Đang tải... (xem toàn văn)
Độ lớn của vận tốc tức thời: là đại lượng đặc trưng cho chuyển động nhanh hay chậm của vật tại một vị trí bất kì trên quỹ đạo và được đo bằng thương số giữa đoạn đường đi được rất n[r]
(1)Bài 3: CHUYỂN ĐỘNG THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU I MỤC TIÊU
1 Kiến thức:
- Phát biểu định nghĩa viết biểu thức độ lớn vận tốc tức thời - Biểu diễn vectơ vận tốc tức thời
- Nêu định nghĩa chuyển động thẳng biến đổi đều, nhanh dần đều, chậm dần
- Nêu đặc điểm gia tốc chuyển động thẳng nhanh dần đều, chậm dần trình bầy rõ mối tương quan dấu vận tốc gia tốc chuyển động
- Viết cơng thức tính vận tốc chuyển động thẳng nhanh dần đều, chậm dần nêu ý nghĩa đại lượng vật lý cơng thức
- Viết cơng thức tính đường phương trình tọa độ chuyển động thẳng nhanh dần đều, chậm dần : Trình bày mối tương quan dấu đại lượng công thức phương trình
- Xây dựng hệ thức gia tốc, vận tốc quãng đường chuyển động NDĐ chuyển động CDD
2 Kĩ năng:
- Giải tập đơn giản chuyển động thẳng biên đổi
- Nghiên cứu thực nghiệm chuyển động thẳng thực tế để khẳng định chuyển động có phải nhanh, chậm dần khơng
- Vẽ xây dựng đồ thị vận tốc chuyển động thẳng biên đổi II CHUẨN BỊ
1 Giáo viên:
- Một máng nghiêng
- Một hịn bi đường kính 1cm (hoặc nhỏ hơn) - Một đồng hồ bấm giây (hoặc đồng hồ số) 2 Học sinh: Soạn trước nhà.
III TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Ổn định lớp: (1 phút)
2. Kiểm tra cũ: ( phút) - Chuyển động thẳng ?
- Viết cơng thức tính vận tốc, đường phương trình chuyển động chuyển động thẳng đều? 3. Nội dung
Tiết 3
Hoạt động 1: Tìm hiểu chuyển động thẳng biến đổi đều(18 phút)
Trợ giúp giáo viên Hoạt động học sinh Đơn vị kiến thức - Các em biết muốn biết vật
chuyển động nhanh hay chậm qng đường ta tính tốc độ trung bình vật tồn qng đường Bây muốn biết điểm M quỹ đạo vật chuyển động nhanh hay chậm ta phải làm ? - Thương số cho biết vị trí M quỹ đạo vật chuyển động nhanh hay chậm, gọi độ lớn vận tốc tức thời, kí hiệu v =
t s
- Độ lớn vận tốc tức thời có ý nghĩa ?
- Nhắc lại đặc điểm vectơ ?
- Học sinh đọc sách trả lời câu hỏi giáo viên
- Ta phải tìm xem khoảng thời gian t ngắn, kể từ lúc M, xe dời đoạn đường s ngắn bao nhiêu, lập thương số:
t s
- Học sinh ghi nhận
- Cho biết điểm quỹ đạo vật chuyển động nhanh hay chậm - Điểm đặc, phương, chiều, độ lớn - Tại vị trí quỹ đạo có
I- Vận tốc tức thời –
Chuyển động thẳng biến đổi đều
1 Độ lớn vận tốc tức thời: đại lượng đặc trưng cho chuyển động nhanh hay chậm vật vị trí quỹ đạo đo thương số đoạn đường ngắn s khoảng thời gian ngắn t để hết đoạn đường v =
t s
2 Vectơ vận tốc tức thời: vec tơ, ký hiệu
vcó :
- Điểm đặt: vật chuyển động
(2)- Qua tìm hiểu độ lớn vận tốc tức thời, ta thấy giá trị vị trí quỹ đạo ? - Ngồi độ lớn ra, cịn có phương chiều xác định riêng vị trí quỹ đạo Để đặc trưng cho chuyển động nhanh hay chậm phương chiều, người ta đưa khái niệm vec tơ vận tốc tức thời - Điểm đặt vectơ vận tốc tức thời đâu ?
- Phương chiều ? - Độ lớn ?
- Gi s có m t ch t m M chuy n ả ộ ấ ể ể đ ng đ ng th ng t i t ng th i m ộ ườ ẳ ể qu đ o đ c mô t b ng b ng giá tr ỹ ượ ả ằ ả ị sau:
t (s)
s (m) 10 15
Hãy tính độ lớn vận tốc tức thời thời điểm quỹ đạo ? Cho nhận xét giá trị ?
- Giả sử có chất điểm N chuyển động đường thẳng thời điểm quỹ đạo mô tả bảng sau:
t (s)
s (m) 30 20 10
Hãy tính độ lớn vận tốc tức thời thời điểm quỹ đạo ? Cho nhận xét giá trị ?
- Qua hai ví dụ ta thấy độ lớn vận tốc tức thời tăng giảm theo thời gian Những vật chuyển động có tính chất gọi chuyển động thẳng biến đổi Vậy em hiểu chuyển động thẳng biến đổi ?
- Thế chuyển động thẳng nhanh dần ? Thẳng chậm dần ? - Thế chuyển động thẳng chậm dần ?
giá trị riêng xác định - Học sinh ghi nhận
- Đặt vật chuyển động
- Có phương, chiều trùng với phương chiều chuyển động
- Độ lớn: v = t s
- Vào thời điểm ban đầu: v0 = - Sau chuyển động 1s: v1 =
1
= 5m/s - Sau thời gian 1s nữa: v2 =
1 10
= 10m/s - Sau 1s nữa: v3 =
1 15
= 15m/s Ta thấy độ lớn vận tốc tức thời tăng theo thời gian
- Vào thời điểm t = 2s: v1 =
2 30
= 15m/s - Sau 2s nữa: v2 =
2 20
= 10m/s - Sau 2s nữa: v3 =
2 10
= 5m/s Ta thấy độ lớn vận tốc tức thời giảm theo thời gian
- Chuyển động thẳng biến đổi chuyển động có quỹ đạo đường thẳng, có độ lớn vận tốc tức thời tăng giảm theo thời gian - Chuyển động thẳng có độ lớn tức thời tăng theo thời gian gọi chuyển động thẳng nhanh dần - Chuyển động thẳng có độ lớn vận tốc tức thời giảm theo thời gian gọi chuyển động thẳng chậm dần
- Phương, chiều: trùng với phương, chiều chuyển động
- Độ lớn: v = t s
3 Chuyển động thẳng biến đổi đều:
- Chuyển động thẳng biến đổi chuyển động có quỹ đạo đường thẳng, có độ lớn vận tốc tức thời tăng giảm theo thời gian - Chuyển động thẳng có độ lớn tức thời tăng theo thời gian gọi chuyển động thẳng nhanh dần
(3)Hoạt động 2: Xây dựng đại lượng công thức chuyển động thẳng nhanh dần (17 phút) Trợ giúp giáo viên Hoạt động học sinh Đơn vị kiến thức - Đại lượng đặc trưng cho tăng,
giảm vận tốc ?
- Ở thời điểm t0 vận tốc vật ?
- Ở thời điểm t sau vận tốc vật ?
- Vận tốc vật biến thiên khoảng thời gian t = t – t0 lượng bao nhiêu?
- Để đặc trưng cho biến thiên người ta đưa thương số:
t v
gọi gia tốc, kí hiệu a
- Vậy đại lượng đặc trưng cho độ biến thiên vận tốc ?
- Gia tốc đại lượng ?
- Đơn vị gia tốc ?
- Vì vận tốc đại lượng vectơ nên gia tốc đại lượng vectơ - Vì v > v0 nên vcó phương, chiều so với phương, chiều vectơ
v
v ?
- Khi vật chuyển động thẳng nhanh dần vectơ gia tốc
ađược xác
định ?
- Vận tốc chuyển động thẳng nhanh dần biến thiến theo thời gian ?
- Từ cơng thức (3.1a) suy cơng thức tính vận tốc vào thời điểm t ? - Nếu chọn gốc thời gian vào thời điểm t0 cơng thức viết lại ?
- Công thức v = v0 + a.t, gọi công thức tính vận tốc Trong chyuển động
- Học sinh đọc sách mục II.1a để tìm cách trả lời câu hỏi - Bằng v0
- Bằng v
- Tăng lượng bằng: v = v – v0 - Học sinh ghi nhận
- Gia tốc
- Gia tốc đại lượng đặc cho độ biến thiên(độ tăng giảm) vận tốc theo thời gian xác định thương số độ biến thiên vận tốc v khoảng thời gian vận tốc biến thiên t
- Nếu v đo m/s gia tốc đo đơn vị m/s2.
- Học sinh ghi nhận
- Cùng phương, chiều với vectơ
v
v
- Khi vật chuyển động thẳng nhanh dần đều, vectơ gia tốc có gốc vật chuyển động, có phương chiều trùng phương với phương chiều vectơ vận tốc có độ dài tỉ lệ với độ lớn gia tốc theo tỉ lệ xích
- Vận tốc chuyển động thẳnh nhanh dần tăng theo thời gian
- Ta có : v = v0 + a(t – t0) - Công thức trở thành: v = v0 + a.t
II- Chuyển động thẳng nhanh dần đều
1 Gia tốc chuyển động thẳng nhanh dần đều:
a.Khái niệm:
- Gia tốc đại lượng đặc trưng cho độ biến thiên (độ tăng giảm) vận tốc theo thời gian xác định thương số độ biến thiên vận tốc v khoảng thời gian vận tốc biến thiên t b Công thức tính gia tốc: a =
t v
=
0 t t
v v
(3.1a)
Đơn vị gia tốc m/s2.
* Chú ý: chuyển động nhanh dần độ biến vận tốc chính tăng vận tốc theo thời gian, a > 0
c Vectơ gia tốc chuyển động thẳng nhanh dần đều:
a =
t v t
t v v
0
0 (3.1b)
Trong chuyển động thẳng nhanh dần vectơ gia tốc
a
cùng chiều với vectơ vận tốc tức thời
v xác định:
+ Điểm đặt: vật chuyển động
+ Phương, chiều: trùng với phương chiều vectơ vận tốc
+ Độ lớn: a =
t v
=
0 t t
v v
2 Vận tốc chuyển động thẳng nhanh dần đều: tăng theo thời gian
a Cơng thức tính vận tốc: v = v0 + a.t (3.2); a.v0 > b Dồ thị vận tốc-thời gian:là đường thẳng biểu diễn tăng vận tốc theo thời gian hệ trục tọa độ Ovt có dạng sau: v
v0
(4)thẳng nhanh dần a.v > - Dựa vào công thức (3.2) ta thấy dạng đồ thị v theo t giống đồ thị hàm số bậc y= ax + b đường thẳng, hệ số a >
- Học sinh ghi nhận - Học sinh ghi nhận Hoạt động 3: Củng cố giao nhiệm vụ nhà (5 phút)
Trợ giúp giáo viên Hoạt động học sinh
1 Hướng dẫn học sinh trả lời C1 Hướng dẫn học sinh trả lời C2 Hướng dẫn học sinh trả lời C3 Về nhà soạn tiếp đến hết chuyển động thẳng nhanh dần
1 Ta có: v = 36km/h = 10m/s; t = 0,01s Quãng đường: s = v.t = 10.0,01 = 0,1m
2 Vận tốc xe tải: v1 = 30km/h; Vận tốc xe con: v2 = 40km/h So sánh:
40 30
v v
=
v1 =
v2
3 Công thức vận tốc vật có dạng: v = v0 + a.t Với a = 0,5
10
m/s2; v
0 = 3m/s v = + 0,5.t (m/s) Học sinh chép yêu cầu vào soạn
TIẾT 4
1 Ổn định lớp (1 phút) 2 Kiểm tra cũ ( phút)
- Thế chuyển động thẳng nhanh dần ? Thẳng chậm dần ? - Thế chuyển động thẳng chậm dần ?
- Nêu khái niệm gia tốc? viết biểu thức? 3 Nội dung mới
1 Hoạt động 1: Xây dựng đại lượng công thức chuyển động thẳng nhanh dần (15 phút) Trợ giúp giáo viên Hoạt động học sinh Đơn vị kiến thức - Đặt vấn đề: Gọi s quãng đường
đi thời gian Hãy viết cơng thức tính tốc độ trung bình ? - Trong chuyển động thẳng nhanh dần đều, độ lớn vận tốc tăng theo thời gian nên tốc độ trung bình tính cơng thức sau:
vtb = v
v
=
2 2v0 at
- So sánh cơng thức ta có kết ?
- Công thức gọi công thức tính đường chuyển động nhanh dần
- Từ công thức (3.2) (3.3) lập mối quan hệ gia tốc , vận tốc quãng đường ? - Công thức v v2 2as
0
công
thức liện hệ gia tốc, vận tốc đường
- Yêu cầu học sinh đọc sách mục II.5
- Làm để xác định chuyển động M?
- Tốc độ trung bình: vtb = t s
- Học sinh ghi nhận
- Ta có: t s
=
2 2v0 at
= v0 +
a.t s = v0.t +
2
a.t2 - Học sinh ghi nhận
- Từ
2
0
2 1
v
at t v s
at v
loại t
kết v v2 2as
0
- Học sinh ghi nhận
- Học sinh đọc sách trả lời câu hỏi giáo viên
- Ta phải chọn hệ qui chiếu
- Chọn O làm gốc tọa độ, trục tọa độ Ox theo phương chuyển động, chiều dương trục Ox chiều chuyển
3 Cơng thức tính qng đường đi chuyển động thẳng nhanh dần đều:
s = v0.t +
a.t2 (3.3); a.v >
4 Công thức liện hệ gia tốc, vận tốc đường chuyển động thẳng nhanh dần đều:
as v
v 2
0
(3.4)
5 Phương trình chuyển động của chuyển động thẳng nhanh dần đều:
- Chọn O làm gốc tọa độ, trục
x x0 s +
A M
(5)- Chọn hệ qui chiếu ?
- Vị trí M đâu vào lúc bắt đầu chuyển ?
- Quãng đường chất điểm M kể từ lúc bắt đầu chuyển động đến thời điểm t ? - Lúc vị trí chất điểm M đâu ?
- Phương trình x = x0 + v0.t + a.t2 gọi phương trình chuyển động chất điểm M
động vật Mốc thời gian: Là lúc vật bắt đầu chuyển động
- Tại A cách gốc O đoạn x0 - Quãng đường chất điểm M s = v0.t +
2
a.t2
- Tại M cách gốc O đoạn bằng: x = x0 + s = x0 + v0.t +
2
a.t2 - Học sinh ghi nhận
tọa độ Ox theo phương chuyển động, chiều dương trục Ox chiều chuyển động vật Mốc thời gian: Là lúc vật bắt đầu chuyển động Phương trình chuyển động chất điểm M có dạng:
x = x0 + v0.t +
a.t2 (3.5); - Trong đó:
x0: vị trí M vào lúc t = x: vị trí M vào lúc t
Hoạt động 2: Xây dựng đại lượng công thức chuyển động thẳng chậm dần (20 phút) Trợ giúp giáo viên Hoạt động học sinh Đơn vị kiến thức - Nhắc lại cơng thức tính gia tốc
trong chuyển động thẳng nhanh dần ? Trong trường hợp gia tốc a có giá trị ?
- Trong chuyển động thẳng chậm dần gia tốc a tính cơng thức mang giá trị âm
- Vì vận tốc đại lượng vectơ nên gia tốc đại lượng vectơ
- Vì v < v0 nên
vcó phương,
chiều so với phương, chiều vectơ
v v0 ? - Vận tốc chuyển động thẳng chậm dần biến thiến theo thời gian ? - Cơng thức tính vận tốc giống trên, a trái dấu với v0 - Đồt hị vận tốc – thời gian gống trên, v giảm theo t
- Cơng thức tính qng đường giống trên, a trái dấu với v0
- Tương tự phương trình
- Ta có: a = t v
=
0 t t
v v
>
- Học sinh ghi nhận
- Học sinh ghi nhận
- Cùng phương, ngược chiều với vectơ
v
v , nên angược
chiều với vectơ vận tốc tức thời
v .
- Giảm đều theo thời gian - Học sinh ghi nhận
- Học sinh ghi nhận
- Học sinh ghi nhận
III Chuyển động thẳng chậm dần đều
1 Gia tốc chuyển động thẳng chậm dần đều:
a Công thức tính gia tốc: a =
t v
=
0 t t
v v
* Chú ý: chuyển động chậm dần độ biến vận tốc giảm vận tốc theo thời gian, đó a < 0
b Vectơ gia tốc chuyển động thẳng chậm dần đều:
Trong chuyển động thẳng chậm dần vectơ gia tốc
a ngược chiều với
vectơ vận tốc tức thời
v .
2 Vận tốc chuyển động thẳng chậm dần đều: giảm đều theo thời gian
a Cơng thức tính vận tốc:
v = v0 + a.t (3.2); a.v0 < b Đồ thị vận tốc-thời gian: đường thẳng biểu diễn giảm vận tốc theo thời gian hệ trục tọa độ Ovt có dạng sau:
v v0
(6)chuyển động là:x = x0 + v0.t +
a.t2 - Học sinh ghi nhận.
3 Công thức tính quãng đường được chuyển động thẳng nhanh dần đều:
s = v0.t +
a.t2 ; a.v < 5 Phương trình chuyển động chuyển động thẳng chậm dần đều: x = x0 + v0.t +
2
a.t2 Hoạt động 3: Củng cố giao nhiệm vụ nhà (5 phút)
Trợ giúp giáo viên Hoạt động học sinh
1 Hướng dẫn học sinh trả lời C4 Hướng dẫn học sinh trả lời C5 3.Hướng dẫn học sinh trả lời C7
4 Về nhà trả lời câu hỏi 1, 2, 3,4,5,7,8 SGK trang 22, làm tập 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 SGk – trang 22-23
1 Gia tốc thang máy giây đầu tiên: a =
t v
=
0 t t
v v
= 0,6
0
0 ,
m/s2. Quãng đường: s =
2
a.t2 =
.0,6.12 = 0.3m. Chọn chiều dương chiều chuyển động: Phương trình vận tốc: v = – 0.1.t ; (m, s)
Khi xe dừng lại: v = – 0.1.t = t = 30s Quãng đường s = v0.t +
2
a.t2 = 3.30 -