Bảng phân cơng nhiệm vụ nhĩm chuyên gia

Thành viên nhĩm Vai trị Nhiệm vụ cần hồn thành Ghi chú

5-10 thành viên

Chuyên gia nghiên cứu thực trạng

- Tìm hiểu thơng tin qua nhiều nguồn: sách báo, internet, thư viện, kinh nghiệm thực tế.... - Sách giáo khoa: vật lí, tốn học,...

- Kỹ thuật giải bài tập

5-10 thành viên hoặc cả nhĩm phải cùng thảo luận Chuyên gia giải pháp

Từ các thơng tin thực tế thu thập được các chuyên gia tổng kết lại thực trạng hiện tại từ đĩ đề ra hướng giải quyết

5-10 thành viên Chuyên gia thiết kế bài trình bày

Sử dụng CNTT trình bày các thơng tin và ý tưởng chung của cả nhĩm dưới dạng trang một bài trình bày powerpoint.

5 thành

viên

Chuyên gia trình bày

Trình bày, báo cáo sản phẩm dự án trước nhĩm

và hồn thiện.

- GV: Phân cơng nhiệm vụ nhĩm mới:

Nhĩm (2). Hồn thành phiếu học tập số 2. Nhĩm (3). Hồn thành phiếu học tập số 3.

- Từng nhĩm tổ chức buổi báo cáo trước lớp: cĩ thể thuyết trình, diễn kịch, đối thoại,...khuyến khích sự sáng tạo, hấp dẫn.

- GV và HS đĩng gĩp ý kiến: Về nội dung, hình thức... - HS cĩ thể trao đổi lại, thống nhất ý kiến...

- GV đánh giá và nhận xét bài trình bày.

- GV giao nhiệm vụ chỉnh sửa, hồn thiện và nộp lại sau 1 tuần. - GV đánh giá, chấm và cơng bố KQ sau 1 tuần.

Phiếu học tập

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1

1. Thế nào là chuyển động thẳng đều?

2. Dựa trên những kiến thức đã học về nguyên hàm, tích phân. Xây dựng cơng thức tính gia tốc a t , vận tốc v t , quãng đường s t  cho chuyển động thẳng đều? 3. Trên một đoạn đường thẳng, tại điểm , A B cách nhau 10km, cĩ 2 ơ tơ xuất phát cùng lúc và chuyển động thẳng đều cùng chiều. Ơ tơ xuất phát từ A cĩ tốc độ

60km h/ ; ơ tơ xuất phát từ B cĩ tốc độ 40km h/ . Nếu lấy gốc tọa độ ở .A Xác định thời điểm và vị trí mà xe A đuổi kịp xe ?B

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2

1. Thế nào là chuyển động thẳng biến đổi đều?

2. Dựa trên những kiến thức đã học về nguyên hàm, tích phân. Xây dựng cơng thức tính gia tốc a t , vận tốc v t , quãng đường s t  cho chuyển động thẳng biến đổi đều?

vận tốc tăng liên tục được biểu thị bằng đồ thị là đường cong Parabol cĩ hình vẽ (H2.3)

Hình 2.3.

Biết rằng sau 15s thì xe đạt đến vận tốc cao nhất 60m s/ và bắt đầu giảm tốc. Hỏi từ lúc bắt đầu đến lúc đạt vận tốc cao nhất thì xe đã đi được quãng đường bao nhiêu mét ?

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3

1. Thế nào là chuyển động rơi tự do?

2. Dựa trên những kiến thức đã học về nguyên hàm, tích phân. Xây dựng cơng thức tính gia gia tốc a t , vận tốc v t , quãng đường s t  cho phương trình chuyển động rơi tự do?

3. Quãng đường rơi được trong giây cuối cùng của vật rơi tự do là 63,7 .m Tính độ cao thả vật, thời gian và vận tốc của vật khi chạm đất, lấy 2

9,8 / .

g  m s

Tiết số 3

Hoạt động 6: Chuẩn bị báo cáo, thời gian báo cáo mỗi nhĩm dưới 8 phút

Hoạt động của GV Họat động của HS

- Tổ chức cho các nhĩm báo cáo, thời gian cho mỗi nhĩm 10 phút

- Mỗi nhĩm cĩ khơng quá 8 phút trình bày bài báo cáo trên giấy A0 những nội dung đã tìm hiểu và trả lời các câu hỏi nhĩm khác.

- Phát vấn câu hỏi cĩ liên quan đến chủ đề.

- Trong quá trình nhĩm bạn báo cáo, các nhĩm cịn lại lắng nghe và đưa ra các câu hỏi, đánh giá theo phiếu đánh giá.

Hoạt động 7: Tổng hợp thơng tin

Hoạt động của thầy và trị Nội dung bài học - Tổ chức cho HS hồn thành

phiếu ghi bài. - HS hồn thành phiếu ghi bài:

- GV cho các nhĩm xung phong trả lời (điền khuyết) các nội dung cịn thiếu trong phiếu ghi bài.

1. Chuyển động thẳng đều:

- Là chuyển động cĩ quỹ đạo là ... và cĩ vận tốc trung bình ... trên cả quãng đường.

2. Phân tích phƣơng trình chuyển động thẳng đều

- Nguyên hàm của ... là hàm quãng đường đi của chuyển động phụ thuộc vào thời gian

( ) ...dt

s t 

- Quãng đường đi được của vật trong khoảng thời gian t[ ; ]t t1 2 được tính theo cơng thức:

2 1 2 1 ...dt ...( ) ... ( ) t t s  t  s t 3. Áp dụng vào bài tập: - Ta cĩ: vA ...km h v/ ; B ...km h/

+ Quãng đường xe A đi được trong khoảng thời gian t là:

...dt ...dt

A

s  

+ Quãng đường xe B đi được trong khoảng thời gian tlà:

...dt ...dt

B

s  

t giờ thì 2 xe gặp nhau tức là

... 10 ... ... A ... ..

s  s  t s 

- Tổ chức cho HS hồn thành phiếu ghi bài.

- GV cho các nhĩm xung phong trả lời (điền khuyết) các nội dung cịn thiếu trong phiếu ghi bài.

Phiếu học tập số 2:

1. Chuyển động thẳng biến đổi đều:

- Là chuyển động thẳng cĩ độ lớn của ... tăng (giảm) đều theo thời gian.

- Cĩ 2 dạng chuyển động biến đổi đều: + Chuyển động thẳng ... + Chuyển động thẳng ...

2. Phân tích phƣơng trình chuyển động thẳng biến đổi đều:

- Vận tốc của vật chuyển động thẳng biến đổi đều là 1 hàm phụ thuộc vào t

0

v v at

- Nguyên hàm của vận tốc là hàm... đi của chuyển động phụ thuộc vào thời gian t

0

...( )t v t( ) dt (v at)dt...

- Nếu biết hàm vận tốc v t  của chuyển động thì ... đi được của vật trong khoảng thời gian t[ ; ]t t1 2 được tính theo cơng thức:

2 1 2 1 ... ( ) dt ...( ) ...( ) t t v t t t    3. Áp dụng vào bài tập:

- Vì đồ thị vận tốc cĩ dạng đường Parabol nên biểu thức vận tốc cĩ dạng: 2

( )

v t at btc, Đường cong Parabol cĩ đỉnh I(...;...); đi qua gốc tọa độ O(0;0). Ta cĩ

2 2 .0 .0 0 ... ... ... 2 ... ... ... ... (t) ... ... a b c a b b a c a b c v t t                       

- Theo đồ thị thì xe bắt đầu tăng tốc lúc t 0 và đạt vận tốc cao nhất lúc t 15nên quãng đường của xe đi được bắt đầu tăng tốc đến lúc đạt vận tốc cao nhất bằng 15 0 15 ( ) ...dt ... ... 0 s t    m - Tổ chức cho HS hồn thành phiếu ghi bài.

- GV cho các nhĩm xung phong trả lời (điền khuyết) các nội dung cịn trống trong phiếu ghi bài.

Phiếu học tập số 3:

1. Chuyển động rơi tự do:

- Là sự rơi chỉ chịu tác dụng của ...

- Chuyển động rơi tự do là chuyển động ... dần đều, theo phương thẳng đứng, chiều từ ... ...

2. Phân tích phƣơng trình chuyển động rơi tự do

- Vận tốc của vật chuyển động rơi tự do biển đổi đều theo thời gian, tức là 1 hàm phụ thuộc vào thời gina t: vgt

- Nếu biết hàm vận tốc v t  của chuyển động thì ... đi được của vật trong khoảng thời gian t[ ; ]t t1 2 được tính theo cơng thức:

2 1 2 1 ... (t) dt ...( ) ...( ) ... t t v t t    

- Nếu biết hàm gia tốc a t  của chuyển động thì ... của vật được tính theo cơng thức:

 

...a t dt...

- Để xác định được chiều cao của viên đạn tại thời điểm bất kỳ, ta cần tìm cơng thức của quãng đường s t  mà viên đạn đi được:

( ) ...

s t 

- Xem như tại thời điểm t0 0 thì viên đạn được bắn lên. Theo giải thiết cĩ s ... 2 và

 ... 72.

v 

- Ta biết rằng trong chuyển động của viên đạn từ dưới lên thì gia tốc trọng trường cĩ giá trị ... tại mọi điểm t, nghĩa là

2 ( ) ... /

a t  m s

- ... là nguyên hàm của a t( ) nên ta cĩ:

1

...  9,8dt ...C

- Kết hợp với điều kiện vận tốc ban đầu là

(0) 72

v  ta suy ra

1 ... ( ) ...

C  v t 

- Nguyên hàm của vận tốc v t( ) là..., kết hợp với điều kiện s(0)2ta tìm được

+ Độ cao của viên đạn tại thời điểm t là:

2 ( ) ( ) ...dt ... s t v t dt  C + Vì s(0)2 nên: 2 2 (t) ... C s    

Vậy, sau khoảng thời gian 5s kể từ lúc bắn, viên đạn ở độ cao s(5) ... m

Bước 5: Kết thúc

Hoạt động 8: Nhận xét, củng cố, dặn dị

- GV nhận xét, đánh giá sơ bộ về tình hình lớp học: Nhận xét về cách báo cáo, nội dung báo cáo và rút kinh nghiệm cho HS.

Bước 6: Đánh giá kết quả

Hoạt động 9: Kiểm tra cuối chủ đề

HS làm bài kiểm tra 15 phút với nội dung thuộc chủ đề “Tích phân trong các bài tốn chuyển động cơ học” được GV biên soạn theo định hướng phát triển năng lực (Phụ lục 2).

2.3.2. Thiết kế chủ đề tích hợp: “Tích phân trong các bài tốn về cơng của lực tác dụng vào vật” tác dụng vào vật”

Bước 1: Giới thiệu chủ đề

Vật lí học là một khoa học thực nghiệm, đa số các khái niệm, định luật Vật lí được diễn đạt bằng những cơng thức Tốn học. Nhất là việc biến đổi những cơng thức Tốn học diễn tả các khái niệm, định luật Vật lí lại cĩ thể dẫn đến dự đốn được những diễn biến của hiện tượng Vật lí hoặc những hiện tượng, những đặc tính mới của thế giới vật chất. Vì vậy để đảm bảo chất lượng học tập Vật lí cần chuẩn bị tốt cho học sinh những kiến thức về Tốn học cần thiết và cĩ hệ thống [19]. Tuy nhiên, cĩ thể thấy rằng học sinh sinh viên hiện nay sử dụng một cách thụ động các cơng thức tốn học trong Vật lí. Họ khơng hiểu hoặc hiểu khơng đúng, khơng đầy đủ bản chất các cơng thức tốn học trong Vật lí. Đĩ là sự máy mĩc, dập khuân mà từ rất lâu rồi trong phương pháp dạy học Vật lí tại các trường Đại học và đặc biệt là các trường THPT hiên nay mắc phải. Thầy cơ giáo đưa ra cơng thức, học sinh áp dụng vơ thức với cơng thức đĩ.

Tốn học được coi là "ngơn ngữ của vật lí", là một cơng cụ để biểu diễn các đại lượng vật lí, các chỉ số, các biểu tượng. Dựa vào tốn học, mối quan hệ giữa các đại lượng vật lí được cân bằng, các phép tính được đơn giản, mơ hình hĩa. Và do đĩ vật lí được trình bày ngắn và gọn gàng hơn. Tuy vậy, vật lí khơng phải là tốn học, và tốn học khơng phải là vật lí. Trong vật lí bạn phải cĩ sự hiểu biết về sự kết nối của các cơng thức tốn với thế giới thực. Cơng thức tốn là cần thiết để miêu tả những gì bạn đã tìm ra trong thế giới. Dựa trên sự hiểu biết sâu sắc về kiến thức vật

lí, tốn học thể hiện quan hệ giữa các yếu tố trong tự nhiên dưới dạng phương trình tốn học một cách rõ ràng hơn.

Nếu một lực khơng đổi F tác dụng lên vật M dọc theo một khoảng cách (độ dời) d, thì cơng W sinh ra trong trong quá trình chuyển động W F d. . Trong đĩ, lực F được hiểu là tác dụng dọc theo hướng (phương) chuyển động. Định nghĩa trên luơn đúng khi lực F khơng đổi. Tuy nhiên trong thực tế, nhiều trường hợp lực

F biến thiên trong suốt quá trình thực hiện cơng. Trong các tình huống như vậy, người ta thường chia quá trình này thành nhiều phẩn nhỏ và tính cơng tồn phần nhờ lấy tổng các cơng tương ứng với các phần được chia. Tức là cần tới cơng cụ tích phân.

Để giúp HS hiểu về ứng dụng của tích phân trong các bài tốn về cơng của lực tác dụng lên vật, đồng thời hiểu rõ hơn về bài tốn nguyên hàm, tích phân từ đĩ cĩ những hiểu biết và vận dụng nguyên hàm, tích phân vào giải quyết các vấn đề thực tiễn cĩ liên quan. Chúng tơi thực hiện chủ đề: “Tích phân trong các bài tốn về cơng của lực tác dụng vào vật”.

Chủ đề được xây dựng dựa trên cách tiếp cận sau:

- Tiếp cận nội dung: Liên quan chủ yếu đến các nội dung của mơn tốn học và vật lí.

Để giải quyết các vấn đề đặt ra trong chủ để, học sinh cần vận dụng các kiến thức liên mơn:

Bảng 2.5. Các nội dung liên quan đến chủ đề “ Tích phân trong các bài tốn về cơng của lực tác dụng vào vật” trong chƣơng trình, SGK hiện hành Stt Mơn học Bài liên quan đến chủ đề tích hợp Ghi chú

1 Giải tích 12

Chương III. Bài 1: Nguyên hàm Chương III. Bài 2: Tích phân.

Chương III. Bài 3. Ứng dụng của tích phân trong hình học.

2 Vật lí 10 Bài 9: Tổng hợp và phân tích lực. Điều kiện cân bằng của chất điểm.

Bài 10: Ba định luật Niu – tơn.

Bài 12: Lực đàn hồi của lị xo. Định luật Húc.

Bài 24: Cơng và cơng suất.

- Tiếp cận thực tiễn: Xem xét các ứng dụng của tích phân trong các vấn đề thực tiễn liên quan đến lực và cơng của lực tác dụng vào vật.

- Tiếp cận năng lực: Bên cạnh việc trang bị kiến thức, chủ đề hướng tới trang bị cho học sinh một số năng lực chung và năng lực chuyên biệt như: Năng lực tự học, năng lực giải quyết vấn đề, năng lực tính tốn, năng lực sử dụng ngơn ngữ, sử dụng cơng nghệ thơng tin, năng lực giao tiếp, hợp tác,… và đặc biệt là năng lực nghiên cứu khoa học như: quan sát, đề xuất giả thiết, thu thập và xử lí số liệu, trình bày số liệu dưới một số hình thức, …

Bước 2: Phân tích mơ hình tích hợp

Con đường nhận thức định luật Vật lí trong SGK Vật lí 10 thơng qua quan sát trực tiếp và khái quát hốlí thuyết diễn ra theo các giai đoạn:

- Giai đoạn 1: Quan sát, thu thập các dữ liệu thực nghiệm (dựa vào quan sát tự nhiên, thơng qua thí nghiệm, qua kinh nghiệm đã tích luỹ được từ trước). Trong giai đoạnnày, người học phải mơ tả được các hiện tượng đã quan sát được và những điều kiệnđể hiện tượng đĩ diễn ra.

- Giai đoạn 2:Những KQ đã quan sát được khái quát hĩa, làm nổi bật cái chung, cái bản chất, cái giống nhau trong các sự vật, hiện tượng cụ thể, phân biệt những điềukiện cơ bản với những điều kiện khơng cơ bản trong đĩ hiện tượng diễn ra. - Giai đoạn 3:Giải thích những những KQ quan sát được.

- Giai đoạn 4:Kiểm tra sự đúng đắn của giả thuyết.

Trong chương III – Động lực học chất điểm, chương trình vật lí 10, học sinh đã tìm hiểu một số lực cơ.

Hình 2.4. Các lực cơ được giới thiệu trong SGK vật lí 10.

Tuy nhiên, nếu một lực khơng đổi F tác dụng lên vật M dọc theo một khoảng cách (độ dời) d, thì cơng W sinh ra trong trong quá trình chuyển động

.

W F d. Trong đĩ, lực F được hiểu là tác dụng dọc theo hướng (phương) chuyển động. Định nghĩa trên luơn đúng khi lực F khơng đổi. Tuy nhiên trong thực tế, nhiều trường hợp lực F biến thiên trong suốt quá trình thực hiện cơng. Trong các tình huống như vậy, người ta thường chia quá trình này thành nhiều phẩn nhỏ và tính cơng tồn phần nhờ lấy tổng các cơng tương ứng với các phần được chia. Tức là cần tới cơng cụ tích phân.