Giáo án Chương I - Nâng Cao

_ Nắm vững được các định nghĩa của chuyển động thẳng đều, thẳng biến đổi đều, từ đó có thể tìm được phương trình chuyển động là phương trình biểu diễn tọa độ theo thời gian và phương trì

Trang 1

Giáo án vật lý (nâng cao) Lớp 10 Lưu hành nội bộ.

PHẦN MỘT: CƠ HỌC

  

_ Hiểu được chuyển động là tương đối; độ dời, vận tốc và quỹ đạo cũng có tính tương đối.

_ Hiểu rõ các đại lượng đặc trưng cho chuyển động: các vectơ độ dời, vận tốc, gia tốc.

_ Nắm vững được các định nghĩa của chuyển động thẳng đều, thẳng biến đổi đều, từ đó có thể tìm được phương trình chuyển động là phương trình biểu diễn tọa độ theo thời gian và phương trình của vận tốc theo thời gian Biết cách ứng dụng các phương trình và các công thức liên quan giữa tọa độ, độ dời, vận tốc, gia tốc và thời gian trong những bài toán về chuyển động thẳng đều và thẳng biến đổi đều.

_ Hiểu rõ các đại lượng đặc trưng cho chuyển động tròn đều: tốc độ dài, tốc độ góc, chu kỳ, tần số và mối liên quan giữa chúng, vận dụng để giải một số bài toán đơn giản về chuyển động tròn đều.

_ Hiểu rõ vật chuyển động tròn đều bao giờ cũng có gia tốc Đó là gia tốc hướng theo bán kính vào tâm đường tròn.

_ Nắm được quy trình thực hiện một thí nghiệm đơn giản của vật lý; biết cách đo các đại lượng cơ bản là xác định tọa độ và thời điểm tương ứng của một vật chuyển động thẳng; bước đầu biết cách xử lý các kết quả đo lường bằng đồ thị và tính số.

BÀI 01: CHUYỂN ĐỘNG CƠ.

CHƯƠNG I: ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM.

Trang 2

_ Học sinh nắm vững cách xác định tọa độ và thời điểm tương ứng của một chất điểm trên hệ trục tọa độ.

* Về kỹ năng:

_ Biết cách chọn hệ quy chiếu và xác định được vị trí của một điểm trên quỹ đạo cong hoặc thẳng.

_ Chọn mốc thời gian Phân biệt được thời gian, thời điểm.

_ Phân biệt chuyển động cơ với chuyển động tịnh tiến, quỹ đạo chuyển động và đồ thị tọa độ của vật.

_ Học sinh vận dụng các kiến thức được học để giải các bài toán về hệ quy chiếu, đổi mốc thời gian.

II._ CHUẨN BỊ:

* Giáo viên: _ Một số thí dụ thực tế về cách xác định vị trí của một chất điểm nào đó (có thể vẽ phóng to hình 1.4 trong SGK).

_ Một số tranh ảnh minh họa cho chuyển động tương đối.

_ Một số loại đồng hồ đo thời gian.

* Học sinh: _ Xem lại những vấn đề đã được học ở lớp 8: thế nào là chuyển động? Thế nào là độ dài đại số của một đoạn thẳng.

_ Xem trước bài 01 từ trang 06 đến trang 09 trong SGK.

III TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC:

HOẠT ĐỘNG 1: (01 phút) Dẫn dắt học sinh vào bài.

Ở bậc THCS, các em đã được giới thiệu về chuyển động cũng như một vài tính chất quan trọng của một vật chuyển động Đây chỉ là những kiến thức sơ lược, định tính Chúng chỉ giúp cho các em hiểu về hiện tượng nhưng không thể khảo sát sâu hơn về mối quan hệ đinh lượng giữa các đại lượng vật lý đặc trưng cho chuyển động của vật Để giải quyết vấn đề trên, chúng ta vào bài học hôm nay.

13’ HOẠT ĐỘNG 2: Nhận biết chuyển

động cơ, vật mốc.

Tùy HS, có thể là:

_ Một chiếc xe đò đang chuyển

động.

_ Một quả bóng đang lăn trên sàn

nhà.

HS tiếp thu, ghi nhớ

Giáo viên yêu cầu HS nhắc lại khái niệmchuyển động cơ học (đã được học ở lớp 8) vànêu một vài thí dụ về chuyển động cơ học

Giáo viên chính xác hóa các khái niệm:

chuyển động cơ, vật mốc

I._ CHUYỂN ĐỘNG CƠ LÀ GÌ?

* Khái niệm: Chuyển động cơ là sự dời chỗ của vật theo thời gian so với vật mốc.

* Tính chất: Chuyển động cơ có tính tương đối.

GHI CHÚ: _ Vật mốc là vật được

“quy định” là đứng yên.

_ Để nghiên cứu chuyển động, trước hết cần chọn một vật làm vật mốc Thông thường ta lấy một vật gắn với Trái Đất làm vật

Trang 3

mốc Thí dụ: gốc cây, cột số bên đường,…

15’ HOẠT ĐỘNG 3: Tìm hiểu khái niệm

chất điểm và cách xác định vị trí của

một chất điểm, cách xác định thời

gian chuyển động.

_ Khi kích thước của vật rất nhỏ so

với phạm vi chuyển động của nó.

_ Là những đường mà chất điểm

vạch ra trong không gian trong quá

trình chuyển động.

=> có thể coi Trái Đất là một chất

điểm trong chuyển động trên quỹ đạo

quanh Mặt Trời.

HS nhận thức được vấn đề cần

nghiên cứu

_ Thời gian xe chạy là 2h

GV yêu cầu HS đọc SGK mục 2 để tìm hiểukhái niệm chất điểm, quỹ đạo và trả lời câuhỏi:

_ Khi nào vật được coi là một chất điểm?

_ Quỹ đạo chuyển động là gì?

Yêu cầu HS hoàn thành yêu cầu C1 củaSGK

Thông báo: Chất điểm là một khái niệm trừu

tượng, không có trong thực tế nhưng rất thuận tiện trong việc nghiên cứu chuyển động của các vật Trên quỹ đạo chuyển động, làm thế nào có thể xác định được vị trí của một chất điểm?

GV sử dụng hình 1.4 để hướng dẫn HS cáchxác định tọa độ điểm M trên trục tọa độ

_ Một chiếc xe xuất phát từ Hà Nội lúc 7h, đến Hải Phòng lúc 9h Hãy xác định thời gian

xe chạy.

Thông báo: Trong câu hỏi trên cần xác định

thời gian hay chính là xác định khoảng thời gian, do đó câu trả lời đúng là 2 giờ Trong đó, 7h được gọi là mốc thời gian, chính là thời điểm

xe bắt đầu đi và 9h là thời điểm mà xe đến Hải

II._ CHẤT ĐIỂM QUỸ ĐẠO CỦA CHẤT ĐIỂM:

* Chất điểm: là những vật có kích thước rất nhỏ so với chiều dài của các chuyển động của các vật đó Khi đó, ta coi vật chỉ như một điểm hình học và có khối lượng của vật.

* Quỹ đạo của chất điểm: là đường vạch ra trong không gian khi chất điểm chuyển động.

III._ XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ CỦA MỘT CHẤT ĐIỂM:

Để xác định vị trí của một chất điểm, người ta chọn một vật mốc, gắn vào đó một hệ tọa độ, vị trí của chất điểm được xác định bằng tọa độ của nó trong hệ tọa độ này.

IV._ XÁC ĐỊNH THỜI GIAN:

* Thời điểm: là một điểm thời gian Để xác định thời điểm, ta cần có một đồng hồ và chọn một gốc thời gian thích hợp.

* Thời gian: là sự chênh lệch

Trang 4

_ Dụng cụ đo thời gian là đồng hồ.

Đơn vị đo thời gian trong hệ SI là 1

giây (ký hiệu: 1(s)).

Phòng.

_ Dụng cụ đo thời gian là gì? Đơn vị đo thời gian chuẩn trong hệ đơn vị SI là gì?

GV chính xác hóa câu trả lời của HS

giữa hai thời điểm (∆t = t 2− t 1 ) Thời gian có thể được biểu diễn bằng một trục số, trên đó gốc thời gian t o được chọn ứng với một sự kiện bắt đầu xảy ra.

Đơn vị của thời gian trong hệ SI là giây (viết tắt là (s)) Ngoài ra còn sử dụng đơn vị phút (min); giờ (h).

GHI CHÚ: Thời gian không âm

15’ HOẠT ĐỘNG 4: Tìm hiểu khái niệm

hệ quy chiếu và chuyển động tịnh

tiến.

Cá nhân tiếp thu và ghi nhớ

Làm việc cá nhân

Cá nhân ghi nhớ và thống nhất câu

trả lời

Các điểm trên khung xe có quỹ đạo

là những đường thẳng song song với

mặt đường.

_ Có quỹ đạo là những vòng tròn.

_ Những vòng tròn này có độ dài

bằng nhau.

HS có thể không trả lời được hoặc

Thông báo: Một vật mốc gắn với một hệ tọa

độ và một gốc thời gian cùng với một đồng hồ hợp thành một hệ quy chiếu Tức là:

GV yêu cầu HS hoàn thành yêu cầu C3 trongSGK và đọc phần thông tin về phương trìnhchuyển động

GV dùng một xe lăn trên mặt bàn và cho HSquan sát quỹ đạo của các điểm bất kỳ trên

khung xe (Chú ý: mỗi HS có thể quan sát các

điểm khác nhau).

_ Hãy nhận xét về quỹ đạo của các điểm trên khung xe khi xe chuyển động trên đường thẳng?

_ Hãy quan sát hình vẽ ở C4 và cho biết quỹ đạo các điểm của khoang ngồi A khi đu quay hoạt động?

_ Chuyển động của khung xe ôtô được coi là một dạng của chuyển động tịnh tiến Vậy

V._ HỆ QUY CHIẾU:

Một vật mốc gắn với một hệ tọa độ và một gốc thời gian cùng với một đồng hồ hợp thành một hệ quy chiếu.

HỆ QUY CHIẾU HỆ TỌA ĐỘ GẮN VỚI VẬT MỐC

GỐC THỜI GIAN ĐỒNG HỒ

=

VI._ CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN:

Là chuyển động mà mọi điểm của vật có quỹ đạo giống hệt nhau, có thể chồng khít lên nhau được GHI CHÚ: _ Muốn khảo sát chuyển động tịnh tiến của một vật, ta chỉ cần xét chuyển động của một điểm bất kỳ của nó.

_ Quỹ đạo của một vật chuyển động tịnh tiến có thể là một đường cong, không nhất thiết là đường thẳng hay đường tròn.

Trang 5

trả lời “không” vì thông thường HS

nghĩ rằng cứ chuyển động tịnh tiến là

phải chuyển động thẳng

Cá nhân nêu ví dụ về chuyển động

tịnh tiến tròn:

_ Chuyển động của một điểm ở đầu

kim đồng hồ.

_ Chuyển động của một điểm ở đầu

cánh quạt khi quạt quay ổn định.

chuyển động của khoang ngồi trên đu quay có phải là chuyển động tịnh tiến không?

GV chính xác hóa câu trả lời của HS và giới

thiệu hai loại chuyển động tịnh tiến: Chuyển động tịnh tiến thẳng (là chuyển động của khung

xe ôtô) và chuyển động tịnh tiến tròn (là chuyển động của khoang ngồi của đu quay).

Nhấn mạnh: Khi vật chuyển động tịnh tiến,

mọi điểm trên nó có quỹ đạo giống hệt nhau, thậm chí có thể chồng khít lên nhau được Vì thế, khi khảo sát chuyển động tịnh tiến của một vật, ta chỉ cần xét chuyển động của một điểm bất kỳ trên nó.

Để hiểu rõ hơn về chuyển động tịnh tiến,

GV có thể cho HS nêu thêm thí dụ về chuyểnđộng tịnh tiến, đặc biệt là chuyển động tịnhtiến tròn

Thông báo: Quỹ đạo của một vật chuyển

động tịnh tiến có thể là một đường cong chứ không nhất thiết phải là thẳng hay tròn (GV có thể dùng hình ảnh trục của bánh xe lăn trên đoạn đường cong để minh họa).

HOẠT ĐỘNG 5: (01 phút) Dặn dò học sinh.

_ Học thuộc bài “Chuyển động cơ”.

_ Trả lời các câu hỏi và làm các bài tập trang 10 (SGK).

_ Xem trước Bài: “Vận tốc trong chuyển động thẳng Chuyển động thẳng đều” từ trang 11 đến trang 16 trong sách giáo khoa.

Trang 6

RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY.

BÀI 02: VẬN TỐC TRONG CHUYỂN ĐỘNG THẲNG CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU.

Trang 7

_ Học sinh hiểu rằng khi thay thế các vectơ độ dời, vectơ vận tốc trung bình, vectơ vận tốc tức thời (của chuyển động thẳng) bằng các giá trị đại số của chúng sẽ không làm mất đi đặc trưng vectơ của chúng.

_ Học sinh nêu được các đặc điểm của chuyển động thẳng đều như: tốc độ, phương trình chuyển động, đồ thị tọa độ, đồ thị vận tốc,…

* Về kỹ năng:

_ Học sinh nêu được ví dụ về chuyển động thẳng đều trong thực tế Nhận biết được chuyển động thẳng đều trong thực tế

_ Học sinh vận dụng linh hoạt các công thức trong các bài toán khác nhau.

_ Học sinh vẽ được đồ thị tọa độ, đồ thị vận tốc theo thời gian của chuyển động đều trong các bài toán.

_ Học sinh biết cách phân tích đồ thị để thu thập thông tin, xử lý thông tin về chuyển động Ví dụ như từ đồ thị có thể xác định được: vị trí và thời điểm xuất phát, thời gian đi,…

* Giáo viên: _ Một ống thủy tinh dài đựng nước với một bọt không khí.

_ Hình vẽ 2.2; 2.4; 2.6 phóng to (nếu có điều kiện).

_ Một số bài tập về chuyển động thẳng đều.

* Học sinh: _ Ôn lại kiến thức về chuyển động đều đã học ở chương trình vật lý lớp 8.

_ Ôn lại các kiến thức về hệ tọa độ, hệ quy chiếu.

_ Xem trước Bài 02 từ trang 11 đến trang 16 trong SGK.

HOẠT ĐỘNG 1: (05 phút) Kiểm tra bài cũ

1/._ Chuyển động thẳng là gì? Thế nào là chuyển động thẳng đều? Biểu thức tính vận tốc của chuyển động thẳng đều.

2/._ Một đại lượng như thế nào thì gọi là đại lượng vectơ? Nêu thí dụ về đại lượng vectơ.

Trang 8

Trong chương trình Vật Lý THCS, chúng ta đã được tìm hiểu sơ lược về chuyển động thẳng đều Tuy nhiên nếu chỉ dừng lại ở đó thì chưa đủ Xung quanh khái niệm chuyển động đều còn nhiều điều mà chúng ta chưa biết Bài học hôm nay sẽ giúp các em có cái nhìn chi tiết hơn về dạng chuyển động này.

13’ HOẠT ĐỘNG 3: Tìm hiểu khái

niệm vectơ độ dời Phân biệt khái

niệm độ dời và quãng đường đi

được.

_ Độ dời có hướng và độ lớn nên

gọi là đại lượng vectơ.

+ Giống nhau: đều là vectơ có

điểm đầu là vị trí của vật ở thời

điểm t 1 và điểm cuối là vị trí của

vật ở thời điểm t 2

+ Khác nhau: chỉ có trong

chuyển động thẳng, vectơ độ dời

nằm trên đường thẳng quỹ đạo.

_ Chỉ cần xác định giá trị đại số

của vectơ độ dời là biết độ lớn và

chiều của nó, còn phương thì đã

biết.

GV dùng hình vẽ 2.1để giới thiệu khái niệmvectơ độ dời

_ Tại sao nói độ dời là một đại lượng vectơ? Nêu sự giống và khác nhau giữa độ dời trong chuyển động cong và độ dời trong chuyển động thẳng?

GV thông báo: là đại lượng vectơ nên độ dời có giá trị đại số, trong chuyển động thẳng, giá trị này được xác định bằng biểu thức: ∆ x = x 2− x 1

Trong đó: x 1 , x 2 lần lượt là tọa độ của các điểm M 1 , M 2 trên trục Ox.

_ Giá trị đại số ∆ x của vectơ độ dời có nói lên đầy đủ các yếu tố của vectơ độ dời không?

GV nhận xét câu trả lời của HS, có thểdùng hình 2.2 để minh họa

I._ ĐỘ DỜI:

A._ Độ dời:

* Xét một chất điểm chuyển động theo một quỹ đạo bất kỳ Tại thời điểm t 1 chất điểm ở vị trí M 1 ; tại thời điểm t 2 chất điểm

ở vị trí M 2

* Vậy, trong khoảng thời gian ∆t = t 2− t 1

chất điểm đã dời vị trí từ M 1 đến M 2 Vectơ

B._ Độ dời trong chuyển động thẳng:

* Trong chuyển động thẳng, vectơ độ dời nằm trên đường thẳng quỹ đạo.

* Nếu chọn trục tọa độ Ox trùng với đường thẳng quỹ đạo thì vectơ độ dời có phương trùng với trục đó và có giá trị:

M M = ∆ =x x −x

uuuuuur uur uur uur

(1) Trong đó x 1 , x 2 là tọa độ của các điểm

M 1 , M 2 trên trục Ox.

* Trong chuyển động thẳng của một chất điểm, thay cho việc xét vectơ độ dời

Trang 9

_ Không Chỉ trong trường hợp

chất điểm chuyển động theo chiều

dương của trục tọa độ thì độ dời

mới trùng với quãng đường đi được.

GV thông báo kết quả

_ Độ lớn của độ dời có bằng quãng đường đi được của chất điểm không? Hãy dùng ví dụ ở hình 2.2 để minh họa cho câu trả lời.

Độ dời = Độ biến thiên tọa độ = Tọa độ lúc cuối - Tọa độ lúc đầu.

x = x - x∆ (2)

II._ ĐỘ DỜI VÀ QUÃNG ĐƯỜNG ĐI:

* Khi chất điểm chuyển động, quãng đường nó đi được có thể không trùng với độ dời của nó.

* Nếu chất điểm chuyển động theo một chiều và lấy chiều đó làm chiều dương của trục tọa độ thì độ dời trùng với quãng đường đi được trong chuyển động thẳng.

15’ HOẠT ĐỘNG 4: Xây dựng khái

niệm đầy đủ về vận tốc trung bình.

_ Liên quan đến đại lượng vận

Trong đó uuuuuurM M 1 2 là vectơ độ dời.

_ Vectơ vận tốc trung bình có

phương và chiều trùng với vectơ độ

Trong đó x 1 , x 2 là tọa độ của chất

điểm tại các thời điểm t 1 , t 2

_ Có thể biết được chất điểm

đang chuyển động cùng chiều hay

GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi C4

_ Hãy viết biểu thức tính vận tốc trung bình của một chất điểm?

_ Nếu xét chuyển động của một chất điểm trong khoảng thời gian từ thời điểm t 1

đến thời điểm t 2 thì vectơ vận tốc trung bình được viết như thế nào?

_ Có nhận xét gì về vectơ vận tốc trung bình?

GV thông báo kết quả cho HS: trong chuyển động thẳng, vectơ vận tốc trung bình có phương trùng với đường thẳng quỹ đạo.

_ Chọn trục tọa độ Ox trùng với đường thẳng quỹ đạo Hãy viết biểu thức tính giá trị đại số của vận tốc trung bình?

_ Khi xét chuyển động thẳng, nếu dựa

III._ VẬN TỐC TRUNG BÌNH: (vuurtb )

* Khái niệm: Vectơ vận tốc trung bình

tb

v

uur

của chất điểm trong khoảng thời gian

t 1 , t 2 bằng thương số của vectơ độ dời

(3) Vectơ vận tốc trung bình có phương và chiều trùng với vectơ độ dời M Muuuuuur1 2 .

* Tính chất: _ Trong chuyển động thẳng, vuurtb có phương trùng với đường thẳng quỹ đạo nên:

tb

x x x

Trang 10

ngược với chiều dương của trục tọa

độ đã chọn.

_ Nếu chất điểm giữ nguyên vận

tốc bằng vận tốc trung bình thì

trong khoảng thời gian ∆ t nó sẽ đi

được đoạn thẳng từ M 1 đến M 2

_ Nếu chất điểm chỉ chuyển động

theo chiều dương của trục tọa độ

thì vận tốc trung bình có độ lớn

bằng tốc độ trung bình của chất

điểm.

_ Biểu thức tốc độ trung bình:

Quãng đường đi được Tốc độ trung bình =

khoảng thời gian đi

vào giá trị đại số của vận tốc trung bình thì

ta có thể biết được điều gì?

Độ dời Vận tốc trung bình =

Thời gian thực hiện độ dời

_ Theo cách tính trên, hãy nêu ý nghĩa của khái niệm vận tốc trung bình của chất điểm?

_ Có thể đồng nhất khái niệm vận tốc trung bình ở trên có giống với tốc độ trung bình đã học ở cấp THCS không? Hãy viết lại biểu thức đó.

GV nhắc lại đơn vị của vận tốc

* Đơn vị: Nếu ∆x = 1(m); ∆t =1(s) thì

v tb = 1(m/s).

20’ HOẠT ĐỘNG 5: Tìm hiểu khái

niệm vận tốc tức thời.

Cá nhân đọc SGK, tìm hiểu khái

niệm vận tốc tức thời

_ Một xe ôtô chuyển động từ Hà Nội đến Hải Phòng với vận tốc trung bình 50(km/h).

Con số này có cho biết chính xác độ nhanh chậm của chuyển động tại một thời điểm nào đó trong quá trình chuyển động không?

GV giới thiệu khái niệm vận tốc tức thờivà dùng hình vẽ 2.5 để cho HS thấy đượccách xác định biểu thức tính vận tốc tứcthời

_ Viết biểu thức tính vận tốc tức thời?

IV._ VẬN TỐC TỨC THỜI: ( vr)

* Khái niệm: Xét vận tốc trung bình của một chất điểm chuyển động thẳng trong khoảng thời gian từ t đến t + ∆t tương ứng các vị trí M và M’.

Chọn ∆.t rất nhỏ (∆t ≈ 0) thì trong khoảng thời gian này chất điểm chỉ chuyển động theo một chiều và có:

Vậy, vectơ vận tốc tức thời vr tại thời

Trang 11

'

MM v

t

=

∆

uuuuurr

(khi ∆.t rất nhỏ) Trong đó uuuuuurM M 1 2 là vectơ độ dời.

_ Trong chuyển động thẳng, khi

∆t rất nhỏ thì vận tốc tức thời có độ

lớn bằng tốc độ tức thời.

GV thông báo: Nếu ký hiệu vận tốc tức thời là vr thì giá trị đại số của vận tốc tức thời của chuyển động thẳng được tính bằng biểu thức:

x v t

∆

=

_ Nếu xét trong khoảng thời gian ∆t rất nhỏ thì độ dời ∆x của chất điểm trong khoảng thời gian đó bằng quãng đường ∆s nó đi được Ta có:

_ Hãy nêu ý nghĩa của biểu thức trên.

GV dùng hình vẽ 2.6 để HS thấy đượcvai trò của việc xác định vận tốc trongcông tác dự báo thời tiết

điểm t là thương số của vectơ độ dời uuuuuurM M 1 2

và khoảng thời gian ∆t rất nhỏ (từ t đến t+∆ t) thực hiện độ dời đó

'

MM v t

=

∆

uuuuur r

(6) (khi ∆t rất nhỏ)

* Tính chất: _ Trong chuyển động thẳng, vr nằm trên đường thẳng quỹ đạo nên vận tốc tức thời v giá trị:

x v t

∆

=

∆ (7) (khi ∆t rất nhỏ) _ Vận tốc tức thời v tại thời điểm t đặc trưng cho chiều và độ nhanh, chậm tại thời điểm đó.

_ Do ∆.t rất nhỏ nên ∆s = ∆x Do đó, độ lớn của vận tốc tức thời luôn luôn bằng tốc độ tức thời.

x s v

t t

∆ ∆ (8) (khi ∆t rất nhỏ)

35’ HOẠT ĐỘNG 6: Viết phương trình

chuyển động thẳng đều Vẽ đồ thị

V._ CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU:

A._ Định nghĩa:

Trang 12

tọa độ, đồ thị vận tốc theo thời

gian.

HS thảo luận để thống nhất câu

trả lời:

_ Chuyển động thẳng đều là

chuyển động thẳng, trong đó chất

điểm thực hiện những độ dời bằng

nhau trong những khoảng thời gian

như nhau bất kỳ.

_ Vận tốc tức thời không đổi và

bằng giá trị của vận tốc trung bình.

HS có thể không trả lời được

HS dựa vào những kiến thức đã

học về đồ thị của hàm bậc nhất để

vẽ đường biểu diễn tọa độ theo thời

_ Hãy so sánh giá trị của vận tốc tức thời và vận tốc trung bình của chuyển động đều?

GV giới thiệu cách xây dựng phươngtrình chuyển động thẳng đều

=> xr =uur rx 0 +v(t t )− 0 (9) Công thức (8) là phương trình chuyển động của chất điểm chuyển động thẳng đều.

_ Nếu chọn gốc thời gian t 0 = 0 thì:

0

x=x +v.t

r uur r

(10) _ Nếu chọn thêm x 0 = 0 thì:

x=v.t s=

(11) Vậy tọa độ x của chất điểm chuyển động thẳng đều là một hàm bậc nhất theo thời gian.

VI._ ĐỒ THỊ:

A._ Đồ thị tọa độ:

Trong chuyển động thẳng của chất điểm, chọn trục tọa độ Ox trùng với đường thẳng quỹ đạo của vật thì (9) có giá trị:

x = x 0 + v.t Biểu diễn phương trình trên trong hệ trục tọa độ − thời gian thì:

Khi đó, độ dốc của đường thẳng là:

0

x x tan v

t

α = − = (12)

Trang 13

t

α = − =

_ Trong chuyển động thẳng đều,

vận tốc có giá trị bằng hệ số góc

của đường biểu diễn của tọa độ

theo thời gian.

_ Đồ thị vận tốc:

_ Hãy xác định hệ số góc của đồ thị và nhận xét về biểu thức thu được?

_ Dựa vào đặc điểm vận tốc của chuyển động thẳng đều, hãy vẽ đồ thị vận tốc của chuyển động này?

GV thông báo: Đồ thị vận tốc theo thời gian là một đường thẳng song song với trục thời gian Khi đó, độ dời ∆x được tính bằng diện tích hình chữ nhật có một cạnh bằng v 0

và một cạnh bằng t.

Vậy trong chuyển động thẳng đều, hệ số góc của đường biểu diễn tọa độ theo thời gian có giá trị bằng vận tốc.

_ Khi v > 0 => tan α > 0: đường biểu diễn đi lên phía trên.

_ Khi v < 0 => tan α < 0: đường biểu diễn đi xuống phía dưới.

B._ Đồ thị vận tốc:

Trong chuyển động thẳng đều, vận tốc không đổi theo thời gian nên đồ thị biểu diễn vận tốc trong hệ trục tọa độ vận tốc −

thời gian là một đường thẳng song song với trục thời gian Khi đó, độ dời (đường đi của chất điểm) được tính bằng diện tích hình chữ nhật có một cạnh bằng v và một cạnh bằng t.

_ Học thuộc bài: “Vận tốc trong chuyển động thẳng Chuyển động thẳng đều”

_ Trả lời các câu hỏi và làm các bài tập ở trang 16 và trang 17 (SGK).

_ Làm các bài tập từ 1.1 đến 1.7 trong sách bài tập vật lý nâng cao.

_ Xem trước Bài 03: “Khảo sát thực nghiệm chuyển động thẳng” từ trang 18 đến trang 20 trong sách giáo khoa.

Trang 14

  

BÀI 03: KHẢO SÁT THỰC NGHIỆM CHUYỂN ĐỘNG THẲNG.

Trang 15

I._ MỤC TIÊU:

* Về kiến thức:

_ Học sinh nắm được mục đích của việc khảo sát thực nghiệm chuyển động thẳng và những công việc cần làm trong khi khảo sát _ Học sinh biết cách đo vận tốc một cách gián tiếp thông qua tọa độ và thời gian.

* Về kỹ năng:

_ Học sinh biết cách sử dụng các dụng cụ đo.

_ Học sinh biết thu thập và xử lý kết quả đo đạc.

_ Học sinh biết vẽ đồ thị vận tốc theo thời gian và rút ra nhận xét từ đồ thị vẽ được.

* Giáo viên: _ Một số băng giấy trắng, một thước gỗ để vẽ đồ thị.

_ Bộ thí nghiệm cần rung.

_ Kiểm tra trước các dụng cụ thí nghiệm và tiến hành làm trước một số thí nghiệm để có sẵn một băng giấy (dùng để phân tích kết quả thí nghiệm).

* Học sinh: _ Giấy kẽ ô li, thước kẻ,…

1/._ Hãy nêu các yếu tố của vectơ độ dời Nếu chọn trục Ox trùng với quỹ đạo thẳng của chất điểm thì giá trị đại số của vectơ độ dời được xác định như thế nào?

2/._ Thế nào là chuyển động thẳng đều? Vận tốc trung bình và vận tốc tức thời trong chuyển động thẳng đều có đặc điểm gì? 3/._ Trong chuyển động thẳng, vectơ vận tốc tức thời có phương và chiều như thế nào?

Khi nghiên cứu các đại lượng vật lý, định luật vật lý,… có thể đi theo hai con đường: lý thuyết hoặc thực nghiệm Tuy nhiên, dù theo con đường nào thì kết quả cuối cùng phải là kiến thức đó được áp dụng đúng trong thực tế Trong các bài trước, ta đã biết: các tích chất của chuyển động có thể suy ra bằng đồ thị tọa độ hoặc đồ thị vận tốc theo thời gian hoặc bằng cách tính vận tốc của vật Hôm nay, chúng ta sẽ khảo sát thực nghiệm chuyển động thẳng của một xe lăn trên máng nghiêng.

03’ HOẠT ĐỘNG 3: Tìm hiểu các

dụng cụ đo.

Cá nhân quan sát bộ thí nghiệm

GV giới thiệu bộ thí nghiệm như hình3.1

I._ CÁC DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM:

_ Một xe lăn.

_ Một máng nghiêng.

Trang 16

và tìm hiểu tính năng, cơ chế hoạt

động của từng bộ phận

GV nhấn mạnh: Ở đầu cần rung có một bút mực Khi cần rung hoạt động thì trong 1(s) số vết mực bút đánh dấu trên băng giấy bằng số lần rung Thời gian giữa hai dấu mực liên tiếp trên băng giấy bằng 0,02(s).

_ Cuộn băng giấy luồn qua khe của bộ rung, một đầu gắn vào xe, một đầu thả lỏng.

_ Bộ rung dùng để xác định thời gian

15’

HOẠT ĐỘNG 4: Tiến hành thí

nghiệm Ghi chép, lập bảng số

liệu.

Tiến hành thí nghiệm theo nhóm

hoặc làm cùng GV

Thu thập kết quả thực nghiệm

HS lập bảng số liệu tương tự như

Bảng 1 (SGK) Tuy nhiên, thời gian

t là tùy thuộc vào kết quả thu được

GV có thể làm cùng HS hoặc hướng dẫncho HS làm thực nghiệm

Cần lưu ý trong quá trình làm thực nghiệm các vấn đề sau:

_ Kiểm tra mực ở đầu cần rung.

_ Băng giấy cần để phẳng, luồn vào khe của bộ rung.

_ Cho xe chạy không vận tốc ban đầu.

_ Bánh xe cần đặt đúng vào rãnh.

_ Độ dốc của máng nghiêng cần chọn cho hợp lý.

GV hướng dẫn HS lập bảng số liệu Tùybộ thí nghiệm, kết quả thí nghiệm mà chọnkhoảng thời gian bằng nhau hợp lý

II._ TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM:

Xác định tọa độ của xe tại các thời điểm cách đều nhau bằng cách: cho xe chạy và cho bộ rung hoạt động đồng thời Xe chạy kéo theo băng giấy và cứ sau 0,02(s) đầu bút ở bộ rung lại ghi một chấm nhỏ trên băng giấy Khoảng cách giữa hai chấm liên tiếp trên băng giấy là độ dời của xe sau những khoảng thời gian đều đặn bằng nhau 0,02(s).

III._ KẾT QUẢ ĐO:

Trong một lần thí nghiệm, ghi kết quả

đo được vào bảng 1.

Xác định tọa độ của xe sau những khoảng thời gian 0,1(s) của 5 khoảng liên tiếp của băng giấy.

20’ HOẠT ĐỘNG 5: Xử lý số liệu.

Từ Bảng 1, vẽ đồ thị tọa độ theo

IV._ XỬ LÝ KẾT QUẢ ĐO:

A._ Vẽ đồ thị tọa độ theo thời gian:

Từ kết quả thu được ở Bảng 1, tiến hành vẽ đồ thị tọa độ theo thời gian.

Do đồ thị là một đường cong nên chuyển động của xe trên máng nghiêng là

6 0,65 1,42 2,5 8 4,0

Trang 17

Giáo án vật lý (nâng cao) Lớp 10 Lưu hành nội bộ máng nghiêng

là không đều.

_ Vận tốc trung bình tăng dần,

chuyển động của xe là nhanh dần.

Cá nhân tính toán và rút ra nhận

xét về kết quả thu được

_ Đồ thị của vận tốc theo thời

gian gần đúng là một đường thẳng

xiên góc Như vậy, trong phạm vi

sai số cho phép, có thể coi vận tốc

tăng đều.

_ Tính vận tốc trung bình tương ứng với các khoảng thời gian bằng nhau bất kỳ, ta thu được bảng 2 Nhận xét kết quả tính được từ Bảng 2.

_ Tính vận tốc tức thời theo phương pháp tính số, biết rằng: khi (t 2 − t 1 ) đủ nhỏ thì vận tốc tức thời tại thời điểm t = (t 1 + t 2 )/2 có giá trị bằng vận tốc trung bình trong khoảng thời gian đó Khi đó, ta có giá trị gần đúng của vận tốc tức thời ở Bảng 3 ứng với các thời điểm khác là:

_ Vẽ đồ thị vận tốc tức thời theo thời gian Nhận xét kết quả.

không đều.

B._ Tính vận tốc trung bình trong các khoảng thời gian 0,1(s) liên tiếp từ t = 0: Dựa vào Bảng 1, ta tính các vận tốc trung bình trong các khoảng 0,1(s) liên tiếp và ghi vào Bảng 2.

Ta thấy: vận tốc trung bình của xe tăng dần, chuyển động của xe là nhanh dần C._ Tính vận tốc tức thời:

Trong thực nghiệm, vận tốc tức thời được tính theo phương pháp tính số: Khi

∆t = (t 2− t 1 ) đủ nhỏ thì vận tốc tức thời tại thời điểm t = (t 2 + t 1 )/2 có giá trị bằng vận tốc trung bình trong khoảng thời gian đó Khi đó, đồ thị của vận tốc theo thời gian gần đúng là một đường thẳng xiên góc Như vậy, trong phạm vi sai số cho phép, có thể coi vận tốc tăng đều.

V._ KẾT LUẬN CHUNG:

Biết được tọa độ của chất điểm tại mọi thời điểm là ta biết được vận tốc và các đặc trưng khác của chuyển động của vật.

_ Trả lời và làm các bài tập trang 20 (SGK).

_ Làm thêm các bài tập 19.1; 19.2; 19.4; 19.6 ở trang 23 (Sách bài tập).

_ Xem trước Bài 04: “Chuyển động thẳng biến đổi đều” từ trang 21 đến trang 23 trong sách giáo khoa.

Trang 18

  

BÀI 04: CHUYỂN ĐỘNG THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU

Trang 19

I._ MỤC TIÊU:

* Về kiến thức:

_ Học sinh nắm được khái niệm gia tốc, các đặc điểm của gia tốc trung bình, gia tốc tức thời trong chuyển động thẳng.

_ Học sinh phát biểu được định nghĩa chuyển động thẳng biến đổi đều và nêu ví dụ về dạng chuyển động này trong thực tế.

_ Học sinh rút ra được biểu thức tính vận tốc theo thời gian của chuyển động thẳng biến đổi đều Nêu được đặc điểm của vận tốc trong các trường hợp chuyển động nhanh dần đều, chuyển động chậm dần đều Vẽ được đồ thị vận tốc theo thời gian của các chuyển động trên.

_ Học sinh nêu được ý nghĩa của hệ số góc của đường biểu diễn vận tốc theo thời gian trong chuyển động thẳng biến đổi đều.

* Về kỹ năng:

_ Học sinh biết cách vẽ các loại đồ thị trong bài.

_ Học sinh biết cách giải các bài toán đơn giản có liên quan đến gia tốc và các bài toán về đồ thị.

* Giáo viên: _ Các hình 4.2; 4.3; 4.4 phóng to.

* Học sinh: _ Ôn lại các đặc trưng của chuyển động thẳng đều, đặc biệt là vận tốc và đồ thị vận tốc theo thời gian của chuyển

động thẳng đều.

Trong thí nghiệm về chuyển động thẳng của một vật, người ta ghi được vị trí của vật sau ngững khoảng thời gian 0,02(s) trên băng giấy (hình 3.4 trang 20 − SGK) Hãy sử dụng những kết quả đó để xét xem chuyển động này có phải là chuyển động nhanh dần không? Nếu đúng, hãy tính vận tốc trung bình của vật trong những khoảng thời gian 0,02(s) nói trên.

Trong bài trước, khi khảo sát thực nghiệm chuyển động thẳng của một chiếc xe lăn trên máng nghiêng thì chuyển động của xe không phải là chuyển động thẳng đều, mà chiếc xe lăn trên máng nghiêng với vận tốc tăng dần theo thời gian Một cách gần đúng, có thể coi chuyển động đó là chuyển động thẳng biến đổi đều Vậy chuyển động thẳng biến đổi đều có những đặc điểm gì? Có những dạng chuyển động nào trong đó? Câu trả lời chính là nội dung bài học hôm nay.

18’ HOẠT ĐỘNG 3: Tìm hiểu khái

niệm gia tốc trong chuyển động

thẳng. GV thông báo: Chuyển động của chiếc

I._ GIA TỐC TRONG CHUYỂN ĐỘNG THẲNG:

Là đại lượng vật lý đặc trưng cho độ

Trang 20

Cá nhân đọc SGK và trả lời yêu

uur

_ Có phương trùng với phương

của quỹ đạo Giá trị đại số:

_ Đơn vị gia tốc: 1(m/s 2 ).

xe lăn trên máng nghiêng có vận tốc thay đổi theo thời gian Hầu hết các chuyển động trong thực tế cũng có đặc điểm này.

Đại lượng vật lý đặc trưng cho độ biến đổi nhanh hay chậm của vận tốc gọi là gia tốc.

GV yêu cầu HS đọc mục 1.a trong SGKđể tìm hiểu cách xây dựng biểu thức tínhgia tốc trung bình

_ Hãy nêu các đặc điểm của vectơ gia tốc trung bình trong chuyển động thẳng?

GV dùng hình 4.2 để minh họa sự trùngphương của vectơ gia tốc trung bình vớiphương của quỹ đạo

(Cần chú ý cho HS phát biểu ý nghĩacủa đơn vị m/s2 Yêu cầu HS đọc một vàisố liệu về gia tốc trung bình để các em cóđược hình ảnh rõ nét hơn về đại lượng này)

biến đổi nhanh chậm của vận tốc.

A._ Gia tốc trung bình: ( auurtb )

* Khái niệm: Gọi vuur1 và vuur2 là các vectơ vận tốc của một chất điểm chuyển động trên đường thẳng tại các thời điểm t 1 và t 2

Do đó, trong khoảng thời gian ∆ t = t 2− t 1 , vectơ vận tốc của chất điểm đã biến đổi một lượng ∆ =uur uur uurv v 2 −v 1 Khi đó, vectơ gia tốc trung bình auurtb được đo bằng thương số giữa ∆uurv và ∆ t.

tb

v v v

uur

(13)

* Tính chất: _ Do ∆uurv có phương trùng với quỹ đạo chuyển động nên auurtb có cùng phương với quỹ đạo chuyển động (vì

+ Nếu v 2 < v 1 => ∆ v < 0 => a tb < 0 nên auurtb Z [ v ,vuur uur1 2 : chuyển động chậm dần.

* Đơn vị: Nếu ∆v = 1(m/s); ∆ t = 1(s) thì a tb = 1(m/s 2 ).

Trang 21

_ Vectơ gia tốc tức thời có cùng

phương với quỹ đạo thẳng của chất

điểm và có độ lớn:

v a

r

(∆ t rất nhỏ) Vectơ gia tốc tức thời đặc trưng cho độ nhanh chậm của sự biến đổi vectơ vận tốc của chất điểm.

_ Nhận xét về phương và độ lớn của vectơ gia tốc tức thời?

B._ Gia tốc tức thời: ( ar)

* Khái niệm: Nếu lấy ∆ t rất nhỏ thì thương số ∆ v chia cho ∆ t cho ta giá trị vectơ gia tốc tức thời.

v v v

r

(15) (∆ t rất nhỏ)

* Tính chất: _ Vectơ gia tốc tức thời ar

tại một thời điểm t trong khoảng từ t 1 → t 2

bằng vectơ gia tốc trung bình trong khoảng thời gian rất nhỏ ấy.

_ Vectơ gia tốc tức thời đặc trưng cho độ nhanh chậm của sự biến đổi vectơ vận tốc của chất điểm.

_ Trong chuyển động thẳng, ar luôn cùng phương với quỹ đạo thẳng của chất điểm và có độ lớn.

v v v

20’ HOẠT ĐỘNG 4: Tìm hiểu các đặc

điểm của chuyển động thẳng biến

HS hiểu hơn về chuyển động thẳng biếnđổi đều

II._ CHUYỂN ĐỘNG THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU:

A._ Thí dụ về vật chuyển động thẳng biến đổi đều:

Khảo sát chuyển động của xe nhỏ chạy trên máng nghiêng, đồ thị vận tốc tức thời của xe theo thời gian là một đường thẳng xiên góc và gia tốc trung bình trong bất kỳ khoảng thời gian nào cũng cùng một giá trị tức là gia tốc tức thời không đổi.

Trang 22

_ Chuyển động thẳng biến đổi

đều là chuyển động thẳng có vận

tốc tăng đều trong những khoảng

thời gian bằng nhau (là chuyển

động thẳng trong đó gia tốc tức thời

không đổi).

Cá nhân làm việc với SGK

_ Chọn thời điểm ban đầu t 0 = 0,

gia tốc a không đổi Ta có:

v v− =a.t

ur uur r

=> vur uur rt =v 0 +a.t

_ Trong chuyển động nhanh dần

đều, vận tốc có cùng dấu với gia

tốc; giá trị tuyệt đối của vận tốc

tăng dần theo thời gian.

_ Trong chuyển động chậm dần

đều, vận tốc khác dấu với gia tốc;

giá trị tuyệt đối của vận tốc giảm

dần theo thời gian.

_ Thế nào là chuyển động thẳng biến đổi đều? Nêu ví dụ về chuyển động thẳng biến đổi đều.

GV ghi nhận và rút ra định nghĩa

_ Sự biến đổi vận tốc trong chuyển động thẳng biến đổi đều tuân theo quy luật nào?

_ Từ biểu thức tính gia tốc trung bình, hãy viết biểu thức tính vận tốc trong chuyển động thẳng biến đổi đều?

_ Vận tốc trong chuyển động nhanh dần đều và chuyển động chậm dần đều có đặc điểm gì?

_ Hãy vẽ đồ thị vận tốc theo thời gian của hai loại chuyển động trên?

B._ Định nghĩa:

Chuyển động thẳng biến đổi đều là chuyển động thẳng trong đó gia tốc tức thời không đổi theo thời gian.

III._ SỰ BIẾN ĐỔI CỦA VẬN TỐC THEO THỜI GIAN:

* Gọi vuur0 , vurt là vận tốc của chất điểm tại thời điểm t 0 và t thì từ (13) ta có:

0

v v v

=> vurt Z Z ar: chuyển động là nhanh dần đều

_ Nếu tại thời điểm t mà v t < v 0 thì a < 0

=> vurt Z [ ar: chuyển động là chậm dần đều

* Đồ thị vận tốc theo thời gian: do v t là

1 hàm bậc nhất theo thời gian nên đồ thị

Trang 23

_ Trong chuyển động thẳng biến

đổi đều, hệ số góc của đường biểu

diễn vận tốc theo thời gian bằng gia

tốc của chuyển động.

_ Có nhận xét gì về hệ số góc của các đồ thị đó?

GV chính xác hóa câu trả lời của HS và

thông báo: Tính chất nhanh hay chậm dần của chuyển động phụ thuộc mối tương quan giữa dấu của vận tốc và gia tốc Không thể chỉ nhìn vào dấu của một trong hai đại lượng trên để đánh giá một chuyển động là nhanh dần đều hay chậm dần đều được.

của vận tốc trong hệ tọa độ vận tốc − thời gian là 1 đường thẳng xiên góc, cắt trục tung tại điểm v = v 0 Khi đó, hệ số góc của đường thẳng đó có giá trị:

_ Học thuộc bài “Chuyển động thẳng biến đổi đều”.

_ Trả lời các câu hỏi và làm các bài tập ở trang 24 (SGK).

_ Làm thêm các bài tập từ 1.8 đến 1.10 trong sách bài tập vật lý nâng cao.

_ Xem trước Bài 05: “Phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều” từ trang 25 đến trang 27 trong sách giáo khoa.

Trang 24

Trang 25

Giáo án vật lý (nâng cao) Lớp 10 Lưu hành nội bộ _ Học sinh biết cách thiết lập và hiểu rõ được phương trình của chuyển động thẳng biến đổi đều, công thức liên hệ giữa độ dời, vận tốc và gia tốc.

_ Học sinh nắm được các đặc điểm về đồ thị tọa độ theo thời gian của chuyển động thẳng biến đổi đều, áp dụng trong các trường hợp cụ thể: không vận tốc ban đầu; có vận tốc ban đầu; gia tốc dương; gia tốc âm,…

_ Học sinh biết cách tính độ dời trong chuyển động thẳng biến đổi đều bằng đồ thị vận tốc theo thời gian.

* Về kỹ năng:

_ Học sinh biết vận dụng phương trình của chuyển động thẳng biến đổi đều và công thức liên hệ giữa độ dời, vận tốc và gia tốc để giải các bài tập có liên quan.

_ Học sinh biết dựa vào đồ thị tọa độ theo thời gian và đồ thị vận tốc theo thời gian để xác định loại chuyển động; từ đó thực hiện các tính toán cần thiết trong bài toán về sự chuyển động của một chất điểm hoặc hai chất điểm.

* Giáo viên: _ Một số bài tập có liên quan đến kiến thức.

* Học sinh: _ Ôn lại các công thức của chuyển động thẳng biến đổi đều.

1/._ Gia tốc trong chuyển động thẳng biến đổi đều có đặc điểm gì?

2/._ Viết công thức liên hệ giữa vận tốc và gia tốc trong chuyển động thẳng biến đổi đều.

3/._ Giải thích tại sao khi vận tốc và gia tốc cùng dấu thì chất điểm chuyển động nhanh dần lên; khi chúng ngược dấu nhau thì chất điểm chuyển động chậm dần đi.

Đặt vấn đề: Trong chuyển động thẳng biến đổi đều, vận tốc không phải là hằng số mà nó tăng hoặc giảm liên tục Vậy các phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều được viết như thế nào?

13’ HOẠT ĐỘNG 3: Thiết lập phương

trình chuyển động thẳng biến đổi

đều.

Các nhóm HS thực hiện yêu cầu Hướng dẫn cho HS thiết lập phương trình

chuyển động thẳng biến đổi đều như SGK

Chú ý: Vì vận tốc là một hàm bậc nhất

I._ PHƯƠNG TRÌNH CHUYỂN ĐỘNG THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU:

A._ Thiết lập phương trình:

* Giả sử khi t 0 = 0, chất điểm có tọa độ

Trang 26

Cá nhân tiếp thu và ghi nhớ.

+ PT chuyển động:

2 0

tb

v v v

2

+

=

ur uuruur

(Cũng có thể lấy một vài con số cụ thểhoặc dùng đồ thị để chứng minh rằng: khichất điểm thực hiện được độ dời trong thờigian ∆t = t − t0 thì độ dời này bằng độ dờicủa chất điểm chuyển động thẳng đều vớivận tốc bằng t 0

tb

v v v

2

+

=

ur uuruur

).

_ Các em hãy viết công thức tính độ dời và phương trình chuyển động của chất điểm chuyển động thẳng biến đổi đều (ở dạng vectơ).

_ Các em viết phương trình chuyển động của chất điểm trong trường hợp vật chuyển động thẳng nhanh dần đều không vận tốc ban đầu.

_ Nếu chất điểm chỉ chuyển động theo chiều dương thì quãng đường s được tính bởi công thức nào?

Cho HS trả lời câu hỏi C1 trong SGK

điểm có tọa độ xr và vận tốc vuur0 Khí đó: _ Công thức vận tốc: vur uur rt =v 0 +a.t

_ Độ dời uuuuur uur r uurM M 0 = ∆ = −x x x 0 trong khoảng thời gian t chính bằng trung bình cộng của vận tốc đầu vuur0 và vận tốc cuối vurt nên:

* Chọn chiều dương của quỹ đạo chuyển động trùng với chiều của vectơ vận tốc thì (21) trở thành:

a 0 : chuyển động nhanh dần đều.

a 0 : chuyển động chậm dần đều.

>

<

07’ HOẠT ĐỘNG 4: Vẽ đồ thị tọa độ

của chuyển động thẳng biến đổi

đều.

B._ Đồ thị tọa độ của chuyển động thẳng biến đổi đều:

Do tọa độ là 1 hàm bậc hai của thời gian t nên đường biểu diễn sự phụ thuộc

Trang 27

Giáo án vật lý (nâng cao) Lớp 10 Lưu hành nội bộ thời gian t nên đường biểu diễn tọa

độ theo thời gian là một phần của

đường parabol.

_ Đường cong đó phụ thuộc vào

vận tốc ban đầu v 0 và gia tốc a.

là biến số của hàm x thì x và t có mối quan hệ như thế nào? Từ đó, hãy cho biết dạng của đồ thị tọa độ theo thời gian của chuyển động thẳng nhanh dần đều?

_ Đường cong biểu diễn sự phụ thuộc của tọa độ vào thời gian phụ thuộc vào những yếu tố nào?

Giới thiệu cho HS hai dạng đồ thị tọa độ

− thời gian trong hai trường hợp đơn giản:

v 0 = 0 và a > 0 v 0 = 0 và a < 0

của tọa độ theo thời gian trong hệ trục tọa độ − thời gian là một phần của đường Parabol (với t > 0) tùy thuộc các giá trị của

a 0 : chuyển động nhanh dần đều.

a 0 : chuyển động chậm dần đều.

>

<

08’ HOẠT ĐỘNG 5: Tìm hiểu cách

tính độ dời trong chuyển động

thẳng biến đổi đều bằng đồ thị vận

tốc − thời gian.

Cá nhân làm việc độc lập và

trao đổi trong nhóm

Yêu cầu HS đọc mục 1.c trong SGK đểthu thập thông tin và thấy được tính chínhxác của phương trình chuyển động thẳngbiến đổi đều

II._ CÁCH TÍNH ĐỘ DỜI TRONG CHUYỂN ĐỘNG THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU BẰNG ĐỒ THỊ VẬN TỐC THEO THỜI GIAN:

* Trong chuyển động thẳng đều, độ dời

_ Đường thẳng song song trục thời gian _ Đường thẳng song song trục vận tốc, cắt trục thời gian tại thời điểm t.

* Như vậy, trong chuyển động thẳng biến đổi đều, độ dời ∆uurx cũng là diện tích

Trang 28

0 0

GV gọi một HS lên bảng tìm diện tíchhình thang vuông của đồ thị

hình thang vuông giới hạn bởi:

_ Đường thẳng xiên góc biểu diễn công thức vận tốc trong hệ trục tọa độ vận tốc −

10’ HOẠT ĐỘNG 6: Xây dựng mối liên

hệ giữa độ dời, vận tốc và gia tốc.

Cá nhân làm việc độc lập và lên

bảng thiết lập hệ thức dưới sự giúp

ur uur

uur ur uurr

ur uurr

ar

_ Thời gian chất điểm đi hết

_ Trong phương trình của chuyển động thẳng biến đổi đều, nếu loại bỏ được yếu tố thời gian thì sẽ có được một hệ thức liên hệ giữa gia tốc, vận tốc và độ dời Hãy tìm hệ thức đó.

* Khi ∆uurx = sr; nếu chọn v 0 = 0 (trạng thái nghỉ) và t 0 = 0 thì:

_ Công thức vận tốc: vurt =a.tur (27) _ Công thức đường đi: 2

t

v =2a surur (28) _ Phương trình chuyển động (tọa độ):

Trang 29

Giáo án vật lý (nâng cao) Lớp 10 Lưu hành nội bộ quãng đường s:

2.s t

2

công thức tính thời gian đi hết quãng đường

s và vận tốc v của chất điểm tính theo gia tốc a và quãng đường s.

t

v =2a surur (30) _ Thời gian t để vật đi hết quãng đường

s là:

2.s t a

= (31) vì : s= 1 2 a.t do a 0 2 > ÷

_ Học thuộc bài “Phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều”

_ Trả lời các câu hỏi và làm các bài tập trang 28 trong (SGK).

_ Làm các bài tập từ 1.11 đến 1.17 trong sách bài tập vật lý nâng cao.

_ Ôn lại công thức tính đường đi của chất điểm chuyển động thẳng biến đổi đều không vận tốc ban đầu

_ Xem trước bài “Sự rơi tự do” từ trang 29 đến trang 32 trong sách giáo khoa.

Trang 30

Trang 31

Giáo án vật lý (nâng cao) Lớp 10 Lưu hành nội bộ _ Học sinh hiểu được rằng giá trị của gia tốc rơi tự do phụ thuộc vào vị trí địa lý, phụ thuộc vào độ cao và khi một vật chuyển động rơi ở gần mặt đất, nó luôn luôn có một gia tốc bằng gia tốc rơi tự do.

_ Học sinh viết được các công thức tính quãng đường đi được và vận tốc trong chuyển động rơi tự do.

* Về kỹ năng:

_ Học sinh biết cách thu thập và xử lý thông tin từ thí nghiệm khảo sát chuyển động rơi tự do.

_ Học sinh giải được một số bài tập đơn giản xung quanh công thức tính gia tốc rơi tự do, công thức tính quãng đường đi được và vận tốc trong chuyển động rơi tự do.

* Giáo viên: _ Ống Newton đã rút chân không.

_ Một vài vật nặng để làm thí nghiệm đặt vấn đề.

_ Bộ cần rung như ở Bài 3 để tìm hiểu đặc tính của sự rơi tự do.

_ Bộ thí nghiệm đo gia tốc rơi tự do như ở hình 6.5 trong SGK.

_ Có thể sử dụng phần mềm mô phỏng và phân tích chuyển động rơi tự do hoặc phóng to các hình 6.4, 6.5 trong SGK (nếu không có điều kiện làm thí nghiệm).

* Học sinh: _ Ôn lại công thức tính đường đi của chất điểm chuyển động thẳng biến đổi đều không vận tốc ban đầu.

1/._ Viết phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều và nêu rõ ý nghĩa của các đại lượng trong đó.

2/._ Nêu ý nghĩa và viết công thức liên hệ giữa độ dời, vận tốc và gia tốc trong chuyển động thẳng biến đổi đều.

3._ Làm bài tập 2 trang 28 trong SGK.

Khi cho hai vật cùng rơi ở một vị trí, ta nhận thấy chúng thường rơi nhanh, chậm khác nhau Vậy nguyên nhân nào khiến chúng rơi nhanh, chậm khác nhau? Các yếu tố nào ảnh hưởng đến sự rơi của các vật? Để tìm hiểu các vấn đề này, chúng ta vào bài học hôm nay.

03’ HOẠT ĐỘNG 3: Phát biểu nguyên

nhân rơi nhanh chậm khác nhau

của các vật và định nghĩa sự rơi tự

do.

I._ THẾ NÀO LÀ SỰ RƠI TỰ DO?

Khi không có lực cản của không khí, các vật có hình dạng và khối lượng khác nhau đều rơi như nhau; ta bảo rằng chúng rơi tự do.

Trang 32

_ Các vật rơi nhanh chậm khác

nhau không phải do khối lượng mà

do hình dạng Nếu các vật có hình

dạng giống nhau sẽ rơi như nhau.

_ Viên bi sẽ rơi nhanh hơn do lực

cản của không khí nhỏ hơn.

nhanh, chậm khác nhau?

GV lần lượt tiến hành các thí nghiệmtrong hình 6.1 SGK và thông báo kết quảcho HS nhận xét

_ Nếu tiến hành trong môi trường không khí thì kết quả ra sao? Giải thích?

GV thông báo: Khi không có lực cản của không khí, các vật có hình dạng, khối lượng khác nhau đều rơi như nhau và được gọi là rơi tự do.

Vậy: “Sự rơi tự do là sự rơi của một vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực”.

10’ HOẠT ĐỘNG 4: Tìm hiểu đặc tính

của chuyển động rơi tự do.

_ Có phương thẳng đứng, chiều

từ trên xuống.

_ Chuyển động rơi tự do là một

dạng chuyển động mới vì chúng ta

mới nghiên cứu những chuyển động

trên mặt phẳng ngang và mặt

phẳng nghiêng.

_ Có thể chuyển động rơi tự do

là chuyển động nhanh dần đều.

HS có thể chưa đưa ra được

phương án thí nghiệm cũng có thể

đưa ra được phương án như trong

(Gợi ý: Trong chuyển động của viên bi

trên máng nghiêng, nếu ta tăng dần độ dốc của máng nghiêng thì chuyển động của viên

bi là chuyển động gì? Nếu tiếp tục tăng độ dốc thì chuyển động đó có thay đổi dạng chuyển động không?).

_ Có thể dùng bộ thí nghiệm khảo sát chuyển động nhanh dần đều để kiểm tra dự đoán được không? Nếu có thì phải bố trí thí nghiệm như thế nào?

II._ PHƯƠNG VÀ CHIỀU CỦA CHUYỂN ĐỘNG RƠI TỰ DO:

Chuyển động rơi tự do được thực hiện theo phương thẳng đứng và có chiều từ trên xuống dưới.

III._ RƠI TỰ DO LÀ MỘT CHUYỂN ĐỘNG NHANH DẦN ĐỀU:

* Thí nghiệm: Gắn vào một vật nặng một băng giấy và luồn băng giấy qua khe bộ rung cố định ở một độ cao Thả cho vật nặng rơi tự do, băng giấy chuyển động qua bộ rung và ghi lại những vết nhỏ tại các thời điểm liên tiếp bằng nhau (khoảng 0,02(s)) ta nhận thấy:

_ Các khoảng cách liên tiếp ngày càng lớn, chứng tỏ chuyển động rơi là nhanh dần.

_ Khoảng cách giữa các vết đều cách đều nhau so với vết kế tiếp, chứng tỏ

Tiêu đề	Chuyển Động Cơ
Tác giả	Trần Công Huẩn
Trường học	Trường THPT Chuyên Tiền Giang
Chuyên ngành	Vật lý
Thể loại	Giáo án
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Tiền Giang

Định dạng
Số trang	64
Dung lượng	1,32 MB