Bài giảng môn học Vật lý lớp 10 - Bài 1 : Chuyển động cơ học (Tiếp theo)

PHẦN 1 CƠ HỌC Chương 01 ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM Bài 1 : CHUYỂN ĐỘNG CƠ HỌC I / Mục Tiêu : - Hiểu được các khái niệm cơ bản : Tính tương đối của chuyển động, chất điểm, hệ quy chiếu, xác định vị trí của của một chất điểm bằng tọa độ, xác định thời gian bằng đồng hồ, phân biệt khoảng thời gian và thời điểm. - Hiểu rõ là muốn nghiên cứu chuyển động của chất điểm, đầu tiên cần chọn một hệ quy chiếu để xác định vị trí của chất điểm và thời điểm tương ứng. - Nắm vững cách xác định tọa độ và thời gian tương ứng của một chất điểm trên hệ trục tọa độ II / Chuẩn bị : - Tranh 1.1 ; 1.3 ; 1.5 và bảng giờ tàu Thống Nhất Bắc Nam S1 - Thước và đồng hồ - III / Tổ chức hoạt động dạy học : 1 / Nội dung bài giảng: Phần làm việc của Giáo Viên Phần ghi chép của học sinh 1) Chuyển động cơ học là gì ? GV : Tiến hành thí nghiệm cho một vật chuyển động trên mặt phẳng nghiêng từ điểm A đến B GV : Các em nhận thấy vị trí của vật như thế nào ? HS : Thưa Thầy vị trí của vật thay đổi. GV ð Chuyển động cơ học và thí dụ. GV đưa ra thí dụ như hình vẽ dưới đây GV : Khi xe chuyển động, đối với người đứng bên đường thì hành khách ngồi trên xe như thế nào ? HS : Hành khách chuyển động. GV : Đối với bác tài xế thì hành khách như thế nào ? HS : Hành khách đứng yên. A B C GV : Như vậy Một vật có thể đứng yên so với vật này ( Vật mốc 1), nhưng có thể chuyển động so với vật khác ( Vật mốc 2) . Vậy, mọi chuyển động và mọi trạng thái đứng yên đều có tính tương đối ð Chuyển động cơ học có tính tương đối. 2) Chất điểm GV:Thí dụ có một chiếc xe ôtô du lịch 12 chổ ngồi trong sân trường, khi ấy kích thước ôtô có đáng kể không các em ? HS : Kích thước ôtô đáng kể ! GV : Nếu như chiếc ôtô đó đang chuyển động trên một đoạn đường rất dài từ TP.HCM đến Biên Hòa. Thì kích thước ôtô như thế nào so với chiều dài quãng đường trên ? HS : Rất nhỏ so với chiều dài quãng đường trên GV : Khi đó , ôtô được xem là một chất điểm ? vậy khi nào vật được xem là một chất điểm ? HS : Khi vật có kích thước rất nhỏ so với chiều dài quỷ đạo mà nó đi được GV : Yêu cầu học sinh cho thêm ví dụ về chất điểm 3) Xác định vị trí của một chất điểm GV : ( Mời một em HS ) : Trường học xa hay gần ? HS (Giả sử) : Trường học xa ! GV : Trường học cách bao nhiêu ? HS: Thưa Thầy cách 10 km ! GV : Em HS nói trường học xa và cách 10 km có nghĩa là em xác định vị trí trường học so với địa điểm nào ? HS: Xa so với ở nhà của em ! GV : ( Giảng giải ) Để xác định vị trí của một vật trong không gian vào một thời điểm nhất định , ta phải làm sao ? Chọn một vật làm móc ( Vật móc : Chẳng hạn như ngôi nhà em ) và gắn vào đó một hệ trục tọa độ để xác định vị trí của vật đó so với vật mốc ! ( Chẳng hạn như cách xa 10 km là tính từ nhà em HS ấy ? 4) Xác định thời gian GV : Từ nhà em đến trường, mất bao lâu ? HS : Thưa Thầy mất 30 phút ! GV : Mất 30 phút nghĩa là tính từ lúc nào ? HS : Tính từ lúc em bắt đầu đi học ! GV : Để xác định sự biến đổi vị trí của vật theo thời gian ta phải chọn 1 lúc nào đó làm móc thời gian, thường chọn thời điểm bắt đầu khảo sát. ( Có thể nói rõ hơn : Dt = t – t0 ; Với t0 : Thời điểm đầu , hay là mốc thời gian ( Thường chọn t0 = 0 ) . 5) Chuyển động tịnh tiến GV : Giả sử khi có một chiếc xe đang chuyển động thẳng thì mọi người ngồi trên xe đều có quỹ đạo là đường thẳng như quỹ đạo của xe thì chuyển động của xe là chuyển động tịnh tiến Þ Chuyển động tịnh tiến ! GV : Đưa ra thí dụ về chiếc đu quay trong công viên và yêu cầu học sinh cho biết : Thân chiếc đu quay và người ngồi trong đu quay chuyển động tịnh tiến hay không tịnh tiến. HS : Người chuyển động tịnh tiến còn đu quay không chuyển động tịnh tiến GV hướng dẫn thêm cho HS về chuyển động tịnh tiến qua hình vẽ 1.1 SGV Chuyển động tịnh tiến – Chuyển động quay 1) Chuyển động cơ học là gì ? Chuyển động cơ học là sự dời chổ của các vật thể trong không gian theo thời gian. Thí dụ : Một người đứng và quan sát ôtô đang chuyển động, khoảng cách giữa ôtô và người đó thay đổi. Chuyển động cơ học có tính tương đối. Thí dụ : Ôto chuyển động so với hàng cây bên đường, nhưng đứng yên so với người ngồi trong đó. 2) Chất điểm Chất điểm là vật có kích thước rất nhỏ có thể bỏ qua được so với phạm vi chuyển động. Thí dụ : Ôtô có kích thước nhỏ so với quỹ đạo đi dược, nên ta coi ôtô là chất điểm. ¯ Khi một vật có kích thước rất nhỏ so với chiều dài quỹ đạo mà nó đi được, vật có thể coi là chất điểm . ¯ Khi chuyển động, chất điểm vạch ra một đường trong không gian gọi là quỹ đạo. 3) Xác định vị trí của một chất điểm. - Xét chuyển động của một chất điểm trên một đường thẳng. - Chọn : + Trục tọa độ : Có phương trùng với đường đi. + Gốc tọa độ : Tại một điểm O trên đường đi. + Chiều dương : Như hình vẽ. - Vị trí của chất điểm tại điểm M được xác định bằng tọa độ : x = A ¯ Nếu vật chuyển động cùng chiều trục tọa độ thì : x > 0 ¯ Nếu vật chuyển động ngược chiều trục tọa độ thì : x < 0 4) Xác định thời gian Muốn xác định thời điểm, người ta chọn một gốc thời gian và đo khoảng thời gian từ gốc đến lúc đó bằng đồng hồ. Đơn vị : giây ( s ) . Trong vật lý, người ta thường chọn gốc thời gian là lúc bắt đầu xảy ra một quá trình nào đó hoặc lúc bắt đầu khảo sát một hiện tượng. * Khi khảo sát chuyển động của một chất điểm : Ta chọn một vật làm mốc và gắn vào đó một trục tọa độ tức là ta đã chọn một hệ quy chiếu. Đồng thời ta cũng chọn gốc thời gian. 5) Chuyển động tịnh tiến Chuyển động của một vật là tịnh tiến khi đoạn thẳng nối hai điểm bất kỳ của vật luôn luôn song song với một phương nhất định. Thí dụ : Khung ôtô, xe máy khi chuyển động trên đường thẳng 3 / Cũng cố : a / Chuyển động cơ học là gì ? b / Chất điểm là gì ? c / Chuyển động tịnh tiến là gì ? 4 / Dặn dò : - Trả lời câu hỏi : 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; Làm bài tập : 1 ; 2 ; 3 Bài 2 : CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU I / Mục tiêu : - Nắm vững định nghĩa độ dời qua tọa độ của chất điểm trên một trục, từ đó dẫn đến định nghĩa vận tốc trung bình trong một khoảng thời gian t2 - t1 , và vận tốc tức thời tại thời điểm t . - Biết cách xây dựng phương trình chuyển động thẳng đều từ định nghĩa và công thức vận tốc, áp dụng phương trình chuyển động để giải các bài toán chuyển động thẳng đều của một chất điểm, bài toán gặp nhau hay đuổi nhau của hai chất điểm.. - Biết cách vẽ đồ thị biễu diễn phương trình chuyển động và đồ thị vận tốc theo thời gian, sử dụng đồ thị để giải các bài toán nói trên. II / Chuẩn bị : - Thước. III / Tổ chức hoạt động dạy học : 1 / Kiểm tra bài cũ : + Câu 1 : Chuyển động cơ học là gì ? + Câu 2 : Chất điểm là gì ? + Câu 3 : Chuyển động tịnh tiến là gì ? 2 / Nội dung bài giảng: Phần làm việc của Giáo Viên Phần ghi chép của học sinh 1) Độ dời GV Tại thời điểm t1 chất điêm M ở vị trí M1 có toạ độ x1 . Tại thời điểm t2 chất điêm M ở vị trí M1 có toạ độ x2 Độ dời trong khoảng thời gian Dt = t2 – t1 là : Dx = x2 – x1 Dx > 0 : Chiều chuyển động cùng chiều dương Ox. Dx < 0 : Chiều chuyển động ngược chiều dương Ox. Chú ý : Nếu chất điểm chuyển động theo một chiều thì quỹ đạo đường trùng với độ dời : s = Dx. 2) Vận tốc trung bình GV : Nói đến vật đang chuyển động ta xét đại lượng nào đặc trưng cho sự nhanh hay chậm : VD : Trong thời gian 2 giờ : Ôtô đi 80 km, trong 3 giờ xe đạp đi 45 km, để biết phương tiện nào đi nhanh hơn ta làm cách nào ? HS1 : Thưa Thầy ta so sánh độ dời ôtô và xe đạp đi được trong cùng một đơn vị thời gian nghĩa là 1 giờ ôtô đi được 40 km và xe đạp đi được 15 km . Vậy ôtô chuyển động nhanh hơn xe đạp GV : Có cách nào khác hơn nữa không ? HS2 : Thưa Thầy ta so sánh thời gian ôtô và xe đạp đi được trong cùng một độ dời nghĩa là trên độ dời 10 km thì ôtô mất thời gian ít hơn xe đạp chứng tỏ ôtô chuyển động nhanh hơn xe đạp ? GV : Hai cách trên, cách nào đơn giản hơn và ứng dụng nhiều hơn ? HS : Cách 1 ! GV : Ta gọi v1 và v2 là đại lượng đặc trưng cho độ dời ôtô và xe đạp đi được trong cùng một đơn vị thời gian : v1 = 80 : 2 = 40 km/h ; v2 = 45 : 3 = 15 km/h Þ v1 > v2 Þ ôtô chuyển động nhanh hơn xe đạp Vậy đại lượng v được gọi là vận tốc : Õ Vậy để so sánh sự nhanh hay chậm của chuyển động ta dùng thương số Dx/t , gọi là vận tốc Þ Vận tốc Þ Đơn vị ! 3) Vận tốc tức thời Để đặc trưng chính xác cho độ nhanh chậm của chuyển động trong thời gian rất nhỏ ; người ta dùng đại lượng vật lí vận tốc tức thời. Nghĩa là xét trong một khoảng thời gian rất nhỏ. 4) Chuyển động thẳng đều { Định nghĩa : GV : Giả sử một chất điểm M đang chuyển động trên đường thẳng khi qua điểm A nó chuyển động với vận tốc 5 m/s ; Khi qua B nó chuyển động với vận tốc 5 m/s ta nói vật chuyển động thẳng đều. Vậy chuyển động thẳng đều là gì ? HS : Chuyển động thẳng đều là chuyển động trong đó vận tốc không thay đổi. { Phương trình : GV giảng giải phần phương trình chuyển động thẳng đều và phần đồ thị. Nhấn mạnh hệ số góc thời gian tga { Đồ thị vận tốc theo thời gian Trong chuyển động thẳng đều , vận tốc không đổi v = hằng số nên đồ thị biểu diễn vận tốc theo thời gian là một đường thẳng song song với trục thời gian. [ Trên thực tế, để xác định vị trí chuyển động của một chất điểm thì ta dùng hệ trục tọa độ , có nhiều hệ trục tọa độ như trục tọa độ Descartes, trục tọa độ địa lý chẳng hạn như trục tọa độ địa lý gồm kinh độ và vĩ độ . Kinh tuyến số 0 qua đài thiên văn Grinných ( London) ( 180 kinh đông và 180 kinh tây ) , vĩ tuến là đường xích đạo ( 900 Vĩ bắc và 900 Vĩ Nam ) VD : Tọa độ con tàu trên biển là 300 Kinh Tây và 300 Vĩ Bắc ] 5) Bài tập vận dụng GV : Trình bày cách chọn trục tọa độ. GV : Sau khi vẽ hình, HS nao có thể nhắc lại công thức tính vận tốc ? HS : Được xem như dạng bài tập mẫu, cần giảng chậm cho học sinh 1) Độ dời ] Độ dời của chất điểm trong khoảng thời gian Dt = t2 - t1 là đoạn thẳng M1M2 có giá trị đại số la : Dx = x2 - x1 ] Nếu Dx > 0 thì chiều chuyển động trùng với chiều dương của trục ox. ] Nếu Dx < 0 thì chiều chuyển động ngược với chiều dương của trục ox. Chú ý : Nếu chất điểm chuyển động theo một chiều thì quỹ đạo đường trùng với độ dời : s = Dx. 2) Vận tốc trung bình ] Vận tốc trung bình của một chất điểm đặc trưng cho độ nhanh hay chậm của chuyển động và được đo bằng thương số của độ dời và khoảng thời gian có độ dời ấy.  ¯ Đơn vị vận tốc trung bình : m/s hoặc km/h. 1 km/h = m/s 3) Vận tốc tức thời Để đặc trưng chính xác cho độ nhanh chậm của chuyển động ; người ta dùng đại lượng vật lí vận tốc tức thời. Vận tốc tức thời là vận tốc tại một thời điểm bất kỳ trong quá trình chuyển động. ‚ Với Dt là khoảng thời gian “rất nhỏ”. ] Đơn vị vận tốc tức thời : m/s hoặc km/h. 4) Chuyển động thẳng đều a) Định nghĩa Chuyển động thẳng đều là chuyển động thẳng trong đó vận tốc không đổi. b) Phương trình chuyển động thẳng đều Gọi x0 là toạ độ của chất điểm vào lúc t0 = 0, theo công thức ‚ ta có : hay x = x0 + v.t ƒ Công thức ƒ gọi là phương trình chuyển động của chất điểm trong chuyển động thẳng đều. ¤ Đồ thị của tọa độ theo thời gian t là một đường thẳng cắt trục tung tại điểm x = x0 và có hệ số góc bằng : tga = - Hệ số góc của đường biểu diễn tọa độ theo thời gian bằng vận tốc của chất điểm. c) Đồ thị vận tốc theo thời gian Trong chuyển động thẳng đều , vận tốc không đổi v = hằng số nên đồ thị biểu diễn vận tốc theo thời gian là một đường thẳng song song với trục thời gian. 5 ) Bài tập vận dụng Hai xe cùng khởi hành một lúc từ hai điểm A và B cách nhau 120 km, chuyển động ngược chiều nhau. Vận tốc của xe đi từ A là 40 km/h, của xe đi từ B là 20 km/h. Coi chuyển động của các xe như chuyển động của chất điểm và đường đi là thẳng. Viết phương trình chuyển động của hai xe. Từ đó, tìm thời điểm và vị trí hai xe gặp nhau. Giải bài toán trên bằng đồ thị Bài giải a) Phương trình chuyển động của hai xe Gốc tọa độ O : Tại A Chọn: Chiều (+) Ox : Chiều từ A đến B MTG: Lúc 2 xe bắt đầu chuyển động (t0 = 0 ) Ta có PTCĐ: x = x0 + v(t – t0) Xe A : xA = x0A + vA(t - t0) = 40t (1) Xe B : xB = x0B + vB(t - t0) = 120 – 20t (2) Khi 2 xe gặp nhau Þ xA = xB Þ 40t = 120 – 20t Þ t = 2h Thế t =2 vào (1) Þ x = 40t = 80 km Vậy sau 2 giờ hai xe gặp nhau tại vị trí cách A 80 km. b) Giải bài toán bằng đồ thị ¥ Lập bảng giá trị cho mỗi xe Đối với xe A : t (h) 0 1 X ( km/h) 0 40 Đối với xe B : t (h) 0 1 X ( km/h) 120 100 Giao điểm P của hai đường thẳng trên có toạ độ (2, 80 ) Vậy hai xe gặp nhau sau 2 giờ và cách A một khoảng 80 km. 3 / Cũng cố : a / Độ dời là gì ? b / Vận tốc trung bình là gì ? c / Vận tốc tức thời là gì ? d / Viết phương trình chuyển động thẳng đều ? 4 / Dặn dò : - Trả lời câu hỏi trắc nghiệm - Làm bài tập : 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 Bài 03 KHẢO SÁT THỰC NGHIỆM CHUYỂN ĐỘNG THẲNG I / MỤC TIÊU : - Nắm vững mục đích của việc khảo sát một chuyển động thẳng là tìm hiểu đặc tình nhanh chậm của chuyển động thể hiện ở biểu thức vận tốc theo thời gian. - Hiểu được rằng muốn đo vận tốc thì phải xác định tọa độ của chất điểm ở các thời điểm khác nhau và biết cách sử dụng thì kế ( hoặc đồng hồ trong trường hợp không có thì kế ) để xác định thời điểm vật ( ở đây là bọt khí ) đi qua một tọa độ đã biết. - Biết cách xử lý các kết quả đo đạc bằng cách lập bảng và sử dụng các công thức thích hợp để tìm các đại lượng mong muốn như tính vận tốc tức thời tại một thời điểm. - Biết cách vẽ đồ thị vận tốc theo thời gian và có những nhận xét từ đồ thị. II / Chuẩn bị : - Một ống thủy tinh hoặc nhựa trong suốt dài khoảng 1,2 ( m ). - Đồng hồ hoặc thì kế. - Thước gỗ dài 1 ( m ) có chia đến ( cm ). - Tấm phẳng cứng kê một đầu thành một mặt nghiêng dùng làm giá đỡ cho ống và thước đặt song song nhau. - Nước đủ để rót vào ống. - Phễu. - Máng nghiêng với xe lăn nhỏ. - Bộ rung đo thời gian và mực. - Nhiều băng giấy dài dùng riêng cho thí nghiệm này. III / Tổ chức hoạt động dạy học : 1 / Kiểm tra bài cũ : + Câu 1 : Độ dời là gì ? + Câu 2 : Vận tốc trung bình là gì ? + Câu 3 : Vận tốc tức thời là gì ? + Câu 4 : Viết phương trình chuyển động thẳng đều ? 2 / Nội dung bài giảng: Phần làm việc của Giáo Viên Phần ghi chép của học sinh I / Chuyển động của bọt không khí trong một ống dài đựng nước : GV cho lớp phân chia thành 8 nhóm, mỗi nhóm 6 HS, phân phát cho ỗi nhóm bộ thí nghiệm chuẩn bị sẳn phần trên a / Mô tả thí nghiệm : - Lấy một ống thủy tinh hay ống nhựa thẳng trong suốt, chiều dài khoảng 1 ( m ), bán kính trong khoảng 0,5 ( cm ). Đổ nước gần đầy ống, để lại một bọt không khí dài khoảng 1 ( cm ), rồi nút chặt ống. - Mỗi khi ta quay đầu ống có bọt khí xuống phía dưới, thì bọt khí sẽ từ từ chuyển động lên trên. b / Tiến hành thí nghiệm : Khi HS tiến hành thí nghiệm, GV cần lưu ý các em ở những vấn đề sau : - Nghiêng ống bọt khí với góc nghiêng vừa phải, góc nghiêng không quá nhỏ (bọt khí có thể bị đứng lại) hay quá lớn (bọt khí chuyển động rất nhanh khó xác định thời gian ) - Một bạn giữ thật chặt ống bọt khí khi nghên, không đẻ góc nghiêng thay đổi sẽ làm sai số kết quả ; Một HS quan sát và bấm đồng hồ giây cho thật chính xác. - Có thể để bọt khí chuyển động đến vạch 10cm rồi bắt đầu tính thời gian ( Cũng có thể để HS quan sát số liệu trên thước khi bọt khí chuyển động được những khoảng thời gian bằng nhau, đây là một tiến trình làm ngược lại, nghĩa là xác định độ dời của bọt khí trong những khoãng thời gian như nhau ) c / Đồ thị tọa độ theo thời gian Sau khi xác định số liệu đo đạt một cách chính xác ở 3 lần thí nghiệm, HS lập bảng giá trị các số liệu rồi tiến hành vẽ đồthị ( Chú ý đến những sai số của số liệu đo đạt ) GV yêu cầu HS rút ra nhận xét về dạng đồ thị và tính chất chuyển động của bọt khí. II / Chuyển động của một xe nhỏ lăn trên máng nghiêng : a / Mô tả thí nghiệm : - Một xe lăn nhỏ trên một máng nghiêng kéo theo một băng giấy. Băng giấy được luồn qua khe một bộ rung đo thời gian sao cho bút mực ở đầu cần rung có thể ghi một vết trên băng mỗi khi chạm vào băng giấy. b / Tiến hành thí nghiệm : t ( s ) x (m) Vị trí | GV tiến hành các bước : - Mở nguồn điện cho bộ run hoạt động. - Cho xe lăn chuyển động xuống mặt phẳng nghiêng. - Ghi nhận các chấm đen trên băng giấy do bộ run có rõ ràng không ( Thao tác 3 lần ) - Đo đạt khoảng cách các dấu chấm đen đó và yêu cầu HS ghi nhận vào bảng giá trị - Vẽ đồ thị và chú ý đến các sai số do đo đạt. I / Chuyển động của bọt không khí trong một ống dài đựng nước : a / Mô tả thí nghiệm : - Lấy một ống thủy tinh hay ống nhựa thẳng trong suốt, chiều dài khoảng 1 ( m ), bán kính trong khoảng 0,5 ( cm ). Đổ nước gần đầy ống, để lại một bọt không khí dài khoảng 1 ( cm ), rồi nút chặt ống. - Mỗi khi ta quay đầu ống có bọt khí xuống phía dưới, thì bọt khí sẽ từ từ chuyển động lên trên. b / Tiến hành thí nghiệm : x (m) t ( s ) c / Đồ thị tọa độ theo thời gian d / Nhận xét : - Chuyển động của bọt khí trong ống là chuyển động thẳng đều. - Vận tốc của bọt khí có giá trị bằng hệ số góc của đường thẳng trên. - Phương trình chuyển động của bọt khí có dạng : x = x0 + vt II / Chuyển động của một xe nhỏ lăn trên máng nghiêng : a / Mô tả thí nghiệm : - Một xe lăn nhỏ trên một máng nghiêng kéo theo một băng giấy. Băng giấy được luồn qua khe một bộ rung đo thời gian sao cho bút mực ở đầu cần rung có thể ghi một vết trên băng mỗi khi chạm vào băng giấy. b / Tiến hành thí nghiệm : t ( s ) x (m) Vị trí c / Nhận xét : - Chuyển động của xe là một chuyển động thẳng biến đổi. - Đồ thị tọa độ theo thời gian không phải là một đường thẳng. d / Tính vận tốc tức thời : t ( s ) v(m/s) Vị trí e / Đồ thị vận tốc theo thời gian : 3 / Cũng cố : a / Chuyển động của bọt không khí trong một ống dài đựng nước là chuyển động gì ? b / Chuyển động của một xe nhỏ lăn trên máng nghiêng là chuyển động gì? 4 / Dặn dò : - Trả lời câu hỏi ở cuối bài. - Làm bài tập : 1 ; 2 {{{{{{{{{{ ] {{{{{{{{{{ Bài 04 CHUYỂN ĐỘNG THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU I / Mục tiêu : - Hiểu được gia tốc là đại lượng đặc trưng cho sự biến đổi nhanh chậm của vận tốc và các định nghĩa gia tốc trung bình, gia tốc tức thời. - Xây dựng định nghĩa về chuyển động thẳng biến đổi đều, từ đó rút ra công thức vận tốc theo thời gian. - Hiểu được mối quan hệ giữa dấu của gia tốc và dấu của vận tốc trong chuyển động nhanh dần và trong chuyển động chậm dần. - Vẽ đồ thị biểu diễn vận tốc theo thời gian bằng một đường thẳng xiên góc với hệ số góc bằng giá trị của gia tốc. - Giải các bài toán đơn giản liên quan đến gia tốc. II / Chuẩn bị : - Thước để vẽ đồ thị. III / Tổ chức hoạt động dạy học : 1 / Kiểm tra bài cũ : + Câu 1 : Độ dời là gì ? + Câu 2 : Chuyển động thẳng đều là gì ? + Câu 3 : Vận tốc tức thời là gì ? + Câu 4 : Viết phương trình chuyển động thẳng đều ? 2 / Nội dung bài giảng: Phần làm việc của Giáo Viên Phần ghi chép của học sinh I / Gia tốc trong chuyển động thẳng a / Gia tốc trung bình : GV : Giả sử có 3 phương tiện : xe ôtô, xe đạp và phi cơ bắt đầu khởi hành, khi đó vận tốc của chúng như thế nào ? HS: Vận tốc của chúng tăng GV : Giả sử sau 10 giây, quãng đường mà 3 phương tiện trên có đi được như nhau không ? HS: Thưa Thầy không ! Quãng đường phi cơ dài hơn quãng đường ôtô , và quãng đường ôtô dài hơn quãng đường xe đạp ! GV : Ta nhận thấy vận tốc 3 phương tiện trên đều tăng, như vậy vận tốc phương tiện nào tăng nhanh nhất trong cùng khoãng thời gian như nhau ? HS : Trong cùng khoảng thời gian , vận tốc của phi cơ nhanh nhất . GV : Với khái niệm vận tốc , chúng ta có thể giải thích được hiện tượng này không ? HS : Không thể giải thích được hiện tượng này GV : Như vậy phải có một khái niệm mới đặc trưng cho sự tăng vận tốc trong khoảng thời gian , chúng ta cùng nhau đi tìm hiểu đại lượng này ? GV : Giả sử có một chất điểm M chuyển động với vận tốc tăng theo thời gian như bảng sau : t 0 1 2 3 (s) v 0 5 10 15 (m/s) GV : Qua bảng trên, các em cho Thầy biết, cứ trong 1 giây, vận tốc M tăng lên bao nhiêu ? HS : Vận tốc M tăng lên 5 m/s GV : Khoảng tăng đó được gọi là gia tốc, kí hiệu là a. Ta lại có vận tốc tăng theo thời gian như bảng sau : T 0 2 4 6 8 (s) 0 0 8 16 24 32 (m/s) Ta nhận thấy cứ 2 giây thì vận tốc tăng lên 8 m/s, như vậy trong 1 giây vận tốc tăng lên bao nhiêu ? HS : Thưa Thầy trong 1 giây thì vận tốc tăng lên 4 m/s GV : Để có kết quả trên các em làm như thế nào ? HS : Em lấy 8/2 = 2 m/s GV : Trở lại bảng trên , nếu xét vận tốc tăng từ 16 m/s đến 24 m/s trong khoãng thời gian từ 4s đến 6s , cũng nhận thấy trong khoãng thời gian 2 giây này vận tốc tăng 8m/s , khi ấy ta cũng được kết quả trong 1 giây vận tốc tăng 4 m/s Từ đó ta có : a = = GV : Đơn vị gia tốc : [ m/s2 ] : đơn vị thông dụng nhất vì mang tính chính xác cao! ~ hay [ km/h2 ] [ Gia tốc là 1 lượng mà vận tốc tăng hay giảm trong thời gian một giây ! ] GV : Các em cho biết ý nghĩa của gia tốc : 5 m/s2 ? HS : Có nghĩa là trong 1 giây vận tốc tăng một lượng 5 m/s . GV : Gia tốc không những đặc trưng cho sự tăng vận tốc mà còn đặc trưng cho sự giảm vận tốc b / Gia tốc tức thời : GV : Nếu ta xét độ biến thiên vận tốc trong khoảng thời gian rất nhỏ thì công thức ( 1 ) cho ta gia tốc tức thời. Khi đó các em cho biết công thức tính gia tốc tức thời ? HS : a = = GV : Em hãy định nghĩa gia tốc tức thời ? HS : Gia tốc tức thời là gia tốc tại một thời điểm t trong khoảng thời gian Dt rất nhỏ. GV : Đơn vị gia tốc tức thời ? HS : Đơn vị : m / s2 II / Chuyển động thẳng biến đổi đều GV : Giả sử có một chất điểm M chuyển động từ vị trí A đến các vị trí B, C và D, Khoảng thời gian để chuyển động đến các điểm liên tiếp nhau là 10 giây. Vận tốc của chất điểm M tại các vị trí A, B, C và D liên tiếp 5 m/s ; 10 m/s ; 15 m/s ; 20 m/s. GV : Bây giờ các em hãy tính gia tốc trung bình của M khi M chuyển động từ A đến B ? HS : a = = = 0,5 m/s2 GV : Bây giờ các em hãy tính gia tốc trung bình của M khi M chuyển động từ A đến D ? HS : a = = = 0,5 m/s2 GV : Bây giờ các em hãy tính gia tốc trung bình của M khi M chuyển động từ B đến D ? HS : a = = = 0,5 m/s2 GV : Các em nhận xét gì về gia tốc trung bình trên những khoảng thời gian khác nhau trên đoạn AB, AD, BD ? HS : Gia tốc trung bình trên những khoảng thời gian khác nhau này bằng nhau ! GV : Nhìn hình vẽ trên các nhận thấy vận tốc của vật ở những điểm tăng như thế nào ? HS : Thưa Thầy vận tốc chất điểm M tăng đều trong những khoảng thời gian như nhau. GV : Khi đó chuyển động của chất điểm M là chuyển động như thế nào ? HS : Chất điểm M chuyển động thẳng biến đổi đều GV ð Định nghĩa chuyển động thẳng biến đổi đều. GV : Bây giờ các em hãy chia đôi khoảng thời gian khi vật chuyển động từ A đến B, trong khoảng thời gian nhỏ này vật đến vị trí A’, Theo định nghĩa trên các em hãy cho biết gia tốc của M khi M chuyển động từ A đến A’ HS : a = 0,5 m/s2 GV : NHư vậy nếu chia khoảng thời gian chất điểm M chuyển động từ A đến A’ thêm nhiều lần nữa ta vẫn có gia tốc bằng 0,5 m/s2. Theo các em đây là gia tốc trung bình hay gia tốc tức thời ? HS : Thưa thầy gia tốc tức thời ? GV : vậy trong chuyển động thẳng biến đổi đều có gia tốc tức thời tại mọi điểm như thế nào ? HS : Gia tốc tức thời trong chuyển động thẳng biến đổi đều là như nhau. GV : “Điều đó có nghĩa là gia tốc tức thời không đổi.” III / Sự biến đổi vận tốc trong chuyển động thẳng biến đổi đều. Chuyển động nhanh dần đều và chuyển động chậm dần đều : 1 / Sự biến đổi vận tốc theo thời gian : GV : Xét một chất điểm M chuyển động trên một đường thẳng. Chọn một chiều dương trên quỹ đạo. - Gọi v , v0 là vận tốc lần lượt tại các thời điểm t và t0 ; a là gia tốc. Một em nào có thể nhắc cho Thầy và các bạn công thức tính gia tốc ? HS : Công thức tính gia tốc : GV : Từ công thức trên, các em hãy suy ra cho Thầy công thức tính v ? HS : Ta có : Þ GV : Nếu ta chọn : t0 = 0, công thức tính v ? HS : vt = v0 + at (Hướng dẫn lại cho học sinh về dấu của gia tốc ) 2 / Đồ thị vận tốc theo thời gian : GV : Từ công thức vt = v0 + at các cho biết là biểu thức toán học bậc mấy ? HS : Đây là biểu thức toán học bậc nhất GV : Của biến số nào theo biến số nào ? HS : Của biến số v theo biến số t GV : vt = v0 + at là hàm bậc nhất vt = ¦ (t) ( y = ax + b ), vậy thì đồ thị của nó là đường gì các em ? HS : Đồ thị của hàm số là đường thẳng ! GV : Với v0 và a là hằng số , chọn chiều dương trục tọa độ là chiều chuyển động của chất điểm , ta có dạng đồ thị : ( Vẽ dạng đồ thị cho học sinh ) GV: Như vậy qua đồ thị trên, các em cho biết ý nghĩa đồ thị trên ? HS : Qua đồ thị trên, ta có thể tìm v khi biết t và ngược lại khi biết v ta có tìm v ! GV : Yêu cầu Hs vẽ đồ thị vận tốc trong trường hợp a < O GV : Đồ thị của vận tốc theo thời gian t là một đường thẳng cắt trục tung tại điểm v = v0 và có hệ số góc bằng : tga = Như vậy các em cho biết hệ số góc tg a tương đương với công thức tính đại lượng nào trong vật lý ? HS : Hệ số góc tg a tương đương với công thức gia tốc.