dụng hệ thống bài tập đã soạn thảo nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh
BÀI 1. CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CHỊU TÁC DỤNG CỦA HAI LỰC VÀ CỦA BA LỰC KHÔNG SONG SONG
1. Xác định kiến thức cần dạy
- Quy tắc tổng hợp hai lực có giá đồng quy
- Điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của hai lực không song song - Điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của ba lực không song song
2. Xác định mục tiêu dạy học nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh
a. Về kiến thức và cấp độ nhận thức
- Đã trình bày ở bảng 2.1
b. Về phát triển năng lực giải quyết vấn đề
- Từ tình huống thực tiễn vật rắn chịu tác dụng của hai lực hoặc ba lực không song song, phát hiện vấn đề: “Cần điều kiện gì để vật rắn chịu tác dụng của hai lực hoặc ba lực khơng song song cân bằng?”
- Tìm được điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của hai lực hoặc ba lực không song song
- Đề xuất cách tìm hợp lực của hai lực, ba lực đồng quy và trọng tâm của vật rắn.
c. Về thái độ
- Có tinh thần hợp tác, có ý thức trách nhiệm hồn thành nhiệm vụ.
3. Lập kế hoạch kiểm tra, đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của HS
- Xem phụ lục 7
4. Xây dựng hệ thống bài tập theo mục tiêu dạy học
Các bài tập A là các bài tập được sử dụng trên lớp, các bài tập B là giao về nhà.
Bài A1.1. 1. Tại sao các quả nặng lại đứng yên trên lò xo?
Bài A1.2. Tại sao vật hình trụ đồng chất nằm cân bằng trên mặt phẳng nghiêng? (Hình 2.2)
Bài A1.3.
1. Cho hai vectơ a và b như hình 2.3. Tìm vectơ c a b
2. Nêu cách xác định lực tổng hợp của hai lực đồng quy? 3. Dân làng đã dùng dây thừng kéo tàu trên biển vào bờ
(như hình 2.4).
a. Những người dân đã sử dụng dây thừng như thế nào để kéo con tàu, hãy biểu diễn các lực tác dụng của những người dân bằng hình vẽ (giả sử lực tác dụng của người dân bên mỗi dây thừng là một lực không đổi). Bỏ qua ma sát.
b. Nhận xét lực tác dụng vào con tàu lúc này?
c.Tại sao người dân không dùng một sợi dây để kéo thuyền?
Bài A1.4.
1. Bố trí thí nghiệm như hình 2.5.
- Thực hiện thí nghiệm để tìm xem muốn miếng bìa (hoặc nhựa mỏng) nằm cân bằng thì trọng lượng
của hai quả cân phải bằng nhau hay khác nhau? - Nhận xét về phương, chiều và độ lớn của hai lực tác dụng vào miếng bìa.
Hình 2.1 Hình 2.3 Hình 2.2 b a Hình 2.5 Hình 2.4
Hình 2.6
- Mơ tả trạng thái của quả cầu và sợi dây.
- Chỉ ra các lực tác dụng lên quả cầu và mối quan hệ về phương, chiều, độ lớn của các lực này.
3. Tại sao miếng gỗ được treo như hình 2.6 đứng cân bằng?
4. Nêu điều kiện để vật rắn cân bằng khi chịu tác dụng của hai lực hoặc ba lực không song song.
Bài A1.5. Thuyền nằm trên sơng như hình 2.7. Biết
α = 600, lực căng của dây neo T = 100N. Tìm lực do
gió và nước tác dụng lên thuyền.
Bài A1.6. Một số chiếc giày giống hệt nhau được treo
lên dây phơi ( như hình 2.8).
1. Tại sao những chiếc giày đó đứng yên ( đứng cân bằng)?
2. Tại sao điểm buộc dây treo ở các chiếc giày khác
nhau đã làm cho tư thế của chúng khác nhau cịn dây treo ln có phương thẳng đứng?
3. Việc treo một chiếc giày ở các tư thế như hình vẽ có làm thay đổi trọng tâm của nó khơng? Tại sao?
4. Đề xuất các cách xác định trọng tâm của một vật rắn.
Bài A1.7. 1. Xác định trọng tâm của các vật (phẳng, mỏng, đồng chất) sau đây:
Gạch lát nền hình vng Mặt bàn hình trịn Miếng bìa hình thoi
2. Em hãy nêu cách xác định trọng tâm của chiếc vành xe đạp. Nêu hai ví dụ mà trọng tâm của vật nằm ngoài vật giống như trọng tâm của vành xe đạp.
Hình 2.9
Hình 2.8 Hình 2.7
Bài B1.1. Một người nặng 56 kg đang trượt ván
(skateboarding) trên một dốc nghiêng 40°( Hình 2.10). Ma sát lăn rất nhỏ có thể bỏ qua. Lấy g = 10 m/s2. a. Người đó chịu tác dụng của những lực nào? Vẽ hình. b. Người đó có ở trạng thái cân bằng khơng? Vì sao? c. Tìm hợp lực tác dụng vào người . Vẽ hình.
d. Để giữ cho người đó đứng n được trên mặt phẳng nghiêng thì phải cần điều kiện gì?
Bài B1.2. Một diễn viên xiếc trọng lượng 680 N khi đứng
thăng bằng trên dây, làm dây võng xuống một góc 120°. (Hình 2.11). Mỗi nửa dây chịu được lực căng là bao nhiêu? Coi dây không dãn.
Bài B1.3. Một đèn treo tường khối lượng 1 kg được treo dưới
trần nhà bằng một sợi dây. Dây chỉ chịu được lực căng tối đa là 8 N. Lấy g = 10 m/s2.
a. Có thể treo đèn này vào một đầu dây hay không?
b. Treo đèn bằng cách luồn sợi dây qua cái móc của đèn và hai đầu dây gắn lên trần nhà. Hai nửa sợi dây hợp với nhau góc 60°. Tính lực căng của mỗi nửa sợi dây. c. Góc hợp bởi hai dây bằng bao nhiêu thì dây sẽ bị đứt?
Bài B1.4. Một bao cát boxing nặng 300N được treo vào giá như
hình 2.12. AB = 35 cm, BC = 50 cm. Tính phản lực của tường tác dụng lên thanh AB và CB.
5. Lập kế hoạch sử dụng các bài tập đã soạn thảo trong dạy học
- Đã trình bày ở bảng 2.2.
6. Thiết kế các phương án dạy học có sử dụng hệ thống bài tập đã soạn thảo nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh
a. Hình thức tổ chức dạy học: Học cá nhân ở nhà. Hoạt động nhóm trên lớp b. Phương pháp dạy học chủ đạo: Phương pháp phát hiện và giải quyết vấn đề c. Chuẩn bị các phương tiện dạy học:
C A B Hình 2.11 Hình 2.12 Hình 2.10
GV
- Bảng Rubric đánh giá năng lực giải quyết vấn đề của học sinh khi sử dụng bài tập trong dạy học Cân bằng của vật chịu tác dụng của hai lực và của ba lực không song song
- Phiếu học tập số 1 (xem phụ lục 4. Các Phiếu học tập)
HS
- Hoàn thành nhiệm vụ học tập trên phiếu học tập số 1
- Tự đánh giá bằng Rubric đánh giá năng lực giải quyết vấn đề.
d. Tổ chức hoạt động dạy học.
Hoạt động 1. Phát hiện vấn đề học tập
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
- Chia nhóm, đề nghị các nhóm thảo luận các câu hỏi ở nhiệm vụ 1 trên Phiếu học tập số 1.
- Hướng dẫn cả lớp thảo luận lần lượt từng câu hỏi. Xác nhận ý kiến đúng.
- Nhấn mạnh:
+ Vật rắn là những vật có kích thước đáng kể và hầu như không bị biến dạng dưới tác dụng của ngoại lực.
+ Chuyển động của vật rắn có thể xem là tổng hợp của hai chuyển động thành phần: Chuyển động tịnh tiến với vận tốc bằng vận tốc của khối tâm và Chuyển động quay quanh một trục đi qua khối tâm. Tuy nhiên, chúng ta chỉ xét riêng: vật rắn chuyển động tịnh tiến hoặc vật rắn quay.
+ Vật rắn có kích thước đáng kể nên các lực có thể đặt vào vật ở những điểm khác nhau và tác dụng
- Thảo luận nhóm, thực hiện nhiệm vụ 1.
- Cử bạn trả lời ý kiến của nhóm, lắng nghe ý kiến nhóm bạn, đề xuất câu hỏi khi chưa rõ và ghi nhận ý kiến đúng. - Lắng nghe.
của lực không thay đổi khi trượt vectơ lực trên giá của nó.
- Đề nghị các nhóm thảo luận bài A1.1 và A1.2 - Hướng dẫn cả lớp thảo luận lần lượt từng câu hỏi. Ghi nhận ý kiến của các nhóm .
- Phân tích để HS nhận ra vấn đề cần giải quyết.
- Thảo luận bài A1.1 và A1.2. - Tham gia thảo luận cả lớp. Xác định được vấn đề cần giải quyết “Điều kiện cân bằng
của vật rắn chịu tác dụng của 2 lực hoặc 3 lực khơng song song là gì?”
Hoạt động 2. Giải quyết vấn đề học tập
Hoạt động 2.1. Xây dựng quy tắc tổng hợp hai lực có giá đồng quy tác dụng lên vật rắn
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
- Đề nghị các nhóm thảo luận bài A1.3
- Quan sát hoạt động của các nhóm để điều chỉnh những nhóm đi chệch hướng, giúp đỡ các nhóm gặp khó khăn.
- Hướng dẫn thảo luận lần lượt từng câu hỏi ở bài tập A1.3: Đề nghị đại diện nhóm lên trình bày kết quả thảo luận. Đồng thời yêu cầu nhóm khác lắng nghe, nhận xét, phát biểu nếu có kết quả khác. - Xác nhận ý kiến đúng
- Lưu ý:
+ Khi hướng dẫn thảo luận câu hỏi A1.3b có thể phân tích thêm hai lực mà dân làng kéo tàu có phương đồng quy và đồng phẳng thì tàu chuyển động tịnh tiến và được kéo vào bờ dễ dàng hơn khi hai lực này không đồng phẳng vì lúc này cịn làm tàu quay.
- Thảo luận nhóm
- Tham gia thảo luận cả lớp: cử người nêu câu trả lời của nhóm, đề xuất các thắc mắc, chỉ ra chỗ sai của nhóm bạn và chữa thành đúng.
+ Nêu câu hỏi: “Có thể áp dụng quy tắc tìm hợp lực của hai lực đồng quy để tìm hợp lực tác dụng vào tàu được không?”
+ Phân tích sự khác biệt gữa tác dụng của hai lực có phương đồng quy lên chất điểm với tác dụng vào vật rắn.
- Thể chế hóa kiến thức: Quy tắc tìm hợp lực của hai lực có giá đồng quy tác dụng lên vật rắn:
+ Trượt các lực trên giá của nó đến điểm đồng quy.
+ Áp dụng quy tắc cộng vecto (quy tắc hình bình hành), tìm được vecto hợp lực.
- Cá nhân suy nghĩ trả lời câu hỏi
- Ghi nhận Quy tắc tìm hợp lực của hai lực có giá đồng quy tác dụng lên vật rắn.
Hoạt động 2.2. Tìm điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của hai lực hoặc ba không song song
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
- Đề nghị các nhóm thảo luận bài A1.4 - Phát dụng cụ thí nghiệm cho mỗi nhóm
- Quan sát hoạt động của các nhóm để điều chỉnh những nhóm đi chệch hướng, giúp đỡ các nhóm gặp khó khăn.
- Hướng dẫn thảo luận lần lượt từng câu hỏi ở bài tập A1.4: Đề nghị đại diện nhóm lên trình bày kết quả thảo luận. Đồng thời yêu cầu nhóm khác lắng
- Thảo luận nhóm - Thực hiện thí nghiệm
- Tham gia thảo luận cả lớp: cử đại diện nhóm nêu câu trả lời, đề xuất các thắc mắc, chỉ
Hoạt động 3.Vận dụng điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của hai lực để tìm trọng tâm của vật phẳng mỏng
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
- Đề nghị các nhóm thảo luận bài A1.6.
- Hướng dẫn thảo luận lần lượt từng câu hỏi ở bài tập A1.6: Đề nghị đại diện nhóm lên trình bày kết quả thảo luận. Đồng thời yêu cầu nhóm khác lắng nghe, nhận xét, phát biểu nếu có kết quả khác. - Lưu ý:
+ Khi thảo luận về câu trả lời “ Việc treo một chiếc giày ở các tư thế như hình vẽ có làm thay đổi trọng tâm của nó khơng? Tại sao?”, nếu HS
- Thảo luận nhóm bài A1.6 - Tham gia thảo luận cả lớp: cử người nêu câu trả lời của nhóm, đề xuất các thắc mắc, chỉ ra chỗ sai của nhóm bạn và chữa thành đúng.
nghe, nhận xét, phát biểu nếu có kết quả khác. - Xác nhận ý kiến đúng và thể chế hóa kiến thức. - Lưu ý:
+ Sau khi thảo luận câu 2 của bài tập thì đề nghị
học sinh nêu điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của hai lực không song song và thể chế hóa kiến thức
+ Tiếp tục thảo luận câu 3. Phân tích các lực tác dụng lên miếng gỗ
+ Đề nghị học sinh nêu điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của ba lực không song song và thể chế hóa kiến thức.
ra chỗ sai của nhóm bạn và chữa thành đúng.
- Ghi nhận kiến thức về điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của hai lực đồng quy
- Ghi nhận kiến thức về Điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của ba lực đồng quy
quên khái niệm trọng tâm đã học thì GV nhắc “Trọng tâm của một vật là điểm đặt của trọng lực”.
+ Ghi nhận các đề xuất của HS về cách xác định trọng tâm của vật rắn, chưa phân tích đúng sai. - Đề nghị thảo luận bài A1.7
- Phát cho các nhóm một số bìa cứng ( hoặc nhựa mỏng) cắt sẵn thành hình chữ nhật, vng, trịn, hình thoi, hình dạng khơng đối xứng và một khung kim loại ( vành xe đạp thu nhỏ). Sau đó: + Yêu cầu thực hiện thí nghiệm, tìm trọng tâm của các vật đó.
+ So sánh kết quả thí nghiệm với câu trả lời ở bài A1.7 của nhóm.
+ Xác định các cách tìm trọng tâm của vật phẳng mỏng đã trả lời ở bài A1.6.
- Nêu lần lượt câu hỏi và hướng dẫn thảo luận trước lớp + Tìm trọng tâm của những vật phẳng mỏng đồng chất có dạng hình học đối xứng bằng cách nào? + Tìm trọng tâm của những vật phẳng mỏng đồng chất có dạng hình học khơng đối xứng bằng cách nào? + Tìm trọng tâm của những vật phẳng mỏng khơng đồng chất có dạng hình học đối xứng bằng cách nào? + Tìm trọng tâm của vật phẳng mỏng bất kỳ bằng cách nào?
- Thảo luận nhóm bài A1.7 - Thực hiện thí nghiệm tìm trọng tâm của các miếng bìa theo nhóm.
- So sánh kết quả TN nghiệm với kết quả bài A1.7 và A1.6.
- Mỗi HS suy nghĩ trả lời lần lượt từng câu hỏi và lắng nghe ý kiến của bạn, của giáo viên.
- Xác nhận ý kiến đúng. Thể chế hóa kiến thức - Ghi nhận:
+ Trọng tâm có thể ở trên vật, có thể ở ngồi vật.
+ Vật phẳng mỏng có dạng hình học đối xứng thì trọng tâm trùng với tâm hình học của vật.
+ Dùng cách treo vật ở hai điểm khác nhau trên vật rồi kẻ trên vật giá của trọng lực cho mỗi lần treo. Giao điểm của các đường đó là trọng tâm.
Hoạt động 4. Tổng kết bài học
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
- Đề nghị mỗi nhóm thảo luận và viết bài giải của bài A1.5 vào giấy A4 trong thời gian 5 phút. - Đề nghị các nhóm chấm bài của nhóm bạn theo quy luật 1 2 3 ... n 1 trong 3 phút - Thu bài của các nhóm chữa bài, chấm và trả HS vào buổi học sau.
- Giao nhiệm vụ về nhà
+ Giải các bài tập B1.1, B1.2, B1.3, B1.4.
+ Thực hiện các nhiệm vụ học tập ở Phiếu học tập số 2.
- Thảo luận nhóm làm bài A1.5
- Tham gia chấm bài.
BÀI 2. QUY TẮC HỢP LỰC SONG SONG
1. Xác định kiến thức cần dạy
- Quy tắc tìm hợp lực của hai lực song song cùng chiều, ngược chiều - Điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của ba lực song song
2. Xác định mục tiêu dạy học nhằm bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề của học sinh
a. Về kiến thức và cấp độ nhận thức
- Đã trình bày ở bảng 2.1.
b. Về phát triển năng lực giải quyết vấn đề
- Từ tình huống thực tiễn vật chịu tác dụng của hai lực song song cùng chiều, phát hiện được vấn đề “các kiến thức đã học khơng giải quyết được bài tốn, cần thiết phải xây dựng kiến thức mới”.
- Mô tả được các hiện tượng liên quan đến vật chịu tác dụng của hai lực song