Giáo án và PPT Vật lí 10 chân trời Bài 4: Chuyển động thẳng

BÀI 4. CHUYỂN ĐỘNG THẲNG

HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

GV đặt câu hỏi gợi mở: Chúng ta có một quả bóng, chúng ta cần phải ném như thế nào để một quả bóng đi ra xa mình sau đó quả bóng tự chuyển động về mình?

HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1. Một số khái niệm cơ bản trong chuyển động

GV đưa ra câu hỏi: 

• Vị trí và tọa độ của một vật có phụ thuộc vào vật làm gốc không? Cho ví dụ trong thực tiễn để minh hoạ cho câu trả lời của em.

• Em hãy nêu khái niệm thời điểm và quỹ đạo.

Sản phẩm dự kiến:

- Vị trí: Để xác định vị trí của vật, ta cần phải có hệ tọa độ gắn với vật mốc.

- Thời gian biểu diễn thành một trục gọi là trục thời gian.

- Chọn một điểm nhất định làm gốc thời gian thì mọi điểm khác trên trục thời gian được gọi là thời điểm.

- Qũy đạo là đường nối những vị trí liên tiếp của vật theo thời gian trong quá trình chuyển động.

Hoạt động 2. Tốc độ

GV yêu cầu học sinh tìm hiểu: 

• Theo em, tốc độ là gì?

• Nếu trong khoảng thời gian  vật di chuyển được một quãng đường s thì tốc độ trung bình được tính bằng công thức nào?

• Trong hệ SI, đơn vị của tốc độ được tính bằng gì? Ngoài ra, em còn biết những đơn vị khác nào có thể dùng để đo tốc độ?

• Nêu khái niệm tốc độ tức thời. Lấy một số tình huống thực tiễn chứng tỏ tốc độ trung bình không diễn tả đúng tính nhanh chậm của chuyển động.

Sản phẩm dự kiến:

2.1. Tốc độ trung bình

- Tốc độ trung bình của vật được tính bằng thương số giữa quãng đường đi được với khoảng thời gian đi hết quãng đường đó.

- Công thức: 

Trong đó:

• là tốc độ trung bình

• S là quãng đường vật đi được

• t là thời gian.

- Trong hệ SI, đơn vị của tốc độ là m/s (mét trên giây)

2.2. Tốc độ tức thời

- Tốc độ trung bình tính trong khoảng thời gian rất nhỏ là tốc độ tức thời (kí hiệu V) diễn tả sự nhanh, chậm của chuyển động tại thời điểm đó.

=> tốc độ trung bình không diễn tả đúng tính nhanh chậm của chuyển động.

Hoạt động 3. Vận tốc

HS trao đổi theo cặp trả lời:

• Độ dịch chuyển được xác định bằng công thức nào? Nêu khái niệm về độ dịch chuyển.

• Vận tốc trung bình là gì? Nêu công thức tính vận tốc trung bình.

Sản phẩm dự kiến:

3.1. Độ dịch chuyển

Độ dịch chuyển được xác định bằng độ biến thiên tọa độ của vật.

Lưu ý: 

– Tổng quát, độ dịch chuyển là một đại lượng vectơ () có gốc tại vị trí ban đầu, hướng từ vị trí đầu đến vị trí cuối, độ lớn bằng khoảng cách giữa vị trí đầu và vị trí cuối.

- Độ dịch chuyển là một đại lượng có thể nhận giá trị dương, âm hoặc bằng không. Trong khi quãng đường đi được là một đại lượng không âm.

3.2. Vận tốc

- Vận tốc trung bình là đại lượng vectơ được xác định bằng thương số giữa độ dịch chuyển của vật và thời gian để vật thực hiện độ dịch chuyển đó.

- Lưu ý (sgk)

- Trong một thời gian rất nhỏ, vận tốc trung bình sẽ trở thành vận tốc tức thời. Độ lớn vận tốc tức thời chính là tốc độ tức thời.

- Lưu ý (sgk)

Hoạt động 4. Đồ thị độ dịch chuyển – thời gian

GV yêu cầu học sinh trao đổi: Đồ thị dịch chuyển được thể hiện như thế nào? Nêu cách xác định vận tốc từ độ dốc của đồ thị (d-t).

Sản phẩm dự kiến:

4.1. Vẽ đồ thị dịch chuyển – thời gian dựa vào số liệu cho trước

*Lưu ý: Các đồ thị (d – t) hay (x – t) là công cụ toán học thể hiện tính chất của chuyển động. Tránh nhầm lẫn với quỹ đạo của vật.

4.2. Xác định vận tốc từ độ dốc của đồ thị (d – t)

*Thảo luận:

Độ dốc của một đường thẳng có thể mang dấu âm (-) hoặc dương (+). 

+ Nếu độ dốc mang dấu âm có nghĩa là độ dịch chuyển của vật mang dấu âm => vật chạy ngược chiều với chiều dương chuyển động.

+ Nếu độ dốc mang dấu dương có nghĩa là độ dịch chuyển của vật mang dấu dương => vật chạy cùng chiều với chiều dương chuyển động.

- Tốc độ chính là độ dốc của đồ thị

*Kết luận:

- Vận tốc tức thời của vật tại một thời điểm được xác định bởi độ dốc của tiếp tuyến với đồ thị (d – t) tại thời điểm đang xét.

- Tốc độ tức thời tại một thời điểm chính là độ lớn của độ dốc tiếp tuyến của đồ thị (d – t) tại điểm đó.

HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

Câu 1: Có 3 điểm nằm dọc theo trục Ox (có chiều từ A đến B) theo thứ tự là A, B và C. Cho AB = 200 m, BC = 300 m. Một người xuất phát từ A qua B đến C. Hỏi quãng đường và độ lớn độ dịch chuyển của người này trong cả chuyến đi là bao nhiêu?

A. s = 500 m và d = 200 m.

B. s = 200 m và d = 200 m.

C. s = 500 m và d = 500 m.

D. s = 200 m và d = 300 m.

Câu 2: Chuyển động nào sau đây là chuyển động thẳng nhanh dần?

A. Chuyển động của xe ô tô khi bắt đầu chuyển động.

B. Chuyển động của xe buýt khi vào trạm.

C. Chuyển động của xe máy khi tắc đường.

D. Chuyển động của đầu kim đồng hồ.

Câu 3: Độ lớn của độ dịch chuyển và quãng đường đi được của một chuyển động

A. bằng nhau khi vật chuyển động thẳng, không đổi chiều.

B. luôn luôn bằng nhau trong mọi trường hợp.

C. quãng đường chính là độ lớn của độ dịch chuyển.

D. khi vật chuyển động thẳng.

Câu 4: Một người lái ô tô đi thẳng 6 km theo hướng tây, sau đó rẽ trái đi thẳng theo hướng nam 4 km rồi quay sang hướng đông 3 km. Xác định quãng đường đi được và độ lớn độ dịch chuyển tổng hợp của ô tô.

A. s = 13 km, d = 13 km.

B. s = 13 km, d = 5 km.

C. s = 13 km, d = 3 km.

D. s = 13 km, d = 9 km.

Sản phẩm dự kiến:

Câu 1: C

Câu 2: A

Câu 3: A

Câu 4: B

HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

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

Câu 1: Có 3 điểm nằm dọc theo trục Ox (có chiều từ A đến B) theo thứ tự là A là nhà, B là siêu thị và C là trạm xăng. Cho AB = 300 m, BC = 200 m. Một người xuất phát từ nhà qua siêu thị đến trạm xăng rồi quay lại siêu thị và dừng lại ở đây. Hỏi quãng đường và độ lớn độ dịch chuyển của người này trong cả quá trình chuyển động?

Câu 2: ‘‘Lúc 15 giờ 30 phút hôm qua, xe chúng tôi đang chạy trên quốc lộ 5, cách Hải Dương 10 km”. Việc xác định vị trí của ô tô như trên còn thiếu yếu tố gì?

Câu 3: Một xe ô tô xuất phát từ tỉnh A đi đến tỉnh B, rồi lại trở về vị trí xuất phát ở tỉnh A. Xe này đã dịch chuyển, so với vị trí xuất phát một đoạn bằng bao nhiêu?