Bài giảng môn học Vật lý lớp 10 - Tiết 11 - Bài 7: Chuyển động tròn đều tốc độ dài và tốc độ góc

Baøi 7: CHUYEÅN ÑOÄNG TROØN ÑEÀU TOÁC ÑOÄ DAØI VAØ TOÁC ÑOÄ GOÙC MỤC TIÊU 1. Kiến thức - Biết 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. - Định nghĩa được chuyển động tròn đều, biết được cách tính tốc độ dài. - Biết rằng trong chuyển động tròn đều, tốc độ dài đặc trưng cho độ nhanh, chậm của chuyển động của chất điểm trên quỹ đạo. - Viết được biểu thức liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc, chu kì và tần số. 2. Kỹ năng - Quan sát thực tiễn về chuyển động tròn. - Tư duy logic để hình thành khái niệm vectơ vận tốc. 3. Thaùi ñoä Nghieâm tuùc hoïc taäp theo höôùng daãn cuûa giaùo vieân CHUẨN BỊ 1. Giáo viên - Các câu hỏi, công thức về chuyển động tròn đều. - Biên soan câu hỏi 1-4 sgk dưới dạng trắc nghiệm. - Các ví dụ về chuyển động cong, chuyển động tròn đều. - Tranh H8.2, H8.4. Mô hình chuyển động tròn (đồng hồ). 2. Học sinh - Ôn về vectơ độ dời, vectơ vận tốc trung bình. - Sưu tầm các tranh về chuyển động cong, chuyển động tròn. 3. Gợi ý ứng dụng CNTT Soạn câu hỏi trắc nghiệm phần cho kiểm tra bài cũ,củng cố bài. C. PHÖÔNG PHAÙP - Dieãn giaûng, vaán ñaùp, - Giaûi quyeát vaán ñeà, thaûo luaän nhoùm D. TIEÁN TRÌNH LEÂN LÔÙP. 1. OÅn ñònh toå chöùc - OÅn ñònh lôùp, ñieåm danh 2. Kieåm tra baøi cuõ Caâu 1: Nêu các đặc điểm của vectơ độ dời, vectơ vận tốc trung bình, vectơ vận tốc tức thời trong chuyển động thẳng? 3. Baøi môùi Hoaït ñoäng cuûa thaày vaø troø Noäi dung kieán thöùc Hoạt động 1: Tìm hiểu vectơ vận tốc trong chuyển động cong. GV: Treo tranh có vẽ hình 8.2 lên bảng cho HS quan sát. HS: Quan sát hình vẽ GV: Nếu BT tính vectơ vận tốc trung bình? HS: GV: Hướng dẫn hs hình thành khái niệm vận tốc tức thời: khi Dt rất nhỏ, |MM’| = Ds, với Ds là độ dài cung đi được trong thời gian Dt. Lúc này vectơ vận tốc trung bình trở thành vectơ vận tốc tức thời. BT của vận tốc tức thời? HS: GV: Phương và chiều của vectơ vận tốc tức thời? HS: + Phương: trùng với tiếp tuyến của quỹ đạo. + Chiều: cùng chiều với chuyển động. Hoạt động 2: Tìm hiểu vectơ vận tốc trong chuyển động tròn đều. GV : Yêu cầu HS đọc định nghĩa chuyển động tròn đều trong sgk. Lấy ví dụ thực tiễn (tương đối)? HS: Lấy ví dụ GV: Đặc điểm của vectơ vận tốc trong chuyển động tròn đều? HS: + Phương: tiếp tuyến với quỹ đạo ( ^ với bán kính). + Chiều: cùng chiều với CĐ. GV: Giới thiệu khái niệm tốc độ dài. - So sánh với vectơ vận tốc trong chuyển động thẳng đều? HS: CĐT: không đổi về độ lớn, phương và chiều. CĐ tròn đều: có độ lớn không đổi, nhưng có phương và chiều thay đổi. GV: Cho hs thảo luận trả lời câu hỏi C1? HS: Trong CĐ tròn đều, vận tốc thay đổi. Hoạt động 3: Tìm hiểu chu kì và tần số trong chuyển động tròn. GV: Gọi T là khoảng thời gian chất điểm đi hết 1 vòng trên đường tròn có bán kính r. Viết biểu thức tính tốc độ dài? HS: GV: Suy ra biểu thức tính T? nhận xét về T? HS: GV: So sánh vị trí và CĐ của vật sau khoảng thời gian T? HS: Sau khoảng thời gian T, chất điểm trở về vị trí ban đầu và lặp lại CĐ như trước. GV: Giới thiệu: T gọi là chu kì. CĐTĐ này gọi là CĐ tuần hoàn với chu kì T. GV: Thế nào là CĐ tuần hoàn với chu kì T? HS; CĐ tuần hoàn với chu kì T là CĐ mà sau những khoảng thời gian T bằng nhau, chất điểm trở về vị trí ban đầu và lặp lại CĐ như trước. GV: Giới thiệu tần số, kí hiệu là f, là số vòng chất điểm đi (quay) được trong 1 s. Mối liên hệ giữa T và f? HS: GV: Đơn vị của tần số là Hz (trong hệ SI), đọc là hec. Cho hs quan sát đồng hồ, yêu cầu mô tả chu kì, tần số. Hoạt động 4: Tìm hiểu tốc độ góc. GV:Treo tranh vẽ hình 8.4 lên bảng. Đưa ra CT: Ds = r. Dj, trong đó Dj được tính theo rađian (rad). GV:Yêu cầu HS đọc SGK đưa ra KN tốc độ góc.Đơn vị tốc độ góc? HS: Tốc độ góc: Đơn vị: rad/s GV: So sánh tốc độ góc và tốc độ dài? HS: BT: và Tốc độ góc là tốc độ quay của bán kính trong CĐ quay quanh tâm O của vòng tròn. Tốc độ góc đặc trưng cho sự sự quay nhanh, chậm của bán kính của chất điểm. GV: Tìm mối liên hệ giữa tốc độ góc với tốc độ dài? mối liên hệ giữa tốc độ góc với chu kì, tần số? HS: v = r. = suy ra: và = 2f. GV: Cho hs xem bảng chu kì các hành tinh trong sgk. Nêu ý nghĩa? HS: Cho biết đặc điểm chuyển động tròn đều của các hành tinh. 1. Vectơ vận tốc trong chuyển động cong: - Vận tốc trung bình: - Vận tốc tức thời: + Độ lớn: (khi Dt rất nhỏ) + Phương: trùng với tiếp tuyến của quỹ đạo. + Chiều: cùng chiều với chuyển động. 2. Vectơ vận tốc trong chuyển động tròn đều. Tốc độ dài: KN: CĐ tròn đều là CĐ có quỹ đạo là một đường tròn, trong đó vật đi được những cung tròn có độ dài bằng nhau trong những khoảng thời gian bằng nhau bất kì. - Độ lớn: = const : gọi là tốc độ dài. - Phương: tiếp tuyến với quỹ đạo ( ^ với bán kính). - Chiều: cùng chiều với CĐ. 3. Chu kì và tần số của chuyển động tròn đều: * Chu kì:T + Gọi T là khoảng thời gian chất điểm đi hết 1 vòng trên đường tròn có bán kính r. Vậy: chu kì (s) + T là khoảng thời gian ngắn nhất để vật trở lại vị trí ban đầu và lặp lại CĐ như trước. - CĐ tuần hoàn với chu kì T là CĐ mà sau những khoảng thời gian T bằng nhau, chất điểm trở về vị trí ban đầu và lặp lại CĐ như trước. * Tần số: f là số vòng chất điểm đi (quay) được trong 1 giây. (hz, đọc là hec) 1 hz = 1 vòng/ giây= 1 s-1 4. Tốc độ góc. Liên hệ giữa tốc độ góc và tốc độ dài: * Tốc độ góc: * Liên hệ giữa v và Ta có: Ds = r. Dj Suy ra: = r. = r. v = r. * CT liên hệ giữa v với T và f Ta có: v = r. = suy ra: và = 2f. 4. Cuûng coá vaø luyeän taäp. GV: - Yêu cầu HS trả lời câu hỏi 1, 3 sgk. - Yêu cầu HS thảo luận nhóm để trả lời và giải thích bài tập 1 sgk. - Yêu cầu HS làm việc cá nhân giải bài tâp 2, 3 sgk. - Nhận xét câu trả lời của các nhóm. HS: - Thảo luận nhóm trả lời các câu hỏi trắc nghiệm của BT 1 sgk. - Làm việc cá nhân giải bài tâp 2,3 sgk. - Ghi nhận lại các kiến thức vừa học. 5. Höôùng daãn hoïc sinh töï hoïc ôû nhaø - Về nhà làm BT còn lại trong sgk và BT 1.36, 1.37 và 1.41 đến 1.44 SBTVL10 NC. - Chuaån bò baøi môùi: “Gia tốc trong chuyển động tròn đều” + Ôn lại các kiến thức về vận tốc và gia tốc trong chuyển động thẳng. + Các công thức xác định chu vi, độ dài cung tròn