Chuyển động tròn đều (Chuyên đề Vật Lí ôn thi Tốt nghiệp 2025)

Chuyên đề Chuyển động tròn đều có trong bộ 14 Chuyên đề ôn thi Tốt nghiệp Vật Lí năm 2025 đầy đủ lý thuyết và bài tập đa dạng có lời giải giúp học sinh có thêm tài liệu ôn tập cho bài thi tốt nghiệp THPT môn Vật Lí.

Chuyển động tròn đều (Chuyên đề Vật Lí ôn thi Tốt nghiệp 2025)

Xem thử Đề thi thử Tốt nghiệp Vật Lí 2025 Xem thử Đề thi Tốt nghiệp Vật Lí 2025 Xem thử Chuyên đề ôn thi Tốt nghiệp Vật Lí Xem thử 1000 câu trắc nghiệm Vật Lí

Chỉ từ 350k mua trọn bộ Chuyên đề ôn thi Tốt nghiệp Vật lí năm 2025 theo cấu trúc mới bản word có lời giải chi tiết:

• B1: gửi phí vào tk: 1053587071 - NGUYEN VAN DOAN - Ngân hàng Vietcombank (QR)
• B2: Nhắn tin tới Zalo VietJack Official - nhấn vào đây để thông báo và nhận đề thi

I. ĐỘNG HỌC CỦA CHUYỂN ĐỘNG TRÒN ĐỀU

1. Chu kì và tần số

- Chu kì (kí hiệu là T) của chuyển động tròn đều là thời gian để vật đi được một vòng.

Đơn vị của chu kì là giây (s).

- Tần số (kí hiệu f) là số vòng mà vật đi được trong 1 giây. Đơn vị của fần số là hertz (Hz).

Lưu ý: Liên hệ giữa chu kì và tần số: $f=\frac{1}{T}\left(Hz\right)$

2. Độ dịch chuyển góc (radian)

- Giả sử một vật chuyển động trên một đường tròn bán kính r. Trong thời gian t vật đi được quãng đường s. Góc θ ứng với cung tròn s vật đã đi được kể từ vị trí ban đầu gọi là độ dịch chuyển góc. Độ dịch chuyển góc: $\theta =\frac{s}{r}$ - Độ dịch chuyển góc có đơn vị là radian, kí hiệu là rad.

- 1 rad là một góc ở tâm ứng với một cung có độ dài bằng bán kính của đường tròn đó.

$1rad=\frac{180°}{\pi }=\mathrm{57,2958}°$

3. Tốc độ góc trong chuyển động tròn

Tốc độ góc là đại lượng được xác định bằng độ dịch chuyển góc trong một đơn vị thời gian:

$\omega =\frac{\theta }{t}$

Tốc độ góc có đơn vị là radian trên giây, kí hiệu là rad/s.

Do vậy $\omega =\frac{2\pi }{T}=2\pi f$

4. Chuyển động tròn đều, tốc độ và vận tốc trong chuyển động tròn đều

Tốc độ của một chất điểm chuyển động tròn được tính bằng quãng đường mà chất điểm di chuyển được trong một đơn vị thời gian: $v=\frac{s}{t}$

Suy ra mối liên hệ giữa tốc độ và tốc độ góc: v = ωr

Chuyển động tròn đều là chuyển động có quỹ đạo tròn và có tốc độ không thay đổi theo thời gian. - Vận tốc của một chuyển động tròn đều có: + Phương: Tiếp tuyến với quỹ đạo (đường tròn). + Chiều: Theo chiều chuyển động. + Độ lớn: Không đổi v = ωr.

5. Ví dụ mẫu

Ví dụ 1: Một hòn đá buộc vào sợi dây có chiều dài 1 m, quay đều trong mặt phẳng thẳng đứng với tốc độ 60 vòng/phút. Thời gian để hòn đá quay hết một vòng và tốc độ của nó là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Tốc độ góc: ω = 60 vòng/ phút = $\frac{60.2\pi }{60}=2\pi \left(rad/s\right)$

Thời gian để hòn đá quay hết một vòng: $T=\frac{2\pi }{\omega }=\frac{2\pi }{2\pi }=1s$

Tốc độ: v = ωr = 2π.1 = 6,28 m/s

Ví dụ 2: Một đồng hồ treo tường có kim giờ dài 2,5 cm, kim phút dài 3 cm. So sánh tốc độ góc, tốc độ dài của hai đầu kim nói trên.

Hướng dẫn giải

- Đối với kim giờ, chu kì của kim giờ là T_h = 12h = 43200 (s) nên ta có:

$\left\{\begin{array}{c}{\omega }_h=\frac{2\pi }{T_h}\Rightarrow {\omega }_h=\frac{2\pi }{43200}\Rightarrow {\omega }_h\approx {\mathrm{1,454.10}}^{-4}\left(rad/s\right)\\ v_h=r_h.\omega \Rightarrow v_h={\mathrm{2,5.10}}^{-2}{\mathrm{.1,45.10}}^{-4}\Rightarrow v_h\approx {\mathrm{3,635.10}}^{-6}\left(m/s\right)\end{array}\right.$

- Đối với kim phút, chu kì của kim phút là T_ph = 60p = 3600 (s) nên ta có:

$\left\{\begin{array}{c}{\omega }_{ph}=\frac{2\pi }{T_{ph}}\Rightarrow {\omega }_{ph}=\frac{2\pi }{3600}\Rightarrow {\omega }_{ph}\approx {\mathrm{1,745.10}}^{-3}\left(rad/s\right)\\ v_{ph}=r_{ph}.\omega \Rightarrow v_{ph}={3.10}^{-2}{\mathrm{.1,745.10}}^{-3}\Rightarrow v_{ph}\approx {\mathrm{5,235.10}}^{-5}\left(m/s\right)\end{array}\right.$

Ta có: $\frac{{\omega }_h}{{\omega }_{ph}}=\frac{{\mathrm{1,454.10}}^{-4}}{{\mathrm{1,745.10}}^{-3}}\Rightarrow {\omega }_{ph}\approx 12{\omega }_h$

Ta lại có: $\frac{v_h}{v_{ph}}=\frac{{\mathrm{3,635.10}}^{-6}}{{\mathrm{5,235.10}}^{-5}}\Rightarrow v_{ph}\approx \mathrm{14,4}{v}_h$

II. LỰC HƯỚNG TÂM VÀ GIA TỐC HƯỚNG TÂM

1. Gia tốc hướng tâm

- Trong chuyển động tròn đều, vận tốc có độ lớn không đổi nhưng có hướng luôn thay đổi nên chuyển động này có gia tốc. Gia tốc trong chuyển động tròn đều luôn hướng vào tâm quỹ đạo nên gọi là gia tốc hướng tâm.

- Gia tốc hướng tâm có đặc điểm: + Phương: Trùng với bán kính. + Chiều: Hướng vào tâm của quỹ đạo chuyển động. + Độ lớn: Không đổi, bằng $a_{ht}=\frac{v^2}{r}={\omega }^{2}r$

2. Lực hướng tâm

- Lực hướng tâm là lực (hay hợp lực) tác dụng lên vật chuyển động tròn đều và gây ra gia tốc hướng tâm cho vật: $\overrightarrow{F_{ht}}=m.\overrightarrow{a_{ht}}$.

3. Ví dụ mẫu

Ví dụ 1: Để một vật có khối lượng bằng 12 kg chuyển động tròn đều trên quỹ đạo có bán kính 0,4 m với tốc độ 8 m/s thì lực hướng tâm phải có độ lớn gần nhất với giá trị nào?

Hướng dẫn giải

Lực hướng tâm: $F_{ht}=m\frac{v^2}{R}=12.\frac{8^2}{\mathrm{0,4}}=1920N$.

Ví dụ 2: Vòng xiếc là một vành tròn bán kính R = 15 m, nằm trong mặt phẳng thẳng đứng. Một người đi xe đạp trong vòng xiếc này, khối lượng cả xe và người là 95 kg. Lấy g = 10 m/s². Biết tốc độ của xe không đổi là v = 15 m/s. Tính lực ép của xe lên vòng xiếc tại điểm thấp nhất.

Hướng dẫn giải

 

Hợp lực của áp lực và trọng lực đóng vai trò là lực hướng tâm: $\overrightarrow{F_{ht}}=\overrightarrow{P}+\overrightarrow{N}$ Khi ở điểm thấp nhất, áp lực hướng lên và ngược chiều trọng lực.

Chọn chiều dương hướng về tâm quay nên ta có: $F_{ht}=-P+N\iff m\frac{v^2}{R}=-mg+N$

=> $N=m\left(\frac{v^2}{R}+g\right)=95\left(\frac{{15}^2}{15}+10\right)=2375N$

................................

................................

................................

Xem thử Đề thi thử Tốt nghiệp Vật Lí 2025 Xem thử Đề thi Tốt nghiệp Vật Lí 2025 Xem thử Chuyên đề ôn thi Tốt nghiệp Vật Lí Xem thử 1000 câu trắc nghiệm Vật Lí

Xem thêm các chuyên đề ôn thi tốt nghiệp THPT môn Vật Lí năm 2025 có đáp án hay khác:

• Chuyên đề: Vật lí nhiệt (Ôn thi Vật Lí Tốt nghiệp 2025)
• Chuyên đề: Khí lí tưởng (Ôn thi Vật Lí Tốt nghiệp 2025)
• Chuyên đề: Từ trường (Ôn thi Vật Lí Tốt nghiệp 2025)
• Chuyên đề: Vật lí hạt nhân (Ôn thi Vật Lí Tốt nghiệp 2025)
• Chuyên đề: Sai số và chuyển động cơ (Ôn thi Vật Lí Tốt nghiệp 2025)
• Chuyên đề: Động lực học (Ôn thi Vật Lí Tốt nghiệp 2025)
• Chuyên đề: Năng lượng, công, công suất (Ôn thi Vật Lí Tốt nghiệp 2025)
• Chuyên đề: Động lượng (Ôn thi Vật Lí Tốt nghiệp 2025)
• Chuyên đề: Biến dạng vật rắn. Áp suất (Ôn thi Vật Lí Tốt nghiệp 2025)
• Chuyên đề: Dao động (Ôn thi Vật Lí Tốt nghiệp 2025)
• Chuyên đề: Sóng (Ôn thi Vật Lí Tốt nghiệp 2025)
• Chuyên đề: Điện trường (Ôn thi Vật Lí Tốt nghiệp 2025)
• Chuyên đề: Dòng điện. Mạch điện (Ôn thi Vật Lí Tốt nghiệp 2025)

---