Bài giảng Vật lí Lớp 10 - Bài: Lực hướng tâm và lực quán tính li tâm. Hiện tượng tăng, giảm, mất trọng lượng (Bản hay)

Tiết 30 
	 Lực hướng tâm và lực quán tính li tâm. Hiện tượng tăng, giảm, mất trọng lượng 
Ngày soạn: 29/11 
KIEÅM TRA BAỉI CUế 
 Em hãy cho biết trong hệ quy chiếu phi quán tính thì một vật có khối lượng chịu thêm tác dụng của lực gì ?. Nêu biểu thức và cho biết sự giống và khác các lực thông thường ( lực ma sát, lực đàn hồi  ) 
 * Trả lời : 
Trong hệ quy chiếu phi quán tính thì vật có khối 
lượng chịu thêm tác dụng của lực quán tính. 
Biểu thức: F qt = - ma 
 Lực quán tính 
 Gây ra biến dạng và gia tốc 
cho vật 
 Xuất hiện do tính chất phi quán tính 
của hệ quy chiếu chứ không do tác dụng 
của vật này lên vật khác 
Giống 
Khác 
Tiết 30 
Bài 22 : Lực hướng tâm và lực quán tính li tâm. Hiện tượng tăng, giảm, mất trọng lượng 
I. Lực hướng tâm 
1. ẹũnh nghúa 
2. Coõng thửực 
Lực ( hay hợp lực của các lực) tác dụng vào một vật chuyển động tròn đều và gây ra cho vật gia tốc hướng tâm gọi là lực hướng tâm 
Theo định luật II Niu Tơn ta có: 
0 
F ht 
a ht 
a) Chuyeồn ủoọng cuỷa maởt traờng quanh traựi ủaỏt: 
Lửùc truyeàn gia toỏc hửụựng taõm laứ lửùc haỏp daón giửừa Maởt Traờng vaứ Traựi ẹaỏt . 
3. Vớ duù 
b) Chuyeồn ủoọng cuỷa oõtoõ ụỷ khuực quanh: 
Tại sao đường ô tô ở những đoạn cong thường phải làm nghiêng về phía tâm cong ? 
b Chuyeồn ủoọng cuỷa oõtoõ ụỷ khuực quanh: 
 Khi oõtoõ chuyeồn ủoọng ủeỏn khuực quanh, taùi khuực quanh ngửụứi ta laứm maởt ủửụứng nghieõng 1 goực ủeồ vaứ taùo thaứnh moọt lửùc toồng hụùp hửụựng vaứo taõm laứm oõtoõ chuyeồn ủoọng troứn ủeàu moọt caựch deó daứng 
Khi một vật chuyển động tròn đều, thì hợp lực của tất cả các lực lên vật là lực hướng tâm 
C) Chuyển động của vật trên chiếc bàn quay 
Lực giữ vật chuyển đ ộ ng tròn là lực gì ? 
C/ Chuyển động của vật trên chiếc bàn quay 
Lực ma sát nghỉ đóng vai trò là lực hướng tâm giữ cho vật chuyển động tròn đều 
II. Lực quán tính li tâm 
1. Khái niệm lực quán tính li tâm: 
2. Biểu thức của lực quán tính li tâm: 
Độ lớn: Lực quán tính li tâm có cùng độ lớn với lực hướng tâm 
Là lực quán tính xuất hiện trong hệ quy chiếu phi quán tính gắn với vật chuyển động tròn đều. 
3. Điều kiện để vật chuyển động li tâm 
 a. Thí nghiệm: 
b . Điều kiện để vật chuyển động li tâm 
4 . ứ ng dụng: 
+ Giải thích hiệu ứng li tâm 
+ Chế tạo ra máy quay li tâm 
Ví dụ: máy giặt  
1. Khái niệm về trọng lực, trọng lượng 
a. Trọng lực: 
Ta có: 
Định nghĩa : Trọng lực của một 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 
b. Trọng lượng: 
 Trọng lượng của một vật là độ lớn của trọng lực của vật ấy. 
IIi. Hiện tượng tăng, giảm và mất trọng  lượng 
F q 
F ht 
P 
2. Sự tăng, giảm và mất trọng lượng: 
Ta có: 
P’ là trọng lực biểu kiến của vật. 
* ứ ng dụng: g iải thích hiện tượng tăng giảm mất 
trọng lượng trong hệ quy chiếu phi quán tính. 
Ví dụ: Hãy giải thích hiện tượng mất trọng lượng của các nhà du hành vũ trụ trong tàu vũ trụ chuyển động tròn đều xung quanh trái đất với gia tốc g 
Xét một vật đặt trong hệ quy chiếu chuyển động có gia tốc a so với trái đất. 
Hiện tượng tăng giảm mất trong lượng là sự tăng, giảm hoặc mất trọng lượng biểu kiến của vật. 
Củng cố bài: 
Chuyển động tròn đều 
Lực hướng tâm 
Lực quán tính li tâm 
Là lực gây ra gia tốc hướng tâm cho vật 
 Không phải là loại lực mới mà nó chỉ xuất hiện trong hệ quy chiếu gắn với vật chuyển động tròn đều 
Có độ lớn bằng lực hướng tâm 
Bài1: Điều nào sau đây là đúng khi nói về lực tác dụng lên vật chuyển động tròn đều.? 
Ngoài các lực cơ học ,vật còn chịu thêm tác dụng của lực hướng tâm. 
Hợp của tất các lực tác dụng lên vật đóng vai trò là lực hướng tâm 
Vật không chịu tác dụng của lực nào ngoài lực hướng tâm. 
Hợp của tất cả các lực tác dụng lên vật nằm theo phương tiếp tuyến với quỹ đạo tại điểm khảo sát. 
 A 
 B 
 C 
 D 
Bài 2: Trong trường hợp nào sau đây vật chịu tác dụng của lực quán tính li tâm?(Xét trong hệ quy chiếu quay đều) 
Vật chuyển động thẳng đều. 
Vật chuyển động nhanh dần đều. 
Vật chuyển động thẳng chậm dần đều. 
Vật chuyển động tròn đều. 
A 
B 
 C 
 D 
Bài 3: Một vật có khối lượng 2kg chuyển động tròn đều với tốc độ 360vòng/phút, bán kính là 1m.Lực hướng tâm tác dụng lên vật là: 
3000N. 
3303N 
2880N 
Một đáp án khác 
 A 
B 
 C 
 D 
C/ Chuyển động của vật trên chiếc bàn quay 
Nếu bàn quay nhanh dần lên thì vật có nằm ở trên bàn được nữa không? Vì sao? 
C/ Chuyển động của vật trên chiếc bàn quay khi bàn quay nhanh 
Khi tăng tốc độ quay của bàn đến một giá trị nào đó lực ma sát nghỉ không đủ lớn để đóng vai trò là lực hướng tâm nữa, vật sẽ trượt trên bàn ra xa tâm quay rồi văng ra khỏi bàn theo phương tiếp tuyến với quỹ đạo. Chuyển động như vậy gọi là chuyển động li tâm . 
Nếu ta xét trong hệ quy chiếu gắn với mặt bàn ( vật chuyển động tròn) thì thấy vật chuyển động như thế nào? Tại sao? 
F q 
x 
z 
y 
0 
 Trong hệ quy chiếu gắn với mặt bàn thì vật chịu thêm một lực là lực quán tính. Và lực ma sát đã cân bằng với lực quán tính, nên vật đứng yên. 
N 
F ms 
P 
Em có nhận xét gì về phương và chiều của lực quán tính nói trên? 
F q 
x 
z 
y 
N 
F ms 
P 
0 
+ Phương là phương bán kính 
+ Chiều là hướng ra xa tâm 
Lực quán tính li tâm 
t hí nghiệm: 
 Buộc một vật nhỏ vào đầu một sợi dây và quay sao cho vật chuyển động trong mặt phẳng nằm ngang. Hãy quan sát hiện tượng và cho nhận xét ? 
 * Nếu dây bị tuột thì vật sẽ chuyển động như thế 
 nào?. 
 - Vật sẽ bị văng đi theo phương tiếp tuyến với quỹ 
 đạo. 
 * Vậy hãy cho biết nguyên nhân nào giữ cho vật 
 chuyển động tròn ?. 
 - Nguyên nhân giữ cho vật chuyển động tròn 
 chính là sợi dây . 
Xét một vật nằm trên mặt đất trong hệ quy chiếu gắn với mặt đất : 
* Vật chịu tác dụng của lực : 
 - Lực hấp dẫn 
 - Lực quán tính li tâm 
Nếu xét đến sự quay của trái đất quanh trục của nó thì lực tác dụng lên vật như thế nào? 
Vệ tinh nhõn tạo chuyển động trũn đều quanh trỏi đất 
R 
h 
Khi các con tau vũ trụ chuyển động tròn đều quanh trái đất với gia tốc là g thì trọng lượng của vật là: 
Độ lớn. 
 Bạn đã làm sai rồi 
Hãy thử lại. 
Chúc mừng bạn đã làm đúng. 
Bạn giỏi quá !