Tiết 10 Ngày soạn: 20/09 TÍNH TƯƠNG ĐỐI CỦA CHUYỂN ĐỘNG. CÔNG THỨC CỘNG VẬN TỐC A. Mục tiêu. 1. Kiến thức 1. Kiến thức - Nắm vững tính tương đối của chuyểûn động. - Phân biệt hệ quy chiếu đứng yên và hệ quy chiếu chuyển động - Nắm vững các công thức cộng vận tốc 2. Kỹ năng. - Giải được một số bài toán cộng vận tốc cùng phương và vuông góc - Giải thích một số hiện tượng có liên quan đến tính tương đối của chuyển động 3. Thái độ - Nghiêm túc, có hứng thú trong học tập B. Chuẩn bò Giáo viên: một con lắc treo trên xe lăn Học sinh: đã đọc bài ở nhà, ôn lại kiến thức có liên quan đã học ở lớp 8 C. Phương pháp - Diễn giảng, vấn đáp, - Giải quyết vấn đề, thảo luận nhóm D. Tiến trình lên lớp 1. Ổn đònh tổ chức - Ổn đònh lớp, điểm danh 2. Kiểm tra bài củ Câu 1: Chu kỳ của chuyển động tròn đều là gì? Viết công thức liên hệ giữa chu kỳ và tốc độ góc Câu 2: Tần số là gì? Viết công thức liên hệ giữa chu kỳ và tần số Câu 3: Nêu những đặc điểm và viết công thức tính gia tốc trong chuyển động tròn đều 3. Bài mới: Đặt vấn đề: Tìm hiểu về tính tương đối của chuyển động Hoạt động của thầy và trò Nội dung kiến thức Hoạt động 1: Tìm hiểu về tính tương đối của chuyển động GV: Nêu ví dụ của sgk GV: Nêu và phân tích tính tương đối của quỹ đạo. HS: Lấy các ví dụ minh họa GV: Cho học sinh thảo luận và hoàn thành câu C1 HS: Người ngồi trên xe đạp sẽ thấy đầu van chuyển động tròn đều quanh trục bánh xe I. TÍNH TƯƠNG ĐỐI CỦA CHUYỂN ĐỘNG 1. Tính tương đối của quỹ đạo: Hình dạng quỹ đạo của chuyển động trong GV: Trương Hồng Minh THPT Nam Hải Lăng Tiết 10 Ngày soạn: 20/09 GV: Mô tả một VD về tính tương đối của vận tốc (vận tốc của người ngồi trên xe so với xe và cây bên đường). Nêu và phân tích tính tương đối của vận tốc HS: Tìm hiểu ví dụ của sgk GV: Cho học sinh tìm ví dụ trả lời câu C2 HS: Trả lời C2 Hoạt động 2: Tìm hiểu về công thức cộng vận tốc GV: Yêu cầu học sinh nhắc lại khái niệm hệ quy chiếu HS: Nêu khái niệm hệ quy chiếu: hệ tọa độ, gốc thời gian GV: Phân tích hình 6.2 HS: Quan sát hình 6.2 rút ra nhận xét về hệ quy chiếu GV: Kết luận về 2 hệ quy chiếu GV: Nêu và phân tích bài toán các vận tốc cùng phương, cùng chiều, chỉ rõ vận tốc tuyệt đối, vận tốc tương đối, vận tốc kéo theo HS: Xác đònh độ lớn của vận tốc tuyệt đối HS: Viết phương trình véctơ. Xác đònh véctơ vận tốc tuyệt đối trong bài toán có vận tốc cùng phương, ngược chiều GV: Phân tích bài toán và chú ý cho học sinh các trường hợp các vectơ cùng chiều và ngược chiều các hệ quy chiếu khác nhau thì khác nhau -> Quỹ đạo có tính tương đối 2. Tính tương đối của vận tốc: Vận tốc của vật chuyển động đối với các hệ quy chiếu khác nhau thì khác nhau nên vận tốc có tính tương đối. II. CÔNG THỨC CỘNG VẬN TỐC 1.Hệ quy chiếu đứng yên, hệ quy chiếu chuyển động: - Hệ quy chiếu gắn với vật đứng yên là hệ quy chiếu đứng yên. -Hệ quy chiếu gắn với vật chuyển động là hệ quy #Admin##################################################A#d#m#i#n#######M#i#n#g# L#i#U###S#i#m#S#u#n###########################################�P�#s###�#�####### ## Giỏo viờn thc hin: nguyễn hải thành Nm hc 2008 - 2009 Sở giáo dục & đào tạo nghệ an Trường THPT quỳ hợp ii tổ: lý- hoá. Xin kính chào quý thầy, cô giáo! Chào các em học sinh thân mến! kiÓm tra bµi cò. ? 1 2 3 4 Bµi 6 : tÝnh t¬ng ®èi cña chuyÓn ®éng c«ng thøc céng vËn tèc. I. TÝnh t¬ng ®èi cña chuyÓn ®éng. II. C«ng thøc céng vËn tèc. kiểm tra bài cũ. C2: Chuyển động cơ học là gì ? Làm thế nào để biết được một vật chuyển động hay đứng yên so với vật khác? -Trả lời: + Chuyển động cơ học là sự thay đổi vị trí của vật này so với vật khác theo thời gian. + Muốn biết được một vật có chuyển động hay không ta phải ta phải so sánh xem vị trí của nó có thay đổi so với vật khác theo thời gian hay không . ! kiểm tra bài cũ. C1:Em hãy cho biết, hệ quy chiếu là gì? -Trả lời: Hệ quy chiếu là một hệ gồm: + Một hệ trục toạ độ gắn vào vật mốc. + Một mốc thời gian. + Một đồng hồ dùng để đo thời gian. ! kiểm tra bài cũ. C3: Quỹ đạo chuyển động là gì? Trong thực tế các em hay gặp những dạng nào? -Trả lời: + Tập hợp tất cả các vị trí của một chất điểm chuyển động tạo ra một đường nhất định. Đường đó gọi là quỹ đạo của chuyển động. + Trong thực tế thường gặp: Đường thẳng; đường cong; đường tròn ! cách tính độ lớn của véc tơ tổng. C4: Cho đẳng thức sau: cba += -Trả lời: + TH1: a = b + c ! a Nêu cách tính độ lớn của véc tơ trong các trường hợp: + Hai véc tơ thành phần cùng phương cùng chiều. + Hai véc tơ thành phần cùng phương ngược chiều. + Hai véc tơ thành phần vuông góc nhau. + TH2: cba = + TH3: a 2 = b 2 + c 2 Trong đó: a, b, c lần lượt là độ lớn của các véc tơ tương ứng. Bài 6: Tính tương đối của chuyển động. Công thức cộng vận tốc. t i L e = tc ( ) 4.25 2 1 2 LiW = 2,31,21,3 vvv += i. tính tương đối của chuyển động. 1. Tính tương đối của quỹ đạo. Kết luận: SGK. 2. Tính tương đối của vận tốc. Kết luận: SGK. Tóm lại: Quỹ đạo và vận tốc của cùng một vật chuyển động đối với các hệ quy chiếu khác nhau thì khác nhau. ii. Công thức cộng vận tốc. 1. Hệ quy chiếu đứng yên và hệ quy chiếu chuyển động. Định nghĩa: SGK. 2. Công thức cộng vận tốc. a. Trường hợp các vận tốc cùng phư ơng cùng chiều. b. Trường hợp vận tốc tương đối cùng phư ơng ngược chiều với vận tốc kéo theo. hay rr r 1, 23 3, ,21 = + vv v tb tn nb v v v= + r r r Ta có: v 1,3 = v 1,2 + v 2,3 Ta có: |v 1,3 | =| v 1,2 v 2,3 | Tổng quát: Với: |v 1,2 v 2,3 | v 1,3 v 1,2 + v 2,3 Nếu: 2,31,2 vv Thì v 2 1,3 = v 2 1,2 + v 2 2,3 2,31,21,3 vvv += Tóm lại: v 2 1,3 = v 2 1,2 + v 2 2,3 + 2cos Với: ( ) 2,31,2 v,v = C1: Qua hai thí dụ trên em có nhận xét gì về hình dạng quỹ đạo của trái bóng? Từ đó rút ra nhận xét về tính tương đối của quỹ đạo. Trả lời: + Hình dạng quỹ đạo của trái bóng trong hai thí dụ trên là khác nhau. + Hình dạng quỹ đạo của chuyển động trong các hệ quy chiếu khác nhau thì khác nhau quỹ đạo có tính tương đối. C1: Qua c¸c thÝ dô trªn em cã nhËn xÐt g× vÒ vËn tèc cña mét vËt chuyÓn ®éng? Tõ ®ã rót ra nhËn xÐt vÒ tÝnh t¬ng ®èi cña vËn tèc. Tr¶ lêi: + VËn tèc cña vËt trong c¸c hÖ quy chiÕu kh¸c nhau th× kh¸c nhau – vËn tèc cã tÝnh t¬ng ®èi. [...]... Trường hợp vận tốc cùng phương cùng chiều: r r r vtb = vtn + vnb r r r hay ⇒ v1,3 = v1,2 + v2,3 Ta cã: v1,3 = v1,2 + v2,3 − Trong đó : + V1,3 : - ĐT: 01689.996.187 Website, Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com
ĐỀ SỐ 5 - TÍNH TƯƠNG ĐỐI CỦA CHUYỂN ĐỘNG
v
uur
v
uur
v
uur
A. HỆ THỐNG KIẾN THỨC:
1. Tính tương đối của chuyển động
a. Tính tương đối của quỹ đạo: Hình dạng quỹ đạo của chuyển động trong các hệ quy
chiếu khác nhau thì khác nhau =>quỹ đạo có tính tương đối.
b. Tính tương đối của vận tốc: Vận tốc của vật chuyển động với các hệ quy chiếu khác
nhau thì khác nhau => vận tốc có tính tương đối
2. Công thức cộng vận tốc
a. Hệ quy chiếu đứng yên và hệ quy chiếu chuyển động:
- Hệ quy chiếu đứng yên là hệ quy chiếu gắn với vật đứng yên
- Hệ quy chiếu chuyển động là hệ quy chiếu gắn với vật chuyển động
b. Công thức cộng vận tốc
- Vận tốc tuyệt đối là vận tốc của vật đối với hệ quy chiếu đứng yên
- Vận tốc tương đối là vận tốc của vật đối với hệ quy chiếu chuyển động
- Vận tốc kéo theo là vận tốc của hệ hệ quy chiếu chuyển động đối với hệ quy chiếu đứng
yên
Kết luận: Véctơ vận tốc tuyệt đối bằng tổng véctơ vận tốc tương đối và véctơ vận tốc
kéo theo
Trường hợp 1: các vận tốc cùng phương, cùng chiều với vận tốc
(Thuyền chạy xuôi dòng nước):
Theo hình vẽ ta có:
13 12 23
v v v
= +
r r r
Về độ lớn:
13 12 23
v v v
= +
Trường hợp 2: vận tốc tương đối cùng phương, ngược chiều với vận tốc kéo
theo (Thuyền chạy ngược dòng nước):
Theo hình vẽ ta có:
13 12 23
v v v
= +
r r r
Về độ lớn:
231213
vvv −=
Trường hợp 3: vận tốc
12
v
r
có phương vuông góc với vận tốc
23
v
r
Theo hình vẽ ta có:
13 12 23
v v v
= +
r r r
Về độ lớn:
12 23
2 2
13
v v v
= +
Trường hợp 4: vận tốc
12
v
r
có phương với vận tốc
23
v
r
góc
α
bất kì
(
)
12 23
.
v v
uur uur
=
α
⇒
2 2
13 12 23 12 23
2. . .cos
v v v v v
α
= + +
B. VẬN DỤNG BÀI TẬP
*Tổng quan về phương pháp giải bài tốn về tính tương đối của chuyển đông:
Đối với bài tóan có nhiều chuyển động ⇒sẽ có chuyển động tương đối.
Khi đó,ta có tiến trình giải một bài tóan như sau:
B
1
: Xác định các hệ quy chiếu:
TÍNH TƯƠNG ĐỐI CỦA CHUYỂN ĐỘNG
5
- ĐT: 01689.996.187 Website, Diễn đàn: http://lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com
ĐỀ SỐ 5 - TÍNH TƯƠNG ĐỐI CỦA CHUYỂN ĐỘNG
+hệ quy chiếu tuyệt đối: là hệ quy chiếu gắn với vật đứng yên
+hệ quy chiếu tương đối:là hệ quy chiếu gắn với vật có vật khác chuyển động trong nó
B
2
: Gọi tên cho các vật:
+ vật 3 là vật đứng yên đối với hệ quy chiếu tuyệt đối.
+ vật 2 là vật chuyển động độc lập đối với hệ quy chiếu tuyệt đối
+ vật 1 là vật chuyển động trong vật chuyển động
B3: Suy ra các vật tốc chuyển động:
⇒
12
v
uur
:vận tốc tương đối
⇒
23
v
uur
:vận tốc kéo theo
⇒
13
v
uur
:vận tốc tuyệt đối
B
4
:Ap dụng công thức cộng vận tốc để thiết lập phương trình hoặc hệ phương trình có
chứa đại lượng cần tìm.
B5: Suy ra đại lượng cần tìm.
B
6
: Biện luận và kết luận.
*VÍ DỤ MINH HỌA
BAI 1.Trên 2 đường ray song song, một tàu khách nối đuôi một tàu hàng. Chúng khởi
hành và chạy theo cùng một hướng. Tàu hàng dài , chạy với
vận tốc
;
tàu khách dài , chạy với
vận tốc
. Sau bao lâu tàu khách vượt hết tàu
hàng.?
BAI 2.
Lúc trời không gió, một máy bay bay 23 v uur 13 v uur 12 v uur 23 v uur 13 v uur 12 v uur 23 v uur 12 v uur 13 v uur Chuyên đề : TÍNH TƯƠNG ĐỐI CỦA CHUYỂN ĐỘNG A.Lý thuyết: I.Các khái niệm cơ bản: 1.Tính tương đối của chuyển động: -Hình dạng quỹ đạo trong các hệ quy chiếu khác nhau là khác nhau⇒quỹ đạo có tính tương đối -Vận tốc trong các hệ quy chiếu khác nhau là khác nhau⇒vận tốc có tính tương đối ⇒Trong các hệ quy chiếu khác nhau,vò trí và vận tốc của vật có thể có những giá trò khác nhau.Ta nói chuyển động có tính tương đối. ⇒tính tương đối của chuyển động là sự phự thuộc vào hệ quy chiếu của vò trí,quỹ đạo,tính chất chuyển động (nhanh,chậm,đều,đứng yên,…)của chất điểm. VD:Ta nói:’’A chuyển động đối với B đang đứng yên ‘’cũng giống như ta nói’’B chuyển động đối với A đang đứng yên” 2.Công thức cộng vận tốc: -Vật thứ nhất chuyển động với vận tốc 12 v uur đối với hệ quy chiếu gắn với vật thứ hai. $ -Vật thứ hai chuyển động với vận tốc 23 v uur đối với hệ quy chiếu gắn với vật thứ ba. -Vật thứ nhấtchuyển động với vận tốc 13 v uur đối với hệ quy chiếu gắn với vật thứ ba. Khi đó,ta có hệ thức liên hệ giữa 12 v uur , 23 v uur , 13 v uur là: 13 v uur = 12 v uur + 23 v uur 12 v uur :vận tốc tương đối Trong đó: 23 v uur :vận tốc kéo theo 13 v uur :vận tốc tuyệt đối Chú ý:Công thức cộng vận tốc đang được thực hiện dưới dạng vec tơ. *các trường hợp đặc biệt khi tiến hành tính vận tốc tương đối: 13 v uur = 12 v uur + 23 v uur a) 12 v uur ↑↑ 23 v uur ⇒ 13 12 23 v v v= + b) 12 v uur ↑↓ 23 v uur ⇒ 13 12 23 v v v= − c) 12 v uur ⊥ 23 v uur ⇒ 2 2 13 12 23 v v v= + d) · ( ) 12 23 .v v uur uur = α ⇒ 2 2 13 12 23 12 23 2. . .cosv v v v v α = + + B.Vận dụng: *Tổng quan về phương pháp giải bài toán về tính tương đối của chuyển đông: Đối với bài toán có nhiều chuyển động⇒sẽ có chuyển động tương đối.Khi đó,ta có tiến trình giải một bài toán như sau: B 1 : Xác đònh các hệ quy chiếu: +hệ quy chiếu tuyệt đối:là hệ quy chiếu gắn với vật đứng yên +hệ quy chiếu tương đối:là hệ quy chiếu gắn với vật có vật khác chuyển động trong nó +vật 3 là vật đứng yên đối với hệ quy chiếu tuyệt đối. B 2 :Gọi tên cho các vật: +vật 2 là vật chuyển động độc lập đối với hệ quy chiếu tuyệt đối +vật 1 là vật chuyển động trong vật chuyển động ⇒ 12 v uur :vận tốc tương đối -Suy ra các vật tốc chuyển động: ⇒ 23 v uur :vận tốc kéo theo ⇒ 13 v uur :vận tốc tuyệt đối B 3 :p dụng công thức cộng vận tốc để thiết lập phương trình hoặc hệ phương trình có chứa đại lượng cần tìm. B 4 :Suy ra đại lượng cần tìm. B 5 :Biện luận và kết luận. 23 v uur 13 v uur TÍNH TƯƠNG ĐỐI CỦA CHUYỂN ĐỘNG. CÔNG THỨC CỘNG VẬN TỐC (Đổi hệ quy chiếu để nghiên cứu chuyển động thẳng đều ) (Đổi hệ quy chiếu để nghiên cứu chuyển động thẳng đều ) Bài 1: Hai xe ôtô chạy cùng chiều trên một đoạn đường thẳng với vận tốc 100km/h và 80km/h. Tính vận tốc của xe thứ nhất so với xe thứ hai. Bài 2: Một xuồng máy đi trong nước yên lặng với vận tốc 30km/h. Khi xuôi dòng từ A đến B mất 2 giờ và khi ngược dòng từ B về A mất 3 giờ. Hãy tính: a) Quãng đường AB? b) Vận tốc dòng nước đối với bờ sông? Bài 3: Hai bến sông A và B cách nhau 70km, một canô khi xuôi dòng AB sớm hơn 48 phút so với canô khi ngược dòng BA. Vận tốc của canô trong nước yên lặng là 30km/h. a) Tính vận tốc của dòng nước. b) Tính tổng thời gian canô chuyển động. Bài 4: Lúc trời không có gió, một máy bay bay với vận tốc không đổi 300km/h từ một điểm A đến B hết 2,2 giờ. Khi bay trở lại từ B đến A gặp gió thổi ngược, máy bay phải bay hết 2,4 giờ. Xác đònh vận tốc của gió. Bài 5: Hai đầu máy xe lửa cùng chạy trên một đoạn đường sắt thẳng với vận tốc 80km/h và 60km/h. Tính vận tốc của đầu máy thứ nhất so với đầu máy thứ hai trong các trường hợp: a) Hai đầu máy chạy ngược chiều. b) Hai đầu máy chạy