Bài 21. Chuyển động tịnh tiến của vật rắn. Chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định

TRƯỜNG THPT TAM GIANG
GV: HỒ HỮU TUÝ
? Lấy ví dụ trong thức tế chứng tỏ mức vững vàng của cân bằng phụ thuộc vào độ cao trọng tâm và diện tích mặt chân đế?
? Hãy chỉ rõ dạng cân bằng của 3 quả cầu đồng chất trên một mặt có dạng sau?
?
?
?
1
2
3
? Có bao nhiêu dạng cân bằng, nguyên nhân nào gây nên các dạng cân bằng đó?
CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA VẬT RẮN. CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH
I. CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA MỘT VẬT RẮN
1. Định nghĩa
2. Gia tốc của vật chuyển động tịnh tiến
3. Bài tập áp dụng
Chúng ta quan sát một bè nứa trên một đoạn sông phẳng.
CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA VẬT RẮN. CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH
I. CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA MỘT VẬT RẮN
1. Định nghĩa
2. Gia tốc của vật chuyển động tịnh tiến
3. Bài tập áp dụng
t1
t2
t3
Có nhận xét gì về các đoạn A’B’, A’’B’’ và A’’’B’’’ ?
1. Định nghĩa
I. CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA MỘT VẬT RẮN
Quan sát chuyển động của chiếc đu quay.
Khi đu quay chuyển động, các đoạn thẳng AB, A’B’ và A’’B’’ có luôn song song với nhau không?
CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA VẬT RẮN. CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH
Vậy chuyển động tịnh tiến của vật rắn là chuyển động như thế nào?
Chuyển động tịnh tiến của vật rắn là chuyển động trong đó đường nối hai điểm bất kì của vật luôn song song với chính nó.
Em hãy cho một vài ví dụ về chuyển động tịnh tiến?
1. Định nghĩa
I. CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA MỘT VẬT RẮN
I. CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA MỘT VẬT RẮN
1. Định nghĩa
2. Gia tốc của vật chuyển động tịnh tiến
3. Bài tập áp dụng
CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA VẬT RẮN. CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH
CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA VẬT RẮN. CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH
Vật trượt trên mặt phẳng nghiêng là chuyển động tịnh tiến
I. CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA MỘT VẬT RẮN
1. Định nghĩa
2. Gia tốc của vật chuyển động tịnh tiến
3. Bài tập áp dụng
m
CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA VẬT RẮN. CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH
Chuyển động rơi tự do là chuyển động tịnh tiến
I. CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA MỘT VẬT RẮN
1. Định nghĩa
2. Gia tốc của vật chuyển động tịnh tiến
3. Bài tập áp dụng
CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA VẬT RẮN. CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH
Chuyển động của ô tô trên đoạn đường thẳng là chuyển động tịnh tiến.
I. CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA MỘT VẬT RẮN
1. Định nghĩa
2. Gia tốc của vật chuyển động tịnh tiến
3. Bài tập áp dụng
CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA VẬT RẮN. CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH
1. Định nghĩa
I. CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA MỘT VẬT RẮN
I. CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA MỘT VẬT RẮN
1. Định nghĩa
2. Gia tốc của vật chuyển động tịnh tiến
3. Bài tập áp dụng
2. Gia tốc của vật chuyển động tịnh tiến
CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA VẬT RẮN. CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH
Nhận xét chuyển động của hai điểm bất kỳ của ô tô?
1. Định nghĩa
I. CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA MỘT VẬT RẮN
I. CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA MỘT VẬT RẮN
1. Định nghĩa
2. Gia tốc của vật chuyển động tịnh tiến
3. Bài tập áp dụng
2. Gia tốc của vật chuyển động tịnh tiến
CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA VẬT RẮN. CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH
Nhận xét chuyển động của hai điểm bất kỳ của vật?
1. Định nghĩa
I. CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA MỘT VẬT RẮN
I. CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA MỘT VẬT RẮN
1. Định nghĩa
2. Gia tốc của vật chuyển động tịnh tiến
3. Bài tập áp dụng
2. Gia tốc của vật chuyển động tịnh tiến
CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA VẬT RẮN. CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH
2. Gia tốc của vật chuyển động tịnh tiến
Vì mọi điểm trên vật chuyển động như nhau nên có thể coi vật như một chất điểm và áp dụng định luật II Niu-tơn cho vật
a =
F
m
hay F = ma
Trong đó F = F1 + F2 + …là hợp lực của các lực tác dụng vào vật.
1. Định nghĩa
I. CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA MỘT VẬT RẮN
I. CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA MỘT VẬT RẮN
1. Định nghĩa
2. Gia tốc của vật chuyển động tịnh tiến
3. Bài tập áp dụng
Phương pháp giải bài toán chuyển động tịnh tiến của vật rắn:

CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA VẬT RẮN. CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH
I. CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA MỘT VẬT RẮN
1. Định nghĩa
2. Gia tốc của vật chuyển động tịnh tiến
3. Bài tập áp dụng
Trong trường hợp tổng quát của chuyển động tịnh tiến của vật rắn ta nên chon hệ trục toạ độ Oxy, trong đó Ox cùng hướng với chuyển động. Rồi chiếu biểu thức định luật II Niu-tơn lên các trục toạ độ:
Ox: F1x + F2x + …= ma
Oy: F1y + F2y + …= 0
Phương pháp giải bài toán chuyển động tịnh tiến của vật rắn:

Bước 1: Chọn hệ quy chiếu và tóm tắt các dữ kiện của đề bài.
Bước 2: Vẽ hình, liệt kê và biểu diễn các lực.
Bước 3: Áp dụng định luật II Niu tơn.
Bước 4: Biết các dữ kiện bài toán ta giải quyết yêu cầu bài toán.
CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA VẬT RẮN. CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH
I. CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA MỘT VẬT RẮN
1. Định nghĩa
2. Gia tốc của vật chuyển động tịnh tiến
3. Bài tập áp dụng
Bài tập áp dụng:

Một vật có khối lượng m trượt từ trạng thái nghỉ xuống một mặt phẳng nghiêng với góc nghiêng α so với phương ngang. Biết hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt phẳng nghiêng là µt và độ lớn gia tốc rơi tự do là g. Viết biểu thức tính gia tốc của vật?
CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA VẬT RẮN. CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH
I. CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA MỘT VẬT RẮN
1. Định nghĩa
2. Gia tốc của vật chuyển động tịnh tiến
3. Bài tập áp dụng
N
P
Px
Py
Fms
CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA VẬT RẮN. CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH
I. CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA MỘT VẬT RẮN
1. Định nghĩa
2. Gia tốc của vật chuyển động tịnh tiến
3. Bài tập áp dụng
x
y
O
CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA VẬT RẮN. CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH
I. CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA MỘT VẬT RẮN
1. Định nghĩa
2. Gia tốc của vật chuyển động tịnh tiến
3. Bài tập áp dụng
Chọn hệ quy chiếu như hình vẽ
+ Gốc toạ độ trùng với vị trí vật bắt đầu trượt
+ Chiều (+) Ox và chiều (+) Oy như hình vẽ
+ Gốc thời gian lúc vật bắt đầu chuyển động
Khi vật trượt, vật chịu tác dụng của ba lực: Trọng lực P, lực ma sát trượt Fmst , phản lực N
Phân tích lực P thành Px và Py như hình vẽ
Áp dụng định luật II Niu-tơn:
CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA VẬT RẮN. CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH
I. CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA MỘT VẬT RẮN
1. Định nghĩa
2. Gia tốc của vật chuyển động tịnh tiến
3. Bài tập áp dụng
F = P+ N+ Fmst= ma

F =Px+Py+ N+ Fmst = ma

Chiếu lên Ox : Px-Fmst=ma

Chieáu leân Oy : N-Py=0
N = Py= P cos  (2)
Khi đó:
=
P sin  - Fmst
m
a
P sin -Fmst=ma (1)
CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA VẬT RẮN. CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH
Mà : Fmst = �tN
Mà : N = Py = P cos ? = mgcos?
a
=
m
a = g(sin  – µtcos )
Vật chuyển động xuống dọc theo trục Ox
a
=
P sin  - µtN
m
mg sin– µtmg cos
CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA VẬT RẮN. CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH
I. CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA MỘT VẬT RẮN
1. Định nghĩa
2. Gia tốc của vật chuyển động tịnh tiến
3. Bài tập áp dụng
Câu 1: Trong các chuyển động sau chuyển động nào không phải là chuyển động tịnh tiến:
D. Chuyển động của Mặt Trăng quanh Trái Đất.
C. Chuyển động rơi tự do của một vật.
B. Ô tô đang chuyển động nhanh dần đều trên một đoạn đường thẳng.
A. Chuyển động của người ngồi trong chiếc đu đang quay.
D. Chuyển động của Mặt Trăng quanh Trái Đất.
CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA VẬT RẮN. CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH
I. CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN CỦA MỘT VẬT RẮN
1. Định nghĩa
2. Gia tốc của vật chuyển động tịnh tiến
3. Bài tập áp dụng