Tiet 3 & 4 - Bai 3. Chuyen dong thang bien doi deu

Trường THPT Che Guevara Giáo án Vật Lý 10 cơ bản Tiết 3 & 4 – Ngày soạn:… .………………………………. Bài 3: CHỦN ĐỢNG THẲNG BIẾN ĐỞI ĐỀU I. MỤC TIÊU. 1. Về kiến thức. - Viết được cơng thức định nghĩa và vẽ được vectơ biểu diễn vận tớc tức thời, nêu được ý nghĩa của các đại lượng vật lí trong cơng thức. - Nêu được định nghĩa của CĐTBĐĐ, NDĐ, CDĐ. - Viết được cơng thức tính vận tớc, vẽ được đờ thị vận tớc – thời gian trong CĐTNDĐ, CĐTCDĐ. - Viết được cơng thức tính và nêu được đặc điểm về phương, chiều và đợ lớn của gia tớc trong CĐTNDĐ, CĐTCDĐ. - Viết được cơng thức tính quãng đường đi được và phương trình chủn đợng trong CĐTNDĐ, CĐTCDĐ. - Viết được cơng thức mối quan hệ giữa a, s, v. 2. Về kĩ năng. - Biết cách viết biểu thức vận tốc từ đồ thị vận tốc - thời gian và ngược lại. - Giải được bài toán đơn giản về chủn đợng thẳng biến đởi đều. II. CH̉N BỊ. 1. Giáo viên: 1 máng nghiêng dài khoảng 1m, 1 hòn bi đường kính khoảng 1cm, 1 đờng hờ bấm giây. 2. Học sinh: Ơn lại kiến thức CĐTĐ. III. TIẾN TRÌNH GIẢNG DẠY. 1. Ởn định lớp. 2. Kiểm tra bài cũ. - Chuyển động thẳng đều là gì? - Viết cơng thức tính vận tốc, quãng đường đi được và phương trình chủn đợng của CĐTĐ? 3. Bài mới. Khi xét CĐTĐ, nếu biết được vận tốc tại 1 điểm thì ta sẽ biết được vận tốc trên cả đoạn đường và do đó dù ở bất cứ vị trí nào ta cũng biết xe đi nhanh hay chậm. Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp, CĐ thẳng nhưng khơng đều (VD CĐ của viên bi trên mặt phẳng nghiêng) thì làm thế nào để ta biết CĐ đó là CĐ gì? Vận tốc tại mọi thời điểm là bao nhiêu? Giá trị đó cho ta biết điều gì? Muốn vậy ta phải dùng khái niệm vận tốc tức thời. Vậy vận tốc tức thời là gì? Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung GV: Một vật đang CĐ thẳng khơng đều, muốn biết tại điểm M nào đó xe đang CĐ nhanh hay chậm thì ta phải làm gì? GV: Tại sao ta phải xét qng đường vật đi được trong khoảng thời gian rất ngắn ∆t? Có thể áp dụng cơng thức nào để tính vận tốc? GV: Vận tốc tức thời được tính bằng cơng thức nào? Ý nghĩa vật lí của nó? GV: Vận tốc tức thời có phụ thuộc vào việc chọn chiều dương của hệ tọa độ khơng? GV: Hồn thành u cầu C1. - GV u cầu HS đọc mục I.2 SGK và trả lời câu hỏi: Tại sao nói vận tốc là 1 đại lượng vectơ? - Ghi nhận khái niệm vectơ vận tốc tức thời. GV: Hồn thành u cầu C2. Hoạt động 1: Tìm hiểu khái niệm vận tốc tức thời. CĐ thẳng biến đổi đều. HS đọc SGK để trả lời. HS: Trong khoảng thời gian rất ngắn, vận tốc thay đổi khơng đáng kể, có thể dùng cơng thức tính vận tốc trong CĐTĐ. HS: Vận tốc tức thời cho ta biết tại đó vật CĐ nhanh hay chậm. HS: Có phụ thuộc HS: Cá nhân hồn thành C1. HS đọc SGK và trả lời câu hỏi. I. VẬN TỐC TỨC THỜI. CHUYỂN ĐỘNG THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU. 1. Độ lớn của vận tốc tức thời. t s v ∆ ∆ = v: độ lớn của vận tốc tức thời của 1 vật tại 1 thời điểm. 2. Vectơ vận tốc tức thời. Vectơ vận tốc tức thời của 1 vật tại 1 điểm là 1 vectơ có gốc tại vật CĐ, có hướng của CĐ và có độ dài tỉ lệ với độ lớn của vận tốc tức thời theo 1 tỉ xích Trang 5 M O s ∆ Trường THPT Che Guevara Giáo án Vật Lý 10 cơ bản - Chúng ta đã nghiên cứu các đặc điểm về CĐTĐ. Tuy nhiên, trong thực tế thì hầu hết các CĐ là biến đổi, nghĩa là CĐ đó có vận tốc ln 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 CĐ, so sánh vận tốc đó ta sẽ thấy chúng ln biến đổi - Loại CĐTBĐ đơn giản nhất là CĐTBĐĐ. GV: Thế nào là CĐTBĐĐ? (Thảo luận nhóm) Gợi ý: + Quỹ đạo của CĐ? + Tốc độ của vật thay đổi ntn trong q trình CĐ? + Có thể phân CĐTBĐĐ thành các dạng CĐ nào? - GV tóm lại khái niệm CĐTBĐĐ. Chú ý: Khi nói vận tốc của vật tại vị trí hoặc thời điểm nào đó, ta hiểu đó là vận tốc tức thời. - Trong q trình CĐTBĐ, vận tốc tức thời tại các điểm khác nhau thì khác nhau và giá trị này có thể tăng dần hay giảm dần trong q trình CĐ. Để mơ tả tính nhanh hay chậm của các CĐTĐ thì chúng ta dùng khái niệm vận tốc. Tuy nhiên, khi nghiên cứu các CĐTBĐ thì khơng thể dùng khái niệm vận tốc được vì khi đó vận tốc ln thay đổi. - Vậy, chúng ta đưa ra 1 khái niệm mới đó là gia tốc. GV: Vậy gia tốc được tính như thế nào? (Thảo luận nhóm) Gợi ý: Trong CĐTBĐ, cứ sau 1 khoảng thời gian bằng nhau thì vận tốc tăng 1 lượng bằng nhau. + Tính tỉ số giữa độ tăng của vận tốc trong khoảng thời gian bất kì. - Nếu ta bỏ qua sai số thì tỉ số đó là 1 số khơng đổi. Người ta đặt tỉ số đó bằng chữ a và gọi là gia tốc của CĐ. GV: Vậy biểu thức gia tốc ntn? Cho biết đơn vị của gia tốc? GV: Từ biểu thức gia tốc hãy phát biểu khái niệm gia tốc? GV: Dựa vào biểu thức gia tốc, hãy cho biết gia tốc là đại lượng vơ hướng hay đại lượng vectơ? Vì sao? GV: Nếu là đại lượng vectơ thì HS: Cá nhân hồn thành C2. HS: Thảo luận nhóm và tham khảo SGK để trả lời. - Có thể chia CĐTBĐĐ thành CĐTNDĐ và CĐTCDĐ. Hoạt động 2: Nghiên cứu khái niệm gia tốc trong CĐTNDĐ. HS: Thảo luận nhóm để xây dựng biểu thức của gia tốc. 0 0 tt vv t v − − = ∆ ∆ HS: t v a ∆ ∆ = , đơn vị: m/s 2 HS: Cá nhân phát biểu khái niệm. HS: Là đại lượng vectơ vì a phụ thuộc vào v. nào đó. 3. Chuyển động thẳng biến đổi đều. - CĐTBĐ là CĐ có quỹ đạo là đường thẳng và có độ lớn của vận tốc tức thời ln biến đổi. - CĐT có độ lớn của vận tốc tức thời tăng đều theo thời gian gọi là CĐTNDĐ. - CĐT có độ lớn của vận tốc tức thời giảm đều theo thời gian gọi là CĐTCDĐ. II. CHUYỂN ĐỘNG THẲNG NHANH DẦN ĐỀU. 1. Gia tốc trong CĐTNDĐ. a. Khái niệm gia tốc. t v a ∆ ∆ = ∆v = v – v 0 : độ biến thiên (tăng) vận tốc trong khoảng thời gian ∆t = t – t 0 . Gia tốc của CĐ là đại lượng xác định bằng thương số giữa độ biến thiên vận tốc ∆v và khoảng thời gian vận tốc biến thiên ∆t. b. Vectơ gia tốc. Vì vận tốc là đại lượng vectơ nên gia tốc cũng là đại lượng vectơ. Trang 6 Trường THPT Che Guevara Giáo án Vật Lý 10 cơ bản phương, chiều của nó ntn? GV: Vậy biểu thức của vectơ gia tốc ntn? GV: Trong CĐTĐ thì gia tốc có độ lớn bao nhiêu? Vì sao? Chú ý: CĐTĐ thì vận tốc ntn? GV: Hãy xây dựng cơng thức tính vận tốc của CĐTNDĐ từ biểu thức tính gia tốc? (Thảo luận nhóm) Gợi ý: Chọn gốc thời gian ở thời điểm t 0 (t 0 = 0). GV: Có thể biểu diễn vận tốc của CĐTNDĐ bằng đồ thị có dạng ntn? Cơng thức v = v 0 + at giống hàm nào trong tốn học? GV: Hồn thành u cầu C3. GV: Nhắc lại cơng thức tính tốc độ trung bình của CĐ? - Đối với CĐTNDĐ, vì độ lớn vận tốc tăng đều theo thời gian, nên người ta chứng minh được cơng thức tính tốc độ trung bình: 2 0 vv v tb + = GV: Kết hợp với cơng thức vận tốc các em có thể tìm ra cơng thức tính qng đường đi được trong CĐTNDĐ? (Thảo luận nhóm) GV: Hồn thành u cầu C4, C5. GV: Các em tìm ra mối quan hệ giữa a, v, s của CĐTNDĐ? Gợi ý: Từ 2 biểu thức v = v 0 + at và s = v 0 t + ½ at 2 . GV: Tương tự như CĐTĐ các em hãy nghiên cứu SGK, từ đó lập nên phương trình CĐ của CĐTNDĐ? HS: Vì v > v 0 nên → ∆ v cùng phương, chiều với 0 , →→ vv . Vectơ → a cùng phương, chiều với → ∆ v , nên nó cùng phương, chiều với vectơ vận tốc. HS: t v tt vv a ∆ ∆ = − − = → →→ → 0 0 Hoạt động 3: Nghiên cứu khái niệm vận tốc trong CĐTNDĐ. HS: Thảo luận nhóm rồi đưa ra biểu thức. v = v 0 + at HS: Sử dụng hệ trục toạ độ có trục tung là vận tốc, trục hồnh là thời gian. HS: Cá nhân hồn thành C3. Hoạt động 4: Xây dựng cơng thức tính qng đường đi trong CĐTNDĐ và mối quan hệ giữa a, v, s. HS: t s v tb = HS: Thảo luận nhóm rồi đưa ra biểu thức: s = v 0 t + ½ at 2 HS: Cá nhân làm C4, C5. HS: Tự tìm mối quan hệ: v 2 – v 0 2 = 2as Hoạt động 5: Thiết lập phương trình CĐ của CĐTNDĐ. HS: t v tt vv a ∆ ∆ = − − = → →→ → 0 0 Khi vật CĐTNDĐ, vectơ gia tốc có gốc ở vật CĐ, có phương và chiều trùng với phương và chiều của vectơ vận tốc và có độ dài tỉ lệ với độ lớn của gia tốc theo 1 tỉ xích nào đó. 2. Vận tốc của CĐTNDĐ. a. Cơng thức tính vận tốc. Từ biểu thức gia tốc: 0 tt vv t v a o − − = ∆ ∆ = Chọn gốc thời gian ở thời điểm t 0 (t 0 = 0) → ∆t = t ⇒ v = v 0 + at b. Đồ thị vận tốc - thời gian. 3. Cơng thức tính qng đường đi được trong CĐTNDĐ. t s v tb = (1) 2 0 vv v tb + = (2) v = v 0 + at (3) ⇒ s = v 0 t + 1/2at 2 gọi là cơng thức tính qng đường đi được của CĐTNDĐ. 4. Cơng thức liên hệ giữa a, v và s của CĐTNDĐ. v = v 0 + at s = v 0 t + ½ at 2 ⇒ v 2 – v 0 2 = 2as là phương trình độc lập theo thời gian của CĐTNDĐ. 5. Phương trình CĐ của CĐTNDĐ. Trang 7 → ∆ v 0 → v → v → a 0 → v → ∆ v 0 → v → v → a 0 → v x 0 x O MAO s x Trường THPT Che Guevara Giáo án Vật Lý 10 cơ bản Gợi ý: Thay cơng thức tính qng đường đi của CĐTNDĐ vào phương trình CĐ tổng qt. GV: Hồn thành u cầu C6. - Chúng ta đi xét tiếp dạng thứ 2 của CĐTBĐĐ đó là CĐTCDĐ. GV: Viết biểu thức tính gia tốc trong CĐTCDĐ? Trong biểu thức đó a có dấu ntn? GV: Tương tự như cơng thức vectơ gia tốc của CĐTNDĐ. Chiều của vectơ gia tốc trong CĐ này có đặc điểm gì? GV: Vận tốc và đồ thị vận tốc - thời gian trong CĐTCDĐ có điểm gì giống và khác với CĐTNDĐ? GV: Biểu thức tính qng đường đi được và phương trình CĐ của CĐTCDĐ? Chú ý: Các đại lượng có mặt trong các cơng thức đều là các giá trị đại số. GV: Hồn thành u cầu C7, C8. x = x 0 + s = x 0 + v 0 t + 1 / 2 at 2 HS: Cá nhân hồn thành C6. Hoạt động 6: Tìm hiểu các đặc điểm của CĐTCDĐ. HS: 0 0 tt vv a − − = , a ngược dấu v HS: Vectơ gia tốc ngược chiều với vectơ vận tốc. HS: Cá nhân trả lời. v = v 0 + at HS: s = v 0 t + 1 / 2 at 2 x = x 0 + v 0 t + ½at 2 HS: Cá nhân hồn thành C7, C8. x = x 0 + s = x 0 + v 0 t + 1 / 2 at 2 là ptr CĐ của CĐTNDĐ III. CHUYỂN ĐỘNG THẲNG CHẬM DẦN ĐỀU. 1. Gia tốc của CĐTCDĐ. a. Cơng thức tính gia tốc. 0 0 tt vv a − − = Chọn chiều của các vận tốc là chiều dương. v 0 > v ⇒ ∆v < 0 ⇒ a ngược dấu v b. Vectơ gia tốc. t v a ∆ ∆ = → → → ∆ v ngược dấu với → v và 0 → v Vectơ gia tốc của CĐTCDĐ ngược dấu với vectơ vận tốc. 2. Vận tốc của CĐTCDĐ. a. Cơng thức tính vận tốc. v = v 0 + at a ngược dấu với v b. Đồ thị vận tốc - thời gian. 3. Cơng thức tính qng đường đi được và phương trình CĐ của CĐTCDĐ. a. Cơng thức tính qng đường đi được. s = v 0 t + 1 / 2 at 2 a ngược dấu với v b. Phương trình CĐ. x = x 0 + v 0 t + ½at 2 4. Củng cố, dặn dò. - GV nhắc lại những kiến thức quan trọng trong bài. Chú ý nhắc HS về dấu của các đại lượng trong các cơng thức của 2 dạng CĐTBĐĐ. - Về nhà làm các bài tập trong SGK và chuẩn bị bài tiếp theo. Trang 8 x 0 x O MAO s x O M → ∆ v → a → v 0 → v 0 → v O M → ∆ v → a → v 0 → v 0 → v . Lý 10 cơ bản Tiết 3 & 4 – Ngày soạn:… .………………………………. Bài 3: CHỦN ĐỢNG THẲNG BIẾN ĐỞI ĐỀU I. MỤC TIÊU. 1. Về kiến thức. - Viết được cơng. CĐTCDĐ. - Viết được cơng thức mối quan hệ giữa a, s, v. 2. Về kĩ năng. - Biết cách viết biểu thức vận tốc từ đồ thị vận tốc - thời gian và ngược lại. - Giải