Bài giảng môn học Vật lý lớp 10 - Tiết 30 - Lực hướng tâm và lực quán tính li tâm hiện tượng tăng, giảm trọng lượng

LỰC HƯỚNG TÂM VÀ LỰC QUÁN TÍNH LI TÂM HIỆN TƯỢNG TĂNG, GIẢM TRỌNG LƯỢNG A. MỤC TIÊU 1. Kiến thức - Nêu được lực hướng tâm trong chuyển động tròn đều là tổng hợp các lực tác dụng lên vật và viết được hệ thức: = mw2r 2. Kỹ năng - Xác định được lực hướng tâm và giải được bài toán về chuyển động tròn đều khi vật chịu tác dụng của một hoặc hai lực. - Giải thích được các hiện tượng và ứng dụng liên quan đến lực quán tính li tâm. - Giải được bài tập về sự tăng, giảm và mất trọng lượng của một vật. 3. Thái độ: - Tích cực tự giác trong học tập B. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên - Thí nghiệm ở các hình H22.1, H22.3, H22.4 SGK. 2. Học sinh - Ôn tập về trọng lực, lực quán tính. - Ôn tập về gia tốc trong chuyển động tròn. 3. Sử dụng CNTT: - Các phim TN và hình ảnh ứng dụng trong thực tế - Bài tập trắc nghiệm C. PHÖÔNG PHAÙP - Giaûi quyeát vaán ñeà, thaûo luaän nhoùm - Thực nghiệm D. TIEÁN TRÌNH LEÂN LÔÙP. 1. OÅn ñònh toå chöùc - OÅn ñònh lôùp, ñieåm danh 2. Kieåm tra baøi cuõ - Khái niệm về hệ quy chiếu phi quán tính, lực quán tính và các đặc điểm của nó? - Đặc điểm của gia tốc trong chuyển động tròn đều 3. Baøi môùi Hoaït ñoäng cuûa thaày vaø troø Noäi dung kieán thöùc Hoạt động 1: Tìm hiểu hệ quy chiếu có gia tốc và lực quán tính GV: Tiến hành thí nghiệm như H22.1. HS: Quan sát thí nghiệm GV: Nguyên nhân nào đã giữ cho vật không bị văng ra và vẫn CĐ trên quỹ đạo tròn? HS: Sợi dây (lực căng dây) đã giữ cho vật CĐ trên quỹ đạo tròn. GV: Nêu các đặc điểm của gia tốc hướng tâm? HS: Gia tốc hướng tâm có phương là đường nối tâm, chiều hướng vào tâm, độ lớn: GV: Viết BT của lực gây ra gia tốc này cho vật? (dựa vào ĐL II Newton) HS: F = maht = GV: Thông báo: lực này (gây ra aht) gọi là hướng tâm, kí hiệu là Fht. Hãy nêu các đặc điểm của ? HS: + Điểm đặt: tại vật. + Phương: trùng với đường nối tâm của quỹ đạo tròn (bán kính). + Chiều: hướng ra xa tâm + Độ lớn: GV: Nhấn mạnh: không phải là một loại lực cơ học mới. Nói “lực hướng tâm” chỉ là nói đến vai trò của lực đó là gây ra gia tốc hướng tâm. - Yêu cầu HS đọc 3 ví dụ về lực hướng tâm ở trang 99 SGk và nêu lực hướng tâm trong các trường hợp? nhận xét? HS: Đọc SGK và rút ra kết luận GV: Giới thiệu về lực quán tính li tâm GV: Nhận xét về Fq và Fht? HS: Lực quán tính li tâm và lực hướng tâm là 2 lực trực đối. GV: Chú ý cho HS khi một vật đứng yên so với một HQC quay thì tức là Fq đã cân bằng với Fht tác dụng vào vật. GV: Giới thiệu ứng dụng của Fq trong máy giặt ở chế độ vắt, xe lao nhanh trên những vòng tròn nhằm tạo cảm giác mạnh trong công viên Hoạt động 2: Tìm hiểu về hiện tượng tăng, giảm và mất trọng lượng GV: Nêu Khái niệm về trọng lực mà em đã biết? HS: Trọng lực là lực hấp dẫn mà TĐất tác dụng lên vật. GV: Yêu cầu HS đọc SGK và trả lời các câu hỏi: + Khái niệm và BT của trọng lực? trọng lượng? + Trọng lực có hướng đúng về tâm TĐ không? + của một vật phụ thuộc gì? Þ đó là nguyên nhân dẫn đến sự giảm dần của gia tốc rơi tự do từ địa cực đến xích đạo. + Tác dụng của Fq là khá nhỏ so với tác dụng của Fhd. HS: Đọc SGK và thảo luận trả lời các câu hỏi GV: Chú ý cho HS trong TH không cần độ chính xác cao, ta bỏ qua Fq, và hướng vào tâm TĐ. GV:Yêu cầu HS đọc SGK phần b) và liên hệ với bài tập vận dụng số 2 trong tiết trước trả lời câu hỏi: + Khái niệm về trọng lực biểu kiến? + Khái niệm về trọng lượng biểu kiến? + Khi nào thì xảy ra hiện tượng tăng, giảm, mất trọng lượng? HS: Thảo luận nhóm trả lời câu hỏi GV: Nhận xét câu trả lời của HS. * Giới thiệu với HS về hiện tượng không trọng lượng của các nhà du hành vũ trụ trong khoang tàu vũ trụ trong không gian. 1. Lực hướng tâm và lực quán tính li tâm: a. Lực hướng tâm: * Nhận xét: Khi một vật CĐ tròn đều, hợp lực của các lực tác dụng lên vật là lực hướng tâm. - Các ví dụ: (SGK) b. Lực quán tính li tâm: - Điểm đặt: tại vật. - Phương: trùng với đường nối tâm của quỹ đạo tròn (bán kính). - Chiều: hướng ra xa tâm - Độ lớn: O 2. Hiện tượng tăng, giảm và mất trọng lượng: a. Khái niệm về trọng lực, trọng lượng: - Trọng lực tác dụng lên vật là hợp lực của lực hấp dẫn mà Trái Đất tác dụng lên vật và lực quán tính li tâm xuất hiện do sự quay của Trái Đất quanh trục của nó. - Trọng lượng của một vật là độ lớn của trọng lực tác dụng với vật. b. Sự tăng, giảm và mất trọng lượng: - Xét vật được đặt trong HQC CĐ có gia tốc so với Trái Đất. Lúc đó vật còn chịu thêm tác dụng của lực quán tính . - Trọng lực biểu kiến: - Độ lớn của trọng lực biểu kiến là trọng lượng biểu kiến. * Sự tăng trọng lượng: P’ = P + Fqt > P Khi cùng chiều với ( ngược chiều với ). * Sự giảm trọng lượng: P’ = P - Fqt < P Khi ngược chiều với ( cùng chiều với ). * Sự mất trọng lượng: P’ = P - Fqt = P – P = 0 Khi = hay = . 4. Cuûng coá vaø luyeän taäp. GV: - Yêu cầu HS trả lời các câu hỏi 1, 2, 3, 4 SGK. - Nhận xét câu trả lời của HS. - Yêu cầu HS nêu tóm tắt các kiến thức cơ bản vừa học trong bài. HS: - Trả lời câu hỏi 1, 2, 3, 4 SGK - Nêu tóm tắc các kiến thức cơ bản: lực hướng tâm, lực quán tính li tâm, hiện tượng tăng giảm và mất trọng lượng. 5. Höôùng daãn hoïc sinh töï hoïc ôû nhaø GV: - Về nhà học bài và làm BT trong SGK. - Yêu cầu HS chuẩn bị mới “ Bài tập về động lực học”. HS: - Ghi câu hỏi, bài tập về nhà. - Đọc trước bài mới, ôn lại kiến thức về định luật II Niu tơn, cách chọn hệ tọa độ và phép chiếu