Giáo án và PPT Vật lí 10 cánh diều Bài 4: Chuyển động biến đổi

BÀI 4. CHUYỂN ĐỘNG BIẾN ĐỔI

HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

GV chiếu hình 4.1 và đặt vấn đề như trong SGK: Để điều tra các vụ tai nạn giao thông đường bộ, có thể sử dụng nhiều phương pháp khác nhau, dựa trên cơ sở của nhiều ngành khoa học, đặc biệt là các cơ sở vật lí. Người ta thử nghiệm trên bề mặt đường với các loại ô tô khác nhau để tìm gia tốc của ô tô trong khoảng cách dừng lại (khoảng cách từ lúc bánh xe không quay mà chỉ trượt trên mặt đường đến khi dừng lại). Dựa vào các vết trượt mà bánh xe để lại trên đường, dùng các công thức mô tả chuyển động, có thể suy ra được người lái xe có đi quá tốc độ cho phép khi gây ra tai nạn không. Họ đã dựa vào những công thức nào để suy ra được điều này?

HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

I. CÔNG THỨC CỦA CHUYỂN ĐỘNG THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU 

- Chuyển động thẳng với gia tốc không đổi được gọi là chuyển động thẳng biến đổi đều. 

Hoạt động 1. Công thức tính vận tốc 

GV đặt câu hỏi yêu cầu học sinh trao đổi: Nêu công thức tính vận tốc trong chuyển động thẳng biến đổi đều.

Sản phẩm dự kiến:

Công thức vận tốc trong chuyển động thẳng biến đổi đều: 

Trong đó: 

• v: vận tốc tại thời điểm t 

• v₀: vận tốc tại thời điểm ban đầu

• a: gia tốc không đổi 

• Hoạt động 2. Công thức tính độ dịch chuyển 

• GV hướng dẫn HS quan sát hình 4.3 kết hợp đọc thông tin trong SGK, thảo luận rút ra công thức tính độ dịch chuyển.

Sản phẩm dự kiến:

- Vận tốc trung bình của vật chuyển động thẳng biến đổi đều bằng nửa tổng vận tốc ban đầu và vận tốc cuối cùng của nó: 

- Độ dịch chuyển = vận tốc trung bình x thời gian. 

Hoạt động 3. Công thức tính quãng đường 

GV hướng dẫn HS rút ra công thức tính quãng đường: Thay công thức (1) vào công thức (2).

Sản phẩm dự kiến:

Ta có: 

Thay v từ công thức (1) vào công thức (2), ta được: 

Hoạt  động 4. Công thức liên hệ quãng đường, vận tốc và gia tốc 

GV hướng dẫn HS rút ra công thức liên hệ quãng đường, vận tốc và gia tốc.

Sản phẩm dự kiến:

Ta có: 

Thay v từ công thức (1) vào công thức (2), ta được: 

Hoạt  động 4. Công thức liên hệ quãng đường, vận tốc và gia tốc 

GV hướng dẫn HS rút ra công thức liên hệ quãng đường, vận tốc và gia tốc.

Sản phẩm dự kiến:

Hoạt động 1. Gia tốc rơi tự do 

GV  hướng dẫn học sinh quan sát và thực hiện thí nghiệm rơi tự do.

Sản phẩm dự kiến:

- Thí nghiệm sự rơi tự do 

- Sự rơi của một vật khi chịu tác dụng của trọng lực  được gọi là sự rơi tự do. 

- Gia tốc rơi tự do kí hiệu là g, có chiều hướng thẳng đứng xuống dưới. 

Hoạt động 2. Đo gia tốc rơi tự do 

GV hướng dẫn học sinh thực hiện thí nghiệm rơi tự do và tính gia tốc rơi tự do của vật.

Sản phẩm dự kiến:

- Dụng cụ: (SGK – tr36)

- Tiến hành 

+ Bước 1: Lắp các dụng cụ thành bộ như hình 4.7 

+ Bước 2: Hãy so sánh kết quả tính bằng số liệu đo được trong thí nghiệm mà em đã tiến hành với kết quả tính bằng số liệu ở bảng 4.2

+ Bước 3: Xử lí kết quả 

• Quãng đường s = 0,400 m

Thời gian rơi trung bình:

Gia tốc trong lần đo 1:

Gia tốc trong lần đo 2:

Gia tốc trong lần đo 3:

Gia tốc trung bình:

Sai số tuyệt đối của gia tốc:

Sai số tuyệt đối trung bình:

Kết quả:

Gia tốc trung bình:

Sai số tuyệt đối của gia tốc:

Sai số tuyệt đối trung bình:

Kết quả:

* Giải thích chuyển động 

+ Hai quả bóng cùng có gia tốc thẳng đứng bằng nhau với giá trị là g

+ Lực tác dụng vào một vật có thể làm thay đổi cả tốc độ và hướng chuyển động của vật, tức là làm thay đổi vận tốc của vật. Nếu bỏ qua lực cản không khí thì theo phương nằm ngang không có lực nào tác dụng lên các quả bóng. Vì thế vận tốc theo phương này sẽ giữ nguyên giá trị ban đầu của nó.

C1. - Dạng đồ thị: parabol.

- Mô tả chuyển động của quả bóng:

Quả bóng rơi nhanh dần xuống dưới đồng thời chuyển động đều theo phương ngang. 

Hoạt động 2. Vận tốc ban đầu tạo góc xác định với phương ngang

GV yêu cầu học sinh trao đổi theo cặp: : Mô tả và nhận giải thích quá trình chuyển động của vật ở hình 4.9

Sản phẩm dự kiến:

* Mô tả chuyển động 

- Hình 4.9 cho thấy hình ảnh của một quả bóng được ném xuống sàn và nảy lên xiên góc với phương ngang 

- Theo phương thẳng đứng: quả bóng đi lên chậm dần, khi rơi xuống nhanh dần. 

- Theo phương ngang: quả bóng chuyển động đều sang phải. 

* Giải thích chuyển động 

- Sau khi nảy lên, nếu bỏ qua lực cản của không khí, quả bóng chịu tác dụng của lực hấp dẫn, tức là trọng lực tác dụng lên nó hướng thẳng đứng xuống dưới. Vì vậy, quả bóng đi lên chậm dần, đi xuống nhanh dần. 

- Chuyển động ngang của quả bóng không bị ảnh hưởng bởi trọng lực. 

- Trong điều kiện không có lực cản của không khí, quả bóng có vận tốc không đổi theo phương ngang nên nó chuyển động đều sang phải.

* Dự án học tập: Điều kiện ném vật trong không khí để đạt độ cao hoặc tầm xa lớn nhất. 

=> Độ cao và tầm xa của vật bị ném phụ thuộc vào góc giữa vận tốc ban đầu và phương nằm ngang. 

HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

Câu 1: Một quả bóng được ném xuống sàn và nảy lên theo phương hợp với phương ngang một góc nào đó. Sau đó, chuyển động theo phương ngang của quả bóng

A. chịu tác dụng của trọng lực.

B. không bị ảnh hưởng bởi trọng lực.

C. bị ảnh hưởng bởi trọng lượng.

D. chịu tác dụng của lực tiếp xúc với mặt sàn.

Câu 2: Chuyển động dưới đây được coi là sự rơi tự do nếu được thả rơi?

A. Một cái lá cây.

B. Một sợi chỉ.

C. Một chiếc khăn tay.

D. Một mẩu phấn.

Câu 3: Nếu vận tốc ban đầu của một vật bằng không thì quãng đường vật đi được trong thời gian t và gia tốc là 9,8 m/s2 sẽ là

A. 2,9t2.

B. 3t2.

C. 4t2.

D. 4,9t2.

Câu 4: Một đoàn tàu đang chạy với tốc độ 36 km/h thì hãm phanh. Sau 2 phút thì tàu dừng lại ở sân ga. Quãng đường mà tàu đi được trong khoảng thời gian trên là:

A. 0,6 km.

B. 1,2 km.

C. 1,8 km

D. 2,4 km.

Sản phẩm dự kiến:

Câu 1: B

Câu 2: D

Câu 3: D

Câu 4: A

HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

Vận dụng kiến thức, GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi:

Câu 1: Một vật rơi tự do từ độ cao h trong thời gian 10 s. Hãy tính thời gian vật rơi trong 95m cuối cùng. Lấy g = 10 m/s2.

Câu 2: Một hòn bi lăn dọc theo một cạnh của một mặt bàn hình chữ nhật nằm ngang cao h = 1,25 m. Khi ra khỏi mép bàn, nó rơi xuống nền nhà tại điểm cách mép bàn L = 1,5 m (theo phương ngang)? Lấy g = 10 m/s2. Thời gian rơi của hòn bi là bao nhiêu?

Câu 3: Một ô tô đangchạy thẳng với vận tốc 40 km/h thì tăng ga. Biết rằng, sau khi chạy được quãng đường 1 km thì ô tô đạt được vận tốc 60 km/h. Gia tốc của ô tô là bao nhiêu?