2.1. Phân tích nội dung kiến thức chủ dé “Động lực học” theo định hướng STEM 2.1.1. Cấu trúc mạch nội dung “Động lực học”
Các kiến thức về “Động lực học” đã được đề cập ở chương trình Khoa học tự nhiên cap THCS. Nhung do HS ở cấp THCS chưa có khả năng dé nhận thức được các kiến thức phức tạp về động lực học nên phần kiến thức này được dé cập lại và phát triển ở Vật lí lớp 10 - Chương trình giáo duc phô thông mới cấp THPT với mức
độ cao hơn.
Dựa theo chương trình giáo dục phô thông năm 2018 của Bộ giáo dục và đảo
tạo, mach nội dung này gồm 18 tiết với tỉ lệ 5,7%. Cụ thể như sau:
Bang 2.1. C: ấu trúc mạch nội dung “Động lực học ”.
Nội dung
“Ba dinh luat Newton về chuyên động
| Một SỐ lực trong thực tiễn
“Can bing lực, moment lực
Khoi lượng riêng, áp suất chat lỏng 3 tiết
2.1.2. Yêu cầu cần đạt
Bang 2.2. Yeu cau cần đạt của mach nội dung “Dong lực học ”.
Động lực học
Ba dinh — luật | Thực hiện thí nghiệm, hoặc sử dụng sô liệu cho trước đê rút
Newton về chuyển | ra được a ~ F, a ~ l/m, từ đó rút ra được biểu thức a = F/m
đồng hoặc F = ma (định luật 2 Newton).
trước), hoặc lập luận dựa vào a = F/m, nêu được khối lượng
là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật.
34
~ Phát biểu định luật 1 Newton và minh hoạ được bing ví dụ
cụ thê.
~ Vận đụng được mỗi liên hệ đơn vị dẫn xuất với 7 don vị cơ
ban của hệ SI.
— Nêu được: trọng lực tác dụng lên vật là lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vật: trọng tâm của vật lả điểm đặt của trọng lực tác dụng vào vật; trọng lượng của vật được tính bằng tích khối
lượng của vật với gia tốc rơi tự đo.
~ Mô tả được bằng ví dụ thực tế về lực bang nhau, không bằng
nhau.
— Mô tả được một cách định tính chuyên động rơi trong trường trọng lực đều khi có sức cản của không khí.
— Thục hiện được dự án hay đề tài nghiên cứu ứng dụng sự
tăng hay giảm sức cản không khí theo hình dạng của vật.
~ Phát biéu được định luật 3 Newton, minh hoạ được băng ví dụ cụ thẻ; vận dụng được định luật 3 Newton trong một sỐ
trường hợp đơn giản.
` Một số lực trong | — Mô ta được bằng ví dụ thực tiễn và biếu dién được bằng
thực tiễn hình vẽ: Trọng lực; Lực ma sát; Lực cản khi một vật chuyên
động trong nước (hoặc trong không khí: Lực nâng (đây lên
trên) của nước; Lực căng dây.
~ Giải thích được lực nang tác dụng lên một vật ở trong trong nước (hoặc trong không khí).
Can bang lực, | — Dùng hình vẽ, tông hợp được các lực trên một mặt phẳng.
moment lực — Ding hình vẽ, phân tích được một lực thành các lực thành
phần vuông góc.
~ Thảo luận đề thiết kế phương án hoặc lựa chọn phương an
và thực hiện phương án, tông hợp được hai lực đồng quy bằng
dụng cụ thực hành.
— Nêu được khái niệm moment lực, moment ngau luc; Néu
35
~ Phát biêu và vận dụng được quy tắc moment cho một số trường hợp đơn giản trong thực tế.
~ Thảo luận dé rút ra được điều kiện dé vật cân bằng: lực tong hợp tác dụng lên vật bang không và tong moment lực tác dụng
lên vật (đối với một điểm bat kì) bằng không.
~ Thảo luận đẻ thiết kế phương án hoặc lựa chọn phương án và thực hiện phương án, tông hợp được hai lực song song bằng
dụng cụ thực hành.
Khoi lượng riêng, | - Nêu được khỗi lượng riêng của một chất là khối lượng của
áp suất chất lỏng | một đơn vi thê tích của chất đó.
— Thành lập và vận dụng được phương trình Ap = pgAh trong
một số trường hợp đơn giản; đề xuất thiết kế được mô hình
2.1.3. Phân tích nội dung kiến thức “Động lực học”
Ba định luật Newton về chuyển động
® Định luật I Newton:
- Nếu một vật không chịu tác dụng của lực nào hoặc lực tác dụng lên nó có tông hợp lực bằng không thì nó giữ nguyên trạng thái đứng yên hoặc chuyên động thăng đều.
® Định luật 2 Newton:
- Gia tốc của một vật luông cùng hướng với lực tác dụng lên nó. Độ lớn của véc tơ gia tốc tỉ lệ thuận với độ lớn véc tơ lực tác dụng lên vật và tỉ lệ nghịch với khối
lượng của vật.
F = ma
- Các yếu tô của véc tơ lực: Điểm đặt là vị trí mà lực tác dụng lên vật. Phuong
và chiều la phương và chiều của gia tốc mà lực gây ra cho vật. Độ lớn bang tích khối lượng và gia tốc (# ma).
- Khôi lượng của vat là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vat.
- Điều kiện cân bằng của một vật: Hợp lực của tat cả các lực tác dụng lên vật bằng không.
36
e Định luật 3 Newton:
- Khi vat A tác dung lên vật B một lực thì vật B cũng tac dụng lên vật A một
lực có củng độ lớn nhưng ngược chiều. Hai lực này gọi là hai lực trực đối.
4% Một số lực trong thực tiễn
¢ Lực hấp dẫn - Trọng lực:
- Lực hap dẫn giữa hai vật có độ lớn tỉ lệ thuận với tích hai khối lượng của chúng
và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.
FP. =G—>mm,
r
® Lực ma sát:
- Lực ma sát nghỉ: Chỉ xuất hiện khi có ngoại lực tác dụng lên vật. Ngoại lực nay có xu hướng làm cho vật chuyên động nhưng chưa đủ dé thắng lực ma sát. Giá của lực ma sát nghỉ luôn nằm trong mặt tiếp xúc giữa hai vật, ngược chiều với ngoại
lực vả có độ lớn:
F..<suN
- Lực ma sát trượt: Xuất hiện ở mặt tiếp xúc khi hai vật trượt trên bề mặt của
nhau, lực ma sát trượt luôn cùng phương, ngược chiều với vận tốc tương đối của vật ay đối với vật kia.
- Lực ma sát lăn: Xuất hiện khi một vật lăn trên mặt một vật khác. lực ma sát lăn xuất hiện ở chỗ tiếp xúc giữa hai vật và có tác dung cản trở sự lăn đó.
© Lực căng day:
- Khi một sợi dây bị kéo căng, nó sẽ tác dụng lên hai vật gắn ở hai đầu sợi dây những lực căng. Lực căng này có điểm đặt là đầu dây tiếp xúc với vật, chiều hướng từ hai đầu dây vào giữa sợi dây.
Cân bằng lực, moment lực
° Tổng hợp lực và phân tích lực:
- Tông hợp lực là thay thế nhiều lực tác dụng đồng thời vào một vật bằng một lực có tác dụng giéng hệt như tác dụng của toàn bộ các lực ấy.
37
- Quy tắc tổng hợp lực: Hợp lực của hai lực đồng quy được biểu diễn bằng
đường chéo của hình bình hành mà hai cạnh là những véc tơ biêu diễn của hai lực thành phần.
- Phân tích lực là thay thé một lực bằng hai hay nhiều lực tác dụng đồng thời và
gây ra hiệu quả giống hệt lực ấy.
® Moment luc:
- Xét một lực F nim trong mat phăng vuông góc với trục quay Oz, moment của lực F đối với trục quay là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực quanh trục ấy và được đo bằng tích độ lớn của lực với cánh tay đòn.
M = Fd Khối lượng riêng, áp suất chất lông
© Khối lượng riêng:
- Là khối lượng trên một đơn vị thé tích của chất đó.
D==V
® Áp suất chất lỏng:
- Chất lỏng gây ra áp suất theo mọi phương lên đáy bình, thành bình và các vật
ở trong lòng nó.
2.2. Phân tích kiến thức chương “Động lực học” gắn với một số ngành nghề
2.2.1. Một số ngành nghề chủ yếu gắn với nội dung kiến thức “Động lực hoc”
Bảng 2.3. Mot số ngành nghề chủ yếu gắn với nội dung kiến thức "Động lực hoc”.
Ba dinh luật Newton, | - Xây dựng các công trình dân dụng khác.
trong lực, lực đản hồi,... | - Mã ngành: 4299.
Moment lực, trong lực,| . -
` điều khiên.
cân bang lực...
- Mã ngành: 2651.
Các loại lực, quy dao a <i ;
- Sản xuat đô chơi, trò chơi,
chuyên động của vật bị
: v - Mã ngành: 3240.
ném.
' Các loại lực, moment lực,
trong lực, cân bằng luc...
38
- Xây dựng công trình đường bộ.
- Mã ngành: 4212