CHỦ ĐỀ LỰC HƯỚNG TÂM

Bài soạn mẫu theo chủ đề của môn học Vật lý lớp 10. Với chủ đề lực hướng tâm, bài soạn theo mẫu mới nhất về các bài học theo chủ đề trong phân phối chương trình trung học phổ thông hiện nay Việc dạy học theo chủ đề tích hợp nhiều môn học và dạy theo thời gian tùy ý giúp giáo viên chủ động hơn nội dung giảng dạy trên lớp.

Ngày soạn:

Ngày dạy:

CHỦ ĐỀ LỰC HƯỚNG TÂM

VẬT LÝ 10 – CTC Thời lượng: 01 tiết.

I MỤC TIÊU CỦA CHỦ ĐỀ:

1 Kiến thức:

- Hiểu rõ lực (hay hợp lực của các lực) tác dụng vào một vật chuyển động tròn đều và gây ra cho vật gia tốc hướng tâm gọi là lực hướng tâm

- Viết được công thức Fht= mv2

r = mω2r , trong đó: m là khối lượng của vật, r là bán kính quỹ đạo tròn, ω là tốc độ góc, v là vận tốc dài của vật chuyển động tròn đều

2 Kỹ năng:

- Biết cách xác định lực hướng tâm và giải được bài toán như sau:

a) Phân tích được các lực gây ra gia tốc hướng tâm, chẳng hạn như :

− Lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vệ tinh nhân tạo đóng vai trò lực hướng tâm

− Lực ma sát nghỉ đóng vai trò lực hướng tâm đối với một vật đứng yên trên bàn quay

− Hợp lực của trọng lực và phản lực đóng vai trò lực hướng tâm khi tàu hoả đi vào khúc lượn cong, ô tô chuyển động trên cầu cong

b) Tìm hợp lực và tính độ lớn của lực hướng tâm, các đại lượng trong công thức

- Phát triển kỹ năng hoạt động nhóm trong học tập Vật lý

II BẢNG MÔ TẢ CÁC MỨC ĐỘ YÊU CẦU CẦN ĐẠT:

Năng lực

cần đạt Năng lực thành phần Mô tả mức độ yêu cầu cần đạt

Năng lực

sử dụng

K1: Trình bày được kiến thức

về các hiện tượng, đại lượng, định luật, nguyên lí vật lí cơ bản, các phép đo…

Nhận biết lực hướng tâm không phải là một loại lực mới mà lực hướng tâm trong chuyển động tròn đều là tổng hợp các lực tác dụng lên vật

K2: Trình bày được mối quan

hệ giữa các kiến thức vật lí

Mối liên hệ giữa lực và gia tốc theo định luật

II Newton F = mar rViết được công thức Fht = mv2

r = mω2r

kiến thức

K3: Sử dụng được kiến thức vật lí để thực hiện các nhiệm

vụ học tập

K4: Vận dụng (giải thích, dự đoán, tính toán, đề ra giải pháp, đánh giá giải pháp,…) kiến thức vật lí vào các tình huống thực tiễn

Xác định các lực tác dụng vào vật

Xác định hợp lực: hướng và độ lớn

Giải thích các hiện tượng liên quan: đường tàu vòng có mặt đường ngiêng; tham gia giao thông khi vào cua phải giảm tốc độ…

Giải thích chuyển động của Mặt Trăng quanh Trái Đất, Trái Đất quanh Mặt Trời

Mẩu gỗ nhỏ vẫn đứng yên trên mặt bàn quay tròn đều…

Năng lực

về phương

pháp

P1: Ðặt ra những câu hỏi về một sự kiện vật lí

Tại sao đường vòng thì mặt đường nghiêng vào trong?

Tại sao tham gia giao thông khi vào cua phải giảm tốc độ? …………

P2: Mô tả được các hiện tượng tự nhiên bằng ngôn ngữ vật lí và chỉ ra các quy luật vật lí trong hiện tượng đó

Xác định các lực

Xác định hợp lựcHợp lực có phương bán kính, chiều hướng về tâm quỹ đạo; độ lớn Fht = maht = mv2

r = mω2r

P3: Thu thập, đánh giá, lựa chọn và xử lí thông tin từ các nguồn khác nhau để giải quyết vấn đề trong học tập vật lí

Các chuyển động tròn trong thực tế: tìm hiểu,

mô tả được hiện tượng, giải thích được các ứng dụng trong thực tế đã có

P4: Lựa chọn và sử dụng các công cụ toán học phù hợp trong học tập vật lí

Kết hợp kiến thức về gia tốc hướng tâm và định luật II Newton để xây dựng kiến thức về lực hướng tâm

Xác định các vectơ lực (Điểm đặt; hướng và

thông tin ngữ vật lí và các cách diễn tả

đặc thù của vật lí

Chỉ có thể tịnh tiến véctơ lực dọc theo giá của nó

X2: Phân biệt được những

mô tả các hiện tượng tự nhiên bằng ngôn ngữ đời sống và ngôn ngữ vật lí (chuyên ngành )

Trong đời sống dùng ngôn ngữ đi vòng; trong vật lí coi là CĐ tròn đều

X3: Lựa chọn, đánh giá được các nguồn thông tin khác nhau,

Chọn các chuyển động tròn trong các chuyển động thực tế hàng ngày, trong kỹ thuật

X4: Mô tả được cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của các thiết bị kĩ thuật, công nghệ

Trục quay của các chi tiết quay phải đi qua trọng tâm

X5: Ghi lại được các kết quả

từ các hoạt động học tập vật

lí của mình (nghe giảng, tìm kiếm thông tin, thí nghiệm, làm việc nhóm… )

Ghi lại kiến thức về lực hướng tâm

X6: Trình bày các kết quả từ các hoạt động học tập vật lí

Trình bày các kiến thức trên

Năng lực

cá thể

C1: Xác định được trình độ hiện có về kiến thức, kĩ năng thái độ của cá nhân trong học tập vật lí

Kiến thức về lực hướng tâm

Xác định được lực hướng tâm và giải được bài toán về chuyển động tròn đều khi vật chịu tác dụng của một hoặc hai lực

Thái độ học tập tích cực

C2: So sánh và đánh giá được

- dưới khía cạnh vật lí- các giải pháp kĩ thuật khác nhau

về mặt kinh tế, xã hội và môi trường

Các giải pháp trong thực tế đã dùng đổi với các chuyển động tròn và chuyển động quay trong kỹ thuật

C3: Nhận ra được ảnh hưởng vật lí lên các mối quan hệ xã hội và lịch sử

Chuyển động tròn và quay được ứng dụng nhiều trong thực tế đời sống và kỹ thuật

III HỆ THỐNG CÂU HỎI/BÀI TẬP CỤ THỂ HÓA CÁC MỨC ĐỘ YÊU CẦU CẦN ĐẠT:

Nội dung Loại câu

hỏi/bài tập

Nhận biết (Mô tả yêu cầu cần đạt)

Thông hiểu (Mô tả yêu cầu cần đạt)

Vận dụng thấp

(Mô tả yêu cầu cần đạt)

Vận dụng cao

(Mô tả yêu cầu cần đạt) Nội dung 1:

Lực hướng

tâm

CH ĐT CH1,CH2

CH1:

Trình bày các đặc trưng của chuyển động tròn

CH2: Lực

chuyển động tròn đều có phải là một

đều? Tại sao vật chuyển động tròn đều?

loại lực mới không?

CH ĐT

CH1,CH2

CH3: Hãy

trình bày mối liên hệ giữa vectơ lực Fr

và vectơ gia tốc ar ?

CH4: Từ

mối liên hệ vừa nêu, hãy viết biểu thức lực hướng tâm?

CH ĐT CH1,CH2

-Hãy nhắc lại quy tắc hình

CH5: Giải

thích các

+ Tại sao đường tàu vòng có mặt đường

nghiêng vào trong tâm đường?

+ Tại sao khi tham gia giao thông lúc đi vào các đoạn đường cua phải giảm tốc độ?

+Tại sao

mẩu gỗ

nhỏ vẫn đứng yên trên mặt bàn quay tròn đều với tốc

độ đủ nhỏ? Lực nào đóng vai trò lực hướng tâm? Tại

sao khi bàn quay nhanh đến một mức nào

đó thì vật văng

ra ngoài? + Giải thích chuyển động của Mặt Trăng quanh Trái Đất, Trái Đất

quanh Mặt Trời? Lực nào đóng vai trò lực hướng tâm?

Tại sao tham

thông khi vào cua phải

giảm tốc độ?

+ Mô tả hiện

tượng sau:

Buộc một vật nhỏ A vào đầu một sợi dây, tay cầm đầu kia của dây và quay nhanh Nếu sợi dây bị tuột thì sẽ thế nào? Dây có vai trò gì khi vật quay

Bài tập vận

dụng

Một ôtô có khối lượng

m = 1200 kg (coi là chất

điểm), chuyển động với vận tốc

36 km/h trên chiếc cầu vồng lên coi như cung tròn có bán kính r = 50

cm

a) Tính áp lực của ôtô vào mặt cầu tại điểm cao nhất

b) Nếu cầu võng xuống (các số liệu vẫn giữ như trên) thí áp

lực của ôtô vào mặt cầu tại điểm thấp nhất là bao nhiêu ? So sánh hai đáp

số và nhận xét.

Bài tập ví dụ

1 Một ôtô có khối lượng

m = 1200 kg (coi là chất điểm),

chuyển động với vận tốc

36 km/h trên chiếc cầu vồng lên coi như cung

tròn có bán kính r = 50

cm

a) Tính áp lực của ôtô vào mặt cầu tại điểm cao nhất

b) Nếu cầu võng xuống (các số liệu vẫn giữ như trên) thí áp lực của ôtô vào mặt cầu tại điểm thấp nhất là bao nhiêu ? So sánh hai đáp

số và nhận xét.

Biết cách xác định lực hướng tâm và giải được bài toán như sau:

a) Phân tích được các lực gây ra gia tốc hướng tâm, chẳng hạn như :

− Lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vệ tinh nhân tạo đóng vai trò lực hướng tâm

− Lực ma sát nghỉ đóng vai trò lực hướng tâm đối với một vật đứng yên trên bàn quay

− Hợp lực của trọng lực và phản lực đóng vai trò lực hướng tâm khi tàu hoả đi vào khúc lượn cong, ô tô chuyển động trên cầu cong

b) Tìm hợp lực và tính độ lớn của lực hướng tâm, các đại lượng trong công thức

Bài tập ví dụ 1

Hướng dẫn:

- Những lực tác dụng vào ô tô: : trọng lực TĐ và : phản lực (lực nâng)của cầu

- Áp lực của ô tô tác dụng lên cầu theo ĐL III N thì N = Q

- Tóm tắt, chọn HQC (nếu cần).

- Đổi đơn vị phù hợp

- Vẽ hình minh họa

- Xác định các lực tác dụng lên ô tô? Lên mặt đường?

- Nêu phương pháp giải

- Phương pháp động lực học:

+ Vẽ hình, xác định đầy đủ các lực tác dụng lên vật hay hệ vật.

+ Viết phương trình định luật II Newton dạng vectơ cho vật hoặc hệ vật:

+ Chọn hệ trục toạ độ Oxy để chiếu phương trình vectơ lên các trục toạ độ đã chọn, ta được hệ 2 phương trình.

+ Khảo sát các chuyển động theo từng phương của từng trục toạ độ Lưu ý: Chiều

dương của trục để xác định dấu của lực; phân biệt nội lực và ngoại lực khi nghiên cứu

hệ nhiều vật

IV TIẾN TRÌNH TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC:

1 Tổ chức:

2 Kiểm tra chuẩn bị bài:

3 Tiến trình bài dạy:

MỞ BÀI : Giáo viên đưa ra một số hình ảnh : Đua xe,

Đưa ra câu hỏi: Tại sao?

Hoạt động 1: Tìm hiểu lực hướng tâm

Hoạt động 2: Tìm hiểu chuyển động li tâm.

HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY HOẠT ĐỘNG CỦA TRÒ