Giáo án Vật lý 10 bài 5 đến 8

Bài 05 PHƯƠNG TRÌNH CHUYỂN ĐỘNG THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU I / Mục tiêu : - Hiểu rõ phương trình chuyển động là công thức biểu diễn tọa độ của một chất điểm theo thời gian. - Thiết lập phương trình chuyển động từ công thức vận tốc bằng phép tính đại số và nhờ đồ thị vận tốc. - Nắm vững được các công thức liên hệ giữa độ dời, vận tốc và gia tốc. - Hiểu rõ đồ thị phương trình chuyển động biến đổi đều là một đường parabol. - Áp dụng các công thức của tọa độ, củavận tốcđể giải các bài toán chuyển động của một chất điểm, của hai chất điểm chuyển động cùng chiều hoặc ngược chiều. II / Chuẩn bị : - Thước và bút chì để vẽ đồ thị III / Tổ chức hoạt động dạy học : 1 / Kiểm tra bài cũ : + Câu 1 : Đại lượng nào cho ta biết vận tốc biến đổi nhanh hay chậm ? + Câu 2 : Công thức tính độ lớn của đại lượng ấy ? + Câu 3 : Thế nào là một chuyển động thẳng biến đổi đều ? 2 / Nội dung bài giảng: Phần làm việc của Giáo Viên Phần ghi chép của học sinh 1) Phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều a) Thiết lập phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều GV : Ta xét một chất điểm M bắt đầu chuyển động thẳng biến đổi đều, giả sữ vào thời điểm t0 chất điểm tại vị trí A có toạ độ x0 và có vận tốc v0. Cho đến thời điểm t, chất điểm đến vị trí B có tọa độ x với vận tốc v. Em hãy cho biết gia tốc của chất điểm M ? HS : Gia tốc của chất điểm M là : GV : Từ công thức tính gia tốc, một em hãy biến đổi xem khi đó công thức tính vận tốc của chất điểm vào thời điểm t ? HS : Từ Þ v = v0 + at. (1) GV : Vì vận tốc là một hàm bậc nhất theo thời gian, khi chất điểm thực hiện độ dời Dx = x – x0 trong khoảng thời gian Dt = t - t0 , ta có thể coi chuyển động của chất điểm là thẳng đều với vận tốc bằng trung bình vận tốc ban đầu v0 và vận tốc cuối v, vậy ta có : x – x0 = .t (2) GV : Từ hai phương trình (1) và (2) , các em hãy biến đổi thành một phương trình tìm x ? HS : x – x0 = .t Þ x – x0 = .t Þ x – x0 = v0t + at2 Þ x = x0 + v0t + at2 GV : Phương trình trên được gọi là phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều. b) Đồ thị phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều GV : Từ phương trình x = x0 + v0t + at2 các em cho biết đồ thị phương trình này có dạng như thế nào ? HS : Đồ thị của phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều có dạng là một đường cong Parabol GV cần diễn giảng cho HS biết trong trường hợp v0 = 0 và a>0 hay a<0 thì độ thì có dạng như hình vẽ bên . 2) Công thức liên hệ giữa độ dời, vận tốc và gia tốc GV hướng dẫn cho Hs cách thiết lập công thức liên hệ giữa độ dời, vận tốc và gia tốc thứ nhất. Riêng cách thiết lập thứ học sinh tự biến đổi tham khảo. GV : Một em nào có thể viết lại công thức tính vận tốc và quãng đường của chuyển động thẳng biến đổi đều ? HS : GV : Từ (1) ta suy ra biểu thức tính t, rồi thế vào biểu thức (2) ta được công thức tính liên hệ giữa a,v và s. ( Yêu cầu học sinh thực hiện , sau đó mới hướng dẫn cho học sinh vừa theo dõi và viết vào ) GV : Trong chuyển động thẳng nhanh dần đều với vận tốc đầu bằng 0 ( v0 = 0 ) HS : Khi đó 2as = v2 Þ GV : Trong chuyển động thẳng chậm dần đều đi được một quãng đường s thì dừng lại , các em hãy tính s HS : Khi dừng lại nghĩa là v = 0 Þ 1) Phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều a) Thiết lập phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều - Tại thời điểm ban đầu t = 0, chất điểm có vận tốc v = v0 và tọa độ x = x0 - Tại thời điểm bất kỳ t , chất điểm có vận tốc v và tọa độ x - Ta có : v = v0 + at  - Vì vận tốc là một hàm bậc nhất theo thời gian, khi chất điểm thực hiện độ dời x - x0 trong khoảng thời gian t - t0 = t ta có thể coi chuyển động của chất điểm là thẳng đều với vận tốc bằng trung bình của vận tốc ban đầu v0 và vận tốc cuối v, vậy ta có : x - x0 = t ‚ - Từ  và ‚ , ta có phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều : x = x0 + v0t + at2 ƒ Công thức ƒ gọi là phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều b) Đồ thị phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều - Đường biểu diễn sự phụ thuộc của tọa độ theo thời gian là một đường parabol. Từ phương trình x = x0 + v0t + at2 Nếu v0 = 0 Þ x = x0 + at2 , khi đó ta có đồ thị biểu diễn x theo t có dạng : Trường hợp CD NDD a> 0 Trường hợp CD NDD a> 0 2) Công thức liên hệ giữa độ dời, vận tốc và gia tốc Xét chất điểm chuyển động thẳng biến đổi đều, khi đó ta có phương trình chuyển động thẳng bến đổi đều : x = x0 + v0t + at2 Û x - x0 = v0t + at2 Khi chất điểm chuyển động theo 1 chiều thì quãng đường “trùng” với độ dời : s = Dx = x – x0 = v0t + at2  Mặt khác ta có công thức vận tốc tức thời tại thời điểm t của chất điểm chuyển động thẳng biến đổi đều v = v0 + at Bình phương hai vế : v2 = (v0 + at)2 v2 = v02 + 2v0at + a2t2 v2 - v02 = 2v0at + a2t2 v2 - v02 = 2a(v0t + at2 ) ‚ Kết hợp ‚ và  ta có : v2 - = 2 as - Nếu v0 = 0 thì : v2 = 2 as và t = J Ngoài ra ta còn có thể chứng minh theo cách thứ hai như sau : - Ta có : v = v0 + at Þ t = ( 3 ) - Mặt khác : x = x0 + v0t + at2 ( 4 ) - Từ ( 3 ) và ( 4 ) , ta có : x = x0+v0 +a x = x0 + ( v2 - ) x - x0 = ( v2 - ) - Đặt : s = x - x0 s = ( v2 - ) v2 - = 2 as - Nếu v0 = 0 thì : v2 = 2 as và t = 3 / Cũng cố : a / Viết phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều ? b / Viết công thức liên hệ giữa độ dời, vận tốc và gia tốc ? 4 / Dặn dò : - Trả lời câu hỏi số 1 và số 2 trang 25. - Làm bài tập : 1 ; 2 ; 3 ; 4 Bài 06 SỰ RƠI TỰ DO CỦA MỘT VẬT I / Mục tiêu : - Hiểu được sự rơi tự do là sự rơi của các vật khi không có sức cản của không khí, có thể có hay không vận tốc ban đầu theo phương thẳng đứng. Hiểu được rằng khi rơi tự do thì mọi vật đều rơi như nhau, với cùng một gia tốc gọi là gia tốc rơi tự do. - Biết quan sát và nhận xét về hiện tượng rơi tự do của các vật khác nhau. Biết áp dụng kiến thức của bài học trước để khảo sát chuyển động của một vật rơi tự do. - Bước đầu có khái niệm về phương pháp thực nghiệm sử dụng trong nghiên cứu các hiện tượng vật lý. II / Chuẩn bị : - Một ống Newton. - Bộ dụng cụ chuyển động rơi tư do. - Giá đỡ và các phụ tùng. - Đồng hồ đo thời gian hiện số. III / Tổ chức hoạt động dạy học : 1 / Kiểm tra bài cũ : Câu 1 : Viết phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều ? Câu 2 : Viết công thức liên hệ giữa độ dời, vận tốc và gia tốc ? 2 / Nội dung bài giảng: Phần làm việc của Giáo Viên Phần ghi chép của học sinh 1) Rơi tự do là gì ? a) Thí nghiệm GV : Trong thực tế, để tìm một vật chuyển động thẳng biến đổi ta có rất nhiều thí dụ. Nhưng để tìm một vật chuyển động thẳng đều là trường hợp ít khi gặp. Một trong những trường hợp chuyển động thẳng biến đổi đều là sự rơi tự do của một vật. GV : Từ thời xa xưa con người đã có quan điểm “vật nặng bao giờ cũng rơi nhanh hơn vật nặng”. Để kiểm chứng điều này, các em hãy quan sát Thầy tiến hành thí nghiệm như sau GV lấy một tờ giấy đôi tập rồi cắt thành hai mảnh giấy bằng nhau GV : Đây là hai mảnh giấy mà Thầy đã cắt đôi từ một tờ giấy, ta có thể xem khôi lượng hai tờ giấy gần bằng nhau. Một mảnh giấy A Thầy để nguyên, còn mảnh giấy B Thầy cuốn vo tròn lại, bây giờ Thầb ắt đầu thả, các em hãy quan sát và cho biết mảnh nào rơi nhanh hơn ? GV bắt đầu thả rơi hai mảnh giấy A và B HS : Thưa thấy mảnh giấy B bị vo tròn lại rơi nhanh hơn mảnh giấy A để nguyên. GV : Như vậy các em có thể cho biết lời nhận định “vật nặng bao giờ cũng rơi nhanh hơn vật nặng” có đúng hay không ? HS : Thưa Thầy lời nhận định trên hoàn toàn không đúng ! GV : Theo em sự rơi nhanh hay chậm của các vật là do nguyên nhân nào ? HS : Sức cản của không khí là nguyên nhân gây cho vật rơi nhanh hay chậm khác nhau. GV : Để kiểm nghiệm vấn đền này các hãy xem Thầy tiến hành thí nghiệm như sau. GV lấy hai mảnh giấy, một mảnh giấy B và mảnh giấy C gấp đôi mảnh giấy B. mảnh giấy C để nguyên, nhưng mảnh giấy B thì lại vo tròn lại, sau đó tiến hành thả. GV : các em cho biết mảnh giấy nào rơi nhanh hơn HS : Mảnh giấy B GV : Mặt dù mảnh giấy C để nguyên có khôi lượng nặng hơn mảnh giấy B vo tròn lại như vẫn rơi nhanh hơn, điều đó chứng tỏ sự rơi nhanh hay chậm các sự vật là do sức cản của không khí. GV : Nhưng trong trường hợp không có sức cản của không khí thì các vật nặng nhẹ sẽ rời như thế nào ?! Để trả lời câu hỏi này, chúng ta tiến hành thí nghiệm như sau GV : Tiến hành thí nghiệm ống newton và yêu cầu HS rút ra kết luận HS : Khi không có sức cản của không khí, các vật có khối lượng và hình dạng khác nhau đều rơi như nhau. b) Kết luận : GV : Sự rơi của các vật trong ống Newton có môi trường chân không gọi là rơi tự do. Vậy rơi tự do là gì ? HS : Sự rơi của một vật khi không chịu sức cản của không khí gọi là rơi tự do. II/ KHẢO SÁT CHUYỂN ĐỘNG RƠI TỰ DO CỦA MỘT HÒN BI SẮT : 1) Thí nghiệm GV : Mô tả cách lắp đặt thí nghiệm trên ! GV : Khi ta thả hòn bi rơi thì thời gian rơi t được xác định bằng đồng hồ. Quãng đường vật rơi chính là AB. Khi đó gia tốc vật rơi được xác định bởi công thức : . Với gia tốc vật rơi tự do được kí hiệu g, nhưng xét về mặt bản chất cũng như g chính là a Em nào cho biết công thức tính gia tốc trên được suy luận từ công thức nào ? HS : Từ phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều : x = x0 + v0t + at2 với x0 = 0 m ; v0 = 0 (m/s) và a = g, x = h Þ h = at2 Þ GV : Tiến hành thí nghiệm ở cùng một vị trí địa lý trên Trái Đất ta nhận thấy g có giá trị như nhau và gần bằng 9,8 m/s2 . Như vậy các em có kết luận gì về g ? HS : Ở cùng một nơi trên Trái Đất, các vật rơi tự do với gia tốc g » 9,8 m/s2. c) Tính chất của vật rơi tự do GV : Từ những thí nghiệm trên các em cho biết Vật rơi tự do có chiều như thế nào ? ¥ O ¥ ¥ h ¥ Å x HS : Vật rơi tự do có chiều hướng thẳng đứng từ trên xuống GV : Vật rơi tự do có gia tốc g, điều đó cho chúng ta biết điều gì về dạng chuyển động của vật rơi tự ao ? HS : Chuyển động của vật rơi tự do là chuyển động thẳng nhanh dần đều. 3) Công thức vật rơi tự do Vì rơi tự do là một dạng chuyển động thẳng nhanh dần đều, cho nến ta áp dụng các công thức – phương trình của chuyển động thẳng nhanh dần đều .Ta khảo sát một vật rơi tự do như 1 vật đang chuyển động thẳng biến nhanh dần đều. GV : Thực hiện các bước khảo sát : Trục tọa độ Oy : Thẳng đứng có chiều dương hướng từ trên xuống Chọn : Gốc tọa độ O: Vị trí bắt đầu vật rơi. Gốc thời gian là lúc bắt đầu vật rơi(t0 = 0) Vì bắt đầu thả vật cho nên vật có vận tốc đầu bằng 0. Khi đó ta có : ( Nhấn mạnh cho HS biết : a = g, v0 = 0 ( vì chọn O tại vị trí bắt đầu vật rơi !) , quãng đường s chính là độ cao h ) Từ 3 công thức cơ bản Ta biến đổi : ( yêu cầu HS nhắc lại các công thức cơ bản ). Þ Þ Þ Þ 1) Rơi tự do là gì ? a) Thí nghiệm - Bên trong ống Newton có một cái lông chim và một viên sỏi. Hút hết không khí trong ống ra, dốc ngược ống cho thẳng đứng, ta thấy lông chim và viên sỏi rơi như nhau và cùng chạm đáy ống một lúc. - Vậy : khi không có sức cản của không khí, các vật có hình dạng và khối lượng khác nhau đều rơi như nhau. b) Định nghĩa sự rơi tự do Các vật rơi nhanh hay chậm không phải vì nặng nhẹ khác nhau mà do sức cản của không khí là nguyên nhân làm cho các vật rơi nhanh hay chậm khác nhau. Khi không có sức cản của không khí, các vật có hình dạng và khối lượng khác nhau đều rơi như nhau. ¥ Định nghĩa : Sự rơi của một vật khi không chịu sức cản của không khí gọi là sự rơi tư do. Chú ý : nếu sức cản của không khí “không đáng kể” thì vật rơi trong không khí có thể xem là vật rơi tự do. II / Khảo sát chuyển động rơi tự do của một hòn bi sắt : a / Thí nghiệm : - Tiến hành thí nghiệm như hình vẽ : - Thời gian bi rơi được hiển thị trên đồng hồ. - Quảng đường bi rơi được đo bởi khoảng cách AB. - Gia tốc rơi tự do được xác định bởi : g = b / Kết luận : Ở cùng một vĩ độ địa lý trên trái đất, các vật rơi tự do đều có cùng một gia tốc g . c) Tính chất của vật rơi tự do - Vật rơi tự do theo phương thẳng đứng và có chiều hướng từ trên xuống dưới. - Chuyển động của vật rơi tự do là một chuyển động nhanh dần đều. - Gia tốc vật rơi tự do a = g, g được gọi là gia tốc trọng trường . Gia tốc trọng trường khác nhau khi vị trí địa lý trên Trái Đất khác nhau. Gia tốc trọng trường g » 9,8 m/s2 . ¥ O ¥ ¥ h ¥ Å x 3) Công thức vật rơi tự do Chọn : - Trục tọa độ Oy : Thẳng đứng có chiều dương hướng từ trên xuống - Gốc tọa độ O: Vị trí bắt đầu vật rơi. - Gốc thời gian là lúc bắt đầu vật rơi(t0 = 0) Vì bắt đầu thả vật cho nên vật có vận tốc đầu bằng v0 = 0. Khi đó ta có : · Vận tốc vật rơi vào thời điểm t : · Độ cao vật rơi vào thời điểm t : Þ · Liên hệ giữa độ cao và vận tốc : Þ · Phương trình vật rơi tự do : y = y0 + v0t - gt2 3 / Cũng cố : a / Nêu thí nghiệm dùng ống Newton để khảo sát sự rơi của các vật ? b / Hãy viết công thức liên hệ giữa vận tốc ném lên theo phương thẳng đứng với độ cao đạt được ? 4 / Dặn dò : - Làm bài tập : 1 ; 2 ; 3 ; 4 {{{{{{{{{{ ] {{{{{{{{{{ Bài 07 BÀI TẬP VỀ CHUYỂN ĐỘNG BIẾN ĐỔI ĐỀU I / Mục tiêu : - Nắm vững được các công thức quan trọng nhất của chuyển động thẳng biến đổi đều và ứng dụng giải một số bài tập. - Hiểu được cách xây dựng quy luật về độ dời trong chuyển động thẳng biến đổi đều và có thể sử dụng được để xác định tính chất của chuyển động thẳng biến đổi đều. II / Chuẩn bị : - GV tiến hành chia nhóm để các em cùng nhau suy nghĩ về cách giải bài toán trước khi giáo viên tiến hành giải trên lớp. III / Tổ chức hoạt động dạy học : 1 / Kiểm tra bài cũ : + Câu 1 : Nêu thí nghiệm dùng ống Newton để khảo sát sự rơi của các vật ? + Câu 2 : Hãy viết công thức liên hệ giữa vận tốc ném lên theo phương thẳng đứng với độ cao đạt được ? 2 / Nội dung bài giảng: Phần làm việc của Giáo Viên Phần ghi chép của học sinh GV yêu cầu HS đọc thật kỷ đề bài, sau đó tóm tắt các đại lượng cần thiết ! Cũng cần yêu cầu HS đổi đơn vị các đại lượng sao cho thích hợp. GV : Để thực hiện bài toán trên ( Một trong những bài toán chuyển động thẳng biến đổi đều ) việt trước hết các em phải thực hiện như thế nào HS : Chọn Gốc tọa độ tại mặt đất O Chiều dương Oy hướng lên MTG : Lúc bắt đầu ném vật ( t = 0 ) GV hướng dẫn Hs vẽ hình như sau : a) Phương trình chuyển động của vật khi ném : GV hướng dẫn HS thực hiện từng bước : GV : Em cho biết phương trình chuyển động rơi tự do tổng quát có dạng như thế nào ? HS : y = y0 + v0t + at2 GV : Hãy thế giá trị các đại lượng vào phương trình. HS : y = y0 + v0t + at2 = 5 + 4t - 9,8t2 = 5 + 4t – 4,9t2 b) Vẽ đồ thị chuyển động ¥ Đồ thị tọa độ GV : Phương trình rơi tự do trên là hàm toán học bậc mấy ? Và có dạg đồ thị như thế nào ? HS : Đó là phương trình bậc II , đồ thị là một đường cong Parabol. GV : Để tiến hành đồ thị trên, chúng ta cùng nhau lập bảng giá trị như sau : Khi ta cho t = 0 các em hãy tính giá trị y HS : Thế vào phương trình ta có y = 5 m GV : Khi y = 0 các em hãy giải phương trình bậc hai trên ? HS : Phương trình trình trên có hai nghiệm : t = 1,5 s và t = ; và em chọn giá trị t = 1,5 t(s) 0 1,5 y(m) 5 0 GV : Khi vật đến độ cao cực đại, điểm biểu diễn tại vị trí này là đỉnh Parabol, các em cho Thầy biết công thức tìm giá trị t tại đỉnh Parabol ? HS : t = = = 0,41 (s) GV : Thế giá trị t = 0,41 (s) vào phương trình để tìm giá trị y HS : Ta có y = 5 + 4t – 4,9t2 = 5,82 m GV : Khi đó ta có bảng giá trị : t(s) 0 1,5 0,41 y(m) 5 0 5,82 GV hướng dẫn HS tiến hành vẻ đồ thị phương trình rơi tự do của một vật. ¥ Đồ thị vận tốc GV : Từ phương trình trên, các em cho biết phương trình vận tốc của vật ? HS : v = v0 + at = 4 + 9,8t GV : vật chuyển động lên thì vật chuyển động thẳng nhanh dần đều hay chậm dần đều ? HS : Vật chuyển động chậm dần đều GV : Khi đó vận tốc và gia tốc có dầu giá trị độ lớn như thế nào ? HS : Vận tốc và gia tốc có dầu giá trị độ lớn ngược nhau. GV : Trong trường hợp này gia tốc như thế nào ? HS : Gia tốc có giá trị âm vì vận tốc có giá trị dương : v = v0 + at = 4 - 9,8t GV : Để vẽ đồ thị vận tốc , tương tự ta cũng lập bảng giá trị. Các em cho giá trị t = 0 tìm vận tốc , sau đó cho v = 0 tìm giá trị t ? HS : Lập bảng giá trị : t(s) 0 0,4 v(m/s) 4 0 GV hướng dẫn Hs vẽ đồ thị vận tốc của vật rơi tự do. c) Chuyển động ném vật lên có hai giai đoạn GV : các em cho Thầy biết vật chuyển động qua mấy giai đoạn ? HS : Vật chuyển động có hai giai đoạn. GV hướng dẫn Hs trình bày 2 giai đoạn như cách trình bày bên. d) Vận tốc của vật khi chạm đất : GV : Khi vật rơi chạm đất, giá trị y và t bằng mấy ? HS : Khi đó y = 0 và t = 1,5 (s) GV : Thế vào phương trình vận tốc các em cho biết giá trị của vận tốc HS : v2 = 4 – 9,8t = 4 – 9,8.1,5 = - 10,6 m/s GV : Vận tốc có giá trị âm có nghĩa như thế nào ? HS : Vận tốc có giá trị âm cho biết vật chuyển động ngược chiều dương đã chon, nghĩa là vật rơi hướng xuống mặt đất. Khảo sát chuyển động của một vật ném theo phương thẳng đứng từ một độ cao đã cho. Đề bài : Từ độ cao 5 m, một vật nặng được ném theo phương thẳng đứng lên phía trên với vận tốc ban đầu 4 m/s. Chọn trục tọa độ Oy thẳng đứng hướng lên trên. Viết phương tình chuyển động của vật. Vẽ đồ thị tọa độ , đồ thị vận tốc của vật. Mô tả chuyển động , nói rõ chuyển động là nhanh dần đều hay chậm dần đều. Tính vận tốc của vật khi chạm đất. Bài giải : Gốc tọa độ tại mặt đất O Chọn Chiều dương Oy hướng lên MTG : Lúc bắt đầu ném vật ( t = 0 ) a) Phương trình chuyển động của vật khi ném : y = y0 + v0t + at2 = 5 + 4t - 9,8t2 = 5 + 4t – 4,9t2 b) Vẽ đồ thị chuyển động ¥ Đồ thị tọa độ Phương trình tọa độ của vật : y = 5 + 4t – 4,9t2 y = - 4,9t2 + 4t + 5 Bảng giá trị : t(s) 0 1,5 0,41 y(m) 5 0 5,82 Nghiệm đạt giá trị cực đại khi : t = = = 0,41 (s) ¥ Đồ thị vận tốc v = v0 + at = 4 – 9,8t t(s) 0 0,4 v(m/s) 4 0 c) Chuyển động ném vật lên có hai giai đoạn · Vật chuyển động từ độ cao 5m đến độ cao cực đại 5,82m Vận tốc hướng lên, có độ lớn giảm ( từ 4 m/s đến 0 m/s ) Vật chuyển động chậm dần đều trong khoảng thời gian từ 0 (s) đến 0,41 (s). · Vật chuyển động từ độ cao 5,82 xuống mặt đất Vận tốc hướng xuống, có độ lớn tăng ( từ 0 m/s đến ç4 – 9,8. 1,5ç = 10,6 m/s Vật chuyển động nhanh dần đều trong khoảng thời gian từ 0,41(s) đến 1,5 (s). ¯ trong cả hai giai đoạn gia tốc của vật là – 9,8 m/s2 . d) Vận tốc của vật khi chạm đất : v2 = 4 – 9,8t = 4 – 9,8.1,5 = - 10,6 m/s ( Dấu “- ” nghĩa là vận tốc hướng xuống ) 3 / Cũng cố : - Tìm quy luật về độ dời trong câu hỏi của bài 2 4 / Dặn dò : - Làm bài tập : 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 {{{{{{{{{{ ] {{{{{{{{{{ Bài 08 CHUYỂN ĐỘNG CONG I / Mục tiêu : - Hiểu được khái niệm vectơ độ dời, do đó thấy rõ vận tốc và gia tốc là những đại lượng vectơ. - Hiểu được các định nghĩa về vectơ vận tốc, vectơ gia tốc trong chuyển động cong. - Hiểu rõ rằng chuyển động thẳng là trường hợp riêng của chuyển động cong, các vectơ vận tốc và vectơ gia tốc trong chuyển động thẳng có những đặc điểm riêng. II / Chuẩn bị : - Thước, compa. III / Tổ chức hoạt động dạy học : 1 / Kiểm tra bài cũ : + Câu 1 : Em hãy cho biết công thức tính độ dời trong chuyển động thẳng ? + Câu 2 : Viết công thức tính vận tốc trong chuyển động thẳng ? + Câu 3 : Viết công thức tính gia tốc trong chuyển động thẳng ? 2 / Nội dung bài giảng: Phần làm việc của Giáo Viên Phần ghi chép của học sinh I / Xác định vị trí của chất điểm trên quỹ đạo cong : GV : các em cho iết để xác định vị trí của chất điểm M chuyển động thẳng, trong hệ trục toạ độ, người ta dùng mấy trục tọa độ ? HS : Người ta dùng 1 trục tọa độ Ox trùng với quỹ đạo thẳng GV : Ném ngang một vật ( viên phấn) và yêu cầu HS quan sát và cho biết quỹ đạo của vật ? HS : Quỹ đạo của vật là đường cong. GV : Để khảo sát chuyển động của vật, ta có thể dùng 1 trục tọa độ được không ? HS : Thưa Thầy không ! GV : Để khảo sát chuyển động cong của chất điểm M ta dùng hai trục Ox và Oy, đồng thời dùng vectơ gọi là vectơ tia để khảo sát chuyển động của M. Thật vậy, chúng ta nhận thấy, khi chất điểm M chuyển động thì vectơ tia cũng quay quanh gốc tọa độ O đồng thời nó có độ dài thay đổi. II / Vectơ độ dời : GV : Các em hãy cho biết về độ dời ? HS : Dx = x2 – x1 GV : Trình bày vectơ độ dời trong chuyển động cong : Xét chất điểm M chuyển động trên một quỹ đạo cong từ vị trí M1 đến M2 khi đó vị trí của M được xác định bởi vectơ tia . Ở vị trí M1 , vị trí chất điểm M được xác định bởi vectơ tia 1, ở vị trí M2 , vị trí chất điểm M được xác định bởi vectơ tia 2 , khi đó độ dời M được xác định như sau : D = = - D được gọi là vectơ độ dời của chất điểm M ( Song song với việc giảng giải về vectơ độ dời, GV nên nhắc lại cho HS về tổng và hiệu hai vectơ, để từ đó dễ dàng xác định phương và chiều vectơ độ dời ) III / Vectơ vận tốc : 1 / Vectơ vận tốc trung bình : GV : Gọi một HS lên viết công thức tính vận tốc trung bình ! HS : GV : Trình bày mối tương đồng giữa vận tốc trung bình trong chuyển động thẳng và chuyển động cong : Trong đó ; Thương số của vectơ và một số dương là một vectơ nên vận tốc trung bình trong chuyển động cong là một vectơ. = = ( Nếu cần GV có thể hỏi HS sự khác biệt độ dài giữa hai vectơ Dvà ) Ở đây GV cần nhắc cho HS biết về thương số hay tích số của một vectơ với một con số dương hay số âm để từ đó ð cùng phương cùng chiều với D ( Vẽ lên hình vẽ ) 2 / Vectơ vận tốc tức thời GV : Khi chất điểm chuyển động trong khoảng thời gian rất nhỏ, khi đó ta có vận tốc tức thời . GV : Khi thời gian Dt rất nhỏ, điều đó có nghĩa là D rất nhỏ, khi đó dây cung M1M2 “trùng” với cung M1M2 Þ D trùng với tiêp tuyến của quỹ đạo cong Þ Vận tốc tức thời trùng với tiếp tuyến của quỹ đạo cong. Từ hình vẽ trên đây các em cho biết điểm đặt của vectơ vận tốc tức thời trong chuyển động cong ? HS : Điểm đặt tại điểm M GV : Phương của vectơ vận tốc tức thời trong chuyển động cong ? HS : Phương trùng với tiếp tuyến quỹ đạo cong tại điểm ta đang xét. GV : Chiều của vectơ vận tốc tức thời trong chuyển động cong ? HS : Chiều là chiều chuyển động của chất điểm M tại điểm ta đang xét. GV : Độ lớn của vectơ vận tốc tức thời trong chuyển động cong ? HS : Độ lớn v = 3 / Vectơ vận tốc tức thời trong chuyển động thẳng : GV : Tương tự như vậy, trong trường hợp vật chuyển động cong khi đó ta sẽ có vectơ vận tốc của vật trong chuyển động thẳng : GV : Khi đó các em cho biết 4 yếu tố của vectơ trong chuyển động thẳng ? ( Gọi từng HS trình bày 4 yếu tố của trong chuyển động thẳng ) IV / Vectơ gia tốc : 1 / Vectơ gia tốc trung bình GV : Giả sử tong khoảng thời gian Dt, chất điểm M chuyển động từ vị trí M1 có vận tốc tức thời 1 đến vị trí M2 có vận tốc tức thời 2 . như hình vẽ đây. GV : Một em hãy lên xác định D với D = - là độ biến thiên vectơ vận tốc. HS : vẽ D trên hình. GV : các em hãy nhắc lại công thức gia tốc trong chuyển động thẳng ? HS : atb = = GV : Tương tự trong chuyển động cong ta cũng có : = = GV : Trong đó ; Thương số của vectơ và một số dương là một vectơ nên gia tốc trung bình trong chuyển động cong là một vectơ. ( Nếu cần GV có thể hỏi HS sự khác biệt độ dài giữa hai vectơ Dvà ) 2 / Vectơ gia tốc tức thời : GV : Nếu ta xét độ biến thiên vận tốc trong khoảng thời gia rất nhỏ thì công thức ( 1 ) cho ta gia tốc tức thời : = với Dt rất nhỏ 3 / Vectơ gia tốc trong chuyển động thẳng : Xét chất điểm chuyển động trên một đường thẳng từ vị trí M1 có vận tốc 1 đến vị trí M2 có vận tốc 2 trong khoảng thời gian Dt GV yêu cầu HS lên xác định D Tương tự như vậy hướng dẫn HS xác định ; Sau đó gọi từng em HS cho biết 4 yếu tố của vectơ gia tốc trong chuyển động thẳng. V) Bài tập vận dụng Bài giải : a) Gia tốc trung bình của chuyển động thẳng b) Vectơ gia tốc trung bình : GV : Gọi HS lên vẽ GV hướng dẫn HS về việcchọn chiều dương để từ đó giải thích ý nghĩa giá tri âm dương của gia tốc. · : có độ lớn 1,5 m/s · · Như vậy : Vectơ gia tốc trung bình có : Phương : Cùng với phương : Chiều : Hướng theo chiều âm Độ lớn : aTB = 0,75 m/s2 I / Xác định vị trí của chất điểm trên quỹ đạo cong : Vị trí của chất điểm M được xác định bằng vectơ tia kẻ từ điểm gốc O đến điểm M : * Lưu ý : nếu chất điểm M chuyển động trên một mặt phẳng thì vị trí của chất điểm M còn được xác định : = x + y Trong đó : + x và y là độ dài đại số hình chiếu của vectơ trên các trục ox và oy . + và là các vectơ đơn vị trên các trục ox và oy . II / Vectơ độ dời : Vectơ độ dời Dcủa chất điểm trong khoảng thời gian D t = t2 - t1 có hướng từ điểm M1 đến điểm M2 và có