Giáo án Vật lý 10 bài 3: Chuyển động thẳng biến đổi đều

Tuy nhiên trong nhiều trường hợp, chuyển động thẳng nhưng không đều VD: bánh xe lăn trên mặt phẳng nghiêng.. Chuyển động thẳng biến đổi đều.. Vectơ vận tốc tức thời...

GIÁO ÁN VẬT LÝ 10

Bài 3: CHUYỂN ĐỘNG THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU

I Mục tiêu

a Về kiến thức:

 Viết được công thức định nghĩa và vẽ được vectơ biểu diễn vận tốc tức thời, nêu được ý nghĩ của các đại lượng vật lí trong công thức

 Nêu được định nghĩa của chuyển động thẳng biến đổi đều, nhanh dần đều, chậm dần đều

 Viết được công thức tính vận tốc, vẽ được đồ thị vận tốc – thời gian trong chuyển động thẳng, nhanh dần đều và chậm dần đều

 Viết được công thức tính và nêu được đặc điểm về phương, chiều và độ lớn của gia tốc trong chuyển động thẳng nhanh dần đều, chậm dần đều

 Viết được công thức tính quãng đường đi được và phương trình chuyển động trong chuyển động thẳng nhanh dần đều, chậm dần đều

b Về kĩ năng:

Giải được bài toán đơn giản về chuyển động thẳng biến đổi đều

II Chuẩn bị

Bộ TN (1 máng nghiêng dài khoảng 1m, 1 hòn bi đường kính khoảng 1cm, 1 đồng hồ bấm giây)

III Tiến trình giảng dạy

1 Ổn định:

2 Kiểm tra bài cũ (4’)

Viết công thức tính quãng đường đi được và phương trình chuyển động của chuyển động thẳng đều?

3 Bài mới

T

G

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung

1’

8’

- Khi xét chuyển động

thẳng đều, nếu biết được

vận tốc tại một điểm thì ta

sẽ biết được vận tốc trên

cả đoạn đường, do đó dù ở

bất kỳ vị trí nào ta cũng

biết xe đi nhanh hay

chậm Tuy nhiên trong

nhiều trường hợp, chuyển

động thẳng nhưng không

đều (VD: bánh xe lăn trên

mặt phẳng nghiêng) Vậy

làm thế nào để biết

chuyển động đó là chuyển

động gì? vận tốc ở mỗi

thời điểm xác định là bào

nhiêu? Giá trị đó cho ta

biết điều gì?

- Muốn vậy ta phải dùng

khái niệm vận tốc tức

Hoạt động 1: Tổ chức tình huống học tập

- Chú ý lắng nghe, suy nghĩ

Hoạt động 2: Tìm hiểu khái niệm vận tốc tức

thẳng biến đổi đều

I Vận tốc tức thời Chuyển động thẳng biến đổi đều

1 Độ lớn của vận tốc tức thời

s v t





 (1) gọi là độ lớn

của vận tốc tức thời của vật tại một điểm

+ Cho ta biết tại điểm đó vật chuyển động nhanh hay chậm

2 Vectơ vận tốc tức thời

thời? Vậy vận tốc tức thời

là gì?

- Một vật đang chuyển

động thẳng không đều,

muốn biết tại điểm M nào

đó xe đang chuyển động

nhanh hay chậm thì ta

phải làm gì?

- Tại sao phải xét quãng

đường vật đi trong khoảng

thời gian rất ngắnt? Có

thể áp dụng công thức nào

để tính vận tốc?

- Vận tốc tức thời được

tính bằng công thức nào?

Ý nghĩa của nó?

- Vận tốc tức thời có phụ

thuộc vào việc chọn chiều

dương của hệ toạ độ hay

không?

- Các em hoàn thành C1

- Nghiên cứu SGK để trả

lời:

+ Trong khoảng thời gian rất ngắn, tkể từ lúc ở M,

xe dời được một đoạn đường slà bao nhiêu

- Như thế để vận tốc thay đổi không đáng kể, có thể

dùng công thức tính vận tốc trong chuyển động thẳng đều

s v t





 (1) gọi là độ lớn của vận tốc tức thời của vật tại một điểm

+ Cho ta biết tại điểm đó

vật chuyển động nhanh hay chậm

- Có phụ thuộc

- Cá nhân hoàn thành C1

Vectơ vận t ốc tức thời của 1 vật tại một điểm là một vectơ có gốc tại vật chuyển động, có hướng của chuyển động và có độ dại tỉ lệ với độ lớn của VTTT theo một tỉ xích nào đó

3 Chuyển động thẳng biến đổi đều

- Trong chuyển động thẳng biến đổi đều, độ lớn của vận tốc tức thời hoặc tăng đều, hoặc giảm đều theo thời gian

- Chuyển động có độ lớn của vận tốc tức thời tăng đều theo thời gian gọi là chuyển động thẳng nhanh dần đều

- Chuyển động có độ lớn của vận tốc tức thời giảm đều theo thời gian gọi là chuyển động thẳng chậm dần đều

+ Gợi ý: chúng ta có thể

tìm quãng đường xe đi

được trong 1h

- Các em đọc mục 2 SGK

rồi cho biết tại sao nói vận

tốc tức thời là một đại

lượng vectơ?

- Ghi nhận khái niệm

vectơ vận tốc tức thời

- Các em hoàn thành C2

- Chúng ta đã nghiên cứu

các đặc điểm về chuyển

động thẳng đều Trong

thực tế thì hầu hết các

chuyển động là chuyển

động biến đổi, nghĩa là

chuyển động đó có vận

tốc luôn biến đổi Chúng

ta có thể biết được điều

này bằng cách đo vận tốc

tức thời ở các thời điểm

khác nhau trên quỹ đạo

chuyển động

- Thế nào gọi là chuyển

động thẳng biến đổi đều?

- Hs đọc SGK rồi trả lời câu hỏi của gv

- Cá nhân hs làm C2

- Nghiên cứu SGK để trả

lời các câu hỏi của gv

* Chú ý: Khi nói vận tốc của vật tại vị trí hoặc thời điểm nào đó, ta hiểu là vận tốc tức thời

’

+ Quỹ đạo của chuyển

động? Độ lớn của vận tốc

tức thời thay đổi như thế

nào trong quá trình

chuyển động?

- Có thể phân chuyển

động thẳng biến đổi đều

thành các dạng chuyển

động nào?

- Gv tóm lại khái niệm

chuyển động thẳng biến

đổi

* Chú ý: Khi nói vận tốc

của vật tại vị trí hoặc thời

điểm nào đó, ta hiểu là

vận tốc tức thời

- Tiến hành TN với hòn bị

lăn trên máng nghiên Lấy

số liệu để tính vận tốc tức

thời tại một điểm bất kỳ

trên máng nghiêng

- Các em có nhận xét gì về

kết quả tính được

- Cụ thể là vận tốc tức thời

- Có thể phân chuyển động thẳng biến đổi đều thành chuyển động thẳng nhanh dần đều và chuyển động thẳng chậm dần đều

Hoạt động 3: Nghiên cứu khái niệm gia tốc

thẳng nhanh dần đều

- Quan sát Gv tiến hành

TN, ghi lại kết quả

- Tiến hành tính vận tốc tức thời từng thời điểm trên máng nghiêng

- Vận tốc tức thời luôn tăng

- Khác nhau

II Chuyển động thẳng nhanh dần đều

1 Gia tốc trong chuyển động thẳng nhanh dần đều

a Khái niệm gia tốc:

v a t





 (2) Gia tốc của chuyển động là đại lượng xác định bằng thương số giữa độ biến thiện vận tốc và khoảng thời gian vận tốc biến thiên

0

   độ biến thiên (tăng) vận tốc trong khoảng thời gian t

(  t t t0)

tại các điểm khác nhau thì

ntn?

- Giá trị này luôn tăng

trong quá trình chuyển

động

- Để mô tả tính chất nhanh

hay chậm của chuyển

động thẳng đều thì chúng

ta dùng khái niệm vận tốc

- Đối với chuyển động

thẳng biến đổi thì có dùng

được khái niệm vận tốc để

mô tả tính chất nhanh hay

chậm của chuyển động

không?

- Vậy chúng ta đưa vào

một khái niệm mới đó là

gia tốc Vậy gia tốc được

tính như thế nào? (thảo

luận nhóm)

- Chú ý các em tính tỉ số

giữa độ tăng của vận tốc

trong khoảng thời gian bất

kì

- Không; vì vận tốc luôn thay đổi

- Hs thảo luận để xây dựng biểu thức của gia tốc

0

   độ biến thiên (tăng) vận tốc

0

   khoảng thời gian

0 0

v v v

t t t



 

 

- Không nhìn SGK, tập trung nhóm thảo luận

Vậy: a v

t





 (2) Gia tốc của chuyển động là đại

- Gia tốc chuyển động cho biết vận tốc biến thiên nhanh hay chậm theo thời gian Có đơn vị

là m/s2

b Vectơ gia tốc

Vì vận tốc là đại lượng vectơ nên gia tốc cũng là

đại lượng vectơ

0 0

a

v0

v

v v0 a Khi vật CĐTNDĐ, vectơ

gia tốc có gốc ở vật chuyển động, có phương và chiều trùng với phương và chiều của vectơ vận tốc và độ dài tỉ

lệ với độ lớn của gia tốc theo một tỉ xích nào đó

5’

- Tỉ số đó là đại lượng

không đổi nên nó được

gọi là gia tốc của chuyển

động, và kí hiệu bằng chữ

a

- Vậy biểu thức của gia

tốc như thế nào? Từ đó

phát biểu khái niệm gia

tốc? Cho biết đơn vị của

nó? (thảo luận)

- (Thảo luận) Dựa vào

biểu thức gia tốc, hãy cho

biết gia tốc là đại lượng

vô hướng hay đại lượng

vectơ? Vì sao?

- Nếu là đại lượng vectơ

thì phương, chiều của nó

như thế nào? (cụ thể là

trong chuyển động nhanh

dần đều)

- Vậy biểu thức của vectơ

lượng xác định bằng thương số giữa độ biến thiện vận tốc và khoảng thời gian vận tốc biến thiên Có đơn vị là m/s2

- TL nhóm: Vì gia tốc phụ thuộc vào vận tốc

Nên gia tốc là đại lượng vectơ

- Vì v>v0 nên v cùng phương, chiều với vvàv0 Vectơ acùng phương, chiều vớiv, nên nó cùng phương, chiều với vectơ vận tốc

0

v v

v0 a

v

0 0

a

  (2’)

- HS thảo luận rồi trả lời

CĐTNDĐ

a Công thức tính vận tốc

Từ biểu thức gia tốc

0 0

v v v

a





  (*)

+ Ta lấy gốc thời gian ở thời điểm t0 (t0 = 0) 

t t

 

gia tốc ntn?

- Em hãy cho biết trong

chuyển động thẳng đều thì

gia tốc có độ lớn bằng bao

nhiêu? (gợi ý: chuyển

động đều thì vận tốc ntn?)

- Chúng ta dựa vào biểu

thức gia tốc để xây dựng

nên công thức tính vận tốc

trong chuyển động thẳng

nhanh dần đều

- Thảo luận để xây dựng

công thức vận tốc trong

chuyển động thẳng nhanh

dần đều

- Vậy chúng ta có thể biểu

Hoạt động 4: Nghiên cứu khái niệm vận tốc

thẳng nhanh dần đều

- TL nhóm:

+ Từ biểu thức gia tốc

0 0

v v v

a





  (*)

+ Ta lấy gốc thời gian ở

thời điểm t0 (t0 = 0) 

t t

 

(*): v v0

a t



 suy ra

0

v v at (3) gọi là công thức tính vận tốc Cho ta biết vận tốc của vật ở

những thời điểm khác nhau

- Sử dụng hệ trục toạ độ

có trục tung là vận tốc, trục hoành là thời gian

(*): v v0

a t



 suy ra

0

v v at (3) gọi là công

thức tính vận tốc Cho ta biết vận tốc của vật ở những thời điểm khác nhau

b Đồ thị vận tốc – thời gian

3 Công thức tính quãng đường đi được của CĐTNDĐ

Từ công thức tính tốc độ trung bình của chuyển động thẳng đều

7’

diễn vận tốc tức thời của

CĐTNDĐ bằng đồ thị

được không? Có dạng như

thế nào?

- Chúng ta sử động hệ trục

toạ độ như thế nào?

- Tương tự như bài trước

các em về nhà tự vẽ đồ thị

biểu diễn sự biến thiên

của vận tốc tức thời theo

thời gian Rồi hoàn thành

C3

- Hãy cho biết công thức

tốc độ trung bình trong

chuyển động?

- Đối với CĐTNDĐ, vì độ

lớn vận tốc tăng đều theo

thời gian, nên người ta

chứng minh được công

thức tính tốc độ trung

bình:

0

2

tb

- Từng em hoàn thành C3

Hoạt động 5: Xây dựng công thức tính quãng đường đi trong CĐTNDĐ và mối quan hệ a, v, v 0 , s

tb

s v t



0

2

tb

0

v v at

0

1 2

s v t  at (4) gọi là công thức tính quãng đường đi được của CĐTNDĐ

- Từng em hoàn thành C4, 5

- Hs tự tìm mối quang hệ:

…………

2 2

0 2

v v  as (5)

tb

s v t



Đối với CĐTNDĐ, vì độ lớn vận tốc tăng đều theo thời gian, nên người ta chứng minh được công thức tính tốc độ trung bình:

0

2

tb

v0 là vận tốc đầu; v là vận tốc cuối

Ta có: v v 0 at

0

1 2

s v t  at (4) gọi là công thức tính quãng đường đi được của CĐTNDĐ

4 Công thức liên hệ giữa gia tốc, vận tốc, quãng đường đi được của CĐTNDĐ

Từ (3) và (4) ta suy ra:

2 2

0 2

v v  as (5)

- Kết hợp với công thức

vận tốc các em có thể tìm

ra công thức tính quãng

đường đi được trong

CĐTNDĐ

- Từng em hoàn thành C4,

5

- Các em tự tìm ra mối

quan hệ giữa gia tốc, vận

tốc và quãng đường đi

được [gợi ý: từ 2 biểu

thức (2) & (4)]

5’ Hoạt động: Củng cố, dặn dò

- Viết công thức vận tốc tức thời của vật chuyển động tại 1 điểm trên quỹ đạo? Vectơ VTTT tại 1 điểm trong chuyển động thẳng được xác định như thế nào?

- Cho biết khái niệm của chuyển động thẳng biến đổi? CĐTNDĐ?

- Viết công thức tính vận tốc, gia tốc, quãng đường đi được và mối quan hệ giữa chúng trong CĐTNDĐ?

- Về nhà làm BT và chuẩn bị tiếp phần còn lại của bài

IV Rút kinh nghiệm