Biết cách xây dựng phương trình chuyển động thẳng đều từ định nghĩa và công thức vận tốc, áp dụng phương trình chuyển động để giải các bài toán chuyển động thẳngđều của một chất điểm,
Trang 1- Hiểu được các khái niệm cơ bản : Tính tương đối của chuyển động, chất điểm, hệ quy
chiếu, xác định vị trí của của một chất điểm bằng tọa độ, xác định thời gian bằng đồng
hồ, phân biệt khoảng thời gian và thời điểm
- Hiểu rõ là muốn nghiên cứu chuyển động của chất điểm, đầu tiên cần chọn một hệ quychiếu để xác định vị trí của chất điểm và thời điểm tương ứng
- Nắm vững cách xác định tọa độ và thời gian tương ứng của một chất điểm trên hệ trục tọa độ
II / Chuẩn bị :
Tranh 1.1 ; 1.3 ; 1.5 và bảng giờ tàu Thống Nhất Bắc Nam S1
Thước và đồng hồ
III / Tổ chức hoạt động dạy học :
1 / Nội dung bài giảng:
1) Chuyển động cơ học là gì ?
GV : Tiến hành thí nghiệm cho một vật
chuyển động trên mặt phẳng nghiêng từ điểm
GV đưa ra thí dụ như hình vẽ dưới đây
GV : Khi xe chuyển động, đối với người
đứng bên đường thì hành khách ngồi trên xe
Thí dụ : Một người đứng và quansát ôtô đang chuyển động, khoảngcách giữa ôtô và người đó thay đổi
Chuyển động cơ học có tínhtương đối
Thí dụ : Ôto chuyển động so vớihàng cây bên đường, nhưng đứngyên so với người ngồi trong đó
Trang 2
GV : Như vậy Một vật có thể đứng yên so
với vật này ( Vật mốc 1), nhưng có thể
chuyển động so với vật khác ( Vật mốc 2)
Vậy, mọi chuyển động và mọi trạng thái
đứng yên đều có tính tương đối Chuyển
động cơ học có tính tương đối
GV : Nếu như chiếc ôtô đó đang chuyển
động trên một đoạn đường rất dài từ
TP.HCM đến Biên Hòa Thì kích thước ôtô
như thế nào so với chiều dài quãng đường
trên ?
HS : Rất nhỏ so với chiều dài quãng đường
trên
GV : Khi đó , ôtô được xem là một chất điểm
? vậy khi nào vật được xem là một chất điểm
?
HS : Khi vật có kích thước rất nhỏ so với
chiều dài quỷ đạo mà nó đi được
GV : Yêu cầu học sinh cho thêm ví dụ về
Thí dụ : Ôtô có kích thước nhỏ
so với quỹ đạo đi dược, nên ta coiôtô là chất điểm
Khi một vật có kích thước rấtnhỏ so với chiều dài quỹ đạo mà
nó đi được, vật có thể coi là chấtđiểm
Khi chuyển động, chất điểmvạch ra một đường trong khônggian gọi là quỹ đạo
3) Xác định vị trí của một chất điểm
Xét chuyển động của một chấtđiểm trên một đường thẳng
Chọn :+ Trục tọa độ : Có phương trùngvới đường đi
+ Gốc tọa độ : Tại một điểm O trênđường đi
+ Chiều dương : Như hình vẽ Vị trí của chất điểm tại
A B
C
Trang 3
điểm nào ?
HS: Xa so với ở nhà của em !
GV : ( Giảng giải ) Để xác định vị trí của
một vật trong không gian vào một thời điểm
GV : Để xác định sự biến đổi vị trí của vật
theo thời gian ta phải chọn 1 lúc nào đó làm
móc thời gian, thường chọn thời điểm bắt
đầu khảo sát
( Có thể nói rõ hơn : t = t – t0 ; Với t0 : Thời
điểm đầu , hay là mốc thời gian ( Thường
chọn t0 = 0 )
5) Chuyển động tịnh tiến
GV : Giả sử khi có một chiếc xe đang
chuyển động thẳng thì mọi người ngồi trên
xe đều có quỹ đạo là đường thẳng như quỹ
đạo của xe thì chuyển động của xe là chuyển
động tịnh tiến Chuyển động tịnh tiến !
GV : Đưa ra thí dụ về chiếc đu quay trong
công viên và yêu cầu học sinh cho biết :
Thân chiếc đu quay và người ngồi trong đu
quay chuyển động tịnh tiến hay không tịnh
tiến
HS : Người chuyển động tịnh tiến còn đu
quay không chuyển động tịnh tiến
GV hướng dẫn thêm cho HS về chuyển động
Muốn xác định thời điểm, người
ta chọn một gốc thời gian và đokhoảng thời gian từ gốc đến lúc đóbằng đồng hồ Đơn vị : giây ( s )
SI Trong vật lý, người ta thườngchọn gốc thời gian là lúc bắt đầuxảy ra một quá trình nào đó hoặclúc bắt đầu khảo sát một hiệntượng
* Khi khảo sát chuyển động củamột chất điểm : Ta chọn một vậtlàm mốc và gắn vào đó một trụctọa độ tức là ta đã chọn một hệ quychiếu Đồng thời ta cũng chọn gốcthời gian
5) Chuyển động tịnh tiến
Chuyển động của một vật là tịnhtiến khi đoạn thẳng nối hai điểmbất kỳ của vật luôn luôn song songvới một phương nhất định
Thí dụ : Khung ôtô, xe máy khichuyển động trên đường thẳng
A
Trang 5 Biết cách xây dựng phương trình chuyển động thẳng đều từ định nghĩa và công thức vận tốc, áp dụng phương trình chuyển động để giải các bài toán chuyển động thẳngđều của một chất điểm, bài toán gặp nhau hay đuổi nhau của hai chất điểm
Biết cách vẽ đồ thị biễu diễn phương trình chuyển động và đồ thị vận tốc theo thời gian, sử dụng đồ thị để giải các bài toán nói trên
II / Chuẩn bị :
Thước.
III / Tổ chức hoạt động dạy học :
1 / Kiểm tra bài cũ :
+ Câu 1 : Chuyển động cơ học là gì ?
+ Câu 2 : Chất điểm là gì ?
+ Câu 3 : Chuyển động tịnh tiến là gì ?
2 / Nội dung bài giảng:
Phần làm việc của Giáo Viên Phần ghi chép của học sinh
1) Độ dời
GV Tại thời điểm t1 chất điêm M ở vị trí
M1 có toạ độ x1 Tại thời điểm t2 chất điêm
x < 0 : Chiều chuyển động ngược
chiều dương Ox
Chú ý :
Nếu chất điểm chuyển động theo một
chiều thì quỹ đạo đường trùng với độ dời :
s = x
1) Độ dời
Độ dời của chất điểm trongkhoảng thời gian t = t2 t 1 là đoạnthẳng M1M2 có giá trị đại số la :
Trang 6
2) Vận tốc trung bình
GV : Nói đến vật đang chuyển động ta xét
đại lượng nào đặc trưng cho sự nhanh hay
chậm : VD : Trong thời gian 2 giờ : Ôtô đi
80 km, trong 3 giờ xe đạp đi 45 km, để biết
phương tiện nào đi nhanh hơn ta làm cách
nào ?
HS1 : Thưa Thầy ta so sánh độ dời ôtô và
xe đạp đi được trong cùng một đơn vị thời
gian nghĩa là 1 giờ ôtô đi được 40 km và xe
đạp đi được 15 km Vậy ôtô chuyển động
nhanh hơn xe đạp
GV : Có cách nào khác hơn nữa không ?
HS2 : Thưa Thầy ta so sánh thời gian ôtô
và xe đạp đi được trong cùng một độ dời
nghĩa là trên độ dời 10 km thì ôtô mất thời
gian ít hơn xe đạp chứng tỏ ôtô chuyển
động nhanh hơn xe đạp ?
GV : Hai cách trên, cách nào đơn giản hơn
và ứng dụng nhiều hơn ?
HS : Cách 1 !
GV : Ta gọi v1 và v2 là đại lượng đặc trưng
cho độ dời ôtô và xe đạp đi được trong
cùng một đơn vị thời gian :
t
x x
1 2
Vậy để so sánh sự nhanh hay chậm của
chuyển động ta dùng thương số x/t , gọi là
vận tốc Vận tốc Đơn vị !
3) Vận tốc tức thời
Để đặc trưng chính xác cho độ nhanh
chậm của chuyển động trong thời gian rất
nhỏ ; người ta dùng đại lượng vật lí vận tốc
tức thời Nghĩa là xét trong một khoảng
1 2
2 1 1
2
t t
M M t
x t
x x
1 km/h = 31,6 m/s
3) Vận tốc tức thời
Để đặc trưng chính xác cho độnhanh chậm của chuyển động ;người ta dùng đại lượng vật lí vậntốc tức thời
Vận tốc tức thời là vận tốc tại mộtthời điểm bất kỳ trong quá trìnhchuyển động
t
x t
t
x x
1 2
Với t là khoảng thời gian “rấtnhỏ”
Đơn vị vận tốc tức thời : m/s hoặckm/h
4) Chuyển động thẳng đều
a) Định nghĩa
Chuyển động thẳng đều là chuyểnđộng thẳng trong đó vận tốc khôngđổi
Trang 7
động trên đường thẳng khi qua điểm A nó
chuyển động với vận tốc 5 m/s ; Khi qua B
nó chuyển động với vận tốc 5 m/s ta nói vật
chuyển động thẳng đều Vậy chuyển động
thẳng đều là gì ?
HS : Chuyển động thẳng đều là chuyển
động trong đó vận tốc không thay đổi
Gọi x0 là toạ độ của chất điểm vàolúc
t0 = 0, theo công thức ta có :
t
x x
hay x = x0 + v.t
Công thức gọi là phương trìnhchuyển động của chất điểm trongchuyển động thẳng đều
Đồ thị của tọa độ theo thời gian t
là một đường thẳng cắt trục tung tạiđiểm x = x0 và có hệ số góc bằng :
tg = x t x0
Hệ số góc của đường biểu diễn tọa
độ theo thời gian bằng vận tốc của chất điểm
Trang 8
Đồ thị vận tốc theo thời gian
Trong chuyển động thẳng đều , vận tốc
không đổi v = hằng số nên đồ thị biểu diễn
vận tốc theo thời gian là một đường thẳng
song song với trục thời gian
[ Trên thực tế, để xác định vị trí chuyển
động của một chất điểm thì ta dùng hệ trục
tọa độ , có nhiều hệ trục tọa độ như trục tọa
độ Descartes, trục tọa độ địa lý … chẳng
hạn như trục tọa độ địa lý gồm kinh độ và
vĩ độ Kinh tuyến số 0 qua đài thiên văn
Grinných ( London) ( 180 kinh đông và 180
kinh tây ) , vĩ tuến là đường xích đạo ( 900
Vĩ bắc và 900 Vĩ Nam ) VD : Tọa độ con
tàu trên biển là 300 Kinh Tây và 300 Vĩ
HS : Được xem như dạng bài tập mẫu, cần
giảng chậm cho học sinh
c) Đồ thị vận tốc theo thời gian
Trong chuyển động thẳng đều ,vận tốc không đổi v = hằng số nên
đồ thị biểu diễn vận tốc theo thờigian là một đường thẳng song songvới trục thời gian
5 ) Bài tập vận dụng
Hai xe cùng khởi hành một lúc từhai điểm A và B cách nhau 120 km,chuyển động ngược chiều nhau Vậntốc của xe đi từ A là 40 km/h, của xe
đi từ B là 20 km/h Coi chuyển độngcủa các xe như chuyển động củachất điểm và đường đi là thẳng a) Viết phương trình chuyểnđộng của hai xe Từ đó, tìmthời điểm và vị trí hai xe gặpnhau
b) Giải bài toán trên bằng đồ thị
Bài giải
a) Phương trình chuyển động của hai xe
Trang 9
Gốc tọa độ O : Tại A Chọn: Chiều (+) Ox : Chiều
từ A đến B MTG: Lúc 2 xe bắt đầuchuyển động
vị trí cách A 80 km
b) Giải bài toán bằng đồ thị
Lập bảng giá trị cho mỗi xe
Trang 11có thì kế ) để xác định thời điểm vật ( ở đây là bọt khí ) đi qua một tọa độ đã biết.
Biết cách xử lý các kết quả đo đạc bằng cách lập bảng và sử dụng các công thứcthích hợp để tìm các đại lượng mong muốn như tính vận tốc tức thời tại một thời điểm
Biết cách vẽ đồ thị vận tốc theo thời gian và có những nhận xét từ đồ thị
II / Chuẩn bị :
Một ống thủy tinh hoặc nhựa trong suốt dài khoảng 1,2 ( m ).
Đồng hồ hoặc thì kế
Thước gỗ dài 1 ( m ) có chia đến ( cm )
Tấm phẳng cứng kê một đầu thành một mặt nghiêng dùng làm giá đỡ cho ống
và thước đặt song song nhau
Nước đủ để rót vào ống
Phễu
Máng nghiêng với xe lăn nhỏ
Bộ rung đo thời gian và mực
Nhiều băng giấy dài dùng riêng cho thí nghiệm này
III / Tổ chức hoạt động dạy học :
1 / Kiểm tra bài cũ :
+ Câu 1 : Độ dời là gì ?
+ Câu 2 : Vận tốc trung bình là gì ?
+ Câu 3 : Vận tốc tức thời là gì ?
+ Câu 4 : Viết phương trình chuyển động thẳng đều ?
2 / Nội dung bài giảng:
Phần làm việc của Giáo Viên Phần ghi chép của học sinh
I / Chuyển động của bọt không khí trong
một ống dài đựng nước :
GV cho lớp phân chia thành 8 nhóm, mỗi
nhóm 6 HS, phân phát cho ỗi nhóm bộ thí
nghiệm chuẩn bị sẳn phần trên
a / Mô tả thí nghiệm :
Lấy một ống thủy tinh hay ống nhựa thẳng
trong suốt, chiều dài khoảng 1 ( m ), bán kính
trong khoảng 0,5 ( cm ) Đổ nước gần đầy ống,
để lại một bọt không khí dài khoảng 1 ( cm ),
rồi nút chặt ống
Mỗi khi ta quay đầu ống có bọt khí xuống
I / Chuyển động của bọt không khí trong một ống dài đựng nước :
a / Mô tả thí nghiệm :
Lấy một ống thủy tinh hay ốngnhựa thẳng trong suốt, chiều dàikhoảng 1 ( m ), bán kính trongkhoảng 0,5 ( cm ) Đổ nước gầnđầy ống, để lại một bọt không khídài khoảng 1 ( cm ), rồi nútchặt ống
Mỗi khi ta quay đầu ống có bọt
Trang 12
- Nghiêng ống bọt khí với góc nghiêng vừa
phải, góc nghiêng không quá nhỏ (bọt khí có
thể bị đứng lại) hay quá lớn (bọt khí chuyển
động rất nhanh khó xác định thời gian )
- Một bạn giữ thật chặt ống bọt khí khi nghên,
không đẻ góc nghiêng thay đổi sẽ làm sai số
kết quả ; Một HS quan sát và bấm đồng hồ
giây cho thật chính xác
- Có thể để bọt khí chuyển động đến vạch
10cm rồi bắt đầu tính thời gian ( Cũng có thể để
HS quan sát số liệu trên thước khi bọt khí chuyển
động được những khoảng thời gian bằng nhau,
đây là một tiến trình làm ngược lại, nghĩa là xác
định độ dời của bọt khí trong những khoãng thời
gian như nhau )
c / Đồ thị tọa độ theo thời gian
Sau khi xác định số liệu đo đạt một cách
chính xác ở 3 lần thí nghiệm, HS lập bảng giá
trị các số liệu rồi tiến hành vẽ đồthị ( Chú ý
đến những sai số của số liệu đo đạt )
Một xe lăn nhỏ trên một máng nghiêng kéo
theo một băng giấy Băng giấy được luồn qua
khe một bộ rung đo thời gian sao cho bút mực
ở đầu cần rung có thể ghi một vết trên băng
khí xuống phía dưới, thì bọt khí
sẽ từ từ chuyển động lên trên
b / Tiến hành thí nghiệm :
x(m)t( s )
c / Đồ thị tọa độ theo thờigian
d / Nhận xét :
Chuyển động của bọt khí trongống là chuyển động thẳng đều
Vận tốc của bọt khí có giá trịbằng hệ số góc của đường thẳngtrên
Phương trình chuyển động củabọt khí có dạng : x = x0 + vt
II / Chuyển động của một xe nhỏ lăn trên máng nghiêng :
a / Mô tả thí nghiệm :
Một xe lăn nhỏ trên một máng
Trang 13
- Mở nguồn điện cho bộ run hoạt động
- Cho xe lăn chuyển động xuống mặt phẳng
nghiêng
- Ghi nhận các chấm đen trên băng giấy do bộ
run có rõ ràng không ( Thao tác 3 lần )
- Đo đạt khoảng cách các dấu chấm đen đó và
yêu cầu HS ghi nhận vào bảng giá trị
- Vẽ đồ thị và chú ý đến các sai số do đo đạt
nghiêng kéo theo một băng giấy.Băng giấy được luồn qua khemột bộ rung đo thời gian sao chobút mực ở đầu cần rung có thểghi một vết trên băng mỗi khichạm vào băng giấy
b / Tiến hành thí nghiệm :t
( s )x(m)Vịtrí
c / Nhận xét :
Chuyển động của xe là mộtchuyển động thẳng biến đổi
Đồ thị tọa độ theo thời giankhông phải là một đường thẳng
d / Tính vận tốc tức thời :
t ( s )v(m/
s)
Vị trí
e / Đồ thị vận tốc theo thờigian :
3 / Cũng cố :
a / Chuyển động của bọt không khí trong một ống dài đựng nước là chuyểnđộng gì ?
Trang 15
Vẽ đồ thị biểu diễn vận tốc theo thời gian bằng một đường thẳng xiên góc với
hệ số góc bằng giá trị của gia tốc
Giải các bài toán đơn giản liên quan đến gia tốc
II / Chuẩn bị :
Thước để vẽ đồ thị
III / Tổ chức hoạt động dạy học :
1 / Kiểm tra bài cũ :
+ Câu 1 : Độ dời là gì ?
+ Câu 2 : Chuyển động thẳng đều là gì ?
+ Câu 3 : Vận tốc tức thời là gì ?
+ Câu 4 : Viết phương trình chuyển động thẳng đều ?
2 / Nội dung bài giảng:
I / Gia tốc trong chuyển động thẳng
a / Gia tốc trung bình :
GV : Giả sử có 3 phương tiện : xe ôtô, xe đạp và
phi cơ bắt đầu khởi hành, khi đó vận tốc của
chúng như thế nào ?
HS: Vận tốc của chúng tăng
GV : Giả sử sau 10 giây, quãng đường mà 3
phương tiện trên có đi được như nhau không ?
HS: Thưa Thầy không ! Quãng đường phi cơ dài
hơn quãng đường ôtô , và quãng đường ôtô dài
hơn quãng đường xe đạp !
GV : Ta nhận thấy vận tốc 3 phương tiện trên
đều tăng, như vậy vận tốc phương tiện nào tăng
nhanh nhất trong cùng khoãng thời gian như
nhau ?
HS : Trong cùng khoảng thời gian , vận tốc của
phi cơ nhanh nhất
GV : Với khái niệm vận tốc , chúng ta có thể
giải thích được hiện tượng này không ?
I / Gia tốc trong chuyển động thẳng
a / Gia tốc trung bình : Gia tốc trung bình của một
chất điểm đặc trưng cho độnhanh hay chậm của biến thiênvận tốc và được đo bằngthương số của độ biến thiên vậntốc và khoảng thời gian có độbiến thiên ấy
atb =
1 2
1 2
t t
v v
Trang 16
HS : Không thể giải thích được hiện tượng này
GV : Như vậy phải có một khái niệm mới đặc
trưng cho sự tăng vận tốc trong khoảng thời gian
, chúng ta cùng nhau đi tìm hiểu đại lượng này ?
GV : Giả sử có một chất điểm M chuyển động
với vận tốc tăng theo thời gian như bảng sau :
GV : Qua bảng trên, các em cho Thầy biết, cứ
trong 1 giây, vận tốc M tăng lên bao nhiêu ?
HS : Vận tốc M tăng lên 5 m/s
GV : Khoảng tăng đó được gọi là gia tốc, kí
hiệu là a Ta lại có vận tốc tăng theo thời gian
như bảng sau :
0 0 8 16 24 32 (m/s)
Ta nhận thấy cứ 2 giây thì vận tốc tăng lên 8
m/s, như vậy trong 1 giây vận tốc tăng lên bao
GV : Trở lại bảng trên , nếu xét vận tốc tăng từ
16 m/s đến 24 m/s trong khoãng thời gian từ 4s
đến 6s , cũng nhận thấy trong khoãng thời gian
2 giây này vận tốc tăng 8m/s , khi ấy ta cũng
được kết quả trong 1 giây vận tốc tăng 4 m/s
Từ đó ta có : a =
1 2
1 2
t t
v v
= v t
GV : Đơn vị gia tốc : [ m/s2 ] : đơn vị thông
dụng nhất vì mang tính chính xác cao! ~ hay
[ km/h2 ]
[ Gia tốc là 1 lượng mà vận tốc tăng hay giảm
trong thời gian một giây ! ]
GV : Các em cho biết ý nghĩa của gia tốc : 5 m/
s2 ?
HS : Có nghĩa là trong 1 giây vận tốc tăng một
lượng 5 m/s
GV : Gia tốc không những đặc trưng cho sự
tăng vận tốc mà còn đặc trưng cho sự giảm vận
tốc
b / Gia tốc tức thời : Nếu ta xét độ biến thiên vậntốc trong khoảng thời gian rấtnhỏ thì công thức ( 1 ) cho tagia tốc tức thời
a =
1 2
1 2
t t
v v
Trang 17
b / Gia tốc tức thời :
GV : Nếu ta xét độ biến thiên vận tốc trong
khoảng thời gian rất nhỏ thì công thức ( 1 ) cho
ta gia tốc tức thời Khi đó các em cho biết công
thức tính gia tốc tức thời ?
HS : a =
1 2
1 2
t t
v v
= v t
GV : Em hãy định nghĩa gia tốc tức thời ?
HS : Gia tốc tức thời là gia tốc tại một thời điểm
t trong khoảng thời gian t rất nhỏ
GV : Đơn vị gia tốc tức thời ?
HS : Đơn vị : m / s2 SI
II / Chuyển động thẳng biến đổi đều
GV : Giả sử có một chất điểm M chuyển động
từ vị trí A đến các vị trí B, C và D, Khoảng thời
gian để chuyển động đến các điểm liên tiếp nhau
là 10 giây Vận tốc của chất điểm M tại các vị trí
A, B, C và D liên tiếp 5 m/s ; 10 m/s ; 15 m/s ;
20 m/s
GV : Bây giờ các em hãy tính gia tốc trung bình
của M khi M chuyển động từ A đến B ?
HS : a =
A B
A B
t t
v v
= 105 = 0,5 m/s2
GV : Bây giờ các em hãy tính gia tốc trung bình
của M khi M chuyển động từ A đến D ?
HS : a =
A D
A D
t t
v v
= 1530= 0,5 m/s2
GV : Bây giờ các em hãy tính gia tốc trung bình
của M khi M chuyển động từ B đến D ?
HS : a =
B D
B D
t t
v v
trên những khoảng thời gian khác nhau trên
đoạn AB, AD, BD ?
HS : Gia tốc trung bình trên những khoảng thời
gian khác nhau này bằng nhau !
GV : Nhìn hình vẽ trên các nhận thấy vận tốc
của vật ở những điểm tăng như thế nào ?
Đơn vị : m / s2 SI
II / Chuyển động thẳng biến đổi đều
Chuyển động thẳng biến đổiđều là chuyển động thẳng trong
đó gia tốc trung bình trong mọi khoảng thời gian khác nhau là như nhau Điều đó có nghĩa là gia tốc tức thời không đổi
Trang 18
HS : Thưa Thầy vận tốc chất điểm M tăng đều
trong những khoảng thời gian như nhau
GV : Khi đó chuyển động của chất điểm M là
chuyển động như thế nào ?
HS : Chất điểm M chuyển động thẳng biến đổi
đều
GV Định nghĩa chuyển động thẳng biến đổi
đều
GV : Bây giờ các em hãy chia đôi khoảng thời
gian khi vật chuyển động từ A đến B, trong
khoảng thời gian nhỏ này vật đến vị trí A’, Theo
định nghĩa trên các em hãy cho biết gia tốc của
M khi M chuyển động từ A đến A’
HS : a = 0,5 m/s2
GV : NHư vậy nếu chia khoảng thời gian chất
điểm M chuyển động từ A đến A’ thêm nhiều
lần nữa ta vẫn có gia tốc bằng 0,5 m/s2 Theo
các em đây là gia tốc trung bình hay gia tốc tức
thời ?
HS : Thưa thầy gia tốc tức thời ?
GV : vậy trong chuyển động thẳng biến đổi đều
có gia tốc tức thời tại mọi điểm như thế nào ?
HS : Gia tốc tức thời trong chuyển động thẳng
biến đổi đều là như nhau
GV : “Điều đó có nghĩa là gia tốc tức thời không
đổi.”
III / Sự biến đổi vận tốc trong chuyển động
thẳng biến đổi đều Chuyển động nhanh dần
đều và chuyển động chậm dần đều :
1 / Sự biến đổi vận tốc theo thời gian :
GV : Xét một chất điểm M chuyển động trên
một đường thẳng Chọn một chiều dương trên
v v a
v v a
1 / Sự biến đổi vận tốc theo thời gian :
Chọn một chiều dương trênquỹ đạo
Gọi v , v0 là vận tốc lần lượttại các thời điểm t và t0 ; a làgia tốc
Công thức vận tốc trongchuyển động thẳng biến đổi đều
là :
v v0 = at v = v0 + at
+ Nếu a cùng dấu với v thì giá trị tuyệt đối của vận tốc tăng theo thời gian : chuyển động là nhanh dần đều
+ Nếu a trái dấu với v thì giá trị tuyệt đối củavận tốc giảm theo thời gian : chuyển động là chậm dần đều
Trang 19
GV : Nếu ta chọn : t0 = 0, công thức tính v ?
HS : vt = v0 + at
(Hướng dẫn lại cho học sinh về dấu của gia tốc )
2 / Đồ thị vận tốc theo thời gian :
GV : Từ công thức vt = v0 + at các cho biết là
biểu thức toán học bậc mấy ?
HS : Đây là biểu thức toán học bậc nhất
GV : Của biến số nào theo biến số nào ?
HS : Của biến số v theo biến số t
GV : vt = v0 + at là hàm bậc nhất vt = (t)
( y = ax + b ), vậy thì đồ thị của nó là đường
gì các em ?
HS : Đồ thị của hàm số là đường thẳng !
GV : Với v0 và a là hằng số , chọn chiều dương
trục tọa độ là chiều chuyển động của chất điểm ,
ta có dạng đồ thị :
( Vẽ dạng đồ thị cho học sinh )
GV: Như vậy qua đồ thị trên, các em cho biết ý nghĩa đồ
thị trên ?
HS : Qua đồ thị trên, ta có thể tìm v khi biết t và
ngược lại khi biết v ta có tìm v !
GV : Yêu cầu Hs vẽ đồ thị vận tốc trong trường
hợp
a < O
GV : Đồ thị của vận tốc theo thời gian t là một
đường thẳng cắt trục tung tại điểm v = v0 và có
hệ số góc bằng : tg = v t v0
Như vậy các em cho biết hệ số góc tg tương
đương với công thức tính đại lượng nào trong
vật lý ?
HS : Hệ số góc tg tương đương với công thức
gia tốc
GV : Hệ số góc của đường biểu diễn tọa độ theo
thời gian bằng gia tốc của chất điểm
2 / Đồ thị vận tốc theo thời gian:
Đồ thị của vận tốc theo thời gian t là một đường thẳng cắt trục tung tại điểm v = v0 và có
hệ số góc bằng :
tg = v t v0
Hệ số góc của đường biểu diễn tọa độ theo thời gian bằng gia tốc của chất điểm
Trang 20
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
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
Trang 21
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
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
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 :
.t (2)
GV : Từ hai phương trình (1) và
(2) , các em hãy biến đổi thành
0
v v
0
0 at v v
.t x – x0 = v0t + 21 at2
x = x0 + v0t + 12 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
điểm có vận tốc v = v0 và tọa độ x
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
Trang 22
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
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 ?
0
1/2at t
v
s
at v
v
((12))
GV : Từ (1) ta suy ra biểu thức
tính t, rồi thế vào biểu thức (2) ta
được công thức tính liên hệ giữa
Từ phương trình x = x0 + v0t + 21 at2 Nếu v0 = 0 x = x0 + 21 at2 , khi đó
ta có đồ thị biểu diễn x theo t códạng :
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 thẳngbiến đổi đều, khi đó ta có phươngtrình chuyển động thẳng bến đổiđều :
x = x0 + v0t + 21 at2
x - x0 = v0t + 12 at2
Khi chất điểm chuyển động theo 1chiều thì quãng đường “trùng” vớiđộ dời :
s = x = x – x0 = v0t + 21 at2
Trang 23
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 2as
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
v = v0 + at Bình phương hai vế :
v2 = (v0 + at)2
v2 = v02 + 2v0at + a2t2
v2 - v02 = 2v0at + a2t2
v2 - v02 = 2a(v0t + 21 at2 ) Kết hợp và ta có :
Ta có : v = v0 + at t =
3 / Cũng cố :
a / Viết phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều ?
Trang 24
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
Trang 25
Biết quan sát và nhận xét về hiện tượng rơi tự do của các vật khácnhau 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
1) Rơi tự do là gì ?
a) Thí nghiệm
Bên trong ống Newton cómột cái lông chim và mộtviên sỏi Hút hết không khítrong ống ra, dốc ngược ốngcho thẳng đứng, ta thấy lôngchim và viên sỏi rơi như nhauvà cùng chạm đáy ống mộtlúc
Vậy : khi không có sứccản của không khí, các vật
Trang 26
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
có hình dạng và khối lượngkhác nhau đều rơi như nhau
b) Định nghĩa sự rơi tự do
Các vật rơi nhanh hay chậmkhông phải vì nặng nhẹ khácnhau mà do sức cản củakhông khí là nguyên nhânlàm cho các vật rơi nhanh haychậm khác nhau
Khi không có sức cản củakhông khí, các vật có hìnhdạng và khối lượng khácnhau 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 cóthể xem là vật rơi tự do
Trang 27
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 : 22
t
h
g 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 :
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 ?
HS : Vật rơi tự do có chiều hướng thẳng
đứng từ trên xuống
GV : Vật rơi tự do có gia tốc
II / Khảo sát chuyển động rơi tự do của một hòn bi sắt :
c) Tính chất của vật rơi tự
do
- Vật rơi tự do theo phươngthẳng đứng và có chiềuhướng từ trên xuống dưới
- Chuyển động của vật rơi tự
do là một chuyển động nhanhdần đều
- Gia tốc vật rơi tự do a = g, gđược gọi là gia tốc trọngtrường Gia tốc trọng trườngkhác nhau khi vị trí địa lý
O
h
x
Trang 28
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(t 0 = 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
- Gốc tọa độ O: Vị trí bắtđầu vật rơi
- Gốc thời gian là lúc bắtđầu vật rơi(t 0 = 0)
Vì bắt đầu thả vật cho nênvật có vận tốc đầu bằng v0
= 0 Khi đó ta có : Vận tốc vật rơi vào thờiđiểm t :
v gt Độ cao vật rơi vào thờiđiểm t :
Phương trình vật rơi tự do :
x
Trang 29II / 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
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 theophương thẳng đứng lên phíatrên với vận tốc ban đầu 4 m/
s Chọn trục tọa độ Oy thẳngđứng hướng lên trên
a) Viết phương tình chuyểnđộng của vật
Trang 30
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 ?
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
d) Tính vận tốc của vật khichạm đất
Bài giải :
Gốc tọa độ tại mặt đất
O Chọn Chiều dương Oyhướng lên
MTG : Lúc bắt đầu némvật
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 :
Trang 31
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 ?
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
GV hướng dẫn Hs vẽ đồ thị vận tốc
của vật rơi tự do
c) Chuyển động ném vật lên có hai
giai đoạn
c) Chuyển động ném vật lên có hai giai đoạn
Trang 32
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
- Vật chuyển động chậmdần đều trong khoảng thờigian từ 0 (s) đến 0,41 (s)
Vật chuyển động từ độ cao5,82 xuống mặt đất
- Vận tốc hướng xuống, cóđộ lớn tăng ( từ 0 m/s đến
4 – 9,8 1,5 = 10,6 m/s
- Vật chuyển động nhanhdần đều trong khoảng thờigian từ 0,41(s) đến 1,5 (s)
trong cả hai giai đoạn giatốc của vật là – 9,8 m/s2
d) Vận tốc của vật khi chạm đất :
v2 = 4 – 9,8t = 4 – 9,8.1,5 = - 10,6m/s
( Dấu “- ” nghĩa là vận tốchướng xuống )
Trang 33II / 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
r gọi là vectơtia để khảo sát chuyển động của M
I / Xác định vị trí của chất điểm trên quỹ đạo cong :
Vị trí của chất điểm Mđược xác định bằng vectơ tiakẻ từ điểm gốc O đến điểm
M :
OM r
* Lưu ý : nếu chất điểm Mchuyển động trên một mặtphẳng thì vị trí của chất điểm
M còn được xác định :
r trêncác trục ox và oy
+
i và
j là các vectơ đơn
vị trên các trục ox và oy
Trang 34
Thật vậy, chúng ta nhận thấy, khi chất
điểm M chuyển động thì vectơ tia
r cũngquay 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 : x = 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
r Ở vị trí M1 , vị tríchất điểm M được xác định bởi vectơ tia
r 1, ở vị trí M2 , vị trí chất điểm M được
xác định bởi vectơ tia
r 2 , khi đó độ dời
M được xác định như sau :
r
r 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
II / Vectơ độ dời :
Vectơ độ dời
r củachất điểm trong khoảng thờigian t = t2 t1 có hướng từđiểm M1 đến điểm M2 và cóđộ lớn bằng dây cung M1M2
r
III / Vectơ vận tốc :
Trang 35
vận tốc trung bình !
HS :
1 2
2 1 1
2
t t
M M t
x t
x x
GV : Trình bày mối tương đồng giữa vận
tốc trung bình trong chuyển động thẳng
và chuyển động cong : x t r t
1 2
t t
r r
biệt độ dài giữa hai vectơ
r và
tb
v )
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
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 t rất nhỏ, điều đó
có nghĩa là
r rất nhỏ, khi đó dâycung M1M2 “trùng” với cung M1M2
r
trùng với tiêp tuyến của quỹ đạo cong
Vận tốc tức thời
v trùng với tiếptuyến 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
1 / Vectơ vận tốc trung bình : Giả sử trong khoảng thờigian t từ t1 đến t2 , chấtđiểm dịch chuyển được mộtđộ dời
đo bằng thương số của độdời và khoảng thời gian cóđộ dời ấy
tb
v =
1 2
1 2
t t
r r
v =
1 2
1 2
t t
r r
* Vectơ
v đặc trưng cho sựbiến đổi nhanh hay chậm củachuyển động về phương,
Trang 36
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 = t s
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
v
trong chuyển động thẳng )
IV / Vectơ gia tốc :
1 / Vectơ gia tốc trung bình
GV : Giả sử tong khoảng thời gian t,
chất điểm M chuyển động từ vị trí M1
có vận tốc tức thời
v 1 đến vị trí M2
có vận tốc tức thời
v 2 như hình vẽđây
GV : Một em hãy lên xác định
GV : các em hãy nhắc lại công thức gia
tốc trong chuyển động thẳng ?
HS : atb =
1 2
1 2
t t
v v
chiều và độ lớn
3 / Vectơ vận tốc tứcthời trong chuyển động thẳng:
Vectơ vận tốc tứcthời trong chuyển động thẳngcó :
Điểm đặt : tại một điểmtrên vật
Phương : trùng với quỹ đạo
Chiều : cùng chiều với chuyển động
Độ lớn : v =
1 2
1 2
t t
x x
IV / Vectơ gia tốc :
1 / Vectơ gia tốc trung bình : Giả sử trong khoảng thờigian t từ t1 đến t2 , chấtđiểm có độ biến thiên vectơvận tốc
đo bằng thương số của độ
Trang 37
1 2
t t
v v
( Nếu cần GV có thể hỏi HS sự khác
biệt độ dài giữa hai vectơ
vvà
tb
a )
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 t 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
v 1
đến vị trí M2 có vận tốc
v 2 trongkhoảng thời gian t
GV yêu cầu HS lên xác định
v
Tương tự như vậy hướng dẫn HS xác
định
a; Sau đó gọi từng em HS cho biết
4 yếu tố của vectơ gia tốc
a trongchuyển động thẳng
V) Bài tập vận dụng
biến thiên vận tốc vàkhoảng thời gian có độ biếnthiên ấy
tb
a =
1 2
1 2
t t
v v
ta gia tốc tức thời :
với t rất nhỏ
3 / Vectơ gia tốc trong chuyểnđộng thẳng :
Vectơ gia tốc trong chuyểnđộng thẳng có :
Điểm đặt : tại một điểmtrên vật
Phương : trùng với quỹ đạo
Chiều : cùng chiều vớivectơ hiệu của hai vectơ vậntốc
Độ lớn : atb =
1 2
1 2
t t
v v
V) Bài tập vận dụng
Một chất điểm chuyểnđộng trên đường thẳng Vàothời điểm t1 = 3s chất điểmcó tọa độ x1 = 0,5 m và vận
Trang 38
1
2 0 , 75 /
3 5
2 5 , 0
s m t
t
v v
b) Vectơ gia tốc trung bình :
GV : Gọi HS lên vẽ
a
GV hướng dẫn HS về việcchọn chiều
dương để từ đó giải thích ý nghĩa giá
tri âm dương của gia tốc
vv2 v1 : có độ lớn 1,5 m/s
1 2
1
2 v
t t
v v
Như vậy : Vectơ gia tốc trung bình có :
- Phương : Cùng với phương : v
- Chiều : Hướng theo chiều âm
- Độ lớn : aTB = 0,75 m/s2
tốc v1 = 2,0 m/s Vào thờiđiểm t2 = 5s chất điểm có tọađộ x1 = 0,4 m và vận tốc v1 =0,5 m/s
a) Tính gia tốc trung bình củachất điểm trong khoảngthời gian từ t1 đến t2
b) Xác định vectơ gia tốc trongkhoảng thời gian ấy
Bài giải : a) Gia tốc trung bình của chuyển động thẳng
2 1
2
1
2 0 , 75 /
3 5
2 5 , 0
s m t
t
v v
b) Vectơ gia tốc trung bình :
vv2 v1 : có độ lớn 1,5m/s
1 2
1
2 v t
t
v v
Trang 39
Làm bài tập : 1 ; 2
BÀI 9 :
CHUYỂN ĐỘNG TRỊN CHUYỂN ĐỘNG TRỊN ĐỀU
I / Mục tiêu :
Hiểu được đặc điểm của chuyển động trịn, xác định được vị trí của chất điểm trong chuyển động trịn bằng gĩc quét của vectơ tia hoặc bằng cung chắn gĩc quét, từ
đĩ cĩ khái niệm vận tốc gĩc vận tốc dài
Nắm vững tính chất tuần hồn của chuyển động trịn đều và các đại lượng đặc trưng riêng cho chuyển động trịn đều là chu kỳ, tần số và cơng thức liên hệ giữa các đạilượng đĩ với vận tốc gĩc, vận tốc dài và bán kính vịng trịn
II / Chuẩn bị :
Thước, compa
III / Tổ chức hoạt động dạy học :
1 / Kiểm tra bài cũ :
+ Câu 1 Phân biệt độ dời và quảng đường đi được trong chuyển động cong trong khoảng thời gian t Khi t rất nhỏ thì thế nào ?
+ Câu 2 : Nĩi rõ đặc điểm vectơ vận tốc và vectơ gia tốc trong chuyển động cong
?
+ Câu 3 Nĩi rõ đặc điểm vectơ vận tốc và vectơ gia tốc trong chuyển động
thẳng ?
2 / Giới thiệu bài mới :
Phần làm việc của Giáo Viên Phần ghi chép của học sinh
chuyển động cong, ta dùng vectơ tia
Gọi HS vẽ vectơ tia lên bản
I / Xác định vị trí của một chất điểm trong chuyển động trịn :
Vị trí của chất điểm M trên đường
Trang 40
GV : Tương tự khi chất điểm chuyển
động trên một quỹ đạo tròn để xác
r
trong chuyển động cong
HS : Vectơ tia
r có phương quayquanh tâm O, có chiều không thay đổi
và có độ lớn không thay đổi, khác với
độ lớn vectơ tia
r trong chuyển độngcong
II / Vectơ vận tốc của chất điểm
trong chuyển động tròn :
GV : Một em hãy lên bảng và vẽ vectơ
vận tốc tức thời trong chuyển động
cong ?
Gọi HS vẽ vectơ vận tốc tức thời trong
chuyển động cong lên bản
GV : Trong chuyển động tròn, vectơ
vận tốc tức thời trong chuyển động
tròn cũng có tính chất như vectơ vận
tốc tức thời trong chuyển động cong
tròn được xác định bằng vectơ tia kẻ từtâm O của đường tròn đến điểm M trênđường tròn và có độ dài không đổi bằngbán kính R của đường tròn
Điểm đặt : tại một điểm trên vật
Phương : trùng với phương tiếp tuyếncủa đường tròn
Chiều : trùng với chiều của chuyển độngtròn
Độ lớn : v = s t