Đang tải... (xem toàn văn)
Bài giảng Vật lí 10 bài 4 sách Chân trời sáng tạo: Chuyển động thẳng giúp các em nghiên cứu về chuyển động thẳng để nắm được một số khái niệm cơ bản trong chuyển động, vân tốc chuyển động, đồ thị dịch chuyển - thời gian. Hi vọng đây sẽ là tài liệu hữu ích giúp thầy cô và các em trong quá trình giảng dạy và học tập của mình.
Bài 4: Chuyển động thẳng Khởi động Hai bạn xuất phát từ vị trí để đến lớp học, bạn bạn xe đạp Mặc dù chậm bạn lại đến lớp trước bạn xe đạp bạn xe đạp dừng lại hiệu sách để mua bút tài liệu học tập Điều lí giải theo góc độ vật lí? Facebook:vatlytrucquan A B Hai bạn đến trường Facebook:vatlytrucquan C Một số khái niệm chuyển động a Chất điểm Một vật chuyển động coi chất điểm kích thước nhỏ so với độ dài đường (hoặc so với khoảng cách mà ta đề cập đến) Một xe (4 m) từ TP HCM đến Đà Lạt (308 km) xem chất điểm Cũng xe (4m) di chuyển bãi đậu xe (10m) khơng xem chất điểm 1 Một số khái niệm chuyển động b Vị trí v Để xác định vị trí vật, ta cần phải chọn vật khác làm gốc Vị trí vật xác định trục toạ độ hai thời điểm khác Vật làm gốc, hệ trục toạ độ kết hợp với đồng hồ đo thời gian tạo thành hệ quy chiếu Thảo luận Vị trí toạ độ vật có phụ thuộc vào vật làm gốc khơng? Cho ví dụ thực tiễn để minh họa cho câu trả lời em 2m 4m Một số khái niệm chuyển động c Thời điểm Thời gian biểu diễn thành trục gọi trục thời gian Chọn điểm định làm gốc thời gian điểm khác trục thời gian gọi thời điểm 0s 1s 2s 3s 4s t Một số khái niệm chuyển động d Quỹ đạo Quỹ đạo đường nối vị trí liên tiếp vật theo thời gian trình chuyển động Quỹ đạo thẳng Quỹ đạo tròn/elip Quỹ đạo cong Một số khái niệm chuyển động Tốc độ trung bình Trong hệ SI, đơn vị tốc độ là: m/s (mét giây) Một số đơn vị khác thường dùng là: • km/h (kilômét giờ) • km/s (kilômét giây) • mi/h (dặm giờ) • cm/s (xentimét giây) Thảo luận Một vận động viên bơi lội người Mỹ lập kỷ lục giới nội dung bơi bướm 100 m 200 m với thời gian 49,82s 111,51s.* Hãy lập luận để xác định vận động viên bơi nhanh trường hợp *Nguồn số liệu: Giải vô địch môn thể thao nước giới năm 2009 Một số khái niệm chuyển động Tốc độ tức thời Tốc độ trung bình khơng diễn tả tính nhanh, chậm chuyển động thời điểm Để xét tính chất chuyển động nhanh, chậm vật thời điểm, tốc độ phải xét khoảng thời gian nhỏ Khi vật chuyển động với tốc độ tức thời không đổi, ta nói chuyển động vật chuyển động Ngược lại, ta nói chuyển động vật không VD: Thực tế, tốc độ tức thời hiển thị tốc kế nhiều phương tiện giao thông Luyện tập Trong truyện ngụ ngôn Rùa Thỏ, tốc độ cho thấy Thỏ xem chạy nhanh Rùa? Tuy nhiên, Rùa lại chiến thắng đua này, so sánh tốc độ trung bình Rùa Thỏ Vận tốc Độ dịch chuyển Tình 1: Xét hai xe chuyển động ngược chiều § Chọn gốc toạ độ vị trí O hình vẽ § Chiều dương hướng từ trái sang phải § Tại thời điểm, xe màu đỏ xe màu bạc vị trí có toạ độ xA xB § Sau thời gian t1, xe màu đỏ đến vị trí xB xe màu bạc đến vị trí xA O xA xB Vận tốc Độ dịch chuyển Tình 2: Xét vận động viên bơi vòng bể khoảng thời gian t2 Chọn gốc toạ độ mép trái bể bơi, chiều dương hướng từ trái sang phải chiều dài bể bơi l O Vận tốc Độ dịch chuyển Đại lượng quãng đường vật chiều chuyển động vật Do đó, để biểu diễn hướng chuyển động, ta phải xét độ dịch chuyển x=0 x1 d = x = x2 – x1 x2 Độ dịch chuyển xác định độ biến thiên toạ độ vật d = x2 – x1 = x Vận tốc Độ dịch chuyển Lưu ý: - Độ dịch chuyển đại lượng nhận giá trị dương, âm không Trong quãng đường đại lượng không âm Luyện tập Xét quãng đường AB dài 000 m với A vị trí nhà em B vị trí bưu điện Tiệm tạp hố nằm vị trí C trung điểm AB Nếu chọn nhà em làm gốc toạ độ chiều dương hướng từ nhà em đến bưu điện Hãy xác định độ dịch chuyển em trường hợp: a) Đi từ nhà đến bưu điện b) Đi từ nhà đến bưu điện quay lại tiệm tạp hoá c) Đi từ nhà đến tiệm tạp hoá quay A C B Vận tốc Vận tốc trung bình Khái niệm tốc độ khơng thể chiều chuyển động vật Khi thay quãng đường công thức xác định tốc độ trung bình độ dịch chuyển, ta rút được: Vận tốc trung bình đại lượng vectơ xác định thương số độ dịch chuyển vật thời gian để vật thực độ dịch chuyển Lưu ý: Tốc độ trung bình độ lớn vận tốc trung bình vật chuyển động thẳng không đổi chiều 2 Vận tốc Vận tốc trung bình Xét khoảng thời gian nhỏ, vận tốc trung bình trở thành vận tốc tức thời Độ lớn vận tốc tức thời tốc độ tức thời 3 Đồ thị dịch chuyển – thời gian Vẽ đồ thị độ dịch chuyển – thời gian dựa vào số liệu cho trước Xét chuyển động rùa theo đường thẳng với số liệu toạ độ thời điểm kèm • • • Chọn gốc toạ độ vị trí xuất phát Chiều dương (+) chiều chuyển động Đồ thị độ dịch chuyển – thời gian (d - t) chuyển động hình d (m) d t 0m 0s 0,2 m 2s 0,4 m 4s 0,6 m 6s Số liệu vị trí rùa sau khoảng thời gian 0,8 m 8s t (s) Đồ thị dịch chuyển – thời gian Vẽ đồ thị độ dịch chuyển – thời gian dựa vào số liệu cho trước Xét chuyển động rơi táo với số liệu toạ độ thời điểm kèm • • • Chọn gốc toạ độ vị trí xuất phát Chiều dương (+) chiều chuyển động Đồ thị độ dịch chuyển – thời gian (d - t) chuyển động hình d (m) Ảnh chụp hoạt nghiệm thả rơi táo t (s) 0s 0m 0,1 s 0,049 m 0,2 s 0,196 m 0,3 s 0,441 m 0,4 s 0,784 m 0,5 s 1,225 m Đồ thị dịch chuyển – thời gian Vẽ đồ thị độ dịch chuyển – thời gian dựa vào số liệu cho trước Nhận xét: d(m) d(m) t (s) • • Đồ thị (d - t) mô tả Chuyển động rùa đường thẳng qua gốc toạ độ Chuyển động rùa chuyển động thẳng t (s) • • Đồ thị (d - t) mô tả Chuyển động rơi táo đường cong qua gốc toạ độ Độ dịch chuyển táo khoảng thời gian tăng lên nên chuyển động táo chuyển động thẳng nhanh dần Lưu ý: Các đồ thị (d - t) hay (x - t) cơng cụ tốn học thể tính chất chuyển động Tránh lầm lẫn với quỹ đạo vật 3 Đồ thị dịch chuyển – thời gian Xác định vận tốc từ độ dốc đồ thị (d - t) Xét vật chuyển động từ vị trí (t1) đến vị trí (t2) biểu diễn hai điểm P Q Xét vật vị trí Khi t bé, PQ trở thành tiếp tuyến đồ thị điểm xét (điểm P) Đồ thị dịch chuyển – thời gian Xác định vận tốc từ độ dốc đồ thị (d - t) v v Vận tốc tức thời vật thời điểm xác định độ dốc tiếp tuyến với đồ thị (d - t) thời điểm xét Tốc độ tức thời thời điểm độ lớn độ dốc tiếp tuyến thị (d - t ) điểm Luyện tập Một vật chuyển động thẳng có đồ thị (d - t) mơ tả Hình Hãy xác định tốc độ tức thời vật vị trí A, B C d(m) B C A O t(s) Vận dụng Một xe đồ chơi điều khiển từ xa chuyển động đoạn đường thẳng có độ dịch chuyển thời điểm khác cho bảng a) b) Hãy vẽ đồ thị độ dịch chuyển – thời gian xe đồ chơi Hãy xác định vận tốc tốc độ tức thời thời điểm 2s, 4s, 6s, 10s 16 s ... tốc độ phải xét khoảng thời gian nhỏ Khi vật chuyển động với tốc độ tức thời khơng đổi, ta nói chuyển động vật chuyển động Ngược lại, ta nói chuyển động vật khơng VD: Thực tế, tốc độ tức thời hiển... (d - t) mơ tả Chuyển động rùa đường thẳng qua gốc toạ độ Chuyển động rùa chuyển động thẳng t (s) • • Đồ thị (d - t) mô tả Chuyển động rơi táo đường cong qua gốc toạ độ Độ dịch chuyển táo khoảng... lượng quãng đường vật chiều chuyển động vật Do đó, để biểu diễn hướng chuyển động, ta phải xét độ dịch chuyển x=0 x1 d = x = x2 – x1 x2 Độ dịch chuyển xác định độ biến thiên toạ độ vật d = x2 – x1
