Bài giảng môn học Vật lý lớp 10 - Bài tập chuyển động rơi tự do

Trường THPT Bắc Bình – 20/08/2009 BÁM SÁT 04- BÀI TẬP CHUYỂN ĐỘNG RƠI TỰ DO I.MỤC TIÊU 1. Kiến thức: Nắm được những đặc điểm của chuyển động rơi tự do. Hiểu và viết được công thức tính vận tốc và quãng đường đi được trong chuyển động rơi tự do. 2. Kĩ năng: Vận dụng các công thức trên để tìm các đại lượng như: thời gian rơi, quãng đường rơi, vận tốc rơi trong chuyển động rơi tự do của các vật. Thực hiện các phép toán đại số chính xác. II.CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Phương pháp giải toán. Giải một vài tập trước. 2. Học sinh: Làm các bài tập đã giao ở nhà. III.TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC 1/ Điểm danh: 2/ Bài cũ: Kiểm tra bài cũ và ôn lại kiến thức của bài (10 phút) Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung * Nêu đặc điểm của chuyển động rơi tự do ? - Viết công thức tính vận tốc trong chuyển động rơi tự do ? - Viết công thức tính quãng đường ? - Viết công thức Công thức liên hệ giữa gia tốc, vận tốc, quãng đường ? * Đặc điểm của chuyển động rơi tự do - Phương của chuyển động rơi tự do là phương thẳng đứng. - Chiều từ trên xuống dưới. - Chuyển động rơi tự do là chuyển động thẳng nhanh dần đều với gia tốc bằng g. - Công thức tính vận tốc: v = g.t - Công thức tính quãng đường trong chuyển động tự do: - Từ v = g.t ® t = thay vào công thức quãng đường ta có: v2 = 2g.s. I. Các kiến thức cần nhớ 1. Đặc điểm của chuyển động rơi tự do: - Phương của chuyển động rơi tự do là phương thẳng đứng. - Chiều từ trên xuống dưới. - Chuyển động rơi tự do là chuyển động thẳng nhanh dần đều với gia tốc bằng g. 2. Công thức tính vận tốc: v = g.t; t là thời rơi. 3. Công thức tính quãng đường trong chuyển động tự do: ; t là thời gian rơi. 4. Công thức liên hệ giữa gia tốc, vận tốc, quãng đường: v2 = 2g.s 3/ Bài mới: Hoạt động 1: Trình bày phương pháp giải toán cơ bản (18 phút) II. Phương pháp giải toán trong chuyển động rơi tự do - Bước 1: Chọn hệ qui chiếu (nếu đề bài không chọn) + Gốc tọa độ O: là vị trí rơi của vật, trục tọa độ Oy theo phương thẳng đứng chiều dương hướng từ trên xuống. (a = g) + Gốc thời gian: lúc vật bắt đầu rơi (t = 0) - Bước 2: Tìm các đại lượng theo yêu cầu bài toán thường gặp như sau: O ( t = 0, v0 = 0) t ¹ 0 s + y * Trường hợp vận tốc đầu v0 = 0. 1. Vận tốc rơi vào thời điểm t là: v = g.t ® Thời gian rơi: t = 2. Vận tốc rơi trước đó ns (t1 = t – n): vt – n = g.(t – n) ® Độ tăng vận tốc: Dv = v – vt - n 3. Quãng được rơi trong khoảng thời gian t: ® Thời gian rơi: 4. Quãng được rơi được trước đó ns: st – n = a. Qđ vật rơi được từ thời điểm t – n đến thời điểm t là: Ds = s - st – n = - Û Ds = n.g.(t - ) b. Thời gian rơi: t = * Trường hợp vận tốc đầu v0 ¹ 0 O ( t = 0, v0 ¹0) t ¹ 0 s + y 1. Vận tốc rơi vào thời điểm t là: v = v0 + g.t ® Thời gian rơi: t = v0 > 0 nếu vật được thả cùng chiều dương đã chọn, v0 < 0 nếu vật được ném ngược chiều chiều dương đã chọn. 2. Vận tốc rơi trước đó ns (t1 = t – n): vt – n = v0 + g.(t – n) ® Độ tăng vận tốc: Dv = v – vt - n 3. Quãng được rơi trong khoảng thời gian t: ® Thời gian rơi ta giải phương trình bậc 2 theo t lấy nghiệm t dương. 4. Quãng được rơi được trước đó ns: st – n = a. Quãng đường vật rơi được từ thời điểm t – n đến thời điểm t là: Ds = s - st – n = - Û Ds = n.g.t + n.v0 - n2. b. Thời gian rơi: t = - Hoạt động 2: Giải một bài toán mẫu (15 phút) Bài toán: Một vật rơi tự do trong giây cuối cùng nó rơi được quãng đường dài 63,7m. Tính: a. Thời gian từ lúc bắt đầu rơi đến lúc chạm đất ? b. Quãng đường vật rơi được trong khoảng thời gian nói trên ? Lấy g = 9,8m/s2. Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung * Hướng dẫn học sinh tóm tắt bài toán. * Chọn hệ qui chiếu ? -Viết công thức tính quãng đường vật rơi được từ lúc bắt đầu rơi đến lúc chạm đất? * Viết công thức quãng đường vật rơi được từ lúc bắt đầu đến thời điểm trước khi chạm đất 1s ? - Quãng đường vật rơi được trong giây cuối cùng trước khi chạm đất bằng bao nhiêu ? - Từ đó tìm biểu thức tính thời gian rơi ? - Thay số tìm giá trị cụ thể của t theo số liệu bài toán ? - Quãng được vật rơi được trong khoảng thời gian nói trên bằng bao nhiêu ? * Tóm tắt: - Cho Ds = 63,7m; g = 9,8m/s2. - Tìm: t = ?; s = ? * Hệ qui chiếu: - Gốc tọa độ O: là vị trí rơi của vật, trục tọa độ Oy theo phương thẳng đứng chiều dương hướng từ trên xuống. (a = g) - Gốc thời gian: lúc vật bắt đầu rơi (t = 0) - Quãng đường vật rơi được từ lúc bắt đầu rơi đến lúc chạm đất là: - Quãng đường vật rơi được từ lúc bắt đầu đến thời điểm trước khi chạm đất 1s là: st – 1 = a. Quãng đường vật rơi được trong giây cuối cùng trước khi chạm đất là:Ds = s - st – 1 = - = g.(t - ) - Thời gian rơi: t = - Thay số ta có : t = b. Quãng được vật rơi được trong khoảng thời gian nói trên là: s = = 240m. Giải - Gốc tọa độ O: là vị trí rơi của vật, trục tọa độ Oy theo phương thẳng đứng chiều dương hướng từ trên xuống. Gốc thời gian: lúc vật bắt đầu rơi (t = 0) - Quãng đường vật rơi được từ lúc bắt đầu rơi đến lúc chạm đất là: - Quãng đường vật rơi được từ lúc bắt đầu đến thời điểm trước khi chạm đất 1s là: st – 1 = a. Quãng đường vật rơi được trong giây cuối cùng trước khi chạm đất là: Ds = s - st – 1 Û Ds = - = g.(t - ) ® Thời gian rơi: t = Thay số ta có : t = b. Quãng được vật rơi được trong khoảng thời gian nói trên là: = = 240m. 4/ Giao nhiệm vụ về nhà (2 phút) 1. Làm thêm các bài tập trong sách bài tập: 4.10, 4.11, 4.12, 4.13-trang 19 2. Học bài để kiểm tra 15 phút. IV. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY