giáo án vật lý đại cương a1 (2016)

Ngày soạn: …………… Ngày dạy (dự kiến): …………… CHƯƠNG MỞ ĐẦU KIẾN THỨC BỔ TÚC DÙNG CHO CƠ NHIỆT (2 TIẾT) A MỤC TIÊU: Kiến thức: Hệ thông lại kiến thức Phép tính véc tơ, Đạo hàm vi tích phân hàm vô hướng, công thức thứ nguyên đơn vị đo Kỹ năng: - Giải phép tính véctơ - Vận dụng đơn vị đo lường trường họp cụ thể, chuyển đổi đơn vị đo Thái độ: - Sinh viên rèn luyện tinh thần tự giác chuyên cần, thái độ học tập nghiêm túc, cẩn thận tỉ mỉ, khả suy luận khoa học, tư logic, làm sở để học nghiên cứu ngành kỹ thuật có liên quan B PHƯƠNG PHÁP / HÌNH THỨC DẠY-HỌC: - Nêu vấn đề, thảo luận nhóm, thuyết trình, diễn giảng C ĐỒ DÙNG VÀ PHƯƠNG TIỆN DẠY-HỌC: - Phiếu học tập D TIẾN TRÌNH LÊN LỚP: - Ổn định lớp - Thực học TG Hoạt động giáo viên Hoạt động SV Tổ chức nhóm, đặt câu hỏi, SV quan sát lắng phát phiếu trả lời nghe Tổ chức nhóm, thảo Nêu phương chiều trị tuyệt luận, trả lời câu hỏi dối hay mô đun vecto Vecto co ba yếu tố khơng đổi theo thời gian Vẽ hình chiếu Xác định mô đun SV quan sát lắng nghe Qui tắc hình bình hành Quy tắc tam giác SV quan sát, lắng nghe, thảo luận Ghi bảng I PHÉP TÍNH VÉCTƠ Định nghĩa véctơ Véctơ Véctơ đối: Véctơ nhau: Hình chiếu véctơ hình chiếu đại số véctơ: Tổng véctơ:    c = a + b Hiệu hai véctơ      d = a − b = a + (− b ) Công thức hiệu hai vec tơ SV quan sát lắng nghe Biểu diễn véctơ thông qua véctơ đơn vị sở trục:    a = ax i + ay j Vẽ hình biễu diễn vec tơ r xuống trục xyz Làm số ví dụ Xác định giá trị Áp dụng pitago hình chiếu Cho ví dụ Phân biệt tích có hướng tích vơ hướng Cho ví dụ cơng thức tính công lực từ tác dụng lên sợi dây mang dịng điện Phát phiếu tập Ghi cơng thức a = a 2x + a 2y + a 2z SV quan sát lắng nghe Làm tập ví dụ Tổ chức nhóm, thảo luận làm tập Viết phiếu trả lời câu hỏi Làm số ví dụ Cho số ví dụ Đặt câu hỏi, ơn lại kiến thức phổ thơng Thảo luận, phát biểu ý kiến Tìm số ví dụ Đạo hàm gì? tích phân gì? Giải thích đạo hàm nêu ứng dụng đạo hàm Quan sát bảng đơn vị đo a 2x + a 2y     a = ax i + ay j + az k a= Tích vơ hướng hai véctơ  a b :     a b =a.b.cos( a , b ) 10 Tích hữu hướng hai   véctơ a b Mô đun độ lớn tích:   a.b.sin( a , b ) 11 Tích hữu hướng kép 12 Tích hỗn hợp 13 Số gia hữu hạn véctơ Đạo hàm véctơ II ĐẠO HÀM, VI PHÂN, TÍCH PHÂN CỦA HÀM VÔ HƯỚNG III CÔNG THỨC THỨ NGUYÊN VÀ CÁC ĐƠN VỊ ĐO SV quan sát lắng Công thức thứ nguyên nghe, Thảo luận, trả Đơn vị đo chiều dài lời câu hỏi Đơn vị đo khối lượng SV quan sát lắng 3.Đơn vị đo thời gian nghe, Thảo luận CỦNG CỐ VÀ BÀI TẬP VỀ NHÀ RÚT KINH NGHIỆM Ngày tháng năm Duyệt tổ Trưởng Giáo viên biên soạn Lê Văn Diễn Nguyễn Nam Anh PHẦN : CƠ HỌC CHƯƠNG 1: ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM (3 TIẾT) A Mục đích yêu cầu: Giúp sinh viên hiểu khái niệm ban đầu như: chuyển động hệ quy chiếu , chất điểm hệ chất điểm phương trình chuyển động chất điểm Hiểu chất khái niệm chuyển động, phương trình chuyển động chất điểm , hoành độ cong từ áp dụng lý thuyết vào giải toán chuyển động Giúp sinh viên hiểu chất nọi dung định lý động lượng qua việc thiết lập xây dựng định lý dộng lượng Vận dụng định lý động lượng giải tập chuyển động liên quan đến lực tác dụng B CHUẨN BỊ PHƯƠNG TIỆN VÀ ĐỒ DÙNG DẠY HỌC - sơ đồ, hình vẽ - giáo trình , giáo án, đề cương , giảng tài liệu tham khảo C Tiến trình lên lớp Ổn định lớp: Kiểm tra cũ TG Hoạt động GV Khái niệm chuyển động Cho ví dụ Có tính tương đối Xác định chuyển động Đường thẳng Mặt phẳng Không gian sử dụng hệ tọa độ xyz Khái niệm chất điểm, ví dụ chất điểm, lại đưa chất điểm để áp dụng cho vật chuyển động Hoạt động SV Ghi bảng SV quan sát lắng 1.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM MỞ ĐẦU nghe, Thảo luận 1.1.1 Chuyển động học: SV quan sát lắng nghe, Thảo luận, 1.1.2 Động học: trả lời câu hỏi 1.1.3 Chất điểm: SV quan sát lắng 1.1.4 Không gian thời gian: nghe, Thảo luận, Viết phương trình chuyển động vật không gian Đối với hệ tọa độ hệ tọa độ cầu Vẽ hình biễu diễn vec tơ Cơng thức tính hệ tọa độ hệ tọa độ cầu Hướng dẫn cách viết phương trình chuyển đọng phương trình quỹ đạo, cho ví dụ tập cụ thể Xét chất điểm chuyển động không gian; xác định vec tơ vận tốc chuyển động Vận tốc trung binh Vận tốc tức thời Sử dụng đạo hàm Vì chuyển động phức tạp nên phải chiếu lên trục tọa độ tìm vận tốc thành phần Cách tính vx vy vz ? xét chất điểm chuyển động không gian; xác định vec tơ gia tốc chuyển động gia tốc trung binh gia tốc tức thời Sử dụng đạo hàm tính gia tốc tức thời Vì chuyển động phức tạp nên phải chiếu lên trục tọa độ tìm gia tốc thành phần Cách tính ax ay az ? Xét chuyển động vật chuyển động theo quỹ đạo trịn Tìm vận tốc góc Nhắc lại kiến thức lớp 10 cách tính tốc độ góc Tốc độ góc tức thời? Nêu phải tính tốc độ góc tức thời cách tính gia tốc góc Gia tốc góc tức thời tính Giải thích phải tính gia tốc trả lời câu hỏi làm tập SV quan sát lắng nghe, Thảo luận SV quan sát lắng nghe, Thảo luận, trả lời câu hỏi 1.1.5 Hệ qui chiếu: 1.1.6 Hệ tọa độ Hệ tọa độ Descartes Hệ tọa độ cầu: Hệ tọa độ cong: 1.1.7 Phương trình chuyển động phương trình quỹ đạo Phương trình quỹ đạo chất điểm: 1.2 VÉCTƠ VẬN TỐC CỦA CHẤT ĐIỂM 1.2.1 Định nghĩa Giá trị vận tốc SV làm việc nhóm, tìm số Véctơ vận tốc: ví dụ SV làm số tập áp dụng 1.2.2 Thành phần, độ lớn, Quan sát lắng phương chiều vận tốc nghe, Thảo luận, trả lời câu hỏi Trao đổi , thảo luận phát biểu tìm số ví dụ thực tế nêu ứng dụng SV quan sát lắng nghe, Thảo luận, trả lời câu hỏi Thảo luận nhóm , trả lời câu hỏi phiếu, giải tập SV quan sát lắng nghe, Thảo luận, trả lời câu hỏi SV quan sát lắng nghe, Thảo luận, trả lời câu hỏi Làm tập nhóm Trao đổi thảo 1.3 VÉCTƠ GIA TỐC CỦA CHẤT ĐIỂM 1.3.1 Định nghĩa: 1.3.2 Thành phần gia tốc 1.3.3 Gia tốc tiếp tuyến gia tốc pháp tuyến chất điểm chuyển động cong Liên hệ vận tốc góc ω vận tốc dài v: 1.4 VẬN TỐC GÓC VÀ GIA TỐC GÓC TRONG CHUYỂN ĐỘNG TRỊN 1.4.1 Vận tốc góc 1.4.2 Gia tốc góc 1.4.3 Véctơ vận tốc góc véctơ gia tốc góc góc tức thời Hướng dẫn cách tính vận tốc góc gia tốc góc khơng có thời gian Cho ví dụ rơi tự Khảo sát rơi tự Phương ,Chiều,độ lớn Đặt vài câu hỏi rơi tự Sử dụng công thức chuyển động thẳng nhanh dần để tính vận tốc vật chạm đất ; độ cao vật rơi; thời gian rơi Xét chuyển động vật bị ném Vẽ hệ qui chiếu Vẽ quĩ đạo vật chuyển động Xác định vận tốc theo hai trục ox oy Xác định phương trình chuyển động vật Từ suy phương trình quỹ đạo Xác định tầm bay xa Giải số tốn luận tìm số ứng dụng thực tế 1.5 RƠI TỰ DO Sv tổ chức nhóm, thảo luận , tìm A Định nhĩa vài ví dụ, trả B Cơng thức lời câu hỏi, áp dụng cơng thức Ví dụ làm tập Sv tổ chức nhóm, thảo luận , tìm vài ví dụ, trả lời câu hỏi, áp 1.6 CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT BỊ dụng công thức NÉM làm tập A Định nhĩa B Cơng thức C Phương trình CỦNG CỐ VÀ BÀI TẬP VỀ NHÀ RÚT KINH NGHIỆM Ngày tháng năm Duyệt tổ Trưởng Giáo viên biên soạn Lê Văn Diễn Nguyễn Nam Anh CHƯƠNG ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM ( TIẾT) A MỤC ĐÍCH YÊU CẦU: Giúp sinh viên hiểu nội dung chất ba định luật Newton, chất phương trình học chất điểm, hệ quy chiếu quán tính, áp dụng định luật Newton pt học chất điểm vào giải toán chuyển động - Hiểu chất nội dung định luật dộng lượng qua việc thiết lập xây dựng định lý động lượng Vận dụng định lý động lượng giải tập chuyển động liên quan đến lực tác dụng B CHUẨN BỊ PHƯƠNG TIỆN VÀ ĐỒ DÙNG DẠY HỌC - Sơ đồ, hình vẽ - Giáo trình , giáo án, đề cương , giảng tài liệu tham khảo C TIẾN TRÌNH LÊN LỚP Ổn định lớp: Kiểm tra cũ Tg Hoạt động GV Cho ví dụ định luật newton Phân tích lực Khối lượng gì? Khối lượng qn tính? Khái niệm động lượng Cơng thức tính Bài tập áp dụng? Chứng minh gia tốc tỉ lệ thuận với lực tác dụng tỉ lệ nghịch với khối lượng Viết công thức định luật newton Hoạt động SV SV quan sát lắng nghe, Thảo luận, trả lời câu hỏi Ghi bảng 2.1 BA ĐỊNH LUẬT NEWTON 2.1.1 Định luật Newton Phát biểu: Hệ qui chiếu quán tính: 2.1.2 Định luật Newton Khái niệm khối lượng quán tính: SV quan sát lắng nghe, Thảo luận, trả lời câu hỏi Làm tập Khái niệm động lượng nhóm Trao đổi thảo luận Khái niệm lực tìm số ứng Nội dung định luật Newton Cho ví dụ định luật newton Phân tích lực Nhận xét phương chiều độ lớn Trình bày hệ qui chiếu khơng qn tính Cho ví dụ cụ thể Lực quán tính tính nào? Nêu đặc điểm lực quán tính? Nêu nguyên lý tương đối galile Phép biến đổi galile Vẽ hình hệ qui chiếu đứng yên hệ qui chiếu chuyển động; so sánh; nhận xét ; kết luận; đưa cong thức tính tốn; kết luận Xét lực hấp dẫn vật trái đất Cơng thức tính Chứng minh lực hấp dẫn trọng lực Suy gia tốc trọng trường g ? Phân biệt trọng lực trọng lượng Nhắc lại lực đàn hồi Xuất Định luật Huc? Tại có dấu trừ ? Lực ma sát xuất nào? Lực ma sát có lợi hay có hại Cho ví dụ? Cơng thức tính lực ma sát Nêu loại ma sát ứng dụng sống Nêu đặc điểm chung ma sát Vẽ hình biễu diễn lực đàn hồi? Công thức ? Lực căng dây trường hợp lực đàn hồi dụng thực tế Phát biểu: SV quan sát lắng nghe, Thảo luận SV quan sát lắng nghe, Thảo luận, trả lời câu hỏi SV quan sát lắng nghe, Thảo luận, 2.1.3 Định luật Newton Phát biểu: Nhận xét : 2.2 HỆ QUI CHIẾU KHƠNG QN TÍNH – LỰC QN TÍNH - NGUYÊN LÝ TƯƠNG ĐỐI GALILÉE 2.2.1 Hệ qui chiếu khơng qn tính trả lời câu hỏi 2.2.2 Lực qn tính Làm tập nhóm lực qn tính Trao đổi thảo luận Đặc điểm lực quán tìm số ứng tính: dụng thực tế SV quan sát lắng nghe, Thảo luận 2.2.3 Nguyên lý tương đối Galilée MỘT SỐ LỰC TRONG CƠ HỌC Thảo luận tìm 2.3.1 Trọng lực trọng vài ví dụ lượng SV quan sát lắng 1) Trọng lực: nghe, Thảo luận, -Lực hấp dẫn: trả lời câu hỏi 2) Trọng lượng: Làm tập 2.3.2 Lực đàn hồi nhóm Trao đổi thảo luận 2.3.3 Lực ma sát tìm số ứng Định nghĩa: dụng thực tế Các loại lực ma sát: Giải số tập Trao đổi thảo luận tìm số ứng dụng thực tế Điểm chung lực ma sát: 2.3.3 Lực đàn hồi Định luật Hooke: 2.3.4 Lực căng sợi dây CỦNG CỐ VÀ BÀI TẬP VỀ NHÀ RÚT KINH NGHIỆM Duyệt tổ Trưởng Giáo viên biên soạn Lê Văn Diễn Nguyễn Nam Anh CHƯƠNG 3: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN TRONG CƠ HỌC ( TIẾT) A MỤC ĐÍCH , YÊU CẦU: - Đưa cho sinh viên khái niệm momen động lượng hệ, định lý momen động lượng hệ - Hiểu chất vecto momen động lượng định lý momen động lượng hệ Qua vận dụng giải thích số tượng vật lý - Đưa co sinh viên cơng thức tính công công suát lực tác dụngtrong chuyển dời S Mở rộng thêm trường hợp công công suất lực tác dụng chuyển động quay - Hiểu chất công thức công công suất lực tác dụng vào chất điẻm - nhắc lại củng cố định nghĩa lượng định luật bảo toàn lượng định lý động năng, mở rộng cho sinh viên vật rắn quay - đưa cho sinh viên toán va chạm đàn hồi va chạm mềm - Dùng định luật bảo toàn động lượng lượng để giải hai toán va chạm thực tế B CHUẨN BỊ PHƯƠNG TIỆN VÀ ĐỒ DÙNG DẠY HỌC - Sơ đồ, hình vẽ - Giáo trình , giáo án, đề cương , giảng tài liệu tham khảo C TIẾN TRÌNH LÊN LỚP Ổn định lớp: Kiểm tra cũ T g Hoạt động GV Hoạt động SV Ghi bảng Xác định độ biến thiên động lượng chất điẻm Cho ví dụ Xác định xung lượng ngoại lực SV quan sát lắng nghe, Thảo luận 3.1 Định luật biến thiên bảo toàn động lượng SV quan sát lắng nghe, Thảo luận, 3.1.1 Cho chất điểm Nếu ngoại lực khơng sao? Suy định luật bảo tồn động lượng Tính động lượng tồn phần hệ nhiều chất điểm Cơng thức? Phát biểu ? Khi hợp lực tác dụng lên hệ khơng sao? Thế hệ lập Cho ví dụ định luật bảo tồn động lượng Khái niệm momen lực ? Khi lực tác dụng làm vật quay không quay? Công thức tính mơ men Khái niệm mơ men động lượng chất điểm Công thức? Đưa định luật biến thiên bảo tồn mơ men động lượng Cơng thức Khi momen động lượng bảo tồn Khái niệm momen động lượng hệ chất điểm bảo tồn Cách tính cơng vật chịu tác dụng lực chuyển động đường thẳng ? Nếu đường cong sao? Cơng thức cách tính cơng? Khái niệm động Cơng thức Ví dụ Cho ví dụ Suy định lý độ biến thiên động Chứng minh độ biến thiên động công ngoại lực tác dụng Công thức? trả lời câu hỏi Làm tập nhóm Trao đổi thảo luận tìm số ứng dụng thực tế Giải toán 3.1.2 Cho hệ nhiều chất điểm 3.1.3 Ví dụ định luật bảo tồn động lượng 3.2 Định luật biến thiên bảo toàn mômen động lượng SV quan sát lắng 3.2.1 Mômen lực nghe Thảo luận, trả lời câu hỏi 3.2.2 Mômen động lượng SV quan sát lắng chất điểm nghe, Thảo luận, trả lời câu hỏi 3.2.3 Định luật biến thiên Làm tập bảo tồn mơmen nhóm động lượng chất Trao đổi thảo luận điểm tìm số ứng dụng thực tế 3.2.4 Mômen động lượng nghe, Thảo luận hệ chất điểm Tổ chức nhóm giải phiếu trả lời câu hỏi SV quan sát lắng nghe, Thảo luận, trả lời câu hỏi SV quan sát lắng nghe, Thảo luận Trao đổi đặt câu hỏi trả lời Thảo luận tìm ứng dụng thực tế Quan sát lắng nghe 3.3 ĐỊNH LUẬT TOÀN CƠ NĂNG 3.3.1 Công học BẢO 3.3.2 Động năng, Định lý động 1) Động 2) Định lý động 3.3.3 Trường lực thế, trường lực 1) Khái niệm trường lực Nêu khái niệm trường lực , cơng thức tính Đưa ví dụ Định nghĩa Cho ví dụ Nêu định lý độ biến thiên Chứng minh công ngoại lực tác dụng độ biến thiên Phân biệt lực bảo toàn phi bảo tồn Cho vài ví dụ lực? Cơng thức? Thế lực hấp dẫn Cho vài ví dụ hấp dẫn Cách tính lực hấp dẫn Trường hấp dẫn ? Cơng thức? Cho ví dụ va chạm ? Giải toán va chạm đàn hồi Tìm vận tốc sau va chạm Giải tốn va chạm mềm Tìm vận tốc sau va chạm Cho số tập nhà Thảo luận trả lời câu hỏi, tìm mối liên hệ., giải số toán 2) Thế trường lực a) Định nghĩa b) Định lý SV quan sát lắng nghe, Thảo luận, 3) Liên hệ trả lời câu hỏi lực trường Làm tập 3.3.4 Các lực bảo tồn nhóm phi bảo tồn Trao đổi thảo luận tìm số ứng 3.3.5 Định luật biến dụng thực tế thiên bảo toàn 3.4 TRƯỜNG HẤP DẪN 3.4.1 Lực hấp dẫn Quan sát Tả lời câu hỏi Tổ chức nhóm làm tập nhỏ 3.4.2 Trường hấp dẫn 3.4.3 Thế trường hấp dẫn Thảo luận tìm số ví dụ thực tế , áp dụng giải tốn 3.5 BÀI TỐN VA CHẠM GIỮA HAI VẬT 3.5.1 Định nghĩa 3.5.2 Các loại va chạm 1) Va chạm đàn hồi hai cầu 2) Va chạm hồn tồn khơng đàn hồi (va chạm mềm) CỦNG CỐ VÀ BÀI TẬP VỀ NHÀ RÚT KINH NGHIỆM thức Nêu trường hợp Cho ví dụ Giải số vấn đề tượng gặp thực tế Nêu hàm entropy nguyên lý tăng entropy vài ví dụ thực tế Những ứng dụng Nêu q trình Cơng thức Bài tập áp dụng Cho số tập cho sinh viên làm nhóm nghe ĐỊNH LƯỢNG CỦA NGUYÊN LÝ Thảo luận, trả lời THỨ HAI câu hỏi 1) Trường hợp có hai nguồn nhiệt 2) Mở rộng cho Làm tập động nhiệt với nhiều nhóm nguồn nhiệt Làm tập Trao đổi thảo luận tìm số ứng dụng thực tế Quan sát lắng nghe, trao đổi thảo luận Làm số tập Đặt câu hỏi Thảo luận Nêu hệ thức Nêu ý nghĩa vât lý, ứng dụng đời sống, cho tập áp dụng Cho tập nhà , dặn dò để kiểm tra 9.6 HÀM ENTROPY VÀ NGUYÊN LÝ TĂNG ENTROPY 9.6.1 Khái niệm entropy hàm entropy 9.6.3 Nguyên lý tăng entropy 1) Quá trình đoạn nhiệt: 2) Quá trình đẳng nhiệt 3) Quá trình thuận nghịch khí lý tưởng - Q trình đẳng tích (V = const ) - Q trình đẳng nhiệt (T = const) 9.6.5 Hệ thức thống hai nguyên lý thứ thứ hai nhiệt động học 9.6.6 Ý nghĩa vật lý entropy 9.7 CÁC HÀM THẾ NHIỆT ĐỘNG CỦNG CỐ VÀ BÀI TẬP VỀ NHÀ RÚT KINH NGHIỆM Ngày tháng năm Duyệt tổ Trưởng Giáo viên biên soạn ... ; nắm nội khí lý tưởng , giải toán ; hiểu phân bố phân tử chất khí phân bố maxwell boltzman B CHUẨN BỊ PHƯƠNG TIỆN VÀ ĐỒ DÙNG DẠY HỌC - Sơ đồ, hình vẽ - Giáo trình , giáo án, đề cương , giảng... hình vẽ - Giáo trình , giáo án, đề cương , giảng tài liệu tham khảo C TIẾN TRÌNH LÊN LỚP Ổn định lớp: Kiểm tra cũ TG Hoạt động GV Nhắc lại nguyên lý thứ nhất, đặt câu hỏi: nhiệt truyền từ vật nóng... tính vật trịn xoay Chứng minh cơng thức Cách xác định momen qn tính vật có trục quay không qua tâm ? công thức Chú thích đại lượng cần tính ? động vật rắn quay quanh trục cố định Cơng thức? Nếu vật