5 bài đầu - chương I. Vật lí 10 Nâng cao

Về kiến thức - Biết được các khái niệm cơ bản: tính chất tương đối của chuyển động, chất điểm, quỹ đạo, hệ quy chiếu - Biết cách xác định vị trí của một chất điểm bằng tọa độ - Xác định

Bài 1:

CHUYỂN ĐỘNG CƠ

I Mục tiêu

1 Về kiến thức

- Biết được các khái niệm cơ bản: tính chất tương đối của chuyển động, chất điểm,

quỹ đạo, hệ quy chiếu

- Biết cách xác định vị trí của một chất điểm bằng tọa độ

- Xác định thời gian bằng đồng hồ, phân biệt khoảng thời gian và thời điểm

- Biết rõ tầm quan trọng của việc chọn hệ quy chiếu khi giải các bài toán về chuyển

động của chất điểm

- Nắm vững cách xác định tọa độ và thời điểm tương ứng của một chất điểm trên hệ

trục tọa độ

2 Về kỹ năng

- Xác định được vị trí của một chất điểm trên một quỹ đạo cong hoặc thẳng

- Vận dụng các kiến thức được học để giải các bài toán về hệ quy chiếu, đổi mốc

thời gian

3 Về thái độ

- Học sinh có ý thức làm việc theo nhóm, học hỏi bạn bè và giúp đỡ nhau trong quá

trình tự xây dựng, lĩnh hội tri thức

III Chuẩn bị

Giáo viên

- Một số thí dụ thực tế về cách xác định vị trí của một chất điểm nào đó (có thể vẽ

phóng to hình 1.4 SGK)

- Một số tranh ảnh, video clip minh họa cho chuyển động tương đối

- Một số loại đồng hồ đo thời gian

Học sinh

Học sinh:

HS chuẩn bị những gì mà giáo viên đã phổ biến như quan sát xe đang chạy, ngồi

trên xe quan sát các vật hai bên đường, cọc tiêu, quan sát đu quay, lịch tàu chạy,…

2 Chất điểm Quỹ đạo của chất điểm

Một vật chuyển động được coi là một chất điểm nếu kích thước của nó rất nhỏ so với đường

đi

Khi chuyển động, chất điểm vạch một đường trong không gian gọi là chất điểm

3 Xác định vị trí của chất điểm

Để xác định vị trí của một chất điểm, người ta chọn một vật mốc,gắn vào đó một hệ tọa độ,

vị trí của chất điểm được xác định bằng tọa độ của nó trong hệ tọa độ này

IV Thiết kế hoạt động dạy học

Đặt vấn đề vào bài: GV cho hs quan sát một đoạn Video Clip về cuộc đua xe công

thức 1 (F1 Bahrain GP) (GV viên cắt film chỉ để lại một số đoạn chính trong như: điểm xuất xuất phát, thời gian xuất phát và kết thúc, toàn bộ hình ảnh đường đua, các tay đua ở trong xe, vị trí các xe va chạm, về đích,…thời gian khoảng 1,5 - 2 phút).

GV: chuyển động của xe, của các tay đua trong đoạn video clip trên được gọi làchuyển động cơ Vậy chuyển động cơ là gì, nó có đặc điểm gì?

Để biết được các vấn đề này, hôm nay thầy trò chúng ta đi vào nghiêm cứu bài “Chuyển động cơ”

(Lưu ý:trong từng hoạt động ta lấy ví dụ từ đoạn video clip này)

Hoạt động 1 Kiểm tra

Mục tiêu:HS Nhớ lại khái niệm chuyển động cơ và khái niệm vật mốc

Trợ giúp của giáo viên Hoạt động của học sinh

GV yêu cầu học sinh nhắc lại khái niệm chuyển

động cơ học (đã được học ở lớp 8) và nêu một

vài ví dụ về chuyển động cơ học

GV cho HS xem một số video clip ngắn (khoảng

Cá nhân tiếp thu và ghi nhớ

Hoạt động 2: Tìm hiểu khái niệm chất điểm, cách xác định vị trí của một chất điểm

và cách xác định thời gian chuyển động

Mục tiêu:Biết được chất điểm, xác định vị trí chất điểm, xác định thời gian chuyển động.

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh

GV yêu cầu HS đọc mục SGK 2 để tìm hiểu

khái niệm chất điểm, quỹ đạo và trả lời câu hỏi:

- Khi nào vật được coi là một chất điểm?

- Quỹ đạo chuyển động là gì?

Yêu cầu HS hoàn thành câu C1 SGK

Cá nhân HS trả lời

HS khác nhận xétLàm việc cá nhân, trả lời:

HS khác nhận xét, bổ sung (nếu cần)

Trong đoạn Film ta xem trước khi vào bài thì

các xe đua cũng được xem là chất điểm

GV cho học sinh xem quỹ đạo của chiếc van xe

đạp, khi xe đạp đang chạy (Flash)

GV giới thiệu thêm: Hình ảnh đường đua cũng

có thể xem là quỹ đạo của các xe đua

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 cách

xác định tọa độ điểm M trên trục tọa độ

Qua đoạn film trên, làm thế nào để xác định

định vị trí các xe va chạm vào nhau?

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 hỏi 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 thòi gian, chính là

thời điểm xe bắt đầu đi và 9h là thời điểm mà xe

Cá nhân nhận thức được vấn đề cầnnghiên cứu

HS trả lời

HS khác nhận xét

(Dự đoán câu trả lời của HS:

- HS1: Thời gian xe chạy là 7h

- HS2: Thời gian xe chạy là 2h (120 phút).

- HS 3:…)

Hs trả lời

HS khác nhân xét

Hoạt động 3 Tìm hiểu khái niệm hệ quy chiếu và chuyển động tịnh tiến

Mục tiêu:

- Nắm được về hệ quy chiếu

- Biết được chuyển động tịnh tiến

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh

Thông báo: một vật mốc gắn với một hệ tọa độ

và một gốc thời gian cùng với một đồng hồ hợp

thành một hệ quy chiếu

Tức là:

Hệ quy chiếu = Hệ tọa độ gắn với vật mốc +

Đồng hồ và gốc thời gian

GV yêu cầu HS hoàn thành yêu cầu câu C3

trong SGK và đọc phần thông tin về phương

trình chuyển động

GV dùng một chiếc xe lăn trên mặt bàn (video

clip) 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 ôtô được coi là một

dạng của chuyển động tịnh tiến Vậy chuyển

động của khoang ngồi trên đu quay có phải là

chuyển động tịnh tiến không?

GV chính xác hóa câu trả lời của học sinh và

giới thiệu hai loại chuyển động tịnh tiến: chuyển

động tịnh tiến thẳng (là chuyển động của khung

xe ôtô) và chuyển động tịnh tiến tròn (là chuyển

động của khoang ngồi của đu quay)

Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ

Làm việc cá nhân

Các nhân quan sát và thống nhất câutrả lời:

- Các điểm trên khung xe có quỹ đạo

là những đường thẳng song song vớimặt đường

- HS1: Các điểm của khoang ngồi cóquỹ đạo là một vòng tròn

- HS2: Các điểm của khoang ngồi cóquỹ đạo là những vòng tròn có độ dàibằng nhau

HS có thể không trả lời được hoặc trảlời “Không” vì thông thường HS nghĩ

Nhấn mạnh: khi vật chuyển động tịnh tiến, mọi

điểm trên nó có quỹ đạo giống hệt nhau, thậm

chí có thể chồng khít lên nhau được 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 thên ví dụ về chuyển động tịnh

tiến, đặc biệt là chuyển động tịnh tiến tròn

Thông báo: quỹ đạo của một vật chuyển động

tịnh tiến có thể là một đường cong chứ không

nhất thiết phải là thẳng hay tròn (GV có thể

dùng hình ảnh trục của bánh xe lăn trên đoạn

đường cong để minh họa)

rằng cứ chuyển động tịnh tiến là phảichuyển động thẳng

Các nhân tiếp thu, ghi nhớ

Cá nhân nêu ví dụ về 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.

…)

Hoạt động 4 Củng cố - dặn dò Định hướng bài mới

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh

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 HN đến

Vinh và tàu chạy từ Vinh đến SG Khi tính tổng

thời gian tàu chạy từ HN đến SG cần tính thêm

thời gian tàu nghỉ tại Vinh)

- Về nhà học bài, làm bài tập cuối bài

- Ôn lại kiến thức về chuyển động đều và các

yếu tố của lực đã học ở bài 3, bài 4 - Vật lí 8

- Các kiến thức về hệ tọa độ, hệ quy chiếu

- Đọc trước bài mới

Cá nhân HS tính toánHS: Cá nhân tính được: t = 33h

- Hiểu rằng khi thay thế các vectơ độ dời, vectơ vận tốc trung bình, vectơ vận tốc tứcthời (của chuyển động thẳng) bằng các giá trị đại số của chúng không làm mất điđặc trưng vectơ của chúng

- Nêu được các đặc điểm của chuyển động thẳng đều như: tốc độ, phương trìnhchuyển động, đồ thị tọa độ, đồ thị vận tốc

2 Về kỹ năng

- Nêu được ví dụ về chuyển động thẳng đều trong thực tế Nhận biết được chuyểnđộng thẳng đều trong thực tế nếu gặp phải

- Vận dụng linh hoạt các công thức trong các bài toán khác nhau

- Vẽ được đồ thị tọa độ, đồ thị vận tốc theo thời gian của chuyển động đều trong cácbài toán

- Biết các 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 : vi trí và thời điểm xuất phát, thời gian đi, …

3 Về thái độ

- Học sinh có ý thức làm việc theo nhóm, học hỏi bạn bè và giúp đỡ nhau trong quátrình tự xây dựng, lĩnh hội tri thức

III Phương pháp chủ đạo

- Nêu và giải quyết vấn đề

III Chuẩn bị

Giáo viên

- Một ống thủy 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 thẳng đều, các yếu tố vectơ đã học ở bài 3, 4 Vật

lí 8

- Các kiến thức về hệ tọa độ, hệ quy chiếu

- Ôn lại các kiến thức về đồ thị của hàm bậc nhất trong toán học

IV Thiết kế hoạt động dạy học

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh

Hoạt động 1 Kiểm tra Đặt vấn đề vào bài mới

Mục tiêu: Kiểm tra kiến thức cũ có liên quan đến bài mới mà học sinh đã được học Đặt vấn đề vào bài mới.

GV có thể kiểm tra kiến thức của HS như

sau:

- Chuyển động thẳng là gì? Thế nào là

chuyển động thẳng đều? Biểu thức tính vận

tốc của chuyển động thẳng đều?

- Một đại lượng như thế nào thì gọi là đại

lượng vectơ ? Nêu ví dụ về đại lượng

- Một đại lượng có hướng và độ lớn thì gọi là đại lượng vectơ Ví dụ: lực, vận tốc )

Bài 2:

VẬN TỐC TRONG CHUYỂN ĐỘNG THẲNG

CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU

1 Độ dời

Độ dời = Độ biến thiên tọa độ

= Tọa độ cuối - Tọa độ đầu

2 Độ dời và quảng đường đi

Khi chất điểm chuyển động , quảng đường nó đi được có thể không trùng với độ dời của nó

3 Vận tốc trung bình

Vận tốc TB = Độ dời/Thời gian thực hiện độ dời

Đơn vị của vận tốc trung bình là m/s hay km/h

Tốc độ TB = Quãng đường đi được / Khoảng thời gian đi

GV chính xác hóa về 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

ĐVĐ: Trong chương trình VL THCS,

chúng ta đã được tìm hiểu sơ lược về

chuyển động thẳng đều Tuy nhiên nếu chỉ

dừng lại ở đó thì chưa đủ Xung quanh khái

niệm chuyển động đều còn nhiều điều mà

chúng ta chưa biết Bài hôm nay sẽ giúp

các em có cái nhìn chi tiết hơn về dạng

chuyển động này

Nhận thức được vấn đề của bài học

Hoạt động 2: Tìm hiểu khái niệm vectơ độ dời Phân biệt khái niệm độ dời và quãng đường đi được

Mục tiêu:

- Biết được về độ dời

- Phân biệt được độ dời và quãng đường đi được

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh

GV dùng hình vẽ 2.1 để giới thiệu khái

niệm vectơ độ dời

- Tại sao nói độ dời là một đại lượng vectơ?

Nếu sự giống và khác nhau giữa độ dời

trong chuyển động cong và độ dời trong

chuyển động thẳng?

GV thông báo: là đại lượng vectơ nên độ

Vectơ độ dời trong chuyển động cong

Vectơ độ dời trong chuyển động thẳng

HS thảo luận, trả lời

HS khác nhận xét, bổ sung

(HS có thể trả lời nhân trả lời:

- Độ dời có hướng và độ lớn nên gọi là đại lượng vectơ.

- Giống nhau: đều là vectơ có điểm đầu là

vị trí của vật ở thời điểm t 1 và điểm cuối là

vị trí của vật ở thời điểm t 2

- Khác nhau: chỉ trong chuyển động thẳng, vectơ độ dời mới nằm trên đường thẳng quỹ đạo.)

dời có giá trị đại số, trong chuyển động

thẳng, giá trị này được xác định bằng biểu

thức:

∆x = x2 - x1

Trong đó x1, x2 lần lượt là tọa độ của các

điểm M1, M2 trên trục Ox

- Giá trị đại số ∆x của vectơ độ dời có nói

lên đầy đủ các yếu tố của vectơ độ dời

không?

GV nhận xét câu trả lời của HS, có thể

dùng hình 2.2 để minh họa

Thông báo:

Độ dời = Độ biến thiên tọa độ

= Tọa độ cuối - Tọa độ đầu

Độ lớn của độ dời có bằng quãng đường đi

được của chất điểm không ? Hãy dùng ví

dụ ở hình 2.2 để minh họa cho câu trả lời

Thông báo: chỉ trong trường hợp chất điểm

chuyển động theo chiều dương của trục tọa

độ thì độ dờ trùng với quãng đường đi

được

HS trả lời

HS khác nhận xét, bổ sung

(Dự kiến câu trả lời của HS:

HS1: Giá trị đại số của vectơ độ dời chỉ cho biết độ lớn của nó.

HS2: Giá trị đại số của vectơ 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 vectơ độ dời là biết độ lớn và chiều của nó còn phương thì đã biết.)

Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ

HS trả lời

HS khác nhận xét, bổ sung

Tiếp thu, ghi nhớ

Hoạt động 3 Xây dựng khái niệm đầy đủ về vận tốc trung bình

Mục tiêu:Nắm được về vận tốc trung bình và biểu thức tính tốc độ trung bình

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh

GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi C4

- Viết biểu thức tính vận tốc trung bình của

một chất điểm?

- Nếu xét chuyển động của chất điểm trong

khoảng thời gian từ thời điểm t1 đến thời

điển t2 thì vectơ vận tốc trung bình được

viết như thế nào?

Cá nhân trả lời

(C4: Liên quan đến đại lượng vận tốc Vận tốc trung bình:

- Có nhận xét gì về vectơ vận tốc trung

bình?

Thông báo: trong chuyển động thẳng vectơ

vận tốc trung bình có phương trùng với

đường thẳng quỹ đạo Chọn trục tọa độ Ox

trùng với đường thẵng quỹ đạo

- Viết biểu thức tính giá trị đại số tính vận

tốc trung bình?

- Khi xét chuyển động thẳng, nếu dựa vào

giá trị đại số của vận tốc trung bình thì ta

có thể biết được điều gì?

Thông báo: như vậy ta có cách tính vận tốc

trung bình của chuyển động thẳng:

Vận tốc TB = Độ dời/Thời gian thực hiện

độ dời

Đơn vị của vận tốc trung bình là: m/s,

km/h,…

- Theo cách 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 với tốc độ trung bình

đã học ở THCS không?

Viết lại biểu thức đó?

Δtt

M M

tb 

Trong đó M1M2 là vectơ độ dời.)

Nhận xét: vectơ vận tốc trung bình cóphương và chiều trùng với vectơ độ dời

HS thảo luậnViết biểu thức

(Giá trị đại số của vận tốc trung bình:

t

x t

t

x x

2 1

Trong đó x 1 , x 2 là tọa độ của chất điểm tại các thời điểm t 1 , t 2

- Nhìn vào giá trị trên có thể biết được độlớn của vận tốc và biết được chất điểmđang chuyển động cùng chiều hay ngược

với chiều dương của trục tọa độ đã chọn )

HS trả lời

HS khác nhận xét

(- Ý nghĩa: nếu chất điểm giữ nguyên vận tốc bằng vận tốc trung bình thì trong khoảng thời gian ∆t đó nó sẽ đi được đoạn thẳng từ M 1 đến M 2

Hoạt động 4 Tìm hiểu khái niệm vận tốc tức thời

Mục tiêu: HS biết được vận tốc tức thời

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh

- Một xe ô tô chuyển động từ HN đến HP

với vận tốc trung bình là 50km/h Con số

này có cho biết chính xác độ nhanh chậm

của chuyển động tại một thời điểm nào đó

trong quá trình chuyển động không?

GV giới thiệu khái niệm Vận tốc tức thời

và dùng hình vẽ 2.5 để cho HS thấy cách

xác định biểu thức tính vận tốc tức thời

- Nếu biểu thức tính vận tốc tức thời?

Thông báo: Nếu ký hiệu vận tốc tức thời là

v, thì giá trị đại số của vận tốc tức thời của

chuyển động thẳng được tính bằng biểu

thức:

v = ∆x/∆t (khi ∆t rất nhỏ)

Nếu xét khoảng thời gian ∆t rất nhỏ thì độ

dời ∆x của chất điểm trong khoảng thời

gian đó có độ lớn bằng quãng đường ∆s nó

- Nêu ý nghĩa của biểu thức trên

GV dùng hình vẽ 2.6 để thấy được vai trò

của việc xác định vận tốc trong công tác dự

báo thời tiết

Cá nhân đọc SGK, tìm hiểu khái niệm vậntốc tức thời

Cá nhân tiếp thu, ghi nhớ

(- Biểu thức cho biết: trong chuyển động thẳng, khi ∆t rất nhỏ thì vận tốc tức thời

có độ lớn bằng tốc độ tức thời.)

Hoạt động 5 Viết phương trình chuyển động thẳng đều Vẽ đồ thị tọa độ, đồ thị vận tốc theo thời gian

Mục tiêu: HS viết được phương trình chuyển động thẳng đều Vẽ được đồ thị

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh

- Hãy dùng khái niệm độ dời để định nghĩa

vận tốc trung bình có một giá trị không đổi

duy nhất tại mọi thời điểm xảy ra chuyển

động

- So sánh giá tị của vận tốc tức thời và vận

tốc trung bình của chuyển động thẳng đều?

Ta có: vtt = vtb = ΔtxΔtt = const

- Nếu muốn biết tọa độ của chất điểm

chuyển động thẳng đều tại thời điểm t bất

kì ta phải làm thế nào ?

GV giới thiệu cách xây dựng phương trình

chuyển động thẳng đều:

x = x0 + vtTrong đó x là tọa độ của chất điểm tại thời

điểm t sau đó, xo là tọa độ tại thời điểm to =

0

Nhận thấy, tọa độ x là một hàm bậc nhất

của thời gian t

- Vẽ đường biểu diễn phương trình chuyển

động thẳng đều trên hệ trục tọa độ - thời

gian

- Hãy xác định hệ số góc của đồ thị và nhận

xét về biểu thức thu được?

- Dựa vào đặc điểm vận tốc của chuyển

động thẳng đều, hãy vẽ đồ thị vận tốc của

chuyển động này?

HS trả lời

HS thảo luận để thống nhất câu trả lời

(Chuyển động thẳng đều là chuyển động thẳng, trong đó chất điểm thực hiện những độ dời bằng nhau trong những khoảng thời gian như nhau bất kỳ.)

HS thảo luận, trả lời

Thông báo: Đồ thị vận tốc theo thời gian là

một đường thẳng song song với trục thời

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh

GV qua bài học này đã cho các em biết

thêm những khái niệm nào liên quan đến

chuyển động thẳng đều ? (vấn đề đặt ra ở

đầu bài)

* Yêu cầu HS hoàn thành bài tập 4 tại lớp

(gợi ý: - Cần xác định độ dời tương ứng với

thời gian thực hiện độ dời đó)

Bài 4: a) 1,25m/s; 1,25m/s; 1m/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

* Yêu cầu học sinh làm bài tập 8

GV gợi ý: CHọn trục tọa độ Viết phương

trình chuyển động đều Khi hai xe gặp nhau

thì chúng có cùng tọa độ

- Về nhà học bài, làm bài tập cuối bài

- Các kiến thức về hệ tọa độ, hệ quy chiếu

- Đọc trước bài mới

- Chuẩn bị giấy kẻ ô li, thước kẻ