bài dự thi dạy học tích hợp môn toán vật lí tiết 1 áp dụng toán vec tơ vào giải bài toán vật lí tổng hợp phân tích ực và điều kiện cân bằng của chất điểm

Tiết 1: Áp dụng toán véc tơ vào giải bài toán Vật Lí tổng hợp, phân tích lực Và điều kiện cân bằng của chất điểm.. TÊN BÀI DẠY: ÁP DỤNG TOÁN VÉC TƠ VÀO GIẢI BÀI TOÁN VẬT LÍ TỔNG HỢP, PHÂ

Tiết 1: Áp dụng toán véc tơ vào giải bài toán Vật Lí tổng hợp, phân tích lực

Và điều kiện cân bằng của chất điểm.

TÊN BÀI DẠY:

ÁP DỤNG TOÁN VÉC TƠ VÀO GIẢI BÀI TOÁN VẬT LÍ TỔNG HỢP, PHÂN TÍCH LỰC Và ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA CHẤT ĐIỂM.

Miêu tả chung

CHỦ ĐỀ:

Áp dụng toán véc tơ vào giải bài toán Vật Lí tổng hợp, phân tích lực

Và điều kiện cân bằng của chất điểm.

TRÌNH ĐỘ: học sinh lớp 10

NGÔN NGỮ: Tiếng Việt

LĨNH VỰC KIẾN THỨC: Toán học + Vật lí

Thời gian: 45 Phút

MỤC ĐÍCH BÀI HỌC ( HỌC SINH )

- Phát triển kiến thức về toán học phần véc tơ, định lí cosin trong tam giác, hệ thức lượng trong tam giác áp dụng giải bài toán vật lí về tổng hợp lực, điều kiện cân bằng của chất điểm

- Vận dụng các kiến thức toán hệ thức lượng trong tam giác, định lí cosin trong tam giác để tìm độ lớn của lực tổng hợp và các lực thành phần

- Phát huy được tính sáng tạo, tư duy logic trong bài tập và thực hành giải toán vào các bài tập vật lí có liên quan đến toán véc tơ

- Biết các bước toán trong tổng hợp cộng véc tơ

MỤC TIÊU CỦA VIỆC GIẢNG DẠY ( GIÁO VIÊN )

- Giới thiệu các bài toán vật lí về tổng hợp lực, điều kiện cân bằng của chất điểm

- Giới thiệu cách tiếp cận kiến thức bài toán vật lí, giải quyết bài toán vật lí bằng kiến thức toán phù hợp với từng bài tập vật lí

- Dạy một số bài toán vật lí quan trọng liên quan đến chủ đề bài học

NỘI DUNG

- Giới thiệu toán véc tơ và định lí cosin trong tam giác, hệ thức lượng trong tam giác

- Chuẩn bị các bài toán vật lí tổng hợp, phân tích lực, điều kiện cân bằng của chất điểm có vận kiến thức toán học để giải quyết bài toán

NHẬN THỨC

- Học sinh có thể thu thập, thảo luận các kiến thức toán véc tơ và định lí cosin trong tam giác, hệ thức lượng trong tam giác

- Tạo điều kiện để học sinh có thể tự hoàn thiện kiến thức toán thông qua bài Cimina các nhóm tự làm ở nhà

- Để chuẩn bị cho học sinh tiếp cận cách học liên môn Toán học, Vật Lí, Công

nghệ, và cách thuyết trình…

- Học sinh thấy sự cần thiết, quan trọng của kiến thức toán trong giải quyết bài toán vật lí, để học tốt môn vật lí thì kiến thức toán của học sinh phải vững vàng, chắc chắn

VĂN HÓA ( kiến thức và nhận biết liên văn hóa )

- Cho phép học sinh có thể học toán, công nghệ thông qua các bài toán vật lí

- Học sinh nhận thức mối liên hệ giữa năng lực bản thân trong học tích hợp môn Toán học, công nghệ và vật lí, biết tự tin thuyết trình trước đám đông

NGUỒN HỌC LIỆU

NỘI DUNG: Tài liệu về toán véc tơ, định lí cosin trong tam giác, hệ thức lượng trong tam giác

NGÔN NGỮ: Các quy tắc và công thức toán học liên quan đến giải bài tập vật lí

HÌNH THỨC ĐÁNH GIÁ:

- Đánh giá trực tiếp: Phiếu bài tập, bài cimina của nhóm học sinh, vấn đáp trực

tiếp học sinh

- Đánh giá sau giờ học: Tập tài liệu kiến thức toán trợ giúp cho giải bài tập Vật

lí

CHUẨN BỊ TRƯỚC BÀI HỌC

KIẾN THỨC CŨ

- Các kiến thức toán học véc tơ và định

lí cosin trong tam giác, hệ thức lượng

trong tam giác

- Cộng véc tơ, chiếu các véc tơ lên các

trục  đại số

- Quy tắc Hình Bình Hành

- Công thức toán

TÀI LIỆU

- Tập tài liệu: Quy tắc tổng hợp và phân tích lực ( quy tắc Hình Bình Hành ) Điều kiện cân bằng của chất điểm;

- Kiến thức toán về véc tơ, định lí cosin, hệ thức lượng trong tam giác

- Học sinh làm cimina trước ở nhà về phần toán véc tơ bổ trợ cho giải bài toán vật lí

TIẾN TRÌNH

1 Ổn định lớp

2 Kiểm tra bài cũ:

Câu 1: Tổng hợp lực là gì ? Phát biểu quy tắc Hình Bình Hành ?

Định lí cosin trong tam giác để tìm độ lớn hợp lực của hai lực? Công thức tính

độ lớn của hợp lực trong các trường hợp đặc biệt ?

( Học sinh trình bày phần cimina và vẽ trực tiếp hình trên bảng )

Câu 2: Các bước tổng hợp hai lực không cùng điểm đặt và khác phương ?

Câu 3: Điều kiện cân bằng của một chất điểm ?

3 Bài mới:

GIAN

8ph

Yêu cầu các nhóm học sinh lên

trình bày phần cimina kiến thức

toán, vật lí liên quan trợ giúp cho

giải bài toán vật lí theo phần phân

công về nhà theo nhóm

Yêu cầu nhóm khác nhận xét và bổ

xung kiến thức nếu thiếu

Yêu cầu câu 1

GV: Áp dụng quy tắc cộng hai véc

tơ trong toán học gồm quy tắc 3

điểm và quy tắc hình bình hành

GV: Trong vật lí tìm hướng của

hợp lực thường áp dụng quy tắc

hình bình hành và dùng định lí

Nhóm 1: ( Đại diện nhóm lên

trình bày câu 1 )

Câu 1:

c a b  



1 2

FFF



Định lí cosin trong tam giác tính

độ lớn của hợp lực F:



0

1 2 0

1 2

1 2

0 180

0

9







O

1

F

2

F

F

O

O

2ph

10ph

cosin trong tam giác và hệ thức

lượng trong tam giác tính độ lớn

của hợp lực F

Yêu cầu câu 2:

Yêu cầu câu 3:

Yêu cầu nhóm khác nhận xét và bổ

xung kiến thức nếu thiếu

BÀI TOÁN VẬT LÍ:

Bài 1:

H: Quả cầu chịu tác dụng của

những lực nào ?

2 2 2

1 2 1 2

2

2 2





 

 

Câu 2: Các bước tổng hợp hai lực không cùng điểm đặt và khác phương ?

Nhận xét, thảo luận, bổ xung

Nhóm 3: ( Đại diện nhóm lên

trình bày câu 3 )

Câu 3: Điều kiện cân bằng của một chất điểm ?

Nhận xét, thảo luận, bổ xung

HS: làm việc theo nhóm trên phiếu bài tập 1

Đại diện nhóm lên chữa bài

Bài 1:

TL: Lực căng T của sợi dây và trọng lực P của trái đất.

bài 1:

T

P

y TL: Do P cân bằng với T

H: Lực này do những vật nào

gây ra ?

H: Tại sao quả cầu cân bằng ?

H: Chọn trục như thế nào để

chiếu các véc tơ lực trên  đại

số ?

Hướng dẫn học sinh các bước giải

Vẽ hình

Yêu cầu nhóm khác nhận xét và bổ

xung

GV: Bài toán áp dụng phép chiếu

véc tơ lên trục tọa độ để chuyển về

đại số giải bài toán vật lí

Bài 2:

H: Xác định lực tổng hợp của hai

lực F1 và F2 ?

H: Xác định hướng F

tổng áp dụng quy tắc nào ?

H: Xác định độ lớn áp dụng công

thức tính nhanh nào của toán ?

GV: thu phiếu của các nhóm

chiếu lên máy chiếu hắt, đối

TL: Oy hướng xuống dưới, phương thẳng đứng

Điều kiện cân bằng của quả cầu:

TP0 ( 1 ) (1) chiếu lên 0y => P = T

 m = T g = 2 ( kg ).

Bài 2:

HS: làm việc theo nhóm trên phiếu bài tập

Đại diện nhóm lên chữa bài

TL: Quy tắc HBH và vẽ hình 

TL: HBH là hình thoi do

0 120





Hoặc CT:

Kết quả: F = F 1 = F 2 = 30 ( N )

1

F

2

O

1 2

2

F  Fcos 

 

chiếu kết quả, lời giải và cho

điểm.

Yêu cầu nhóm khác nhận xét và bổ

xung kiến thức nếu thiếu

CỦNG CỐ TIẾT 1:

- Áp dụng kiến thức toán: Quy

tắc cộng hai véc tơ ( chọn quy tắc

hình bình hành ) để xác định

hướng của véc tơ tổng và định lí

cosin trong tam giác để xác định

độ lớn của véc tơ tổng vào giải

bài toán vật lí tìm hướng và độ

lớn của hợp lực

- Hệ thống câu hỏi TNKQ ( bài

giảng powerpoint )

CỦNG CỐ Câu 1:

Gọi F

1 , F

2 là độ lớn của 2 lực thành phần, F là độ lớn

của hợp lực, câu phát biểu nào sau đây là đúng?

ĐÁP ÁN: CÂU D

CỦNG CỐ

Cho 2 lực đồng quy có cùng độ lớn 20 N, góc giữa 2 lực bằng 90 0thì độ lớn hợp lực có giá trị bằng:

ĐÁP ÁN:

CÂU B

20 2

20 3

Câu 4

HS: hệ thống kiến thức toán , vật lí liên quan đến bài giảng

Quy tắc hình bình hành và định

lí cosin trong tam giác để tìm hướng và độ lớn của hợp lực

FF1F2



0

1 2 0

1 2

1 2

0 180

0

9







2 2 2

1 2 1 2

2

2 2





 

 

O

CỦNG CỐ

Cho 2 lực đồng quy có cùng độ lớn 20 N, góc giữa 2 lực bằng 60 0thì độ lớn hợp lực có giá trị bằng:

ĐÁP ÁN:

CÂU A

20 2

20 3

Câu 3

Tiết 2: Áp dụng toán véc tơ vào giải bài toán Vật Lí tổng hợp, phân tích lực

Và điều kiện cân bằng của chất điểm.

1) Kiểm tra kiến thức cũ:

Câu 1: Tìm lực tổng hợp của vật chịu tác dụng của 4 lực ?

TỔNG HỢP VÀ PHÂN TÍCH LỰC

ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA CHẤT ĐIỂM

2

F

3

F

4

F

1

F



1,2

F

1,2,3

F



F

Trường hợp vật chịu tác dụng của 4 lực

Câu 2: Điều kiện cân bằng của chất điểm chịu tác dụng của 3 lực ?

TỔNG HỢP VÀ PHÂN TÍCH LỰC

ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA CHẤT ĐIỂM

M

N

O

A

B

F1

F2

C

F3

D F

THỜI

GIAN

5ph

5ph

15ph

H: Nếu chất điểm chịu tác dụng

của 3 lực Điều kiện cân bằng

của chất điểm ?

H: Tìm hợp lực của 4 lực khác

phương ?

Bài 3:

GV: Chữa bài qua lời giải trên

bảng của học sinh.

Bài 4:

H: Vật chịu tác dụng của những

lực nào ?

HS: trình bày Cimina

HS: trình bày Cimina Bài 3:

HS: lên bảng giải toán.

Bài 4:

HS: Thảo luận nhóm cùng làm bài

trên phiếu học tập

Đại diện nhóm lên trình bày bài giải, vẽ hình

H: Biểu diễn các lực tác dụng lên

vật ?

H: Điều kiện vật ở trạng thái cân

bằng trên mặt phẳng nghiêng ?

H: Dùng quy tắc HBH và hệ

thức lượng trong tam giác tìm

hướng và độ lớn của lực F

, Q

GV: Nên sử dụng cách giải toán

nào ?

Cách 1: Dùng phương pháp chiếu véc tơ lên các trục tọa độ => Đại

số y

HS: F P Q  0 ( 1 )

Chiếu ( 1 )/0x: F = P x = p.sinα

F = 7,5 ( N ) Chiếu ( 1 )/ 0Y: Q = P y = Pcosα

Q = 12,98 ( N )

Cách 2 : Dùng phương pháp cộng hai véc tơ

F Q P '

F vuông góc với Q

P P    P P

P/ = P = mg ss

Mà FQ nên sin F' F P.sin 7,5N

P

'

Q

P

x

O

P

Q

F

'

P



P

Q

F

x

P



y

P

Bài 5:

H: Có những lực nào tác dụng

lên vật ?

H: Điều kiện cân bằng của vật ?

H: Áp dụng phương pháp chiếu

véc tơ lên các trục để chuyển đại

số tính T, F.

H: Nhận xét ? Có các nào khác

giải quyết bài 4 không ?

Dùng cách 2 :

ÁP DỤNG HỆ THỨC LƯỢNG TRONG TAM GIÁC GIẢI BÀI NHANH HƠN

Bài 5:

HS: Thảo luận nhóm cùng làm bài

trên phiếu học tập

Đại diện nhóm lên trình bày bài giải, vẽ hình

Cách 1: Dùng phương pháp chiếu véc tơ lên các trục để chuyển đại số tìm T, F.

Điều kiện cân bằng của chất điểm:

0

F T P( 1 ) ( 1 ) chiếu OX:

F – T.sinα = 0

=> F = T.sinα

F = 20

3N P

( 1) chiếu lên OY:

-T.cosα + P = 0

=> T.cosα = P

=> T =

cos

P

 = 40

3N

Cách 2: cộng hai véc tơ và hệ thức lượng trong tam giác để xác định hướng , độ lớn của T, F

 O

T

F



'

P

P

T

F



X

Y

 

GV: Dùng hệ thức lượng trong

tam giác xác định độ lớn của các

lực và cộng hai véc tơ tìm hướng

của hợp lực, kết hợp điều kiện

cân bằng của chất điểm khi chịu

tác dụng của các lực

H: Nên lựa chọn cách nào để giải

quyết bài toán ?

CỦNG CỐ TIẾT 2:

+Thông thường với trường hợp

đơn giản tác dụng lên vật có 3

lực trở xuống và có cặp lực có

hướng vuông góc với nhau dùng

cách áp dụng hệ thức lượng

trong tam giác Còn nhiều lực

và hướng phức tạp hơn thì dùng

phương pháp chiếu véc tơ lên

các trục tọa độ chuyển về đại số

giải toán.

+ Nắm chắc các kiến thức toán

vận dụng linh hoạt cho từng bài

( Quy tắc hình bình hành, định lí

cosin trong tam giác và các hệ

thức lượng trong tam giác ) để

áp dụng phù hợp cho từng bài cụ

thể, từng kiểu kiểm tra tự luận

hay trắc nghiệm khách quan.

+ Các câu hỏi bài tập TNKQ

( Máy chiếu bài giảng

powerpoint )

HS: Có 3 lực tác dụng lên vật:

'

; ;

F T P  

'

F T P

P P  P  P

P’ = P = mg

F vuông góc với P => F vuông góc với P'

Cosα = T P => T =

 cos

P

= 23,12 N

Tanα = F P =>F = P.tanα = 11,56 N

HS: Chọn cách 2

HS: Trả lời câu hỏi hệ thống kiến thức cùng cô giáo.

HS: Quy tắc HBH, định lí cosin trong tam giác.

FF1F2

0

1 2 0

1 2

1 2

0 180

0

9







2 2 2

1 2 1 2

2

2 2





 

 

HS: Trả lời câu hỏi bài tập TNKQ

O