Bài 1:CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU
A. MỤC TIÊU 1. Kiến thức:
- Nêu được chuyển động, chất điểm, hệ quy chiếu, mốc thời gian, vận tốc là gì?
- Nhận biết được đặc điểm về vận tốc của chuyển động thẳng đều
1. Kĩ năng
- Xác định được vị trí của một vật chuyển động trong một hệ quy chiếu đã cho
- Lập được phương trình chuyển động X = x0 + v.t
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Vận dung được phương trình x = x0 + v.t đối với chuyển động thẳng đều của một hoặc hai vật
- Vẽ được đồ thị tọa độ của chuyển động thẳng đều.
- Tham gia đề xuất phương án thí nghiệm, dự đoán kết quả thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm và giải thích kết quả thí nghiệm.
3. Thái độ
- Cẩn thận khi nghiên cứu khoa học, đặc biệt là khi tiến hành thí nghiệm. - Trung thực, khách quan; hợp tác; lắng nghe ý kiến người khác; tham gia tích cực, tự lực để xây dựng và chiếm lĩnh kiến thức mới.
B. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên
- Đọc phần tương ứng trong SGK Vật lí lớp 8 để xem ở THCS, học sinh đã được học những gì.
- Vẽ trên giấy trong hoặc trên giấy to đồ thị tọa độ Hình 2.2 SGK để phục vụ cho việc trình bày của giáo viên hoặc học sinh
- Chuẩn bị thí nghiệm như Hình 2.1 SGK
- Chuẩn bị một số bài tập về chuyển động thẳng đều có đồ thị tọa độ khác nhau( kể cả đồ thị tọa độ- thời gian lúc vật dừng lại)
2. Học sinh
- Ôn lại các kiến thức về hệ quy chiếu, hệ tọa độ - Các vẽ đồ thị của hàm số y= ax + b
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Sự kiện
Quan sát : (Cho học sinh xem một đoạn video clip) Chuyển động của xe ôtô, xe máy, xe quyệt...
Làm thế nào để biết các chuyển động trên là thẳng đều?
Giả thuyết - Giả thuyết 1: Quỹ đạo chuyển động là thẳng - Giả thuyết 2: Tốc độ là đều
Thí nghiệm TNBD: Chuyển
động của giọt nước trong dầu ăn
Dự đoán và tiến hành thí nghiệm
- Dự đoán: Giọt nước sẽ rơi đều trong dầu ăn
- Tiến hành thí nghiệm và xử lí số liệu và đối chiếu dự đoán.
Thảo luận - Nhận xét: Giọt nước sẽ chuyển động thẳng đều trong dầu ăn
Kết luận
Chuyển động thẳng đều là chuyển động trên một quỹ đạo là một đường thẳng và tốc độ trung bình như nhau trên mọi quãng đuờng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
D.Tiến trình hoạt động dạy học
Kiểm tra bài cũ: Hãy nhắc lại công thức tính tốc độ trung bình và quãng đường đã học ở THCS
* Đặt vấn đề:
GV: + Chia học sinh ra thành nhóm
+ Hướng dẫn học sinh làm thí nghệm
- Lấy tăm để tạo thành giọt nước rồi sau đó nhúng vào bình chia độ chứa dầu ăn
- Cho học sinh quan sát chuyển động của giọt nước khi chung đi được những quãng đường khoảng 1cm và dùng đồng hồ để đo thời gian.
GV: + Yêu cầu học sinh làm thí nghiệm
+ Hãy cho biết giọt nước chuyển động với vận tốc như thế nào? HS: Thực hiện thí nghiệm, thảo luận nhóm
GV: Yêu cầu học sinh trả lời trước lớp
HS: Các giọt nước chuyển động với vận tốc rất nhỏ
Để tiết kiệm thời gian giáo viên có thể cho học sinh quan sát một thí nghiệm khác đó là khảo sát chuyển động thẳng đều của viên bi trên máng ngang
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
GV giớ thiệu dụng cụ thí nghiệm cho học sinh:
1. Máng ngang, có giá đỡ bằng hợp kim nhôm, dìa khoảng 950mm 2. Viên bi thép, có đường kính khoảng từ 20 đến 22mm
3. Lá thép lò xo, dùng chặn viên bi 4. Thước thẳng đai 900 mm
5. Chân chống chữ U, có trục quay và vít hãm 6. Đế ba chân, có vít chỉnh cân bằng
7. Trụ thép inôc, đường kính 10mm
8. Trụ thép inôc, đường kính 8mm, có khớp đa năng gép nó vuông góc với trụ thép inôc 10mm cắm vào chân đế
9. thước đo góc, có dây dọi
10. Đồng hồ đo thời gian hiện số MC- 964 11. Cổng quang điện E
12. Cổng quang điện F
13. Nam châm điện N, dùng giữ và thả viên bi 14. Công tắc kép
GV hướng dẫn học sinh lắp ráp thí nghiệm và tiến hành thí nghiệm
1. Lắp ráp thí nghiệm
a) Đặt máng ngang lên giá đỡ. Nới vít hãm và đặt cổng quang điện E cách chân phần dốc của máng ngang khoảng 10cm và đặt cổng quang điện F cách cổng quang điện E một đoạn s=10cm. Nối hai cổng quang điện E,F với hai ổ cắm A,B ở mặt sau của đồng hồ đo thời gian.
b) Đặt nam châm điện N cố định tại đỉnh phần dốc của máng ngang. Nối nam châm điện với ổ cắm C ở mặt sau đồng hồ đo thời gian qua hộp công tắc kép 14
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
c) Vặn núm xoay của đồng hồ MC-964 đến vị trí MODE A+B và gạt núm chọn thang đo sang vị trí 9,999 s. Cắm phích lấy điện của đồng hồ MC- 964 vào ổ điện ~ 220 V. Bật công tắc K ở mặt sau đồng hồ để các số hiển thị phát sáng
d) Phối hợp dịch chuyển khớp nối đa năng dọc theo trụ thép 10mm đến vị trí thích hợp, vặn các vít chỉnh cân bằng của đế ba chân và chân chống chữ U sao cho dây dọi song song với mặt phẳng của thước đo và trùng đúng với số 0 của thước đo này. Khi đó máng ngang nằm cân bằng thẳng ngang.
Có thể kiểm tra mức độ thẳng ngang của máng lăn bằng cách đặt nhẹ viên bi thép vào khoảng giữa hai cổng E và F, nếu viên bi đứng yên là được
2. Tiến hành thí nghiệm
*> Chứng minh chuyển động ủa viên bi trên máng ngang là chuyển động thẳng đều
a) Đặt viên bi thép lên máng ngang tai vị trí tiếp xúc với nam châm điện N và bị giữ lại ở đó. Nhấn nút RESET của đồng hồ MC-964 để chuyển các số hiển thị về giá trị ban đầu 0.000
b) Nhấn nút của hộp công tắc kép để ngắt điện vào nam châm N: viên bi lăn xuống và chuyển động đi qua hai cổng quang điện E,F trên máng ngang.
Khi viên bi đi qua cổng E, đồng hồ MC-964 chỉ khoảng thời gian Δt1 đúng bằng khoảng thời gian chắn tia hồng ngoại của viên bi tại cổng E.
Khi viên bi tiếp tục đi qua cổng F trong khoảng thời gian Δt2 , đồng hồ MC- 964 chỉ tiếp khoảng thời gian Δt= Δt1+ Δt2 , tức là bằng tổng hai khoảng thời gian chắn tia hồng ngoại của viên bi tại hai cổng E và F. Từ đó suy ra:
Δt2 = Δt – Δt1
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
c) Dịch chuyển cổng F ra xa dần cổng E, mỗi lần xa thêm 5cm. Với mỗi giá trị s = 15, 20, 25,30, cm, thực hiện lai các động tác b và c. Ghi các giá trị tương ứng của Δt1 và Δt2 vào bảng 1.
Ghi chú: Với mỗi giá trị của s, có thể lặp lại 3 lần phép đo Δt1 và Δt2 để tính giá trị trung bình của chúng.
*> Khảo sát các tính chất của chuyển động thẳng đều của viên bi trên máng ngang.
Phương án 1: Lập bảng tỉ số s/ t.
a) Vặn núm xoay của đồng hồ MC-964 đến vị trí MODE A B. Giữ nguyên thang đo 9,999 s
b) Giữ vị trí cố định của cổng E. Đặt cổng F cách cổng E một đoạn 10cm. Đặt viên bi thép lên máng ngang tại vị trí tiếp xúc với nam châm điện N. Nhấn nút RESET của đồng hồ MC-964 để các số hiển thị về 0.000.
c) Nhấn nút của hộp công tắc kép để ngắt điện vào nam châm N: viên bi lăn xuống và chuyển động qua hai cổng quang điện E,F trên máng ngang.
Khi viên bi lăn tới chạm tia hồng ngoại của cổng E, đồng hồ MC-964 bắt đầu đếm. Khi viên bi lăn tiếp tới chạm tia hồng ngoại của cổng quang điện F, đồng hồ ngừng đếm. Khoảng thời gian t để viên bi đi đoạn đường s = 10cm giữa hai công E,F hiển thị trên dồng hồ MC-964. Ghi giá trị của t vào bảng 2.
d) Dịch chuyển cổng F ra xa dần cổng E, mỗi lần xa thêm 5cm. Với mỗi giá trị s= 15, 20, 25, 30 cm, thực hiện lại động tác b và c. Ghi giá trị của t trong mỗi lần đo vào bảng 2
Phương án 2: Vẽ đồ thị s= f(t).
Căn cứ các giá trị đo được của s và t ghi trong bảng 2, vẽ đồ thị s=f(t). Từ đó rút ra các kết luận về tính chất chuyển động thẳn đều của viên bi.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
*> Xác định tốc độ của viên bi chuyển động thẳn đều trên máng ngang a) Cách 1: Tốc độ của viên bi tính bằng:
vtb =v = D/ Δt1 = D/ Δt2
với Δ t1, Δ t2 là khoảng thời gian chắn tia hồng ngoại của viên bi khi đi qua hai cổng E,F( bảng 1), còn D là đường kính của viên bi đo bằng thước kẹp
b) Cách 2: Tốc độ của viên bi được tính bằng: vtb = v = s/t
với t là thời gian chuyển động của viên bi trên đoạn dường đi được s tương ứng ( bảng 2).
c) Cách 3: Tốc độ của viên bi tính bằng: vtb = v = tan α
với tan α là độ dốc của đường thẳng biểu diễn đồ thị s= f(t). **> Những điểm cần lưu ý:
- Cần tuân theo đúng các quy tắc an toàn khi sử dụng điện, đặc biệt là khi rút hoặc cắm đầu phích nối điện của đồng hồ đo thời gian MC-964 vào ổ điện ~ Cần điều chỉnh sao cho dây dọi nằm song song với mặt phẳng của thước đo góc 0÷ 90 và trùng đúng với số 0 của thước này để máng ngang cân bằng thẳng ngang *> Kết quả thí nghiệm : Bảng 1 s (mm) Δt1(ms) Δt(ms) Δt2(ms) 100 150 200 250 300
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Kết luận: Viên bi có đường kính không đổi, nếu Δt2 =Δt1 thì chuyển động của viên bi trên máng ngang là...
Bảng 2 s(mm) t(ms) vtb = v =s/t ( m/s) 100 150 200 250 300
- Nhận xét và kết luận: Tốc dộ trung bình của viên bi ( vtb) trên các đoạn đường đi được khác nhau đều có giá trị..., tức là đoạn đường đi được s tăng... với thời gian chuyển động t
- Vẽ đồ thị s=f(t) s
t
Kết luận: Đường biểu diễn đồ thi s=f(t) có dạng đường... Xác định tốc độ của viên bi theo hệ số góc của đường thẳng biểu diễn đồ thị s=f(t):
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
* Bài mới
CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU I- Chuyển động thẳng đều
1. Tốc độ trung bình
● GV : Hãy đua ra công thức tính tốc độ trung bình của các vật
▼ HS: Tốc độ trung bình=( quãng đường đi được)/ (thời gian chuyển động)
vtb =ts
2. Chuyển động thẳng đều
GV: Từ thí nghiệm vừa thực hiện xong, hãy đưa ra khái niệm chuyển
động thẳng đều
HS: Chuyển động thẳng đều là chuyển động trên một quỹ đạo thẳng và có tốc độ trung bình như nhau trên mọi quãng đường
GV: Nhắc học sinh hiểu rằng, trong chuyển động thẳng đều khi nói vận tốc của xe trên một quãng đường hoặc trong một khoảng thời gian nào đó thì ta hiểu là tốc độ trung bình. Hãy nêu một vài ví dụ về chuyển động thẳng đều trong thực tế mà em thường gặp?
HS: Lấy ví dụ minh họa
3. Quãng đường đi được trong chuyển động thẳng đều
GV: Từ công thức tính tốc độ trung bình, hãy suy ra công thức tính
quãng đường đi được trong chuyển động thẳng đều? HS: Lên bảng và biến đổi được
GV: Hãy nhận xét, trong chuyển động thẳng đều thì quãng đường đi được và thời gian chuyển động có mối quan hệ như thế nào?
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
HS: Trong chuyển động thẳng đều, quãng đường đi được tỉ lệ thuận
với thời gian chuyển động
II. Phƣơng trình chuyển động và vẽ đồ thị tọa độ- thời gian của chuyển động thẳng đều
1. Phương trình chuyển dộng thẳng đều
GV: Hướng dẫn học sinh xác định hệ quy chiếu + Chọn gốc tọa độ, hệ tọa độ
+ Chon mốc thời gian
HS: Dựa vào kiến thức bài trước xác định được hệ quy chiếu
GV: Hãy lập phương trình chuyển động thẳng đều dựa vào công thức tính quãng đường đi được trong chuyển động thẳng đều?
HS: Lập được tọa độ của chất điểm sau thời gian chuyển động t sẽ là: x = x0 + s = x0 + v.t
GV: nếu chọn vị trí ban đầu trùng với gốc tọa độ thì phương trình chuyển động thẳng đều sẽ có dạng như thế nào?
HS: Khi đó x0 = 0 và phương trình chuyển động thẳn đều sẽ có dạng x = v.t
2. Đồ thị tọa độ - thời gian của chuyển động thẳng đều
GV: Đưa ra một ví dụ đơn giản và hướng dẫn học sinh:
+ Phương trình có dạng giống như là hàm bậc nhất trong toán học y= a.x + b
+ Cho một giá trị của t sẽ cho một giá trị của x tương ứng HS: Xác định được các giá trị của t và x tương ứng giống như bảng (x,t) trong SGK
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
HS:
+Đồ thị có dạng là một đường thẳng
+ Chỉ cần xác định tối thiểu hai điểm rồi nối lại với nhau Củng cố, vận dụng:
- GV tóm tắt lại những nội dung cần ghi nhớ trong bài - Yêu cầu học sinh làm tập 6,7,8(SGK- 15)
- Nếu còn thời gian thì hướng dẫn học sinh làm bài 9 (SGK- 15)
2.2.2. Tiến trình xây dựng kiến thức bài 2
Bài 2:CHUYỂN ĐỘNG THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU
A. 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)
- Viết được công thức tính gia tốc a = 0 0 v v v a t t t của một chuyển động biến đổi
- Nêu được đặc điểm của vectơ gia tốc trong chuyển động thẳng nhanh dần đều và chậm dần đều
- Viết được công thức tính vận tốc vt = v0 + a.t, phương trình của chuyển động thẳng biến đổi đều x = x0 + v0.t + at2/2. Từ đó suy ra công thức tính quãng đường đi được
2. Kĩ năng:
- Vận dụng được các công thức:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn s = v0 + at2/2 vt 2 – v0 2 = 2.a.s
- Vẽ được đồ thị vận tốc của chuyển động thẳng biến đổi đều
3. Thái độ:
- Cẩn thận trước khi làm , đặc biệt là trong khi thực hành thí nghiệm - Trung thực, khách quan, tỉ mỉ , chính xác
- Chú ý lắng nghe ý kiến của người khác
B. CHUẨN BỊ: 1. Giáo viên:
- Chuẩn bị thí nghiệm như hình 3.1 SGK
- Giải trước các bài tập để lường trước các khó khăn, vướng mắc của học sinh
2. Học sinh:
- Ôn lại kiến thức về chuyển động thẳng đều C. SƠ ĐỒ TIẾN TRÌNH XÂY DỰNG KIẾN THỨC
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Sự kiện
Quan sát: Chuyển động của một viên bi trên máng nghiêng
Chuyển động cuả viên bi là chuyển động gì?