6. Phương phỏp nghiờn cứu
2.6.2.Bài 38: Va chạm đàn hồi và khụng đàn hồi
I. Mục tiờu
1. Kiến thức
- Cú khỏi niệm chung về va chạm và phõn biệt được va chạm đàn hồi và va chạm mềm.
- Biết vận dụng định luật bảo toàn động lượng và bảo toàn cơ năng cho cơ hệ kớn để khảo sỏt va hạm của hai vật.
- Tớnh được vận tốc cỏc vật sau va chạm đàn hồi và phần động năng của hệ bị giảm sau va chạm mềm.
2. Kỹ năng
- Rốn luyện cho học sinh kỹ năng giải bài toỏn về va chạn đàn hồi và khụng đàn hồi.
II Chuẩn bị 1. Giỏo viờn
- Hỡnh ảnh và clip thớ nghiệm va chạm đàn hồi và va chạm mềm - Bài giảng điện tử.
2 Học sinh
- ễn kiến thức định luật bảo toàn động lượng và định luật bảo toàn cơ năng.
III. Tổ chức hoạt động dạy học
Hoạt động 1: Tỡm hiểu về sự phõn loại va chạm (25 ph)
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung
- Đề xuất vấn đề:
Hai viờn bi va chạm vào nhau thỡ sau va chạm chỳng sẽ chuyển động như thế nào?
- Bắn viờn đạn vào bao cỏt thỡ sau va chạm bao cỏt và viờn đạn sẽ chuyển động như thế nào? Như vậy trong thực tế chỳng ta thường gặp cỏc trường hợp cỏc vật va chạm vào nhau. Trong cơ học va chạm là một hiện tượng trong đú hai vật gặp nhau trong chuyển động tương đối và tương tỏc qua tiếp xỳc trực tiếp. Va chạm cú nhiều dạng, chỳng ta chỉ tỡm hiểu về sự va chạm của hai vật.
- Cho HS xem Clip về va chạm đàn hồi và va chạm mềm và trả lời cõu hỏi:
- HS trả lời. - HS tiếp nhận vấn đề cần nghiờn cứu. - HS xem clip thớ nghiệm. 1. Phõn loại va chạm - Hai loại va chạm: Va chạm đàn hồi và va chạm mềm. - Những đặc điểm
-? Hai va chạm nhau cú giống nhau và khỏc nhau ở điểm nào? -? Cú mấy loại va chạm? Cỏch phõn loại này dựa trờn cơ sở nào?
- Chớnh xỏc húa cơ sở phõn loại va chạm.
-? Vậy đặc điểm của từng loại va chạm này như thế nào và chỳng cú đặc điểm gỡ giống và khỏc nhau khụng?
- Cung cấp cho HS bảng số liệu về vận tốc của va chạm đàn hồi và va chạm mềm.
- Yờu cầu HS tớnh giỏ trị của tổng động lượng và tổng động năng trước và sau va chạm trong va chạm mềm và va chạm đàn hồi và rỳt ra kết luận. - HS trả lời. - cú hai loại va chạm là va chạm mềm và va chạm đàn hồi.
chung của hai loại v chạm:
+ Tương tỏc giữa hai vật xảy ra trong thời gian rất ngắn.
+ Khi tương tỏc nội lực rất lớn so với ngoại lực nờn coi hệ hai vật là hệ kớn.
- Những điểm khỏc biệt giữa hai loại va chạm:
+ Va chạm đàn hồi: Khi va chạm hai vật biến dạng, sau va chạm trở về trạng thỏi ban đầu, chuyển động với vận tốc riờng biệt, động năng toàn phần khụng thay đổi.
+ Va chạm mềm: Sau va chạm hai vật dớnh vào nhau, chuyển động cựng vận tốc. Một phần động năng của hệ chuyển thành nội năng.
Hoạt động 2: Tỡm hiểu về va chạm đàn hồi trực diện (20ph) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung
-? Em hiểu thế nào là va chạm đàn hồi trực diện?
- Là va chạm đàn hồi trong đú tõm của
2. Va chạm đàn hồi trực diện
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung
- Để tỡm hiểu sự va chạm này một cỏch định lượng ta xột bài toỏn.
- Phỏt phiếu học tập cho học sinh với nội dung:
Cho 2 quả cầu rắn, nhẵn cú khối lượng m1 và m2 đang chuyển động với vận tốc v1 và v2 đến va chạm trực diện với nhau. Tỡm vận tốc của mỗi vật trước và sau va chạm trong hai trường hợp:
a. Trước va chạm hai vật chuyển động cựng chiều
b, Trước va chạm hai vật va chạm ngược chiều.
- Yờu cầu nữa lớp làm cõu a nữa lớp làm cõu b.
- Hướng dẫn thảo luận, xỏc nhận kết quả đỳng.
- Nếu HS gặp khú khăn cú thể hướng dẫn:
+ Sự va chạm của hai quả cầu là loại va chạm gỡ?
+ Khi hai vật va chạm đàn hồi
hai quả cầu trước và sau va chạm chuyển động trờn cựng một đường thẳng. - HS hoàn thành phiếu học tập. - HS thảo luận chung cả lớp.
- Dựa vào kiến thức vừa cú trả lời. + Va chạm đàn hồi trực diện + Động năng và động lượng được bảo toàn. Vận tốc của từng quả cầu sau va chạm: ( ) 2 1 2 2 1 2 1 ' 1 2 m m v m v m m v + + − = ( ) 2 1 2 2 2 1 2 ' 2 2 m m v m v m m v + + − =
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung
cú đại lượng nào của hệ được bảo toàn? Cú thể ỏp dụng cỏc cụng thức nào?
+ Giải hệ phương trỡnh, tỡm vận tốc của hai vật sau va chạm
-? Xột cỏc trường hợp đặc biệt?
+ Khi hai vật cú khối lượng bằng nhau.
+ Khi khối lượng của hai vật rất chờnh lệch? ' '1 2 2 1 2 2 1 1 v m v m v m v m + = + - HS làm việc cỏ nhõn. Nhận xột:
+ Hai qủa cầu cú khối lượng bằng nhau: 2 1 m m = thỡ 1 ' 2 2 ' 1 v ;v v v = = Cú sự trao đổi vận tốc.
+ Hai quả cầu cú khối lượng chếnh lệch Giả sử m1>>m2 và 0 1= v ta cú thể biến đổi gần đỳng với 0 1 2 ≈ m m ta thu được 2 ' 2 ' 1 0,v v v = =− .
Hoạt động 3: Va chạm mềm (30 ph)
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung
- Xột bài toỏn va chạm mềm, cú ỏp dụng được hai định luật bảo toàn động lượng và động năng khụng?
- Phỏt phiếu học tập số 2 với nộ dung:
Một viờn đạn cú khối lượng m được bắn theo phương ngang vào một con lắc là một thựng cỏt cú khối lượng M treo ở đầu một sợi dõy. Sau khi viờn đạn xuyờn vào thựng cỏt, nú mắc lại trong đú. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
a.Tỡm vận tốc của đạn sau va chạm.
b. Tớnh độ biến thiờn động năng của hệ đạn- thựng cỏt do va chạm.
- Hướng dẫn học sinh thảo luận.
- Trong va chạm mềm động năng của hệ thay đổi như thế nào? Độ biến thiờn động năng thay đổi phụ thuộc vào những yếu tố nào?
- Phõn tớch kết quả bài toỏn và
- Khụng ỏp dụng được định luật bảo toàn động năng chỉ ỏp dụng được định luật bảo toàn động lượng.
- Làm việc cỏ nhõn, giải bài toỏn trờn phiếu học tập.
- HS thảo luận chung cả lớp.
- Dựa vào kết quả bài toỏn trả lời: + Động năng giảm và chuyển sang năng lượng khỏc. + Độ giảm động
3. Va chạm mềm
- Định luật bảo toàn
động lượng: (M m)V mv= + . - Độ biến thiờn động năng của hệ: 0 1 1 2 < + − = − = ∆ đ đ đ Wđ m M M W W W 0 < ∆Wđ chứng tỏ động
kết luận. năng phụ thuộc vào tỉ số MM+m
năng giảm đi một lượng trong va chạm.
- Phần năng lượng này chuyển hoỏ thành dạng năng lượng khỏc, như toả nhiệt,..
Hoạt động 4: Vận dụng, củng cố (15ph).
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
- Phõn biệt va chạm mềm và va chạm đàn hồi?
- Yờu cầu hs làm bài tập phần 4.
- Yờu cầu hs trả lời cõu hỏi trong SGK. - Nhận xột cõu trả lời.
4. Bài tập vận dụng
- Làm bài tập phần 4 SGK. Nhận xột lời giải.
- Trỡnh bài cõu trả lời của cõu hỏ trắc nghiệm.
- Trả lời cõu hỏi trong SGK. 2.7.Kết luận chương 2
Trong chương 2 tụi đó làm được những việc sau:
- Tỡm hiểu được đặc điểm, vị trớ, mục đớch, cấu trỳc lo-gic của phần “ Cỏc định luật bảo toàn”- Vật lý 10- Ban nõng cao- THPT.
- Nghiờn cứu lắp rỏp và tiến hành được hai thớ nghiệm là va chạm đàn hồi và va chạm khụng đàn hồi từ bộ thớ nghiệm đệm khụng khớ cú ghộp nối mỏy tớnh. Đồng thời nờu lờn được nội dung và thời điểm sử dụng cỏc thớ nghiệm đú vào dạy học cỏc bài trong phần “ Cỏc định luật bảo toàn”- Vật lý 10- Ban nõng cao- THPT.
- Soạn thảo được 2 giỏo ỏn dạy học cú sử dụng thớ nghiệm: Giỏo ỏn 1: Bài 31. Định luật bảo toàn động lượng. Giỏo ỏn 2: Bài 38. Va chạm đàn hồi và khụng đàn hồi.
Do thời gian thực tập sư phạm cuối khúa học 2007 – 2011, trường bố trớ từ ngày 21/02/2011 – 15/04/2011 học kỡ II năm học 2010 – 2011 ở
trường phổ thụng. Khi đú trường THPT Quỳnh Lưu I, nơi em thực tập chương trỡnh Vật lý 10 Nõng cao đó học tới chương “ Cơ học chất lưu”. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Vỡ lý do đú nờn đề tài nghiờn cứu khụng cú điều kiện tiến hành thực nghiệm sư phạm để đỏnh giỏ kết quả nghiờn cứu. Song khi trao đổi đề tài nghiờn cứu với giỏo viờn đang trực tiếp giảng dạy Vật lý ở trường phổ thụng, họ đều cho rằng đõy là một đề tài phự hợp với thực tế cần được quan tõm đỳng mức trong quỏ trỡnh dạy học. Đồng thời phải cú những đổi mới tớch cực, thường xuyờn phương phỏp giảng dạy theo hướng phỏt huy tớnh tự giỏc, tớch cực, chủ động nhằm phỏt triển năng lực tư duy sỏng tạo của học sinh.
Dự thời gian thực tập khụng cú điều kiện để triển khai. Song, em cũng đó soạn hai giỏo ỏn về giảng dạy phần cỏc định luật bảo toàn để chuẩn bị cho việc thực nghiệm sư phạm nếu điều kiện cho phộp.
KẾT LUẬN CHUNG
Với sự mong muốn gúp một phần nhỏ vào sự đổi mới phương phỏp dạy và học vật lý ở trường trung học phổ thụng, từng bước ỏp dụng cỏc phương phỏp dạy và học tiờn tiến, sử dụng cỏc phương tiện dạy học hiện đại vào quỏ trỡnh dạy và học vật lý, tụi đó chọn đề tài: “ nghiờn cứu lắp rỏp và sử dụng bộ thớ nghiệm đệm khụng khớ ghộp nối mỏy vi tớnh vào dạy học phần cỏc định luật bảo toàn” nhằm nõng cao hứng thỳ cũng như chất lượng học tập của học sinh.
Qua quỏ trỡnh thực hiện đề tài nghiờn cứu, tụi đó thu được một số kết quả sau: - Làm sỏng tỏ cơ sở lớ luận của việc sử dụng thớ nghiệm vào dạy học nhằm nõng cao chất lượng của quỏ trỡnh dạy học nhất là thớ nghiệm cú ghộp nối mỏy tớnh.
- Nghiờn cứu nội dung, quỏ trỡnh dạy học phần “ Cỏc định luật bảo toàn” – Vật lớ 10 nõng cao, nắm được vị trớ, đặc điểm và sơ đồ logic của chương.
- Làm việc trực tiếp với bộ thớ nghiệm , lắp rỏp được bộ thớ nghiệm và cú thể sử dụng vào dạy học một số kiến thức trong phần “ Cỏc định luật bảo toàn”. Tiến hành cỏc thớ nghiệm, thu được cỏc kết quả cụ thể, gúp phần làm tăng tớnh trực quan, tớnh chớnh xỏc trong dạy học.
- Soạn thảo được 2 giỏo ỏn cú sử dụng thớ nghiệm nhưđó trỡnh bày.
- Tiến hành thực nghiệm sư phạm cú sử dụng thớ nghiệm theo giỏo ỏn đó đề xuất và thu được kết quả đỏng kể, phỏt huy tớnh tớch cực, chủ động của học sinh, nõng cao chất lượng dạy học, gúp phần vào cụng cuộc đổi mới phương phỏp dạy học vật lý ở trường phổ thụng.
- Dự đó cú nhiều cố gắng nhưng do khả năng của bản thõn cú hạn, đề tài chắc chắn sẽ khụng trỏnh khỏi những sai sút. Rất mong được sự đúng gúp ý kiến của cỏc thầy cụ và cỏc bạn sinh viờn để tụi hoàn thành tốt khúa luận này, phục vụ cho cụng tỏc giảng dạy sau này của bản thõn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Lương Duyờn Bỡnh,Nguyễn Xuõn Chi, Tụ Giang, Trần Chớ Minh, Vũ Quang, Bựi Gia Thịnh, SGK Vật lý 10 - Ban cơ bản, NXB Giỏo Dục - 2007.
2. Lương Duyờn Bỡnh, Nguyễn Xuõn Chi, Tụ Giang, Trần Chớ Minh, Vũ Quang, Bựi Gia Thịnh, SGV Vật lý 10 - Ban cơ bản, NXB Giỏo Dục - 2007. 3. Lương Tất Đạt, Lờ Chấn Hựng, Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Đỡnh Thiết, Bựi Trọng Tuõn, Lờ Trọng Tường, SGK Vật lý 10 - Ban nõng cao, NXB Giỏo Dục- 2007.
4. Trần Thỳy Hằng, Hà Duyờn Tựng, Thiết kế bài giảng Vật lý 10 – Nõng cao, NXB Hà Nội, 2007.
5.Nguyễn Quang Lạc, Lớ luận dạy học vật lý ở trường THPT, ĐHV- 2002. 6. Phạm Thị Phỳ, Bài giảng: Phương phỏp dạy cơ- nhiệt- điện- quang. 7. Phạm Thị Phỳ, Bài giảng: Bài giảng phương tiện dạy học vật lý.
8. Nguyễn Đức Thõm, Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuõn Quế, Phương phỏp dạy
học vật lý ở trường phổ thụng, NXB ĐHSP- 2002.
9. Bựi Gia Thịnh, Lương Tất Đạt, Vũ Thị Mai Lan, Ngụ Diệu Nga, Đỗ Hương Trà, Thiết kế bài giảng vật lý 10 nõng cao theo hướng tớch cực húa hoạt động
nhận thức của học sinh, NXB Giỏo Dục- 2009.
10. Nguyễn Trọng Tuấn , Mai Lễ, Rốn luyện kỹ năng giải bài tập vật lý 10, NXB Giỏo dục – 2008.
11. Lờ Trọng Tuơng, Luơng Tất Đạt, Lờ Chấn Hựng, Phạm Đỡnh Thiết, Bựi Trọng Tuõn, Bài tập vật lý 10 Nõng cao, NXB Giỏo dục – 2008.