Giáo án Vật lý phần Động học

Giáo án Vật lý phần Động học

Giáo án vật lý phần Động học 1 PHẦN I: ĐỘNG HỌC Chương 1: Chuyển Động Thẳng Đều § 1 Mở đầu § 2 Chuyển động thẳng đều – Vận tốc § 3 Phương trình vận tốc § 4 Bài tập § 5 Công thức công vận tốc § 6 Bài tập 2 Bài 1: Mở đầu A. YÊU CẦU: - Học sinh phải nắm được thế nào là chất điểm, hệ qui chiếu, thế nào là chuyển động tịnh tiến. B. LÊN LỚP: 1. Ổn định : 2. Bài mới : Để nghiên cứu chuyển động cũng như xác định vị trí của vật là việc vô cùng khó khăn và phức tạp. Vì vậy để đơn giản người ta đưa ra mô hình chất điểm. Ví dụ: đoàn tàu hỏa chạy từ HCM ra Hà nội, đoàn tàu được xem là chất điểm. Khi nào thì xe đạp được xem là chất điểm, khi nào không được xem là chất điểm? Với vật chuyển động tịnh tiến chỉ cần khảo sát chuyển động của 1 điểm là đủ. Để xác định vị trí của một vật trong không gian ta phải đối chiếu vị trí của nó với vị trí của một vật chọn trước làm mốc gọi là hệ qui chiếu (hệ tọa độ) 1. Đối tượng của cơ học: Cơ học là một ngành của Vật lý học nghiên cứu chuyển động của các vật thể dưới tác dụng tương hỗ giữa chúng. Nhiệm vụ của cơ học là tìm các phương pháp xác định vị trí của một vật ở một thời điểm bất kỳ dựa trên việc nghiên cứu tác dụng tương hỗ của vật ấy với các vật khác. 2. Chất điểm: Vật có kích thước nhỏ như một điểm gọi là chất điểm Một vật được gọi là chất điểm khi kích thước của vật rất nhỏ so với chiều dài quỹ đạo vật chuyển động. 3. Chuyển động tịnh tiến: Chuyển động tịnh tiến là chuyển động trong đó một đoạn thẳng nối hai điểm bất kỳ của vật chuyển động luôn luôn song song với chính nó. Trong chuyển động tịnh tiến, quỹ đạo của tất cả các điểm trên vật đều giống nhau. 4. Hệ tọa độ Vật làm mốc: là vật được chọn trước để xác định vị trí của một chất điểm trong không gian. Hệ tọa độ: là 1 hệ gắn với vật làm mốc, gồm 1 điểm gốc tọa độ và các trục tọa độ. - Nếu vật chuyển động trên đường thẳng thì hệ qui chiếu là trục x’Ox: O: gốc tọa độ X’Ox: trục tọa độ X=OA: tọa độ điểm A - Nếu vật chuyển động trong mặt phẳng thì hệ tọa độ được chọn là trục Oxy: O: gốc tọa độ Ox, Oy: trục tọa độ Ox vuông góc Oy Tọa độ điểm A: x=OP y=OQ 3 y O x P Q M 5. Tính tương đối của chuyển động Tính chất chuyển động của vật (nhanh, chậm, đứng yên, cong, thẳng) sẽ khác nhau khi đặt vật ấy trong các hệ tọa độ khác nhau, đó là tính tương đối của chuyển động. Ví dụ: ngồi trên chiếc xe đang chuyển động thì ta chuyển động so với mặt đất nhưng đứng yên so với người tài xế. 6. Mốc thời gian Là thời điểm được chọn là gốc để xác định các thời điểm khác ứng với mỗi vị trí của vật. 3. Củng cố : 4. Dặn dò : Câu hỏi SGK, trang 6, 7, 10 4 Bài 2: Chuyển động thẳng đều – Vận tốc A. YÊU CẦU: - Định nghĩa chuyển động thẳng đều, nắm được các đặc trưng của vectơ vận tốc. - Phải lập được phương trình chuyển động và vẽ được đồ thị. B. LÊN LỚP: 1. Ổn định : 2. Kiểm tra bài cũ : 3. Bài mới : Một ôtô trong 10s đầu tiên đi được 200m, 10s tiếp theo đi được 200m nữa, và 20s sau cùng đi được 400m. Chuyển động của ôtô là chuyển động thẳng biến đổi đều. Một ôtô trong 10s đi được quãng đường 200m và một xe đạp trong một phút đi được quãng đường là 300m. Xe nào chuyển động nhanh hơn? Làm thế nào để xác định được điều đó? Đại lượng vật lý nào đặc trưng cho sự nhanh hay chậm của xe? Các chuyển động có thể khác nhau về sự nhanh hay chậm và cũng có thể khác nhau về hướng. Vì vật vận tốc là đại lượng vectơ. 1. Định nghĩa Chuyển động thẳng đều là chuyển động của vật trên đường thẳng, trong đó vật đi được những quãng đường bằng nhau trong những khoảng thời gian bằng nhau bất kỳ. 2. Vận tốc Vận tốc của chuyển động thẳng đều là đại lượng vật lý đặc trưng cho sự nhanh hay chậm của chuyển động, được đo bằng thương số giữa quãng đường đi được và khoảng thời gian để đi hết quãng đường đó. s v t = ∆ s: quãng đường vật đi được (m) t ∆ : khoảng thời gian (s) v: vận tốc (m/s) Trong chuyển động thẳng đều, độ lớn của vận tốc v không thay đổi 3. Vectơ vận tốc: v r  Gốc: vị trí của vật  Hướng (phương, chiều): trùng với hướng của chuyển động  Độ lớn: mô tả tỉ số s t theo tỉ lệ xích Vectơ vận tốc đặc trưng cho chuyển động về sự nhanh chậm và về hướng của chuyển động. * Quy ước: v > 0 nếu vectơ vận tốc cùng chiều chuyển dương của hệ quy chiếu. v < 0 nếu vectơ vận tốc ngược chiều chuyển dương của hệ quy chiếu. 4. Ví dụ về vận tốc SGK 4. Củng cố : 5. Dặn dò : 5 Bài 3:Phương trình và đồ thị của chuyển động thẳng đều A. YÊU CẦU: - Nắm được công thức đường đi. - Hiểu được các phương pháp xác định vị trí của vật. - Phải lập được phương trình chuyển động và vẽ được đồ thị. B. LÊN LỚP: 1. Ổn định : 2. Kiểm tra bài cũ : 3. Bài mới : Gọi HS hỏi công thức vận tốc? Để khảo sát chuyển động của vật ta phải xác định tọa độ của vật theo một hệ tọa độ chọn trước Giả sử vật 1 xuất phát tại M, chuyển động thẳng đều với vận tốc v. Chọn hệ quy chiếu như hình vẽ: sau khoảng thời gian t vật đến N. Toạ độ của vật là đoạn x = ON = OM + MN = x 0 + s x = x 0 + v(t - t 0 ) Vẽ đồ thị của phương trình toạ độ x = 2 + 4t 1. Đường đi của vật trong chuyển động thẳng đều s = v . t v: vận tốc (m/s) t: thời gian để đi quãng đường (s) 2. Phương trình chuyển động thẳng đều x = x o + v(t – t o ) Trong đó: x 0 =OM: tọa độ ban đầu lúc t 0 của vật x = ON: tọa độ ở thời điểm t của vật v: vận tốc của vật Phương trình trên cho phép xác định tọa độ, do đó xác định được vị trí của vật ở mọi thời điểm. vd: Nếu vật có vận tốc là 4m/s, chuyển động cùng chiều dương, toạ độ ban đầu là 2m, t 0 =0 thì phương trình toạ độ: x = 2 + 4t (m;s) 3. Đồ thị của chuyển động thẳng đều Phương trình toạ độ x = x o + v.t cho thấy x biến thiên theo hàm bậc 1 với thời gian t x = f(t) nên đồ thị là một đường thẳng. - đồ thị hướng lên: chuyển động cùng chiều dương. - đồ thị hướng xuống: chuyển động ngược chiều dương. - đồ thị đi qua gốc toạ độ: vị trí khởi hành của vật trùng với gốc toạ độ. - đồ thị song song với trục Ot: vật đứng yên. - Hai đồ thị song song: 2 vật chuyển động với cùng vận tốc. 4. Củng cố : 5. Dặn dò : BT trang 14 – SGK; 1.1 – 1.9 - SBT 6 O M x s x 0 t (s) v(m/s) ) O 1 6 2 Bài 4: Công thức cộng vận tốc A. YÊU CẦU: - Hiểu được tính tương đối của chuyển động, vận dụng được công thức cộng vận tốc. - Giải được các bài tập trong SGK. - Rèn kỹ năng giải toán. B. LÊN LỚP: 1. Ổn định : 2. Kiểm tra bài cũ : 3. Bài mới : Giả sử hai vật 1, 2 cùng nằm trên đường thẳng. Nếu chọn gốc toạ độ tại vật 1 thì toạ độ của vật 1 là x 1 = 0, toạ độ của vật 2 là x 2 = x 1 x 2 . Nếu chọn gốc toạ độ tại điểm O cách vật 1 một đoạn là Ox 1 thì toạ độ của vật 1 là Ox 1 , toạ độ của vật 2 là x 2 = Ox 1 + x 1 x 2 . Vậy toạ độ của vật đối với từng hệ quy chiếu khác nhau thì khác nhau. Đây chính là tính tương đối của toạ độ. Ta cũng có thể nói vận tốc có tính tương đối vì vận tốc phụ thuộc vào quãng đường vật đi được. 1. Tính tương đối của tọa độ Vậy tọa độ của vật phụ thuộc hệ tọa độ đã chọn, ta nói rằng tọa độ có tính tương đối. 2. Tính tương đối của vận tốc Vận tốc của cùng một vật đối với những hệ tọa độ khác nhau thì khác nhau, nghĩa là vận tốc có tính tương đối. 3. Công thức cộng vận tốc Bài toán ví dụ: Một chiếc thuyền đứng tại A trên bờ này của sông, nhắm hướng AB vuông góc với bờ sông để chèo đến B. Nhưng do dòng nước chảy nên thực tế thuyền chuyển động theo hướng AC và đến bờ bên kia tại C. Hướng dẫn: Vận tốc của thuyền có 2 thành phần: bơi ngang và trôi theo dòng nước. 12 v r : vận tốc của thuyền đối với dòng nước 23 v r : vận tốc của dòng nước đối với bờ sông 13 v r : vận tốc của thuyền đối với bờ sông Vậy: 13 12 23 v v v= + r r r Các trường hợp: a. Hai chuyển động theo phương vuông góc nhau: 2 2 2 13 12 23 v v v= + b. Hai chuyển động cùng phương cùng chiều: v 13 = v 12 + v 23 c. Hai chuyển động cùng phương ngược chiều: v 13 = v 23 – v 12 (trong đó v 23 > v 12 ) 7 A C B 12 v r 13 v r 23 v r 4. Củng cố : 5. Dặn dò : Bài tập 2 – 5 SGK Chương 2:Chuyển Động Thẳng Biến Đổi Đều  § 7 Vận tốc trung bình – Vận tốc tức thời § 8 Gia tốc § 9 Bài tập 8 § 10 Vận tốc trong chuyển động thẳng biến đổi đều § 11 Đường đi trong chuyển động thẳng biến đổi đều § 12 Bài tập § 13 Phương trình đường của chuyển động biến đổi đều – Bài tập § 14 Liên hệ giữa gia tốc – vận tốc – đường đi § 15 Sự rơi tự do của các vật § 16 Bài tập § 17 Kiểm tra 1 tiết 9 Bài 5 Vận tốc trung bình – vận tốc tức thời A. YÊU CẦU: - Học sinh nắm được định nghĩa vận tốc trung bình, vận tốc tức thời và ý nghĩa của các đại lượng. B. LÊN LỚP: 1. Ổn định : 2. Kiểm tra bài cũ : 3. Bài mới : Với chuyển động thẳng biến đổi, ta không thể có một vận tốc xác định như chuyển động thẳng đều mà chỉ có thể tính ước chừng vận tốc của vật trên một quãng đường nhất định. Trong chuyển động biến đổi, vận tốc của vật thay đổi liên tục từ điểm này sang điểm khác trên quỹ đạo, điều đó có nghĩa là tại mỗi điểm trên quỹ đạo, vật có một vận tốc riêng mà ta gọi là vận tốc tức thời. Để đo vận tốc tức thời người ta dùng gia tốc kế gắn trên ôtô hay xe gắn máy 1. Vận tốc trung bình Vận tốc trung bình của một chuyển động thẳng biến đổi đều trên một quãng đường nhất định là một đại lượng đo bằng thương số giữa quãng đường đi được và khoảng thời gian để đi hết quãng đường đó.   Đặc điểm : - Vận tốc trung bình là một đại lượng vectơ - Vận tốc trung bình không cho phép xác định chính xác vị trí của vật mà chỉ có thể tính ước chừng. - Vận tốc trung bình trên những quãng đường khác nhau thì có giá trị khác nhau. 2. Vận tốc tức thời Vận tốc tức thời của chuyển động thẳng biến đổi là đại lượng đo bằng thương số giữa quãng đường đi rất nhỏ s tính từ điểm đã cho và khoảng thời gian rất nhỏ t để vật đi hết quãng đường đó. Ký hiệu v t - Vận tốc tức thời cũng là một đại lượng vectơ. 4. Củng cố : 5. Dặn dò : Bài tập 1.14 và 1.15 trang 19 – SBT 10 t s v = 321 321 ttt sss v ++ ++ = [...]... được một loại dụng cụ chính là đệm không khí Khi vật chuyển động trên đệm không khí thì ma sát được hoàn toàn loại bỏ, khi đó vật chuyển động thẳng đều mãi mãi Nguyên nhân nào làm cho các vật tiếp tục chuyển động thẳng đều khi các lực tác dụng vào vật mất đi? Nguyên nhân đó chính là do tính chất của bản thân của vật gọi là quán tính Khi vật đang chuyển động (có vận tốc) mà không chịu tác dụng của lực... thẳng đều, chuyển động thẳng biến đổi đều, a Khi một vật có gia tốc thì nhất định có tròn đều… Vậy nguyên nhân nào làm cho các những vật khác đã tác dụng vào nó và sự vật chuyển động như vậy? tác dụng ấy gây ra gia tốc cho vật b Tác dụng giữa 2 vật bao giờ cũng là tác dụng tương hỗ Một đầu máy xe lửa đang đứng yên thì bắt đầu 2 Khái niệm lực a Định nghĩa: Lực là đại lượng vật lý chuyển động, như vậy có... ta coi vật là rơi tự do Nếu các vật nặng rơi trong không khí ta cũng 3 Định luật rơi tự do 16 có thể nói vật đó rơi tự do Sự rơi tự do của các vật tuân theo quy luật nào? Khi vật được ném lên thẳng đứng với vận tốc ban đầu vo nào đó thì vật chuyển động chậm dần đều với cùng gia tốc g Sau khi dừng lại, vật rơi tự do xuống a Phương rơi: phương thẳng đứng b Tính chất của chuyển động rơi: chuyển động nhanh... định luật I Newton còn gọi là định luật quán tính và chuyển động thẳng đều gọi là chuyển động do quán tính Ví dụ: đang đạp xe, ngừng đạp, xe vẫn tiếp tục chuyển động Định luật 2 Newton – Đơn vị lực Bài 17: A YÊU CẦU: - Học sinh hiểu được nội dung của định luật I Newton và quán tính của mọi vật Biết vận dụng định luật để giải thích được một số hiện tượng vật lý B LÊN LỚP: 1 Ổn định: 2 Kiểm tra bài cũ:... quay là khoảng thời gian mà vật chuyển động đúng một vòng Ký hiệu là T, đơn vị là giây (s) 1 2π T= = n ω Trong 1 giây vật chuyển động được n vòng, nghĩa là thực hiện được n chu kỳ 19 2 Liện hệ giữa vận tốc dài v, vận tốc góc và chu kỳ quay: v = ω R = 2π nR = 2π R T 4 Củng cố: 5 Dặn dò: PHẦN II: ĐỘNG LỰC HỌC Chương 4: Các định luật về chuyển động § 21 Sự tương tác giữa các vật – Khái niệm lực § 22 Sự... đất và lực căng của sợi dây Trạng thái đứng yên và chuyển động thẳng đều giống nhau ở đặc điểm nào? Đứng yên hay chuyển động thẳng đều đều không có gia tốc Như vậy phải chăng vật chuyển động thẳng đều thì các lực tác dụng vào vật cũng cân bằng nhau? 2 Vì sao một vật chuyển động thẳng đều? Quan sát một viên bi lăn trên một Vậy: Một vật chuyển động thẳng mặt phẳng nằm ngang Lực tác dụng vào đều là vì... lực vào 2 vật khác nhau 1 Khối lượng: Vật nào có khối lượng lớn thì thay đổi vận tốc Khối lượng của vật là đại lượng đặc càng ít Vật nào có khối lượng nhỏ thì thay đổi trưng cho mức quán tính của vật vận tốc càng nhiều 2 Tính chất của khối lượng: - Khối lượng là đại lượng vô hướng, dương, bất biến với mỗi vật - Có tính chất cộng – khối lượng của 1 hệ nhiều vật bằng tổng khối lượng của mỗi vật trong... chuyển động: - Trong chuyển động thẳng đều đồ thị vận tốc là đường thẳng song song với trục Ot - đồ thị hướng lên: chuyển động nhanh dần đều - đồ thị hướng xuống: chuyển động chậm dần đều - đồ thị đi qua gốc toạ độ: chuyển động có vận tốc đầu bằng 0 - Hai đồ thị song song : hai chuyển động với cùng gia tốc vt (m/s) vt v0 O t (s) t Chuyển động nhanh dần đều Củng cố Dặn dò: Đường đi trong chuyển động biến... chiều vt , v0 - Chuyển động nhanh dần đều: a.v>0 - Chuyển động nhanh dần đều: a.v . dẫn hs vẽ a r - Chuyển động nhanh dần đều: a.v>0 - Chuyển động nhanh dần đều: a.v<0 1. Định nghĩa Gọi 0 v r là vận tốc ban đầu của vật, sau khoảng thời gian t vật đạt được vận tốc t v r . : Một ôtô trong 10s đầu tiên đi được 200m, 10s tiếp theo đi được 200m nữa, và 20s sau cùng đi được 400m. Chuyển động của ôtô là chuyển động thẳng biến đổi đều. Một ôtô trong 10s đi được quãng. nào chuyển động nhanh hơn? Làm thế nào để xác định được điều đó? Đại lượng vật lý nào đặc trưng cho sự nhanh hay chậm của xe? Các chuyển động có thể khác nhau về sự nhanh hay chậm và cũng