Giáo viên giảng dạy: Lớp dạy: Ngày soạn: Ngày dạy: Tiết 7, 8 BÀI 5: CHUYỂN ĐỘNG TRÒN ĐỀU I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức Phát biểu được định nghĩa của chuyển động tròn đều Viết được công thức tính tốc độ dài và chỉ được hướng của vectơ vận tốc của chuyển động tròn đều. Viết được công thức và nêu được đơn vị đo tốc độ góc, chu kì, tần số của chuyển động tròn đều. Viết được công thức liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc. Nêu được hướng của vectơ gia tốc, và viết được công thức của gia tốc hướng tâm trong chuyển động tròn đều.
Trang 1Giáo viên giảng dạy: Lớp dạy:
Tiết 7, 8
BÀI 5: CHUYỂN ĐỘNG TRÒN ĐỀU
I MỤC TIÊU
1 Kiến thức
- Phát biểu được định nghĩa của chuyển động tròn đều
- Viết được công thức tính tốc độ dài và chỉ được hướng của vectơ vận tốc của chuyển động tròn đều
- Viết được công thức và nêu được đơn vị đo tốc độ góc, chu kì, tần số của chuyển động tròn đều
- Viết được công thức liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc
- Nêu được hướng của vectơ gia tốc, và viết được công thức của gia tốc hướng tâm trong chuyển động tròn đều
2 Năng lực
a Năng lực chung
- Năng lực tự học và nghiên cứu tài liệu
- Năng lực trình bày và trao đổi thông tin
- Năng lực nêu và giải quyết vấn đề
- Năng lực hoạt động nhóm
b Năng lực đặc thù môn học
- Nêu được một số ví dụ về chuyển động tròn đều
- Giải được các bài tập đơn giản xung quanh công thức tính vận tốc dài, tốc độ góc của chuyển động tròn đều
- Chứng minh được các công thức 5.4, 5.5, 5.6 trong SGK
3 Phẩm chất
- Có thái độ hứng thú trong học tập
- Có ý thức tìm hiểu và liên hệ các hiện tượng thực tế liên quan
- Có tác phong làm việc của nhà khoa học
II THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU
1 Giáo viên
Phiếu học tập số 1 Câu 1: Thế nào là chuyển động tròn?
Câu 2: Viết công thức xác định tốc độ trung bình của chuyển động tròn
Câu 3: Thế nào là chuyển động tròn đều?
Câu 4: Nêu một vài ví dụ về chuyển động tròn đều?
Phiếu học tập số 2
Trang 2Câu 1: Viết công thức tính tốc độ dài của chuyển động tròn đều? Tốc độ dài của
chuyển động tròn đều có đặc điểm gì?
Câu 2: Một chiếc xe đạp chuyển động đều trên một đường tròn bán kính 100m Xe
chạy một vòng hết 2 phút Tính tốc độ dài của xe
Câu 3: Trong chuyển động tròn đều, nếu coi Δs như một
đoạn thẳng thì ta thấy, tại mỗi thời điểm khác nhau, Δs lại có
phương chiều khác nhau, cho nên vừa để chỉ quãng đường đi
được vừa để chỉ hướng của chuyển động, người ta đưa ra đại
lượng uurs, gọi là vectơ độ dời
a Viết biểu thức vec tơ vận tốc trong chuyển động tròn đều?
b So sánh hướng của vec tơ vận tốc trong chuyển động thẳng
đều và chuyển động tròn đều?
Câu 4: Từ hình vẽ bên, biểu diễn 3 vec tơ vận tốc tại 3 vị trí khác nhau trên quĩ đạo
Phiếu học tập số 3 Bài toán: Chất điểm M chuyển động đều trên một đường tròn tâm O, bán kính r = 1m,
đi được 240 vòng trong 1 phút
a. Tính số vòng mà chất điểm đó đi được trong 1 giây
b. Tính thời gian để chất điểm đi được 1 vòng
c. Bán kính OM quét được bao nhiêu rad trong một giây?
d. Tính vận tốc chuyển động của chất điểm trên quỹ đạo
Phiếu học tập số 4 Câu 1: Tại sao chuyển động tròn đều có gia tốc?
Câu 2: Tại sao gia tốc trong chuyển động tròn đều gọi là gia tốc hướng tâm?
Câu 3: Từ công thức
2
ht
v a r
, hãy chứng minh công thức a r .2
2 Học sinh
- Ôn lại kiến thức về chuyển động đều, vận tốc, gia tốc
- Xem lại kiến thức về mối quan hệ giữa độ dài cung, bán kính đường tròn và góc ở tâm chắn cung
- SGK, vở ghi bài, giấy nháp
III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
Hoạt động 1: Mở đầu: Làm nảy sinh và phát biểu vấn đề tìm hiểu về chuyển động tròn
a Mục tiêu:
- Từ một số thí nghiệm đơn giản minh họa một số dạng chuyển động khác nhau, tạo cho
HS sự quan tâm đến đặc điểm của chuyển động tròn
b Nội dung: Học sinh tiếp nhận vấn đề từ giáo viên
c Sản phẩm: ý kiến của các nhóm.
Trang 3d Tổ chức thực hiện:
Bước thực
hiện
Nội dung các bước
Bước 1 GV yêu cầu HS trả lời các câu hỏi để ôn tập lại kiến thức cũ:
C1:Chuyển động thẳng là gì?
C2:Công thức tính vận tốc của chuyển động thẳng đều?
C3: Công thức tính gia tốc của chuyển động thẳng biến đổi đều
HS trả lời các câu hỏi để ôn tập lại kiến thức cũ
Bước 2 - GV làm một số thí nghiệm đơn giản để minh họa các dạng chuyển
động như: một chiếc đồng hồ, một chiếc quạt bàn có nhiều số, một đĩa quay, một quả địa cầu, một viên bi, một chiế ô tô đồ chơi có điều khiển từ xa
- HS quan sát chuyển động của các vật để thấy được các vật khác nhau chuyển động với quĩ đạo khác nhau
Bước 3 GV đặt vấn đề: Trong thực tế, chuyển động của các vật rất đa dạng và
phong phú Vật có thể chuyển động với quĩ đạo là đường thẳng (gọi
là chuyển động thẳng), cũng có thể chuyển động với quĩ đạo là đường cong (gọi là chuyển động cong) Một dạng đặc biệt của chuyển động cong là chuyển động tròn, đặc biệt hơn nữa là chuyển động tròn đều Vậy chuyển động tròn, đặc biệt là chuyển động tròn đều, có đặc điểm
gì khác so với chuyển động mà ta đã học?
Bước 4 HS nhận thức được vấn đề cần nghiên cứu
Hoạt động 2: Hình thành kiến thức
Hoạt động 2.1: Tìm hiểu về khái niệm chuyển động tròn đều, tốc độ dài, tốc độ góc của
chuyển động tròn đều
a Mục tiêu:
- Tìm hiểu các khái niệm về chuyển động tròn, chuyển động tròn đều Viết được công thức tính tốc độ dài và chỉ được hướng của vectơ vận tốc của chuyển động tròn đều Viết được công thức và nêu được đơn vị đo tốc độ góc, chu kì, tần số của chuyển động tròn đều, công thức liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc
b Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý
của giáo viên
c Sản phẩm:
1 Chuyển động tròn.
Chuyển động tròn là chuyển động có quỹ đạo là một đường tròn
2 Tốc độ trung bình trong chuyển động tròn.
Tốc độ trung bình = (độ dài cung tròn mà vật đi được)/(thời gian chuyển động):
vtb = t
s
Trang 43 Chuyển động tròn đều.
Chuyển động tròn đều là chuyển động có quỹ đạo tròn và có tốc độ trung bình trên mọi cung tròn là như nhau
d Tổ chức thực hiện:
Bước thực
hiện
Nội dung các bước
Bước 1 - GV yêu cầu HS đọc mục I, SGK VL10 trang 29 và hoàn thành
phiếu học tập số 1
- HS thực hiện nhiệm vụ theo nhóm
- GV quan sát, hỗ trợ HS khi cần thiết Lựa chọn hai nhóm: chính xác nhất, sai sót nhiều nhất, để trình bày trước lớp
- HS các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện
- GV tổng kết đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập của học sinh Nhấn mạnh hai đặc điểm quan trọng của chuyển động tròn đều
là quĩ đạo tròn và tốc độ trung bình trên mọi cung tròn như nhau
Bước 2 - GV đặt vấn đề chuyển giao nhiệm vụ: Trong chuyển động thẳng
đều, người ta dùng khái niệm tốc độ để chỉ mức độ nhanh chậm của chuyển động và ta đã có công thức v = s/t Trong công thức đó thì s là một đoạn thẳng và vectơ vận tốc có phương chiều không thay đổi Trong chuyển động tròn đều thì quãng đường vật đi được lại là đường tròn, do đó vận tốc không những là đại lượng đặc trưng cho mức độ nhanh chậm của chuyển động mà còn thể hiện sự thay đổi về phương chiều của chuyển động, vì thế người ta đưa ra khái niệm vận tốc dài
- GV: Ta có thể áp dụng công thức chuyển động thẳng đều v = s/t cho chuyển động tròn đều được không? Muốn áp dụng phải làm như thế nào?
- HS: phải chọn khoảng thời gian ngắn đến mức đoạn đường đi trong thời gian đó có thể coi như đoạn thẳng
- Yêu cầu HS đọc mục II.1,2 trang 30 SGK VL11 và hoàn thành phiếu học tập số 2
- HS thực hiện nhiệm vụ theo nhóm
- Báo cáo kết quả và thảo luận + Đại diện 1 nhóm trình bày
+ Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện
- GV nhận xét và nhấn mạnh kiến thức chính: Vec tơ vận tốc trong chuyển động tròn đều luôn có phương tiếp tuyến với đường tròn quĩ đạo
Trang 5Bước 3 GV yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập số 3
- HS thực hiện nhiệm vụ theo nhóm
- GV quan sát, hỗ trợ HS khi cần thiết Lựa chọn hai nhóm: chính xác nhất, sai sót nhiều nhất, để trình bày trước lớp
- HS các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện
- GV tổng kết đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập của học sinh
Từ bài toán nêu ra, GV khái quát hóa và đưa ra các khái niệm về tốc
độ góc, chu kì, tần số:
- Quan sát trên hình 5.4 nhận thấy trong chuyển động tròn đều khi M
là vị trí tức thời của vật chuyển động được một cung tròn s thì bán kính OM quay được góc Δα.Biểu thức nào thể hiện được sự quay nhanh hay chậm của bán kính OM? Khi đó đại lượng vr cũng như các đại lượng vật lí đã biết khác không thể hiện được sự quay nhanh hay chậm của bán kính OM nữa, bắt buộc phải đưa thêm một đại lượng mới có tên gọi là tốc độ góc của chuyển động tròn, kí hiệu ω
-GV: Trong bài tập ở phiếu học tập số 3, câu nào đang hỏi về tốc độ góc?
- HS: câu c -GV: Nếu vận tốc dài cho ta biết quãng đường vật đi được trong một đơn vị thời gian thì tốc độ góc cho ta biết điều gì? Có thể tính bằng công thức nào?
- HS cần thấy được sự tương tự giữa hai cách xây dựng biểu thức của vận tốc dài và biểu thức của vận tốc góc để đưa ra biểu thức cuối cùng
t
- GV yêu cầu HS phát biểu định nghĩa tốc độ góc và đơn vị của tốc
độ góc
- GV chuyển giao nhiệm vụ: Trong chuyển động tròn đều có sử dụng hai loại vận tốc là tốc độ dài và tốc độ góc Vậy hai đại lượng này
có quan hệ gì với nhau không? GV yêu cầu HS thảo luận xây dựng mối quan hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc?
- HS thảo luận và rút ra công thức: v=ω.r
- GV yêu cầu HS nhận xét về chuyển động của hai chất điểm có cùng tốc
độ góc nhưng có bán kính quỹ đạo khác nhau? Nêu ví dụ trong cuộc sống
- HS: Chất điểm có bán kính càng lớn chuyển động càng nhanh
- GV: trong câu b ở phiếu học tập số 3, thời gian để chất điểm đi được một vòng gọi là chu kì, kí hiệu T Yêu cầu HS xây dựng công thức tính chu kì
Trang 6- GV: trong câu a ở phiếu học tập số 3, số vòng mà chất điểm đi được trong một giây gọi là tần số, kí hiệu f Yêu cầu HS xây dựng công thức tính tần số
- GV nhận xét kết quả của HS và rút ra kiến thức chính
- GV yêu cầu HS xác định chu kì, tần số, tần số góc của kim giờ, kim phút, kim giây trong đồng hồ
-Từng HS suy nghĩ để trả lời câu hỏi của GV
Hoạt động 2.2: Tìm hiểu về và gia tốc hướng tâm của chuyển động tròn đều
a Mục tiêu:
- Nêu được hướng của vectơ gia tốc, và viết được công thức của gia tốc hướng tâm trong chuyển động tròn đều
b Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý
của giáo viên
c Sản phẩm:
Tốc độ dài Độ lớn: không đổi
Phương: tiếp tuyến đường tròn quĩ đạo
v = t
s
m/s
Tốc độ
góc - là đại lượng đobằng góc mà bán
kính OM quét được trong một đơn vị thời gian
- là đại lượng không đổi
t
Liên hệ tốc độ dài và tốc độ góc: v = r.
Chu kì là thời gian để vật
đi được một vòng T =
Tần số là số vòng vật đi
được trong một
T
Trang 7Gia tốc
tâm quĩ đạo
2 2
ht
v
r
2
d Tổ chức thực hiện:
Bước thực
hiện
Nội dung các bước
Bước 1 - GV yêu cầu HS nhắc lại khái niệm gia tốc của chuyển động thẳng
biến đổi đều
- Đặt vấn đề chuyển giao nhiệm vụ: Chuyển động tròn đều có độ lớn vận tốc không đổi nhưng hướng của vec tơ vận tốc thay đổi Đại lượng nào đặc trưng cho sự thay đổi đó?
- GV yêu cầu HS đọc SGK để thu thập thông tin về gia tốc trong chuyển động tròn đều và hoàn thành phiếu học tập số 4
Bước 2 Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm
Bước 3 - Báo cáo kết quả và thảo luận
+ Đại diện 1 nhóm trình bày
+Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện
Bước4 - Giáo viên tổng kết đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập của
học sinh
- GV kết luậngia tốc hướng tâm là đại lượng đặc trưng cho sự thay đổi nhanh hay chậm về hướng của vận tốc
Chú ý : Gia tốc trong chuyển động thẳng biến đổi đều là đại lượng
đặc trưng cho sự thay đổi nhanh chậm về độ lớn vận tốc và có hướng
luôn tiếp tuyến với quỹ đạo nên người ta còn gọi là gia tốc tiếp tuyến.
Hoạt động 3: Luyện tập
a Mục tiêu:
- HS hệ thống hóa kiến thức và vận dụng giải bài tập về chuyển động tròn đều
b Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm hoàn thành yêu cầu dựa trên gợi ý
của giáo viên
c Sản phẩm: Kiến thức được hệ thống và hiểu sâu hơn các định nghĩa.
d Tổ chức thực hiện:
Bước thực
Bước 1 GV yêu cầu HS làm việc nhóm, tóm tắt kiến thức về chuyển động
tròn đều và các đại lượng liên quan của chuyển động tròn đều Gợi ý
Trang 8HS dùng bản đồ tư duy hoặc bảng để trình bày (không bắt buộc)
Bước 2 Nhóm học sinh thực hiện nhiệm vụ tổng kết kiến thức
Bước 3 HS giới thiệu sản phẩm của nhóm trước lớp và thảo luận GV nhận
xét, tổng kết
Bước 4 GV yêu cầu HS giải câu 11, 12, 13 trang 34 SGK VL11
Bước 5 Học sinh thực hiện nhiệm vụ GV nhận xét bài giải của HS
Hoạt động 4: Vận dụng
a Mục tiêu:
- Giúp học sinh tự vận dụng, tìm tòi mở rộng các kiến thức trong bài học và tương tác với
cộng đồng Tùy theo năng lực mà các em sẽ thực hiện ở các mức độ khác nhau
b Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ ở nhà theo nhóm hoặc cá nhân
c Sản phẩm: Bài tự làm vào vở ghi của HS.
d Tổ chức thực hiện:
Bước thực
Bước 1 GV yêu cầu HS về nhà:
- Tìm hiểu thêm một số chuyển động tròn đều thường gặp trong đời sống
- Làm các bài tập còn lại ở trang 34 SGK VL11
- Đọc lại kiến thức về tính tương đối của chuyển động và đứng yên, kiến thức về hệ qui chiếu đã học ở lớp 8
Bước 2 HS nhận nhiệm vụ học tập, làm việc ở nhà và báo cáo kết quả
V ĐIỀU CHỈNH, THAY ĐỔI, BỔ SUNG (NẾU CÓ)