9. Những đóng góp của luận văn
2.2.7. Xác định nội dung và phương pháp hướng dẫn về nhà cho HS
GV có thể hướng dẫn HS một số thao tác cơ bản sử dụng phần mềm để thiết kế và biểu diễn một số TNMP, giúp HS giải bài tập, củng cố kiến thức hoặc cũng có thể để HS tự tìm tòi khám phá những kiến thức liên quan...
2.3. Một số thí nghiệm mô phỏng dùng cho dạy học chương “Động học chất điểm”
2.3.1. Chuyển động thẳng
TNMP chuyển động thẳng cho phép biểu diễn các dạng chuyển động thẳng có trong chương trình vật lý 10 như chuyển động thẳng đều, chuyển động thẳng nhanh dần đều và chuyển động thẳng chậm dần đều.
TNMP ở hình 2.1 mô phỏng vật chuyển động thẳng đều. GV có thể biểu diễn cho HS quan sát các loại đồ thị liên quan đến chuyển động, dạng quỹ đạo của chuyển động, từ đó đưa ra định nghĩa về chuyển động.
TNMP ở hình 2.2 mô phỏng vật chuyển động nhanh dần đều GV có thể chạy các TNMP này nhiều lần với việc thay đổi các thông số ban đầu (v0, F, m) để dạy các kiến thức về chuyển động thẳng nhanh dần đều, sự biến đổi của vectơ vận tốc, gia
tốc, rèn luyện cách vẽ đồ thị vận tốc, tọa độ theo thời gian cho HS... Ngoài ra GV còn có thể dùng đồ thị vận tốc theo thời gian để yêu cầu HS viết công thức vận tốc trong chuyển động thẳng biến đổi đều...
2.3.2. Chuyển động tròn đều
TNMP ở hình 2.4 biểu diễn một vật chuyển động tròn đều. Hình ảnh mô phỏng mà HS quan sát giúp các em nắm vững đặc
điểm của chuyển động tròn đều: vectơ vận tốc dài có phương trùng với tiếp tuyến của đường tròn tại điểm đang xét (luôn thay đổi về phương), độ lớn của vận tốc dài không đổi; vectơ gia tốc vuông góc với vectơ vận tốc và hướng vào tâm đường tròn, nó đặc trưng cho sự biến đổi về
hướng của vận tốc và được gọi là gia tốc hướng tâm. TNMP cho phép thay đổi vận tốc của vật, bán kính quỹ đạo. Kết quả đo tốc độ góc, chu kì, tần số được cho trực tiếp trên màn hình. GV có thể sử dụng TNMP này để dạy phần chuyển động tròn đều; quan sát phương, chiều và tính độ lớn của vectơ gia tốc.
2.3.3. Sự rơi tự do
Hình 2.4
Sau khi cho HS quan sát các TN mà GV trực tiếp làm, GV có thể cho HS qua sát TNPM như hình 2.4 dưới đây để có thể giúp HS hiểu sâu sắc hơn về kiến thức rơi tự do. GV có thể sử dụng TNPM với hệ thống câu hỏi để phát huy tính tích cực của học sinh trong tiết học.
GV dễ dàng thay đổi các thông số: khối lượng, hình dạng, kích thước giữa hai vật để làm TN về sự rơi tự do, HS quan sát TN rất dễ dàng và đưa ra được kết luận chính xác về sự rơi trong không khí.
Ở phần sự rơi của các vật trong chân không, GV chỉ cần ấn vào nút “sức cản của không khí” để chọn bỏ qua sức cản của không khí rồi tiến hành khảo sát, nghiên cứu sự rơi tự do của các vật: đặc điểm (chọn chức năng quan sát quỹ đạo), gia tốc của chuyển động rơi tự do.
2.4. Thiết kế bài dạy với sự hỗ trợ của phần mềm Interactive Physics [22], [26]
Trong phần này chúng tôi thiết kế năm giáo án, nhưng trong khuôn khổ của luận văn chỉ đưa 3 giáo án bài "Chuyển động thẳng đều" và bài “Chuyển động thẳng biến đổi đều” (2 tiết) vào phần chính, các giáo án còn lại sẽ được trình bày trong phần phụ lục.
Giáo án 1: Chuyển động thẳng đều
Giáo án 2, 3: Chuyển động thẳng biến đổi đều (2 tiết) Giáo án 4: Sự rơi tự do (tiết 1)
Giáo án 5: Sự rơi tự do (tiết 2)
Giáo án bài: CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU. I. Mục tiêu:
Học sinh cần phải:
- Phát biểu được các định nghĩa về tốc độ trung bình và chuyển động thẳng đều. - Viết được các công thức về tốc độ trung bình, quãng đường đi được và phương trình chuyển động của chuyển động thẳng đều.
5. Về kỹ năng:
Rèn luyện cho học sinh:
- Vẽ được đồ thị tọa độ - thời gian của chuyển động thẳng đều. - Giải được những bài toán đơn giản về chuyển động thẳng đều.
5. Về thái độ:
Học sinh cần phải:
- Nhiệt tình, cẩn thận và có tinh thần đoàn kết trong quá trình học tập.
- Tập trung, nghiêm túc và chính xác trong khi quan sát TNPM để đưa ra các nhận xét, kết luận. Có ý thức trách nhiệm trong quá trình làm việc theo nhóm.
- Hứng thú, yêu thích môn học và tinh thần ham hiểu biết đối với các sự vật, hiện tượng thực tế có liên quan.
II. Chuẩn bị:
Phần mềm IP và các TNPM liên quan đến nội dung của bài dạy học.
III. Tổ chức hoạt động dạy học:
1. Kiểm tra bài cũ
Câu 1: Nêu cách xác định vị trí của một chiếc ô tô trên một đường quốc lộ? Câu 2: Một hệ quy chiếu bao gồm những yếu tố nào?
2. Tạo tình huống học tập
Hoạt động của học sinh Hướng dẫn của giáo viên - Quan sát TN mô phỏng.
GV chạy phần mềm cho HS quan sát về chuyển động của vật trên mặt phẳng nằm ngang, không ma sát.
- HS trả lời câu hỏi(CH)
- Các học sinh còn lại theo dõi bạn trả lời để nắm bắt tình huống
Đặt câu hỏi: Vật chuyển động thẳng đều trên mặt phẳng nằm ngang. Vậy chuyển động thẳng đều là gì? làm thế nào để kiểm tra xem chuyển động của vật có thực sự là chuyển động thẳng đều hay không?
- Dẫn vào bài mới: muốn trả lời chính xác, trước hết ta phải biết chuyển động thẳng đều là gì? nó có những đặc điểm gì?
3. Tìm hiểu các khái niệm: Chuyển động thẳng đều, tốc độ trung bình và quãng đường đi
Hoạt động của học sinh Hướng dẫn của giáo viên Hoạt động cá nhân. - Đọc mục I trong SGK. Chuyển động thẳng đều. - Trả lời CH 1. - Trả lời CH 2. - Trả lời CH 3. - Trả lời CH 4. - Trả lời CH 5. - Ghi các đề mục và tóm tắt các
- Lần lượt ghi đề bài và đầu đề mục I, các tiểu mục 1, 2, 3 và các công thức (2.1) (2.2) lên bảng.
- Tuần tự yêu cầu HS đọc các tiểu mục 1, 2, 3 của SGK.
- Đọc các câu hỏi và chỉnh sửa các câu trả lời của HS:
+ CH 1: Tốc độ trung bình là gì?
+ CH 2: Có yêu cầu trên quãng đường s, vật phải chuyển động đều hay không?
+ CH 3: Đơn vị tốc độ là gì ?
+ CH 4: Chuyển động thẳng đều là gì?
câu trả lời vào vở đường đi được và tốc độ trong chuyển động thẳng đều?
4. Xây dựng phương trình chuyển động và vẽ đồ thị tọa độ - thời gian của chuyển động thẳng đều
Hoạt động của học sinh Hướng dẫn của giáo viên - Hoạt động theo nhóm.
- Các cá nhân ghi đề, các tiểu đề của mục II và công thức (2.3) vào vở. - Cá nhân đọc toàn bộ mục II của SGK và chuẩn bị các câu trả lời.
- Nhóm thảo luận về kết quả và cử người báo cáo trước lớp.
- Ghi dàn ý của mục II lên bảng.
- Chia lớp thành 6 nhóm ( 2 dãy bàn liền kể một nhóm)
- Yêu cầu HS đọc mục II của SGK
- GV phát phiếu học tập cho HS, chạy phần mềm, cho học sinh ghi tọa độ của vật tại các thời điểm khác nhau.
Yêu cầu học sinh viết phương trình chuyển động và vẽ đồ thị tọa độ - thời gian của vật chuyển động thẳng đều theo chiều dương của trục ox.
- HS ghi kết quả vào vở
- GV nhận xét kết quả và lệnh cho HS ghi kết quả vào vở.
5. Củng cố và ra bài tập về nhà.
Hoạt động của học sinh Hướng dẫn của giáo viên - Trả lời các câu hỏi củng cố.
- Ghi bài làm ở nhà
- Đặt bốn câu hỏi dựa vào bốn ý trong bảng tóm tắt ở cuối bài.
- Ra bài làm ở nhà: các câu hỏi và bài tập từ số 1 đến số 9 của bài 2 SKG.
Giáo án bài: CHUYỂN ĐỘNG THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU. I. Mục tiêu:
1. Về Kiến thức:
Học sinh cần phải:
- Viết được công thức định nghĩa và vẽ được véc tơ biểu diễn vận tốc tức thời ; nêu được ý nghĩa của các đại lượng vật lý trong công thức.
- Nêu được định nghĩa của chuyển động thẳng biến đổi đều, nhanh dần đều, chậm dần đều.
- Viết được phương trình vận tốc của chuyển động thẳng nhanh dần đều,
chậm dần đều ; nêu được ý nghĩa của các đại lượng vật lý trong phương trình đó và trình bày rõ được mối tương quan về dấu và chiều của vận tốc và gia tốc trong các chuyển động đó.
- Viết được công thức tính và nêu được đặc điểm về phương, chiều và độ lớn của gia tốc trong chuyển động thẳng nhanh dần đều, chậm dần đều.
của chuyển động thẳng nhanh dần đều, chậm dần đều ; nói đúng được dấu của các đại lượng trong các công thức và phương trình đó.
- Xây dựng được công thức tính gia tốc theo vận tốc và quãng đường đi được trong chuyển động thẳng biến đổi đều.
2. Về Kỹ năng
Rèn luyện cho học sinh:
- Vẽ được đồ vận tốc – thời gian của chuyển động thẳng biến đổi đều. - Giải được các bài tập đơn giản về chuyển động thẳng biến đổi đều.
3. Về thái độ:
Học sinh cần phải:
- Nhiệt tình, cẩn thận và có tinh thần đoàn kết trong quá trình học tập.
- Tập trung, nghiêm túc và chính xác trong khi quan sát TNPM để đưa ra các nhận xét, kết luận. Có ý thức trách nhiệm trong quá trình làm việc theo nhóm.
- Hứng thú, yêu thích môn học và tinh thần ham hiểu biết đối với các sự vật, hiện tượng thực tế có liên quan.
II. Chuẩn bị:
GV chuẩn bị phần mềm IP và các TNPM liên quan đến nội dung của bài dạy học.
III. Tổ chức hoạt động dạy học
1.Kiểm tra bài cũ
Câu 1: Đồ thị nào sau đây không mô tả chuyển động thẳng đều
v t v0 0 x t x0 0 v t v0 0 x t x0 0 (A) (B) (C) (D)
Câu 2: Chọn câu sai khi nói về chuyển động thẳng đều: A. Quỹ đạo là một đường thẳng;
B. Vật đi được những quãng đường bằng nhau trong những khoảng thời gian
bằng nhau bất kỳ;
C. Tốc độ trung bình trên mọi quãng đường là như nhau; D. Tốc độ không đổi từ lúc xuất phát đến lúc dừng lại;
2 :Tạo tình huống học tập
Ở bài trước ta đã nghiên cứu về chuyển động thẳng đều, về đại lượng đặc trưng cho độ biến thiên nhanh hay chậm của chuyển động (vận tốc), về biểu thức của vận tốc trung bình và vận tốc tức thời. Vậy khi vận tốc của các vật khác nhau biến thiên những lượng khác nhau thì đại lượng nào đặc trưng cho vấn đề này? Chuyển động của vật gọi là gì? Đồ thị vận tốc theo thời gian là đường như thế nào? Để trả lời câu hỏi này, chúng ta nghiên cứu bài "Chuyển động thẳng biến đổi đều".
3. Tìm hiểu khái niệm Vận tốc tức thời, chuyển động thẳng biến đổi đều
Hoạt động của học sinh Hướng dẫn của giáo viên - Ghi nhận đại lượng vận tốc tức
thời và cách biểu diễn vectơ vận tốc tức thời.
- Trả lời C1
- HS quan sát, thảo luận và đưa ra nhận xét.
- Nêu và phân tích đại lượng vận tốc tức thời và vectơ vận tốc tức thời.
GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi C1
GV chạy phần mềm hướng dẫn cho HS quan sát và đưa ra nhận xét về độ lớn và phương, chiều của véc tơ vận tốc.
- Ghi nhận các định nghĩa: chuyển động thẳng biến đổi đều, chuyển động thẳng nhanh dần đều, chuyển động thẳng chậm dần đều.
- Nêu và phân tích định nghĩa: chuyển động thẳng biến đổi đều, chuyển động thẳng nhanh dần đều, chuyển động thẳng chậm dần đều.
5. Tìm hiểu về gia tốc trong chuyển động thẳng nhanh dần đều.
Hoạt động của học sinh Hướng dẫn của giáo viên - Xác định độ biến thiên vận tốc và
công thức tính gia tốc trong chuyển động thẳng nhanh dần đều
- Ghi nhận đơn vị của gia tốc. - Biểu diễn vectơ gia tốc.
HS quan sát TNPM và đưa ra nhận xét đối với trường hợp cụ thể này
- Gợi ý chuyển động thẳng nhanh dần đều có vận tốc tăng đều theo thời gian.
- Nêu và phân tích định nghĩa gia tốc. - Chỉ ra gia tốc là đại lượng vectơ và được xác định theo độ biến thiên vectơ vận tốc. - GV nhận xét và chạy TNMP để HS thấy phương, chiều, điểm đặt của vectơ gia tốc.
5. Xây dựng và vận dụng công thức trong chuyển động thẳng nhanh dần đều.
Hoạt động của học sinh Hướng dẫn của giáo viên - Xây dựng công thức tính vận tốc
của chuyển động thẳng nhanh dần đều.
- Trả lời C3, C4.
- Nêu và phân tích bài toán xác định vận tốc khi tính gí tốc của chuyển động thẳng nhanh dần đều.
- Yêu cầu vẽ đồ thị vận tốc thời gian của chuyển động thẳng nhanh dần đều. Gợi ý vẽ đồ thị của của chuyển động thẳng đều
6.Củng cố và ra bài tập về nhà.
Hoạt động của học sinh Hướng dẫn của giáo viên - Ghi câu hỏi và bài tập về nhà
- Ghi những chuẩn bị như bai sau
- Nêu câu hỏi và tập về nhà.
- Yêu cầu: học sinh chuẩn bị bài sau
(Tiết 2) Tổ chức hoạt động dạy học
1. Xây dựng các công thức của chuyển động thẳng nhanh dần đều
Hoạt động của học sinh Hướng dẫn của giáo viên - Xây dựng công thức đường đi và trả
lời C5.
- Ghi nhận các quan hệ giữa gia tốc, vận tốc và đường đi.
- Xây dựng phương trình chuyển động
- Nêu và phân tích công thức tính vận tốc trung bình trong chuyển động thẳng nhanh dần đều.
- Lưu ý mối quan hệ không phụ thuộc thời gian (t).
- Gợi ý toạ độ của chất điểm: x = x0 + s
2. Thí nghiệm tìm hiểu một chuyển động thẳng nhanh dần đều
Hoạt động của học sinh Hướng dẫn của giáo viên - Xây dựng phương án để xác định
của hòn bi lăn trên máng nghiêng có phải là chuyển động thẳng nhanh dần không
- Giới thiệu bộ dụng cụ.
- Gợi ý chọn x0 = 0 và v0 = 0 để phương trình chuyển động đơn giản
- Ghi lại kết quả thí nghiệm và rút ra nhận xét về chuyển động của hòn bi
3. Xây dựng các công thức của chuyển động thẳng chậm dần đều
Hoạt động của học sinh Hướng dẫn của giáo viên - Xây dựng công thức tính gia tốc và
cách biểu diễn vectơ gia tốc trong chuyển Động thẳng chậm dần đều. - Xây dựng công thức tích vận tốc và vẽ đồ thị vận tốc - thời gian.
Xây dựng công thức đường đi và phương trình chuyển động.
- HS quan sát TNMP và đưa ra các nhận xét
- Gợi ý chuyển động thẳng chậm dần đều có vận tốc giảm đều theo thời gian.
- So sánh đồ thị vận tốc - thời gian của chuyển động thẳng nhanh dần đều và chuyển động thẳng chậm dần đều.
- GV cho HS quan sát TNMP về chuyển động thẳng chậm dần đều, yêu cầu đưa ra nhận xét về vận tốc, gia tốc, đồ thị vận tốc thời gian của chuyển động
4. Vận dụng, cũng cố
Hoạt động của học sinh Hướng dẫn của giáo viên - Trả lời C7, C8 - GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi C7, C8