Giáo án Vật lí Lớp 10 - Tiết 10, Bài 6: Tính tương đối của chuyển động công thức cộng vận tốc

Tiết 10 – Bài 6:
TÍNH TƯƠNG ĐỐI CỦA CHUYỂN ĐỘNG
CÔNG THỨC CỘNG VẬN TỐC
I. Mục tiêu: 
1. Về kiến thức:
- Nêu được tính tương đối của quỹ đạo, tính tương đối của vận tốc
- Phân biệt được hệ qui chiếu đứng yên và hệ quy chiếu chuyển động.
- Viết được công thức cộng vận tốc tổng quát và cụ thể cho từng trường hợp.
- Viết được công thức cộng vận tốc: v13=v12+v23
- Dựa vào tính tương đối của chuyển động để giải thích một số hiện tượng có liên quan
2. Về kĩ năng:
- Giải được các bài tập đơn giản xung quanh công thức cộng vận tốc.
3. Về thái độ:
- Tích cực học tập, hăng hái phát biểu xây dựng bài
II. Phương pháp – phương tiện dạy học:
1. Về phương pháp:
- Sử dụng phương pháp thuyết trình kết hợp với đàm thoại nêu vấn đề, nếu có điều kiện sử dụng bài giảng điện tử trình chiếu trên máy chiếu.
- Sử dụng phương pháp thí nghiệm biểu diễn.
2. Về phương tiện dạy học 
- Giáo án, sgk, thước kẻ, đồ dùng dạy học, 
III. Chuẩn bị :
a. Chuẩn bị của GV:
- Hình vẽ 6.3, 6.4 phóng to để HV xây dựng công thức cộng vận tốc.
- Đọc lại SGK vật lí 8 để xem HV đã được học gì về tính tương đối của chuyển động và đứng yên.
b. Chuẩn bị của HS:
- Đọc lại SGK vật lí 8 để nhớ lại các kiến thức đã được học.
IV. Các hoạt động dạy và hoc:
1. Ổn định tổ chức:
- Kiểm tra sĩ số của hv & ổn định trật tự lớp, ghi tên những hv vắng mặt vào SĐB:
2. Kiểm tra bài cũ: 
Hoạt động của GV
Hoạt động của HV
- Đ/n gia tốc hướng tâm và viết ct tính gia tốc hướng tâm?
- GV nhận xét câu trả lời của HV & cho điểm:
 . ..
- HV lên bảng trả lời câu hỏi kiểm tra.
3. Bài mới:
HOẠT ĐỘNG 1: Khởi động 
GV đặt vấn đề:
 Khi chuyển động trên dòng nước, lúc xuôi dòng và ngược dòng thuyền sẽ chuyển động với vận tốc có giống nhau không? Làm sao để tính được vận tốc của thuyền?.. chúng ta sẽ cùng tìm hiểu trong bài học hôm nay 
HS định hướng ND bài học
Tiết 10 – Bài 6:
TÍNH TƯƠNG ĐỐI CỦA CHUYỂN ĐỘNG
CÔNG THỨC CỘNG VẬN TỐC
HOẠT ĐỘNG 2: Hình thành kiến thức 
GV: Yêu cầu HV quan sát hình 6.1 SGK Cho biết :
C1 (Nhóm):
+ Người ngồi trên xe thấy đầu van xe chuyển động theo quỹ đạo thế nào quanh trục bánh xe ?
+ Đối với người đứng bên đường thấy đầu van xe chuyển động theo quỹ đạo thế nào?
H1: Vậy quỹ đạo chuyển động đối với hệ qui chiếu khác nhau thì thế nào ? 
ĐVĐ : Vận tốc có giá trị như nhau trong các hệ qui chiếu khác nhau không ?!
H2: Hành khách ngồi trên ôtô đang chuyển động với vận tốc 40km/h.
- Đối với ôtô hành khách đó là chuyển động hay đứng yên => vận tốc của hành khách đối với ôtô ?
- Đối với người đứng dưới đường thì hành khách đó chuyển động hay đứng yên ? Vận tốc hành khách đối với đất là bao nhiêu ? (cá nhân).
C2 (cá nhân) 
 Nêu ví dụ khác về tính tương đối ?
C1 (Nhóm):
+ Thấy đầu van chuyển động tròn quanh trục bánh xe. 
+ Thấy đầu van chuyển động theo quỹ đạo cong lúc lên cao lúc xuống thấp.
+T1: Quỹ đạo có hình dạng khác nhau.
+T2:
- Đối với ôtô hành khách đó là đứng yên => vận tốc của hành khách đối với ôtô bằng 0.
- Đối với người đứng dưới đường thì hành khách đó chuyển động. Vận tốc hành khách đối với đất là 40km/h.
C2 (cá nhân). Nêu ví dụ.
I. Tính tương đối của chuyển động :
1. Tính tương đối của quỹ đạo :
Quỹ đạo chuyển động của một vật đối với các hệ qui chiếu khác nhau là khác nhau.
2. Tính tương đối của vận tốc :
Vận tốc của một vật đối với các hệ qui chiếu khác nhau là khác nhau.
GV: Thông tin :
Trong ví dụ trên hệ qui chiếu gắn với ôtô : Hệ qui chiếu chuyển động.
Hệ qui chiếu gắn với người đứng trên đường: Hệ qui chiếu đứng yên.
H3: Hãy nêu ví dụ về hệ qui chiếu đứng yên và hệ qui chiếu chuyển động ?
+ HV: Ghi nhận thông tin.
+T3: HV nêu ví dụ về hệ qui chiếu đứng yên và hệ qui chiếu chuyển động.
II. Công thức cộng vận tốc :
1. Hệ qui chiếu đứng yên và hệ qui chiếu chuyển động :
+ Hệ qui chiếu đứng yên : Gắn với đất hoặc vào vật đứng yên đối với đất.
+ Hệ qui chiếu chuyển động : Gắn với vật chuyển động so với đất.
GV: Thông tin khái niệm vận tốc tuyệt đối, vận tốc tương đối, vận tốc kéo theo dựa vào ví dụ trên.
GV: Xét CĐ thuyền xuôi dòng nước:
H4: Xác định vận tốc tuyệt đối, vận tốc tương đối, vận tốc kéo theo ?
H5: Hãy biểu diễn các vận tốc đó trên một trục toạ độ dọc theo dòng nước chảy ? giả thiết vtn > vnb.
H6: Thuyền xuôi dòng nhanh hay chậm so với khi nước không chảy ? => quan hệ các vận tốc ? 
Hướng vtn & vnb
=> Quan hệ vtb, vtn và vnb ?
Trường hợp các vận tốc cùng phương ngược chiều.
H7: - Khi thuyền ngược dòng thì hướng của vtn&vnb thế nào ? 
- Biểu diễn các véctơ : vtn, vnb và vtb?
- Khi đó vtb = ? (cá nhân)
GV: Thông tin : Tổng quát khi viết dưới dạng véctơ : 
v13 = v12+v23
C3 (cá nhân).
Thuyền ngược dòng đi s = 20km, 
t = 1h. vnb = 2km/h. vtn = ?
a) Trường hợp các vận tốc cùng phương cùng chiều.
+ HV: Ghi nhận khái niệm vận tốc tuyệt đối, vận tốc tương đối, vận tốc kéo theo.
+T4:vtb: Vận tốc tuyệt đối.
 vtn: Vận tốc tương đối.	
 vnb: Vận tốc kéo theo.
 vtb
 vtn
 vnb
+T5: HV biểu diễn
+T6: Thuyền xuôi dòng nhanh hơn so với khi nước không chảy,
vtb = vtn+vnb
Nếu: vtn⇈vnb
Thì: vtb = vtn + vnb
b) Trường hợp các vận tốc cùng phương ngược chiều.
 vtn
 vnb
 vtb
+T7: vtn↑↓vnb
- Khi đó : vtb = vtn – vnb
+ HV: Ghi nhận công thức tổng quát khi viết đưới dạng véctơ.
C3 (cá nhân).
vtb = s/t = 20km/h.
vtb = vtn – vnb => vtn = vtb + vnb = 22km/h
2. Công thức cộng vận tốc 
 v13 = v12 + v23
Trong đó : Số 1 ứng với vật chuyển đông. Số 2 ứng với hệ qui chiếu chuyển động. Ứng với hệ qui chiếu đứng yên.
* Trường hợp :
 v12⇈v23 thì : 
 v13 = v12 + v23
v12↑↓v23thì:
 v13 = |v12 - v23|
HOẠT ĐỘNG 3: Hoạt động luyện tập (10')
GV giao nhiệm vụ cho học sinh làm bài tập trắc nghiệm:
Câu 1: Một chiếc thuyền đi trong nước yên lặng với vận tốc có độ lớn v1, vận tốc dòng chảy của nước so với bờ sông có độ lớn v2. Nếu người lái thuyền hướng mũi thuyền dọc theo dòng nước từ hạ nguồn lên thượng nguồn của con sông thì một người đứng trên bờ sẽ thấy
 A. thuyền trôi về phía thượng nguồn nếu v1 > v2.
 B. thuyền trôi về phía hạ lưu nếu v1 > v2.
C. thuyền đứng yên nếu v1 < v2.
 D. truyền trôi về phía hạ lưu nếu v1 = v2.
Câu 2: Một chiếc phà chạy xuôi dòng từ A đến B mất 3 giờ, khi chạy về mất 6 giờ. Nếu phà tắt máy trôi theo dòng nước từ A đến B thì mất
 A. 13 giờ.
 B. 12 giờ.
 C. 11 giờ.
 D. 10 giờ.
Câu 3: Một chiếc thuyền chạy ngược dòng trên một đoạn sông thẳng, sau 1 giờ đi được 9 km so với bờ. Một đám củi khô trôi trên đoạn sông đó, sau 1 phút trôi được 50 m so với bờ. Vận tốc của thuyền so với nước là
 A. 12 km/h.
 B. 6 km/h.
 C. 9 km/h.
 D. 3 km/h.
Câu 4: Một ca nô đi trong mặt nước yên lặng với vận tốc 16 m/s, vận tốc của dòng nước so với bờ sông là 2 m/s. Góc giữa vectơ vận tốc của ca nô đi trong nước yên lặng là vectơ vận tốc của dòng nước là 0 < α < 180o. Độ lớn vận tốc của ca nô so với bờ là
 A. 20 m/s.
 B. 2 m/s.
 C. 14 m/s.
 D. 16 m/s.
Câu 5: Một chiếc thuyền chuyển động thẳng đều, ngược chiều dòng nước với vận tốc 7 km/h đối với nước. Vận tốc chảy của dòng nước là 1.5 km/h. Vận tốc của thuyền so với bờ là
 A. 8,5 km/h.
 B. 5,5 km/h.
 C. 7,2 km/h.
 D. 6,8 km/h.
Câu 6: Một chiếc thuyền khi đi xuôi dòng chảy từ A đến B thì thời gian chuyển động nhỏ hơn thời gian lúc về 3 lần. Biết tốc độ trung bình trên toàn bộ, quãng đường cả đi lẫn về là vtb = 3 km/h. Vận tốc của dòng chảy và vận tốc của thuyền đối với dòng chảy là:
 A. 1 km/h và 3 km/h.
 B. 3 km/h và 5 km/h.
 C. 2 km/h và 4 km/h.
 D. 4 km/h và 6 km/h.
Câu 7: Một hành khách ngồi ở cửa sổ một chiếc tàu A đang chậy trên đường ray với vận tốc v1 = 72 km/h, nhìn chiếc tàu B chạy ngược chiều ở đường ray bên cạnh qua một thời gian nào đó. Nếu tàu B chạy cùng chiều, thì người khách đó nhận thấy thời gian mà tàu B chạy qua mặt mình lâu gấp 3 lần so với trường hợp trước
Vận tốc của tàu B là
 A. 30 km/h hoặc 140 km/h.
 B. 40 km/h hoặc 150 km/h.
 C. 35 km/h hoặc 135 km/h.
 D. 36 km/h hoặc 144 km/h.
Câu 8: Trong một siêu thị, người ta có đặt hệ thống cầu thang cuốn để đưa hành khách lên. Khi hành khách đứng yên trên cầu thang thì thời gian thang máy đưa lên là t1 = 1 phút. Khi thang máy đứng yên, thì hành khách đi lên cầu thang này phải mất một khoảng thời gian t2 = 3 phút. Nếu hành khách đi lên thang máy trong khi thang máy hoạt động thì thời gian tiêu tốn là
 A. 45 s.
 B. 50 s.
 C. 55 s.
 D. 60 s.
Câu 9: Từ hai bến trên bờ sông, một ca nô và một chiếc thuyền chèo đồng thời khởi hành theo hướng gặp nhau. Sau khi gặp nhau, chiếc ca nô quay ngược lại, còn người chèo thuyền thôi không chèo nữa. Kết quả là thuyền và ca nô trở về vị trí xuất phát cùng một lúc. Biết rằng tỉ số giữa vận tốc của ca nô với vận tốc dòng chảy là 10. Tỉ số giữa vận tốc của thuyền khi chèo với vận tốc dòng chảy là
 A. 3,1.
 B. 2,5.
 C. 2,2.
 D. 2,8.
Hướng dẫn giải và đáp án
Câu
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Đáp án
A
B
B
D
B
C
D
A
C
HOẠT ĐỘNG 4: Hoạt động vận dụng (8’)
BT 4 SGK. Chọn câu khẳng đúng.
BT 6 SGK. Toa tàu nào chạy ?
Thêm : Nếu xét trạng thái của vật trong các hệ qui chiếu khác nhau thì điều nào sau đây là không đúng ?
A. Vật có thể đứng yên hoặc chuyển động.
B. Vật có thể chuyển động với quỹ đạo khác nhau.
C. Vật có thể có hình dạng khác nhau.
D. Vật có thể có vận tốc khác nhau.
BT 4 SGK : Đáp án D.
BT 6 SGK. Đáp án B.
Thêm : Đáp án C.
HOẠT ĐỘNG 5: Hoạt động tìm tòi và mở rộng (2’)
Vẽ sơ đồ tư duy khái quát lại nội dung bài học
4. Hướng dẫn về nhà
Hoạt động của HV
Trợ giúp của GV
Nhận nhiệm vụ học tập. 
Và làm theo lời dặn của giáo viên.
- Về nhà học phần ghi nhớ cuối bài, làm7, 8 (SGK) và hoàn thành những bài tập chưa làm, buổi sau chữa BT và nếu có vướng mắc cần giải đáp thì về nhà chuẩn bị câu hỏi để giờ sau giải đáp.