Giáo án môn Vật lý 10 - Tiết 4: Chuyển động thẳng biến đổi đều

CHUYỂN ĐỘNG THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU Ngày soạn: 04/09/ Tiết:4 I / MỤC ĐÍCH YÊU CẦU: 1-Kiến thức : Viết được biểu thức định nghĩa và vẽ được vectơ biểu diễn của vận tốc tức thời; nêu được ý nghĩa của các đại lượng vật lí trong biểu thức. Nêu được định nghĩa của chuyển động thẳng biến đổi đều, nhanh dần đều, chậm dần đều. Viết phương trình vận tốc của chuyển động thẳng nhanh dần đều,chậm dần đều; nêu được ý nghĩa của các đại lượng vật lí trong phương trìnhđó và trình bày rõ được mối tương quan về dấu và chiều của vận tốc và gia tốc trong các chuyển động đó. Viết được công thức đường đi và phương trình chuyển động của CĐTNDĐ, CDĐ; nói đúng được dấu của các đại lượng trong các công thức và phương trình đó. Xây dựng được công thức tính gia tốc theo vận tốc và đường đi trong CĐTBĐĐ. 2-Kỹ năng : Biết lập phương trình CĐ của chuyển động thẳng đều . biết vẽ đồ thị tọa độ của CĐTĐ. Giải được các bài tập đơn giản về CĐTBĐĐ. 3-Thái độ, tình cảm: -Mọi chuyển động đều có quy luật, đó chính là phương trình chuyển động . II / CHUẨN BỊ CỦA THẦY VÀ TRÒ: - Chuẩn bị của thầy: - SGK , tài liệu tham khảo, SGV - Chuẩn bị (nếu có) máy A-tút hoặc bộ dụng cụ gồm: +Một máng nghiêng dài chừng 1m. +Một hòn bi đường kính khoảng 1cm, hoặc nhỏ hơn . +Môït đồng hồ bấm giây (hoặc đồng hồ hiện số). - Chuẩn bị của trò : - Ôn lai kiến thức về chuyển động thẳng đều,học thuộc bài cũ. IIITIẾN TRÌNH DẠY HỌC -1- Ổn định tổ chức: Kiểm tra sỉ số Hoạt động 1: (15 phút) Xây dựng các công thức CĐTNDĐ. Thời lượng Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Nôïi dung kiến thức 6 phút 9 phút -Nêu công thức tính vận tốc trung bình trong chuyển động thẳng? +Đối với chuyển động thẳng nhanh dần đều, vì độ lớn của vận tốc (tốc độ) tăng đều theo thời gian nên người ta đã chứng minh được công thức tính tốc độ trung bình sau đây: với v0 là tốùc độ đầu và vt là tốc độ cuối. +Tìm công thức đường đi phụ thuộc v0,a,t?Có nhận xét gì về công thức? +Hãy tính quãng đường mà thang máy đi được trong giây thứ nhất, kể từ lúc xuất phát ở câu C4 SGK? +Tìm công thức liên hệ giữa vân tốc, gia tốc và quãng đường không phụ thuộc đường đi? -Nếu có một chất điểm M xuất phát từ một điểm A có tọa độ x0 trên đường thẳng Ox, chuyển động thẳng nhanh dần đều với vận tốc v0 và với thời gia tốc a, thì tọa độ x của M ở thời điểm t được xác định như thế nào? -Gọi s là quãng đường đi được trong thời gian t. Tốc độ trung bình của chuyển động là: vtb = -Mặt khác, ta lại có : v = v0 + a.t +Từ các công thức trên, ta suy ra: Công thức này cho thấy quãng đường đi được trong chuyển động thẳng nhanh dần đều là hàm số bậc hai của thời gian. + Quãng đường mà thang máy đi được trong giây thứ nhất, kể từ lúc xuất phát là: = 0 +.0,6.12 = 0,3 (m) + Từ công thức (3) và (4), ta được: (5) Hình vẽ: O A M x S x0 x -Tọa độ x của M ở thời điểm t được xác định là: x = x0 + s hay: 3. Công thức tính quãng đường đi được của chuyển động thẳng nhanh dần đều: -Công thức tính quãng đường đi được của chuyển động thẳng nhanh dần đều: (4) 4.Công thức liên hệ giữa gia tốc và quãng đường đi được của chuyển động thẳng nhanh dần đều: Từ công thức (3) và (4), ta được: (5) 5. Phương trình chuyển động của chuyển động thẳng nhanh dần đều: (6) Hoạt động 2: Thí nghiệm tìm hiểu một chuyển động thẳng nhanh dần đều. Thời lượng Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Nôïi dung kiến thức 10 phút -Giới thiệu bộ dụng cụ, -Gợi ý chọn x0 = 0 và v0 =0.Xác định xem các đại lượng nào cần phải đo và định luật biến thiên nào cần phát hiện? -Tiến hành thí nghiệm. -Xây dựng phương án để xác định chuyển động của hòn bi lăn trên máng nghiêng có phải là chuyển động thẳng nhanh dần đều không? -Ghi lại kết quả thí nghiệm và rút ra nhận xét về chuyển động của hòn bi. Hoạt động 3: Xây dựng các công thức của chuyển động thẳng chậm dần đều. Thời lượng Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Nôïi dung kiến thức 12 phút - Chuyển động thẳng chậm dần đều vận tốc sau lớn hơn hay nhỏ hơn vận tốc trướt? Tìm công thức tính gia tốc trong trường hợp này?Chon một chiều là chiều dương. + Xác dịnh hướng của vectơ gia tốc trong chuyển động chậm dần đều?Biểu diễn trên hình vẽ? - Chuyển động thẳng chậm dần đều là chuyển động thẳng có độ lớn giảm dần hay tăng dần đều theo thời gian? -Em hãy xây dựng công thức tính vận tốc? - Vẽ đồ thị vận tốc – thời gian? - So sánh đồ thị vận tốc – thời gian của chuyển động thẳng nhanh dần đều và chuyển động thẳng chậm dần đều? -Xây dựng công thức đường đi và phương trình chuyển động? +Chú ý rằng, trong chuyển động thẳng chậm dần đều có lúc vật sẽ dừng lại ( v0 =0 ). Nếu gia tốc của vật vẫn được duy trì thì vật sẽ chuyển động nhanh dần đều về phía ngược lại. Ví dụ: bắn nhẹ một hòn bi lên một mặt phẳng nghiêng. -Nếu chọn chiều của các vận tốc là chiều dương thì v < v0 và v<0 gia tốc a có giá trị âm, nghĩa là ngược dấu với vận tốc. -Vì vectơ cùng hướng nhưng ngắn hơn vectơ , nên vectơ ngược chiều với các vectơ và. Vậy vectơ gia tốc trong chuyển động thẳng chậm dần đều ngược chiều với các vectơ vận tốc. -Chuyển động thẳng chậm dần đều là chuyển động thẳng có độ lớn vận tốc giảm dần đều theo thời gian. - Ta có thể viết công thức tính vận tốc dưới dạng tổng quát: v = v0 + a.t với a ngược dấu với v0. V(m/s) v0 O t(s) -Chứng minh tương tự như trong chuyển động thẳng nhanh dần đều, ta có công thức tính quãng đường đi được của chuyển động thẳng chậm dần đều: trong đó a ngược dấu với v0. -Phương trình chuyển động: III-CHUYỂN ĐỘNG THẲNG CHẬM DẦN ĐỀU: 1. Gia tốc của chuyển động thẳng chậm dần đều: a, Công thức tính gia tốc: b, Vectơ gia tốc: -Vectơ gia tốc trong chuyển động thẳng chậm dần đều ngược chiều với các vectơ vận tốc. 2. Vận tốc của chuyển động thẳng chậm dần đều: a, Công thức tính vận tốc: v = v0 + a.t (3’) với a ngược dấu với v0. b, Đồ thị vận tốc – thời gian: V(m/s) v0 O t(s) 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: (4’) b, Phương trình chuyển động: (6’) Chú ý: Trong công thức (4’) và (6’) a ngược dấu v0. Hoạt động 4: Vận dụng, củng cố. Thời lượng Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Nôïi dung kiến thức 6 phút -Em hãy giải bài toán: Một xe đạp đang đi thẳng với vận tốc 3m/s bỗng hãm phanh và đi chậm dần đều. Mỗi giây vận tốc giảm 0,1 m/s. a, Hãy tính vận tốc của xe sau khi hãm phanh được 10s? b, Tính quãng đường mà xe đi được từ lúc bắt đầu hãm phanh đến khi dừng hẳn? c, Dùng công thức (5) để kiểm tra lại kết quả thu được ở câu b? - Các em cần lưu ý khi giải bài tập dấu của x0,v0 và a trong các trường hợp chọn chiều dương khác nhau thì khác nhau. Giải: a, Sau khi hãm phanh được 10s thì vận tốc của xe đạp giảm một lượng là: 0,1.10 = 1 m/s. Với v0 =3 m/s; a = - 0,1 m/s2; t=10s thì vt = 2 m/s. Vậy, vận tốc của xe đạp sau 10 giây là: v = 3 – 1 = 2 m/s. b, Thời gian từ lúc xe bắt đầu hãm phanh đến khi dừng hẳn là: Quãng đường mà xe đi được từ lúc bắt đầu hãm phanh đến khi dừng hẳn là: = 3.30 - .0,1.302 = 45 (m) c, Từ công thức : Giải Chọ chiều dương là chiều chuyển động. Gốc thời gian lúc xe bắt đầu hãm phanh. a, Ta có gia tốc của xe: ( Dấu - cho biết vận tốc biến thiên giảm) Vậy, vận tốc của xe đạp sau 10 giây là: v = v0 + a.t = 3 – 0,1.10 = 2 m/s. b, Thời gian từ lúc xe bắt đầu hãm phanh đến khi dừng hẳn là: Quãng đường mà xe đi được từ lúc bắt đầu hãm phanh đến khi dừng hẳn là: = 3.30 - .0,1.302 =45m c, Từ công thức : Hoạt động 5 : Giao nhiệm vụ về nhà. Thời lượng Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh Nôïi dung kiến thức 2 phút - Về nhà trả lời câu hỏi 6,7,8 và giải các bài tập 11,12,13,14,15 sau bài học. -Ôân bài chuyển động thẳng biến đổi đều.Đọc phần “ Em có biết “ và bài tiếp theo. Ghi câu hỏi và bài tập về nhà. - Ghi những chuẩn bị bài sau. PHIẾU HỌC TẬP Câu 1: Chuyển động nào sau đây không phải là chuyển động thẳng biến đổi đều? Một viên bi lăn trên máng nghiêng. Một vật rơi từ trên cao xuống dưới đất. Một hòn đá được ném theo phương ngang. Một hòn đá được ném lên cao theo phương thẳng đứng. Câu 2: Phương trình nào sau đây là phương trình chuyển động của vật chuyển động thẳng chậm dần đều có vậnn tốc ban đầu và điểm xuất phát trùng với vật mốc? A. trái dấu). B. trái dấu). C. trái dấu). D. trái dấu). Câu 3: Khi ôtô đang chạy với vận tốc 12 m/s trên một đoạn đường thẳng thì người lái xe tăng tốc 15 m/s. chọn trục tọa độ trùng với quỹ đạo chuyển động của ôtô, chiều dương trùng với chiều chuyển động, mốc thời gian là lúc xe bắt đầu tăng tốc. Hãy tính: a, Gia tốc của ôtô. b, Vận tốc của ôtô sau 30s kể từ khi tăng tốc. c, Quãng đường ôtô đi được sau 30s kể từ khi tăng tốc. Đáp án: Câu 3: a, Theo cách chọn ở đề bài, ta có gia tốc của ô tô là: Thay số ta có : b, Vận tốc của ôtô sau 30s kể từ khi tăng tốc là: c, Quãng đường ôtô đi được sau 30s kể từ khi tăng tốc là: