Bài 22 : LỰC HƯỚNG TÂM VÀ LỰC QUÁN TÍNH LI TÂM. HIỆN TƯỢNG TĂNG – GIẢM – MẤT TRỌNG LƯỢNG ppt

TRƯỜNG THPT MẠC ĐĨNH CHI VẬT LÝ 10


Bài 22 :
LỰC HƯỚNG TÂM VÀ LỰC QUÁN TÍNH LI TÂM.
HIỆN TƯỢNG TĂNG – GIẢM – MẤT TRỌNG LƯỢNG.
I. MỤC TIÊU
- Học sinh hiểu rõ khái niệm, biểu thức của lực hướng tâm, lực quán tính li tâm.
- Biết vận dụng nhửng khái niệm trên để giải thích được hiện tượng tăng, giảm, mất
trọng lượng.
- Biết vận dụng kiến thức để giải được một số bài tóan động lực học về chuyển động
tròn đều.
II. CHUẨN BỊ
- Sợi dây, quả cầu, viên bi, bàn quay.
III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
1) Kiểm tra bài cũ :
Câu 1 : Thế nào là hệ quy chiếu phi quán tính ?
Câu 2 : Thế nào là lực quán tính ?
Câu 3 : Định nghĩa và tính chất vectơ gia tốc hướng tâm trong chuyển động tròn đều
? Vẽ hình ?
2) Giới thiệu bài mới :
TRƯỜNG THPT MẠC ĐĨNH CHI VẬT LÝ 10


Phần làm việc của giáo viên Phần ghi chép của học sinh
I. LỰC HƯỚNG TÂM VÀ LỰC QUÁN TÍNH
LY TÂM
1) Lực hướng tâm :
GV : Khi vật chuyển động tròn đều thì v
ật có thu
gia tốc hay không các em ?

HS : Vật sẽ thu gia tốc hướng tâm
GV : Theo định luật II Newton , vật sẽ thu một lực
được gọi là lực hướng tâm
GV : các em có thể cho biết phương, chiều và độ
lớn lực hướng tâm
HS : Lực hướng tâm có phương chiều cùng v
ới
phương chiều của gia tốc
Về mặt độ lớn :
Fht = maht =
R
mv
2
= m
2
R


2) Lực quán tính li tâm
GV : Ta giả tỷ như quay tròn một con lắc đơn , đối
I. LỰC HƯỚNG TÂM V
À
LỰC QUÁN TÍNH LY TÂM
1) Lực hướng tâm :
Khi một vật chuyển động tr
òn
đều thì gia tốc hướng vào tâm qu
ỹ
đạo và có độ lớn là
R

v
2
. Theo đ
ịnh
lu
ật II Newton, lực gây ra gia tốc
này phải hướng vào tâm qu
ỹ đạo.
Ta gọi đó là lực hư
ớng tâm. Biểu
thức của lực hướng tâm là :
Fht = maht =
R
mv
2

* Khi một vật chuyển động tr
òn
đều, hợp lực của các lực đặt l
ên
vật là lực hướng tâm.
2) Lực quán tính ly tâm :
Khi một vật chuyển động
tròn
đ
ều, nếu xét vật trong hệ quy
chiếu phi quán tính mà nó đang
ở
trạng thái cân bằng thì v
ật phải

chịu thêm tác d
ụng của một lực
quán tính
htq
amF



, lực n
ày có
TRƯỜNG THPT MẠC ĐĨNH CHI VẬT LÝ 10


với bản thân người quay, con lắc sẽ chuyển động
tròn với gia tốc
a

ht
dưới tác dụng của
F

ht
. Ta thí dụ
như có một “chú ong” bay đến và bám sát vào s
ợi
dây trong khi con lắc đang quay tròn . Nếu ta chọn
hệ quy chiếu gắn liền với sợi dây ( chú ong) thì h
ệ
quy chiếu này thuộc hệ quy chiếu nào ?
HS : Hệ quy chiếu phi quán tính

GV : Đối với hệ quy chiếu này “hay đ
ối với chú
ong” thì quả cầu ở trạng thái như thế nào ?
HS : Quả cầu ở trạng thái đứng yên
GV : Hiện tại các em đã bi
ết, quả cầu chịu tác dụng
của một lực hướng tâm, đối với hệ quy chiếu n
ày,
muốn vật đứng yên “chú ong nhìn thấy quả cầu m
đứng yên” thì quả cầu phải chịu thêm một lực có
phương – chiều – và độ lớn như thế nào ?
HS : Lực này cùng phương, cùng độ lớn nh
ưng
ngược chiều với lực hướng tâm và tác dụng lên quả
cầu !
GV : Lực này được gọi là lực quán tính li tâm.
GV gọi HS lên bản vẽ
F

q
và viết công thức tính
độ lớn lực quán tính li tâm.
II. HIÊN TƯỢNG TĂNG VÀ GIẢM TRỌNG
LƯỢNG !
chiều hư
ớng ra xa tâm O. ta gọi
đó là l
ực quán tính ly tâm. Biều
thức của lực quán tính ly tâm là :

R
mv
F
2
q
 = m
2
R
* Lực quán tính ly tâm có cùng đ
ộ
lớn với lực hướng tâm.








II. HIỆN TƯỢNG TĂNG –

GIẢM VÀ M
ẤT TRỌNG
LƯỢNG
1) Khái niệm về trọng lực :
Trọng lực là h
ợp lực của lực
hấp dẫn tác dụng lên một vật v
à
lực quán tính ly tâm mà v

ật phải
TRƯỜNG THPT MẠC ĐĨNH CHI VẬT LÝ 10


1) Khái niệm trọng lực :
GV : Ở bài học trước các em cho biết trọng lực l
à
gì ?
HS : Trọng lực là lực hấp dẫn của Trái Đất tác dụng
lên vật.
GV : Ta xét một vật đặt trên mặt đất, ngoài l
ực hấp
dẫn tác dụng lên vật, khi Trái Đất quay quanh tr
ục
thì vật cũng quay theo trục quay của Trái Đất. Nếu
xét hệ quy chiếu trên Trái Đất tại vị trí vật thì h
ệ
quy chiếu này gọi là hệ quy chiếu gì ?
HS : Hệ quy chiếu này là hệ quy chiếu phi qún tính.

GV : Như vậy khi Trái Đất quay, ngoài việc vậ
t
chịu tác dụng của lực hấp dẫn, vật còn chịu th
êm
lực nào nữa hay không ?
HS : vật chịu tác dụng của lực quán tính ly tâm.
GV hướng dẫn HS vẽ các lực tác dụng lên vật.

 Định nghĩa trọng lực một cách tổng quát.

2) Khái niệm về trọng lượng
GV : Chúng ta cùng nhau trở lại thí dụ về một vật
được đặt trong thang máy mà các em đã học ở bài
trước ! Khi thang máy không chuyển động thì v
ật
sẽ tác dụng lên sàn thang máy một lực như thế nào
chịu do sự tự quay của trái đất.

qhd
FFP













2) Khái niệm về trọng lượng :
Trọng lư
ợng của một vật trong
hệ quy chiếu mà vật đứng y
ên là
hợp lực của các lực hấp dẫn v
à

quán tính tác dụng lên vật.

qthd
FFP






TRƯỜNG THPT MẠC ĐĨNH CHI VẬT LÝ 10


so với trọng lực của nó ?
HS : Vật sẽ ép lên sàn thang máy một lực b
ằng
chính trọng lực tác dụng lên vật.
GV : Nếu như thang máy chuy
ển động sao cho có
gia tốc hướng lên ( chuyển động nhanh dần đều ).
Nếu chọn hệ quy chiếu đặt trong thang máy thì v
ật
sẽ chịu thêm lực nào nữa ?
HS : Vật sẽ chịu tác dụng thêm lực quán tính
GV : Lực quán tính có chiều như thế nào ?
HS : Lực quán tính có chiều hướng xuống!
GV yêu cầu HS lên vẽ hai lực
P

và

F

qt








GV : Trong thang máy v
ật ở trạng thái cân bằng,
như vậy thì vật phải ép lên tháng máy một lực nh
ư
thế nào để theo định luật III Newton sàn tháng máy

TRƯỜNG THPT MẠC ĐĨNH CHI VẬT LÝ 10


s
ẽ tác dụng trở lại vật một phản lực pháp tuyến
khiến vật cân bằng ?
HS : Vật ép lên thang máy m
ột lực bằng tổng trọng
lực và lực quán tính
GV  Trọng lượng :
qthd
FFP




Ngoài định nghĩa trên, GV c
ần chú ý cho HS biết
thêm “Trọng lượng là lực do vật tác dụng l
ên giá
đở hay dây treo”

3) Hiện tượng tăng và giảm trọng lượng :
GV : Cũng trong thí dụ trên các em nhận thấy áp
lực vật của vật như thế nào so với lực hấp dẫn mà
trái đất tác dụng lên vật ?

HS : Áp lực mà vật tác dụng lên thang máy s
ẽ lớn
hơn lực hấp dẫn tác dụng lên vật.
GV : Đây chính là hiện tượng tăng trọng lượng
GV : Trong trường hợp thang máy chuyển động sao
cho gia tốc có chiều hướng xuống ( Chuyển động
xuống nhanh dần đều hay chuyển động lên chậm
dần đều ) khi đó các em có thể vẽ
F

qt
và cho biết
trọng lượng của vật như thế nào ?
GV gọi HS lên vẽ hình trong trường hợp này !




3) Hiện tượng tăng và gi
ảm
trọng lượng :
N
ếu vật đặt trong một hệ quy
chiếu có gia tốc a

thì theo h
ệ thức
qthd
FFP




 , trọng lư
ợng của nó
khác với lực hấp dẫn đặt l
ên nó.
Tuỳ theo chiều của
qt
F

mà tr
ọng
lượng có thể lớn hơn ho
ặc nhỏ
hơn lực hấp dẫn. Đó chính là s
ự
tăng hoặc giảm trọng lượng.
+ Nếu
qt
F

cùng chiều với
hd
F

thì
P > Fhd : Sự tăng trọng lượng.
+ Nếu
qt
F


ngược chiều
hd
F

thì P
< Fhd : Sự giảm trọng lượng.
* Lưu ý : Nếu vật được đặt trong
hệ quy chiếu có gia tốc g

thì
qt
F


cân bằng với
hd
F

: Sự mất trọng
lượng.
TRƯỜNG THPT MẠC ĐĨNH CHI VẬT LÝ 10



HS : Trường hợp này được gọi là hiện tượng giảm
trọng lượng.
3) Cũng cố
1/ Trọng lực là gì ?
2/ Trọng lượng là gì ?

3/ Khi nào xảy ra hiện tượng tăng, giảm và mất trọng lượng ?
4) Dặn dò
- Trả lời các câu hỏi 1, 2, 3, 4, 5, 6.
- Làm bài tập : 1, 2, 3, 4.

 