Giáo viên giảng dạy Lớp dạy Ngày soạn Ngày dạy Tiết 11, 12, 13 CHỦ ĐỀ 5 KHẢO SÁT CHUYỂN ĐỘNG SỰ RƠI TỰ DO XÁC ĐỊNH GIA TỐC RƠI TỰ DO I MỤC TIÊU 1 Kiến thức Biết thêm kiến thức về thí nghiệm vật lý nói.
Trang 1Giáo viên giảng dạy: Lớp dạy:
Tiết 11, 12, 13
CHỦ ĐỀ 5: KHẢO SÁT CHUYỂN ĐỘNG SỰ RƠI TỰ DO.
XÁC ĐỊNH GIA TỐC RƠI TỰ DO.
I MỤC TIÊU
1 Kiến thức
- Biết thêm kiến thức về thí nghiệm vật lý nói riêng và thí nghiệm khoa học nói chung
- Phát biểu được định nghĩa về phép đo các đại lượng vật lí Phân biệt phép đo trực tiếp
và phép đo gián tiếp
- Nắm được các đơn vị trong hệ đo lường quốc tế SI
- Nắm được các khái niệm về sai số hệ thống, sai số ngẫu nhiên, khái niệm sai số tỉ đối
- Hiểu được tính năng và nguyên tắc hoạt động của đồng hồ đo thời gian hiện số và cổng quang điện
- Vẽ được đồ thị mô tả sự thay đổi vận tốc rơi của vật theo thời gian t và quãng đường đi
s theo t2
- Củng cố kiến thức về chuyển động dưới tác dụng của trọng trường
- Thông qua việc vận dụng sẽ ôn lại nhiều kiến thức có liên quan đến mỗi phương án TN
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
- Biết cách xác định sai số dụng cụ, sai số ngẫu nhiên
- Biết tính sai số của phép đo trực tiếp, sai số phép đo gián tiếp
- Biết cách viết đúng kết quả phép đo, với số các chữ số có nghĩa cần thiết
- Biết sử dụng 1 số dụng cụ thí nghiện để đo độ dài, lực, thời gian, nhiệt độ, khối lượng
- Bước đầu làm quen với việc phân tích các phương án thí nghiệm, cách dự đoán quy luật
và lựa chọn phương án thí nghiệm và tạo tiền đề cho việc hình thành khả năng sáng tạo các phương án thí nghiệm khả thi
- Nâng cao kĩ năng làm thí nghiệm, thu thập số liệu, sử lý và phân tích số liệu, vẽ đồ thị, viết kết quả hợp lý và lập báo cáo thí nghiệm đúng thời gian
- Rèn luyện năng lực tư duy thực nghiệm; biết phân tích ưu nhược điểm của các phương
án TN và chọn ra phương án tối ưu để tiến hành thí nghiệm; khả năng làm việc theo nhóm
- Tính được g và sai số của phép đo g dựa vào số liệu đo đạt
Trang 23 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
- Bài giảng powerpoint: Chuẩn bị một số đoạn video về việc hướng dẫn HS làm thí nghiệm, hoặc làm thí nghiệm mẫu ; một số thí nghiệm ảo về gia tốc rơi tự do; một số câu hỏi về trắc nghiệm có liên quan tới bài học
- Dụng cụ thí nghiệm theo SGK, phòng thí nghiệm, bàn ghế và các phụ kiện
- Tiến hành làm hai phương án trước khi lên lớp, dự định một số số liệu cần thiết
- Chuẩn bị một số kiến thức để giải đáp thắc mắc cho HS
- Phiếu học tập
Phiếu học tập số 1 Câu 1: Phép đo một đại lượng vật lý là gì?
Câu 2: Dụng cụ đo là gì?
Câu 3: Thế nào là phép đo trực tiếp? Thế nào là phép đo gián tiếp?
Câu 4: Hệ SI có bao nhiêu đơn vị đo lường cơ bản? Đó là những đơn vị nào?
Phiếu học tập số 2 Câu 1 Dựa vào nguyên nhân gây sai số, ta phân làm mấy loại sai số? Thế nào là sai số hệ
thống, sai số ngẫu nhiên?
Câu 2 Cách tính giá trị trung bình của một đại lượng A?
Câu 3 Cách tính sai số của 1 đại lượng nào đó và cách viết kết quả của đại lượng đó? Câu 4 Nêu công thức tính sai số tỉ đối?
Câu 5 Nêu cách xác định sai số của phép đo gián tiếp?
Phiếu học tập số 3
Cho bảng số liệu: Độ chia nhỏ nhất của đồng hồ là 0,001s
a Viết kết quả của thời gian? Phép đo này là trực tiếp hay gián tiếp?
b.Cho s = 798 ± 1mm và 2
2s g t
=
Viết kết quả của gia tốc trọng trường?
2 Học sinh
- Ôn lại kiến thức về chuyển động thẳng biến đổi đều và sự rơi tự do
- Xem trước bài sai số, trả lời các câu hỏi trong bài báo cáo thực hành, trả lời câu hỏi 1, 2 trang 50
- SGK, vở ghi bài, giấy nháp
- Mỗi nhóm chuẩn bị giấy viết báo cáo thí nghiệm theo mẫu
Trang 3III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
Hoạt động 1: Mở đầu: Tạo tình huống và phát biểu vấn đề để tìm hiểu về sai số của
phép đo các đai lượng vật lý
a Mục tiêu:
- Kích thích sự tò mò, hứng thú tìm hiểu nội dung kiến thức mới
b Nội dung: Học sinh tiếp nhận vấn đề từ giáo viên
c Sản phẩm: Sự tò mò, hứng thú tìm hiểu nội dung kiến thức mới của học sinh
d Tổ chức thực hiện:
Bước thực
hiện
Nội dung các bước
Bước 1 Giáo viên đặt vấn đề
Ta đã hoàn thành xong nội dung chương động học, và nhiệm vụ cuối chương là làm bài thực hành Để chuẩn bị tốt cho việc đo đạc, tính toán,
xử lí các số liệu trong bài thực hành, thì ta sẽ tìm hiểu về sai số của phép đo các đại lượng vật lý trước
Bước 2 Học sinh tiếp nhận vấn đề
Hoạt động 2: Hình thành kiến thức
Hoạt động 2.1: Tìm hiểu về phép đo các đại lượng vật lý và hệ đo lường quốc tế SI
a Mục tiêu:
- Phát biểu được định nghĩa về phép đo các đại lượng vật lí Phân biệt phép đo trực tiếp
và phép đo gián tiếp
- Nắm được các đơn vị trong hệ đo lường quốc tế SI
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 Phép đo các đại lượng vật lí
- Phép đo các đại lượng vật lí là phép so sánh nó với đại lượng cùng loại được quy ước làm đơn vị
- Công cụ thực hiện phép so sánh trên là dụng cụ đo, phép so sánh trực tiếp qua dụng
cụ đo gọi là phép đo trực tiếp
- Phép đo gián tiếp là phép xác định một đại lượng vật lí thông qua một công thức liên
hệ với các đại lượng trực tiếp
2 Đơn vị đo:Hệ SI quy định 7 đơn vị cơ bản:
• Đơn vị độ dài: mét (m)
• Đơn vị thời gian: giây (s)
• Đơn vị khối lượng: kilogam (kg)
Trang 4• Đơn vị nhiệt độ (K)
• Đơn vị cường độ dòng điện: ampe (A)
• Đơn vị cường độ sáng: canđêla (Cd)
• Đơn vị lượng chất: mol (mol)
d Tổ chức thực hiện:
Bước 1 Giáo viên chiếu video minh họa về phép đo: Dùng một cái cân để đo khối
lượng của một vật, thông báo cho HS đâu là dụng cụ đo, đâu là phép đo
Từ đó, GV chuyển giao nhiệm vụ Yêu cầu HS đọc thêm mục I trang 39 SGK trả lời các câu hỏi trong phiếu học tập số 1
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
Bước 4 Giáo viên tổng kết hoạt động 2.1
Hoạt động 2.2: Tìm hiểu về sai số phép đo
a Mục tiêu:
- Biết cách xác định sai số dụng cụ, sai số ngẫu nhiên
- Nắm được công thức tính sai số tỉ đối
- Biết tính sai số của phép đo trực tiếp, sai số phép đo gián tiếp
- Biết cách viết đúng kết quả phép đo, với số các chữ số có nghĩa cần thiết
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:
3 Sai số phép đo
a Sai số hệ thống: Do đặc điểm cấu tạo của dụng cụ và sự hiệu chỉnh ban đầu.
Sai số do đặc điểm cấu tạo của dụng cụ, gọi là sai số dụng cụ
b Sai số ngẫu nhiên: do các nguyên nhân không kiểm soát được, chẳng hạn do thao
tác của người đo không chuẩn, điều kiện làm thí nghiệm không ổn định
c Công thức tính giá trị trung bình:
1 2 n
A
n
+ + +
=
d Cách xác định sai số phép đo:
Sai số tuyệt đối ứng với mỗi lần đo: ∆ = − A1 A A1
; ∆ = − A2 A A2
; ∆ = − A3 A A3
……
Trang 5Sai số tuyệt đối trung bình:
1 2 n
A
n
∆ + ∆ + + ∆
∆ =
(Nếu n < 5 thì ∆ = ∆ A ( Ak)max)
Sai số tuyệt đối được tính bằng: ∆ = ∆ + ∆ A A A '
Giá trị∆ A gọi là sai số ngẫu nhiên
'
A
∆ gọi là sai số dụng cụ thông thường có thể lấy bằng nửa, hoặc bằng độ chia
nhỏ nhất trên dụng cụ
e Cách viết kết quả đo:A A A = ± ∆
- Chú ý: Sai số tuyệt đối thu được từ phép tính sai số thường chỉ được viết đến một
hoặc tối đa là hai chữ số có nghĩa, còn giá trị trung bình A được viết đến bậc thập phân tương ứng
Ví dụ: Phép đo thời gian đi hết quảng đường S cho giá trị trung bình t = 2,2458s, với
sai số phép đo tính được là Δt = 0,00256s Hãy viết kết qủa phép đo trong các trường hợp này:
a Δt lấy 1 chữ số có nghĩa b Δt lấy 2 chữ số có nghĩa
f Sai số tỉ đối:
Là tỉ số giữa sai số tuyệt đối và giá trị trung bình: A A 100%
A
δ = ∆
Sai số tỉ đối càng nhỏ thì phép đo càng chính xác
Ví dụ: Một người đo chiều dài một cuốn sách l = 22 ±1cm Người thứ hai đo quãng đường từ SG đến Ban Mê Thuột s = 440 ±1 km Người nào đo chính xác hơn?
l
s
⇒ Người đo quãng đường chính xác hơn
g Cách xác định sai số của phép đo gián tiếp:
* Quy tắc 1: Sai số tuyệt đối của một tổng hay một hiệu thì bằng tổng các sai số tuyệt
đối của các số hạng
F = x + y – z →∆F = ∆x + ∆y + ∆z
* Quy tắc 2: Sai số tỉ đối của một tích hay một thương thì bằng tổng các sai số tỉ đối
của các thừa số
Trang 6- Chú ý:
+ Nếu trong công thức vật lí xác định chứa các hằng số thì hằng số phải được lấy gần đúng đến số lẻ thập phân sao cho sai số tỉ đối nhỏ hơn 1/10 tổng các sai số tỉ đối
có mặt trong cùng công thức tính
+ Nếu công thức xác định đại lượng đo gián tiếp phức tạp và các dụng cụ đo có độ chính xác cao thì người ta thường bỏ qua sai số dụng cụ
VD: Xác định diện tích của một mặt tròn thông qua phép đotrực tiếp đường kính d.
Biết d = 50,6 ± 0,1mm
Giải: Có:S = πd2/4 ⇒ Sai số tỉ đối của phép đo:
Ta phải lấy π sao cho: < 0,04% ⇒π = 3,142
d Tổ chức thực hiện:
Bước 1 Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ
Yêu cầu HS đọc mục II trang 40, 41, 42, 43 SGK và trả lời các câu hỏi trong phiếu học tập số 2
Trong quá trình HS trả lời các câu hỏi, GV xen vào những ví dụ minh họa cho HS dễ nắm bắt cách tính sai số và cách ghi
Sau câu hỏi số 3 trong phiếu học tập, giáo viên cần lưu ý thêm về khái niệm chữ số có nghĩa
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
Bước 4 Giáo viên tổng kết hoạt động 2.2
Hoạt động 3: Luyện tập
a Mục tiêu:
- Rèn thêm kĩ năng tính toán và xử lí số liệu trước khi bước vào làm bài thực hành
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 1 Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ
Trang 7Yêu cầu HS làm bài tập trong phiếu học tập số 3 Giáo viên hướng dẫn thêm các bước:
a B1: Tính giá trị trung bình của t.
B2: Tính sai số trong các lần đo ∆ti
B3: Tính tổng sai số ∆t (thêm sai số hệ thống)
B4: Ghi kết quả thời gian
b B1:Tính giá trị trung bình của g.
B2: Tính sai số tỉ đối δg và suy ra sai số tuyệt đối ∆g
B3: Ghi kết quả gia tốc trọng trường.
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
Bước 4 Giáo viên tổng kết đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập của học
sinh
+ Ưu điểm: ………
+ Nhược điểm cần khắc phục: ………
Hoạt động 4: Vận dụng
Hoạt động 4,1: Tìm hiểu về mục đích, cơ sở lý thuyết, xây dựng phương án tiến hành TN
và tìm hiểu một số dụng cụ đơn giản
a Mục tiêu:
- Học sinh hiểu được mục đích của việc thực hành khảo sát chuyển động rơi tự do
- Biết sử dụng 1 số dụng cụ thí nghiện để đo độ dài, lực, thời gian, nhiệt độ, khối lượng
- Bước đầu làm quen với việc phân tích các phương án thí nghiệm, cách dự đoán quy luật
và lựa chọn phương án thí nghiệm và tạo tiền đề cho việc hình thành khả năng sáng tạo các phương án thí nghiệm khả thi
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: Kĩ năng phân tích các phương án thí nghiệm, cách dự đoán quy luật và lựa
chọn phương án thí nghiệm
d Tổ chức thực hiện:
Bước thực
Bước 1 Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: Yêu cầu HS xác định mục đích của
việc thực hành
Bước 2 Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm
- Đại diện 1 nhóm trình bày
- Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu
Trang 8trả lời của nhóm đại diện.
Bước 3 GV giao nhiệm vụ: Dựa vào cơ sở lý thuyết mà học sinh đã tự học ở
nhà, trả lời câu hỏi: Để tính gia tốc g ta cần xác định những yếu tố nào?
Và cách để xác định được các yếu tố đó?
Bước 4 Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm
Đại diện 1 nhóm trình bày
Dựa vào công thức xác định gia tốc rơi tự do không vận tốc đầu:
s =
1
2gt2 ; v = gt
Có 2 cách:
- Đo s và đo thời gian rơi hết quảng đường s
- Đo t và đo vận tốc của vật tại thời điểm t
Cách 1 thuận tiện hơn vì quảng đương chỉ cần dùng thước còn vận tốc thì phải đo quảng đường ∆s trong thời gian ∆t rất nhỏ mới tính được vận tốc tức thời, rất phức tạp
Học sinh các nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung và sữa lỗi về câu trả lời của nhóm đại diện
Bước 5 Giáo viên tổng kết hoạt động 4.1
Sau đó, GV giới thiệu bộ dụng cụ thí nghiệm và nguyên tắc hoạt động của đồng hồ hiện số
Hoạt động 4.2: Tiến hành thí nghiệm đo đạc.
a Mục tiêu:
- Nâng cao kĩ năng làm thí nghiệm, thu thập số liệu
- Rèn luyện năng lực tư duy thực nghiệm; khả năng làm việc theo nhóm
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: Kĩ năng làm thí nghiệm và số liệu đượ thu thập ghi vào bảng báo cáo thực
hành
d Tổ chức thực hiện:
Bước thực
Bước 1 Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ
Yêu cầu hs nhận dụng cụ thí nghiệm theo nhóm
Vừa hướng dẫn, vừa tiến hành biểu diễn thí nghiệm để hs nắm được các thao tác chuẩn xác hơn
Yêu cầu hs làm việc theo nhóm tiến hành thí nghiệm đo đạc lấy số liệu
Quan sát HS tiến hành làm thì nghiệm Giải đáp các thắc mắc cho HS
Trang 9khi cần thiết Hỗ trợ các nhóm HS kĩ năng thao tác yếu
Bước 2 Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm
Hoạt động nhóm nhận dụng cụ thí nghiệm, theo dõi quá trình biểu diễn của gv và tiến hành thí nghiệm đo đạc lấy số liệu
Bước 4 Giáo viên yêu cầu HS thu gom và cất dụng cụ thực hành
Giáo viên tổng kết đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập của học sinh
+ Ưu điểm: ………
+ Nhược điểm cần khắc phục: ………
Hoạt động 4.3: Xử lí số liệu viết báo cáo thí nghiệm
a Mục tiêu:
- Nâng cao kĩ năng xử lý và phân tích số liệu, vẽ đồ thị, viết kết quả hợp lý và lập báo cáo thí nghiệm đúng thời gian
- Rèn luyện năng lực làm việc theo nhóm
- Tính được g và sai số của phép đo g dựa vào số liệu đo đạt
b Nội dung: Học sinh thực hiện nhiệm vụ ở nhà theo nhóm hoặc cá nhân
c Sản phẩm: Kĩ năng xử lý và phân tích số liệu, vẽ đồ thị, viết kết quả hợp lý và bài báo
cáo thực hành
d Tổ chức thực hiện:
Bước 1 Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ
Yêu cầu xử lí các số liệu thí nghiệm đã thu thập ở phần trước và hoàn thành bài báo cáo thực hành
Trong quá trình học sinh xử lí, giáo viên có thể hỗ trợ thêm khi các nhóm gặp khó khăn
Bước 2 Học sinh thực hiện nhiệm vụ theo nhóm
Tiến hành xử lí các số liệu thí nghiệm và hoàn thành bài báo cáo thực hành
Bước 3 Nộpbài báo cáo thực hành theo nhóm
Bước 4 Giáo viên tổng kết đánh giá kết quả giờ thực hành của học sinh
+ Ưu điểm: ………
+ Nhược điểm cần khắc phục: ………
Hoạt động 4.4: Giao nhiệm vụ về nhà.
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:
Trang 10Nội dung 1: Yêu cầu HS tìm hiểu thêm một số dụng cụ đo trong thực tế và tìm sai
số hệ thống của dụng cụ đó
Dùng thước đo tính chiều cao trung bình của mình trong 3 lần đo
Dùng cân để tính cân nặng của mình trong 3 lần cân
Nội dung 2: Ôn tập lại các nội dụng lý thuyết trọng tâm của chương, cũng như các
dạng bài tập cơ bản thường gặp Chuẩn bị cho bài kiểm tra giữa kì
V ĐIỀU CHỈNH, THAY ĐỔI, BỔ SUNG (NẾU CÓ)