Bài giảng Vật lí Lớp 10 (Sách Chân trời sáng tạo) - Bài 5: Chuyển động tổng hợp - Năm học 2022-2023

Nội dung text: Bài giảng Vật lí Lớp 10 (Sách Chân trời sáng tạo) - Bài 5: Chuyển động tổng hợp - Năm học 2022-2023

1. Bài 5: Chuyển động tổng hợp
2. Khởi động Bạn C đứng bên đường nhìn thấy bạn B đang chuyển động ra xa trong khi bạn A lại thấy bạn B ngồi yên trên tàu. Tại sao? A B C
3. Thảo luận Hãy mô tả chuyển động của các đối tượng trong hình sau: a) Bé trai đối với bố trên thang cuộn và đối b) Thuyền giấy đối với nước và đối với đứa với mẹ đang đứng yên trên mặt đất. bé quan sát đứng yên trên mặt đất. Bé trai: - đứng yên đối với bố Thuyền giấy: - đứng yên đối với nước - chuyển động đối với mẹ - chuyển động đối với đứa bé
4. Độ dịch chuyển tổng hợp – Vận tốc tổng hợp Tính tương đối của chuyển động Hệ quy chiếu đứng yên: Hệ quy chiếu chuyển động: hệ quy hệ quy chiếu gắn với vật làm gốc chiếu gắn với vật làm gốc chuyển được quy ước là đứng yên động so với hệ quy chiếu đứng yên Vd: tàu hoả chuyển động so với sân ga, bậc thang Vd: như sân ga, người quan sát đứng cuộn khi đang hoạt động so với mặt đất và dòng yên trên mặt đất. nước đang trổi so với người đứng yên trên mặt đất
5. Độ dịch chuyển tổng hợp – Vận tốc tổng hợp Độ dịch chuyển tổng hợp- vận tốc tổng hợp Xét độ dịch chuyển của bạn B khi đi từ cuối đến đầu toa tàu đang chuyển động, ta quy ước: 풅 풅 풅 + Vật số 1 (người): vật chuyển động đang xét. + Vật số 2 (toa tàu): vật chuyển động được chọn làm gốc của HQC chuyển động. + Vật số 3 (đường ray): vật đứng yên được chọn làm gốc của HQC đứng yên. Độ dịch chuyển tổng hợp: 풅 = 풅 + 풅
6. Độ dịch chuyển tổng hợp – Vận tốc tổng hợp Độ dịch chuyển tổng hợp- vận tốc tổng hợp Vận tốc tổng hợp: 풗 = 풗 + 풗 Vận tốc tuyệt đối (vận tốc của vật đối với HQC đứng yên) bằng tổng vận tốc tương đối (vận tốc của vật đối với HQC chuyển động) và vận tốc kéo theo (vận tốc của HQC chuyển động đối với HQC đứng yên).
7. Thảo luận Em hãy đưa ra dự đoán để so sánh thời gian chuyển động của thuyền khi chạy xuôi dòng và khi chạy ngược dòng giữa hai vị trí cố định trên bờ sông
8. Độ dịch chuyển tổng hợp – Vận tốc tổng hợp Độ dịch chuyển tổng hợp- vận tốc tổng hợp Ý nghĩa: a) Xuôi dòng b) Ngược dòng Vận tốc dòngVận nước tốc dòng nước 풗 풗 풗 풗 풗 풗 + Khi xuôi dòng trên sông, nhờ có thêm + Khi ngược dòng, vì có thêm sự sự chuyển động cùng chiều của dòng chuyển động ngược lại của dòng nước nên thuyền sẽ có tốc độ lớn hơn nước nên thuyền sẽ có tốc độ nhỏ so với khi nước không chảy. hơn so với khi nước không chảy
9. Độ dịch chuyển tổng hợp – Vận tốc tổng hợp Vận tốc tổng hợp: 풗 = 풗 + 풗 Các trường hợp riêng: + Khi vận tốc tương đối V12 và vận tốc kéo theo V23 cùng phương cùng chiều (thuyền chạy xuôi dòng): V13 Độ lớn: V13 = V12 + V23 V V12 23 + Khi vận tốc tương đối V12 và vận tốc kéo theo V23 cùng phương ngược chiều (thuyền chạy ngược dòng): V12 Độ lớn: V13 = |V12- V23| V13 V23
10. Luyện tập Trên đường đi học, một bạn phát hiện để quên tài liệu học tập ở nhà. Vì vậy, đã gọi điện thoại nhờ anh trai của mình đem đến giúp. Giả sử hai người cùng chuyển động thẳng đều. Áp dụng công thức vận tốc tổng hợp, hãy giải thích trong trường hợp nào dưới đây bạn đó sẽ nhận được tài liệu nhanh hơn. 풗 풗 a) Anh trai chạy đuổi theo với vận tốc 풗 , trong khi bạn đó tiếp tục chạy cùng chiều với vận tốc 풗 (풗 > 풗 ) 풗 풗 b) Anh trai chạy đến chỗ bạn đó với vận tốc 풗 , trong khi bạn đó chạy ngược lại với vận tốc 풗 .
11. Độ dịch chuyển tổng hợp – Vận tốc tổng hợp Vận dụng công thức tính tốc độ, vận tốc VD 1: Một xe chạy liên tục trong 2,5 giờ, trong 1 giờ đầu tốc độ trung bình của xe 60 km/h, trong khoảng thời gian còn lại, chạy với tốc độ trung bình 40 km/h. Tính tốc độ trung bình của xe trong toàn bộ khoảng thời gian chuyển động. 60km/h 40km/h 1h 2,5h Bài giải 푣1∆푡1+푣2∆푡1 60.1+40.1,5 Tốc độ trung bình của xe: 푣푡 = = = 48 km/h ∆푡1+∆푡2 1+1,5
12. Độ dịch chuyển tổng hợp – Vận tốc tổng hợp Vận dụng công thức tính tốc độ, vận tốc VD 2: Trong một giải đua xe đạp, đài truyền hình phải cử các mô tô chạy theo các vận động viên để ghi hình chặng đua. Khi mô tô đang quay hình vận động viên cuối cùng, vận động viên dẫn đầu đang cách xe mô tô một đoạn 10 km. Xe mô tô tiếp tục chạy để quay hình các vận động viên khác và bắt kịp vận động viên dẫn đầu sau 30 phút. Tính tốc độ của vận động viên dẫn đầu, xem như các xe chuyển động với tốc độ không đổi trong quá trình nói trên và biết tốc độ của xe mô tô là 60 km/h.
13. Độ dịch chuyển tổng hợp – Vận tốc tổng hợp Vận dụng công thức tính tốc độ, vận tốc 풗 풌 /풉 풗 풌 /풉 10km, 30 phút Gọi vận tốc của mô tô đối với mặt đường: 풗 vận tốc vận động viên đua xe đạp đối với mặt đường: 풗 vận tốc tương đối của xe mô tô đối với vận động viên: 풗 Xét trong HQC gắn với vận động viên, thời gian xe mô tô bắt kịp vận động viên: ∆푡 = 풗 10 Do đó: 풗 = = = 20 /ℎ ∆푡 0.5 Theo công thức công vận tốc: 풗 = 풗 + 풗 Khi hai xe chuyển động cùng chiều: 풗 =풗 + 풗 Tốc độ của vận động viên dẫn đầu là: 풗 =풗 − 풗 = 60 – 20 = 40 km/h
14. Luyện tập Một đoàn tàu đang chuyển động đều với tốc độ 8 m/s và có một người soát vé đang ổn định khách trong toa tàu. Một học sinh đứng bên đường thấy người soát vé đi với vận tốc bằng bao nhiêu trong các trường hợp sau: a) Người soát vé đi với tốc độ 1,5 m/s về phía đuôi tàu. b) Người soát vé đi với tốc độ 1,5 m/s về phía đầu tàu. c) Người soát vé đứng yên trên tàu.
15. Vận dụng Nêu một số tình huống thực tiễn thể hiện ứng dụng tính chất tương đối của chuyển động. Chọn đường đi xuôi dòng thuyền sẽ đi Khi phóng vệ tinh người ta phóng nhanh hơn cùng chiều quay của trái đất
16. Tính tương đối của chuyển động  Trường hợp 1: các vận tốc cùng phương, cùng chiều với vận tốc (Thuyền chạy xuôi dòng nước): Theo hình vẽ ta có: vvv131223=+ vvv=+ Về độ lớn: 131223  Trường hợp 2: vận tốc tương đối cùng phương, ngược chiều với vận tốc kéo theo (Thuyền chạy ngược dòng nước) Theo hình vẽ ta có: v13=+ v 12 v 23 Về độ lớn: v13 = v12 − v23  Trường hợp 3: vận tốc v có phương vuông góc với vận tốc v  Trường hợp 3: vận tốc v12 có phương vuông góc với vận tốc v23 Theo hình vẽ ta có: v=+ v v Theo hình vẽ ta có: v13=+ v 12 v 23 22 Về độ lớn: v=+ v22 v Về độ lớn: vvv13 =+12 23 1223 v v13  Trường hợp 4: vận tốc có phương với vận tốc góc bất kì v  Trường hợp 4: vận tốc có phương với vận tốc góc bất kì v12 22 vv1223. = v13= v 12 + v 23 + 2. v 12 . v 23 .cos ( 12 23 ) 13 12 23 12 23 v v23