Giáo án Vật Lí Lớp 10 - Chương 1: Động học chất điểm

uyển động thẳng biến đổi đều, từ đó rút ra công thức vận tốc theo thời gian. - Hiểu được mối quan hệ giữa dấu của gia tốc và dấu của vận tốc trong chuyển động nhanh dần và trong chuyển động chậm dần. - Vẽ đồ thị biểu diễn vận tốc theo thời gian bằng một đường thẳng xiên góc với hệ số góc bằng giá trị của gia tốc. - Giải các bài toán đơn giản liên quan đến gia tốc. II / Chuẩn bị : - Thước để vẽ đồ thị. III / Tổ chức hoạt động dạy học : 1 / Kiểm tra bài cũ : + Câu 1 : Độ dời là gì ? + Câu 2 : Chuyển động thẳng đều là gì ? + Câu 3 : Vận tốc tức thời là gì ? + Câu 4 : Viết phương trình chuyển động thẳng đều ? 2 / Nội dung bài giảng: Phần làm việc của Giáo Viên Phần ghi chép của học sinh I / Gia tốc trong chuyển động thẳng a / Gia tốc trung bình : GV : Giả sử có 3 phương tiện : xe ôtô, xe đạp và phi cơ bắt đầu khởi hành, khi đó vận tốc của chúng như thế nào ? HS: Vận tốc của chúng tăng GV : Giả sử sau 10 giây, quãng đường mà 3 phương tiện trên có đi được như nhau không ? HS: Thưa Thầy không ! Quãng đường phi cơ dài hơn quãng đường ôtô , và quãng đường ôtô dài hơn quãng đường xe đạp ! GV : Ta nhận thấy vận tốc 3 phương tiện trên đều tăng, như vậy vận tốc phương tiện nào tăng nhanh nhất trong cùng khoãng thời gian như nhau ? HS : Trong cùng khoảng thời gian , vận tốc của phi cơ nhanh nhất . GV : Với khái niệm vận tốc , chúng ta có thể giải thích được hiện tượng này không ? HS : Không thể giải thích được hiện tượng này GV : Như vậy phải có một khái niệm mới đặc trưng cho sự tăng vận tốc trong khoảng thời gian , chúng ta cùng nhau đi tìm hiểu đại lượng này ? GV : Giả sử có một chất điểm M chuyển động với vận tốc tăng theo thời gian như bảng sau : t 0 1 2 3 (s) v 0 5 10 15 (m/s) GV : Qua bảng trên, các em cho Thầy biết, cứ trong 1 giây, vận tốc M tăng lên bao nhiêu ? HS : Vận tốc M tăng lên 5 m/s GV : Khoảng tăng đó được gọi là gia tốc, kí hiệu là a. Ta lại có vận tốc tăng theo thời gian như bảng sau : T 0 2 4 6 8 (s) 0 0 8 16 24 32 (m/s) Ta nhận thấy cứ 2 giây thì vận tốc tăng lên 8 m/s, như vậy trong 1 giây vận tốc tăng lên bao nhiêu ? HS : Thưa Thầy trong 1 giây thì vận tốc tăng lên 4 m/s GV : Để có kết quả trên các em làm như thế nào ? HS : Em lấy 8/2 = 2 m/s GV : Trở lại bảng trên , nếu xét vận tốc tăng từ 16 m/s đến 24 m/s trong khoãng thời gian từ 4s đến 6s , cũng nhận thấy trong khoãng thời gian 2 giây này vận tốc tăng 8m/s , khi ấy ta cũng được kết quả trong 1 giây vận tốc tăng 4 m/s Từ đó ta có : a = = GV : Đơn vị gia tốc : [ m/s2 ] : đơn vị thông dụng nhất vì mang tính chính xác cao! ~ hay [ km/h2 ] [ Gia tốc là 1 lượng mà vận tốc tăng hay giảm trong thời gian một giây ! ] GV : Các em cho biết ý nghĩa của gia tốc : 5 m/s2 ? HS : Có nghĩa là trong 1 giây vận tốc tăng một lượng 5 m/s . GV : Gia tốc không những đặc trưng cho sự tăng vận tốc mà còn đặc trưng cho sự giảm vận tốc b / Gia tốc tức thời : GV : Nếu ta xét độ biến thiên vận tốc trong khoảng thời gian rất nhỏ thì công thức ( 1 ) cho ta gia tốc tức thời. Khi đó các em cho biết công thức tính gia tốc tức thời ? HS : a = = GV : Em hãy định nghĩa gia tốc tức thời ? HS : Gia tốc tức thời là gia tốc tại một thời điểm t trong khoảng thời gian Dt rất nhỏ. GV : Đơn vị gia tốc tức thời ? HS : Đơn vị : m / s2 II / Chuyển động thẳng biến đổi đều GV : Giả sử có một chất điểm M chuyển động từ vị trí A đến các vị trí B, C và D, Khoảng thời gian để chuyển động đến các điểm liên tiếp nhau là 10 giây. Vận tốc của chất điểm M tại các vị trí A, B, C và D liên tiếp 5 m/s ; 10 m/s ; 15 m/s ; 20 m/s. GV : Bây giờ các em hãy tính gia tốc trung bình của M khi M chuyển động từ A đến B ? HS : a = = = 0,5 m/s2 GV : Bây giờ các em hãy tính gia tốc trung bình của M khi M chuyển động từ A đến D ? HS : a = = = 0,5 m/s2 GV : Bây giờ các em hãy tính gia tốc trung bình của M khi M chuyển động từ B đến D ? HS : a = = = 0,5 m/s2 GV : Các em nhận xét gì về gia tốc trung bình trên những khoảng thời gian khác nhau trên đoạn AB, AD, BD ? HS : Gia tốc trung bình trên những khoảng thời gian khác nhau này bằng nhau ! GV : Nhìn hình vẽ trên các nhận thấy vận tốc của vật ở những điểm tăng như thế nào ? HS : Thưa Thầy vận tốc chất điểm M tăng đều trong những khoảng thời gian như nhau. GV : Khi đó chuyển động của chất điểm M là chuyển động như thế nào ? HS : Chất điểm M chuyển động thẳng biến đổi đều GV ð Định nghĩa chuyển động thẳng biến đổi đều. GV : Bây giờ các em hãy chia đôi khoảng thời gian khi vật chuyển động từ A đến B, trong khoảng thời gian nhỏ này vật đến vị trí A’, Theo định nghĩa trên các em hãy cho biết gia tốc của M khi M chuyển động từ A đến A’ HS : a = 0,5 m/s2 GV : NHư vậy nếu chia khoảng thời gian chất điểm M chuyển động từ A đến A’ thêm nhiều lần nữa ta vẫn có gia tốc bằng 0,5 m/s2. Theo các em đây là gia tốc trung bình hay gia tốc tức thời ? HS : Thưa thầy gia tốc tức thời ? GV : vậy trong chuyển động thẳng biến đổi đều có gia tốc tức thời tại mọi điểm như thế nào ? HS : Gia tốc tức thời trong chuyển động thẳng biến đổi đều là như nhau. GV : “Điều đó có nghĩa là gia tốc tức thời không đổi.” III / Sự biến đổi vận tốc trong chuyển động thẳng biến đổi đều. Chuyển động nhanh dần đều và chuyển động chậm dần đều : 1 / Sự biến đổi vận tốc theo thời gian : GV : Xét một chất điểm M chuyển động trên một đường thẳng. Chọn một chiều dương trên quỹ đạo. - Gọi v , v0 là vận tốc lần lượt tại các thời điểm t và t0 ; a là gia tốc. Một em nào có thể nhắc cho Thầy và các bạn công thức tính gia tốc ? HS : Công thức tính gia tốc : GV : Từ công thức trên, các em hãy suy ra cho Thầy công thức tính v ? HS : Ta có : Þ GV : Nếu ta chọn : t0 = 0, công thức tính v ? HS : vt = v0 + at (Hướng dẫn lại cho học sinh về dấu của gia tốc ) 2 / Đồ thị vận tốc theo thời gian : GV : Từ công thức vt = v0 + at các cho biết là biểu thức toán học bậc mấy ? HS : Đây là biểu thức toán học bậc nhất GV : Của biến số nào theo biến số nào ? HS : Của biến số v theo biến số t GV : vt = v0 + at là hàm bậc nhất vt = ¦ (t) ( y = ax + b ), vậy thì đồ thị của nó là đường gì các em ? HS : Đồ thị của hàm số là đường thẳng ! GV : Với v0 và a là hằng số , chọn chiều dương trục tọa độ là chiều chuyển động của chất điểm , ta có dạng đồ thị : ( Vẽ dạng đồ thị cho học sinh ) GV: Như vậy qua đồ thị trên, các em cho biết ý nghĩa đồ thị trên ? HS : Qua đồ thị trên, ta có thể tìm v khi biết t và ngược lại khi biết v ta có tìm v ! GV : Yêu cầu Hs vẽ đồ thị vận tốc trong trường hợp a < O GV : Đồ thị của vận tốc theo thời gian t là một đường thẳng cắt trục tung tại điểm v = v0 và có hệ số góc bằng : tga = Như vậy các em cho biết hệ số góc tg a tương đương với công thức tính đại lượng nào trong vật lý ? HS : Hệ số góc tg a tương đương với công thức gia tốc. GV : Hệ số góc của đường biểu diễn tọa độ theo thời gian bằng gia tốc của chất điểm. I / Gia tốc trong chuyển động thẳng a / Gia tốc trung bình : ] Gia tốc trung bình của một chất điểm đặc trưng cho độ nhanh hay chậm của biến thiên vận tốc và được đo bằng thương số của độ biến thiên vận tốc và khoảng thời gian có độ biến thiên ấy. atb = = ( 1 ) ¯ Đơn vị : m / s2 b / Gia tốc tức thời : Nếu ta xét độ biến thiên vận tốc trong khoảng thời gian rất nhỏ thì công thức ( 1 ) cho ta gia tốc tức thời. a = = ] Gia tốc tức thời là gia tốc tại một thời điểm t trong khoảng thời gian Dt rất nhỏ. ¯ Đơn vị : m / s2 II / Chuyển động thẳng biến đổi đều ] Chuyển động thẳng biến đổi đều là chuyển động thẳng trong đó gia tốc trung bình trong mọi khoảng thời gian khác nhau là như nhau. Điều đó có nghĩa là gia tốc tức thời không đổi. III / Sự biến đổi vận tốc trong chuyển động thẳng biến đổi đều. Chuyển động nhanh dần đều và chuyển động chậm dần đều : 1 / Sự biến đổi vận tốc theo thời gian : - Chọn một chiều dương trên quỹ đạo. - Gọi v , v0 là vận tốc lần lượt tại các thời điểm t và t0 ; a là gia tốc. - Công thức vận tốc trong chuyển động thẳng biến đổi đều là : v - v0 = at Þ v = v0 + at + Nếu a cùng dấu với v thì giá trị tuyệt đối của vận tốc tăng theo thời gian : chuyển động là nhanh dần đều. + Nếu a trái dấu với v thì giá trị tuyệt đối củavận tốc giảm theo thời gian : chuyển động là chậm dần đều. 2 / Đồ thị vận tốc theo thời gian : - Đồ thị của vận tốc theo thời gian t là một đường thẳng cắt trục tung tại điểm v = v0 và có hệ số góc bằng : tga = - Hệ số góc của đường biểu diễn tọa độ theo thời gian bằng gia tốc của chất điểm. 3 / Cũng cố : a / Đại lượng nào cho ta biết vận tốc biến đổi nhanh hay chậm ? Công thức tính độ lớn của đại lượng ấy ? b / Thế nào là một chuyển động thẳng biến đổi đều ? 4 / Dặn dò : - Trả lời câu hỏi số 3 trang 22. - Làm bài tập : 1 ; 2 ; 3 ; 4 {{{{{{{{{{ ] {{{{{{{{{{