Chương III: Cân Bằng Và Chuyển Động Của Vật Rắn – Vật Lý Lớp 10
Bài 21: Chuyển Động Tịnh Tiến Của Vật Rắn – Chuyển Động Quay Của Vật Rắn Quanh Một Trục Cố Định
Nội dung bài học bài 21 chuyển động tịnh tiến của vật rắn và chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định sẽ giúp các bạn làm quen với các khái niệm chuyển động tịnh tiến của một vật, gia tốc của vật chuyển động tịnh tiến, chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định và đặc điểm của nó.
Giúp các bạn trả lời các câu hỏi liên quan đến Momen lực và mức quán tính. Momen lực có tác dụng như thế nào đối với trục quay một trục cố định? và mức quán tính của một vật quay quanh một trục phụ thuộc vào yếu tố gì? Cùng tìm hiểu ngay tại bài học này nhé.
Tóm Tắt Lý Thuyết
1. Kiến thức
– Phát biểu được định nghĩa chuyển động tịnh tiến và nêu được ví dụ minh hoạ.
– Viết được công thức định luật II Niu-tơn cho chuyển động tịnh tiến.
– Nêu được tác dụng của momen lực đối với một vật rắn quay quanh một trục.
– Nêu được những yếu tố ảnh hưởng đến momen quán tính của vật.
2. Kỹ năng
– Áp dụng được định luật II Niu-tơn cho chuyển động tịnh tiến thẳng.
– Áp dụng được khái niệm momen quán tính để giải thích sự thay đổi chuyển động quay của các vật.
– Củng cố kĩ năng đo thời gian chuyển động và kĩ năng rút ra kết luận.
I. Chuyển động tịnh tiến của một vật rắn
1. Định nghĩa
Chuyển động tịnh tiến của một vật rắn là chuyển động trong đó đường nối hai điểm bất kỳ của vật luôn luôn song song với chính nó.
*** Trong chuyển động tịnh tiến tất cả các điểm trên vật đều chuyển động như nhau.
Lưu ý:
1. Chú ý có chuyển động tịnh tiến thẳng và cong (hoặc tròn). Các em hãy lấy ví dụ để phân biệt 2 loại chuyển động tịnh tiến?
2. Do đó ta chỉ cần xét chuyển động một điểm trên vật và có thể coi vật như một chất điểm. Hãy viết biểu thức xác định gia tốc của chuyển động tịnh tiến theo định luật II Niu-tơn? Nhận xét gì về tính chất chuyển động của các điểm trên một vật rắn chuyển động tịnh tiến?
2. Gia tốc của vật chuyển động tịnh tiến
Trong chuyển động tịnh tiến, tất cả các điểm của vật đều chuyển động như nhau. Nghĩa là đều có cùng một gia tốc \(\vec{a} = \frac{\vec{F}}{m}\) hay \(\vec{F} = m\vec{a}\).
Trong đó \(\vec{F} = \vec{F_1} + \vec{F_2} + … + \vec{F_n}\) là hợp lực của các lực tác dụng vào vật còn m là khối lượng của vật.
Khi vật chuyển động tịnh tiến thẳng, ta nên chọn hệ trục toạ độ Đề-các có trục Ox cùng hướng với chuyển động và trục Oy vuông góc với với hướng chuyển động rồi chiếu phương trình véc tơ \(\vec{F} = m\vec{a}\) lên hai trục toạ độ đó để có phương trình đại số.
\(Ox : F_{1x} + F_{2x} + … + F_{nx} = ma\)
\(Oy : F_{1y} + F_{2y} + … + F_{ny} = 0\)
II. Chuyển Động Quay Của Vật Rắn Quanh Một Trục Cố Định
1. Đặc điểm của chuyển động quay. Tốc độ góc
a. Khi một vật rắn quay quanh một trục cố định thì tất cả các điểm trên vât rắn đều quay với vận tốc góc ω
b. Vật quay đều thì ω = const (hằng số), vật quay nhanh dần thì ω tăng, vật quay chậm dần thì ω giảm.
2. Tác dụng của momen lực đối với một vật quay quanh một trục
Momen lực tác dụng vào một vật quay quanh một trục cố định làm thay đổi tốc độ góc của vật.
3. Mức quán tính trong chuyển động quay
Mức quán tính của một vật quay quanh một trục phụ thuộc vào khối lượng của vật và sự phân bố khối lượng đó đối với trục quay.
Các Bài Tập & Lời Giải Bài Tập SGK Bài 21 Chuyển Động Tịnh Tiến Của Vật Rắn – Chuyển Động Quay Của Vật Rắn Quanh Một Trục Cố Định
Bài Tập 1 Trang 114 SGK Vật Lý Lớp 10
Thế nào là chuyển động tịnh tiến? Cho một ví dụ về chuyển động tịnh tiến thẳng và một ví dụ về chuyển động tịnh tiến cong?
>> Xem: giải bài tập 1 trang 114 sgk vật lý lớp 10
Bài Tập 2 Trang 114 SGK Vật Lý Lớp 10
Có thể áp dụng định luật II Niu-tơn cho chuyển động tịnh tiến được không? Tại sao?
>> Xem: giải bài tập 2 trang 114 sgk vật lý lớp 10
Bài Tập 3 Trang 114 SGK Vật Lý Lớp 10
Momen lực có tác dụng như thế nào đối với một vật quay quanh một trục cố định?
>> Xem: giải bài tập 3 trang 114 sgk vật lý lớp 10
Bài Tập 4 Trang 114 SGK Vật Lý Lớp 10
Mức quán tính của một vật quay quanh một trục phụ thuộc những yếu tố nào?
>> Xem: giải bài tập 4 trang 114 sgk vật lý lớp 10
Bài Tập 5 Trang 114 SGK Vật Lý Lớp 10
Một vật có khối lượng m = 40kg bắt đầu trượt trên sàn nhà dưới tác dụng của một lực nằm ngang F = 200N. Hệ số ma sát trượt giữa vật và sàn µt = 0,25. Hãy tính:
a) Gia tốc của vật;
b) Vận tốc của vật ở cuối giây thứ ba;
c) Đoạn đường mà vật đi được trong 3 giây đầu. Lấy \(\)\(g = 10 m/s^2\).
>> Xem: giải bài tập 5 trang 114 sgk vật lý lớp 10
Bài Tập 6 Trang 115 SGK Vật Lý Lớp 10
Một vật có khối lượng m = 4,0 kg chuyển động trên mặt sàn nằm ngang dưới tác dụng của một lực \(\vec{F}\)
hợp với hướng chuyển động một góc \(α = 30^o\) (Hình 21.6). Hệ số ma sát trượt giữa vật và sàn là \(µ_t = 0,30\). Tính độ lớn của lực để:
a) Vật chuyển động với gia tốc bằng \(1,25 m/s^2\);
b) Vật chuyển động thẳng đều. Lấy \(g = 10 m/s^2\).
>> Xem: giải bài tập 6 trang 115 sgk vật lý lớp 10
Bài Tập 7 Trang 115 SGK Vật Lý Lớp 10
Một xe ca có khối lượng 1250 kg được dùng để kéo một xe moóc có khối lượng 325 kg. Cả hai xe cùng chuyển động với gia tốc \(2,15 m/s^2\). Bỏ qua chuyển động quay của các bánh xe. Hãy xác định:
a) Hợp lực tác dụng lên xe ca;
b) Hợp lực tác dụng lên xe moóc.
>> Xem: giải bài tập 7 trang 115 sgk vật lý lớp 10
Bài Tập 8 Trang 115 SGK Vật Lý Lớp 10
Một vật đang quay quanh một trục với tốc độ góc ω = 6,28 rad/s. Nếu bỗng nhiên momen lực tác dụng lên nó mất đi thì
A. vật dừng lại ngay.
B. vật đổi chiều quay.
C. vật quay đều với tốc độ góc ω = 6,28 rad/s.
D. vật quay chậm dần rồi dừng lại.
Chọn đáp án đúng.
>> Xem: giải bài tập 8 trang 115 sgk vật lý lớp 10
Bài Tập 9 Trang 115 SGK Vật Lý Lớp 10
Đối với một vật quay quanh một trục cố định, câu nào sau là đúng?
A. Nếu không chịu momen lực tác dụng thì vật phải đứng yên.
B. Khi không còn momen lực tác dụng thì vật đang quay sẽ lập tức dừng lại.
C. Vật quay được là nhờ có momen lực tác dụng lên nó.
D. Khi thấy tốc độ góc của vật thay đổi thì chắc chắn là đã có momen lực tác dụng lên vật.
>> Xem: giải bài tập 9 trang 115 sgk vật lý lớp 10
Bài Tập 10 Trang 115 SGK Vật Lý Lớp 10
Mức quán tính của một vật quay quanh một trục không phụ thuộc vào
A. khối lượng của vật.
B. hình dạng và kích thước của vật.
C. tốc độ góc của vật.
D. vị trí của trục quay.
Chọn đáp án đúng.
>> Xem: giải bài tập 10 trang 115 sgk vật lý lớp 10
Lời kết: nội dung bài học bài 21 chuyển động tịnh tiến của vật rắn và chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định chương III vật lý lớp 10 này các bạn cần lưu ý các vấn đề sau:
– Chuyển động tịnh tiến của một vật rắn bao gồm định nghĩa, và gia tốc của vật chuyển động
– Chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định bao gồm đặc điểm và tác dụng
Trên là toàn bộ nội dung bài học bài 21 chuyển động tịnh tiến của vật rắn và chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định, hi vọng bài viết sẽ giúp các bạn tóm tắt được hết ý chính trong nội dung bài học và học tốt vật lý lớp 10 nhé.
Trả lời