Mở đầu:
Các đối tượng chuyển động tròn được gặp khá thường xuyên. ở mọi mức độ. Các bánh xe, bánh răng ròng rọc, vận động viên đua mô tô khi vào khúc quanh hay vệ tinh của Trái Đất - tất cả đêu tham gia chuyên động tròn. Cái gì làm một vật chuyển động tròn? Sự hiểu biết về chuyển động tròn giữ vai trò quan trọng như thể nào trong cuộc sống, khoa học và kĩ thuật?
Trả lời:
- Một vật chuyển động tròn được là nhờ có lực hướng tâm, giữ cho vật chuyển động ổn định trên quỹ đạo tròn. Sự hiểu biết về chuyển động tròn giữ vai trò quan trọng trong cuộc sống, khoa học và kĩ thuật:
+ Giữ cho xe khi vào cua, khúc quanh an toàn nhờ có lực hướng tâm.
+ Nghiên cứu chuyển động của các hành tinh quay quanh Mặt Trời, chuyển động của các vệ tinh xung quanh Trái Đất.
+ Chế tạo các thiết bị, đồ dùng, dụng cụ để phục vụ cuộc sống, hoạt động vui chơi giải trí (tàu lượn siêu tốc, đồng hồ có kim chỉ giờ, ....)
I. Mô tả chuyển động tròn
Câu hỏi 1: Lấy các ví dụ thực tế và thảo luận xem chuyển động nào là chuyển động tròn.
Trả lời:
- Chuyển động của đầu kim đồng hồ là chuyển động tròn
- Trái Đất chuyển động xung quanh mặt trời là chuyển động tròn
- Chuyển động của van xe quanh trục bánh xe là chuyển động tròn
- Chuyển động của bánh răng ròng rọc là chuyển động tròn
Luyện tập:
1, Đổi các độ sau ra radian: 30o , 90o, 105o , 120o, 270o.
2, Đổi các góc từ radian sang độ 0,5 rad, 0,75 rad, rad
Trả lời:
1, Đổi độ sang radian
30o => 30. / 180 =
/ 6 rad
90o => 90. / 180 =
/2 rad
105o => 105. / 180 = 7
/12 rad
270o => 270. / 180 = 3
/2 rad
2, Đổi radian sang độ
0,5 rad => 0,5. 57,3 = 28,65o
0,75 rad => 0,75 . 57,3 = 42,975o rad =>
.180/
= 180o
Bài tập & Lời giải
Luyện tập:
3, So sánh tốc độ của đầu kim giây, đầu kim phút và đầu kim giờ ?
4, Một đồng hồ điểm 3h30'. Hãy tính góc quay từ vị tí 12h đến vị trí của kim phút và kim giờ.
5, Tính tốc độ góc của kim giờ và kim phút của đồng hồ.
Xem lời giải
Câu hỏi 2: Giải thích vì sao toàn bộ các mũi tên trên hình 1,5 đều được vẽ với một độ dài như nhau.
Xem lời giải
Luyện tập 6: Một em bé cưỡi ngựa gỗ trên sàn quay, ở cách trục quay 2,1m. Tốc độ góc của sàn quay là 0,42 rad/s. Tính tốc độ của ngựa gỗ.
Xem lời giải
Câu hỏi 3: Dựa vào đơn vị SI của các đại lượng, hãy chứng tỏ tính đúng đắn của biểu thức : v=. r (4)
Xem lời giải
II. Lực hướng tâm và gia tốc hướng tâm
Câu hỏi 4: Lực gây ra gia tốc của chuyển động tròn đều có hướng như thế nào ?
Xem lời giải
Luyện tập 7: Hai điểm A và B nằm trên cùng một bán kính của một vô lăng đang quay đều, cách nhau 20 cm. Điểm A ở phía ngoài có tốc độ 0,6 m/s, điểm B ở phía trong ( gần trục quay hơn) có tốc độ 0,2 m/s. Tính tốc độ góc của vô lăng.
Xem lời giải
Luyện tập 8: Áp dụng định luật II Newton, hãy rút ra biểu thức tính độ lớn của lực hướng tâm.
Xem lời giải
Vận dụng: Trạm không gian quốc tế ISS có tổng khối lượng là 350 tấn, quay quanh Trái Đất ở độ cao 340 km, nơi có gia tốc trọng trường 8,8 m/s2 . Bán kính Trái Đất là 6400 km. Tính:
a, Lực hướng tâm tác dụng lên trạm không gian.
b, Tốc độ của trạm không gian trên quỹ đạo
c, Thời gian quay quanh Trái Đất của trạm không gian
d, Số vòng trạm không gian thực hiện quanh Trái Đất trong một ngày.
Xem lời giải
Câu hỏi 5: Trong hình 1.8, ô tô muốn rẽ với khúc cua rộng hơn. Làm thế nào để người lái xe rẽ trái an toàn ?
Xem lời giải
Vận dụng 2 : Trong mỗi tình huống trong hình 1.10, lực nào đóng vai trò là lưc hướng tâm? Thảo luận về các điều kiên đảm bảo an toàn của chuyển động trong tính huống.
1, Chiếc máy bay đang lượn vòng. Để chuyển hướng, người phi công làm nghiêng cánh máy bay ( hình 1.10a)
2, Một viên đá được buộc vào một sợi dây và quay tròn trong mặt phẳng tạo thành hình nón. (hình 1.10b)
