Cẩm nang động học chất điểm ( cần thiết)

CẨM NANG ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM

CHUYỂN ĐỘNG CƠ - CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU

I. CHUẨN KIẾN THỨC, KĨ NĂNG CẦN ĐẠT

1. Chuyển động cơ:

• Nêu được khái niệm chất điểm:

Một vật chuyển động được coi là một chất điểm nếu kích thước của nó rất nhỏ so với độ dài đường đi (hoặc so với những khoảng cách mà ta đề cập đến).

• Phát biểu được định nghĩa chuyển động cơ:

- Chuyển động cơ của một vật (gọi tắt là chuyển động) là sự thay đổi vị trí của vật đó so với các vật khác theo thời gian.

- Chuyển động cơ có tính tương đối.

• Phát biểu được định nghĩa chuyển động tịnh tiến:

Một vật chuyển động tịnh tiến thì mọi điểm của nó có quỹ đạo giống hệt nhau, có thể chồng khít lên nhau được.

• Biết cách xác định vị trí của một chất điểm:

- Để xác định vị trí của một chất điểm ta chọn một hệ trục toạ độ gắn với vật làm mốc gọi là hệ quy chiếu, gốc toạ độ là một điểm O ở trên vật làm mốc. Thường ta chọn gốc thời gian (t = 0) là lúc bắt đầu khảo sát chuyển động.

• Nêu được khái niệm độ dời

Độ dời của một chất điểm chuyển động trong một khoảng thời gian là một đường thẳng có hướng, kẻ từ điểm đầu đến điểm cuối của vị trí của chất điểm trong chuyển động đó.

• Phát biểu được định nghĩa chuyển động thẳng đều:

Chuyển động thẳng đều là chuyển động trên một quỹ đạo thẳng mà chất điểm thực hiện những độ dời bằng nhau trong những khoảng thời gian bằng nhau bất kì.

2. Vận tốc của chuyển động thẳng đều

• Phát biểu được khái niệm tốc độ trung bình: \(v_{tb}=\frac{S}{t}\)

Tốc độ trung bình là một số học nên không chỉ hướng chuyển động.

Đơn vị của tốc độ trong hệ đơn vị SI là mét trên giây (kí hiệu là m/s)

• Phát biểu được khái niệm vận tốc trung bình:

Trong chuyển động thẳng đều, vận tốc trung bình có một giá trị không đổi duy nhất, cho dù ta xét trong bất kì khoảng thời gian nào

\(v_{tb}=\frac{\Delta x}{\Delta t}=\frac{n\Delta x}{n\Delta t}=\frac{S}{t}=const\) 

3. Phương trình của chuyển động thẳng đều

• Viết được biểu thức quãng đường đi được của chuyển động thẳng đều: \(s=v_{tb}.t=v.t\)

Trong chuyển động thẳng đều, quãng đường mà vật đi được tăng tỉ lệ với thời gian chuyển động.

• Viết được phương trình chuyển động

                  \(x=x_{0}+v(t-t_{0})\)

x là toạ độ của vật tại thời điểm t

x_o là toạ độ của vật tại thời điểm t_o (vị trí ban đầu).

v là vận tốc chuyển động (có giá trị dương hoặc âm thuỳ thuộc vào chiều của

Một số trường hợp riêng

 - Nếu chọn gốc thời gian là lúc bắt đầu chuyển động (t_o = 0) \(x=x_{0}+vt\)

 - Nếu chọn gốc toạ độ trùng với vị trí ban đầu của vật: \(x=v(t-t_{0})\)

- Nếu vật bắt đầu chuyển động từ gốc toạ độ và chọn t_o = 0: x = vt

4. Đồ thị của chuyển động thẳng đều

• Vẽ được đồ thị vận tốc:

    Trong chuyển động thẳng đều vận tốc không đổi. Đồ thị vận tốc là một đoạn thẳng song song với trục thời gian.

• Vẽ được đồ thị toạ độ - thời gian:

    Trong chuyển động thẳng đều, đồ thị tọa độ - thời gian là một đường thẳng xiên góc xuất phát từ điểm (x_o, 0).

Trên đồ thị, vận tốc v được tính: \(v=\frac{x-x_{0}}{t}=tg\alpha\)

trong đó \(\alpha\) là góc hợp bởi đường nằm ngang và đường biểu diễn.

Trong chuyển động thẳng đều, vận tốc bằng hệ số góc của đường biểu diễn của toạ độ theo thời gian.

- Khi v > 0,  đường biểu diễn đi lên phía trên.

- Khi v < 0,  đường biểu diễn đi xuống phía dưới.

II. TỰ LUYỆN TẬP THEO ĐỀ KIỂM TRA

Tự làm các đề kiểm tra sau trong thời gian 15 phút, sau đó đối chiếu với đáp án để chữa bài.

Đề số 1:

Câu 1. Chọn câu trả lời đúng.

Một vật là đứng yên khi:

A. vị trí của nó so với một mốc là không thay đổi

B. vị trí của nó so với một điểm là thay đổi

C. khoảng cách của nó với một điểm cố định là không đổi

D. khoảng cách của nó đến một vật khác là không đổi

Câu 2. Điền từ vào chỗ chấm.

a)     Để nghiên cứu chuyển động của một vật, cần phải chọn một ……….. gắn với một ……………

b)    ………………của một chất điểm chuyển động là tập hợp tất cả các vị trí của điểm này trong quá trình chuyển động.

c)     Trong chuyển động tịnh tiến của một vật rắn, tất cả các đoạn thẳng nối ………….. bất kì của vật rắn này luôn …………….. với chính nó.

d)    Chuyển động tịnh tiến của một vật là thẳng đều nếu mỗi một trong các điểm của nó vẽ ……………….và vật đi được những ……………….. trong những khoảng thời gian bất kì ………….

Câu 3. Chọn câu sai.

A. Vectơ độ dời là một vectơ nối vị trí đầu và vị trí cuối của chất điểm chuyển động.

B. Vectơ độ dời có độ lớn luôn luôn bằng quãng đường đi được của chất điểm.

C. Chất điểm đi trên một đường thẳng rồi quay về vị trí ban đầu thì có độ dời bằng không.

D. Độ dời có thể là dương hoặc âm.

Câu 4. Câu nào sau đây là đúng?

A. Độ lớn của vận tốc trung bình bằng tốc độ trung bình.

B. Độ lớn của vận tốc tức thời bằng tốc độ tức thời.

C. Khi chất điểm chuyển động thẳng chỉ theo một chiều thì bao giờ vận tốc trung bình cũng bằng tốc độ trung bình.

D. Vận tốc tức thời cho ta biết chiều chuyển động, do đó bao giờ cũng có giá trị dương.

Câu 5. Chọn câu sai.

A. Đồ thị vận tốc theo thời gian của chuyển động thẳng đều là một đường song song với trục hoành Ot.

B. Trong chuyển động thẳng đều, đồ thị theo thời gian của toạ độ và của vận tốc đều là những đường thẳng.

C. Đồ thị toạ độ theo thời gian của chuyển động thẳng bao giờ cũng là một đường thẳng.

D. Đồ thi toạ độ theo thời gian của chuyển động thẳng đều là một đường thẳng xiên góc.

Câu 6. Hai xe chuyển động trên cùng một đường thẳng với các vận tốc không đổi. Tính vận tốc của mỗi xe trong trường hợp hai xe:

+ đi ngược chiều và sau 15 phút khoảng cách giữa hai xe giảm 30km.

+ đi cùng chiều và sau 15 phút khoảng cách giữa hai xe giảm 10km.

Đáp án:

Câu 1. A

Câu 2.a) hệ quy chiếu; vật xác định.

b) Quỹ đạo.

c) Hai điểm; song song.

d) Nên một đường thẳng; quãng đường bằng nhau; bằng nhau.

Câu 3. B          

Câu 4. B    

Câu 5. C

Câu 6. – Chọn chiều dương là chiều chuyển động của mỗi xe.

– Quãng đường mỗi xe đi được trong những khoảng thời gian t là: s = v.t.

- Theo đề:

Vậy: \(v_{1}+v_{2}=120\), \(v_{2}-v_{1}=40\)

Suy ra: \(v_{1}=40km/h,v_{2}=80km/h\)

Đề số 2

Câu 1. Có một vật coi như chất điểm chuyển động trên đường thẳng (D). Vật mốc có thể chọn để khảo sát chuyển động này phải là vật như thế nào?

A. Vật nằm yên.

B. Vật ở trên đường thẳng (D).

C. Vật bất kì.

D. Vật có tính chất A và B.

.....................................................................................................................................................................................

CHUYỂN ĐỘNG TRÒN ĐỀU

I. CHUẨN KIẾN THỨC, KĨ NĂNG CẦN ĐẠT

1. Chuyển động tròn

• Phát biểu được định nghĩa chuyển động tròn:

    Chuyển động tròn là chuyển động có quỹ đạo là một đường tròn.

• Phát biểu được định nghĩa chuyển động tròn đều:

    Chuyển động tròn đều là chuyển động có quỹ đạo là một đường tròn và vật đi được những cung tròn bằng nhau trong những khoảng thời gian bằng nhau bất kì.

2. Vận tốc của chuyển động tròn

• Phát biểu được các định nghĩa vận tốc dài

 - Vận tốc trung bình: \(v_{tb}=\frac{\overrightarrow{r_{2}}-\overrightarrow{r_{1}}}{t_{2}-t_{1}}=\frac{\overrightarrow{\Delta r} }{\Delta t}\)

- Vận tốc tức thời: \(\begin{vmatrix} \overrightarrow{v} \end{vmatrix}=v=\frac{\overrightarrow{r}}{\Delta s}.\frac{\Delta s}{\Delta t}=\frac{\Delta s}{\Delta t}\)   khi  rất bé. 

    Vectơ vận tốc tức thời  có phương trùng với tiếp tuyến của đường tròn, hướng theo chiều chuyển động và có độ lớn bằng tốc độ tức thời tại điểm đó. Vận tốc này gọi là vận tốc dài.

• Phát biểu được định nghĩa vận tốc góc

    Vận tốc góc của một chuyển động tròn là một đại lượng đo bằng bán kính quét được trong một đơn vị thời gian. Vận tốc góc của chuyển động tròn đều là một đại lượng không đổi: \(\omega =\frac{\Delta \varphi }{\Delta t}\)

    Trong hệ đơn vị SI đơn vị vận tốc góc được đo bằng radian trên giây, kí hiệu là rad/s.