9. Cấu trúc luận văn
2.3.3.Thiết kế giáo án bài “Sự rơi tự do” (Chương trình vật lý 10 ban cơ
VẬT LÝ 10 BAN CƠ BẢN)
A.CÁC QUAN NIỆM SAI LỆCH VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC
Trước và trong khi học bài này, học sinh thường cĩ các quan niệm sai lệch như sau:
Cách phát hiện:
- GV nêu câu hỏi: Cho các vật khác nhau như một tờ giấy, một hịn đá
cùng rơi ở một độ cao. Các vật sẽ rơi như thế nào? Tại sao?
- Đa số HS quan niệm: Vật nào nặng hơn sẽ rơi nhanh hơn vật nhẹ do tác
dụng của trọng lực.
Biện pháp khắc phục:
- GV tiến hành thí nghiệm: Lấy hai tờ giấy như nhau – vo viên một tờ, cho
rơi ở cùng độ cao.
- HS quan sát thí nghiệm và rút ra nhận xét: Hai vật nặng như nhau nhưng
khơng rơi như nhau.
Từ đĩ đi đến kể luận: Các vật rơi nhanh chậm khác nhau khơng phải do
khối lượng.
Quan niệm 2: Hình dạng của vật là nguyên nhân ảnh hưởng đến chuyển động rơi của nĩ.
Cách phát hiện:
- Dùng thí nghiệm với hai tờ giấy nêu trên và nêu câu hỏi để làm bộc lộ
quan niệm sai lệch của học sinh: Các vật rơi nhanh chậm khác nhau khơng
phải do khối lượng. Vậy nguyên nhân làm ảnh hưởng đến chuyển động rơi của vật là gì?
- HS quan sát thí nghiệm và đa số đều nhận thấy: Hai vật cĩ cùng khối
lượng nhưng hình dạng khác nhau nên rơi nhanh chậm khác nhau nên hình dạng của vật chính là nguyên nhân làm ảnh hưởng đến chuyển động rơi của nĩ.
- Cũng cĩ thể cĩ học sinh quan niệm đúng: Nguyên nhân làm ảnh hưởng
đến chuyển động rơi của vật là sức cản của khơng khí.
Biện pháp khắc phục:
- GV tiến hành thí nghiệm: Lấy hai tấm bìa A và B giống hệt nhau: tấm A
- HS quan sát và rút ra nhận xét: Nguyên nhân làm ảnh hưởng đến chuyển
động rơi của vật khơng phải do hình dạng của nĩ mà do sức cản của khơng khí.
- GV nêu câu hỏi: Càng làm giảm sức cản của khơng khí, các vật rơi
nhanh chậm như thế nào? Trong chân khơng, các vật khác nhau rơi như thế nào?
- HS: Càng làm giảm sức cản của khơng khí, các vật rơi nhanh chậm hơn (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
nhau ít hơn; trong chân khơng các vật khác nhau rơi như nhau.
- GV cho HS lần lượt tiến hành các thí nghiệm sau và rút ra kết luận
◦ Thí nghiệm 1: Đặt một tờ giấy lên trên một lá thép mỏng cĩ cùng kích thước rồi thả rơi, kết quả thí nghiệm cho thấy tờ giấy và lá thép gần như chạm đất cùng một lúc.
◦ Thí nghiệm 2: Thả rơi hai vật khác nhau trong ống Niu-tơn đã hút chân
khơng, hai vật rơi như nhau.
Kết luận: Khi khơng cĩ lực cản của khơng khí; các vật cĩ hình dạng, khối lượng khác nhau đều rơi như nhau.
B. GIÁO ÁN BÀI: SỰ RƠI TỰ DO I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức
- Phát biểu được định nghĩa rơi tự do; - Nêu được các đặc điểm của sự rơi tự do;
- Biết cách khảo sát chuyển động rơi tự do bằng thí nghiệm và viết được biểu thức tính gia tốc rơi tự do;
- Trình bày được sự phụ thuộc của gia tốc rơi tự do vào vị trí địa lí, độ cao.
- Viết được cơng thức tính quãng đường đi và vận tốc trong chuyển động rơi tự do.
2. Kỹ năng
- Đề xuất, thực hiện được các phương án thí nghiệm cũng như biết cách thu thập, xử lí số liệu để khảo sát sự rơi tự do của vật => rèn luyện cho học sinh kĩ năng quan sát, so sánh các hiện tượng xảy ra trong các thí nghiệm về sự rơi tự do.
- Vận dụng được các cơng thức tính gia tốc, đường đi, vận tốc rơi tự do để làm một số bài tập cĩ liên quan, giải tích được một số hiện tượng thực tế về sự rơi tự do.
3. Thái độ
- Tác phong làm việc khoa học, cĩ ý thức tự học.
- Sự hứng thú học tập mơn Vật lí, lịng yêu thích khoa học, tự tin phát biểu ý kiến xây dựng bài.
- Tính trung thực trong khoa học kết hợp chặt chẽ với tinh thần hợp tác trong học tập.
II. PHƯƠNG PHÁP
Phối hợp phương pháp thực nghiệm và các phương pháp dạy học khác.
III. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên
- Bộ thí nghiệm đo gia tốc rơi tự do. - Ống Niu-tơn đã hút chân khơng.
- Các vật nặng khác nhau làm thí nghiệm biểu diễn.
2. Học sinh
- Ơn lại kiến thức về chuyển động nhanh dần đều. -Học sinh học tập theo nhĩm.
IV. HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
- Nêu câu hỏi kiểm tra bài cũ:
Một hạt chuyển động trên trục Ox với phương trình: x = 4 -12t +3t2 (m) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
•Tính vận tốc lúc t = 1s?
•Vận tốc của vật bằng 0 tại thời điểm nào?
- Gọi học sinh lên bảng kiểm tra bài cũ
- Nhận xét câu trả lời và nhận xét của học sinh
- HS lắng nghe câu hỏi kiểm tra bài cũ.
- Một HS lên bảng trả lời câu hỏi kiểm tra bài cũ
- Các học sinh khác theo dõi, nhận xét câu trả lời của bạn.
Hoạt động 2: Khảo sát sự rơi của các vật trong khơng khí, xây dựng định nghĩa sự rơi tự do (10 phút)
(Mục tiêu: Phát biểu được định nghĩa rơi tự do, Nêu được các đặc điểm về
phương và chiều của sự rơi tự do)
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
- Tổ chức học sinh thành các nhĩm - Giao nhiệm vụ học tập cho các nhĩm
• Làm bộc lộ QN sai lệch của HS
- GV đặt câu hỏi: Cho các vật khác nhau
như một tờ giấy, một hịn đá cùng rơi ở một độ cao. Các vật sẽ rơi như thế nào? Tại sao?
Làm cho HS thấy được sự vơ lí của QN sai lệch
- GV tiếp tục đặt câu hỏi: Theo các em,
- Sắp xếp vào các nhĩm
- Nhận nhiệm vụ học tập, phân cơng nhiệm vụ giữa các thành viên
- HS cĩ thể đưa ra quan niệm:
Vật nào nặng hơn sẽ rơi nhanh hơn vật nhẹ do tác dụng của trọng lực.
vật nặng sẽ rơi nhanh hơn vật nhẹ, cĩ nghĩa là hai vật nặng như nhau sẽ rơi như nhau?
- GV yêu cầu HS đề xuất phương án thí nghiệm kiểm tra.
- GV tiến hành thí nghiệm: Lấy hai tờ
giấy như nhau – vo viên một tờ, cho rơi ở cùng độ cao, yêu cầu HS quan sát và rút
ra nhận xét.
Làm bộc lộ QN sai lệch tiếp theo của HS - GV đặt câu hỏi: Vậy nguyên nhân ảnh
hưởng đến chuyển động rơi của vật là gì?
Làm cho HS thấy được sự vơ lí của QN sai lệch
- GV yêu cầu học sinh đề xuất phương án thí nghiệm kiểm tra giả thuyết 1. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- GV cho học sinh tiến hành thí nghiệm:
Lấy hai tấm bìa A và B giống hệt nhau: tấm A để nguyên, tấm B cuộn trịn lại, cho
- HS dễ dàng chấp nhận giả thuyết này.
- HS đề xuất phương án thí nghiệm kiểm tra: Cho hai vật
nặng như nhau cùng rơi ở một độ cao.
- HS quan sát thí nghiệm và rút ra nhận xét: Hai vật nặng như nhau nhưng khơng rơi như nhau.
→ Như vậy, các vật rơi nhanh chậm khác nhau khơng phải do khối lượng.
- HS cĩ thể nêu một số giả thuyết:
• Phải chăng do hình dạng của vật? (Giả thuyết 1)
• Phải chăng do sức cản của khơng khí? (Giả thuyết 2)
- HS: Cho hai vật cĩ hình dạng
bên ngồi giống nhau rơi ở cùng một độ cao.
- HS tiến hành thí nghiệm, quan sát và rút ra nhận xét
rơi ở cùng một độ cao.
yêu cầu HS quan sát và rút ra nhận xét.
• Thảo luận đi đến kiến thức mới
- GV yêu cầu học sinh thảo luận và rút ra kết luận cuối cùng về nguyên nhân ảnh hưởng đến chuyển động rơi của vật.
- GV đặt câu hỏi: Càng làm giảm sức cản
của khơng khí, các vật rơi nhanh chậm như thế nào? Trong chân khơng, các vật khác nhau rơi như thế nào?
- GV cho HS tiến hành thí nghiệm theo nhĩm với ống Niu-tơn đã rút chân khơng và rút ra kết luận.
- GV giới thiệu định nghĩa sự rơi tự do. - GV yêu cầu các nhĩm làm thí nghiệm thả viên bi bên cạnh dây dọi (hình vẽ) để xác định phương, chiều của sự rơi tự do.
Vận dụng: GV nêu câu hỏi:
-Người nhảy dù cĩ rơi tự do khơng?
-Sự rơi của những vật nào sau đây cĩ thể
coi là rơi tự do: một hịn sỏi, một chiếc khăn, một mẫu phấn, một chiếc lá?
- HS thảo luận và rút ra kết
luận: Nguyên nhân ảnh hưởng
đến chuyển động rơi của vật khơng phải do hình dạng mà do sức cản của khơng khí.
- HS: Càng làm giảm sức cản
của khơng khí, các vật rơi nhanh chậm hơn nhau ít hơn; trong chân khơng các vật khác nhau rơi như nhau. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- HS tiến hành thí nghiệm theo nhĩm và rút ra kết luận: Khi
khơng cĩ lực cản của khơng khí; các vật cĩ hình dạng, khối lượng khác nhau đều rơi như nhau.
- Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ. - Các nhĩm tiến hành thí nghiệm và rút ra: Chuyển động
rơi tự do cĩ phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống dưới.
-HS: một hịn sỏi, một mẫu phấn.
Hoạt động 3: Tìm hiểu đặc điểm của chuyển động rơi tự do (5 phút)
(Mục tiêu: Nêu được đặc điểm của chuyển động rơi tự do)
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
- GV: Chuyển động rơi tự do cĩ giống với
một trong các dạng chuyển động mà ta đã học khơng?
- GV nêu câu hỏi: Làm thế nào để khảo
sát đặc điểm của chuyển động rơi tự do?
GV cĩ thể gợi ý bằng các câu hỏi:
Trong chuyển động của các viên bi trên máng nghiêng, nếu ta tăng dần độ dốc của máng nghiêng thì chuyển động của viên bi là chuyển động gì? Nếu tiếp tục tăng độ dốc thì chuyển động đĩ cĩ thay đổi dạng khơng?
- HS: Chuyển động rơi tự do là
chuyển động nhanh dần đều.
- HS: Chuyển động rơi tự do là một dạng chuyển động mới vì các dạng chuyển động mà ta đã học là chuyển động trên mặt phẳng ngang và mặt phẳng nghiêng.
- Các nhĩm thảo luận, trả lời các câu hỏi gợi ý của GV và đề xuất phương án thí nghiệm khảo sát đặc điểm của chuyển động rơi tự do: Cĩ thể dùng bộ
thí nghiệm khảo sát chuyển động nhanh dần đều để kiểm tra dự đốn.
- GV hướng dẫn các nhĩm bố trí và tiến hành thí nghiệm như mơ tả trong sách giáo khoa (Hình 6.4).
- GV yêu cầu HS rút ra nhận xét.
- Các nhĩm bố trí thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm và trình bày kết quả thí nghiệm.
- HS rút ra nhận xét: Chuyển
động rơi tự do là chuyển động nhanh dần đều.
Hoạt động 4: Tiến hành thí nghiệm đo gia tốc rơi tự do (13 phút)
(Biết được cách khảo sát sự rơi tự do bằng thí nghiệm và viết được biểu thức tính gia tốc rơi tự do)
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
- GV phát phiếu học tập cho mỗi nhĩm, giới thiệu và hướng dẫn HS tiến hành thí nghiệm đo gia tốc ở hình 6.5 SGK.
- GV yêu cầu HS rút ra nhận xét.
- GV: Nếu gọi g là gia tốc rơi tự do và (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
với lập luận về dạng chuyển động như
- HS nghe GV giới thiệu, hướng dẫn, tiến hành thí nghiệm theo từng nhĩm và điền số liệu vào bảng số liệu ở phiếu học tập: s (m) 0,4 0,6 0,8 t (s) S/t2 (m/s2) - HS rút ra nhận xét: Thương số S/t2 cĩ giá trị gần bằng nhau. - HS: Tính g theo cơng thức: 2 2 t s g =
ở trên, theo lý thuyết, ta cĩ thể tính được gia tốc g theo cơng thức nào?
- GV yêu cầu học sinh đối chiếu với kết quả thực nghiệm và rút ra kết luận.
- GV thơng báo: Trong phạm vi sai số
cho phép, gia tốc của chuyển động rơi tự do là khơng đổi.
- GV thơng báo kết quả thí nghiệm ném một vật lên cao và phát biểu kết luận:
Tại cùng một nơi trên trái đất, các vật rơi tự do đều cĩ cùng một gia tốc g. Giá trị này được lấy gần đúng là 9,8m/s2.
- HS rút ra nhận xét: Các kết quả
thí tính tốn được cĩ giá trị gần bằng nhau.
- HS tiếp thu, ghi nhớ.
- HS tiếp thu, ghi nhớ.
Hoạt động 5: Thiết lập cơng thức tính quãng đường đi được và vận tốc
trong chuyển động rơi tự do (5 phút)
(Mục tiêu: Viết được cơng thức tính quãng đường đi được và vận tốc trong chuyển động rơi tự do)
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
- GV yêu cầu học sinh nhắc lại cơng thức tính quãng đường và vận tốc trong chuyển động biến đổi đều.
- Từ đĩ GV gợi ý cho HS thiết lập cơng thức tính quãng đường đi được và vận tốc của vật rơi tự do khơng vận tốc đầu.
- HS nhắc lại cơng thức tính quãng đường và vận tốc trong chuyển động thẳng nhanh dần đều: 2 0 2 1 at t v s= + v=v0+at
- HS thiết lập cơng thức tính quãng đường đi được và vận tốc của vật rơi tự do khơng vận tốc đầu:
2 2 1
gt s=
- GV lưu ý: Vật được ném theo
phương thẳng đứng với vận tốc ban đầu v0 cũng được coi là chuyển động rơi tự do.
v =gt
- Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ.
Hoạt động 6: Vận dụng, củng cố (5 phút)
(Mục tiêu: Vận dụng cơng thức tính quãng đường đi được và vận tốc trong chuyển động rơi tự do để giải được một số bài tập đơn giản)
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
- GV cho HS làm bài tập vận dụng: Một (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
vật rơi tự do khơng vận tốc đầu từ độ cao 45 m. Tìm vận tốc của nĩ khi chạm đất. Cho g=10m/s2 .
- GV hướng dẫn và gọi HS lên bảng làm bài.
- GV yêu cầu các HS cịn lại theo dõi và nhận xét bài làm của bạn.
- GV hướng dẫn HS hệ thống lại những nội dung kiến thức trọng tâm của bài học.
- HS ghi đề bài, cá nhân làm bài tập
- HS nghe hướng dẫn, lên bảng làm bài: ◦ Từ phương trình: 2 2 1 gt s= suy ra 3 10 45 . 2 2 = = = g s t s ◦ Vận tốc của vật khi chạm đất: 30 3 . 10 = = =gt v (m/s) - Các HS khác theo dõi và nhận xét bài làm của bạn.
- Dưới sự hướng dẫn của giáo viên, HS hệ thống lại những nội dung kiến thức trọng tâm của bài học.
Hoạt động 7: Giao nhiệm vụ học tập ở nhà (2 phút)
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
- GV ra bài tập về nhà: Bài tập trong SGK và các bài tập trong sách bài tập cĩ liên quan.
- HS ghi bài tập về nhà.
IV. Rút kinh nghiệm
... ... ...
Kết luận chương 2
Để thực hiện mục tiêu đề ra là dạy học chương “Động học chật điểm” vật lý lớp 10 ban cơ bản bằng cách vận dụng dạy học kiến tạo, trong chương này, tơi đã nghiên cứu mục tiêu dạy học, phân tích cấu trúc của chương, nêu ra các quan niệm sai lầm của học sinh và biện pháp khắc phục các quan niệm sai lầm đĩ. Bên cạnh đĩ, tơi cũng nêu ra quy trình soạn thảo bài học theo dạy học kiến tạo và đồng thời biên soạn 3 giáo án vận dụng dạy học kiến tạo nhằm khắc phục quan niệm sai lệch của học sinh khi học chương “Động học chất điểm”:
Bài 1: Chuyển động cơ.
Bài 2: Chuyển động thẳng biến đổi đều. Bài 3: Sự rơi tự do.