PHẦN CƠ HỌC Chương 01 ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM Ngày soạn:17/8/2014 Tiết CHUYỂN ĐỘNG CƠ I / Mục Tiêu : Kiến thức - Hiểu khái niệm : Tính tương đối chuyển động, chất điểm, hệ quy chiếu, xác đònh vò trí của chất điểm tọa độ, xác đònh thời gian đồng hồ, phân biệt khoảng thời gian thời điểm - Hiểu rõ muốn nghiên cứu chuyển động chất điểm, cần chọn hệ quy chiếu để xác đònh vò trí chất điểm thời điểm tương ứng - Nắm vững cách xác đònh tọa độ thời gian tương ứng chất điểm hệ trục tọa độ Kỹ năng: -Xác đònh vò trí điểm quỹ đạo cong thẳng -Vận dụng kiến thức học đê giải toán hệ quy chiếu, đổi mốc thời gian II / Chuẩn bò : − Tranh 1.1 ; 1.3 ; 1.5 bảng tàu Thống Nhất Bắc Nam S1 − Thước đồng hồ III / Tổ chức hoạt động dạy học : / Nội dung giảng: Phần làm việc Giáo Viên 1) Chuyển động học ? GV đưa ví dụ chuyển đđộng VD:Một người đứng quan sát ôtô chuyển động, khoảng cách ôtô người thay đổi GV : Khi xe chuyển động, người đứng bên đường hành khách ngồi xe ? HS : Hành khách chuyển động GV : Đối với bác tài xế hành khách ? HS : Hành khách đứng yên GV :Như vậy: Ôt chuyển động so với hàng bên đường, đứng yên so với người ngồi Một vật đứng yên so với vật ( Vật mốc 1), chuyển động so với vật khác ( Vật mốc 2) Vậy, chuyển động trạng thái đứng yên có tính tương đối Chuyển động học có tính tương đối 2) Chất điểm Quỹ đạo chất điểm GV:Thí dụ có xe ôtô du lòch 12 chổ ngồi sân trường, kích thước ôtô có đáng kể không em ? HS : Kích thước ôtô đáng kể ! GV : Nếu ôtô chuyển động đoạn đường dài từ TP.HCM đến Biên Hòa Phần ghi chép học sinh 1) Chuyển động học ? Chuyển động học dời chổ vật thể không gian theo thời gian Chuyển động học có tính tương đối 2) Chất điểm Quỹ đạo chất điểm Chất điểm vật có kích thước nhỏ so với phạm vi chuyển động Khi chuyển động, chất điểm vạch đường không gian gọi quỹ đạo Thì kích thước ôtô so với chiều dài quãng đường ? HS : Rất nhỏ so với chiều dài quãng đường GV : Khi , ôtô xem chất điểm ? vật xem chất điểm ? HS : Khi vật có kích thước nhỏ so với chiều dài quỷ đạo mà GV : Yêu cầu học sinh cho thêm ví dụ chất điểm 3) Xác đònh vò trí chất điểm GV : Trường học xa hay gần ? HS (Giả sử) : Trường học xa ! GV : Trường học cách ? HS:cách 10 km ! GV : Em HS nói trường học xa cách 10 km có nghóa em xác đònh vò trí trường học so với đòa điểm ? HS: Xa so với nhà em ! GV : Để xác đònh vò trí vật không gian vào thời điểm đònh , ta phải ? Chọn vật làm móc ( Vật móc : Chẳng hạn nhà em ) gắn vào hệ trục tọa độ để xác đònh vò trí vật so với vật mốc ! ( Chẳng hạn cách xa 10 km tính từ nhà em HS ? 4) Xác đònh thời gian GV : Từ nhà em đến trường, ? HS : 30 phút ! GV : Mất 30 phút nghóa tính từ lúc ? HS : Tính từ lúc em bắt đầu học ! GV : Để xác đònh biến đổi vò trí vật theo thời gian ta phải chọn lúc làm móc thời gian, thường chọn thời điểm bắt đầu khảo sát ( Có thể nói rõ : ∆t = t – t0 ; Với t0 : Thời điểm đầu , mốc thời gian ( Thường chọn t0 = ) 5)hệ quy chiếu * Khi khảo sát chuyển động chất điểm : Ta chọn vật làm mốc gắn vào hệ tọa độ, mốc thời gian với đồng hồ đo 6)Chuyển động tònh tiến GV : Giả sử có xe chuyển động thẳng người ngồi xe có quỹ đạo đường thẳng quỹ đạo xe chuyển động xe chuyển động tònh tiến 3) Xác đònh vò trí chất điểm − Xét chuyển động chất điểm đường thẳng − Chọn : Gốc tọa độ : Tại điểm O đường + Trục tọa độ : Có phương trùng với đường Ví dụ: Hệ Ox + Chiều dương cho hệ tọa độ Vi dụ: chiều dương chiều chuyển động − Vò trí chất điểm điểm M xác đònh tọa độ : x = OM Nếu chiều từ O đến M chiều dương với Ox: x > Nếu chiều từ O đến M ngược chiều dương với Ox: x < 4) Xác đònh thời gian Muốn xác đònh thời điểm, người ta chọn gốc thời gian đo khoảng thời gian từ gốc đến lúc đồng hồ Đơn vò : giây ( s ) [ SI ] Trong vật lý, người ta thường chọn gốc thời gian lúc bắt đầu xảy trình lúc bắt đầu khảo sát tượng 5) hệ quy chiếu Chọn: Gốc tọa độ Hệ tọa độ Ox Chiều dương Ox Mốc thời gian 6)Chuyển động tònh tiến Chuyển động vật tònh tiến đoạn thẳng nối hai điểm vật A GV : Đưa thí dụ đu quay công song song với phương đònh viên yêu cầu học sinh cho biết : Thân đu Thí dụ : Khung ôtô, xe máy chuyển quay người ngồi đu quay chuyển động động đường thẳng tònh tiến hay không tònh tiến HS : Người chuyển động tònh tiến đu quay không chuyển động tònh tiến GV hướng dẫn thêm cho HS chuyển động tònh tiến qua hình vẽ 1.1 SGV Chuyển động tònh tiến – Chuyển động quay 2/ Cũng cố : a / Chuyển động học ? b / Chất điểm ? c / Chuyển động tònh tiến ? / Dặn dò : − Trả lời câu hỏi : ; Làm tập : ; ; Ngày soạn:17/8/2014 Tiết 2-3 VẬN TỐC TRONG CHUYỂN ĐỘNG THẲNG CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU I / Mục tiêu : 1.Kiến thức − Nắm vững đònh nghóa độ dời qua tọa độ chất điểm trục, từ dẫn đến đònh nghóa vận tốc trung bình khoảng thời gian t2 − t1 , vận tốc tức thời thời điểm t − Biết cách xây dựng phương trình chuyển động thẳng từ đònh nghóa công thức vận tốc, áp dụng phương trình chuyển động để giải toán chuyển động thẳng chất điểm, toán gặp hay đuổi hai chất điểm − Biết cách vẽ đồ thò biễu diễn phương trình chuyển động đồ thò vận tốc theo thời gian, sử dụng đồ thò để giải toán nói 2.Kỹ - Phân biệt so sánh khái niệm - Biểu diễn độ dời đại lượng vật lý vectơ - Lập phương trình chuyển động , vẽ đồ thò , khai thác đồ thò II / Chuẩn bò : − Thước III / Tổ chức hoạt động dạy học : / Kiểm tra cũ : + Câu : Chuyển động học ? + Câu : Chất điểm ? + Câu : Chuyển động tònh tiến ? / Nội dung giảng: Phần làm việc Giáo Viên Phần ghi chép học sinh 1) Độ dời 1) Độ dời a) Độ dời a) Độ dời Xét chất điểm chuyển động theo quỹ đạo Tại thời điểm t1 chất điêm M vò trí M Tại thời điểm t2 chất điêm M vò trí M2 khoảng thời gian ∆t = t2 – t1 chất điểm dời từ vò trí M1 đến M2 vecto M 1M gọi vecto độ dời khoảng thời gian b) Độ dời chuyển động thẳng xét chất điểm chuyển động có quỹ đạo đường thẳng t1 t2 GV Tại thời điểm t1 chất điêm M vò trí M có toạ độ x1 Tại thời điểm t2 chất điêm M vò trí M1 có toạ độ x2 Nếu chọn Ox trùng với đường thẳng quỹ đạo vecto độ dời trùng với đường M 1M vecto độ dời khoảng thời gian ∆t = t2 – t1 b) Độ dời chuyển động thẳng xét chất điểm chuyển động có quỹ đạo đường thẳng t1 t2 Giá trò đại số vecto độ dời khoảng thời gian ∆t = t2 – t1 : ∆x = x2 – x1 ∆x > : Chiều chuyển động chiều dương Ox ∆x < : Chiều chuyển động ngược chiều dương Ox Chú ý : Nếu chất điểm chuyển động theo chiều quỹ đạo đường trùng với độ dời : s = ∆x Độ dời chất điểm khoảng thời gian ∆t = t2 − t1 đoạn thẳng M1M2 có giá trò đại số : ∆x = x2 − x1 x1 tọa độ thời điểm t1 x2 tọa độ thời điểm t2 ∆x > chiều chuyển động trùng với chiều dương trục ox ∆x < chiều chuyển động ngược với chiều dương trục ox c) Độ dời quãng đường c) Độ dời quãng đường Nế u chất điểm chuyển động theo chiều Xét chuyển động kiến hình 2.2 GV:Hãy tính quãng đường độ dời chọn chiều làm chiều dương quãng đường trùng với độ dời : s = ∆x kiến khoảng thời gian từ t1 đến t2 ? HS: s = ∆x GV: Hãy tính quãng đường độ dời kiến kiến bò vạch 8cm đến vạch 12cm trở vạch 8cm khoảng thời gian từ t1 đến t2 ? HS: s =14cm, ∆x=6cm GV: độ dời trùng với quãng đường nào? HS: Nếu chất điểm chuyển động theo chiều chọn chiều làm chiều dương quãng đường trùng với độ dời : s = ∆x 2) Vận tốc trung bình Vận tốc trung bình chất điểm 2) Vận tốc trung bình VD : Trong thời gian : Ôtô 80 km, đặc trưng cho độ nhanh hay chậm xe đạp 45 km, để biết phương tiện chuyển động nhanh ta làm cách ? x −x ∆x M M HS : ta so sánh độ dời ôtô xe đạp vTB = = = ∆t ∆t t − t1 đơn vò thời gian nghóa ôtô 40 km xe đạp 15 km Vậy v tb có : ôtô chuyển động nhanh xe đạp điểm đặt: vật chuyển động GV : Có cách khác không ? phương: quỹ đạo HS : ta so sánh thời gian ôtô xe đạp chiều: chuyển động độ dời nghóa độ dời 10 km Đơn vò: m/s km/h ôtô thời gian xe đạp chứng tỏ ôtô 1 km/h = m/s chuyển động nhanh xe đạp ? 3,6 GV : Hai cách trên, cách đơn giản ứng dụng nhiều ? HS : Cách ! GV : Ta gọi v1 v2 đại lượng đặc trưng cho độ dời ôtô xe đạp đơn vò thời gian : v1 = 80 : = 40 km/h ; v2 = 45 : = 15 km/h ⇒ v1 > v2 ⇒ ôtô chuyển động nhanh xe đạp Vậy đại lượng v gọi vận tốc : x − x1 ∆x vtb = = t − t1 ∆t Vậy để so sánh nhanh hay chậm chuyển động ta dùng thương số ∆x/∆t , gọi vận tốc trung bình 3) Vận tốc tức thời 3) Vận tốc tức thời ∆x v = t ∆x t+∆t (∆t nhỏ) ∆t M1 M2 Vận tốc tức thời v thời điểm t đặc trưng GV: Tính vận tốc trung bình khoảng thời cho chiều độ nhanh chậm chuyển động gian từ t đến t+∆t ? ∆x ∆s HS: Lưu ý : ∆t rấ t nhỏ = ∆x ∆t ∆t vtb = ∆t Đơn vò vận tốc tức thời : m/s km/h GV: ∆t nhỏ vận tốc trung bình khoảng thời gian từ t đến t+∆t xem vận tốc thời điểm t, vận tốc gọi vận tốc tức thời thời điểm t Lưu ý: ∆t nhỏ vận tốc tức thời tốc độ tức thời 4) Chuyển động thẳng 4) Chuyển động thẳng a Đònh nghóa : a) Đònh nghóa GV : Giả sử chất điểm M chuyển động quỹ đạo: đường thẳng đường thẳng qua điểm A chuyển v = không đổi động với vận tốc m/s ; Khi qua B chuyển động với vận tốc m/s ta nói vật chuyển động thẳng Vậy chuyển động thẳng ? HS : Chuyển động thẳng chuyển động vận tốc không thay đổi b.Phương trình : b) Phương trình chuyển động thẳng xét chất điểm chuyển động có quỹ đạo Chọn gốc thời gian thời điểm ban đầu t0 đường thẳng Gốc O chọn vò trí đường đi, x = x0 + v.t PT chuyển động Ox trùng với quỹ đạo, chọn chiều dương, giả sử thẳng thời điểm ban đầu t vật xuất phát từ vò trí A x0 tọa độ thời điểm t0 chuyển động thẳng theo phương Ox với tốc 6) đồ thò độ v Xác đònh tọa độ chất điểm thời a) đồ thò tọa độ – thời gian điểm t hệ số góc : x − x0 tgα = =v t x0 A v M x Chọn gốc thời gian thời điểm ban đầu t0 x = x0 + v.t 5) đồ thò a) đồ thò tọa độ – thời gian x = x0 + v.t Đồ thò tọa độ theo thời gian t đường thẳng xiên góc cắt trục tung điểm x = x0 có hệ số góc : x − x0 tgα = =v t Hệ số góc đường biểu diễn tọa độ theo thời gian vận tốc chất điểm GV giảng giải phần phương trình chuyển động thẳng phần đồ thò Nhấn mạnh hệ số góc thời gian tgα (dương,âm) b Đồ thò vận tốc- thời gian b Đồ thò vận tốc- thời gian Trong chuyển động thẳng , vận tốc không đổi v = số nên đồ thò biểu diễn vận tốc theo thời gian đường thẳng song song với trục thời gian [ Trên thực tế, để xác đònh vò trí chuyển động chất điểm ta dùng hệ trục tọa độ , có nhiều hệ trục tọa độ trục tọa độ Descartes, trục tọa độ đòa lý … chẳng hạn trục tọa độ đòa lý gồm kinh độ vó độ Kinh tuyến số qua đài thiên văn Grinných ( London) ( 180 kinh đông 180 kinh tây ) , vó tuến đường xích ) Bài tập vận dụng đạo ( 900 Vó bắc 900 Vó Nam ) VD : Tọa độ Hai xe khởi hành lúc từ hai điểm tàu biển 300 Kinh Tây 300 Vó Bắc ] A B cách 120 km, chuyển động ngược chiều Vận tốc xe từ A 40 km/h, xe từ B 20 km/h Coi 6) Bài tập vận dụng chuyển động xe chuyển động GV : Trình bày cách chọn trục tọa độ chất điểm đường thẳng GV : Sau vẽ hình, HS nao nhắc lại a) Viết phương trình chuyển động công thức tính vận tốc ? hai xe Từ đó, tìm thời điểm vò trí HS : Được xem dạng tập mẫu, cần giảng hai xe gặp chậm cho học sinh b) Giải toán đồ thò Bài giải a) Phương trình chuyển động hai xe Gốc tọa độ O : Tại A Chọn: Chiều (+) Ox : Chiều từ A đến B MTG: Lúc xe bắt đầu chuyển động (t0 = ) Ta có PTCĐ: x = x0 + v(t – t0) Xe A : xA = x0A + vA(t - t0) = 40t (1) Xe B : xB = x0B + vB(t - t0) = 120 – 20t (2) Khi xe gặp ⇒ xA = xB ⇒ 40t = 120 – 20t ⇒ t = 2h Thế t =2 vào (1) ⇒ x = 40t = 80 km Vậy sau hai xe gặp vò trí cách A 80 km b) Giải toán đồ thò Lập bảng giá trò cho xe / Cũng cố : a / Độ dời ? b / Vận tốc trung bình ? c / Vận tốc tức thời ? d / Viết phương trình chuyển động thẳng ? ; 6;7;8 / Dặn dò : − Trả lời câu hỏi trắc nghiệm − Làm tập : ; ; ; ; Đối với xe A : t (h) X ( km/h) 40 Đối với xe B : t (h) X ( km/h) 120 100 Giao điểm P hai đường thẳng có toạ độ (2, 80 ) Vậy hai xe gặp sau cách A khoảng 80 km Quảng Ninh, ngày 18 tháng năm 2014 Đã kiểm tra Hồ Công Tình ... M1 đến M2 vecto M 1M gọi vecto độ dời khoảng thời gian b) Độ dời chuyển động thẳng xét chất điểm chuyển động có quỹ đạo đường thẳng t1 t2 GV Tại thời điểm t1 chất điêm M vò trí M có toạ độ x1... dời : s = ∆x Độ dời chất điểm khoảng thời gian ∆t = t2 − t1 đoạn thẳng M1M2 có giá trò đại số : ∆x = x2 − x1 x1 tọa độ thời điểm t1 x2 tọa độ thời điểm t2 ∆x > chiều chuyển động trùng với... ôtô xe đạp đơn vò thời gian : v1 = 80 : = 40 km/h ; v2 = 45 : = 15 km/h ⇒ v1 > v2 ⇒ ôtô chuyển động nhanh xe đạp Vậy đại lượng v gọi vận tốc : x − x1 ∆x vtb = = t − t1 ∆t Vậy để so sánh nhanh hay