Bài 08 Chuyển động cong ppsx

Bài 08
I / Mục tiêu :
 Hiểu được khái niệm vectơ độ dời, do đó thấy rõ vận tốc và gia tốc là
những đại lượng vectơ.
 Hiểu được các định nghĩa về vectơ vận tốc, vectơ gia tốc trong chuyển
động cong.
 Hiểu rõ rằng chuyển động thẳng là trường hợp riêng của chuyển động
cong, các vectơ vận tốc và vectơ gia tốc trong chuyển động thẳng có những
đặc điểm riêng.
II / Chuẩn bị :
 Thước, compa.
III / Tổ chức hoạt động dạy học :
1 / Kiểm tra bài cũ :
+ Câu 1 : Em hãy cho biết công thức tính độ dời trong chuyển động
thẳng ?
+ Câu 2 : Viết công thức tính vận tốc trong chuyển động thẳng ?
+ Câu 3 : Viết công thức tính gia tốc trong chuyển động thẳng ?
2 / Nội dung bài giảng:

Phần làm việc của Giáo Viên Phần ghi chép của học sinh
I / Xác định vị trí của chất điểm trên qu
ỹ
đạo cong :
GV : các em cho i
ết để xác định vị trí của chất
đi
ểm M chuyển động thẳng, trong hệ trục toạ
độ, người ta dùng mấy trục tọa độ ?
HS : Người ta dùng 1 trục tọa độ Ox trùng v
ới
quỹ đạo thẳng

GV : Ném ngang một vật ( viên phấn) v
à yêu
cầu HS quan sát và cho biết quỹ đạo của vật ?

HS : Quỹ đạo của vật là đường cong.
GV : Đ
ể khảo sát chuyển động của vật, ta có
I / Xác đ
ịnh vị trí của chất điểm
trên quỹ đạo cong :



Vị trí của chất điểm M đư
ợc
xác định bằng vectơ tia k
ẻ từ
điểm gốc O đến điểm M :

 OMr
* Lưu ý : n
ếu chất điểm M
chuyển động trên m
ột mặt phẳng
thì vị trí của chất điểm M c
òn
thể dùng 1 trục tọa độ được không ?
HS : Thưa Thầy không !
GV : Đ

ể khảo sát chuyển động cong của chất
điểm M ta dùng hai trục Ox và Oy, đ
ồng thời
dùng vectơ

r
gọi là vectơ tia đ
ể khảo sát
chuyển động của M.


Th
ật vậy, chúng ta nhận thấy, khi chất điểm
M chuyển động thì vectơ tia

r
cũng
quay
quanh gốc tọa độ O đồng thời nó có độ d
ài
thay đổi.

II / Vectơ độ dời :
GV : Các em hãy cho biết về độ dời ?
HS : x = x
2
– x
1

được xác định :


r
= x

i + y

j
Trong đó :
+ x và y là độ dài đại số h
ình
chiếu của vectơ

r
trên các tr
ục ox
và oy .
+

i và

j là các vectơ đơn v
ị
trên các trục ox và oy .

GV : Trình bày vectơ đ
ộ dời trong chuyển
đ
ộng cong : Xét chất điểm M chuyển động
trên một quỹ đạo cong từ vị trí M
1
đến M
2
khi
đó vị trí của M được xác định bởi vectơ tia

r
.
Ở vị trí M
1
, vị trí chất điểm M đư
ợc xác định
bởi vectơ tia

r
1
, ở vị trí M
2
, v
ị trí chất điểm
M được xác định bởi vectơ tia

r

2
, khi đó đ
ộ
dời M được xác định như sau :


r
=

21
MM =

2
r 

1
r



r
được gọi là vectơ độ dời của chất điểm M
( Song song với việc giảng giải về vectơ đ
ộ
dời, GV nên nhắc lại cho HS về tổng và hi
ệu
hai vectơ, để từ đó dễ dàng xác định ph
ương
và chiều vectơ độ dời )
III / Vectơ vận tốc :

1 / Vectơ vận tốc trung bình :
II / Vectơ độ dời :


Vectơ độ dời 

r
c
ủa chất
điểm trong khoảng thời gian 
t
= t
2
 t
1
có hướng từ điểm M
1

đến điểm M
2
và có đ
ộ lớn bằng
dây cung M
1
M
2
.


r

=

21
MM =

2
r 

1
r






GV : Gọi một HS lên vi
ết công thức tính vận
tốc trung bình !
HS :
12
2112
tt
MM
t
x
t
xx
v
TB









GV : Trình bày mối tương đ
ồng giữa vận tốc
trung bình trong chuyển động thẳng và chuy
ển
động cong :
t
r
t
x







Trong đó
t
r




; Thương số của vectơ và m
ột
số dương là một vectơ nên vận tốc trung b
ình
trong chuyển động cong là một vectơ.


tb
v =
12
12
tt
rr



=
t
r




( N
ếu cần GV có thể hỏi HS sự khác biệt độ
dài giữa hai vectơ 

r
và


tb
v )

Ở đây GV cần nhắc cho HS biết về th
ương
số hay tích số của một vectơ v
ới một con số
dương hay số âm để từ đó 

tb
v
cùng phương
cùng chiều với 

r
( Vẽ

tb
v lên hình vẽ )

III / Vectơ vận tốc :
2 / Vectơ vận tốc tức thời
GV : Khi chất đi
ểm chuyển động trong khoảng
thời gian rất nhỏ, khi đó ta có vận tốc tức thời .
GV : Khi thời gian t r
ất nhỏ, điều đó có
nghĩa là 

r
rất nhỏ, khi đó dây cung M
1
M
2

“trùng” với cung M
1
M
2
 

r
trùng với ti
êp
tuyến của quỹ đạo cong  V
ận tốc tức thời

v trùng với tiếp tuyến của quỹ đạo cong.
Từ hình vẽ trên đây các em cho bi

ết điểm đặt
của vectơ v
ận tốc tức thời trong chuyển động
cong ?
HS : Điểm đặt tại điểm M
GV : Phương của vectơ vận tốc t
ức thời trong
chuyển động cong ?
HS : Phương trùng v
ới tiếp tuyến quỹ đạo
cong tại điểm ta đang xét.
GV : Chiều của vectơ v
ận tốc tức thời trong
chuyển động cong ?
HS : Chiều là chi
ều chuyển động của chất
điểm M tại điểm ta đang xét.

1 / Vectơ vận tốc trung bình :
Gi
ả sử trong khoảng thời gian
t từ t
1
đến t
2
, ch
ất điểm dịch
chuyển được một độ dời 

r

=

2
r 

1
r từ điểm M
1
đến điểm M
2

thì vectơ vận tốc trung bình đư
ợc
đo bằng thương số của độ dời v
à
khoảng thời gian có độ dời ấy.


tb
v =
12
12
tt
rr



=
t
r





( 1 )
* Vectơ

tb
v nằm trên dây cung
21
MM
2 / Vectơ vận tốc tức thời :
N
ếu ta xét độ dời trong khoảng
GV : Độ lớn của vectơ v
ận tốc tức thời trong
chuyển động cong ?
HS : Độ lớn v =
t
s





3 / Vectơ v
ận tốc tức thời trong chuyển động
thẳng :
GV : Tương tự như vậy, trong trư
ờng hợp vật

chuyển động cong khi đó ta sẽ có vectơ v
ận
tốc của vật trong chuyển động thẳng :



GV : Khi đó các em cho bi
ết 4 yếu tố của
vectơ trong chuyển động thẳng ?
( Gọi từng HS trình bày 4 yếu tố của

v
trong
chuyển động thẳng )

thời gia rất nhỏ thì công th
ức (
1 ) cho ta vận tốc tức thời :


v =
12
12
tt
rr



=
t

r



với t rất
nhỏ
* Độ lớn : v =
t
s



+  t : kho
ảng thời gian rất
nhỏ
+  s : độ dài cung mà chất
điểm thực hiện được trong thời
gian t
* Vectơ

v đặc trưng cho s
ự biến
đ
ổi nhanh hay chậm của chuyển
động về phương, chiều và độ lớn.




3 / Vectơ vận tốc t

ức thời

IV / Vectơ gia tốc :
1 / Vectơ gia tốc trung bình
GV : Giả sử tong khoảng thời gian t, ch
ất
điểm M chuyển động từ vị trí M
1
có v
ận tốc
tức thời

v
1
đến vị trí M
2
có v
ận tốc tức thời

v
2
. như hình vẽ đây.

GV : Một em hãy lên xác định 

v với 

v
=


2
v 

1
v là độ biến thiên vectơ vận tốc.
HS : vẽ 

v trên hình.
GV : các em hãy nh
ắc lại công thức gia tốc
trong chuyển động thẳng ?
HS : atb =
12
12
tt
vv


=
t
v



GV : Tương t
ự trong chuyển động cong ta
cũng có :
trong chuyển động thẳng :
Vectơ v
ận tốc tức

thời trong chuyển động thẳng có :

 Điểm đặt : tại một điểm trên vật

 Phương : trùng với quỹ đạo
 Chiều : cùng chiều với chuyển
động
 Độ lớn : v =
12
12
tt
xx


=
t
x







IV / Vectơ gia tốc :


tb
a =
12

12
tt
vv



=
t
v




GV : Trong đó
t
v



; Thương số của vect
ơ và
một số dương là một vectơ nên gia t
ốc trung
bình trong chuyển động cong là một vectơ.

( Nếu cần GV có thể hỏi HS sự khác biệt độ
dài giữa hai vectơ 

v và


tb
a )

2 / Vectơ gia tốc tức thời :
GV : Nếu ta xét độ biến thiên v
ận tốc trong
khoảng thời gia rất nhỏ thì công th
ức ( 1 ) cho
ta gia tốc tức thời :

a =
t
v



với t rất nhỏ


1 / Vectơ gia tốc trung bình :
Gi
ả sử trong khoảng thời gian
t từ t
1
đến t
2
, ch
ất điểm có độ
biến thiên vectơ vận tốc 


v
=

2
v 

1
v từ điểm M
1
đ
ến điểm
M
2
thì vectơ vận tốc trung b
ình
được đo bằng thương số c
ủa độ
biến thiên vận tốc và kho
ảng thời
gian có độ biến thiên ấy.


tb
a =
12
12
tt
vv




=
t
v



( 1 )



3 / Vectơ gia tốc trong chuyển động thẳng :
Xét chất điểm chuyển động trên một đư
ờng
thẳng từ vị trí M
1
có vận tốc

v
1
đến vị trí M
2

có vận tốc

v
2
trong khoảng thời gian t
GV yêu cầu HS lên xác định 


v
Tương tự như vậy hướng dẫn HS xác định

a
;
Sau đó gọi từng em HS cho biết 4 yếu tố c
ủa
vectơ gia tốc

a trong chuyển động thẳng.

V) Bài tập vận dụng












2 / Vectơ gia tốc tức thời :
Nếu ta xét độ biến thiên v
ận tốc
trong khoảng thời gia rất nhỏ th
ì
công th

ức ( 1 ) cho ta gia tốc tức
thời :

a =
t
v



với t rất nhỏ




3 / Vectơ gia t
ốc trong chuyển
động thẳng :






Bài giải :
a) Gia tốc trung bình của chuyển động thẳng


2
12
12

/75,0
35
25,0
sm
tt
vv
a
TB










b) Vectơ gia tốc trung bình :
GV : Gọi HS lên vẽ

a
GV hướng dẫn HS về việcchọn chiều d
ương
để từ đó giải thích ý nghĩa giá tri âm d
ương
Vectơ gia t
ốc trong chuyển
động thẳng có :
 Điểm đặt : tại một điểm trên vật

 Phương : trùng với quỹ đạo
 Chiều : cùng chiều với vect
ơ
hiệu của hai vectơ vận tốc.
 Độ lớn : atb =
12
12
tt
vv


=
t
v




V) Bài tập vận dụng
Một chất điểm chuyển đ
ộng
trên đường thẳng. Vào th
ời điểm
t
1
= 3s chất điểm có tọa độ x
1
=
0,5 m và vận tốc v

1
= 2,0 m/s.
Vào thời điểm t
2
= 5s ch
ất điểm
có tọa độ x
1
= 0,4 m và vận tốc v
1

= 0,5 m/s.
a) Tính gia tốc trung bình c
ủa
ch
ất điểm trong khoảng thời gian
từ t
1
đến t
2
.
b) Xác định vectơ gia t
ốc trong
của gia tốc.

12
vvv




 : có độ lớn 1,5 m/s

2
12
12
v
tt
vv
a
TB









 Như vậy : Vectơ gia tốc trung bình có :
- Phương : Cùng với phương :
v



- Chiều : Hướng theo chiều âm
- Độ lớn : aTB = 0,75 m/s
2

khoảng thời gian ấy.




Bài giải :
a) Gia tốc trung bình c
ủa
chuyển động thẳng

2
12
12
/75,0
35
25,0
sm
tt
vv
a
TB







b) Vectơ gia tốc trung bình :


12
vvv



 : có độ lớn 1,5 m/s

2
12
12
v
tt
vv
a
TB









 Như vậy : Vectơ gia t
ốc trung
bình có :
- Phương : Cùng với ph
ương :
v




- Chiều : Hướng theo chiều âm
- Độ lớn : aTB = 0,75 m/s
2


3 / Cũng cố :
1 / Phân biệt độ dời và quảng đường đi được trong chuyển động
cong trong khoảng thời gian t. Khi t rất nhỏ thì thế nào ?
2 / Nói rõ đặc điểm vectơ vận tốc và vectơ gia tốc trong chuyển
động thẳng ?
4 / Dặn dò :
 Làm bài tập : 1 ; 2

  