TRƯỜNG THPT MẠC ĐĨNH CHI VẬT LÝ 10
BÀI 9 :
CHUYỂN ĐỘNG TRÒN
CHUYỂN ĐỘNG TRÒN ĐỀU
I / Mục tiêu :
Hiểu được đặc điểm của chuyển động tròn, xác định được vị trí của chất điểm trong
chuyển động tròn bằng góc quét của vectơ tia hoặc bằng cung chắn góc quét, từ đó có
khái niệm vận tốc góc vận tốc dài.
Nắm vững tính chất tuần hoàn của chuyển động tròn đều và các đại lượng đặc trưng
riêng cho chuyển động tròn đều là chu kỳ, tần số và công thức liên hệ giữa các đại
lượng đó với vận tốc góc, vận tốc dài và bán kính vòng tròn.
II / Chuẩn bị :
Thước, compa.
III / Tổ chức hoạt động dạy học :
1 / Kiểm tra bài cũ :
+ Câu 1 Phân biệt độ dời và quảng đường đi được trong chuyển động cong trong
khoảng thời gian t. Khi t rất nhỏ thì thế nào ?
+ Câu 2 : Nói rõ đặc điểm vectơ vận tốc và vectơ gia tốc trong chuyển động cong
?
+ Câu 3 Nói rõ đặc điểm vectơ vận tốc và vectơ gia tốc trong chuyển động thẳng
?
TRƯỜNG THPT MẠC ĐĨNH CHI VẬT LÝ 10
2 / Giới thiệu bài mới :
Phần làm việc của Giáo Viên Phần ghi chép của học sinh
I / Xác định vị trí của một chất điểm
trong chuyển động tròn :
GV : Em hãy nhắc lại cho Thầy biết
cách xác định vị trí chất điểm trong
chuyển động cong
HS : Để xác định vị tí chất điểm
chuyển động cong, ta dùng vectơ tia
Gọi HS vẽ vectơ tia lên bản
GV : Tương tự khi chất điểm chuyển
động trên một quỹ đạo tròn để xác
định vị trí của chất điểm M, ta cũng
dùng vectơ tia OM
I / Xác định vị trí của một chất điểm
trong chuyển động tròn :
Vị trí của chất điểm M trên đường
tròn được xác định bằng vectơ tia kẻ từ
tâm O của đường tròn đến điểm M trên
đường tròn và có độ dài không đổi bằng
bán kính R của đường tròn.
r
=
OM
TRƯỜNG THPT MẠC ĐĨNH CHI VẬT LÝ 10
GV : Khi chất điểm M chuyển động
,
các em nhận xét như thế nào về
phương và chiều của vectơ tia
r
trong
chuyển động tròn so với vectơ tia
r
trong chuyển động cong
HS : Vectơ tia
r
có phương quay
quanh tâm O, có chiều không thay đổi
và có độ lớn không thay đổi, khác với
độ lớn vectơ tia
r
trong chuyển động
cong.
II / Vectơ vận tốc của chất điểm
trong chuyển động tròn :
GV : Một em hãy lên bảng và vẽ vectơ
vận tốc tức thời trong chuyển động
II / Vectơ vận tốc của chất điểm trong
chuyển động tròn :
TRƯỜNG THPT MẠC ĐĨNH CHI VẬT LÝ 10
cong ?
Gọi HS vẽ vectơ vận tốc tức thời
trong chuyển động cong lên bản
GV : Trong chuyển động tròn, vectơ
vận tốc tức thời trong chuyển động
tròn cũng có tính chất như vectơ vận
tốc tức thời trong chuyển động cong
.
Tương tự như vậy, một em HS hãy lên
vẽ vectơ vận tốc tức thời trong chuyển
động tròn của M
GV xác định M trên một đường tròn
sẳn rồi gọi HS lên vẽ vectơ vận tốc
GV : Các em cho biết điểm đặt của
vectơ vận tốc tức thời trong chuyển
động tròn ?
Vectơ vận tốc của chất điểm trong
chuyển động tròn có :
Điểm đặt : tại một điểm trên vật.
Phương : trùng với phương tiếp tuyến
của đường tròn.
Chiều : trùng với chiều của chuyển
động tròn.
Độ lớn : v =
t
s
+ t : khoảng thời gian rất nhỏ
+ s : độ dài cung tròn chất điểm
thực hiện được trong thời gian t
TRƯỜNG THPT MẠC ĐĨNH CHI VẬT LÝ 10
HS : Điểm đặt của
v
tại một điểm
trên vật.
GV : Các em cho biết phương của
vectơ vận tốc tức thời trong chuyển
động tròn ?
HS : Có phương trùng với tiếp tuyến
đường tròn tại điểm ta đang xét.
GV : Các em cho biết chiều của vectơ
vận tốc tức thời trong chuyển động
tròn ?
HS : Có chiều là chiều chuyển động
của chất điểm M tại điểm ta đang xét.
GV : Khi M chuyển động tròn được
một độ dài bằng độ dài cung s trong
thời gian t rất nhỏ, em hãy chó biết
độ lớn của vectơ vận tốc tức thời trong
chuyển động tròn ?
HS : Độ lớn : v =
t
s
III / Vận tốc góc của chất điểm
trong chuyển động tròn :
1 / Vận tốc góc trung bình :
TRƯỜNG THPT MẠC ĐĨNH CHI VẬT LÝ 10
GV : Khi chất điểm M chuyển động
tròn từ vị trí M
1
có vectơ tia hợp với
phương ngang một góc quay
1
đến vị
trí M
2
có vectơ tia hợp với phương
ngang một góc quay
2
. Điều đó có
nghĩa là trong thời gian t vectia
r
quay quét được một góc quay
GV : Góc quay có đơn vị là độ và
radiant :
180
0
(rad)
180
.
(rad)
GV : Giả sử trong thời gian t
= 5
giây, chất điểm M quay được 1 góc là
10 (rad), vậy hỏi trong 1 giây chất
điểm quay được 1 góc là bao nhiêu ?
HS : Trong 1 giây chất điểm M quay
được 1 góc là 2 (rad).
GV : Như vậy góc mà chất điểm quay
được trong 1 đơn vị thời gian gọi là
vận tốc góc Vận tốc góc trung bình.
GV có thể so sánh ý nghĩa vật lý của v
(m/s) và (rad/s). Thí dụ 5 m/s
; 5
III / Vận tốc góc của chất điểm trong
chuyển động tròn :
1 / Vận tốc góc trung bình :
Giả sử trong khoảng thời
gian t = t
2
t
1
chất điểm có độ biến
thiên góc =
2
1
thì vận tốc góc
trung bình bằng thương số của độ biến
thiên góc với khoảng thời gian có độ biến
thiên ấy.
tb
=
12
12
tt
=
t
( 1 )
2 / Vận tốc góc tức thời :
Nếu ta xét độ biến thiên góc trong
khoảng thời gian rất nhỏ thì công thức ( 1
) cho ta vận tốc góc tức thời.
=
12
12
tt
=
t
TRƯỜNG THPT MẠC ĐĨNH CHI VẬT LÝ 10
rad/s)
2 / Vận tốc góc tức thời :
GV : Nếu ta xét trong một khoảng thời
gian t rất nhỏ, khi đó ta có khái niệm
về vận tốc góc tức thời.
3 / Mối liên hệ giữa vận tốc dài và vận
tốc góc trong chuyển động tròn
GV gọi Hs lên thiết lập mối liên hệ
giữa vận tốc dài và vận tốc góc trong
chuyển động tròn
IV / Chuyển động tròn đều :
1 / Định nghĩa :GV giảng giải về
chuyển động tròn đều : Khi một chất
điểm chuyển động tròn với vận tốc
góc có độ lớn không đổi ta gọi chất
điểm đó chuyển động tròn đều.
GV : Như vậy trong chuyển động tròn
đều, các em cho biết vận tốc dài có
tính chất đ8ạc biệt gì ?
HS : Vận tốc dài của chất điểm M
trong chuyển động tròn đều có độ lớn
không đổi.
Trong đó :
: vận tốc gốc ( rad / s ).
3 / Mối liên hệ giữa vận tốc dài và
vận tốc góc trong chuyển động tròn
Ta có : v =
t
s
Mà : s = R .
v = R .
t
v =
. R
IV / Chuyển động tròn đều :
1 / Định nghĩa :
Chuyển động tròn đều là chuyển động
TRƯỜNG THPT MẠC ĐĨNH CHI VẬT LÝ 10
2 / Chu kỳ quay : ( T )
GV : Chẳng hạn như bây giờ có một
chất điểm M chuyển động tròn, khi
chất điểm quay được 1 vòng mất thời
gian 5 giây, ta nói chu kỳ chuyển động
tròn của chất điểm là 5 giây. Vậy các
em cho biết chu kỳ là gì ?
HS : Chu kỳ quay là khoảng thời gian
mà chất điểm đi hết một vòng trên
đường tròn.
GV : Ta có :
=
t
GV : Khi chất điểm chuyển động 1
vòng các em cho biết độ lớn và t
HS : = 2 và t = T
GV : Em hãy viết công thức tính chu
kỳ T ?
HS :
=
t
=
T
2π
T =
2
3 / Tần số : ( f )
GV : Một chất điểm M chuyển động
tròn, trong thời gian 1 giây chất điểm
chuyển động được 2 vòng ta nói tần số
có vận tốc góc
không đổi ( hay vận tốc
dài có độ lớn không thay đổi ).
2 / Chu kỳ quay : ( T )
Chu kỳ quay là khoảng thời
gian mà chất điểm đi hết một vòng trên
đường tròn.
T =
2
* Đơn vị : giây ( s )
3 / Tần số : ( f )
Tần số là số vòng chất điểm
đi được trong một giây.
f =
T
1
* Đơn vị : héc ( Hz ) 1Hz = 1 vòng/s
= 2f
TRƯỜNG THPT MẠC ĐĨNH CHI VẬT LÝ 10
chuyển động tròn là 2 vòng/s. Vậy tần
số chuyển động tròn là gì ?
HS : Tần số là số vòng chất điểm đi
được trong một giây.
GV : Các em nhận thấy ý nghĩa khái
niệm chu kỳ và tần số có tính chất như
thế nào ?
HS : Hai khái niệm này nghịch đảo
với nhau
GV : Em có thể viết công thức tính tần
số khi đã biết chu kỳ T ?
HS : f =
T
1
và T =
f
1
GV : Em có thể viết công thức mối
liên hệ giữa và f ?
HS :
=
T
2π
= 2f
GV : Đơn vị tần số là vòng/s hay Hz.
1 vòng/s = 1 Hz.
3 / Cũng cố :
TRƯỜNG THPT MẠC ĐĨNH CHI VẬT LÝ 10
1 / Vận tốc góc trung bình là gì ?
2 / Chuyển động tròn đều là gì ?
4 / Dặn dò :
Trả lời câu hỏi trắc nghiệm
Làm bài tập : 1 ; 2