CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ HỌC LIỆU SỐ TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC” – VẬT LÍ 10 KẾT NỐI TRI THỨC NHẰM HỖ TRỢ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬT LÍ
2.2. Thiết kế học liệu số và tổ chức dạy học chương “Động học” hỗ trợ phát triển năng lực Vật Lí
2.2.2 Các học liệu số đã thiết kế
Dưới đây là một số học liệu mà tôi đã thiết kế được, có thể tham khảo tại đây:
https://shub.edu.vn/find/KZMPY
Sau khi đăng kí xong, bạn có thể đổi vai trò thành học sinh để tham gia vào lớp:
Và có thể xem được các học liệu mà tôi đã cung câp ở trong lớp học này.
Kế hoạch bài giảng của các bài trong chương “Động học”.
Bài tập được phân loại theo chủ đề.
- Chủ đề 1: Quãng đường, vận tốc, đồ thị độ dịch chuyển và thời gian Bài 1: Một xe chạy trong 5h: 2h đầu xe chạy với tốc độ trung bình 60 km/h, 3h sau xe chạy với tốc độ trung bình 40 km/h. Tính tốc độ trung bình của xe trong suốt thời gian chuyển động.
Lời giải chi tiết:
Quãng đường đi trong 2h đầu: 𝑆1 = 𝑣1. 𝑡1 = 60.2 = 120𝑘𝑚 Quãng đường đi trong 3h sau: 𝑆2 = 𝑣2. 𝑡2 = 40.3 = 120𝑘𝑚 Tốc độ trung bình của xe trong suốt thời gian chuyển động:
𝑣𝑡𝑏 =𝑠1+ 𝑠2
𝑡1+ 𝑡2 =120 + 120
2 + 3 = 48𝑘𝑚/ℎ
Bài 2: Hình 7.2 là đồ thị độ dịch chuyển – thời gian của một người đang bơi trong một bể bơi dài 50m. Đồ thị này cho biết những gì về chuyển động của người đó?
Phương pháp giải:
- Dựa vào đồ thị 7.2
- Sử dụng các công thức xác định tốc độ, vấn tốc.
Lời giải chi tiết:
Từ đồ thị ta thấy, trong 25s đầu người đó chuyển động thẳng từ O-A và không đổi chiều, độ dịch chuyển trong 25s đầu là 50m.
Suy ra: Mỗi giây người đó bơi được: 50
25= 2𝑚 Vận tốc của người đó là: 𝑣 = 𝑑
𝑡 =50
25= 2 (𝑚/𝑠)
Từ A-B: người đó không bơi => Người đó không bơi từ giây 25 đến giây 35 Từ giây 35 đến giây 60 người đó bơi ngược chiều dương
Từ B-C, độ dịch chuyển là: ∆𝑑 = 𝑑2− 𝑑1 = 25 − 50 = −25𝑚 Vận tốc của người đó khi bơi từ B-C là: 𝑣 =∆𝑑
∆𝑡 = − 25
60−35= −1(𝑚/𝑠)
Bài 3: Hãy vẽ đồ thị dịch chuyển - thời gian trong chuyển động của bạn A nêu ở trên theo trình tự sau đây:
Độ dịch
chuyển (m) 0 200 400 600 800 1000 800 Thời gian (s) 0 50 100 150 200 250 300
Phương pháp giải: Dựa vào bảng số liệu để vẽ đồ thị Lời giải chi tiết:
Bài 4: Đèo Mẻ Pia là một con đèo nổi tiếng ở Cao Bằng, nằm trên QL 4A có chiều dài 2,5 Km trên đường từ xã Xuân Trường đến thị trấn Bảo Lạc (huyện Bảo Lạc). Con đèo gồm 14 tầng quanh co với những khúc cua gấp, một bên là núi dốc thẳng đứng một bên là vực sâu. Tại sao người ta không xây đèo đi thẳng (theo hướng mũi tên) mà lại xây vòng vèo (như trên hình)?
Có thể sử dụng câu này để mở bài cho bài dạy Độ dịch chuyển và quãng đường Bài 5: Việc giữ khoảng cách an toàn với xe phía trước khi tham gia giao thông là vô cùng quan trọng, đặc biệt là khi di chuyển với tốc độ cao (trên cao tốc). Đề cập đến vấn đề này, chúng ta có “quy tắc 3 giây” (được các tài xế truyền miệng) và “quy định về khoảng cách an toàn giữa 2 xe khi tham gia giao thông” (quy định pháp luật).
a: Hãy tìm nội dung của “quy tắc 3 giây” và “quy định về khoảng cách an toàn giữa 2 xe khi tham gia giao thông” trên internet. Yêu cầu trích nguồn.
b: Hãy tính toán quãng đường xe đi được trong 3 giây, ứng với từng khoảng vận tốc trong quy định của pháp luật. So sánh quãng đường tính được với “khoảng cách an toàn tối thiểu”. Từ đó đánh giá kết quả thu được.
c: Trên cao tốc có những biển báo với số chỉ 0m, 50m, 100m như hình dưới đây. Biển báo đó có tác dụng gì?
Lời giải chi tiết:
a: Trên thực tế, nhiều lái xe do cố tình hoặc vô ý mà không thể xác định được khoảng cách an toàn khi lưu thông trên đường. Mẹo được nhiều lái xe có kinh nghiệm ưa chuộng nhất để giữ khoảng cách an toàn, tránh va chạm đó là sử dụng quy tắc "3 giây". Theo nhiều chuyên gia, 3 giây chính là khoảng thời gian cần và đủ để người điều khiển phương tiện dừng xe an toàn sau khi đạp phanh, dù là phanh gấp.
b: Ví dụ như một phương tiện đang di chuyển với tốc độ 60km/h, tức là mỗi giây đi được 16,67 m. Trong 3 giây, chiếc xe đó di chuyển được 50 m. Đây là khoảng cách đủ an toàn để tài xế kịp xử lý, phanh và tránh va chạm xảy ra.
c: Trên cao tốc có những biển báo với số chỉ 0m, 50m, 100m như hình dưới đây. Biển báo đó có tác dụng là như những "thước đo" khoảng cách giữa các xe. Tại một số đường cao tốc có sẵn các tấm biển ghi số 50m,100m hoặc 70m, 140m;… chính là để giúp lái xe dễ dàng hơn trong việc căn khoảng cách giữ xe sau với xe trước, từ đó có sự điều chỉnh về khoảng an toàn cách cho phù hợp.
- Chủ đề 2: Chuyển động biến đổi, biến đổi đều và gia tốc
Bài 1: Một đoàn tàu đang chuyển động với v0 = 72 km/h thì hãm phanh chuyển động chậm dần đều, sau 10 giây đạt v1 = 54 km/h.
a) Sau bao lâu kể từ lúc hãm phanh thì tàu đạt v = 36 km/h và sau bao lâu thì dừng hẳn.
b) Tính quãng đường đoàn tàu đi được cho đến lúc dừng lại.
Lời giải chi tiết:
Chọn chiều dương là chiều chuyển động của tàu, gốc thời gian lúc bắt đầu hãm phanh.
Đổi 72 km/h = 20 m/s 54 km/h = 15 m/s a. Gia tốc của tàu:
𝑎 =𝑣1− 𝑣0
∆𝑡 =−5
10 = −0,5𝑚/𝑠2
Thời gian kể từ khi hãm phanh đến khi tàu đạt vận tốc v = 36 km/h = 10 m/s là:
𝑡 = 𝑣 − 𝑣0
𝑎 =10 − 20
−0,5 = 20𝑠 Từ 𝑣 = 𝑣0+ 𝑎. 𝑡
Khi dừng lại hẳn: 𝑣2 = 0 => 𝑣2 = 𝑣0+ 𝑎𝑡2 => 𝑡2 =0−20
−0,5 = 40𝑠 b. Quãng đường đoàn tàu đi được cho đến lúc dừng lại:
𝑣22− 𝑣02= 2𝑎𝑠 => 𝑠 =𝑣22− 𝑣02
2𝑎 = 02− 202
2. (−0,5)= 400𝑚
Bài 2: Một xe lửa dừng lại hẳn sau 20s kể từ lúc bắt đầu hãm phanh. Trong thời gian đó xe chạy được 120 m. Tính vận tốc của xe lúc bắt đầu hãm phanh và gia tốc của xe.
Lời giải chi tiết:
Vận tốc ban đầu của xe lửa:
𝑣 = 𝑣0+ 𝑎𝑡 ↔ 0 = 𝑣0+ 𝑎. 20 ↔ 20𝑎 + 𝑣0 = 0 (1) 𝑠 = 𝑣0. 𝑡 +1
2𝑎𝑡2 ↔ 120 = 𝑣0. 20 +1
2𝑎. 202 ↔ 10𝑎 + +𝑣0 = 6 (2) Từ (1) và (2) suy ra 𝑎 = −0,6 𝑚/𝑠2; 𝑣0 = 12𝑚/𝑠
Bài 3: Một vật chuyển động thẳng biến đổi đều không vận tốc đầu và đi được quãng đường s mất 3s. Tìm thời gian vật đi được 8/9 đoạn đường cuối.
Lời giải chi tiết:
𝑠 = 𝑣0𝑡 +1
2𝑎𝑡2 = 4,5𝑎
Thời gian vật đi trong 1/9 quãng đường đầu: 𝑠′ =1
2𝑎𝑡′2 ↔ 𝑆
9 =1
2𝑎𝑡′2 => 𝑡′ = 1𝑠 Thời gian vật đi trong 8/9 quãng đường cuối: 𝑡′′ = 𝑡 − 𝑡′ = 2𝑠
Bài 4: Một vật chuyển động thẳng chậm dần đều với tốc độ ban đầu 3 m/s và gia tốc có độ lớn 2 m/s2. Biết thời điểm ban đầu vật ở gốc tọa độ và chuyển động ngược chiều dương của trục tọa độ. Viết phương trình chuyển động của vật.
Lời giải chi tiết:
Chọn gốc thời gian là khi vật bắt đầu chuyển động, ta có:
+ Vật chuyển động chậm dần đều a.v < 0
Mà: Vật chuyển động ngược chiều dương v < 0; a > 0
+ Ban đầu vật ở gốc tọa độ nên x0 = 0 Phương trình chuyển động của vật có dạng:
𝑥 = 0 + (−3)𝑡 + 1
2.2. 𝑡2 = −3𝑡 + 𝑡2
Bài 5: Thực hiện nhiệm vụ theo nhóm, phân tích chuyển động của một vật trên máng nghiêng, sử dụng phần mềm phân tích video Coach 7:
▪ Bố trí và quay video vật chuyển động
▪ Sử dụng phần mềm Coach 7 để thu thập số liệu (theo tài liệu hướng dẫn HS được đọc trước buổi học).
▪ Vẽ đồ thị độ dịch chuyển - thời gian và nhận xét về dạng đồ thị (dạng hàm, độ dốc tại các điểm).
▪ Tính toán vận tốc tại một số thời điểm dựa trên tính độ dốc của đồ thị độ dịch chuyển - thời gian (tài liệu hướng dẫn tại lớp).
▪ Vẽ đồ thị vận tốc - thời gian và nhận xét dạng đồ thị (sự thay đổi của vận tốc theo thời gian).
Những lưu ý khi bố trí và quay video:
▪ Cần để camera ở góc quay chính diện, đảm bảo quỹ đạo chuyển động nằm trong mặt phẳng vuông góc như hình trên slide.
▪ Thước cần được bố trí dọc theo máng, càng gần vật càng tốt để tránh hiệu ứng xa gần.
▪ Camera nên bố trí đủ xa để khoảng cách của vật đến camera thay đổi không đáng kể trong quá trình vật chuyển động. Nhưng cũng cần đủ gần để nhìn thấy rõ vật và thước đo.
Sau khi đã hoàn thành những nhiệm vụ trên, các nhóm trình bày toàn bộ kết quả thí nghiệm và nhận xét trên 1 slide powerpoint, chụp ảnh màn hình và gửi lên trang padlet được giáo viên cung cấp.
Với câu này có thể sử dụng cho việc giao bài tập về nhà (vận dụng).
Bài 6: Tính gia tốc tối đa mà chiếc xe có thể đạt được khi xuất phát.
Với câu này có thể sử dụng cho việc giao bài tập về nhà (vận dụng).
Bài 7:
Lời giải chi tiết:
a. Dựa vào đồ thị ta thấy tại thời điểm t = 0 thì vận tốc của vật là 𝑣 = 10𝑚/𝑠 b. Gia tốc của vật: 𝑎 = ∆𝑣
∆𝑡 =30−10
8 = 2,5 𝑚/𝑠2 - Chủ đề 3: Sự rơi tự do
Bài 1: Một vật rơi tự do tại một địa điểm có gia tốc 𝑔 = 10𝑚/𝑠2. Tính:
a) Quãng đường vật rơi được trong 5 giây đầu tiên b) Quãng đường vật rơi trong giây thứ 5.
c) Trong 2 giây cuối cùng trước khi chạm đất vật rơi tự do được quãng đường 144m.
Tính thời gian rơi và độ cao của vật lúc thả.
Lời giải chi tiết:
a) Quãng đường vật rơi trong 5s đầu tiên là: 𝑠5 =1
2𝑔𝑡52 =1
210.52 = 125𝑚 b) Quãng đường vật rơi trong 4s đầu là: 𝑠4 =1
2𝑔𝑡42 =1
210.42 = 80𝑚
Quãng đường vật rơi trong giây thứ 5 là: ∆𝑠 = 𝑠1− 𝑠2 = 125 − 80 = 45𝑚 c) Quãng đường vật rơi trong t giây: 𝑠1 =1
2𝑔𝑡2 Quãng đường vật rơi trong (t – 2) giây là: 𝑠2 =1
2𝑔(𝑡 − 2)2 Quãng đường vật rơi trong 2 giây cuối là:
∆𝑠 = 𝑠1− 𝑠2. 144 =1
2𝑔𝑡2−1
2𝑔(𝑡 − 2)2 ↔ 144 = 2𝑔𝑡 + 4 = 2.10𝑡 + 4 ↔ 𝑡 = 7𝑠 Suy ra độ cao lúc thả vật là: ℎ =1
2𝑔𝑡2 =1
210.72 = 245𝑚
Bài 2: Thả một vật rơi tự do ở độ cao 80m so với mặt đất. Lấy 𝑔 = 10𝑚/𝑠2, một giây sau cũng tại nơi đó một vật khác được ném thẳng đứng hướng xuống với vận tốc 𝑣0. Hai vật chạm đất cùng lúc xác định 𝑣0.
Lời giải chi tiết:
Gọi t là thời gian vật 1 thả rơi tự do chạm đất: 𝑡 = √2ℎ𝑔 = 4𝑠
Thời gian vật 2 chạm đất là 𝑡2 = 𝑡 − 1 = 3𝑠 => ℎ = 𝑣0𝑡2+ 0,5𝑔𝑡22 => 𝑣0 =35
3 𝑚/𝑠 Bài 3: Từ tầng 9 của một tòa nhà, Minh thả rơi viên bi A. Sau 1s, Thắng thả rơi viên bi B ở tầng thấp hơn 10 m. Hai viên bi sẽ gặp nhau lúc nào (Tính từ khi viên bi A rơi), 𝑔 = 9,8 𝑚/𝑠2.
Lời giải chi tiết:
Chọn trục toạ độ thẳng đứng, chiều dương hướng xuống gốc toạ độ tại vị trí thả, gốc thời gian lúc bi A rơi.
Ptcđ có dạng:
𝑦1 = 𝑦01+1
2𝑔𝑡2 =1
2𝑔𝑡2; 𝑦2 = 𝑦02+1
2𝑔(𝑡 − 𝑡0)2 =1
2𝑔(𝑡 − 1)2 Khi 2 viên bi gặp nhau: 𝑦1 = 𝑦2 ↔ 1
2𝑔𝑡2 = 10 +1
2𝑔(𝑡 − 1)2 => 𝑡 = 1,5𝑠
Các thí nghiệm.
Thí nghiệm về sự rơi tự do
https://www.youtube.com/shorts/XLv7lbgqfNE https://www.youtube.com/shorts/3otrtdlWINo
Trang web giúp GV có thể giao bài tâp về nhà cho HS làm sau mỗi bài học.
Bài 4: Độ dịch chuyển và quãng đường đi được
https://loigiaihay.com/trac-nghiem-vat-li-10-bai-4-ket-noi-tri-thuc-co-dap-an- a131587.html
Bài 5: Tốc độ và vận tốc
https://loigiaihay.com/trac-nghiem-vat-li-10-bai-5-ket-noi-tri-thuc-co-dap-an- a131588.html
Bài 6: Thực hành: Đo tốc độ của vật chuyển động
https://loigiaihay.com/trac-nghiem-vat-li-10-bai-6-ket-noi-tri-thuc-co-dap-an- a131589.html
Bài 7: Đồ thị độ dịch chuyển – thời gian
https://loigiaihay.com/trac-nghiem-vat-li-10-bai-7-ket-noi-tri-thuc-co-dap-an- a131590.html
Bài 8: Chuyển động biến đổi. Gia tốc
https://loigiaihay.com/trac-nghiem-vat-li-10-bai-8-ket-noi-tri-thuc-co-dap-an- a131591.html
Bài 9: Chuyển động thẳng biến đổi đều
https://loigiaihay.com/trac-nghiem-vat-li-10-bai-9-ket-noi-tri-thuc-co-dap-an- a131592.html
Bài 10: Sự rơi tự do
https://loigiaihay.com/trac-nghiem-vat-li-10-bai-10-ket-noi-tri-thuc-co-dap-an- a131593.html
Bài 11: Thực hành: Đo gia tốc rơi tự do
https://loigiaihay.com/trac-nghiem-vat-li-10-bai-11-ket-noi-tri-thuc-co-dap-an- a131594.html
Bài 12: Chuyển động ném
https://loigiaihay.com/trac-nghiem-vat-li-10-bai-12-ket-noi-tri-thuc-co-dap-an- a131595.html
Ở website này GV chỉ cần gửi đường link cho HS thông qua các ứng dụng mạng xã hội (facebook, zalo,…) là HS có thể dễ dàng làm được các BT sau bài học. Ở đây các câu hỏi đã được chia theo 3 mức nhận biết, thông hiểu, vận dụng.
Khi bắt đầu làm bài HS có thể lựa chọn loại câu hỏi muốn làm
Sau khi chọn xong HS có thể làm bài trắc nghiệm. Và ở mỗi câu hỏi đã phân loại ra đó là câu hỏi nằm ở mức độ nào. Nếu HS làm đúng sẽ được cộng điểm và có lời chúc mừng còn làm sai sẽ được xem hướng dẫn giải chi tiết như hình dưới đây
Có gợi ý cho mỗi câu hỏi và lời giải chi tiết như sau:
Qua website này có thể giúp được GV có thể cung cấp được các dạng, câu hỏi cho HS dễ dàng hơn, tiết kiếm được thời gian, hình thức làm bài tập phong phú hơn.
Nhưng có một vài khuyết điểm là thông website này thì GV không thể đánh giá được HS.
TIỂU KẾT CHƯƠNG 2
Ở chương 2, tôi đã nghiên cứu nội dung kiến thức chương "Động học" - Vật lí 10 Kết nối tri thức. Từ đó, tôi đã khai thác được bài tập bám sát với chương
"Động học" - Vật lí 10, qua đó vận dụng chúng để thiết kế được HLS nhằm mục đích cải thiện chất lượng dạy học Vật lí 10 ở chương trình THPT.
Để xác định tính khả thi và hiệu quả của HLS đã thiết kế, tôi tiến hành nghiên cứu chuyên gia ở chương 3.