thiết kế tiến trình dạy học bài lực đàn hồi theo phương pháp góc

Họ tên: Vi Biên Cương Lớp: Cao học Lý luận phương pháp dạy học Vật lí K7 Trường: Đại học Giáo dục - Đại học Quốc gia Hà nội THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC BÀI: “LỰC ĐÀN HỒI” THEO PHƯƠNG PHÁP GÓC I MỤC TIÊU DẠY HỌC: 1.1 Kiến thức: + Mục tiêu học: - Đề xuất phương án thí nghiệm để tìm độ cứng k lò xo - Làm thí nghiệm, đọc xác số liệu thí nghiệm, thực tính toán rút kết luận mối quan hệ lực đàn hồi độ biến dạng lò xo +Mục tiêu sau học: - Phát biểu xác khái niệm: Biến dạng đàn hồi, lực đàn hồi - Hiểu rõ đặc điểm lực đàn hồi lò xo dây căng, biểu diễn lực hình vẽ - Viết biểu thức định luật Húc, nêu ý nghĩa đại lượng định luật 1.2 Kĩ năng: - Tiến hành thí nghiệm để xây dựng định luật - Quan sát thí nghiệm xử lý kết thí nghiệm - Vận dụng định luật Húc giải số tập liên quan 1.3 Tình cảm, thái độ: - Thận trọng xem xét giới hạn đo dụng cụ trước sử dụng - Hình thành phương pháp làm việc hợp tác theo nhóm - Rèn luyện tính tích cực, tự lực, thái độ trung thực làm việc II KIẾN THỨC CẦN XÂY DỰNG VÀ CÁC CÂU HỎI ĐỀ XUẤT VẤN ĐỀ * Kiến thức cần xây dựng: Định luật Húc * Câu hỏi đề xuất vấn đề: Với lò xo xác định lực đàn hồi độ biến dạng có mối liên hệ nào? Kết luận: Trong giới hạn đàn hồi, lực đàn hồi lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng lò xo III CHUẨN BỊ: 3.1.Giáo viên: Giá đỡ, lò xo, gia trọng, bút đánh dấu, thước 3.2 Học sinh ôn lại: - Ôn tập kiến thức lực đàn hồi THCS IV SƠ ĐỒ TIẾN TRÌNH XÂY DỰNG ĐƠN VỊ KIẾN THỨC Sơ đồ tiến trình xây dựng đơn vị kiến thức: Mối liên hệ lực đàn hồi độ biến dạng lò xo: - Khi khối lượng gia trọng thay đổi độ biến dạng lò xo thay đổi Với lò xo xác định lực đàn hồi độ biến dạng có mối liên hệ nào? +Phương án 1: Làm thí nghiệm: Với lò xo xác định, thay đổi thể tích gia trọng, xác định độ biến dạng lò xo tương ứng Kết thí nghiệm: Lần TNF = P (N)Độ dài l (mm)Độ dãn Δl (mm)10,0245020,12854030,23247940,33661 2150,440516060,5446201 +Nhận xét: Lò xo xác định Fđh = const ∆l Trong giới hạn đàn hồi, lực đàn hồi lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng lò xo V NHIỆM VỤ, PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC CHO CÁC GÓC 5.1 Các góc học tập 2.Góc quan sát (6 phút) - Quan sát giáo viên làm thí nghiệm với thí nghiệm hình vẽ, với lò xo xác định Nhiệm vụ: - HS quan sát, ghi kết - Tìm công thức toán học biểu diễn mối liên hệ Fđh ∆l ? Góc trải nghiệm (6p) - Với dụng cụ: Giá đỡ nằm ngay, lò xo, lực kế, bút đánh dấu, thước Nhiệm vụ: - Thiết kế mô hình thí nghiệm khảo sát mối liên hệ Fđh ∆l lò xo xác định Dụng cụ : Lò xo, gia trọng, bút đánh - Làm thí nghiệm: khảo sát phụ thuộc Fđh ∆l Thay đổi Fđh đo ∆l dấu, giá đỡ thước đo tương ứng? 3.Góc phân tích (6p) Nhiệm vụ: Cho bảng số liệu sau: Góc áp dụng(6p) Nhiệm vụ: - Học sinh đọc bảng trợ giúp (Chỉ áp dụng Lần TN F (N) Độ dài l (mm) 3 5 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 205 225 244 266 285 303 Độ dãn Δl (mm) 20 39 61 80 98 với góc xuất phát) - Vận dụng giải thích hoạt động lực kế, cân lò xo *Tài liệu: Tranh ảnh (mô hình) lực kế, cân lò xo - Bảng trợ giúp: * Lực đàn hồi xuất hai đầu lò xo tác dụng vào vật làm biến dạng Khi bị dãn, lực đàn hồi lò xo hướng vào lò xo, bị nén, lực đàn hồi lò xo hướng * Trong giới hạn đàn hồi, độ lớn lực dàn hồi lò xo tỉ lệ với độ biến dạng lò xo Fđh ∆l - Dựa vào bảng số liệu biểu diễn mối quan hệ Fđh ∆l hệ trục tọa độ? Từ rút dạng toán học mối quan hệ đó? * Tài liệu cho góc phân tích: Giấy kẻ ô, dạng đồ thị số hàm: y=a.x, y=a/x, … Trong : k: độ cứng (hay hệ số đàn hồi) lò xo : độ biến dạng (độ giãn độ nén) lò xo 5.2 Mục tiêu góc học tập a Góc trải nghiệm - Thiết kế phương án thí nghiệm để tìm mối liên hệ Fđh ∆l hướng dẫn Giáo viên (nếu cần) F - Tìm mối liên hệ định tính Fđh ∆l : Lò xo xác định đh = const ∆l b Góc quan sát - Nêu mục đích thí nghiệm tác dụng dụng cụ thí nghiệm - Quan sát thí nghiệm, đọc ghi số liệu Fđh ∆l - Suy định luật Húc c Góc phân tích - HS biểu diễn mối quan hệ Fđh ∆l hệ trục tọa độ - Nhận dạng đồ thị giống dạng toán học: y=a.x ( a = const) d Góc áp dụng: - Giải thích hoạt động cân lực kế, cân lò xo, cho biết ý nghĩa giới hạn đo nhỏ nhất, lớn - Rèn luyện tư logic cho HS VI PHIẾU HỌC TẬP CHO CÁC GÓC 6.1 Phiếu (góc trải nghiệm) Câu 1: Các sơ đồ mô hình thí nghiệm có tính khả thi để khảo sát mối liên hệ Fđh ∆l ? Lý giải mô hình? ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Câu 2: Mục đích thí nghiệm, cách tiến hành? Những lưu ý làm thí nghiệm? ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Câu 3: Bảng số liệu kết thí nghiêm? ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… 6.2 Phiếu số (góc quan sát) Câu 1: Nêu tác dụng dụng cụ? Ghi kết thí nghiệm vào bảng, tính với lần đo? Lần TN 3 5 F = P (N) Độ dài l (mm) Độ dãn Δl (mm) Fđh ứng ∆l Fđh ∆l Câu 2: Định luật viết nào? ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Câu 3: Nhận xét sai số thí nghiệm? Nêu phương án cải tiến TN để có kết xác hơn? 6.3 Phiếu số 3(Góc phân tích) F đh1 Câu 1: Dựa vào bảng số liệu Fđh ∆l thay đổi nào? Tính so sánh ∆l , Fđh Fđh 3 , với lò xo? ∆l ∆l 3 ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Câu 2: Mỗi điểm đồ thị có ý nghĩa gì? Viết dạng toán học mối liên hệ Fđh ∆l ? ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… 6.4 Phiếu số 4( góc áp dụng) Câu 1: Nêu cấu tạo lực kế, cân lò xo? Cách sử dụng? ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Câu 2: Cho biết ý nghĩa giới hạn đo nhỏ nhất, lớn lực kế, cân lò xo? ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… VII TIẾN TRÌNH DẠY HỌC CỤ THỂ: 7.1.Đặt vấn đề: Với lò xo xác định lực đàn hồi độ biến dạng có mối liên hệ nào? GV: Tổ chức lớp hoạt động nhóm để tìm phương án giải vấn đề Các nhóm thảo luận trước lớp thống phương án khả thi +Phương án: Làm thí nghiệm GV: Để giải vấn đề theo phương án phải thực nhiệm vụ học tập theo góc : Làm thí nghiệm Quan sát thí nghiệm 3 Phân tích ứng dụng 7.2 Hướng dẫn HS chọn góc: HS tự chọn góc học tập cho (Như lớp có nhóm thực nhiệm vụ học sau hoàn thành góc) Góc trải nghiệm: Để khảo sát mối liên hệ Fđh ∆l cần dụng cụ nào? Bố trí thí nghiệm nào? Góc quan sát: Quan sát GV làm thí nghiệm, thu thập, sử lý số liệu để rút mối liên hệ Fđh ∆l Góc phân tích: Liệu tìm biểu thức mối quan hệ Fđh ∆l biết bảng số liệu thay đổi độ biến dạng lò xo lực tác dụng thay đổi, ứng với lò xo xác định? Góc áp dụng: Giải thích hoạt động cân lực kế, cân lò xo, cho biết ý nghĩa giới hạn đo nhỏ nhất, lớn 7.3 Nội dung a Góc trải nghiệm Hoạt động GV GV tổ chức HS làm việc theo nhóm nhỏ:(khoảng 3-4 HS) nhóm có nhóm trưởng, thư ký GV hướng dẫn HS thực nhiệm vụ góc câu hỏi: - Muốn thay đổi lực đàn hồi lò xo phải làm gì? Muốn đo độ biến dạng lò xo ta cần dụng cụ nào? - Hãy nêu mục đích thí nghiệm cách tiến hành thí nghiệm? - Trong làm thí nghiệm cần ý điều gì? - Từ bảng số liệu thu được, muốn Hoạt động HS HS đọc kỹ nhiệm vụ góc Các thành viên nhóm thảo luận nhóm hướng dẫn GV để hoàn thành nhiệm vụ góc Làm thí nghiệm: Với lò xo xác định, thay đổi Fđh đo ∆l tương ứng Các nhóm nhỏ thống ý kiến để: - Hoàn thành phiếu học tập biết mối quan hệ Fđh ∆l ta HS chuyển sang góc áp dụng dùng kiến thức toán học nào? GV: Hướng dẫn HS chuyển góc: Giải thích kết thí nghiệm lý thuyết nào? b Góc áp dụng: Hoạt động GV GV: Hướng dẫn học sinh quan sát mô hình lực kế, cân lò xo Gợi ý học sinh giải thích ý nghĩa giới hạn đo nhỏ nhất, lớn lực kế, cân lò xo Hoạt động HS HS đọc kỹ nhiệm vụ góc HS nêu cấu tạo lực kế, cân lò xo Nêu nguyên tắc hoạt động? - Nêu ý nghĩa giới hạn đo nhỏ nhất, lớn lực kế, cân lò xo HS hoàn thành phiếu học tập GV: Hướng dẫn HS chuyển góc phân tích: Mối liên hệ P,V biểu diễn biểu thức toán học nào? HS chuyển sang góc Phân tích c Góc phân tích: Hoạt động GV GV: Hướng dẫn HS hoàn thành nhiệm vụ góc phân tích: - Chọn hệ trục tọa độ F ∆l , biểu điễn cặp đồ thị? - Viết dạng toán học đồ thị trên? Fđh1 Fđh Fđh 3 - Tính so sánh ∆l , ∆l , ∆l 3 Hoạt động HS HS đọc kỹ nhiệm vụ góc HS làm việc cá nhân thảo luận nhóm để thống kết luận cuối Từ đồ thị HS rút kết luận: với lò xo xác định - Fđh tăng ∆l tăng - Fđh giảm ∆l giảm - Dạng toán học đồ thị: y=a.x GV Hướng dẫn HS di chuyển góc: F -Với lò xo xác định thì: đh = const Kết luận có với thực nghiệm ∆l không?Có thể kiểm nghiệm nào? HS hoàn thành phiếu học tập chuyển sang góc quan sát d Góc quan sát: Hoạt động GV GV yêu cầu HS nêu mục đích thí nghiệm, tác dụng dụng cụ thí nghiệm? GV làm thí nghiệm Hướng dẫn HS thảo luận nhóm đưa kết luận Hoạt động HS HS đọc kỹ nhiệm vụ góc Các HS quan sát chiều dài l lò xo thêm gia trọng HS đọc ghi kết lên bảng - HS làm việc cá nhân : xử lý bảng số liệu - Thảo luận nhóm thống ý kiến hoàn thành phiếu học tập - Kết thí nghiệm: Lần TN F= P (N) Độ dài l (mm) 3 5 5 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 245 285 324 366 405 446 F F Độ dãn Δl (mm) 40 79 121 160 201 F Fđh ∆l F F đh đh đh 3 đh đh 5 +Nhận xét: ∆l ≈ ∆l ≈ ∆l ≈ ∆l ≈ ∆l 3 5 Từ bảng phân tích kết số liệu thí Nếu bỏ qua sai số thì: nghiệm, tích PV lần đo F Fđh Fđh 3 Fđh Fđh 5 đh lại sấp xỉ nhau? Nêu phương ∆l = ∆l = ∆l = ∆l = ∆l (1) án khắc phục? 3 5 Dự đoán câu trả lời: Sai số do: + đọc kết dụng cụ Khắc phục: + Dùng thước đo chiều cao có chia GV: nhận xét câu trả lời Về sở khoa xác học đắn định luật phải dựa +Thí nghiệm tiến hành thật chậm, khoảng nhiều thí nghiệm khác tinh vi cách lần thí nghiệm xa nhau, đo công bố thừa nhận kỷ qua, sai số chấp nhận GV: - Nhận xét, gọi tên định luật - Yêu cầu HS phát biểu thành lời định luật vừa thu nhiều lần lấy trung bình cho lần đo… Một HS phát biểu, HS khác bổ sung: “Trong giới hạn đàn hồi, lực đàn hồi lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng lò xo Fđh = k ∆l ” VIII THẢO LUẬN (3P): Vấn đề “Với lò xo xác định lực đàn hồi độ biến dạng có mối liên hệ nào?” GV: - Yêu cầu nhóm báo cáo kết nhóm sau hoàn thành góc học tập -Hướng dẫn lớp thảo luận kết vừa báo cáo - GV thu lại phiếu học tập nhóm, nhận xét kết học tập nhóm, tổng kết lại kiến thức vừa học HS: - Các nhóm cử đại diện báo cáo kết học tập - Thảo luận trước lớp, lắng nghe nhận xét GV - Hợp thức hóa lại kiến thức CÂU HỎI KIỂM TRA: Một lò xo có chiều dài tự nhiên l = 27 cm, treo thẳng đứng Khi treo vào lò xo vật có trọng lượng P1 = 5 N lò xo dài l1 = 44 cm Khi treo vật khác có trọng lượng P2 chưa biết, lò xò dài 35 cm Hỏi độ cứng lò xo trọng lượng chưa biết THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC THEO TRẠM Bài “Lực đàn hồi” Trạm Nội dung Mục tiêu 10 2A 2B 3 Khái niệm lực đàn hồi Lực đàn hồi lò xo Lực đàn hồi lò xo Lực căng sợi dây Lực kế Phát biểu đươc khái niệm lực đàn hồi Thí nghiệm với lò xo thẳng đứng Thí nghiệm với lò xo nằm ngang Khảo sát lực căng sợi dây Nêu cấu tạo nguyên tắc hoạt động lực kế Trạm 1: Khái niệm lực đàn hồi (5 phút) Yêu cầu: làm cá nhân Nghiên cứu sách giáo khoa phát biển khái niệm lực đàn hồi Kể tên số vật, dụng cụ xuất lực đàn hồi điền vào bảng sau Tên vật, dụng cụ Cái cung Mô tả trường hợp xuất lực đàn hồi Lực đàn hổi xuất cánh cung bị uốn cong Trạm 2: Lực đàn hồi lò xo (6 phút) Yêu cầu: Làm theo nhóm theo cặp Lựa chọn hai nhiệm vụ sau: 2A Thí nghiệm với lò xo thẳng đứng Dụng cụ: Lò xo, gia trọng, bút đánh dấu, giá đỡ thước đo Nhiệm vụ: - Thiết kế mô hình thí nghiệm khảo sát mối liên hệ Fđh ∆l lò xo xác định - Làm thí nghiệm: khảo sát phụ thuộc Fđh ∆l Thay đổi Fđh đo ∆l tương ứng? 11 2B Thí nghiệm với lò xo nằm ngang - Với dụng cụ: Giá đỡ nằm ngay, lò xo, lực kế, bút đánh dấu, thước Nhiệm vụ: - Thiết kế mô hình thí nghiệm khảo sát mối liên hệ Fđh ∆l lò xo xác định - Làm thí nghiệm: khảo sát phụ thuộc Fđh ∆l Thay đổi Fđh đo ∆l tương ứng? Trạm 3: Lực căng dây (5 phút) Yêu cầu: làm cá nhân Nghiên cứu sách giáo khoa phát biển phương, chiều, độ lớn, điểm đặt lực căng dây Trường hợp dây vắt qua ròng rọc lực căng dây có phương nào? Trạm 4: Lực kế (5 phút) Yêu cầu: Làm theo nhóm theo cặp Dụng cụ 12 [...]... niệm về lực đàn hồi Lực đàn hồi của lò xo Lực đàn hồi của lò xo Lực căng sợi dây Lực kế Phát biểu đươc khái niệm lực đàn hồi Thí nghiệm với lò xo thẳng đứng Thí nghiệm với lò xo nằm ngang Khảo sát lực căng của sợi dây Nêu được cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của lực kế Trạm 1: Khái niệm về lực đàn hồi (5 phút) Yêu cầu: làm cá nhân 1 Nghiên cứu sách giáo khoa phát biển khái niệm về lực đàn hồi 2 Kể... thể xuất hiện lực đàn hồi rồi điền vào bảng sau Tên vật, dụng cụ Cái cung Mô tả trường hợp xuất hiện lực đàn hồi Lực đàn hổi xuất hiện khi cánh cung bị uốn cong Trạm 2: Lực đàn hồi của lò xo (6 phút) Yêu cầu: Làm theo nhóm hoặc theo cặp Lựa chọn một trong hai nhiệm vụ sau: 2A Thí nghiệm với lò xo thẳng đứng Dụng cụ: Lò xo, bộ gia trọng, bút đánh dấu, giá đỡ và thước đo Nhiệm vụ: - Thiết kế mô hình thí... xo, lực kế, bút đánh dấu, thước Nhiệm vụ: - Thiết kế mô hình thí nghiệm khảo sát mối liên hệ giữa Fđh và ∆l của 1 lò xo xác định - Làm thí nghiệm: khảo sát sự phụ thuộc của Fđh và ∆l Thay đổi Fđh và đo ∆l tương ứng? Trạm 3: Lực căng của dây (5 phút) Yêu cầu: làm cá nhân 1 Nghiên cứu sách giáo khoa phát biển phương, chiều, độ lớn, điểm đặt của lực căng dây 2 Trường hợp dây vắt qua ròng rọc thì lực. .. phút) Yêu cầu: làm cá nhân 1 Nghiên cứu sách giáo khoa phát biển phương, chiều, độ lớn, điểm đặt của lực căng dây 2 Trường hợp dây vắt qua ròng rọc thì lực căng dây có phương như thế nào? Trạm 4: Lực kế (5 phút) Yêu cầu: Làm theo nhóm hoặc theo cặp Dụng cụ 12