Bài giảng môn học Vật lý lớp 10 - Tiết 3, 4 - Bài 3: Chuyển động thẳng biến đổi đều

Ngày Soạn: 02/9/2007 Tiết: 3 – 4 bài 3: chuyển động thẳng biến đổi đều I/ Mục tiêu 1. Kiến Thức - Hiểu được gia tốc là đại lượng đặc trưng cho sự biến đổi nhanh, chậm của vận tốc - Nắm được các định nghĩa gia tốc trong chuyển động thẳng nhanh dần đều và chậm dần đều, véc tơ vận tốc tức thời . - Hiẻu được định nghĩa về chuyển động thẳng biến đổi đều, từ đó rút ra công thức tính 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 đều và trong chuyển động chậm dần đều . - Biết cách vẽ đồ thị biểu diễn vận tốc theo thời gian . Biết cách giải bài toán đơn giản có liên quan đến gia tốc . 2. kĩ Năng - Giải được một số bài toán đơn giản về chuyển động thẳng nhanh dần đều. - Biết cách viết biểu thức vận tốc từ đồ thị vận tốc – thời gian và ngược lại II/ Chuẩn bị 1. Giáo viên - Một hòn bi và một máng nghiêng dàI khoảng 1m -1 đồng hồ bấm giây 2. Học sinh Ôn lại bài học trước . III/ Tiến trình hoạt động dạy học cụ thể Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung - Thế nào là chuyển động thẳng đều? - Thả một hòn bi lăn trên máng nghiêng. Nó sẽ chuyển động nhanh dần. Muốn biết chi tiết hơn về chuyển động này ta nghiên cứu bài: chuyển động thẳng biến đổi đều I.vận tốc tức thời. Chuyển động thẳng biến đổi đều 1. Đô Lớn Của Vận Tốc Tức Thời - Một chiếc xe chuyển động không đều trên một đường thẳng. Muốn biết tại một điểm M trên quỹ đạo xe đang chuyển động nhanh hay chậm ta phải làm gì? - Ta tìm xem trong khoảng thời gian rất nhỏ, kể từ lúc ở M, xe di chuyển được một đoạn đường là bao nhiêu? - Thương số cho ta biết gì? - Hình 3.2 cho ta biết gì? - Trên xe máy đang chạy thì đồng hồ tốc độ ( tốc kế ) chỉ độ lớn của vận tốc tức thời của xe - Đọc câu hỏi C1 và trả lời? 2. Véctơ Vận Tốc Tức Thời - Tại mọi điểm trên quỹ đạo, vân tốc tức thời của vật có độ lớn, phương, chiều như thế nào? - Để đặc trưng cho chuyển động về sự nhanh hay chậm và về phương, chiều. Người ta dùng khái niệm nào? - hình 3.3 cho ta biết gì? - Đọc câu hỏi C2 và trả lời? 3. Chuyển Động Thẳng Biến Đổi Đều - Thế nào là chuyển động thẳng đều? - Chuyển động thẳng biến đổi đều là chuyển động như thế nào? - Quỹ đạo của chuyển động như thế nào? - Tốc độ của vật thay đổi như thế nào trong quá trình chuyển động? - Có thể phân chuyển động thẳng biến đổi đều thành các dạng chuyển động nào? Chú ý: khi nói vận tốc của một vật tại vị trí hoặc thời điểm nào đó. Đó chính là vận tốc tức thời II. CHUYểN Động thẳng nhanh dần đều 1. Gia Tốc Trong Chuyển Động Thẳng Nhanh Dần Đều a. Khái Niệm Gia Tốc - Tiến hành thí nghiệm với viên bi lăn trên máng nghiêng - Hãy tính vận tốc tức thời tại thời điểm viên bi lăn được 1s, 2s, 3s, - Có nhận xét gì về kết quả tính được? + Để mô tả tính chất nhanh hay chậm của chuyển động thẳng đều thì chúng ta dùng khái niệm vận tốc. Tuy nhiên, khi nghiên cứu các chuyển động thẳng biến đổi thì không dùng khái niệm vận tốc được vì khi đó vận tốc luôn thay đổi. - Chúng ta dùng khái niệm nào để biểu thị tính chất mới đó của chuyển động? - Gia tốc được tính bằng công thức nào? - Hãy tính tỉ số giữa độ tăng của vận tốc trong một khoảng thời gian bất kì tương ứng và rút ra nhận xét? - người ta đặt hệ số tỉ lệ trên bằng chữ a gọi là gia tốc. Vậy gia tốc có biểu thức như thế nào? - Gia tốc của chuyển động là gì? có đơn vị như thế nào? - Tổ chức các nhóm thảo luận, đưa ra định nghĩa. b)Véctơ Gia Tốc - Gia tốc là đại lượng véctơ hay đại lượng vô hướng? Vì sao? - Véctơ có chiều cùng chiều với vectơ nào? - Có kết luận gì về phương, chiều của véctơ trong chuyển động thẳng nhanh dần đều? - Từ kết quả thí nghiệm, có thể biểu diễn như thế nào? - Trong chuyển động thẳng đều thì gia tốc có độ lớn là bao nhiêu? vì sao? 2. Vận Tốc Của Chuyển Động Thẳng Nhanh Dần Đều a) khái Niệm Gia Tốc - Hãy xây dựng công thức vận tốc của chuyển động thẳng nhanh dần đều từ biểu thức tính gia tốc? Khi t0 = 0 - So sánh dấu của a và v - Trong biểu thức v = v0 + at yếu tố nào xem như hàm, yếu tố nào xem như biến? b) Đồ ThịVận Tốc - Thời Gian + Xác định yếu tố đã biết trong công thức v = v0 + at từ đồ thị đã cho. - Có thể xác định được yếu tố nào trong công thức trênthông qua các số liệu thu được trên đồ thị? - Đọc câu hỏi C3 và trả lời? 3.Công Thức Tính Quãng Đường Đi Được Của chuyển Động Thẳng nhanh Dần Đều - Nhắc lại công thức tính tốc độ trung bình của chuyển động? - Đặc điểm của tốc độ trong chuyển động thẳng nhanh dần đều? + Những đại lượng biến thiên đều thì giá trị trung bình của đại lượng đó bằng trung bình cộng của các giá trị đầu và cuối. - Viết công thức tính tốc độ trung bình của chuyển động thẳng nhanh dần đều? - Từ công thức tính tốc độ trung bình và công thức tính vận tốc của chuyển động thẳng nhanh dần đều, hãy xây dựng biểu thức tính đường đi trong chuyển động thẳng nhanh dần đều? + Trong công thức tính đường đi, tất cả các đại lượng tham gia vào các công thức đều là các đại lượng đại số. -Đọc câu hỏi C4, C5 và trảlời câu hỏi? 4. Công Thức Liên Hệ Giữa Gia Tốc, Vạân Tốc Và Quãng Đường ĐI Được Của Chuyển Động Thẳng Nhanh Dần Đều? Từ công thức Vtb = và s = v0t + at2 hãy tìm mối quan hệ giữa gia tốc, vận tốc và quãng đường đi được? 5.Phương Trình Chuyển Động Của Chuyển Động Thẳng Nhanh Dần Đều O A M X X0 x -Hãy xây dựng phương trình chuyển động thẳng nhanh dần đều? + Thay công thức đường đi của chuyển động thẳng nhanh dần đều vào phương trình chuyển động tổng quát cho các chuyển động. -Trong phương trình chuyển động, có thể chọn x0 và v0 như thế nào để phương trình trở nên đơn giản? - Đọc câu hỏi C6 và trả lời? III. CHUYểN Động thẳng chậm dần đều 1. Gia Tốc Của Chuyển Động thẳng Chậm dần đều a) Công thức tính gia tốc -Viết biểu thức tính gia tốc của chuyển động thẳng chậm dần đều? -Trong biểu thức đó a có dấu như thế nào? + Nếu chọn chiều của các véctơ vận tốc là chiều dương thì v < vo và < 0. Gia tốc a có giá trị âm, nghĩa là ngược dấu với vận tốc. b) Véctơ gia tốc VO -Gia tốc là đại lượng có hướng hay vô hướng? -Chiều của véctơ gia tốc có đặc điểm gì? 2.Vận Tốc Của Chuyển Động thẳng Chậm dần đều -Tương tự chuyển động thẳng nhanh dần đều vận tốc trong chuyển động thẳng chậm dần đều có biểu thức như thế nào? -Vận tốc và đồ thị vận tốc – thời gian trong chuyển động thẳng chậm dần đều có điểm gì giống và khác với chuyển động thẳng nhanh dần đều? 3. Công Thức Tính Quãng Đường Đi Được Và Phương Trình Chuyển Động Của Chuyển Động thẳng Chậm dần đều a) Công thức tính quãng đường đi được -Chứng minh tương tự chuyển động thẳng nhanh dần đều đường đi trong chuyển động thẳng chậm dần đều có biểu thức như thế nào? - Dấu của a như thế nào vo? -Có nhận xét gì về dấu của các đại lượng trong các công thức? b)Phương trình chuyển động Phương trình chuyển độn g như thế nào? Nhận thức vấn đề của bài toán -Từng cá nhân đọc SGK và trả lời câu hỏi của của GV - quãng đường rất nhỏ Cho ta biết tại M xe chuyển động nhanh hay chậm Vận tốc của xe - C1 = 0,1m - Không thay đổi - Khái niệm véctơ vận tốc tức thời - Phương và chiều xác định - C2: Vận tốc tức thời của ôtô con là 40km/h; Vận tốc tức thời của ôtô tải là 30km/h. Ô tô tải đi theo hướng tây đông - Có thể chia chuyển động thẳng biến đổi đều thành chuyển động thẳng nhanh dần đều và chuyển động thẳng chậm dần đều - Nghiên cứu khái niệm gia tốc trong chuyển động thẳng nhanh dần đều - Vận tốc tức thời tại các điểm khác nhau thì khác nhau và giá trị này tăng trong quá trình chuyển động - Dùng khái niệm gia tốc - = Nx: Nếu bỏ qua sai số thì tỉ số trên không đổi, tức là tỉ lệ a = - Thảo luận rút ra ĐN, đv: m/s2 - Thảo luận đánh giá tính có hướng của vận tốc. - Dùng kiến thức về tổng hợp hai lực cùng nằm trên một đường thẳng để xét chiều của véctơ từ đó suy ra chiều của vectơ - Sử dụng kiến thức về biểu diễn lực đã học ở lớp 8 biểu diễn véctơ - Từ biểu thức: a = khi t0 = 0 suy ra v = v0 + at -C3: V = 3 + 0,5t (m/s2) -Từng HS suy nghĩ và trả lời câu hỏi của GV - Từ ba công thức sau: + Vtb = + Vtb = + v = v0 + at Xây dựng được công thức: S = v0t + at2 C4 = 0,6m/s2; C5 = 0,3m Ta có công thức v2 – v02 = 2as - X = x0 + s Û X = x0 + v0t + at2 a = -Nếu chọn chiều của các véctơ vận tốc là chiều dương thì: a ngược dấu với vo. nghĩa là a có giá trị âm -cùng hướng và ngắn hơn , nên ngược chiều và v = v0 + at - S = v0t + at2 - a ngược dấu với v0 X = x0 + v0t + at2 I.vận tốc tức thời. Chuyển động thẳng biến đổi đều 1. Đô Lớn Của Vận Tốc Tức Thời v = 2.Véctơ vậnTốcTức Thời Véctơ vận tốc tức thời của một vật tại một điểm là một véctơ có gốc tại vật chuyển động, có hướng của chuyển động và có độ dài tỉ lệ vớt độ lớn của vận tốc tức thời theo một tỉ xích nào đó. 3. Chuyển Động Thẳng Biến Đổi Đều II. CHUYểN Động thẳng nhanh dần đều 1. Gia Tốc Trong Chuyển Động Thẳng Nhanh Dần Đều a. Khái Niệm Gia Tốc Gia tốc của chuyển động là đại lượng xác định bằng thương số giữa độ biến thiên vận tốc và khoảng thời gian vận tốc biến thiên a = - Đơn vị : m/s2 b)Véctơ Gia Tốc = = Khi vật chuyển động thẳng nhanh dần đều, véctơ gia tốc có gốc ở vật chuyển động, có phương và chiều trùng với phương và chiều của véctơ vận tốc và có độ dài tỉ lệ với độ lớn của gia tốc theo một tỉ xích nào đó. 2. Vận Tốc Của Chuyển Động Thẳng Nhanh Dần Đều v = v0 + at 3.Công Thức Tính Quãng Đường Đi Được Của chuyển Động Thẳng nhanh Dần Đều S = v0t + at2 4. Công Thức Liên Hệ Giữa Gia Tốc, Vạân Tốc Và Quãng Đường ĐI Được Của Chuyển Động Thẳng Nhanh Dần Đều? v2 – v02 = 2as 5.Phương Trình Chuyển Động Của Chuyển Động Thẳng Nhanh Dần Đều X = x0 + v0t + at2 III. CHUYểN Động thẳng chậm dần đều 1. Gia Tốc Của Chuyển Động thẳng Chậm dần đều Nếu chọn chiều của các véctơ vận tốc là chiều dương thì v < vo và < 0. Véctơ Gia tốc của chuyển động thẳng chậm dần đều ngược chiều với véctơ vận tốc. Chú ý: Gia tốc của chuyển động thẳng biến đổi đều là đại lượng không đổi 2.Vận Tốc Của Chuyển Động thẳng Chậm dần đều Tương tự v = v0 + at - Trong chuyển động thẳng nhanh dần đều: a cùng dấu với v0 -Trong chuyển động thẳng chậm dần đều: a ngược dấu với v0 3. Công Thức Tính Quãng Đường Đi Được Và Phương Trình Chuyển Động Của Chuyển Động thẳng Chậm dần đều Tương tự như chuyển động nhanh dần đều Chú ý: Khi sử dụng cần lưu ý về dấu đã nêu trên IV. CủNG Cố: Bài này chúng ta cần nắm được -Vận tốc tức thời, véctơ vận tốc tức thời và chuyển động thẳng biến đổi đều -Chuyển động thẳng nhanh dần và chậm dần -Cần chú ý về dấu của các đại lượng trong các công thức của hai dạng chuyển động nhanh dần và chậm dần V. HƯớng dẫn về nhà -Làm các bài tập ở cuối bàI và trong sách bài tập vật lý 10 -Đọc mục em có biết? ậ cuối bài.