Bài giảng môn học Vật lý lớp 10 - Phương pháp giải toán cộng vận tốc

Vấn đề 6: PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN CỘNG VẬN TỐC I. MỤC TIÊU 1. kiến thức: - Học sinh nắm được các kí hiệu vận tốc của công thức cộng vận tốc. - Cách chuyển công thức cộng vectơ sang dạng độ lớn. 2. kĩ năng: - Vận dụng thành thạo phép cộng vận tốc để giải một số bài toán có liên quan. - Thực hiện chính xác các phép toán đại số thông thường. II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: - Hệ thống kiến thức và phương pháp giải toán. - Chuẩn bị một số bài toán có liên quan. 2. Học sinh: Giải bài tập ở nhà. III. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC 1. Hoạt động 1: Kiểm tra bài củ và hệ thống kiến thức- Trình bày phương pháp giải toán (15 phút) Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Đơn vị kiến thức - Vật thứ nhất chuyển động so với vật thứ 2, vật thứ 2 chuyển động so với vật thứ 3, vật thứ 3 đứng yên. Để giải bài toán dạng này ta cần phải làm gì? - Ta qui ước như thế nào? - Chuyển sang đại số, để tránh rồm rà, đối với các vectơ cùng phương ta qui ước như sau: Vectơ vận tốc cùng chiều chuyển động thì ghi dấu + ở trước và bỏ dấu vectơ, vectơ vận tốc ngược chiều chuyền động thì ghi dấu – ở trước và bỏ dấu vectơ. - Nếu các vectơ vận tốc khác phương ta làm như thế nào? - Trình bày phương pháp giải toán. - Ta cần phải qui ước về kí hiệu vectơ vận tốc của các vật. - Học sinh trả lời theo bài đã học. - Ghi nhận. - Sử dụng qui tắc hình bình hành. - Ghi nhận. 1. Qui ước và kí hiệu vectơ vận tốc trong hệ qui chiếu đứng yên và hệ qui chiếu chuyển động: Nếu ta qui ước kí hiệu vận tốc là: là vận tốc chuyển động của vật thứ 1 so với vật thứ 2 (vận tốc tương đối) là vận tốc chuyển động của vật thứ 2 so với vật thứ 3(vận tốc kéo theo) là vận tốc chuyển động của vật thứ 1 so với vật thứ 3 (vận tốc tuyệt đối) thì ta có công thức: (1) 2. Chuyển phương trình (1) sang đại số để tìm giá trị các vận tốc: Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật thứ 1. a. Nếu cùng hướng với thì: v1,3 = v1,2 + v2,3 b. Nếu ngược hướng với và v1,2 > v2,3 thì: v1,3 = v1,2 - v2,3 c. Nếu ngược hướng với và v1,2 < v2,3 thì: v1,3 = v2,3 - v1,2 d. Nếu vuông góc với thì: e. Nếu hợp với một góc a và v2,3 = v1,2 thì: v1,3 = 2.v1,2. cos = 2.v2,3. cos f. Nếu hợp với một góc a và v2,3 ¹ v1,2 thì: v1,3 = 3. Khi giải toán cần thực hiện các bước như sau: - Xác định rõ các vật chuyển động, vật đứng yên. - Qui ước và kí hiệu vectơ vận tốc trong hệ qui chiếu đứng yên và hệ qui chiếu chuyển động, viết phương trình(1). - Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật(1). - Chuyển phương trình (1) từ vectơ sang độ lớn. * Chú ý: Vận tốc là vận tốc tương đối giữa vật 1 so với vật 2, do đó khi nói vật 1 chuyển động thì ta xem vật 2 đứng yên tương đối so với vật 1. Nếu vật 1 chuyển động cùng chiều với vật 2 thì ta có: v1,2 = -v2,1. 2. Hoạt động 2: Giải bài tập mẫu (28 phút) Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Đơn vị kiến thức 1. Bài toán 1: Lúc trời không gió, một máy bay, bay với vận tốc không đổi 300km/h từ địa điểm A đến một địa điểm B hết 2,2h. Khi bay trở lại gặp gió thổi ngược chiều, máy bay phải bay mất hết 2,4h. Xác định: a. Vận tốc của máy bay so với đất khi không có gió và ngược gió? b. Vận tốc của gio so với đấtù? * Tóm tắt bài toán? - Viết công thức cộng vận tốc khi không có gió? - Quãng đường AB bằng bao nhiêu? - Khi ngược gió thì vận tốc vận v1,3 bằng bao nhiêu? - Viết công thức cộng vận tốc cho trường hợp máy bay ngược gió? Từ đó tính v2,3? 2. Bài toán 2 ((BT 7 SGK-38) * Tóm tắt bài toán? - Hãy qui ước và kí hiệu các vận tốc tương ứng? - Chọn chiều chuyển động? - Yêu cầu học sinh tự giải ra kết quả? 3. Bài toán 3 (BT 8 SGK-38) * Tóm tắt bài toán? - Hãy qui ước và kí hiệu các vận tốc tương ứng? - Chọn chiều chuyển động? - Yêu cầu học sinh tự giải ra kết quả? * Tóm tắt: - Vật chuyển động (vật 1) máy bay, gió (vật 2). Vật đứng yên là mặt đất (vật 3). v1,2 = 300km/h; t1 = 2,2h; t2 = 2,4h - Tìm v1,3 và v1,2 ? -Khi không có gió: « v1,3 = v1,2 = 300(km/h) - Quãng đường máy bay bay được từ A đến B là: SAB = v1,2.t1 - Khi bay từ B về A gặp gió nên máy bay chậm hơn với vận tốc: - Ta có: « v1,3 = v1,2 - v2,3 « v2,3 = v1,2 – v1,3 = 300 – 275 = 25(km/h) * Tóm tắt: Vật chuyển động ôtô A (vật 1) và ôtô B (vật 2), vật đứng yên là đất (vật 3); v1,3 = 40km; v2,3 = 60km/h. Tính v1,2; v2,1? - Gọi là vận tốc chuyển động của ôtô A so với ôtô B. là vận tốc chuyển động của ôtô B so với đất. là vận tốc chuyển động của ôtô A so với đất. -Chọn chiều dương là chiều chuyển động của 2 ôtô. - Tự giải. * Tóm tắt: - Vật chuyển động người B (vật 1) và người A (vật 2), vật đứng yên là đất (vật 3); v1,3 = 15km; v2,3 = 10km/h. Tính v2,1? - Gọi là vận tốc chuyển động của người B so với người A. là vận tốc chuyển động của người A so với đất. là vận tốc chuyển động của ôtô B so với đất. -Chọn chiều dương là chiều chuyển động của người B. - Tự giải. 1. Giải bài toán 1: - Vật chuyển động (vật 1) máy bay và gió (vật 2). Vật đứng yên là mặt đất (vật 3) -Gọi là vận tốc chuyển động của máy bay so với gió(khi không có gió so với đất) là vận tốc chuyển động của gió so với đất. là vận tốc chuyển động của máy bay so với đất. -Chọn chiều dương là chiều chuyển động của máy bay. a. Khi không có gió: « v1,3 = v1,2 = 300km/h Quãng đường máy bay bay được từ A đến B là: SAB = v1,2.t1. Khi bay từ B về A gặp gió nên máy bay chậm hơn với vận tốc: b. Công thức cộng vận tốc ta có: (1) (1) « v1,3 = v1,2 - v2,3 « v2,3 = v1,2 – v1,3 = 300 – 275 = 25(km/h) 2. Giải Bài toán 2 (BT 7 SGK-38) -Vật chuyển động ôtô A (vật 1) và ôtô B (vật 2), vật đứng yên là đất (vật 3). - Gọi là vận tốc chuyển động của ôtô A so với ôtô B. là vận tốc chuyển động của ôtô B so với đất. là vận tốc chuyển động của ôtô A so với đất. -Chọn chiều dương là chiều chuyển động của 2 ôtô. - Công thức cộng vận tốc: (1) « v1,3 = v1,2 + v2,3 « v1,2 = v1,3 - v2,3 = 40 – 60 = -20(km/h) ® Vận tốc của ô tô B so với ôtô A là v2,1 = - v1,2 = 20(km/h) 3. Giải bài toán 3 (BT 8 SGK-38) -Vật chuyển động ngườo A (vật 1) và người B (vật 2), vật đứng yên là đất (vật 3). - Gọi là vận tốc chuyển động của người B so với người A. là vận tốc chuyển động của người A so với đất. là vận tốc chuyển động của ôtô B so với đất. -Chọn chiều dương là chiều chuyển động của người B. - Công thức cộng vận tốc: (1) « v1,3 = v1,2 - v2,3 « v1,2 = v1,3 + v2,3 = 15 + 10 = 25(km/h) Vận tốc của người B so với người A là 25 km/h. 3. Hoạt động 3: Giao nhiệm vụ về nhà (2 phút) Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh 1. Về nhà làm bài tập: 6.7; 6.8; 6.9; 6.10 sách bài tập trang 25-26. 2. Soạn bài: Thực hành khảo sát chuyển động rơi tự do. 1. Ghi nhận vào vở bài tập. 2. Ghi nhận vào vở soạn.