CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC NỘI DUNG “CHUYỂN ĐỘNG TRÒN” VẬT LÍ 10 THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TỰ HỌC CỦA HỌC SINH THÔNG QUA DẠY HỌC KIẾN TẠO
2.2. Thiết kế tiến trình dạy học một số kiến thức nội dung “Chuyển động tròn” Vật lí 10 theo hướng phát triển năng lực tự học của học sinh thông qua dạy học kiến tạo
2.2.1. Tiến trình dạy học bài “Động học của chuyển động tròn đều”
Bài 31: ĐỘNG HỌC CỦA CHUYỂN ĐỘNG TRÒN ĐỀU Môn học: Vật lí 10
Thời gian thực hiện: 2 tiết I. Mục tiêu
1. Về năng lực - Năng lực đặc thù:
+ Nhận thức vật lí Biết được đơn vị radian
Biết được tốc độ góc và công thức tính
+ Tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ Vật lí
Nêu được định nghĩa radian và biểu diễn được độ dịch chuyển góc theo radian từ tình huống thực tế
+ Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học Vận dụng được khái niệm tốc độ góc - Năng lực chung
Phát triển năng lực tự học:
+ HS xác định được nội dung cần học (TH1.1)
+ HS xác định được kĩ năng liên quan đã có, đã biết (TH1.2) + Lựa chọn được phương pháp học tập phù hợp (TH2.2) + Lập được thời gian biểu học tập phù hợp (TH2.3) + Rèn luyện trên đối tượng vật chất (TH3.3)
+ Đánh giá được kết quả của bản thân (TH4.1)
+ Đánh giá điều chỉnh được kế hoạch học tập (TH4.2) 2. Phẩm chất
+ Góp phần phát triển phẩm chất chăm chỉ: Tích cực tìm tòi, sáng tạo trong học tập, có ý thức vượt qua khó khăn để đạt kết quả tốt trong học tập.
II. Thiết bị dạy học và học liệu a) Giáo viên
- Tranh vẽ, hình ảnh minh họa liên quan đến bài học b) Học sinh
- Tranh ảnh, tư liệu sưu tầm liên quan đến vài học và dụng cụ học tập theo yêu cầu của GV
III. Tiến trình dạy học
1. Hoạt động 1: Xác định vấn đề/nhiệm vụ học tập a) Mục tiêu:
- Đặt tình huống làm nảy sinh vấn đề về chuyển động tròn, từ đó tạo được tâm thế hứng thú trước khi vào bài cho học sinh.
- HS tự xác định được kiến thức, kĩ năng cần học (TH1.1 M2) b) Nội dung hoạt động
- GV đặt câu hỏi, cho HS quan sát hình ảnh, yêu cầu HS suy nghĩ, đưa ra ý kiến của cá nhân.
c) Sản phẩm học tập - Câu trả lời của HS d) Cách thức tổ chức
• Chuyển giao nhiệm vụ
- GV đưa ra câu hỏi mở đầu cho HS: Xét chuyển động của một vật nhỏ nằm trên đầu cánh quạt và một vật nhỏ nằm trên đầu kinh giây đồng hồ. Quỹ đạo chuyển động của hai vật là có hình dạng gì?
• Thực hiện nhiệm vụ
- HS suy nghĩ và trả lời câu hỏi - GV theo dõi và hỗ trợ
• Báo cáo thảo luận
- GV gọi 1 HS bất kì trả lời câu hỏi
- Trả lời: Quỹ đạo chuyển động của hai vật đang xét có dạng hình tròn.
• Kết luận, nhận định
- GV chiếu video dẫn dắt vào bài: Ở những bài trước chúng ta đã học về chuyển động thẳng, chuyển động ném xiên, chuyển động ném ngang. Chương này chúng ta sẽ học thêm một dạng chuyển động mới là chuyển động tròn, ví dụ như chuyển động của cánh quạt hay chuyển động của kim đồng hồ. chúng ta đi vào bài học đầu tiên của chương. Bài 31: Động học của chuyển động tròn.
2. Hoạt động 2: Hình thành kiến thức mới/giải quyết vấn đề/thực thi nhiệm vụ
2.1. Định nghĩa Radian. Số đo cung theo góc a) Mục tiêu
- HS nêu được định nghĩa radian từ tình huống thực tế
- HS nêu được mối liên hệ giữa độ dài cung tròn và góc khi góc được tính theo đơn vị radian.
- Tự xác định hầu hết kiến thức kỹ năng liên quan đã có, đã biết (TH1.2 M2) b) Nội dung hoạt động
- GV giảng bài, phân tích, yêu cầu HS đọc sgk, thảo luận, trả lời câu hỏi c) Sản phẩm học tập
- HS đưa ra được khái niệm radian, biết tốc độ góc là gì và có biểu thức tính là như thế nào.
d) Cách thức tổ chức
Nhiệm vụ 1: Tìm hiểu định nghĩa radian
• Chuyển giao nhiệm vụ
- GV chiếu hỉnh ảnh cho HS quan sát, GV giải thích cụ thể:
+ Đường tròn có bán kính R
+ Vẽ một cung tròn có chiều dài bằng R
Khi đó góc ở tâm chắn cung này có số đo là 1 radian (viết tắt là rad)
- GV đặt câu hỏi: Dựa vào kiến thức đã học, em hãy cho biết chiều dài của nửa đường tròn là bao nhiêu? Tương ứng với góc bao nhiêu rad?
- GV đưa ra khái niệm rad
- GV yêu cầu HS dựa vào kiến thức mà GV cung cấp, kết hợp với tìm hiểu SGK, hãy viết các hệ thức chuyển đổi đơn vị từ độ sáng radian và từ radian sang độ.
- GV chia lớp thành những nhóm 6 HS và yêu cầu các nhóm thảo luận để trả lời phiếu học tập 1.
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1 Nhóm: …
Câu hỏi 1: Khi cánh quạt quay mọi điểm trên cánh quạt đều quét một cung tròn. Ta có thể tính trực tiếp chiều dài cung tròn này nếu biết được góc quét bởi cánh quạt không?
………
………
………
………
Câu hỏi 2: Nêu công thức tính chiều dài cung tròn S mà em đã được học.
Trong công thức này đơn vị của góc là gì? Hãy đề xuất công thức tính chiều dài cung tròn trực tiếp và đơn giản hơn.
………
………
………
………
• Thực hiện nhiệm vụ
- HS quan sát hình ảnh, đọc thông tin sgk, làm việc theo nhóm và trả lời câu hỏi - GV theo dõi, hỗ trợ
• Báo cáo thảo luận
- GV gọi đại diện 2 – 3 HS đứng dậy trình bày câu trả lời - HS nhận xét, đánh giá, bổ sung
• Kết luận, nhận định
- GV đánh giá, nhận xét, kết luận, chuyển sang nội dung mới.
Nhiệm vụ 2: Tìm hiểu mối liên hệ giữa cung tròn và góc
• Chuyển giao nhiệm vụ
- GV đặt vấn đề: Từ hoạt động 1, ta biết được là có thể tính trực tiếp chiều dài cung tròn nếu biết được góc quét bởi cánh quạt. Câu hỏi: Cũng dựa vào hoạt động 1 và tìm hiểu sgk, em hãy cho biết tại sao người ta lại dùng đơn vị radian thay vì độ?
- GV cho HS quan sát hình ảnh, đưa ra biểu thức của mối liên hệ giữa cung tròn và góc rồi nhận xét.
- GV tổ chức cho HS làm việc nhóm để trả lời câu hỏi trong phiếu học tập số 2.
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2 Nhóm:….
Câu hỏi 1: Khi một cánh quạt trần quay một góc α, điểm A trên cánh quạt đi được quãng đường S dài bằng bao nhiêu?
………
………
………
Câu hỏi 2: Ta cần lưu ý gì khi sử dụng công thức mối liên hệ giữa cung tròn và góc để tính độ lớn của một góc chắn cung tròn có chiều dài s?
………
………
………
• Thực hiện nhiệm vụ
- HS chú ý nghe giảng và đọc thông tin sgk, trả lời câu hỏi.
• Báo cáo thảo luận
- HS trả lời câu hỏi GV đặt ra; làm việc nhóm trình bày kết quả phiếu học tập
• Kết luận, nhận định
- GV đánh giá, nhận xét, kết luận, chuẩn kiến thức, chuyển sang nội dung mới 2.2. Tốc độ trong chuyển động tròn
a) Mục tiêu
- Nêu được định nghĩa của chuyển động tròn
- Nêu được khái niệm và công thức tính tốc độ góc trong chuyển động tròn - Vận dung được khái niệm tốc độ góc vào giải bài tập
- Tự xác định hầu hết kiến thức kỹ năng liên quan đã có, đã biết (TH1.2 M2) b) Nội dung hoạt động
- GV giảng giải, phân tích kiến thức, đưa ra các nhiệm vụ, câu hỏi yêu cầu HS đáp ứng, trả lời.
c) Sản phẩm học tập
- HS hoàn thành các nhiệm vụ GV đưa ra d) Cách thức tổ chức
Nhiệm vụ 3: Tìm hiểu khái niệm chuyển động tròn
• Chuyển giao nhiệm vụ
- GV lấy ví dụ về chuyển động tròn rồi yêu cầu HS nêu khái niệm chuyển động tròn.
+ Chuyển động ta thường thấy trong đời sống như: một điểm trên cánh quạt chuyển động theo một đường tròn khi cánh quạt quay hay chuyển động của một vệ tinh nhân tạo quanh Trái đất được gọi là chuyển động tròn
+ Dựa vào sgk, hãy cho biết khái niệm của chuyển động tròn - GV đưa ra lưu ý cho HS
• Thực hiện nhiệm vụ
- HS tiếp thu kiến thức, trả lời câu hỏi của GV
• Báo cáo thảo luận
- HS trình bày câu trả lời, ghi chép nội dung chính
• Kết luận, nhận định
- GV nhận xét, đưa ra kết luận, chuyển sang nội dung mới.
Nhiệm vụ 4: Tìm hiểu khái niệm tốc độ góc trong chuyển động tròn.
• Chuyển giao nhiệm vụ
- GV đặt câu hỏi: Trong chuyển động thẳng, để đánh giá mức độ nhanh hay chậm của chuyển động, người ta dựa vào đại lượng nào?
- GV đưa ra kiến thức mới: Tương tự như trong chuyển động thẳng, để đánh giá mức độ nhanh chậm của một chuyển động tròn, người ta sẽ dựa vào đại lượng tốc độ nhưng là tốc độ góc.
- Câu hỏi: Dựa vào sgk và hình ảnh GV đưa ra, em hãy cho biết khái niệm và công thức tính tốc độ góc của chuyển động tròn.
- GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi thảo luận: Em đứng yên trên mặt đất. Vì Trái đất tự quay quanh trục của nó nên em cũng chuyển động theo. Tốc độ chuyển động của em phụ thuộc vào những yếu tố nào?
- GV yêu cầu HS cho biết:
+ Thế nào là chuyển động tròn đều?
+ Trong các ví dụ sau đây, chuyển động nào là chuyển động tròn đều: chuyển động của cánh quạt bắt đầu quay, chuyển động của kim giây đồng hồ?
• Thực hiện nhiệm vụ
- HS nghe giảng, lắng nghe, tiếp nhận câu hỏi và trả lời
- GV theo dõi, hỗ trợ, phân tích và hướng dẫn để HS hiểu bài.
• Báo cáo thảo luận
- HS trình bày câu trả lời, HS khác cho ý kiến bổ sung.
- HS ghi chép nội dung chính.
• Kết luận, nhận định
- GV đánh giá, nhận xét, kết luận, chuyển sang nội dung mới.
Nhiệm vụ 5: Tìm hiểu cách vận dụng khái niệm tốc độ góc
• Chuyển giao nhiệm vụ
- GV dành 3 phút để HS nghiên cứu lời giải của ví dụ sgk, hiểu và tự giải lại được.
- GV phân tích các bước vận dụng khái niệm tốc độ góc để giải bài tập và giải thích những hiện tượng thực tiễn.
- GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi luyện tập: Các vệ tinh của hệ thống GPS (hệ thống định vị toàn cầu) quay một vòng quanh Trái đất sau 12h (gọi là chu kì). Hãy xác định tốc độ góc của các vệ tinh này.
+ Giải thích hệ thống GPS – hệ thống định vị toàn cầu là gì?
(Hệ thống GPS gồm nhiều vệ tinh nhân tạo quay quanh Trái đất để nhận và gửi tính hiệu về Trái đất)
+ GV đưua ra giả thuyết: Giả sử các vệ tinh này chuyển động tròn đều quanh Trái đất thì tốc độ góc của các vệ tinh này là bao nhiêu?
• Thực hiện nhiệm vụ
- HS tìm hiểu sgk kết hợp lắng nghe những gợi ý của GV để trả lời được các câu hỏi mà GV đưa ra.
- GV phân tích và hướng dẫn để HS hiểu bài
• Báo cáo thảo luận
- GV gọi hai HS bất kì trình bày lại lời giải thích của ví dụ sgk - Gv mời 1 bạn khác trả lời câu hỏi luyện tập
- HS ghi chép nội dung chính
• Kết luận, nhận định
- GV nhận xét, đưa ra kết luận, chuyển sang nội dung mới
Nhiệm vụ 6: Tìm hiểu vận tốc trong chuyển động tròn
• Chuyển giao nhiệm vụ - GV đặt câu hỏi:
+ Theo em, trong chuyển động tròn, mỗi điểm trên bán kính có cùng tốc độ chuyển động không
+ Em hãy nhắc lại công thức tính tốc độ chuyển động của vật trong chuyển động thẳng?
- Gv đưa ra khái niệm và công thức tính tốc độ của chất điểm trong chuyển động tròn.
- GV yêu cầu HS dựa vào sgk và cho biết:
+ Kết hợp với công thức mối liên hệ giữa cung tròn và góc và công thức tính tốc độ góc trong chuyển động tròn để suy ra hệ thức liên hệ giữa tốc độ và tốc độ góc.
+ Chuyển động tròn đều là gì?
+ Tính chất của vận tốc trong chuyển động tròn đều là gì?
- GV yêu cầu HS làm việc nhóm đôi để trả lời câu hỏi thảo luận: Quan sát hình ảnh, giải thích tại sao phần cánh quạt ở trục quay nhìn rõ hơn phần xa trục quay?
Biết rằng khi vật chuyển động càng nhah, mắt ra càng khó để nhìn.
• Thực hiện nhiệm vụ
- HS tìm hiểu sgk kết hợp lắng nghe những gợi ý của GV để trả lời được các câu hỏi mà GV đưa ra.
• Báo cáo thảo luận
- GV mời 1 bạn HS trả lời cho mỗi câu hỏi đưa ra - Những HS khác lắng nghe và cho ý kiến bổ sung - HS ghi chép nội dung chính
• Kết luận, nhận định
- GV nhận xét, đưa ra kết luận, chuyển sang nội dung mới 3. Hoạt động 3: Luyện tập
a) Mục tiêu
- Giúp HS hệ thống lại kiến thức đã học
b) Nội dung hoạt động
- GV chiếu câu hỏi, HS suy nghĩ trả lời.
c) Sản phẩm học tập - Câu trả lời của HS d) Cách thức tổ chức
• Chuyển giao nhiệm vụ
- GV trình chiếu lần lượt các câu hỏi, yêu cầu HS trả lời:
Câu 1: Hãy xác định số đo góc đặc biệt theo radian.
Số đo theo độ 0o 30o 45o 60o 90o 180o 360o
Số đo theo radian … … …. … … … …
Câu 2: Trong hệ thống GPS (hệ thống định vị toàn cầu), mỗi vệ tinh nhân tạo quay xung quanh Trái đất được hai vòng trong một ngày, có độ cao khoảng 20 200km so với mặt đất. Tính tốc độ và gia tốc hướng tâm của mỗi vệ tinh. Cho bán kính của Trái đất bằng 6 400km.
• Thực hiện nhiệm vụ
- HS thảo luận, suy nghĩ cách giải bài tập GV giao
• Báo cáo thảo luận
- GV tiếp nhận câu hỏi, suy nghĩ và trả lời
• Kết luận, nhận định
- GV đánh giá, nhận xét, chuyển sang nội dung tiếp theo.
4. Hoạt động 4: Vận dụng a) Mục tiêu
- Giúp HS vận dụng kiến thức đã học áp dụng vào thực tiễn cuộc sống b) Nội dung hoạt động
- GV đặt câu hỏi. HS suy nghĩ hoàn thành bài tập c) Sản phẩm học tập
- HS biết được gia tốc hướng tâm của các điểm trên nan hoa thay đổi tùy theo bán kính quỹ đạo.
d) Cách thức tổ chức
• Chuyển giao nhiệm vụ
- GV yêu cầu: Một bánh xe đạp có đường kính 62,2cm. Quay đều với tốc độ 7 vòng/giây. Tính gia tốc của một điểm ở chính giữa một nam hoa xe đạp. Từ đó có thể suy ra điều gì?
• Thực hiện nhiệm vụ
- HS thảo luận, suy nghĩ và giải bài tập GV giao
• Báo cáo thảo luận
- HS tiếp nhận câu hỏi, suy nghĩ và trả lời
• Kết luận, nhận định
- GV đánh giá, nhận xét, kết thúc bài học.
❖ Hướng dẫn về nhà:
+ Ôn tập và ghi nhớ kiến thức vừa học + Hoàn thành bài tập sgk
+ Tìm hiểu nội dung bài 31: Chuyển động tròn. Lực hướng tâm.