VẬT LÝ 10 - PHƯƠNG TRÌNH CHUYỂN ĐỘNG THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU pps

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 phươn

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 ?

2 / Nội dung bài giảng:

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 :

0

0

t

t

v

v

a







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 ?

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 =

2

0

v

v 

t 

HS : Từ

0

0

t t

v v

a





  v = v0 + at (1)

GV : Vì vận tốc là một hàm bậc nhất

theo thời gian, khi chất điểm thực hiện

độ dời x = x – x0 trong khoảng thời

gian t = 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 = 









 

2

0

v v

.t (2)

GV : Từ hai phương trình (1) và (2) ,

các em hãy biến đổi thành một phương

trình tìm x ?

HS : x – x0 = 









  2

0

v v

.t

 x – x0 = 









2

0

v

.t

 x – x0 = v0t +

2

1

at2

 x = x0 + v0t +

2

1

at2

GV : Phương trình trên được gọi là

phương trình chuyển động thẳng biến

đổi đều

 Từ  và  , ta có phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều :

x = x0 + v0t +

2

1

at2 

Công thức  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 +

2

1

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

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 +

2

1

at2

Nếu v0 = 0  x = x0 +

2

1

at2 , khi đó ta

có đồ thị biểu diễn x theo t có dạng :

Trường hợp CD NDD a> 0

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 ?

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 +

2

1

at2

 x - x0 = v0t +

2

1

at2

Khi chất điểm chuyển động theo 1 chiều

HS :















2 0

0

1/2at t

v

s

at v

v

) 2 (

) 1 (

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 )

2 0 2

v v

GV : Trong chuyển động thẳng nhanh

dần đều với vận tốc đầu bằng 0 ( v0 =

0 )

HS : Khi đó 2as = v2  vt  2as

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 

2a

v

s

2

0





thì quãng đường “trùng” với độ dời :

s = x = x – x0 = v0t +

2

1

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 +

2

1

at2 ) 

Kết hợp  và  ta có :

 v2  2

0

v = 2 as

 Nếu v0 = 0 thì :

v2 = 2 as

và t =

a

s

2

 Ngoài ra ta còn có thể chứng minh

theo cách thứ hai như sau :

 Ta có : v = v0 + at

 t =

a

v

v  0

( 3 )

 Mặt khác :

x = x0 + v0t +

2

1

at2 ( 4 )

 Từ ( 3 ) và ( 4 ) , ta có :

x = x0+v0   

a

v

+

2

1

a

2 0











a

v v

x = x0 +

a

2

1 ( v2  2

0

v )

x  x0 =

a

2

1 ( v2  2

0

v )

 Đặt : s = x  x0

 s =

a

2

1

( v2  2

0

v )

 v2  2

0

v = 2 as

 Nếu v0 = 0 thì :

v2 = 2 as

và t =

a

s

2

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

  