Thông tin tài liệu
Bài 7: Gia tốc Chuyển động thẳng biến đổi Khởi động Trong giải đua xe F1, tay đua bắt buộc phải vào trạm dừng thay lốp nạp thêm nhiên liệu Trong khoảng thời gian từ xe vào trạm dừng đến xe tăng tốc trở lại đường đua, ta thấy vận tốc xe có thay đổi rõ rệt Đại lượng đặc trưng cho thay đổi vận tốc xe? Đồ thị vận tốc – thời gian chuyển động thẳng khái niệm gia tốc Thí nghiệm khảo sát chuyển động biến đổi Mục đích: Đo vận tốc tức thời thời điểm vật chuyển động biến đổi Dụng cụ: Làm ta xác định vận tốc tức thời dựa vào phương án thí nghiệm gợi ý? Đồ thị vận tốc – thời gian chuyển động thẳng khái niệm gia tốc Thí nghiệm khảo sát chuyển động biến đổi Tiến hành thí nghiệm: Bước 1: Điều chỉnh máng nghiêng góc 0° so với phương nằm ngang (giá trị xác định thước đo độ) Bước 2: Cố định nam châm điện cổng quang điện A (cổng quang điện A đặt cách đoạn chân dốc nghiêng mảng khoảng 20 cm) Dịch chuyển nam châm điện lại gần cổng quang điện A cho viên bi thép nằm sát chùm tia hồng ngoại cổng quang điện Đặt cổng quang điện B cách cổng quang điện A đoạn AB Đồ thị vận tốc – thời gian chuyển động thẳng khái niệm gia tốc Thí nghiệm khảo sát chuyển động biến đổi Tiến hành thí nghiệm: Bước 3: Đọc giá trị đường kính d viên bi thép thí nghiệm Bước 4: Đưa bi thép lại gần nam châm điện cho bị nam châm hút dính vào nam châm Bước 5: Chọn chế độ đo thời gian vật chuyển động từ cổng quang điện A đến B (tAB) Tiến hành lần ghi kết Bước 6: Chọn chế độ để đo thời gian vật chắn cổng quang điện B (tB) Tiến hành thí nghiệm lần để xác định Đồ thị vận tốc – thời gian chuyển động thẳng khái niệm gia tốc Thí nghiệm khảo sát chuyển động biến đổi Báo cáo kết thí nghiệm • Đo thời gian vật hết quãng đường AB thời gian vật chắn cổng quang điện B • Ghi vào bảng số liệu gợi ý Bảng 7.1 • Xử lí số liệu để ghi nhận tốc độ tức thời tương ứng với thời điểm đo Góc máng nghiêng: = 20o Khoản g cách AB (cm) Lần Lần Lần 10 0,292 0,293 20 0,422 30 Đường kính viên bi: d = 2,05 cm tAB (s) tB (s) Trung bình Sai số Lần Lần Lần 0,292 0,031 0,031 0,031 0,423 0,423 0,023 0,022 0,022 0,525 0,525 0,525 0,018 0,018 0,018 40 0,609 0,608 0,609 0,016 0,016 0,017 50 0,684 0,684 0,684 0,014 0,015 0,014 Bảng số liệu thí nghiệm đo vận tốc theo thời gian Trung bình Sai số Tốc độ tức thời B = Thảo luận Nêu số ví dụ khác chuyển động có vận tốc thay đổi theo thời gian Vận tốc vận động viên bơi lội thay đổi theo thời gian: chậm lại đến gần tường, quay lại tăng tốc… Vận tốc xe ô tô đường thay đổi theo thời gian: chậm lại xe động, nhanh dần đường vắng… Vận tốc báo săn mồi thay đổi theo thời gian: chậm lại tiến gần mồi, tăng tốc đuổi theo… Đồ thị vận tốc – thời gian chuyển động thẳng khái niệm gia tốc Gia tốc Trên thực tế, vận tốc vật chuyển động đa số trường hợp thay đổi theo thời gian Khi xe ô tô bắt đầu chuyển động hãm phanh (xét chuyển động thẳng) vận tốc xe thay đổi độ lớn Khi xe thay đổi hướng chuyển động rẽ trái, rẽ phải vận tốc xe bị thay đổi hướng độ lớn Đồ thị vận tốc – thời gian chuyển động thẳng khái niệm gia tốc Gia tốc • Xét vật chuyển động thẳng có vận tốc đầu , vận tốc vật chuyển động sau khoảng thời gian t • Trong suốt trình chuyển động, vận tốc tức thời vật có độ lớn thay đổi theo thời gian (đồ thị không song song với trục thời gian), gọi chuyển động biến đổi v(m/s) • Sự thay đổi vận tốc vật theo thời gian đặc trưng đại lượng gọi gia tốc • Gia tốc xác định độ dốc (hệ số góc) đồ thị vận tốc theo thời gian Q 𝑣2 = v 𝑣1 P = t 𝑡1 H 𝑡2 t(s) Đồ thị vận tốc – thời gian chuyển động thẳng khái niệm gia tốc Gia tốc Gia tốc đại lượng đặc trưng cho độ biến thiên vận tốc theo thời gian Gia tốc trung bình chuyển động thẳng: Δ 𝑣 𝑣2− 𝑣1 𝑎𝑡𝑏= = Δ 𝑡 𝑡 − 𝑡1 Đơn vị: m/s2 v1 vận tốc đầu thời điểm t1 v2 vận tốc thời điểm t2 v: độ biến thiên vận tốc t : khoảng thời gian vận tốc thay đổi *Lưu ý: để xác định dấu vận tốc ta phải so sánh chiều vận tốc với chiều dương quy ước Gia tốc tức thời thời điểm có giá trị độ dốc tiếp tuyến đồ thị vận tốc - thời gian (v - t) thời điểm Đồ thị vận tốc – thời gian chuyển động thẳng khái niệm gia tốc Vận dụng đồ thị (v – t) để xác định độ dịch chuyển Độ dịch chuyển vật khoảng thời gian từ đến , xác định phần diện tích giới hạn đường v(t), v = ,t = ,t = , đồ thị (v – t) Ví dụ: Xét vật chuyển động thẳng nhanh dần có vận tốc , vào thời điểm = vận tốc thời điểm Độ dịch chuyển vật khoảng thời gian t = phần diện tích hình thang OABD v(m/s) B 𝑣2 𝑣1 C A O 𝑡1 D D 𝑡 t(s) Đồ thị vận tốc – thời gian chuyển động thẳng khái niệm gia tốc Vận dụng đồ thị (v – t) để xác định độ dịch chuyển Ví dụ: Dựa vào đồ thị (v - t) vật chuyển động hình, xác định gia tốc độ dịch chuyển vật giai đoạn: a) Từ s đến 40 s b) Từ 80 s đến 160 s v(cm/s) Chọn chiều dương chiều chuyển động vật Gia tốc độ dịch chuyển vật : (OA+BC).OC = (160cm/s.40s = 3200 cm b) Tương tự câu a, ta có: = -1,5 = 4800 cm 𝑣2 B D 𝑣1 A C O E 80 F 160t(s) Thảo luận Nhận xét tính chất chuyển động vật có đồ thị (v – t) biểu diễn hình v(cm/s) – 40 s: nhanh dần 40 – 80s: thẳng 80 – 160 s: chậm dần 𝑣2 B D 𝑣1 A C O E 80 F 160t(s)
Ngày đăng: 03/04/2023, 10:55
Xem thêm:
