Giáo án Vật lý 10 bài 5: Chuyển động tròn đều

Thông tin tài liệu

Bài 5: CHUYỂN ĐỘNG TRÒN ĐỀU I Mục tiêu a Về kiến thức: Phát biểu được định nghĩa của chuyển động tròn đều Viết được công thức tính độ lớn của tốc độ dài và trình bày được hướng của vectơ vận tốc của chuyển động tròn đều Phát biểu được định nghĩa, viết được công thức và nêu được đơn vị của tốc độ góc, chu kì, tần số chuyển động tròn đều Viết được công thức liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc Nêu được hướng của gia tốc trogn chuyển động tròn đều và viết được công thức của gia tốc hướng tâm b Về kĩ năng: Chứng minh được các công thức (5.4; 5.5; 5.6; 5.7) cũng sự hướng tâm của vectơ gia tốc Nêu được một số ví dụ về chuyển động tròn đều Giải được các bài tập đơn giản về chuyển động tròn đều c Thái độ: II Chuẩn bị GV: Đồng hồ (kim quay); quạt bàn; đĩa quay;… III Tiến trình giảng dạy Ổn định lớp Kiểm tra bài cũ (4’) - Nêu các đặc điểm của sự rơi tự do? Viết công thức tính vận tốc & quãng đường được của sự rơi tự do? Bài mới TG 2’ Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Các em hãy cho biết chuyển động thẳng là chuyển động thế nào? Hoạt động 1: Tổ chức tình huống học tập - Chuyển động thẳng có đặc điểm gì? - Từng cá nhân suy nghĩ trả lời các câu hỏi của gv - Trong thực tế chuyển động của các vật rất đa dạng & phong phú Vật chuyển động với quỹ đạo là đường thẳng gọi là chuyển động thẳng, vật - Hs lăng nghe để nhận thức được vấn đề bài học Nội dung chuyển động với quỹ đoạ là đường cong gọi là chuyển động cong Một dạng đặc biệt của chuyển động cong đó là chuyển động tròn, nữa đó là chuyển động tròn đều Vậy chuyển động tròn đều có đặc điểm gì khác so với các chuyển động mà ta đã học? Chúng ta cùng nghiên cứu bài mới - Các em đọc SGK rồi cho biết chuyển động thế nào được gọi là chuyển động tròn? Cho ví dụ? - Tương tự chuyển động thẳng, các em đọc SGK cho biết tốc độ trung bình chuyển động tròn được tính thế nào? - Như thế nào được gọi là chuyển động tròn đều? 6’ - Trong định nghĩa đó chúng ta cần chú ý “quỹ đạo tròn và được quãng đường bằng những khoảng thời gian bằng nhau” - Các em hãy lấy ví dụ về chuyển động tròn đều? - Trong chuyển động thẳng đều chúng ta dùng khái niệm nào để chi tốc độ nhanh hay chậm của chuyển động? - Trong CĐTĐ quãng đường vật được là đường tròn.vì vậy vận tốc không những đặc trưng cho mức độ nhanh hay chậm mà phải thể hiện được sự thay đổi về phương & chiều của chuyển động, nên người ta đưa khái niệm tốc độ dài - Chúng ta có thể áp dụng công thức cho CĐTĐ được không? - Muốn áp dụng được thì phải là thế nào? Hoạt động 2: Tìm hiểu khái niệm chuyển động tròn đều I Định nghĩa Chuyển động tròn - Từng cá nhân đọc SGK rồi trả lời: Chuyển động tròn là chuyển động có quỹ đoạ là một đường tròn Chuyển động tròn là chuyển động có quỹ đạo là đường đường tròn - VD: điểm đầu cánh quạt,… Tốc độ trung bình chuyển động tròn - Hs đọc SGK rồi trả lời - HS nghiên cứu SGK rồi trả lời: Chuyển động tròn đều là chuyển động có quỹ đạo tròn & có tốc độ trung bình mọi cung tròn là - VD: chuyển động của đầu kim đồng hồ, điểm đĩa tròn quay ổn định,… Hoạt động 3: Tìm hiểu khái niệm tốc độ dài - Tốc đợ trung bình: s là mợt đoạn thẳng Tốc độTB = Độdài cung tròn màvật Thời gian chuyển động Chủn đợng tròn đều Chủn đợng tròn đều là chuyển động có quỹ đạo tròn và có tốc độ trung bình mọi cung tròn là (hình 5.2) II Tốc độ dài và tốc độ góc Tốc độ dài Gọi ∆s là độ dài cung tròn mà s v = đó vật được từ điểm M đến M’ t khoảng thời gian rất ngắn ∆t v= ∆s gọi là tốc độ dài tại điểm ∆t M chính là độ lớn của vận tốc tức thời chuyển động tròn đều 8’ - Vậy theo phương án đó thì tốc độ dài được tính thế nào? Trong chuyển động tròn đều tốc độ dài là đại lượng không đổi Vectơ vận tốc chuyển động tròn đều - Các em tập trung suy nghĩ để hoàn thành C2(tính tốc độ dài của xe) - Không - Chú ý: Ta xét một điểm bánh xe, nếu bánh xe lăn được 1vòng thì điểm đó được đoạn đường đúng bằng chu vi bánh xe - Hs nghiên cứu SGK để tìm phương án: “chọn khoảng thời gian rất ngắn để đoạn đường được thời gian đó một đoạn thẳng” * Trong CĐTĐ tốc độ dài của vật là không đổi v= ∆s ∆t ∆s một đoạn thẳng Trong đó ∆s là độ dài cung tròn mà thì tại mỗi điểm khác ∆s lại có - Nếu xem phương, chiều khác Để chi quãng đường được, vừa chi hướng của chuyển động người ta đưa đại r lương ∆s , được gọi là vectơ độ dời - Vậy vectơ vận tốc có biểu thức tính thế nào? - Phương của nó thế nào? vật được khoảng thời gian ∆t r r ∆s v= ∆t r Vì ∆s trùng với một đoạn cung tròn tại M nên nó nằm dọc theo tiếp tuyến với đường tròn quỹ đạo r r tại M v cùng hướng với ∆s nên nó cũng nằm theo phương tiếp tuyến tại M Vectơ vận tốc chuyển động tròn đều có phương tiếp tuyến với đường tròn quỹ đạo r = 100m; ∆t = 120s Tốc độ dài của bánh xe là: v= ∆ s 2π r 2.3,14.100 m = = = 5,23 ∆t ∆t 120 s - Dùng hình vẽ để khẳng định lại đều đó với học sinh (chiều của vectơ vận tốc thay đổi quá trình chuyển động) - Các em đọc SGK và quan sát hình 5.4 - Trong chuyển động tròn M là vị trí tức thời của vật chuyển động được r một cung tròn ∆s thì bán kính OM quay được góc ∆α - Biểu thức nào thể hiện được sự quay nhanh hay chậm của bán kính OM? - Nếu tốc độ dài cho biết quãng đường được một đơn vị thời gian thì tốc độ góc cho chúng ta biết điều gì? có thể tính bằng công thức Tốc độ góc Chu kì Tần số r r ∆s v= ∆t - Có phương tiếp tuyến với đường tròn qũy đạo a Định nghĩa Gọi O là tâm & r là bán kính của đường tròn quỹ đoạ M là vị trí tức thời của vật chuyển động Khi vật được cung º s ∆ nào? ∆t thì bán kính OM quét được góc ∆α Hoạt động 4: Tìm hiểu khái niệm khoảng thời gian tốc độ góc, chu kì, tần số - Nếu góc ∆α đo bằng đơn vị râđin (rad) và thời gian đo bằng giây (s) thì tốc độ góc có đơn vị là gì? - Các em hãy tính tốc độ góc của kim giây đồng hồ treo tường (C3) - Trong VD kim giây quay vòng hết 60s, người ta gọi đó là chu kỳ của kim giây Vậy chu kỳ của CĐTĐ là gì? được tính bằng công thức nào? - Đơn vị của chu kỳ là gì? - Nếu chu kỳ cho biết thời gian vật quay được một vòng thì đại lượng có tên gọi là tần số cho biết số vòng quay được 1s - Viết biểu thức tính tần số? Đơn vị của nó? 20’ - Trong CĐTĐ tốc độ dài cho biết tốc độ chuyển động không thay đổi hướng của chuyển động thay đổi, tốc độ góc nói lên sự quay nhanh hay chậm của bán kính qũy đạo Hai đại lượng này có quan hệ với không? Nêu có thì quan hệ với thế nào? + Làm thế nào để tính độ dài cung tròn? + Vậy chúng ta có thể viết lại ở dạng kí hiệu ntn? - Hs đọc SGK & quan sát hình 5.4 - Lắng nghe để thấy sự cần thiết phải đưa khái niệm tốc độ góc - Đưa biểu thức tính tốc độ góc ∆α gọi là tốc độ góc của ∆t chuyển động tròn Tốc độ góc của chuyển động tròn là đại lượng đo bằng góc mà bán kính OM quét được một đơn vị thời gian Tốc độ góc của chuyển động tròn đều là đại lượng không đổi b Đơn vị: - Tốc độ góc cho biết góc mà bán kính OM quét được đơn vị thời gian Nếu ∆α đo bằng rađian (rad), thời gian đo bằng giây (s) thì tốc độ góc có đơn vị là (rad/s) - Trong thời gian ∆t quay được c Chu kỳ: 1góc ∆α - Trong một đơn vị thời gian quay được một góc ω - Vậy: ω = ∆α ∆t Chu kỳ T của chuyển động tròn đều là thời gian để vvật được một vòng T= 2π ω Đơn vị của chu kỳ là (s) - Đơn vị rad/s d Tần số: Là số vòng mà vật được 1giây - Từng em làm C3: ω= ∆α 2π rad = = 0,105 ∆t 60 s - Chu kỳ của CĐTĐ là thời gian để vật được vòng T= + Chúng ta chia cả vế phương trình đó cho ∆t - Từ công thức chúng ta vừa thiết lập các em hãy tính tốc độ góc của chiếc xe đạp (C6) ω= - Đơn vị (s) 2π ω f= T Đơn vị là Hec (hz) e Công thức liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc v = rω f= Đơn vị Hec (Hz) T - Độ dài cung = bán kính x góc ở tâm chắn cung ∆s = r.∆α ⇔ ∆s ∆α =r ∆t ∆t ⇔ v = rω - Từng hs hoàn thành C6: ω= 5’ v 5,23 rad = = 0,052 r 100 s Hoạt động :Củng cố, dặn dò - Chuyển động tròn đều là gì? tốc độ góc là gì? tốc độ góc được xác định ntn? - Chu kì chuyển động tròn đều là gì? viết công thức liên hệ giữa chu kỳ và tốc độ góc - Về nhà học bài, làm bài tập và chuẩn bị phần tiếp theo của bài IV Rút kinh nghiệm Ngày soạn: Ngày dạy: Bài 5: CHUYỂN ĐỘNG TRÒN ĐỀU (tt) Tiết: II Chuẩn bị GV: Hình 5.5 và 5.6 SGK (vẽ giấy lớn) III Tiến trình giảng dạy Ổn định lớp Kiểm tra bài cũ (4’) - Chuyển động tròn đều là gì? tốc độ góc là gì? tốc độ góc được xác định ntn? - Chu kì chuyển động tròn đều là gì? viết công thức liên hệ giữa chu kỳ và tốc độ góc? Bài mới TG 5’ Hoạt động của giáo viên - Các em hãy cho biết khái niệm gia tốc của chuyển động thẳng biến đổi đều? Hoạt động của học sinh Nội dung Hoạt động 1: Ôn lại kiến thức cũ - Từng hs chú ý để trả lời các câu hỏi ôn tập của Gv - Trong chuyển động đó gia tốc có đặc điểm gì? - Gia tốc cho biết sự biến thiên của yếu tố nào của vận tốc? - Gia tốc có hướng thế nào các dạng chuyển động thẳng biến đổi đều? - Trong chuyển động tròn đều có độ lớn vận tốc không đổi hướng của vectơ vận tốc thay đổi - Vậy đại lương nào đặc trưng cho sự biến thiên đó? - Các em đọc SGK chú ý hướng của vectơ gia tốc chuyển động tròn Hình 5.5 đều - Gv dán hình vẽ để xây dựng cho học sinh hướng của vectơ vận tốc 20’ r ∆v - Cũng là gia tốc - Trong CĐTĐ gia tốc được xác định bằng công thức nào? Hoạt động 2: Tìm hiểu hướng của vectơ gia tốc chuyển động tròn đều - Vì gọi gia tốc CĐTĐ là gia tốc hướng tâm? - Vậy chúng ta có thể kết luận thế nào về gia tốc hướng tâm? r r ∆v a= ∆t - Từng em có thể dựa vào SGK (chữ in nghiêng) để chứng minh được - Các em quan sát hình 5.5 hãy tìm công thức tính độ lớn của gia tốc hướng tâm v2 a= = rω r - Đơn vị của nó thế nào? - Để xét gia tốc của vật tại điểm I, ta khảo sát sự biến đổi vectơ vận r tốc v của vật nó chuyển động khoảng thời gian rất ngắn ∆t từ điểm M1 đến điểm M2 đường cong có trugn điểm là I độ lớn của vectơ vận tốc là bằng (hình 5.5) - Tịnh tiến vectơ vận tốc ta sẽ tìm r được vectơ ∆v biểu diễn sự thay đổi hướng của vận tốc r r r r r r v1 + ∆v = v2 hay ∆v = v2 − v1 r r ∆v a= ∆t - Hs kết luận: Trong CĐTĐ, vận tốc có độ lớn khôgn đổi, có hướng thay đổi, nên chuyển động CĐTĐ hướng vào tâm của quỹ đạo nên gọi là gia tốc hướng tâm Hoạt động 3: Tìm hiểu độ lớn của gia tốc hướng tâm - Tự hs chứng minh - Các em đọc & làm lại bài tập ví dụ Hình 5.6 Độ lớn của gia tốc hướng tâm - Đơn vị là m/s2 10’ - Từng cá nhân đọc lại ví dụ & làm lại vào tập theo yêu câu của gv 5’ Hoạt động 4: Củng cố, dặn dò - Nêu những đặc điểm và công thức tính độ lớn của vectơ gia tốc hướng tâm? aht = v2 = rω r - Về nhà học bài, làm bài tập và chuẩn bị bài tiếp theo ... tốc độ dài - Tốc độ trung bình: s là một đoạn thẳng Tốc độTB = Độdài cung tròn m vật Thời gian chuyển động Chủn đợng tròn đều Chuyển động tròn đều là chuyển động có quỹ đạo... đều có phương tiếp tuyến với đường tròn quỹ đạo r = 100 m; ∆t = 120s Tốc độ dài của bánh xe là: v= ∆ s 2π r 2.3,14 .100 m = = = 5,23 ∆t ∆t 120 s - Dùng hình vẽ để khẳng định... vị rad/s d Tần số: Là số vòng mà vật được 1giây - Từng em làm C3: ω= ∆α 2π rad = = 0 ,105 ∆t 60 s - Chu kỳ của CĐTĐ là thời gian để vật được vòng T= + Chúng ta chia cả vế

Ngày đăng: 29/08/2018, 17:26

Xem thêm: Giáo án Vật lý 10 bài 5: Chuyển động tròn đều

Giáo án Vật lý 10 bài 5: Chuyển động tròn đều

Thông tin tài liệu

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan