Bài soạn Vật lý lớp 10 (cả năm)

z Lời nói đầu Thiết kế bài giảng Vật lí 10 nâng cao được viết theo chương trình sách giáo khoa mới ban hành năm 2006 - 2007. Sách giới thiệu một cách thiết kế bài giảng Vật lí theo tinh thần đổi mới phương pháp dạy - học, nhằm phát huy tính tích cực nhận thức của học sinh. Về nội dung : Sách bám sát nội dung sách giáo khoa Vật lí 10 theo chương trình nâng cao. ở mỗi tiết, sách chỉ rõ mục tiêu về kiến thức, kĩ năng, các công việc chuẩn bị của giáo viên và học sinh, các phương tiện hỗ trợ giảng dạy cần thiết, nhằm đảm bảo chất lượng từng bài, từng tiết lên lớp. Ngoài ra sách có mở rộng, bổ sung thêm một số nội dung liên quan tới bài học bằng nhiều hoạt động nhằm cung cấp thêm tư liệu để các thầy, cô giáo tham khảo vận dụng tuỳ theo đối tượng học sinh từng địa phương. Về phương pháp dạy học : Sách được triển khai theo hướng tích cực hoá hoạt động của học sinh, lấy cơ sở của mỗi hoạt động là những việc làm của học sinh dưới sự hướng dẫn, phù hợp với đặc trưng môn học như : thí nghiệm, thảo luận, thực hành, nhằm phát huy tính độc lập, tự giác của học sinh. Đặc biệt, sách rất chú trọng khâu thực hành trong từng bài học, đồng thời cũng chỉ rõ từng hoạt động cụ thể của giáo viên và học sinh trong một tiến trình dạy học, coi đây là hai hoạt động cùng nhau trong đó cả học sinh và giáo viên là chủ thể. Chúng tôi hi vọng cuốn sách này sẽ là một công cụ thiết thực, góp phần hỗ trợ các thầy, cô giáo giảng dạy môn Vật lí 10 trong việc nâng cao hiệu quả bài giảng của mình. Các tác giả Phần một . cơ học Chương I. động học chất điểm Bài 1 chuyển động cơ I - Mục tiêu 1. Về kiến thức – Hiểu được các khái niệm cơ bản : tính tương đối của chuyển động, chất điểm, quỹ đạo, hệ quy chiếu. – Biết cách xác định vị trí của một chất điểm bằng toạ độ. – Xác định thời gian bằng đồng hồ, phân biệt khoảng thời gian và thời điểm. – Hiểu rõ tầm quan trọng của việc chọn hệ quy chiếu khi giải các bài toán về chuyển động của chất điểm. – Nắm vững cách xác định toạ độ và thời điểm tương ứng của một chất điểm trên hệ trục toạ độ. 2. Về kĩ năng – Xác định được vị trí của một điểm trên một quỹ đạo cong hoặc thẳng. – Vận dụng các kiến thức được học để giải các bài toán về hệ quy chiếu, đổi mốc thời gian. II – Chuẩn bị Giáo viên – Một số ví dụ thực tế về cách xác định vị trí của một chất điểm nào đó (có thể vẽ phóng to hình 1.4 SGK). – Một số tranh ảnh minh hoạ cho chuyển động tương đối. – Một số loại đồng hồ đo thời gian. III - Thiết kế hoạt động dạy học Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên Hoạt động 1. Kiểm tra, chuẩn bị điều kiện xuất phát Cá nhân trả lời câu hỏi của GV. Tuỳ học sinh. Có thể là : – Một đoàn tàu đang đi từ Hà Nội đến TP Hồ Chí Minh. – Một quả bóng đang lăn trên sân cỏ, ... Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ. GV yêu cầu HS nhắc lại khái niệm chuyển động cơ học (đã được học ở lớp 8) và nêu một vài ví dụ về chuyển động cơ học. GV chính xác hoá khái niệm : chuyển động cơ và khái niệm về vật mốc. Hoạt động 2. Tìm hiểu khái niệm chất điểm và cách xác định vị trí của một chất điểm, cách xác định thời gian chuyển động Cá nhân trả lời : – Khi kích thước vật rất nhỏ so với phạm vi chuyển động của nó thì vật được coi là một chất điểm. – Những đường mà chất điểm vạch ra trong không gian trong quá trình chuyển động gọi là quỹ đạo chuyển động. Làm việc cá nhân, trả lời : (rất nhỏ) ị có thể coi Trái Đất là một chất điểm trong chuyển động trên quỹ đạo quanh Mặt Trời. Cá nhân nhận thức được vấn đề cần nghiên cứu. Dự đoán câu trả lời của HS : – HS1 : Thời gian xe chạy là 7h. – HS2 : Thời gian xe chạy là 2 giờ = 120 phút. Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ. Phân biệt hai khái niệm thời gian và thời điểm. GV yêu cầu HS đọc SGK mục 2 để tìm hiểu khái niệm chất điểm, quỹ đạo và trả lời câu hỏi : – Khi nào vật được coi là một chất điểm ? – Quỹ đạo chuyển động là gì ? Yêu cầu HS hoàn thành yêu cầu C1 SGK. Thông báo : Chất điểm là một khái niệm trừu tượng không có trong thực tế nhưng rất thuận tiện trong việc nghiên cứu chuyển động của các vật. Trên quỹ đạo chuyển động, làm thế nào có thể xác định được vị trí của một chất điểm ? GV sử dụng hình vẽ 1.4 để hướng dẫn HS cách xác định toạ độ điểm M trên trục toạ độ. – Một chiếc xe xuất phát từ Hà Nội lúc 7h, đến Hải Phòng lúc 9h, hãy xác định thời gian xe chạy ? Thông báo : Trong câu hỏi trên cần xác định thời gian hay chính là xác định khoảng thời gian, và do đó câu trả lời đúng là 2 giờ = 120 phút. Trong đó 7h được gọi là gốc thời gian, chính là thời điểm xe bắt đầu đi, và 9h là thời điểm mà xe đến Hải Phòng. – Dụng cụ đo thời gian ? Đơn vị đo thời gian chuẩn ? GV chính xác hoá câu trả lời của HS. Hoạt động 3. Tìm hiểu khái niệm hệ quy chiếu và chuyển động tịnh tiến Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ. Làm việc cá nhân. Cá nhân quan sát và thống nhất câu trả lời : – Các điểm trên khung xe có quỹ đạo là những đường thẳng song song với mặt đường. – HS1 : Các điểm của khoang ngồi có quỹ đạo là một vòng tròn. – HS2 : Các điểm của khoang ngồi có quỹ đạo là những vòng tròn có độ dài bằng nhau. HS có thể không trả lời được hoặc trả lời "Không" vì thông thường HS nghĩ rằng cứ chuyển động tịnh tiến là phải chuyển động thẳng. Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ. Cá nhân nêu ví dụ về chuyển động tịnh tiến tròn : – Chuyển động của một điểm ở đầu kim đồng hồ. – Chuyển động của một điểm ở đầu cánh quạt khi quạt quay ổn định. ... Thông báo : một vật mốc gắn với một hệ toạ độ và một gốc thời gian cùng với một đồng hồ hợp thành một hệ quy chiếu. Tức là : Hệ quy chiếu = Hệ toạ độ gắn với vật mốc + Đồng hồ và gốc thời gian. GV yêu cầu HS hoàn thành yêu cầu C3 trong SGK và đọc phần thông tin về phương trình chuyển động. GV dùng một chiếc xe lăn trên mặt bàn và cho HS quan sát quỹ đạo của các điểm bất kì trên khung xe (chú ý : mỗi học sinh có thể cho quan sát các điểm khác nhau). – Hãy nhận xét về quỹ đạo của các điểm trên khung xe khi xe chuyển động trên đường thẳng ? – Hãy quan sát hình vẽ ở C4 và cho biết quỹ đạo các điểm của khoang ngồi A khi đu quay hoạt động ? – Chuyển động của khung xe ôtô được coi là một dạng của chuyển động tịnh tiến. Vậy chuyển động của khoang ngồi trên đu quay có phải là chuyển động tịnh tiến không ? GV chính xác hoá câu trả lời của HS và giới thiệu hai loại chuyển động tịnh tiến : chuyển động tịnh tiến thẳng (là chuyển động của khung xe ôtô) và chuyển động tịnh tiến tròn (là chuyển động của khoang ngồi của đu quay). Nhấn mạnh : khi vật chuyển động tịnh tiến, mọi điểm trên nó có quỹ đạo giống hệt nhau, thậm chí có thể chồng khít lên nhau được. Vì thế khi khảo sát chuyển động tịnh tiến của một vật, ta chỉ cần xét chuyển động của một điểm bất kì trên nó. Để hiểu rõ hơn về chuyển động tịnh tiến, GV có thể cho HS nêu thêm ví dụ về chuyển động tịnh tiến, đặc biệt là chuyển động tịnh tiến tròn. Thông báo : quỹ đạo của một vật chuyển động tịnh tiến có thể là một đường cong chứ không nhất thiết phải là thẳng hay tròn (GV có thể dùng hình ảnh trục của bánh xe lăn trên đoạn đường cong để minh hoạ). Hoạt động 5. Tổng kết bài học. Định hướng nhiệm vụ tiếp theo Cá nhân tính được : t = 33 h. HS nhận nhiệm vụ học tập. GV nhận xét giờ học. Yêu cầu HS hoàn thành bài tập 1 tại lớp. Gợi ý : có thể tính thời gian tàu chạy từ Hà Nội đến Vinh và thời gian tàu chạy từ Vinh đến Sài Gòn. Khi tính tổng thời gian tàu chạy từ Hà Nội đến Sài Gòn cần tính thêm thời gian tàu nghỉ tại Vinh. Bài tập về nhà : - Làm bài tập cuối bài. - Ôn lại kiến thức về chuyển động đều và các yếu tố của lực đã học ở bài 3, bài 4 - Vật lí 8. - Các kiến thức về hệ toạ độ, hệ quy chiếu. Bài 2 vận tốc trong chuyển động thẳng chuyển động thẳng đều I - Mục tiêu 1. Về kiến thức - Hiểu rõ hơn về khái niệm vận tốc trung bình. Phân biệt các khái niệm : độ dời và quãng đường đi, tốc độ và vận tốc. - Hiểu được các khái niệm về vectơ độ dời (trong chuyển động thẳng và chuyển động cong), vectơ vận tốc tức thời. Nêu được định nghĩa đầy đủ về chuyển động thẳng đều. – Hiểu rằng khi thay thế các vectơ độ dời, vectơ vận tốc trung bình, vectơ vận tốc tức thời (của chuyển động thẳng) bằng các giá trị đại số của chúng không làm mất đi đặc trưng vectơ của chúng. - Nêu được các đặc điểm của chuyển động thẳng đều như : tốc độ, phương trình chuyển động, đồ thị toạ độ, đồ thị vận tốc. 2. Về kĩ năng - Nêu được ví dụ về chuyển động thẳng đều trong thực tế. Nhận biết được chuyển động thẳng đều trong thực tế nếu gặp phải. - Vận dụng linh hoạt các công thức trong các bài toán khác nhau. - Vẽ được đồ thị toạ độ, đồ thị vận tốc theo thời gian của chuyển động đều trong các bài toán. - Biết cách phân tích đồ thị để thu thập thông tin, xử lí thông tin về chuyển động. Ví dụ như từ đồ thị có thể xác định được : vị trí và thời điểm xuất phát, thời gian đi, II - Chuẩn bị Giáo viên - Một ống thuỷ tinh dài đựng nước với một bọt không khí. - Hình vẽ 2.2, 2.4, 2.6 phóng to (nếu có điều kiện). - Một số bài tập về chuyển động thẳng đều. Học sinh - Ôn lại kiến thức về chuyển động đều, các yếu tố của vectơ đã học ở bài 3, 4 Vật lí 8. - Các kiến thức về hệ toạ độ, hệ quy chiếu. – Ôn lại các kiến thức về đồ thị của hàm bậc nhất trong toán học. III - Thiết kế hoạt động dạy học Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên Hoạt động 1. Kiểm tra kiến thức cũ. Đặt vấn đề Cá nhân trả lời câu hỏi của GV. - Chuyển động thẳng đều là chuyển động có tốc độ không đổi. - Chuyển động thẳng đều là chuyển động trên đường thẳng có vận tốc không đổi. - Chuyển động thẳng đều là chuyển động trên đường thẳng có vận tốc trung bình không đổi không đổi. – Một đại lượng có hướng và độ lớn thì gọi là đại lượng vectơ. Ví dụ : lực, vận tốc. Nhận thức được vấn đề của bài học. GV có thể kiểm tra kiến thức của HS như sau : – Chuyển động thẳng là gì ? Thế nào là chuyển động thẳng đều ? Biểu thức tính vận tốc của chuyển động thẳng đều ? – Một đại lượng như thế nào thì gọi là đại lượng vectơ ? Nêu ví dụ về đại lượng vectơ. GV chính xác hoá câu trả lời của HS. Lưu ý cách sử dụng thuật ngữ : tốc độ và vận tốc. Tốc độ là giá trị đại số của vận tốc. Đặt vấn đề : Trong chương trình VL THCS, chúng ta đã được tìm hiểu sơ lược về chuyển động thẳng đều. Tuy nhiên nếu chỉ dừng lại ở đó thì chưa đủ. Xung quanh khái niệm chuyển động đều còn nhiều điều mà chúng ta chưa biết. Bài học hôm nay sẽ giúp các em có cái nhìn chi tiết hơn về dạng chuyển động này. Hoạt động 2. Tìm hiểu khái niệm vectơ độ dời. Phân biệt khái niệm độ dời và quãng đường đi được Cá nhân trả lời : – Độ dời có hướng và độ lớn nên gọi là đại lượng vectơ. – Giống nhau : đều là vectơ có điểm đầu là vị trí của vật ở thời điểm t1 và điểm cuối là vị trí của vật ở thời điểm t2. – Khác nhau : chỉ trong chuyển động thẳng, vectơ độ dời mới nằm trên đường thẳng quỹ đạo. Dự kiến câu trả lời của HS : HS 1 : Giá trị đại số của vectơ độ dời chỉ cho biết độ lớn của nó. HS 2 : Giá trị đại số của vectơ độ dời chỉ cho biết độ lớn và chiều của nó (thông qua xác định dấu). HS 3 : Chỉ cần xác định giá trị đại số của vectơ độ dời là biết độ lớn và chiều của nó còn phương thì đã biết. Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ. Cá nhân suy nghĩ, trả lời. Tiếp thu, ghi nhớ. GV dùng hình vẽ 2.1 để giới thiệu khái niệm vectơ độ dời. – Tại sao nói độ dời là một đại lượng vectơ ? Nêu sự giống và khác nhau giữa độ dời trong chuyển động cong và độ dời trong chuyển động thẳng ? GV thông báo : là đại lượng vectơ nên độ dời có giá trị đại số, trong chuyển động thẳng, giá trị này được xác định bằng biểu thức : Trong đó lần lượt là toạ độ của các điểm trên trục Ox. – Giá trị đại số Dx của vectơ độ dời có nói lên đầy đủ các yếu tố của vectơ độ dời không ? GV nhận xét câu trả lời của HS, có thể dùng hình 2.2 để minh hoạ. Thông báo : Độ dời = Độ biến thiên toạ độ = Toạ độ cuối – Toạ độ đầu – Độ lớn của độ dời có bằng quãng đường đi được của chất điểm không ? Hãy dùng ví dụ ở hình 2.2 để minh hoạ cho câu trả lời. Thông báo : chỉ trong trường hợp chất điểm chuyển động theo chiều dương của trục toạ độ thì độ dời trùng với quãng đường đi được. Hoạt động 3. Xây dựng khái niệm đầy đủ về vận tốc trung bình Cá nhân trả lời : C4 : Liên quan đến đại lượng vận tốc. Vận tốc trung bình : Trong đó là vectơ độ dời. Nhận xét : vectơ vận tốc trung bình có phương và chiều trùng với vectơ độ dời. Giá trị đại số của vận tốc trung bình : Trong đó là toạ độ của chất điểm tại các thời điểm – Nhìn vào giá trị trên có thể biết được độ lớn của vận tốc và biết được chất điểm đang chuyển động cùng chiều hay ngược với chiều dương của trục toạ độ đã chọn. – ý nghĩa : nếu chất điểm giữ nguyên vận tốc bằng vận tốc trung bình thì trong khoảng thời gian đó nó sẽ đi được đoạn thẳng từ đến – Biểu thức tính tốc độ trung bình : Nếu chất điểm chỉ chuyển động theo chiều dương của trục toạ độ thì vận tốc trung bình có độ lớn bằng tốc độ trung bình. GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi C4. – Viết biểu thức tính vận tốc trung bình của một chất điểm ? – Nếu xét chuyển động của chất điểm trong khoảng thời gian từ thời điểm đến thời điểm thì vectơ vận tốc trung bình được viết như thế nào ? – Có nhận xét gì về vectơ vận tốc trung bình ? Thông báo : trong chuyển động thẳng, vectơ vận tốc trung bình có phương trùng với đường thẳng quỹ đạo. Chọn trục toạ độ Ox trùng với đường thẳng quỹ đạo. – Viết biểu thức tính giá trị đại số của vận tốc trung bình ? – Khi xét chuyển động thẳng, nếu dựa vào giá trị đại số của vận tốc trung bình thì ta có thể biết được điều gì ? Thông báo : như vậy ta có cách tính vận tốc trung bình của chuyển động thẳng : Đơn vị của vận tốc trung bình là : m/s, km/h, – Theo cách tính trên, hãy nêu ý nghĩa của khái niệm vận tốc trung bình của chất điểm ? – Có thể đồng nhất khái niệm vận tốc trung bình ở trên có giống với tốc độ trung bình đã học ở THCS không ? Viết lại biểu thức đó ? Hoạt động 4. Tìm hiểu khái niệm vận tốc tức thời Cá nhân đọc SGK, tìm hiểu khái niệm vận tốc tức thời. Vận tốc tức thời : (khi Dt rất nhỏ) Trong đó là độ dời. Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ. – Biểu thức cho biết : trong chuyển động thẳng, khi Dt rất nhỏ thì vận tốc tức thời có độ lớn bằng tốc độ tức thời. – Một xe ôtô chuyển động từ Hà Nội đến Hải Phòng với vận tốc trung bình là 50 km/h. Con số này có cho biết chính xác độ nhanh chậm của chuyển động tại một thời điểm nào đó trong quá trình chuyển động không ? GV giới thiệu khái niệm Vận tốc tức thời và dùng hình vẽ 2.5 để cho HS thấy được cách xác định biểu thức tính vận tốc tức thời. M M' B t + Dt t A Dx – Viết biểu thức tính vận tốc tức thời ? Thông báo : Nếu kí hiệu vận tốc tức thời là , thì giá trị đại số của vận tốc tức thời của chuyển động thẳng được tính bằng biểu thức : (khi Dt rất nhỏ) Nếu xét khoảng thời gian Dt rất nhỏ thì độ dời Dx của chất điểm trong khoảng thời gian đó có độ lớn bằng quãng đường Ds nó đi được. Ta có : – Nêu ý nghĩa của biểu thức trên. GV dùng hình vẽ 2.6 để thấy được vai trò của việc xác định vận tốc trong công tác dự báo thời tiết. Hoạt động 5. Viết phương trình chuyển động thẳng đều. Vẽ đồ thị toạ độ, đồ thị vận tốc theo thời gian HS thảo luận để thống nhất câu trả lời : Chuyển động thẳng đều là chuyển động thẳng, trong đó chất điểm thực hiện những độ dời bằng nhau trong những khoảng thời gian như nhau bất kì. – Vận tốc tức thời không đổi và bằng giá trị của vận tốc trung bình. HS có thể bế tắc. Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ. HS dựa vào những kiến thức đã học về đồ thị của hàm bậc nhất để vẽ đường biểu diễn toạ độ theo thời gian. Hệ số góc : Nhận xét : trong chuyển động thẳng đều, vận tốc có giá trị bằng hệ số góc của đường biểu diễn của toạ độ theo thời gian. O t v > 0 O x O t v < 0 O x Đồ thị vận tốc : O t x t Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ. – Hãy dùng khái niệm độ dời để định nghĩa về chuyển động thẳng đều ? Thông báo : trong chuyển động thẳng đều, vận tốc trung bình có một giá trị không đổi duy nhất tại mọi thời điểm xảy ra chuyển động. – So sánh giá trị của vận tốc tức thời và vận tốc trung bình của chuyển động đều ? Ta có : . – Nếu muốn biết toạ độ của chất điểm chuyển động thẳng đều tại thời điểm t bất kì ta phải làm thế nào ? GV giới thiệu cách xây dựng phương trình chuyển động thẳng đều : Trong đó x là toạ độ của chất điểm tại thời điểm t sau đó, x0 là toạ độ tại thời điểm t0 = 0. Nhận thấy, toạ độ x là một hàm bậc nhất của thời gian t. – Vẽ đường biểu diễn phương trình chuyển động thẳng đều trên hệ trục toạ độ - thời gian ? – Hãy xác định hệ số góc của đồ thị và nhận xét về biểu thức thu được ? – Dựa vào đặc điểm vận tốc của chuyển động thẳng đều, hãy vẽ đồ thị vận tốc của chuyển động này ? Thông báo : Đồ thị vận tốc theo thời gian là một đường thẳng song song với trục thời gian. Độ dời (x – x0) được tính bằng diện tích hình chữ nhật có một cạnh bằng v0 và một cạnh bằng t (hình vẽ). Hoạt động 6. Củng cố, vận dụng. Định hướng nhiệm vụ tiếp theo Cá nhân nhận nhiệm vụ học tập. Bài 4 : a) 1,25 m/s ; 1,25 m/s ; 1 m/s ; 1 m/s ; 0,83 m/s ; 0,83 m/s ; 0,83 m/s ; 0,71 m/s ; 0,71 m/s ; 0,71 m/s ; b) Vận tốc trung bình trên cả quãng đường là 0,88 m/s ; giá trị trung bình của các vận tốc trung bình là 0,91 m/s, lớn hơn vận tốc trung bình. Bài 7 : c) Độ dời : Dx = 4,5 km = 4500 m. Thời gian thực hiện độ dời : t = 30 min Vận tốc trung bình : Bài 8 : a) Chọn trục toạ độ có chiều dương từ A đến B. Gốc thời gian là lúc hai xe bắt đầu chuyển động. Phương trình chuyển động của hai xe A, B lần lượt là : xA = 40t xB = 120 – 20t Khi hai xe gặp nhau : xA = xB Û 40t = 120 – 20t ị t = 2 h. Ví trí hai xe gặp nhau cách A một đoạn là xA = 40.2 = 80 km. GV yêu cầu HS hoàn thành bài tập 4, 7.c, 8.a SGK. Gợi ý : – cần xác định độ dời tương ứng với thời gian thực hiện độ dời đó. – Chọn trục toạ độ. Viết phương trình chuyển động đều. Khi hai xe gặp nhau thì chúng có cùng toạ độ. Bài tập về nhà : – Đọc kĩ nội dung trong bài. – Làm các bài tập trong SGK. – Chuẩn bị giấy kẻ ô li, thước kẻ. Bài 3 khảo sát thực nghiệm Chuyển động thẳng I - Mục tiêu 1. Về kiến thức - Nắm được mục đích của việc khảo sát thực nghiệm chuyển động thẳng và những công việc cần làm trong khi khảo sát. - Biết cách đo vận tốc một cách gián tiếp thông qua toạ độ và thời gian. 2. Về kĩ năng – Biết cách sử dụng các dụng cụ đo. - Biết thu thập và xử lí kết quả đo đạc. - Biết vẽ đồ thị vận tốc theo thời gian và rút ra nhận xét từ đồ thị vẽ được. II - chuẩn bị Giáo viên - Bộ thí nghiệm cần rung. - Một số băng giấy trắng, một thước gỗ để vẽ đồ thị. – GV nên kiểm tra trước các dụng cụ thí nghiệm và tiến hành làm trước một số thí nghiệm để có sẵn một và băng giấy (dùng để phân tích kết quả thí nghiệm). III - thiết kế hoạt động dạy học Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên Hoạt động 1. Nhận thức vấn đề của bài học Cá nhân nhận thức được vấn đề của bài học và mục đích của thực nghiệm. HS thảo luận nhóm, trả lời : - Cần đo vận tốc của vật ở các vị trí khác nhau. - Cần đo toạ độ của vật ở các thời điểm khác nhau. Đặt vấn đề : Khi nghiên cứu các đại lượng vật lí, định luật vật lí, có thể đi theo hai con đường : lí thuyết hoặc thực nghiệm. Tuy nhiên, dù theo con đường nào thì kết quả cuối cùng phải là kiến thức đó được áp dụng đúng trong thực tế. Trong các bài trước ta đã biết : các tính chất của chuyển động có thể suy ra bằng đồ thị toạ độ hoặc đồ thị vận tốc theo thời gian hoặc bằng cách tính vận tốc của vật. Hôm nay chúng ta sẽ khảo sát thực nghiệm chuyển động thẳng của một xe lăn trên máng nghiêng. - Để biết đặc điểm chuyển động thẳng của một vật ta cần xác định được yếu tố nào ? GV chính xác câu trả lời của HS. Hoạt động 2. Tìm hiểu dụng cụ đo Cá nhân quan sát bộ thí nghiệm và tìm hiểu tính năng, cơ chế hoạt động của từng bộ phận. - Xét vị trí của các chấm nằm cách nhau 5 khoảng liên tiếp. Cá nhân hoàn thành yêu cầu của GV. GV giới thiệu bộ thí nghiệm như hình vẽ 3.1 SGK. Chú ý giới thiệu cho HS tính năng, cơ chế hoạt động của cần rung. Cần cho HS thảo luận để chỉ ra được : khoảng cách giữa các chấm trên băng giấy chính là quãng đường mà xe đi được trong những khoảng thời gian bằng nhau và bằng 0,02s. Từ đó có thể xác định được toạ độ của xe tại các thời điểm cách đều nhau. GV có thể dùng băng giấy đã có các chấm mực chuẩn bị sẵn để minh hoạ cho HS. - Nếu muốn xác định toạ độ của xe sau những khoảng thời gian đều đặn 0,1 s thì làm thế nào ? GV yêu cầu một vài HS lên xác định toạ độ của xe tại các thời điểm bất kì. Hoạt động 3. Tiến hành thực nghiệm. Ghi chép và lập bảng số liệu Tiến hành thí nghiệm theo nhóm hoặc làm cùng GV. Thu thập kết quả thực nghiệm. HS lập bảng số liệu tương tự như ở bảng 1 SGK. Tuy nhiên, thời gian t là tuỳ thuộc vào kết quả cụ thể thu được. Nếu có điều kiện thì chuẩn bị cho mỗi nhóm một bộ thí nghiệm, nếu không thì GV có thể làm cùng HS hoặc hướng dẫn cho HS làm thực nghiệm. Cần lưu ý trong quá trình làm thực nghiệm : - Cần kiểm tra mực ở đầu cần rung trước khi làm thực nghiệm. Lượng mực vừa phải bởi vì nếu quá nhiều thì sẽ bị nhoè, nếu quá ít thì lại mờ. - Băng giấy cần để phẳng, luồn vào khe của bộ rung. - Cho xe chạy không vận tốc ban đầu. Cần đặt bánh xe vào đúng rãnh, đảm bảo xe không bị trật ra trong khi chạy. - Độ dốc của máng nghiêng không quá cao, quá thấp sao cho xe có thể chạy được mà lại chuyển động không quá nhanh (tuỳ điều kiện cụ thể của nhà trường mà khi làm trước thí nghiệm giáo viên nên chọn độ nghiêng hợp lí). GV hướng dẫn HS lập bảng số liệu. Tuỳ bộ thí nghiệm, kết quả thí nghiệm mà chọn khoảng thời gian bằng nhau hợp lí (nếu xe chuyển động nhanh, băng giấy dài thì chọn khoảng thời gian lớn và ngược lại). Hoạt động 4. Xử lí số liệu Dùng thước đo khoảng cách giữa các vết mực mà cần rung ghi lại. Số khoảng độ dài cần đo phụ thuộc vào khoảng thời gian bằng nhau cần xét. Từ số liệu thu được, vẽ đồ thị toạ độ theo thời gian. t x O Nhận xét : Đồ thị là một đường cong chứng tỏ chuyển động của xe trên máng nghiêng là không đều. Cá nhân tính toán và rút ra nhận xét về kết quả thu được. GV hướng dẫn HS đo các khoảng cách tương ứng với các khoảng thời gian liên tiếp. - Dựa vào kết quả thu thập được, hãy vẽ đồ thị toạ độ theo thời gian. Chú ý : để việc vẽ đồ thị được chính xác thì cần có nhiều điểm, nghĩa là có nhiều khoảng thời gian bằng nhau. Do đó, nếu có điều kiện thì chọn máng nghiêng dài, băng giấy dài. Hoặc nếu không có điều kiện thì chọn thời gian t nhỏ hơn. - Từ dạng đồ thị vẽ được, hãy nhận xét tính chất của chuyển động ? - Hãy vẽ đồ thị vận tốc theo thời gian. Hướng dẫn : - Tính vận tốc trung bình tương ứng với các khoảng thời gian bằng nhau bất kì. Nhận xét kết quả tính được. - Tính vận tốc tức thời theo phương pháp tính số, biết rằng : khi đủ nhỏ thì vận tốc tức thời tại thời điểm có giá trị bằng vận tốc trung bình trong khoảng thời gian đó. - Vẽ đồ thị vận tốc tức thời theo thời gian. Nhận xét kết quả. Hoạt động 6. Tổng kết bài học. Định hướng nhiệm vụ tiếp theo Từng HS nhận nhiệm vụ học tập. Thông báo kết luận chung qua khảo sát thực nghiệm chuyển động thẳng của một xe lăn trên máng nghiêng. Bài tập về nhà : - Làm bài tập 1, 2 SGK. - Ôn lại các kiến thức về chuyển động thẳng đều, cách vẽ đồ thị toạ độ, vận tốc theo thời gian. Bài 4 chuyển động thẳng biến đổi đều I - Mục đích 1. Về kiến thức - Nắm được khái niệm gia tốc, các đặc điểm của gia tốc trung bình, gia tốc tức thời trong chuyển động thẳng. - Phát biểu được định nghĩa chuyển động thẳng biến đổi đều và nêu ví dụ về dạng chuyển động này trong thực tế. - Rút ra được biểu thức tính vận tốc theo thời gian của chuyển động thẳng biến đổi đều. Nêu được đặc điểm của vận tốc trong các trường hợp chuyển động nhanh dần đều, chuyển động chậm dần đều. Vẽ được đồ thị vận tốc theo thời gian của các chuyển động trên. - Nêu được ý nghĩa của hệ số góc của đường biểu diễn vận tốc theo thời gian trong chuyển động thẳng biến đổi đều. 2. Về kĩ năng - Biết cách vẽ các loại đồ thị trong bài. - Biết cách giải các bài toán đơn giản có liên quan đến gia tốc và các bài toán về đồ thị. II - Chuẩn bị Học sinh - Ôn lại các đặc trưng của chuyển động thẳng đều, đặc biệt là vận tốc và đồ thị vận tốc theo thời gian của chuyển động thẳng đều. III - Thiết kế hoạt động án dạy học Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên Hoạt động 1. Nhận thức vấn đề của bài học Cá nhân nhận thức được vấn đề cần nghiên cứu của bài học. Đặt vấn đề : Trong bài trước, khi khảo sát thực nghiệm chuyển động thẳng của một chiếc xe lăn trên máng nghiêng, nhận thấy chuyển động của xe không phải là chuyển động thẳng đều mà chiếc xe lăn trên máng nghiêng với vận tốc tăng dần theo thời gian. Một cách gần đúng, có thể coi chuyển động đó là chuyển động thẳng biến đổi đều. Vậy chuyển động thẳng biến đổi đều có những đặc điểm gì ? Có những dạng chuyển động nào trong đó ? Câu trả lời chính là nội dung bài học ngày hôm nay. Hoạt động 2. Tìm hiểu khái niệm gia tốc trong chuyển động thẳng Cá nhân tiếp thu khái niệm mới. Cá nhân đọc SGK, trả lời : Vectơ gia tốc trung bình : Có phương trùng với phương của quỹ đạo. Giá trị