Giáo án Vật lý - Chủ đề 2: Giải các bài toán chuyển động của các vật bằng phương pháp động lực học

Tiết 6
Ngày soạn :
Chủ đề 2 :
Giải các bài toán chuyển động của các vật
bằng phương pháp động lực học
Bài 5 
Ba định luật Niu-tơn
Các loại lực trong cơ học 
A.Mục tiêu
1.Kiến thức 
-HS nêu được khái niệm về lực ,véc tơ lực .
-Phát biểu được quy tắc tổng hợp lực và phân tích lực(đồng quy).
- Nêu được lực hấp dẫn, trọng lwcj , trọng lượng là gì.
- Phát biểu được định luật Húc về lực đàn hồi của lò xo 
- Nêu đặc điểm và viết được công thức tính lực ma sát nghỉ ,ma sát trượt.
- Phát biểu được định luật I Niu-tơn
-Phát biểu được định luật II Niu-tơn và viết được hệ thức của định luật này 
- Phất biểu được định luật III Niu-tơn và viế được hệ thức của định luật này .
2.Kĩ nằng :Vận dụng thành thạo các định luật niu-tơn và các lực cơ học để giải các bài tạp cơ bản trong c
ương trình .
B. Chuẩn bị :
1.Giáo viên :Một số bài tập về tổng hợp và phân tích lực và bài tập áp dụng định luật II Niu –tơn .
2.Học sinh :Ôn lại các kiến thức về lực , cách tổng hợp và phân tích lực , cách tìm hình chiếu của véc tơ lực trên các trục toạ độ ta chọn ...
C.Tiến trình dạy và học 
1.Hoạt động 1:ổn định tổ chức , kiểm tra sĩ số ...
2.Hoạt động 2 :Ôn lại các kiến thức về lực (lực ,phép phân tích lực ,và phép tổng hợp lực), ba định luật Niu-tơn,các lực trong cơ học(lực hấp dẫn –trọng lực, lực đàn hồi ,lực ma sát nghỉ ,lực ma sát trượt )
Hoạt động của thầy 
Hoạt động của trò 
Thầy đặt câu hỏi ,yêu cầu học sinh lên bảng tóm tắt lại các đặc điểm của lực phép tổng hợp lực 
-Yêu cầu HS thứ hai lên bảng trình bày 3 định luật Niu-tơn 
-Yêu cầu HS 3 trình bày tóm tắt đặc điểm của các lực cơ học .
-Các HS còn lại làm cùng 
GV:Nhận xét .
- HS 1 :lên bảng trình bày :khái niệm lực , đặc điểm của lực và cách biểu diễn 
- HS 2 trình bày 3 định luật Niu-tơn 
-HS3 trình bày đặc điểm của các lực cơ học 
Hoạt động 3: Giải các bài tập 
Hoạt động của thầy 
Hoạt động của trò 
GV : Đọc đề bài 1 (SGK)
O. theo định luật III Niu-tơn : thì lực hút giữa trái đất và vật có đặc điểm gì ?
O.Vậy lực hút giữa vật và trái đất đươc xác định như thế nào ?
GV: Nhận xét và bổ sung .
GV: Đọc đề bài 2 (SGK) vẽ hình lên bảng .
O.Hãy tìm các lực tác dụng lên vật ?
GV :Yêu cầu HS phải chỉ rõ phương chiều và điểm đặt , độ lớn của các lực
O.Để tìm độ cứng của lò xo ta làm như thế nào ?
GV: gợi ý 
GV : Chú ý cho HS là khi chiếu lực lên các trục toạ độ thì ta chỉ thay độ lớn của các lực .
-HS ghi đề bài 
-Tóm tắt đề bài 
-HS trả lời : có độ lớn bằng nhau .
-HS 1 :lên bảng trình bày lời giải của mình 
-HS khác ở dưới lớp tự làm 
- Đối chiếu lời giả và kết quả của mình vời HS lên bảng làm.
HS :ghi đề bài và vẽ hình vào vở .
-HS 1: Lên bảng tìm các lực và biểu diễn các lực trên hình vẽ 
-các HS khác tự làm ra giấy nháp 
-HS thảo luận và đưa ra cách tìm độk cứng của lò xo .
Hoạt động 4 : Vận dụng , củng cố 
Hoạt động của thày 
Hoạt động của trò 
Cho HS làm các bài tập 5.1 , 5.4 (SGK)/29/30.
-Cá nhân hs tự làm 
Hoạt động 5 :Tổng kết bài và hướng dẫn về nhà 
Hoạt động của thầy 
Hoạt động của trò 
-Yêu cầu HS phải nắm vững các đặc điểm của các loại lực cơ học , vận dụng tốt các định luật Niu-tơn để giải bìa tập.
- Về nhà làm bài tập 5.2 và 5.4 SGK .
-Ôn lại đặc điểm của bài toán thuận và bài toán ngược.
- HS tiếp thu vaf nhận nhiệm vụ về nhà .
D. Rút kinh nghiệm :
Tiết 7
Ngày soạn:
Bài 6 :
Giải các loại bài toán thường gặp
về chuyển động thẳng
 (2 tiết)
A. Mục tiêu 
1.Kiến thức 
-HS nêu được trình tự các bước giải bài toán thuận :biết các lực tác dụng lên vật , xác định chuyển động của vật(vận tốc ,gia tốc ,toạ độ).
- HS nêu được trình tựh các bước giải bài toán ngược :biết chuyển động của vật , xác định các lực tác dụng lên vật.
2.Kĩ năng.
-HS giả được các bài toán cụ thể sau đây :
+Một vật và hệ hai vật chuyển động trên mặt đỡ nằm ngang , nằm nghiêng không có ma sát và có ma sát .
- Hệ 2 vật chuyển động trong máy A-tút .
B.Chuẩn bị 
1.GV: Chuẩn bị các bài tập có liên quan đến mục tiêu trên
2.HS :Ôn lại các kiến thức về các lực cơ học , các định luật Niou-tơn và các phương trình động học .
C.Tiến trình dạy và học 
1.Hoạt động 1:ổn định tổ chức , kiểm tra số học sinh vắng 
2.Hoạt động 2 : Kiểm tra kiến thức cũ :
Hoạt động của thầy 
Hoạt động của trò 
Nhắc lại nội dung của định luạt I NT , nội dung của định luật II NT và biểu thức của nó , Định luật III NT và biểu thức ?
_GV :đãnh giá câu trả lời .
-HS 1 :đứng tại chỗ trả lời 
- HS 2 :Nhận xét 
2.Hoạt động 3 : Nêu cách giải các bài toán thuận và bài toán ngược 
Hoạt động của thầy 
Hoạt động của trò 
1.Bài toán thuận : Biết các lực tác dụng lên vật , cần xác định chuyển động của vật .
2. Bài toán ngược : Biết chuyển động của vật , xác định lực tác dụng lên vật 
Các bước giải Bài toán thuận 
Các bước giải bài toán ngược
a)Chọn HQC
b)Biểu diễn trên hình vẽ các lực tác dụng vào vật
c)Xác định gia tốc của vật theo định luật IINT()
d)Biết các đk ban đầu (x0,v0) ta có thể xác định được độ dời hoặc đường đi , vận tốc nhờ các công thức động học .
a)Chọn HQC
b)Xác định gia tốc của vật căn cứ vào chuyển động đã cho.
c)Xác định hợp lực tác dụng lên vật nhờ định luật II NT.(Fhl=ma)
d)Biết hợp lực, ta có thẻ xác định các lực tác dụng lên vật 
- HS chú ý phân biệt hai dạng bài toán .
- Tiếp thu phương pháp giải.
-Chú ý : ở bài toán ngược thì bước hai ta đã tìm được gia tốc a .và bước 3 chỉ cần lấy tích khối lượng m .a là ta tìm được độ lớn của hợp lực tác dụng lên vạt .
Hoạt động 4: Vận dụng giải bài tập 
Hoạt động của thầy
Hoạt động của trò 
GV :Cho học sinh làm bài 1 và bài tập 2 (bài toán thuận ).
-GV: hướng dẫn .
- HS1 lên bảng làm 
- HS còn lại làm ra giấy nháp 
Hoạt động 5 :tổng kết bài và hướng dẫn về nhà .
Hoạt động của thầy 
Hoạt động của trò 
-Về nhà xem lại cách giải 2 loại bài toán trên 
-Nêu bài tập về nhà .
- HS tiếp thu ý .
- ghi những chuẩn bị cho bài sau .
-Bài tập về nhà bài 6.1, 6.2 SGK/34,35.
Tiết 8
Bài 6 (tiết 2)
A. Mục tiêu 
B.Chuẩn bị 
1.GV: Chuẩn bị các bài tập có liên quan 
2.HS :Ôn lại các kiến thức phương pháp động lực học .
C.Tiến trình dạy và học 
1.Hoạt động 1:ổn định tổ chức , kiểm tra số học sinh vắng 
2.Hoạt động 2 : Kiểm tra kiến thức cũ :
Hoạt động của thầy 
Hoạt động của trò 
GV:nêu câu hỏi : Nêu các bước giải bìa toán ngược ?
GV: Đánh giá cho điểm .
-HS lên bảng trả lời .
-HS nhận xét câu trả lời 
Hoạt động 2 : giải bài toán ngược .
Hoạt động của thầy 
Hoạt động của trò 
GV: Đọc đề bài 3 SGK 
- đặt câu hỏi phát vấn cho HS 
O. Khi hai vật đi ngang nhâu thì quáng đường nó đi được xác định như thế nào ?
O.Tính gia tốc của mỗi vật ?
-HS ghi đề bài 
- Trả lời các câu hỏi của GV .
Hoạt động 3 : Vận dụng củng cố :
Hoạt động của thầy 
Hoạt động của trò 
Cho HS làm bài tập 6.3 SGK/35
- Giáo viên :đây là bài toán ngược , để giải bài toán này ta phải tìm được gia tốc của vật trong mỗi gia đoạn .
O. Muốn tìm vận tốc của vật trong mỗi giai đoạn ta làm như thế nào ?
GV: Gọi HS trả lời .
GV: Gợi ý : ở giai đoạn 2 vật chuyển động thẳng đều nên a2= 0(m/s2).
Trong giai đoạn 1 và 3 gia tốc a1, a3 được xác định như thế nào ?
Cách 1: Ta dựa vào đồ thị(tính diện tích hình thang) để xác định vận tốc của vật ở cuối giai đoạn 1(vt). Sau đó tính gia tốc a1, a3.
Cách 2: Ta vận dụng các công thức động học :vt=v0+at và h=(1/2)at2 cho từng giai đoạn .chú ý h3= vì h3>0. còn v3=v03-a3.t3.
-HS đọc đề bài và suy nghĩ tìm cách giải .
t(s)
v
vt
- HS trả lời câu hỏi và làm theo gợi ý của GV .
0 5 10 15
Hoạt động 4: Tổng kết và hướng dẫn về nhà .
Hoạt động của thầy
Hoạt động của trò 
- Nhạn xét giờ dạy 
- Bài tập về nhà 6.4 SGK .
- Ôn tập phần chuyển động tròn đều và gia tốc hướng tâm , lực hướng tâm .
- HS tiếp thu yêu cầu của GV
- Chuẩn bị cho tiết sau .
D. Rút kinh nghiệm :
Tiết 9
Ngày soạn :
Bài 7 : Giải bài toán về chuyển động tròn đều
A.Mục tiêu 
1, Kiến thức 
- Nêu được đặc điểm và viết được công thức tính gia tốc hướng tâm và lực hướng tâm trong chuyển động tròn đều .
2.Kĩ năng 
- xác định được lực hướng tâm là do những lực nào hợp thành trong một số trường hợp cụ thể thường gặp.
- Xác định đượck vận tốc , gia tốc , bán kính quỹ đạo của vật chuyển động tròn khi biết lực hướng tâm .
B.Chuẩn bị :
1.Giáo viên :
2. Học sinh :
C.Tiến trình dạy và học .
1.Hoạt động 1:ổn định tổ chức , kiểm tra số học sinh vắng 
2.Hoạt động 2 : Kiểm tra kiến thức cũ :
Hoạt động của thầy 
Hoạt động của trò 
O. Chuyển động tròn đều là gì ? Nêu đặc điểm của gia tốc hướng tâm ? Lực hướng tâm ?
GV :Gọi HS lên bảng trả lời .
GV:trong biểu thức đó vận tốc dài v có mối quan hệ gì với tốc độ góc w và bán kính r của quỹ đạo ?
GV: Lưu ý HS là : Lực hướng tâm không phải là một loại lực mới .
Lực hướng tâm chỉ gây ra biến đổi về hướng của vân tốc chứ không gây ra sự biến đổi về độ lớn của vận tốc (tốc độ).
Với một vật chuyển động tròn đều , hợp lực của tất cả các lực tác dụng lên vật chín là lực hướng tâm .
- HS nghe câu hỏi và suy nghĩ trả lời
HS:lên bảng trả lời 
-HS khác nhận xét cuẩ trả lời của bạn
- HS tiếp thu và ghi nhớ một số lưu ý .
Hoạt động 2:làm bài tập.
Hoạt động của thầy 
Hoạt động của trò 
Cho HS làm bài tập 1 và 2 /36,37/SGK
Bài 1:Một người đi xe đạp trên một đường tròn nằm trong mặt phăng ngang bán kính r=20m. Hệ số ma sát nghỉ giữa lốpd xe và mặt đường là mn=0,4.Khối lượng tổng cộng của người và xe là 80kg.
a) Nhờ ma sát giữa lốp xe và mặt đường ,xe có thể đi với tốc độ lớn nhất là bao nhiêu để không bịo trượt ra khỏi quỹ đạo tròn.
b)Tính độ lớn của lực ma sát giữa lốp xe và mặt đường khi xe đi với tốc độ 5m/s. Bỏ qua ma sát lăn.
GV: Khi xe đi trên quỹ đạo tròn , lực ma sát nghỉ giữa lốp xe và mặt đường đống vai trò là lực hướng tâm :Fht=Fmsn = m.v2/r
Trên mặt đường nằm ngang :FmsnÊmn.mg
ịmv2/rÊmn.mgịvÊ
O.Tốc độ lớn nhất để xe không bị trượt khỏi quỹ đạo tròn ?
O.Khi xe đi với tốc độ 5m/s thì lực ma sát đã đạt giá trị lớn nhất chưa?
Khi ấy lực ma sát nghỉ tính như thế nào ?
GV: Đọc đề bài 2:Đường ray tàu hoả ở những đường vòng thường được làm dốc về phía tâm của đoạn đường vòng đó .
a) Làm như vậy có tác dụng gì ?
b)Một đoạn đường vòng có bán kính r=200m. Người ta làm mặt đường dốc 50 về phía tâm đường vòng .Hỏi tàu chạy qua đó với vận tốc nào là an toàn nhất ?
c)Nếu tầu chạy vượt quá tốc độ nói trên thì nguy cơ gì có thể xảy ra ?
GV. Khi tầu chạy trên đường thẳng ,Trọng lực và phản lực cân bằng . Khi tầu chạy trên đoạn vòng mà mặt đường vẫn nằm ngang , thì đường ray phải tác dụng lên tầu một lực đàn hồi lên gờ bánh . lực đàn hồi này đóng vai trò là lực hướng tâm , gây ra gia t6ốc hướng tâm cho tầu .
Vì vậy đương fray ở chỗ đó thường xuyên bị biến dạng , và rất nguy hiểm cho việc tàu chạy. 
b) Đường ray nghiêng về phía tâm vòng tròn có tác dụng gì ?
GV: Lúc đó hợp lực gồm phản lực của đường ray và trọng lực tác dụng lên tầu đóng vai trò là lực hướng tâm.Như vậy fđường ray không chịu tác dụng của lựctheo phương ngang nữa, tráng được nguy cơ đường ray bị cong vẹo.
C)Nếu tàu chạy quá tốc độ nói trên thì trị số của lực hướng tâm cần tác dụng lên tầu sẽ lớn . Khí đó , đường ray sẽ phải tác dụng lên gờ bánh xe một lực đàn hồi hướng theo phương nằm ngang . Do đó đường ray sẽ bị biến dạng theo phương ngang , có nguy cơ làm cho bánh xe lệch khỏi đường ray gây ra đổ tàu .
Còn thời gian cho HS làm bài 7.1
Gợi ý : Lực đàn căng của dây là lực hướng tâm(HQC quán tính) ; (Lực quán tính li tâm cân bằng với lực căng của dây( HQC phi quán tính).
GV :Giải quyết những thắc mắc của HS .
HS : Chép đề bài vào vở và tóm tắt suy nghĩ cách giải .
HS:nghe hướng dẫn của GV.
Vmax==8,85m
HS: Vì v<vmax nên lực ma sát chưa đạt được giá trị cực đại mn.mg . 
Fmsn=Fht=mv2/r=100N.
Cá nhân hoàn thành bài tập .
HS chép bài toán 2 
Suy nghĩ cách giả 
Làm việc theo cá nhân HS 
HS giải thích 
HS ghe GV giải thích bổ sung.
R
Fđh
HS nghe giải thích .
Hoạt động 3: Củng cố , dặn dò 
Hoạt động của thầy 
Hoạt động của trò 
- Về nhà làm bài tập 7.1,7.2,7.3 SGK 
- Ôn tập nvề chuyển động ném xiên ,ném ngang .
- cá nhân tiếp thu 
D. Rút kinh nghiệm :
Tiết 10
Ngày soạn :
Bài 8
Giải các bài tập về chuyển động ném ngang , ném xiên 
Mục tiêu 
1. Kiến thức :
- Viết được phương trình chuyển động của hình cchiếu của các vật trên cấc trục toạ độ , trên cơ sở đó lập được phương trình quỹ đạo của vật .
- Lập được biểu thưcs tính tầm bay xa , tầm bay cao trong các trường hợp cụ thể .
2.Kĩ năng :
Xác định được vận tốc của chuyển động ở mỗi thời điểm hay tại mỗi vị trí trên quỹ đạo .
B. Chuẩn bị :	
1. Giáo viên :
2.Học sinh :
C.Tiến trình dạy và học :
1.Hoạt động 1:ổn định tổ chức , kiểm tra số học sinh vắng 
2.Hoạt động 2 : Ôn lại kiến thức đã học 
Hoạt động của thầy 
Hoạt động của trò 
GV :xét bài toán tổng quát (SGK )
Cho HS suy ra trường hợp ném xiên từ mặt đất (h=0) véc tơ vậna tốc v0 hướng lên , hướng xuống , ném ngang từ độ cao h .
GV: Chú ý trường hợp ném xiên xuống (hình vẽ)
y
V0
vox=v0cosat
voy=-v0.sinaat
ay=-g .
o
x
- cá nhân hs tiếp thu 
Hoạt động 3: Giải bài tập cụ thể 
Hoạt động của thầy 
Hoạt động của trò
Cho HS làm các bài tập 1 và bài 2 SGK/41,42.
Còn thời gian cho HS làm bài tập 8.1 SGK 
Gợi ý : HQC gắn với đất liền :vật chuyển động ném ngang .
HQC gắn với boong tàu :thẳng đứng .
- HS tham khảo bài tập 1 ,2 
- cá nhân HS suy nghĩ làm bài tập 8.1
Dưới sự hướng dẫn của GV.
Hoạt động 4: Hướng dẫn về nhà 
Hoạt động của thầy
Hoạt động của trò 
- Về nhà xem lại các bài đã chữa 
- Vận dụng làm bài tập 8.2SGK 
- Ôn tập kiến thức về hệ quy chiếu có gia tốc .
- Cá nhân HS tiếp thu 
- Nghe giải đáp thắc mắc .
D. Rút kinh nghiệm :
Tiết 11
Ngày soạn :
Bài 9 : Lực quán tính
Mục tiêu 
Kiến thức :
- Nêu được hệ quy chiếu phi quán tính là gì , các đặc điểm của hệ quy chiếu đó . Viết dduwowcj công thức của lực quán tính đối với vật được xét trong hệ quy chiếu phi quán tính .
- Giải thích được sự tăng ,giảm , mất trọng klượng của vật .
2. Kĩ năng .
Giải được một số bài tập vềb chuyển động có gia tốc xét trong hệ quy chiếu phi quán tính thích hợp
B.Chuẩn bị :
1.Giáo viên :
2: Học sinh :
C.Tiến trình dạy và học 
1.Hoạt động 1:ổn định tổ chức , kiểm tra số học sinh vắng 
2.Hoạt động 2 : Kiểm tra kiến thức cũ :
Hoạt động của thầy 
Hoạt động của trò 
O. Phát biểu định nghĩa HQC quán tính và HQC phi quán tính ?Viết biểu thức lực quán tính ?
 Trong HQC quay quanh một trục lực quán tính tính theo công thức nào ?
O. Hướng của lực quán tính ?
O. Thế nào là sự tăng , giảm , mất ttrọng lượng ?
GV : Điều chính bổ sung .
- HS :Đứng tại chỗ phát biểu.
HS :sự tăng trọng lượng biểu kiến là sự tăng trọng lượng 
Sự giảm trọng lượng biểu kiến gọi tắt là sự giảm trọng lượng.
Trọng lượng biểu kiến =0 (N) sự mất trọng lượng.
Hoạt động 3:Giải bài tập 
Hoạt động của thầy 
Hoạt động của trò 
Cho HS làm bài tập 1 vcà 2 .
Bài 1: một xe lăn nhỏ đặt trên một khối hình nêmABC(hv) . Biết AC=1m; a=150.Người ta đẩy cho khối hình nêm chuyển động nhanh dần đều về bên phải với gia tốc a= 3m/s2. Hỏi sau bao lâu thì xe lăn leo lên tới A. Bỏ qua ma sát lăn giữa bánh xe và mặt phẳng nghiêng AC.
Bài 2: Một người đứng trên một bàn cân lò xo đặt trong một buồng thang máy. khi thang máy đứng yên , cân chỉ 65kg. Trong khi thang máy chuyển động , cân chỉ 68kg .
a)Hãy giả thích hiện tượng trên 
b) Tính gia tốc của thang máy lúc cân chỉ 68kg .
c) các số liệu trên cho ta biết thang máy đang đi lên hay đi xuống không?
GV :Hướng dẫn HS làm bài 2 
HS tóm tắt đề bài 1 và vẽ hình 
 A
	C
-Tính gia tốc a’ của xe so với nêm.
- áp dụng CT : AC =a’.t12/2 
Suy ra t= 2,35 s 
Cá nhân HS làm bài 2 theo hướng dẫn của GV .
Hoạt động 4: Hướng dẫn về nhà 
Hoạt động của thầy 
Hoạt động của trò 
- Xem lại các bài đã chữa 
- Làm bài tập về nhà :9.1,9.2 ,9.3 SGK .
- HS tiếp thu 
D. Rút kinh nghiệm :