Bài 17 CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT BỊ NÉM docx

MỤC TIÊU - Học sinh biết cách dùng phương pháp tọa độä để thiết lập phương trình quỹ đạo của vật bị ném xiên, ném ngang.. - Học sinh biết vận dụng các công thức trong bài để giải bài t

Bài 17

CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT BỊ NÉM

I MỤC TIÊU

- Học sinh biết cách dùng phương pháp tọa độä để thiết lập phương trình quỹ đạo của vật bị ném xiên, ném ngang

- Học sinh biết vận dụng các công thức trong bài để giải bài tập về vật bị ném

- Học sinh có thái độ khách quan khi quan sát các thí nghiệm kiểm chứng bài học

II CHUẨN BỊ

- Tranh

- Vòi phun nước

- Nước màu

- Giấy Carô

III TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

1) Kiểm tra bài cũ :

Câu 1 : Phát biểu định luật vạn vật hấp dẫn ?

Câu 2 : Thế nào là trọng lực ?

Câu 3 : Thế nào là trường hấp dẫn ? Thế nào là trường trọng lực ?

2) Giới thiệu bài mới :

Phần làm việc của giáo viên Phần ghi chép của học sinh

I QUỸ ĐẠO CỦA VẬT BỊ NÉM

XIÊN

GV : Các em quan sát 2 hình ảnh trong

sách GK và cho biết quỹ đạo của 1 vật

bị ném có dạng gì ?

HS : Quỹ đạo là 1 Parabol

GV : Quỹ đạo của 1 vật được ném lên

trên theo phương thẳng đứng có dạng gì

?

HS : Quỹ đạo của vật ném thẳng đứng

là đường thẳng đứng

GV : Vậy khi nào vật mới có quỹ đạo

Parabol ?

HS : Khi vật được ném không thẳng

I QUỸ ĐẠO CỦA VẬT BỊ NÉM XIÊN

- Chọn hệ trục tọa độ như hình vẽ

đứng

GV : Đồng ý ; khi vật được ném xiên

góc so với phương thẳng đứng

Quỹ đạo là 1 Parabol có nằm trong 1

mặt phẳng không ?

HS : Có

GV : Vậy để khảo sát chuyển động của

1 vật dược ném xiên người ta phải chọn

hệ quy chiếu như thế nào ?

HS : ta có thể chọn hệ trục toạ độ đềcác

Ox , Oy vuông góc

GV : 1 vật được ném xiên góc  so với

mặt phẳng ngang với vận tốc ban đầu

vo

Chọn : Gốc toạ độ O là vị trí ném

vật , trục

Ox nằm ngang , trục Oy

thẳng đứng

Chọn gốc thời gian là lúc

ném vật

- Ta có :

x0 = 0 ; y0 = 0

v0x = v0Cos ; v0y = v0sin

- Theo định luật II Newton ta có :

P m a

.



1/ Xét theo phương Ox :

0 = m.ax

ax = 0

 Vật chuyển động thẳng đều :

x = x0 + v0x.t

x = (v0cos).t (1)

2/ Xét theo phương Oy :

- P = m.ay

Ta có : x0 = 0 , y0 = 0

v0x = v0 cos  ; v0y = v0 sin 

Gia tốc a = 0 a = - g

GV : Vật chuyển động như thế nào trên

trục Ox ?

HS : Vật chuyển động thẳng đều trên

trục Ox

GV : Vật chuyển động như thế nào

trên trục Oy ?

HS : Vật chuyển động nhanh dần đều

trên trục Oy

GV : Em hãy viết phương trình chuyển

động trên 2 trục

HS : Trục Ox : x = xo + vox t

x = 0 +( v0 cos  ) t

Trục Oy : y = yo + voy t -

2

1

g t

y = 0 + (vo sin  ) t -

2

1

g t

ay = -g

 vật chuyển động biến đổi đều

y = y0 + voy.t +

2

1

ay t2

y = (v0sin).t -

2

1

gt2 (2)

3) Phương trình quỹ đạo

Từ (1) và (2) ta có :

y = (tg).x +

2

1



2 2

0 cos

v

g

.x2

 Quỹ đạo này là một parabol

4) Phương trình vận tốc :

vx = v0cos

vy = v0sin - gt

II TẦM BAY CAO

1) Định nghĩa :

GV : Để tìm quỹ đạo của chuyền động

ta phải làm sao ?

HS : Ta thế t =



cos

0

v

x

vào y

GV : Như vậy quỹ đạo của chuyển động

là 1 hàm số bậc II của y theo x đó là 1

đường cong Parabol

II TẦM BAY CAO

GV : Khi vật lên độ cao cực đại thì vận

tốc của vật như thế nào ?

HS : Khi vật lên độ cao cực đại thì vận

tốc của vật bằng 0

GV : Sai , vận tốc của vật nói chung là

khác không , ta cần xác định vx và vy ?

HS : Khi đó vy = 0 , vx = vox như vậy

vectơ vận tốc khi đó nằm ngang

GV : Từ vy = 0 ta lần ra công thức tính

được tầm bay cao

III TẦM BAY XA

GV : Khi vật bay đến vị trí chạm mặt

Tầm bay cao là độ cao cực đại

mà vật đạt tới

2) Biểu thức :

- Khi vật đạt độ cao cực đại :

vy = 0

v0sin - gt = 0 

g

v

t 0sin



Thế t vào (2), ta có tầm bay cao :

g

v H

2

sin 2 2



III TẦM BAY XA

1) Định nghĩa :

Tầm bay xa là khoảng cách giữa điểm ném và điểm rơi

2) Biểu thức

- Khi vật chạm đất :

y = 0

đất, từ khoảng cách từ hình chiếu gốc

tọa độ đến vị trí vật chạm đất ta gọi là

tầm bay xa Như vậy các em cho biết

khi vật chạm đất thì giá trị của x và y

như thế nào ?

HS : Khi vật chạm đất thì vật có tung

độ bằng 0 , y = 0

GV : Khi đó x = ?

HS : Từ y = 0 ta tính ra x

GV : Hãy phân tích các giá trị động

học như toạ độ , vận tốc , gia tốc của

vật trên 2 trục Ox , Oy

HS : Trên trục Ox : Xo = 0

Vox = V , a = 0

Phương trình chuyển động trên trục Ox

: x = v t

Trên trục Oy : yo = 0 , v0y = 0

Gia tốc a = - g = - 9,8 m/s

(v0sin).t -

2

1

gt2 = 0

t =

g

v sin

2 0

Thế t vào (1), ta có tầm bay xa :

L =

g

v02sin

IV VẬT NÉM NGANG TỪ ĐỘ CAO h :

Một vật được ném từ một điểm

M ở độ cao h = 45 m với vận tốc ban đầu v0 = 20 m/s theo phương nằm ngang Hãy xác định : a) Dạng quỹ đạo của vật b) Thời gian vật bay trong khgông khí

Phương trình chuyển động trên trục Oy

:

y = -

2

1

g t2

IV VẬT NÉM NGANG TỪ ĐỘ

CAO h

Bài giải

GV : Để giài bài tập trên các em dùng

mấy hệ trục tọa độ và chọn hệt trục tọa

độ như thế nào ?

HS : Ta dùng hai trục tọa độ , Ox và Oy

; Gốc tọa độ tại mặt đất

GV hướng dần HS vận dụng công thức

vận tốc của vật ném xiên để tính vận tốc

vật

vx = v0cos

c) Tầm bay xa của vật ( khoảng cách tư2 hình chiếu của điểm nén trên mặt đất đến điểm rơi )

d) Vận tốc của vật khi chạm đất

Lấy g = 10 m/s2, bỏ qua lực cản của không khí

Bài giải :

Dùng hệ tọa độ như hình vẽ sau :

vy = v0sin - gt

với  =0 ta có (Gọi HS lên thực hiện

tính vận tốc )

vx = v0 = 20t (1)

vy = - gt = -10t (2)

GV : Yêu cầu HS lên bảng viết phương

trình tọa độ chuyển động của vật :

x = v0t = 20t (3)

y = h -

2

1

gt2 = 45 – 5t2 (4)

GV : Nhự các em nhận thấy rằng muốn

giải bất kỳ một bài toán chuyển động

ném xiên hay ném ngang nào thì việc

trước tiên các em phải viết phương trình

tọa độ và phương trình vận tốc của vật

theo hệ trục xOy

Để từ đó chúng ta thế các giá trị vào

theo yêu cầu của đề toán

a) Gọi một HS lên viết phương trình

quỹ đạo của vật :

Chọn trục Ox nằm trên mặt đất Vận dụng phương trình vận tốc :

vx = v0cos

vy = v0sin - gt với  =0 ta có :

vx = v0 = 20t (1)

vy = - gt = -10t (2)

Từ đó :

x = v0t = 20t (3)

y = h -

2

1

gt2 = 45 – 5t2 (4)

a) x = 20t  t =

20

x

; Thế t vào (4) ta có phương trình quỹ đạo :

y = 45 -

80

2

x

HS : Khi x = 20t  t =

20

x

; Thế t vào (4) ta có phương trình quỹ đạo : y = 45

-

80

2

x

Câu b)

GV : Khi vật bay đến mặt đất thì giá trị

của x, y có gì thay đổi ?

HS : Khi đó x có giá trị cực đại còn gọi

là tầm bay xa, còn y có giá trị bằng )

Khi vật rơi đến đất ta có y = 0

y = h -

2

1

gt2

0 = h -

2

1

gt2  t =

g

h

= 3 (s)

GV : Ở biểu thức tính thời gian của vật

ném xiên (ngang) các em cho biết biều

thức này giống biểu thức tính thời gian

của vật chuyển động gì mà các em đã

biết ?

HS : Giống biểu thức tính thời gian của

vật chuyển động rơi tự do !

Quỹ đạo là đường parabol, đỉnh

là M b) Khi vật rơi đến đất ta có y = 0

y = h -

2

1

gt2

0 = h -

2

1

gt2  t =

g

h

= 3 (s)

c) Thay t vào phương trình x = 20t

ta được tầm xa L = 60 m d) Thay t vào (2) ta có :

vy = -30 m/s Vận tốc vật khi chạm đất :

v = 2 2

y

v   36 m/s

GV : Đúng rồi ! Bây giờ các em có thể

dựa vào thời gian t để tính tầm xa

HS : Thay t vào phương trình x = 20t ta

được tầm xa L = 60 m

GV : Với thời gian trên các em có thể

nào tính được vận tốc vật

3) Cũng cố

1/Viết phương trình quỹ đạo của vật bị ném xiên ? 2/ Thế nào là tầm bay cao ?

3/ Thế nào là tầm bay xa ?

4) Dặn dò

- Trả lời các câu hỏi : 1, 2, 3

- Làm bài tập : 1, 2, 3, 4, 5, 6

 