BÀI HỌC SỐ 1
(Giải các bài tập từ bài 6 - 9) 1. Mục tiêu bài học.
+ Mục tiêu kiến thức:
a) Biết được và khẳng định được các đại lượng tương đối: quỹ đạo; quãng đường; vận tốc.
b) Khẳng định rằng việc chọn hệ quy chiếu trong phần động học là hoàn toàn tùy ý, phụ thuộc vào người giải bài toán; cần chọn hệ quy chiếu để việc giải bài toán là thuận lợi nhất, đơn giản nhất (trong phần động học, mọi hệ quy chiếu đều tương đương nhau).
+ Năng lực và kĩ năng: - Quan sát thí nghiệm.
- Đề xuất thí nghiệm tương đương. - Kĩ năng lập luận từ quan sát v. v..
2. Thí nghiệm, thiết bị:
- Xe lăn, ròng rọc.
- Ống nhựa trong suốt chứa dầu. - Viên bi kim loại.
- Nam châm
3. Tiến trình bài học:
Kế hoạch hoạt động của giáo viên Hƣớng hoạt động của học sinh Bài 6.
1. Phát phiếu học tập cho học sinh (Phiếu số 01 - xem phụ lục)
2. Thu phiếu học tập, phân loại, chọn ra những phương án điển hình. Công bố các phương án điển hình.
- Thực hiện bài toán, vẽ các phương án có thể.
- Thảo luận nhóm, thống nhất quan điểm của cả nhóm.
3. Yêu cầu các nhóm lên làm thí nghiệm theo phương án của nhóm.
4. Nếu cần lặp lại thí nghiệm nhiều lần cần đưa lại viên bi lên miệng ống - Làm cách nào để lấy bi?
TN2: Tương tự như đối với TN1 5. Hợp thức hóa kiến thức: Qua hai thí nghiệm vừa làm và qua nhiều ví dụ khác khẳng định quỹ đạo chuyển động có tính tương đối.
- Rút ra kết luận:
+ Đối với ống nhựa, quỹ đạo của viên bi là đường thẳng từ miệng ống đến đáy ống. + Đối với mặt bàn: quỹ đạo của viên bi là đường thẳng, xiên xuống, nối vị trí của viên bi ở ba vị trí khác nhau của ống khi dịch chuyển ống dọc trên mặt bàn.
- HS: Thảo luận, có ý kiến dùng nam châm đưa xuống cạnh bi rồi đưa lên.
Bài 7:
1. Thu phiếu học tập của học sinh, lựa chọn một số phương án điển hình, trình bày lên bảng vài phương án điển hình đó (Phiếu số 02 - xem phụ lục). 2. Tổ chức cho học sinh thảo luận các phương án đó.
3. Tổ chức việc hợp thức hóa kiến
- Học sinh thực hiện các nhiệm vụ ghi trong phiếu học tập.
- Học sinh thảo luận.
C B (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
thức bằng cách đưa ra từng câu hỏi sau:
- Một người ngồi trên bè sẽ nhìn thấy người đi trên bè theo con đường nào?
- Hãy tính quãng đường đó.
- Đúng. Đối với bè, anh ta đi được quãng đường bằng 2 lần chiều rộng của bè: S1= 2d (7.1)
- Một người ngồi trên bờ sẽ nhìn thấy người đi trên bè dịch chuyển theo con đường nào?
- Tổ chức cho học sinh tập trung vào ý kiến thứ 3 và yêu cầu các em vẽ hình theo ý kiến đó.
- Yêu cầu học sinh tính quãng đường đi được trong trường hợp này và đưa đến kết quả: S2 = 2AB = 2 2 2 2 2 2 2 4 4 v t d v t d (2)
HS: đi từ điểm (A) của thành bên này đến điểm (B) của thành bên kia sau đó lại trở lại điểm A.
HS: S1 = AB + BA = 2d
HS: có nhiều ý kiến khác nhau:
- Vẫn đi từ A đến B rồi lại từ B trở lại A. - Người cùng với bè trôi dọc theo sông. - Người vẫn đi như cũ nhưng lại bị nước cuốn đi cho nên quãng đường đi được cũng khác trước. A x v O A B y vv O y B A x
4. Hợp thức hóa kiến thức. HS: - Trong các hệ quy chiếu khác nhau cùng một chuyển động sẽ thực hiện các đoạn đường khác nhau.
- Quãng đường là đại lượng tương đối.
Bài 8:
1. Theo đề bài ta nên chọn mốc tại đâu?
2. Đề bài yêu cầu tìm vị trí của tầu đối với cái gì?
3. Yêu cầu một học sinh lên vẽ hình.
4. Phương trình mô tả chuyển động?
5. Yêu cầu học sinh giải cụ thể. 6. Ý nghĩa của kết quả.
7. Khi thảo luận có ý kiến cho rằng lấy gốc tọa độ tại cột tín hiệu, như vậy có thuận tiện không?
- Học sinh thảo luận, đưa ra các ý kiến khác nhau (ở cột tín hiệu, ở nhà ga)
- Đối với nhà ga, do đó thuận lợi nhất là chọn mốc tại ga.
- Phương trình chuyển động của đầu máy: x = x0 + v0t + 1
2at2 (8.1)
Chiếu phương trình (8.1) lên hệ trục tọa độ Ox (v0 > 0; a < 0) , ta có:
x = -500 + 20t - 1
20,1t2 (8.2) a) x1 = - 305m
b) x2 = 55m
+ TH x1 = - 305m : Tầu chưa đến được ga. + TH x2 = 55m : Tàu đã vượt qua ga. - Không thuận lợi (bài toán phải giải dài hơn). x O Nhà ga d a v0
Bài 9: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
1. Yêu cầu học sinh lên bảng giải bài toán (cần theo trình tự: chọn hệ quy chiếu, đặc điểm chuyển động của các vật mà bài toán đề cập đến; các phương trình tương ứng; từ điều kiện cho trước tiến hành tìm kết quả).
2. Nếu chọn hệ quy chiếu gắn với contennơ thì chuyển động của hòn đá khi này có đặc điểm gì?
- Hệ quy chiếu (hình vẽ), chọn t0 = 0 ở thời điểm hòn đá rơi ra.
- Contenơ chuyển động đều: y1 = y0 - v0t (9.1).
- Hòn đá rơi tự do với vận tốc ban đầu v0.
y2 = y0 - v0t - 2 2 gt (9.2) - Từ (9.1) và (9.2) ta có : y2 = y1 - 2 2 gt - Khi hòn đá rơi chạm đất tức là: y2 = 0; y1 = 20m 20 – 5t2 = 0 t = 2(s). - Chuyển động của hòn đá sẽ là rơi tự do nhưng không có vận tốc ban đầu, tọa độ ban đầu bằng không.
y0 g 0 v y O y g O
3. Yêu cầu học sinh viết phương trình chuyển động của hòn đá và tìm kết quả.
- Chỉ còn lại phương trình chuyển động của hòn đá trong hệ quy chiếu mới.
y = v0t + 2 2 gt y = 0 + 2 2 gt Với y = 20m t = 2(s).
BÀI HỌC SỐ 2 (Các bài tập từ bài 10 - 13) 1. Mục tiêu của bài học.
1.1.Hiểu bản chất công thức cộng vận tốc: cho phép chuyển vận tốc từ hệ quy chiếu này sang hệ quy chiếu khác.
1.2. Kỹ năng sử dụng công thức cộng vận tốc trong trường hợp các chuyển động cùng phương và các chuyển động có phương vuông góc với nhau.
1.3. Làm xuất hiện tính tuyệt đối của khoảng thời gian. 1.4. Tiếp tục rèn luyện kỹ năng chọn hệ quy chiếu phù hợp. 1.5. Phát triển tư duy sáng tạo, tư duy kỹ thuật.
2. Tiến trình bài học.
Kế hoạch hoạt động của giáo viên Hƣớng hoạt động của học sinh Bài 10
1. Phát phiếu học tập cho học sinh (2 phiếu dùng cho bài tập số 10 và số 13) 2. Thu phiếu học tập, phân loại, chọn ra những sai lầm điển hình. (Phiếu số 03 - xem phụ lục)
3. Trình bày những sai lầm điển hình của từng nhiệm vụ, cho học sinh thảo luận.
4. Hợp thức hóa kiến thức: vì yêu cầu là tìm vận tốc của đầu máy (1) với đầu máy (2) nên vật mốc là đầu máy (2) - Để tìm vận tốc của vật (1) đối với vật (2) nên dùng ký hiệu nào? Sử dụng công thức nào?
- Yêu cầu học sinh nói rõ ý nghĩa của các ký hiệu v13 và v23.
- Đối chiếu kết quả bài giải của họ với các nhiệm vụ của phiếu học tập.
- Thảo luận theo nhóm, tìm được nguyên nhân của sai lầm, tự đi đến kết quả đúng (hình vẽ đúng). v23 - Ký hiệu : v12 - Công thức : v13 = v12 + v23
Với: v13 = 40 km/h là vận tốc của đầu máy (1) đối với mặt đất (3); v23 = 60
x 3 13 v 23 v x O 1 13 v 23 v 23 v O 1
- Hãy phát biểu bằng lời công thức cộng vận tốc.
- Phân tích các phương án trả lời của học sinh, hợp thức hóa kiến thức.
( v13 - vận tốc tuyệt đối. v12 - vận tốc tương đối. v23 - vận tốc kéo theo. ) - Tìm vận tốc v12 và chỉ rõ hướng của 12 v trên hình vẽ. - Thực chất của công thức cộng vận tốc là quy tắc cho phép chuyển vận tốc từ hệ quy chiếu này sang hệ quy chiếu khác.
- Yêu cầu HS về nhà giải bài toán với điều kiện tìm vận tốc của (2) đối với (1).
km/h là vận tốc của đầu máy (2) đối với mặt đất.
- Học sinh trao đổi, thảo luận và phát biểu. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- HS ghi vào vở: vận tốc của một vật đối với hệ quy chiếu đứng yên (v13) bằng tổng vectơ (tổng hình học) của hai vận tốc: vận tốc của vật đối với hệ quy chiếu chuyển động (v12) và vận tốc của bản thân hệ quy chiếu chuyển động đối với hệ quy chiếu đứng yên (v23):
v13 = v12 + v23 v12 = v13 - v23 = v13 + (-v23)
a) v12 = 100 km/h > 0 nên v12 hướng theo trục Ox, tức là hướng từ (1) đến (2) b) v12 = - 20 km/h < 0 nên v12 hướng ngược chiều với trục Ox, tức là hướng từ (2) đến (1).
- HS ghi vào vở.
Bài 11.
1. Yêu cầu học sinh lên bảng trình bày theo các bước: vẽ hình, ký hiệu các vectơ vận tốc, nói rõ ý nghĩa của chúng.
B C
v12 v13
A v23
2. Yêu cầu học sinh giải tìm kết quả bài toán.
3. Nếu muốn đến được điểm dự định (điểm B) vectơ v12 phải hướng như thế nào?
nước (2).
v23 là vận tốc của nước (2) so với bờ sông (3).
v13 là vận tốc của xuồng (1) so với bờ sông (3).
+ Đoạn đường xuồng đi được so với bờ sông trong thời gian t = 1phút = 60s là: AC = 2 2
AB BC = 2 2
240 180 = 300m + Vậy vận tốc của xuồng so với bờ sông là: v13 = AC
t = 300
60 = 5m/s.
+ Vận tốc của nước so với bờ sông là: v23 = BC
t = 180
60 = 3m/s
- Phải hướng sang bên trái (theo hướng ngược dòng nước), tức làm với AB một góc B v12 A Bài 12.
1. Yêu cầu 2 học sinh lên bảng giải bài toán với 2 cách chọn mốc khác nhau (trong thời gian đó xem xét kết quả của một số học sinh đại diện cho từng loại giỏi, khá …)
- Các học sinh khác đối chiếu cách giải của mình với cách giải của bạn trên bảng.
2. Cho học sinh đánh giá cách giải của hai bạn theo các nội dung:
- Phương hướng giải bài tập. - Kết quả
- Mức độ hoàn chỉnh 3. Hợp thức hóa kiến thức
- Khi giải câu b) học sinh gặp tình huống “không quen thuộc”, giáo viên cần tổ chức để học sinh tự giải quyết vấn đề bằng cách đưa ra các câu hỏi thích hợp, chẳng hạn:
- Hệ quy chiếu này có đặc điểm gì? - Để tìm vận tốc của xe đối với hệ quy chiếu này cần phải làm gì? (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
4. Rút ra kết luận về đại lượng tương đối, tuyệt đối.
- Thảo luận, phát biểu quan điểm.
Câu a
- Hệ quy chiếu: gốc tọa độ (A hoặc B); gốc thời gian: lúc 8 giờ
- Hệ phương trình: x1 = 0 + 40t x2 = 120 - 20t Kết quả x = 80km (cách A 60km), thời gian t = 2giờ. Câu b
- Hệ quy chiếu: gốc tọa độ gắn với 1 xe (hoặc xe 2); t0 = 0 vào lúc 8 giờ.
- Viết phương trình chuyển động của xe còn lại: x = x0 + v12t .
Với x0 = - 120 km ;
v12 = v1 + v2 = 60 km/h
Kết quả: 0 = -120 + 60t t = 2 giờ ; Tọa độ x = 0 - Biểu diến v12 trên hình vẽ.
- Tọa độ là đại lượng tương đối (HS đã có kiến thức này từ bài học trước)
2 v 1 v O x A B x 2 v 1 v O A B
5. Yêu cầu HS vẽ đồ thị chuyển động của hai xe. Căn cứ trên đồ thị tìm vị trí và thời điểm hai xe gặp nhau.
- Thời gian trong hai hệ quy chiếu là như nhau thời gian là đại lượng tuyệt đối.
Bài 13
1. Thu phiếu học tập của học sinh, trao đổi phiếu giữa các nhóm với nhau. (Phiếu số 04 - xem phụ lục)
2. Yêu cầu đại diện các nhóm trình bày phương án thiết kế.
3. Đặt vấn đề: thiết kế cần đáp ứng những yêu cầu nào?
- Trong thí nghiệm này có cần một máy bay hoàn chỉnh không?
- Đúng
- Trong khi bay vỏ máy bay tiếp xúc với những vật nào?
- Hợp thức hóa kiến thức:
Chế tạo ra những ống to, chứa đựng toàn bộ thân máy bay. Tạo ra một luồng khí chuyển động dọc theo ống và có dụng cụ đo vận tốc của luồng khí này. Quan sát trực tiếp hoặc dùng các thiết bị đặc biệt đo độ rung của thân máy bay trong quá trình thí nghiệm.
- Nghiên cứu các thiết kế của bạn, trao đổi với nhau đưa ra những nhận định ban đầu.
- Học sinh trình bày.
- Thảo luận, đưa ra ý kiến: + Đo được vận tốc của máy bay
+ Không gây ra nguy hiểm (Cho phi công, cho người làm thí nghiệm).
- Tìm hiểu khả năng chịu đựng của vỏ máy bay nên chỉ cần một vỏ máy bay có khả năng không cần lắp đặt động cơ. - Làm sao bay được?
- Không khí, gió. Học sinh tranh luận để khẳng định: tiếp xúc với không khí. - Học sinh tự phát hiện ra nguyên tắc: có thể cho máy bay đứng yên và tạo ra luồng gió thổi vào đầu máy bay …
Tóm lại: thay vì cho máy bay chuyển động thì tạo ra chuyển động của không khí. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Nguyên tắc này có thể sử dụng ở đâu? - Chế tạo dụng cụ đo vận tốc của ô tô trong quá trình chế tạo.
- Chế tạo dụng cụ thể thao “băng chạy” …
2.3.2. Hƣớng dẫn giải các bài tập đã xây dựng.
Bài 3: Quan sát một diễn viên đóng phim, người ta trầm trồ khen ngợi sự dũng cảm khi anh ta lao mình từ một chiếc ô tô đang chuyển động đều sang một chiếc xe máy đang chạy song song bên cạnh. Điều đó thật ra có quá mạo hiểm không? Hãy dùng kiến thức vật lí để trả lời.
Hƣớng dẫn : Thành ngữ “song song bên cạnh” có nghĩa là hai xe có vận tốc bằng nhau xét với mặt đường. Xét với hệ quy chiếu gắn với xe máy thì vận tốc của ô tô bằng không (đứng yên đối với nhau) do đó diễn viên có thể dễ dàng thực hiện được tiết mục mà không quá mạo hiểm.
Bài 4: Hai ô tô đang chuyển động cùng hướng trên một đường thẳng. Khi ô tô thứ nhất vượt qua ô tô thứ hai, một người ngồi trên ô tô thứ nhất bảo rằng ô tô kia chạy thụt lùi. Theo em nói như thế có đúng không? Tại sao?
Hƣớng dẫn: Nói như thế là hợp lí (theo cách nói thông thường của em bé) vì vận tốc của ô tô thứ hai so với ô tô thứ nhất ngược với hướng chuyển động của ô tô thứ nhất.
Gọi v10;v20lần lượt là vận tốc của ô tô thứ nhất và thứ hai so với đất;
21
v là vận tốc của ô tô thứ hai so với ô tô thứ nhất. Ta có: v21 = v20v01 hay v21v20 ( v10). . (I) v10 10 v v21 (II) v20 Vì v10;v20 cùng hướng nên: v21 = v20- v10
+ Nếu: v20< v10: Ô tô thứ hai chạy lùi về phía sau.
Bài 5: Hai người đang đứng yên trên hai chiếc thuyền đang chuyển động cùng chiều, với các vận tốc có độ lớn không đổi lần lượt là v1 và v2 thì người thứ nhất ném cho người thứ hai một gói hàng theo phương chuyển động. Hỏi các đại lượng