9. Cấu trúc luận văn
2.3.2.Thiết kế giáo án bài “Chuyển động thẳng biến đổi đều” (Chương trình
ĐỀU (CHƯƠNG TRÌNH 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:
Khi học bài “Chuyển động thẳng biến đổi đều”, để đơn giản chúng ta chọn chiều dương là chiều chuyển động, lúc đĩ nếu a > 0 thì chuyển động là nhanh dần đều cịn a < 0 thì chuyển động là chậm dần đều. Nếu GV khơng lưu ý và nhấn mạnh rằng kết luận trên chỉ đúng khi chọn chiều dương là chiều chuyển động thì HS sẽ quan niệm kết luận đĩ đúng cho cả khi chúng ta chọn chiều dương ngược với chiều chuyển động.
Quan niệm 1: Trong chuyển động thẳng nhanh dần đều, gia tốc luơn dương, cịn trong chuyển động thẳng chậm dần đều, gia tốc luơn âm.
- Cách phát hiện:
- GV nêu câu hỏi: Gia tốc cĩ thể dương, cĩ thể âm. Vậy trong trường hợp nào thì gia tốc dương, trong trường hợp nào thì gia tốc âm?
- Đa số HS quan niệm: trong chuyển động thẳng nhanh dần đều thì gia tốc
dương cịn trong chuyển động thẳng chậm dần đều thì gia tốc âm.
Biện pháp khắc phục:
- GV đưa ra ví dụ: Hai điểm A và B cách nhau 130 m. Xe thứ nhất chuyển động chậm dần đều theo hướng từ A về B, khi qua A cĩ vận tốc 5m/s, gia tốc 0,2 m/s2 . Xe thứ hai đi theo hướng từ B về A, chuyển động nhanh dần đều , khi qua B cĩ vận tốc 1,5 m/s, gia tốc 0,2 m/s2. Chọn gốc thời gian lúc 2 xe
xuất phát, gốc tọa độ tại A, chiều từ A đến B là chiều dương. Sau bao lâu thì hai xe gặp nhau.
- HS quan niệm chuyển động chậm dần đều thì gia tốc âm => xe đi từ A cĩ
2 1 0, 2 /
a = − m s cịn nhanh dần đều thì gia tốc dương => xe đi từ B cĩ gia tốc
2 2 0, 2 /
a = m s . Vì thế phương trình chuyển động của hai xe cĩ dạng:
2 1 5 0,1
x = −t t và 2
2 130 1,5 0,1
x = − t+ t . Khi x1=x2 thì giá trị của thời gian t <0.
Điều này vơ lý.
- GV chỉ rõ vì xe đi từ A cùng chiều dương nên vận tốc v1>0, chuyển động chậm dần đều nên gia tốc trái dấu với vận tốc => 2
1 0, 2 /
a = − m s
Xe đi từ B chuyển động ngược chiều dương nên v2<0, chuyển động nhanh dần đều nên gia tốc cùng dấu với vận tốc => 2
2 0, 2 /
a = − m s
Khi đĩ, phương trình chuyển động của hai xe cĩ dạng:
2 1 5 0,1
x = −t t và 2 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2 130 1,5 0,1
x = − t− t . Khi x1=x2 thì giá trị của thời gian là
t= 20 (s)
Từ đĩ đi đến kể luận: Khơng phải trong chuyển động thẳng nhanh dần đều
thì gia tốc dương cịn trong chuyển động thẳng chậm dần đều thì gia tốc âm. Mà trong chuyển động nhanh dần đều thì gia tốc cùng dấu với vận tốc cịn trong chuyển động chậm dần đều thì gia tốc trái dấu với vận tốc.
Quan niệm 2: Gia tốc trong chuyển động thẳng nhanh dần đều bao giờ cũng lớn hơn gia tốc trong chuyển động thẳng chậm dần đều.
-Cách phát hiện:
- Các em cĩ nhận xét gì về độ lớn của gia tốc trong chuyển động nhanh
dần đều và độ lớn của gia tốc trong chuyển động thẳng chậm dần đều khơng? - HS sẽ trả lời gia tốc trong chuyển động thẳng nhanh dần đều bao giờ cũng lớn hơn gia tốc trong chuyển động thẳng chậm dần đều.
-Biện pháp khắc phục:
- GV đưa ra ví dụ: Một ơ tơ đang chạy với vận tốc 36 km/h thì tăng tốc, chuyển động nhanh dần đều, sau 20 giây đạt được vận tốc 50,4 km/h. Một
đồn tàu vào ga đang chuyển động với vận tốc 36 km/h thì hãm phanh chuyển động chậm dần đều, sau 20 giây thì vận tốc cịn 18 km/h. So sánh gia tốc của ơ tơ và tàu?
Trong trường hợp này thì ơ tơ chuyển động nhanh dần đều, gia tốc của ơ tơ cĩ độ lớn là 0,2 m/s2, cịn đồn tàu mặc dù chuyển động chậm dần đều nhưng gia tốc của đồn tàu cĩ độ lớn là 0,25 m/s2.
Từ đĩ đi đến kể luận: gia tốc là đại lượng đặc trưng cho tốc độ biến thiên của vận tốc, khơng phải gia tốc trong chuyển động thẳng nhanh dần đều bao giờ cũng lớn hơn gia tốc trong chuyển động thẳng chậm dần đều.
B. GIÁO ÁN BÀI: CHUYỂN ĐỘNG THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức
- Nêu được vận tốc tức thời là gì.
- Nêu được ví dụ về chuyển động thẳng biến đổi đều (nhanh dần đều, chậm dần đều).
- Nêu được đặc điểm, viết được cơng thức của vectơ gia tốc trong chuyển động thẳng nhanh dần đều.
- Viết được cơng thức tính vận tốc, phương trình chuyển động từ đĩ suy ra cơng thức tính quãng đường đi được của chuyển động thẳng nhanh dần đều. - Viết được các cơng thức tính gia tốc, vận tốc, quãng được đi được và phương
trình chuyển động của chuyển động thẳng biến đổi đều. 2. Kỹ năng
- Biết cách lập cơng thức và tính được các đại lượng trong cơng thức của chuyển động thẳng biến đổi đều .
- Vẽ được đồ thị vận tốc-thời gian của chuyển động thẳng biến đổi đều. - Vận dụng được các cơng thức trên để giải các bài tốn.
3. Thái độ
- Nhiệt tình, sơi nổi trong quá trình học tập.
- Tập trung, nghiêm túc và đưa ra ý kiến cá nhân, nhận xét, kết luận. - Hứng thú, yêu thích mơn học .
II. PHƯƠNG PHÁP
III.CHUẨN BỊ
1. Gíao viên (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Đưa ra các ví dụ nhằm khắc phục những quan niệm sai lầm của học sinh. 2. Học sinh
- Ơn lại kiến thức về chuyển động thẳng đều. - Đọc và soạn trước bài ở nhà.
IV. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
Kiểm tra bài cũ (7 phút)
Chuyển động thẳng đều là gì? Viết cơng thức tính quãng đường đi được và toạ độ của vật trong chuyển động thẳng đều.
Tiết 1:
Hoạt động 1 (10 phút): Tìm hiểu khái niệm vận tốc tức thời và thế nào là
chuyển động thẳng biến đổi đều.
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
1. 1/ Độ lớn của vận tốc tức thời
Một vật đang chuyển động thẳng khơng đều, làm thế nào để biết tại một điểm M nào đĩ vật đang chuyển động nhanh hay chậm?
- Vận tốc tức thời tính bằng cơng thức nào? Ý nghĩa vật lý của vận tốc tức thời?
-Trả lời C1?
2/ Vectơ vận tốc tức thời - Yêu cầu HS trả lời C2?
- Học sinh đọc SGK và suy nghĩ.
- Vận tốc tức thời cho ta biết tại đĩ vật chuyển động nhanh hay chậm.
- Trả lời: ∆s=v.∆t =0,1m Học sinh đọc SGK và suy nghĩ trả lời.
- Vận tốc tức thời ơ tơ con là 40km/h và ơ tơ tải là 30km/h, đi theo hướng Tây- Đơng.
3/ Chuyển động thẳng biến đổi đều
Thế nào là chuyển động thẳng biến đổi đều?
- Cĩ thể phân chuyển động thẳng biến đổi đều thành các dạng chuyển động nào?
- HS tự suy nghĩ trả lời.
- Nhanh dần đều và chậm dần đều.
Hoạt động 2 (13 phút): Tìm hiểu các khái niệm và biểu thức của gia tốc,
vận tốc trong chuyển động thẳng nhanh dần đều.
CHUYỂN ĐỘNG THẲNG NHANH DẦN ĐỀU
1. 1/ Gia tốc trong chuyển động thẳng nhanh
dần đều
a/ Khái niệm gia tốc:
Xét viên bi chuyển động lăn trên mặt phẳng nghiêng v0 ở thời điểm t0 và v là vận tốc ở thời điểm t sau đĩ: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Vận tốc v như thế nào với v0?
- Nêu ý nghĩa của việc đưa ra khái niệm gia tốc.
- Giúp HS xây dựng cơng thức tính gia tốc.
- Đơn vị gia tốc?
b/ Vectơ gia tốc: Gia tốc là đại lượng vơ hướng hay vectơ? Vì sao?
- Vectơ a cĩ chiều cùng chiều với vectơ nào?
- Kết luận gì về phương chiều của a trong chuyển động nhanh dần đểu?
- Vận tốc vật thay đổi, độ biến thiên vận tốc: ∆v =v−v0
- Lắng nghe và ghi nhận.
- Trả lời: ….
Gia tốc là một đại lượng vectơ vì ∆v là một vectơ.
- Vecto a cùng hướng với
v
- Trong chuyển động thẳng đều thì gia tốc cĩ độ lớn bao nhiêu? Vì sao?
- Trong chuyển động thẳng đều thì a = 0 vì: ∆v = 0
Hoạt động 3 (10 phút): Tìm hiểu các khái niệm và biểu thức của gia tốc, vận
tốc trong chuyển động thẳng nhanh dần đều.
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
2. 2/ Vận tốc của chuyển động thẳng nhanh
dần đều
a/ Cơng thức tính vận tốc:
Hãy xây dựng cơng thức tính vận tốc?
- So sánh dấu của gia tốc và vận tốc?
b/ Đồ thị vận tốc – thời gian:
Đồ thị vận tốc – thời gian cĩ dạng như thế nào? Vì sao? - Cách vẽ? Ta cĩ: 0 0 t t v v a − − = Chọn gốc thời gian t0 = 0 => v = v0 + at Đồ thị là một đường thẳng vì phương trình vận tốc cĩ dạng hàm bậc nhất. Hoạt động 4 (5 phút): vận dụng
-Yêu cầu HS làm bài 9, bài 10 trang 22 SGK.
-Yêu cầu HS nhắc lại quy ước về dấu của gia tốc và vận tốc trong chuyển động thẳng biến đổi đều.
Làm bài 9, bài 10.
Tiết 2:
Hoạt động 1 (10 phút): Xây dựng cơng thức tính quãng đường và thành (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
lập phương trình chuyển động của chuyển động thẳng nhanh dần đều. 3/ Cơng thức tính quãng đường đi được của
chuyển động thẳng nhanh dần đều
Nhắc lại cơng thức tính tốc độ trung bình của chuyển động?
- Đặc điểm của tốc độ trong chuyển động thẳng nhanh dần đều?
- Hãy xây dựng cơng thức tính quãng đường? - Trả lời C4; C5?
1. 4/ Cơng thức liên hệ giữa gia tốc, vận tốc và
quãng đường đi được của chuyển động thẳng nhanh dần đều
Hãy tìm cơng thức liên hệ giữa gia tốc, vận tốc và quãng đường đi?
1. 5/ Phương trình chuyển động của chuyển động
nhanh dần đều
Phương trình chuyển động
0
x xM
O A
Vị trí M xác đinh như thế nào?
t s vtb =
- Vì tốc độ biến thiên đều nên giá trị trung bình bằng trung bình cộng: 2 0 v v vtb = + Và v = v0 +at => s = vtb.t = v v t 2 0 + = 2 0 2 1 at t v + Từ v = v0 + at Và s = 2 0 2 1 at t v + = > Cơng thức Ta cĩ: x = x0 + s = 2 0 0 2 1 at t v x + +
Hoạt động 2 (10 phút): Tìm hiểu các đặc điểm của chuyển động thẳng chậm dần đều.
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
CHUYỂN ĐỘNG THẲNG CHẬM DẦN ĐỀU
- Các cơng thức gia tốc, vận tốc, quãng đường và phương trình chuyển động của chuyển động thẳng chậm dần đều tương tự như với nhanh dần đều, chỉ khác về dấu của các đại lượng trong cơng thức.
- Trả lời C7?
- Phương trình vận tốc và phương trình chuyển động sau là của chuyển động nào? Vì sao? v=−10+2t x =−15t−2t2 - Tiếp thu. - C7: t = 30s và s = 45m - Phương trình vận tốc của chuyển động chậm dần đều: vì v0 và a trái dấu. - Phương trình chuyển động là nhanh dần đều vì: v0 và a cùng dấu.
V.CỦNG CỐ (25 phút):Ở phần này giáo viên đặt câu hỏi, đưa ra ví dụ để học
sinh cĩ điều kiện bộc lộ quan niệm của mình.
Ví dụ 1: Nhằm khắc phục quan niệm:Trong chuyển động thẳng nhanh dần
đều, gia tốc luơn dương, cịn trong chuyển động thẳng chậm dần đều, gia tốc luơn âm
Hai điểm A và B cách nhau 130 m. Xe thứ nhất chuyển động chậm dần đều theo hướng từ A về B, khi qua A cĩ vận tốc 5m/s, gia tốc 0,2 m/s2 . Xe thứ hai đi theo hướng từ B về A, chuyển động nhanh dần đều , khi qua B cĩ vận tốc 1,5 m/s, gia tốc 0,2 m/s2. Chọn gốc thời gian lúc 2 xe xuất phát, gốc tọa độ tại A, chiều từ A đến B là chiều dương. Sau bao lâu thì hai xe gặp nhau.
Ví dụ 2: Nhằm khắc phục quan niệm: Gia tốc trong chuyển động thẳng
nhanh dần đều bao giờ cũng lớn hơn gia tốc trong chuyển động thẳng chậm dần đều. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Một ơ tơ đang chạy với vận tốc 36 km/h thì tăng tốc, chuyển động nhanh dần đều, sau 20 giây đạt được vận tốc 50,4 km/h. Một đồn tàu vào ga đang chuyển động với vận tốc 36 km/h thì hãm phanh chuyển động chậm dần đều, sau 20 giây thì vận tốc cịn 18 km/h. So sánh gia tốc của ơ tơ và tàu?
4. Giao nhiệm vụ về nhà - Làm các bài tập 11 đến 15 SGK trang 22. RÚT KINH NGHIỆM ……… ……… ………