Bài 17 CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT BỊ NÉM I. MỤC TIÊU - Học sinh biết cách dùng phương pháp tọa độä để thiết lập phương trình quỹ đạo của vật bị ném xiên, ném ngang. - Học sinh biết vận dụng các công thức trong bài để giải bài tập về vật bị ném. - Học sinh có thái độ khách quan khi quan sát các thí nghiệm kiểm chứng bài học. II. CHUẨN BỊ - Tranh - Vòi phun nước - Nước màu - Giấy Carô III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1) Kiểm tra bài cũ : Câu 1 : Phát biểu định luật vạn vật hấp dẫn ? Câu 2 : Thế nào là trọng lực ? Câu 3 : Thế nào là trường hấp dẫn ? Thế nào là trường trọng lực ? 2) Giới thiệu bài mới : Phần làm việc của giáo viên Phần ghi chép của học sinh I. QU Ỹ ĐẠO CỦA VẬT BỊ NÉM XIÊN GV : Các em quan sát 2 hình ảnh trong sách GK và cho biết qu ỹ đạo của 1 vật bị ném có dạng gì ? HS : Quỹ đạo là 1 Parabol GV : Quỹ đạo của 1 vật được ném l ên trên theo phương thẳng đứng có dạng g ì ? HS : Qu ỹ đạo của vật ném thẳng đứng là đường thẳng đứng GV : Vậy khi nào v ật mới có quỹ đạo Parabol ? HS : Khi vật đư ợc ném không thẳng I. QUỸ ĐẠO CỦA VẬT BỊ NÉM XIÊN - Chọn hệ trục tọa độ như hình vẽ đứng GV : Đồng ý ; khi vật được ném xi ên góc so với phương thẳng đứng Quỹ đạo là 1 Parabol có n ằm trong 1 mặt phẳng không ? HS : Có GV : V ậy để khảo sát chuyển động của 1 vật dược ném xiên ngư ời ta phải chọn hệ quy chiếu như thế nào ? HS : ta có th ể chọn hệ trục toạ độ đềcác Ox , Oy vuông góc GV : 1 vật được ném xiên góc  so v ới m ặt phẳng ngang với vận tốc ban đầu vo Chọn : Gốc toạ độ O là v ị trí ném vật , trục Ox n ằm ngang , trục Oy thẳng đứng Chọn gốc thời gian l à lúc ném vật - Ta có : x 0 = 0 ; y 0 = 0 v 0x = v 0 Cos ; v 0y = v 0 sin - Theo định luật II Newton ta có : amP   . 1/ Xét theo phương Ox : 0 = m.ax ax = 0  Vật chuyển động thẳng đều : x = x 0 + v 0x .t x = (v 0 cos).t (1) 2/ Xét theo phương Oy : - P = m.ay Ta có : x 0 = 0 , y 0 = 0 v 0x = v 0 cos  ; v 0y = v 0 sin  Gia tốc a = 0 a = - g GV : Vật chuyển động như thế n ào trên trục Ox ? HS : Vật chuyển động thẳng đều tr ên trục Ox GV : Vật chuyển động như thế n ào trên trục Oy ? HS : V ật chuyển động nhanh dần đều trên trục Oy GV : Em hãy viết phương trình chuy ển động trên 2 trục HS : Trục Ox : x = xo + vox t x = 0 +( v 0 cos  ) t Trục Oy : y = yo + voy t - 2 1 g t y = 0 + (vo sin  ) t - 2 1 g t ay = -g  vật chuyển động biến đổi đều. y = y 0 + voy.t + 2 1 ay .t 2 y = (v 0 sin).t - 2 1 gt 2 (2) 3) Phương trình quỹ đạo Từ (1) và (2) ta có : y = (tg).x + 2 1 .  22 0 cos.v g .x 2  Quỹ đạo này là một parabol 4) Phương trình vận tốc : vx = v 0 cos vy = v 0 sin - gt II. TẦM BAY CAO 1) Định nghĩa : GV : Để tìm qu ỹ đạo của chuyền động ta phải làm sao ? HS : Ta thế t =  cos 0 v x vào y GV : Như v ậy quỹ đạo của chuyển động là 1 hàm số bậc II của y theo x đó l à 1 đường cong Parabol. II. TẦM BAY CAO GV : Khi vật lên độ cao cực đại thì v ận tốc của vật như thế nào ? HS : Khi vật lên độ cao cực đại thì v ận tốc của vật bằng 0 GV : Sai , vận tốc của vật nói chung l à khác không , ta cần xác định vx và vy ? HS : Khi đó vy = 0 , vx = vox như v ậy vectơ vận tốc khi đó nằm ngang GV : T ừ vy = 0 ta lần ra công thức tính được tầm bay cao. III. TẦM BAY XA GV : Khi v ật bay đến vị trí chạm mặt Tầm bay cao là độ cao cực đại mà vật đạt tới. 2) Biểu thức : - Khi vật đạt độ cao cực đại : vy = 0 v 0 sin - gt = 0  g v t  sin 0  Thế t vào (2), ta có tầm bay cao : g v H 2 sin 22 0   III. TẦM BAY XA 1) Định nghĩa : Tầm bay xa là khoảng cách giữa điểm ném và điểm rơi. 2) Biểu thức - Khi vật chạm đất : y = 0 đất, từ khoảng cách từ hình chi ếu gốc tọa độ đến vị trí vật chạm đất ta gọi l à tầm bay xa. Như v ậy các em cho biết khi vật chạm đất thì giá trị của x v à y như thế nào ? HS : Khi vật chạm đất thì v ật có tung độ bằng 0 , y = 0 GV : Khi đó x = ? HS : Từ y = 0 ta tính ra x GV : Hãy phân tích các giá tr ị động học như to ạ độ , vận tốc , gia tốc của vật trên 2 trục Ox , Oy HS : Trên trục Ox : Xo = 0 Vox = V , a = 0 Phương trình chuyển động trên tr ục Ox : x = v t Trên trục Oy : yo = 0 , v 0y = 0 Gia tốc a = - g = - 9,8 m/s (v 0 sin).t - 2 1 gt 2 = 0 t = g v  sin2 0 Thế t vào (1), ta có tầm bay xa : L = g v  sin 2 0 IV. VẬT NÉM NGANG TỪ ĐỘ CAO h : Một vật được ném từ một điểm M ở độ cao h = 45 m với vận tốc ban đầu v 0 = 20 m/s theo phương nằm ngang. Hãy xác định : a) Dạng quỹ đạo của vật. b) Thời gian vật bay trong khgông khí Phương trình chuyển động trên tr ục Oy : y = - 2 1 g t 2 IV. V ẬT NÉM NGANG TỪ ĐỘ CAO h. Bài giải GV : Để giài bài tập tr ên các em dùng mấy hệ trục tọa độ và ch ọn hệt trục tọa độ như thế nào ? HS : Ta dùng hai trục tọa độ , Ox v à Oy ; Gốc tọa độ tại mặt đất. GV hư ớng dần HS vận dụng công thức vận tốc của vật ném xiên đ ể tính vận tốc vật vx = v 0 cos c) Tầm bay xa của vật ( khoảng cách tư2 hình chiếu của điểm nén trên mặt đất đến điểm rơi ). d) Vận tốc của vật khi chạm đất. Lấy g = 10 m/s 2 , bỏ qua lực cản của không khí. Bài giải : Dùng hệ tọa độ như hình vẽ sau : vy = v 0 sin - gt với  =0 ta có (Gọi HS lên th ực hiện tính vận tốc ) vx = v 0 = 20t (1) vy = - gt = -10t (2) GV : Yêu cầu HS lên bảng viết ph ương trình tọa độ chuyển động của vật : x = v 0 t = 20t (3) y = h - 2 1 gt 2 = 45 – 5t 2 (4) GV : Nh ự các em nhận thấy rằng muốn giải bất kỳ một bài toán chuy ển động ném xiên hay ném ngang nào thì vi ệc trước tiên các em phải viết phương tr ình tọa độ và phương trình v ận tốc của vật theo hệ trục xOy Để từ đó chúng ta thế các giá trị v ào theo yêu cầu của đề toán a) Gọi một HS lên viết phương tr ình quỹ đạo của vật : Chọn trục Ox nằm trên mặt đất Vận dụng phương trình vận tốc : vx = v 0 cos vy = v 0 sin - gt với  =0 ta có : vx = v 0 = 20t (1) vy = - gt = -10t (2) Từ đó : x = v 0 t = 20t (3) y = h - 2 1 gt 2 = 45 – 5t 2 (4) a) x = 20t  t = 20 x ; Thế t vào (4) ta có phương trình quỹ đạo : y = 45 - 80 2 x HS : Khi x = 20t  t = 20 x ; Thế t v ào (4) ta có phương trình qu ỹ đạo : y = 45 - 80 2 x Câu b) GV : Khi vật bay đến mặt đất thì giá tr ị của x, y có gì thay đổi ? HS : Khi đó x có giá trị cực đại còn g ọi là tầm bay xa, còn y có giá trị bằng ) Khi vật rơi đến đất ta có y = 0 y = h - 2 1 gt 2 0 = h - 2 1 gt 2  t = g h2 = 3 (s) GV : Ở biểu thức tính thời gian của vật ném xiên (ngang) các em cho bi ết biều thức này gi ống biểu thức tính thời gian của vật chuyển động gì mà các em đ ã biết ? HS : Gi ống biểu thức tính thời gian của vật chuyển động rơi tự do ! Quỹ đạo là đường parabol, đỉnh là M b) Khi vật rơi đến đất ta có y = 0 y = h - 2 1 gt 2 0 = h - 2 1 gt 2  t = g h2 = 3 (s) c) Thay t vào phương trình x = 20t ta được tầm xa L = 60 m d) Thay t vào (2) ta có : vy = -30 m/s Vận tốc vật khi chạm đất : v = 22 yx vv   36 m/s GV : Đúng r ồi ! Bây giờ các em có thể dựa vào thời gian t để tính tầm xa . HS : Thay t vào phương trình x = 20t ta được tầm xa L = 60 m GV : Với thời gian trên các em có thể nào tính được vận tốc vật. 3) Cũng cố 1/Viết phương trình quỹ đạo của vật bị ném xiên ? 2/ Thế nào là tầm bay cao ? 3/ Thế nào là tầm bay xa ? 4) Dặn dò - Trả lời các câu hỏi : 1, 2, 3 - Làm bài tập : 1, 2, 3, 4, 5, 6. . Bài 17 CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT BỊ NÉM I. MỤC TIÊU - Học sinh biết cách dùng phương pháp tọa độä để thiết lập phương trình quỹ đạo của vật bị ném xiên, ném ngang. - Học sinh. thiệu bài mới : Phần làm việc của giáo viên Phần ghi chép của học sinh I. QU Ỹ ĐẠO CỦA VẬT BỊ NÉM XIÊN GV : Các em quan sát 2 hình ảnh trong sách GK và cho biết qu ỹ đạo của 1 vật bị ném. 0 a = - g GV : Vật chuyển động như thế n ào trên trục Ox ? HS : Vật chuyển động thẳng đều tr ên trục Ox GV : Vật chuyển động như thế n ào trên trục Oy ? HS : V ật chuyển động nhanh dần