Bài giảng môn học Vật lý lớp 10 - Phương pháp giải toán trong chuyển động thẳng đều

Vấn đề 1: PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN TRONG CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - Nắm được các bước giải bài toán lập phương trình chuyển động của chất điểm, cách vẽ đồ thị chuyển động, từ độ thị lập lại phương trình chuyển động. - Nắm được các bước giải bài toán tìm vị trí và thời điểm gặp nhau của hai chất điểm cùng tham chuyển động. 2. Kĩ năng: - Giải được các bài toán đã nêu ở trên. - Thực hiện các phép toán chính xác, trình bày logic bài toán . - Kĩ năng vẽ đồ thị. 3. Thái độ: Tích cực tham gia tìm hiểu vấn đề cùng giáo viên. II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Hệ thống kiến thức và phương pháp giải các bài toán . 2. Học sinh: Chuẩn bị các bài toán đã giao làm ở nhà. III. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ và hệ thống kiến thức. (7 phút) Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Đơn vị kiến thức - Nhắc lại định nghĩa chuyển động thẳng đều ? - Viết công thức tính tốc độ trung bình ? - Viết công thức tính quãng đường đi được ? - Dạng phương trình chuyển động ( tọa độ)? - Đồ thị chuyển động là đường gì? - Chuyển động thẳng đều là chuyển động có quỹ đạo là đường thẳng và có tốc độ trung bình như nhau trên mọi quãng đường đi được. - Công thức: vtb = - Công thức: s = vtb.t - phương trình chuyển động: x = x0 + vt - Là đường thẳng. I. Các kiến thức cần ghi nhớ 1. Chuyển động thẳng đều: Chuyển động thẳng đều là chuyển động có quỹ đạo là đường thẳng và có tốc độ trung bình như nhau trên mọi quãng đường đi được. 2. Tốc độ trung bình: vtb = (m/s; km/h) 3. Quãng đường đi được: s = vtb.t (m; km) 4.Phương trình chuyển động: x = x0 + vt (km; h hoặc m; s) 5. Đồ thị: Là đường thẳng. II. Phương pháp giải toán 1. Bài toán: viết phương trình chuyển động: - Bước 1: Chọn hệ qui chiếu và viết phương trình chuyển động thẳng đều + Chọn O làm gốc tọa độ, trục tọa độ Ox theo phương chuyển động, chiều dương của trục Ox là chiều chuyển động của vật. Mốc thời gian: Là lúc vật bắt đầu chuyển động.(t = 0) + Phương trình chuyển động của vật có dạng: x = x0 + vt (*) - Bước 2: Xác định các giá trị v và x0 + Nếu vị trí xuất phát trùng với gốc tọa O thì x0 = 0. + Nếu vật xuất phát tại vị trí A cách gốc tọa độ O một đoạn là a thì: : Nếu cùng chiều dương đã chọn. : Nếu ngược chiều dương đã chọn. x0 = = + v > 0 nếu vật chuyển động cùng chiều dương, v < 0 vật chuyển động chiều chiều dương đã chọn. - Bước 3: Thay các giá trị vào (*) ta có phương trình chuyển động của vật. 2. Hoạt động 2: Trình bày phương pháp giải các bài toán.(13 phút) 2. Bài toán 2: Tìm vị trí và thời điểm gặp nhau của hai chất điểm cùng tham chuyển động. - Bước 1: Viết phương trình chuyển động cho từng vật: x1 = x01 + v1; x2 = x02 + v2 ( Thực hiện như bài toán 1) - Bước 2: Tại thời điểm hai chất điểm gặp nhau: x1 = x2 Þ t - Bước 3: Vị trí gặp nhau: thay t vừa tìm đươc vào x1 hoặc x2. 3. Bài toán 3: Vẽ đồ thị toạ độ – thời gian - Bước 1: Lập bảng giá trị (x, t). - Bước 2: Biểu diễn từng cặp (x, t) vừa tìm được lên hệ tọa độ Decartes (Oxt). - Bước 3: Nối các điểm vừa biểu diễn ở trên ta được một đường thẳng, đường thẳng đó gọi là đồ thị của chuyển động. 3. Hoạt động 3: Áp dụng giải một bài toán cụ thể. (20 phút) Bài toán : Hai ôtô cùng khởi hành một lúc từ hai địa điểm A và B cách nhau 60 km chuyển động ngược chiều nhau, vận tốc của xe đi tư A là 40km/h, của xe đi từ B là 20km/h. a. Viết phương trình chuyển động của hai xe trên cùng một hệ tọa độ ? b. Xác định vị trí và thời điểm gặp nhau của hai xe ? c. Vẽ đồ thị chuyển động của hai xe trên cùng một hệ trục tọa độ ? Dựa vào đồ thị hãy xác định vị trí và thời điểm gặp nhau của hai xe ? d. So sánh kết quả của hai câu b và c ? Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Đơn vị kiến thức - Yêu cầu học sinh tóm tắt bài toán. - Để giải câu a ta áp dụng bài toán nào? Aùp dụng giải câu a? - Tìm thời điểm và vị trí 2 hai xe gặp nhau ta áp dụngt bài toán nào? - Vẽ đồ thị của hai xe? - Nhận xét kết quả theo đồ thị ? - So sánh kết quả giữa câu b và câu c? nêu kết luận ? - Học sinh tóm tắt: 1. Giả thiết + Hai xe cùng xuất phát ngược chiều tại hai hai vị trí A và B cách nhau 60km. + Xe tại A: v1 = 40km/h + Xe tại B: v2 = 20km/h 2. Kết luận: a.x1, x2 = ? ; b.Xác định vị trí và thời điểm gặp nhau của hai xe ? c. Vẽ đồ thị của hai xe ? d. So sánh kết quả câu b với câu c? - Vận dụng bài toán 1. a. Phương trình chuyển động của hai xe có dạng: x = x0 + v.t (km, h). + Xe xuất phát tại A: x01 = 0; v1 = 40km/h ® x1 = 40.t (km,h) + Xe xuất phát tại B: x02 = 60km, v2 = - 20km/h ® x2 = 60 – 20.t (km, h) - Vận dụng bài toán 2. Thời điểm hai xe gặp nhau: x1 = x2 Û 40.t = 60 – 20.t Û t = 1h. + Vị trí hai xe gặp nhau: x = x1 = x2 = 40.1 = 40km + Vậy sau 1 giờ hai xe gặp nhau tại vị trí cách A 40km - Bảng giá trị Xe 1 Xe 2 20 40 x(km) 60 50 0 0,5 1 t(h) - Đồ thị t (h) 0 0,5 1 x1(km) 0 20 40 x2(km) 60 50 40 - Nhìn vào độ thị ta thấy hai xe gặp nhau lúc 1 giờ kể từ lúc bắt đầu chuyển động, tại vị trí cách O 40 km. Hai kết quả này giống nhau. - Hai đáp số này giống nhau. Có thể dùng đồ thị tọa độ để xác định thời điểm và vị trí gặp nhau của của hai chất điểm. Giải - Chọn gốc tọa độ O tại A, trục tọa độ Ox trùng với đường thẳng AB, chiều từ A đến B là chiều chuyển động. - Mốc thời gian: là lúc hai xe bắt đầu chuyển động. A B + O x a. Phương trình chuyển động của hai xe có dạng: x = x0 + v.t (km, h). + Xe xuất phát tại A: x01 = 0; v1 = 40km/h ® x1 = 40.t (km,h) + Xe xuất phát tại B: x02 = 60km, v2 = - 20km/h ® x2 = 60 – 20.t (km, h) b. Thời điểm hai xe gặp nhau: x1 = x2 Û 40.t = 60 – 20.t Û t = 1h. + Vị trí hai xe gặp nhau: x = x1 = x2 = 40.1 = 40km + Vậy sau 1 giờ hai xe gặp nhau tại vị trí cách A 40km. c. Vẽ đồ thị của hai xe - Bảng giá trị Xe 1 Xe 2 20 40 x(km) 60 50 0 0,5 1 t(h) - Đồ thị t (h) 0 0,5 1 x1(km) 0 20 40 x2(km) 60 50 40 - Kết luận: Nhìn vào độ thị ta thấy hai xe gặp nhau lúc 1 giờ kể từ lúc bắt đầu chuyển động, tại vị trí cách O 40 km. Hai kết quả này giống nhau. d. Hai đáp số này giống nhau. Có thể dùng đồ thị tọa độ để xác định thời điểm và vị trí gặp nhau của của hai chất điểm. IV. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY