Bài 1 Động học chất điểm

bài 1
Động học chất điểm
Khoa khoa học tự nhiên
bộ môn vật lý
Giảng viên: 2//CN, Th.S Nguyễn Thị Yến
Hà Nội, tháng 8 năm 2011
MỤC ĐÍCH YÊU CẦU
NỘI DUNG
PHƯƠNG PHÁP

1.1. Những khái niệm mở đầu.
1.1.1. Chuyển động và hệ quy chiếu.
- Chuyển động của một vật là sự chuyển dời vị trí của vật
đó so với các vật khác trong không gian và theo thời gian.
- Hệ quy chiếu:
+ Vật làm mốc ( gắn một hệ toạ độ).
+ Mốc thời gian và một đồng hồ đo thời gian.
1.1.2. Chất điểm và hệ chất điểm
- Chất điểm là một vật có kích thước rất nhỏ so với những khoảng cách, những kích thước mà ta đang khảo sát.
- Tập hợp chất điểm gọi là hệ chất điểm.
1.1.3. Phương trình chuyển động của chất điểm
- Chọn hệ toạ độ Đềcác Oxyz (O là gốc tọa độ).
Hay:
(1.1)
Ta có:
(1.2)
Phương trình (1.1) hoặc (1.2) là phương trình chuyển động của chất điểm.
1.1.4. Quỹ đạo
Quỹ đạo chuyển động của chất điểm là đường tạo bởi tập hợp tất cả các vị trí của chất điểm trong không gian, trong suốt quá trình chuyển động.
Phương trình quỹ đạo là phương trình mô tả quỹ đạo chuyển động của chất điểm.
Ví dụ: x2 + y2 = R2
1.1.5. Hoành độ cong
S gọi là hoành độ cong.
Giả sử chất điểm M chuyển động theo đường cong (C). Trên (C), ta chọn điểm O làm gốc và một chiều dương trùng chiều chuyển động.
Đặt OM = S
Khi M chuyển động, S thay đổi theo thời gian.
Vận tốc của chất điểm có giá trị bằng đạo hàm hoành độ cong của chất điểm đối với thời gian.
(1.4)
Vận tốc là đại lượng đại số.
Đơn vị vận tốc: m/s.
hay
1.2. Vận tốc
1.2.1. Định nghĩa vận tốc
Biểu thức:
1.2.2. Véc tơ vận tốc
Khi dt vô cùng nhỏ, chất điểm dịch chuyển một đoạn ds vô cùng nhỏ theo chiều (+) của (C).
Véc tơ vận tốc là một đại lượng đặc trưng cho phương, chiều và sự nhanh hay chậm của chuyển động.
1.2.3. Véc tơ vận tốc trong hệ toạ độ Đềcác.
- Xét chuyển động trong hệ toạ độ Oxyz
Véc tơ vận tốc bằng đạo hàm bán kính véc tơ theo thời gian.
Tại thời điểm t, chất điểm ở vị trí M được xác định bởi bán kính véc tơ
1.3. Gia tốc
Véc tơ gia tốc bằng đạo hàm của véc tơ vận tốc theo thời gian.
1.3.1. Khái niệm gia tốc

1.3.2. Véc tơ gia tốc trong hệ toạ độ Đềcác.
1.3.3. Gia tốc tiếp tuyến và gia tốc pháp tuyến

1.4. Một số dạng chuyển động cơ đặc biệt
1.4.2. Chuyển động thẳng biến đổi đều
1.4.1. Chuyển động thẳng đều
.
,
1.4.3. Chuyển động tròn
a. Vận tốc góc
Vận tốc góc có giá trị bằng đạo hàm của góc quay theo thời gian.
Đơn vị của vận tốc góc là rad/s .
b. Gia tốc góc
Gia tốc góc trung bình:
Gia tốc góc tại thời điểm t :
Gia tốc góc có giá trị bằng đạo hàm bậc nhất của vận tốc góc theo thời gian và bằng đạo hàm bậc hai của góc quay theo thời gian
Đơn vị của gia tốc góc là rad/s2.
1.5. bài tập
1. Chọn câu 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 biết chiều chuyển động, do đó bao giờ cũng có giá trị dương.
1.5.1. Bài tập trắc nghiệm
Đáp án: Chọn B.
Đáp án: Chọn D
2. Chọn câu sai:
Khi một một chất điểm chuyển động thẳng biến đổi đều thì:
A. Có gia tốc không đổi.
B. Có gia tốc trung bình không đổi.
C. Có thể chuyển động nhanh dần đều hoặc chậm dần đều.
D. Có thể lúc đầu chuyển động chậm dần đều,sau đó chuyển động nhanh dần đều.

3. Một ô tô chạy nửa đoạn đường đầu với vận tốc v1=40km/h rồi chạy nửa đoạn đường sau với vận tốc v2=30km/h. Vận tốc trung bình của ô tô trên cả đoạn đường là:
A. 8,0 m/s B. 8,5 m/s C. 9,53 m/s D. 10m/s
4. Một vật chuyển động thẳng thay đổi đều đi hết quãng đường AB trong 6 giây. Vận tốc của vật khi đi qua A bằng 15 m/s. Chiều dài của quãng đường AB là:
A. 40 (m) B. 50 (m) C. 60 (m) D. 70 (m)