Giáo án Vật Lí 10 Bài 3: Chuyển động thẳng biến đổi đều (mới, chuẩn nhất)

HOẠT ĐỘNG 1: Khởi động (5’)

Mục tiêu: HS biết được các nội dung cơ bản của bài học cần đạt được, tạo tâm thế cho học sinh đi vào tìm hiểu bài mới.

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: giải quyết vấn đề, năng lực hợp tác, năng lực xử lí tình huống, năng lực giao tiếp, năng lực nhận thức, điều chỉnh hành vi, tư duy sáng tạo.

Chuyển động mà ta gặp nhiều hơn trong cuộc sống đó là chuyển động có vận tốc biến đổi. Ta xét chuyển động biến đổi đơn giản nhất là chuyển động thẳng biến đổi đều.

HS định hướng nội dung của bài

Tiết 4 – Bài 3:

CHUYỂN ĐỘNG THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU (Tiết 1)

HOẠT ĐỘNG 2: Hình thành kiến thức

Mục tiêu:  đặc điểm về vận tốc của chuyển động thẳng đều. Nêu được ví dụ về cđ thẳng biến đổi đều; Nêu được vận tốc tức thời là gì.

- Viết được ct tính gia tốc của một chuyển động biến đổi đều.

- Nêu được đặc điểm của vectơ gia tốc trong chuyển động thẳng nhanh dần đều.

- Viết đc công thức tính vận tốc: v_t = v₀ + at, công thức tính đường đi

Phương pháp dạy học:  Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực:   giải quyết vấn đề, năng lực hợp tác, năng lực xử lí tình huống, năng lực giao tiếp, năng lực nhận thức, điều chỉnh hành vi, tư duy sáng tạo

ĐVĐ: Trong cđ thẳng đều, ta có thể căn cứ vào vận tốc TB để xác định vật chuyển động nhanh hay chậm ở mọi điểm, mọi thời điểm vì vận tốc của vật không thay đổi. Nhưng trong cđ có vận tốc biến đổi thì vận tốc TB không thể giúp ta xác định vật cđ nhanh hay chậm ở mỗi quãng đường, mỗi vị trí…→ ta nghiên cứu khái niệm mới: Vận tốc tức thời.

CH: Một vật đang chuyển động thẳng không đều, muốn biết tại một điểm M nào đó xe đang chuyển động nhanh hay chậm thì ta phải làm gì?

CH: Tại sao ta phải xét quãng đường vật đi trong khoảng thời gian rất ngắn ∆t?

CH: Trong khoảng thời gian rất ngắn đó vận tốc thay đổi như thế nào? Có thể áp dụng công thức nào để tính vận tốc?

YC HS hoàn thành câu hỏi C1.

CH: Các em đọc mục 2 SGK rồi cho biết tại sao nói vận tốc tức thời là một đại lượng vectơ?

CH: Vận tốc tức thời là một đại lượng có hướng, yc HS xác định các yếu tố của vectơ vận tốc tức thời?

CH: vận tốc tức thời có phụ thuộc vào việc chọn chiều dương của hệ toạ độ hay không?

- Các em hoàn thành C2.

ĐVĐ: Chúng ta đã nghiên cứu các đặc điểm về chuyển động thẳng đều. Trong thực tế thì hầu hết các chuyển động là chuyển động biến đổi, nghĩa là chuyển động đó có vận tốc luôn biến đổi. Ví dụ:…

Chủ yếu là chuyển động

thẳng biến đổi đều.

CH: Thế nào gọi là chuyển động thẳng biến đổi đều?

Gợi ý: Quỹ đạo của chuyển động? Độ lớn của vận tốc tức thời thay đổi như thế nào trong quá trình chuyển động?

 Có thể phân chuyển động thẳng biến đổi đều thành các dạng chuyển động nào?

Từng cá nhân đọc SGK hoặc suy nghĩ để trả lời câu hỏi của GV.

- Ta phải tìm tốc độ tại điểm đó.

- Trong khoảng thời gian rất ngắn, độ lớn vận tốc thay đổi không đáng kể, có thể dùng công thức tính tốc độ trong chuyển động thẳng đều.

- Cá nhân hoàn thành C1

- Đọc SGK trả lời: vận tốc tức thời đặc trưng cho phương chiều của chuyển động.

- Xác định các yếu tố của vectơ vận tốc tức thời

- Có phụ thuộc: Nếu vận tốc tức thời cùng chiều (+) cđ thì mang giá trị (+) ngược lại mang giá trị âm.

- Nghiên cứu SGK để trả lời các câu hỏi của gv.

- Có thể phân chuyển động thẳng biến đổi đều thành chuyển động thẳng nhanh dần đều và chuyển động thẳng chậm dần đều.

I. Vận tốc tức thời. Chuyển động thẳng biến đổi đều.

1. Độ lớn của vận tốc tức thời.

*Chú ý: Vì chuyển động ta xét là chuyển động thẳng 1 chiều nên độ lớn vận tốc tức thời = tốc độ tức thời.

 với (∆t<< nhỏ) (1) gọi là độ lớn của vận tốc tức thời của vật tại một điểm.

+ Cho ta biết tại điểm đó vật chuyển động nhanh hay chậm.

2. Vectơ vận tốc tức thời.

Xét chuyển động thẳng 1 chiều.

: độ dời.

Đặc điểm

- Gốc là vật( chất điểm)

- Phương là đường thẳng quỹ đạo.

- Chiều là chiều chuyển động

- Độ dài biễu diễn cho độ lớn của vận tốc tức thời.

- Giá trị đại số của  đgl vận tốc.

Vận tốc là một đại lượng vectơ

3. Chuyển động thẳng biến đổi đều.

a) ĐN: Chuyển động thẳng biến đổi đều là chuyển động mà quỹ đạo là đường thẳng và có độ lớn của vận tốc tức thời tăng đều, hoặc giảm đều theo thời gian.

b) Phân loại chuyển động thẳng biến đổi đều: Có 2 loại.

- Chuyển động có độ lớn của vận tốc tức thời tăng đều theo thời gian gọi là chuyển động thẳng nhanh dần đều.

- Chuyển động có độ lớn của vận tốc tức thời giảm đều theo thời gian gọi là chuyển động thẳng chậm dần đều.

* Chú ý: Khi nói  vận tốc của vật tại vị trí hoặc thời điểm nào đó, ta hiểu là vận tốc tức thời.

Như vậy trong cđ thẳng nhanh dần đều vận tốc tức thời tại các điểm khác nhau thì ntn?

- Để mô tả tính chất nhanh hay chậm của chuyển động thẳng đều thì chúng ta dùng khái niệm vận tốc.

CH: Đối với chuyển động thẳng biến đổi thì có dùng được khái niệm vận tốc để mô tả tính chất nhanh hay chậm của chuyển động không?

GV TB - Trong chuyển động thẳng biến đổi đều đặc trưng cho sự biến đổi vận tốc nhanh hay chậm là gia tốc. Tìm hiểu khái niệm gia tốc.

- TB các điều kiện ban đầu:

   + Thời điểm t₀, vận tốc là v₀.

   + Thời điểm t, vận tốc là v.

→ Trong thời gian ∆t = t – t₀ , vận  tốc biến đổi được là ∆v.

CH: Nhận xét mối quan hệ giữa ∆v và ∆t?

∆v = a ∆t.

- TB: Vì đây là chuyển động thẳng nhanh dần đều đều nên a là hằng số

CH: Hãy cho biết nếu trong cùng một khoảng thời gian, độ biến thiên của vận tốc phụ thuộc như thế nào vào a?

GV KL: Vì a có thể đặc trưng cho sự biến đổi nhanh hay chậm của vận tốc nên a gọi là gia tốc.

CH: YC HV đọc khái niệm gia tốc, tìm hiểu đơn vị của gia tốc.

CH: Thử đánh giá xem gia tốc là đại lượng vectơ hay đại lượng vô hướng? Vì sao?

 Vectơ  có chiều cùng chiều với vectơ nào?

CH: Có kết luận gì về phương, chiều của vectơ  trong chuyển động thẳng, nhanh dần đều?

CH:  Trong chuyển động thẳng đều thì gia tốc có độ lớn là bao nhiêu? Vì sao?

CH: Hãy so sánh dấu của a và v.

- Khác nhau là Giá trị này luôn tăng trong quá trình chuyển động.

- Không; Vì vận tốc luôn thay đổi.

Các HV cùng GV tham gia xây dựng biểu thức tính gia tốc.

+ Tỉ lệ thuận

- Trong cùng khoảng thời gian, nếu a càng lớn thì độ biến thiên vận tốc càng lớn (vận tốc biến đổi càng nhanh) và ngược lại.

- HV suy ra biểu thức tính gia tốc.

- Đọc khái niệm gia tốc, từ biểu thức rút ra đơn vị của vận tốc.

- Thảo luận để đánh giá tính có hướng của đại lượng gia tốc.

Thảo luận để đánh giá tính có hướng của đại lượng gia tốc.

Dùng kiến thức về tổng hợp hai véc tơ cùng nằm trên một đường thẳng để xét chiều của vectơ  từ đó suy ra chiều của vectơ .

HV dựa vào các kiến thức về chuyển động thẳng đều để trả lời câu hỏi của GV.

- a và v cùng dấu.

II. Chuyển động thẳng nhanh dần đều.

1. Gia tốc trong chuyển động thẳng nhanh dần đều.

a. Khái niệm gia tốc:

Biểu thức độ lớn:  

Gia tốc của chuyển động là đại lượng xác định bằng thương số giữa độ biến thiên vận tốc và khoảng thời gian vận tốc biến thiên.

∆V = V - V₀ độ biến thiên (tăng) vận tốc trong khoảng thời gian ∆t (∆t = t - t₀)

Đặc điểm:

- Gia tốc chuyển động cho biết vận tốc biến thiên nhanh hay chậm theo thời gian.

Đơn vị:   m/s².

b. Vectơ gia tốc.

Vì vận tốc là đại lượng vectơ nên gia tốc cũng là đại lượng vectơ.

Khi vật CĐTNDĐ, vectơ gia tốc  có đặc điểm sau:

- Gốc là vật (Chất điểm)

- Phương là đường thẳng quỹ đạo.

- Chiều là chiều của véc tơ vận tốc.

- Độ dài biễu diễn cho độ lớn gia tốc.

- Giá trị a.v > 0

(a, v giá trị đại số)

Từ CT gia tốc ta có thể xác định được vận tốc tại một thời điểm của một vị trí nào đó. Em hãy xây dựng công thức tính vận tốc của chuyển động thẳng nhanh dần đều từ biểu thức tính gia tốc?

CH:  Có thể biểu diễn vận tốc tức thời của chuyển động thẳng nhanh dần đều bằng đồ thị có dạng như thế nào trên hệ trục toạ độ có trục tung là vận tốc, trục hoành là thời gian?

- Hoàn thành yêu cầu C3.

CH:  Nhận xét gì về đồ thị vận tốc - toạ độ?

- Từng em hoàn thành C4, 5

- Các em tự tìm ra mối quan hệ giữa gia tốc, vận tốc và quãng đường đi được [gợi ý: từ 2 biểu thức (2) & (4)]

- Từng HV hoàn thành yêu cầu của GV.

v = v₀ + at

- HV dựa vào cách vẽ đồ thị toạ độ - thời gian của chuyển động thẳng đều để xác định dạng đồ thị vận tốc - thời gian của chuyển động thẳng nhanh dần đều

- Từng em hoàn thành C4, 5

- Hv tự tìm mối quan hệ:

…………

V² - V₀² = 2as (5)

2. Vận tốc của CĐTNDĐ.

a. Công thức tính vận tốc.

Từ biểu thức gia tốc

+ Ta lấy gốc thời gian ở thời điểm t₀ (t₀ = 0) → ∆t = t

+ Thay vào (*):

 suy ra

V = V₀ + at (3) gọi là công thức tính vận tốc.

Cho ta biết vận tốc của vật ở những thời điểm khác nhau.

b. Đồ thị vận tốc – thời gian.

- Biễu diễn sự phụ thuộc của vận tốc vào thời gian t.

Nhận xét đặc điểm đồ thị:

- Là đường thẳng dốc.

- ....( giống đồ thị toạ độ-tg)

3. Công thức tính quãng đường đi được của CĐTNDĐ.

gọi là công thức tính quãng đường đi được của CĐTNDĐ

4. Công thức liên hệ giữa gia tốc, vận tốc, quãng đường đi được của CĐTNDĐ.

Từ (3) và (4) ta suy ra:

V² - V₀² = 2as (5)

* Chú ý: Công thức quãng đường áp dụng cho chuyển động thẳng một chiều có chiều (+) là chiều chuyển động

HOẠT ĐỘNG 3: Hoạt động luyện tập (10')

Mục tiêu: Luyện tập củng cố nội dung bài học

Phương pháp dạy học:  Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: giải quyết vấn đề, năng lực hợp tác, năng lực xử lí tình huống, năng lực giao tiếp, năng lực nhận thức, điều chỉnh hành vi, tư duy sáng tạo

GV giao nhiệm vụ cho học sinh làm bài tập trắc nghiệm:

Câu 1: Với chiều (+) là chiều chuyển động, trong công thức s = 1/sat² + v₀t của chuyển động thẳng biến đổi đều, đại lượng có thể có giá trị dương hay giá trị âm là:

    A. Gia tốc

    B. Quãng đường.

    C. Vận tốc

    D. Thời gian.

Câu 2: Trong các trường hợp sau đây. Trường hợp nào không thể xảy ra cho một vật chuyển động thẳng?

    A. vận tốc có giá trị (+) ; gia tốc có giá trị (+).

    B. vận tốc là hằng số ; gia tốc thay đổi.

    C. vận tốc có giá trị (+) ; gia tốc có giá trị (-).

    D. vận tốc có giá trị (-) ; gia tốc có giá trị (+).

Câu 3: Một vật tăng tốc trong một khoảng thời gian nào đó dọc theo trục Ox. Vậy vận tốc và gia tốc của nó trong khoảng thời gian này có thể:

    A. vận tốc có giá trị (+) ; gia tốc có giá trị (-).

    B. vận tốc có giá trị (-) ; gia tốc có giá trị (-).

    C. vận tốc có giá trị (-) ; gia tốc có giá trị (+).

    D. vận tốc có giá trị (+) ; gia tốc có giá trị bằng 0.

Câu 4: Một chiếc bắt đầu tăng tốc từ nghỉ với gia tốc 2 m/s². Quãng đường xe chạy được trong giây thứ hai là

    A. 4 m.

    B. 3 m.

    C. 2 m.

    D. 1 m.

Câu 5: Một chiếc xe đang chạy với tốc độ 36 km/h thì tài xế hãm phanh, xe chuyển động thẳng chậm dần đều rồi dừng lại sau 5s. Quãng đường xe chạy được trong giây cuối cùng là

    A. 2,5 m.

    B. 2 m.

    C. 1,25 m.

    D. 1 m.

Câu 6: Một chiếc xe bắt đầu tăng tốc từ v₁ = 36 km/h đến v₂ = 54 km/h trong khoảng thời gian 2s. Quãng đường xe chạy trong thời gian tăng tốc này là

    A. 25 m.

    B. 50 m.

    C. 75 m.

    D. 100 m.

Câu 7: Một chiếc xe đang chạy trên đường thẳng thì tài xế tăng tốc độ với gia tốc bằng 2 m/s² trong khoảng thời gian 10s. Độ tăng vận tốc trong khoảng thời gian này là

    A. 10 m/s.

    B. 20 m/s.

    C. 15 m/s.

    D. không xác định được vì thiếu dữ kiện.

Câu 8: Một chiếc xe chuyển động chậm dần đều trên đường thẳng. Vận tốc khi nó qua A là 10 m/s, và khi đi qua B vận tốc chỉ còn 4 m/s. Vận tốc của xe khi nó đi qua I là trung điểm của đoạn AB là

    A. 7 m/s.

    B. 5 m/s.

    C. 6 m/s.

    D. 7,6 m/s.

Câu 9: Một chiếc xe đua được tăng tốc với gia tốc không đổi từ 10 m/s đến 30 m/s trên một đoạn đường thẳng dài 50 m. Thời gian xe chạy trong sự tăng tốc này là

    A. 2 s.

    B. 2,5 s.

    C. 3 s.

    D. 5 s.

Câu 10: Một vật nhỏ bắt đầu trượt từ trạng thái nghỉ xuống một đường dốc với gia tốc không đổi là 5 m/s². Sau 2 s thì nó tới chân dốc Quãng đường mà vật trượt được trên đường dốc là

    A. 12,5 m.

    B. 7,5 m.

    C. 8 m.

    D. 10 m.

Câu 11: Một chiếc xe chạy trên đường thẳng với vận tốc ban đầu là 12 m/s và gia tốc không đổi là 3 m/s² trong thời gian 2 s. Quãng đường xe chạy được trong khoảng thời gian này là

    A. 30 m.

    B. 36 m.

    C. 24 m.

    D. 18 m.

Hướng dẫn giải và đáp án

HOẠT ĐỘNG 4: Hoạt động vận dụng (8’)

Mục tiêu: Vận dụng làm bài tập

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: giải quyết vấn đề, năng lực hợp tác, năng lực xử lí tình huống, năng lực giao tiếp, năng lực nhận thức, điều chỉnh hành vi, tư duy sáng tạo

- Viết công thức vận tốc tức thời của vật chuyển động tại 1 điểm trên quỹ đạo? Vectơ VTTT tại 1 điểm trong chuyển động thẳng được xác định như thế nào?

- Cho biết khái niệm của chuyển động thẳng biến đổi? CĐTNDĐ?

- Viết công thức tính vận tốc, gia tốc, quãng đường đi được và mối quan hệ giữa chúng trong CĐTNDĐ?

- HV đọc phần ghi nhớ trong SGK.

- Cá nhân trả lời câu hỏi của GV và làm bài tập trong SGK

HOẠT ĐỘNG 5: Hoạt động tìm tòi và mở rộng (2’)

Mục tiêu: Tìm tòi và mở rộng kiến thức, khái quát lại toàn bộ nội dung kiến thức đã học

Phương pháp dạy học:  Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: giải quyết vấn đề, năng lực hợp tác, năng lực xử lí tình huống, năng lực giao tiếp, năng lực nhận thức, điều chỉnh hành vi, tư duy sáng tạo

Vẽ sơ đồ tư duy khái quát lại nội dung bài học

- Về nhà làm BT và chuẩn bị tiếp phần còn lại của bài cần nắm đc: thế nào là chuyển động chậm dần đều? Ct tính v, s của chuyển động chậm dần đều.

- Tổng kết bài học và nhận xét.

- Ghi câu hỏi và bài tập về nhà.

- Tiếp nhận nhiệm vụ học tập.