV : đứng mặt đất  quan sát em thấy xe lăn gọi lực qn tính : chuyển động với gia tốc a , cầu trạng thái   ? Fq = −ma HS : Quả cầu trạng thái đứng n ! * Lực qn tính khơng có phản lực GV : Theo cơng thức cộng vận tốc, em tính xem cầu chuyển động với gia tốc so với xe lăn ?  HS : Quả cầu chuyển động với gia tốc - a GV : Từ em cho biết lực qn tính tính ?   HS : F q = - m a GV : Do câu m chuyển động khơng tương tác, nên cầu m có phản lực hay khơng ? HS : Thưa Thầy khơng ! GV : Và điều cần ý lực qn tính ln ln  ngược chiều với gia tốc a b) Bài tốn Bài : GV : Ta treo con lắc đơn vào trần xe chuyển động với gia tốc a GV : Nếu ta chọn hệ quy chiếu xe, vật trạng thái ? HS : Vật đứng n so với xe GV : Các em cho biết lực tác dụng lên vật ?   HS : Các lực tác dụng lên vật P T GV : Hệ quy chiếu mà chọn hệ quy chiếu qn tính hay phi qn tính ? HS : Hệ quy chiếu phi qn tính ! GV : Như vật phải chịu thêm lực khơng ?  HS : Vật chịu thêm lực qn tính F  GV hướng dẫn cho em HS vẽ vật m chịu lực P   , T F qt Sau GV gọi HS lên tính góc α ( Gọi ý cho HS tanα ) a Fq m.g tgα = = ⇒ T= g cosα P Bài 02 : GV : Tương tự tập trên, BT người ta treo vật vào lực kế, dĩ nhiên số lực kế trọng lực vật ! Bây ta treo tồn hệ thống vào buồng thang máy GV : Khi thang máy đứng n em thử nghĩ xem giá trị lực kế có thay đổi khơng ? HS : khơng ? GV : Thật vậy, ta có F = P = m.g GV : Bây ta bấm nút điều khiển cho thang máy  chuyển động lên nhanh dần đều, em cho biết a có chiều  ? HS : a thang máy có chiều hướng lên GV : Như ta chọn hệ quy chiếu thang máy hệ quy chiếu ? HS : Hệ quy chiếu phi qn tính GV : Trong hệ quy chiếu vật trạng thái ? HS : Vật trạng thái đứng n GV : Vật chịu lực tác dụng lên ?   HS : Vật chịu ba lực tác dụng lên P , F qt lực đàn  hồi lực kế F lk GV hướng dẫn HS vẽ hình lên bảng  GV : Qua hình vẽ em cho biết giá trị F lk tính ? HS :Flk = P + Fq = m(g +a) GV : Và nêu ta điều khiển cho thang máy chuyển động xuống nhanh dần đều, tương tự câu em vẽ lực tác dụng lên vật cách tính giá trị  F qt GV : Gọi HS lên vẽ lực tác dụng lên vật cách tính  giá trị lực kế F lk b) Bài tập áp dụng : Bài : Dùng dây treo cầu khối lượng m lên đầu cọc đặttrên xe lăn Xe chuyển động với gia tốc a khơng đổi tính góc lệch α dây so với phương thẳng đứng lực căng dây Bài giải : Trong hệ quy chiếu gắn với xe,  cầu  chịu tác dụng trọng lực P = m g , lực  căng dây T dây treo lực qn tính    F q = - m a ( F q kéo dây lệch khỏi phương thẳng đứng) Khi dây treo có vị trí ổn định so với xe, ba lực nói cân a Fq m.g tgα = = ⇒ T= g cosα P Bài : Một vật có khối lượng m = kg móc vào lực kế treo buồng thang máy Hãy tìm số lực kế trường hợp : a) Thang máy chuyển động b) Thang máy chuyển động với gia tốc a = 2,2 (m/s2) hướng lên ? c) Thang máy chuyển động với gia tốc a = 2,2 (m/s2) hướng xuống ? Bài giải : Chọn : + Hệ trục tọa độ gắn buồn thang máy + MTG : Lúc thang máy bắt đầu chuyển động (t0 = 0) a) Thang máy chuyển động (a = 0) F = P = mg = 2.9,8 = 19,6 (N) b) Thang máy chuyển động lên nhanh dần với gia tốc a = 2,2 m/s2 Flk = P + Fq = m(g +a) = 2(9,8 + 2,2) = 24 (N) c) Thang máy chuyển động xuống nhanh dần Flk = P – Fq = m(g –a) = 15,2 (N) 3) Cũng cố 1/ Thế hệ quy chiếu phi qn tính ? 2/ Thế lực qn tính ? 4) Dặn dò - Trả lời câu hỏi 1, 2, - Làm tập : 1, 2, 3, Quảng Ninh, ngày 25 tháng 11 năm 2013 Đã kiểm tra Hồ Công Tình ...Ngày soạn: 24/11/2013 Tiết ppct: 29 HỆ QUY CHIẾU CĨ GIA TỐC LỰC QN TÍNH I MỤC TIÊU Kiến thức: - Hiểu lí đưa lập luận dẫn đến khái