Giáo án Vật lí lớp 10 Tiết 23 Bài 14: Lực hướng tâm

GIÁO ÁN TIẾT 23 - BÀI 14. LỰC HƯỚNG TÂM
----- ˜ ² ™ -----
I. Mục tiêu:
 Kiến thức:
Phát biểu được định nghĩa và viết được công thức của lực hướng tâm.
Phân tích vài ví dụ về lực hướng tâm trong chuyển động tròn.
 Kỹ năng:
Giải thích được lực hướng tâm giữ cho 1 vật chuyển động tròn đều.
Xác định được lực hướng tâm giữ cho 1 vật chuyển động tròn đều trong 1 số trường hợp đơn giản.
II. Chuẩn bị:
Nội dung giảm tải: Mục II. Lực li tâm
Giáo viên:
Một vài hình vẽ miêu tả lực hướng tâm.
Học sinh:
Ôn lại kiến thức về chuyển động tròn đều, gia tốc hướng tâm và Định luật II NewTon
III. Tiến trình dạy học:
v Ổn định lớp – kiểm tra sĩ số (1 phút)
v Hoạt động 1: Vào bài (4 phút)
HOẠT ĐỘNG CỦA HS
HOẠT ĐỘNG CỦA GV
NỘI DUNG
HS quan sát hình ảnh
-Do các vệ tinh nhân tạo
-Chuyển động tròn quanh trái đất
Trước khi vào bài học hôm nay. Mời các em đi du lịch qua một số hình ảnh sau đây 
(GV trình chiếu các slide hình ảnh các địa danh nổi tiếng, 1 số hình ảnh cho thấy trái đất đang chịu ảnh hưởng của sự biến đổi khí hậu, 1 số hình ảnh về chủ quyền biển đảo nước ta.)
- Hãy cho biết thiết bị nào cho chúng ta những hình ảnh này?
- Các vệ tinh này chuyển động như thế nào?
Mỗi ngày những vệ tinh này những vệ tinh này chuyển động tòn xung quanh trái đất và ghi lại những hình ảnh trên bề mặt trái đất giúp các nhà khoa học nghiên cứu và kiểm soát các vấn đề sắp xảy ra hay đơn giản là ghi lại những hình ảnh đẹp mà con người không thể nhìn thấy được. Vì thế vệ tinh nhân tạo đóng vai trò rất quan trọng trong một số lĩnh vực như khoa học, quân sự, dự báo thời tiết, du lịch,. Vậy vệ tinh nhân tạo chuyển động tròn quanh trái đất được là nhờ yếu tố nào.
Bài học hôm nay cô và các em sẽ tìm hiểu giữ cho vệ tinh nhân tạo chuyển động trên quĩ đạo của nó. 
Đó là bài: LỰC HƯỚNG TÂM
-Nội dung bài học hôm nay gồm có
- Để các em nắm được kiến thức mới, cô và các em sẽ nhắc lại 1 số kiến thức cũ, tiếp theo sẽ nghiên cứu 1 số đặc trưng và nghiên cứu 1 vài ví dụ về lực hướng tâm
TIẾT 23-BÀI 14:
LỰC HƯỚNG TÂM
v Hoạt động 2: Nhắc lại kiến thức cũ (5 phút)
HOẠT ĐỘNG CỦA HS
HOẠT ĐỘNG CỦA GV
NỘI DUNG
- Cá nhân suy nghĩ, nhớ lại kiến thức đã học, trao đổi với các bạn trong nhóm để trả lời câu hỏi
Câu 1: - Đặc điểm: Gia tốc trong chuyển động trịn đều luơn hướng vào tâm của quỹ đạo nên gọi là gia tốc hướng tâm.
- Cơng thức: 
Câu 2: Gia tốc của một vật cùng hướng với lực tác dụng lên vật. Độ lớn của gia tốc tỉ lệ thuận với độ lớn của lực và tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật.
Độ lớn: 
-Chú ý và nêu nhận xét
-Trả lời 2 câu hỏi sau:
Câu hỏi 1: Nêu những đặc điểm và viết cơng thức tính gia tốc hướng tâm trong chuyển động trịn đều? 
Câu hỏi 2: Phát biểu và viết hệ thức của định luật II Niu – Tơn?
Gọi học sinh khác nhận xét câu trả lời và biểu thức của bạn
Như vậy để phát sinh gia tốc hướng tâm thì phải có lực hoặc hợp lực gây ra gia tốc đó. Lực hoặc hợp lực đó được gọi là lực hướng tâm
Hoạt động 3: Tìm hiểu định nghĩa và công thức lực hướng tâm (7 phút) 
HOẠT ĐỘNG CỦA HS
HOẠT ĐỘNG CỦA GV
NỘI DUNG
HS mô tả vecto 
HS quan sát hình vẽ, nhận xét.
Có lực tác dụng 
Định nghĩa :
 Lực (hay hợp lực của các lực) tác dụng vào 1 vật chuyển động tròn đều và gây ra cho vật gia tốc hướng tâm gọi là gia tốc hướng tâm.
HS ghi bài
Theo ĐL II Newton thì:
 à 
Fht: Lực hướng tâm (N)
m: Khối lượng của vật (kg)
v: Tốc độ dài (m/s)
w: Tốc độ gĩc (rad/s)
r: Bán kính quỹ đạo (m)
HS ghi bài
Trình chiếu slide, hình một chất điểm chuyển động trên một quỹ đạo tròn. Yêu cầu HS xác định gia tốc hướng tâm.
Gọi hs khác nhận xét
Một vật thu gia tốc khi nào?
Nêu định nghĩa lực hướng tâm. 
Công thức tính lực hướng tâm?
Giải thích các đại lượng trong công thức?
Để hiểu rõ hơn về lực hướng tâm ta tìm hiểu 1 số ví dụ sau đây.
I. LỰC HƯỚNG TÂM 
1. Định nghĩa :
 Lực (hay hợp lực của các lực) tác dụng vào 1 vật chuyển động tròn đều và gây ra cho vật gia tốc hướng tâm gọi là gia tốc hướng tâm.
Công thức :
Trong đó:
Fht: Lực hướng tâm (N)
m: Khối lượng của vật (kg)
v: Tốc độ dài (m/s)
w: Tốc độ gĩc (rad/s)
r: Bán kính quỹ đạo (m)
Hoạt động 4: Tìm hiểu 1 số ví dụ về lực hướng tâm (13 phút)
HOẠT ĐỘNG CỦA HS
HOẠT ĐỘNG CỦA GV
NỘI DUNG
Học sinh thảo luận nhóm, phân tích lực hướng tâm trong một số ví dụ về vật chuyển động tròn (5 phút).
Các nhóm trình bày kết quả lên bảng.
HS ghi bài
Lực hấp dẫn, lực ma sát, lực đàn hồi.
Lực hướng tâm không phải là loại lực mới.
HS ghi bài
Nêu ví dụ về lực hướng tâm. 
Hoạt động nhóm
Phát phiếu học tập 1 cho các nhóm, yêu cầu hs vẽ lên phiếu và khi thực hiện xong dán lên bảng.
a)Tại sao vệ tinh nhân tạo bay được vịng quanh Trái Đất?
Vệ tinh nhân tạo chuyển động trịn đều quanh Trái Đất thì lực nào đã gây ra gia tốc hướng tâm cho vệ tinh ?
Lực nào đĩng vai trị là lực hướng tâm?
b)Cái gì giữ cho quả tạ chuyển động trịn ?
c)Chuyển động của một vật được đặt trên bàn quay. Khi vật còn ở trên bàn quay thì lực nào giữ cho vật chuyển động trịn trên mặt bàn?
d)Tại sao ở những đoạn đường cong mặt đường phải làm nghiêng? Khi xe chuyển động trên mặt đường nghiêng lực nào đĩng vai trị là lực hướng tâm?
-GV trình chiếu kết quả và nhận xét bài làm của các nhóm.(3 phút)
- Trình chiếu nhận xét.
- Ta đã học những loại lực cơ học nào? 
- Lực hướng tâm cĩ phải là một loại lực mới khơng?
- GV nêu nhận xét.
Ví dụ
a) Lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vệ tinh nhân tạo è
b) Nối vật với dây (hoặc lị xo), cho
vật quay trịn trong mặt phẳng nằm
ngang, lực căng dây (lực đàn hồi) è
c) Hình 14.2 (sgk), lực ma sát nghỉ giữa vật và bàn quay è
d) Hình 14.3 (sgk), hợp lực của phản lực N và trọng lực P khi xe qua đoạn đường cong è
đĩng vai trị là lực hướng tâm.
Lực hướng tâm khơng phải là loại lực mới, mà chỉ là một trong các lực: hấp dẫn, đàn hồi, ma sát hay hợp lực của các lực đĩ. Vì nĩ gây ra gia tốc hướng tâm nên gọi là lực hướng tâm.
Hoạt động 5: Cũng cố bài (13 phút)
HOẠT ĐỘNG CỦA HS
HOẠT ĐỘNG CỦA GV
NỘI DUNG
Học sinh hoạt động nhóm, làm phiếu học tập số 2
Nhóm 1 và 2, mỗi nhóm làm 2 bài 1,3.
Nhóm 3 và 4, mỗi nhóm làm 2 bài 2,4
Các nhóm dán kết quả lên bảng
Học sinh ghi bài
Hoạt động nhóm 
Phiếu học tập số 2 
BÀI 1:
Cho m= 1 tấn; r=150m, vận tốc xe v=15m/s. Tính Fht 
BÀI 2:
Cho m= 1 kg; r = 20cm, tốc độ gĩc 10rad/s. Tính Fht 
BÀI 3
Cho m= 0,1 kg; r = 20cm, tốc độ dài của vật 0,5m/s. Tính Fht
 BÀI 4
Cho m= 0,5 kg; r = 25cm, tốc độ gĩc 20rad/s. Tính Fht 
O
Gọi học sinh nhận xét kết quả
của nhóm khác.
BÀI 1:
Cho m= 1 tấn; r=150m, vận tốc xe v=15m/s. Tính Fht 
Giải:
Fht=m.v2r=1000.152150=1500N
BÀI 2:
Cho m= 1 kg; r = 20cm, tốc độ gĩc 10rad/s. Tính Fht
Giải:
Fht=m.ω2.r=1.102.0,2=20N
BÀI 3
Cho m= 0,1 kg; r = 20cm, tốc độ dài của vật 0,5m/s. Tính Fht
Giải:
Fht=m.v2r=0,1.0,520,2=0,125N
BÀI 4
Cho m= 0,5 kg; r = 25cm, tốc độ gĩc 20rad/s. Tính Fht 
Giải:
Fht=m.ω2.r=0,5.202.0,25=50N
Hoạt động 6: Giao nhiệm vụ về nhà (2 phút)
Đọc phần “Em có biết” tìm hiểu ý tưởng của Newton về phóng vệ tinh nhân tạo.
Làm BT 4,5,6 SGK
Xem lại các kiến thức về các lực cơ học.
Xem lại kiến thức về rơi tự do và chuyển động thẳng đều.
Đọc trước bài 15 tìm hiểu bài toán chuyển động của vật bị ném ngang.