Giáo án Vật lý khối 10 - Trường THPT Nhã Nam

Phần một. Cơ học Chương I. Động học chất điểm (18tiết) Tiết 1: Bài 1. Chuyển động cơ học Người soạn: Ngô Duy Khương Ngày sọan: 25/08/2007 Ngày giảng: I. Mục tiêu Về kiến thức Hiểu được các khái niệm cơ bản: tính tương đối của chuyển động, chất điểm, quỹ đạo, hệ qui chiếu. Biết cách xác định vị trí của một chất điểm bằng toạ độ. Xác định thời gian bằnd đồng hồ, phân biệt khoảng thời gian và thời điểm. Hiểu rõ tầm quan trọng của việc chọ 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. Về kĩ năng Xác định được vị trí của một chất điểm trên quỹ đạo cong hoặc thẳng. Vận dụng các kiến thức được học để giải các bài toán về hệ qui chiếu, đổi mốc thời gian. II. Chuẩn bị Giáo viên Một số thí dụ thực tế về 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.Thết kế hoạt động dạy học Hoạt động của học sinh Trợ giúp của Giáo viên Hoạt động1 Kiểm tra, chuẩn bị điều kiện xuất phát. Cá nhân trả lời câu hỏi của GV Tuỳ HS. 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 VD về chuyển động cơ học. GV chính xác hoá khái niệm: Chuyển động cơ học là sự dời chỗ của các vật thể trong không gian theo thời gian. Hoạt động2. 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 xo với phạm vi chuyển động của nó thì được coi là 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) 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 và ghi nhớ. 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 chất điểm? - Quỹ đạo chuyển động là gì? Yêu cầu HS hoàn thành 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 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 trả lời 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 xac hoá câu trả lời của HS. Hoạt động3. Tìm hiểu khái niệm hệ qui 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. HScó 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 mốc + Đồng hồ và 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 HS 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 ô tô được coi là một dạng chuyển động tịnh tiến. Vởy chuyển động của khoang ngồi trên đu quay có phải là chuyển động tịnh tiế 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 độngcủa khung xe ô tô) và chuyển động tịnh tiến tròn (là chuyển động của khoang ngồi của chuyển động đu quay). Nhấn mạnh: khi vật chuyển động tịnh tiến trên nó có quỹ đạo giống hệt nhau, thâm chí có thể chồng khít lên nhau dược. 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 VD về chuyển động tịnh tiến, đặc biệt là chuyển động tịnh tiến tròn. Thông báo: quỹ đạo chuyển độngcủa một vật chuyển động tịnh tiến có thể là một đường cong chứ không nhất thiết phải là đường thẳng hay tròn ( GV có thể dùng hình ảnh của bánh xe lăn trên đoạn đường cong để minh hoạ. Hoạt đông5. Tổng kết bài học, định hướng tiếp theo. Cá nhân tính được: t = 33h. 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 hết bài tập SGK - Ôn lại kiến thớc về chuyển động đều và các yếu tố của lực đã học ở bài 3,4 vật lý lớp 8 - Các kiến thức về hệ toạ độ, hệ quy chiếu. Tiết 2,3: Bài 2. Vận tốc trong Chuyển động thẳng đều Người soạn: Ngô Duy Khương Ngày sọan: 25/08/2007 Ngày giảng: I- Mục tiêu 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 cac khái niệm về véc tơ độ dời (trong chuyển động thẳng và chuyển động cong), véc tơ vận tốc tức thời. Nêu được định nghĩa đầy đủ về chuyển động thẳng đều. Hiểu rằng khi thay thế các véc tơ độ dời, véc tơ vận tốc trung bình, véc tơ vận tốc tức thời (của chuyển động thẳng) bằng các giá trị đại số của chúng không làm mất đi đặc trưng véc tơ 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. Về kĩ năng Nêu được ví dụ về chuyển động thẳng đều trong thực tế. Nhận biết được chuyển động thẳng đều tron gthực 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 cuả 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 véc tơ đã học 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 bài cũ, đặt vấn đề Cá nhân trả lời câu hỏi của GV. - Chuyển động thẳng đều là cđ có tốc độ không đổi. - Chuyển động thẳng đều là cđ có vận tốc không đổi. - Chuyển động thẳng đều là cđ trên đường thẳng có vận tốc trung bình không đổi. - Một đại lượng có hướng và độ lớn thì gọi là đại lượng véc tơ. VD: Lực, Vận tốc. Nhận thức được vấn đề của bài học. GV có thể kiểm tra kiến thức của HS như sau: - Chuyển thẳng là gì? Thế nào là cđ thẳng đều? Biểu thức tính vận tốc của cđ thẳng đều? - Một đại lượng như thếnào thì gọi là đại lượng véc tơ? Nêu ví dụ về đại lượng véc tơ. 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 cđtđ. Tuy nhiên nế chỉ dừng lại ở đó thì chưa đủ. Xung quanh khái niệm cđđ còn nhiều điều mà chúng ta chưa biết. Bài học hôm nay sẽ giúp các em có cái nhìn chi tiết hơn về dạng cđ này. Hoạt động 2. Tìm hiểu khái niệm véc tơ độ dời. Phân biệt khái niệm độ dời và quàng đường đi được. Cá nhân trả lời: - Độ dời có hướng và độ lớn nên gọi là đại lượng véc tơ. - Giống nhau: đều là véc tơ 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, véc tơ độ dời mới nằm trên đường thẳng quỹ đạo. Dự kiến câu trả lời của HS: - HS1: Giá trị đại số của véc tơ độ dời chỉ cho biết độ lớn của nó. - HS2: Giá trị đại số của véc tơ độ dời chỉ cho biết độ lớn và chiều của nó (thông qua xác định dấu). - HS3: Chỉ cần xác định giá trị đại số của véc tơ 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 véc tơ độ dời. - Tại sao nói độ dời là đại lượngvéc tơ? Nêu sự giống và khác nhau giữa độ dời trong cđ cong và độ dời trong cđ thẳng? GV thông báo: Là đại lượng véc tơ nên độ dời có giá trị đại số, trong cđ thẳng, giá trị này được xác định bằng biểu thức: x = x2 – x1. Trong đó x1 và x2 lần lượt là toạ độ của các điểm M1, M2 trên trục 0x. - Giá trị đại số x của véc tơ độ dời có nói lên đầy đủ các yếu tố của véc tơ 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 bằng quãng đường đi đươc của chất điểm không ? Hãy dùng thí dụ ở hình 2.2 để minh hoạ cho câu trả lời. * Thông báo: Chỉ trong trường hợp chất điểm cđ theo chiều (+) của trục toạ độ thì độ dời trùng với quãng đường đi được. Độ dời = Độ biến thiên toạ độ = Toạ độ cuối – Toạ độ đầu Hoạt động 3. Xây dựng khái niệm đầy đủ về vận tốc trung bình. Cá nhân tra lời: C4: Liên quan đến đại lượng vận tốc. Vận tốc trung bình: Vtb = Trong đó M1M2 là véc tơ độ dời. Nhận xét: Véc tơ vận tốc trung bình có phương và chiều trùng với véc tơ độ dời. Giá trị đại số của vận tốc trung bình: Vtb = tA Trong đó x1, x2 là toạ độ của chất điểm ở các thời điểm t1, t3. - 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 (+) của trục toạ độ đã chọn. - ý nghĩa: Nếu chất điểm giữ nguyên vận tốc bằng vận tốc trung bình trong khoảng thời gian t đó nó sẽ đi được đoạn đường từ M1 đến M2. - Biểu thức tính tốc độ trung bình: Quãng đường đi được Khoảng thời gian đi Tốc độ TB = Nếu chất điểm chỉ cđ theo chiều (+) của trục toạ độ thì vận tốc trung bình có độ lớn bằn 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 cđ của chất điểm trong khoảng thời gian từ thời điểm t1 đến thời điểm t2 thì véc tơ vận tốc trung bình được viết như thề nào? - Có nhận xét gì về véc tơ vận tốc trung bình? - Thông báo: Trong cđ thẳng, véc tơ vận tốc trung bình có phương trùng với đường thẳng quỹ đạo. chọn trụ toạ độ 0x trùng với đường thẳng quỹ đạo. - Viết biểu thức tính giá trị đại số của vận tốc trung bình? - Khi xét cđ thẳng, nếu dựa vào giá trị đại số của vận tốc trung bình thì ta có thể biết được điều gì? Độ dời Thời gian thực hiện độ dời Thông báo: Như vậy có cách tính vận tốc trung bình của cđ thẳng: Vận tốc TB = Đơn vị của vận tốc trung bình là: m/s; km/h, - Theo 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 tốc độ trung bình đã học ở THCS không? Viết lại biểu thức đó? Hoạt động 4. Tìm biểu thức vận tốc tức thời. Cá nhân đọc SGK, tìm hiểu khái niệm vận tốc tức thời. Vận tốc tức thời: Vtt = (khi <<<) A M M’ B tA t t + tB Trong đó MM’ là độ dời. Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ. - Biểu thức cho biết: trong cđ thẳng, khi khi <<< thì vận tốc tức thời có độ lớn bằng tốc độ tức thời. - Một xe ô tô cđ từ Hà Nội đến Hải Phòng với vận tốc trung bình là 50km/h. Con số này cho biết chính xác độ nhanh chậm của cđ tại thời điểm nào đó trong quá trình cđ 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. - Viết biểu thức vận tốc tức thời? Thông báo: Nếu kí hiệu vận tốc tức thời là v, thì giá trị của vận tốc tức thời của cđ thẳng được tính bằng biểu thức: V = (khi <<<) Nếu xét khoảng thời gian t <<<, thì độ dời x của chất điểm trong khoảng thời gian đó có độ lớn bằng quãng đường s nó đi được. Ta có: (khi <<<) = (khi <<<) - Nêu ý nghĩa của biểu thức trên. GV dùng hình vẽ 2.6 để thầy 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 đông thẳng đều là cđ thẳng, trong đó chất điểm thực hiện được những độ dời bằng nhau trong những khoảng thời gian bằng 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: tg= = v Nhận xét: trong cđtđ, vận tốc có giá trị bằng hệ số góc của đường biểu diễn của toạ độ theo thời gian. X X0 0 t X0 0 V < 0 t X v 0 v0 t t Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ. - Hãy dùng khái niệm độ dời để định nghĩa về cđ thẳng đều? Thông báo: trong cđ tđ, vận tốc TB có một giá trị không đổi duy nhất tại mọi thời điểm xảy ra cđ. - So sánh giá trị của vận tốc tức thời và vận tốc TB của cđ đều? Ta có: vtt = vtb = = const. - Nếu muốn biết toạ độ của chất điểm cđ tđ tại thời điểm t bất kì ta phải làm thế nào? GV giới thiệu cách xây dựng phương trình cđtđ: x = x0 + vt 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 PT cđtđ trên 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 tính đồ thị vận tốc của cđtđ, hãy vẽ đồ thị vận tốc của cđ này? Thông báo: Đồ thị vận tốc theo thời gian là một đường thẳng song song với trụ 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 tập 4: a)1,25m/s; 1,25m/s; 1m/s; 0,83m/s; 0,83m/s;0,83m/s; 0,71m/s; 0,71m/s; 0,71m/s; b) Vận tốc trung bình trên cả quãng đường là 0,88m/s; giá trị trung bình của các vận tốc trung bình là 0,91m/s, lớn hơn vận tốc trung bình. Bài 7: c) Độ dời: x = 4,5km = 4500m. Thời gian thực hiện độ dời: t = 30 min Vận tốc trung bình: v = = 2,5m/s. Bài 8: a) Chọn toạ độ có chiêu (+) từ A đến B. Gốc thời gian là lúc hai xe bắt đầu cđ. Phương trình cđ của hai xe A,b lần lượt là: xA = 40t; xB = 120 – 20t. Khi hai xe gặp nhau: xA = xB 40t = 120- 20t t = 2h. Vị trí hai xe gặp nhau cách A một đọn xA = 40.2 = 80km GV yêu cầu HS hoàn thành bài tập 4, 7c, 8a 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 cđt đ. 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. Tiết 4: Bài 3. khảo sát thực nghiệm Chuyển động thẳng Người soạn: Ngô Duy Khương Ngày sọan: 25/08/2007 Ngày giảng: I- Mục tiêu 1.Về kiến thức - Nắm được mục đích của việc khảo sát thực nghiệm cđt và những công việc cần làm trong 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 sử lí kết quả đo. - Biết cách 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 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 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,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 cđ có thể suy ra bằng đồ thị toạ độ vận tốc theo thời gian hặc bằng cách tìm vận tốc của vật. Hôm nay chúng ta khảo sát thực nghiệm cđ của một xe lăn trên máng nghiêng. Để biết được đặc điểm cđt 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 tí nghiệm 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 TN như hình vẽ 3.1 SGK. Chú ý giới thiệu cho HS tính năng, cơ chế hoạt động của cần rung. Cànn 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. Tờ đó có thể xác định được toạ độ của xe tạ 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 0,1s thì làm thế nào? - GV yêu cầu 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 TN theo nhóm hoặc làm cùng giáo viên. 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 TN, Nếu không thì GV có thể làm cùng với HS hoặc hướng dẫn 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, liồn vào khe của bộ rung. - Cho xe chạy không vận tốc ban đầu. Cần dặt bánh xe vào đúng rãnh, đảm bảo cho 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 cđ không quá nhanh (tuỳ điều kiện cụ thể của nhà trường mà khi làm trước TN GV nên chọn độ nghiêng hợp lí). GV hướng dẫn HS lập bảng số liệu. Tuỳ bộ TN, kết quả TN mà chọn khoảng thời gian bằng nhau hợp lí (nếu xe cđ nhanh, băng gấy dài thì chọn khưởng thời gian lớn và ngược lại). Hoạt động4. 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. X 0 t Nhận xét: Đồ thị là đường cong chứng tỏ cđ 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 cđ? - Hãy vẽ đồ thị vận tốc theo thời gian. Hướng dẫn: - Tính vận tốc trung bình tương ứng với 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 (t2 – t1) đủ nhỏ thì vận tốc tức thời tại thời điểm t = 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 động5. Tổng kết bài học, định hướng nhiệm vụ tiếp theo. Từng HS nhận nhiệm vụ học tập. Thông báo kết quả trung qua khảo sát thực nghiệm cđt của một xe lăn trên máng nghiêng. Bài tập về nhà: - Làm bài tập 1,2 SGK - Ôn lại kiến thức về cđ tđ, cách xẽ đồ thị toạ độ, vận tốc theo thời gian. Tiết 5: Bài 4. Chuyển động thẳng biến đổi đều Người soạn: Ngô Duy Khương Ngày sọan: 25/08/2007 Ngày giảng: I- Mục tiêu 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 cđtbđđ và nêu ví dụ về dạng cđ này trong thực tế. - Rút ra được biểu thức tính vận tốc theo thời gian của cđtbđđ. Nêu được các đặc điểm của vận tốc trong các trường hợp cđndđ, cđcdđ. Vẽ được đồ thị vận tốc theo thời gian của cđ trên. - Nêu được ý nghĩa của hệ số góc của đường biểu diễn vận tốc theo thời gian trong cđtbđđ. 2. Về kĩ năng - Biết cách vẽ các loại đồ thị. - Biết thu thập và sử lí kết quả đo. - 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 cđtđ, đặc biệt là vận tốc và đồ thị vận tốc theo thời gian của cđtđ. III. Thiết kế hoạt động dạy học Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên Hoạt động1 Nhận thức vấn đề của bài học Cá nhân nhận thức được vấn đề cần nghiên cứu. Đặt vấn đề: Trong bài trước, khi khảo sát thực nghiệm cđt của một chiếc xe lăn trên máng nghiêng, nhận thấy cđ của xe không phải là cđtđ mà chiếc xe lăn trên máng nghiêng với vận tốc tăng dần theo thời gian. Một cách gần đúng, có thể coi cđ đó là cđtbđđ. Vậy cđtbđđ có những đặc trưng gì? có những dạng cđ nào trong đó? Câu trả lời chính là nội dung bài học hôm nay. Hoạt động2 Tìm hiểu khái niệm gia tốc trong chuyển động thẳng. Cá nhân tiếp thu khái niệm mới. Cá nhân đọc SGK, trả lời: Véc tơ gia tốc trung bình: atb = = có phương trùng với phương quỹ đạo. Giá trị đại số atb = = Đơn vị: m/s2. Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ. Nhận xét: véc tơ gia tốc tức thời có cùng phương với quỹ đạo thẳng của chất điểm. giá trị đại số: a = (khi rất nhỏ) Thông báo: Chuyển động của chiếc xe lăn trên máng nghiêng có vận tốc thay đổi theo thời gian. Hầu hết các cđ trong thực tế cũng có đặc điểm này. Đại lượng vật lí đặc trưng cho độ biến đổi nhanh hay chậm của vận tốc gọi là gia tốc. GV yêu cầu HS đọc mục 1.a SGK để tìm hiểu cách xây dựng biểu thức tính gia tốc trung bình. - Nêu cấc đặc điểm của véc tơ gia tốc trung bình trong cđt? GV dùng hình vẽ 4.2 để minh hoạ sự trùng phương của véc tơ gia tốc trung bình vời phương của quỹ đạo. Cần chú ý cho học sinh phát biểu ý nghĩa của đơn vị m/s2. Yêu cầu HS đọc một vài số liệu về gia tốc trung bình để các em có được hình ảnh rõ nét hơn về đại lượng này. Thông báo: trong công thức trê, nếu xét khoảng thời giant rất nhỏ thì thương số cho ta một giá trị gọi là gia tốc tức thời. a = = , khi t rất nhỏ. Véc tơ gia tốc tức thời đặc trưng cho độ nhanh hay chậm của sự biến đổi véc tơ vận tócc của chất điểm. - Nhận xét về phương và độ lớn của vec tơ gia tốc tức thời? Hoạt động3 Tìm hiểu các đặc điểm của chuyển động thẳng biến đổi đều. Dự đoán câu trả lời của HS: - Chuyển động thẳng biến đổi đều là cđt có vận tốc tăng đều trong những khoảng thời gian bằng nhau. - Chuyển động thẳng biến đổi đều là cđt có gia tốc không đổi. - Chuyển động thẳng biến đổi đều là cđt có gia tốc tức thời không đổi. Cá nhân làm việc. Chọn thời điểm ban đầu t = 0, gia tốc không đổi. Ta có: v – v0 = a.t; hay v = v0 = a.t - Trong cđndđ, vận tốc có cùng dấu với gia tốc, giá trị tuyệt đối của vận tốc tăng dần theo thời gian. - Trong cđcdđ, vận tốc có khác dấu với gia tốc, giá trị tuyệt đối của vận tốc giảm dần theo thời gian. V V0 t 0 a) v > 0 a.v > 0 V 0 V0 t b) v < 0 a.v > 0 V V0 0 t t1 c) v > 0 a.v < 0 V 0 V0 t t1 d) v < 0 a.v < 0 - Hệ số góc tg = = a Nhận xét: trong cđbđđ, hệ số góc của đường biểu diễn vận tốc trong thời gian bằn gia tốc của cđ. Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ. GV nhắc lại hoặc có thể dùng lại số liệu