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
2.2.1. Tiến trình dạy học bài “Độ dịch chuyển và quãng đường đi được”
TÊN BÀI DẠY: ĐỘ DỊCH CHUYỂN VÀ QUÃNG ĐƯỜNG ĐI ĐƯỢC Môn học: Vật lí ; lớp:10
Thời gian thực hiện: 1 tiết I. MỤC TIÊU DẠY HỌC
1. Kiến thức:
Định nghĩa về độ dịch chuyển, quãng đường đi được của chuyển động, tổng hợp các độ dịch chuyển bằng cách tổng hợp hai vector .
2. Năng lực
a) Năng lực Vật lí
❖ Nhận thức vật lí
- [N1] Định nghĩa độ dịch chuyển.
- [N2.1] Phân biệt độ dịch chuyển và quãng đường đi được.
- [N2.2] Phân biệt được hệ tọa độ, hệ quy chiếu ứng với chuyển động.
❖ Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học
- [V1] Giải thích được quãng đường đi được trong cuộc sống, xác định đúng độ dịch chuyển từ nơi này đến nơi khác.
- [V1] Xác định được vị trí một địa điểm trên bản đồ dân dụng.
b) Năng lực giao tiếp và hợp tác (góp phần phát triển): Tự tin, chủ động trong báo cáo; Xác định trách nhiệm và hoạt động của bản thân.
c) Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo: Biết kết nối logic, biết áp dụng kiến thức vào làm bài tập cũng như vận dụng sáng tạo trong các tình huống thực tế.
3. Phẩm chất
Bài học góp phần phát triển phẩm chất chăm chỉ và trách nhiệm:
- Chăm chỉ: kiên trì, tỉ mỉ quan sát.
- Trách nhiệm: cùng các bạn tham gia giải quyết vấn đề, thực hiện nhiệm vụ được phân công và hổ trợ nhau lúc gặp khó khăn.
II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU
❖ Giáo viên chuẩn bị
- Máy chiếu (hoặc TV màn hình lớn); máy tính
- Hình minh hoạ cho các câu hỏi và bài tập, bản đồ dân dụng - SGK, SGV, Kế hoạch bài dạy, trò chơi
- Học sinh chuẩn bị - Sách Vật Lí lớp 10.
- Bảng nhóm, bút lông III. Tiến trình dạy học
❖ Bảng tóm tắt tiến trình dạy học
Tên hoạt động cụ thể
( thời gian ) Nội dung kiến thức
Phương pháp, kĩ thuật, hình thức tổ chức
(kể tên) Hoạt động 1: Xác định vấn
đề học tập (15 phút)
Kích thích sự tò mò và làm cho học sinh bộc lộ được ý niệm về độ dịch chuyển của chuyển động.
Sử dụng hình ảnh – làm việc theo nhóm
Hình thành kiến thức Hoạt động 2.1: Vị trí của vật chuyển động tại các thời điểm (15 phút)
Vị trí của vật chuyển động tại các thời điểm
Thông báo, yêu cầu hoặc xem tranh, video – Làm việc theo nhóm
Hoạt động 2.2: Độ dịch chuyển (10 phút)
Độ dịch chuyển Thông báo, yêu cầu hoặc xem tranh, video – làm việc theo nhóm hoặc cá nhân
Hoạt động 2.3: Phân biệt độ dịch chuyển và quãng đường đi được (15 phút)
Phân biệt độ dịch chuyển và quãng đường đi được
Thông báo, yêu cầu hoặc xem tranh, video – làm việc theo cặp
Hoạt động 2.4: Tổng hợp độ dịch chuyển (15 phút)
Tổng hợp độ dịch chuyển
Thông báo, yêu cầu hoặc xem tranh, video
Hoạt động 3: Luyện tập (10 phút)
Các bài luyện tập, câu hỏi lý thuyết
Làm việc cá nhân hoặc nhóm
Hoạt động 4: Vận dụng (5 phút)
Bài tập hoặc vấn đề có nội dung thực tiễn
Làm việc cá nhân hoặc nhóm
❖ Các hoạt động dạy học cụ thể
1. Hoạt động 1: Xác định vấn đề học tập a) Mục tiêu hoạt động
Phát hiện được vấn đề, đặt ra được câu hỏi: “Độ dịch chuyển của chuyển động là gì?”
2 Nội dung hoạt động
- Cho HS xem hình ảnh trong tình huống mở đầu bài học và trả lời câu hỏi.
+ Quãng đường đi tiếp của ô tô là bao nhiêu mét?
+ Vị trí của ô tô ở điểm nào trên hình vẽ?
3 Dự kiến sản phẩm
- Câu trả lời của HS ở tình huống mở đầu bài học
+ Quãng đường đi tiếp của ô tô là: 𝑆 = 𝑣. 𝑡 = 10.10 = 100𝑚
+ Vì không biết hướng chuyển động của ô tô nên ta không thể xác định được vị trí của ô tô
Đặt giả thiết:
Nếu ô tô chuyển động theo hướng Bắc thì vị trí của ô tô ở điểm B Nếu ô tô chuyển động theo hướng Tây thì vị trí của ô tô ở điểm H Nếu ô tô chuyển động theo hướng Nam thì vị trí của ô tô ở điểm E Nếu ô tô chuyển động theo hướng Đông thì vị trí của ô tô ở điểm L 4 Cách thức tổ chức
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
Chuyển gia nhiệm vụ học tập.
- Chiếu hình ảnh về bài toán ví dụ mở đầu để HS quan sát.
- Chia lớp 2 bàn học cùng 1 tổ thành 1 nhóm.
- Xem hình ảnh và đọc bài toán ví dụ trong sách.
- Trả lời câu hỏi:
+ Quãng đường đi tiếp của ô tô là bao nhiêu mét?
+Em có thể xác định vị trí của ô tô ở điểm nào trên hình vẽ không? Vì sao?
Thực hiện nhiệm vụ
- Quan sát HS làm việc nhóm
- Hoạt động theo nhóm trả lời các câu hỏi
Báo cáo và thảo luận kết quả - Gọi đại diện 2-3 nhóm trả lời câu hỏi và các nhóm còn lại nhận xét.
- Trả lời câu hỏi như trên dự kiến sản phẩm.
+ Đổi 36 km/h = 10 m/s => Quãng đường đi tiếp của ô tô là:
𝑆 = 𝑣. 𝑡 = 10.10 = 100𝑚
- Vì không biết hướng chuyển động của ô tô nên ta không thể xác định được vị trí của ô tô.
Kết luận - Chốt kiến thức - Đánh giá kết quả, dắt vào bài học mới: “Từ bài mở đầu ta thấy được rằng nếu chỉ biết quãng được đi được mà không biết hướng chuyển động thì sẽ không thể xác định được vị trí của ô tô. Chúng ta sẽ đi vào bài học Bài 4: Độ dịch chuyển và quãng đường đi được để tìm hiểu rõ hơn.
- Từ kết luận của GV, HS vào bài học.
2. Hoạt động 2.1: Hình thành kiến thức mới: Vị trí của vật chuyển động tại các thời điểm
a) Mục tiêu
- Xác định vị trí của vật chuyển động tại các thời điểm khác nhau.
- Xác định gốc thời gian, thời điểm, khoảng thời gian.
- Phân biệt được hệ tọa độ, hệ quy chiếu ứng với chuyển động.
b) Nội dung
- GV đưa ra các hình ảnh minh họa và yêu cầu HS giải quyết.
- Tổ chức cho HS tìm hiểu vị trí trên tọa độ.
- Cách xác định thời điểm, vị trí trên hệ tọa độ.
c) Dự kiến sản phẩm
- CH1: Làm thế nào để biết 1 vật chuyển động hay đứng yên?
TL: Chọn vật làm mốc, nếu vị trí của vật thay đổi so với vật mốc thì vật chuyển động - CH2: Người ta dùng cách nào để xác định được vị trí của vật?
TL: Để xác định vị trí của vật, người ta dùng hệ tọa độ vuông góc có gốc là vị trí của vật mốc, trục hoành Ox và trục tung Oy. Các giá trị trên trục tọa độ được xác định theo một tỷ lệ xác định.
- CH3: Dựa vào kiến thức đã học xác định vị trí của điểm A và B trong hình vẽ
TL: A (1;2) và B (-1;2)
- Gán hệ tọa độ địa lý vào thì: Thành phố Hải Phòng cách Hà Nội 120km về phía Đông Đông – Nam. Để xác định được thời điểm người ta sẽ phải chọn một mốc thời gian, đo khoảng thời gian từ thời điểm được chọn làm mốc đáng thời điểm cần xác định.
- Điểm A được xác định như hình vẽ + Ta thấy mốc thời gian được chọn là lúc
8h suy ra đến thời điểm 11h vật chuyển động trong thời gian là 3h đồng hồ.
+ Theo đề bài mỗi giờ đi được 40km suy ra bây giờ vật đi được 120km
+ Mà tỉ xích trong hệ quy chiếu trên là 1:20km => điểm A (đại diện cho vật chuyển động) nằm trên trục Ox cách gốc O là 6 khoảng (120km) như hình trên.
+ Hệ tọa độ kết hợp với mốc thời gian và đồng hồ đo thời gian được gọi là hệ quy chiếu.
d) Tổ chức thực hiện:
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Chuyển gia nhiệm vụ học tập.
- Cho HS quan sát hoạt ảnh động và đưa ra câu hỏi
- Lắng nghe Gv nói.
- Xem hình ảnh và trả lời câu hỏi
CH1: Làm thế nào để biết 1 vật chuyển động hay đứng yên?
- Lấy các ví dụ minh họa
CH2: Người ta dùng cách nào để xác định được vị trí của vật?
CH3: Dựa vào kiến thức đã học xác định vị trí của điểm A và B trong hình vẽ
- Nhấn mạnh vấn đề chọn hệ tọa độ như thế nào: “Như các em đã nói ở trên, xác định vị trí của vật, người ta dùng hệ tọa độ vuông góc. Trên thực tế, người ta thường chọn hệ tọa độ trùng với hệ tọa độ địa lý, góc là vị trí của vật mốc, trục hoành là hướng nối vị trí địa lý Tây – Đông, trục tung là hướng nối vị trí địa lý Bắc – Nam.
- Dùng bản đồ Việt Nam và hệ tọa độ địa lý, xác định vị trí của thành phố Hải Phòng so với vị trí của thủ đô Hà Nội?
- Hỏi tiếp: Em hãy cho biết để xác định được thời điểm, người ta đã làm như thế nào?
- Cho học sinh xem hình 4.3 sau đó trả lời câu hỏi: Xác định vị trí của vật A trên trục Ox vẽ hình ở hình bốn.ba tại thời điểm 11h, biết vật chuyển động thẳng, mỗi giờ đi được 40km.
- Nhấn mạnh lưu ý cách chọn hệ tọa độ khi vật chuyển động trên đường thẳng.
Thực hiện nhiệm vụ
- Quan sát HS làm việc nhóm.
- Hoạt động theo nhóm trả lời các câu hỏi
Báo cáo và thảo luận kết quả - Gọi đại diện 2-3 nhóm trả lời câu hỏi và các nhóm còn lại nhận xét.
- Trả lời câu hỏi như trong dự kiến sản phẩm
Kết luận - Chốt kiến thức - Đánh giá câu trả lời và chốt kiến thức.
- Từ kết luận của GV, HS vào bài học.
3. Hoạt động 2.2: Xác định vấn đề học tập: Độ dịch chuyển a) Mục tiêu hoạt động
- Khái niệm độ dịch chuyển.
b) Nội dung hoạt động
- Chuyển động là sự thay đổi vị trí của vật.
- Cho học sinh thảo luận vấn đề:
+ Quãng đường đi được có thể dùng để mô tả sự thay đổi vị trí của vật không?
+ Độ dịch chuyển là gì?
+ Thế nào là đại lượng véctơ?
+ Hãy xác định các độ dịch chuyển mô tả ở hình 4.5 trong tọa độ địa lý c) Dự kiến sản phẩm
- Quãng đường đi được chưa thể dùng để mô tả sự thay đổi vị trí của vật. Nó chỉ có thể xác định được khoảng cách giữa điểm đầu và điểm cuối của chuyển động nhưng chưa đủ để xác định vị trí của vật. Muốn xác định được vị trí của vật phải biết thêm hướng của chuyển động.
- Độ dịch chuyển là đại lượng vừa cho biết độ dài vừa cho biết hướng của sự thay đổi vị trí của vật.
- Đại lượng véctơ là một đại lượng vừa cho biết độ lớn vừa cho biết hướng của độ dịch chuyển.
- Các độ dịch chuyển được mô tả trong hình 4.5 là: 𝑑1 = 200𝑚 (hướng Bắc); 𝑑2 = 200𝑚 (góc 45° theo hướng Đông – Bắc); 𝑑3 = 300𝑚 ((hướng Đông).
d) Cách thức tổ chức
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Chuyển gia nhiệm vụ học tập.
- Có thể chia lớp theo nhóm để trả lời các câu hỏi hoặc cá nhân.
- Nhấn mạnh: “Chuyển động là sự thay đổi vị trí của vật”.
- Cho học sinh thảo luận về vấn đề: “Quãng đường đi được có thể dùng để mô tả sự thay đổi vị trí của vật không?”.
- Qua những gì em tìm hiểu được hãy cho biết: “Độ dịch chuyển là gì? Thế nào là đại lượng véctơ?”.
- Hình 4.4 vẽ véctơ độ dịch chuyển của ô tô trong bài toán ở đầu. Em hãy trả lời câu hỏi trong sách: “Hãy xác định độ dịch chuyển mô tả ở hình 4.5 trong tọa độ địa lý”
- Lắng nghe câu hỏi.
Thực hiện nhiệm vụ
- Quan sát HS làm việc nhóm
- Hoạt động theo nhóm trả lời các câu hỏi
Báo cáo và thảo luận kết quả - Gọi đại diện 2-3 nhóm trả lời câu hỏi và các nhóm còn lại nhận xét.
- Trả lời câu hỏi như trong dự kiến sản phẩm.
- Nhận xét, bổ xung cho ý kiến, câu trả lời của các nhóm nhác.
Kết luận - Chốt kiến thức - Đánh giá câu trả lời và chốt kiến thức.
Độ dịch chuyển được biểu diễn bằng một mũi tên nối vị trí đầu và vị trí cuối của chuyển động có độ dài tỉ lệ với độ lớn của độ dịch chuyển.
Kí hiệu là: 𝑑
- Từ kết luận của GV, HS ghi bài vào vở.
4. Hoạt động 2.3: Xác định vấn đề học tập: Phân biệt độ dịch chuyển và quãng đường đi được.
a) Mục tiêu hoạt động:
- Phân biệt được độ dịch chuyển và quãng đường đi được.
- Hiểu được ý nghĩa của việc dùng độ dịch chuyển thay cho quãng đường đi được.
b) Nội dung hoạt động
- Cho học sinh thảo luận theo nhóm hoặc cặp để làm hoạt động hình 4.6 SGK - Trả lời các câu hỏi:
➢ So sánh độ lớn của độ dịch chuyển và quãng đường đi được của ba chuyển động ở hình 4.6
➢ Khi nào độ lớn độ dịch chuyển và quãng đường đi được có độ lớn bằng nhau
➢ Các câu hỏi của hình 4.7 c) Dự kiến sản phẩm
- Câu trả lời của học sinh ở tình huống mở đầu bài học.
➢ Độ dịch chuyển của ba chuyển động này bằng nhau vì điểm đầu và điểm cuối của ba chuyển động này là như nhau.
➢ Quãng đường đi được của ô tô (3) lớn nhất, rồi đến xe máy (1) và cuối cùng là người đi bộ (2)
➢ Khi vật chuyển động thẳng, không đổi chiều thì độ lớn của độ dịch chuyển và quãng đường đi được của một chuyển động bằng nhau.
➢ Chọn hệ tọa độ có gốc là vị trí nhà bạn A, trục Ox trùng với đường đi từ nhà bạn A tới trường.
➢ a) Quãng đường bạn A đi từ trạm xăng đến siêu thị là: S= 800-400 = 400 (m). Độ dịch chuyển của bạn A từ trạm xăng đến siêu thị là: d = 800-400 = 400 (m)
➢ b) Quãng đường đi được của bạn A trong cả chuyến đi: Từ nhà đến siêu thị là 800m;
Từ siêu thi về nhà cất đồ là 800m; từ nhà đến trường là 1200m => S = 800 + 800 + 1200
= 2800 m. Điểm suất phát của bạn A là nhà nhà điểm cuối là trường. Độ dịch chuyển của bạn A là: d = 1200m
➢ c)
Chuyển động Quãng đường đi được (m) Độ dịch chuyển d (m) Từ trạm xăng
đến siêu thị
𝑠1 = 800 − 400
= 400
𝑑1 = 800 − 400
= 400
Cả chuyến đi 𝑆 = 400 + 400 + 800 + 1200
= 2800
𝑑 = 400 + 400 − 800 + 1200
= 1200
d) Cách thức tổ chức
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
Chuyển giao nhiệm vụ học tập
- Dắt vào bài: Theo em, độ dịch dịch chuyển có phải là quãng đường đi được hay không?
Để giúp các em có được câu trả lời thì chúng ta hãy cùng tìm hiểu phần này nhé.
- Chia lớp thảo luận theo nhóm hoặc cặp, quan sát hình 4.6
- Hướng dẫn để HS thấy rằng trong 3 trường hợp đó, quãng đường đi được là khác nhau nhưng độ dịch chuyển là như nhau.
- Yêu cầu HS trả lời các câu hỏi:
1, Hãy so sanh độ lớn của độ dịch chuyển và quãng đường đi được của ba chuyển động ở hình 4.6
2, Theo em khi nào độ lớn độ dịch chuyển và quãng đường đi được có độ lớn bằng nhau?
- Để giúp các em nắm rõ hơn nữa về hai khái niệm này chúng ta cùng tìm hiểu thêm một ví dụ trong sách.
- Lắng nghe GV giảng bài, các câu hỏi mà Gv đưa ra để thảo luận theo nhóm hoặc cặp đôi.
Thực hiện nhiệm vụ
Theo dõi các câu trả lời của HS
- Đọc và nhìn ảnh trong SGK để trả lời các câu hỏi GV đưa ra theo nhóm hoặc cặp đôi
Chú ý nghe giảng, tiếp nhận kiến thức.
Báo cáo và thảo luận kết quả
- Gọi 2-3 nhóm (đại diện 2-3 cặp) trả lời một câu hỏi và các nhóm còn lại nhận xét.
- Trả lời câu hỏi như trong dự kiến sản phẩm.
Nhận xét, bổ xung cho ý kiến, câu trả lời của các bạn
Kết luận – chốt kiến thức
- Đánh giá câu trả lời và chốt kiến thức.
Độ dịch chuyển và quãng đường đi được là hai khái niệm hoàn toàn khác nhau. Chúng ta không thể kết luận về mối quan hệ hay sự ràng buộc lẫn nhau giữa chúng.
Độ lớn của độ dịch chuyển và quãng đường đi được của một chuyển động bằng nhau khi vật chuyển động thẳng, không đổi chiều.
Từ kết luận của GV, học sinh ghi bài vào vở
5. Hoạt động 2.4: Xác định vấn đề học tập: Tổng hợp độ dịch chuyển a) Mục tiêu hoạt động
- Tổng hợp 2 độ dịch chuyển vuông góc với nhau.
- Vai trò và ý nghĩa của độ dịch chuyển trong việc mô tả chuyển động so với quãng đường đi được.
b) Nội dung hoạt động
- Làm bài tập ví dụ - Chia lớp thành 4 nhóm - Cho học sinh trả lời câu hỏi.
➢ Một người lái ô tô đi thẳng 6km theo hướng Tây, sau đó rẽ trái, đi thẳng theo hướng Nam 4km rồi quay sang hướng Đông đi 3km. Xác định quãng đường đi được và độ dịch chuyển của ô tô.
➢ Một người bơi ngang từ bờ bên này sang bờ bên kia của một dòng song rộng 50m có dòng chảy từ hướng Bắc xuống Nam. Do nước song chảy mạnh nên khi sang bên bờ bên kia thì người đó đã trôi xuôi theo dòng nước 50m. Xác định độ dịch chuyển của người đó.
c) Dự kiến sản phẩm - Câu trả lời của học sinh:
➢ Quãng đường đi được của ô tô là: 𝑠 = 𝐴𝐵 + 𝐵𝐶 + 𝐶𝐷 = 6 + 4 + 3 = 13𝑘𝑚 Độ dịch chuyển của ô tô là: 𝑑 = 𝐴𝐷 = √32+ 42 = 5𝑘𝑚 theo hướng Tây-Nam.
➢ Độ dịch chuyển của người đó là: 𝑑 = 𝑂𝐵 = √502+ 502 ≈ 70,7𝑚 hướng 45°
Đông-Nam.
d) Cách thức tổ chức
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
Chuyển giao nhiệm vụ học tập
- Dắt vào bài: Khi vật di chuyển theo hai hướng khác nhau, ta có thể dùng phép
- Quan sát, lắng nghe GV trình bày bài ví dụ
- Đưa ra câu hỏi thắc mắc
- Chú ý nghe câu hỏi và làm bài theo nhóm