Tiến trình dạy học về động lượng

Tiến trình dạy học về động lượng của nhóm sinh viên khoa vật lý, được làm và soạn từ 2022 phù hợp theo công văn 5512. UPDATE ngày 10102023, đại học sư phạm Hà Nội. Xây dựng tiến trình dạy học bài động lượng. Động lượng vật lí.

Bài 28: Động lượng Định luật bảo toàn động lượng Động lượng I MỤC TIÊU Yêu cầu cần đạt - Động lượng vật đại lượng đo tích khối lượng vận tốc vât + Động lượng đại lượng vecto có hướng với hướng vận tốc + Động lượng phụ thuộc vào hệ quy chiếu + Trong hệ SI, đơn vị động lượng kg.m/s + Động lượng đặc trưng cho khả truyền chuyển động vật lên vật khác thông qua tương tác chúng + Vecto động lượng nhiều vật tổng vecto động lượng vật - Hệ kín hệ khơng có tương tác với vật bên vật bên hệ Ngoài ra, tương tác vật bên hệ hệ bị triệt tiêu không đáng kể so với tương tác thành phần hệ, hệ xem gần dúng hệ kín - Định luật bảo tồn động lượng Động lượng hệ kín ln bảo tồn Năng lực a Năng lực chung - Năng lực tự chủ tự học: Chủ động, tích cực thực công việc thâ học tập thơng qua việc tham gai đóng góp ý tưởng, đặt câu hỏi trả lời câu thảo luận - Năng lực giao tiếp hợp tác: Biết khiêm tốn tiếp thu góp ý nhiệt tình chia sẻ, hỗ trợ thành viên nhomcs tiến hành hoạt động thí nghiệm b Năng lực đặc thù mơn học - Nêu ý nghĩa vật lí dịnh nghĩa động lượng từ tình thực tế - Phát biểu định luật bảo toàn động lượng hệ kín - Tìm hiều giới tự nhiên góc độ vật lí: Thực thí nghiệm thảo luận, phát biểu đưuocj định luật bảo toàn động lượng hệ kín - Vận dụng kiến thức, kĩ học Vận dụng định luật bảo toàn động lượng số trường hợp Phẩm chất -Chăm chỉ: Tích cực tìm tịi, sáng tạo, có ý thức vượt qua khó khăn để đạt kết tốt học tập thông qua việc đọc SGk, tương tác GV trả lời câu thảo luận - Trung thực: Tự giác thực dúng yêu cầu trình thực thí nghiệm xử lí só liệu trung thực, xác II Thiết bị dạy học học liệu - Giáo viên Dụng cụ thí nghiệm gồm: Bài giảng Powerpoint Máy chiếu, máy tính, hình ảnh sử dụng học Phiếu học tập Phiếu học tập số Câu 1: : Quan sát hình ảnh, kể tên mơn dự đốn chuyển động trường hợp sau từ rút nhận xét tác dụng lực lên vật khoảng thời gian ngắn Câu 2: Tìm thêm ví dụ vật chịu tác dụng lực thời gian ngắn? Phiếu học tập số Câu 1: Đọc SGK mục II.2,II.3 thiết lập mối quan hệ xung lượng lực độ biến thiên động lượng Viết dạng tổng quát định luật Niu tơn Câu : Một lực 50N tác dụng vào vật có khối lượng m = 0,1kg ban đầu nằm yên; thời gian tác dụng 0,01s Xác định vận tốc vật Phiếu học tập số Câu hỏi 1: Dựa đL III Niuton xét hệ cô lập, em tìm mối quan hệ tổng động lượng trước sau va chạm Và rút nhận xét Phiếu học tập số Câu hỏi: Từ kết thí nghiệm, tính độ chệnh lệc tương đối động lượng hệ trước sau va chạm sau va chạm Từ nêu nhận xét động lượng hệ trước 2.Học sinh - Ôn lại gia tốc, định luật Niu-ton - SGK, ghi bài, giấy nháp III.TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động 1: a Mục tiêu: - Từ ví dụ thực tế HS nhận thấy mối liên quan khối lượng vận tốc - Hs thảo luận đưa ý kiến câu hỏi chủ đề b Sản phẩm:Các ý kiến trả lời học sinh sau thảo luận c Tổ chức thực hiện: GV HS Kết luận GV cho học sinh quan HS quan sát thí nghiệm -Cây gậy golf tác động sát video thí nghiệm đưa ý kiến liên lực vào viên bi đánh bóng bi-a Trước quan đến chuyển động thời gian ngắn, đập vào đặt yêu cầu trước: viên bi viên bi đứng yên, sau =>Yêu cầu học sinh: viên bi chuyển hoạt động theo bàn động nhận xét HS quan sát thí nghiệm mơ tả giai đoạn, q trình chơi bia ngơn ngữ vật lí Gv hướng dẫn học sinh Học sinh suy nghĩ đưa đưa vấn đề cách câu trả lời đặt câu hỏi liên quan vd: “ Tại viên bi t2 đứng yên sau va chạm với viên bi t1 lại chuyển động?” Khi vật tương tác chúng trao đổi chuyển động gọi truyền chuyển động Gv yêu cầu học sinh lấy số ví dụ thực tế truyền chuyển động Học sinh lấy ví dụ VD: bắn bi, xe va chạm vào nhau,… Gv dẫn dắt học sinh đặt câu hỏi xoay quanh đến điều gây truyền chuyển động vật Học sinh đặt câu hỏi liên quan đến vấn đề  GV tổng hợp câu trả lời chốt lại vấn đề: Đại lượng gây truyền chuyển động hai vật? Hoạt động 2: Hình thành kiến thức a Mục tiêu: - Học sinh trình bày định nghĩa xung lượng lực, tích chất véc- tơ đơn vị xung lượng lực - Học sinh trình bày khái niệm động lượng, ý nghĩa động lượng b Sản phẩm: - Câu trả lời học sinh vào phiếu học tập c Tổ chức thực hiện: GV HS Kết luận GV trình chiếu hình ảnh HS thảo luận, hoàn Câu 1: minh họa xung lực, thành phiếu học - Bóng đá Cầu thủ thực cú đá GV chia nhóm, phát phiếu tập để đưa bóng vào lưới đối phương học tập Đại diện nhóm - Bi-a Viên bi gậy đánh Yêu cầu: HS hoàn thành đứng lên trả lời đập vào viên bi lại nhiệm vụ học tập số theo gây đổi hướng chuyển động nhóm - Đánh Golf Trong mơn chơi golf, bóng nằm yên chịu cú đánh mạnh bóng bay nhanh => Các hoạt động diễn thời gian ngắn => Lực tác dụng lên vật thời gian ngắn gây biến đối trạng thái chuyển động vật Câu 2: Ném bóng vào tường Nhận xét; -Khi lực có độ lớn đáng kể tác dụng lên vật khoảng thời gian ngắn ∆t, gây biến đổi đáng kể trạng thái chuyển động vật Kết luận: Một lực ⃗F tác dụng lên vật khoảng thời gian ∆t tích ⃗ F ∆t xung lượng lực - Đơn vị xung lượng lực N.s GV thực thi nghiệm HS quan sát, đưa Trước vc: m1 cho vật tác dụng vào nhau, xây dựng tốn gồm: vật có khối lượng m1 m2 Trước va chạm có vận tốc v1 v 2sau va chạm v ' v ' Yêu cầu: Học sinh suy nghĩ quan hệ sử dụng định luật để giải tốn Giải thích lí do? m2 câu trả lời Sau: ⃗ F 21 ⃗ F 12 GV đưa câu trả lời: hệ gồm khối lượng, biến đổi vận tốc, có gia tốc, lực  Sử dụng định luật II Niuton Định luật III Niuton ĐL II Niuton cho vật ⃗v ' 1−⃗v ∆t ⃗v ' 2−⃗v m2 : ⃗ F 12=m ∆t m1 : ⃗ F 21=m1 ĐL III Niuton cho vật ⃗ F 12=-⃗ F 21 v ' 1−m1 ⃗v 1=m2 ⃗ v ' 2−m2 ⃗v  m1 ⃗ Suy mối liên hệ m1 ⃗v 1+ m2 ⃗v 2=m1 ⃗ v ' +m2 ⃗ v'2 Nhận xét: Các vật trao đổi (truyền) lượng m.v  Lượng gọi Động lượng Đơn vị: kg.m/s Hoạt động 2.2: Định luật bảo toàn động lượng a Mục tiêu: - Học sinh trình bày khái niệm hệ lập ( hệ kín) - Học sinh phát biểu hệ thức định luật bảo tồn động hệ kín b Sản phẩm: Vở ghi học sinh, ví dụ học sinh đưa ra, câu trả lời hs phiêu học tập c Tổ chức hoạt động:, Hệ lập (hệ kín) GV HS GV giới thiệu khái niệm HS lắng nghe ghi chép đầy đủ vào hệ kín: Một vật xem Hs suy nghĩ nêu số ví dụ hệ kín hệ khơng có tương tác với vật bên hệ Yêu cầu: học sinh cho ví dụ hệ kín Định luật bảo toàn động lượng Gv Hs Giáo viên yêu cầu hs đọc -Học sinh thực sách giáo khoa nhiệm vụ cá nhân GV chuyển giao nhiệm vụ: -Đại diện học sinh lên u cầu hồn thành phiếu trình bày học tập số Gv quan sát, theo dõi hỗ trợ HS kịp thời Kết luận Câu 1: a/ Giả sử có lực ⃗F (khơng đổi tác dụng lên vật khối lượng m chuyển động với v1 Trong khoảng vận tốc ⃗ thời gian ∆t, vận tốc biến v 2,nghĩa vật đổi thành ⃗ có gia tốc a= ⃗v 2−⃗v ∆t Theo ĐL II Niuton ⃗ F =m.a⃗ =m ⃗v 2−⃗v ∆t Suy ⃗ v 2- m ⃗v1 =⃗p2-⃗p1 F ∆t= m.⃗ Hay:   p = F t - Độ biến thiên động lượng vật khoảng thời gian xung lượng tổng lực tác dụng lên vật khoảng thời gian b/ Viết dạng tổng quát định luật Niu tơn  p F t  - Lực tổng hợp tác dụng lên vật tốc độ thay đổi động lượng vật Câu 2: F p m.v  t t Thay số tìm v= 5m/s Giáo viên tổng kết Học sinh ghi chép GV nhận xét, tổng kết lại đầy đủ vào kiến thức:    Ta có : p - p = F t   Hay: p = F t Độ biến thiên động lượng vật khoảng thời gian xung lượng tổng lực tác dụng lên vật khoảng thời gian Ý nghĩa: Lực tác dụng đủ mạnh khoảng thời gian gây biến thiên động lượng vật GV GV yêu cầu học sinh tìm hiểu sách giáo khoa Gv chuyển giao nhiệm vụ: Yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập số Gv quan sát, theo dõi hỗ trợ HS kịp thời HS Kết luận HS thực cá nhân 1.⃗ ⃗ phiếu theo gợi ý F12  F21 (1) GV Ta có: ⃗ ⃗ p1 F21t ⃗ ⃗ p2 F12t ⃗ ⃗ (1)  p1  p2 ⃗ ⃗ ⃗ Ta có: p1  p1sau  p1truoc ⃗ ⃗ ⃗ p2  p2sau  p2truoc ⃗ ⃗ ⃗ ⃗  p1sau  p1truoc  p2 sau  p2truoc ⃗ ⃗ ⃗ ⃗ p1sau  p2 sau  p1truoc  p2truoc  Giáo viên chốt vấn đề: : Như động lượng hệ cô lập đại lượng bảo tồn Hoạt động 2.3: Thí nghiệm kiểm chứng định luật bảo toàn động lượng a Mục tiêu: - Suy luận tự thiết kế phương án thí nghiệm để đo đại lượng để xác định động lượng hai xe trước sau va chạm - Học sinh quan sát thí nghiệm kiểm tra định luật bảo toàn động lượng - Vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc p vào m lý thuyết thực nghiệm b Sản phẩm - Các phương án thí nghiệm khả thi, dễ thực - Số liệu thu thập sau tiến hành thí nghiệm - Báo cáo học sinh c Tổ chức hoạt động Gv Hs Kết luận -GV giới thiệu mục đích dụng cụ HS thực theo nhóm GV nhận xét, thí nghiệm Đại diện nhóm lên nêu ý tổng kết va (hình tn) tưởng nhóm đưa Dụng cụ: Hs quan sát thí nghiệm mẫu phương án tối -Đêm khơng khí GV xử lí số liệu số liệu ưu -Hai chắn cổng quang điện GV cung cấp Đại lượng cần -Miếng dính Hs hồn thành báo cáo cá đo -Hai xe trượt số nặng để nhân nhóm Tiến hành thí thay đổi khối lượng xe nghiệm: -Hai cổng quang điện nối với -Cho bơm nén đồng hồ đo thời gian số khí đồng -Thước đo có độ chia nhỏ hồ đo thời 1mm gian hoạt -Cân có độ xác đến 0,1g để động xác định khối lượng m xe -Đẩy nhẹ xe ∆m nặng để chuyển Bố trí thí nghiệm: động, quan -Điều chỉnh cho băng đệm khí nằm sát tượng ngang lắp ống dẫn khí từ bơm nén diễn lần vào băng lượt đọc -Đặt hai cổng quang điện vị trí đồng hồ tùy ý băng đệm khí nối số thông chung vào đồng hồ đo thời gian làm việc chế độ Timing -Đặt xe trượt có dính đầu xe lắp cản quang lên đầu băng đệm khí, cịn xe trượt có dính đầu xe đặt khoảng cổng quang điện Yêu cầu: Hs tìm hiểu để xác định động lượng hai xe trước sau va chạm cần đo đại lượng Hs dự đoán suy nghĩ phương án thí nghiệm đơn giản làm để đo đại lượng để xác định động lượng xe trước sau va chạm  Sau chiếu video thực hành TN, giáo viên đưa bảng số liệu để học sinh xử lí: Tổng khối lượng xe 1: m1= 460,0 g, tổng khối lượng xe 2: m2 =500,0g; độ rộng chấn cổng quang điện: d=12,5mm Gv phát phiếu học tập số Yêu cầu học sinh thảo luận hoàn thành vào báo cáo thí nghiệm Gv quan sát, theo dõi hỗ trợ HS kịp thời số khoảng thời gian t, t’ để kiểm nghiệm hệ rút -Lặp lại thí nghiệm để kiểm nghiệm định luật bảo tồn động lượng trường hợp xe có khối lượng gấp đổi nửa xe HS xử lí số liệu đưa nhận xét hoàn thành câu hỏi phiếu học tập Hướng dẫn: Độ chênh lệch tương đối động lượng hệ trước sau va chạm lần đo Kết luận: Trong phạm vi sai số, kết thí nghiệm cho thấy tổng động lượng hệ trước sau va chạm không đổi Vậy động lượng hệ lập đại lượng bảo tồn Động lượng hệ trước sau va chạm xấp xỉ (sai số tỉ đối 5%) Hoạt động 3: Luyện tập a.Mục tiêu - Học sinh hệ thống kiến thức vận dụng giải tập liên quan đến nội dung học - Sử dụng nội dung động lượng bảo toàn động lượng vào tượng đời sống b Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ theo cá nhân, hoàn thành yêu cầu dựa gợi ý giáo viên c.Sản phẩm: Bài tập tự làm vào HS phiếu học tập d Tổ chức thực hiện: * Chuyển giao nhiệm vụ Phiếu học tập số Câu 1: Nêu định nghĩa đơn vị động lượng Câu 2: Một người thuyền nhỏ đứng yên, thuyền lại bị lùi lại người bước lên bờ? Câu 3: Phát biểu sau khơng nói động lượng? A Động lượng vật đặc trưng cho trạng thái chuyển động vật B Động lượng đại lượng vecto C Động lượng có đơn vị kgm/s D Đọng lượng vật phụ thuộc vào vận tốc vật Câu 4: Tính độ lớn động lượng trường hợp sau: a) Một xe buýt khối lượng chuyển động với tốc độ 72hm/h b) Một đá khối lượng 500g chuyển động với tốc độ 72 km/h c) Một electron chuyển động với tốc độ 2.107 m/s Biết khối lượng electoron 9,1.10−31 Câu 5: Một bóng golf có khối lượng 46g nằm yên, sau cú đánh bóng bay lên với tốc độ 70m/s Tính xung lượng lực độ lớn trung bình lực tác dụng vào bóng Biết thời gian tác dụng 0,5.10−3 s Câu 6: Hai vật có khối lượng m1=1kg m 2=2 kg chuyển động với vận tốc có độ lớn v1 =3 m/s v 2=2 m/ s a) Tính động lượng vật b) Vật khó dừng lại hơn? Vì sao?  Thực nhiệm vụ học tập - Cá nhân HS hoàn thành phiếu học tập số - Gv quan sát, theo dõi hỗ trợ  Báo cáo kết hoạt động thảo luận: - Gv gọi HS báo cáo kết quả, trình bày đáp án lên bảng - Các HS khác nhận xét, gop ý, bổ sung - GV quan sát, theo dõi, xử lí tình phát sinh Hướng dẫn giải đáp án  Kết luận nhận định: Từ kết BC, thảo luận, GV nhận xét, chuẩn hóa KT yêu cầu HS ghi nội dung cần thiết vào PHT vào Câu 1: Đại lượng đặc trưng cho khả truyền chuyển động vật tương tác với vật khác gọi động lượng vật Câu 2: - Lực đẩy Ac-si-met cân với trọng lực “ người+ thuyền” nên hệ hệ kín có tổng động lưognj trước người bước lên bừo - Khi người nhảy lên bờ, tổng động lượng người thuyền là: m ng ⃗v ng +m th ⃗v th =0⃗  ⃗v th= −mng ⃗v ng mth Vậy thuyền chuyển động ngược hướng người, tức lùi xa bờ Câu 3: A,B,C D sai vì: Động lượng xác định cơng thức ⃗p =m ⃗v  Động lượng phụ thuộc vào vận tốc khối lượng vật Đáp án đúng:D Câu 4: a) Đổi tấn= 3000 kg; 72 km/h =20m/s Độ lớn động lượng xe bus p1=m1 v 1= 3000.20= 60000 kg.m/s b) Đổi 500 g=0,5kg Độ lớn động lượng đá là: p2=m2 v 2= 0,5.10= 5kg.m/s c) Độ lớn động lượng electron là: p=m.v=9,1.10−31.2.107=1,82.10−23 kg.m/s Câu 5: Đổi 46g= 0,046kg Xung lượng lực tác dụng lên bóng là: F∆t=∆p=m v 2−m v 1= 0,046.70-0=3,22N.s Độ lớp trung bình lực tác dụng lên bóng là: ∆p F∆t=∆p => F= ∆ t = 3,22 = 6440N 0,5.10−3 Câu 6: a) Động lượng vật p1=m1 v 1=1.3=3 kg.m/s Động lượng vật là: p2=m v 2= 2.2= kg.m/s b) Vật khó dừng lại vật có động lượng lớn Hoạt động 4: Vận dụng a.Mục tiêu: HS vận dụng kiến thức học động lượng, mối liên hệ độ biến thiên động lượng với xung lượng, định luật bảo tồn động lượng vào tình thực tế b.Nội dung: GV giao nhiệm vụ nhà cho HS c.Sản phẩm học tập: HS nắm vững, vận dụng kiến thức động lượng mối liên hệ độ biến thiên động lượng với xung lượng, định luật bảo tồn động lượng vào tình thực tế Bài báo cáo nộp vào tiết học d.Tổ chức thực hiện: * Chuyển giao nhiệm vụ: Ứng dụng kiên thức học giải tình thực tiễn: - Trong thi đấu quần vợt, tuyển thủ dùng lực lớn để tác động vào bóng vận tốc bóng tăng nhanh khiến đối phương khó đỡ so với tác động lực nhẹ hơn? - Vì xe tơ với vận tốc cao va chạm hậu nghiêm trọng? - Giải thích hai người đứng yên sân băng bị lùi xa họ dùng tay đẩy vào - Tìm thêm số ứng dụng tốn va chạm đời sống *Thực nhiệm vụ: *Báo cáo kết thực nhiệm vụ: đầu tiết học *Kết luận, nhận định: