CHUYÊN ĐỀ CÁC LỰC CƠ HỌC VẬT LÍ 10 THPT

1. Chủ đề bao gồm các nội dung Nội dung 1: Lực hấp dẫn. Định luật vạn vật hấp dẫn Nội dung 2: Lực đàn hồi của lò xo. Định luật Húc Nội dung 3: Lực ma sát 2. Thời lượng: 4 tiết 3. Hình thức: Tổ chức dạy học trong lớp, trải nghiệm sáng tạo

z

SỞ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC TRƯỜNG THPT ………



BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ:

XÂY DỰNG CHUYÊN ĐỀ DẠY HỌC

“CÁC LỰC CƠ HỌC”

Người thực hiện: ………

Chức vụ: Giáo viên Trường: THPT ………

CHUYÊN ĐỀ CÁC LỰC CƠ HỌC

VẬT LÍ 10 THPT

I XÁC ĐỊNH NỘI DUNG CHỦ ĐỀ VÀ THỜI GIAN THỰC HIỆN

1 Chủ đề bao gồm các nội dung

Nội dung 1: Lực hấp dẫn Định luật vạn vật hấp dẫn

Nội dung 2: Lực đàn hồi của lò xo Định luật Húc

Nội dung 3: Lực ma sát

2 Thời lượng: 4 tiết

3 Hình thức: Tổ chức dạy học trong lớp, trải nghiệm sáng tạo

II XÁC ĐỊNH CHUẨN KIẾN THỨC, KỸ NĂNG, THÁI ĐỘ

1 Kiến thức, kĩ năng, thái độ

- Phát biểu được định luật Húc và viết hệ thức của định luật này

- Nêu được đặc điểm của lực ma sát trượt, viết được công thức xác định lực ma sát trượt, xây dựng phương án thí nghiệm đo hệ số ma sát trượt

- Kể ra được vai trò và ứng dụng của các lực cơ học

1.2 Kĩ năng

- Vẽ hình biểu diễn được các lực

- Làm một số thí nghiệm liên quan đến các lực cơ học

- Vận dụng được định luật Húc để giải được bài tập đơn giản về sự biến dạng của lò xo

- Vận dụng được công thức của lực hấp dẫn để giải các bài tập đơn giản

- Vận dụng được công thức tính lực ma sát trượt để giải được các bài tập đơn giản

- Giải thích được các hiện tượng trong đời sống liên quan đến các lực cơ học

- Kỹ năng làm việc nhóm

- Kĩ năng tiến hành thí nghiệm

1.3 Thái độ

- Quan tâm đến các sự kiện về các lực cơ học

- Cẩn thận, trung thực trong làm thí nghiệm; đoàn kết, hợp tác trong thảo luận

- Có ý thức vận dụng kiến thức đã học vào giải quyết vấn đề thực tiễn

- Hào hứng thực hiện các nhiệm vụ tìm hiểu về các lực cơ học và các ứng dụng của nó

2 Năng lực định hướng hình thành và phát triển cho học sinh

- Dụng cụ thí nghiệm: Lực kế Lò xo, một số quả nặng 50g,100g Giá treo, xe

trượt bằng gỗ, bộ thí nghiệm đo hệ số ma sát trượt

- Một số video, hình ảnh

2 Học sinh

- SGK, vở ghi bài, giấy nháp

- Có thể tìm kiếm các vật dụng đơn giản để thực hiện thí nghiệm ở nhà (khúc gỗ,tấm kim loại, dây cao su )

- Mỗi nhóm hoặc nhiều nhóm 01 bộ thí nghiệm (tùy theo điều kiện của nhà trường).

IV TỔ CHỨC DẠY HỌC CHUYÊN ĐỀ:

Nội dung 1:LỰC HẤP DẪN – ĐỊNH LUẬT VẠN VẬT HẤP DẪN

Hoạt động 1: Tình huống xuất phát:

a) Mục tiêu hoạt động

Tạo sự hứng thú, kích thích tính tò mò, ham mê hiểu biết, khám phá kiến thức mới về lực hấp dẫn

b) Nội dung hoạt động

- HS xem video về chuyển động rơi của các vật trên trái đất, chuyển động của Mặt Trăng quanh Trái Đất, chuyển động của các hành tinh quanh Mặt Trời

c) Kĩ thuật tổ chức hoạt động

- GV cho HS xem video về chuyển động rơi của các vật trên trái đất, chuyển động của Mặt Trăng quanh Trái Đất, chuyển động của các hành tinh quanh Mặt Trời Yêu cầu HS trả lời câu hỏi

1 Vì sao các vật lại rơi xuống đất mà không phải là bay lên?Các vật này có hút Trái đất không? Vì sao trọng lượng của một vật lại được tính P = 10m?

2 Vì sao Mặt Trăng chuyển động gần như tròn quanh Trái Đất?Vì sao các hànhtinh chuyển động gần như tròn quanh Mặt trời?

d) Dự kiến sản phẩm của học sinh

- Học sinh thực hiện được các nhiệm vụ nghiên cứu để xác định được đặc điểm

về lực hấp dẫn: Tìm hiểu được các đặc điểm về điểm đặt, phương, chiều và độ lớn của lực hấp dẫn; Lực hấp dẫn tuân theo định luật nào? Biểu hiện của lực hấpdẫn trong đời sống hàng ngày và những ứng dụng của nó

b) Nội dung hoạt động:

ND 1- Tìm hiểu khái niệm về lực hấp dẫn, định luật vạn vật hấp dẫn

ND 2- Tìm hiểu trọng lực và gia tốc rơi tự do

c) Kĩ thuật tổ chức hoạt động

GV chia lớp thành 4 nhóm:

ND1:Tìm hiểu về lực hấp dẫn, định luật vạn vật hấp dẫn

*) Chuyển giao nhiệm vụ:

- Đọc mục I,II trang 67,68,69 SGK VL10, trả lời câu hỏi sau:

1 Lực hấp dẫn gì? Cho ví dụ ?

2 Lực hấp được xác định bằng định luật gì? Nội dung định luật? Điều kiện

áp dụng định luật? Nêu rõ các đại lượng vật lí trong công thức

*) Thực hiện nhiệm vụ:

- Học sinh làm việc nhóm, trình bày kết quả thảo luận của nhóm vào giấy A0

*) Báo cáo, thảo luận:

- Mỗi nhóm cử đại diện của nhóm báo cáo

- Các nhóm khác lắng nghe, đưa ra các ý kiến thảo luận

*) GV nhận xét đánh giá

- GV nhận xét kết quả hoạt động của các nhóm

ND 2: Tìm hiểu về trọng lực và gia tốc rơi tự do

*) Chuyển giao nhiệm vụ:

- Yêu cầu các nhóm đọc mục III trang 68 SGK VL10, trả lời câu hỏi sau:

1 Trọng lực là gì? Độ lớn trọng lực được xác định như thế nào?

2 Công thức xác định gia tốc rơi tự do?

*) Thực hiện nhiệm vụ:

- Học sinh làm việc nhóm, trình bày kết quả thảo luận của nhóm vào giấy A0

*) Báo cáo, thảo luận:

- Mỗi nhóm cử đại diện của nhóm báo cáo.

- Các nhóm khác lắng nghe, đưa ra các ý kiến thảo luận

*) GV nhận xét đánh giá

- GV nhận xét kết quả hoạt động của các nhóm

d) dự kiến sản phảm của học sinh:

ND1:

- Mọi vật trong vũ trụ đều hút nhau bằng một lực gọi là lực hấp dẫn.

- Lực hấp dẫn là lực tác dụng từ xa qua khoảng không gian giữa các vật.

- Nội dung định luật vạn vật hấp dẫn: Lực hấp dẫn giữa hai chất điểm bất

kì tỉ lệ thuận với tích khối lượng của chúng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

Biểu thức:

Trong đó:

F hd là lực hấp dẫn (N)

m 1 ,m 2 là khối lượng của hai vật (kg)

r là khoảng cách giữa hai vật (m)

G = 6,67.10 -11 (Nm 2 /kg 2 ) là hằng số hấp dẫn

* Điều kiện áp dụng

+ Khoảng cách giữa các vật rất lớn so với kích thước giữa chúng

+ Các vật đồng chất và có dạng hình cầu, khi ấy r là khoảng cách giữa 2 tâm

ND2

- Trọng lực của một vật là lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vật đó

- Độ lớn trọng lực:

- Gia tốc rơi tự do:

Trong đó:

M là khối lượng Trái Đất (kg)

R: bán kính Trái Đất (m)

h: độ cao của vật so với mặt đất (m)

(Gia tốc rơi tự do phụ thuộc vào độ cao h và vị trí địa lí)

Hoạt động 3: Bài tập vận dụng

a) Mục tiêu hoạt động

- Củng cố kiến thức về lực hấp dẫn, HS vận dụng được định luật vạn vật hấp dẫn

vào tính toán các bài tập đơn giản

b) Nội dung hoạt động

- HS giải quyết các câu hỏi, bài tập sau:

Bài tập 1: Hai quả cầu bằng chì, mỗi quả có khối lượng là 45 kg, tâm hai quả

cầu cách nhau 10m Hãy tính lực hấp dẫn giữa chúng?

6400km, tính gia tốc rơi tự do trên mặt đất?

c) Kĩ thuật tổ chức hoạt động

*) Chuyển giao nhiệm vụ:

- Yêu cầu HS giải bài tập số 1,2

*) Thực hiện nhiệm vụ:

- HS làm việc cá nhân

*) Báo cáo, thảo luận:

- HS lên bảng trình bày lời giải

*) GV nhận xét đánh giá:

- GV nhận xét đánh giá kết quả

- GV giải thích vì sao ở THCS chúng ta có công thức tính P = 10m

d) Dự kiến sản phẩm của học sinh

*) Chuyển giao nhiệm vụ:

- Nguyên nhân gây ra hiện tượng thủy triều, nêu một số lợi ích và tác hại của thủy triều? Bạn có thể đề xuất phương án nhằm bảo vệ môi trường, hạn chế tác hại của thủy triều gây ra?

*) Thực hiện nhiệm vụ:

- HS làm việc nhóm

*) Báo cáo, thảo luận:

- Đại diện các nhóm lên bảng trình bày

*) GV nhận xét đánh giá:

- GV nhận xét đánh giá kết quả

d) Dự kiến sản phẩm của học sinh:

- Ứng dụng của hiện tượng thủy triều: Làm muối, tàu neo đậu chờ thủy triều

để ra vào những cảng biển, hình ảnh chiến thắng quân Nam Hán trên sông Bạch Đằng

- Hình ảnh ngập lụt do thủy triều.

- Đề xuất: trồng nhiều cây xanh, giảm khí thải công nghiệp…

Hoạt động 5: Hướng dẫn Hs học bài ở nhà

- Củng cố kiến thức của bài:

Câu 1 Hệ thức của định luật vạn vật hấp dẫn là:

Câu 2 Ở trên mặt đất một vật có trọng lượng 10N Khi chuyển vật tới một điểmcách tâm Trái Đất 2R ( R là bán kính Trái Đất ) thì nó có trọng lượng bằng bao nhiêu?

40m.Hỏi lực hấp dẫn giữa chúng bằng bao nhiêu phần trọng lượng P của mỗi

Câu 5 Điều nào sau đây là sai khi nói về trọng lực ?

A Trọng lực có độ lớn được xác định bởi biểu thức P= mg

B trọng lực tác dụng lên vật thay đổi theo vị trí của vật trên trái đất

D trọng lực là lực hút của trái đất tác dụng lên vật

Câu 6 Lực hấp dẫn giữa hai vật chỉ đáng kể khi các vật có :

C khối lượng riêng rất lớn D dạng hình cầu

Câu 7 Một người có khối lượng 50kg hút Trái Đất với một lực bằng bao nhiêu?

Câu 9 Hai tàu thuỷ có khối lượng 50.000 tấn ở cách nhau 1km.Lực hấp dẫn giữa chúng là:

Nội dung 2: LỰC ĐÀN HỒI CỦA LÒ XO- ĐỊNH LUẬT HÚC

Hoạt động 1: Tình huống xuất phát

a) Mục tiêu hoạt động

- Tạo sự hứng thú, kích thích tính tò mò, ham mê hiểu biết, khám phá kiến thức mới về lực đàn hồi

b) Nội dung hoạt động

- HS suy nghĩ về nguyên lí hoạt động của lực kế, cân đồng hồ

c) Kĩ thuật tổ chức hoạt động

- GV cho học sinh xem hình ảnh lực kế, cân đồng hồ( những vật dụng rất gần gữi và HS đã được biết ở THCS)> HS trả lời câu hỏi:

1 Công dụng của các dụng cụ này?Bộ phận chủ yếu của nó là gì?

2 Nguyên lí hoạt động của các dụng cụ đó dựa trên định luật vật lí nào?

d) Dự kiến sản phẩm của học sinh

- HS sẽ trả lời: Lực kế dùng để đo lực, cân đồng hồ dùng để cân các vật Bộ phận chủ yếu của các dụng cụ trên là lò xo

- HS chưa biết nguyên lí hoạt động của lực kế và cân đồng hồ dựa trên định luật vật lí nào => muốn tìm hiểu

Hoạt động 2: Hình thành kiến thức

a) Mục tiêu hoạt động:

Học sinh thực hiện được các nhiệm vụ nghiên cứu để xác định được đặc điểm vềlực đàn hồi của lò xo:

- Xuất hiện khi nào? điểm đặt, phương, chiều?

- Độ lớn của lực đàn hồi tuân theo định luật nào? Ứng dụng của lực đàn hồi trong đời sống hàng ngày?

b) Nội dung hoạt động:

ND 1: Tìm hiểu hướng và điểm đạt của lực đàn hồi của lò xo

ND 2: Tìm hiểu nội dung định luật Húc

ND 3: Tìm hiểu lực căng dây và phản lực của mặt tiếp xúc

c) Kĩ thuật tổ chức hoạt động

GV chia lớp thành 4 nhóm:

ND 1: Tìm hiểu hướng và điểm đạt của lực đàn hồi của lò xo

*) Chuyển giao nhiệm vụ:

- Học sinh làm việc nhóm: Trả lời câu hỏi C1

Dùng tay kéo dãn một lò xo

- Hai tay có chịu lực tác dụng không? Hãy nêu rõ điểm đặt phương chiều của các lực này?

- Tại sao lò xo chỉ dãn đến một mức nào đó thì ngừng dãn?

- Khi thôi kéo lực nào đã làm cho lò xo lấy lại chiều dài ban đầu?

- Hướng và điểm đặt của lực đàn hồi của lò xo ?

*) Thực hiện nhiệm vụ:

- Học sinh làm việc nhóm, vẽ hình vào giấy A3

*) Báo cáo, thảo luận:

- Mỗi nhóm cử đại diện của nhóm báo cáo

- Các nhóm khác lắng nghe, đưa ra các ý kiến thảo luận

*) GV nhẫn xét, đánh giá kết quả hoạt động của các nhóm

- GV xác nhận ý kiến đúng

ND 2: Tìm hiểu về độ lớn lực đàn hồi của lò xo- Định luật Húc

*) Chuyển giao nhiệm vụ:

- Thảo luận đề xuất phương án thí nghiệm tìm mối quan hệ giữa độ lớn của lực đàn hồi của lò xo và độ biến dạng dựa trên thiết bị sẵn có: các quả nặng 50g, 100g; lò xo, giá treo, thước đo có chia độ đến milimet

- Tiến hành thí nghiệm và xử lí số liệu

- Nếu tác dụng một lực lớn làm lò xo biến dạng quá lớn thì sau khi thôi ác dụng điều gì xảy ra?

- Phát biểu nội dung định luật Húc

*) Thực hiện nhiệm vụ:

- Học sinh làm việc nhóm, GV hướng dẫn, giúp đỡ các nhóm xử lí số liệu

*) Báo cáo, thảo luận:

- Mỗi nhóm cử đại diện của nhóm báo cáo

- Các nhóm khác lắng nghe, đưa ra các ý kiến thảo luận

*) GV nhận xét, đánh giá kết quả hoạt động của các nhóm

- GV xác nhận ý kiến đúng

ND 3: Tìm hiểu lực căng dây và phản lực của mặt tiếp xúc.

*) Chuyển giao nhiệm vụ:

- Đề nghị HS làm việc nhóm, đọc mục 4 của phần II trang 73 SGK

- Trả lời câu hỏi: nêu đặc điểm của lực căng, lực đàn hồi của mặt tiếp xúc khi bị ép vào?

*) Thực hiện nhiệm vụ:

- Học sinh làm việc nhóm

*) Báo cáo, thảo luận:

- Mỗi nhóm cử đại diện của nhóm báo cáo

- Các nhóm khác lắng nghe, đưa ra các ý kiến thảo luận

*) GV nhận xét, đánh giá kết quả hoạt động của các nhóm

- Điểm đặt: Ở hai đầu lò xo tại điểm mà lò xo tiếp xúc với vật.

- Phương: Trùng với trục của lò xo.

- Chiều: Ngược với chiều của ngoại lực gây biến dạng.

- Định luật Húc: Trong giới hạn đàn hồi, độ lớn của lực đàn hồi của lò xo tỉ

lệ thuận với độ biến dạng của lò xo

- Đối với các mặt tiếp xúc bị biến dạng khi ép vào nhau, lực đàn hồi có

phương vuông góc với mặt tiếp xúc

Hoạt động 3: Bài tập vận dụng.

a) Mục tiêu hoạt động

- Củng cố kiến thức về lực đàn hồi, HS vận dụng được định luật Húc vào tính

toán các bài tập đơn giản

b) Nội dung hoạt động

- HS giải quyết các câu hỏi, bài tập sau:

Bài tập 1: Treo một vật vào đầu dưới của một lò xo gắn cố định thì thấy lò xo

dãn ra 5cm Biết lò xo có độ cứng 100 N/m Trọng lượng của vật bằng bao nhiêu?

Bài tập 2: Một lò xo có chiều dài tự nhiên 30cm, nén lò xo đến khi chiều dài là 24cm thì lực đàn hồi bằng 5N.Hỏi khi lực đàn hồi của lò xo bằng 10N thì chiều dài của nó bằng bao nhiêu?

c) Kĩ thuật tổ chức hoạt động

*) Chuyển giao nhiệm vụ:

- Yêu cầu HS giải bài tập số 1,2

*) Thực hiện nhiệm vụ:

- HS làm việc cá nhân

*) Báo cáo, thảo luận:

- HS lên bảng trình bày lời giải

*) GV nhận xét đánh giá:

- GV nhận xét đánh giá kết quả

d) Dự kiến sản phẩm của học sinh

Bài tập 1:

*) Chuyển giao nhiệm vụ:

- Nêu những ứng dụng của lực đàn hồi trong đời sống hàng ngày mà em biết?

*) Thực hiện nhiệm vụ:

- HS làm việc nhóm

*) Báo cáo, thảo luận:

- Đại diện các nhóm lên bảng trình bày

*) GV nhận xét đánh giá:

- GV nhận xét đánh giá kết quả

d) Dự kiến sản phẩm của học sinh:

- Ứng dụng: Đệm lò xo,chai dầu gội,cây bút bi,dụng cụ thể thao, lò xo giảm xóc….

- Khi sử dụng lực kế hay cân đồng hồ cần lưu ý đến giới hạn đo

Hoạt động 5: Hướng dẫn Hs học bài ở nhà

Câu 3 Kết luận nào sau đây không đúng đối với lực đàn hồi.

A.Xuất hiện khi vật bị biến dạng

C.Tỉ lệ với độ biến dạng

D.Luôn ngược hướng với lực làm nó bị biến dạng

Câu 4 Một lò xo có chiều dài tự nhiên 10cm và có độ cứng 40N/m Giữ cố địnhmột đầu và tác dụng vào đầu kia một lực 1N để nén lo xo Chiều dài của lò xo khi bị nén là:

Câu 5 Chọn đáp án đúng

Giới hạn đàn hồi của vật là giới hạn trong đó vật

B không còn giữ được tính đàn hồi

C bị mất tính đàn hồi

D bị biến dạng dẻo

Câu 6 Một lò xo có chiều dài tự nhiên 20cm Khi bị kéo, lò xo dài 24cm và lực đàn hồi của nó bằng 5N Hỏi khi lực đàn hồi bằng 10N, thì chiều dài của nó bằng bao nhiêu ?

A 18cm B 48cm C 40cm D 22cmCâu 7 Chọn đáp án đúng

Trong giới hạn đàn hồi của lò xo, khi lò xo biến dạng hướng của lực đàn hồi ở đầu lò xo sẽ

A hướng theo trục và hướng vào trong

B hướng theo trục và hướng ra ngoài

C hướng vuông góc với trục lò xo

D luôn ngược với hướng của ngoại lực gây biến dạng

Câu 8 Treo một vật vào lò xo có độ cứng k = 100N/m thì lò xo dãn ra được

- Ôn lại kiến thức về lực ma sát

b) Nội dung hoạt động

- HS suy nghĩ tìm câu trả lời giải thích cho vấn đề mà giáo viên đặt ra từ đó tạođộng lực cho nhu cầu tìm hiểu kiến thức mới

c) Kĩ thuật tổ chức hoạt động:

- GV đẩy hộp phấn cho trượt trên mặt bàn, hộp phấn trượt được một quãng đường rồi dừng lại

1 Vì sao hộp phấn dừng lại?Có những lực nao đã tác dụng vào hộp phấn?

2 Lực ma sát có phương chiều, độ lớn phụ thuộc vào những yếu tố nào? Xác định bằng bieur thức nào?

d) Dự kiến sản phẩm của học sinh

- Học sinh thực hiện được các nhiệm vụ nghiên cứu để xác định được đặc điểm

về lực ma sát:Tìm hiểu được các đặc điểm về điểm đặt, phương, chiều của lực

ma sát; đưa ra được các dự đoán về độ lớn của lực ma sát, xây dựng được

phương án thí nghiệm và tiến hành các thí nghiệm kiểm chứng

b) Nội dung hoạt động:

- Tìm hiểu về lực ma sát trượt

c) Kĩ thuật tổ chức hoạt động

*) Chuyển giao nhiệm vụ:

- NV1: Với các dụng cụ như lực kế, vật trượt( khối gỗ hình hộp chữ nhật),yêu cầu các nhóm thảo luận xây dựng phương án thí nghiệm đo độ lớn của lực

ma sát trượt giữa khối gỗ và mặt bàn

- NV2: Trả lời câu hỏi C1

Độ lớn của lực ma sát trượt phụ thuộc vào những yếu tố nào trong các yếu tố sauđây?

+) Diện tích tiếp xúc của khối gỗ với mặt bàn

*) Báo cáo, thảo luận:

+) Mỗi nhóm cử đại diện của nhóm báo cáo

+) Các nhóm khác lắng nghe, đưa ra các ý kiến thảo luận

*) GV nhận xét, đánh giá kết quả hoạt động của các nhóm

+) GV xác nhận ý kiến đúng

d) Dự kiến sản phẩm của học sinh:

- Dùng lực kế kéo khúc gỗ trượt đề trêm mặt bàn theo phương ngang, độ lớn của lực ma sát bằng số chỉ của lực kế

- Làm thí nghiệm như trên, thay đổi mặt tiếp xúc của khối gỗ để tăng diện tích

bề mặt tiếp xúc: =>Độ lớn của lực ma sát trượt không phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc

- Làm thí nghiệm như trên, tăng tốc độ chuyển động đều của khúc gỗ => Độ