PHẦN 1 CƠ HỌC Chương 01 ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM Bài 1 : CHUYỂN ĐỘNG CƠ HỌC I / Mục Tiêu : - Hiểu được các khái niệm cơ bản : Tính tương đối của chuyển động, chất điểm, hệ quy chiếu, xác định vị trí của của một chất điểm bằng tọa độ, xác định thời gian bằng đồng hồ, phân biệt khoảng thời gian và thời điểm. - Hiểu rõ là muốn nghiên cứu chuyển động của chất điểm, đầu tiên cần chọn một hệ quy chiếu để xác định vị trí của chất điểm và thời điểm tương ứng. - Nắm vững cách xác định tọa độ và thời gian tương ứng của một chất điểm trên hệ trục tọa độ II / Chuẩn bị : − Tranh 1.1 ; 1.3 ; 1.5 và bảng giờ tàu Thống Nhất Bắc Nam S1 − Thước và đồng hồ − III / Tổ chức hoạt động dạy học : 1 / Nội dung bài giảng: Phần làm việc của Giáo Viên Phần ghi chép của học sinh 1) Chuyển động cơ học là gì ? GV : Tiến hành thí nghiệm cho một vật chuyển động trên mặt phẳng nghiêng từ điểm A đến B GV : Các em nhận thấy vị trí của vật như thế nào ? HS : Thưa Thầy vị trí của vật thay đổi. GV  Chuyển động cơ học và thí dụ. GV đưa ra thí dụ như hình vẽ dưới đây GV : Khi xe chuyển động, đối với người đứng bên đường thì hành khách ngồi trên xe như thế nào ? HS : Hành khách chuyển động. GV : Đối với bác tài xế thì hành khách như thế nào ? HS : Hành khách đứng yên. 1) Chuyển động cơ học là gì ? Chuyển động cơ học là sự dời chổ của các vật thể trong không gian theo thời gian. Thí dụ : Một người đứng và quan sát ôtô đang chuyển động, khoảng cách giữa ôtô và người đó thay đổi. Chuyển động cơ học có tính tương đối. Thí dụ : Ôto chuyển động so với hàng cây bên đường, nhưng đứng yên so với người ngồi trong đó. GV : Như vậy Một vật có thể đứng yên so với vật này ( Vật mốc 1), nhưng có thể chuyển động so với vật khác ( Vật mốc 2) . Vậy, mọi chuyển động và mọi trạng thái đứng yên đều có tính tương đối  Chuyển động cơ học có tính tương đối. 2) Chất điểm GV:Thí dụ có một chiếc xe ôtô du lịch 12 chổ ngồi trong sân trường, khi ấy kích thước ôtô có đáng kể không các em ? HS : Kích thước ôtô đáng kể ! GV : Nếu như chiếc ôtô đó đang chuyển động trên một đoạn đường rất dài từ TP.HCM đến Biên Hòa. Thì kích thước ôtô như thế nào so với chiều dài quãng đường trên ? HS : Rất nhỏ so với chiều dài quãng đường trên GV : Khi đó , ôtô được xem là một chất điểm ? vậy khi nào vật được xem là một chất điểm ? HS : Khi vật có kích thước rất nhỏ so với chiều dài quỷ đạo mà nó đi được GV : Yêu cầu học sinh cho thêm ví dụ về chất điểm 3) Xác định vị trí của một chất điểm GV : ( Mời một em HS ) : Trường học xa hay gần ? HS (Giả sử) : Trường học xa ! GV : Trường học cách bao nhiêu ? HS: Thưa Thầy cách 10 km ! GV : Em HS nói trường học xa và cách 10 km có 2) Chất điểm Chất điểm là vật có kích thước rất nhỏ có thể bỏ qua được so với phạm vi chuyển động. Thí dụ : Ôtô có kích thước nhỏ so với quỹ đạo đi dược, nên ta coi ôtô là chất điểm.  Khi một vật có kích thước rất nhỏ so với chiều dài quỹ đạo mà nó đi được, vật có thể coi là chất điểm .  Khi chuyển động, chất điểm vạch ra một đường trong không gian gọi là quỹ đạo. 3) Xác định vị trí của một chất điểm. − Xét chuyển động của một chất điểm trên một đường thẳng. − Chọn : + Trục tọa độ : Có phương trùng với đường đi. + Gốc tọa độ : Tại một điểm O trên đường đi. + Chiều dương : Như hình vẽ. A B C nghĩa là em xác định vị trí trường học so với địa điểm nào ? HS: Xa so với ở nhà của em ! GV : ( Giảng giải ) Để xác định vị trí của một vật trong không gian vào một thời điểm nhất định , ta phải làm sao ? Chọn một vật làm móc ( Vật móc : Chẳng hạn như ngôi nhà em ) và gắn vào đó một hệ trục tọa độ để xác định vị trí của vật đó so với vật mốc ! ( Chẳng hạn như cách xa 10 km là tính từ nhà em HS ấy ? 4) Xác định thời gian GV : Từ nhà em đến trường, mất bao lâu ? HS : Thưa Thầy mất 30 phút ! GV : Mất 30 phút nghĩa là tính từ lúc nào ? HS : Tính từ lúc em bắt đầu đi học ! GV : Để xác định sự biến đổi vị trí của vật theo thời gian ta phải chọn 1 lúc nào đó làm móc thời gian, thường chọn thời điểm bắt đầu khảo sát. ( Có thể nói rõ hơn : ∆t = t – t 0 ; Với t 0 : Thời điểm đầu , hay là mốc thời gian ( Thường chọn t 0 = 0 ) . 5) Chuyển động tịnh tiến GV : Giả sử khi có một chiếc xe đang chuyển động thẳng thì mọi người ngồi trên xe đều có quỹ đạo là đường thẳng như quỹ đạo của xe thì chuyển động của xe là chuyển động tịnh tiến ⇒ Chuyển động tịnh tiến ! GV : Đưa ra thí dụ về chiếc đu quay trong công viên và yêu cầu học sinh cho biết : Thân chiếc đu quay và người ngồi trong đu quay chuyển động tịnh tiến hay không tịnh tiến. HS : Người chuyển động tịnh tiến còn đu quay không chuyển động tịnh tiến GV hướng dẫn thêm cho HS về chuyển động tịnh tiến qua hình vẽ 1.1 SGV − Vị trí của chất điểm tại điểm M được xác định bằng tọa độ : x = OM  Nếu vật chuyển động cùng chiều trục tọa độ thì : x > 0  Nếu vật chuyển động ngược chiều trục tọa độ thì : x < 0 4) Xác định thời gian Muốn xác định thời điểm, người ta chọn một gốc thời gian và đo khoảng thời gian từ gốc đến lúc đó bằng đồng hồ. Đơn vị : giây ( s ) [ ] SI . Trong vật lý, người ta thường chọn gốc thời gian là lúc bắt đầu xảy ra một quá trình nào đó hoặc lúc bắt đầu khảo sát một hiện tượng. * Khi khảo sát chuyển động của một chất điểm : Ta chọn một vật làm mốc và gắn vào đó một trục tọa độ tức là ta đã chọn một hệ quy chiếu. Đồng thời ta cũng chọn gốc thời gian. 5) Chuyển động tịnh tiến Chuyển động của một vật là tịnh tiến khi đoạn thẳng nối hai điểm bất kỳ của vật luôn luôn song song với một phương nhất định. Thí dụ : Khung ôtô, xe máy khi chuyển động trên đường thẳng A Chuyển động tịnh tiến – Chuyển động quay 3 / Cũng cố : a / Chuyển động cơ học là gì ? b / Chất điểm là gì ? c / Chuyển động tịnh tiến là gì ? 4 / Dặn dò : − Trả lời câu hỏi : 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; Làm bài tập : 1 ; 2 ; 3 Bài 2 : CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU I / Mục tiêu : − Nắm vững định nghĩa độ dời qua tọa độ của chất điểm trên một trục, từ đó dẫn đến định nghĩa vận tốc trung bình trong một khoảng thời gian t 2 − t 1 , và vận tốc tức thời tại thời điểm t . − Biết cách xây dựng phương trình chuyển động thẳng đều từ định nghĩa và công thức vận tốc, áp dụng phương trình chuyển động để giải các bài toán chuyển động thẳng đều của một chất điểm, bài toán gặp nhau hay đuổi nhau của hai chất điểm − Biết cách vẽ đồ thị biễu diễn phương trình chuyển động và đồ thị vận tốc theo thời gian, sử dụng đồ thị để giải các bài toán nói trên. II / Chuẩn bị : − Thước. III / Tổ chức hoạt động dạy học : 1 / Kiểm tra bài cũ : + Câu 1 : Chuyển động cơ học là gì ? + Câu 2 : Chất điểm là gì ? + Câu 3 : Chuyển động tịnh tiến là gì ? 2 / Nội dung bài giảng: Phần làm việc của Giáo Viên Phần ghi chép của học sinh 1) Độ dời GV Tại thời điểm t 1 chất điêm M ở vị trí M 1 có toạ độ x 1 . Tại thời điểm t 2 chất điêm M ở vị trí M 1 có toạ độ x 2 Độ dời trong khoảng thời gian ∆t = t 2 – t 1 là : ∆x = x 2 – x 1 ∆x > 0 : Chiều chuyển động cùng chiều dương Ox. ∆x < 0 : Chiều chuyển động ngược chiều dương Ox. Chú ý : Nếu chất điểm chuyển động theo một chiều thì quỹ đạo đường trùng với độ dời : s = ∆x. 1) Độ dời  Độ dời của chất điểm trong khoảng thời gian ∆ t = t 2 − t 1 là đoạn thẳng M 1 M 2 có giá trị đại số la : ∆x = x 2 − x 1  Nếu ∆ x > 0 thì chiều chuyển động trùng với chiều dương của trục ox.  Nếu ∆ x < 0 thì chiều chuyển động ngược với chiều dương của trục ox. Chú ý : Nếu chất điểm chuyển động theo một chiều thì quỹ đạo đường trùng với độ dời : s = ∆x. 2) Vận tốc trung bình GV : Nói đến vật đang chuyển động ta xét đại lượng nào đặc trưng cho sự nhanh hay chậm : VD : Trong thời gian 2 giờ : Ôtô đi 80 km, trong 3 giờ xe đạp đi 45 km, để biết phương tiện nào đi nhanh hơn ta làm cách nào ? HS1 : Thưa Thầy ta so sánh độ dời ôtô và xe đạp đi được trong cùng một đơn vị thời gian nghĩa là 1 giờ ôtô đi được 40 km và xe đạp đi được 15 km . Vậy ôtô chuyển động nhanh hơn xe đạp GV : Có cách nào khác hơn nữa không ? HS2 : Thưa Thầy ta so sánh thời gian ôtô và xe đạp đi được trong cùng một độ dời nghĩa là trên độ dời 10 km thì ôtô mất thời gian ít hơn xe đạp chứng tỏ ôtô chuyển động nhanh hơn xe đạp ? GV : Hai cách trên, cách nào đơn giản hơn và ứng dụng nhiều hơn ? HS : Cách 1 ! GV : Ta gọi v 1 và v 2 là đại lượng đặc trưng cho độ dời ôtô và xe đạp đi được trong cùng một đơn vị thời gian : v 1 = 80 : 2 = 40 km/h ; v 2 = 45 : 3 = 15 km/h ⇒ v 1 > v 2 ⇒ ôtô chuyển động nhanh hơn xe đạp Vậy đại lượng v được gọi là vận tốc : t x tt xx v TT ∆ ∆ = − − = 12 12 ∏ Vậy để so sánh sự nhanh hay chậm của chuyển động ta dùng thương số ∆x/t , gọi là vận tốc ⇒ Vận tốc ⇒ Đơn vị ! 3) Vận tốc tức thời Để đặc trưng chính xác cho độ nhanh chậm của chuyển động trong thời gian rất nhỏ ; người ta dùng đại lượng vật lí vận tốc tức thời. Nghĩa là xét trong một khoảng thời gian rất nhỏ. 4) Chuyển động thẳng đều  Định nghĩa : 2) Vận tốc trung bình  Vận tốc trung bình của một chất điểm đặc trưng cho độ nhanh hay chậm của chuyển động và được đo bằng thương số của độ dời và khoảng thời gian có độ dời ấy. 12 2112 tt MM t x t xx v TB − = ∆ ∆ = ∆ − =   Đơn vị vận tốc trung bình : m/s hoặc km/h. 1 km/h = 6,3 1 m/s 3) Vận tốc tức thời Để đặc trưng chính xác cho độ nhanh chậm của chuyển động ; người ta dùng đại lượng vật lí vận tốc tức thời. Vận tốc tức thời là vận tốc tại một thời điểm bất kỳ trong quá trình chuyển động. t x tt xx v TT ∆ ∆ = − − = 12 12  Với ∆t là khoảng thời gian “rất nhỏ”.  Đơn vị vận tốc tức thời : m/s hoặc km/h. 4) Chuyển động thẳng đều a) Định nghĩa Chuyển động thẳng đều là chuyển động thẳng trong đó vận tốc không đổi. GV : Giả sử một chất điểm M đang chuyển động trên đường thẳng khi qua điểm A nó chuyển động với vận tốc 5 m/s ; Khi qua B nó chuyển động với vận tốc 5 m/s ta nói vật chuyển động thẳng đều. Vậy chuyển động thẳng đều là gì ? HS : Chuyển động thẳng đều là chuyển động trong đó vận tốc không thay đổi.  Phương trình : GV giảng giải phần phương trình chuyển động thẳng đều và phần đồ thị. Nhấn mạnh hệ số góc thời gian tgα b) Phương trình chuyển động thẳng đều Gọi x 0 là toạ độ của chất điểm vào lúc t 0 = 0, theo công thức  ta có : t xx v 0 − = hay x = x 0 + v.t  Công thức  gọi là phương trình chuyển động của chất điểm trong chuyển động thẳng đều.  Đồ thị của tọa độ theo thời gian t là một đường thẳng cắt trục tung tại điểm x = x 0 và có hệ số góc bằng : tgα = t xx 0 − − Hệ số góc của đường biểu diễn tọa độ theo thời gian bằng vận tốc của chất điểm.  Đồ thị vận tốc theo thời gian Trong chuyển động thẳng đều , vận tốc không đổi v = hằng số nên đồ thị biểu diễn vận tốc theo thời gian là một đường thẳng song song với trục thời gian. [ Trên thực tế, để xác định vị trí chuyển động của một chất điểm thì ta dùng hệ trục tọa độ , có nhiều hệ trục tọa độ như trục tọa độ Descartes, trục tọa độ địa lý … chẳng hạn như trục tọa độ địa lý gồm kinh độ và vĩ độ . Kinh tuyến số 0 qua đài thiên văn Grinných ( London) ( 180 kinh đông và 180 kinh tây ) , vĩ tuến là đường xích đạo ( 90 0 Vĩ bắc và 90 0 Vĩ Nam ) VD : Tọa độ con tàu trên biển là 30 0 Kinh Tây và 30 0 Vĩ Bắc ] 5) Bài tập vận dụng GV : Trình bày cách chọn trục tọa độ. GV : Sau khi vẽ hình, HS nao có thể nhắc lại công thức tính vận tốc ? HS : Được xem như dạng bài tập mẫu, cần giảng chậm cho học sinh c) Đồ thị vận tốc theo thời gian Trong chuyển động thẳng đều , vận tốc không đổi v = hằng số nên đồ thị biểu diễn vận tốc theo thời gian là một đường thẳng song song với trục thời gian. 5 ) Bài tập vận dụng Hai xe cùng khởi hành một lúc từ hai điểm A và B cách nhau 120 km, chuyển động ngược chiều nhau. Vận tốc của xe đi từ A là 40 km/h, của xe đi từ B là 20 km/h. Coi chuyển động của các xe như chuyển động của chất điểm và đường đi là thẳng. a) Viết phương trình chuyển động của hai xe. Từ đó, tìm thời điểm và vị trí hai xe gặp nhau. b) Giải bài toán trên bằng đồ thị Bài giải a) Phương trình chuyển động của hai xe Gốc tọa độ O : Tại A Chọn: Chiều (+) Ox : Chiều từ A đến B MTG: Lúc 2 xe bắt đầu chuyển động (t 0 = 0 ) Ta có PTCĐ: x = x 0 + v(t – t 0 ) Xe A : x A = x 0A + v A (t - t 0 ) = 40t (1) Xe B : x B = x 0B + v B (t - t 0 ) = 120 – 20t (2) Khi 2 xe gặp nhau ⇒ x A = x B ⇒ 40t = 120 – 20t ⇒ t = 2h Thế t =2 vào (1) ⇒ x = 40t = 80 km Vậy sau 2 giờ hai xe gặp nhau tại vị trí cách A 80 km. b) Giải bài toán bằng đồ thị  Lập bảng giá trị cho mỗi xe Đối với xe A : t (h) 0 1 X ( km/h) 0 40 Đối với xe B : t (h) 0 1 X ( km/h) 120 100 Giao điểm P của hai đường thẳng trên có toạ độ (2, 80 ) Vậy hai xe gặp nhau sau 2 giờ và cách A một khoảng 80 km. 3 / Cũng cố : a / Độ dời là gì ? b / Vận tốc trung bình là gì ? c / Vận tốc tức thời là gì ? d / Viết phương trình chuyển động thẳng đều ? 4 / Dặn dò : − Trả lời câu hỏi trắc nghiệm − Làm bài tập : 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 [...]... khơng q nhỏ (bọt khí có thể bị đứng lại) hay q lớn (bọt khí chuyển động rất nhanh khó xác định thời gian ) - Một bạn giữ thật chặt ống bọt khí khi nghên, khơng đẻ góc nghiêng thay đổi sẽ làm sai số kết quả ; Một HS quan sát và bấm đồng hồ giây cho thật chính xác - Có thể để bọt khí chuyển động đến vạch 10cm rồi bắt đầu tính thời gian ( Cũng có thể để chặt ống − Mỗi khi ta quay đầu ống có bọt khí xuống phía... động lên trên b / Tiến hành thí nghiệm : x (m) t (s) c / Đồ thị tọa độ theo thời gian HS quan sát số liệu trên thước khi bọt khí chuyển động được những khoảng thời gian bằng nhau, đây là một tiến trình làm ngược lại, nghĩa là xác định độ dời của bọt khí trong những khỗng thời gian như nhau ) c / Đồ thị tọa độ theo thời gian Sau khi xác định số liệu đo đạt một cách chính xác ở 3 lần thí nghiệm, HS lập... lượng đặc trưng cho sự biến đổi nhanh chậm của vận tốc và các định nghĩa gia tốc trung bình, gia tốc tức thời − Xây dựng định nghĩa về chuyển động thẳng biến đổi đều, từ đó rút ra cơng 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... GV : Giả sử sau 10 giây, qng đường mà 3 phương tiện trên có đi được như nhau khơng ? HS: Thưa Thầy khơng ! Qng đường phi cơ dài hơn qng đường ơtơ , và qng đường ơtơ dài hơn qng 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 khỗng thời gian như nhau ? HS : Trong cùng khoảng thời gian , vận tốc của phi cơ nhanh nhất GV :... 24 m/s trong khỗng thời gian từ 4s đến 6s , cũng nhận thấy trong khỗng 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 v 2 − v1 ∆v Từ đó ta có : a = t − t = ∆t 2 1 GV : Đơn vị gia tốc : [ m/s 2 ] : đơn vị thơng 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... đầu thả, các em hãy quan sát và cho biết mảnh nào rơi nhanh hơn ? GV bắt đầu thả rơi hai mảnh giấy A và B HS : Thưa thấy mảnh giấy B bò vo tròn lại rơi nhanh hơn mảnh giấy A để nguyên GV : Như vậy các em có thể cho biết lời nhận đònh “vật nặng bao giờ cũng rơi nhanh hơn vật nặng” có đúng hay không ? HS : Thưa Thầy lời nhận đònh trên hoàn toàn không đúng ! GV : Theo em sự rơi nhanh hay chậm của các vật... 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 − Cơng thức vận tốc trong chuyển động thẳng biến đổi đều là : v − v0 = at ⇒ 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... một thời điểm t trong khoảng thời gian ∆t rất nhỏ GV : Đơn vị gia tốc tức thời ? 2 HS : Đơn vị : m / s [ SI ] 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... đều, cho nến ta áp dụng các công thức – phương trình của chuyển động thẳng nhanh dần đều Ta khảo sát một vật rơi tự do như 1 vật đang chuyển động thẳng biến nhanh dần đều GV : Thực hiện các bước khảo sát : Trục tọa độ Oy : Thẳng đứng có chiều dương hướng từ trên xuống Chọn : Gốc tọa độ O: Vò trí bắt đầu vật rơi Gốc thời gian là lúc bắt đầu vật rơi(t0 = 0) Vì bắt đầu thả vật cho nên vật có vận tốc đầu... thẳng đứng từ một độ cao đã cho Đề bài : Từ độ cao 5 m, một vật nặng được ném theo phương thẳng đứng lên phía trên với vận tốc ban đầu 4 m/s Chọn trục tọa độ Oy thẳng đứng hướng lên trên a) Viết phương tình chuyển động của vật MTG : Lúc bắt đầu ném vật ( b) Vẽ đồ thò tọa độ , đồ thò t=0) vận tốc của vật GV hướng dẫn Hs vẽ hình như sau : c) Mô tả chuyển động , nói rõ chuyển động là nhanh dần đều hay chậm . học là sự dời chổ của các vật thể trong không gian theo thời gian. Thí dụ : Một người đứng và quan sát ôtô đang chuyển động, khoảng cách giữa ôtô và người. động đến vạch 10cm rồi bắt đầu tính thời gian ( Cũng có thể để HS quan sát số liệu trên thước khi bọt khí chuyển động được những khoảng thời gian bằng nhau,