Bài giảng môn học Vật lý lớp 10 - Bài tập về chuyển động tròn đều

Vấn đề 5 BÀI TẬP VỀ CHUYỂN ĐỘNG TRÒN ĐỀU I. MỤC TIÊU 1.Kiến thức: - Học sinh nắm được các công thức của chuyển động tròn đều. - Giải được một số bài tập đơn giản về chuyển động tròn. 2. Kĩ năng: - Vận dụng các công thức trên để tìm các đại lượng về chuyển động tròn. - Thực hiện chính xác các phép tính đại số thông thường. II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: - Hệ thống kiến thức về chuyển động tròn đều. - Giải trước một bài mẫu. 2. Học sinh: Làm bài tập đã giao ở nhà. III. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC 1. Hoạt động 1: Hệ thống kiến thức và kiểm tra bài củ về chuyển động tròn đều(18 phút) Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Đơn vị kiến thức - Nêu đặc điểm của vectơ vận tốc trong chuyển động tròn đều? - Phương của vectơ vận tốc có thay đổi không? - Phương của nó thay đổi sẽ gây ra đại lượng nào? - Gia tốc hướng tâm là một đại lượng vô hướng hay vectơ? - Nêu đặc điểm của vectơ gia tốc hướng tâm? - Viết công thức tốc độ góc và giải thích rõ ý nghĩa, đơn vị của từng đại lượng có trong công thức? - Viết công thức tính chu kỳ? - Viết công thức tính tần số? - Viết công thức liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ gó? - Trả lời theo đã học. - Có thay đổi theo từng vị trí trên quỹ đạo. - Gia tốc hướng tâm. - Là một đại lượng vectơ. - Nêu theo bài đã học. -Ta có: w = = const (rad/s) a(rad) là góc mà bán kính nối từ tâm đến vật quét được trong thời gian t(s) - Chu kỳ: - Tần số: - Công thức liên hệ gữa tốc độ dài và tốc độ góc: v = r.w I. Kiến thức cần nhớ. M O 1. Vectơ vận tốc trong chuyển động tròn đều: - Điểm đặt: Trên vật chuyển động tròn tạiđiểm đang xét. (M) - Phương: Tiếp tuyến với đường tròn quỹ đạo tại điểm đang xét. (M) - Chiều: Trùng với chiều của vectơ độ dời D tại điểm đang xét. (M) - Độ lớn(Vận tốc dài) : v = = Const (m/s) M O 2. Vectơ gia tốc hướng tâm: - Điểm đặt: Tại điểm đang xét. - Phương: Trùng với bán kính nối vật tại điểm đang xét với tâm O, vuông góc với . - Chiều: luôn hướng vào tâm O. - Độ lớn: = Const (m/s2) 3. Tốc độ góc: w = = const(rad/s) a(rad) là góc mà bán kính nối từ tâm đến vật quét được trong thời gian t(s) 4. Chu kỳ: ® 5. Tần số: = 6. Công thức liên hệ gữa tốc độ dài và tốc độ góc: v = r.w = 2. Hoạt động 2: Giải một số dạng bài toán mẫu(25 phút) Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Đơn vị kiến thức 1.Bài toán mẫu : Một bánh xe ôtô có bán kính là 25cm.Ôtô chạy thẳng đều với tốc độ là 36km/h. Tính tốc độ góc và độ lớn gia tốc hướng tâm tại một điểm trên vành ngoài bánh xe? - Để tìm tốc độ góc ta áp dụng công thức nào? Lên bảng trình bày? - Viết công thức tính độ lớn gia tốc hướng tâm? Aùp dụng ? 2. Bài tập 11SGK/34: Một quạt máy quay với tần số 400 vòng/phút. Cánh quạt dài 0,8m. Tính tốc độ dài và tốc độ góc của một điểm ở đầu cánh quạt? - Viết công thức tìm vận tốc dài, tốc độ góc theo f và r? Áp dụng? 3. Bài tập 12SGK/34: Bánh xe đạp có đường kính 0,66m, xe đạp chuyển động thẳng đều với tốc độ 12km/h. Tính tốc độ dài và tốc độ góc của một điểm ở trên vành bánh đối với người ngồi trên xe? - Giải tương tự như các bài trên. 4. Bài tập 13SGK/34: Một đồng hồ treo tường có kim phút dài 10cm, kim giờ dài 8cm. Cho rằng các kim quay đều. Tính tốc độ dài và tốc độ góc của một điểm đầu hai kim? - Kim giờ quay 1 vòng mất bao lâu? - Giải tương tự như các bài ở trên. - Kim phút quay 1 vòng mất bao lâu? - Giải tương tự như các bài ở trên. * Học sinh chép bài toán và tóm tắt. - Ta có: r = 25cm = 0,25m; v = 36km/h = 10m/s. - Tìm w, aht =? - Áp dụng công thức: v = r.w, để tìm w. - Độ lớn gia tốc hướng tâm: aht = * Học sinh tóm tắt bài toán. - Ta có: f = 400 vòng/phút = vòng/s; r = 0,8m. - Tìm v, w =? - Ta có: v = r.w = và * Học sinh tóm tắt bài toán. - Ta có r = = 0,33m; v = 12km/h = = 3,33m/s. - Tìm v, w =? - Học sinh tự giải. * Học sinh tóm tắt bài toán. - Ta có: rp = 10cm = 0,1m; rg = 8cm = 0,08m. - Tìm:vp, wp =? Vg, wg =? - Kim giờ quay 1 vòng hết thời gian Tg= 12h = 12.3600 = 43200(s). - Học sinh tự giải. - Kim phút quay 1 vòng hết thời gian Tp = 60 phút = 3600(s). - Học sinh tự giải. II. Giải một số bài toán áp dụng 1. Giải bài toán mẫu: - Áp dụng công thức: v = r.w ® Tốc độ góc: w = w = - Độ lớn gia tốc hướng tâm: aht = 2. Giải bài11SGK/34: - Tốc độ dài: v = r.w = v = 2.3,14.0,8. v = 33,49» 33,5(m/s) - Tốc độ góc: w= 2.3,14. w = 41,86» 41,87(rad/s) 3. Giải bài12SGK/34: -Tốc độ dài của một điểm trên vành bánh xe bằng tốc độ của xe: v = 3,33(m/s). - Áp dụng công thức: v = r.w ® Tốc độ góc: w == = 10,1(rad/s). 4. Giải bài13SGK/34: * Kim giờ quay 1 vòng hết thời gian Tg= 12h = 12.3600 = 43200(s). - Tốc độ góc:wg = wg = (rad/s) - Tốc độ dài: vg = rg.wg vg = 0,08.0,000145 vg = 1,16.10-5 (m/s) * Kim phút quay 1 vòng hết thời gian Tp = 60 phút = 3600(s). Tốc độ góc:wp = wP =(rad/s) - Tốc độ dài: vP = rP.wP vg = 0,1.0,00174 vg = 1,74.10-4(m/s) 3. Hoạt động 3: Giao nhiệm vụ về nhà Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh 1. Về nhà làm các bài tập: 5, 6 SGK-Trang 34. 2. Làm thêm 5.10, 5.11, 5.12, 5.13, 5.14 sách bài tập trang 22-23. Ghi nhận vào vở bài tập.