Giáo trình hướng dẫn môn vật lý phần 3 docx

Bài 3. KHẢO SÁT THỰC NGHIỆM CHUYỂN ĐỘNG THẲNG A. MỤC TIÊU 1. Kiến thức - Nắm vững mục đích của việc khảo sát một chuyển động thẳng: tìm hiểu tính nhanh, chậm của chuyển động biểu hiện ở biểu thức vận tốc theo thời gian. - Hiểu được: muốn đo vận tốc phải xác định được tọa độ ở các thời điểm khác nhau và biết sử dụng dụng cụ đo thời gian. 2. Kỹ năng - Biết xử lý các kết quả đo bằng cách lập bảng vận dụng các công thức tính thích hợp để tìm các đại lượng mong muốn như vận tốc tức thời tại một điểm. - Biết cách vẽ đồ thị vận tốc theo thời gian. - Biết khai thác đồ thị. B. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên - Chuẩn bị bộ thí nghiệm cần rung: kiểm tra bút, mực, làm trước một số lần. - Chuẩn bị một số băng giấy trắng, thước vẽ đồ thị. 2. Học sinh - Học kĩ bài trươc. - Chuẩn bị giấy kẻ ô li,thước kẻ để vẽ đồ thị. 3. Gợi ý ứng dụng CNTT - Soạn câu hỏi trắc nghiệm phần cho kiểm tra bài cũ,củng cố bài. - Phân tích kết quả đo có sẵng từ giấy. - Các dạng đồ thị của chuyển động thẳng. C. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1( phút): Kiểm tra bài cũ. Hướng dẫn của GV Hoạt động của HS -Đặt câu hỏi cho HS. -Yêu cầu: HS vẽ dạng đồ thị Trả lời câu hỏi: -Chuyển động thẳng? -Vận tốc trung bình? -Vận tốc tức thời? -Dạng của đồ thị? Hoạt động 2 ( phút): Lắp đặt, bố trí thí nghiệm. Hướng dẫn của GV Hoạt động của HS -Giới thiệu cho HS dụng cụ thí nghiệm. -Hướng dẫn cách lắp đặt, bố trí thí nghiệm. -Hướng dẫn thao tác mẫu: sử dựng băng giấy. -Giải thích nguyên tắc đo thời gian -Kiểm tra các dụng cụ thí nghiệm. (xe lăn, máng nghiêng, băng giấy, cần rung ) -Tìm hiểu dụng cụ đo: Tính năng, cơ chế, độ chính xác. -Lắp đặt, bố trí thí nghiệm. -Tìm hiểu nguyên tắc đo thời gian bằng cần rung. Hoạt động 3 ( phút): Tiến hành thí nghiệm Hướng của GV Hoạt động của HS -Làm mẫu. -Quan sát HS làm thí nghiệm -Điều chỉnh những sai lệch của thí nghiệm. -Thu thập kết quả đo bảng 1: Tọa độ theo thời gian. -Cho cần rung hoạt động đồngthời cho xe chạy kéo theo băng giấy. -Lặp lại thí nghiệm nhiều lần -Quan sát,thu thập kết quả trên băng giấy. -Lập bảng số liệu: bảng 1 (SGK) -Chú ý: Cân chỉnh máng nghiêng, kiểm tra chất liệu băng giấy, bút chấm điểm. Hoạt động 4 ( phút): Xử lí kết quả đo Hướng dẫn của GV Hoạt động của HS -Hướng dẫn cách vẽ đồ thị: Biểu diễn mẫu 1, 2 vị trí. -Quan sát HS tính toán, vẽ đồ thị. -Căn cứ vào kết quả gợi ý HS rút ra kết luận. -Vẽ đồ thị tọa độ theo thời gian H 3.2 -Tính vận tốc trung bình trong các khoảng 0,1 s (5 khoảng liên tiếp)Lập bảng 2. -Tính vận tốc tức thời lập bảng 3. Vẽ đồ thị vận tốc theo thời gian H 3.3 -Nhận xét kết quả: Biết được tọa độ tại mọi thời điểm thì biết được các đặc trưng khác của chuyển động. Hoạt động 5 ( phút): Vận dụng, củng cố Hướng dẫn của GV Hoạt động của HS -Huớng dẫn viết báo cáo, trình bày kết quả. -Yêu câu: các nhóm trình bày kết quả, trả lời câu hỏi SGK. -Đánh gia, nhận xét kết quả các nhóm. -Hướng dẫn HS giải thích các sai số của phép đo, kết quả đo. -Trình bày kết quả của nhóm. -Đánh giá kết quả, cách trình bày của nhóm khác. Trả lời câu hỏi SGK; H 3.4 -Ghi nhận kiến thức: Đặc điểm của chuyển động thẳng. Cách viết báo cáo. Cách trình bày báo cáo thí nghiệm. Hoạt động 6 ( phút): Hướng dẫn về nhà Hướng dẫn của GV Hoạt động của HS -Nêu câu hỏi và bài tập về nhà. -Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau: -Ghi câu hỏi và bài tập về nhà -Những sự chuẩn bị cho bài sau Bài 4. CHUYỂN ĐỘNG THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU A. MỤC TIÊU 1. Kiến thức - Hiểu được gia tốc là đại lượng đặc trưng cho sự biến đổi nhanh, chậm của tốc độ. - Nắm được các định nghĩa gia tốc trung bình, gia tốc tức thời. - Hiểu được định nghĩa về chuyển động thẳng biến đổi đều, từ đó rút ra được công thức tính vận tốc theo thời gian. 2. Kỹ năng - Biết cách vẽ đồ thị biểu diễn vận tốc theo thời gian. - Biết cách giải bài toán đơn giản liên quan đến gia tốc. B. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên - Các câu hỏi, ví dụ về chuyển động thẳng đều và chuyển động biến đổi đều. - Biên soạn câu hỏi 1-4 SGK dưới dạng trắc nghiệm. 2. Học sinh Các đặc điểm về chuyển động thẳng đều, cách vẽ đồ thị. 3. Gợi ý ứng dụng CNTT - GV có thể soạn các câu hỏi trắc nghiệm kiểm tra bài cũ về các đặc điểm của chuyển động thẳng đều. - Lập bảng so sánh chuyển động thẳng đều và chuyển động thẳng biến đổi đều. - Mô phỏng cách vẽ đồ thị vận tốc theo thời gian của chuyển động thẳng đều và chuyển động thẳng biến đổi đều. - Sưu tầm các đoạn video về chuyển động thẳng biến đổi đều C. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1 ( phút): Kiểm tra bài cũ Hướng dẫn của GV Hoạt động của HS -Đặt câu hỏi cho HS. -Yêu cầu 1 HS lên bảng vẽ dạng đồ thị. -Nhận xét các câu trả lời. -Các đặc điểm của chuyển động thẳng đều? -Cách vẽ đồ thị. Đồ thị vận tốc theo thời gian? -Nhận xét trả lời của bạn Hoạt động 2 ( phút): Tìm hiểu khái niệm gia tốc trung bình, gia tốc tức thời trong chuyển động thẳng. Hướng dẫn của GV Hoạt động của HS Nội dung -Nêu câu hỏi -Gợi ý: Các chuyển động cụ thể Gợi ý so sánh Đặt vấn đề để HS đưa ra công thức tính gia tốc. -Giải thích ý nghĩa gia tốc trung bình. -Cho HS đọc SGK (phần 1 b). -Phân biệt cho HS khái niệm gia tốc trung bình và gia tốc tức thời. Giá trị đại số, đơn vị gia tốc. -Lấy ví dụ về chuyển động có vận tốc thay đổi theo thời gian? làm thế nào để so sánh sự biến đổi vận tốc của các chuyển động này. -Đọc SGK, hiểu được ý nghĩa của gia tốc -Tìm hiểu độ biến thiên của vận tốc, tính toán sự thay đổi vận tốc trong một đơn vị thời gian, đưa ra công thức tính gia tốc trung bình, đơn vị của gia tốc. -Tìm hiểu ý nghĩa của gia tốc trung bình. -Đọc SGK (phần 1 b). -Đưa ra công thức tính gia tốc tức thời -So sánh gia tốc tức thời và gia tốc trung bình. 1. Gia tốc trong chuyển động thẳng *Đại lượng vật lý đặc trưng cho độ biến đổi nhanh chậm của vận tốc gọi là gia tốc. a) Gia tốc trung bình Gọi 1 v và 2 v là các vectơ vận tốc của một chất điểm chuyển động trên đường thẳng tại các thời điểm t 1 và t 2. Trong khoảng thời gian t = t 2 – t 1, vectơ vận tốc của chất điểm đã biến đổi một lượng các vect ơ 12 vvv  . Thương số: 12 12 tt vv t v      (3) được gọi là vectơ gia tốc trung bình của chất điểm trong khoảng thời gian từ t 1 đến t 2, và kí hiệu là tb a Vectơ gia tốc trung bình có cùng phương với quỹ đạo, giá trị đại số của nó là: t v tt vv a tb       12 12 Giá trị đại số xác định độ lớn và chiều của vectơ gia tôc trung bình. Đơn vị a tb là m/s 2 . b) Gia tốc tức thời Nếu trong công thức (3) ta lấy t -Xem vài số liệu về gia tốc trung bình trong SGK -Ghi nhận: Gia tốc trung bình và gia tốc tức thời là đại lượng vectơ; ý nghĩa của gia tốc. rất nhỏ thì thương số vectơ t v   cho ta một giá trị là vectơ gia tốc tức thời. t v tt vv a       12 12 (khi t rất nhỏ). *Vectơ gia tốc tức thời là một vectơ cùng phương với quỹ đạo thẳng của chất điểm. Giá trị đại số của vectơ gia tôc tức thời bằng: t v a    (t rất nhỏ) và được gọi tắt là gia tốc tức thời. Họat động 3 ( phút):Tìm hiểu chuyển động thẳng của biến đổi đều Hướng dẫn của GV Hoạt động của HS Nội dung -Yêu cầu HS đọc SGK,tìm hiểu H4.3 -Yêu cầu HS trả lời câu hỏi. -Gợi ý:Từ công thức(4.2)để đưa ra công thức (4.4). -Yêu cầu HS vẽ đồ thị trong các trường hợp, xem SGK. -Hướng dẫn HS vẽ đồ thị. *-Nêu câu hỏi C1 -Yêu cầu HS so sánh, tính toán rút ra ý nghĩa của hệ số góc. -Đọc SGK phần 2.a; -Tìm hiểu đồ thị H 4.3 -Định nghĩa chuyển động thẳng đều? -Công thức vận tốc trong chuyển động thẳng biến đổi đều? -Vẽ đồ thị vận tốc theo thời gian trong trường hợp v cùng dấu a. H 4.4. -Vẽ đồ thị vận tốc theo thời gian trong trường hợp v khác dấu a. H 4.5. -Trả lời câu hỏi C1. -So sánh các đồ thị. -Tính hệ số góc của đường biểu diễn vận tốc theo thời gian, từ đó nêu ý nghĩa của nó. 2. Chuyển động thẳng biến đổi đều a) Ví dụ về chuyển động thẳng biến đổi đều: Trong thí nghiệm xe nhỏ chạy trên máng nghiêng củabài trước, ta thấy rằng đồ thị vận tốc tức thời của xe theo thời gian là một đường thẳng xiên góc. Nếu tính gia tốc trung bình trong bất kỳ khoảng thời gian nào thì cũng được cùng một giá trị tức là gia tốc tức thời không đổi. Ta nói rằng chuyển động của xe là chuyển động thẳng biến đổi đều. b) Định nghĩa Chuyển động thẳng biến đổi đều là chuyển động thẳng trong đó gia tốc tức thời không đổi. 3.Sự biến đổi của vận tốc theo thời gian Chọn một chiều dương trên quỹ đạo. kí hiệu v, v 0 lần lượt là vận tốc tại thời điểm t và thời điểm ban đầu t 0 = 0. Gia tốc a không đổi. Theo công thức (3) thì v-v 0 = at, hay là: v=v 0 +at, hay là . Hướng dẫn của GV Hoạt động của HS -Huớng dẫn viết báo cáo, trình bày kết quả. -Yêu câu: các nhóm trình bày kết quả, trả lời câu hỏi SGK. -Đánh gia, nhận xét kết quả các nhóm. -Hướng dẫn. phút): Lắp đặt, bố trí thí nghiệm. Hướng dẫn của GV Hoạt động của HS -Giới thiệu cho HS dụng cụ thí nghiệm. -Hướng dẫn cách lắp đặt, bố trí thí nghiệm. -Hướng dẫn thao tác mẫu: sử dựng băng giấy theo thời gian H 3. 2 -Tính vận tốc trung bình trong các khoảng 0,1 s (5 khoảng liên tiếp)Lập bảng 2. -Tính vận tốc tức thời lập bảng 3. Vẽ đồ thị vận tốc theo thời gian H 3. 3 -Nhận xét kết