Xõy dựng hệ thống cõu hỏi định hướng hoạt động tư duy của học sinh

8. Đúng gúp của luận văn

2.3.1. Xõy dựng hệ thống cõu hỏi định hướng hoạt động tư duy của học sinh

sinh trong bài học xõy dựng kiến thức mới

Bài 23: Động lượng. Định luật bảo toàn động lượng I. Mục tiờu

1. Mục tiờu kiến thức

- Phỏt biểu được định nghĩa, viết được cụng thức tớnh, biểu diễn được vectơ động lượng và nờu được đơn vị của động lượng.

- Nờu được khỏi niệm về hệ cụ lập và lấy được vớ dụ về hệ cụ lập - Phỏt biểu được định luật II Newton dưới dạng F.∆t =∆P

- Phỏt biểu được định luật bảo toàn động lượng đối với hệ cụ lập

- Viết được biểu thức của định luật bảo toàn động lượng đối với hệ cụ lập gồm hai vật.

- Trả lời được thế nào là va chạm mềm và nguyờn tắc chuyển động bằng phản lực.

2. Mục tiờu kĩ năng

- Vận dụng được định luật bảo toàn động lượng để giải cỏc bài tập trong SGK và sỏch bài tập, giải cỏc bài toỏn va chạm mềm.

- Giải thớch được nguyờn tắc chuyển động bằng phản lực.

3. Mục tiờu thỏi độ

HS học tập tớch cực, chủ động, cú thỏi độ khỏch quan, trung thực, cú tỏc phong tỉ mỉ, cẩn thận, chớnh xỏc và cú tinh thần hợp tỏc, đoàn kết trong học tập.

II. Chuẩn bị 1. Giỏo viờn

2. Học sinh

- ễn tập cụng thức tớnh gia tốc - ễn tập định luật II, III Newton

- Mỗi học sinh chuẩn bị một quả búng bay chưa thổi khớ.

III. Tổ chức hoạt động dạy học

Hệ thống cõu hỏi định hướng tư duy Cõu trả lời kỡ vọng

Cõu hỏi đặt vấn đề:

Cỏi diều và tờn lửa đều bay được lờn cao? Nguyờn tắc chuyển động của chỳng cú khỏc nhau khụng?

HS nhận thức vấn đề

I. Động lượng

1. Xung lượng của lực

CH1: Xột cỏc vớ dụ:

+ Qủa búng bàn rơi xuống nền nhà xi măng nảy lờn

+ Hai viờn bi ve đang chuyển động nhanh va vào nhau, đổi hướng chuyển động.

+ Khẩu sỳng giật lại phớa sau khi bắn. Cỏc em hóy cho biết:

+ Thời gian tỏc dụng lực lờn vật? + Độ lớn của lực tỏc dụng?

+ Kết quả của lực tỏc dụng đối với cỏc vật: quả búng bàn, hũn bi ve, khẩu sỳng?

CH2: Yờu cầu HS dựa vào SGK, trả lời xung lượng của lực là gỡ?

- HS suy nghĩ trả lời:

+ Thời gian tỏc dụng lực lờn vật là ngắn

+ Lực cú độ lớn đỏng kể

+ Kết quả tỏc dụng của lực là gõy ra biến đổi đỏng kể chuyển động của vật.

- Tớch F.∆t được gọi là xung lượng của lực Ftrong khoảng thời gian ∆t ấy.

CH3: Từ cụng thức tớnh F.∆t , em hóy suy ra đơn vị xung lượng của lực?

2. Động lượng

Xột bài toỏn: một vật cú khối lượng m, đang chuyển động với vận tốc v1. Tỏc dụng lờn vật lực F khụng đổi trong thời gian ∆t thỡ vận tốc của vật đạt tới vận tốc v2.

CH1: Tớnh gia tốc của vật thu được? Gợi ý: Cụng thức tớnh a ? a liờn hệ với F như thế nào?

CH2: Tớnh xung lượng của lực F

theo v1,v2 và m?

CH3: Vế trỏi của (* ) là đại lượng gỡ? Vế phải của (*) xuất hiện độ biến thiờn của đại lượng nào?

CH4: Em hóy nờu định nghĩa và viết cụng thức tổng quỏt động lượng của một vật?

CH5: Động lượng là một đại lượng cú đặc điểm như thế nào? Từ biểu thức tớnh động lượng em hóy suy ra đơn vị của nú?

- Đơn vị xung lượng của lực là: N.s

- Gia tốc của vật thu được:

m F t v v a     = ∆ − = 2 1 Từ đú suy ra: F.∆t =mv2 −mv1(* )

- Vế trỏi là xung lượng của lực F. Vế phải độ biến của động lượng (dựa vào SGK trả lời).

- Động lượng của một vật cú khối lượng m, chuyển động với vận tốc

v là đại lượng được xỏc định theo cụng thức: P=mv

- Động lượng là một đại lượng vectơ, cựng hướng với vectơ vận tốc. Cú độ lớn P= mv.

m (kg), v(m/s) suy ra đơn vị của động lượng là kg.m/s

CH6: Em hóy chứng minh đơn vị động lượng cũng cú thể tớnh ra N.s?

CH7: Em hóy cho biết mối liờn hệ giữa xung lượng của lực và độ biến thiờn động lượng của vật? í nghĩa vật lý của mối liờn hệ đú?

3. Định luật bảo toàn động lượng

CH1: Hệ cụ lập là hệ như thế nào? Em hóy nờu cỏc đặc điểm của hệ cụ lập? Hóy kể cỏc hệ cụ lập mà em biết?

CH2: Xột hệ cụ lập gồm hai vật m1 và m2 tương tỏc với nhau, cỏc nội lực tương tỏc giữa hai vật tuõn theo định luật nào? Em hóy nờu biểu thức của

- Ta cú: kg.m/s2 = N mà kg.m/s = kg. m/s2.s = N.s

- Bằng nhau.F.∆t =∆P.Độ biến thiờn động lượng của một vật trong một khoảng thời gian nào đú bằng xung lượng của tổng cỏc lực tỏc dụng lờn vật trong khoảng thời gian đú.

í nghĩa: Khi lực đủ mạnh tỏc dụng lờn một vật trong một khoảng thời gian hữu hạn thỡ cú thể gõy ra biến thiờn động lượng của vật.

- Hệ cụ lập là hệ vật cú đặc điểm: + Khụng cú ngoại lực tỏc dụng lờn hệ

+ Nếu cú ngoại lực, thỡ cỏc ngoại lực ấy cõn bằng nhau.

HS lấy vớ dụ: + Hệ hai hũn bi ve va chạm vào nhau trờn mặt phẳng nằm ngang, ma sỏt khụng đỏng kể.

+ Hệ sỳng và đạn vào thời điểm bắn...

định luật ấy?

CH3: Dưới tỏc dụng của mỗi lực, đối với từng vật, em hóy nhắc lại biểu thức biểu thị mối liờn hệ giữa xung của lực và độ biến thiờn động lượng của vật trong khoảng thời gian ∆t ? CH4: Từ hai biểu thức trờn và biểu thức định luật III Newton ta cú thể suy ra điều gỡ?

CH5: Độ biến thiờn động lượng của hệ hai vật bằng khụng, vậy ta cú thể kết luận gỡ về động lượng của cả hệ? CH6: Em hóy phỏt biểu nội dung và viết cụng thức của định luật bảo toàn động lượng?

CH7: Em hóy nờu cỏc ứng dụng của định luật bảo toàn động lượng?

4. Ứng dụng của định luật bảo toàn động lượng

Xột bài toỏn: Hai vật cú khối lượng m1 = 1kg và m2= 3kg chuyển động với vận tốc lần lượt là v1= 3m/s và v2= 1m/s. Hỏi:

CH1: Tổng động lượng của hệ trong cỏc trường hợp sau: - v1cựng hướng với v2 2 2 1 1 . . P t F P t F     ∆ = ∆ ∆ = ∆ - Ta cú thể suy ra: ∆P1 =−∆P2 hay ∆P1 +∆P2 =0

- Động lượng từng vật thỡ thay đổi. Tổng động lượng của cả hệ khụng thay đổi.

- HS phỏt biểu và viết biểu thức

- Giải cỏc bài toỏn va chạm

Làm cơ sở cho nguyờn tắc chuyển động bằng phản lực

- v1cựng hướng với v2

- v1 ngược hướng với v2

- v1 cú hướng vuụng gúc với hướng

2

v

CH2: Tổng động lượng của hệ cú bảo toàn khụng? Tại sao?

5. Va chạm mềm

CH1: Va chạm mềm là va chạm như thế nào? Va chạm mềm cú đặc điểm gỡ? Em hóy lấy một vớ dụ về va chạm mềm?

Xột bài toỏn va chạm sau: hai xe chuyển động cựng chiều trờn mặt phẳng nằm ngang hoàn toàn nhẵn, đến múc vào nhau, và cựng chuyển động với một vận tốc.

CH1: Va chạm của hai xe ở trờn là va chạm gỡ?

Hướng của Phờ trựng với hướng của v1,v2

- v1 ngược hướng với v2 suy ra Phệ = 0. - v1 vuụng gúc v2 Phệ = s m kg. / 2 3

Hướng của Phệ hợp với hướng của

1

v 1 gúc α được tớnh theo cụng thức tanα = v2/v1=1/3

+ Tổng động lượng của hệ khụng bảo toàn. Bởi vỡ hệ hai vật trờn chưa phải là hệ cụ lập. - Va chạm mềm là va chạm: sau va chạm hai vật nhập làm một và chuyển động với cựng một vận tốc. Vớ dụ: một hũn bi đang chuyển động với vận tốc v1 tới va chạm hũn bi khỏc đang đứng yờn, sau va chạm hai vật nhập làm một và chuyển động với cựng một vận tốc.

CH2: Cú thể ỏp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ hai xe được khụng? Giải thớch vỡ sao?

CH3: Tớnh động lượng của hệ hai xe trước và sau khi múc vào nhau?

CH4: Nhận xột về hướng của cỏc vectơ vận tốc?

CH5: Tớnh vận tốc của hai xe sau khi múc vào nhau?

CH5: Hỏi nếu trước va chạm một trong hai xe đứng yờn thỡ vận tốc của hệ sau va chạm được tớnh thế nào?

6. Tỡm hiểu về chuyển động bằng phản lực

Xột vớ dụ: Cho học sinh thổi búng bay, tay giữ miệng quả búng.

CH1: Nếu thả tay ra, quả búng chuyển động như thế nào? Giải thớch?

CH2: Cú tớnh được vận tốc của búng

- Va chạm mềm

- Hệ hai xe là cụ lập.

Nờn cú thể ỏp dụng được định luật bảo toàn động lượng

- Động lượng của hai xe trước khi múc vào nhau: P1 =m1v1+m2v2

Động lượng của hệ hai xe sau khi múc vào nhau: P2 =(m1 +m2).v

- Cỏc vectơ vận tốc cựng hướng, ta cú định luật bảo toàn động lượng:

v m m v m v m11 + 22 =( 1+ 2).. Hay m1v1+m2v2 =(m1+m2)v Suy ra: 2 1 2 2 1 1 m m v m v m v + + = - Trả lời: 2 1 1 1 m m v m v + = hay 2 1 2 2 m m v m v + =

- Trả lời: Búng chuyển động ngược chiều với luồng khớ trong búng phụt ra.

Giải thớch: vỡ chuyển động của búng tuõn theo định luật bảo toàn động lượng (cú thể HS khụng trả lời

ngay sau khi thả tay khụng?

CH3: Chuyển động của quả búng bay ở trờn là chuyển động bằng phản lực, em hóy nờu nguyờn tắc chuyển động bằng phản lực?

CH4: Em hóy kể về một số chuyển động bằng phản lực mà em biết?

Xột bài toỏn: Ban đầu tờn lửa đứng yờn. Khối lượng khớ m phụt ra phớa sau với vận tốc v.

CH5: Khi đú tờn lửa cú khối lượng M sẽ chuyển động như thế nào?

CH6: Tớnh vận tốc của tờn lửa ngay sau khi khớ phụt ra (coi hệ tờn lửa và khớ là một hệ cụ lập)?

CH7: Nhắc lại cõu hỏi: cú thể tớnh vận tốc của búng sau khi thả tay khụng?

- Giao nhiệm vụ về nhà cho HS bằng việc trả lời nội dung sau:

Một chuyển động bằng phản lực mà cỏc em hay gặp trong cuộc sống là hiện tượng sỳng giật khi bắn. Hỏi: CH1: Tại sao sỳng giật khi bắn? Tớnh

được).

- Trả lời: cú hoặc khụng

- Chuyển động bằng phản lực là chuyển động của một vật mà một phần của nú bị phúng đi theo một hướng khiến cho phần cũn lại chuyển động theo hướng ngược lại. - Vớ dụ: + Chuyển động của tờn lửa + Phỏo thăng thiờn

+ Con quay nước

- Tờn lửa sẽ chuyển động ngược hướng so với hướng của khớ phụt ra. - Lỳc đầu động lượng của tờn lửa bằng khụng. Sau khi khớ phụt ra động lượng của hệ là: V M v m Phe = +  Coi tờn lửa là một hệ cụ lập nờn: V M v m Phe = + =0 M v m V   − = ⇒

- Cú nếu biết đủ thụng tin về khối lượng khớ, khối lượng búng, vận tốc khớ phụt ra.

vận tốc giật của sỳng?

CH2: Trong thực tế người ta mong muốn vận tốc của sỳng và vận tốc của tờn lửa như thế nào?

CH3: Làm thế nào để vận tốc của sỳng nhỏ, vận tốc của tờn lửa lớn?

Tổng kết bài học:

Nhắc lại những nội dung chớnh Giao nhiệm vụ về nhà cho học sinh:

+ ễn tập khỏi niệm cụng, cụng suất ở lớp 8

+ ễn tập về cỏch phõn tớch một lực thành hai lực thành phần cú phương đồng quy.

+ Giao cho HS nghiờn cứu hiện tượng sỳng giật khi bắn.

Bài 24: Cụng và cụng suất I. Mục tiờu

1. Mục tiờu kiến thức

- Định nghĩa được cụng cơ học trong trường hợp tổng quỏt A= F.s.cosα

- Phõn biệt được cụng phỏt động và cụng cản - Nờu được định nghĩa và đơn vị của cụng cơ học

- Phỏt biểu được định nghĩa và viết được cụng thức tớnh cụng suất - Nờu được định nghĩa và đơn vị của cụng suất

2. Mục tiờu kĩ năng

- Vận dụng được cụng thức A= F.s.cosα và cụng thức P = At để giải một số bài tập đơn giản.

HS học tập tớch cực, chủ động, cú thỏi độ khỏch quan, trung thực, cú tỏc phong tỉ mỉ, cẩn thận, chớnh xỏc và cú tinh thần hợp tỏc, đoàn kết trong học tập.

II. Chuẩn bị 1. Giỏo viờn

- Chuẩn bị cỏc bài toỏn, vớ dụ phục vụ cho mục đớch dạy học

2. Học sinh

ễn tập cỏc kiến thức:

Khỏi niệm cụng đó học ở lớp 8

Quy tắc phõn tớch một lực thành hai lực thành phần đồng quy

III. Tổ chức hoạt động dạy học

Hệ thống cõu hỏi định hướng Cõu trả lời kỡ vọng

Cõu hỏi đặt vấn đề:

Chỳng ta đó được học “cụng” ở lớp 8, trong cỏc trường hợp nào sau đõy, khỏi niệm “cụng” cú nội dung đỳng như đó học?

a, Khi ụ tụ đang chạy, động cơ ụ tụ sinh cụng.

b, Ngày cụng của một lỏi xe là 100 000 đồng

c, Cú cụng mài sắt, cú ngày nờn kim. d, Cụng thành danh toại

1. ễn tập về khỏi niệm cụng ở lớp 8

CH1: Một lực được gọi là sinh cụng khi nào?

CH2: Dưới tỏc dụng của lực F

HS suy nghĩ trả lời: a, c đỳng. Vỡ: a, Khi ụ tụ đang chạy lực kộo của ụ tụ sinh cụng.

b, Ngày cụng bằng giỏ trị tiền lương của một ngày làm việc

c, Khi mài sắt thỡ lực ma sỏt sinh cụng

d, Cụng thành danh toại: ở đõy cụng cú nghĩa là sự nghiệp

- Khi lực đú tỏc dụng lờn một vật và làm vật đú chuyển dời.

khụng đổi, làm một vật chuyển dời một đoạn s theo hướng của lực thỡ cụng do lực F sinh ra được tớnh theo cụng thức nào?

2. Cụng trong trường hợp tổng quỏt

CH1: Trong trường hợp F khụng cựng phương với độ dời s, mà hợp với hướng của độ dời một gúc α thỡ để tớnh cụng của lực F ta phải làm như thế nào?

CH2: Trong hai lực thành phần của

F, lực nào sinh cụng? Và cụng đú được tớnh như thế nào?

CH3: Em hóy cho biết cụng thức biểu diễn mối liờn hệ giữa F và Fs? CH4: Từ đú cho ta cụng thức tớnh cụng tổng quỏt của lực F khụng đổi, tỏc dụng lờn một vật làm vật chuyển dời một đoạn s theo hướng hợp với hướng của lực một gúc α là?

CH5: Cụng của lực F phụ thuộc vào những yếu tố nào? Phụ thuộc như thế nào?

CH6: A>0, A<0, A= 0 khi nào? Khi đú A được gọi là gỡ? Cỏc kết quả này cú ý nghĩa vật lý gỡ?

- Xem tỏc dụng của lực F đối với vật. Phõn tớch lực F thành hai thành phần:Fn vuụng gúc với phương chuyển dời.

s

F nằm theo phương chuyển dời.

- Lực sinh cụng là Fs. Được tớnh theo cụng thức: A=Fs.s

- Fs=F.cosα

- A=F.s.cosα

A phụ thuộc F, s và α

A tỉ lệ thuận với F, s và cosα

- A>0 khi cosα > 0⇒0< α <900. Lỳc này A gọi là cụng phỏt động. Lực F cũng được gọi là lực phỏt động.

CH6: Em hóy nờu cỏc vớ dụ về lực sinh cụng, đồng thời xỏc định dấu