Giáo án ôn thi THPT Quốc gia môn Vật lý Lớp 12 - Ca 1: Bài toán về chuyển động thẳng đều - Nguyễn Duy Bắc

Nội dung text: Giáo án ôn thi THPT Quốc gia môn Vật lý Lớp 12 - Ca 1: Bài toán về chuyển động thẳng đều - Nguyễn Duy Bắc

1. GIAÓ ÁN ÔN THI THPTQG LÍ 12 GV: NGUYỄN DUY BẮC CA 1: BÀI TOÁN VỀ CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU Ngày soạn: 09/12/2018 (ghi trước ít nhất 2-3 ngày) Ngày dạy: lớp 10A1 ngày 12/12/2018; lớp 10A2: ngày 13/12/2018 I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức 2. Kĩ năng: kĩ năng gì? Phát triển kĩ năng gì (tự học, tự nghiên cứu, .) 3. Tư duy, thái độ II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên - Giáo án, phiếu học tập (bổ sung ca 1 bài tập . Cho 10a1) 2. Học sinh III. TIẾN TRÌNH LÊN LỚP Hoạt động 1: (2 phút) Kiểm diện, ổn định tổ chức Hoạt động 2: Hệ thống kiến thức, phân dạng, loại bài dạy (dự kiến cho từng nội dung nhỏ) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Giáo viên yêu cầu học sinh hệ thống - Hoàn thiện yêu cầu của giáo viên các kiến thức liên quan đến dạng của bài học. Cụ thể: Học sinh: Hệ thống được các kiến + Hệ thống kiến thức về chuyển thức về: . động cơ, chuyển động thẳng đều. + Hệ thống kiến thức về - Giáo viên nhận xét và chú ý các điểm học sinh hay sai hoặc nhầm - Học sinh chú ý các nhận xét và ghi như: chép - Giáo viên hướng dẫn hs phương - Học sinh xây dựng pp theo hướng pháp giải. dẫn của giáo viên - Mục tiêu đạt được: . (căn cứ mục tiêu chung ghi chi tiết hơn từng nội dung nhỏ) - Sản phẩm hoạt động: (sản phẩm là nội dung cụ thể nào) (ghi ngắn gọn phần này) Nội dung liên quan Hoạt động 2 Dạng 1. Lập phương trình – Vẽ đồ thị tọa độ của chuyển động thẳng đều (ngắn gọn) * Các công thức + Đường đi trong chuyển động thẳng đều: s = vt + Phương trình chuyển động: x = x0 + v(t – t0). (v > 0 khi chiều chuyển động cùng chiều với chiều dương của trục tọa độ; v < 0 khi chiều chuyển động ngược chiều với chiều dương của trục tọa độ). * Phương pháp giải + Để lập phương trình tọa độ của các vật chuyển động thẳng đều ta tiến hành: - Chọn trục tọa độ (đường thẳng chứa trục tọa độ, gốc tọa độ, chiều dương của trục tọa độ). Chọn gốc thời gian (thời điểm lấy t = 0). - Xác định tọa độ ban đầu và vận tốc của vật hoặc của các vật (chú ý lấy chính xác dấu của vận tốc). - Viết phương trình tọa độ của vật hoặc của các vật. + Để tìm vị trí theo thời điểm hoặc ngược lại ta thay thời điểm hoặc vị trí đã cho vào phương trình tọa độ rồi giải phương trình để tìm đại lượng kia. + Tìm thời điểm và vị trí các vật gặp nhau: Khi các vật gặp nhau thì tọa độ của chúng như nhau  phương trình (bậc nhất) có ẩn số là t, giải phương trình để tìm t (đó là thời điểm các vật gặp nhau); thay t vào một trong các phương trình tọa độ để tìm tọa độ mà các vật gặp nhau. Đưa ra kết luận đầy đủ theo yêu cầu của bài toán. TRƯỜNG THPT YÊN DŨNG SỐ 2 Tr1
2. GIAÓ ÁN ÔN THI THPTQG LÍ 12 GV: NGUYỄN DUY BẮC + Để vẽ đồ thị tọa độ của các vật chuyển động thẳng đều ta tiến hành: - Chọn trục tọa độ, gốc thời gian (hệ trục tọa độ Oxt). - Lập bảng tọa độ-thời gian (x, t). Lưu ý phương trình tọa độ của chuyển động thẳng đều là phương trình bậc nhất nên đồ thị tọa độ của chuyển động thẳng đều là đường thẳng do đó ta chỉ cần xác định 2 điểm trên đường thẳng đó là đủ, trừ trường hợp đặc biệt trong quá trình chuyển động vật ngừng lại một thời gian hoặc thay đổi tốc độ, khi đó ta phải xác định các cặp điểm khác. - Vẽ đồ thị tọa độ bằng cách vẽ đường thẳng hoặc các đoạn thẳng, nữa đường thẳng qua từng cặp điểm đã xác định. + Tìm vị trí theo thời điểm hoặc ngược lại: Từ thời điểm hoặc vị trí đã cho dựng đường vuông góc với trục tọa độ tương ứng đến gặp đồ thị, từ điểm gặp đồ thị dựng đường vuông góc với trục còn lại, đường này gặp trục còn lại ở vị trí hoặc thời điểm cần tìm. + Tìm thời điểm và vị trí các vật gặp nhau: Từ điểm giao nhau của các đồ thị tọa độ hạ các đường vuông góc với các trục các đường này sẽ gặp các trục tọa độ tại các thời điểm và vị trí mà các vật gặp nhau. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Giáo viên hướng dẫn học sinh giải - Hoàn thiện yêu cầu của giáo viên các bài tập theo kiến thức liên quan đến dạng của bài học. Cụ thể: Học sinh: Giải được bài tập theo + Bài tập về chuyển động cơ, các kiến thức liên quan theo hướng chuyển động thẳng đều. dẫn + bài tập về các phương trình chuyển động thẳng đều. - Giáo viên nhận xét và chú ý các điểm học sinh hay sai hoặc nhầm - Học sinh chú ý các nhận xét và ghi như: chép - Giáo viên yêu cầu hs trình bày chi - Học sinh giải hoàn thiện theo tiết hướng dẫn của giáo viên - Giáo viên cùng học sinh nhận xét bài giải Nội dung liên quan đến Hoạt động2 * Bài tập Dạng 1. Lập phương trình – Vẽ đồ thị tọa độ của chuyển động thẳng đều 1. Hai người đi bộ cùng chiều trên một đường thẳng, người thứ nhất đi với vận tốc không đổi bằng 0,8 m/s. Người thứ hai đi với vận tốc không đổi 2,0 m/s. Biết hai người cùng xuất phát từ cùng một vị trí. a) Nếu người thứ hai đi không nghỉ thì sau bao lâu sẽ đến một địa điểm cách nơi xuất phát 780 m? b) Người thứ hai đi được một đoạn đường thì dừng lại, sau 5,5 phút thì người thứ nhất đến. Hỏi vị trí đó cách nơi xuất phát bao xa và người thứ hai phải mất thời gian bao lâu để đi đến đó? 2. Lúc 7 giờ sáng một xe ô tô xuất phát từ tỉnh A đi đến tỉnh B với vận tốc 60 km/h. Nữa giờ sau một ô tô khác xuất phát từ tỉnh B đi đến tỉnh A với vận tốc 40 km/h. Coi đường đi giữa hai tỉnh A và B là đường thẳng, cách nhau 180 km và các ô tô chuyển động thẳng đều. a) Lập phương trình chuyển động của các xe ôtô. b) Xác định vị trí và thời điểm mà hai xe gặp nhau. c) Xác định các thời điểm mà các xe đi đến nơi đã định. 3. Một xe khởi hành từ địa điểm A lúc 8 giờ sáng đi tới địa điểm B cách A 110 km, chuyển động thẳng đều với vận tốc 40 km/h. Một xe khác khởi hành từ B lúc 8 giờ 30 phút sáng đi về A, chuyển động thẳng đều với vận tốc 50 km/h. Vẽ đồ thị tọa độ-thời gian của hai xe và dựa vào đó xác định khoảng cách giữa hai xe lúc 9 giờ sáng và thời điểm, vị trí hai xe gặp nhau. 4. Một xe máy xuất phát từ A lúc 6 giờ và chạy với vận tốc 40 km/h để đi đến B. Một ô tô xuất phát từ B lúc 8 giờ và chạy với vận tốc 80 km/h theo chiều cùng chiều với xe máy. Cọi chuyển động của ô tô và xe máy là thẳng đều. Khoảng cách giữa A và B là 20 km. a) Viết phương trình chuyển động của xe máy và ô tô. b) Vẽ đồ thị tọa độ-thời gian của xe máy và ô tô. Dựa vào đồ thị hãy xác định vị trí và thời điểm ô tô đuổi kịp xe máy. TRƯỜNG THPT YÊN DŨNG SỐ 2 Tr2
3. GIAÓ ÁN ÔN THI THPTQG LÍ 12 GV: NGUYỄN DUY BẮC 5. Đồ thị chuyển động của hai xe được biểu diễn như hình vẽ. a) Lập phương trình chuyển động của mỗi xe. b) Dựa trên đồ thị xác định vị trí và khoảng cách giữa hai xe sau thời gian 1,5 giờ kể từ lúc xuất phát. Hướng dẫn giải (ngắn gọn) Dạng 1. Lập phương trình – Vẽ đồ thị tọa độ của chuyển động thẳng đều 1. Chọn trục tọa độ Ox trùng với đường thẳng hai người đi, gốc O tại vị trí xuất phát; chiều dương cùng chiều chuyển động của hai người. Chọn gốc thời gian (t = 0) lúc hai người xuất phát. Với người thứ nhất: x01 = 0; v1 = 0,8 m/s; t01 = 0. Với người thứ hai: x02 = 0; v2 = 2,0 m/s; t02 = 0. Phương trình chuyển động của họ: x1 = v1t = 0,9t; x2 = v2t = 2t. x2 a) Khi x2 = 780 m thì t = = 390 s = 6,5 phút. Vậy sau 6,5 phút thì người thứ hai đến vị trí cách nơi v2 xuất phát 780 m. b) Sau t = 5,5 phút = 330 s thì x1 = x2 = v1t = 264 m; x2 t2 = = 132 s = 2 phút 12 giây. Vậy người thứ hai dừng lại cách nơi xuất phát 264 m và người này phải v2 mất 2 phút 12 giây để đi đến đó. 2. Chọn trục tọa độ Ox trùng với đường thẳng nối A, B; gốc tọa độ O tại A; chiều dương từ A đến B. Chọn gốc thời gian (t = 0) lúc 7 giờ sáng. Với xe xuất phát từ A: x01 = 0; v1 = 60 km/h; t01 = 0. Với xe xuất phát từ B: x02 = 180 km; v2 = - 40 km/h; t02 = 0,5 h. a) Phương trình tọa độ của hai xe: x1 = x01 + v1(t – t01) = 60t (1) x2 = x02 + v2(t – t02) = 180 – 40(t – 0,5) (2) b) Khi hai xe gặp nhau: x1 = x2  60t = 180 – 40(t – 0,5)  t = 2 (h); thay t vào (1) hoặc (2) ta có x1 = x2 = 120 km. Vậy hai xe gặp nhau sau 2 giờ kể từ lúc 7 giờ sáng, tức là lúc 9 giờ sáng và vị trí gặp nhau cách A 120 km. c) Khi các xe đến nơi đã định thì: x1 = 180 km; x2 = 0 x1 x02  t1 = = 3 (h); t2 = - + 0,5 = 5 (h). Vậy xe xuất phát từ A đến B sau 3 giờ kể từ lúc 7 giờ sáng, tức là v1 v2 vào lúc 10 giờ sáng còn xe xuất phát từ B đến A sau 5 giờ kể từ lúc 7 giờ sáng tức là vào lúc 12 giờ trưa. 3. Chọn trục tọa độ Ox trùng với đường thẳng nối A, B; gốc tọa độ O tại A, chiều dương từ A đến B. Chọn gốc thời gian (t = 0) lúc 8 giờ sáng. Bảng (x1, x2, t): t (h) 0 0.5 1 1.5 2 2.5 x1 (km) 0 20 40 60 80 100 x2 (km) 110 110 85 60 35 10 Đồ thị tọa độ-thời gian: d1 là đồ thị của xe khởi hành từ A; d 2 là đồ thị của xe khởi hành từ B. Dựa vào đồ thị ta thấy: Lúc 9 giờ sáng (t = 1) thì x 1 = 40 km; x2 = 85 km. Vậy khoảng cách giữa hai xe lúc đó là x = x 2 – x1 = 35 km. Đồ thị giao nhau tại vị trí có x1 = x2 = 60 km và t1 = t2 = 1,5 h, tức là hai xe gặp nhau tại vị trí cách A 60 km và vào lúc 9 h 30 sáng. 4. Chọn trục tọa độ Ox trùng với đường thẳng nối A, B; gốc tọa độ O tại A, chiều dương từ A đến B. Chọn gốc thời gian (t = 0) lúc 6 giờ sáng. Với xe máy xuất phát từ A: x01 = 0; v1 = 40 km/h; t01 = 0. Với xe ô tô xuất phát từ B: x02 = 20 km; v2 = 80 km/h; t02 = 2 h. a) Phương trình tọa độ của hai xe: x1 = x01 + v1(t – t01) = 40t; TRƯỜNG THPT YÊN DŨNG SỐ 2 Tr3
4. GIAÓ ÁN ÔN THI THPTQG LÍ 12 GV: NGUYỄN DUY BẮC x2 = x02 + v2(t – t02) = 20 + 80(t – 2). b) Đồ thị chuyển động của hai xe: Bảng (x1, x2, t): t (h) 0 1 2 3 4 5 x1 (km) 0 40 80 120 160 200 x2 (km) 20 20 20 100 180 260 Đồ thị tọa độ-thời gian: d1 là đồ thị của xe máy khởi hành từ A; d 2 là đồ thị của xe ô tô khởi hành từ B. Dựa vào đồ thị ta thấy: Hai xe đuổi kịp nhau lúc t = 3,5 h, tức là 9 h 30; vị trí hai xe gặp nhau có x1 = x2 = 140 km, tức là cách A 140 km. 5. a) Phương trình chuyển động của hai xe: Dựa vào đồ thị ta thấy khi t 01 = t02 = 0 ta có x01 = 0; x02 = 60 km; khi t = 1 h thì x = x = 40 km  v = x x 1 2 1 1 01 = 40 km/h; t t01 x2 x02 v2 = = - 20 km/h. t t02 Vậy phương trình chuyển động của hai xe là: x1 = 40t và x2 = 60 – 20t. b) Từ vị trí có t = 1,5 h trên trục Ot dựng đường vuông góc với trục Ot; đường này cắt d1 tại x1 = 60 km và cắt d2 tại x2 = 30 km. Vậy sau 1,5 h kể từ lúc xuất phát, xe 1 ở vị trí cách gốc tọa độ 60 km và xe 2 ở vị trí cách gốc tọa độ 30 km; khoảng cách giữa hai xe lúc này là x = x1 – x2 = 30 km. Dạng 2. Tốc độ trung bình của chuyển động Hệ thống kiến thức * Các công thức + Đường đi: s = vt. s s1 s2 sn v1t1 v2t2 vntn + Tốc độ trung bình: vtb = . t t1 t2 tn t1 t2 tn * Phương pháp giải Xác định từng quãng đường đi, từng khoảng thời gian để đi hết từng quãng đường, sau đó sử dụng công thức thích hợp để tính tốc độ trung bình trên cả quãng đường. * Bài tập Dạng 2. Tốc độ trung bình của chuyển động 1. Một người tập thể dục chạy trên một đường thẳng. Lúc đầu người đó chạy với tốc độ trung bình 5 m/s trong thời gian 4 phút. Sau đó người đó giảm tốc độ xuống còn 4 m/s trong thời gian 3 phút. a) Hỏi người đó chạy được quãng đường bằng bao nhiêu? b) Tính tốc độ trung bình của người đó trong toàn bộ thời gian chạy. 2. Một mô tô đi trên một đoạn đường s, trong một phần ba thời gian đầu mô tô đi với tốc độ 50 km/h, một phần ba thời gian tiếp theo đi với tốc độ 60 km/h và trong một phần ba thời gian còn lại, đi với tốc độ 10 km/h. Tính tốc độ trung bình của mô tô trên cả quãng đường. 3. Một xe đạp đi nửa đoạn đường đầu tiên với tốc độ 12 km/h và nửa đoạn đường sau với tốc độ 20 km/h. Tính tốc độ trung bình trên cả đoạn đường. 4. Một ô tô chạy trên đường thẳng lần lượt qua 4 điểm A, B, C, D cách đều nhau một khoảng 12 km. Xe đi trên đoạn đường AB hết 20 phút, đoạn BC hết 30 phút, đoạn CD hết 15 phút. Tính tốc độ trung bình trên mỗi đoạn đường AB, BC, CD và trên cả đoạn đường AD. 5. Một ô tô đi từ A đến B theo đường thẳng. Nữa đoạn đường đầu ô tô đi với tốc độ 30 km/h. Trong nữa đoạn đường còn lại, nữa thời gian đầu ô tô đi với tốc độ 60 km/h và nữa thời gian sau ôtô đi với tốc độ 20 km/h. Tính tốc độ trung bình của ô tô trên cả quãng đường AB. Hướng dẫn giải dạng 2 TRƯỜNG THPT YÊN DŨNG SỐ 2 Tr4
5. GIAÓ ÁN ÔN THI THPTQG LÍ 12 GV: NGUYỄN DUY BẮC Dạng 2. Tốc độ trung bình của chuyển động 1. a) Quãng đường: s = s1 + s2 = v1t1 + v2t2 = 1920 m. s b) Tốc độ trung bình: vtb = = 4,57 m/s. t1 t2 2. Tốc độ trung bình: t t t v1. v2. v3. s1 s2 s3 3 3 3 v1 v2 v3 vtb = = 40 km/h. t1 t2 t3 t 3 s s 2v1v2 3. Tốc độ trung bình: vtb = = 15 km/h. t t s s v v 1 2 1 2 2v1 2v2 4. Tốc độ trung bình trên mỗi đoạn đường: s 12 v = AB = 36 km/h; AB 1 t AB 3 s 12 v = BC = 24 km/h; BC 1 tBC 2 s 12 v = CD = 48 km/h; CD 1 tCD 4 Tốc độ trung bình trên cả đoạn đường: AB BC CD vtb = = 33,23 km/h. t AB tBC tCD 5. Tốc độ trung bình: s s 2v1(v2 v3 ) vtb = = 32,3 km/h. t t s s 2v v v 1 23 1 2 3 2v v v 1 2. 2 3 2 Hoạt động 3: Củng cố trắc nghiệm, giao bài tập về nhà (chú ý: nếu giáo án ngắn thì cho thêm Trắc nghiệm vào giáo án; Giáo án dài thì in đi kèm) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Giáo viên hướng dẫn học sinh giải - Hoàn thiện yêu cầu của giáo viên các bài tập trắc nghiệm củng cố. Cụ thể: + Giải theo phương pháp nhận Học sinh: Giải được bài tập theo định, tính toán trực tiếp các kiến thức liên quan theo hướng + Giải theo phương pháp nhận dẫn định, tính toán loại trừ. - Giáo viên nhận xét và chú ý các điểm học sinh hay sai hoặc nhầm như: - Học sinh chú ý các nhận xét và ghi - Giáo viên yêu cầu hs trình bày chi chép tiết - Học sinh hoàn thiện theo hướng - Giáo viên cùng học sinh nhận xét dẫn của giáo viên bài giải - Dặn dò về nhà IV. RÚT KINH NGHIỆM - Chú ý nội dung: . - Bổ sung nội dung: TRƯỜNG THPT YÊN DŨNG SỐ 2 Tr5
6. GIAÓ ÁN ÔN THI THPTQG LÍ 12 GV: NGUYỄN DUY BẮC - Lớp A2 giảm bớt nội dung gì, bổ sung gì NỘI DUNG BỔ SUNG CA 1 CHO 10A1 (nội dung trên là cơ bản cho cả 2 lớp, lớp A1 khá hơn cần bổ sung ND nào thì in kèm theo và ghi rõ nội dung bổ sung cho 10A1) TRƯỜNG THPT YÊN DŨNG SỐ 2 Tr6