Giáo án môn Vật lý 10 - Ôn tập chương IV

Ngày soạn : Ngày giảng : TIẾT 5: TÁN SẮC ÁNH SÁNG Bài 24 - SGK lớp 12 A. Mục tiêu C1. Mô tả được hiện tượng tác sắc ánh sáng qua lăng kính Mức độ thể hiện cụ thể: [thông hiểu]. · Thí nghiệm về sự tán sắc ánh sáng của Niu-tơn (1672). Một chùm ánh sáng trắng truyền qua lăng kính bị phân tích thành các thành phần ánh sáng có màu khác nhau: đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím, trong đó ánh sáng đỏ lệch ít nhất, ánh sáng tím lệch nhiều nhất. · Thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc của Niu-tơn Chùm sáng đơn sắc khi đi qua lăng kính thì vẫn giữ nguyên màu của nó (không bị tán sắc). · Kết luận: - Sự tán sắc ánh sáng là sự phân tách một chùm ánh sáng phức tạp thành các chùm sáng đơn sắc. - Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng có một màu nhất định và không bị tán sắc khi truyền qua lăng kính. B. Thiết bị dạy học GV: Chuẩn bị trước hai thí nghiệm về hiện tượng tán sắc ánh sáng và thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc (có thể dùng đèn chiếu ánh sáng trắng vào khe hẹp F). HV: Ôn tập các kiến thức: - Cách vẽ đường đi của tia sáng đơn sắc qua lăng kính. - Công thức tính góc lệch cực tiểu của lăng kính. C. Gợi ý dạy học Hoạt động 1: Giới thiệu chương: Sóng ánh sáng Hoạt động của GV Hoạt động của HV Kết quả mong đợi - GV đặt vấn đề (2) (xem ghi chú), giới thiệu sơ lược các vấn đề nghiên cứu trong chương này - HV theo dõi (2) Ghi chú: GV có thể đặt vấn đề như sau: Chúng ta đã nghiên cứu về sự truyền ánh sáng trong các môi trường trong suốt. Tuy nhiên, bản chất của ánh sáng là gì? Nhiều nhà bác học đã nghiên cứu để trả lời câu hỏi này. Về mặt lí thuyết Mắc-xoen đã cho rằng ánh sáng chính là sóng điện từ có bước sóng ngắn. Nội dung I. Thí nghiệm về sự tán sắc ánh sáng của Niu-tơn Hoạt động 2: Tìm hiểu thí nghiệm về sự tán sắc ánh sáng của Niu-tơn Hoạt động của GV Hoạt động của HV Kết quả mong đợi - GV đặt vấn đề (3); Mô tả dụng cụ và cách bố trí thí nghiệm, vẽ Hình 24.1 SGK (chưa vẽ đường truyền tia sáng) - HV nghe, quan sát vẽ Hình 24.1 SGK - Phát dụng cụ thí nghiệm cho mỗi nhóm HV, hướng dẫn, yêu cầu HV làm thí nghiệm và báo cáo kết quả - Làm thí nghiệm theo nhóm; nhóm trưởng trình bày cách thực hiện thí nghiệm và kết quả thu được; HV khác bổ sung thêm - HV đưa ra nhận xét về kết quả thí nghiệm - Xác nhận những kết luận đúng. Đề nghị HV vẽ bổ sung đường truyền ánh sáng vào hình đã vẽ ở trên - GV yêu cầu HV nhận xét, kết quả - HV vẽ đường truyền tia sáng vào hình, HV khác bổ sung - HV nhận xét, HV khác bổ sung HV vẽ được đường truyền ánh sáng vào hình đã vẽ ở trên 3) Ghi chú: GV có thể đặt vấn đề: Vì sao dưới ánh sáng Mặt Trời ta nhìn thấy mọi vật có màu sắc khác nhau? Có nhiều cách trả lời cho câu hỏi này. Năm 1672, Niu-tơn tiến hành thí nghiệm để nghiên cứu về vấn đề này. Nội dung II. Thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc của Niu-tơn Hoạt động 3: Tìm hiểu thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc của Niu-tơn Hoạt động của GV Hoạt động của HV Kết quả mong đợi - GV đặt vấn đề (4); sau đó lấy ý kiến phán đoán của HV cách giải thích nào đúng -HV nêu ý kiến cá nhân, HV khác tranh luận - Dẫn dắt, yêu cầu HV hãy đề xuất phương án thí nghiệm? (cần những dụng cụ gì? Bố trí thế nào? Tiến hành thế nào?) - Hướng dẫn thảo luận: + Cơ sở lí thuyết là gì? - Các nhóm đề xuất ý kiến; Nhóm khác bổ sung thêm - Có thể nhiều phán đoán khác nhau: - HV thảo luận, mỗi người nêu một ý kiến, phán đoán khác nhau, người khác bổ sung + Nếu thủy tinh nhuộm màu cho ánh sáng, thì khi chiếu ánh sáng một màu vào thủy tinh, ánh sáng đó sẽ đổi màu. + Tạo ra ánh sáng một màu để chiếu vào lăng kính bằng cách nào? - HV đề xuất các phương án tạo ra ánh sáng một màu để chiếu vào lăng kính - HV đề xuất tạo ra ánh sáng một màu để chiếu vào lăng kính hoặc nêu như SGK. - Tổng kết, lựa chọn phương án khả thi, nếu chọn phương án 2: Phát lăng kính thứ hai và màn M đã rạch khe F' Làm thí nghiệm theo nhóm và trình bày kết quả (hoặc vẽ hình). - Nhận dụng cụ, lắp đặt (Nếu không có điều kiện làm TN thì yêu cầu HV mô tả bằng hình vẽ và GV thông báo kết quả TN). + Yêu cầu các nhóm HV làm thí nghiệm và báo cáo kết quả - Hướng dẫn thảo luận. Xác nhận ý kiến đúng. - Thông báo: Niu-tơn gọi chùm sáng này là chùm sáng đơn sắc. - Đại diện nhóm HV báo cáo kết quả từ - Câu trả lời đúng là: Ánh sáng đơn sắc có đặc điểm là không bị đổi màu khi qua lăng kính. - Vậy ánh sáng đơn sắc có đặc điểm gì? - Kết luận. - HV độc lập suy nghĩ hoặc có thể trao đổi theo nhóm để nêu ý kiến (4) Ghi chú: GV có thể nêu vấn đề như sau: Vì sao chiếu ánh sáng Mặt Trời qua lăng kính P thì phía sau lăng kính lại thu được dải sáng nhiều màu? Thời Niu-tơn có nhiều người cũng làm thí nghiệm này và đưa ra các cách giải thích khác nhau, như: Lăng kính thuỷ tinh đã nhuộm màu cho ánh sáng; Ánh sáng Mặt Trời chứa nhiều ánh sáng màu khác nhau, lăng kính chỉ có nhiệm vụ tách các màu ra. Nội dung III. Ứng dụng của hiện tượng tán sắc - Tổng kết bài Hoạt động 5: Tìm hiểu các ứng dụng của hiện tượng tán sắc và tổng kết bài học Hoạt động của GV Hoạt động của HV Kết quả mong đợi - GV Phát phiếu học tập cho các nhóm HV. Nội dung gồm các câu hỏi: 1. Ánh sáng đơn sắc là gì? Cho ví dụ. 2. Ánh sáng trắng là gì? Cho ví dụ. 3. Hiện tượng tán sắc ánh sáng là gì? Nguyên nhân gây ra sự tán sắc ánh sáng là gì? HV trả lời câu hỏi theo Phiếu học tập - Độc lập suy nghĩ - Thảo luận nhóm - Đại diện nêu ý kiến - HV nêu được các ví dụ về ánh sáng đơn sắc, ánh sáng trắng, hiện tượng tán sắc ánh sáng và nguyên nhân tán sắc ánh sáng (xem SGK) - GV yêu cầu HV làm bài tập 4, hướng dẫn thảo luận từng câu hỏi. Xác nhận ý kiến đúng. - Giao nhiệm vụ về nhà: + Đọc phần: Ứng dụng. + Làm bài tập: 5, 6 (SGK). + Ôn tập về "Sự giao thoa sóng". - Chữa bài trên phiếu học tập. 4. Một cái bể đựng đầy nước. Một tia sáng Mặt Trời rọi vào mặt bể nước thì ở đáy bể thu được: A. dải sáng trắng. B. dải sáng màu cầu vồng. C. dải sáng trắng, nếu ánh sáng chiếu thẳng góc với mặt nước và dải sáng màu cầu vồng, nếu tia sáng chiếu tới mặt nước với góc tới i ¹ 0. D. ánh sáng Mặt Trời. - HV tìm được đáp án đúng là Câu 4: C. D. Hướng dẫn bài tập A. Trả lời các câu C C1- Khi một tia sáng truyền qua một lăng kính thì tia ló bao giờ cũng bị lệch về phía đáy lăng kính so với phương của tia tới. B. Trả lời câu hỏi và bài tập 1. Xem mục I SGK. Cần trình bày cách bố trí thí nghiệm và kết quả quan sát được. 2. Xem mục II SGK. Cần trình bày cách bố trí thí nghiệm và kết luận rút ra về ánh sáng đơn sắc. 3. Ánh sáng vẫn bị tán sắc và sự tán sắc thể hiện rõ ở phần mép của chùm tia ló. 4. B. 5. Coi góc A là nhỏ, ta có thể áp dụng công thức: D = (n - 1)A. Với nđ = 1,643 thì Dđ = 0,643 . 5 = 3,215o » 3,22o Với nt = 1,685 thì Dt = 0,685 . 5 = 3,425o » 3,43o Góc giữa tia tím và tia đỏ là: DD = Dt - Dđ = 3,43o - 3,22o = 0,21o ; DD = 12,6'. 6. sinrđ = 1 sini (H.24.1) nđ Ta lại có: sin2 i = sini = = 0,8; do đó: sinrđ = = 0,6024 và sinrt = = 0,5956 Hình 24.1 cosrđ = = = cosrt = 0,79819 » 0,7982 ; tanrđ = = 0,7547 cosrt = = = cosrt = 0,8033 ; tanrđ = » 0,7414 Độ dài TĐ của vệt sáng là: TĐ = IH (tanrđ - tanrt) = 120 (0,7547 - 0,7414) TĐ = 1,596 ; TĐ » 1,6 cm. Ngày soạn : Ngày giảng: TIẾT 6 : TỔNG KẾT CHƯƠNG IV - SGK LỚP 10 A. Mục tiêu C1. Hệ thống hoá các kiến thức cơ bản về định luật bảo toàn động lượng và định luật bảo toàn cơ năng. Cụ thể là cần đạt chuẩn kiến thức: [thông hiểu] các nội dung sau: - Phát biểu được định nghĩa và viết được công thức tính các đại lượng: động lượng, công, công suất, thế năng trọng trường, thế năng đàn hồi, cơ năng. - Phát biểu và viết được hệ thức của định luật bảo toàn động lượng, định luật bảo toàn cơ năng. Nêu được nguyên tắc chuyển động bằng phản lực. C2. Vận dụng được các kiến thức trên để giải thích một số hiện tượng thực tế và giải một số bài toán thông thường về động lượng, về công, công suất và về cơ năng. B. Thiết bị dạy học GV chuẩn bị Phiếu học tập (có đủ số bản để phát cho HV). Dưới đây là nội dung Phiếu học tập: Họ và tên: . Lớp: .. Tự đánh giá: . điểm PHIẾU HỌC TẬP A. Phần câu hỏi 1. Viết biểu thức của các đại lượng: động lượng, động năng, thế năng trọng trường (thế năng hấp dẫn), thế năng đàn hồi. 2. Định luật II Niutơn có thể diễn đạt bằng những cách nào? 3. Phát biểu và viết hệ thức định luật bảo toàn động lượng của một hệ cô lập. Nêu nguyên tắc chuyển động bằng phản lực. 4. Viết công thức tính công của ngoại lực tác dụng vào một vật có khối lượng m làm vật di chuyển từ vị trí có vận tốc v1 đến vị trí có vận tốc v2. 5. Viết biểu thức tính công của trọng lực khi vật rơi tự do từ độ cao z1 đến độ cao z2 so với mặt đất. 6. Cho một lò xo nằm ngang, một đầu gắn chặt còn đầu kia tự do. Viết công thức tính công của lực đàn hồi khi kéo dãn lò xo từ vị trí có độ dãn x1 đến vị trí có độ dãn x2. Biết lò xo có độ cứng k. 7. Phát biểu và viết biểu thức định luật bảo toàn cơ năng cho hai trường hợp: vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực và vật chỉ chịu tác dụng của lực đàn hồi. B. Phần bài tập 1. Tổng động lượng của một hệ không bảo toàn khi nào? A. Hệ cô lập B. Hệ là gần đúng cô lập (các ngoại lực không đáng kể so với các nội lực) C. Hệ chuyển động không có ma sát D. Tổng ngoại lực tác dụng lên hệ bằng không. 2. Chọn phát biểu đúng về động năng: A. Động năng một vật tỉ lệ thuận với vận tốc của nó B. Động năng là một lượng vô hướng không âm C. Động năng luôn dương nên luôn cùng chiều với vận tốc chuyển động D. Vật nào có động năng lớn hơn thì chuyển động nhanh hơn. 3. Một quả đạn pháo đang chuyển động thì nổ và bắn ra thành hai mảnh. Cho biết đáp án nào sau đây là đúng ? A. Động lượng và cơ năng toàn phần đều không bảo toàn B. Động lượng và động năng được bảo toàn C. Chỉ cơ năng được bảo toàn D. Chỉ động lượng được bảo toàn. 4. Cơ năng của hệ vật – Trái Đất bảo toàn khi: A. Không có các lực cản, lực ma sát B. Lực tác dụng duy nhất là trọng lực (lực hấp dẫn) C. Vật chuyển động theo phương ngang D. Vận tốc của vật không đổi. Phương án nào đúng và tổng quát nhất ? 5. Một ô tô khối lượng m = 2 tấn đang chuyển động trên đường nằm ngang với vận tốc v = 54 km/h thì hãm phanh. Lực hãm có độ lớn F = 11250N. Tính quãng đường ô tô dừng lại kể từ lúc hãm phanh bằng cách áp dụng định lí động năng. Đáp số: s = 6. Một vật khối lượng m = 100g được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc vo = 10 m/s. Tính động năng và thế năng của vật sau khi ném 0,5s. Lấy vị trí ném làm mốc O của thế năng (g = 10 m/s2). Đáp số: Wđ = Wt = 7. Một hòn đá được ném đi với vận tốc vo = 10 m/s theo phương xiên góc ở độ cao h = 5m so với mặt đất. Bỏ qua sức cản của không khí. Hãy tính vận tốc v của vật khi chạm đất. Đáp số: v = 8. Một khẩu súng đồ chơi có một lò xo dài 10cm, lúc bị nén chỉ còn dài 4cm thì có thể bắn thẳng đứng một viên đạn có khối lượng 30g lên cao 6m. Bỏ qua sức cản của không khí. Tìm độ cứng của lò xo. Đáp số: k = C. Gợi ý dạy học Đầu tiết học, GV giới thiệu cùng HV những công việc phải làm và phát PHT cho HV. 1. Tìm hiểu bài “Tổng kết chương IV” (SGK) - HV đọc kĩ bài “Tổng kết chương IV”. - GV hướng dẫn thêm để HV hiểu bài chắc chắn hơn. GV có thể hướng dẫn theo các nội dung: * Những đại lượng chủ yếu: động lượng, động năng, thế năng hấp dẫn, thế năng đàn hồi, cơ năng. * Sự biến thiên của các đại lượng: · Biến thiên động lượng khi vật chịu tác dụng của ngoại lực: = Đó là định lí biến thiên động lượng. · Biến đổi động năng của vật khi chịu tác dụng của ngoại lực: DWđ = Wđ2 – Wđ1 = A Đó là định lí động năng. * Tính công của trọng lực và lực đàn hồi Nếu vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực hoặc lực đàn hồi: A12 = Wt1 – Wt2 * Sự bảo toàn của các đại lượng · Động lượng của một hệ cô lập được bảo toàn không đổi · Cơ năng của vật được bảo toàn nếu vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực hoặc lực đàn hồi: W = Wđ + Wt = hằng số 2. Trả lời các câu hỏi ở phần A - HV suy nghĩ để trả lời các câu hỏi ở phần A. - GV gọi HV lên bảng trả lời các câu hỏi, nhận xét và cho câu trả lời đúng. 3. HV làm bài tập ở phần B - Các bài từ 1 đến 4, chỉ cần đánh dấu x trước phương án mà mình chọn. - Các bài từ 5 đến 8, HV làm nháp rồi ghi kết quả vào khoảng trống ở bên cạnh. 4. GV lần lượt chữa các bài tập ở phần B, cho đáp án đúng và phổ biến biểu điểm. 5. HV tự đánh giá: HV tự chấm bài của mình theo biểu điểm đã cho. Ở các bài tập từ 5 -> 8, nếu chưa đi đến đáp số nhưng tự mình thấy đã sử dụng được đúng các công thức cần thiết thì có thể tự cho mình một nửa số điểm quy định. Cuối cùng, HV ghi tổng số điểm của mình vào đầu Phiếu học tập. D. Đáp án và biểu điểm phần B của Phiếu học tập 1. Đáp án các bài tập 1. Chọn C 5. s = 20m 2. Chọn B 6. Wđ = 1,25 J ; Wt = 3,75 J 3. Chọn D 7. v » 14,14 m/s 4. Chọn B 8. k » 980 N/m 2. Biểu điểm: Tổng số điểm là 10 được phân như sau: Từ bài 1 đến bài 4: mỗi bài chọn đúng cho 1 điểm. Từ bài 5 đến bài 8: mỗi bài làm đúng cho 1,5 điểm. E. Hướng dẫn giải các bài tập từ 5 --> 8 phần B của Phiếu học tập Bài 5. Chọn chiều dương là chiều chuyển động của ô tô. Độ biến thiên động năng bằng công lực hãm. 0 - với Fh = - 11250 N. Suy ra s = = 20 m. Bài 6. Theo công thức: v = vo – gt = 5 m/s , Wđ = = 1,25 J h = v0t – = 3,75 m , Wt = mgh = 3,75 J. Bài 7. Chọn mốc độ cao tại mặt đất Gọi vận tốc khi chạm đất là v, theo định luật bảo toàn cơ năng có thể viết: , suy ra v = » 14,14 m/s Bài 8. Đạn chịu tác dụng của trọng lực và lực đàn hồi nên cơ năng của nó được bảo toàn. Cơ năng của đạn bằng thế năng trọng trường ở độ cao nhất: Wt = mgh Chính thế năng đàn hồi của lò xo bị nén đã chuyển thành cơ năng. Gọi k là độ cứng của lò xo ta có: Wđh = Wt ; = mgh Suy ra k = » 980 N/m.