Phát biểu VĐ cần giải quyết Nguyên nhân nào làm cho các vật rơi nhanh, chậm khác nhau trong không khí?. Đề xuất giả thuyết: Sức cản không khí là nguyên nhân làm cho các vật rơi nhanh, c
Trang 1SOẠN THẢO TIẾN TRÌNH HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
KIẾN THỨC “SỰ RƠI TỰ DO”
I TIẾN TRÌNH XÂY DỰNG KIẾN THỨC
1 Sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức
1.
1 Làm nảy sinh VĐ cần giải quyết
- Từ kinh nghiệm thực tiễn: vật nặng rơi nhanh hơn vật nhẹ.
- TN làm nảy sinh vấn đề cần giải quyết: Thả đồng thời ở cùng một độ cao hai tờ giấy cùng khối lượng: một tờ giấy vo tròn, nén chặt và một tờ giấy để phẳng thấy tờ giấy vo tròn, nén chặt rơi chạm đất trước tờ giấy để phẳng
2 Phát biểu VĐ cần giải quyết
Nguyên nhân nào làm cho các vật rơi nhanh, chậm khác nhau trong không khí?
3 Giải quyết VĐ
Làm thế nào để kiểm tra được tính đúng đắn của giả thuyết trên?
3.1 Đề xuất giả thuyết:
Sức cản không khí là nguyên nhân làm cho các vật rơi nhanh, chậm khác nhau trong không khí.
3.2 Kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết:
- Xác định nội dung cần kiểm tra nhờ TN:
+ Giả thuyết không thể kiểm tra trực tiếp nhờ TN.
+ Suy luận lôgic từ giả thuyết ra hệ quả có thể kiểm tra nhờ TN: Nếu loại bỏ được sức cản không khí thì mọi vật sẽ rơi nhanh như nhau.
- Thiết kế phương án TN để kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết:
* Dụng cụ TN: ống Niu-tơn chưa hút chân không và ống Niu-tơn đã hút chân không, trong ống có một viên bi chì và một cái lông chim.
* Bố trí và tiến hành TN: Dốc ngược đồng thời ống Niu-tơn:
* Kết quả:
+ Viên bi chì sẽ rơi nhanh hơn cái lông chim trong ống Niu-tơn chưa hút chân không + Viên bi chì và cái lông chim sẽ rơi nhanh như nhau trong ống Niu-tơn đã hút chân không.
Trang 22 Diễn giải sơ đồ
Để lập được sơ đồ tiến trình xây dựng kiến thức “Sự rơi tự do”, xuất phát từ nội dung kiến thức học sinh (HS) cần học là:
- Sức cản không khí là nguyên nhân làm cho các vật rơi nhanh, chậm khác nhau trong không khí.
- Nếu loại bỏ được sức cản không khí thì mọi vật sẽ rơi nhanh như nhau.
- Sự rơi tự do là sự rơi của các vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực.
thì câu hỏi tương ứng để có câu trả lời là nội dung kiến thức HS cần học
phải là: Nguyên nhân nào làm cho các vật rơi nhanh, chậm khác nhau trong
không khí?
Để làm nảy sinh câu hỏi cần trả lời (vấn đề cần giải quyết), xuất phát từ kinh
nghiệm thực tiễn của HS và TN làm nảy sinh vấn đề cần giải quyết Từ kinh
nghiệm thực tiễn, HS biết rằng: vật nặng rơi nhanh hơn vật nhẹ Như vậy, nếu
có hai vật cùng khối lượng được thả rơi đồng thời từ một độ cao nhất định thì hai
vật sẽ rơi như thế nào? HS dự đoán: hai vật sẽ rơi nhanh như nhau Tiến hành thí
nghiệm (TN) kiểm tra dự đoán của HS: Thả đồng thời ở cùng một độ cao hai tờ giấy cùng khối lượng: một tờ giấy vo tròn, nén chặt và một tờ giấy để phẳng thấy
tờ giấy vo tròn, nén chặt rơi chạm đất trước tờ giấy để phẳng
Dựa vào việc quan sát sự vật, hiện tượng trong cuộc sống, HS có thể đưa ra
dự đoán để trả lời cho câu hỏi nêu trên là: Sức cản không khí là nguyên nhân làm
cho các vật rơi nhanh, chậm khác nhau trong không khí Dự đoán này không thể
kiểm tra trực tiếp được bằng TN, có thể suy luận từ giả thuyết đó ra hệ quả có thể
4 Rút ra kết luận
Kết quả TN khẳng định tính đúng đắn của giả thuyết Giả thuyết trở thành kiến thức mới.
- Sức cản không khí là nguyên nhân làm cho các vật rơi nhanh, chậm khác nhau trong không khí.
- Nếu loại bỏ được sức cản không khí thì mọi vật sẽ rơi nhanh như nhau.
- Sự rơi tự do là sự rơi của các vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực.
Trang 3kiểm tra trực tiếp được bằng TN: Nếu loại bỏ được sức cản không khí thì mọi vật
sẽ rơi nhanh như nhau
Vậy, để tiến hành TN kiểm tra hệ quả rút ra từ giả thuyết cần những dụng cụ
TN nào và bố trí các dụng cụ đó ra sao? HS tham gia thiết kế phương án TN:
- Cần một ống thủy tinh kín trong suốt không có không khí
- Phải sử dụng máy hút chân không để hút không khí trong ống thủy tinh kín
- Cần có 2 vật nặng, nhẹ khác nhau trong ống thủy tinh kín: viên bì chì và cái lông chim
Dưới sự hướng dẫn của giáo viên (GV), HS chọn được phương án TN tối ưu nhất với dụng cụ TN được bố trí và tiến hành như sau:
- Dụng cụ TN: ống Niu-tơn chưa hút chân không và ống Niu-tơn đã hút chân không, trong ống có một viên bi chì và một cái lông chim
- Bố trí và tiến hành TN: Dốc ngược đồng thời ống Niu-tơn
- Kết quả TN:
+ Viên bi chì sẽ rơi nhanh hơn cái lông chim trong ống Niu-tơn chưa hút chân không
+ Viên bi chì và cái lông chim sẽ rơi nhanh như nhau trong ống Niu-tơn đã hút chân không
Như vậy, kết quả TN khẳng định tính đúng đắn của giả thuyết Giả thuyết trở thành kiến thức mới
II MỤC TIÊU DẠY HỌC
1 Nội dung kiến thức cần xây dựng
- Sức cản không khí là nguyên nhân làm cho các vật rơi nhanh, chậm khác nhau trong không khí
- Nếu loại bỏ được sức cản không khí thì mọi vật sẽ rơi nhanh như nhau
- Sự rơi tự do là sự rơi của vật chỉ dưới tác dụng của trọng lực
2 Mục tiêu dạy học
a Trong quá trình học
- HS tham gia đề xuất giả thuyết tìm nguyên nhân làm cho các vật rơi nhanh, chậm khác nhau trong không khí
Trang 4- HS tham gia thiết kế phương án TN để kiểm nghiệm tính đúng đắn của hệ quả rút ra từ giả thuyết đã nêu
b Sau khi học
- HS nêu được nguyên nhân làm cho các vật rơi nhanh, chậm trong không khí
- Nêu được ví dụ và phân tích được khái niệm về sự rơi tự do
- Chỉ ra được các trường hợp trong thực tế có thể coi là rơi tự do
3 Đề kiểm tra kết quả học
Câu 1: Nguyên nhân nào làm cho các vật rơi nhanh, chậm khác nhau trong
không khí?
- Mục tiêu: Kiểm tra kiến thức HS tiếp nhận được ở mức độ nhận biết.
- Câu trả lời mong đợi: Sức cản không khí là nguyên nhân làm cho các vật rơi
nhanh, chậm khác nhau trong không khí
Câu 2: Chuyển động của vật nào sau đây sẽ được coi là rơi tự do nếu được thả
rơi trong không khí?
- Mục tiêu: Kiểm tra kiến thức học sinh tiếp nhận được ở mức độ thông hiểu.
- Câu trả lời mong đợi: B.
Câu 3: Trong không khí, chuyển động nào dưới đây được coi là chuyển động
rơi tự do?
A Chuyển động của một hòn sỏi được ném xuống đất.
B Chuyển động của một hòn sỏi được ném theo phương ngang.
C Chuyển động của một hòn sỏi được ném theo phương xiên góc.
D Chuyển động của một hòn sỏi được thả rơi xuống đất.
- Mục tiêu: Kiểm tra kiến thức học sinh tiếp nhận được ở mức độ vận dụng.
- Câu trả lời mong đợi: D.
III CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH
1 Giáo viên
- Các dụng cụ thí nghiệm cần thiết:
+ Hòn sỏi nhỏ
+ Một vài tờ giấy A4 giống hệt nhau
Trang 5+ Miếng bìa phẳng (nặng hơn hòn sỏi nhỏ).
+ Ống Niu-tơn trong đó có một viên bi chì và một cái lông chim chưa hút chân không và đã hút chân không
- Mô phỏng lại quá trình tiến hành thí nghiệm trên Powerpoint để hỗ trợ việc quan sát của HS cuối lớp, hỗ trợ HS đề xuất giả thuyết
- Phiếu học tập để kiểm tra mức độ tiếp nhận kiến thức của HS với nội dung như sau:
PHIẾU HỌC TẬP
“Sự rơi của các vật trong không khí và trong chân không Sự rơi tự do”
Họ và tên: ………
Lớp: ……… Trường THPT: ………
Câu 1: Nguyên nhân nào làm cho các vật rơi nhanh, chậm khác nhau
trong không khí?
Trả lời: ………
………
Câu 2: Chuyển động của vật nào sau đây sẽ được coi là rơi tự do nếu
được thả rơi trong không khí?
Trả lời: ………
Câu 3: Trong không khí, chuyển động nào dưới đây được coi là chuyển
động rơi tự do?
A Chuyển động của một hòn sỏi được ném xuống đất.
B Chuyển động của một hòn sỏi được ném theo phương ngang.
C Chuyển động của một hòn sỏi được ném theo phương xiên góc.
D Chuyển động của một hòn sỏi được thả rơi xuống đất.
Trả lời: ………
Trang 62 Học sinh
Nghiên cứu nội dung kiến thức “Sự rơi tự do”
IV TIẾN TRÌNH DẠY HỌC CỤ THỂ
1 Hoạt động 1: GV làm nảy sinh vấn đề cần giải quyết (làm việc chung cả lớp)
- Nêu câu hỏi: Thả đồng thời từ một độ
cao nhất định: một hòn sỏi nhỏ và một
tờ giấy A4 (để phẳng) xuống đất sẽ có
hiện tượng gì xảy ra? Vì sao?
- Nêu câu hỏi: Như vậy, nếu có hai vật
có cùng khối lượng được thả rơi đồng
thời từ một độ cao nhất định thì hai vật
sẽ rơi như thế nào?
- Tiến hành thí nghiệm (TN) kiểm tra dự
đoán của HS: Khi thả đồng thời ở cùng
một độ cao hai tờ giấy A4 cùng khối
lượng: một tờ giấy vo tròn, nén chặt và
một tờ giấy để phẳng có hiện tượng gì
xảy ra?
- Đề xuất vấn đề cần giải quyết: Qua thí
nghiệm thấy không phải lúc nào vật
nặng cũng rơi nhanh hơn vật nhẹ Vậy,
vấn đề đặt ra là: Nguyên nhân nào làm
cho các vật rơi nhanh, chậm khác
nhau trong không khí?
- Trả lời: Hòn sỏi nhỏ sẽ rơi nhanh hơn
tờ giấy A4 (để phẳng) vì vật nặng rơi nhanh hơn vật nhẹ
- Dự đoán: hai vật sẽ rơi nhanh như nhau
- Trả lời: tờ giấy vo tròn, nén chặt rơi chạm đất trước tờ giấy để phẳng
- Tiếp nhận vấn đề cần giải quyết
2 Hoạt động 2: HS phát biểu vấn đề cần giải quyết (làm việc chung cả lớp)
- Nêu yêu cầu: Hãy phát biểu ngắn gọn
vấn đề cần giải quyết? - Phát biểu vấn đề cần giải quyết:
Trang 7Nguyên nhân nào làm cho các vật rơi nhanh, chậm khác nhau trong không khí?
3 Hoạt động 3: Đề xuất giả thuyết dựa vào những hiểu biết trong thực tiễn và kiến thức đã học (làm việc chung cả lớp)
- Nêu câu hỏi gợi ý: Trên cơ sở kiến
thức đã biết và dựa vào kinh nghiệm
cuộc sống có thể dự đoán câu trả lời của
vấn đề như thế nào?
- Nêu câu hỏi gợi ý HS đưa ra giả
thuyết:
+ Các vật rơi nhanh, chậm khác nhau
trong không khí không phải do nặng,
nhẹ khác nhau Hãy quan sát kỹ sự rơi
của hòn sỏi nhỏ, tờ giấy vo tròn, nén
chặt; tờ giấy để phẳng; trong không khí?
+ Nhận xét về hình dạng, kích thước
của hòn sỏi nhỏ, tờ giấy vo tròn, nén
chặt; tờ giấy để phẳng; khi rơi trong
không khí để trả lời câu hỏi nêu trên?
+ Chiếu hình ảnh mô phỏng quá trình
rơi trong không khí của hòn sỏi nhỏ, tờ
giấy vo tròn, nén chặt và tờ giấy để
phẳng cho HS quan sát Gợi ý: Trong
quá trình rơi, tờ giấy để phẳng trao đảo,
liệng trong không khí rồi mới rơi xuống
đất; còn tờ giấy vo tròn, nén chặt và hòn
sỏi nhỏ sau khi thả thì rơi xuống đất
ngay Vậy, nguyên nhân nào làm cho
các vật rơi nhanh, chậm khác nhau trong
- Suy nghĩ tìm câu trả lời
Trang 8không khí?
- Đưa ra giả thuyết: Sức cản không khí
là nguyên nhân làm cho các vật rơi nhanh, chậm khác nhau trong không khí.
4 Hoạt động 4: Thiết kế phương án thí nghiệm kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết (làm việc chung cả lớp) và tiến hành thí nghiệm kiểm tra tính đúng đắn của hệ quả rút ra từ giả thuyết (làm việc cá nhân)
- Làm thế nào để kiểm tra được tính
đúng đắn của giả thuyết trên?
- Gợi ý:
+ Có thể kiểm tra trực tiếp giả thuyết
trên được không?
+ Nếu loại bỏ được sức cản không khí
thì mọi vật sẽ rơi như thế nào?
- Nêu câu hỏi: Để kiểm tra hệ quả trên
cần phải làm TN Để tiến hành TN
chúng ta cần những dụng cụ TN nào và
bố trí chúng ra sao?
- Nêu câu hỏi gợi ý để HS tham gia thiết
kế phương án TN:
+ Để loại bỏ được ảnh hưởng của không
khí ta cần tiến hành TN trong môi
trường như thế nào?
+ Gợi ý, bổ sung: Trong thực tế, ta
không thể hút hết không khí ra được
Tuy nhiên, khi không khí trong ống
loãng đến mức nào đó ta coi như trong
ống không còn không khí Môi trường
- Suy nghĩ tìm câu trả lời
- Đưa ra hệ quả: Nếu loại bỏ được sức cản không khí thì mọi vật sẽ rơi nhanh như nhau
- Suy nghĩ tìm câu trả lời
- HS tham gia thiết kế phương án TN: + TN tiến hành trong một ống thủy tinh kín trong suốt không có không khí
Trang 9Hoạt động của GV Hoạt động của HS
không có không khí còn gọi là môi
trường chân không Vậy ta phải sử dụng
dụng cụ nào để hút không khí trong ống
thủy tinh kín?
+ Ta có thể chọn các vật rơi như thế nào
để kiểm tra hệ quả nêu trên?
- Giới thiệu dụng cụ thí nghiệm: ống
Niu-tơn, trong ống có một viên bì chì và
một cái lông chim Chia lớp thành 4
nhóm, yêu cầu các nhóm tiến hành thí
nghiệm trong thời gian 7 phút kiểm tra
xem viên bi chì và cái lông chim có rơi
chạm đáy ống cùng một lúc khi ta dốc
ngược đáy ống Niu-tơn đã hút không
khí hay không?
+ Phải sử dụng máy hút chân không
+ Chọn các vật rơi nặng, nhẹ khác nhau như: hòn sỏi nhỏ và chiếc lá …
- Tiến hành thí nghiệm theo nhóm, báo cáo kết quả: trong môi trường chân không, mọi vật rơi nhanh như nhau
5 Hoạt động 5: Tổng kết (làm việc chung cả lớp)
- Tổng kết kiến thức:
+ Sức cản không khí là nguyên nhân
làm cho các vật rơi nhanh, chậm khác
nhau trong không khí
+ Nếu loại bỏ được sức cản không khí
thì mọi vật sẽ rơi nhanh như nhau
- Nêu thí nghiệm mà Ga-li-lê tiến hành
ở tháp nghiêng Pida: thả đồng thời 2 quả
nặng khối lượng khác nhau từ đỉnh tháp
- Nghe GV tổng kết kiến thức
Trang 10Hoạt động của GV Hoạt động của HS
xuống đất, có hiện tượng gì xảy ra?
- Nhận xét câu trả lời Bổ sung: hai quả
nặng rơi chạm đất cùng một lúc Thông
báo: sự rơi của các vật trong ống
Niu-tơn (đã hút không khí) và thí nghiệm
của Ga-li-lê gọi là sự rơi tự do
- Nhấn mạnh:
+ Thực ra muốn có sự rơi tự do ta còn
phải loại bỏ nhiều ảnh hưởng khác nữa
như: ảnh hưởng của điện trường, từ
trường…
+ Trong thực tế, những vật có trọng
lượng lớn hơn rất nhiều so với độ lớn
của lực cản không khí thì coi là vật rơi
tự do
- Nêu câu hỏi: lấy một số ví dụ về vật
được coi là vật rơi tự do trong thực tế?
- Nêu câu hỏi: Định nghĩa sự rơi tự do?
- Yêu cầu HS gấp SGK, vở ghi lại GV
phát phiếu học tập tới từng HS, yêu cầu
HS hoàn thành phiếu học tập trong 5
phút?
- Yêu cầu một số HS trình bày đáp án
các câu hỏi trên phiếu học tập?
- Trả lời: quả nặng khối lượng lớn hơn
sẽ rơi chạm đất trước
- Tiếp nhận kiến thức
- Trả lời: các vật được coi là rơi tự do trong thực tế: hòn đá, viên phấn được thả rơi xuống
- Trả lời: Sự rơi tự do là sự rơi của các vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực
- HS hoàn thành phiếu học tập trong 5 phút
Trang 11Hoạt động của GV Hoạt động của HS
- GV nhận xét ý thức học tập của HS
trong tiết học, giao nhiệm vụ học tập về
nhà cho HS
- Trình bày theo yêu cầu của GV
V NỘI DUNG TRÌNH BÀY BẢNG
Sự rơi của các vật trong không khí và trong chân không Sự rơi tự do
1 Sự rơi của các vật trong không khí
Sức cản không khí là nguyên nhân làm cho các vật rơi nhanh, chậm khác nhau trong không khí
2 Sự rơi của các vật trong chân không Sự rơi tự do
- Trong môi trường chân không thì mọi vật sẽ rơi nhanh như nhau
- Định nghĩa sự rơi tự do: Sự rơi tự do là sự rơi của các vật chỉ dưới tác dụng của trọng lực