SKKN tích hợp câu hỏi có nội dung thực tế trong dạy học chương động lực học chất điểm chương trình vật lí lớp 10

Điều kiện cân bằng của một chất điểm Lực là đại lượng vectơ đặc trưng cho tác dụng của vật này lên vật khác mà kết quả là gây ra gia tốc cho vật hoặc làm cho vật biến dạng.. Hai lực câ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

ĐỀ TÀI: TÍCH HỢP CÂU HỎI CÓ NỘI DUNG THỰC TẾ TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT

ĐIỂM CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÝ LỚP 10

Quảng Bình, tháng 01 năm 2019

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

ĐỀ TÀI: TÍCH HỢP CÂU HỎI CÓ NỘI DUNG THỰC TẾ TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT

ĐIỂM CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÝ LỚP 10

Họ và tên: Mai Thị Mơ Chức vụ: Giáo viên Đơn vị công tác: Trường THPT Đào Duy Từ

Quảng Bình, tháng 01 năm 2019

MỤC LỤC

1 Phần mở đầu Trang 2 1.1 Lí do chọn đề tài Trang 2 1.2 Phạm vi áp dụng của đề tài Trang 3

2 Nội dung nghiên cứu Trang 3 2.1 Thực trạng nghiên cứu Trang 3 2.2 Các giải pháp Trang 3

2.2.1 Tóm tắt lý thuyết Trang 3 2.2.2 Giải pháp cụ thể Trang 7 2.2.3 Ví dụ minh họa Trang 7 2.2.4 Hiệu quả Trang 16

3 Phần kết luận Trang 16

3.1 Ý nghĩa của đề tài Trang 16 3.2 Kiến nghị, đề xuất Trang 17 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trang 18

1 PHẦN MỞ ĐẦU

1.1 Lí do chọn đề tài

Môn Vật lý trung học phổ thông là một môn học có thể nói là khó học, khó hiểu

với nhiều học sinh nên học sinh không yêu thích Nhưng Vật Lý lại có vai trò rất quan trọng trong việc hình thành và phát triển tư duy của học sinh trong học tập, trong đời sống thực tiễn và khoa học kĩ thuật Một trong những nhiệm vụ quan trọng của người giáo viên là phải làm thế nào để học sinh say mê và yêu thích môn học của mình Muốn thế chúng ta phải làm thế nào để học sinh hiểu được mục đích,

ý nghĩa và sự cần thiết của môn học, biết cách vận dụng những kiến thức của môn

học vào đời sống

Vật lý học không phải chỉ là những phương trình và những con số, các bài toán như trong toán học Vật lý giúp chúng ta giải thích những điều đang xảy ra trong thế giới xung quanh chúng ta Học vật lý chúng ta có thể góp phần vào sự tiến bộ

của khoa học và công nghệ

Tôi thấy hiện nay nhiều học sinh chưa xác định đúng mục đích học tập, học sinh coi mục đích của việc học tập chỉ là có kiến thức để đi thi đại học Vì vậy những học sinh thi tổ hợp tự nhiên thì chỉ quan tâm đến việc giải bài tập vật lý Học sinh không thi tổ hơp tự nhiên thì đa số không có hứng thú gì với môn vật lý, thờ ơ, không chú ý, học chỉ mang tính chất đối phó sao cho đủ điểm mà chưa thấy được tầm quan trọng của môn học đối với cuộc sống hàng ngày của mình Khi dạy học tôi rất coi trọng việc xây dựng cho học sinh lòng say mê yêu thích môn học bằng cách đưa các nội dung thực tế vào trong quá trình giảng dạy của mình Chương trình vật lý phần nào cũng liên quan đến các nội dung thực tế, tôi chỉ chọn một

chương của vật lý lớp 10 để viết Đây là lí do tôi chọn đề tài “Tích hợp câu hỏi có

nội dung thực tế trong dạy học chương Động lực học chất điểm chương trình vật lý lớp 10”

2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

2.1 Thực trạng của vấn đề nghiên cứu

Từ thực tế dạy môn Vật lý ở lớp 10 năm nào điểm cũng rất thấp Năm học 2018-

2019 khảo sát chất lượng đầu năm của lớp10 ĐTB môn lý đạt 2,61 điểm Bản thân tôi năm nay dạy 4 lớp 10 (10D2, 10D3, 10D4, 10D7) các lớp 10D các e học tự chọn nâng cao các môn Toán, Văn, Anh đa số các em rất yếu môn lý, khi đã yếu

các em lại càng lười học, bởi học các em cũng khó hiểu

Trong quá trình giảng dạy tôi nhận thấy phần động lực học học sinh thường thấy khó không nắm được lý thuyết không giải được bài tập Trước thực trạng đó tôi nhận thấy đưa thực tế cuộc sống vào mỗi bài dạy nhằm kích thích hứng thú của các

em, giúp các em nắm vững hiện tượng vật lý, kiến thức cơ bản trong sách giáo khoa như vậy sẽ giúp học sinh đạt kết quả tốt hơn

2.2 Các giải pháp

2.2.1 Tóm tắt lý thuyết

Bài 9 Tổng hợp và phân tích lực Điều kiện cân bằng của một chất điểm

Lực là đại lượng vectơ đặc trưng cho tác dụng của vật này lên vật khác mà

kết quả là gây ra gia tốc cho vật hoặc làm cho vật biến dạng

Hai lực cân bằng là hai lực cùng tác dụng lên một vật, cùng giá, cùng độ lớn

và ngược chiều

Tổng hợp lực là thay thế các lực tác dụng đồng thời vào một vật bằng một

lực có tác dụng giống hệt như các lực ấy

Điều kiện cân bằng của chất điểm: Muốn cho một chất điểm đứng cân

bằng thì hợp lực của các lực tác dụng lên nó phải bằng không

0

2 1

Phân tích lực là thay thế một lực bằng hai hay nhiều lực có tác dụng giống

hệt như lực ấy

Phép tổng hợp hai lực đồng quy hay phân tích một lực thành hai lực thành

phần đồng quy phải tuân theo quy tắc hình bình hành

Bài 10 Ba định luật Niu-tơn

Định luật I: 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

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

hướng và độ lớn

Định luật II: Gia tốc của một vật cùng hướng với lực tác dụng lên vật Độ

lớn của gia tốc tỉ lệ thuận với độ lớn của lực và tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật

a F hay F ma

m

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

Định luật III: 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 cùng giá, cùng độ lớn nhưng ngược chiều

F BA = −F AB

Bài 11: Lực hấp dẫn Định luật vạn vật hấp dẫn

Lực hấp dẫn: là lực hút giữa mọi vật với nhau trong vũ trụ

Đặc điểm: + Điểm đặt: Ở chất điểm đang xét

+ Phương: trùng đường thẳng nối hai chất điểm

+ Chiều: biểu diễn lực hút

+ Độ lớn: hd 12 2

r

mmG

Định luật vạn vật hấp dẫn: Lực hấp đẫn giữa hai chất điểm bất kỳ tỉ lệ

thuận với tích hai khối lượng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng

Trọng lực: là lực hút của trái đất tác dụng lên một vật

Đặc điểm: + Điểm đặt: Ở trọng tâm của vật

+ Phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống

+ Độ lớn: P = mg; g: gia tốc rơi tự do

Bài 12 Lực đàn hồi lò xo Định luật Húc

Lực đàn hồi lò xo: xuất hiện ở cả hai đầu lò xo và tác dụng vào các vật làm

nó biến dạng

Đặc điểm: + Điểm đặt: Ở vật nhận tác dụng của lực đàn hồi

+ Hướng: Ngược với hướng của ngoại lực gây biến dạng

+ Độ lớn: Fđh = k l; l = l – l0: độ biến dạng của lò xo

Đi ̣nh luâ ̣t Húc: Trong giới hạn đàn hồi, độ lớn của lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ

thuận với độ biến dạng của lò xo

Bài 13 Lực ma sát

Lực ma sát trượt: xuất hiện ở mặt tiếp xúc khi một vật trượt trên mặt vật

khác Độ lớn ma sát trượt không phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc và tốc độ của vật,

tỉ lệ với độ lớn của áp lực, phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng của hai mặt tiếp xúc

Đặc điểm: + Điểm đặt: Ở vật nhận tác dụng của lực ma sát

+ Phương tiếp tuyến với mặt tiếp xúc

+ Chiều: ngược chiều chuyển động tương đối của vật

 =

Lực ma sát nghỉ: xuất hiện khi một vật nằm yên trên bề mặt vật khác

Lực ma sát nghỉ có chiều ngược với chiều của lực tác dụng, phương song song với mặt tiếp xúc, có độ lớn bằng độ lớn của lực tác dụng

Lực ma sát nghỉ cực đại xấp xỉ bằng lực ma sát trượt và có thể dùng công thức tính lực ma sát trượt để tính lực ma sát nghỉ cực đại

Lực ma sát lăn: xuất hiện khi một vật lăn trên mặt một vật khác

Lực ma sát lăn có độ lớn tỉ lệ với độ lớn của áp lực

Hệ số ma sát lăn nhỏ hơn hệ số ma sát trượt hàng chục lần

Bài 14: Lực hướng tâm

Lực (hay hợp lực của các lực) tác dụng vào một vật chuyển động tròn đều và gây ra cho vật gia tốc hướng tâm gọi là lực hướng tâm

Bài 15: Chuyển động ném ngang

Chuyển động ném ngang có thể phân tích thành hai chuyển động thành phần theo hai trục tọa độ (gốc O tại vị trí ném, trục 0x hướng theo vectơ vận tốc đầuv0, trục 0y hướng theo vectơ trọng lựcP)

Qũy đạo của chuyển động ném ngang có dạng parabol

Thời gian chuyển động bằng thời gian rơi tự do của vật được thả từ cùng độ

cao: t 2h

g

=

Các câu hỏi có nội dung thực tế có thể đưa vào phần khởi động bài học, có thể đưa vào củng cố một phần hay củng cố bài học

Trả lời: Trường hợp dùng một sợi dây kéo cây sẽ đỗ theo phương sợi dây

lực nguyên vẹn nhưng gây nguy hiểm đối với người kéo dây

Trường hợp kéo bằng hai sợi dây theo phương khác là để tạo ra một hợp lực

có tác dụng tương tự, không gây nguy hiểm đối với người kéo Để cây đổ đúng thì

áp dụng qui tắc hình bình hành Nếu hai lực đồng quy được biểu diễn về độ lớn và

về hướng bằng hai cạnh của một hình bình hành vẽ từ điểm đồng quy, thì hợp lực của chúng được biểu diễn về độ lớn và về hướng bằng đường chéo của hình bình hành đó Vậy tổng hợp hai lực sao cho đường chéo hình bình hành tạo thành trùng với điểm cây phải đổ

Sợi dây

Hướng đổ

Sợi dây Bài 10: Ba định luật Niu-tơn

Ví dụ 1: Tại sao khi ngồi trên xe đang chuyển động đột ngột dừng lại (hoặc

tăng tốc) thì ta bị ngã về phía trước (hay phía sau)?

Trả lời: Người ngồi trên xe có quán tính nghĩa là có xu hướng bảo toàn vận

tốc cả về hướng và độ lớn

Trong khi xe đang chuyển động, người ngồi trên xe cũng chuyển động cùng với xe Nhưng khi xe thay đổi trạng thái chuyển động thì chỉ có thân người tiếp xúc với xe là thay đổi chuyển động cùng với xe, phần trên của người thì chưa kịp thay đổi trạng thái chuyển động (do không tiếp xúc với xe) vẫn giữ nguyên quán tính chuyển động ban đầu Vì vậy, khi xe đột ngột dừng lại (hoặc tăng tốc) thì người sẽ

có xu hướng ngã về phía trước (hay phía sau)

Ví dụ 2: Con chó săn to khỏe và chạy nhanh (v1= 90km/h) hơn con thỏ bé nhỏ và chạy chậm (v2 = 65km/h) Tuy thế, nhiều khi con thỏ bị chó săn rượt đuổi vẫn thoát nạn nhờ vận dụng “ chiến thuật “ luôn luôn đột ngột thay đổi hướng chạy làm chó săn lỡ đà Hãy giải thích điều này?

Trả lời: Con thỏ có khối lượng nhỏ hơn chó săn nên dễ dàng thay đổi vận

tốc về hướng và độ lớn hơn Do đó, khi thỏ đột thay đổi vận tốc thì chó săn không

Cây

kịp thay đổi bị lỡ đà Mức quán tính càng nhỏ thì mức độ thay đổi chuyển động càng nhanh và ngược lại

Ví dụ 3: Sau khi đo nhiệt độ cơ thể người bằng nhiệt kế Ta thường thấy bác

sĩ vẩy mạnh chiếc nhiệt kế làm cho thuỷ ngân trong ống tụt xuống Cách làm trên dựa trên cơ sở vật lí nào? Hãy giải thích ?

Trả lời: Dựa vào quán tính , khi vẩy mạnh nhiệt kế cả ống và thuỷ ngân bên

trong cùng chuyển động Khi ống dừng lại đột ngột theo quán tính thuỷ ngân bên trong cũng muốn duy trì vận tốc cũ kết quả là thuỷ ngân sẽ tụt xuống

Ví dụ 4: Khi đạng chạy xe đạp, tại sao khi ta ngừng đạp xe vẫn chuyển động

thêm một đoạn nữa rồi mới dừng lại?

Trả lời: Quán tính là tính chất của mọi vật có xu hướng bảo toàn vận tốc cả

về hướng và độ lớn Khi ta ngừng đạp xe vẫn chuyển động do quán tính Xe dừng lại do tác dụng của lực ma sát của bánh xe với mặt đường

Ví dụ 5: Tại sao ở các sân bay người ta thường thiết kế đường băng rất dài? Trả lời: Theo định luật II niw tơn ta có thể rút ra kết luận vật có khối lượng

càng lớn thì quán tính càng lớn, máy bay có khối lượng lớn thì quán tính của nó cũng lớn Đường băng dài để máy bay đặt vận tốc lớn cần thiết để cất cánh

Ví dụ 6: Tại sao diễn viên xiếc ngồi trên yên ngựa đang phi nhanh, nhảy lên

cao, khi rơi xuống lại vẫn đúng vào yên ngựa?

Trả lời: Có người nghĩ rằng ngựa đang phi nhanh, trong thời gian sau khi

người nhảy lên, ngựa đã chạy được một đoạn, do đó người phải rơi xuống chỗ lùi lại một ít Ngựa phi càng nhanh, cự li cách chỗ cũ sau khi rơi xuống càng xa Song thực tế, trong khi ngựa đang phi nhanh, diễn viên xiếc khi rời khỏi mình ngựa, vẫn tiếp tục chuyển động theo quán tính với vận tốc ban đầu, vì vậy mà vẫn rơi đúng vào yên ngựa Nguyên nhân là do bất cứ vật nào cũng có quán tính

Ví dụ 7: Bạn cầm mỗi tay một quả trứng rồi đập quả nọ vào quả kia Nếu tay

trái để yên, dùng quả trứng ở tay phải đập vào quả trứng ở tay trái thì quả nào sẽ vỡ trước? Hay là 2 quả cùng vỡ? Nếu cả 2 quả cùng đập vào nhau, kết quả sẽ ra sao?

Trả lời: Bao giờ cũng chỉ có 1 quả bị vỡ, không có lần nào 2 quả cùng vỡ cả,

còn quả nào vỡ trước thì hoàn toàn không có quy luật nào cả: Có lúc thì quả chuyển động vỡ, có lúc thì quả đứng yên vỡ Nguyên nhân: Lực tác dụng lẫn nhau giữa hai quả trứng là như nhau (Theo định luật III Niutơn) nhưng tác dụng lên 2 quả trứng

khác nhau, do đó quả nào có vỏ bền vững hơn sẽ không vỡ

Bài 12: Lực hấp dẫn Định luật vạn vật hấp dẫn

Ví dụ: Hai bạn ngồi gần nhau có lực hấp dẫn không? Tại sao hai bạn không

bị hút vào nhau?

Trả lời: Theo định nghĩa mọi vật trong vũ trụ đều hút nhau với một lực gọi

là lực hấp dẫn Như vậy hai bạn có lực hấp dẫn nhưng lực hấp dẫn giữa hai bạn là rất nhỏ nên hai bạn ngồi gần nhau không cảm thấy hút vào nhau Ngoài ra các bạn còn chịu tác dụng của trọng lực, phản lực và lực ma sát với mặt nền… Các lực này triệt tiêu lẫn nhau nên các vật vẫn đứng yên, không bị hút lại gần nhau

Có thể cho học sinh áp dụng định lượng để thấy độ lớn của lực hấp là rất nhỏ Hai học sinh mỗi em nặng 45kg ngồi cách nhau 1m Tính lực hấp dẫn giữa hai học sinh

r

m m G

2 2

1 13 , 5 10

1

45 45 10 67 ,

=

=

Bài 13: Lực đàn hồi lò xo Định luật Húc

Ví dụ 1: Tại sao viên bi thép lại có thể nảy lên khi rơi xuống sàn lót gạch

nhưng lại nằm yên khi rơi xuống cát?

Trả lời: Lực đàn hồi xuất hiện ở bề mặt khi có lực tác dụng vào các vật làm

nó biến dạng Va chạm giữa hòn bi với sàn nhà mang đặc tính biến dạng đàn hồi

nên sinh ra lực đàn hồi và làm cho viên bi nảy lên Còn va chạm giữa viên bi và lớp cát là va chạm mềm mang đặc tính biến dạng không đàn hồi nên không có lực đàn hồi xuất hiện và viên bi không thể nảy lên được

Ví dụ 2: Một trong số những ứng dụng của lò xo là làm lực kế Tại sao khi

sử dụng lực kế chúng ta phải xem giới hạn đo và không được đo vượt quá giới hạn đó?

Trả lời: Lò xo là bộ phận chính của lực kế Mỗi lò xo đều có một giới hạn

đàn hồi nhất định, nếu treo vào lò xo một vật có khối lượng (hay tác dụng một lực) lớn hơn giới hạn cho phép thì lò xo không tự trở về hình dạng ban đầu được Vì vậy mỗi một lực kế có ghi một giá trị lớn nhất nếu vượt quá giá trị đó thì lò xo bị hỏng

Bài 14: Lực ma sát

Ví dụ 1: Tại sao đi trên đường đất trời nắng ráo dễ dàng hơn khi đi vào trời

mưa? Nếu bạn đi trên xe ôtô bị sa lầy trên quãng đường trơn trợt thì bạn có thể nêu

ý kiến gì giúp đưa xe ra khỏi chỗ lầy không? Giải thích?

Trả lời: Hệ số ma sát phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng của hai mặt tiếp

xúc, nguồn gốc lực phát động trong trường hợp trên là lực ma sát

Chúng ta đi bộ hay đi xe thì lực ma sát nghĩ với mặt đường luôn đóng vai trò

là lực phát động, giúp chúng ta chuyển động về phía trước Khi đường khô ráo hệ

số ma sát với mặt đường lớn giúp chúng ta di chuyển dễ dàng Nhưng khi trời trơn trợt, hệ số ma sát giảm đáng kể và lực ma sát sinh ra không đủ lớn để giúp phát động chuyển động của xe Do đó, muốn thoát khỏi chỗ lầy thì cần tìm cách tăng hệ

số ma sát bằng cách thay đổi bề mặt tiếp xúc, hay thay đổi vật liệu như đổ cát vào, lót ván xuống bánh xe

Ví dụ 2: Tại sao muốn cho đầu tàu hỏa kéo được nhiều toa thì đầu tàu phải

có khối lượng lớn?