Bài 17 CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT BỊ NÉM docx

Bài 17
CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT BỊ NÉM
I. MỤC TIÊU
- Học sinh biết cách dùng phương pháp tọa độä để thiết lập phương trình
quỹ đạo của vật bị ném xiên, ném ngang.
- Học sinh biết vận dụng các công thức trong bài để giải bài tập về vật bị
ném.
- Học sinh có thái độ khách quan khi quan sát các thí nghiệm kiểm chứng
bài học.
II. CHUẨN BỊ
- Tranh
- Vòi phun nước
- Nước màu
- Giấy Carô
III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
1) Kiểm tra bài cũ :
Câu 1 : Phát biểu định luật vạn vật hấp dẫn ?
Câu 2 : Thế nào là trọng lực ?
Câu 3 : Thế nào là trường hấp dẫn ? Thế nào là trường trọng lực ?
2) Giới thiệu bài mới :
Phần làm việc của giáo viên Phần ghi chép của học sinh
I. QU
Ỹ ĐẠO CỦA VẬT BỊ NÉM
XIÊN
GV : Các em quan sát 2 hình
ảnh trong
sách GK và cho biết qu
ỹ đạo của 1 vật
bị ném có dạng gì ?
HS : Quỹ đạo là 1 Parabol
GV : Quỹ đạo của 1 vật được ném l

ên
trên theo phương thẳng đứng có dạng g
ì
?
HS : Qu
ỹ đạo của vật ném thẳng đứng
là đường thẳng đứng
GV : Vậy khi nào v
ật mới có quỹ đạo
Parabol ?
HS : Khi vật đư
ợc ném không thẳng
I. QUỸ ĐẠO CỦA VẬT BỊ
NÉM XIÊN
- Chọn hệ trục tọa độ như hình vẽ









đứng
GV : Đồng ý ; khi vật được ném xi
ên
góc so với phương thẳng đứng
Quỹ đạo là 1 Parabol có n
ằm trong 1

mặt phẳng không ?
HS : Có
GV : V
ậy để khảo sát chuyển động của
1 vật dược ném xiên ngư
ời ta phải chọn
hệ quy chiếu như thế nào ?
HS : ta có th
ể chọn hệ trục toạ độ đềcác
Ox , Oy vuông góc
GV : 1 vật được ném xiên góc  so v
ới
m
ặt phẳng ngang với vận tốc ban đầu
vo
Chọn : Gốc toạ độ O là v
ị trí ném
vật , trục
Ox n
ằm ngang , trục Oy
thẳng đứng
Chọn gốc thời gian l
à lúc
ném vật



- Ta có :
x
0

= 0 ; y
0
= 0
v
0x
= v
0
Cos ; v
0y
= v
0
sin
- Theo định luật II Newton ta có :

amP


.

1/ Xét theo phương Ox :
0 = m.ax
ax = 0
 Vật chuyển động thẳng đều :
x = x
0
+ v
0x
.t
x = (v
0

cos).t (1)
2/ Xét theo phương Oy :
- P = m.ay
Ta có : x
0
= 0 , y
0
= 0
v
0x
= v
0
cos  ; v
0y
= v
0
sin 
Gia tốc a = 0 a = - g
GV : Vật chuyển động như thế n
ào trên
trục Ox ?
HS : Vật chuyển động thẳng đều tr
ên
trục Ox
GV : Vật chuyển động như thế n
ào
trên trục Oy ?
HS : V
ật chuyển động nhanh dần đều
trên trục Oy

GV : Em hãy viết phương trình chuy
ển
động trên 2 trục
HS : Trục Ox : x = xo + vox t
x = 0 +( v
0
cos  ) t
Trục Oy : y = yo + voy t -
2
1
g t
y = 0 + (vo sin  ) t -
2
1
g t
ay = -g
 vật chuyển động biến đổi đều.
y = y
0
+ voy.t +
2
1
ay .t
2

y = (v
0
sin).t -
2
1

gt
2
(2)
3) Phương trình quỹ đạo
Từ (1) và (2) ta có :
y = (tg).x +
2
1
.

22
0
cos.v
g
.x
2

 Quỹ đạo này là một parabol
4) Phương trình vận tốc :
vx = v
0
cos
vy = v
0
sin - gt


II. TẦM BAY CAO
1) Định nghĩa :
GV : Để tìm qu

ỹ đạo của chuyền động
ta phải làm sao ?
HS : Ta thế t =

cos
0
v
x
vào y
GV : Như v
ậy quỹ đạo của chuyển động
là 1 hàm số bậc II của y theo x đó l
à 1
đường cong Parabol.
II. TẦM BAY CAO
GV : Khi vật lên độ cao cực đại thì v
ận
tốc của vật như thế nào ?
HS : Khi vật lên độ cao cực đại thì v
ận
tốc của vật bằng 0
GV : Sai , vận tốc của vật nói chung l
à
khác không , ta cần xác định vx và vy ?
HS : Khi đó vy = 0 , vx = vox như v
ậy
vectơ vận tốc khi đó nằm ngang
GV : T
ừ vy = 0 ta lần ra công thức tính
được tầm bay cao.

III. TẦM BAY XA
GV : Khi v
ật bay đến vị trí chạm mặt
Tầm bay cao là độ cao cực đại
mà vật đạt tới.
2) Biểu thức :
- Khi vật đạt độ cao cực đại :
vy = 0
v
0
sin - gt = 0 
g
v
t

sin
0

Thế t vào (2), ta có tầm bay cao :

g
v
H
2
sin
22
0



III. TẦM BAY XA
1) Định nghĩa :
Tầm bay xa là khoảng cách
giữa điểm ném và điểm rơi.
2) Biểu thức
- Khi vật chạm đất :
y = 0
đất, từ khoảng cách từ hình chi
ếu gốc
tọa độ đến vị trí vật chạm đất ta gọi l
à
tầm bay xa. Như v
ậy các em cho biết
khi vật chạm đất thì giá trị của x v
à y
như thế nào ?
HS : Khi vật chạm đất thì v
ật có tung
độ bằng 0 , y = 0
GV : Khi đó x = ?
HS : Từ y = 0 ta tính ra x

GV : Hãy phân tích các giá tr
ị động
học như to
ạ độ , vận tốc , gia tốc của
vật trên 2 trục Ox , Oy
HS : Trên trục Ox : Xo = 0
Vox = V , a = 0
Phương trình chuyển động trên tr

ục Ox
: x = v t
Trên trục Oy : yo = 0 , v
0y
= 0
Gia tốc a = - g = - 9,8 m/s
(v
0
sin).t -
2
1
gt
2
= 0


t =
g
v

sin2
0

Thế t vào (1), ta có tầm bay xa :
L =
g
v

sin
2

0



IV. VẬT NÉM NGANG TỪ ĐỘ
CAO h :
Một vật được ném từ một điểm
M ở độ cao h = 45 m với vận tốc
ban đầu v
0
= 20 m/s theo phương
nằm ngang. Hãy xác định :
a) Dạng quỹ đạo của vật.
b) Thời gian vật bay trong
khgông khí
Phương trình chuyển động trên tr
ục Oy
:
y = -
2
1
g t
2




IV. V
ẬT NÉM NGANG TỪ ĐỘ
CAO h.

Bài giải
GV : Để giài bài tập tr
ên các em dùng
mấy hệ trục tọa độ và ch
ọn hệt trục tọa
độ như thế nào ?
HS : Ta dùng hai trục tọa độ , Ox v
à Oy
; Gốc tọa độ tại mặt đất.
GV hư
ớng dần HS vận dụng công thức
vận tốc của vật ném xiên đ
ể tính vận tốc
vật
vx = v
0
cos
c) Tầm bay xa của vật (
khoảng cách tư2 hình chiếu của
điểm nén trên mặt đất đến điểm
rơi ).
d) Vận tốc của vật khi chạm
đất.
Lấy g = 10 m/s
2
, bỏ qua lực cản
của không khí.
Bài giải :
Dùng hệ tọa độ như hình vẽ sau :

vy = v
0
sin - gt
với  =0 ta có (Gọi HS lên th
ực hiện
tính vận tốc )
vx = v
0
= 20t (1)
vy = - gt = -10t (2)
GV : Yêu cầu HS lên bảng viết ph
ương
trình tọa độ chuyển động của vật :
x = v
0
t = 20t (3)
y = h -
2
1
gt
2
= 45 – 5t
2

(4)
GV : Nh
ự các em nhận thấy rằng muốn
giải bất kỳ một bài toán chuy
ển động
ném xiên hay ném ngang nào thì vi
ệc
trước tiên các em phải viết phương tr
ình
tọa độ và phương trình v
ận tốc của vật
theo hệ trục xOy
Để từ đó chúng ta thế các giá trị v
ào
theo yêu cầu của đề toán
a) Gọi một HS lên viết phương tr
ình
quỹ đạo của vật :


Chọn trục Ox nằm trên mặt đất
Vận dụng phương trình vận tốc :
vx = v
0
cos
vy = v
0
sin - gt
với  =0 ta có :
vx = v

0
= 20t (1)
vy = - gt = -10t (2)
Từ đó :
x = v
0
t = 20t (3)
y = h -
2
1
gt
2
= 45 – 5t
2
(4)
a) x = 20t  t =
20
x
; Thế t vào
(4) ta có phương trình quỹ đạo :
y = 45 -
80
2
x

HS : Khi x = 20t  t =
20
x
; Thế t v
ào

(4) ta có phương trình qu
ỹ đạo : y = 45
-
80
2
x

Câu b)
GV : Khi vật bay đến mặt đất thì giá tr
ị
của x, y có gì thay đổi ?
HS : Khi đó x có giá trị cực đại còn g
ọi
là tầm bay xa, còn y có giá trị bằng )
Khi vật rơi đến đất ta có y = 0
y = h -
2
1
gt
2

0 = h -
2
1
gt
2
 t =
g
h2
= 3 (s)

GV :
Ở biểu thức tính thời gian của vật
ném xiên (ngang) các em cho bi
ết biều
thức này gi
ống biểu thức tính thời gian
của vật chuyển động gì mà các em đ
ã
biết ?
HS : Gi
ống biểu thức tính thời gian của
vật chuyển động rơi tự do !
Quỹ đạo là đường parabol, đỉnh
là M
b) Khi vật rơi đến đất ta có y = 0
y = h -
2
1
gt
2

0 = h -
2
1
gt
2
 t =
g
h2
= 3 (s)

c) Thay t vào phương trình x = 20t
ta được tầm xa L = 60 m
d) Thay t vào (2) ta có :
vy = -30 m/s
Vận tốc vật khi chạm đất :
v =
22
yx
vv   36 m/s





GV : Đúng r
ồi ! Bây giờ các em có thể
dựa vào thời gian t để tính tầm xa .
HS : Thay t vào phương trình x = 20t ta
được tầm xa L = 60 m
GV : Với thời gian trên các em có thể
nào tính được vận tốc vật.



3) Cũng cố
1/Viết phương trình quỹ đạo của vật bị ném xiên ?
2/ Thế nào là tầm bay cao ?
3/ Thế nào là tầm bay xa ?
4) Dặn dò
- Trả lời các câu hỏi : 1, 2, 3

- Làm bài tập : 1, 2, 3, 4, 5, 6.

 