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

Giáo án dạy học tích hợp mơn Tốn học – Vật lí ( 2014 – 2015 ) Tiết 1: Áp dụng tốn véc tơ vào giải tốn Vật Lí tổng hợp, phân tích lực Và điều kiện cân chất điểm TÊN BÀI DẠY: ÁP DỤNG TOÁN VÉC TƠ VÀO GIẢI BÀI TỐN 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 tốn Vật Lí tổng hợp, phân tích lực Và điều kiện cân chất điểm TRÌNH ĐỘ: học sinh lớp 10 NGÔN NGỮ: Tiếng Việt LĨNH VỰC KIẾN THỨC: Tốn học + Vật lí Thời gian: 45 Phút MỤC ĐÍCH BÀI HỌC ( HỌC SINH ) - Phát triển kiến thức toán học phần véc tơ, định lí cosin tam giác, hệ thức lượng tam giác áp dụng giải tốn vật lí tổng hợp lực, điều kiện cân chất điểm - Vận dụng kiến thức toán hệ thức lượng tam giác, định lí cosin tam giác để tìm độ lớn lực tổng hợp lực thành phần - Phát huy tính sáng tạo, tư logic tập thực hành giải tốn vào tập vật lí có liên quan đến toán véc tơ - Biết bước toán tổng hợp cộng véc tơ MỤC TIÊU CỦA VIỆC GIẢNG DẠY ( GIÁO VIÊN ) - Giới thiệu tốn vật lí tổng hợp lực, điều kiện cân chất điểm - Giới thiệu cách tiếp cận kiến thức tốn vật lí, giải tốn vật lí kiến thức tốn phù hợp với tập vật lí - Dạy số tốn vật lí quan trọng liên quan đến chủ đề học NỘI DUNG - Giới thiệu toán véc tơ định lí cosin tam giác, hệ thức lượng tam giác - Chuẩn bị toán vật lí tổng hợp, phân tích lực, điều kiện cân chất điểm có vận kiến thức tốn học để giải tốn NHẬN THỨC - Học sinh thu thập, thảo luận kiến thức toán véc tơ định lí cosin tam giác, hệ thức lượng tam giác - Tạo điều kiện để học sinh tự hồn thiện kiến thức tốn thơng qua Cimina nhóm tự làm nhà - Để chuẩn bị cho học sinh tiếp cận cách học liên mơn Tốn học, Vật Lí, Cơng TRƯỜNG TTPT PHẠM HỒNG THÁI GV: NGUYỄN THỊ SINH Giáo án dạy học tích hợp mơn Tốn học – Vật lí ( 2014 – 2015 ) nghệ, cách thuyết trình… - Học sinh thấy cần thiết, quan trọng kiến thức tốn giải tốn vật lí, để học tốt mơn vật lí kiến thức tốn học sinh phải vững vàng, chắn VĂN HÓA ( kiến thức nhận biết liên văn hóa ) - Cho phép học sinh học tốn, cơng nghệ thơng qua tốn vật lí - Học sinh nhận thức mối liên hệ lực thân học tích hợp mơn Tốn học, cơng nghệ vật lí, biết tự tin thuyết trình trước đám đơng NGUỒN HỌC LIỆU NỘI DUNG: Tài liệu toán véc tơ, định lí cosin tam giác, hệ thức lượng tam giác NGƠN NGỮ: Các quy tắc cơng thức toán học liên quan đến giải tập vật lí HÌNH THỨC ĐÁNH GIÁ: - Đánh giá trực tiếp: Phiếu tập, cimina nhóm học sinh, vấn đáp trực tiếp học sinh - Đánh giá sau học: Tập tài liệu kiến thức toán trợ giúp cho giải tập Vật lí CHUẨN BỊ TRƯỚC BÀI HỌC KIẾN THỨC CŨ - Các kiến thức toán học véc tơ định lí cosin tam giác, hệ thức lượng tam giác - Cộng véc tơ, chiếu véc tơ lên trục → đại số - Quy tắc Hình Bình Hành - Cơng thức tốn TÀI LIỆU - Tập tài liệu: Quy tắc tổng hợp phân tích lực ( quy tắc Hình Bình Hành ) Điều kiện cân chất điểm; - Kiến thức toán véc tơ, định lí cosin, hệ thức lượng tam giác - Học sinh làm cimina trước nhà phần toán véc tơ bổ trợ cho giải tốn vật lí TIẾN TRÌNH Ổn định lớp Kiểm tra cũ: Câu 1: Tổng hợp lực ? Phát biểu quy tắc Hình Bình Hành ? Định lí cosin tam giác để tìm độ lớn hợp lực hai lực? Cơng thức tính độ lớn hợp lực trường hợp đặc biệt ? ( Học sinh trình bày phần cimina vẽ trực tiếp hình bảng ) Câu 2: Các bước tổng hợp hai lực không điểm đặt khác phương ? Câu 3: Điều kiện cân chất điểm ? Bài mới: TRƯỜNG TTPT PHẠM HỒNG THÁI GV: NGUYỄN THỊ SINH Giáo án dạy học tích hợp mơn Tốn học – Vật lí ( 2014 – 2015 ) THỜI HOẠT ĐỘNG GIÁO VIÊN GIAN HOẠT ĐỘNG HỌC SINH u cầu nhóm học sinh lên trình bày phần cimina kiến thức tốn, vật lí liên quan trợ giúp cho giải tốn vật lí theo phần phân cơng nhà theo nhóm u cầu nhóm khác nhận xét bổ xung kiến thức thiếu Yêu cầu câu 8ph Nhóm 1: ( Đại diện nhóm lên trình bày câu ) Câu 1: r r r c =a +b GV: Áp dụng quy tắc cộng hai véc tơ toán học gồm quy tắc điểm quy tắc hình bình hành α O r r r F = F1 + F2 O α Định lí cosin tam giác tính độ lớn hợp lực F: r r F1 F O α r F2 α = 00 ⇒ F = F1 + F2 α = 1800 ⇒ F = F1 − F2 GV: Trong vật lí tìm hướng hợp lực thường áp dụng quy tắc hình bình hành dùng định lí TRƯỜNG TTPT PHẠM HỒNG THÁI α = 900 ⇒ F = F12 + F22 GV: NGUYỄN THỊ SINH Giáo án dạy học tích hợp mơn Tốn học – Vật lí ( 2014 – 2015 ) cosin tam giác hệ thức lượng tam giác tính độ lớn hợp lực F 10ph Yêu cầu câu 2: α  F1 = F2 ⇒ F = F1cos  ÷ 2 F = F12 + F22 + F1 F2cosα Câu 2: Các bước tổng hợp hai lực không điểm đặt khác phương ? Nhận xét, thảo luận, bổ xung Yêu cầu câu 3: 2ph Nhóm 3: ( Đại diện nhóm lên trình bày câu ) Câu 3: Điều kiện cân chất điểm ? Nhận xét, thảo luận, bổ xung Yêu cầu nhóm khác nhận xét bổ HS: làm việc theo nhóm phiếu xung kiến thức thiếu tập BÀI TỐN VẬT LÍ: Bài 1: Đại diện nhóm lên chữa Bài 1: TL: Lực căng T sợi dây trọng lực P trái đất 10ph H: Quả cầu chịu tác dụng lực ? TRƯỜNG TTPT PHẠM HỒNG THÁI y TL: Do P cân với T GV: NGUYỄN THỊ SINH Giáo án dạy học tích hợp mơn Tốn học – Vật lí ( 2014 – 2015 ) H: Lực vật gây ? TL: Oy hướng xuống dưới, phương thẳng đứng H: Tại cầu cân ? H: Chọn trục để chiếu véc tơ lực  đại số ? Điều kiện cân cầu: r r r (1) T +P=0 (1) chiếu lên 0y => P = T T  m = g = ( kg ) Hướng dẫn học sinh bước giải Vẽ hình Yêu cầu nhóm khác nhận xét bổ xung GV: Bài toán áp dụng phép chiếu véc tơ lên trục tọa độ để chuyển đại số giải toán vật lí Bài 2: 10ph Bài 2: HS: làm việc theo nhóm phiếu H: Xác định lực tổng hợp hai tập r r lực F1 F2 ? Đại diện nhóm lên chữa u r H: Xác định hướng F tổng áp TL: Quy tắc HBH vẽ hình dụng quy tắc ? r O F1 α H: Xác định độ lớn áp dụng công thức tính nhanh tốn ? r F2 r F TL: HBH hình thoi F1 = F2 ⇒ F = F1 = F2 α = 1200 Hoặc CT: GV: thu phiếu nhóm chiếu lên máy chiếu hắt, đối TRƯỜNG TTPT PHẠM HỒNG THÁI α  F = F1cos  ÷ 2 Kết quả: F = F1 = F2 = 30 ( N ) GV: NGUYỄN THỊ SINH Giáo án dạy học tích hợp mơn Tốn học – Vật lí ( 2014 – 2015 ) chiếu kết quả, lời giải cho điểm Yêu cầu nhóm khác nhận xét bổ xung kiến thức thiếu CỦNG CỐ TIẾT 1: HS: hệ thống kiến thức tốn , vật lí liên quan đến giảng - Áp dụng kiến thức toán: Quy tắc cộng hai véc tơ ( chọn quy tắc hình bình hành ) để xác định Quy tắc hình bình hành định hướng véc tơ tổng định lí lí cosin tam giác để tìm cosin tam giác để xác định hướng độ lớn hợp lực r r r độ lớn véc tơ tổng vào giải F = F1 + F2 tốn vật lí tìm hướng độ lớn hợp lực - Hệ thống câu hỏi TNKQ ( giảng powerpoint ) O α α = 00 ⇒ F = F1 + F2 α = 1800 ⇒ F = F1 − F2 5ph TRƯỜNG TTPT PHẠM HỒNG THÁI α = 900 ⇒ F = F12 + F22 α  F1 = F2 ⇒ F = F1cos  ÷ 2 2 F = F1 + F2 + F1 F2cosα GV: NGUYỄN THỊ SINH Giáo án dạy học tích hợp mơn Tốn học – Vật lí ( 2014 – 2015 ) Tiết 2: Áp dụng toán véc tơ vào giải toán Vật Lí tổng hợp, phân tích lực Và điều kiện cân chất điểm 1) Kiểm tra kiến thức cũ: Câu 1: Tìm lực tổng hợp vật chịu tác dụng lực ? Câu 2: Điều kiện cân chất điểm chịu tác dụng lực ? TRƯỜNG TTPT PHẠM HỒNG THÁI GV: NGUYỄN THỊ SINH Giáo án dạy học tích hợp mơn Tốn học – Vật lí ( 2014 – 2015 ) THỜI HOẠT ĐỘNG GIÁO VIÊN GIAN H: Nếu chất điểm chịu tác dụng lực Điều kiện cân chất điểm ? HOẠT ĐỘNG HỌC SINH HS: trình bày Cimina Bài 3: GV: Chữa qua lời giải bảng học sinh HS: lên bảng giải tốn Bài 4: 5ph HS: trình bày Cimina Bài 3: 5ph H: Tìm hợp lực lực khác phương ? Bài 4: HS: Thảo luận nhóm làm phiếu học tập 15ph H: Vật chịu tác dụng lực ? TRƯỜNG TTPT PHẠM HỒNG THÁI Đại diện nhóm lên trình bày giải, vẽ hình GV: NGUYỄN THỊ SINH Giáo án dạy học tích hợp mơn Tốn học – Vật lí ( 2014 – 2015 ) H: Biểu diễn lực tác dụng lên Cách 1: Dùng phương pháp chiếu vật ? véc tơ lên trục tọa độ => Đại số y r r Q F x H: Điều kiện vật trạng thái cân mặt phẳng nghiêng ? H: Dùng quy tắc HBH hệ thức lượng tam giác tìm u r r hướng độ lớn lực F , Q GV: Nên sử dụng cách giải toán ? r P x r Py r P α r r r r HS: F + P + Q = ( ) Chiếu ( )/0x: F = Px = p.sinα F = 7,5 ( N ) Chiếu ( )/ 0Y: Q = Py = Pcosα Q = 12,98 ( N ) Cách : Dùng phương pháp cộng hai véc tơ r P' r r Q F O α r P r r r F + Q = P' r r vng góc với Q F r r' r r r P + P = ⇒ P = −P' P/ = P =rmg ss r Mà F ⊥ Q nên F sin α = ' ⇒ F = P.sin α = 7,5 N P Q cosα = ' ⇒ Q = P 'cosα = 12,98 N P TRƯỜNG TTPT PHẠM HỒNG THÁI GV: NGUYỄN THỊ SINH Giáo án dạy học tích hợp mơn Tốn học – Vật lí ( 2014 – 2015 ) Dùng cách : ÁP DỤNG HỆ THỨC LƯỢNG TRONG TAM GIÁC GIẢI BÀI NHANH HƠN Bài 5: Bài 5: HS: Thảo luận nhóm làm phiếu học tập 15ph H: Có lực tác dụng lên vật ? H: Điều kiện cân vật ? H: Áp dụng phương pháp chiếu véc tơ lên trục để chuyển đại số tính T, F H: Nhận xét ? Có khác giải khơng ? Đại diện nhóm lên trình bày giải, vẽ hình Cách 1: Dùng phương pháp chiếu véc tơ lên trục để chuyển đại số tìm T, F Điều kiện cân chất điểm: r T r r r r F +T + P = 0( ) α ( ) chiếu OX: r F – T.sinα = F => F = T.sinα 20 r X N F= P ( 1) chiếu lên OY: Y -T.cosα + P = => T.cosα = P 40 P N => T = = cos α Cách 2: cộng hai véc tơ hệ thức lượng tam giác để xác định hướng , độ lớn T, F r r T P' α α α α r F O r P TRƯỜNG TTPT PHẠM HỒNG THÁI GV: NGUYỄN THỊ SINH 10 Giáo án dạy học tích hợp mơn Tốn học – Vật lí ( 2014 – 2015 ) GV: Dùng hệ thức lượng tam giác xác định độ lớn lực cộng hai véc tơ tìm hướng hợp lực, kết hợp điều kiện cân chất điểm chịu tác dụng lực HS:rCó lực tác dụng lên vật: r r F ;T ; P ' r r r F + Tr = P ' r r r r P' + P = ⇒ P' = − P P’ = P = mg r r r F vng góc với P => F vng r góc với P ' Cosα = P P => T = = 23,12 N T cos α Tanα = F =>F = P.tanα = 11,56 N P H: Nên lựa chọn cách để giải HS: Chọn cách tốn ? 5ph CỦNG CỐ TIẾT 2: +Thơng thường với trường hợp đơn giản tác dụng lên vật có lực trở xuống có cặp lực có hướng vng góc với dùng cách áp dụng hệ thức lượng tam giác Còn nhiều lực hướng phức tạp dùng phương pháp chiếu véc tơ lên trục tọa độ chuyển đại số giải toán + Nắm kiến thức toán vận dụng linh hoạt cho ( Quy tắc hình bình hành, định lí cosin tam giác hệ thức lượng tam giác ) để áp dụng phù hợp cho cụ thể, kiểu kiểm tra tự luận hay trắc nghiệm khách quan + Các câu hỏi tập TNKQ ( Máy chiếu giảng powerpoint ) TRƯỜNG TTPT PHẠM HỒNG THÁI HS: Trả lời câu hỏi hệ thống kiến thức cô giáo HS: Quy tắc HBH, định lí cosin tam giác r r r F = F1 + F2 α O α α = 00 ⇒ F = F1 + F2 α = 1800 ⇒ F = F1 − F2 α = 900 ⇒ F = F12 + F22 α  F1 = F2 ⇒ F = F1cos  ÷ 2 F = F12 + F22 + F1 F2cosα HS: Trả lời câu hỏi tập TNKQ GV: NGUYỄN THỊ SINH 11 Giáo án dạy học tích hợp mơn Tốn học – Vật lí ( 2014 – 2015 ) TRƯỜNG TTPT PHẠM HỒNG THÁI GV: NGUYỄN THỊ SINH 12 ... giải tốn Vật Lí tổng hợp, phân tích lực Và điều kiện cân chất điểm 1) Kiểm tra kiến thức cũ: Câu 1: Tìm lực tổng hợp vật chịu tác dụng lực ? Câu 2: Điều kiện cân chất điểm chịu tác dụng lực ? TRƯỜNG... F = F12 + F22 α  F1 = F2 ⇒ F = F1cos  ÷ 2 2 F = F1 + F2 + F1 F2cosα GV: NGUYỄN THỊ SINH Giáo án dạy học tích hợp mơn Tốn học – Vật lí ( 2 014 – 2 015 ) Tiết 2: Áp dụng toán véc tơ vào giải. .. án dạy học tích hợp mơn Tốn học – Vật lí ( 2 014 – 2 015 ) nghệ, cách thuyết trình… - Học sinh thấy cần thi? ??t, quan trọng kiến thức toán giải toán vật lí, để học tốt mơn vật lí kiến thức toán học