Bài 8. Chuyển động tròn đều. Tốc độ dài và tốc độ góc

BÀI GIẢNG VẬT LÝ LỚP 10 NC_ NĂM HỌC 2011-2012
Tiết 10 ,11_ Bài 8,9_ Lớp 10 NC
CHUYỂN ĐỘNG TRÒN ĐỀU

GIÁO VIÊN: TRẦN VIẾT THẮNG
TRƯỜNG THPT CHU VĂN AN


A.MỤC TIÊU
Hiểu rằng trong chuyển động tròn cũng như chuyển động cong,vectơ
vận tốc có phương tiếp tuyến với quỹ đạo và hướng theo chiều chuyển
động.
Nắm vững định nghĩa chuyển động tròn đều, từ đó biết cách tính tốc
độ dài.
Hiểu rõ chuyển động tròn đều, tốc độ dài đặc trưng cho độ nhanh,
chậm của chuyển động của chất điểm trên quỹ đạo.
Hiểu rõ rằng khi chuyển động tròn đều thì vận tốc chất điểm luôn
thay đổi về phương, chiều và độ lớn, vì vậy vectơ gia tốc khác không.
trong chuyển động tròn đều thì vectơ gia tốc là hướng tâm và độ lớn
phụ thuộc vận tốc dài và bán kính quỹ đạo.
Nắm vững công thức gia tốc hướng tâm trong chuyển động tròn đều
và áp dụng trong một số bài toán đơn giản.


1. Vectơ vận tốc trong chuyển động cong
- Khi chuyển động cong, vectơ vận tốc luôn luôn thay đổi hướng.
Trong khoảng thời gian t, chất điểm dời chỗ từ M đến M’ . Vectơ
vận tốc trung bình của chất điểm trong khoảng thời gian đó bằng:
v

MM '

vtb =
∆t
Nếu lấy t rất nhỏ thí M’ rất gần M.

∆s

M’
t + ∆t

M
t

Vectơ vận tốc tức thời có phương trùng với tiếp tuyến của quỹ đạo tại
M, cùng chiều với chiều chuyển động và có độ lớn là:

∆s
v=
∆t

(khi t rất nhỏ)


2. Vectơ vận tốc trong chuyển động tròn đều
a. Chuyển động tròn: Chuyển động tròn là chuyển
động có quỹ đạo là đường tròn
Hình ảnh Trái Đất quay quanh Mặt Trời
Hình ảnh vệ tinh quay quanh Trái Đất

b. Tốc độ trung bình của chuyển động tròn:
Tốc độ

= Độ dài cung tròn mà vật đi được
trung bình
Thời gian chuyển động

c. Chuyển động tròn đều:
Chuyển động tròn đều là chuyển động có quỹ đạo tròn
và có tốc độ trung bình trên mọi cung là như nhau


CHUYỂN ĐỘNG TRÒN ĐỀU


Thủ
y
tinh

Kim
tin
h

Thiên
Vương
tinh

Hỏa
tinh

Hải Vương
tinh
Trái

Đất

Mộc
tinh

- Có tám hành tinh lớn.

Thổ
tinh


Chuyển động của Trái Đất quanh Mặt trời


TỐC ĐỘ DÀI;
1. Tốc độ dài:

∆S
v=
∆t

Trong chuyển động tròn đều tốc độ
dài của vật không đổi, chỉ độ lớn của
vận tốc tức thời

M2
r2

O

ϕ

v

∆S

M1
A x


2. VECTƠ VẬN TỐC CỦA CHẤT
ĐIỂM TRONG CHUYỂN ĐỘNG
TRÒN
− Điểm đặt : tại một điểm trên vật.

M2
r2

O

ϕ

v

∆S

M1

r1

A x


2. VECTƠ VẬN TỐC CỦA CHẤT
ĐIỂM TRONG CHUYỂN ĐỘNG
TRÒN
− Phương : trùng
với phương tiếp
tuyến của
v
đường tròn.
M
2

r2

O

ϕ

∆S

M1

r1

A x


2. VECTƠ VẬN TỐC CỦA CHẤT

ĐIỂM TRONG CHUYỂN ĐỘNG
TRÒN
− Chiều : trùng với chiều của chuyển
động tròn.

M2
r2

O

ϕ

v

∆S

M1

r1

A x


2. VECTƠ VẬN TỐC CỦA CHẤT
ĐIỂM TRONG CHUYỂN ĐỘNG
TRÒN

∆S
− Độ lớnv: =
∆t

M2
r

O

ϕ

v

∆S

M1
A x


2. VECTƠ VẬN TỐC CỦA CHẤT
ĐIỂM TRONG CHUYỂN ĐỘNG
Vectơ vận tốc TRÒN
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.
∆s
- Độ lớn
:

v=
∆t
Vectơ vận tốc trong chuyển động tròn
đều có phương tiếp tuyến với đường tròn quỹ đạo :

∆s
v=
= const
∆t


3. Tốc độ góc. Chu kì. Tần số
a. Định nghĩa:

Tốc độ góc của chuyển động tròn đều là đại lượng đo
bằng góc mà bán kính OM quét được trong một đơn vị
thời gian. Tốc độ góc của chuyển động tròn đều là một đại
lượng không đổi
∆ϕ
ω=
= const
∆t
b. Đơn vị: rad/s
Có thể dùng một số đơn vị như vòng/ phút, vòng/s…
1800 1800
1rad =
=
≈ 57,30
π
3,14

1 vòng /s = 2π rad/s

π
1 vòng /min =
rad/s
30


. CHUYỂN ĐỘNG TRÒN ĐỀU
Chuyển động tròn đều là chuyển
động có vận tốc góc ω không đổi
(hay vận tốc dài có độ lớn không
thay đổi ).

∆ϕ
ω=
= const
∆t

Δs
v=
= const
Δt


3. Tốc độ góc. Chu kì. Tần số
a. Định nghĩa:
Tốc độ góc của chuyển động tròn đều là đại lượng đo bằng góc mà
bán kính OM quét được trong một đơn vị thời gian. Tốc độ góc của

chuyển động tròn đều là một đại lượng không đổi ω = ∆ϕ
∆t
Đơn vị: rad/s Có thể dùng một số đơn vị như vòng/ phút, vòng/s

c. Chu kì: T Chu kì là khoảng thời gian ngắn nhất vật trở về trạng thái

cũ. Trong chuyển động tròn đều chu kì là khoảng thời gian để vật đi được
một vòng
VD: Kim giây, Kim giờ, Kim phút, Trái Đất quanh Mặt Trời
Ts = 1min = 60s, Tmin = 1h = 60 min = 3600 s; Th = 12 h


Chu kỳ Tđơn
: vị giây (S).
Chu kỳ là khoảng thời gian mà chất
điểm đi hết một vòng trên đường tròn.
∆s 2π r
2π r
v=
=
⇒T =
∆t
T
v
∆ϕ 2π
2π
ω=
=
⇒T =
∆t

T
ω


3. Tốc độ góc. Chu kì. Tần số
a. Định nghĩa:
Tốc độ góc của chuyển động tròn đều là đại lượng đo bằng góc mà
bán kính OM quét được trong một đơn vị thời gian. Tốc độ góc của
chuyển động tròn đều là một đại lượng không đổi ω = ∆ϕ
∆t
Đơn vị: rad/s Có thể dùng một số đơn vị như vòng/ phút, vòng/s

b. Chu kì: T Chu kì là khoảng thời gian ngắn nhất vật trở về trạng thái

cũ. Trong chuyển động tròn đều chu kì là khoảng thời gian để vật đi được
một vòng
VD: Kim giây, Kim giờ, Kim phút, Trái Đất quanh Mặt Trời

c. Tần số: f Đơn vị Hz. Tần số là số vòng mà vật đi được trong một
giây.

Tần số là đại lượng nghịch đảo của chu kì
1
f =
T


d. Tần số f (Hz) :

Tần số là số vòng chất điểm đi được

trong một giây. Đơn vò : héc ( Hz ) 1Hz =
1/s.

1
ω
f = =
T 2π


3. Tốc độ góc. Chu kì. Tần số
a. Định nghĩa:
Tốc độ góc của chuyển động tròn đều là đại lượng đo bằng góc mà
bán kính OM quét được trong một đơn vị thời gian. Tốc độ góc của
chuyển động tròn đều là một đại lượng không đổi ω = ∆ϕ
∆t
b. Đơn vị: rad/s Có thể dùng một số đơn vị như vòng/ phút, vòng/s

c. Chu kì: T đơn vị giây (S) Chu kì là khoảng thời gian ngắn nhất vật
trở về trạng thái cũ. Trong chuyển động tròn đều chu kì là khoảng thời
gian để vật đi được một vòng
VD: Kim giây, Kim giờ, Kim phút, Trái Đất quanh Mặt Trời

d. Tần số: f Đơn vị Hz Là số vòng mà vật đi được trong một giây
d. Công thức liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc


3. Tốc độ góc. Chu kì. Tần số
d. Công thức liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc
∆ϕ
ω=

∆t

∆s = r∆φ

∆s
∆ϕ
v=
=r
= rω
∆t
∆t

2πr
v=
= ωr
T
1
ω
f =
=
T
2π
2π
ω=
= 2 πf
T

r

O

∆S

M1

∆ϕ

x


4. GIA TỐC HƯỚNG TÂM

1. Hướng của véc tơ gia tốc trong chuyển động tròn đều

r ur
uur uu
r ∆v v − v
a=
= 2 1
∆t
∆t
r uu
r ur
∆v = v2 − v1
r uu
r ur
∆ v = v2 − v1

→

→

I

v1
M

v1
→

v2

→

∆v

X
N

→

v2

o

Luôn hướng vào tâm nên gia tốc hướng vào tâm
Gia tốc trong CĐ tròn đều gọi là

gia tốc hướng
aht tâm đặc trưng cho sự đổi phương

Giatâm
tốc hướng
của vận tốc trong CĐ tròn đều: aht⊥ v

→

v

→

∆v

→

a


4. GIA TỐC HƯỚNG TÂM

1. Hướng của véc tơ gia tốc trong chuyển động tròn →đều
v
Gia tốc hướng tâm đặc trưng cho sự đổi phương
của vận tốc trong CĐ tròn đều: aht⊥ v

2. Độ lớn của gia tốc hướng tâm

v2
2
a = =ω r
r

→

∆v

→

a


BÀI TẬP VẬN DỤNG
1: Chỉ ra câu sai ? Véc tơ gia tốc hướng tâm trong chuyển động tròn đều
A. đặt vào vật chuyển động tròn
B. Luôn luôn hướng vào tâm quỹ đạo
C. Có độ lớn không đổi
D. Có phương và chiều không đổi

Sai

Sai

Sai

Đúng

2: Tốc độ dài của chiếc xe đạp bằng bao nhiêu, nếu nó chuyển động
đều trên một đường tròn bán kính 100m. Biết rằng xe chạy một vòng
hết hai phút
Đáp số: v= 5,23m/s
3: Bạn Mai nói: Trong các chuyển động tròn đều có cùng bán kính,

chuyển động nào có chu kì quay lớn hơn thì có tốc độ dài lớn hơn.
Nói như vậy đúng hay sai ?
2πr
Sai: v =
T


1. Một đóa tròn có bán kính
36cm, quay đều mỗi vòng
trong 0,6s. Tính vận tốc dài,
vận tốc góc, gia tốc hướng
tâm của một điểm nằm trên
vành đóa
ĐS: 3,77m/s; 10,5rad/s; 39,48m/s2