Bài 8. CĐ tròn đều. Tốc độ dài, tốc độ góc

Nguyễn Minh Tú – THPT Việt Bắc
Ngày soạn : .....................
Ngày dạy : ......................
Tiết 10. Bài 8. Chuyển động tròn đều. Tốc độ dài và tốc độ góc
I. Mục tiêu
1. Phát biểu được định nghĩa chuyển động tròn đều. Nêu được phương, chiều, độ
lớn của vectơ vận tốc trong chuyển động tròn đều.
2. Phát biểu và viết được công thức tính chu kỳ, tần số của chuyển động tròn đều.
3. Hiểu được tốc độ góc đặc trưng cho sự quay nhanh chậm quanh tâm O của vectơ
tia của chất điểm. Viết được công thức tính tốc độ góc và mối liên hệ giữa tốc độ
dài và tốc độ góc trong chuyển động tròn đều.
4. Viết được công thức liên hệ giữa tốc độ góc với chu kì T hay tần số f.
II. Chuẩn bị
1. Giáo viên
Hình ảnh, ví dụ về vật chuyển động tròn đều.
2. Học sinh
Ôn lại định nghĩa vectơ độ dời, vectơ vận tốc trung bình, vectơ vận tốc tức thời.
III. Tiến trình dạy học
Hoạt động của Giáo viên và Học sinh Nội dung
.GV: Đặt vấn đề vào bài: Trong thực tế
chuyển động của các vật rất đa dạng và
phong phú. Vật chuyển động với quỹ
đạo là đường thẳng gọi là chuyển động
thẳng, vật chuyển động với quỹ đạo là
đường cong gọi là chuyển động cong.
Một dạng đặc biệt của chuyển động
cong đó là chuyển động tròn, hơn 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?Để
trả lời câu hỏi đó chúng ta cùng nghiên

cứu bài 8.
.GV: Nêu các đặc điểm của vectơ độ dời
trong chuyển động cong?
.HS: Vectơ độ dời trong chuyển động
cong
'MM
có: gốc tại M, phương
≡

đường thẳng nối MM’, chiều từ M đến
M’.
.GV: Hãy nhận xét về hướng của vectơ
Bài 8. Chuyển động tròn đều. Tốc độ dài
và tốc độ góc
1. Vectơ vận tốc trong chuyển động cong
1
Nguyễn Minh Tú – THPT Việt Bắc
vận tốc trong chuyển động thẳng và
chuyển động cong?
.HS: Hướng của vectơ vận tốc trong
chuyển động thẳng không thay đổi còn
trong chuyển động cong luôn luôn thay
đổi.
.GV: Trong khoảng thời gian
∆
t, chất
điểm chuyển động cong dời chỗ từ vị trí
M tới M’ thì vectơ vận tốc trung bình
của chất điểm đó xác định bằng biểu
thức nào?

.HS:
t
MM
v
tb
∆
=
'

.
.GV: Thông báo khi
0
→∆
t
thì vectơ
vận tốc trung bình trở thành vectơ vận
tốc tức thời
v

tại thời điểm t. Nêu
phương, chiều, độ lớn của
M
v

?
.HS:
M
v

có:

- Phương: tiếp tuyến với quỹ đạo tại M.
- Chiều: cùng chiều chuyển động.
- Độ lớn:
t
s
v
∆
∆
=
(khi
0
→∆
t
) với
s
∆
là độ dài cung đường đi được.
+ Trong khoảng thời gian
∆
t, chất điểm
chuyển động cong dời chỗ từ vị trí M tới M’
thì vectơ vận tốc trung bình của chất điểm :
t
MM
v
tb
∆
=
'


+ Vectơ vận tốc tức thời
M
v

tại thời điểm t:
- Phương: tiếp tuyến
với quỹ đạo tại M.
- Chiều: cùng chiều
chuyển động.
- Độ lớn:
t
s
v
∆
∆
=
(khi
0
→∆
t
)
.GV: Chuyển động tròn là gì?
.HS: Chuyển động tròn là chuyển động
có quỹ đạo là đường tròn.
.GV: Chính xác hóa kiến thức. Vậy,
chuyển động tròn đều là gì?
.HS: Chuyển động tròn đều là chuyển
động tròn trong đó độ lớn của vectơ vận
tốc tức thời không đổi.
.GV: Chính xác hóa kiến thức. Hãy lấy

ví dụ về chuyển động tròn đều?
.HS: Chuyển động của một điểm ở đầu
cánh quạt trần khi quạt quay ổn định,
chuyển động của đầu kim phút và kim
2. Vectơ vận tốc trong chuyển động tròn
đều. Tốc độ dài
+ Chuyển động tròn: chuyển động cong có
quỹ đạo tròn.
+ Chuyển động tròn đều: chuyển động tròn
mà chất điểm đi được những cung tròn có
độ dài bằng nhau trong những khoảng thời
gian bằng nhau tùy ý.
2
Nguyễn Minh Tú – THPT Việt Bắc
giờ của đồng hồ treo tường…
.GV: Nêu phương, chiều, độ lớn của
vectơ vận tốc
v

tại một điểm trong
chuyển động tròn đều?
.HS:
v

có:
- Phương:
≡
tiếp tuyến.
- Chiều: chiều chuyển động.
- Độ lớn:

const
t
s
v
=
∆
∆
=
với
s
∆
là độ
dài cung tròn đi được.
.GV: Nhận xét về hướng và độ lớn của
vectơ vận tốc
v

trong chuyển động tròn
đều?
.HS:
v

có độ lớn không đổi nhưng có
hướng luôn thay đổi.
.GV: Thông báo gọi độ lớn của vectơ
vận tốc trong chuyển động tròn đều là
tốc độ dài.
+ Tại một điểm trong chuyển động tròn đều,
v


có:
- Phương:
≡
tiếp tuyến.
- Chiều: chiều chuyển động.
- Độ lớn:
const
t
s
v
=
∆
∆
=
với
s
∆
là độ dài
cung tròn đi được.
+ v: tốc độ dài.
.GV: Xét chuyển động của đầu kim phút
của đồng hồ treo tường. Đầu kim phút
quay một vòng hết bao lâu?
.HS: Đầu kim phút quay một vòng hết 1
giờ.
.GV: Xác nhận câu trả lời đúng. Thời
gian để đầu kim phút quay được hết một
vòng gọi là chu kì. Vậy, chu kì của
chuyển động tròn đều là gì?
.HS: Chu kì của chuyển động tròn đều là

khoảng thời gian để chất điểm đi hết
một vòng.
.GV: Chính xác hóa kiến thức. Thông
báo, chu kì
const
v
r
T
==
π
2
.; chuyển
động có đặc điểm: Sau mỗi chu kì, chất
điểm trở về vị trí ban đầu và lặp lại
chuyển động như trước gọi là chuyển
động tuần hoàn với chu kì T.
.GV: Chu kì T là một đặc trưng của
chuyển động tròn đều. Thay cho chu kì
T có thể dùng tần số f để đặc trưng cho
chuyển động tròn đều. Tần số f của
chuyển động tròn đều là số vòng chất
3. Chu kì và tần số của chuyển động tròn
đều
+ Chu kì T của chuyển động tròn đều là
khoảng thời gian để chất điểm đi hết một
vòng.
const
v
r
T

==
π
2
với r: bán kính đường tròn
+ Chuyển động tuần hoàn với chu kì T là
chuyển động có đặc điểm sau mỗi chu kì,
chất điểm trở về vị trí ban đầu và lặp lại
chuyển động như trước.
+ Tần số f của chuyển động tròn đều là số
vòng chất điểm đi được trong một giây
3
Nguyễn Minh Tú – THPT Việt Bắc
điểm đi được trong một giây. Vậy, tần
số f và chu kì T liên hệ với nhau bởi
công thức nào?
.HS:
T
f
1
=
.
.GV: Thông báo [f] = Hz.
+
T
f
1
=
+ [f] = Hz
1 Hz = 1 vòng/s = 1 s
-1

.
.GV: Khi chất điểm đi được một cung
tròn
s
∆
trong khoảng thời gian
∆
t thì
bán kính OM
0
của nó quét được một góc
ϕ
∆
(Vẽ hình 8.4 – tr 39 – SGK lên
bảng). Vậy, biểu thức nào đặc trưng cho
sự quay nhanh hay chậm quanh tâm O
của vectơ tia
OM
của chất điểm?
.HS: Biểu thức
t
∆
∆
ϕ
đặc trưng cho sự
quay nhanh hay chậm quanh tâm O của
vectơ tia
OM
của chất điểm.
.GV: Đưa ra khái niệm tốc độ góc

t
∆
∆
=
ϕ
ω
. Góc
ϕ
∆
tính bằng rad thì đơn
vị của
ω
là gì?
.HS: [
ω
] = rad/s.
.GV: Giữa tốc độ dài và tốc độ góc trong
chuyển động tròn đều có một hệ thức
liên hệ. Làm thế nào để tìm được hệ
thức đó?
.HS:
ω
ϕ
r
t
r
t
s
v
=

∆
∆
=
∆
∆
=
4. Tốc độ góc. Liên hệ giữa tốc độ góc với
tốc độ dài
+ Tốc độ góc
ω
đặc trưng cho sự quay
nhanh hay chậm quanh tâm O của vectơ tia
OM
của chất điểm.
+
t
∆
∆
=
ϕ
ω
+ [
ω
] = rad/s
+ Công thức liên hệ giữa tốc độ dài và tốc
độ góc:
ω
rv
=
.GV: Giữa tốc độ góc

ω
và chu kì T
hay tần số f có mối liên hệ với nhau.
Mối liên hệ đó là gì?
.HS:
v
r
T
π
2
=
mà
ω
rv
=

T
T
π
ω
ω
π
22
=→=→
Mặt khác:
f
f
T
πω
2

1
=→=
5. Liên hệ giữa tốc độ góc với chu kì T
hay tần số f
T
π
ω
2
=
f
πω
2
=
.GV: Giao nhiệm vụ về nhà cho HS: làm
bài tập 1,2,3 – SGK, ôn lại khái niệm
vectơ gia tốc trong chuyển động thẳng.
4