Xin giới thiệu đến các em học sinh bài giảng Bài 31: Động học của chuyển động tròn đều chương trình SGK Kết nối tri thức được DapAnHay biên soạn và tổng hợp nhằm giúp các em tìm hiểu các vấn đề liên quan đến bộ môn Vật Lý 10 như: chuyển động tròn đều, tốc độ, tốc độ góc, vận tốc của vật trong chuyển động tròn đều... Để đi sâu vào tìm hiểu và nghiên cứu nội dung vài học, mời các em cùng tham khảo nội dung chi tiết trong bài giảng sau đây.
- Trong cuộc sống hằng ngày ta gặp nhiều vật chuyển động tròn như: bánh xe ô tô,bánh xe đạp, kim đồng hồ, đu quay,...
- Để xác định vị trí của vật chuyển động tròn ta có thể dựa vào quãng đường đi s (độ dài cung tròn) hoặc độ dịch chuyển góc \(\theta \) tính từ vị trí ban đầu.
- Khi vật chuyển động tròn trong thời giant từ A đến B thì độ dịch chuyển góc của vật trong thời gian này là góc ở tâm \(\theta \) chắn cung AB có độ dài s bằng quãng đường đi được cũng trong thời gian đó (Hình 31.1).
Hình 31.1. Quãng đường s và độ dịch chuyển góc \(\theta \)
- Trong Toán học, ta đã biết mối quan hệ giữa độ dài cùng với góc chắn tâm và bán kính đường tròn: \(\theta = \frac{s}{r}\) (31.1)
- Trong Vật lí người ta thường đo góc theo đơn vị radian (kí hiệu rad). Có thể dễ dàng chuyển đổi vị độ sang rad. Ví dụ, khi vật chuyển động được 1 vòng tròn, ta có:
\(\theta = \frac{{2.\pi .r}}{r} = 2.\pi \)
- Do đó: 360° = \(2.\pi \) rad
- Tương tự, ta có: 180° = \(2.\pi \) rad.
- Chuyển động của một vật theo quỹ đạo tròn với tốc độ không đổi gọi là chuyển động tròn đều. - Một radian là góc ở tâm chắn cung có độ dài bằng bán kính đường tròn. |
---|
a. Tốc độ
- Trong chuyển động tròn, để đặc trưng cho sự nhanh hay chậm ta cũng dùng khái niệm tốc độ như trong chuyển động thẳng.
- Chuyển động tròn đều là chuyển động theo quỹ đạo tròn có tốc độ không thay đổi:
\(v = \frac{s}{t}\) = hằng số (31.2)
b. Tốc độ góc
- Tốc độ góc trong chuyển động tròn đều bằng độ dịch chuyển góc chia cho thời gian dịch chuyển.
\(\omega = \frac{\theta }{t}\) (31.3)
- Đơn vị thường dùng của tốc độ góc là rad/s.
- Từ công thức (31.1) và (31.2), suy ra: \(v = \omega .r\) (31.4)
với \(\omega \) là tốc độ góc có đơn vị là (rad/s).
- Tốc độ, tốc độ góc và bán kính quỹ đạo liên hệ với nhau theo công thức: \(v = \omega .r\) |
---|
- Ta đã biết trong chuyển động thẳng vận tốc tức thời \(\overrightarrow v \) tại một thời điểm cho bởi:
\(\overrightarrow v = \frac{{\Delta \overrightarrow d }}{{\Delta t}}\)
- Khi \({\Delta t}\) rất nhỏ, vectơ độ dịch chuyển \({\Delta \overrightarrow d }\) sẽ tiến tới trùng với tiếp tuyến với đường tròn. Do đó, tại mỗi thời điểm vectơ vận tốc tức thời sẽ có phương trùng với tiếp tuyến của đường tròn (Hình 31.2).
Hình 31.2. Vectơ vận tốc trong chuyển động tròn
- Trong chuyển động tròn đều, độ lớn của vận tốc tức thời không đổi nhung hướng luôn thay đổi.
Trong chuyển động tròn đều, độ lớn vận tốc không đổi những hướng luôn thay đổi. |
---|
Bài 1: Khi xe mô tô đua vào khúc cua thì có những bộ phận nào của xe chuyển động tròn?
Hướng dẫn giải
Khi xe mô tô đua vào khúc cua thì bộ phận của xe chuyển động tròn là: bánh xe.
Bài 2: Một đĩa quay đều quanh trục qua tâm O, với vận tốc qua tâm là 300 vòng/ phút.
a. Tính tốc độ góc, chu kì.
b. Tính tốc độ dài, gia tốc hướng tâm của 1 điểm trên đĩa cách tâm 10 cm, lấy g = 10 m/s2.
Hướng dẫn giải
f = 300 vòng/phút = 5 vòng/s
a. Tốc độ góc và chu kì của vật lần lượt là:
ω = 2π.f = 10π rad/s
\(T = \frac{1}{f} = 0,2s\)
b. Tốc độ góc là v = r. ω = 3,14 m/s
Gia tốc hướng tâm: \({a_{ht}} = \frac{{{v^2}}}{r} = 98,7m/{s^2}\)
Bài 3: Trong 1 máy gia tốc e chuyển động trên quỹ đạo tròn có R = 1 m. Thời gian e quay hết 5 vòng là 5.10-7 s. Hãy tính tốc độ góc, tốc độ dài, gia tốc hướng tâm của e.
Hướng dẫn giải
\(T = \frac{t}{N} = {10^{ - 7}}s\) suy ra tốc độ góc của vật là \(\omega = \frac{{2\pi }}{T} = 2\pi {.10^{ - 7}}\) rad/s
Tốc độ dài và gia tốc hướng tâm của vật lần lượt là:
v = r. ω = 2π.107 m/s
\({a_{ht}} = \frac{{{v^2}}}{r} = 3,{95.10^{15}}m/{s^2}\)
Sau bài học này, học sinh có thể:
- Biểu diễn được độ dịch chuyển góc theo radian.
- Vận dụng khái niệm tốc độ góc để giải được một số bài tập liên quan.
Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật Lý 10 KNTT Bài 31 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết.
Công thức nào sau đây biểu diễn không đúng quan hệ giữa các đại lượng đặc trưng của một vật chuyển động tròn đều?
Chuyển động của vật nào dưới đây được coi là chuyển động tròn đều?
Chuyển động quay của bánh xe ô tô khi đang hãm phanh.
Chuyển động quay của kim phút trên mặt đồng hồ chạy đúng giờ.
Chuyển động quay của của điểm treo các ghế ngồi trên chiếc đu quay.
Chuyển động quay của cánh quạt khi vừa tắt điện.
Chuyển động tròn đều có
Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!
Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật Lý 10 KNTT Bài 31để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.
Giải câu hỏi 1 trang 120 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
Giải câu hỏi 2 trang 120 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
Giải câu hỏi 3 trang 120 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
Giải câu hỏi 1 trang 121 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
Giải câu hỏi 2 trang 121 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
Giải câu hỏi 3 trang 121 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
Giải câu hỏi 4 trang 121 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
Giải câu hỏi 5 trang 121 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
Giải câu hỏi 1 trang 122 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
Giải câu hỏi 2 trang 122 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
Giải câu hỏi 3 trang 122 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT
Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý DapAnHay sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!
Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!
-- Mod Vật Lý 10 DapAnHay
Công thức nào sau đây biểu diễn không đúng quan hệ giữa các đại lượng đặc trưng của một vật chuyển động tròn đều?
Chuyển động của vật nào dưới đây được coi là chuyển động tròn đều?
Chuyển động quay của bánh xe ô tô khi đang hãm phanh.
Chuyển động quay của kim phút trên mặt đồng hồ chạy đúng giờ.
Chuyển động quay của của điểm treo các ghế ngồi trên chiếc đu quay.
Chuyển động quay của cánh quạt khi vừa tắt điện.
Chuyển động tròn đều có
Phát biểu nào sau đây là chính xác? Trong chuyển động tròn đều
Một chiếc tàu thủy neo tại một điểm trên đường xích đạo. Hãy tính tốc độ dài của tàu đối với trục quay của Trái Đất. Biết bán kính của Trái Đất là 6400 km.
Một chất điểm chuyển động trên một đường tròn bán kính R = 30m, với vận tốc 54 km/h. Gia tốc hướng tâm của chất điểm là:
Một đĩa tròn bán kính 30cm quay đều quanh trục của nó. Đĩa quay 1 vòng hết đúng 0,2 giây. Tốc độ dài v của một điểm nằm trên mép đĩa bằng:
Bán kính vành ngoài của một bánh xe ôtô là 25cm. Xe chạy với vận tốc 10m/s. Vận tốc góc của một điểm trên vành ngoài xe là :
Hai chất điểm chuyển động tròn đều với cùng một gia tốc. Biết chất điểm (1) có bán kính quỹ đạo là r1 và tốc độ dài là v1. Chất điểm (2) có bán kính là r2 và tốc độ dài là 10m/s. Biết \(r_2=4r_1\). Giá trị của v1 là
Hai chất điểm chuyển động tròn đều với gia tốc không đổi và bằng 30m/s2. Biết chất điểm thứ nhất có bán kính r1 thì tốc độ dài là v1. Chất điểm thứ hai có bán kính r2 thì tốc độ dài là v2. Nếu \((v_1-v_2)=15m/s\) và \(r_1-r_2=5m\). Hỏi \((v_1+v_2)\) gần với giá trị nào nhất sau đây?
Chứng minh rằng một radian là góc ở tâm chắn cung có độ dài bằng bán kính đường tròn.
Tính quãng đường đi được khi vật chuyển động tròn có độ dịch chuyển góc 1 rad, biết bán kính đường tròn là 2 m.
Xét chuyển động của kim giờ đồng hồ. Tìm độ dịch chuyển góc của nó (theo độ và radian):
a) Trong mỗi giờ.
b) Trong khoảng thời gian từ 12 h đến 15 h 30 min.
Dựa vào việc quan sát chuyển động của kim giây trong đồng hồ có kim trôi để:
1. So sánh tốc độ của các điểm khác nhau trên kim.
2. So sánh độ dịch chuyển góc trong cùng khoảng thời gian của các điểm khác nhau trên kim.
Hãy tính tốc độ góc của kim giờ và kim phút của đồng hồ.
Roto trong một tổ máy thủy điện Hòa Bình quay 125 vòng mỗi phút. Hãy tính tốc độ góc của roto này theo đơn vị rad/s.
Biết chiều dài kim phút và kim giây của một chiếc đồng hồ lần lượt là 4 cm và 5 cm. Hãy tính:
a) Tỉ số chu kì quay của hai kim.
b) Tỉ số tốc độ của đầu kim phút và đầu kim giây.
Xét một điểm nằm trên đường xích đạo trong chuyển động tự quay của Trái Đất. Biết bán kính Trái Đất tại xích đạo là 6 400 km. Hãy tính:
a) Chu kì chuyển động của điểm đó.
b) Tốc độ và tốc độ góc của điểm đó.
Phân biệt tốc độ và độ lớn của vận tốc trong chuyển động tròn đều.
Nêu mối quan hệ giữa tốc độ v, chu kì T và bán kính r của một vật chuyển động tròn đều?
Một xe đồ chơi chạy với tốc độ không đổi 0,2 m/s trên một đường ray tròn tâm O, đường kính AB. (Hình 31.3)
a) Xác định sự thay đổi tốc độ khi xe đi từ A đến B.
b) Xác định sự thay đổi vận tốc khi xe đi từ A đến B
Họ và tên
Tiêu đề câu hỏi
Nội dung câu hỏi
0 Bình luận
Để lại bình luận
Địa chỉ email của hạn sẽ không được công bố. Các trường bắt buộc được đánh dấu *