Giáo án Vật lý phần Động học

Nội dung text: Giáo án Vật lý phần Động học

1. Giáo án vật lý phần Động học 1
2. PHẦN I: ĐỘNG HỌC Chương 1: Chuyển Động Thẳng Đều § 1 Mở đầu § 2 Chuyển động thẳng đều – Vận tốc § 3 Phương trình vận tốc § 4 Bài tập § 5 Công thức công vận tốc § 6 Bài tập 2
3. Bài 1: Mở đầu A. YÊU CẦU: - Học sinh phải nắm được thế nào là chất điểm, hệ qui chiếu, thế nào là chuyển động tịnh tiến. B. LÊN LỚP: 1. Ổn định: 2. Bài mới: 1. Đối tượng của cơ học: Cơ học là một ngành của Vật lý học nghiên cứu chuyển động của các vật thể dưới tác dụng tương hỗ giữa chúng. Nhiệm vụ của cơ học là tìm các phương pháp xác định vị trí của một vật ở một thời điểm bất kỳ Để nghiên cứu chuyển động cũng như xác dựa trên việc nghiên cứu tác dụng tương hỗ của định vị trí của vật là việc vô cùng khó khăn vật ấy với các vật khác. và phức tạp. Vì vậy để đơn giản người ta đưa ra mô hình chất điểm. 2. Chất điểm: Vật có kích thước nhỏ như một điểm gọi là Ví dụ: đoàn tàu hỏa chạy từ HCM ra Hà nội, chất điểm đoàn tàu được xem là chất điểm. Một vật được gọi là chất điểm khi kích thước Khi nào thì xe đạp được xem là chất điểm, của vật rất nhỏ so với chiều dài quỹ đạo vật khi nào không được xem là chất điểm? chuyển động. Với vật chuyển động tịnh tiến chỉ cần khảo 3. Chuyển động tịnh tiến: sát chuyển động của 1 điểm là đủ. Chuyển động tịnh tiến là chuyển động trong đó một đoạn thẳng nối hai điểm bất kỳ của vật Để xác định vị trí của một vật trong không chuyển động luôn luôn song song với chính nó. gian ta phải đối chiếu vị trí của nó với vị trí Trong chuyển động tịnh tiến, quỹ đạo của tất cả của một vật chọn trước làm mốc gọi là hệ các điểm trên vật đều giống nhau. qui chiếu (hệ tọa độ) 4. Hệ tọa độ Vật làm mốc: là vật được chọn trước để xác định vị trí của một chất điểm trong không gian. Hệ tọa độ: là 1 hệ gắn với vật làm mốc, gồm 1 điểm gốc tọa độ và các trục tọa độ. - Nếu vật chuyển động trên đường thẳng thì hệ qui chiếu là trục x’Ox: O: gốc tọa độ X’Ox: trục tọa độ X=OA: tọa độ điểm A - Nếu vật chuyển động trong mặt phẳng thì hệ tọa độ được 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 y M Q O P x 3
4. 5. Tính tương đối của chuyển động Tính chất chuyển động của vật (nhanh, chậm, đứng yên, cong, thẳng) sẽ khác nhau khi đặt vật ấy trong các hệ tọa độ khác nhau, đó là tính tương đối của chuyển động. Ví dụ: ngồi trên chiếc xe đang chuyển động thì ta chuyển động so với mặt đất nhưng đứng yên so với người tài xế. 6. Mốc thời gian Là thời điểm được chọn là gốc để xác định các thời điểm khác ứng với mỗi vị trí của vật. 3. Củng cố: 4. Dặn dò: Câu hỏi SGK, trang 6, 7, 10 4
5. Bài 2: Chuyển động thẳng đều – Vận tốc A. YÊU CẦU: - Định nghĩa chuyển động thẳng đều, nắm được các đặc trưng của vectơ vận tốc. - Phải lập được phương trình chuyển động và vẽ được đồ thị. B. LÊN LỚP: 1. Ổn định: 2. Kiểm tra bài cũ: 3. Bài mới: Một ôtô trong 10s đầu tiên đi được 200m, 1. Định nghĩa 10s tiếp theo đi được 200m nữa, và 20s Chuyển động thẳng đều là chuyển động sau cùng đi được 400m. Chuyển động của của vật trên đường thẳng, trong đó vật đi ôtô là chuyển động thẳng biến đổi đều. được những quãng đường bằng nhau trong những khoảng thời gian bằng nhau bất kỳ. 2. Vận tốc Vận tốc của chuyển động thẳng đều là đại lượng vật lý đặc trưng cho sự nhanh hay Một ôtô trong 10s đi được quãng đường chậm của chuyển động, được đo bằng thương 200m và một xe đạp trong một phút đi số giữa quãng đường đi được và khoảng thời được quãng đường là 300m. Xe nào gian để đi hết quãng đường đó. chuyển động nhanh hơn? Làm thế nào để s v xác định được điều đó? Đại lượng vật lý t nào đặc trưng cho sự nhanh hay chậm của s: quãng đường vật đi được (m) xe? t : khoảng thời gian (s) v: vận tốc (m/s) Trong chuyển động thẳng đều, độ lớn của vận tốc v không thay đổi 3. Vectơ vận tốc: v  Gốc: vị trí của vật Các chuyển động có thể khác nhau về sự  Hướng (phương, chiều): trùng với hướng của nhanh hay chậm và cũng có thể khác nhau chuyển động về hướng. Vì vật vận tốc là đại lượng s vectơ.  Độ lớn: mô tả tỉ số theo tỉ lệ xích t Vectơ vận tốc đặc trưng cho chuyển động về sự nhanh chậm và về hướng của chuyển động. * Quy ước: v > 0 nếu vectơ vận tốc cùng chiều chuyển dương của hệ quy chiếu. v < 0 nếu vectơ vận tốc ngược chiều chuyển dương của hệ quy chiếu. 4. Ví dụ về vận tốc SGK 4. Củng cố: 5. Dặn dò: 5
6. Bài 3:Phương trình và đồ thị của chuyển động thẳng đều A. YÊU CẦU: - Nắm được công thức đường đi. - Hiểu được các phương pháp xác định vị trí của vật. - Phải lập được phương trình chuyển động và vẽ được đồ thị. B. LÊN LỚP: 1. Ổn định: 2. Kiểm tra bài cũ: 3. Bài mới: Gọi HS hỏi công thức vận tốc? 1. Đường đi của vật trong chuyển động thẳng đều s = v . t v: vận tốc (m/s) t: thời gian để đi quãng đường (s) Để khảo sát chuyển động của vật ta phải xác định tọa độ của vật theo một hệ tọa 2. Phương trình chuyển động thẳng đều độ chọn trước x = xo + v(t – to) Giả sử vật 1 xuất phát tại M, chuyển Trong đó: động thẳng đều với vận tốc v. Chọn hệ x0=OM: tọa độ ban đầu lúc t0 của vật quy chiếu như hình vẽ: x = ON: tọa độ ở thời điểm t của vật v: vận tốc của vật x s Phương trình trên cho phép xác định tọa độ, 0 do đó xác định được vị trí của vật ở mọi thời O M x điểm. vd: Nếu vật có vận tốc là 4m/s, chuyển động sau khoảng thời gian t vật đến N. Toạ độ cùng chiều dương, toạ độ ban đầu là 2m, t =0 của vật là đoạn 0 thì phương trình toạ độ: x = 2 + 4t (m;s) x = ON = OM + MN = x + s 0 3. Đồ thị của chuyển động thẳng đều x = x + v(t - t ) 0 0 Phương trình toạ độ x = x + v.t cho thấy o x biến thiên theo hàm bậc 1 với thời gian t x Vẽ đồ thị của phương trình toạ độ = f(t) nên đồ thị là một đường thẳng. x = 2 + 4t - đồ thị hướng lên: chuyển động cùng v(m/s) chiều dương. ) 6 - đồ thị hướng xuống: chuyển động ngược chiều dương. - đồ thị đi qua gốc toạ độ: vị trí khởi hành của vật trùng với gốc toạ độ. 2 - đồ thị song song với trục Ot: vật đứng yên. O 1 t (s) - Hai đồ thị song song: 2 vật chuyển động với cùng vận tốc. 4. Củng cố: 5. Dặn dò: BT trang 14 – SGK; 1.1 – 1.9 - SBT 6
7. Bài 4: Công thức cộng vận tốc A. YÊU CẦU: - Hiểu được tính tương đối của chuyển động, vận dụng được công thức cộng vận tốc. - Giải được các bài tập trong SGK. - Rèn kỹ năng giải toán. B. LÊN LỚP: 1. Ổn định: 2. Kiểm tra bài cũ: 3. Bài mới: Giả sử hai vật 1, 2 cùng nằm trên đường 1. Tính tương đối của tọa độ thẳng. Nếu chọn gốc toạ độ tại vật 1 thì toạ Vậy tọa độ của vật phụ thuộc hệ tọa độ độ của vật 1 là x1 = 0, toạ độ của vật 2 là x 2 đã chọn, ta nói rằng tọa độ có tính tương = x1x2. đối. Nếu chọn gốc toạ độ tại điểm O cách vật 1 một đoạn là Ox1 thì toạ độ của vật 1 là Ox 1, toạ độ của vật 2 là x2 = Ox1 + x1x2. Vậy toạ độ của vật đối với từng hệ quy chiếu khác nhau thì khác nhau. Đây chính là tính tương đối của toạ độ. Ta cũng có thể nói vận tốc có tính tương đối vì vận tốc phụ 2. Tính tương đối của vận tốc thuộc vào quãng đường vật đi được. Vận tốc của cùng một vật đối với những hệ tọa độ khác nhau thì khác nhau, nghĩa là vận tốc có tính tương đối. B 3. Công thức cộng vận tốc C Bài toán ví dụ: Một chiếc thuyền đứng tại A trên bờ v này của sông, nhắm hướng AB vuông góc 12 v13 với bờ sông để chèo đến B. Nhưng do dòng nước chảy nên thực tế thuyền chuyển động A theo hướng AC và đến bờ bên kia tại C. v23 Hướng dẫn: Vận tốc của thuyền có 2 thành phần: bơi ngang và trôi theo dòng nước. v : vận tốc của thuyền đối với dòng nước 12 v23 : vận tốc của dòng nước đối với bờ sông v13 : vận tốc của thuyền đối với bờ sông Vậy: v13 v12 v23 Các trường hợp: a. Hai chuyển động theo phương vuông góc nhau: 2 2 2 v13 v12 v23 b. Hai chuyển động cùng phương cùng chiều: v13 = v12 + v23 c. Hai chuyển động cùng phương ngược chiều: v13 = v23 – v12 (trong đó v23 > v12 ) 7
8. 4. Củng cố: 5. Dặn dò: Bài tập 2 – 5 SGK Chương 2:Chuyển Động Thẳng Biến Đổi Đều § 7 Vận tốc trung bình – Vận tốc tức thời § 8 Gia tốc § 9 Bài tập 8
9. § 10 Vận tốc trong chuyển động thẳng biến đổi đều § 11 Đường đi trong chuyển động thẳng biến đổi đều § 12 Bài tập § 13 Phương trình đường của chuyển động biến đổi đều – Bài tập § 14 Liên hệ giữa gia tốc – vận tốc – đường đi § 15 Sự rơi tự do của các vật § 16 Bài tập § 17 Kiểm tra 1 tiết 9
10. Bài 5 Vận tốc trung bình – vận tốc tức thời A. YÊU CẦU: - Học sinh nắm được định nghĩa vận tốc trung bình, vận tốc tức thời và ý nghĩa của các đại lượng. B. LÊN LỚP: 1. Ổn định: 2. Kiểm tra bài cũ: 3. Bài mới: Với chuyển động thẳng biến 1. Vận tốc trung bình đổi, ta không thể có một vận Vận tốc trung bình của một chuyển động thẳng biến tốc xác định như chuyển đổi đều trên một quãng đường nhất định là một đại lượng động thẳng đều mà chỉ có thể đo bằng thương số giữa quãng đường đi được và khoảng tính ước chừng vận tốc của thời gian để đi hết quãng đường đó. vật trên một quãng đường nhất định. s s s s v v 1 2 3 t t1 t2 t3 s v  Đặc điểmt: - Vận tốc trung bình là một đại lượng vectơ - Vận tốc trung bình không cho phép xác định chính xác vị trí của vật mà chỉ có thể tính ước chừng. Trong chuyển động biến đổi, - Vận tốc trung bình trên những quãng đường khác vận tốc của vật thay đổi liên nhau thì có giá trị khác nhau. tục từ điểm này sang điểm khác trên quỹ đạo, điều đó có 2. Vận tốc tức thời nghĩa là tại mỗi điểm trên Vận tốc tức thời của chuyển động thẳng biến đổi là quỹ đạo, vật có một vận tốc đại lượng đo bằng thương số giữa quãng đường đi rất nhỏ riêng mà ta gọi là vận tốc tức s tính từ điểm đã cho và khoảng thời gian rất nhỏ t để vật thời. đi hết quãng đường đó. Ký hiệu vt Để đo vận tốc tức thời người ta dùng gia tốc kế gắn trên ôtô hay xe gắn máy - Vận tốc tức thời cũng là một đại lượng vectơ. 4. Củng cố: 5. Dặn dò: Bài tập 1.14 và 1.15 trang 19 – SBT 10
11. Bài 6: Gia tốc A. YÊU CẦU: - - Học sinh phải nắm được khái niệm gia tốc, biết xác định chiều của vectơ gia tốc trong chuyển động thẳng nhanh dần đều và chậm dần đều. - Nắm được quy tắc về dấu của gia tốc khi sử dụng công thức tính độ lớn của gia tốc, hiểu ý nghĩa của đơn vị gia tốc và đổi đơn vị gia tốc. B. LÊN LỚP: 1. Ổn định: 2. Kiểm tra bài cũ: 3. Bài mới: Một ôtô đang chuyển động với vận tốc 1. Định nghĩa 20m/s thì hãm phanh, sau 5s thì vận tốc của xe còn 2m/s Gọi v0 là vận tốc ban đầu của vật, sau Một xe đạp đang chuyển động với vận tốc khoảng thời gian t vật đạt được vận tốc vt 7m/s thì thắng lại sau 2s dùng hẳn. độ biến thiên vận tốc trong khoảng thời gian Vậy xe đạp hay ôtô thay đổi vận tốc lớn t= t – t là v v v hơn? Đại lượng vật lý nào đặc trưng cho 0 t 0 sự thay đổi đó của vận tốc? Độ biến thiên vận tốc trong một giây là: v v v a t o t t Gia tốc là đại lượng vật lý đặc trưng cho sự biến thiên nhanh hay chậm của vận tốc và đo bằng thương số giữa độ biến thiên vận tốc và khoảng thời gian xảy ra sự biến thiên ấy. Gia tốc là đại lượng vectơ. Hướng dẫn hs vẽ a Ký hiệu: a 2. Vectơ gia tốc trong chuyển động thẳng -a luôn cùng hướng với v - Chuyển động thẳng đều: a = 0 - Chuyển động nhanh dần: vt > vo v cùng chiều vt vàv0 nên a cùng chiều vt , v0 - Chuyển động chậm dần: vt 0 a. Chuyển động thẳng biến đổi đều là - Chuyển động nhanh dần đều: a.v<0 chuyển động thẳng trong đó vận tốc biến thiên những lượng bằng nhau trong những khoảng thời gian bằng nhau bất kỳ. Nếu vận tốc tăng dần: chuyển động nhanh dần đều Nếu vận tốc giảm dần: chuyển động chậm dần đều b. Trong chuyển động thẳng biến đổi đều, vectơ gia tốc không đổi về hướng và độ lớn. v v v a t o const t t 11
12. 2 Nếu vt vo =1m/s, t =1s thì a = 1m/s . Mét trên giây bình phương là gia tốc của một chuyển động có vận tốc biến thiên được 1 m/s trong khoảng thời gian 1s 4. Củng cố: 5. Dặn dò: Bài 7:Vận tốc trong chuyển động thẳng biến đổi đều A. YÊU CẦU: - Giúp học sinh nắm được công thức tính vận tốc của vật chuyển động thẳng biến dổi đều tại thời điểm t bất kỳ. Xác định được dấu và ý nghĩa của các đại lượng. - Nắm được phương pháp vẽ đồ thị vận tốc thời gian của vật. B. LÊN LỚP: Ổn định: 12
13. Kiểm tra bài cũ: Bài mới: Trong chuyển động thẳng đổi giá trị của vận 1. Công thức vận tốc tốc tại những điểm khác nhau thì khác nhau. Từ công thức gia tốc Vậy để xác định vận tốc của vật tại một điểm ta phải thiết lập công thức tính vận tốc tức thời. vt v0 a vt v0 a(t t0 ) Trong công thức vt, vo, a có giá trị đại số, t t dấu của chúng tùy thuộc vào hệ tọa độ đã 0 Nếu chọn t = 0 v v at chọn. o t 0 2. Đồ thị vận tốc – thời gian Vì vt là hàm bậc nhất theo thời gian t nên đồ thị vận tốc là 1 đường thẳng. Nếu chọn chiều dương là chiều - Trong chuyển động thẳng đều đồ thị vận tốc chuyển động: là đường thẳng song song với trục Ot. vt - đồ thị hướng lên: chuyển động nhanh dần (m/s) đều. vt - đồ thị hướng xuống: chuyển động chậm dần đều. - đồ thị đi qua gốc toạ độ: chuyển động có vận v0 tốc đầu bằng 0. - Hai đồ thị song song : hai chuyển động với O t (s) cùng gia tốc. t Chuyển động nhanh dần đều Củng cố Dặn dò: Bài 8: Đường đi trong chuyển động biến đổi đều A. YÊU CẦU: - Giúp học sinh nắm được công thức xác định quãng đường vật đi được của vật chuyển động thẳng biến đổi đều tại thời điểm t bất kỳ. Xác định được dấu và ý nghĩa của các đại lượng. B. LÊN LỚP: 1. Ổn định: 2. Kiểm tra bài cũ: 3. Bài mới: 1. Đường đi và đồ thị vận tốc v a. Trong chuyển động thẳng đều, đường đi được tính bởi công thức: s = v . t v Đồ thị của vận tốc cho thấy s là số đo diện tích hình chữ nhật gạch chéo. S= v.t 13 O t t v v N v0 M P O t t
14. b. Trong chuyển động biến đổi đều, ta cũng dùng cách tính diện tích s như trên, ta thấy đường đi trong chuyển động thẳng biến đổi đều là số đo diện tích hình thang OMNP. 1 2 Vậy: s v(t t ) a t t 0 2 0 Nếu chọn t0 = 0: 1 2 Khi sử dụng công thứ c đường đi của chuyển s vt at 2 động thẳng biến đổi đều chú ý dấu của các đại lượng, dấu này phụ thuộc vào chiều dương của hệ quy chiếu mà ta chọn. 4. Củng cố: 5. Dặn dò: Bài 9: Phương trình của chuyển động biến đổi đều A. YÊU CẦU: - Hs biết lập phương trình chuyển động của vật chuyển động biến đổi đều, nắm được qui ước và cách giải phương trình. B. LÊN LỚP: Ổn định: Kiểm tra bài cũ: Bài mới: 1. Phương trình chuyển động 1 2 x xo vo (t to ) a(t to ) O M0 M 2 Nếu chọn gốc toạ độ trùng với vị trí ban OM0 = x0 1 OM= x đầu: x v (t t ) a(t t )2 o o 2 o M0M = s Nếu chọn t0 = 0 thì 1 x x v t at 2 o o 2 Nếu chuyển động có v0 = 0 thì 1 x x a(t t )2 o 2 o 14
15. 2. Bài toán ví dụ: (SGK) Củng cố: Dặn dò: Bài 10: Liên hệ giữa gia tốc – vận tốc – đường đi A. YÊU CẦU: - Giúp học sinh nắm được phương trình độc lập với thời gian. B. LÊN LỚP: 1. Ổn định: 2. Kiểm tra bài cũ: 3. Bài mới: vận tốc đặc trưng cho chuyển động về sự nhanh 1. Công thức liên hệ a, v, s hay chậm. Công thức đường đi và công thức vận gia tốc đặc trưng cho chuyển động về sự thay tốc: đổi vận tốc. 1 2 khi vật chuyển động đường đi đặc trưng cho sự s vot at (1) 2 thay đổi vị trí của vật trong khoảng thời gian t. v v at(2) Vậy vận tốc, gia tốc, đường đi trong chuyển t o v v động thẳng biến đổi đều có liên hệ gì với nhau? Từ (2) ta có: t t o Khi sử dụng công thức liên hệ cần chú ý dấu a của các đại lượng. Thay vào (1) và rút gọn ta được: 2 2 vt vo 2as 2. Đo gia tốc: (đọc SGK) 4. Củng cố: Hướng dẫn hs làm 1 số bài tập trong đề cương. 5. Dặn dò: 15
16. Bài 10: Sự rơi tự do của các vật A. YÊU CẦU: - Học sinh nắm được khái niệm rơi, phân biệt được các hiện tượng rơi tự do B. LÊN LỚP: 1. Ổn định: 2. Kiểm tra bài cũ: 3. Bài mới: Thí nghiệm với 2 tờ giấy 1. Sự rơi trong không khí: Tại sao vật nặng hơn lại rơi lâu hơn? Trong không khí các vật rơi nhanh, Vậy nguyên nhân của sự rơi nhanh hay chậm chậm khác nhau không phải do các vật có phải là do khối lượng của vật hay không? nặng nhẹ khác nhau mà do sức cản của không khí tác dụng vào vật khác nhau. Để cho các vật rơi như nhau thì cần phải loại 2. Sự rơi tự do bỏ yếu tố nào? Sự rơi tự do là sự rơi trong chân Nếu trong môi trường loại bỏ đi sức cản của không, chỉ dưới tác dụng của trọng lực. không khí thì môi trường đó gọi là gì? Nếu sức cản của không khí không Khi các vật rơi như nhau, không phụ thuộc vào đáng kể so với trọng lực tác dụng lên vật môi trường ta gọi các vật rơi tự do. thí ta coi vật là rơi tự do. Nếu các vật nặng rơi trong không khí ta cũng 3. Định luật rơi tự do có thể nói vật đó rơi tự do. a. Phương rơi: phương thẳng đứng Sự rơi tự do của các vật tuân theo quy luật nào? b. Tính chất của chuyển động rơi: chuyển động nhanh dần đều. c. Gia tốc của sự rơi: Ở cùng một nơi trên trái đất, các vật rơi tự do với cùng một gia tốc. Gia tốc của sự rơi tự do được gọi là gia tốc trọng trường, ký hiệu: g Vectơ gia tốc trọng lực g có phương thẳng đứng, hướng xuống. Giá trị của g thay đổi theo độ cao, theo vĩ độ và sự phân bố bên dưới mặt đất nơi làm thí nghiệm. Giá trị trung Khi vật được ném lên thẳng đứng với vận tốc bình: g = 9,8 m/s2 ban đầu vo nào đó thì vật chuyển động chậm d. Công thức của sự rơi tự do: 16
17. dần đều với cùng gia tốc g. Sau khi dừng lại, Chọn trực tọa độ là quỹ đạo rơi vật rơi tự do xuống thẳng đứng, chiều dương hướng xuống, ta có: vt = g.t 2 v t = 2.g.h h = ½ g.t2 4. Củng cố : 5. Dặn dò : Chương 3: Chuyển Động Tròn đều  § 18 Vận tốc góc – Chu kỳ quay § 19 Vận tốc và gia tốc trong chuyển động tròn đều § 20 Bài tập 17
18. Bài 11 Vận tốc và gia tốc trong chuyển động tròn đều A. YÊU CẦU: - Học sinh nắm được đặc điểm của vận tốc trong chuyển động tròn đều. Biết xác định hướng và độ lớn của gia tốc hướng tâm trong chuyển động tròn đều. - Hiểu được các công thức vận tốc góc, gia tốc hướng tâm, chu kỳ, tần số và áp dụng giải các bài tập. B. LÊN LỚP: 1. Ổn định: 2. Kiểm tra bài cũ: 3. Bài mới: 1. Vận tốc và gia tốc trong chuyển động tròn đều a. Vận tốc trong chuyển động cong: Trong chuyển động cong vectơ vận tốc tức thời tại mỗi điểm trên quỹ đạo có phương trùng với phương của tiếp tuyến với quỹ đạo tại điểm đó. v b. Chuyển động tròn đều: - Chuyển động tròn đều là chuyển động theo một quỹ đạo hình tròn với vận tốc có độ lớn không đổi - Vectơ vận tốc có phương luôn biến đổi - Đường đi là một cung tròn có độ dài: s = v.t c. Gia tốc trong 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: a ht R v: vận tốc (m/s) R: bán kính quỹ đạo (m). 2 aht: gia tốc hướng ta (m/s ). - Gia tốc hướng tâm chỉ đặc trưng cho sự biến đổi về phương của vectơ vận tốc. 2. Bài toán áp dụng: (SGK) 4. Củng cố 5. Dặn dò: 18
19. Bài 13: Vận tốc góc – chu kỳ quay: A. YÊU CẦU: - Học sinh nắm được đặc điểm của vận tốc trong chuyển động tròn đều. Biết xác định hướng và độ lớn của gia tốc hướng tâm trong chuyển động tròn đều. - Hiểu được các công thức vận tốc góc, gia tốc hướng tâm, chu kỳ, tần số và áp dụng giải các bài tập. B. LÊN LỚP: 1. Ổn định: 2. Bài cũ: 3. Bài mới: 1. Vận tốc góc – chu kỳ quay: a. Vận tốc góc: s Góc quay được tính: R Vận tốc góc: Đại lượng đo bằng thương số giữa góc quay của bán kính nối vật chuyển động với tâm quay và thời gian để quay góc đó. Ký hiệu:   t Công thức:  = 2. .n (1) n: số vòng quay trong một đơn vị thời gian, gọi là tần số, đơn vị đo: rad/s b. Chu kỳ quay: Chu kỳ quay là khoảng thời gian mà vật chuyển động đúng một vòng. Ký hiệu là T, đơn vị là giây (s). 1 2 T n  Trong 1 giây vật chuyển động được n vòng, nghĩa là thực hiện được n chu kỳ. 2. Liện hệ giữa vận tốc dài v, vận tốc góc và chu kỳ quay: 2 v R 2 nR R T 4. Củng cố: 5. Dặn dò: PHẦN II: ĐỘNG LỰC HỌC 19
20. Chương 4: Các định luật về chuyển động § 21 Sự tương tác giữa các vật – Khái niệm lực § 22 Sự cân bằng lực § 23 Định luật 1 Newton – Quán tính § 24 Định luật 2 Newton – Đơn vị lực § 25 Định luật 3 Newton § 26 Khối lượng và khối lượng riêng Bài 14:Sự tương tác giữa các vật – Khái niệm lực A. YÊU CẦU: - Học sinh hiểu được các khái niệm tương tác, khái niệm lực, phải hiểu rõ thế nào là tác dụng qua lại. B. LÊN LỚP: 1. Ổn định: 2. Kiểm tra bài cũ: 20
21. 3. Bài mới chuyển động của vật rất phong phú và đa dạng: 1. Sự tương tác giữa các vật thẳng đều, chuyển động thẳng biến đổi đều, a. Khi một vật có gia tốc thì nhất định có tròn đều Vậy nguyên nhân nào làm cho các những vật khác đã tác dụng vào nó và vật chuyển động như vậy? sự tác dụng ấy gây ra gia tốc cho vật. b. Tác dụng giữa 2 vật bao giờ cũng là tác dụng tương hỗ. Một đầu máy xe lửa đang đứng yên thì bắt đầu 2. Khái niệm lực chuyển động, như vậy có nghĩa là đã có một a. Định nghĩa: Lực là đại lượng vật lý lực kéo do đầu máy tác dụng lên làm cho nó bị đặc trưng cho tác dụng của vật này vào thay đổi vận tốc, nghĩa là thu gia tốc. vật khác, kết quả là truyền gia tốc cho vật Khi 2 vật tương tác với nhau thì xuất hiện lực. hoặc làm cho vật bị biến dạng. Ký hiệu: F Vậy lực chính là đại lượng đặc trưng cho tác b. Lực là nguyên nhân gây ra gia tốc cho vật. dụng của vật này lên vật khác. Khi có lực tác dụng lên vật thì có những thay c. Lực là đại lượng vectơ: F đổi gì ở vật? - Điểm đặt: tại vật đang xét - Hướng: trùng với hướng của vectơ gia tốc mà lực truyền cho vật. * Chú ý: Giá của lực là đường thẳng mang vectơ lực. 4. Củng cố: 5. Dặn dò: Bài 15: Sự cân bằng lực A. YÊU CẦU: - Học sinh nắm được vì sao một vật đứng yên? Vì sao một vật chuyển động thẳng đều? Nắm được trạng thái cân bằng. B. LÊN LỚP: 1. Ổn định: 2. Kiểm tra bài cũ: 3. Bài mới: Giới thiệu quan 1. Vì sao một vật đứng yên? niệm sai lệch Một quả cầu được treo bởi một sợi về trạng thái dây, quả cầu đứng yên thì hai lực tác đứng yên của dụng vào quả cầu phải cân bằng nhau. Aristot và một F của Hai lực cân bằng là: số kết quả thực - Cùng tác dụng vào vật, dây ngiệm của - Cùng giá F của 21 TĐ
22. Galilée và Newton để giải thích trạng thái đứng - Ngược chiều yên. - Cùng độ lớn. Vậy: Một vật đứng yên vì các lực tác dụng lên nó cân bằng nhau. Tác dụng vào quả cầu có hai lực, đó là sức hút của trái đất và lực căng của sợi dây Trạng thái đứng yên và chuyển động thẳng đều giống nhau ở đặc điểm nào? 2. Vì sao một vật chuyển động thẳng đều? Đứng yên hay chuyển động thẳng đều đều Vậy: Một vật chuyển động thẳng không có gia tốc. Như vậy phải chăng vật đều là vì các lực tác dụng lên nó cân chuyển động thẳng đều thì các lực tác dụng vào bằng nhau. vật cũng cân bằng nhau? 3. KẾT LUẬN CHUNG: Quan sát một viên bi lăn trên một Một vật đứng yên hay chuyển động mặt phẳng nằm ngang. Lực tác dụng vào thẳng đều là vì các lực tác dụng lên nó viên bi gồm lực hút của trái đất, lực đỡ cân bằng nhau. của mặt sàn và lực ma sát. Hai lực: lực Đứng yên hay chuyển động thẳng hút trái đất và lực đỡ của mặt sàn cân đều được gọi là trạng thái cân bằng của bằng nhau. vật. Thực nghiệm cho thấy khi càng giảm bớt lực Lực không phải là nguyên nhân ma sát thì chuyển động của viên bi càng gần duy trì chuyển động. giống chuyển động thẳng đều. Vậy giả sử không còn lực ma sát tác dụng nữa thì viên bi sẽ chuyển động thẳng đều và lúc đó viên bi chỉ chịu tác dụng của 2 lực cân bằng nhau là lực hút của trái đất và lực đỡ của mặt sàn. 4. Củng cố: 5. Dặn dò: Bài 16: Định luật 1 Newton – Quán tính A. YÊU CẦU: - Học sinh hiểu được nội dung của định luật I Newton và quán tính của mọi vật. Biết vận dụng định luật để giải thích được một số hiện tượng vật lý. B. LÊN LỚP: Ổn định: Kiểm tra bài cũ: Bài mới: Từ nhiều thế kỷ người ta không tìm ra được thí 1. Định luật I newton nghiệm kiểm chứng định luật I. Ngày nay “Một vật sẽ đứng yên hay chuyển động thẳng người ta đã chế tạo được một loại dụng cụ đều nếu không chịu một lực nào tác dụng, hoặc chính là đệm không khí. Khi vật chuyển động nếu các lực tác dụng vào nó cân bằng nhau” trên đệm không khí thì ma sát được hoàn toàn 2. Quán tính: loại bỏ, khi đó vật chuyển động thẳng đều mãi “Quán tính là tính chất của mọi vật mãi bảo toàn vận tốc của mình khi không Nguyên nhân nào làm cho các vật tiếp tục chịu lực nào tác dụng hoặc khi chịu tác chuyển động thẳng đều khi các lực tác dụng dụng của những lực cân bằng nhau”. vào vật mất đi? Do vậy định luật I Newton còn gọi 22
23. Nguyên nhân đó chính là do tính chất của bản là định luật quán tính và chuyển động thân của vật gọi là quán tính. thẳng đều gọi là chuyển động do quán Khi vật đang chuyển động (có vận tốc) mà tính. không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác Ví dụ: đang đạp xe, ngừng đạp, xe dụng của những lực cân bằng thì do quán tính vẫn tiếp tục chuyển động. nó sẽ chuyển động với vận tốc ấy, nghĩa là chuyển động thẳng đều. Củng cố: Dặn dò: Bài 17: Định luật 2 Newton – Đơn vị lực A. YÊU CẦU: - Học sinh hiểu được nội dung của định luật I Newton và quán tính của mọi vật. Biết vận dụng định luật để giải thích được một số hiện tượng vật lý. B. LÊN LỚP: 1. Ổn định: 2. Kiểm tra bài cũ: 3. Bài mới: Ta hãy đi tìm mối liên hệ giữa lực và gia tốc. 1. Định luật II Newton: - Tác dụng 2 lực F 1 = 2F2 lần lượt vào vật có khối lượng m. Quan sát ta nhận thấy gia tốc mà vật nhận được khi chịu tác dụng của F 1 bằng 2 lần khi chị tác dụng của F2. - Phát biểu: Gia tốc của một vật tỉ lệ Vậy gia tốc tỉ lệ thuận với lực tác dụng lên vật. thuận với lực tác dụng vào vật và tỉ lệ - Sử dụng một lực F tác dụng vào 2 vật có khối nghịch với khối lượng của nó” lượng m1 = 2m2 ta thấy gia tốc mà m2 thu được F F - Biểu thức: a hay a gấp 2 lần gia tốc m1 thu được. m m Vậy gia tốc tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật. - Nếu có nhiều lực tác dụng lên vật: Tổng quát hoá từ nhiều thí nghiệm và quan sát, Newton đã phát biểu định luật thành định luật. 23
24. F1 O Fhl F2 F a hl với F F F m hl 1 2 Fhl : được xác định bằng quy tắc tổng hợp vectơ. 2. Thí nghiệm minh hoạ: (SGK) 3. Đơn vị lực: Nếu a=1m/s2, m=1kg thì F=1N. newton là lực truyền cho một khối lượng 1kg một gia tốc 1m/s2. 4. Củng cố: 5. Dặn dò: Bài 18: Định luật 3 Newton – Đơn vị lực A. YÊU CẦU: - Học sinh hiểu và nắm vững được nội dung của định luật 3 Newton, nắm được đặc điểm của lực và phản lực - Vận dụng được định luật để giải thích một số hiện tượng tự nhiên. B. LÊN LỚP: 1. Ổn định: 2. Kiểm tra bài cũ: 3. Bài mới Khi 2 vật tương tác, vật này tác dụng lực lên vật kia, kết quả là hai vật đều thu gia tốc. Nhưng gia tốc thu được lại liên quan đến khối lượng của mỗi vật theo định luật 2 Newton. 1. Thí nghiệm: Bằng thực nghiệm chính xác, Trong tương tác giữa hai vật nhất người ta đã kết luận về sự liên quan giữa định, gia tốc mà chúng thu được bao giờ khối lượng và gia tốc. cũng ngược chiều nhau và có độ lớn thỉ Dùng 2 xe A và B có khối lượng lần lượt là m lệ nghịch với khối lượng của chúng. 1 và m2. Gắn chặt vào xe A một chiếc lò xo. Cột a1 và a2 ngược chiều: 2 xe lại với nhau sau cho lò xo bị nén chặt. Đốt dây. Ta thấy 2 xe tương tác với nhau trong a m khoảng thời gian rất ngắn là cho 2 xe thu gia 1 2 (1) a2 m1 tốc a1 và a2. Với: 24
25. v1 v2 2. Định luật III newton a1 và a2 t t Từ (1) ta có: m1.a1 = m2.a2 Vì a và a ngược chiều nên: Nếu bỏ qua ma sát: vận chuyển động thẳng đều 1 2 a s m1a1 m2a2 khi đó 1 1 a2 s2 Đặt F21 m1a1 :lực do vật thứ 2 tác s m dụng vào vật thứ nhất Thực nghiệm cho thấy 1 2 F m a :lực do vật thứ nhất s2 m1 12 2 2 a m tác dụng vào vật thứ 2 Vậy 1 2 Thì F F : biểu thức của a2 m1 21 12 định luật 3 Newton Phân biệt 2 lực trực đối và 2 lực cân bằng? Phát biểu: “ Những lực tương tác giữa 2 vật là hai lực trực đối, nghĩa là cùng độ lớn, cùng giá nhưng ngược chiều” 3. Lực và phản lực - Trong hai lực F và F , nếu gọi 21 12 F12 là lực, thì gọi F21 là phản lực. - Đặc điểm của lực và phản lực:  Lực và phản lực luôn luôn xuất hiện và mất đi đồng thời.  Lực và phản lực bao giờ cũng cùng loại.  Lực và phản lực không cân bằng nhau vì chúng đặt vào hai vật khác nhau. 4. Củng cố: 5. Dặn dò: 25
26. Bài 5: Khối lượng và khối lượng riêng A. YÊU CẦU: - Hiểu được ý nghĩa vật lý của khối lượng. Nắm được 2 phép đo khối lượng, giải thích được câu hỏi làm sao cân được các vật có khối lượng thật lớn. - Nắm được ý nghĩa và biểu thức của khối lượng riêng, hiểu được ý nghỉa thực tiển của khái niệm này. B. LÊN LỚP: 1. Ổn định: 2. Kiểm tra bài cũ: 3. Bài mới Tác dụng một lực vào 2 vật khác nhau. 1. Khối lượng: Vật nào có khối lượng lớn thì thay đổi vận tốc Khối lượng của vật là đại lượng đặc càng ít. Vật nào có khối lượng nhỏ thì thay đổi trưng cho mức quán tính của vật. vận tốc càng nhiều. 2. Tính chất của khối lượng: - Khối lượng là đại lượng vô hướng, dương, bất biến với mỗi vật. - Có tính chất cộng – khối lượng của 1 hệ nhiều vật bằng tổng khối lượng của mỗi vật trong hệ. - Trong kỹ thuật: sự thay đổi vận tốc của các thiết bị, máy móc phải phù hợp với khối lượng của chúng để tránh hư hỏng. 3. Đo khối lượng a. Đo khối lượng bằng tương tác: m là khối lượng vật muốn đo mo là khối lượng vật chuẩn Cho hai vật tương tác, thu được gia tốc a và ao, ta đã biết: a m m a 0 m 0 0 a0 m a Dùng để đo khối lượng của những hạt vi mô, hoặc những vật siêu vĩ mô. b. Đo khối lượng bằng phép cân: Dùng cân với các quả cân hoặc lò xo đàn hồi để xác định khối lượng muốn 26
27. đo. c. Định nghĩa đơn vị khối lượng: Kg Trong hệ SI khối lượng đo bằng kilogam – Kg gam (g): 1g = 10-3 kg tạ : 1 tạ = 100 kg tấn (T) : 1 T = 1000 kg 4. Củng cố: 5. Dặn dò: Chương 5: cáccác lựclực cơcơ họchọc § 28 Lực hấp dẫn § 29 Lực đàn hồi – Đo lực bằng lực kế § 30 Bài tập § 31 Lực ma sát trượt § 32 Lực ma sát nghỉ và lực ma sát lăn § 33 Bài tập § 34 Kiểm tra 27
28. Bài 20: Lực hấp dẫn A. YÊU CẦU: - Học sinh nắm được những đặc điểm của trọng lực và lực hấp dẫn, hiểu được trọng lực chỉ làtrường hợp riêng của lực hấp dẫn - Vận dụng được những đặc điểm của trọng lực và của lực hấp dẫn để giải thích một số hiện tượng vật lý. B. LÊN LỚP: 1. Ổn định: 2. Kiểm tra bài cũ: 3. Bài mới: Trong tự nhiên, chuyển động rất phong phú và đa dạng, muôn hình muôn vẻ. Vậy phải chăng có rất nhiều loại lực làm cho vật chuyển động như vậy? 1. Trọng lực Trong thực tế không có nhiều loại lực như vậy a. Định nghĩa: Trọng lực là lực hút của trái mà chỉ có 4 loại lực chủ yếu. đất tác dụng lên vật ở gần mặt đất. Ở cùng Trong cơ học ta chỉ giới hạn khảo sát: lực hấp một nơi trên trái đất, trọng lực truyền cho dẫn, lực đàn hồi và lực ma sát. mọi vật gia tốc rơi tự do như nhau. Khi vật rơi từ trên cao xuống thì chứng tỏ đã có Ký hiệu: P một lực tác dụng lên vật có chiều hướng vào b. Biểu thức trọng lực: trái đất. Đó chính là lực hút của trái đất, người P = m.g hay P mg ta gọi lực này là trọng lực. c. Đặc điểm của trọng lực: - Điểm đặt tại trọng tâm của vật - Có phương thẳng đứng, - Chiều từ trên xuống (hướng vào tâm trái đất) - Độ lớn: P = mg Dưới tác dụng của trọng lực, ta luôn cảm giác mọi vật đều có sức nặng. Đó chính là trọng Vì g thay đổi theo vị trí trên trái đất nên lượng của vật. trọng lực cũng thay đổi theo. d. Trọng lượng của vật: - Là lực tác dụng lên giá đỡ dây treo. Ký hiệu: P - Trọng lượng được đo bằng lực kế. - Trong điều kiện bình thường, trong hệ qui chiếu gắn liền với mặt đất thì trọng lượng của vật bằng trọng lực tác dụng lên vật. P = m.g e. Phép cân: Tại cùng một nơi trên trái đất ta có: P1 = m.g P1 m1 P2 = m.g P2 m2 Do đó, nguyên tắc của phép cân là so sánh khối lượng của một vật với khối lượng chuẩn thông qua so sánh trọng lực tác dụng lên chúng. Trái đất đã tác dụng lên vật một lực hút, vậy vật có tác dụng lực hút lên trái đất hay không? 2. Lực hấp dẫn: 28
29. - Trong tự nhiên mọi vật đều hút nhau, lực hút giữa các vật gọi là lực hấp dẫn. - Định luật vạn vật hấp dẫn: Hai chất điểm bất kỳ hút nhau với một lực tỉ lệ thuận với tích của hai khối lượng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng. m m F G 1 2 hd r 2 với G = 6,68.10-11 N.m2/kg2 3. Trọng lực là trường hợp riêng của lực hấp dẫn: 29