Bài giảng Vật lí 10 - Bài 3: Chuyển động biến đổi đều

Nội dung text: Bài giảng Vật lí 10 - Bài 3: Chuyển động biến đổi đều

1. Trong một cuộc đua xe ô tô công thức 1, xe ô tô của 2 tay đua nổi tiếng là Hamilton và Nico Rosberg đang ở trước vạch xuất phát. Khi còi báo hiệu cuộc đua bắt đầu, hai xe tăng tốc từ trạng thái nghỉ. Sau 3s, xe đua của Hamilton đạt đến vận tốc 80km/h còn xe đua của Nico Rosberg đạt đến vận tốc 100km/h. Xe nào tăng tốc nhanh hơn? Vì sao?
2. Trong một cuộc thi chạy marathon, kể từ lúc xuất phát vận động viên A chạy được một quãng đường là 10m trong 5s, vận động viên B chạy được quãng đường 10m trong 3s. Vận động viên nào tăng tốc nhanh hơn? Vì sao?
3. Bạn Thành đi xe máy từ nhà đến trường, bạn Thành tăng tốc từ trạng thái nghỉ với vận tốc ban đầu là 0m/s. Cùng lúc đó bạn Đạt phóng xe đạp điện đi ngang qua và cũng đang tăng tốc với vận tốc ở thời điểm đi ngang qua bạn Thành là 2m/s. Sau 5s thì khoảng cách giữa bạn Thành và bạn Đạt giảm còn 1m. Xe của bạn nào tăng tốc nhanh hơn? Vì sao?
4. BÀI 4. CHUYỂN ĐỘNG THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU
5. Xét bài toán: Một chất điểm chuyển động trên một đường thẳng với vận tốc tăng theo thời gian như bảng sau: t (s) 0 1 2 3 v (m/s) 0 5 10 15 Cứ trong 1s, vận tốc của vật đã biến đổi một lượng bằng bao nhiêu? Độ biến đổi vận tốc của vật trong thời gian 1s gọi là gia tốc của vật.
6. 1. GIA TỐC TRONG CHUYỂN ĐỘNG THẲNG Đại lượng vật lí đặc trưng cho độ biến đổi nhanh hay chậm của vận tốc gọi là gia tốc. a. Gia tốc trung bình 풕 푣1 풕 푣2 A B - Thương số ∆푣 푣 −푣 = 2 1 ∆푡 푡2−푡1 được gọi là vectơ gia tốc trung bình của chất điểm trong khoảng thời gian ∆푡. Kí hiệu: 푡
7. 1. GIA TỐC TRONG CHUYỂN ĐỘNG THẲNG a. Gia tốc trung bình - Vectơ gia tốc trung bình có phương trùng với quỹ đạo. - Giá trị đại số của vectơ gia tốc trung bình: 푣2 − 푣1 ∆푣 푡 = = 푡2 − 푡1 ∆푡 - Đơn vị: /푠2
8. 1. GIA TỐC TRONG CHUYỂN ĐỘNG THẲNG b. Gia tốc tức thời - Vectơ gia tốc tức thời: 푣 −푣 ∆푣 Ԧ = 2 1 = (∆푡 rất nhỏ) 푡2−푡1 ∆푡 - Vectơ gia tốc tức thời đặc trưng cho sự biến đổi nhanh hay chậm của vectơ vận tốc của chất điểm. - Giá trị đại số của vectơ gia tốc tức thời (gọi tắt là gia tốc tức thời). 푣 −푣 ∆푣 = 2 1 = (∆푡 rất nhỏ) 푡2−푡1 ∆푡
9. Xét bài toán: Một chất điểm M chuyển động từ vị trí A đến các vị trí B, C và D. Khoảng thời gian để chuyển động đến các điểm liên tiếp nhau là 2s. Vận tốc của chất điểm M tại các vị trí A, B, C và D lần lượt là 5m/s, 10m/s, 15m/s, 20m/s. Tính gia tốc trung bình của chất điểm M trên đoạn đường AB, AC, CD và gia tốc trung bình trên cả đoạn đường. Nhận xét: - Gia tốc trung bình trong những khoảng thời gian khác nhau trên đoạn đường AB, AC, CD và AD bằng nhau. - Vận tốc chất điểm M tăng đều trong những khoảng thời gian bằng nhau. Chất điểm M chuyển động thẳng biến đổi đều.
10. 2. CHUYỂN ĐỘNG THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU a. Định nghĩa - Chuyển động thẳng biến đổi đều là chuyển động thẳng trong đó gia tốc tức thời không đổi. b. Sự biến đổi vận tốc theo thời gian. Xét một chất điểm M chuyển động trên một đường thẳng. Chọn một chiều dương trên quỹ đạo. Gọi 푣, 푣0 lần lượt là vận tốc của chất điểm tại thời điểm 푡 và 푡0. Gia tốc a là không đổi. Tính vận tốc của vật tại thời điểm 푡 theo 푣0 và a? - Công thức vận tốc trong chuyển động thẳng biến đổi đều: 푣 = 푣0 + 푡 TH1: Nếu a.v>0 ⇒ chuyển động thẳng nhanh dần đều (CĐ NDĐ). TH2: Nếu a.v<0 ⇒ chuyển động thẳng chậm dần đều (CĐ CDĐ).
11. 2. CHUYỂN ĐỘNG THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU c. Đồ thị vận tốc theo thời gian Nhận xét: - Đồ thị của vận tốc theo thời gian t là một đường thẳng cắt trục tung tại điểm 푣 = 푣0 và có hệ số góc bằng gia tốc của chất điểm. 푣 − 푣 푡 푛훼 = 0 = 푡