Bài giảng Vật lí 10 - Bài 5: Chuyển động tròn đều (tiết 1)

BÀI 5. CHUYỂN ĐỘNG TRÒN ĐỀUI. ĐỊNH NGHĨA1. Chuyển động trònChuyển động tròn là chuyển động có quỹ đạo là một đường tròn.Ví dụ: Chuyển động của các mũi kim đồng hồChuyển động của điểm đầu một cánh quạtKhi chiếc đu quay quay tròn, quỹ đạo của điểm treo các ghế ngồi trên chiếc đu quay là những đường tròn có tâm nằm trên trục quay. I. ĐỊNH NGHĨA2. Tốc độ trung bình trong chuyển động tròn.M1rM2OsI. ĐỊNH NGHĨA3. Chuyển động tròn đều. Chuyển động tròn đều là chuyển động có quỹ đạo tròn và có tốc độ trung bình trên mọi cung tròn là như nhau.MM’∆sII. TỐC ĐỘ DÀI VÀ TỐC ĐỘ GÓC1. Tốc độ dàiMM’∆s là độ dài của cung tròn mà vật đi được từ M đến M’ trong khoảng thời gian rất ngắn Thương số là tốc độ dài của vật tại điểm M.Trong chuyển động tròn đều, tốc độ dài của vật không đổi.C2: Một chiếc xe đạp chuyển động tròn đều trên một đường tròn bán kính 100m. Xe chạy một vòng hết 2 phút. Tính tốc độ dài?Giải Tốc độ dài của xe đạp là:v = = = = II. TỐC ĐỘ DÀI VÀ TỐC ĐỘ GÓC2. Vectơ vận tốc trong chuyển động tròn đềuM ONếu ∆s rất nhỏ (coi như đoạn thẳng) ta dùng vectơ để chỉ quãng đường đi được và hướng chuyển động, gọi là vectơ độ dời. Khi đó, vận tốc sẽ được biểu diễn bằng vectơ vận tốc, cùng phương, cùng chiều với vectơ độ dời: = Vectơ vận tốc trong chuyển động tròn đều luôn có phương tiếp tuyến với đường tròn quỹ đạo.t1t2M1M2OvvChú ý: Trong chuyển động tròn đều, độ lớn vận tốc không đổi nhưng phương chiều của vectơ vận tốc thì luôn thay đổi.II. TỐC ĐỘ DÀI VÀ TỐC ĐỘ GÓC2. Vectơ vận tốc trong chuyển động tròn đềuII. TỐC ĐỘ DÀI VÀ TỐC ĐỘ GÓC3. Tần số góc, chu kì, tần sốMM1M2sDaDa) Định nghĩaTốc độ góc của chuyển động tròn đều là đại lượng đo bằng góc mà bán kính quay quét được trong một đơn vị thời gian. Tốc độ góc của chuyển động tròn đều là đại lượng không đổi.Đơn vị: rad/s.OII. TỐC ĐỘ DÀI VÀ TỐC ĐỘ GÓC3. Tần số góc, chu kì, tần sốb) Chu kìChu kì T của chuyển động tròn đều là thời gian để vật đi được một vòng.Liên hệ giữa tốc độ góc và chu kì:Đơn vị: giây (s).T= Ví dụ: Chu kì của kim giây là 60s.Chu kì của kim phút là 60 phút.Chu kì của kim giờ là 12h.c) Tần sốTần số f của chuyển động tròn đều là số vòng mà vật đi được trong 1 giây.Liên hệ giữa chu kì và tần số : Đơn vị: vòng trên giây (vòng/s) hoặc héc (Hz).d) Liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ gócII. TỐC ĐỘ DÀI VÀ TỐC ĐỘ GÓC3. Tần số góc, chu kì, tần sốf= = v = C6: Hãy tính tốc độ góc của chiếc xe đạp trong câu C2 (SGK-30).r = 100 mv 5,23 m/sGỉaiTốc độ góc của chiếc xe đạp là: III. GIA TỐC HƯỚNG TÂM1. Hướng của vectơ gia tốc trong chuyển động tròn đềuTrong chuyển động tròn đều, tuy vận tốc có độ lớn không đổi, nhưng có hướng luôn thay đổi, nên chuyển động này có gia tốc. Gia tốc trong chuyển động tròn đều luôn hướng vào tâm của quỹ đạo nên gọi là gia tốc hướng tâm.Kí hiệu: III. GIA TỐC HƯỚNG TÂM1. Hướng của vectơ gia tốc trong chuyển động tròn đềuCông thức tính gia tốc hướng tâm:CỦNG CỐ, VẬN DỤNGCâu 8 (SGK-34). Chuyển động của vật nào dưới đây là chuyển động tròn đều?Chuyển động của một con lắc đồng hồ.Chuyển động của một mắt xích xe đạp.Chuyển động của cái đầu van xe đạp đối với người ngồi trên xe, xe chạy đều.Chuyển động của cái đầu van xe đạp đối với mặt đường, xe chạy đều.VẬN DỤNGCâu 9 (SGK-34). Câu nào đúng?Tốc độ dài của chuyển động tròn đều phụ thuộc vào bán kính quỹ đạo.Tốc độ góc của chuyển động tròn đều phụ thuộc vào bán kính quỹ đạo.Với v và ω cho trước, gia tốc hướng tâm phụ thuộc vào bán kính quỹ đạo.Cả ba đại lượng trên không phụ thuộc vào bán kính quỹ đạo.VẬN DỤNGCâu 10 (SGK-34). Chỉ ra câu sai.Chuyển động tròn đều có các đặc điểm sau:Quỹ đạo là đường tròn.Vectơ vận tốc không đổi.Tốc độ góc không đổi.Vectơ gia tốc luôn hướng vào tâm.CỦNG CỐ, VẬN DỤNGCâu 11 (SGK-34). Một quạt máy quay với tần số 400 vòng/phút. Cánh quạt dài 0,8 m. Tính tốc độ dài và tốc độ góc của một điểm ở đầu cánh quạt.GiảiTần số: f = 400 vòng/phút = vòng/s = Bán kính: r = 0,8mTốc độ góc của một điểm ở đầu cánh quạt:(rad/s)Tốc độ dài của một điểm ở đầu cánh quạt:(m/s)