9. Cấu trúc luận văn
2.4.Tổ chức hoạt động giải bài tập chương “Các định luật bảo toàn” theo hướng phát
hướng phát huy tính tích cực, tự lực của học sinh
Trên cơ sở tiến trình tổ chức hoạt động giải bài tập đã đề xuất, chúng tôi đã thiết kế hoạt động giải BT cho một số tiết trong chương “Các định luật bảo toàn” theo hướng phát huy tính tích cực, tự lực của HS, gồm các tiết sau:
Tiết 48: Bài tập về định luật bảo toàn động lượng Tiết 53: Bài tập về định luật bảo toàn cơ năng Tiết 57: Bài tập về các định luật bảo toàn
Do khuôn khổ luận văn không cho phép nên chúng tôi chỉ trình bày một tiết thực nghiệm, 2 tiết còn lại sẽ được trình bày chi tiết trong phần Phụ lục (Phụ lục 1).
Tiết 53: BÀI TẬP VỀ ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG
MỤC TIÊU
Kiến thức
- Củng cố, hệ thống và vận dụng các kiến thức sau để giải các bài tập liên quan:
+ Khái niệm và công thức của các đại lượng động năng, thế năng trọng trường, thế năng đàn hồi.
+ Định lí biến thiên động năng.
+ Liên hệ giữa độ biến thiên cơ năng và công của lực không thế trong trường hợp vật chuyển động khi có lực không thế.
- Nắm được phương pháp định luật bảo toàn để giải các bài toán cơ học và thấy được vai trò quan trọng của phương pháp định luật bảo toàn.
Kỹ năng
- Biết so sánh và lựa chọn giữa hai cách giải dùng định luật bảo toàn và dùng phương pháp động lực học.
- Rèn luyện kỹ năng phân tích, tổng hợp, kỹ năng tính toán trong quá trình giải các bài tập về định luật bảo toàn cơ năng.
- Rèn luyện kỹ năng tự làm việc và kỹ năng hợp tác nhóm. Thái độ
- HS có thái độ đúng đắn, nghiêm túc trong học tập và trong việc hợp tác nhóm.
- Hăng hái tham gia các hoạt động do giáo viên tổ chức, tích cực phát biểu xây dựng bài.
- Hứng thú, chủ động, tự lực trong quá trình giải quyết các vấn đề đặt ra. CHUẨN BỊ
- Chọn lựa các bài tập phù hợp với mục tiêu của tiết học đã đề ra, có nội dung liên quan đến động năng, thế năng, định luật bảo toàn cơ năng. Các bài tập này phải có độ khó tăng dần, phù hợp với trình độ HS. Chọn các BT có nội dung mới so với BT trong sách giáo khoa, có ý nghĩa thực tế để tăng hứng thú học tập của HS. Cụ thể, trong tiết học này, hệ thống BT sẽ cho HS giải như sơ đồ sau (nội dung BT trong phiếu học tập 1):
- Chuẩn bị các phiếu học tập để phục vụ cho quá trình giảng dạy. - Các phương tiện dạy học như máy tính, máy chiếu, các bảng phụ.
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1
(Gồm các đề bài tập dùng để HS làm trong giờ học)
Bài 1. Từ cùng một độ cao so với mặt đất, một người đồng thời thực hiện hai việc:
Thả rơi một vật và ném một vật theo phương ngang với vận tốc v0. Xem hai vật giống nhau, bỏ qua sức cản của không khí.
a. Động năng của các vật khi chạm đất có bằng nhau không?
b. Trong quá trình chuyển động, có vị trí nào cơ năng của hai vật bằng nhau không?
Bài 2. Một vật có khối lượng m = 200 g, được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc
ban đầu 20 m/s. Bỏ qua sức cản của không khí, lấy g = 10 m/s2. a. Tính động năng, thế năng và cơ năng của vật tại vị trí ném. b. Tính độ cao cực đại mà vật lên được.
c. Bao lâu sau khi ném vật có thế năng bằng 3 lần động năng.
Bài 3. Một ô tô đang chạy với vận tốc v thì hãm phanh. Xe tiếp tục chạy một đoạn (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
đường s rồi mới dừng lại. Coi lực ma sát giữa bánh xe với mặt đường là không đổi. Nếu xe đang chạy với vận tốc có độ lớn không đổi là 2v thì quãng đường xe chạy thêm được so với s sẽ là:
A. Bằng nhau B. gấp 2 lần s C. bằng một nửa s D. gấp 4 lần s
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2
(Dùng để củng cố bài học, nhiệm vụ về nhà)
Bài 1. Hai anh em trượt không ma sát trên máng trượt xuống đất từ cùng một độ
cao. Biết khối lượng của anh bằng 2 lần khối lượng của em. So sánh động năng của hai anh em ngay trước khi chạm đất.
A. Động năng của anh lớn gấp hai lần của em. B. Động năng của anh bằng của em.
C. Động năng của anh lớn gấp 4 lần của em. D. Chưa đủ dữ kiện để so sánh.
Bài 2. Một con lắc đơn có chiều dài l = 1 m. Kéo cho dây làm với đường thẳng
đứng góc 450 rồi thả tự do. Tìm vận tốc của con lắc khi nó đi qua: a. Vị trí ứng với góc 300.
b. Vị trí cân bằng.
Bài 3 (Dành cho HS khá, giỏi). Một chiếc xe đồ chơi có khối lượng m được cho chạy trên một đường cong từ điểm A có độ cao zA đối với mặt đất, để sau đó chạy theo đường tròn bán kính R = 10 cm. Cho g = 10 m/s2.
a. Với zA = 2R, để xe chạy được đến C thì vận tốc đầu phải truyền cho xe tại A phải bằng bao nhiêu?
b. Nếu không cho xe vận tốc đầu thì A phải có độ cao zA bằng bao nhiêu để xe chạy được đến C?
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3
(Dùng trong khi giải quyết nhiệm vụ về nhà)
Tên HS:……….
Yêu cầu 1. Hãy trả lời các câu hỏi dưới đây và điền vào các ô tương ứng trong hình. (1). Mối liên hệ của cơ năng tại 2 vị trí A, B.
(2). Viết dạng cơ năng bằng tổng động năng và thế năng của (1). (3). Suy ra công thức tính vận tốc tại A.
(4). Độ cao của điểm B tính từ mốc thế năng tính bằng công thức nào? (5). Độ cao của điểm A tính từ mốc thế năng tính bằng công thức nào? (6). Công thức tính cuối cùng tính vận tốc tại A theo các đại lượng đã biết.
Yêu cầu 2. Lập sơ đồ giải câu b như câu a. Học sinh
- Ôn lại những kiến thức về động năng, thế năng, định luật bảo toàn cơ năng. - Ôn lại những kiến thức về động học như ba phương trình cơ bản của động học, rơi tự do….
PHƯƠNG PHÁP
Kết hợp nhiều phương pháp trong đó chủ yếu là phương pháp đàm thoại. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Hoạt động 1: Củng cố và hệ thống hóa các kiến thức đã học (về động năng, thế năng, định luật bảo toàn cơ năng) (6phút)
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
- GV hệ thống các kiến thức đã học thông qua việc kiểm tra bài cũ HS (nội dung câu hỏi đã chuẩn bị sẵn), bằng hình thức sau: Treo bảng vẽ sẵn sơ đồ hệ thống kiến thức như hình dưới đây, phần công thức GV gọi HS lên điền vào, yêu cầu HS phát biểu thành lời các công thức.
- Nhận xét và cho điểm.
- Lắng nghe các câu hỏi, nhớ lại bài cũ và trả lời.
- Cá nhân HS trả lời câu hỏi, qua việc điền vào sơ đồ GV đưa ra, HS biết cách hệ thống kiến thức, trình bày kiến thức bằng sơ đồ. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hoạt động 2: Giải bài tập định tính (10 phút)
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
- Phát phiếu học tập số 1cho từng HS. - Trình chiếu đề bài tập 1 trong phiếu học tập.
- Hướng dẫn HS giải bài tập:
Bước 1: Hướng dẫn HS tìm hiểu đề bài
GV tổ chức cho HS làm việc cá nhân
- GV cho từng HS đọc đề, gọi 1 HS đứng tại lớp xác định đề bài cho gì, hỏi gì.
- Gọi HS khác nhận xét, GV kết luận.
- GV cùng HS qui ước, vật thả rơi là vật 1, vật ném ngang là vật 2.
- Hỏi: Trong BT có những vị trí nào cần khảo sát? Kí hiệu cho các vị trí đó.
Với câu hỏi trên, GV gọi 1 HS trả lời, sau đó hỏi ý kiến của các bạn khác và kết luận.
- Gọi 2 HS lên bảng, 1 HS tóm tắt đề bài, 1 HS vẽ hình. Yêu cầu các em dưới lớp quan sát, theo dõi để góp ý kiến.
- Nhận phiếu học tập số 1.
- Từng cá nhân đọc đề
- HS 1 đứng tại lớp xác định dữ kiện đề bài đã cho và vấn đề cần phải trả lời. HS 2, HS 3,… nhận xét, cả lớp thống nhất:
Cho: hai vật giống nhau, một thả rơi tự do, một ném ngang ở cùng độ cao với vận tốc đầu v0.
Hỏi: a. so sánh động năng của hai vật lúc chạm đất.
b. xét trong cả quá trình chuyển động có vị trí nào mà cơ năng 2 vật bằng nhau. - Trả lời câu hỏi của GV:
+ hai vị trí khảo sát: vị trí ban đầu và vị trí ở mặt đất. + O: vị trí đầu; A là vị trí chạm đất của vật 1; B là vị trí chạm đất của vật 2. - HS 4 tóm tắt, HS 5 vẽ hình, các HS khác theo dõi, góp ý. - Ghi nhận những nhận xét của GV.
- Khi dưới lớp không còn ý kiến, GV nhận xét và hoàn chỉnh phần tóm tắt, vẽ hình.
- Với những HS trả lời đúng, GV khen thưởng (cho điểm tốt), với những HS trả lời sai hoặc chưa đúng, GV nhắc nhở, sửa chữa.
Bước 2: Hướng dẫn HS phân tích hiện tượng vật lí trong bài tập
Tổ chức cho HS làm việc nhóm
- Phân nhóm: chia lớp thành 6 nhóm, 2 bàn liền nhau là một nhóm, cử nhóm trưởng.
- Cho các nhóm thảo luận trả lời các câu hỏi sau:
+ Vật 1 thả rơi có vận tốc đầu không? + Tại vị trí ban đầu 2 vật có mang năng lượng không? Năng lượng tồn tại dưới dạng nào?
+ BT đã bỏ qua sức cản của không khí, vậy 2 vật chuyển động dưới tác dụng của lực nào?
- Các nhóm thảo luận xong, GV gọi đại diện các nhóm lần lượt trả lời các câu hỏi. Cho các nhóm khác nhận xét, góp ý. - GV nhận xét, hoàn thiện các câu trả lời. - GV khen thưởng các nhóm làm việc tích cực, có câu trả lời tốt, nhắc nhở những nhóm khác, ghi điểm thi đua cho
- Cá nhân ghi vào vở BT
Tóm tắt: Vật 1: rơi tự do. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Vật 2: ném ngang, v02=v0
Hai vật giống nhau Hỏi: a. So sánh WA và WB
b. Có vị trí nào mà W1= W2?
- Thành lập nhóm, nhóm cử nhóm trưởng.
- Các nhóm thảo luận trả lời các câu hỏi, nhóm trưởng ghi lại các ý kiến.
- Đại diện nhóm trả lời, các nhóm khác nhận xét, góp ý, bổ sung để hoàn thiện các câu trả lời.
+ Nhóm 1, 3: Vật 1 có v01=0.
+ Nhóm 2, 4: Ban đầu vật 1 chỉ có thế năng, vật 2 vừa có động năng, vừa có thế năng.
+ Nhóm 5, 6: Hai vật chuyển động dưới tác dụng của trọng lực.
- Các nhóm ghi nhận những nhận xét, khen thưởng của GV.
các nhóm.
Bước 3: Hướng dẫn HS xây dựng lập luận, xác định phương pháp giải và tiến hành giải
Làm việc cá nhân
- Hỏi: Như vậy qua việc phân tích hiện tượng vật lí ở trên, các em hãy cho biết: + Cơ năng của các vật có bảo toàn không?
+ Nội dung đề bài hỏi liên quan đến đại lượng nào?
+ Kiến thức nào sẽ dùng để giải BT.
Với từng câu hỏi, GV gọi từng HS trả lời, cho các HS khác nhận xét, sau đó GV kết luận: dùng ĐLBT cơ năng để giải quyết bài toán.
Làm việc nhóm
- Vẫn giữ nguyên các nhóm như trên, GV giao nhiệm vụ cho các nhóm: nhóm 1, 3, 5 trả lời câu a, nhóm 2, 4, 6 trả lời câu b. Các nhóm thảo luận và nhóm trưởng ghi lại câu trả lời.
- Chia bảng làm 3, gọi đại diện nhóm 1, 3, 5 lên trình bày câu a. Các nhóm 2, 4, 6 theo dõi, nhận xét.
- GV nhận xét bài làm câu a của các nhóm, đưa ra kết quả đúng.
- Gọi lần lượt đại diện các nhóm 2, 4, 6 đứng tại lớp trả lời câu b. Các nhóm 1, 3,
- Cá nhân HS trả lời câu hỏi
+ HS 1: Theo phân tích trên, rút ra được: cơ năng của mỗi vật bảo toàn trong quá trình chuyển động.
+ HS 2: đề bài hỏi liên quan đến động năng ở câu a và cơ năng ở câu b.
+ HS 3: kiến thức dùng để giải quyết BT là ĐLBT cơ năng.
- Các nhóm nhận nhiệm vụ: + Nhóm 1, 3, 5 trả lời câu a. + Nhóm 2, 4, 6 trả lời câu b.
- Các nhóm hoạt động dưới sự hướng dẫn của GV.
- Cá nhân đại diện nhóm 1, 3, 5 lên bảng trình bày câu a. Các nhóm 2, 4, 6 theo dõi để nhận xét. Kết quả câu a: Chọn gốc thế năng tại mặt đất Vật 1: WA=WđA = WO=mgh Vật 2: WB= WđB = WO=mgh+1 2mv02 Vậy: WđA < WđB
5 nhận xét,góp ý. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- GV nhận xét, đưa ra câu trả lời chính xác cho câu b.
- GV nhận xét chung về tinh thần làm việc của các nhóm, khen thưởng, cho điểm các nhóm làm việc tốt, phê bình những nhóm chưa tốt.
Bước 4: Hướng dẫn HS biện luận, kiểm tra kết quả
Tổ chức cho HS làm việc cá nhân
- Cho HS kiểm tra các câu trả lời đã đúng yêu cầu đề bài chưa, có vi phạm gì so với dữ kiện đề bài đã ra.
- Hỏi: Ngoài cách dùng ĐLBT cơ năng, ở câu a, có thể giải bằng cách nào nữa không?
GV cho HS suy nghĩ và xung phong trả lời.
- GV đánh giá các câu trả lời, kết luận các phương pháp đúng và khen thưởng, đồng thời yêu cầu HS về nhà giải bằng hai phương pháp: dùng định lí động năng và dùng phương pháp động lực học, so sánh mức độ tiện lợi của các PP.
lời câu b, HS các nhóm khác nhận xét, góp ý.
Kết quả câu b
Vì cơ năng của mỗi vật ở mọi vị trí trong quá trình chuyển động là không đổi và bằng cơ năng ban đầu, do đó không có vị trí nào để cơ năng 2 vật bằng nhau. - Từng cá nhân ghi bài giải vào vở
- Cá nhân làm việc dưới sự hướng dẫn của GV để kiểm tra lại kết quả BT, rút ra ý nghĩa vật lí của BT.
- Cá nhân độc lập suy nghĩ và trả lời câu hỏi của GV.
+ HS 1: dùng định lí động năng
+ HS 2: dùng phương pháp động lực học, xét bài toán vật rơi tự do và vật chuyển động ném ngang.
+ HS 3…..
- Từng cá nhân nhận nhiệm vụ về nhà.
61
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
- Cho HS đọc đề BT 2 trong phiếu học tập 1, GV trình chiếu đề bài.
- Tổ chức hoạt động giải
Bước 1: Hướng dẫn HS tìm hiểu đề bài
Làm việc cá nhân
- Cho cá nhân HS đọc đề.
- Gọi 1 HS đứng tại lớp xác định cái đã cho và cái phải tìm. Các em khác theo dõi và nhận xét.
- GV nhận xét và kết luận.
- Hỏi: Những vị trí nào cần khảo sát trong bài? Kí hiệu cho các vị trí đó. Gọi 1 HS trả lời câu hỏi trên, gọi 1 HS khác bổ sung, lấy ý kiến cả lớp, sau cùng GV nhận xét, hoàn thiện câu trả lời: như vậy có 3 vị trí cần khảo sát.
- Gọi 2 HS lên bảng, 1 HS tóm tắt đề, 1 HS vẽ hình.
- Gọi 1 HS nhận xét.
- Hỏi xem dưới lớp còn có ý kiến gì không, nếu không GV nhận xét và hoàn thiện. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- GV khen thưởng những cá nhân làm việc tích cực và có câu trả lời đúng, nhắc nhở, động viên các em khác.
Bước 2: Hướng dẫn phân tích hiện tượng vật lí của bài toán.
Làm việc cá nhân
- GV ném thẳng đứng viên phấn lên cao,