Ở phần này đề cập đến các khái niệm liên quan đến chuyển động như chất điểm, quỹ đạo, độ dời, hệ quy chiếu; các đại lượng đặc trưng cho chuyển động như thời gian, quãng đường, vận tốc, g[r]
(1)MỞ ĐẦU
“Nghiên cứu chương trình Vật lí phổ thơng” phần quan trọng chuyên ngành Lí luận Phương pháp dạy học vật lí Đối tượng học phần chương trình sách giáo khoa vật lí phổ thơng Mục đích nghiên cứu cấu trúc chương trình, nội dung kiến thức, cách thể nội dung kiến thức sách giáo khoa vật lí, tức nắm ý đồ tác giả sách giáo khoa tổ chức dạy học số kiến thức cụ thể
Hiện nay, ngành Giáo dục Đào tạo chỉnh sửa hoàn thành việc thay SGK cho cấp học theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động cho học sinh Vì vậy, người giáo viên cần phải thay đổi cách giảng dạy, tự bồi dưỡng phương pháp hình thức tổ chức dạy học Muốn vậy, người giáo viên cần phải nắm vững kiến thức sách giáo khoa, nghiên cứu kĩ cấu trúc chương trình Khi có hiểu biết sâu kiến thức môn, người thầy cảm thấy tự tin đứng trước lớp, trước học sinh Do đó, nghiên cứu kĩ chương trình vật lý phổ thơng việc làm cần thiết quan trọng giáo viên dạy Vật lý Trung học phổ thơng nay, để từ giáo viên vừa dạy tốt, vừa giúp học sinh hình thành phương pháp học tập mơn Vật lý có hiệu
Cơ học phần Vật lý học nghiên cứu định luật chi phối chuyển động đứng yên vật Đối với chương “Động học chất điểm”, chương chương trình phổ thông nên học sinh cần phải nắm vững kiến thức chương để làm tảng cho việc tiếp thu kiến thức khác Kiến thức trình bày theo hai sách khác Do đó, người giáo viên khơng nắm vững kiến thức sách giáo khoa mà cịn phải có tầm nhìn sâu rộng vấn đề
(2)NỘI DUNG
I Tổng quan chương Động học chất điểm 1.1 Nhiệm vụ chương Động học chất điểm
Phần động học chất điểm phần học nghiên cứu chuyển động đơn giản tự nhiên (chuyển động học) Trong người ta nghiên cứu cách xác định vị trí vật khơng gian thời điểm khác mơ tả tính chất chuyển động vật phương trình tốn học, chưa xét đến nguyên nhân chuyển động.[3]
Ở phần đề cập đến khái niệm liên quan đến chuyển động chất điểm, quỹ đạo, độ dời, hệ quy chiếu; đại lượng đặc trưng cho chuyển động thời gian, quãng đường, vận tốc, gia tốc; dạng chuyển động đơn giản chuyển động thẳng gồm có chuyển động thẳng chuyển động thẳng biến đổi đều, chuyển động tròn chyển động vật bị ném nghiên cứu đặc điểm chuyển động tính tương đối chuyển động
1.2 Chuẩn kiến thức dạy học chương Động học chất điểm
Đối với chương Động học chất điểm, chương trình vật lý Trung học phổ thông đặt yêu cầu chuẩn kiến thức mà học sinh cần đạt :
- Nêu chuyển động, chất điểm, hệ quy chiếu, mốc thời gian, vận tốc - Nhận biết đặc điểm vận tốc chuyển động thẳng
- Nêu vận tốc tức thời
- Nêu ví dụ chuyển động thẳng biến đổi (nhanh dần đều, chậm dần đều) - Viết cơng thức tính gia tốc a v
t
chuyển động biến đổi
(3)- Viết cơng thức tính vận tốc vt = v0 + at, phương trình chuyển động x = x0 + v0t +
½ at2 Từ suy cơng thức tính đường đi.
- Nêu đựơc rơi tự viết cơng thức tính vận tốc đường chuyển đông rơi tự Nêu đặc điểm gia tốc rơi tự
- Phát biểu đựơc định nghĩa chuyển động trịn Nêu ví dụ thực tế chuyển động tròn
- Viết cơng thức tính tốc độ dài hướng vectơ vận tốc chuyển động tròn
- Viết công thức nêu đơn vị đo tốc độ góc, chu kỳ, tần số chuyển động tròn
- Viết hệ thức tốc độ dài tốc độ góc
- Nêu hướng gia tốc chuyển động tròn viết biểu thức gia tốc hướng tâm
- Viết công thức cộng vận tốc
1,2 2,3
,
1 v v
v
(4)ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM CÁC KHÁI NIỆM CÁC ĐẠI LƯỢNG Chuyển động Tọa độ Hệ quy chiếu Tính tương đối CĐ
Vật mốc Gốc thời gian Vận tốc Gia tốc CÁC DẠNG CĐ Quỹ đạo Chuyển động thẳng CĐ thẳng BĐĐ Vận tốc trung bình
Vận tốc tức thời
Tốc độ trung bình
Tốc độ tức thời
Gia tốc trung bình Gia tốc tức
thời động trịnChuyển
Nhanh dần
Chậm dần
(5)II Phân tích nội dung kiến thức chương Động học chất điểm 2.1 Các khái niệm
2.1.1.Chuyển động cơ
(6)Sách giáo khoa nâng cao đưa số hình ảnh chuyển động thực tế, từ trình bày khái niệm: Chuyển động dời chỗ vật theo thời gian Cách dẫn dắt đưa đến khái niệm sách nâng cao trực quan rõ ràng
2.1.2 Chất điểm
Chất điểm vật có kích thước nhỏ khơng đáng kể so với khoảng cách, những kích thước mà ta khảo sát Ví dụ: xét chuyển động viên đạn khơng khí, chuyển động trái đất quanh mặt trời ta xem viên đạn, trái đất chất điểm Như vậy, vấn đề khơng phải kích thước nhỏ mà nhỏ bỏ qua được, nghĩa có so sánh việc xem xét vật có phải chất điểm hay khơng phụ thuộc vào điều kiện toán ta nghiên cứu
Phương án trình bày khái niệm chất điểm sách giáo khoa từ ví dụ thực tế để rút kết luận, từ nêu khái niệm
Khái niệm chất điểm khơng có quy định xác mặt tốn học Sách nâng cao có liên hệ khái niệm chất điểm giống điểm toán học, điều giúp học sinh dễ hình dung ghi nhớ Mục đích đưa khái niệm chất điểm vào sau định nghĩa chuyển động nhằm làm đơn giản hoá chuyển động vật Trong chương ta khảo sát chuyển động chất điểm
2.1.3 Tọa độ
(7)2.1.4 Quỹ đạo
Quỹ đạo tập hợp tất vị trí chất điểm chuyển động đường mà chất điểm chuyển động vạch không gian.
Quỹ đạo khái niệm đơn giản dễ hiểu, dễ hình dung Vì vậy, sách giáo khoa đưa khái niệm quỹ đạo khơng giải thích thêm Tuy nhiên, sách giáo khoa nâng cao trình bày thêm hai hình vẽ 1.3a 1.3b nhằm mục đích để học sinh có nhìn trực quan sâu sắc quỹ đạo Qua hai hình vẽ, học sinh nắm quỹ đạo chất điểm có hình dạng xác định tuỳ thuộc vào hệ quy chiếu chọn Trong hệ quy chiếu khác quỹ đạo chất điểm khác
Dựa vào quỹ đạo, phân loại chuyển động chuyển động thẳng hay chuyển động cong Nếu biết phương trình đường đi, suy phương trình quỹ đạo cách khử biến t phương trình đường
2.1.5 Hệ quy chiếu
Hệ quy chiếu khái niệm thiếu khảo sát chuyển động học Việc chọn hệ quy chiếu công việc quan trọng để giải tốn học Chọn hệ quy chiếu thích hợp làm cho việc giải toán trở nên đơn giản nhiều
2.1.5.1 Vật mốc
Vật mốc vật mà ta chọn (cùng với hệ tọa độ) dùng để xác định vị trí vật khác không gian thời gian Theo sách giáo khoa nâng cao vật mốc vật đứng yên Người ta thường chọn vật đứng yên gắn với Trái đất để làm vật mốc Tuy nhiên, trái đất không đứng yên tuyệt đối nên việc chọn áp dụng cho tốn thơng thường, khơng cần độ xác cao
(8)Gốc thời gian thời điểm bắt đầu đo thời gian Muốn đo khoảng thời gian, người ta dùng đồng hồ
Cần phân biệt hai khái niệm thời điểm thời gian Thời điểm điểm mốc khoảng thời gian Ví dụ thời điểm trống vào học 7h sáng Khoảng thời gian hiệu thời gian hai thời điểm Như vậy, để đo khoảng thời gian cần dùng đồng hồ, để xác định thời điểm cần có đồng hồ gốc thời gian
2.1.5.3 Hệ quy chiếu
Khái niệm hệ quy chiếu khơng nói hệ toạ độ gắn với vật chọn làm mốc mà bao gồm việc chọn gốc thời gian
Hệ quy chiếu = Hệ tọa độ gắn với vật mốc + đồng hồ gốc thời gian 2.1.5.3.1 Hệ quy chiếu quán tính (còn gọi hệ quy chiếu Galilê)
Là hệ quy chiếu định luật qn tính nghiệm (vật không chịu tác dụng lực chịu tác dụng lực cân chuyển động thẳng đứng yên) Hệ quy chiếu lấy Mặt trời làm gốc, ba trục toạ độ hướng ba cố định (hệ Côpecnic) hệ quy chiếu quán tính Một hệ quy chiếu chuyển động thẳng so với hệ quy chiếu quán tính hệ quy chiếu qn tính Như vậy, có vơ số hệ quy chiếu quán tính
2.1.5.3.2 Hệ quy chiếu khơng qn tính
Là hệ quy chiếu chuyển động có gia tốc với hệ quy chiếu qn tính Hệ quy chiếu gắn với trái đất không quán tính, khảo sát chuyển động khoảng thời gian ngắn coi hệ quy chiếu quán tính
2.1.6 Tính tương đối chuyển động
Vị trí vận tốc vật tùy thuộc hệ quy chiếu Vị trí vận tốc vật có tính tương đối
2.1.7 Sai số
2.1.7.1 Sai số hệ thống
(9)1mm để đo l, ta xác định l có giá trị nằm khoảng 32mm 33mm, cịn phần lẻ khơng thể đọc thước đo
2.1.7.2 Sai số ngẫu nhiên
Lặp lại phép đo thời gian rơi tự đo vật hai điểm A,B ta nhận giá trị khác Sự sai lệch khơng có ngun nhân rõ dàng, hạn chế khả giác quan người dẫn đến thao tác đo không chuẩn, đo điều kiện làm thí nghiệm khơng ổn định, chịu tác động yếu tố ngấu nhiên bên ngoài… Sai số gây ra trường hợp gọi sai số ngẫu nhiên.
2.1.7.3 Giá trị trung bình
Sai số ngẫu nhiên làm cho kết phép đo trở nên tin cậy để khắc phục người ta lặp lại phép đo nhiều lần Khi đo n lần đại lượng ta nhận giá trị khác nhau:
Giá trị trung bình tính:
giá trị gần với giá trị thực đại lượng
2.1.7.4 Cách xác định sai số phép đo
-Trị tuyệt đối hiệu số giá trị trung bình giá trị lần đo gọi sai số tuyệt đối, ứng với lần đo
(*)
Sai số tuyệt đối trung bình n lần đo tính theo công thức:
(**)
(10)Chú ý rằng, (*) kí hiệu dùng để sai số tuyệt đối, chúng đại lượng không âm Cần phân biệt đại lượng với gia số thường dùng đại số:
Gia số dương âm
-Sai số tuyệt đối phép đo tổng sai số ngẫu nhiên sai số dụng cụ
-Trong sai số dụng cụ thơng thường lấy nửa độ chia nhỏ dụng cụ cho số dụng cụ đo có cấu tạo phức tạp, ví dụ đồng hồ đo điện đa số, sai số dụng cụ tính theo cơng thức nhà sản xuất quy định
2.1.7.5 Cách viết kết đo
Người ta diễn tả cách viết công thức
2.1.7.6 Sai số tỉ đối
Sai số tỉ đối phép đo tỉ số sai số tuyệt đối giá trị trung bình đại lượng cần đo tính phần trăm:
Sai số tỉ đối nhỏ phép đo xác 2.1.7.7 Cách xác định sai số phép đo gián tiếp
Để xác định sai số phép đo gián tiếp vận dụng quy tắc sau đây:
- Sai số tuyệt đối tổng hay hiệu tổng sai số tuyệt đối số hạng
- Sai số tỉ đối tích hay thương tổng sai số tỉ đối thừa số
2.2 Các đại lượng
(11)Vận tốc đại lượng đặc trưng cho phương, chiều nhanh chậm chuyển động Như vận tốc vừa đại lượng có hướng vừa có giá trị cụ thể Vậy vận tốc phải đại lượng vectơ Mặt khác q trình chuyển động, chất điểm chuyển động nhanh hay chậm đi, xét đến khái niệm vận tốc ta phải khảo sát khoảng thời gian định
2.2.1.1 Vận tốc trung bình
Vectơ vận tốc trung bình chất điểm thời gian t định nghĩa là
tb
r v
t
,
r
vectơ độ dời chất điểm.
Vectơ vận tốc trung bình có hướng trùng với vectơ độ dời biểu thị thay đổi vị trí chất điểm khoảng thời gian t
Trong chuyển động thẳng, giá trị vận tốc trung bình tính theo cơng thức
2
2
tb
x x x
v
t t t
Như giá trị vận tốc trung bình âm dương, dấu vận tốc trung bình thể chiều chuyển động chất điểm Nếu vận tốc trung bình nhận giá trị dương có nghĩa chất điểm chuyển động chiều với chiều dương ngược lại
* Tốc độ trung bình:
Tốc độ trung bình tính qng đường chia cho khoảng thời gian Như vậy, tốc độ trung bình đặc trưng cho độ nhanh chậm chuyển động khoảng thời gian
Tốc độ trung bình vận tốc trung bình trường hợp chất điểm chuyển động theo chiều chiều chiều dương trục tọa độ
2.2.1.2 Vận tốc tức thời
Vận tốc tức thời của chuyển động vận tốc thời điểm đó trên quỹ đạo chuyển động nó.
(12)Để có biểu thức tính vận tốc tức thời ta có nhận xét sau: Δt → M2 →M1
do vtb→vt Nghĩa vận tốc trung bình đoạn đường ngắn M1M2 xem vận tốc
tại điểm M1 hay vt Nói có nghĩa là:
Vận tốc tức thời chất điểm thời điểm quỹ đạo đạo hàm bậc bán kính vectơ điểm Vectơ vận tốc có độ lớn độ lớn vận tốc, có phương phương tiếp tuyến điểm xét, có chiều chiều chuyển động
Tuy nhiên, học sinh chưa học đến kiến thức đạo hàm, sách giáo khoa đưa công thức đơn giản sau:
x v
t
s v
t
(Δt nhỏ)
* Tốc độ tức thời
Khi Δt nhỏ độ lớn độ dời quãng đường nên độ lớn vận tốc tức thời tốc độ tức thời
2.2.1.3 Phép cộng vận tốc
Chuyển động có tính tương đối Do đó, vận tốc có tính tương đối Vận tốc chuyển động có giá trị khác người quan sát khác nhau, vận tốc nhận giá trị khác hệ quy chiếu khác
Để "chuyển đổi" vận tốc từ hệ quy chiếu sang hệ quy chiếu khác, người ta sử dụng phép cộng vận tốc
Trong học cổ điển, công thức cộng vận tốc đơn giản phép cộng véctơ:
Như vậy, vận tốc vật A hệ quy chiếu B vận tốc A hệ quy chiếu trung gian C cộng với vận tốc hệ quy chiếu trung gian hệ quy chiếu B
(13)Gia tốc đại lượng đặc trưng cho biến thiên vectơ vận tốc. 2.2.2.1 Gia tốc trung bình
Xét chất điểm chuyển động mặt phẳng Giả sử thời điểm t0chất điểm có
vận tốc v0
, tời điểm t1 chất điểm có vận tốc v1
Gia tốc trung bình chất điểm là: tb v a t
, với
1
v v v
t t1 t0
2.2.2.2 Gia tốc tức thời
Gia tốc tức thời ( gọi tắt gia tốc) thời điểm t xác định công thức:
dt v d t v a t lim0
Gia tốc đại lượng vectơ, nghĩa giá trị giá trị đại số Vậy dấu gia tốc cho biết điều gì? Dấu gia tốc cho biết chất điểm chuyển động nhanh dần hay chậm dần Khi gia tốc dấu với vận tốc có nghĩa chất điểm chuyển động nhanh dần ngược lại gia tốc ngược dấu với vận tốc có nghĩa chất điểm chuyển động chậm dần
Gia tốc đặc trưng cho biến thiên vận tốc độ lớn lẫn hướng Trong trường hợp tổng qt, ta phân tích vectơ gia tốc thành hai thành phần Một thành phần đặc trưng cho biến đổi độ lớn vận tốc Còn thành phần đặc trưng cho biến đổi hướng vận tốc (gia tốc tiếp tuyến gia tốc pháp tuyến)
2.3 Các dạng chuyển động
2.3.1 Chuyển động thẳng 2.3.1.1 Chuyển động thẳng đều 2.3.1.1.1 Định nghĩa
Chuyển động thẳng chuyển động thẳng, chất điểm có vận tốc tức thời khơng đổi.
(14)Trong chuyển động thẳng vận tốc tức thời vận tốc trung bình có giá trị
Ví dụ:
- Chuyển động ô tô, xe máy…trên số đoạn đường chuyển động thẳng - Chuyển động bi nhỏ thả dầu lúc sau rơi…là chuyển động thẳng
Trong chuyển động thẳng vận tốc tức thời vận tốc trung bình có giá trị Vì khơng cần phân biệt hai khái niệm
2.3.1.1.2 Phương trình chuyển động
Định nghĩa vận tốc theo độ dời dẫn đến phương trình chuyển động v xt
suy x v t x x o v t t( 0)
Chọn to= 0, ta có: x x o vt x x ovt
Như vậy, tọa độ hàm bậc thời gian 2.3.1.1.3 Đồ thị
O O
x0
x0
x x
t t
v>0 v<0
Đường biểu diễn phương trình chuyển động thẳng O
v v
t
(15)2.3.1.2 Chuyển động thẳng biến đổi đều 2.3.1.2.1 Định nghĩa
Chuyển động thẳng biến đổi chuyển động thẳng, gia tốc tức thời khơng đổi
Trong chuyển động thẳng biến đổi đều, độ lớn vận tốc tức thời tăng giảm theo thời gian
Chuyển động thẳng có độ lớn vận tốc 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
Ví dụ: Chuyển động vật ném lên cao theo phương thẳng đứng Trong giai đoạn đầu lên vật chuyển động chậm dần đều, giai đoạn sau rơi xuống vật chuyển động thẳng nhanh dần
Vì gia tốc đại lượng đặc trưng cho biến đổi vận tốc Do đó, tính chất nhanh dần hay chậm dần chuyển động phụ thuộc vào mối tương quan dấu vận tốc gia tốc Khi vận tốc gia tốc dấu chuyển động nhanh dần, vận tốc gia tốc trái dấu chuyển động chậm dần
2.3.1.2.2 Phương trình chuyển động
2.3.1.2.2.1 Sự biến đổi vận tốc theo thời gian
Vì chuyển động thẳng biến đổi đều, gia tốc chất điểm không đổi theo thời gian nên ta xác định vận tốc tức thời chất điểm thời điểm dựa vào công thức sau
0 ( 0)
0 v v a t t
t t
v v
a
.
Nếu ta chọn mốc thời gian cho thời điểm đầu t0 0thì vận tốc tức thời
(16)vv0 at
Như vận tốc hàm bậc thời gian, giá trị đại số vận tốc cho ta biết chiều chuyển động chất điểm thời điểm chiều hay ngược chiều trục tọa độ Nếu giá trị đại số vận tố dương có nghĩa chất điểm chuyển động theo chiều dương trục tọa độ Ngược lại giá trị đại số vận tốc âm có nghĩa chất điểm chuyển động ngược chiều trục tọa độ Ta xét náo chất điểm chuyển động nhanh dần, chất điểm chuyển động chậm dần
Từ công thức ta thấy vận tốc gia tốc chất điểm trái dấu tốc độ chất điểm giảm dần trình chuyển động Nghĩa chất điểm chuyển động chậm dần Còn ngược lại vận tốc gia tốc chất điểm dấu chất điểm chuyển động nhanh dần
2.3.1.2.2.2 Phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều
Thiết lập phương trình chuyển động thẳng biến đổi tương tự chuyển động thẳng đều, độ dời chất điểm chuyển động thẳng biến đổi xác định diện tích hình tạo đồ thị vận tốc-thời gian chuyển động, hai trục tọa độ đường thẳng xác định thời điểm t
Hoặc sử dụng cơng thức vận tốc, vận tốc hàm bậc thời gian nên chất điểm thực độ dời x-xo khoảng thời gian t độ dời độ dời chất
điểm chuyển động thẳng với vận tốc trung bình trung bình cộng vận tốc đầu vận tốc cuối
Từ ta có
0 2
1
at t v x
x hay 0 0
2
at t v x
x
Đây phương trình chuyển động chuyển động thẳng biến đổi đều, từ phương trình ta hồn tồn xác định vị trí chất điểm thời điểm cho trước vận tốc ban đầu gia tốc chất điểm
(17)2 at t v
s
2.3.1.2.2.3 Công thức liên hệ vận tốc, gia tốc độ dời
Các công thức chuyển động thẳng biến đổi có chứa đại lượng thời gian t Trong trường hợp tốn khơng liên quan đến thời gian phải tìm mối liên hệ đại lượng khác độc lập với thời gian
Thơng thường, tốn cho biết ba số đại lượng s, so, v, vo, a
yêu cầu xác định đại lượng chưa biết Để giải toán phải tìm mối liên hệ ba đại lượng cho với đại lượng thứ tư chưa biết Mối liên hệ nằm cơng thức biết gia tốc, vận tốc tức thời, độ dời hay quãng đường dịch chuyển
Từ công thức
( )( ) ) ( 0 a v v v v x t v v
x
0) (
2ax v v
Nếu chuyển động theo chiều chọn chiều làm chiều dương độ dời trùng với qng đường
Từ công thức độc lập với thời gian trên, ta thấy số trường hợp đặc biệt sau: - Vật chuyển động nhanh dần khơng vận tốc đầu 2as v2
-Vật chuyển động chậm dần dừng lại 2as v
2.3.1.2.3 Đồ thị
O
t a
(18)
O O
v0
v0
v v
t t
a) b)
Đồ thị vận tốc theo thời gian chuyển động chậm dần
v>0 a<0 v<0 a>0
O
O
v0 v
0
v
t
t
Đồ thị vận tốc theo thời gian chuyển động thẳng nhanh dần
a) v a dương b) v a âm
a) b)
(19)2.3.1.2.4 Sự rơi tự do
Sự rơi tự trường hợp điển hình chuyển động thẳng nhanh dần đều.
Thoạt đầu, người ta nghĩ vật nặng rơi nhanh vật nhẹ (hòn đá rơi nhanh lơng gà) Nhận xét có từ thời cổ xưa, Aristơt phạm phải sai lầm Cho đến tận cuối kỉ XVI, Galilê – nhà vật lý thiên tài người Ý, thí nghiệm tháp nghiêng Piza chứng minh vật thực rơi nhanh sức cản khơng khí chúng khơng đáng kể
Sau Galilê, nhờ kĩ thuật tạo chân không, Niutơn nghiên cứu rơi vật ống thuỷ tinh rút hết không khí (gọi ống Niu tơn) Trong ống đó, người ta cho vào vật nặng nhẹ khác nhau, chẳng hạn viên chì lơng gà Bằng phương pháp hoạt nghiệm người ta người ta chụp ảnh vật rơi phim thời điểm khác nhau, cách khoảng thời gian định Bức ảnh cho thấy vật rơi nhanh ống Niutơn
Vậy, rơi vật chịu tác dụng Trái đất với vận tốc ban đầu không được gọi rơi tự do.
(20)Những vật thả rơi gần mặt đất sức cản khơng khí chúng khơng đáng kể coi vật rơi tự
Nếu chọn trục toạ độ trục thẳng đứng hướng xuống có gốc vị trí ban đầu vật vận tốc v đường h tính cơng thức sau:
v = gt h=gt2/2
Phương trình phương trình đường chuyển động rơi tự
Phương trình chuyển động chất điểm rơi tự có dạng giống chuyển động thẳng biến đổi đều, thay gia tốc a gia tốc rơi tự g:
x = x0 + v0 + gt2/2
2.3.2 Chuyển động tròn đều
Một chất điểm chuyển động tròn chất điểm chuyển động quỹ đạo trịn có tốc độ trung bình cung trịn nhau.
Chúng ta cần lưu ý rằng, chuyển động tròn tốc độ chất điểm khơng đổi cịn vận tốc chất điểm lại thay đổi liên tục phương Do chuyển động trịn chuyển động có gia tốc
Chu kỳ T khoảng thời gian để chất điểm chuyển động tròn hết vòng đường tròn:
v R T 2
trong R bán kính quỹ đạo v tốc độ dài chất điểm
Tần số f chuyển động tròn đại lượng đo số vòng mà chất điểm giây
T f 1
Giữa tốc độ góc chu kỳ, tần số có mối liên hệ với
f
T
2 2
(21)O R
v
M
M0 Trong chuyển động trịn vec tơ vận tốc có phương tiếp tuyến với quỹ đạo độ lớn không đổi Độ lớn vectơ vận tốc chuyển động tròn gọi tốc độ dài
Tốc độ góc đại lượng đo thương số góc mà bán kính nối chất điểm với tâm quỹ đạo quét khoảng thời gian t khoảng thời gian Ký hiệu tốc độ góc là Đơn vị tính rad/s
Cơng thức tính tốc độ góc
R
v t R
s
t
Gia tốc chuyển động tròn hướng vào tâm quỹ đạo đặc trưng cho thay đổi phương vận tốc tức thời chất điểm gọi gia tốc hướng tâm
Độ lớn gia tốc hướng tâm tính sau: Từ định nghĩa gia tốc
t v a t v
aht ht
mặt khác theo tính chất tam giác đồng dạng, ta có v
v R
R
và trất nhỏ Rsv.t
R v a v t a R t v ht ht
Điều cho thấy gia tốc hướng tâm chuyển động trịn hướng vào tâm quỹ đạo có độ lớn không đổi
(22)Thông qua việc nghiên cứu chương trình vật lý phổ thơng, phần “Động học chất điểm” tơi có dịp nghiên cứu nhiều tài liệu, tìm hiểu kiến thức cách sâu sắc
Sau nghiên cứu, học nhiều điều từ kiến thức cũ Điều hết sứcquan trọng giảng dạy Một người giáo viên nắm vững hiểu rõ sâu sắc kiến thức việc hình thành kiến thức dạy cho học sinh thuận lợi Đây học phần cần thiết quan trọng
Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Lê Công Triêm bạn lớp hướng dẫn, góp ý để tơi hồn thành tiểu luận
(23)1.David halliday, Robert Resnick, Jearl Walker (2002) Cơ sở vật lý tập 1, NXB Giáo Dục
2 Lê Công Triêm (2004), Nghiên cứu chương trình Vật lý phổ thơng, Huế
3 Lương Dun Bình (Tổng chủ biên) (2006), Vật lí 10 bản, Nhà xuất Giáo dục Lương Duyên Bình (Tổng chủ biên) (2006), Sách giáo viên Vật lí 10 bản, Nhà xuất Giáo dục
5 Nguyễn Thế Khơi (Tổng chủ biên) (2006), Vật lí 10 nâng cao, Nhà xuất Giáo dục Nguyễn Thế Khôi (Tổng chủ biên) (2006), Sách giáo viên Vật lí 10 nâng cao, Nhà xuất Giáo dục
Sai số hệ thống dụng cụ đo sai số dụng cụ. Sai số ngẫu nhiên thời gian rơi sai sốtuyệt đối, Sai số tuyệt đối trung bình o cơng Cách viết kết đo Sai số tỉ đốiSai số tỉ đối sai số phép đo gián tiếpđịnh sai số phép đo gián tiếp