Yêu cầu HS đề xuất giải pháp giải quyết vấn đề.
Gợi ý phân tích đề:
- Động lượng của viên đạn tại điểm cao nhất bằng bao nhiêu?
- Sau khi nổ có bao nhiêu động lượng? - Các động lượng này có mối liên hệ như thế nào với động lượng của viên đạn?Vì sao? Lưu ý: Trong các hiện tượng va chạm, nổ các nội lực xuất hiện thường rất lớn so với ngoại lực nên hệ vật có thể coi là kín trong thời gian ngắn xảy ra hiện tượng. Do đó áp dụng được các định luật bảo toàn.
u cầu các nhóm trình bày giải pháp đã đề ra.
Theo dõi, hỗ trợ và đánh giá năng lực của HS bằng phiếu đánh giá.
Thống nhất đáp án với HS
Đọc đề
Vấn đề cần giải quyết: tìm điều kiện để 3 vận tốc của 3 mảnh sau khi nổ đồng phẳng
Đề xuất giải pháp giải quyết vấn đề: dùng
định luật bảo tồn động lượng
Phân tích đề:
+ Viên đạn bay thẳng đứng lên cao, tại điểm cao nhất nó sẽ dừng động lượng của viên đạn bằng 0
+ Do vỡ thành 3 mảnh nên sau khi nổ có 3 động lượng, tổng 3 động lượng này bằng động lượng của viên đạn.Vì hệ viên đạn trước và sau khi nổ là một hệ kín.
Thực hiện giải pháp đã đề ra (trong phiếu
học tập):
- Gọi p là động lượng của viên đạn
p1, p2, p3 lần lượt là động lượng của mảnh 1, mảnh 2, mảnh 3
- Áp dụng định luật bảo toàn động lượng ta có: p1 p2 p3 p
- Suy ra: p1 p2 p3 0
Kết luận: các động lượng này đồng quy và đồng phẳng vận tốc của ba mảnh cùng nằm trên một mặt phẳng.
Yêu cầu HS đọc đề bài 2
Bài 2: Người ta treo các con lắc đơn như
hình. Khoảng cách giữa hai quả cầu cạnh nhau là rất nhỏ (kích thước của mỡi quả cầu là khơng đáng kể). Điều gì sẽ xảy ra khi:
+TH1: Kéo quả cầu ở ngồi cùng lệch một góc nào đó rồi thả cho va chạm vào quả cầu tiếp theo
+ TH2: Kéo lệch từng nhóm 2 quả, 3 quả… và thả tự do chúng đồng thời.
Bỏ qua mọi ma sát và mất mát năng lượng.
Gợi ý phân tích đề:
- Những đại lượng nào mô tả chuyển động của quả cầu 1 sau khi thả?
- Va chạm giữa các quả cầu là va chạm gì? - Đại lượng nào được bảo tồn theo điều kiện của bài tốn?
Xác định vấn đề cần giải quyết
Yêu cầu HS đề xuất giải pháp
Yêu cầu HS thực hiện và trình bày giải pháp giải quyết vấn đề.
Phân tích đề:
- Khi thả quả cầu thứ nhất nó sẽ có vận tốc có động lượng và động năng.
- Va chạm giữa các quả cầu là va chạm đàn hồi xuyên tâm.
- Do bỏ qua ma sát và mất mát năng lượng và va chạm đàn hồi nên động lượng và năng lượng của hệ được bảo toàn.
Vấn đề cần nghiên cứu: Năng lượng và vận tốc được truyền như thế nào sau khi thả quả cầu thứ nhất?
Đề xuất được hai phương án là định luật bảo toàn cơ năng và định luật bảo toàn động lượng
Thực hiện giải pháp:
+TH1:Theo lí thuyết va chạm đàn hồi xuyên tâm, quả cầu 1 sẽ truyền toàn bộ động lượng và động năng cho quả cầu 2 Theo dõi và đánh giá
Thống nhất đáp án
và hiện tượng trao đổi vận tốc xảy ra: - Quả cầu 1 dừng lại, cịn quả cầu 2 có vận tốc đúng bằng vận tốc của quả cầu 1. α
Hoạt động 2: (50ph)Giải bài tập thiết kế thí nghiệm
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
Yêu cầu HS đọc bài số 3 trong phiếu học tập
Bài 3: Con lắc thử đạn là một bao cát,
khối lượng M, trình bày phương ánthí nghiệm sử dụng con lắc thử đạn này để đo được vận tốc của viên đạn khối lượng m?
Gợi ý phân tích đề:
Đọc đề
Phân tích đề :
- Va chạm giữa viên đạn và con lắc là loại va chạm nào?
- Động lượng của hệ viên đạn+con lắc trước và sau va chạm có bảo tồn khơng? Vì sao?
- Va chạm giữa viên đạn và con lắc là loại va chạm mềm.
- Vì thời gian xảy ra tương tác giữa viên đạn với bao cát rất ngắn nên có thể xem động lượng của hệ được bảo toàn.
- Đến lượt quả cầu 2 tiếp tục truyền động lượng cho quả cầu 3 và vận tốc lại được trao đổi…
- Quá trình tiếp tục như vậy cho tới quả cầu ngồi cùng, nó nhận được vận tốc đúng bằng vận tốc của quả cầu đầu tiên và vì thế sẽ được nâng lên đến một góc lệch bằng góc lệch ban đầu của quả cầu 1. +TH2:Nếu kéo lệch đồng thời từng nhóm 2, 3 … quả cầu và thả cho va chạm với các quả cầu cịn lại, thì động lượng được truyền tới các quả cầu ngoài cùng. Những quả cầu này sẽ chuyển động thành nhóm 2, 3…quả và cũng được nâng lên với góc lệch ban đầu.
- Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ ngay trước và sau khi viên đạn găm vào bao cát, ta có: mv=(m+M)v' (*) m M ' v v m (1)
- Sau va chạm cơ hệ chuyển động như thế nào?
- Khi ta bắn viên đạn vào bao cát theo phương nằm ngang, thì đầu đạn sẽ cắm vào cát và nâng hộp cát lên theo một cung tròn làm cho hộp cát bị lệch ra khỏi phương thẳng đứng 1 góc αo. - Góc lệch cực đại con lắc và vận tốc viên
đạn trước va chạm có mối liên hệ gì khơng?
- Sử dụng định luật nào để tìm mối liên hệ này? Vì sao?
Giả sử sau khi đạn ghim vào cát thì cơ hệ dịch chuyển lên tới vị trí cao nhất là A, tại đây dây treo sẽ hợp với phương thẳng đứng 1 góc αo
Chọn gốc thế năng tại O. Áp dụng định
- Xác định vấn đề: tìm mối liên hệ giữa góc lệch cực đại con lắc và vận tốc viên đạn trước va chạm .
- Áp dụng định luật bảo tồn cơ năng, ta có thể tính được vận tốc sau va chạm v’ theo góc lệch αo, từ đó tìm được mối liên hệ giữa góc lệch cực đại con lắc và vận tốc viên đạn trước va chạm
- Ta có: 1 '2 ( ) (1 cos ) ( ) 2 o mM g mM v ' 2 (1 cos o) v g (2)
Với : m là khối lượng của viên đạn, M là khối lượng của bao cát, αo là góc lệch cực đại
luật bảo tồn cơ năng tại A và O, hãy tìm v’?
của dây treo, g là gia tốc trọng trường, là chiều dài dây treo.
- Từ (1) và (2) ta có: 2 (1 cos o) m M v g m (*)
Yêu cầu HS rút ra công thức liên hệ giữa v và αo
Yêu cầu HS trình bày phương án làm thí nghiệm
Gợi ý:
- Để áp dụng công thức (*) ta cần bắn viên đạn như thế nào?
- Từ công thức (*) ta cần đo những đại lượng nào?
- Đo góc lệch cực đại, chiều dài của dây treo và các khối lượng bằng dụng cụ nào?
Đề xuất phương án làm thí nghiệm:
- Ta bắn viên đạn theo phương ngang đến va chạm vào bao cát.
- Từ công thức (*) ta cần đo khối lượng m của viên đạn, M của bao cát, chiều dài dây treo và góc lệch cực đại αo
- Ta xác định được góc αo bằng thước đo độ.Đo được chiều dài của con lắc bằng thước thẳng. Dùng cân đo khối lượng của bao cát và viên đạn. - Thay vào công thức (*) ta tính được vận tốc của viên đạn.
Yêu cầu HS đọc đề bài 5 trong phiếu học tập (bài 26)
Bài 4: Hãy thiết kế phương án thí nghiệm
đo hệ số ma sát lăn của một khối trụ đồng
Đọc đề α
o
A O
chất có khối lượng đã biết với tấm ván và thước?
Gợi ý:
- Khi nào lực ma sát lăn xuất hiện?
- Trong thí nghiệm, ta cần đo hệ số ma sát lăn giữa hai vật nào?
- Yêu cầu HS nêu cách bố trí thí nghiệm Gợi ý:
- Đặt tấm ván như thế nào?
- Đặt khối trụ trên tấm ván như thế nào để đo hệ số ma sát lăn?
- Hãy mô tả chuyển động của khối trụ trên tấm ván
Phân tích đề:
- Lực ma sát lăn xuất hiện khi vật có xu hướng lăn trên bề mặt của một vật khác.
- Trong thí nghiệm, ta cần đo hệ số ma sát lăn giữa khối trụ và tấm ván.
Bố trí thí nghiệm:
- Đặt 1 tấm nằm nghiêng và 1 tấm ván nằm ngang có cùng hệ số ma sát. (chỗ tiếp xúc được vát cong để trụ không mất mát động năng khi lăn qua) - Đặt khối trụ tại đỉnh của tấm ván nghiêng sao cho thân của khối trụ tiếp xúc với bề mặt của tấm ván.
Khi lăn hết tấm ván, khối trụ sẽ lăn thêm một đoạn nữa trên mặt phẳng ngang rồi mới dừng hẳn. Từ định lí động năng (định luật bảo tồn năng lượng), ta có thể xác định được hệ số ma sát lăn của khối trụ theo quãng đường mà nó đi được từ lúc bắt đầu chuyển động đến khi dừng hẳn.
Yêu cầu HS xác định vấn đề cần giải quyết:
Yêu cầu HS đề xuất cách xác định hệ số ma sát lăn.
Gợi ý:
- Trong q trình khối trụ chuyển động, có đại lượng nào được bảo tồn khơng?
Xác định được vấn đề cần giải quyết: tìm mối liên hệ giữa hệ số ma sát lăn của khối trụ với quãng đường mà nó đi được từ lúc bắt đầu chuyển động đến khi dừng hẳn
- Trong quá trình chuyển động, năng lượng của khối trụ được bảo toàn.
- Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng, ta suy ra được điều gì?
Yêu cầu HS đề xuất cách làm thí nghiệm Gợi ý:
- Để có đoạn BC ta phải làm gì?
- Dùng thước để đo những khoảng cách nào?
-Áp dụng định luật bảo tồn năng lượng, cơng của lực ma sát trên cả hai đoạn đường:
A12 = AAB +ABC = W2 – W1 − mgcosα.AB − mg.BC = 0 − mgh mgh =mg (HB + BC ) Suy ra : h HB BC (*) Đề xuất cách làm thí nghiệm:
- Cho khối trụ lăn từ độ cao h của một mặt phẳng nghiêng có α lớn hơn αo một chút (để trụ lăn không trượt), sau đó lăn trên một mặt phẳng ngang giống hệt để tìm đoạn BC.
- Đo quãng đường BC trụ lăn được trên mặt phẳng ngang, đo HB và độ cao h ta có thể tính được hệ số ma sát lăn dựa vào công thức (*)
Hoạt động 3: (10ph) Giao nhiệm vụ về nhà
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
Giới thiệu các dụng cụ cần sử dụng trong bài 5
Cho các nhóm đặt câu hỏi thắc mắc liên quan đến bài 5
Yêu cầu các nhóm hồn thành bài tập 5 trong một tuần và báo cáo kết quả
Lắng nghe Nêu câu hỏi Nhận nhiệm vụ
2.4. Kết luận chương 2
Dựa trên mục đích nghiên cứu và giả thuyết khoa học của đề tài, cơ sở nghiên cứu lý thuyết ở chương 1, trong chương 2, chúng tôi đã nghiên cứu và đã đưa ra được hệ thống bài tập sáng tạo chương “Các định luật bảo tồn”- Vật lí 10 nhằm đạt được các mục tiêu về kiến thức, kỹ năng và năng lực NLGQVĐ&ST của HS và hơn hết hệ thống bài tập này phải phù hợp với trình độ của học sinh lớp 10. Dựa vào mục tiêu phát triển NLGQVĐ&ST của học sinh, chúng tôi đã sử dụng các bài tập trong các tiến tình xây dựng kiến thức mới, củng cố vận dụng và ôn tập cho học sinh. Sau khi có được hệ thống bài tập phù hợp, chúng tôi tiến hành xây dựng cụ thể các tiến trình xây dựng kiến thức mới.Từ đó, chúng tơi thiết kế các giáo án dạy học theo kiểu dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề nhằm phát triển NLGQVĐ&ST cho học sinh.
Trên cơ sở đạt được của chương 2 chúng tôi tiến hành thực nghiệm sư phạm ở chương 3.
Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
3.1. Mục đích, đối tượng, thời gian, địa điểm, phương pháp và nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm nghiệm sư phạm
3.1.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm
Mục đích của TNSP là kiểm tra đánh giá tính đúng đắn và khả thi của giả thuyết khoa học đã đưa ra “Nếu xây dựng và sử dụng được hệ thống bài tập sáng tạo trong dạy học chương “Các định luật bảo tồn” – Vật lí 10 một cách hợp lý thì sẽ phát triển được năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của HS ”.
Do đó, khi thực nghiệm sư phạm phải xem xét các vấn đề sau:
- Hệ thống bài tập đã xây dựng có hợp lý khơng? Các câu hỏi định hướng tư duy cho học sinh và các hướng dẫn giải đã tối ưu chưa?
- Việc đưa ra hệ thống bài tập, cùng những gợi ý định hướng tư duy có thúc đẩy hoạt động tư duy, hoạt động sáng tạo của học sinh hay không?
- Thời gian dùng cho việc dạy bài tập sáng tạo có quá dài so với thời gian phân phối chương trình theo quy định khơng?
- Cơ sở vật chất của trường lớp và điều kiện của học sinh có đáp ứng được u cầu cho việc dạy BTST khơng?
- Có thể dùng BTST để kiểm tra đánh giá trình độ học sinh không?
- Khi vận dụng hệ thống bài tập sáng tạo đã được xây dựng vào dạy học cho học sinh lớp 10 THPT đã nâng cao được chất lượng như thế nào?
3.1.2. Thời gian, đối tượng và địa điểm thực nghiệm sư phạm
Thời gian: Thực nghiệm sư phạm sẽ được tiến hành trong học kỳ II năm học 2017 - 2018, từ ngày 15 tháng 01 năm 2018 đến ngày 15 tháng 2 năm 2018.
Địa điểm: Trường Trung học phổ thông Củ Chi – Thành phố Hồ Chí Minh. Đối tượng: Học sinh lớp 10A4 trường Trung học phổ thông Củ Chi.
3.1.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
Tiến hành tổ chức cho HS học tập một số kiến thức chương “Các định luật bảo tồn” – Vật lí 10 theo tiến trình đã soạn thảo.Trong quá trình thực nghiệm, theo dõi hoạt
buổi học và các sản phẩm của HS để lấy căn cứ đánh giá và cho điểm. Trên cơ sở đó, phân tích, rút kinh nghiệm và đánh giá tính khả thi của tiến trình đã soạn thảo.
Sử dụng các bảng tiêu chí đánh giá và bài kiểm tra để đánh giá NLGQVĐ&ST của học sinh sau khi học xong chương “Các định luật bảo tồn”– Vật lí 10.
3.1.4. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm
Để đạt được mục đích đặt ra, thực nghiệm sư phạm có những nhiệm vụ sau: - Sử dụng hệ thống bài tập sáng tạo chương “Các định luật bảo tồn” – Vật lí 10 trong tiết học lý thuyết và tiết ơn tập . Hướng dẫn học sinh suy nghĩ để tìm kiếm lời giải cho mỗi bài tập bằng cách gợi ý định hướng hành động tư duy nhằm giúp cho việc nắm vững kiến thức hơn, rèn luyện kỹ năng giải bài tập, phát triển NLGQVĐ&ST
- Kiểm tra thái độ và khả năng của học sinh trong việc lĩnh hội các kiến thức và bồi dưỡng NLGQVĐ&ST thông qua việc giảng dạy các bài tập sáng tạo đã xây dựng. Từ đó đánh giá sơ bộ hệ thống bài tập sáng tạo chương “Các định luật bảo tồn” – Vật lí 10.
- Đánh giá tính khả thi và hiệu quả của việc sử dụng hệ thống BTST trong dạy học chương “Các định luật bảo tồn” – Vật lí 10 trong việc phát triển NLGQVĐ&ST của HS. Từ đó có sự bổ sung và hồn thiện hơn.
- Xử lý, phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm, rút ra kết luận.
3.2. Tiến trình thực nghiệm sư phạm 3.2.1. Chuẩn bị 3.2.1. Chuẩn bị
Lập kế hoạch thực nghiệm, xin phép BGH về nội dung và hình thức tổ chức thực nghiệm sư phạm.
Chuẩn bị hệ thống BTST, các thiết bị, dụng cụ, các phiếu học tập, phiếu bài tập về nhà, phiếu đánh giá, đề kiểm tra v.v...
3.2.2. Tiến hành thực nghiệm
Triển khai các tiến trình dạy học đã xây dựng ở chương 2. Trong quá trình dạy