Vận tốc trung bình Vận tốc trung bình của một chuyển động thẳng đổi, ta không thể có một vaän toác xaùc ñònh nhö biến đổi đều trên một quãng đường nhất định là một đại chuyển động thẳng [r]
(1)PHAÀN I: Chöông 1: ĐỘNG HỌC Chuyển Động Thẳng Đều §1 Mở đầu §2 Chuyển động thẳng – Vận tốc §3 Phöông trình vaän toác §4 Baøi taäp §5 Công thức công vận tốc §6 Baøi taäp Lop11.com (2) Baøi 1: Mở đầu A YEÂU CAÀU: - Học sinh phải nắm nào là chất điểm, hệ qui chiếu, nào là chuyển động tịnh tieán B LÊN LỚP: OÅn ñònh: Bài mới: Đối tượng học: Cô hoïc laø moät ngaønh cuûa Vaät lyù hoïc nghieân cứu chuyển động các vật thể tác dụng tương hỗ chúng Nhieäm vuï cuûa cô hoïc laø tìm caùc phöông pháp xác định vị trí vật thời điểm dựa trên việc nghiên cứu tác dụng tương Để nghiên cứu chuyển động xác hỗ vật với các vật khác ñònh vò trí cuûa vaät laø vieäc voâ cuøng khoù khăn và phức tạp Vì để đơn giản Chaát ñieåm: người ta đưa mô hình chất điểm Vật có kích thước nhỏ điểm gọi là Ví dụ: đoàn tàu hỏa chạy từ HCM Hà chaát ñieåm nội, đoàn tàu xem là chất điểm Một vật gọi là chất điểm kích thước vật nhỏ so với chiều dài quỹ đạo Khi nào thì xe đạp xem là chất điểm, vật chuyển động nào không xem là chất điểm? Với vật chuyển động tịnh tiến cần Chuyển động tịnh tiến: khảo sát chuyển động điểm là đủ Chuyển động tịnh tiến là chuyển động đó đoạn thẳng nối hai điểm Để xác định vị trí vật không vật chuyển động luôn luôn song song với gian ta phải đối chiếu vị trí nó với vị chính nó Trong chuyển động tịnh tiến, quỹ đạo trí vật chọn trước làm mốc gọi là tất các điểm trên vật giống hệ qui chiếu (hệ tọa độ) Hệ tọa độ Vật làm mốc: là vật chọn trước để xác ñònh vò trí cuûa moät chaát ñieåm khoâng gian Hệ tọa độ: là hệ gắn với vật làm mốc, gồm điểm gốc tọa độ và các trục tọa độ - Nếu vật chuyển động trên đường thẳng thì heä qui chieáu laø truïc x’Ox: O: gốc tọa độ X’Ox: trục tọa độ X=OA: tọa độ điểm A - Nếu vật chuyển động mặt phẳng thì hệ tọa độ chọn là trục Oxy: O: gốc tọa độ Ox, Oy: trục tọa độ Ox vuông góc Oy Tọa độ điểm A: x=OP y=OQ Lop11.com (3) y Q O M P x Tính tương đối chuyển động Tính chất chuyển động vật (nhanh, chậm, đứng yên, cong, thẳng) khác đặt vật các hệ tọa độ khác nhau, đó là tính tương đối chuyển động Ví dụ: ngồi trên xe chuyển động thì ta chuyển động so với mặt đất đứng yên so với người tài xế Mốc thời gian Là thời điểm chọn là gốc để xác định các thời điểm khác ứng với vị trí vật Cuûng coá: Daën doø: Caâu hoûi SGK, trang 6, 7, 10 Lop11.com (4) Baøi 2: Chuyển động thẳng – Vận tốc A YEÂU CAÀU: - Định nghĩa chuyển động thẳng đều, nắm các đặc trưng vectơ vận tốc - Phải lập phương trình chuyển động và vẽ đồ thị B LÊN LỚP: OÅn ñònh: Kieåm tra baøi cuõ: Bài mới: Một ôtô 10s đầu tiên 200m, Định nghĩa Chuyển động thẳng là chuyển 10s 200m nữa, và 20s sau cùng 400m Chuyển động động vật trên đường thẳng, đó ôtô là chuyển động thẳng biến đổi vật quãng đường khoảng thời gian baát kyø Vaän toác Vận tốc chuyển động thẳng là đại lượng vật lý đặc trưng cho nhanh hay chậm chuyển động, đo Một ôtô 10s quãng đường thương số quãng đường và 200m và xe đạp phút khoảng thời gian để hết quãng đường đó quãng đường là 300m Xe nào s chuyển động nhanh hơn? Làm nào để v t xác định điều đó? Đại lượng vật lý s: quãng đường vật (m) nào đặc trưng cho nhanh hay chậm t : khoảng thời gian (s) cuûa xe? v: vaän toác (m/s) Trong chuyển động thẳng đều, độ lớn vận tốc v không thay đổi Vectô vaän toác: v Goác: vò trí cuûa vaät Các chuyển động có thể khác Hướng (phương, chiều): trùng với hướng nhanh hay chaäm vaø cuõng coù theå khaùc chuyển động s hướng Vì vật vận tốc là đại Độ lớn: mô tả tỉ số theo tỉ lệ xích t lượng vectơ Vectơ vận tốc đặc trưng cho chuyển động nhanh chậm và hướng chuyển động * Quy ước: v > neáu vectô vaän toác cuøng chieàu chuyeån döông cuûa heä quy chieáu v < vectơ vận tốc ngược chiều chuyển döông cuûa heä quy chieáu Ví duï veà vaän toác SGK Cuûng coá: Daën doø: Lop11.com (5) Phương trình và đồ thị chuyển động thẳng Baøi 3: A YEÂU CAÀU: - Nắm công thức đường - Hiểu các phương pháp xác định vị trí vật - Phải lập phương trình chuyển động và vẽ đồ thị B LÊN LỚP: OÅn ñònh: Kieåm tra baøi cuõ: Bài mới: Gọi HS hỏi công thức vận tốc? Đường vật chuyển động thẳng s=v.t v: vaän toác (m/s) Để khảo sát chuyển động vật ta t: thời gian để quãng đường (s) phải xác định tọa độ vật theo hệ tọa độ chọn trước Phương trình chuyển động thẳng Giả sử vật xuất phát M, chuyển x = xo + v(t – to) động thẳng với vận tốc v Chọn hệ Trong đó: quy chieáu nhö hình veõ: x0=OM: tọa độ ban đầu lúc t0 vật x = ON: tọa độ thời điểm t vật s v: vaän toác cuûa vaät x0 Phöông trình treân cho pheùp xaùc ñònh toïa O M x độ, đó xác định vị trí vật sau khoảng thời gian t vật đến N Toạ thời điểm độ vật là đoạn vd: Nếu vật có vận tốc là 4m/s, chuyển động x = ON = OM + MN = x0 + s cùng chiều dương, toạ độ ban đầu là 2m, t0 =0 x = x0 + v(t - t0) thì phương trình toạ độ: x = + 4t (m;s) Đồ thị chuyển động thẳng Vẽ đồ thị phương trình toạ độ Phương trình toạ độ x = xo + v.t cho thấy x = + 4t x biến thiên theo hàm bậc với thời gian t x = f(t) nên đồ thị là đường thẳng v(m/s) - đồ thị hướng lên: chuyển động cùng ) chieàu döông - đồ thị hướng xuống: chuyển động ngược chiều dương - đồ thị qua gốc toạ độ: vị trí khởi O t (s) hành vật trùng với gốc toạ độ - đồ thị song song với trục Ot: vật đứng yeân - Hai đồ thị song song: vật chuyển động với cùng vận tốc Cuûng coá: Daën doø: BT trang 14 – SGK; 1.1 – 1.9 - SBT Lop11.com (6) Lop11.com (7) Công thức cộng vận tốc Baøi 4: A YEÂU CAÀU: - Hiểu tính tương đối chuyển động, vận dụng công thức cộng vận tốc - Giải các bài tập SGK - Rèn kỹ giải toán B LÊN LỚP: OÅn ñònh: Kieåm tra baøi cuõ: Bài mới: Giả sử hai vật 1, cùng nằm trên đường Tính tương đối tọa độ Vậy tọa độ vật phụ thuộc hệ tọa thẳng Nếu chọn gốc toạ độ vật thì toạ độ vật là x1 = 0, toạ độ vật độ đã chọn, ta nói tọa độ có tính laø x2 = x1x2 tương đối Nếu chọn gốc toạ độ điểm O cách vật đoạn là Ox1 thì toạ độ vật là Ox1, toạ độ vật là x2 = Ox1 + x1x2 Vậy toạ độ vật hệ quy chieáu khaùc thì khaùc Ñaây chính là tính tương đối toạ độ Ta có thể nói vận tốc có tính tương đối vì vận Tính tương đối vận tốc Vận tốc cùng vật tốc phụ thuộc vào quãng đường vật hệ tọa độ khác thì khác nhau, nghĩa là vận tốc có tính tương đối B C v12 A v13 v23 Công thức cộng vận tốc Bài toán ví dụ: Một thuyền đứng A trên bờ này sông, nhắm hướng AB vuông góc với bờ sông để chèo đến B Nhưng dòng nước chảy nên thực tế thuyền chuyển động theo hướng AC và đến bờ beân taïi C Hướng dẫn: Vaän toác cuûa thuyeàn coù thaønh phaàn: bơi ngang và trôi theo dòng nước v12 : vận tốc thuyền dòng nước v23 : vận tốc dòng nước bờ soâng v13 : vận tốc thuyền bờ sông Vaäy: v13 v12 v23 Các trường hợp: a Hai chuyển động theo phương vuông góc nhau: Lop11.com (8) v132 v122 v23 b Hai chuyển động cùng phương cùng chieàu: v13 = v12 + v23 c Hai chuyển động cùng phương ngược chieàu: v13 = v23 – v12 (trong đó v23 > v12 ) Cuûng coá: Daën doø: Baøi taäp – SGK Lop11.com (9) Chuyển Động Thẳng Biến Đổi Đều Chöông 2: §7 Vận tốc trung bình – Vận tốc tức thời §8 Gia toác §9 Baøi taäp § 10 Vận tốc chuyển động thẳng biến đổi § 11 Đường chuyển động thẳng biến đổi § 12 Baøi taäp § 13 Phương trình đường chuyển động biến đổi – Bài tập § 14 Liên hệ gia tốc – vận tốc – đường § 15 Sự rơi tự các vật § 16 Baøi taäp § 17 Kieåm tra tieát Lop11.com (10) Baøi Vận tốc trung bình – vận tốc tức thời A YEÂU CAÀU: - Học sinh nắm định nghĩa vận tốc trung bình, vận tốc tức thời và ý nghĩa các đại lượng B LÊN LỚP: OÅn ñònh: Kieåm tra baøi cuõ: Bài mới: Với chuyển động thẳng biến Vận tốc trung bình Vận tốc trung bình chuyển động thẳng đổi, ta không thể có vaän toác xaùc ñònh nhö biến đổi trên quãng đường định là đại chuyển động thẳng mà lượng đo thương số quãng đường và khoảng thời gian để hết quãng đường đó có thể tính ước chừng vaän toác cuûa vaät treân moät s s s s3 quãng đường định v v t t1 t t s v t: Ñaëc ñieåm - Vận tốc trung bình là đại lượng vectơ - Vaän toác trung bình khoâng cho pheùp xaùc ñònh chính xác vị trí vật mà có thể tính ước chừng - Vận tốc trung bình trên quãng đường khác Trong chuyển động biến thì coù giaù trò khaùc đổi, vận tốc vật thay đổi liên tục từ điểm này sang điểm khác trên quỹ đạo, Vận tốc tức thời Vận tốc tức thời chuyển động thẳng biến đổi là điều đó có nghĩa là đại lượng đo thương số quãng đường nhỏ điểm trên quỹ đạo, vật có s tính từ điểm đã cho và khoảng thời gian nhỏ t để moät vaän toác rieâng maø ta goïi vật hết quãng đường đó Ký hiệu vt là vận tốc tức thời Để đo vận tốc tức thời người ta duøng gia toác keá gaén treân oâtoâ hay xe gaén maùy Cuûng coá: Daën doø: - Vận tốc tức thời là đại lượng vectơ Baøi taäp 1.14 vaø 1.15 trang 19 – SBT 10 Lop11.com (11) Baøi 6: Gia toác A YEÂU CAÀU: - - Học sinh phải nắm khái niệm gia tốc, biết xác định chiều vectơ gia tốc chuyển động thẳng nhanh dần và chậm dần - Nắm quy tắc dấu gia tốc sử dụng công thức tính độ lớn gia tốc, hiểu ý nghĩa đơn vị gia tốc và đổi đơn vị gia tốc B LÊN LỚP: OÅn ñònh: Kieåm tra baøi cuõ: Bài mới: Một ôtô chuyển động với vận tốc Định nghĩa 20m/s thì haõm phanh, sau 5s thì vaän toác Gọi v0 là vận tốc ban đầu vật, cuûa xe coøn 2m/s sau khoảng thời gian t vật đạt vận tốc Một xe đạp chuyển động với vận vt độ biến thiên vận tốc khoảng toác 7m/s thì thaéng laïi sau 2s duøng haún Vậy xe đạp hay ôtô thay đổi vận tốc lớn thời gian t= t – t0 là v vt v0 hơn? Đại lượng vật lý nào đặc trưng cho Độ biến thiên vận tốc giây là: thay đổi đó vận tốc? vt vo v a t t Hướng dẫn hs vẽ a Gia tốc là đại lượng vật lý đặc trưng cho biến thiên nhanh hay chậm vận tốc và đo thương số độ biến thiên vận tốc và khoảng thời gian xảy biến thiên Gia tốc là đại lượng vectơ Kyù hieäu: a Vectơ gia tốc chuyển động thẳng - a luôn cùng hướng với v - Chuyển động thẳng đều: a = - Chuyeån động nhanh daàn: vt > vo v cuøng chieàu vt vaø v0 neân a cuøng chieàu vt , v0 - - Chuyển động nhanh dần đều: a.v>0 - Chuyển động nhanh dần đều: a.v<0 Chuyeån động chaäm daàn: vt < vo v ngược chiều vt và v0 nên a ngược chiều vt , v0 Gia tốc chuyển động thẳng biến đổi a Chuyển động thẳng biến đổi là chuyển động thẳng đó vận tốc biến thiên lượng khoảng thời gian Nếu vận tốc tăng dần: chuyển động nhanh dần Nếu vận tốc giảm dần: chuyển động chậm dần 11 Lop11.com (12) b Trong chuyển động thẳng biến đổi đều, vectơ gia tốc không đổi hướng và độ lớn v v v a t o const t t Neáu vt vo =1m/s, t =1s thì a = 1m/s2 Meùt treân giaây bình phöông laø gia toác cuûa chuyển động có vận tốc biến thiên m/s khoảng thời gian 1s Cuûng coá: Daën doø: 12 Lop11.com (13) Vận tốc chuyển động thẳng biến đổi Baøi 7: A YEÂU CAÀU: - Giúp học sinh nắm công thức tính vận tốc vật chuyển động thẳng biến dổi thời điểm t Xác định dấu và ý nghĩa các đại lượng - Nắm phương pháp vẽ đồ thị vận tốc thời gian vật B LÊN LỚP: OÅn ñònh: Kieåm tra baøi cuõ: Bài mới: Trong chuyển động thẳng đổi giá trị vận Công thức vận tốc Từ công thức gia tốc tốc điểm khác thì khác Vậy để xác định vận tốc vật điểm v v ta phải thiết lập công thức tính vận tốc tức a t vt v0 a (t t0 ) t t0 thời Trong công thức vt, vo, a có giá trị đại số, Neáu choïn to = vt v0 at dấu chúng tùy thuộc vào hệ tọa độ đã Đồ thị vận tốc – thời gian choïn Vì v là hàm bậc theo thời t gian t nên đồ thị vận tốc là đường thaúng Neáu choïn chieàu döông laø chieàu chuyển động: - Trong chuyển động thẳng đồ thị vận tốc là đường thẳng song song với trục Ot - đồ thị hướng lên: chuyển động nhanh dần - đồ thị hướng xuống: chuyển động chậm dần - đồ thị qua gốc toạ độ: chuyển động có vận tốc đầu - Hai đồ thị song song : hai chuyển động với cuøng gia toác vt (m/s) vt v0 O t (s) t Chuyển động nhanh dần Cuûng coá Daën doø: 13 Lop11.com (14) Baøi 8: Đường chuyển động biến đổi A YEÂU CAÀU: - Giúp học sinh nắm công thức xác định quãng đường vật vật chuyển động thẳng biến đổi thời điểm t Xác định dấu và ý nghĩa các đại lượng B LÊN LỚP: OÅn ñònh: Kieåm tra baøi cuõ: Bài mới: Đường và đồ thị vận tốc a Trong chuyển động thẳng đều, đường v tính công thức: s=v.t Đồ thị vận tốc cho thấy s là số đo v diện tích hình chữ nhật gạch chéo S= v.t b Trong chuyển động biến đổi đều, ta cuõng duøng caùch tính dieän tích s nhö O t t trên, ta thấy đường chuyển động thẳng biến đổi là số đo diện v tích hình thang OMNP v N v0 O Vaäy: s v(t t0 ) a t t0 M P t Neáu choïn t0 = 0: t Khi sử dụng công thứ c đường chuyển động thẳng biến đổi chú ý dấu các đại lượng, dấu này phụ thuộc vào chiều döông cuûa heä quy chieáu maø ta choïn s vt at 2 Cuûng coá: Daën doø: 14 Lop11.com (15) Phương trình chuyển động biến đổi Baøi 9: A YEÂU CAÀU: - Hs biết lập phương trình chuyển động vật chuyển động biến đổi đều, nắm qui ước và cách giải phương trình B LÊN LỚP: OÅn ñònh: Kieåm tra baøi cuõ: Bài mới: Phương trình chuyển động O M0 OM0 = x0 OM= x M0M = s M x xo vo (t to ) a (t to ) 2 Nếu chọn gốc toạ độ trùng với vị trí ban đầu: x vo (t to ) a (t to ) 2 Neáu choïn t0 = thì x xo vot at 2 Nếu chuyển động có v0 = thì x xo a (t to ) 2 Bài toán ví dụ: (SGK) Cuûng coá: Daën doø: 15 Lop11.com (16) Liên hệ gia tốc – vận tốc – đường Baøi 10: A YEÂU CAÀU: - Giúp học sinh nắm phương trình độc lập với thời gian B LÊN LỚP: OÅn ñònh: Kieåm tra baøi cuõ: Bài mới: vận tốc đặc trưng cho chuyển động Công thức liên hệ a, v, s Công thức đường và công thức nhanh hay chaäm gia tốc đặc trưng cho chuyển động thay vaän toác: đổi vận tốc s vot at (1) vật chuyển động đường đặc trưng cho thay đổi vị trí vật khoảng thời vt vo at (2) gian t v vo Từ (2) ta có: t t Vậy vận tốc, gia tốc, đường chuyển a động thẳng biến đổi có liên hệ gì với Thay vào (1) và rút gọn ta được: nhau? v t2 v o2 2as Khi sử dụng công thức liên hệ cần chú ý dấu các đại lượng Đo gia tốc: (đọc SGK) Củng cố: Hướng dẫn hs làm số bài tập đề cương Daën doø: 16 Lop11.com (17) Baøi 10: Sự rơi tự các vật A YEÂU CAÀU: - Học sinh nắm khái niệm rơi, phân biệt các tượng rơi tự B LÊN LỚP: OÅn ñònh: Kieåm tra baøi cuõ: Bài mới: Thí nghiệm với tờ giấy Sự rơi không khí: Taïi vaät naëng hôn laïi rôi laâu hôn? Trong khoâng khí caùc vaät rôi Vậy nguyên nhân rơi nhanh hay chậm nhanh, chaäm khaùc khoâng phaûi các vật nặng nhẹ khác mà sức có phải là khối lượng vật hay không? caûn cuûa khoâng khí taùc duïng vaøo vaät Để cho các vật rơi thì cần phải loại khaùc Sự rơi tự boû yeáu toá naøo? Nếu môi trường loại bỏ sức cản Sự rơi tự là rơi chân không khí thì môi trường đó gọi là gì? không, tác dụng trọng lực Khi caùc vaät rôi nhö nhau, khoâng phuï thuoäc Nếu sức cản không khí không vào môi trường ta gọi các vật rơi tự đáng kể so với trọng lực tác dụng lên Neáu caùc vaät naëng rôi khoâng khí ta cuõng vật thí ta coi vật là rơi tự Định luật rơi tự có thể nói vật đó rơi tự Sự rơi tự các vật tuân theo quy luật a Phương rơi: phương thẳng đứng naøo? b Tính chất chuyển động rơi: chuyển động nhanh dần c Gia tốc rơi: Ở cùng nơi trên trái đất, các vật rơi tự với cuøng moät gia toác Gia tốc rơi tự gọi là gia tốc trọng trường, ký hiệu: g Vectơ gia tốc trọng lực g có phương thẳng đứng, hướng xuống Giá trị g thay đổi theo độ cao, theo vĩ độ và phân bố bên mặt đất nơi làm thí nghiệm Giá Khi vật ném lên thẳng đứng với vận tốc trò trung bình: g = 9,8 m/s2 ban đầu vo nào đó thì vật chuyển động chậm d Công thức rơi tự do: dần với cùng gia tốc g Sau dừng lại, Chọn trực tọa độ là quỹ đạo rơi vật rơi tự xuống thẳng đứng, chiều dương hướng xuống, ta coù: vt = g.t v2t = 2.g.h h = ½ g.t2 Cuûng coá : Daën doø : 17 Lop11.com (18) Chöông 3: Chuyển Động Tròn § 18 Vaän toác goùc – Chu kyø quay § 19 Vận tốc và gia tốc chuyển động tròn § 20 Baøi taäp 18 Lop11.com (19) Vận tốc và gia tốc chuyển động tròn Baøi 11 A YEÂU CAÀU: - Học sinh nắm đặc điểm vận tốc chuyển động tròn Biết xác định hướng và độ lớn gia tốc hướng tâm chuyển động tròn - Hiểu các công thức vận tốc góc, gia tốc hướng tâm, chu kỳ, tần số và áp dụng giải caùc baøi taäp B LÊN LỚP: OÅn ñònh: Kieåm tra baøi cuõ: Bài mới: Vận tốc và gia tốc chuyển động tròn a Vận tốc chuyển động cong: Trong chuyển động cong vectơ vận tốc tức thời điểm trên quỹ đạo có phương trùng với phương tiếp tuyến với quỹ đạo điểm đó v b Chuyển động tròn đều: - Chuyển động tròn là chuyển động theo quỹ đạo hình tròn với vận tốc có độ lớn không đổi - Vectơ vận tốc có phương luôn biến đổi - Đường là cung tròn có độ dài: s = v.t c Gia tốc chuyển động tròn đều: - gia tốc có phương bán kính và chiều hướng vào tâm quỹ đạo nên gọi là gia tốc hướng tâm v2 - Độ lớn: aht R v: vaän toác (m/s) R: bán kính quỹ đạo (m) aht: gia tốc hướng ta (m/s2) - Gia tốc hướng tâm đặc trưng cho biến đổi phương vectơ vận tốc Bài toán áp dụng: (SGK) Cuûng coá 19 Lop11.com (20) Daën doø: Baøi 13: Vaän toác goùc – chu kyø quay: A YEÂU CAÀU: - Học sinh nắm đặc điểm vận tốc chuyển động tròn Biết xác định hướng và độ lớn gia tốc hướng tâm chuyển động tròn - Hiểu các công thức vận tốc góc, gia tốc hướng tâm, chu kỳ, tần số và áp dụng giải caùc baøi taäp B LÊN LỚP: OÅn ñònh: Baøi cuõ: Bài mới: Vaän toác goùc – chu kyø quay: a Vaän toác goùc: s Góc quay tính: R Vận tốc góc: Đại lượng đo thương số góc quay bán kính nối vật chuyển động với tâm quay và thời gian để quay góc đó Kyù hieäu: t Công thức: = 2..n (1) n: số vòng quay đơn vị thời gian, goïi laø taàn soá, ñôn vò ño: rad/s b Chu kyø quay: Chu kỳ quay là khoảng thời gian mà vật chuyển động đúng vòng Ký hiệu laø T, ñôn vò laø giaây (s) 2 T n Trong giây vật chuyển động n vòng, nghĩa là thực n chu kỳ Liện hệ vận tốc dài v, vận tốc goùc vaø chu kyø quay: v R 2 nR 2 R T Cuûng coá: Daën doø: 20 Lop11.com (21)