8. Cấu trỳc của luận văn
2.5.2.Bài thứ hai: Chuyển động bằng phản lực Bài tập về định luật
toàn động lượng.
2.5.2.1. Mục tiờu bài giảng
a) Về kiến thức: Nắm được nguyờn tắc chuyển động bằng phản lực; Hiểu và phõn biệt được hoạt động của động cơ của mỏy bay phản lực và tờn lửa vụ trụ.
b) Về kĩ năng: Từ lời giải của cỏc bài tập mẫu, hiểu cỏch vận dụng và giải những bài tập về định luật bảo toàn động lượng.
c) Về giỏo dục thỏi độ, tỡnh cảm: HS phải cú thỏi độ trung thực, khỏch quan, hợp tỏc, biết lắng nghe ý kiến người khỏc và tham gia chủ động tớch cực để xõy dựng kiến thức mới; Cú ý thức tớch cực chuẩn bị cho bài học qua đú giỳp cỏc em yờu thớch được một số chuyển động theo nguyờn tắc phản lực trong thực tiễn.
2.5.2.2. Chuẩn bị bài giảng
a) Điều tra hiểu biết, quan niệm của HS. GV tổ chức cho HS trả lời cỏc cõu hỏi sau: Phiếu điều tra (phụ lục 3)
b) Qua cỏc cõu hỏi trờn, ta quan tõm đến cỏc cõu trả lời và lập luận của HS (đặc biệt chỳ ý khai thỏc cõu trả lời của HS liờn quan đến cõu hỏi 3,4 và 5). Cõu hỏi 3 và cõu hỏi 4 với mục đớch kiểm tra sự nắm vững kiến thức của HS, qua cỏc cõu hỏi này cỏc em cũng đó hiểu rừ hơn sự bảo toàn động lượng - điều quan trọng nhất
68
của chương trỡnh này. Mục đớch cõu 5 là đề kiểm tra cỏc em cú thể hiểu thế nào là hệ kớn khụng.
c) Xỏc định mục tiờu nghiờn cứu.
Trờn cơ sở kết quả điều tra quan niệm, hiểu biết của HS, tụi nghiờn cứu quỏ trỡnh tổ chức DH một số nội dung kiến thức của bài theo hướng: Thay đổi, phỏt triển quan niệm về chuyển động bằng phản lực, giỳp HS hiểu sõu sắc nguyờn tắc của chuyển động này nhằm tạo hứng thỳ cho cỏc em và nõng cao chất lượng nắm vững kiến thức khi học chương cỏc Định luật bảo toàn và ỏp dụng để giải cỏc bài tập vật lớ. HS nắm và hiểu rừ nguyờn tắc chuyển động theo nguyờn tắc phản lực với chuyển động nhờ phản lực (tuõn theo đinh luật III Niutơn).
2.5.2.3. Dự kiến xõy dựng phương ỏn DH. Về nội dung: chia bài giảng thành
04 đơn vị kiến thức (ĐVKT)
ĐVKT 1: Nguyờn tắc chuyển động bằng phản lực. ĐVKT 2: Động cơ phản lực. Tia lửa
ĐVKT 3: Bài tập về cỏc định luật bảo toàn động lượng. ĐVKT 4: Củng cố và hướng dẫn HS học ở nhà.
Trong đú:
Những ĐVKT chỉ mang tớnh thụng bỏo và làm rừ: 2, 3 và 4. Những ĐVKT sẽ tổ chức cho HS tự xõy dựng theo LTKT: 1.
2.5.2.4. Chuẩn bị thớ nghiệm thực hành
a) GV: Chuẩn bị mỏy tớnh xỏch tay + Projector + Cỏc đoạn Film Video ngắn về chuyển động bằng phản lực: sỳng giật khi bắn, tờn lửa dời bệ phúng, chuyển động của quả búng bay. Cỏc đoạn Film Video về chuyển động khụng theo nguyờn tắc phản lực: Chuyển động của vận động viờn khi lấy đà xuất phỏt.
b) HS: Một xe lăn, trờn xe lăn cú gắn một đầu bỳt bi và một quả búng bay; Mụ hỡnh mỏy bay phản lực gắn vào đầu một thanh nhẹ cú thể quay quanh một trục thẳng đứng cố định. Đuụi mỏy bay gắn một quả búng bay; ễn lại khỏi niệm bảo
69
toàn đó được biết khi học định luật bảo toàn, định luật II, III Niutơn, cụng thức gia tốc.
2.5.2.5. Thiết kế bài giảng
Hoạt động của học sinh Trợ giỳp của GV
Hoạt động 1: Kiểm tra, chuẩn bị điều kiện xuất phỏt. Đề xuất vấn đề.
Cỏ nhõn HS suy nghĩ, trả lời. Khoảng thời gian dành cho hoạt động này khoảng 5 phỳt
Cỏc cõu hỏi để kiểm tra bài cũ và phục vụ nội dung bài giảng.
- Phỏt biểu nội dung định luật bảo toàn động lượng?
- Một quả búng chuyển động đến va chạm vào tường và nẩy lại. Lực nào là nguyờn nhõn gõy ra chuyển động nẩy lại của quả búng?
Đặt vấn đề: Một nhà du hành vũ trụ đó ra ngoài khụng gian vũ trụ cần trở lại con (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
tàu của mỡnh. Trờn mặt đất điều này khụng cú vấn đề gỡ khú khăn, để trở về nhà mỡnh chỉ cần đi bộ một đoạn đường, nhưng trong khụng gian mọi chuyện phức tạp hơn rất nhiều, vỡ người ta chẳng biết đặt chõn lờn đõu mà đẩy cả.
Vậy để di chuyển khi đú nhà du hành vũ trụ phải làm gỡ? Hoạt động 2: Tỡm hiểu nguyờn tắc
chuyển động bằng phản lực.
Xem đoạn băng Video về chuyển động của một HS dậm đà để xuất phỏt trong cuộc thi chạy 100m (Chỳ ý tập trung quan sỏt hiện tượng tại chỗ tiếp xỳc giữa chõn và chỗ dậm đà). Thảo luận và
Bước 1: Làm bộc lộ hiểu biết, QNS hoặc chưa đầy đỷ của HS.
Cõu hỏi C1: Em hóy quan sỏt và giải thớch nguyờn nhõn nào giỳp bạn HS lao về phớa trước một cỏch nhanh chúng?
70 trả lời cõu hỏi C1. Cỏc phương ỏn trả lời cú thể như sau:
Phương ỏn 1 (Phương ỏn sai): Áp dụng cho định luật bảo toàn động lượng cho hệ người và trỏi đất, khi người chuyển động về một phớa thỡ bàn dậm đà phải chuyển động theo hướng ngược lại.
Bỡnh luận: Phương ỏn trả lời này sai ở chỗ hệ đang xột khụng phải là hệ kớn trong toàn bộ thời gian diễn ra quỏ trỡnh. HS cú thể ngộ nhận đõy chớnh là chuyển động theo nguyờn tắc phản lực. Phương ỏn 2: ỏp dụng định luật III
Niutơn, khi dậm đà thỡ chõn đó tỏc dụng lờn mặt đất một lực F1 và chớnh phản lực của mặt đất lờn chõn HS đú đó giỳp cho bạn dậm đà một cỏch nhanh chúng. Đõy cũng khụng phải chuyển động bằng phản lực.
Bỡnh luận: Đõy cũng khụng phải chuyển động bằng phản lực. Tuy nhiờn, GV cần nhấn mạnh ý phản lực ở đõy (phản lực theo ĐL III Niutơn)
Sau khi quan sỏt đoạn băng Video, HS dễ dàng trả lời được hướng chuyển động của sỳng và của đạn là ngược nhau. Tuy nhiờn, khi giải thớch hiện tượng cỏc phương ỏn trả lời cú thể: Khi búp cũ cú một lực tỏc dụng lờn đạn để đạn bay về phớa trước, thỡ theo định luật III Niutơn phản lực sẽ tỏc dụng lờn sỳng một lực đẩy sỳng chuyển động ngược trở lại, lờn sỳng bị giật lại phớa sau.
Cho HS quan sỏt đoạn băng Video về hiện tượng sỳng giật khi bắn. Yờu cầu HS trả lời cỏc cõu hỏi sau:
Cõu hỏi C2: Hiện tượng xảy ra như thế nào? Hướng chuyển động của sỳng như thế nào so với hướng chuyển động của đạn? Em hóy giải thớch hiện tượng quan sỏt được.
Phương ỏn trả lời cõu hỏi C3 của HS cú thể như sau:
+ Thuyền nhỏ lựi lại vỡ: thuyền tỏc dụng
Về một hiện tượng cú liờn quan đến kinh nghiệm sống của cỏc em: Khi người bước từ một thuyền nhỏ lờn bờ thỡ
71 vào chõn ta một lực, đẩy ta chuyển động một lực bước lờn bờ, thỡ theo định luật III Niutơn chõn ta tỏc dụng vào thuyền một lực đẩy thuyền lựi lại.
+ Do một chõn bước lờn bờ tỏc dụng vào bờ một lực hướng lờn, chõn kia sẽ đẩy thuyền chuyển động ngược lại.
+ Thuyền chuyển động ngược lại là do lực tương tỏc giữa người và thuyền.
thuyền lựi lại.
Cõu hỏi C3: Theo cỏc em, tại sao thuyền nhỏ chuyển động lựi lại?
Bỡnh luận: Đến đõy, cú thể núi rằng thụng qua kiến thức cũ và kinh nghiệm sống xuất hiện quan niệm chưa đỳng của HS về chuyển động bằng phản lực. HS cho rằng do tương tỏc mà một vật chuyển động thỡ đều nhờ phản lực (theo định luật III Niutơn).
Cú thể là: Thổi khớ vào quả búng bay, sau đú thả tay ra thỡ xe sẽ chuyển động. HS lờn bảng tiến hành thớ nghiệm.
Bước 2: Thay đổi phỏt triển quan niệm, hiểu biết ban đầu xõy dựng kiến thức mới.
Cho HS tiến hành thớ nghiệm: Cho một xe lăn, trờn xe lăn cú gắn một đầu bỳt bi và một quả búng bay gắn vào đầu bỳt bi như hỡnh vẽ. Hóy nghĩ cỏch làm cho xe chuyển động mà khụng được dựng tay hay cỏc vật khỏc tỏc dụng vào chiếc xe? - Yờu cầu học sinh lờn tiến hành thớ nghiệm kiểm tra phương ỏn đưa ra. Thảo luận theo nhúm để trả lời cỏc cõu
hỏi.
Cõu hỏi 4: Hệ sỳng và đạn ngay tại thời điểm khi bắn là hệ kớn (do nội lực rất lớn) cho nờn cú thể ỏp dụng được định luật bảo toàn động lượng. Đối với hệ
Cho HS quan sỏt lại một lần nữa cỏc đoạn băng Video núi trờn Yờu cầu cỏc HS trả lời cỏc cõu hỏi sau:
Cõu hỏi C4: Cú thể ỏp dụng định luật Bảo toàn động lượng cho Hệ sỳng + đạn; hệ người chạy (HS) + trỏi đất; hệ người (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
72 người chạy dậm đà và trỏi đất là hệ kớn cho nờn ỏp dụng định luật bảo toàn động lượng. Tương tự, hệ người và thuyền nhỏ ngay tại thời điểm người bước lờn bờ là hệ kớn.
+ thuyền nhỏ đó nờu ở trờn khụng? Tại sao?
Cõu hỏi 5:
- Khối lượng của hệ: người chạy + trỏi đất là khụng thay đổi.
- Khối lượng của hệ: sỳng + đạn và người + thuyền nhỏ cú thay đổi (GIẢM) sau khi hiện tượng xảy ra.
- Sỳng và đạn là một hệ kớn, vỡ vậy khi đạn bắn ra thỡ sỳng phải cú động lượng bằng và ngược chiều với đạn.
Tương tự, thuyền sẽ chuyển động ngược lại khi người bước lờn bờ.
Cõu hỏi C5: Qua quan sỏt, em cú nhận xột gỡ về khối lượng của cả hệ trước và sau khi xảy ra hiện tượng.
Mục đớch: cho HS thấy rằng để ỏp dụng định luật bảo toàn giải thớch hiện tượng vật lớ thỡ trước tiờn phải xem xột hệ vật lớ cú phải là hệ kớn khụng.
Bỡnh luận: Đến đõy HS thấy rằng khối lượng của hệ giảm trong cỏc hiện tượng
vật lớ đang xột: cú nghĩa khi một phần của hệ kớn chuyển động về một phớa thỡ phần cũn lại chuyển động theo hướng ngược lại.
Thụng bỏo: Chuyển động của sỳng giật và chuyển động của thuyền như nờu ở đõy
là chuyển động bằng phản lực.
- Vậy chuyển động bằng phản lực là gỡ? - Yờu cầu HS trả lời cõu hỏi C1 SGK.
GV giới thiệu một con quay nước, thực chất là một cỏi phễu, phần dưới thụng với
một cỏi ống thụng với một ống cú hai đầu bẻ hai hướng song song ngược chiều nhau. Phễu được treo bằng một sợi dõy và ban đầu đứng yờn.
- Cho thờm một cốc nước sạch, khụng được dựng tay quay, hóy nghĩ phương ỏn làm cho con quay chuyển động quay?
73
Hoạt động 3: Nguyờn tắc hoạt động của động cơ phản lực, tờn lửa
Cỏ nhõn nờu vớ dụ. Cú thể là: chuyển động của mỏy bay phản lực, phỏo thăng thiờn, tờn lửa, chuyển động của con cỏ mực....
Ngoài những chuyển động như sỳng giật khi bắn, con quay nước. Hóy lấy một vớ dụ về chuyển động bằng phản lực trong đời sống?
GV nhấn mạnh lớ do đặt tờn là mỏy bay phản lực.
- Mỏy bay chứa nhiờn liệu, khi chỏy khi phụt về phớa sau tạo ra phản lực đẩy mỏy bay.
- Mỏy bay cỏnh quạt chuyển động do luồng khớ dưới cỏnh quạt tạo ra khi cỏnh quạt quay.
- Tại sao núi chuyển động của mỏy bay phản lực là chuyển động bằng phản lực? GV giải thớch rừ nguyờn tắc hoạt động của mỏy bay phản lực.
- Yờu cầu HS trả lời cõu hỏi C2.
- Giải thớch chuyển động của tờn lửa: Chuyển động của tờn lửa cũng giống như chuyển động của mỏy bay phản lực.
Cỏ nhõn tiếp thu ghi nhớ Yờu cầu HS đọc thờm phần thụng tin bổ sung được in chữ nhỏ trong SGK.
74
định luật bảo toàn động lượng. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Cỏ nhõn làm bài theo sự định hướng của GV.
định luật bảo toàn.
GV yờu cầu HS làm cỏc bài tập vận dụng ở SGK.
Định hướng của GV (nếu cần):
Bài 1: Tại sao khi nộm bỡnh khớ theo hướng ngược lại thỡ nhà du hành vũ trụ lại chuyển động về phớa tàu? Để xỏc định vận tốc của nhà du hành vũ trụ sau khi nộm bỡnh khớ ta phải ỏp dụng định luật nào?
Bài 3: Đối với bài này HS thường gặp khú khăn trong việc tỡm hướng bay của mảnh đạn thứ hai. Cõu hỏi:
- Áp dụng định luật nào để giải được bài toỏn? Tại sao cú thể coi hệ là hệ kớn? - Biểu diễn cỏc vộc tơ động lượng trước và sau khi viờn đạn nổ?
- Cần ỏp dụng quy tắc nào để biểu diễn hướng của vộc tơ động lượng của mảnh đạn thứ hai?
- Bằng cỏch nào cú thể đưa biểu thức của định luật bảo toàn động lượng của dạng vộc tơ về dạng đại số?
Hoạt động 5: Củng cố bài học và định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo.
Cỏ nhõn nhận nhiệm vụ học tập.
Nhiệm vụ khỏc: làm con quay nước như đó giới thiệu ở trờn.
Vào trang Web: www.google.com.vn để sưu tầm, tra cứu và lấy thờm cỏc vớ dụ về chuyển động bằng phản lực
- Trỡnh bày nguyờn tắc của chuyển động bằng phản lực?
- Mụ tả và giải thớch chuyển động của loài mực trong nước?
Bài tập về nhà:
Quan sỏt trong thực tế để lấy thờm cỏc vớ dụ về chuyển động theo nguyờn tắc phản lực. Làm bài tập 1, 2, 3 trong SGK. ễn lại khỏi niệm cụng đó học ở THCS.
2.5.2.6. Cõu hỏi trắc nghiệm
75
1 Sự chuyển động tờn lửa vào khụng gian. 1 Sự chuyển động của mỏy bay lờn khụng trung.
1 Sự giật lựi của thuyền khi người trờn thuyền nhảy vào bờ. 1 Sự chuyển động của quả phỏo hoa.
Cõu 2: HS trả lời cõu hỏi của GV khi đặt vấn đề: làm thế nào để người phi cụng cú thể quay trở lại tầu?
Người đú phải nộm về phớa ngược lại với hướng chuyển động về tầu một vật nào đú (VD: bỡnh dưỡng khớ).