Giáo án môn Vật lý 10 - Tiết 24: Bài toán về chuyển động ném ngang

Tiết: 24 BÀI TOÁN VỀ CHUYỂN ĐỘNG NÉM NGANG. I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - Diễn đạt được các khái niệm: phân tích chuyển động, chuyển động thành phần. - Viết được các phương trình của hai chuyển động thành phần của chuyển động ném ngang. - Nêu được một vài đặc điểm quan trọng nhất của chuyển động ném ngang. 2. Kĩ năng: - Biết chọn hệ toạ độ thích hợp nhất cho việc phân tích chuyển động ném ngang thành hai chuyển động thành phần. - Biết áp dụng định luật II Niu-tơn để lập các phương trình cho hai chuyển động thành phần của chuyển động ném ngang. - Biết cách tổng hợp hai chuyển động thành phần để được chuyển động của vật. - Vẽ được (một cách định tính) quỹ đạo parabol của một vật bị ném ngang. II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: - Thí nghiệm kiểm chứng Hình 15.3 SGK hoặc phim liên quan. 2. Học sinh: - Các công thức của chuyển động thẳng đều, chuyển động thẳng biến đổi đều và của sự rơi tự do. - Quan sát đường đi của dòng nước phụt ra khỏi vòi nước nằm ngang. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1 (05 phút): Nhận thức vấn đề bài học. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Chuyển động ném là chuyển động thường gặp: chuyển động của những gói hàng cứu trợ thả từ máy bay, viên đạn đại bác rời khỏi nòng súng, của quả tạ (lao) khi rời khỏi tay ® Làm thế nào để gói hàng rơi đúng nơi cần thả, đạn rơi đúng mục tiêu, quả tạ (lao) được ném xa nhất ... - Trong các chuyển động trên quỹ đạo chuyển động của vật có dạng? - Trong nội dung bài học chúng ta chỉ nghiên cứu chuyển động của một vật ném ngang: viên đạn đại bác rời khỏi nòng súng nằm ngang, gói hàng được thả từ máy bay. - Chúng ta đã nghiên cứu chuyển động thẳng đều, chuyển động thẳng biến đổi đều và sự rơi tự do ® làm thế nào để xác định được chuyển động của vật bị ném dựa trên những kiến thức đó? - Đường cong, phẳng Hoạt động 2 (10 phút): Nghiên cứu chuyển động thành phần của chuyển động ném ngang. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản GV giới thiệu phương pháp tọa độ. Trong phương pháp này thay vì nghiên cứu các dạng chuyển động phức tạp thì ta phân tích chúng thành các thành phần đơn giản để dễ nghiên cứu. Các bước tiến hành như sau: + Phương pháp tọa độ -chọn hệ tọa độ thích hợp, phân tích các chuyển động cần xét thành các chuyển động thành phần trên hệ tọa độ đó. - nghiên cứu các chuyển động thành phần. - phối hợp các lời giải riêng rẽ thành lời giải đầy đủ cho chuyển động thật + Áp dụng vào bài toán vừa nêu. Lưu ý bỏ qua sức cản của không khí. + khi vật rơi vật chịu tác dụng của lực nào? đây có phải là sự rơi tự do hay không? Với BT này thì ta chọn hệ tọa độ ntn? GV hướng dẫn: nên chọn hệ tọa độ sao cho khi chiếu, các chuyển động thành phần là 1 trong các chuyển động mà ta đã nghiên cứu. + Gv dùng h.vẽ để giải thích cho Hs - Gọi Mx và My lần lượt là hình chiếu của M trên hai trục Ox và Oy ® Khi M chuyển động thì Mx và My sẽ chuyển động ® Chuyển động của Mx và My có đặc điểm gì? (thuộc loại chuyển động nào đã biết?) + nghiên cứu chuyển động của Mx và My ta sẽ có cái nhìn đúng đắn về chuyển động của điểm M ® phép phân tích chuyển động và chuyển động của Mx và My gọi là các chuyển động thành phần. + vật chịu tác dụng của trọng lực. +đây không phải là chuyển động rơi tự do vì quỹ đạo là đường cong. + chọn hệ tọa độ Đề các vì khi phân tích sẽ được chuyển động theo phương ngang và chuyển động theo phương thẳng đứng. - Phân tích chuyển động của vật M thành hai chuyển động thành phần Mx, My trên hai trục Ox, Oy I. Khảo sát chuyển động ném ngang: + Phương pháp tọa độ -chọn hệ tọa độ thích hợp, phân tích các chuyển động cần xét thành các chuyển động thành phần trên hệ tọa độ đó. - nghiên cứu các chuyển động thành phần. - phối hợp các lời giải riêng rẽ thành lời giải đầy đủ cho chuyển động thật Bài toán: khảo sát chuyển động của một vật bị ném ngang từ một điểm O ở độ cao h so với mặt đất, vận tốc ban đầu vủa vật là vo. 0 x(m) y(m) 1. Chọn hệ toạ độ 2. Phân tích chuyển động ném ngang 0 x(m) y(m) Mx My M Mx: chuyển động thẳng đều My: chuyển động rơi tự do (chỉ chịu tác dụng của trọng lực) - Chuyển động của các hình chiếu Mx và My gọi là các chuyển động thành phần của vật M. Hoạt động 3 (10 phút): Xác định các chuyển động thành phần. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Muốn khảo sát các chuyển động thành phần thì làm cách nào? - yêu cầu Hs hoàn thành C1 SGK. HD: ban đầu truyền cho vật vận tốc ban đầu vo theo phương ngang,chiếu vectơ vận tốc lên các trục tọa độ. + khi áp dụng định luật II Newton phải chiếu trọng lực lên hai trục tọa độ. Chú ý đến hướng của vectơ P. Cho Hs thảo luận để đưa ra kết quả. + Gv theo dõi kết quả Hs và tổng kết lại. - Áp dụng định luật II Niu tơn dưới dạng hình chiếu Fx = max, Fy = may để tìm ax và ay, chiếu vectơ lên các trục toạ độ để tìm vox và voy để xác định tính chất của các chuyển động thành phần và viết các phương trình chuyển động cho mỗi chuyển động thành phần. - Hs thảo luận theo nhóm. + chuyển động của vật M gồm 2 thành phần: - chuyển động theo quán tính theo phương ngang với vận tốc ban đầu vo của Mx. - chuyển động theo phương thẳng đứng ( rơi tự do) của My + theo trục Ox: Fx = max = 0 ax= 0 vx = vox = vo ; x = vo.t + theo trục Oy: ay = g ; vy = voy + gt = gt 0 x(m) y(m) x y M 3. Xác định các chuyển động thành phần. a. Các phương trình của chuyển động thành phần theo trục Ox của Mx là: ax = 0 vx = v0 x = v0t a. Các phương trình của chuyển động thành phần theo trục Oy của My là: ay = g vy = gt Hoạt động 4 (15 phút): Xác định chuyển động của vật. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Nhiệm vụ của chúng ta là xác định chuyển động của vật: dạng quỹ đạo, thời gian rơi, tầm ném xa Chúng ta đã lập được các công thức của hai chuyển động thành phần. Bởi vậy, chúng ta phải kết hợp các công thức này theo cách nào để được các công thức của chuyển động của vật? - tìm công thức tầm ném xa; tìm công thức tính thời gian chuyển động. - Đối với chuyển động ném ngang thời gian rơi và thời gian rơi tự do có đặc điểm gì? phụ thuộc? - Tầm ném xa phụ thuộc? ® Vận dụng các kết quả thu được hãy trả lời các yêu cầu của C2 ® Cách làm ở đây là từ các phương trình chuyển động của mỗi chuyển động thành phần suy ra phương trình chuyển động của vật: tổng hợp chuyển động. - Các nhóm làm việc để viết phương trình quỹ đạo và nêu nhận xét - Làm việc theo nhóm và thảo luận kết quả thu được - Thời gian rơi và thời gian rơi tự là như nhau, chỉ phụ thuộc vào h và g. - Tầm ném xa: v0, h và g - C2: t = 4s; L = 80m; II. Xác định chuyển động của vật 1. Dạng quỹ đạo Vậy quỹ đạo của vật là một nửa đường parabol. 2. Thời gian chuyển động 3. Tầm ném xa Hoạt động 5 (5 phút): Thí nghiệm kiểm chứng. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản GV dựa vào SGK giới thiệu cho Hs về thí nghiệm kiểm chứng. Theo dõi bài giảng của GV III. Thí nghiệm kiểm chứng Hoạt động 6 ( phút): Giao nhiệm vụ về nhà. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Nêu câu hỏi và bài tập về nhà. - Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau. - Ghi câu hỏi và bt về nhà. - Ghi chuẩn bị cho bài sau. IV. RÚT KINH NGHIỆM