chƣơng “Động lực học chất điểm”.
Vận dụng những nghiên cứu lí luận về dạy học tích hợp theo hƣớng gắn với thực tiễn ở chƣơng I, chúng tôi đã chọn các bài sau đây để dạy học thực nghiệm:
Bài 1: Ba định luật Niu-tơn (2 tiết)
Bài 2: Lực đàn hồi của lò xo. Định luật Húc Bài 3: Lực ma sát.
Giáo án số 1:
Bài 10: BA ĐỊNH LUẬT NIU – TƠN I. MỤC TIÊU
1) Về kiến thức:
- HS hiểu đƣợc định nghĩa quán tính, định luật I Niu-tơn. - Phát hiện ra các tính chất của quán tính.
- Chỉ ra đƣợc mối liên hệ giữa các đại lƣợng a
, F
, m nắm đƣợc nội dung của định luật II Niu-tơn.
- Khối lƣợng và các tính chất của khối lƣợng, sự ảnh hƣởng của khối lƣợng đến tính chất của chuyển động và sự thay đổi vận tốc ban đầu của vật.
- Phát biểu đƣợc định luật III Niu-tơn, viết đƣợc biểu thức của định luật. - Nêu đƣợc đặc điểm của cặp “lực và phản lực”.
- Chỉ ra đƣợc đặc điểm của cặp “lực và phản lực”, phân biệt cặp lực này với cặp lực cân bằng.
2) Về kĩ năng:
- HS vận dụng đƣợc định luật I Niu-tơn và quán tính giải thích hiện tƣợng vật lí.
- Vận dụng giải thích đƣợc một số bài tập liên quan đến chuyển động. - Giải thích đƣợc nguyên nhân của chuyển động có gia tốc.
- Thấy đƣợc tầm quan trọng của quán tính và vận dụng quán tính trong cuộc sống thực tiễn.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
59
- Thấy đƣợc tầm quan trọng của định luật II Niu-tơn trong cơ học, trong thực tiễn cuộc sống từ đó vận dụng vào cuộc sống.
- Giải thích đƣợc các hiện tƣợng về tƣơng tác giữa các vật trong tự nhiên. - Thấy đƣợc tầm quan trọng của định luật III Niu-tơn trong thực tiễn.
3) Thái độ:
- Có hứng thú học tập, tôn trọng thực tế, áp dụng kiến thức đã học vào thực tế.
- Có thái độ học tập tốt và tinh thần làm việc, hợp tác trong nhóm.
- Rèn luyện ý chí, tính trung thực, tin vào khoa học, hiểu biết và vận dụng vào thực tiễn cuộc sống.
- Biết thu thập và xử lý thông tin.
- Cảm thấy yêu thích môn học, sẵn sàng đón nhận và giải quyết các nhiệm vụ học tập mới.
II. CHUẨN BỊ
1) Giáo viên:
Định luật I Niu-tơn (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Chuẩn bị dụng cụ gồm:
+ Một vật đƣợc treo vào giữa 2 sợi dây;
+ Viên bi, một vòng tròn nhựa, con búp bê, một chiếc xe đồ chơi của trẻ em. + Quả bóng, các viên bi có khối lƣợng khác nhau. Phiếu học tập.
2) Học sinh:
Ôn lại những kiến thức về , cân bằng lực đã học ở trung học cơ sở.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
60
TIẾT 1.
III. SƠ ĐỒ TIẾN TRÌNH XÂY DỰNG KIẾN THỨC
Quán tính có ảnh hƣởng nhƣ thế
nào đối với các phƣơng tiện giao thông?
Liên hệ thực tế: quán tính của các phƣơng tiện giao thông.
Phát biểu nội dung:
. Thí nghiệm của Ga – li - lê Quán tính: là tính chất của mọi vật có xu hƣớng bảo toàn vận tốc cả về hƣớng và độ lớn. Định luật I Niu - tơn
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
61
IV. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
Hoạt động 1: Tìm hiểu định luật I Niu-tơn
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS
+ GV tổ chức dạy học theo nhóm + Trong giao thông và đi lại hằng ngày HS chúng ta cần chú ý những vấn đề gì? Và con ngƣời đã vận dụng chúng nhƣ thế nào? Chúng bị chi phối bởi những định luật nào?
GV cho HS các trả lời ở PHT 1
+ Yêu cầu HS thảo luận và trả lời câu 1 ở PHT 1?
+ Yêu cầu HS thảo luận và trả lời câu 2 ở PHT 1?
+ HS học tập theo nhóm
+ Không, xe chuyển động chậm dần đi đƣợc một quãng đƣờng rồi dừng lại.
+ Nếu đi trên đoạn đƣờng ghồ ghề thì xe đi đƣợc đoạn đƣờng ngắn hơn trên đoạn đƣờng nhẵn rồi mới dừng lại.
Nếu đƣờng hoàn toàn nhẵn bóng khả năng xe chuyển động mà Khối lƣợng và mức quán tính Trọng lực. Trọng lƣợng Phát biểu: . F a m hay F ma
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
62
+ Yêu cầu HS thảo luận và trả lời câu 3 ở PHT 1? (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Yêu cầu HS thảo luận và trả lời câu 4 ở PHT 1?
+ Vậy nguyên nhân cản trở chuyển động là do đâu? Nếu loại bỏ nguyên nhân đó thì hiện tƣợng gì sẽ xảy ra?
+ Lực có phải là nguyên nhân của sự chuyển động hay không?
+ HS trả lời câu 5 PHT1: Nhận xét gì về vật đang đứng yên, và một vật đang chuyển động thẳng chịu tác
không dừng lại đƣợc.
+ Khi ngƣng đạp xe chịu tác dụng của cặp lực là lực hút của Trái Đất và phản lực của mặt đƣờng, cặp lực này cân bằng (cùng giá, ngƣợc chiều, bằng nhau về độ lớn) không gây ra gia tốc cho xe. Do đó xe sẽ chuyển động thẳng đều mãi mãi. + Xe chịu tác dụng của cặp lực là lực hút của trái đất và phản lực của mặt đƣờng, (cùng giá, ngƣợc chiều, bằng nhau về độ lớn), tác dụng của cặp lực đó lên vật là xe vẫn đứng yên có nghĩa là không gây ra gia tốc cho xe.
+ Nguyên nhân cản trở chuyển động là do bề mặt tiếp xúc ghồ ghề gây ra lực ma sát cản trở chuyển động, nếu loại bỏ nguyên nhân này thì vẫn sẽ chuyển động mãi.
+ Lực không phải là nguyên nhân duy trì chuyển động mà là biến đổi chuyển động.
+ Vật đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên, vật chuyển động thẳng sẽ chuyển động thẳng với gia tốc
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
63 dụng của hợp lực bằng 0?
+ GV cho HS tìm hiểu nội dung của định luật I Niu-tơn. Tìm biểu thức của định luật toán học của định luật.
Việc phát hiện ra định luật I Niu-tơn đã khẳng định lực không phải là nguyên nhân duy trì chuyển động mà là nguyên nhân làm biến đổi chuyển động.
+ GV cho HS kiểm chứng định luật bằng việc thiết kế các thí nghiệm với các dụng cụ sẵn có để phát hiện ra quán tính.
- Búp bê và chiếc xe đồ chơi của trẻ em.
Hình 2.1.Thí nghiệm Búp bê và chiếc xe đồ chơi của trẻ em.
- Vòng tròn và viên bi.
bằng 0, nghĩa là nó chuyển động thẳng đều.
+ Nếu một vật không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực có hợp lực bằng 0, thì vật đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên, đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều. 2 1 F F F ... 0
+ Cho búp bê đứng trên chiếc xe đẩy cho xe chuyển động về trƣớc, búp bê chuyển động về phía sau.
+ Cho viên bi nằm trong vòng tròn, xoay cho vòng tròn quay, viên bi quay theo đột nhiên nhất vòng tròn lên viên bi sẽ chuyển động theo phƣơng tiếp tuyến với vòng tròn.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
64 - Một vật buộc giữa hai sợi dây.
- Quán tính là gì?
- GV cho HS giải thích một số hiện tƣợng ở PHT 3.
+ Trong các cuộc đuổi bắt tội phạm ta luôn thấy nhũng ngƣời phạm tội thƣờng xuyên rẽ đột ngột sang các hƣớng khác. Mục đích để làm gì? Giải thích hiện tƣợng trên?
+ Khi nhảy cao và nhảy xa chân của chúng ta phải nhƣ thế nào khi chạm đất? Tại sao lại nhƣ vậy?
Hình 2.2. Nhảy xa
+ Đang chạy bỗng dƣng bị vấp vào một cục đá thì cơ thể chúng ta sẽ chuyển động nhƣ thế nào? Tại sao nhƣ vậy?
+ Khi cầm sợi chỉ bên dƣới kéo từ từ xuống, sợi chỉ bên trên bị đứt, còn khi cầm sợi chỉ bên dƣới giật mạnh và nhanh xuống, sợi chỉ bên dƣới bị đứt. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Quán tính là tính chất của mọi vật có xu hƣớng bảo toàn vận tốc cả về hƣớng và độ lớn.
+ Để thoát thân. Do quán tính những ngƣời rƣợt đuổi sẽ chạy theo hƣớng cũ một đoạn nữa, nên không bắt đƣợc tội phạm.
+ Trong các hoạt động thể dục thể thao và văn hóa nghệ thuật con ngƣời đã lợi dụng quán tính, các vận động viên nhảy cao và nhảy xa khi rơi xuống phải co hai chân lại, nhờ thế làm tăng đọan đƣờng hãm để giảm lực va đập xuống mặt đất.
+ Khi đang chuyển động, nếu vấp phải cục đá, mô đất thì chân đột ngột bị giữ lại, còn ngƣời thì do quán tính tiếp tục chuyển động về
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
65
Hình 2.3. Đang chạy bỗng dưng bị vấp vào cục đá
+ Nhận xét chuyển động của các cánh quạt đang quay khi đột ngột mất điện. Giải thích?
Hình 2.4. Quạt đang quay khi bị mất điện đột ngột
+ Khi xe đi qua các khúc ngoặt đột ngột hoặc thắng gấp,….ngƣời ngồi trên xe có xu hƣớng nhƣ thế nào?
+ Khi rửa rau xong ta hay vảy vảy rổ rau. Ta làm việc đó nhằm mục đích gì?
phía trƣớc. Kết quả là trọng lƣợng của ngƣời lệch khỏi mặt chân đế nên ngã về phía trƣớc.
+ Do quán tính, nên các cánh quạt còn quay một lúc nữa mới dừng.
+ Do ngƣời có xu hƣớng bảo toàn vận tốc, nên xe ngoặc sang phải thì ngƣời ngã sang trái và ngƣợc lại, hoặc khi tài xế cho xe chạy đột ngột ngƣời ngồi trên xe có xu hƣớng ngã về phía sau, đột ngột dừng lại thì ngƣời ngồi trên xe có xu hƣớng chúi về phía trƣớc. + Khi rửa rau xong ta vảy vảy rổ rau là cho rổ rau chuyển động rồi dừng lại đột ngột, nƣớc dính ở rau tiếp tục chuyển động mà văng ra…
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
66
+ Khi làm vƣờn, nhổ cỏ lúa ta thấy khi ngƣời nông dân thƣờng nhổ từ từ, tại sao nhƣ vậy?
+ Cho một chồng sách khoảng 12-18 quyển xếp thẳng đứng, ngay ngắn, một quyển sách phía dƣới hơi chìa ra. Hãy nêu phƣơng án lấy quyển sách đó ra, sao cho chồng sách không lật đổ hoặc dịch chuyển ít nhất.
+ Có rất nhiều tai nạn giao thông liên quán đến vấn đề quán tính, GV cho các nhóm HS thảo luận vấn đề quán tính và vận dụng quán tính trong giao thông đi lại.
Vấn đề phòng tránh khi đi lại giao thông trên đường?
+ Khi nhổ cỏ dại không nên giật đột ngột, làm cho gốc không bị nhổ, cỏ sẽ mọc lại.
+ Dùng tay giật thật nhanh quyển sách.
+ Nhiều HS đi xe đạp, khi rẽ thƣờng không nhìn xem có xe đằng sau không. Nếu rẽ trƣớc mũi một ôtô lao tới thì rất dễ xảy ra tai nạn giao thông, vì ôtô có quán tính lớn, không thể dừng lại tức thời để tránh học sinh đƣợc.
Biện pháp phòng tránh: Trƣớc khi rẽ phải xin đƣờng và quan sát cẩn thận phía sau.
Khi đèo nhau trên xe máy, nếu hãm phanh đột ngột có thể làm cho ngƣời ngồi sau ngả về phía trƣớc. Vì vậy ngƣời ngồi sau cần chú ý ngồi thẳng, không nghiêng ngƣời sang hai bên.
Lại có trƣờng hợp hai ngƣời đang đi xe máy thì tạm dừng vì có việc gì đó (ngƣời ngồi sau vẫn còn ngồi
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
67
+ Sau khi đo nhiệt độ cơ thể ngƣời bằng ống cặp sốt (nhiệt kế), ngƣời ta thấy bác sĩ vẩy mạnh chiếc ống cặp sốt làm cho thủy ngân trong ống tuột xuống. Bác sĩ làm nhƣ vậy để làm gì?
Tƣơng tự hiện tƣợng này, khi HS sử dụng bút mực, bút viết không ra mực ta hay làm gì? (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Tại sao một vận động viên muốn đạt thành tích cao về môn nhảy xa
trên xe) khi đi tiếp, ngƣời lái xe tăng ga đột ngột, ngƣời ngồi sau bất ngờ, ngã ngƣời về phía sau.
Biện pháp: Trƣớc khi đi tiếp, ngƣời lái xe phải nói cho ngƣời ngồi phía sau chuẩn bị.
Các xe phóng nhanh, vƣợt ẩu, lạng lách trên đƣờng rất nguy hiểm vì chúng có tính đà rất mạnh khi gặp vật chƣớng ngại, dù có phanh gấp xe cũng lết đi chứ không dừng ngay lại đƣợc.
+ Dựa vào quán tính. Khi vẩy mạnh ống cặp sốt cả ống và thủy ngân bên trong ống cùng chuyển động. Khi ống dừng lại đột ngột, theo quán tính, thủy ngân bên trong ống vẫn muốn duy trì vận tốc cũ, kết quả là thủy ngân sẽ tụt xuống.
Cũng tƣơng tự hiện tƣợng trên khi viết không ra mực HS cũng hay vẩy vẩy cây bút, để mực trong ống do quán tính nó vẫn chuyển động ra ngoài.
+ Để nhảy đƣợc xa, vận động viên cần đạt đƣợc một vận tốc lớn khi dậm nhảy. Nhƣng cơ thể vận
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
68
thì lại phải luyện tập chạy nhanh ? động viên có quán tính, nên không thể tức thời đạt đƣợc vận tốc lớn, mà cần có một giai đoạn lấy đà. Vận động viên phải luyện tập chạy nhanh để đạt đƣợc một vận tốc lớn khi dậm nhảy.
Hoạt động 2: Tìm hiểu định luật II Niu-tơn
HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS
+ Dùng một viên bi bắn vào một viên bi khác, hoặc bắn vào một cục đất sét? Nhận xét gì về sự thay đổi của vật khi chịu tác dụng của lực?
GV cho HS trả lời các câu hỏi PHT1 + Yêu cầu HS thảo luận và trả lời câu 1 ở PHT 1?
+ Yêu cầu HS thảo luận và trả lời câu 2 ở PHT 1?
+ Khi dùng một viên bi bắn vào một viên bi khác ta thấy viên bi chuyển động (nghĩa là thay đổi vận tốc), còn khi bắn vào cục đất sét ta thấy đất sét bị biến dạng.Vậy khi có lực tác dụng lên vật sẽ làm cho vật bị biến dạng hoặc thay đổi vận tốc.
+ Trong trƣờng hợp hai ngƣời kéo xe dễ thay đổi vận tốc hơn trƣờng hợp một ngƣời kéo xe lúa. Vậy nếu cùng một khối lƣợng tác dụng một lực lớn thì vật sẽ dễ thay đổi vận tốc, hơn lực nhỏ có nghĩa là sinh ra gia tốc lớn hơn.Vậy gia tốc tỉ lệ thuận với lực tác dụng. + Tốc độ chuyển động của xe lúa lớn hơn tốc độ chuyển động của xe lúa khi chở thêm 2 bao nữa.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
69 + Rút ra kết luận về mối quan hệ giữa lực tác dụng và gia tốc.
+ Từ hai câu trên suy ra mối quan hệ giữa lực, khối lƣợng, gia tốc? + Hãy cho biết hƣớng của véctơ lực và véctơ gia tốc?
Cho HS tìm hiểu và phát biểu nội dung của định luật II Niu-tơn.
+ Trong trƣờng hợp vật chịu nhiều lực tác dụng thì F chính là hợp lực tác dụng lên vật:
F F 1 F2 F3 ...
+ Hãy lấy ví dụ về mối quan hệ giữa lực, khối lƣợng và gia tốc trong đời sống, phân tích ví dụ đó.
Vậy nếu cùng một lực tác dụng lên vật có khối lƣợng càng lớn thì càng khó làm thay đổi vận tốc, vật có khối lƣợng càng nhỏ càng dễ thay đổi vận tốc nhƣ vậy gia tốc tỉ lệ nghịch với khối lƣợng.
+ Gia tốc tỉ lệ thuận với lực tác dụng và tỉ lệ nghịch với khối lƣợng
+ Gia tốc của một vật cùng hƣớng với lực tác dụng lên vật. Độ lớn của gia tốc tỉ lệ thuận với độ lớn của lực tác dụng và tỉ lệ nghịch với khối lƣợng của vật.
F a m hay : F ma
+ HS phân tích trƣờng hợp đi mua đồ ở siêu thị, nếu ban đầu khi chƣa mua hàng, với cùng một lực tác dụng chiếc xe đựng hàng còn trống xe đi nhanh hơn so với trong trƣờng hợp đã chất nhiều hàng.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});