8. Những chữ viết tắt trong đề tài
4.6.Những sự chuẩn bị cần thiết để áp dụng PPTN
Chuẩn bị cơ sở vật chất: Chuẩn bị các trang thiết bị thí nghiệm để đáp ứng được các yêu cầu sau: Giúp làm nảy sinh vấn đề cần nghiên cứu, giúp kiểm tra được giả thuyết khoa học…
Chuẩn bị cho HS những kỹ năng cần thiết khi áp dụng PPTN, ví dụ: kỹ năng đưa ra giả thuyết khoa học, kỹ năng lập phương án tiến hành thí nghiệm kiểm tra…
Chuẩn bị nghiệp vụ của GV: GV phải biết PPTN, GV phải biết cách tổ chức dạy học theo tinh thần áp dụng PPTN. [10, tr 14].
Chƣơng 5. THIẾT KẾ MỘT SỐ BÀI HỌC TRONG CHƢƠNG 2. ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM, VẬT LÝ 10 NÂNG CAO
5.1. Đại cƣơng về chƣơng Động lực học chất điểm, Vật lý 10 Nâng cao 5.1.1. Vị trí chƣơng
Chương này có thể xem như phần mở đầu của động lực học chất điểm. Nội dung của chương này trình bày ba định luật Niu-tơn. Đó là cơ sở của toàn bộ cơ học. Ngoài ra, trong chương này chúng ta còn đề cập đến những lực hay gặp trong cơ học như: lực hấp dẫn, lực đàn hồi và lực ma sát. Các định luật Niu-tơn được vận dụng để khảo sát một số tác dụng đơn giản của những lực nói trên. Đây là nền tảng để ta tìm hiểu sâu hơn kiến thức động lực học chất điểm sau này.
5.1.2. Mục tiêu của chƣơng
Kiến thức
Hiểu rõ và phát biểu được ba định luật Niu-tơn, viết phương trình của định luật II và III Niu-tơn.
Hiểu được điều kiện xuất hiện và đặc điểm các lực cơ. Hiểu được các khái niệm lực, hợp lực.
Biết cách xác định hợp lực của các lực đồng quy và phân tích một lực thành các lực thành phần có phương xác định.
Hiểu được nội dung và ý nghĩa của định luật I Niu-tơn.
Hiểu rõ mối quan hệ giữa các đại lượng gia tốc, lực, khối lượng thể hiện trong định luật II Niu-tơn.
Hiểu được rằng tác dụng cơ bao giờ cũng diễn ra theo 2 chiều và lực tương tác giữa hai vật là hai lực trực đối.
Hiểu được rằng tác dụng hấp dẫn là một đặc điểm của mọi vật trong tự nhiên. Nắm được biểu thức, đặc điểm của lực hấp dẫn, trọng lực.
Biết cách dùng phương pháp tọa độ để thiết lập phương trình quỹ đạo của vật bị ném xiên, ném ngang.
Hiểu được khái niệm về lực đàn hồi
Hiểu rõ các đặc điểm của lực đàn hồi của lò xo và dây căng, biểu diễn được các lực đó trên hình vẽ.
Từ thực nghiệm thiết lập được hệ thức giữa lực đàn hồi và độ biến dạng của lò xo. Hiểu được những đặc điểm của lực ma sát trượt và ma sát nghỉ.
Hiểu được lý do đưa ra và lập luận dẫn đến khái niệm lực quán tính, biểu thức và đặc điểm của lực quán tính.
Viết được biểu thức của lực quán tính và vẽ đúng vectơ biểu diễn lực quán tính. Hiểu rõ khái niệm, biểu thức của lực hướng tâm, lực quán tính li tâm.
Hiểu hiện tượng tăng, giảm và mất trọng lượng. Kĩ năng
Vận dụng được các kiến thức trên vào một số trường hợp cụ thể Biết vận dụng định luật để giải thích một số hiện tượng vật lý.
Biết đề phòng những tác hại của quán tính trong đời sống, nhất là chủ động phòng chống tai nạn giao thông.
Biết vận dụng định luật II Niu-tơn và nguyên lý độc lập của tác dụng để giải các bài tập đơn giản.
Biết vận dụng định luật III Niu-tơn để giải thích một số hiện tượng liên quan đến sự bằng nhau và trái chiều của lực tác dụng và phản tác dụng.
HS biết vận dụng các biểu thức để giải các bài toán đơn giản. Biết vận dụng các công thức để giải các bài tập về vật bị ném. Trung thực, khách quan khi quan sát thí nghiệm kiểm chứng.
Biết vận dụng các biểu thức để giải thích các hiện tượng thực tế có liên quan tới ma sát và giải các bài tập.
Biết vận dụng KN lực quán tính để giải một số bài toán trong HQC phi quán tính. Biết vận dụng các KN để giải thích được hiện tượng tăng, giảm, mất trọng lượng. Biết vận dụng các KT để giải các BT toán động lực học về chuyển động tròn đều. Thái độ
Có thái độ tự giác, tích cực, trung thực trong học tập. Có tinh thần hợp tác, hỗ trợ lẫn nhau trong học tập. Nghiêm túc trong học tập, chuẩn bị bài trước khi đến lớp.
5.1.2. Cấu trúc nội dung của chƣơng (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Nhận xét sơ đồ:
Hệ thống kiến thức của chương rất rõ ràng và chặt chẽ:
- Cơ sở lý luận của cả chương là 3 định luật Niu – tơn. Được rút ra từ hàng loạt quan sát và tư duy, sáng tạo, ba định luật này đặt nền móng cho sự phát triển của cơ học. Vì vậy, đây là kiến thức cơ bản quan trọng nhất của chương này.
- Một trong những đại lượng Vật lý quan trọng được đề cập đến trong các định luật này là lực. Muốn dùng các định luật này để nghiên cứu các hiện tượng vật lý, cần có những hiểu biết về các đặc trưng của các lực tham gia vào các hiện tượng đó. Vì vậy một phần tất yếu của chương này là phần nghiên cứu về các lực trong cơ học ( lực hấp dẫn, lực đàn hồi, lực ma sát).
- Tiếp theo đó là một số bài vận dụng các kiến thức về các định luật Niu – tơn và các lực cơ học để nghiên cứu một số hiện tượng vật lý quan trọng.
Tương tác giữa các vật Khái niệm về lực
Xét hiện tượng vật chịu tác dụng lực nhưng không thu gia tốc Các lực tác dụng cân bằng
Định luật I Niu - tơn HQC quán tính Quán tính và
Mối liên hệ của F, a, m
Định luật II Niu - tơn
Biểu thức của lực Đơn vị lực Quan sát và TN
của Niu - tơn
Định luật III Niu - tơn
Lực tự nhiên
5.2. Soạn giảng một số bài của chƣơng
BÀI 14: ĐỊNH LUẬT I NIU-TƠN
I. MỤC TIÊU: 1. Kiến thức:
Hiểu được nội dung và ý nghĩa của định luật I Niu-tơn. Biết vận dụng định luật I Niu-tơn vào các bài tập đơn giản. Bài được xây dựng theo phương pháp thực nghiệm.
2. Kĩ năng:
Từ các sự kiện thực tế, khái quát hóa định luật I Niu-tơn.
Vận dụng định luật I Niu-tơn để giải thích một số hiện tượng vật lý.
3. Thái độ:
Biết để phòng những tác hại của quán tính trong đời sống, nhất là chủ động phòng chống tai nạn giao thông, có tinh thần tìm tòi nghiên cứu khoa học.
II. CHUẨN BỊ: 1. Giáo viên:
Dụng cụ minh họa thí nghiệm lịch sử của Galilê, TN về chuyển động thẳng đều: Búp bê trên xe lăn, phiếu học tập.
PHIẾU HỌC TẬP Câu 1. Chọn đáp án đúng
Khi một xe buýt tăng tốc đột ngột thì các hành khách sẽ A. dừng lại ngay.
B. ngả người về phía sau. C. chúi người về phía trước. D. ngả người sang bên cạnh.
Câu 2: Nếu một vật đang chuyển động mà tất cả các lực tác dụng vào nó bỗng nhiên ngưng tác dụng thì (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
A. vật lập tức ngưng lại.
B. vật chuyển động chậm dần rồi ngưng lại.
C. vật chuyển động chậm dần trong một khoảng thời gian, sau đó vật sẽ chuyển động thẳng đều mãi mãi.
D. vật chuyển ngay sang trạng thái chuyển động thẳng đều.
Câu 3:
Vật có xu hướng bảo toàn vận tốc của mình gọi là: A. quán tính B. tính ì
C. tính đà D. cả A,B,C
Câu 4. Định luật I Niutơn xác nhận rằng:
A.Với mỗi lực tác dụng đều có một phản lực trực đối.
B. Vật giữ nguyên trạng thái đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều khi nó không chịu tác dụng của bất cứ vật nào khác.
C. Khi hợp lực tác dụng lên một vât bằng 0 thì vật không thể chuyển động được. D. Do quán tính nên mọi vật đang chuyển động đều có xu hướng dừng lại.
Câu 5. Khi một vật chỉ chịu tác dụng của một vật khác duy nhất thì nó sẽ: A. Chỉ biến dạng mà không thay đổi vận tốc.
B. Chuyển động thẳng đều mãi mãi. C. Chuyển động thẳng nhanh dần đều.
D. Bị biến dạng và thay đổi vận tốc cả về hướng lẫn độ lớn.
Câu 6. Chọn đáp án đúng.
Hành khách ngồi trên xe ô tô đang chuyển động, xe bất ngờ rẽ sang phải. Theo quán tính, hành khách sẽ :
A. nghiêng sang phải. B. nghiêng sang trái.
C. ngả người về phía sau. D. chúi người về phía trước.
2. Học sinh:
Ôn tập về lực và tác dụng lực.
Chuẩn bị một số hình ảnh, một số video về thí nghiệm lịch sử của Galilê. Chuyển các câu hỏi 1 và 2 SGK thành các câu trắc nghiệm.
I. SƠ ĐỒ CẤU TRÚC NỘI DUNG:
Cơ hội đạt phát triển năng lực sáng tạo của HS đối với bài này là:
Cơ hội 1: Từ TN lịch sử của Galilê nhận xét được chuyển động của vật và từ đó khái quát thành định luật I Niu-tơn, thể hiện sự sáng tạo của HS. Cơ hội 2: Có thể đưa ra phương án thí nghiệm để kiểm tra định luật I Niu-
tơn, thể hiện sự sáng tạo của HS.
Cơ hội 3: Giải các bài tập sáng tạo, thể hiện sự sáng tạo của HS. Quan niệm của Arixtốt: muốn cho vật duy trì được vận
tốc không đổi thì phải có vật khác tác dụng lên nó.
TN của Galilê về 2 máng nghiêng
Nếu loại trừ được các lực tác dụng lên một vật thì vật chuyển động thẳng đều với vận tốc v
vốn có của nó (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Định luật I Niu-tơn
TNKT:
Vật chuyển động trên đệm không khí, vật qua 2 cổng quang với thời gian như nhau.
Quán tính của vật: tính ì, tính đà
Chuyển động thẳng đều gọi là chuyển động quán tính. Hệ quy chiếu quán tính: a0
Hệ quy chiếu phi quán tính: a0 +Vận dụng câu 1,2,3,4,5 + Câu hỏi và bài tập về nhà
II. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Hoạt động 1: Ổn định lớp, kiểm tra bài cũ
Hoạt động của HS Sự hƣớng dẫn của GV
HS trả lời câu hỏi của GV
+ Tổng hợp lực là thay thế nhiều lực tác dụng đồng thời vào một vật bằng một lực có tác dụng giống hệt như tác dụng của toàn bộ những lực ấy
+ Quy luật của hai lực đồng quy được biểu diễn bằng đường chéo (kẻ từ điểm đồng quy) của hình bình hành mà hai cạnh là những vectơ biểu diễn hai lực thành phần.
+ Lên bảng giảo bài tâp 6 SGK
Kiểm tra bài cũ:
+ Định nghĩa tổng hợp và phân tích lực + Quy tắc tổng hợp lực + Làm bài tập 6 SGK Nền tảng lí luận của động lực học là ba định luật Niu – tơn. Hôm nay chúng ta sẽ nghiên cứu định luật I Niu-tơn. Hoạt động 2: Tìm hiểu quan niệm của Arixtốt và thí nghiệm lịch sử của Galilê
Hoạt động của HS Sự hƣớng dẫn của GV
Quan sát TN
Sách chuyển động một đoạn rồi dừng lại
Muốn cho vật duy trì được vận tốc không đổi thì phải có vật khác tác dụng lên nó. Do ma sát. Dùng hai máng nghiêng rất trơn, nhẵn và bố trí thí nghiệm như hình vẽ. Đến một độ cao gần bằng ban đầu
Sẽ dài hơn so với lúc trước. Quan sát hình vẽ thí nghiệm, trao đổi nhóm. Có thể trả lời: bi sẽ lăn đến vô cùng.
Nếu ta có thể loại trừ được
TN dùng tay đẩy 1 quyển sách trên bàn.
Khi tay ta ngưng tác dụng thì quyển sách chuyển động như thế nào?
TN đó dẫn đến quan điểm của Arixtốt. Hãy trình bày quan niệm của ông?
Theo em nguyên nhân do đâu mà quyển sách ngưng chuyển động?
Em hãy mô tả thí nghiệm lịch sử Galilê theo hình 14.1?
Ở hình a, hòn bi lăn đến đâu?
TN hình b, khi góc nhỏ nhỏ hơn đoạn đường mà viên bi lăn được sẽ như thế nào?
Như vậy nếu ta hạ máng (2) sao cho góc 0
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
, khi đó bi sẽ lăn tới vị trí nào?
? ? ? ? ? ? ?
các tác dụng cơ học lên một vật thì vật đó sẽ chuyển động thẳng đều với vận tốc vốn có của nó.
Quan niệm của hai ông hầu như đối lập nhau.
So sánh quan niệm của Galilê với quan niệm A-ri-xtốt?
Hoạt động 3: Tìm hiểu nội dung của định luật I Niu-tơn
Hoạt động của HS Sự trợ giúp của GV
Học sinh chú ý lắng nghe
Vật sẽ đứng yên
Một vật cô lập sẽ giữ nguyên trạng thái đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều
Cho vật chuyển động trên đệm không khí thì loại bỏ được yếu tố ma sát và có thể coi vật cô lập. Ban đầu để vật đứng yên và quan sát xem vật có giữ nguyên trạng thái đứng yên không. Sau đó truyền cho nó vận tốc ban đầu, đo vận tốc của vật ở những vị trí khác nhau, nếu vận tốc bằng nhau thì vật cô lập đó chuyển động thẳng đều
Đo quãng đường s và thời gian t để đi hết quãng đường đó. Sau đó
Ta gọi vật không chịu tác dụng của vật khác là vật cô lập. Thực tế thì không có vật nào hoàn toàn cô lập. Một cách gần đúng, ta có thể coi một vật chịu các lực tác dụng bù trừ lẫn nhau là vật cô lập.
Nếu ban đầu không truyền cho nó vận tốc thì nó sẽ như thế nào?
Tổng hợp hai nhận xét trên, ta được nhận xét như thế nào?
Vậy một vật cô lập hay vật không chịu tác dụng của các vật khác thì nó giữ nguyên trạng thái đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều. Làm thế nào để kiểm nghệm được điều đó? Để tạo được vật cô lập đang chuyển động với vận tốc v ta phải làm thế nào? Làm thế nào để loại bỏ được yếu tố ma sát?
Làm thế nào để đo được vận tốc tại một vị trí nào đó? ? ? ? ? ?
tính vận tốc theo công thức
t s v
Có thể. Bằng cách so sánh thời gian mà vật đi trên cùng một quãng đường ở hai vị trí khác nhau.
Có thể so sánh đại lượng khác mà vẫn có thể biết được vật CĐ thẳng đều hay không? Định luật I Niu- tơn: Nếu một vật không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực có hợp lực bằng không, thì nó giữ nguyên trạng thái đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều.
Hoạt động 4: Ý nghĩa của định luật I Niu-tơn
Hoạt động của HS Sự hƣớng dẫn của GV
Tính chất vật giữ nguyên trạng thái ban đầu ta gọi là quán tính.
Quán tính của một vật là xu hướng bảo toàn vận tốc của nó.
Quán tính có hai biểu hiện:
+ Xu hướng giữ nguyên trạng thái đứng yên. Ta nói vật có “tính ì”.
+ Xu hướng giữ nguyên trạng thái chuyển động thẳng đều. Ta nói các vật chuyển động có tính đà. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Búp bê ngã về phía sau do chân có vận tốc với xe lăn, nhưng đầu có xu hướng giữ nguyên trạng thái ban đầu là trạng thái đứng yên.
Vật có “tính ì”.
Búp bê sẽ ngã về phía trước, vì xe lăn dừng đột ngột, chân cũng giảm vận
Ở cấp II, vật có xu hướng giữ nguyên trạng thái ban đầu ta gọi là vật có tính gì? Sau khi học định luật I Niu-tơn, em có thể hiểu quán tính là gì?
Vì vậy, định luật I Niu-tơn còn gọi là định luật quán tính; chuyển động thẳng đều được gọi là chuyển động theo quán tính. Quán tính có mấy biểu hiện?
VD: một con búp bê đặt trên xe lăn. Khi ta đẩy xe lăn bất ngờ thì búp bê ngã về hướng nào? Tại sao?
Ta nói vật có tính gì?
Giả sử khi xe lăn và búp bê đang CĐ với một vận tốc nào đó, nếu ta dừng xe lại
? ? ? ? ? ? ?
tốc một cách đột ngột, nhưng đầu giữ