Nhóm : Thành phố Sơn La BÀI 42 : BIẾN DẠNG CỦA LÒ XO: LỰC KẾ LÒ XO (SÁCH KẾT NỐI TRI THỨC VỚI CUỘC SỐNG) Kiến thức trọng tâm - Lò xo có tính chất đàn hồi, cụ thể sau nén kéo dãn nó giới hạn đàn hồi thả chiều dài lò xo trở lại chiều dài ban đầu - Độ dãn lò xo treo thẳng đứng tỉ lệ thuận với trọng lượng vật treo - Thiết kế được lực kế lò xo vật liệu phù hợp cho có đầy đủ theo cấu trúc, cấu tạo, thang đo - Thiết kế được lực kế dùng để đo lực kéo số vật nhẹ mặt bàn Vấn đề cần giải - Lực kế lò xo có cấu tạo nguyên tắc hoạt động để nó đo được lực kéo đơn giản, phù hợp? Cách vận dụng kiến thức để giải vấn đề: - Lực đàn hồi tỷ lệ thuận với độ biến dạng lò xo - Cấu tạo lực kế gồm thân lực kế, lò xo, bảng chia độ, móc treo - Tác dụng lực cần đo dọc theo lò xo lực kế Chỉ số kim thị cho biết giá trị cần đo Logic hình thành kiến thức theo quy trình kỹ thuật 4.1 Tình làm nảy sinh câu hỏi vấn đề: Đo lực kéo lên gia trọng mặt bàn 4.2 Câu hỏi vấn đề: Lực kế lò xo có cấu tạo nguyên tắc hoạt động nào? 4.3 Giải vấn đề: 4.3.1 Thiết kế: Học sinh lên ý tưởng chia sẻ ý tưởng thiết kế lực kế lò xo cá nhân với bạn nhóm: + Nguyên vật liệu sử dụng + Cách xây dựng thang đo cho cân lò xo + Cấu trúc lực kế lò xo cách chế tạo lực kế Cả nhóm trao đổi để thống ý tưởng từ đó thể cụ thể thiết kế chung nhóm lên giấy A4 Giáo viên quan sát, theo dõi nhận xét kết thiết kế học sinh, làm rõ số khía cạnh chưa rõ liên hệ với số kiến thức liên quan Giáo viên giới thiệu số nguyên vật liệu hỗ trợ cung cấp cho nhóm học sinh để thực sản phẩm Từ đó giáo viên giao nhiệm vụ cho học sinh: Chế tạo lực kế lò xo theo thiết kế nhóm đề xuất cho đáp ứng được yêu cầu đề 4.3.2 Chế tạo thiết bị: Học sinh sử dụng vật liệu, lựa chọn nguyên vật liệu (như bìa cứng giấy foam, lò xo sẵn có phòng thí nghiệm, …) tự tìm kiếm thêm vật liệu cần thiết có thể để chế tạo sản phẩm lực kế lị xo hồn thiện 4.3.3 Vận hành: Học sinh tiến hành thử nghiệm, sử dụng lực kế lò xo để đo trọng lực gia trọng 50g, xác định để ghi nhận kết sản phẩm (nếu có P = 0,5 N thành công); thử nghiệm với vật có trọng lượng nhỏ (khoảng độ chia nhỏ nhất) vật có trọng lượng lớn (khoảng giới hạn đo) để đánh giá đề xuất phương án điều chỉnh 4.4 Kết luận: - Cấu tạo lực kế gồm thân lực kế, lò xo, bảng chia độ, móc treo - Nguyên tắc hoạt động lực kế lò xo: Tác dụng lực cần đo dọc theo lò xo lực kế Chỉ số kim thị cho biết giá trị cần đo II Nội dung 2: Xây dựng KHBD chi tiết + Xác định mục tiêu + Xác định hoạt động học tập Biến dạng lị xo: LỰC KẾ LỊ XO (2 tiết) Môn học: Khoa học tự nhiên Lớp: Yêu cầu cần đạt - Nhận biết được lò xo có tính chất đàn hồi, cụ thể sau nén kéo dãn nó giới hạn đàn hồi thả chiều dài lị xo trở lại chiều dài ban đầu - Thực được thí nghiệm chứng minh độ dãn lò xo treo thẳng đứng tỉ lệ với trọng lượng vật treo - Độ dãn lò xo treo thẳng đứng tỉ lệ thuận với trọng lượng vật treo I Mục tiêu Kiến thức - Nhận biết được lò xo có tính chất đàn hồi, cụ thể sau nén kéo dãn nó giới hạn đàn hồi thả chiều dài lị xo trở lại chiều dài ban đầu - Hiểu được độ dãn lò xo treo thẳng đứng tỉ lệ thuận với trọng lượng vật treo Năng lực - Thực được thí nghiệm chứng minh độ dãn lò xo treo thẳng đứng tỉ lệ với trọng lượng vật treo - Đề xuất được phương án thiết kế thang đo lực dựa vào tính chất độ dãn lò xo tỉ lệ thuận với trọng lượng vật treo - Vận dụng được kiến thức đàn hồi lò xo để chế tạo được lực kế lò xo Phẩm chất - Cẩn thận, tỉ mỉ q trình chế tạo thang đo lực kế lị xo để đảm bảo độ chính xác cao có thể - Tích cực tìm hiểu kiến thức trách nhiệm hoạt động nhóm II Thiết bị dạy học học liệu Mỗi nhóm học sinh nhận được dụng cụ Dụng cụ bắt buộc + lò xo dài cm, độ cứng cỡ từ 60 N/m đến 80 N/m Vật liệu lựa chọn + cân loại 100gram + giấy foam (20cm x 20cm) Dụng cụ khác + bìa cứng (30cm x 30cm) + cuộn băng keo (Giáo viên cung cấp) + móc treo, kẹp giấy, đoạn dây kẽm 10cm Dụng cụ khác + súng bắn keo keo + kéo, keo dán (Học sinh tự chuẩn bị) + bút chì thước thẳng có độ chia đến milimet III Tiến trình dạy học Hoạt động 1: Xác định vấn đề a Mục tiêu Phát nhận được phận quan trọng lực kế móc treo lò xo có tính chất đàn hồi Xác định được nhiệm vụ thiết kế chế tạo cân lò xo có độ chia nhỏ 0,5N giới hạn đo đến 3N b Nội dung hoạt động Học sinh quan sát số tranh ảnh lực kế treo trả lời số câu hỏi giáo viên để tìm hiểu loại lực kế treo: + Các lực kế treo có đặc điểm sử dụng nào? + Theo em, phận quan trọng của lực kế phải có tính chất gì? + Trọng lượng nhỏ mà lực kế đo bao nhiêu? Làm để biết được? Học sinh ghi nhận nhiệm vụ thiết kế chế tạo lực kế lò xo theo yêu cầu giáo viên c Sản phẩm học tập - Bài ghi cấu tạo giá trị giới hạn lực kế treo (trả lời câu hỏi quan sát nhận xét lực kế treo): + Lực kế có móc để cầm lò xo treo lị xo Đầu lực kế treo vật cần xác định khối lượng + Có thể bên lực kế có vật có tính chất co dãn để lần lực kế vật dãn ra, sau đó tháo vật vật trở lại vị trí ban đầu + Vạch chia nhỏ thể khối lượng nhỏ lực kế có thể xác định được - Bản ghi nhiệm vụ cần thực hiện: + Nhiệm vụ: Thiết kế chế tạo lực kế lò xo cầm tay + Yêu cầu: Sử dụng cân mẫu 100 gram lò xo đàn hồi, lực kế lò xo có giới hạn nhỏ 10 gram giá trị giới hạn lớn 300 gram d Tổ chức thực - Giáo viên cho học sinh quan sát hình ảnh số loại lực kế treo yêu cầu em thảo luận nhóm đôi (hoặc suy nghĩ cá nhân) để trả lời câu hỏi liên quan đến lực kế treo: Cấu trúc, cấu tạo, thang đo (trình bày phần nội dung) - Học sinh trả lời câu hỏi bắt đầu có suy nghĩ lực kế treo sử dụng sống Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức đề xuất giải pháp a Mục tiêu - Hiểu được lò xo có độ đàn hồi định kéo dãn giới hạn đàn hồi lị xo bị hỏng - Thực được thí nghiệm cho thấy độ dãn lò xo tỉ lệ thuận với trọng lượng vật treo vào lò xo - Vận dụng được kiến thức lò xo (tính chất tỉ lệ thuận độ dãn với trọng lượng vật treo giới hạn đàn hồi) để thiết kế lực kế lò xo đáp ứng yêu cầu b Nội dung hoạt động - Học sinh tìm hiểu kiến thức biến dạng lị xo (sách Khoa học tự nhiên 6) theo số câu hỏi gợi ý, định hướng giáo viên: + Tại lò xo sử dụng để làm phận lực kế? + Liệu kéo dãn lò xo khơng? + Tính chất đàn hồi của lò xo tuân theo quy tắc dùng vào việc thiết kế lực kế lò xo không? - Học sinh phác thảo phương án thiết kế trình bày vào Giáo viên theo dõi, quan sát đặt câu hỏi gợi mở (nếu cần): + Làm cách để xác định khoảng chia trọng lượng? + Làm cách để xác định độ chia nhỏ 0,5N nặng 50g? + Sử dụng nguyên vật liệu vừa dễ sử dụng vừa đảm bảo độ chắn bền của lực kế? c Sản phẩm học tập - Kiến thức biến dạng lò xo được ghi vào vở: + Lò xo có tính chất đàn hồi (trở trạng thái ban đầu sau ngưng tác dụng lực) nên có thể sử dụng để làm lực kế móc treo + Mỗi lò xo có giới hạn đàn hồi định, kéo dãn giới hạn đàn hồi lò xo bị hỏng, trở trạng thái ban đầu + Khi lị xo được treo thẳng đứng độ dãn lò xo tỉ lệ thuận với khối lượng vật treo vào lò xo - Bản phác thảo ý tưởng để làm lực kế lò xo d Tổ chức thực - Giáo viên yêu cầu học sinh đọc tài liệu (theo ghi mục nội dung) biến dạng lò xo để trả lời câu hỏi vào - Học sinh dựa vào kiến thức tìm hiểu (giới hạn đàn hồi lò xo tính chất tỉ lệ thuận độ dãn lò xo với trọng lượng vật treo vào lò xo) để phác thảo ý tưởng chế tạo lực kế móc treo lò xo vào Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp a Mục tiêu - Trình bày chia sẻ được ý tưởng thiết kế lực kế lò xo cho bạn nhóm - Giải thích được nguyên lí để thiết kế thang đo cho cân lò xo - Giới thiệu được thiết kế lực kế lò xo - Có tư độc lập, đặt được câu hỏi, biết lập luận, bảo vệ được ý kiến cá nhân, nhóm - Thống được ý kiến, chỉnh sửa hoàn thiện được thiết kế chung nhóm b Nội dung hoạt động - Học sinh chia sẻ ý tưởng cá nhân với bạn nhóm: + Nguyên vật liệu sử dụng + Cách xây dựng thang đo cho cân lò xo + Cấu trúc lực kế lò xo cách chế tạo lực kế - Cả nhóm trao đổi để thống ý tưởng từ đó thể cụ thể thiết kế chung nhóm lên giấy A4 c Sản phẩm học tập - Các ý tưởng trao đổi đề thống thiết kế chung cho nhóm - Bản thiết kế chung nhóm được trình bày giấy A4 d Tổ chức thực - Giáo viên tổ chức cho học sinh so sánh, thảo luận ý tưởng cá nhân nhóm; yêu cầu học sinh thảo luận cách giải vấn đề để làm cân lò xo đáp ứng yêu cầu cách sử dụng lực kế mẫu trọng lượng 100 gram - Học sinh thực nhiệm vụ chia sẻ thiết kế với bạn nhóm thống thiết kế chung phù hợp - Giáo viên quan sát, theo dõi nhận xét kết thiết kế học sinh, làm rõ số khía cạnh chưa rõ liên hệ với số kiến thức liên quan - Giáo viên giới thiệu số nguyên vật liệu hỗ trợ cung cấp cho nhóm học sinh để thực sản phẩm Từ đó giáo viên giao nhiệm vụ cho học sinh: Chế tạo cân lò xo theo thiết kế nhóm đề xuất cho đáp ứng được yêu cầu đề Hoạt động 4: Chế tạo, thử nghiệm đánh giá a Mục tiêu - Chế tạo được cân lò xo dựa vào thiết kế thống - Thử nghiệm được sản phẩm với lực kế có trọng lượng chính xác đánh giá được mức độ đạt so với yêu cầu, từ đó đề xuất được điểm cần cải tiến sản phẩm b Nội dung hoạt động - Học sinh sử dụng vật liệu được giáo viên cung cấp, lựa chọn nguyên vật liệu (như bìa cứng) tự tìm kiếm thêm vật liệu cần thiết có thể để chế tạo sản phẩm cân kế lị xo hồn thiện - Học sinh tiến hành thử nghiệm, sử dụng cân lò xo với số vật có trọng lượng xác định để ghi nhận kết sản phẩm; thử nghiệm với vật có trọng lượng nhỏ (khoảng độ chia nhỏ nhất) vật có trọng lượng lớn (khoảng giới hạn đo) để đánh giá đề xuất phương án điều chỉnh c Sản phẩm học tập - Cân lò xo theo thiết kế vẽ - Bản ghi nhận kết thực d Tổ chức thực - Giáo viên cung cấp nguyên vật liệu cho học sinh để tiến hành thực chế tạo cân lò xo Một số lưu ý giáo viên cần nhấn mạnh nhắc nhở với học sinh: Vấn đề an toàn: + Cẩn thận sử dụng kéo súng bắn keo - Học sinh thực nhiệm vụ chế tạo cân lò xo theo quy trình thể thiết kế tự đánh giá sản phẩm Hoạt động 5: Chia sẻ, thảo luận điều chỉnh a Mục tiêu - Giới thiệu, chia sẻ được sản phẩm cân móc treo lị xo thơng tin ghi nhận được trình thực - Trả lời được câu hỏi, bình luận sản phẩm nhóm - Đặt câu hỏi, bình luận đánh giá được sản phẩm mà quan tâm - Giải thích được nguyên nhân làm ảnh hưởng gây chênh lệch kết đo thử nghiệm b Nội dung hoạt động - Nhóm học sinh giới thiệu thiết bị chế tạo: Cấu tạo, hiệu hoạt động, hình thức cách chế tạo - Học sinh quan sát, nhận xét sản phẩm nhóm, chia sẻ, thảo luận, ghi nhận ý kiến góp ý để tiếp tục điều chỉnh, hoàn thiện - Học sinh viết vào phát không khơng hợp lí, ghi lại bình luận câu hỏi cho sản phẩm mà quan tâm c Sản phẩm học tập - Bản ghi chép ý kiến ghi nhận, trao đổi lẫn tham quan sử dụng thử sản phẩm nhóm Tên phận: 1: Móc treo lực kế 2: Lò xo 3: Kim thị 4: Vỏ lực kế (trên mặt có bảng chia độ) 5: Móc treo vật d Tổ chức thực - Giáo viên cho phép nhóm tự tiếp cận sản phẩm trưng bày - Học sinh giới thiệu chia sẻ sản phẩm cân lò xo cho nhau, suy nghĩ đề xuất ý tưởng cải tiến - Giáo viên tóm lược vấn đề, bình luận nhấn mạnh cân lị xo có độ chính xác cao đặc điểm thiết bị được thiết kế sở thông tin biến dạng lò xo; gợi ý chỉnh sửa liên hệ với ứng dụng đời sống (phuộc nhún, đệm lò xo ) để chốt lại học