Giáo án Vật lý phần Động học

Giáo án Vật lý phần Động học

Giáo án vật lý

phần Động học

Để nghiên cứu chuyển động cũng như xác

định vị trí của vật là việc vô cùng khó khăn

và phức tạp Vì vậy để đơn giản người ta

đưa ra mô hình chất điểm

Ví dụ: đoàn tàu hỏa chạy từ HCM ra Hà nội,

đoàn tàu được xem là chất điểm

Khi nào thì xe đạp được xem là chất điểm,

khi nào không được xem là chất điểm?

Với vật chuyển động tịnh tiến chỉ cần khảo

sát chuyển động của 1 điểm là đủ

Để xác định vị trí của một vật trong không

gian ta phải đối chiếu vị trí của nó với vị trí

của một vật chọn trước làm mốc gọi là hệ

qui chiếu (hệ tọa độ)

1 Đối tượng của cơ học:

Cơ học là một ngành của Vật lý học nghiêncứu chuyển động của các vật thể dưới tác dụngtương hỗ giữa chúng

Nhiệm vụ của cơ học là tìm các phương phápxác định vị trí của một vật ở một thời điểm bất kỳdựa trên việc nghiên cứu tác dụng tương hỗ củavật ấy với các vật khác

3 Chuyển động tịnh tiến:

Chuyển động tịnh tiến là chuyển động trong

đó một đoạn thẳng nối hai điểm bất kỳ của vậtchuyển động luôn luôn song song với chính nó.Trong chuyển động tịnh tiến, quỹ đạo của tất cảcác điểm trên vật đều giống nhau

4 Hệ tọa độ

Vật làm mốc: là vật được chọn trước để xácđịnh vị trí của một chất điểm trong không gian

Hệ tọa độ: là 1 hệ gắn với vật làm mốc, gồm

1 điểm gốc tọa độ và các trục tọa độ

- Nếu vật chuyển động trên đường thẳng thì

hệ qui chiếu là trục x’Ox:

O: gốc tọa độ X’Ox: trục tọa độ

X=OA: tọa độ điểm A

- Nếu vật chuyển động trong mặt phẳng thì hệtọa độ được chọn là trục Oxy: O: gốc tọa độ

Ox, Oy: trục tọa độ Ox vuông góc Oy Tọa độ điểm A: x=OP y=OQ

y

5 Tính tương đối của chuyển động

Tính chất chuyển động của vật (nhanh, chậm,đứng yên, cong, thẳng) sẽ khác nhau khi đặt vật

ấy trong các hệ tọa độ khác nhau, đó là tính tươngđối của chuyển động

Ví dụ: ngồi trên chiếc xe đang chuyển độngthì ta chuyển động so với mặt đất nhưng đứng yên

so với người tài xế

Bài 2: Chuyển động thẳng đều – Vận tốc

A YÊU CẦU:

- Định nghĩa chuyển động thẳng đều, nắm được các đặc trưng của vectơ vận tốc

- Phải lập được phương trình chuyển động và vẽ được đồ thị

B LÊN LỚP:

1 Ổn định :

2 Kiểm tra bài cũ :

3 Bài mới :

Một ôtô trong 10s đầu tiên đi được 200m,

10s tiếp theo đi được 200m nữa, và 20s

sau cùng đi được 400m Chuyển động của

ôtô là chuyển động thẳng biến đổi đều

Một ôtô trong 10s đi được quãng đường

200m và một xe đạp trong một phút đi

được quãng đường là 300m Xe nào

chuyển động nhanh hơn? Làm thế nào để

xác định được điều đó? Đại lượng vật lý

nào đặc trưng cho sự nhanh hay chậm của

xe?

Các chuyển động có thể khác nhau về sự

nhanh hay chậm và cũng có thể khác nhau

về hướng Vì vật vận tốc là đại lượng

vectơ

1 Định nghĩa

Chuyển động thẳng đều là chuyển độngcủa vật trên đường thẳng, trong đó vật điđược những quãng đường bằng nhau trongnhững khoảng thời gian bằng nhau bất kỳ

2 Vận tốc

Vận tốc của chuyển động thẳng đều làđại lượng vật lý đặc trưng cho sự nhanh haychậm của chuyển động, được đo bằng thương

số giữa quãng đường đi được và khoảng thờigian để đi hết quãng đường đó

v s

t



s: quãng đường vật đi được (m)

Vectơ vận tốc đặc trưng cho chuyển động về

sự nhanh chậm và về hướng của chuyển động

* Quy ước:

v > 0 nếu vectơ vận tốc cùng chiều chuyển

dương của hệ quy chiếu

v < 0 nếu vectơ vận tốc ngược chiều chuyển

dương của hệ quy chiếu

4 Ví dụ về vận tốc SGK

4 Củng cố :

5 Dặn dò :

Bài 3:Phương trình và đồ thị của chuyển động thẳng đều

A YÊU CẦU:

- Nắm được công thức đường đi

- Hiểu được các phương pháp xác định vị trí của vật

- Phải lập được phương trình chuyển động và vẽ được đồ thị

B LÊN LỚP:

1 Ổn định :

2 Kiểm tra bài cũ :

3 Bài mới :

Gọi HS hỏi công thức vận tốc?

Để khảo sát chuyển động của vật ta phải

xác định tọa độ của vật theo một hệ tọa

độ chọn trước

Giả sử vật 1 xuất phát tại M, chuyển

động thẳng đều với vận tốc v Chọn hệ

quy chiếu như hình vẽ:

sau khoảng thời gian t vật đến N Toạ độ

II Phương trình chuyển động thẳng đều

x = xo + v(t – to)Trong đó:

x0=OM: tọa độ ban đầu lúc t0 của vật

x = ON: tọa độ ở thời điểm t của vậtv: vận tốc của vật

Phương trình trên cho phép xác định tọa độ,

do đó xác định được vị trí của vật ở mọi thờiđiểm

vd: Nếu vật có vận tốc là 4m/s, chuyển độngcùng chiều dương, toạ độ ban đầu là 2m, t0 =0thì phương trình toạ độ: x = 2 + 4t (m;s) III Đồ thị của chuyển động thẳng đều

Phương trình toạ độ x = xo + v.t cho thấy xbiến thiên theo hàm bậc 1 với thời gian t x =f(t) nên đồ thị là một đường thẳng

- đồ thị hướng lên: chuyển động cùngchiều dương

- đồ thị hướng xuống: chuyển động ngượcchiều dương

- đồ thị đi qua gốc toạ độ: vị trí khởi hànhcủa vật trùng với gốc toạ độ

- đồ thị song song với trục Ot: vật đứngyên

- Hai đồ thị song song: 2 vật chuyển độngvới cùng vận tốc

Bài 4: Công thức cộng vận tốc

A YÊU CẦU:

- Hiểu được tính tương đối của chuyển động, vận dụng được công thức cộng vận tốc

- Giải được các bài tập trong SGK

- Rèn kỹ năng giải toán

B LÊN LỚP:

1 Ổn định :

2 Kiểm tra bài cũ :

3 Bài mới :

Giả sử hai vật 1, 2 cùng nằm trên đường

thẳng Nếu chọn gốc toạ độ tại vật 1 thì toạ

độ của vật 1 là x1 = 0, toạ độ của vật 2 là x2

= x1x2

Nếu chọn gốc toạ độ tại điểm O cách vật 1

một đoạn là Ox1 thì toạ độ của vật 1 là Ox1,

toạ độ của vật 2 là x2 = Ox1 + x1x2

Vậy toạ độ của vật đối với từng hệ quy

chiếu khác nhau thì khác nhau Đây chính là

tính tương đối của toạ độ Ta cũng có thể

nói vận tốc có tính tương đối vì vận tốc phụ

thuộc vào quãng đường vật đi được

1 Tính tương đối của tọa độ

Vậy tọa độ của vật phụ thuộc hệ tọa độ

đã chọn, ta nói rằng tọa độ có tính tươngđối

2 Tính tương đối của vận tốc

Vận tốc của cùng một vật đối vớinhững hệ tọa độ khác nhau thì khác nhau,nghĩa là vận tốc có tính tương đối

3 Công thức cộng vận tốc

Bài toán ví dụ:

Một chiếc thuyền đứng tại A trên bờnày của sông, nhắm hướng AB vuông gócvới bờ sông để chèo đến B Nhưng do dòngnước chảy nên thực tế thuyền chuyển độngtheo hướng AC và đến bờ bên kia tại C

Hướng dẫn:

Vận tốc của thuyền có 2 thành phần:bơi ngang và trôi theo dòng nước

12

v : vận tốc của thuyền đối với dòng nước

v23: vận tốc của dòng nước đối với bờ sông

v13: vận tốc của thuyền đối với bờ sông

12

23

v 

4 Củng cố :

5 Dặn dò : Bài tập 2 – 5 SGK

Chương 2:Chuyển Động Thẳng Biến Đổi Đều



§ 7 Vận tốc trung bình – Vận tốc tức thời

§ 10 Vận tốc trong chuyển động thẳng biến đổi đều

§ 11 Đường đi trong chuyển động thẳng biến đổi đều

§ 13 Phương trình đường của chuyển động biến đổi đều – Bài tập

§ 14 Liên hệ giữa gia tốc – vận tốc – đường đi

§ 15 Sự rơi tự do của các vật

§ 17 Kiểm tra 1 tiết

Bài 5 Vận tốc trung bình – vận tốc tức thời

Trong chuyển động biến đổi,

vận tốc của vật thay đổi liên

tục từ điểm này sang điểm

khác trên quỹ đạo, điều đó có

nghĩa là tại mỗi điểm trên

- Vận tốc trung bình là một đại lượng vectơ

- Vận tốc trung bình không cho phép xác định chính xác

3 2 1

t t t

s s s v

Vậy xe đạp hay ôtô thay đổi vận tốc lớn

hơn? Đại lượng vật lý nào đặc trưng cho

sự thay đổi đó của vận tốc?

Hướng dẫn hs vẽ a

- Chuyển động nhanh dần đều: a.v>0

- Chuyển động nhanh dần đều: a.v<0

1 Định nghĩa

Gọi v0 là vận tốc ban đầu của vật, sau

khoảng thời gian t vật đạt được vận tốc vt 

độ biến thiên vận tốc trong khoảng thời gian

t= t – t0 là   v v t v0

Độ biến thiên vận tốc trong một giây là:

Gia tốc là đại lượng vật lý đặc trưng cho

sự biến thiên nhanh hay chậm của vận tốc và

đo bằng thương số giữa độ biến thiên vận tốc

và khoảng thời gian xảy ra sự biến thiên ấy

Gia tốc là đại lượng vectơ

Ký hiệu: a

2 Vectơ gia tốc trong chuyển động thẳng

- a luôn cùng hướng với v

3 Gia tốc trong chuyển động thẳng biến đổi

a Chuyển động thẳng biến đổi đều làchuyển động thẳng trong đó vận tốc biếnthiên những lượng bằng nhau trong nhữngkhoảng thời gian bằng nhau bất kỳ

Nếu vận tốc tăng dần: chuyển độngnhanh dần đều

Nếu vận tốc giảm dần: chuyển độngchậm dần đều

b Trong chuyển động thẳng biến đổiđều, vectơ gia tốc không đổi về hướng và độlớn

Nếu v t v o=1m/s, t=1s thì a = 1m/s2 Mét trên giây bình phương là gia tốc củamột chuyển động có vận tốc biến thiên được 1m/s trong khoảng thời gian 1s

Ổn định:

Kiểm tra bài cũ:

Bài mới:

Trong chuyển động thẳng đổi giá trị của vận

tốc tại những điểm khác nhau thì khác nhau

Vậy để xác định vận tốc của vật tại một điểm ta

phải thiết lập công thức tính vận tốc tức thời

Trong công thức vt, vo, a có giá trị đại số,

dấu của chúng tùy thuộc vào hệ tọa độ đã

chọn

- Trong chuyển động thẳng đều đồ thị vận tốc

là đường thẳng song song với trục Ot

- đồ thị hướng lên: chuyển động nhanh dần

tO

S= v.t

v

tv

tO

v0 M

P

t

Nv

Khi

sử

dụng công thứ c đường đi của chuyển động

thẳng biến đổi đều chú ý dấu của các đại lượng,

dấu này phụ thuộc vào chiều dương của hệ quy

chiếu mà ta chọn

1 Đường đi và đồ thị vận tốc

a Trong chuyển động thẳng đều, đường

đi được tính bởi công thức:

khi vật chuyển động đường đi đặc trưng cho sự

thay đổi vị trí của vật trong khoảng thời gian t

Vậy vận tốc, gia tốc, đường đi trong chuyển

1 Công thức liên hệ a, v, sCông thức đường đi và công thức vậntốc:

2

1(1)2(2)

động thẳng biến đổi đều có liên hệ gì với nhau?

Khi sử dụng công thức liên hệ cần chú ý dấu

của các đại lượng

Từ (2) ta có:

a

v v

t t  o

Thay vào (1) và rút gọn ta được:

v t2 v o2 2as





Thí nghiệm với 2 tờ giấy

Tại sao vật nặng hơn lại rơi lâu hơn?

Vậy nguyên nhân của sự rơi nhanh hay chậm

có phải là do khối lượng của vật hay không?

Để cho các vật rơi như nhau thì cần phải loại

bỏ yếu tố nào?

Nếu trong môi trường loại bỏ đi sức cản của

không khí thì môi trường đó gọi là gì?

Khi các vật rơi như nhau, không phụ thuộc vào

môi trường ta gọi các vật rơi tự do

Nếu các vật nặng rơi trong không khí ta cũng

có thể nói vật đó rơi tự do

1 Sự rơi trong không khí:

Trong không khí các vật rơi nhanh,chậm khác nhau không phải do các vậtnặng nhẹ khác nhau mà do sức cản củakhông khí tác dụng vào vật khác nhau

3 Định luật rơi tự do

a Phương rơi: phương thẳng đứng

Sự rơi tự do của các vật tuân theo quy luật nào?

Khi vật được ném lên thẳng đứng với vận tốc

ban đầu vo nào đó thì vật chuyển động chậm

dần đều với cùng gia tốc g Sau khi dừng lại,

Gia tốc của sự rơi tự do được gọi làgia tốc trọng trường, ký hiệu: g

Vectơ gia tốc trọng lực g cóphương thẳng đứng, hướng xuống

Giá trị của g thay đổi theo độ cao,theo vĩ độ và sự phân bố bên dưới mặtđất nơi làm thí nghiệm Giá trị trungbình: g = 9,8 m/s2

d Công thức của sự rơi tự do:

Chọn trực tọa độ là quỹ đạo rơithẳng đứng, chiều dương hướng xuống,

Bài 11 Vận tốc và gia tốc trong chuyển động tròn đều

A YÊU CẦU:

- Học sinh nắm được đặc điểm của vận tốc trong chuyển động tròn đều Biết xác định hướng và

độ lớn của gia tốc hướng tâm trong chuyển động tròn đều

- Hiểu được các công thức vận tốc góc, gia tốc hướng tâm, chu kỳ, tần số và áp dụng giải cácbài tập

B LÊN LỚP:

1 Ổn định :

2 Kiểm tra bài cũ :

3 Bài mới:

1 Vận tốc và gia tốc trong chuyển động tròn đều

a Vận tốc trong chuyển động cong:

Trong chuyển động cong vectơ vận tốc tứcthời tại mỗi điểm trên quỹ đạo có phương trùngvới phương của tiếp tuyến với quỹ đạo tại điểmđó

b Chuyển động tròn đều:

- Chuyển động tròn đều là chuyển động theo một quỹ đạo hình tròn với vận tốc có độ lớn không đổi

- Vectơ vận tốc có phương luôn biến đổi

- Đường đi là một cung tròn có độ dài: s = v.t

c Gia tốc trong chuyển động tròn đều:

- gia tốc có phương bán kính và chiều hướngvào tâm quỹ đạo nên gọi là gia tốc hướng tâm

- Độ lớn:

2

ht

v a R



v 

v: vận tốc (m/s)R: bán kính quỹ đạo (m).

- Học sinh nắm được đặc điểm của vận tốc trong chuyển động tròn đều Biết xác định hướng và

độ lớn của gia tốc hướng tâm trong chuyển động tròn đều

- Hiểu được các công thức vận tốc góc, gia tốc hướng tâm, chu kỳ, tần số và áp dụng giải cácbài tập

số giữa góc quay của bán kính nối vật chuyển động với tâm quay và thời gian

b Chu kỳ quay:

Chu kỳ quay là khoảng thời gian mà vậtchuyển động đúng một vòng Ký hiệu là T, đơn vị là giây (s)

Chương 4: Các định luật về chuyển động

§ 21 Sự tương tác giữa các vật – Khái niệm lực

§ 22 Sự cân bằng lực

§ 23 Định luật 1 Newton – Quán tính

§ 24 Định luật 2 Newton – Đơn vị lực

§ 25 Định luật 3 Newton

§ 26 Khối lượng và khối lượng riêng

Bài 14:Sự tương tác giữa các vật – Khái niệm lực

chuyển động của vật rất phong phú và đa dạng:

thẳng đều, chuyển động thẳng biến đổi đều,

tròn đều… Vậy nguyên nhân nào làm cho các

vật chuyển động như vậy?

Một đầu máy xe lửa đang đứng yên thì bắt đầu

chuyển động, như vậy có nghĩa là đã có một

lực kéo do đầu máy tác dụng lên làm cho nó bị

thay đổi vận tốc, nghĩa là thu gia tốc

Khi 2 vật tương tác với nhau thì xuất hiện lực

Vậy lực chính là đại lượng đặc trưng cho tác

dụng của vật này lên vật khác

Khi có lực tác dụng lên vật thì có những thay

đổi gì ở vật?

1 Sự tương tác giữa các vật

a Khi một vật có gia tốc thì nhất định cónhững vật khác đã tác dụng vào nó và sựtác dụng ấy gây ra gia tốc cho vật

b Tác dụng giữa 2 vật bao giờ cũng làtác dụng tương hỗ

2 Khái niệm lực

a Định nghĩa : Lực là đại lượng vật lý đặc trưng cho tác dụng của vật này vào vật khác, kết quả là truyền gia tốc cho vật hoặc làm cho vật bị biến dạng Ký hiệu: F

b Lực là nguyên nhân gây ra gia tốccho vật

c. Lực là đại lượng vectơ : F

- Điểm đặt: tại vật đang xét

- Hướng: trùng với hướng của vectơ giatốc mà lực truyền cho vật

* Chú ý: Giá của lực là đường thẳng mangvectơ lực

4 Củng cố:

5 Dặn dò:

A YÊU CẦU:

- Học sinh nắm được vì sao một vật đứng yên? Vì sao một vật chuyển động thẳng đều? Nắmđược trạng thái cân bằng.

B LÊN LỚP:

1 Ổn định :

2 Kiểm tra bài cũ :

3 Bài mới:

Giới thiệu quan niệm sai lệch về trạng thái

đứng yên của Aristot và một số kết quả thực

ngiệm của Galilée và Newton để giải thích

trạng thái đứng yên

là sức hút của trái đất và lực căng của sợi dây

Trạng thái đứng yên và chuyển động thẳng đều

giống nhau ở đặc điểm nào?

Đứng yên hay chuyển động thẳng đều đều

không có gia tốc Như vậy phải chăng vật

chuyển động thẳng đều thì các lực tác dụng vào

Thực nghiệm cho thấy khi càng giảm bớt lực

ma sát thì chuyển động của viên bi càng gần

giống chuyển động thẳng đều Vậy giả sử

không còn lực ma sát tác dụng nữa thì viên bi

sẽ chuyển động thẳng đều và lúc đó viên bi chỉ

chịu tác dụng của 2 lực cân bằng nhau là lực

hút của trái đất và lực đỡ của mặt sàn

1 Vì sao một vật đứng yên?

Một quả cầu được treo bởi một sợidây, quả cầu đứng yên thì hai lực tácdụng vào quả cầu phải cân bằng nhau

2 Vì sao một vật chuyển động thẳng đều?

Vậy: Một vật chuyển động thẳngđều là vì các lực tác dụng lên nó cânbằng nhau

3 KẾT LUẬN CHUNG:

Một vật đứng yên hay chuyển độngthẳng đều là vì các lực tác dụng lên nócân bằng nhau

Đứng yên hay chuyển động thẳngđều được gọi là trạng thái cân bằng củavật

Lực không phải là nguyên nhânduy trì chuyển động

F của dây