Phân tích chương trình phần động học

Phân tích chương trình phần động học I. Đặc điểm và cấu trúc chương trình 1. Đặc điểm. 1.1. Cũng như chương trình vật lý trung học ở tất cả các nước, nội dung chủ yếu của chương trình vật lý phổ thông là VLH cổ điển. Có thể nói VLH cổ điển là nền tảng của toàn bộ vật lý học, là bộ phận hữu cơ của nền học vấn phổ thông và là cơ sở của đạI bộ phận các ngành SX phổ biến ở nước ta. 1.2. Những kiến thức đưa vào chương trình là những kiến thức đã được tinh lọc. Đó là những kiến thức quan trọng đối với nhiều ngành khoa học và ký thuật như: năng lượng, khối lượng, các định luật động lực hoc, các định luật bảo toàn 1.3. Chương trình vật lý phổ thông trung học hiện hành đã được hiện đại hoá ở những nội dung chủ yếu của phần điện (bán dẫn, điện tử), và vật lý hạt nhân ( hệ thức AnhXtanh, độ hụt khối). Những kiến thức của VLH cổ điển đã được trình bày phù hợp với tinh thần của vật lý học hiện đại: Gắn nhiệt độ với chuyển động phân tử, gắn từ trường với dòng điện, khi không quá phức tạp thì cố gắng dùng cấu trúc vi mô để giải thích các hiện tượng vĩ mô. 1.4. Về kỹ năng: Chương trình rèn luyện cho học sinh các kỹ năng sau: kỹ năng thu thập các thông tin từ quan sát, ký năng dự đoán, phán đoán, kỹ năng kháI quát hoá, hệ thống hoá, vẽ đồ thị, kỹ năng tiến hành các thí nghiệm, lắp ráp các thí nghiệm đơn giản, kỹ năng sử dụng các dụng cụ đo lường về vật lý 1.5. Chương trình đã nâng cao vị trí của các định luật bảo toàn, khuyến khích dùng định luật bảo toàn để giải thích các hiện tượng. 1.6. Vật lý học là khoa học chính xác và điều này thể hiện ở các công thức, các phương trình diễn tả mối quan hệ của các đại lượng vật lý, nhưng điều quan trọng là phải làm cho học sinh hiểu bản chất vật lý của các hiện tượng, các công thức định nghĩa, biểu thức của các định luật vật lý được nêu ở SGK. 1.7. Chương trình vừa đảm bảo nâng cao tính khoa học, tính hiện đại và vừa đảm bảo tính sư phạm, tính thiết thực (có thể thừa nhận một vài công thức: như hệ thức Anhxtanh E = mc2 ). 1.8 Chương trình tạo điều kiện cho việc áp dụng các phương pháp dạy học , nhằm phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo cho người dạy và người học. 2. cấu trúc của chương trình. 2.1. Cấu trúc của toàn bộ chương trình vật lý phổ thông hiện hành được diễn đạt qua sơ đồ sau Lớp 12 + Toàn bộ phần dao động và sóng, gồm sóng cơ, sóng âm, sóng điện từ. + Quang hình học. + Vật lý hạt nhân Dao động cơ học Sóng cơ học, âm học Dao động điện, dòng điện xoay chiều Dao động điện từ – Sóng điện từ Quang họcSự phản xạ và sự khúc xạ ánh sáng Mắt và các dụng cụ quang học Tính chất sóng của ánh sáng Lượng tử ánh sáng Những kiến thức sơ bộ Về vật lý hạt nhân Những kiến thức sơ bộ Về vật lý hạt nhân Lớp 10 + Toàn bộ phần cơ học (trừ dao động và sóng cơ học). + Một phần của Nhiệt học Động học chất đIểm Động lực học chất đIểm ứng dụng của các định luật New ton Tĩnh học Các định luật bảo toàn Thuyết động học phân tử và chất khí lý tưởng Nội năng của khí lý tưởng Lớp 11 + Một phần của Nhiệt học. + Điện từ học Tĩnh điện học Các định luật cơ bản của dòng điện không đổi Dòng điện trong các môi trường Từ trường. Cảm ứng điện từ 2.2. Cấu trúc của chương trình phân ban Ban khoa học tự nhiên và ban khoa học xã hội Lớp 10 + Cơ học ( trừ dao động và sóng cơ học). + Nhiệt học. Động học chất điểm Động lực học chất điểm. Các lực trong cơ học Các định luật bảo toàn Cơ học chất lỏng Chất khí Các trạng thái cơ bản của chất Cơ sở của Nhiệt động lực học Lớp 11 + Quang học. + Điện học. Các định luật cơ bản của Quang hình học Các dụng cụ quang học Tĩnh điện học Những định luật cơ bản của Dòng điện không đổi Dòng điện trong các môi trường Từ trường Cảm ứng điên từ 3. Phân phối chương trình 3.1 Chương trình hiện hành: 3 tiết /1tuần cho cả 3 khối lớp 10,11,12. 3.1 Chương trình phân ban: Lớp 10 Ban khoa học tự nhiên: 2,5 tiết /1 tuần x 35 tuần = 87,5 tiết. Ban khoa học xã hội & Nhân văn: 2,0 tiết /1 tuần x 35 tuần = 70 tiết. Lớp 11 Ban khoa học tự nhiên: 2,5 tiết /1 tuần x 35 tuần = 87,5 tiết. Ban khoa học xã hội & Nhân văn: 2,0 tiết /1 tuần x 35 tuần = 70 tiết. Lớp 12 Ban khoa học tự nhiên: 3,0 tiết /1 tuần x 35 tuần = 105 tiết. Ban khoa học xã hội & Nhân văn: 2,0 tiết /1 tuần x 35 tuần = 70 tiết. 4. Đặc điểm về phương pháp nghiên cứu: Sử dụng rộng rãi phương pháp thực nghiệm và phương pháp suy diễn từ đó hình thành cho học sinh các phương pháp nhận thức đặc thù của vật lý: Phương pháo mô hình hoá, phương pháp thực nghiệm. II. Phân tích chương trình cơ học . II.1 Động học. 1. Vị trí và cấu trúc a/ Vị trí: Đây là phần kiến thức chiếm vị trí quan trọng của chương trình cơ học phổ thông, trong phần kiến thức này nhiều khái niệm quan trọng như toạ độ, vận tốc, gia tốc hệ quy chiếu. . . không những được dùng làm cơ sở mà sẽ được dùng rộng rãi trong các phần khác của chương trình. Các kháI niệm cơ bản của phần động học được hình thành từ việc nghiên cứu các hiện tượng vi mô vẫn có hiệu lực trong việc giảI thích các hiện tượng vi mô trong vật lý hiện đại. Những quan đIúm biện chứng trong việc trình bày các kháI niệm vật chất, chuyển động, không gian, thời gian , tính tương đối góp phần đắc lực trong việc phát triển tư duy logic, thế giới quan duy vật biện chứng cho học sinh. b/ Các kiến thức cơ bản của phần động học Chuyển động, tính tương đối chủa chuyển động, hệ quy chiếu, chất điểm. Các khái niệm cơ bản: vận tốc, vận tốc trung bình, vận tốc tức thời, gia tốc. Phương trình và đồ thị của chuyển động. c/ Cấu trúc chương trình hiện hành: 2. Các vấn đề cần lưu ý trong giảng dạy: a/ Chuyển động: Là sự thay đổi vị trí của vật này so với vật khác trong không gian và theo thời gian. Không gian và thời gian là những yếu tố không tách rời vật chất và chuyển động, chúng là những hình thức tồn tại thực, khách quan của vật chất. b/ Hệ quy chiếu: Gồm một hệ trục toạ độ được gắn với vật làm mốc và 1 đồng hồ đo thời gian. c/ Hệ toạ độ: Thường dùng để xác định toạ độ, vận tốc, gia tốc của các vạt chuyển động. Các hệ toạ đoọ thường dùng là: Y X O Y Z O M l X M/ O X l Hệ toạ độ Đêcác OXYZ ,OXY, OX Trong chương trình vật lý hiện hành, ta chỉ khảo sát chuyển động của vật trong một mặt phẳng hay trên một đường thẳng, do đó thường dùng 2 hệ toạ độ OXY và OX. d/ Chất điểm: Là vật có kích thước nhỏ không đáng kể so với những khoảng cách và những kích thước mà ta khảo sát. Việc xem xét 1 vật có phải là chất điểm hay không còn phụ thuộc vào điều kiện cụ thể của bài toán. e/ Quỹ đạo: Là đường tạo bởi tập hợp tất cả các vị trí của chất điểm trong không gian trong suốt quá trình chất điểm chuyển động. g/ Tính tương đối của chuyển động: Nguyên lý tương đối của Galilê: Mọi hiện tượng cơ học diễn ra như nhau trong các hệ quy chiếu quán tính. Nguyên lý tương đối Galilê còn có thể phát biểu khác: Không thể dùng các thí nghiệm cơ học trong một hệ quy chiếu quán tính để xem xét nó đứng yên hay chuyển động thẳng đều so với hệ quy chiếu quán tính khác. Cần làm cho học sinh nắm vững: Toạ độ không gian của chất điểm, quỹ đạo, vận tốc, gia tốc là những khái niệm tương đối phụ thuộc vào việc chọn hệ quy chiếu. X Y Z X/ Y/ Z/ O O/ l M Vị trí của chất điểm trong hệ quy chiếu O/X/Y/ là O/ ,X/ ,Y/ , Z/ : và trong hệ O XYZ là: XM = OO/ + X/ YM = Y/. ZM = Z/. Theo thuyết tương đối cổ điển : Khoảng cách giữa 2 điểm bất kỳ trong không gian là 1 đại lượng không phụ thuộc hệ quy chiếu Khoảng thời gian giữa các biến cố là một đại lượng tuyệt đối. Trong một hệ quy chiếu chất đIúm chỉ có 1 chuyển động. Trong các hệ quy chiếu khác nhau, chuyển động của một vật bất kỳ sẽ diễn ra khác nhau, ví dụ: Vị trí của một chất điểm M trong 1 hệ quy chiếu được xác định bằng 3 toạ độ không gian hoặc bằng bán kính véc tơ . Vì vậy nếu chất điểm M này tham gia đồng thời 2 chuyển động khác nhau thì bán kính véc tơ sẽ thu được 2 gia số khác nhau là ,.. Như vậy ở một thời điểm nào đó vị trí của chất điểm M được xác định bằng 2 véc tơ : = + ; = + Nghĩa là 1 chất diểm đồng thời ở 2 vị trí khác nhau trong không gian và đây là điều vô lý. g/ Cần phân biệt cho học sinh các công thức đường đi của: + Chuyển động thẳng đều: s = v.t + Chuyển động thẳng BĐĐ: s = v0t + at2/2 Và phương trình của các chuyển động: + Chuyển động thẳng đều: x = x0 + vt + Chuyển động thẳng BĐĐ: x = x0 + v0t + at2/2. Trong công thức đường đi t là thời gian để vật chuyển động đoạn đường s. Trong các phương trình chuyển động t là thời điểm vật có toạ độ x. Các công thức: + s = v0t + at2/2 + x = x0 + v0t + at2/2. được dùng chung cho cả chuyển động nhanh dần và chuyển động chậm dần. Dấu của các biểu thức cụ thể phụ thuộc vào hệ quy chiếu và tính chất chuyển động của vật. v0 > 0 ; a > 0 khi và cùng chiều với chiều (+) của trục toạ độ đã chọn. v0 < 0 ; a < 0 khi và ngược chiều với chiều (+) của trục toạ độ đã chọn. Cần phân biệt cho học sinh: Chuyển động thẳng NDĐ cùng chiều với ; Chuyển động thẳng CDĐ ngược chiều với ; . 3. Cách THứC THIếT Kế PHƯƠNG áN DạY HọC TừNG ĐƠN Vị KIếN THứC Cụ THể 3.1. Thiết kế phương án dạy học từng đơn vị kiến thức cụ thể Bao gồm các việc sau đây: + Xác định mục tiêu dạy học cụ thể . + Lập sơ đồ cấu trúc nội dung và xây dung tiến trình xây dựng kiến thức cần dạy. + Xác định phương tiện dạy học cần thiết. + Xác định nội dung tóm tắt trình bày bảng (hoặc để chiếu trên màn hình) + Xác định tiến trình hoạt động dạy học cụ thể ? 3.1.1. DIễN ĐạT MụC TIÊU DạY HọC KIếN THứC Cụ THể Mục tiêu dạy học cụ thể là cái đích mà giáo viên mong muốn đạt được khi dạy học một kiến thức cụ thể. + Diễn đạt mục tiêu dạy học cụ thể (với nghĩa là mục tiêu thao tác) là diễn đạt những hành vi của học sinh mà việc dạy yêu cầu học sinh phải thể hiện ra được khi dạy một kiến thức cụ thể. + Những hành vi này là minh chứng cho hành động học mà học sinh cần có và kết quả học mà học sinh cần đạt được khi học kiên thức cụ thể đó. Những hành vi này cho phép có căn cử để kiểm tra, đánh giá hiệu quả dạy học (đánh giá việc dạy có đạt mục tiêu hay không, mức độ đạt đuốc). Để xác định được mục tiêu dạy học cụ thể như trên đòi hỏi giáo viên phải nghiên cứu chương trình, nội dung tài liệu giáo khoa để hiểu sâu sắc tri thức cần dạy, mô hình hóa được tiến trình khoa học xây dựng kiến thức, phác hoạ ra được sơ đồ biểu đạt lôgích của tiến trình khoa học xây dựng kiến thức). Sơ đồ này là cơ sở định hướng khái quát cho giáo viên suy nghĩ thiết kế mục tiêu dạy học cụ thể và thiết kế tiến trình hoạt động dạy học cụ thể thiết kế việc tổ chức, kiểm tra, định hướng hành động học của học sinh đối với tri thức cần dạy). 3.1.2. Lập sơ đồ cấu trúc nội dung và tiến trình xây dưng kiến thức cần dạy. Việc thiết kế phương án dạy học một kiến thức cụ thể cần có cơ sở định hướng khái quát là sơ đồ biểu đạt lôgích của tiến trình khoa học xây dựng kiến thức đó. Do đó, để thiết kế phương án dạy học một kiến thức cụ thể thì trước hết phải phân tích cấu trúc nội dung và tiến trình khoa học xây dựng kiến thức mà kết quả là lập dược sơ đồ biểu đạt lôgích của tiến trình khoa học xây dựng từng đơn vị kiến thức cần dạy. Việc phân tích tiến trình khoa học xây dựng từng kiến thức và thể hiện bằng sơ đồ phải giải đáp được các câu hỏi: + Kiến thức cần xây dựng là điều gì, được diễn đạt thế nào? + Nó là câu trả lời rút ra được từ việc giải bài toán cụ thể nào, Xuất phát từ câu hỏi nào? + + Chứng tỏ tính hợp thức khoa học của câu trả lời đó như thê'nào 3.1.3. THIếT Kế TIếN TRìNH HOạT ĐộNG DạY Học TừNG ĐƠN Vị KIếN THứC Cụ THể Thiết kế tiến trình hoạt động dạy học một kiến thức cụ thể là việc viết kịch bản cho tiến trình dạy học kiến thức cụ thể đó. Kịch bản này phải thể hiện rõ đuợc ý định của giáo viên trong việc tổ chức, kiểm tra, định hướng hành động học của học sinh trong quá trình dạy học, theo các yêu cầu cụ thể sau: Thể hiện rõ hoạt động dạy học diễn ra là hoạt động gì ? như thê'nào ? * Đó là hoạt động trình diễn (như thế nào) của giáo viên trước học sinh, hay giáo viên đòi hỏi học sinh hành động đáp ứng yêu cầu (nào) đặt ra. * Giáo viên đòi hỏi học sinh ghi nhận, tái tạo, chấp hành theo cái đã được chỉ rõ, hay đòi hỏi học sinh phải tham gia tìm tòi phát hiện, giải quyết vấn đề đặt ra. * Trình tự của các hoạt động đó của giáo viên và học sinh là như thế nào? b. Thể hiện rõ được ý định của giáo viên thực hiện các khâu cơ bản theo lôgích của quá trình dạy học * Đảm bảo điều kiện xuất phát cần thiết. * Đề xuất vấn đề * Đề xuất phương hướng giải quyết vấn dề: đề xuất bài toán (nhiệm vụ) cần giải quyết. * Giải quyết bài toán (nhiệm vụ). * Củng cố kết quả học, định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo. c/ Tiến trình hoạt động dạy học thể hiện trong kịch bản phải phù hợp với lôgích của tiến trình khoa học xây dựng kiến thức đã được biểu đạt trong sơ đồ tiến trình khoa học xây dựng kiến thức cần dạy * Khi thực hiện các khâu đảm bảo điều kiện xuất phát cần thiết và đề xuất vấn đề phải sử dụng được câu hỏi định hướng tư duy trúng nội dung kiến thức cần xây dựng đã thể hiện trong sơ đồ. * Việc giải quyết vấn đề đặt ra phải phỏng theo hướng giải quyết vấn đề (đề xuất bài toán và giải quyết bài toán) đã thể hiện trong sơ đồ. * Tiến trình hoạt động dạy học phải đảm bảo dẫn tới kết luận về kiến thức cần xây dựng một cách chính xác và hợp thức khoa học như đã thể hiện trong sơ đồ. d/ Tiến trình hoạt động dạy học thể hiện trong kịch bản phải có tác dụng phát huy đến mức cao nhất hoạt động tích cực, tự chủ sáng tạo của học sinh. 3.2. MẫU TRìNH BàY PHƯƠNG áN I)ạY HọC CáC ĐƠN Vị KIếN THứC Cụ THể Phương án dạy học từng đơn vị kiến thức cụ thể cần được trình bày theo các nội dung như mẫu dưới đây: Bài dạy Chuyển động thẳng đều. Vận tốc. Sách giáo khoa hiện hành 3.2.1. Mục tiêu của bài: Kết hợp các phương pháp dạy học để làm cho học sinh nắm vững các kiến thức cơ bản của bài học: + Định nghiã chuyển động thẳng đều, vận tốc của CĐTĐ. + Vận tốc là một đại lượng vật lý véc tơ. 3.2.2. Các đơn vị kiến thức cơ bản cần xác lập: + Chuyển động thẳng đều là chuyển động trên một đường thẳng trong đó vật đi được những quãng đường bằng nhau trong những khoảng thời gian bằng nhau bất kỳ. + Vận tốc của chuyển động thẳng đều là đại lượng vật lý đặc trưng cho sự nhanh hay chậm của chuyển động và đo bằng thương số giữa quãng đường đi được và khoảng thời gian dùng để đi hết quãng đường đó. + Công thức của chuyển động thẳng đều: v = + Đơn vị vận tốc: 1m/s; 1km/h + Véc tơ vận tốc: Các CĐTĐ khác nhau thì khác nhau cả về sự nhanh chậm và hướng CĐ. Để biểu diễn đầy đủ các yếu tố trên người ta dùng véc tơ vận tốc. Chú ý: + Tốc độ là độ lớn của vận tốc, các vận tốc – 5m/s và + 5m/s đều có tốc độ là 5m/s. + Để mô tả 1 đại lượng vật lý, trước tiên người ta định nghiã một đơn vị, đó là 1 số đo đại lượng được lấy chính xác bằng 1,0. Sau đó định nghĩa mét chuẩn: Đó là 1 vật mốc để so sánh tất cả các vật khác của đại lượng đó. Ví dụ: Đơn vị độ dài là mét: Chuẩn cho mét là độ dài mà ánh sáng đi được trong chân không trong khoảng thời gian 1/299792458 giây (Cơ sở vật lý,ĐAVI HALIDAY-ROBERT RESNICK – JEARL WALKER). Con số này chọn như vậy để tốc độ ánh sáng C chính xác bằng 299792458m/s Các chuẩn cơ bản phải vừa không đổi và có thể áp dụng thuận lợi nhất 3.2.3. Sơ đồ cấu trúc logic của bài giảng: 3.2.4. Các điểm cần lưu ý trong giảng dạy: Học sinh đã biết khái niệm vận tốc từ lớp 8, do đó việc hình thành cho học sinh khái niệm vận tốc không phải là vấn đề khó mà điều cơ bản là ở chỗ, đây là lần đầu tiên ta hướng dẫn cho học sinh cách xây dựng một khái niệm vật lý theo đúng các bước cơ bản một cách đầy đủ: Quá trình này có thể tóm tắt gồm 4 giai đoạn: Giai đoạn 1: Phát hiện đặc điểm định tính của khái niệm. Trong giai đoạn này cần lưu ý : + Làm cho học sinh thấy được mâu thuẫn giữa những điều đã biết và những điều chưa biết. + Làm bộc lộ dấu hiệu mới của sự vật hiện tượng. Giai đoạn 2: Chỉ ra đặc điểm định lượng của khái niệm: Đặc điểm định lượng được biểu thị bằng một cong thức toán học liên hệ giữa đại lượng mới với đại lượng đã biết. Đặc điểm định lượng phải thống nhất với đặc điểm định tính và phản ánh được đặc điểm định tính. Giai đoạn 3: Định nghĩa đại lượng vật lý. Cần phân biệt rõ đại lượng vật lý và khái niệm vật lý. Khái niệm nhìn chung phản ánh những thuộc tính chung và bản chất của sự vật, hiện tượng trong thực tế. Khái niệm vật lý phản ánh thế giới vật chất và các dạng chuyển động cơ bản của nó. KháI niệm vật lý có nhiều vẻ, nhiều nội dung rộng hẹp khác nhau. Đôi khi kháI niệm chỉ thể hiện mặt định tính, nhưng có nhiều khái niệm có cả mặt định tính và định lượng. Giai đoạn 4: Xác định đơn vị đo. Đơn vị để đo một đại lượng vật lý là trường hợp riêng cụ thể của chính đại lượng đó. Thông qua cách định nghiã đơn vị giáo viên vạch rõ cho học sinh cách đo một đại lượng vật lý là so sánh nó với đại lượng cùng loại đã được chọn làm vật mẫu. 3.2.5. Tiến trình giảng dạy cụ thể: Hãy cho biết trong tự nhiên có những dạng chuyển động nào ? Hãy quan sát chuyển động của bọt nước và cho nhận xét chuyển động của bọt nước có những đặc điểm gì ?B Là CĐ trên một đường thẳng.chuyển động theo Hãy đo thời gian mà bọt nước chuyển động trên các đoạn đường bằng nhau và cho nhận xét ? Sau những khoảng thời gian bằng nhau bất kỳ bọt nước đi được những đoạn đường bằng nhau. Chuyển động của bọt nước được gọi là chuyển động thẳng đều. Hãy định nghĩa chuyển động thẳng đều Định nghĩa chuyển động thẳng đều Là CĐ trên một đường thẳng trong đó vật đi được những quãng đường bằng nhau trong những khoảng thời gian bằng nhau bất kỳ. Hãy quan sát các thí nghiệm sau và cho nhận xét về chuyển động của các bọt nước? Các bọt nước chuyển động nhanh chậm khác nhau. Nếu cố định thời gian chuyển động là không đổi, thì khi nào ta nói bọt nước này chuyển động nhanh, bọt nước chuyển động chậm ? Nếu cố định thời gian thì bọt nước nào chuyển động được quãng đường dài hơn bọt nước đó chuyển động nhanh hơn và ngược lại. Sự nhanh hay chậm tỷ lệ thuận với quãng đường Nếu cố định quãng đường chuyển động không đổi, thì khi nào ta nói được bọt nước này chuyển động nhanh, bọt nước kia chuyển động chậm ? Nếu cố định quãng đường thì bọt nước nào chuyển động về đích mất ít thời gian hơn bọt nước đó chuyển động nhanh hơn và ngược lại. Sự nhanh hay chậm tỷ lệ nghịch với thời gian. Như vậy sự nhanh hay chậm của chuyển động tỷ lệ thuận với quãng đường (S) và tỷ lệ nghịch với thời gian (t) Đại lượng nào có thể đặc trưng cho sự nhanh hay chậm của chuyển động? Đại lượng này có thể được xác lập từ công thức toán học nào ? Sự nhanh hay chậm của chuyển động liên quan đến quãng đường (S) và thời gian chuyển động (t). Sự liên quan này có thể biểu thị bằng thương số S/t Khi S/t lớn vật chuyển động nhanh Khi S/t nhỏ vật chuyển động chậm Đại lượng S/t đặc trưng được cho sự nhanh hay chậm của chuyển động và được gọi là vận tốc, ký hiệu là V, Do đó ta có V = S/t. Hãy định nghĩa vận tốc? Vận tốc là đại lượng vật lý đặc trưng cho sự nhanh hay chậm của chuyển động và được đó bằng thương số giữa quãng đường đi được và khoảng thời gian để đi hết quãng đường đó uyểCông thức: V=s/t Đơn vị để đo vận tốc được xác định như thế nào? Từ công thức V = S/t. Nếu chọn S = 1 m; t = 1 s Đơn vị của vận tốc sẽ là : V = 1m/1s => V = 1m/suyển Trên đoạn đường thẳng AB có 2 vật chuyển động vật thứ nhất chuyển động từ A đến B với vận tốc V1 = 5m/s, vật thứ hai chuyển động từ B về A với vận tốc V2 = 7 m.s. Làm thế nào để biểu thị được điều này ? Khi xét chuyển động ta không chỉ xét sự nhanh hay chậm của chuyển động mà còn xét cả hướng của chuyển động Để đặc trưng cho chuyển động cả về độ lớn và về hướng, người ta biểu diễn vận tốc bằng đại lượng véc tơ ủa Véc tơ vận tốc là một véc tơ có: Gốc đặt tại 1 điểm trên vật. Phương, Chiều là phương chiều chuyển động của vật. Độ dài biểu diễn độ lớn của vận tốc, tức biểu diễn thương số: s/t Sách Giáo khoa chuyên ban , Ban khoa học tự nhiên. 1. Các đơn vị kiến thức cơ bản cần xác lập: + Độ dời: Là đoạn thẳng nối vị trí đầu và vị trí cuối của chuyển động và có giá trị bằng: X = X2 – X1 ( ký hiệu chỉ sự thay đổi về số lượng bằng giá trị cuối trừ đi giá trị đầu). + Vận tốc trung bình: Là đại lượng vật lý đặc trưng cho sự nhanh hay chậm của chuyển động và được đo bằng thương số giữa độ dời X xảy ra trong một khoảng thời gian t và khoảng thời gian đó: = = . + Vận tốc tức thời ( hay vận tốc): Là đại lượng vật lý đặc trưng cho sự nhanh hay chậm của chuyển động tại một thời điểm bất kỳ. Vtt = = ( khi t rất bé) + Chuyển động thẳng đều Là chuyển động thẳng trong đó vận tốc không đổi. Đơn vị của vận tốc: m/s; km/h + Phương trình của chuyển động thẳng đều. X = X0 + V.t + Đồ thị toạ độ và đồ thị vận tốc : X-X0 V(m/s) t(s) t O Đồ thị vận tốc X (m) t (s) X0 X Đồ thị toạ độ SáchđềuChuyển động của bọt nước được gọi là chuyển động thẳng đều. Hãy định nghĩa chuyển động thẳng đều một đường th 2. Sụ ủoà caỏu truực logic cuỷa baứi giaỷng: Muùc ủớch yeõu caàu: Học sinh nẵm vững khái niệm độ dời, vận tốc trung bình, vận tốc tức thời, qua đó hiểu được khái niệm chuyển động thẳng đều, phương trình của chuyển động thẳng đều. Học sinh nắm đượcphương pháp vẽ các đồ thị biểu diễn phương trình chuyển động và đồ thị vận tốc của CĐTĐ, giải được các bài toán về chuyển động thẳng. 4. Tiến trình giảng dạy cụ thể. I. độ dời O Làm thế nào tìm được khoảng cách giữa 2 vị trí của chất điểm khi nó chuyển động từ thời điểm t1 đến thời điểm t2 ? Xét Chuyển động của một chất điểm trên một đường thẳng. Chọn trục toạ độ OX trùng với quỹ đạo chuyển động của chất điểm. M1 M2 o X . . . Khoảng cách giữa 2 vị trí của chất điểm khi nó chuyển động từ thời điểm t1 đến thời điểm t2 được biểu diễn bằng 1 đoạn thẳng M1 M2 trên giản đồ với = t2 – t1 và M1 M2 = . người ta gọi khoảng cách = M1 M2 là độ dời. 0 Hãy định nghĩa độ dời ? độ dời của chất điểm trong khoảng thời gian = t2 – t1 là đoạn thẳng nối vị trí đầu và vị trí cuối của chất điểm và có giá trị đại số là = X2 – X1 II Vận tốc trung bình. 1. Ví dụ O Khi nói một ôtô có vận tốc 50km/h, Một tàu lửa có vận tốc 60 km/h, điều này nghĩa là gì ? O có phải trên suốt quãng đường chuyển động tàu lửa luôn chạy nhanh hơn ôtô hay không ? Với số liệu đã cho có thể nói Tàu lửa chạy nhanh hơn ôtô. Trên cả quãng đường có lúc tàu lửa chạy nhanh hơn ôtô, có lúc chạy chậm hơn ôtô, nhưng tính trung bình thì có thể nói tàu lửa chạy nhanh hơn ôtô. O Nếu biết vận tốc là đại lượng cho biết mức độ nhanh hay chậm của chuyển động, thì có thể gọi tên các vận tốc trong các ví dụ trên là vận tốc gì ? 2. Định nghĩa Đại lượng lượng vật lý đặc trưng cho sự nhanh hay chậm của chuyển động, được đo bằng thương số giữa độ dời xảy ra trong một khoảng thời gian và khoảng thời gian đó gọi là vận tốc trung bình, ký hiệu là Vtb. 3. Công thức Công thức của vận tốc trung bình: = = . 4. Đơn Vị ~ Từ Công thức xác định vận tốc trung bình, nếu chọn = 1m, chọn = 1s , thì đơn vị của vận tốc trung bình là 1 m/s. Đơn vị khác của vận tốc là km/h. III Vận tốc tức thời. 1. Nhận xét : o Có thể tìm đại lượng đặc trưng cho sự nhanh hay chậm của chuyển động tại 1 thời điểm bất kỳ hay không ? Giả sử chất điềm chuyển động thẳng được độ dời trong khoảng thời gian từ thời điểm đầu ta đến thời điểm cuối tb thì ta có thể tính được vận tốc trung bình trên đoạn đường này. Nếu chia khoảng thời gian: = tb - ta thành những khoảng nhỏ, thì ứng với mỗi khoảng nhỏ này ta có một vận tốc trung bình, nếu khoảng chia nhỏ hơn nữa thì vận tốc trung bình ứng khoảng thời gian nhỏ này càng diễn tả chính xác chuyển động thực của chất điểm. Người ta đã chứng minh rằng khi đủ nhỏ thì vận tốc trung bình lúc đó được gọi là vận tốc tức thời. o Em hiểu thế nào là vận tốc tức thời? 2. Định nghĩa: ~ Vận tốc tức thời là đại lượng vật lý đặc trưng cho sự nhanh hay chậm của chuyển động tại một thời điểm bất kỳ. 3. Công thức o Làm thế nào để đo được vận tốc tức thời ? D Để đo vận tốc tức thời ta chọn độ dời mà chất điểm thực hiện trong khoảng thời gian rất bé. Vận tốc trung bình của chuyển động này khi rất bé gọi là vận tốc tức thời , hay còn gọi là vận tốc . Tức là: Vtt = = ( khi t rất bé) (2) 4. Đơn vị: Đơn vị của vận tốc tức thời giống đơn vị của vận tốc trung bình: m/s, km/h. IV Chuyển động thẳng đều. 1. Thí nghiệm: o Hãy quan sát chuyển động của bọt nước trong 1 ống bọt và cho nhận xét ? Chuyển động của bọt nước trong ống bọt là chuyển động trên một đường thẳng. Thực nghiệm đã chứng tỏ rằng chuyển động của bọt nước là chuyển động thẳng đều. 2. Định nghĩa: Chuyển động thẳng đều là chuyển động thẳng trong đó vận tốc không đổi. 3. Phương trình và đồ thị của chuyển động thẳng đều Gọi Xo là toạ độ của chất điểm ở thời điểm t0 = 0, từ công thức (2) ta có: X0 X (m) t (s) 0 V = => Hay: X = Xo + V.t (3) Công thức (3) được gọi là phương trình chuyển động của chất điểm trong chuyển động thẳng đều O Đồ thị diễn tả chuyển động thẳng đều sẽ có dạng như thế nào ? Phương trình (3) có dạng: y = ax +b => đồ thị sẽ là một đường thắng cắt trục tu