Dùng để đặc rưng cho sự nhanh hay chậm của chuyển động, gọi là ốc độ rung bình.

- Đồ thị vận tốc – thời gian: Là một đường thẳng song song với trục thời gian.

t dùng để đặc rưng cho sự nhanh hay chậm của chuyển động, gọi là ốc độ rung bình.

Bài 3: Chuyển động thẳng biến đổi đều

Tình huống 1: Xây dựng khái niệm vận tốc tức thời

Vấn đề: Một xe lăn chuyển động trên mặt phẳng nghiêng (hình 14)

Hình 14

Đo những quãng đường đi trong 1s, 2s, 3s…, bắt đầu từ O ta thu được bảng sau đây:

Vị trí O A B C D Thời gian t (s) 0 1 2 3 4 Đường đi s (cm) 0 5 20 45 80

-Yêu cầu HS: Tính vận tốc trung bình của xe lăn trên mỗi đoạn và trên cả đoạn OD. Nhận xét kết quả thu được.

- GV định hướng: Vận tốc tại điểm B và C cĩ khác nhau khơng? Nếu đoạn BM rất nhỏ thì vận tốc trên đoạn BM cĩ thay đổi nhiều khơng? Ta cĩ thể coi vận tốc trên đoạn BM gần bằng vận tốc tại điểm B và điểm M.

Vậy,vận tốc tại điểm B hoặc điểm M được đo như thế nào? Khác biệt gì so với vận tốc trung bình trên đoạn BC?

Tình huống 2: Xây dựng khái niệm vectơ vận tốc tức thời

Vấn đề: Một ơtơ và một xe đạp cùng chuyển động thẳng đều. Biết ơtơ chuyển động nhanh hơn xe đạp 4 lần và đi về hướng Bắc, cịn xe đạp đi về hướng Đơng. Làm thế nào để biểu diễn cả hai điều này bằng một kí hiệu nào đĩ trên giấy để cho nhiều người cùng biết mà khơng viết thành lời?

M D D C B A O

- GV định hướng: Vẽ hai đường thẳng vuơng gĩc nhau, vẽ hai mơ hình ơtơ và xe đạp trên hai đường thẳng đĩ. Gợi ý: Cần phải cĩ một kí hiệu chỉ hướng cho 2 xe. Kí hiệu đĩ cĩ thể vẽ như thế nào?

- Cho HS tự tìm các kí hiệu biểu diễn hướng cho 2 xe. Trên cơ sở các mẫu mà HS cĩ thể đưa ra, lựa chọn kết quả như sau:

Hình 13 Hình 14

+ Dùng các mũi tên gắn vào vật chuyển động để biểu diễn, gọi là các vectơ. + Các vectơ này cĩ điểm đặt vào vật, cĩ hướng là hướng chuyển động của vật.

+ Nếu vận tốc ơtơ gấp 4 lần vận tốc xe đạp thì chiều dài vectơ chỉ hướng của ơtơ gấp 4 lần vectơ chỉ hướng của xe đạp.

Vậy, vectơ vận tốc tức thời dùng để làm gì? Cĩ đặc điểm như thế nào?

Bài 4: Rơi tự do

Tình huống 1: Sự rơi của các vật trong khơng khí.

Đặt vấn đề vào bài: Cĩ một chuyển động xảy ra trong tự nhiên rất quen thuộc với chúng ta, đĩ là sự rơi của các vật khi chúng được thả ở gần mặt đất. Hơm nay chúng ta sẽ nghiên cứu xem chuyển động rơi của các vật cĩ những đặc điểm gì?

Vấn đề: Quan sát các vật khác nhau rơi trong khơng khí (hịn đá, lá cây, tờ giấy…) khi chúng được thả ra, ta cĩ nhận xét gì? Trong khơng khí các vật cĩ rơi giống nhau khơng?

- HS: Các vật rơi khơng giống nhau, hịn đá rơi nhanh hơn tờ giấy. - GV: Vì sao vậy? HS: Vật nặng rơi nhanh hơn vật nhẹ.

- GV: Trước đây, Arixtot từ mấy thế kỷ trước cơng nguyên cũng kết luận như vậy. Bây giờ chúng ta cần kiểm tra xem kết luận đĩ cĩ đúng khơng. Nếu vật

ĐT T Đ T B B N N

nặng rơi nhanh hơn vật nhẹ thì hai vật nặng như nhau sẽ rơi như nhau. Nếu bây giờ tơi thả rơi hai tờ giấy giống nhau, nhưng một tờ để phẳng, cịn tờ kia vo viên lại thì liệu chúng cĩ rơi nhanh như nhau khơng? Các em hãy quan sát và giải thích?

- HS: Tờ giấy để phẳng rơi chậm hơn vì chịu sức cản của khơng khí nhiều hơn.

- GV: Như vậy là chúng ta đã phát hiện được ảnh hưởng của sức cản khơng khí làm giảm vận tốc rơi của các vật, làm cho các vật rơi nhanh hay chậm khác nhau.

Tình huống 2: Sự rơi của các vật trong chân khơng

- GV: Ta đã biết, vật rơi nhanh hay chậm khơng phải do nặng nhẹ mà do sức cản của khơng khí. Nếu đúng như vậy thì khơng cĩ khơng khí vật sẽ rơi như thế nào?

- HS: Các vật sẽ rơi nhanh như nhau.

- GV: Để kiểm tra được điều này ta sẽ làm thí nghiệm. Đây là một ống thủy tinh đã được rút hết khơng khí. Bên trong để sẵn 2 vật nặng nhẹ khác nhau: viên chì và cái lơng chim. Nếu tơi dốc ngược ống cho 2 vật ấy cùng bắt đầu rơi từ đầu ống thì các vật ấy cĩ rơi nhanh như nhau, như điều em vừa nĩi khơng? (HS quan sát GV làm thí nghiệm)

- HS: Các vật trong ống rơi tới đáy cùng một lúc, chúng rơi nhanh như nhau. - GV: Tĩm lại, ta cĩ thể kết luận một cách dứt khốt: Trong chân khơng các vật rơi nhanh như nhau.

Bài 5: Chuyển động trịn đều

Tình huống 1: Xây dựng khái niệm vectơ vận tốc trong chuyển động trịn đều

Chuẩn bị: 2 tờ giấy khổ lớn cĩ vẽ sẵn hình trên đĩ và viết lơng (màu)

Hình 15 Hình 16

Yêu cầu HS biểu diễn vectơ vận tốc khi vật chuyển động cĩ hướng từ A đến B (hình 15)

A B

A A

HS: Vẽ vr

song song với quỹ đạo (hoặc trùng, tiếp tuyến với quỹ đạo), cĩ chiều theo chiều chuyển động của vật.

GV: Đối với vật chuyển động trịn thì vectơ vận tốc được vẽ như thế nào? Vì sao? (hình 16)

GV định hướng: Ta chia ra nhiều cung trịn cĩ độ dài rất nhỏ, cĩ thể coi như một đoạn thẳng. Khi đĩ vectơ vận tốc cĩ phương như thế nào đối với những đoạn thẳng nhỏ đĩ?

HS: vectơ vận tốc cĩ phương trùng hoặc tiếp tuyến với những đoạn thẳng rất nhỏ.

GV: Nếu coi những đoạn thẳng rất nhỏ này là một điểm thì vectơ vận tốc cĩ phương như thế nào đối với quỹ đạo trịn?

HS: Cĩ phương tiếp tuyến với quỹ đạo trịn.

Tình huống 2: Xây dựng khái niệm vectơ gia tốc trong chuyển động trịn

đều

Vấn đề: Ta đã biết, trong chuyển động thẳng biến đổi đều thì gia tốc biểu thị sự tăng hoặc giảm của vận tốc theo thời gian, vectơ gia tốc cĩ phương trùng với phương của quỹ đạo chuyển động, cĩ chiều phụ thuộc vào tính chất chuyển động của vật.Trong chuyển động trịn đều thì độ lớn của vận tốc khơng đổi, nhưng tại sao lại xuất hiện gia tốc? Gia tốc này cĩ hướng và độ lớn như thế nào?

Bài 6: Tính tương đối của chuyển động – Cơng thức cộng vận tốc Tình huống 1: Tính tương đối của quỹ đạo

Vấn đề: Một người đứng trong toa tàu đang chuyển động thì ném một quả bĩng lên cao. Hãy xác định quỹ đạo của quả bĩng đối với:

- Một người khác ngồi trong toa tàu. - Một người đứng yên bên đường Từ đĩ cĩ kết luận gì?

Yêu cầu HS dự đốn quỹ đạo cho từng trường hợp.

GV định hướng: Đối với người ngồi trong toa tàu, quỹ đạo chuyển động là đường thẳng, cịn đối với người đứng yên bên đường thì quỹ đạo chuyển động là đường cong.

GV: Tại sao vật cĩ hai quỹ đạo khác nhau như vậy? HS: Vì xét hai hệ quy chiếu đối với khác nhau.

Như vậy, quỹ đạo chuyển động cĩ tính tương đối.

Tình huống 2: Xây dựng cơng thức cộng vận tốc

* Vấn đề: Một vật thứ nhất chuyển động với vận tốc vr1,2

so với vật thứ hai, vật thứ hai lại chuyển động với vận tốc vr2,3

so với vật thứ ba. Vậy vật thứ nhất chuyển động so với vật thứ với vận tốc vr1,3

được tính như thế nào?

GV thơng báo: để tìm mối quan hệ giữa các vận tốc trên, chúng ta cần xây dựng cơng thức cơng thức cộng vận tốc.

* Bài tập tình huống: Khi ngồi trên xe khách đang chuyển động về phía trước, hành khách nhìn thấy những hàng cây bên đường chuyển động ngược về phía sau.

Hãy giải thích hiện tượng trên.

2.5.2. Sưu tầm, biên soạn các bài tập vấn đề dùng cho dạy học chương

Bài 1: Khi ngồi trên một chiếc ơtơ, một chiếc xe máy hay một chiếc tàu hỏa

đang chuyển động thẳng thí cĩ cách nào để nhận biết các phương tiện đĩ đang chuyển động thẳng đều?

Bài 2: Khẩu hiệu trong các kì thi điền kinh là “Cao hơn, nhanh hơn, xa hơn”.

Điều đĩ liên quan đến đại lượng nào trong vật lý?

Bài 3: Chứng minh rằng, trong chuyển động thẳng biến đổi đều, vận tốc

trung bình trên một đoạn đường bằng trung bình cộng của vận tốc ban đầu và vận tốc cuối của đoạn đường đĩ.

Bài 4: Trong chiếc ơtơ đang chạy cứ sau mỗi phút ta lại ghi số chỉ của đồng

hồ đo vận tốc. Rồi căn cứ vào các số đã ghi được để tính vận tốc trung bình của ơtơ. Hỏi chúng ta phải làm như thế nào?

Hướng dẫn giải: Đối với bài tập này, yêu càu đề bài đưa ra hồn tồn là một

cái “Bẫy” bởi khơng thể tính được vận tốc trung bình của ơtơ nếu chỉ căn cứ vào các giá trị của vận tốc tức thời (số chỉ cả đồng hồ). Trong trường hợp tổng quát, vận tốc trung bình khơng bằng trung bình số học của các vận tốc tức thời.

Ở bài này, vì ta khơng biết tính chất của chuyển động, nên vTB = s/t, trong đĩ s là quãng đường đi được t là khoảng thời gian để đi trên doạn đường s.

Bài 5: Hãy đề xuất phương án đơn giản nhất để xác định được vận tốc rơi

của các giọt nước mưa theo vết chúng để lại trên kính cửa bên của một ơ tơ đang chuyển động trong thời tiết lặng giĩ?

Gợi ý phương pháp giải: Vận tốc của giọt nước mưa đối với xe đang chuyển

động bằng tổng vectơ của vận tốc đối với mặt đất và vận tốc của đất đối với xe. Hãy xét sự định hướng đối với nhau của ba vectơ đĩ.

Bài 6: Đo và tính xem 1cm trên ảnh hoạt nghiệm in trong sách giáo khoa

(hình 4.3 trang 26) ứng với bao nhiêu mét của quãng đường rơi thực của hịn bi. Cho rằng gia tốc rơi tự do của hịn bi là 9,8m/s2 và thời gian giữa hai chớp sáng liên tiếp là 0,03s.

Bài 7: Để tính gia tốc hướng tâm cĩ thể dùng các biểu thức sau:

a = v2/R và a = ω2.R

Từ biểu thức thứ nhất suy ra rằng, gia tốc hướng tâm tỷ lệ nghịch với khoảng cách giữa chất điểm và tâm quay, cịn từ biểu thức thứ hai thì phải tính đến kết luận ngược lại: Sự phụ thuộc giữa gia tốc hướng tâm và bán kính quay là tỷ lệ thuận. Tại sao lại cĩ mâu thuẫn này?.

Gợi ý phương pháp giải: Cần để ý đến đại lượng thứ ba cĩ mặt trong mỗi

cơng thức.

Bài 8: Trung tâm phĩng tên lửa vũ trụ của Châu Âu đặt ở Kourou trên đảo

Guyan (thuộc Pháp) nằm ở gần xích đạo. Hỏi với lý do vật lý nào, người ta lại chọn vị trí đĩ? Tại trung tâm phĩng tên lửa này, cần phải phĩng tên lửa về hướng nào để cĩ lợi về vận tốc?

Bài 9: Một đồng hồ cĩ kim gờ, kim phút và kim giây. Tìm các thời điểm mà

kim giờ và kim phút trùng nhau.

Bài 10: Tại sao trời khơng cĩ giĩ, người ngồi trên xe đang chạy thấy mưa rơi

xiên gĩc?

2.6. Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức chương

2.6.1. Bài học xây dựng kiến thức mới

Giáo án 1. Bài 2: CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU