CHỦ ĐÊ BA ĐL NIU TƠN MỚI TẬP HUẤN 2018

Nội dung kiến thức cần xây dựng trong chuyên đề 1.Nội dung 1: Định luật 1 Niu-Tơn; Quán tính Nếu một vật không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực có hợp lực bằng k

Chuyên đề: BA ĐỊNH LUẬT NIU-TƠN

Ngày soạn: 05/10/2015

Ngày thực hiện:………… 2015

I Xác định vấn đề cân nghiên cứu:

Ba định luật Niu-Tơn được coi là nền tảng của vật lí học cổ điển Sự biểu hiện của các lực cơ học rất phổ biến trong đời sống, vì vậy việc giúp học sinh chiếm lĩnh kiến thức và vận dụng các định luật Niu-tơn là hết sức cần thiết Dưới đây là ví dụ về việc xây dựng chuyên đề dạy học về Ba định luật Niu-Tơn trong đó sử dụng thời gian của hai tiết xây dựng kiến thức lí thuyết và một tiết làm bài tâp và vận dụng kiến thức

II Nội dung kiến thức cần xây dựng trong chuyên đề

1.Nội dung 1: Định luật 1 Niu-Tơn; Quán tính

Nếu một vật không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực có hợp lực bằng không, thì vật đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên, đang chuyển động

sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều.

Định luật I giúp ta phát hiện ra mọi vật có tính chất mà nhờ đó nó tiếp tục chuyển

động được ngay cả khi lực tác dụng vào vật mất đi Tính chất đó gọi là quán tính

Quán tính là tính chất của mọi vật có xu hướng bảo toàn vận tốc của về hướng và

độ lớn.

2 Nội dung 2:Định luật II Niu-Tơn; khối lượng; trọng lực, trọng lượng

Gia tốc của một vật cùng hướng với lực tác dụng lên vật Độ lớn của gia tốc tỉ lệ với

độ lớn của lực và tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật.

hay

Trong trường hợp vật chịu nhiều lực tác dụng thì là hợp lực của các lực đó :

Theo định luật II Niu-Tơn, khối lượng còn được dùng để chỉ mức quán tính của

vật hay: Khối lượng là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật.

Tính chất của khối lượng

Khối lượng là một đại lượng vô hướng, dương và không đổi đối với mỗi vật Khối lượng có tính chất cộng

m

F a





m a F







n

F F

F1, 2, , 

F















F F F n

F 1 2

Trọng lực Trọng lượng:

Trọng lực là lực của Trái Đất tác dụng vào vật, gây ra cho chúng gia tốc rơi tự

do Trọng lực được kí hiệu là Trọng lực tác dụng lên vật đặt tại trọng tâm của vật Công thức của trọng lực

Độ lớn của trọng lực tác dụng lên một vật gọi là trọng lượng của vật, kí hiệu là

P Trọng lượng của vật được đo bằng lực kế

3 Nội dung 3: Định luật III Niu-Tơn

Trong mọi trường hợp, khi vật A tác dụng lên vật B một lực, thì vật B cũng tác dụng lại vật A một lực Hai lực này có cùng giá, cùng độ lớn nhưng ngược chiều.

Một trong hai lực tương tác giữa hai vật gọi là lực tác dụng còn lực kia gọi là phản lực

Đặc điểm của lực và phản lực :

Lực và phản lực luôn luôn xuất hiện (hoặc mất đi) đồng thời

Lực và phản lực có cùng giá, cùng độ lớn nhưng ngược chiều Hai lực có đặc điểm như vậy gọi là hai lực trực đối

Lực và phản lực không cân bằng nhau vì chúng đặt vào hai vật khác nhau

4 Nội dung 4: Vận dụng

Sử dụng ba định luật Niu-Tơn giải bài tập về cân bằng và chuyển động của vật, hệ vật (chất điểm), giải thích được một số hiện tượng thường gặp trong đời sống và kỹ thuật liên quan đến các định luật đã học

III Mục tiêu dạy học:

1 Kiến thức

- Phát biểu được: Định nghĩa quán tính, ba định luật Niuton, định nghĩa khối lượng và nêu được tính chất của khối lượng

- Viết được công thức của định luật II, định luật III Newton và của trọng lực

- Nêu được những đặc điểm của cặp “lực và phản lực”

- Vận dụng các định luật Niu-Tơn để thực hiện có hiệu quả các tình huống trong đời sống có liên quan



P





m g P







F

2 Kỹ năng

- Vận dụng được định luật I Newton và khái niệm quán tính để giải thích một số hiện tượng vật lí đơn giản và để giải các bài tập trong bài

- Chỉ ra được điểm đặt của cặp “lực và phản lực” Phân biệt cặp lực này với cặp lực cân bằng

- Vận dụng phối hợp định luật II và III Newton để giải các bài tập trong bài

- Tìm ra các tình huống quan trọng trong thực tế có thể giải thích bằng các định luật Niu-Tơn và nêu phương án giải quyết, phòng tránh hiệu quả

3 Thái độ:

-Tự tin đưa ra các ý kiến cá nhân khi thực hiện nhiệm vụ ở lớp, ở nhà

- Chủ động trao đổi, thảo luận đưa ra ý kiến

- Hợp tác chặt chẽ với các bạn khi thực hiện các nhiệm vụ nghiên cứu, thí nghiệm

ở nhà

4 Định hướng các năng lực được hình thành:

- Năng lực sử dụng kiến thức: Sử dụng kiến thức để giải các bài toán có liên quan tới

ba định luật Niu-Tơn và các bài toán thực tiễn

- Năng lực phương pháp: Đề xuất được các dự đoán có căn cứ về chuyển động theo quán tính, sự phụ thuộc của gia tốc vào lực và khối lượng, lực và phản lực; đề xuất được các phương án thí nghiệm và bố trí các dụng cụ hợp lí; thực hiện được các thí nghiệm theo kế hoạch đã đề xuất và kiểm tra tính đúng đắn về các định luật

- Năng lực trao đổi thông tin: Thực hiện các trao đổi thảo luận với bạn để thực hiện nhiệm vụ

- Năng lực cá thể: Kết hợp các kiến thức trong việc giải các bài toán về các định luật Niu-Tơn, giải quyết các tình huống thực tiễn có liên quan

IV Tiến trình dạy học:

Hoạt động 1 : Tìm hiểu định luật I Newton-quán tính

1.Làm nảy sinh vấn đề cần nghiên cứu (Phát triển các năng lực: K1,P1,P2,X1)

- Giáo viên đặt vấn đề: Lực có phải là nguyên nhân duy trì chuyển động hay không? Nếu không có lực tác dụng thì vật có thể chuyển động được hay không?

- Giáo viên làm TN: đẩy quyển sách mặt bàn, sau khi ngừng đẩy thì quyển sách dừng lại

- Các nhóm học sinh thảo luận trả lời câu hỏi, đưa ra những ví dụ minh họa cho câu trả lời

- Giáo viên nhận xét câu trả lời, lập luận hiện tượng xảy ra khi không có ma sát

2 Giải quyết vấn đề (Phát triển các năng lực:X1,P1,P2,P6)

- Giáo viên mô tả thí nghiệm của Galilê

- Các nhóm học sinh quan sát và nhận xét về quãng đường hòn bi lăn được trên máng nghiêng 2 khi thay đổi độ nghiêng của máng này

- Giáo viên trình bày dự đoán của Galilê: Nếu không có ma sát và máng nằm ngang thì hòn bi sẽ chuyển động thẳng đều mãi mãi

3 Phát biểu vấn đề cân nghiên cứu (Phát triển các năng lực: K1,P2,X1)

- Giáo viên thông báo: qua các quan sát, thí nghiệm tiến hành với độ chính xác cao nhà bác học Niu-tơn đã khái quát thành một Định luật gọi là Định luật 1 Niu-tơn: Nếu một vật không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực có hợp lực bằng không thì vật đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên, đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều

- Giáo viên nêu : từ định luật 1 Niu-tơn người ta phát hiện ra mọi vật đều có một tính chất mà nhờ nó vật có thể chuyển động được ngay cả khi lực mất đi, tính chất đó gọi

là quán tính

- Giáo viên nêu khái niệm quán tính: Mọi vật có tính chất bảo toàn vận tốc cả về hướng và độ lớn Tính chất đó gọi là quán tính

4 Vận dụng (Phát triển các năng lực:K3,K4,P1,P2,X1)

- Giáo viên đưa ra hiện tượng: Khi xe chở khách đang chạy nhanh thì phanh đột ngột

- Các nhóm học sinh thảo luận và nêu hiện tượng xảy ra và giải thích

- Giáo viên nhận xét

- Các nhóm học sinh thảo luận và đưa ra những hiện tượng trong thực tế có biểu hiện của chuyển động theo quán tính, phân tích trường hợp nào có lợi, trường hợp nào có hại, cách khắc phục…

- Giáo viên nhận xét

Hoạt động 2 : Tìm hiểu định luật II Newton

1 Làm nảy sinh vấn đề cần nghiên cứu (Phát triển các năng lực:K1,P1,P2,X1)

+ Nêu vấn đề thông qua ví dụ: Một chiếc xe ô tô tải bị chết máy cần di chuyển đến xưởng sửa chữa gần đó Lúc đầu ít người đẩy thì phải mất một thời gian dài mới nhận thấy sự tăng tốc độ của nó Nhưng nếu nhiều người đẩy thì xe tăng tốc nhanh đến mức phải chạy theo xe

+ Các nhóm học sinh thảo luận học sinh nêu nhận xét về sự phụ thuộc của gia tốc vào lực tác dụng (bao gồm cả hướng và độ lớn)

+ Giáo viên nhận xét, kết luận: Lực tác dụng vào vật càng lớn thì vật thu được gia tốc càng lớn, gia tốc cùng hướng với lực

+ Giáo viên nêu vấn đề thông qua ví dụ: Một người dùng xe máy kéo một xe bò đi chở thóc Lúc đi thì trên xe không có gì, lúc về thì xe được chất đầy các bao thóc Hỏi trường hợp nào xe tăng tốc nhanh hơn?( coi lực kéo là không đổi)

+ Các nhóm học sinh thảo luận học sinh nêu nhận xét về sự phụ thuộc của gia tốc vào khối lượng

+ Giáo viên nhận xét, kết luận: Cùng một lực tác dụng vật nào khối lượng càng lớn thì thu được gia tốc càng nhỏ

3 Phát biểu vấn đề cần nghiên cứu(Phát triển các năng lực: K1,P2,X1)

- Giáo viên thông báo: qua các quan sát thiên văn, thí nghiệm tiến hành với độ chính xác cao nhà bác học tơn đã khái quát thành một Định luật gọi là Định luật 2 Niu-tơn: Gia tốc của một vật cùng hướng với lực tác dụng lên vật Độ lớn của gia tốc tỉ lệ với độ lớn của lực và tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật

hay

- Trong trường hợp vật chịu nhiều lực tác dụng thì là hợp lực của các lực

đó :

m

F a





m a F







n

F F

F1, 2, , 

F















F F F n

F 1 2

Hoạt động 3 : Tìm hiểu khối lượng và mức quán tính.

1 Làm nảy sinh vấn đề cần nghiên cứu (Phát triển các năng lực: K1,P1,P2,X1)

- Giáo viên nêu vấn đề: Cho hai vật chịu tác dụng của những lực có độ lớn bằng nhau Hãy vận dụng định luật II Niu-tơn để suy ra rằng, vật nào có khối lượng lớn hơn thì càng khó làm thay đổi vận tốc hơn, tức là có mức quán tính lớn hơn

- Các nhóm học sinh thảo luận trả lời câu hỏi Đại diện các nhóm nêu câu trả lời và các nhóm khác nhận xét

- Giáo viên nhận xét và chỉ ra rằng: khối lượng thể hiện mức quán tính của vật

2 Phát biểu vấn đề cần nghiên cứu(Phát triển các năng lực: K1,P2,X1)

Giáo viên thông báo:

- Khối lượng là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật

- Khối lượng là một đại lượng vô hướng, dương và không đổi đối với mỗi vật

- Khối lượng có tính chất cộng được

3 Vận dụng (Phát triển các năng lực: K3,K4,P1,P2,X1)

-Giáo viên nêu một số hiện tượng:

+ Máy bay phải chạy một quãng đường dài trên đường băng mới cất cánh được + Vì sao những xe có tải trọng lớn (Công-ten-nơ) nếu chạy nhanh thì rất dễ bị “mất phanh” và gây tai nạn

- Các nhóm học sinh thảo luận trả lời

- GV yêu cầu các nhóm đưa ra các tình huống thực tế thể hiện sự liên hệ giữa khối lượng và mức quán tính

- Các nhóm học sinh thảo luận trả lời

- Giáo viên nhận xét

Hoạt động 4 : Tìm hiểu trọng lực và trọng lượng (Phát triển các năng

lực:X1,X2,K1,K2,P1)

- Giáo viên nêu vấn đề: ta đã biết mọi vật khi được thả từ một độ cao nào đó thì sẽ bị rơi về mặt đất vậy lực nào đã làm cho vật rơi, lực đó có đặc điểm ( điểm đặt, hướng,

độ lớn) như thế nào?

- Các nhóm học sinh thảo luận trả lời

- Giáo viên nhận xét, đưa ra khái niệm trọng lực, trọng lượng:

+Trọng lực là lực của Trái Đất tác dụng vào vật, gây ra cho chúng gia tốc rơi tự do Trọng lực được kí hiệu là Trọng lực tác dụng lên vật đặt tại trọng tâm của vật Công thức của trọng lực:

+ Độ lớn của trọng lực tác dụng lên một vật gọi là trọng lượng của vật, kí hiệu là P Trọng lượng của vật được đo bằng lực kế

- Giáo viên nêu câu hỏi:

+ Trên túi bột giặt Omo có ghi như sau: “ Trọng lượng tịnh: 5kg” Theo em cách ghi trên có đúng không? Vì sao?

+ Bạn A nói với bạn B:

“Dạo này mình béo quá, mình vừa mới cân xong, trọng lượng của mình là 50 kg” Theo em, bạn A nói như vậy đúng hay sai, nếu sai hãy chỉ ra những chỗ sai của bạn?

- Các nhóm học sinh thảo luận trả lời

- Giáo viên nhận xét, lưu ý học sinh phân biệt giữa trọng lực và trọng lượng

Hoạt động 5 :Tìm hiểu về định luật III Niu-tơn

1 Làm nảy sinh vấn đề cần nghiên cứu (Phát triển các năng lực: K1,P1,P2,X1)

- Giáo viên thực hiện thí nghiệm: Bắn một hòn bi A vào hòn bi B đang đứng yên Yêu cầu học sinh nêu hiện tượng xảy ra và giải thích

- Các nhóm học sinh quan sát, thảo luận nêu hiện tượng xảy ra, giải thích và nhận xét câu trả lời của bạn

- Giáo viên nhận xét câu trả lời, nêu kết luận: sau va chạm hòn bi B chuyển động đồng thời hòn bi A cũng thay đổi chuyển động Nguyên nhân là khi va chạm hòn bi

A tác dụng lên hòn bi B một lực đồng thời hòn bi B cũng tác dụng ngược trở lại hòn

bi A một lực (lực gây ra gia tốc tức là làm biến thiên vận tốc)

2 Phát biểu vấn đề cần nghiên cứu(Phát triển các năng lực: K1,P2,X1)

- Giáo viên thông báo: qua các quan sát thiên văn, thí nghiệm tiến hành với độ chính xác cao nhà bác học tơn đã khái quát thành một Định luật gọi là Định luật 3 Niu-tơn: Trong mọi trường hợp, khi vật A tác dụng lên vật B một lực, thì vật B cũng tác dụng lại vật A một lực Hai lực này có cùng giá, cùng độ lớn nhưng ngược chiều



P





m g P







F

Một trong hai lực tương tác giữa hai vật gọi là lực tác dụng còn lực kia gọi là phản lực

Đặc điểm của lực và phản lực :

+ Lực và phản lực luôn luôn xuất hiện (hoặc mất đi) đồng thời

+ Lực và phản lực có cùng giá, cùng độ lớn nhưng ngược chiều Hai lực có đặc điểm như vậy gọi là hai lực trực đối

+ Lực và phản lực không cân bằng nhau vì chúng đặt vào hai vật khác nhau

3 Vận dụng (Phát triển các năng lực: K3,K4,P1,P2,X1)

-Giáo viên nêu câu hỏi:

+Trong 1 vụ tai nạn giao thông, một ô tô tải đâm vào 1 Ô tô con đang chạy ngược

chiều Ô tô nào chịu lực lớn hơn? Ô tô nào nhận được gia tốc lớn hơn? Hãy giải thích + Xét hiện tượng dùng búa đóng vào đinh lực búa tác dụng lên đinh và lực đinh tác dụng lên búa có bừng nhau không? Nếu bằng nhau thì tại sao đinh di chuyển mà búa hầu như không di chuyển?

- Các nhóm học sinh thảo luận trả lời

- Giáo viên nhận xét, nhấn mạnh với học sinh: Lực và phản lực có độ lớn bằng nhau, nhưng vật nào có khối lượng lớn hơn sẽ thu được gia tốc nhỏ hơn (ĐL II Niu-tơn)

Hoạt động 6 :Vận dụng kiến thức ba định luật Niu-tơn để giải các bài tập, giải

thích các hiện tượng vật lí, các tình huống trong đời sống(Phát triển các năng lực:

K1,K2,K3,K4P1,P2,P3,P5,X1X2,X7,C1,C2)

-Giáo viên giao câu hỏi, bài tập, các tình huống cho học sinh, yêu câu các nhóm thảo luận ở nhà tìm câu trả lời Trên lớp các nhóm nêu câu trả lời, ý kiến, nhận định, nêu các tình huống, biện pháp giải quyết tình huống Các nhóm nhận xét lẫn nhau, sau đó giáo viên nhận xét, phân tích chỉ rõ đúng, sai, thiếu sót của các nhóm, bổ sung cho đầy đủ

CÁC NĂNG LỰC CẦN PHÁT HIỆN Ở HỌC SINH KHI DẠY HỌC CHỦ ĐỀ

CÁC ĐỊNH LUẬT NIUTƠN

Nhóm năng lực

thành phần

Năng lực thành phần trong

dạy học Vật lý

Các năng lực có thể phát triển trong dạy học nội dung kiến

thức cụ thể…

Nhóm NLTP

liên quan đến sử

dụng kiến thức

Vật lý

K1: Trình bày được kiến thức về các hiện tượng, đại lượng, định luật, nguyên lí vật lí cơ bản, các phép đo, các hằng số vật lí

- Nêu nội dung ba định luật Niutơn

- Nêu tính chất lực và phản lực

- Trình bày được mối quan hệ giữa khối lượng và quán tính K2: Trình bày được mối

quan hệ giữa các kiến thức Vật lý

- Mối quan hệ giữa gia tốc với lực

và khối lượng; mối quan hệ giữa khối lượng và mức quán tính; mối quan hệ giữa lực và phản lực K3: Sử dụng kiến thức Vật lý

để thực hiện các nhiệm vụ học tập

- Giải các bài tập về cân bằng và chuyển động của vật, hệ vật

K4: Vận dụng (giải thích, dự đoán, tính toán, đề ra giải pháp, đánh giá giải pháp…) kiến thức Vật lý và các tình huống thực tiễn

- Nêu các ví dụ về các hiện tượng quán tính trong thực tế

- So sánh được mức quán tính của các vật

- Giải thích được một số hiện tượng thường gặp trong đời sống

và kỹ thuật liên quan đến quán tính

Nhóm NLTP về

phương pháp

(tập trung vào

năng lực thực

nghiệm và năng

lực mô hình

hóa).

P1: Đặt ra những câu hỏi về một sự kiện vật lí

- Tại sao khi xe dừng (hoặc tăng tốc) đột ngột thì người ngồi trên

xe lại bị lao về phía trước (hoặc ngả về phía sau)?

- Tại sao máy bay phải chạy trên đường băng dài trước khi cất cánh? …

P2: Mô tả được các hiện tượng tự nhiên bằng ngôn ngữ Vật lý và chỉ ra các quy luật Vật lý trong hiện tượng đó

- Khi tay đấm vào tường thì tay bị đau là do tương tác giữa tay và tường gây ra cảm giác đau đó…

P3: Thu thập, đánh giá, lựa chọn và xử lý thông tin từ các nguồn khác nhau để giải quyết vấn đề trong học tập Vật lý

- Tìm kiếm, xử lý thông tin về vai trò của các định luật Niutơn trong lịch sử Vật lý, vai trò của quán tính trong đời sống và kỹ thuật; khẳng định lực không phải là nguyên nhân duy trì chuyển động

của vật mà chỉ làm thay đổi vận tốc của vật, tương tác có tính chất hai chiều

P5: Lựa chọn và sử dụng các công cụ toán học phù hợp trong học tập Vật lý

- Sử dụng các công cụ toán học như vectơ, phép chiếu vectơ, hệ phương trình hai ẩn để giải các bài toán hệ vật

P6: Chỉ ra được điều kiện lý tưởng của hiện tượng Vật lý

- Chỉ ra được điều kiện lý tưởng của định luật I, II Niutơn: trong HQC quán tính…

P7; P8: Đề xuất được giả thuyết, đề xuất phương án, lắp ráp thí nghiệm, tiến hành

xử lý kết quả thí nghiệm

- Đề xuất phương án tiến hành thí nghiệm kiểm chứng các định luật Niutơn

P9: Biện luận tính đúng đắn của kết quả thí nghiệm kiểm chứng đã tiến hành

- Biện luận được kết quả thu được

từ thí nghiệm, khẳng định tính đúng đắn của định luật

Nhóm NLTP

trao đổi thông

tin

X1: Trao đổi kiến thức và ứng dụng Vật lý bằng ngôn ngữ Vật lý và các cách diễn

tả đặc thù của Vật lý

- Phân biệt được khái niệm khối lượng, trọng lượng, trọng lực

Nhóm NLTP

liên quan đến cá

nhân

C3: Chỉ ra được vai trò (cơ hội) và hạn chế của các quan điểm Vật lý trong các trường hợp cụ thể trong và ngoài môn Vật lý

- Chỉ ra việc lưu ý đến quán tính của vật trong giao thông

C6: Nhận ra được ảnh hưởng Vật lý lên các mối quan hệ

xã hội và lịch sử

- Trình bày được tầm quan trọng của các định luật Niutơn trong sự phát triển của Vật lý

HỆ THỐNG CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CHUYÊN ĐỀ: BA ĐỊNH LUẬT NIU-TƠN

Định luật 1.

Câu K1.1: Phát biểu nội dung định luật 1 NiuTơn?

Câu P1.1: Lực có phải nguyên nhân duy trì chuyển động hay không?

Câu P1.2: Nguyên nhân nào khiến vật đang chuyển động bị dừng lại?

Câu P1.3: Tại sao khi xe dừng lại đột ngột thì người ngồi trên xe bị chúi đầu về phía

trước?

Câu K1.2: Nêu quán tính của vật là gì?

Câu K4.1: Khi xe dừng lại đột ngột thì người ngồi trên xe có hiện tượng gì ?

Câu X3.1: Em hãy suy đoán chuyển động của viên bi trên mặt phẳng ngang khi loại

trừ được lực ma sát

Câu C3.1: Tại sao xe đạp chạy được 1 quãng đường nữa sau khi ta ngừng tác dụng

lực vào bàn đạp?