Luận văn Sử dụng hệ thống bài tập vật lý chương các định luật bảo toàn vật lý lớp 10 nâng cao theo hướng phát huy tính tích cực và sáng tạo của học sinh

đồng đều, không phân loại HS 1  Chỉ ra bài tập trong sách giáo khoa 4 7 Quan điểm của GV khi ra bài tập cho HS về nhà làm  Chỉ ra bài tập trong sách bài tập 2  BT tự tạo có thể phù hợp với trình độ của HS hơn 8  Để đánh giá trình độ của HS chính xác hơn 1  Muốn đưa kiến thức thực tế, địa phương vào BT 0 Có  Thêm bài tập thí nghiệm 0  BT trong SGK và sách BT đã đủ 2  Phải mất nhiều thời gian 1  Có nhiều BT hay trong các tài liệu tham khảo 0 8 Tạo ra BT cho HS làm Không Yếu tố khác 0  Sẽ nhớ được các công thức lâu hơn 3  Hiểu sâu hơn các kiến thức trong bài học 6  Vận dụng được các kiến thức đã học 2 9 Phỏng đoán của GV về sự ham thích làm BTVL Thích  Phục vụ tốt cho kiểm tra và thi cử 5 Yếu tố khác 1  Phải nhớ nhiều kiến thức, công thức vật lý 3  Bị hạn chế về khả năng toán học 5  Không phân tích được các hiện tượng vật lý 2  Bị hổng kiến thức vật lý 4 Không thích  Yếu tố khác 0 PHỤ LỤC 3 CÁC ĐỀ KIỂM TRA SỬ DỤNG TRONG ĐỢT THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ĐỀ KIỂM TRA - Lần 1 Môn: Vật Lý Lớp 10 nâng cao - Thời gian: 10 phút ----- & ----- Một khẩu pháo có khối lượng 2500 kg đang nằm yên, chứa một viên đạn có khối lượng m = 10 kg. Khẩu pháo nhả đạn bay lên theo hướng nghiêng một góc 45o so với phương nằm ngang, vận tốc của viên đạn là 200 m/s (so với mặt đất). Xác định vận tốc giật lùi của pháo theo phương nằm ngang, bỏ qua ma sát. ĐỀ KIỂM TRA - Lần 2 Môn: Vật Lý Lớp 10 nâng cao - Thời gian: 10 phút ----- & ----- Một vật có khối lượng m = 3 kg được đặt ở một vị trí trong trọng trường và có thế năng tại vị trí đó bằng Wt1 = 500 J. Thả tự do cho vật rơi tới mặt đất, tại đó thế năng của vật bằng Wt2 = - 900 J a. Hỏi vật đã rơi từ độ cao nào so với mặt đất ? b. Hãy xác định vị trí của vật ứng với mức không của thế năng đã chọn. ĐỀ KIỂM TRA - Lần 3 Môn: Vật Lý Lớp 10 nâng cao - Thời gian: 45 phút ----- & ----- Câu 1: Dựa vào đồ thị ở (Hình 1) là đồ thị biểu diễn độ lớn của lực đàn hồi vào độ biến dạng của lò xo. Biết công của lực đàn hồi làm lò xo dãn ra một khoảng xo = 3 cm có giá trị bằng 0,09 J. Hãy xác định độ lớn của lực đàn hồi Fo và độ cứng K của lò xo Câu 2: Một máy bay có vận tốc v đối với mặt đất bắn ra phía trước một viên đạn có khối lượng m và vận tốc v đối với máy bay. Để tính động năng của đạn đối với mặt đất, có một học sinh lập luận như sau: Khi chưa bắn đạn cùng chuyển động với máy bay nên có động năng 2 2 mv , khi bắn ra đạn có thêm động năng 2 2 mv nên nó có động năng 2mv so với mặt đất. Lập luận này có đúng không ? Kết quả đúng là gì ? Câu 3: Hai người có khối lượng lần lượt là m1 = 2m, m2 = m, cùng thả mình xuống ở đỉnh một cầu trượt có độ cao 8 m so với mặt nước của một công viên nước. Hảy xác định vận tốc chạm nước của hai người đó và nhận xét về giá trị của các vận tốc tìm được. 0 xo Fo F(N) x(cm) Hình 1 M Câu 4: Cho một quả bóng bàn rơi thẳng đứng xuống nền gạch. Làm thế nào để xác định được công cản của không khí đối với quả bóng này ? PHỤ LỤC 4 Giáo án Bài 31: ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG Mục tiêu kiến thức - Hiểu và lấy được ví dụ minh họa hệ kín - Hiểu, sử dụng được công thức tính động lượng và đơn vị của nó - Hiểu, sử dụng được định luật bảo toàn động lượng cho hệ hai vật. Mục tiêu kĩ năng và phát triển tư duy - Suy luận được định luật bảo toàn động lượng từ việc tính toán các các KQ thí nghiệm và kiến thức cũ đã biết - Vận dụng định luật để giải toán, giải thích hiện tượng. - Kĩ năng làm việc theo nhóm, kỹ năng trình bày - Kĩ năng quan sát, phân tích hiện tượng, nhận biết về hệ kín. Chuẩn bị của GV - Hệ thống bài tập - Chuẩn bị bộ dụng cụ thí nghiệm (SGK) - Phần mềm thí nghiệm ảo Chuẩn bị của HS - Xem lại khái niệm gia tốc, định luật II, III Niu-tơn - Giải bài tập 1 - trang 75 - SGK VL 10 nâng cao PPDH - Diễn giảng kết hợp với đàm thoại và làm việc theo nhóm Phương tiện DH - Thí nghiệm đơn giản - Thí nghiệm mô phỏng - Máy vi tính, máy chiếu Projector Kiểm tra – Mở bài * Kiểm tra: Đầu chương, không kiểm tra * Mở bài:(1’) - Giới thiệu sơ lược về chương “ Các định luật bảo toàn” - Sử dụng bài tập BB-16 (thuộc hệ thống bài tập) GV đặt vấn đề trước HS: Ngoài cách áp dụng các định luật Niu-tơn (pp động lực học) mà các em đã biết thì có cách nào để giải bài tập trên hay không ?  Bài mới TG Hoạt động của GV Hoạt động của HS Lưu Bảng Khẳng định: các ĐL Bài 31: ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG V 5’ 2’ BT chỉ đúng với hệ kín. Hướng dẫn HS tìm hiểu hệ kín . - Các khái niệm hệ vật, nội lực, ngoại lực - Xác định hệ vật, n. lực, ng.lực trong 3 ví dụ: . BT mở đầu . Xe lăn trên máng . Viên đạn nổ Nhận xét, ghi bảng Hệ vật được coi gần đúng là hệ kín: (SGK tr.144) (chuyển tiếp) Thông báo một số hiểu biết chung về các định luật bảo toàn (Bài tập định hướng) Hai vật m1, m2 tương tác với nhau, chúng đều thay đổi vận tốc: 1v , 2v và ' 1v  , '2v  là vận tốc hai vật - Nhắc lại các k.niệm - Xác định n.lực, ng.lực (Hệ kín gần đúng) 1. Hệ kín (hệ cô lập) - Một hệ vật được gọi là hệ kín: chỉ có những nội lực mà không có tác dụng của những ngoại lực (hoặc các ng.lực triệt tiêu nhau: xem ch.đ ngang, đều, không ma sát) . - Một hệ vật được xem là một hệ gần kín: . Fnội >> Fngoại (hệ Trái đất –Mặt trăng) . Thời gian xảy ra tương tác ngắn (đạn nổ) 2. Các định luật bảo toàn: (chừa chỗ về nhà chép ) ĐS ? V V 15’ 10’ trước và sau va chạm. Có thể tìm mối liên hệ giữa các vận tốc này hay k ? Gợi ý: (thảo luận từng đôi một) . Vận tốc thay đổi nghĩa là có gia tốc . Hãy suy nghĩ về lực tương tác và mối liên hệ giữa lực và gia tốc Dựa vào KQ làm việc cá nhân, cùng cả lớp thảo luận, dẫn dắt từ các biểu thức (1) (2) (3) (4) (5) đến (6), đồng thời ghi bảng. Đại lượng được xác (trao dổi nhóm, sau đó làm việc cá nhân) 3. Định luật bảo toàn động lượng a) Tương tác của hai vật trong hệ kín Bài toán: 2 vật m1, m2 va chạm nhau. Tìm mối liên hệ giữa các đại lượng của các vật với chuyển động của chúng: ' 2 2 2 v va t     (1) ' 1 1 1 v va t     (2) 12 2 2F = m a   (3) 21 1 1F m a   (4) 12 21F F    (5) 2 2 1 1m a m a    ' 2 2 2 v vm t     ' 1 1 1 v vm t      ' ' 2 2 2 2 1 1 1 1m v m v m v m v      (6) b/ Động lượng: (viết định nghĩa) -Động lượng là đại lượng V 5’ định bằng tích số mv trong đẳng thức (6) được gọi là động lượng của vật chuyển động Vậy, động lượng là gì ? Chính xác hóa định nghĩa và bổ sung, ghi bảng: - Động lượng là đại lượng vectơ, cùng hướng với v Làm bài tập 3 (tập dượt) (Bài tập tính toán, khám phá để chuyển tiếp) Từ (6), hãy chuyển tất cả các đại lượng của một vật sang một vế (thay kí hiệu p ), các em có phát hiện gì về động lượng của hai vật và hệ ? (Trao đổi, chính xác hóa định luật, biểu thức, ghi bảng) Trao đổi, phát biểu định nghĩa Giải bài tập Tổng động lượng của các vật trong một hệ kín trước và sau tương tác là bằng nhau. vectơ, cùng hướng với v -Kí hiệu động lượng là p p mv  (7) - Đơn vị: kg m/s - Ý nghĩa VL: Động lượng trưng cho khả năng truyền chuyển động giữa các vật khi va chạm. c) Định luật bảo toàn động lượng Từ (6) và (7)  ' ' 1 2 1 2p p p p      Với hệ kín gồm n vật 1 2 ... np p p     p ' ' '1 2 ... np p p      'p Định luật: Vectơ tổng động lượng của hệ kín được bảo toàn. 'p p  Chú ý: ? ? V 5’ 2’ ( Lưu ý) - Khi hình chiếu của ngoại lực lên một phương nào đó triệt tiêu thì động lượng của hệ sẽ bảo toàn trên phương đó. (Lấy ví dụ, ghi bảng) - Định luật BTĐL có ý nghĩa tổng quát hơn các định luật Newton. (Giới thiệu bài toán động cơ phản lực) Giải nhanh lại bài toán mở đầu Củng cố bài Sử dụng thí nghiệm ảo giới thiệu bài thí nghiệm đinh luật BTĐL Giao nhiệm vụ về nhà - Dặn học các kiến thức cơ bản (hệ kín, khái niệm động lượng, định luật BTĐL - Làm bài tập SBT 4.7 và làm thêm SBT 4.8 - Bài tập quan sát chuyển động của thuyền khi nhảy từ thuyền lên bờ, giải thích -Tính lại bảng 1 của thí nghiệm định luật BTĐL (các tích ' ' 1 1 2 2 1 1 2 2, , ,m v m v m v m v ) - Giải BT - Khi hình chiếu của ngoại lực lên một phương nào đó triệt tiêu thì động lượng của hệ sẽ bảo toàn trên phương đó. Ví dụ: 2 hòn bi chuyển động không ma sát, va chạm trên mặt phẳng ngang, động lượng của hệ sẽ bảo toàn trên phương ngang. - Định luật BTĐL tổng quát hơn các ĐL Newton. Δ V ? để nghiệm lại biểu thức ở dưới bảng đó.) PHỤ LỤC 5 Giáo án Bài 32: CHUYỂN ĐỘNG BẰNG PHẢN LỰC BÀI TẬP VỀ ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG Mục tiêu Kiến thức - Hiểu đúng thuật ngữ chuyển động bằng phản lực trong bài này từ nội dung của định luật bảo toàn động lượng. - Phân biệt hoạt động của động cơ máy bay phản lực và tên lửa vũ trụ - Phân biệt chuyển động phản lực và những chuyển động cơ học khác Mục tiêu kĩ năng và ph. triển tư duy - Biết vận dụng ĐLBTĐL để giải một số bài toán, giải thích hiện tượng có liên quan đến định luật. - Thực hiện được qui trình giải bài toán ĐLBT. - Kĩ năng làm việc theo nhóm, kỹ năng trình bày - Kĩ năng quan sát, phân tích hiện tượng. Chuẩn bị của GV - Hệ thống bài tập Chuẩn bị của HS - (đã dặn trước) Ôn lại các kiến thức về động lượng đã học ở bài 31 - Q.sát chuyển động của thuyền khi người nhảy lên bờ PPDH - Diễn giảng kết hợp với đàm thoại và làm việc theo nhóm Kiểm tra – Mở bài * Kiểm tra: (5’) - Lý thuyết: Thế nào là hệ kín ? Cho ví dụ. Phát biểu và viết biểu thức của định luật bảo toàn động lượng cho trường hợp hệ gồm 2 vật. + Bài tập vận dụng: Bài tập 1 - SGK - tr. 153 Hướng dẫn: Hệ hai xe lăn có được xem là hệ kín hay không và “kín” như thế nào? Chiều dương được chọn là chiều nào ? *Mở bài: (Kiểm tra sự chuẩn bị ở nhà như đã dăn ở bài trước để nêu tình huống cho bài học) Yêu cầu HS giải thích chuyển động của thuyền khi người nhảy từ thuyền lên bờ TG Hoạt động của GV Hoạt động của HS Lưu Bảng 5’ (Hướng dẫn HS đưa ra nguyên tắc chuyển (trao đổi với thầy để vào bài) 8’ động bằng phản lực) - Đi trên thuyền nhỏ đứng yên, thuyền lùi lại - Sự giật lùi của súng Đây là nguyên tắc của ch. động phản lực. Hãy thử phát biểu nguyên tắc của ch.đ bằng phản lực. Cho ví dụ một số chuyển động phản lực mà em biết, giải thích. (về động cơ phản lực) C2 Đọc đoạn b (tên lửa). Nguyên tắc chuyển động của tên lửa và máy bay phản lực có gì giống nhau và khác nhau chỗ nào? - Kể chuyện Xionkopski và tên lửa vũ trụ, du hành vũ trụ . (Chia lớp thành 3 nhóm nghiên cứu 3 bài tập của mục 3. Yêu cầu: xác định các bước để Bài 32: CHUYỂN ĐỘNG BẰNG PHẢN LỰC – BÀI TẬP VỀ ĐLBTĐL 1. Nguyên tắc chuyển động bằng phản lực - Hệ cô lập, đứng yên - Một phần của hệ cđ theo một hướng, phần còn lại sẽ ch.đ ngược lại. 2. Động cơ phản lực.Tên lửa a) Động cơ phản lực (máy bay): Nguyên tắc: Hút và nén không khí, đốt với nhiên liệu-khí cháy phụt ra sau, máy bay tiến về trước. b) Tên lửa : Nguyên tắc: Nhiên liệu trong tên lửa bị đốt cháy phụt ra sau, tên lửa chuyển động về phía trước.Tên lửa chuyển động không cần không khí. ĐS ? 20’ 5’ 2’ giải bài tập của nhóm mình) (Đại diện các nhóm lên bảng viết các bước giải bài toán của nhóm mình) (Khám phá) (Sau khi chỉnh sửa các bước của từng nhóm, cho HS khám phá) Bước nào trong các bài giải là quan trọng nhất, tại sao? Củng cố bài (Cho HS giải bài 3 (tr.153) theo đúng qui trình) Giao nhiệm vụ về nhà - Xem và giải lại các bài tập trong mục 3 theo qui trình giải bài toán ĐLBTĐL. - Trả lời các câu hỏi 1, 2, 3 và làm bài tập 2(tr.153) - Tự tạo thí nghiệm đơn giản về chuyển động bằng phản lực với một quả bóng bay. Cho (Trao đổi khám phá: xác định hệ có kín không và kín như thế nào) 3. Bài tập về ĐLBTĐL: (SGK) Qui trình giải bài tập 1.Đọc kỉ đầu bài, viết tóm tắt 2.Hệ gồm những vật nào, có kín không, kín như thế nào 3.Viết biểu thức ĐLBTĐL cho hệ vật trong hệ kín đã xác định (theo phương ngang, phương thẳng..các vectơ động lượng phải nằm theo hướng của hệ kín) 4. Giải, tìm ẩn số 5. Biện luận (nếu cần) hoặc giải tiếp với điều kiện mới. ? chuyển động, quan sát và mô tả lại. - Ôn lại kiến thức về công đã học ở lớp 8 và tính công của lực làm cho vật chuyển động đều, đi được quãng đương s trong cả 2 trường hợp a và b ở hình dưới đây PHỤ LỤC 6 Giáo án Bài 33: CÔNG VÀ CÔNG SUẤT Mục tiêu kiến thức - Hiểu khái niệm công và sử dụng được biểu thức công trong trường hợp tổng quát - Phân biệt công và công cản trong trường hợp cụ thể - Hiểu, vận dung khái niệm công suất, hiệu suất trong kĩ thuật Mục tiêu kĩ năng và ph. triển tư duy - Giải được các bài tập có liên quan đến công và công suất, hiệu suất (cơ học) - Giải thích được ứng dụng công suất trong hộp số của động cơ ô tô xe máy. Và bộ phận “đề” của xe đạp Chuẩn bị của GV - Hệ thống bài tập - Bộ “đề” của xe đạp - Các File hình: hộp số, chiếc máy cày Chuẩn bị của HS - (đã dặn trước) Ôn lại khái niệm công và công suất ở THCS - Q.sát các hiện tượng thực tế có liên quan đến công và công suất PPDH - Diễn giảng kết hợp với đàm thoại và làm việc theo nhóm Phương tiện DH - Máy vi tính, máy chiếu Projector - File hình ảnh , bộ “đề” của xe đạp F F a/ b/ Kiểm tra – Mở bài * Kiểm tra:( 5’) + Lý thuyết: Phát biểu và viết biểu thức của định luật bảo toàn động lượng cho trường hợp hệ gồm 2 vật. + Bài tập vận dụng: Một khẩu súng trường có khối lượng 4,3 kg bắn ra một viên đạn có khối lượng 30 g. Đạn bay ra khỏi nòng súng với vận tốc 700m/s. Hỏi mỗi khi bắn, khẩu súng giật lùi với tốc độ bằng bao nhiêu nếu: a. Súng treo nằm ngang, bắn bằng bộ phận điều khiển tự động. b. Súng do một chiến sĩ bắn, được ghì chặt vào vai. Khối lượng chiến sĩ này là 65 kg. Hướng dẫn: Cần xét hệ cơ học trong mỗi trường hợp: có những vật nào, có kín không và kín như thế nào? Nếu là hệ kín thì sử dụng qui luật nào để giải bài này? *Mở bài: (Kiểm tra sự chuẩn bị ở nhà như đã dặn ở bài trước để nêu tình huống cho bài học) Vẽ hình lên bảng, yêu cầu HS tính công của lực làm cho vật chuyển động đều, đi được quãng đương s trong cả 2 trường hợp.. (Trường hợp b sẽ là tình huống vào bài) TG Hoạt động của GV Hoạt động của HS Lưu Bảng 5’ 5’ (Hướng dẫn HS đưa ra định nghĩa về công trong hai trường hợp a và b) Khi muốn kéo một vật nặng, khi kéo co, người ta phải có động tác kéo như thế nào, tại sao? (BT quan sát thực tế) (Vẽ hình -Khám phá) Giải quyết tình huống mở dầu Bài 33: CÔNG VÀ CÔNG SUẤT 1. Công a) Định nghĩa - F s (a) → A Fs - F s (b)→ cosA Fs  (về nhà chép đ/n) F F a/ b/ F o α ? ? (*) 5’ 5’ Kéo một vật như hình vẽ. Tưởng tượng lực F lần lượt quay (ngược chiều kim đồng hồ). Các nhóm hãy tìm kiếm: - Công của lực F biến đổi như thế nào? - Ghi ra những trường hợp đặc biệt đối với góc α và phát biểu tổng quát. - Công phát động và công cản - (C3 sau đó C2) - Luyện tập nhanh BT 1 trang 159 (trắc nghiệm) Trong giờ lao động, hai .  0 .  = π/2 A = 0 .  > π/2 A < 0 (trao dổi nhóm, sau đó làm việc cá nhân) b) Công phát động và công cản - Từ (*)  Công là đại lượng vô hướng, có thể dương, âm hay bằng 0, cụ thể: . cos > 0, 2      A > 0 (Lực F thực hiện công phát động) . cos < 0 , 2         A < 0 (Lực F thực hiện công cản) . cos = 0, 2      A = 0 (Lực F không thực hiện công) Ví dụ: (Ghi Kết quả C3 từ HS ) c) Đơn vị công Hệ SI : jun (J) ? ? 6’ 5’ HS được giao nhiệm vụ: mỗi em di chuyên 20 viên gạch từ cổng trường vào vườn trường. Một HS chuyển từng viên gạch vào, HS kia mỗi lần di chuyển 2 viên. - Công thực bởi 2 HS đó như thế nào? - HS nào làm việc hiệu quả hơn ? - (thảo luận từng đôi một) - (Chuyển sang công suất) - (Phân tích → tốc độ thực hiện công→ đ/n công suất) Hãy xem bảng 1 (trang 156), Mỗi em tìm một đối tượng trong đó và giảng nghĩa bằng k/n công. (Giảng AP t  → .P F v   và ý nghĩa) 2. Công suất a/ Định nghĩa: (Về nhà chép đ/n) AP t  (**) b/ Đơn vị: Hệ SI: Oát (W) → 1W=1J/1s 1kW = 1000W 1MW = 1000kW= 106 W Chú ý: - kW.h (đơn vị công – điện) 1kW.h = 3,6.106 J - Mã lực (đơn vị công suất máy) 1 mã lực = 736 W c) Biểu thức khác của công suất Từ (**): Nếu lực F không đổi ? ĐS 2’ 5’ 2’ (Hướng dẫn HS thử giải thích bằng ngôn ngữ thông thường về bộ “đề” xe đạp hoặc tác dụng của “số” trong xe máy) (Tiếp tục trao đổi để chuyển sang Hiệu suất) (Giảng, ghi bảng) Củng cố bài (Hướng dẫn cả lớp làm bài tập vận dụng ở mục 4. Gọi 2 HS khá lên bảng cùng làm) (Chỉnh sửa để HS ghi vào tập) Giao nhiệm vụ về nhà - Bài tập 2,3,4 (tr.159) - Bài 4 (tr.159) tự do. Nếu ai làm thì trả lời thêm câu hỏi: Tại sao trong bài yêu cầu tính công suất trung bình ?) P     A Fs Fv t t (***)  t là hữu hạn  Ptb  t <<  P (tức thời) Từ (***)  Nếu P = const thì 1F v - Ứng dụng: Hộp số trong động cơ các loại ô tô, xe máy,... 3. Hiệu suất A là công toàn phần 'A là công có ích Hiệu suất của máy là : H 'A= A < 1 4. Bài tập vận dụng Nhiệm vụ về nhà V V V - Bài tập 4.17 và 4.18 - SBT - tr.49 - Bài tập quan sát: Tùy điều kiện, yêu cầu quan sát 2 loại búa của thợ rèn; Quan sát đóng cừ khi xây nhà…để chuẩn bị cho bài 34. PHỤ LỤC 7 HỆ THỐNG BÀI TẬP CHO BÀI 33 CÔNG VÀ CÔNG SUẤT  Nhóm bài tập định lượng (N1): - N1-L1:  C2-33,C3-33: luyện tập ngay tại lớp  BC2-33, BC3-33: Có thể luyện tập ngay tại lớp hoặc ở nhà (nếu trên lớp thiếu thời gian)  Bài tập vận dụng (trang 158-SGK)  BB1 - 33: Có thể sử dụng để HS luyện tập nhanh tại lớp - N1-L2:  BB2, BB3, BB4, BB5: Cho HS về nhà làm  Bài 4.17 và 4.18 (tr.49 – SBT). Có thể cho HS làm khi củng cố bài hoặc cho HS về nhà làm (nếu thiếu thời gian) - N1-L3:  T1-33: Hãy xem bảng 1 (trang 156), mỗi em tìm một đối tượng trong đó và giảng nghĩa bằng k/n công.  Nhóm bài tập định tính (N2): - N2-L1:  T1-33: Kéo một vật như hình vẽ. Tưởng tượng lực F lần lượt quay F o α (ngược chiều kim đồng hồ). Các nhóm hãy tìm kiếm: - Công của lực F biến đổi như thế nào? - Ghi ra những trường hợp đặc biệt đối với góc α và phát biểu tổng quát.  T2-33: Lực khác không mà điểm đặt dịch chuyển ắt phải sinh công không âm thì dương. Bạn hãy tìm một ví dụ cho chứng tỏ rằng điều bạn An nói là sai ? - N2-L2:  C1 - 33: có thể sử dụng khi định nghĩa về công  C2 - 33, C3 - 33: Sử dụng khi học phần 1.b công phát động và công cản  T1-33: Trong giờ lao động, hai HS được giao nhiệm vụ: mỗi em di chuyên 20 viên gạch từ cổng trường vào vườn trường. Một HS chuyển từng viên gạch vào, HS kia mỗi lần di chuyển 2 viên. a. Công thực bởi 2 HS đó như thế nào? b. HS nào làm việc hiệu quả hơn ?  Nhóm bài tập thí nghiệm (N3): - N3-L2: T1-33: Khi muốn kéo một vật nặng, khi kéo co, người ta phải có động tác kéo như thế nào, tại sao?  Nhóm bài tập nghịch lí và ngụy biện (N4):  T1-33: Bạn Tùng nói với bạn Tuấn rằng: Khi một vật chuyển động thẳng đều, công của hợp lực là khác không vì vật luôn chuyển động, độ dời của vật luôn khác 0. Theo em thì điều bạn Tùng đã nói trên là đúng hay sai ? Vì sao ? PHỤ LỤC 8 Giáo án Bài 34: ĐỘNG NĂNG – ĐỊNH LÍ ĐỘNG NĂNG Mục tiêu kiến thức - Hiểu bản chất của động năng, phân biệt với công - Hiểu được mối quan hệ giữa công và động năng qua định lí động năng. Mục tiêu k năng và ph. triển tư duy, thái độ Vận dụng được khái niệm động năng và định lí động năng để giải thích các hiện tượng về cơ năng và giải toán. Chuẩn bị của GV - Hệ thống bài tập - File hình ảnh, phần mềm thí nghiệm mô phỏng Chuẩn bị của HS - Làm bài tập quan sát đã cho ở bài trước - Tích cực hoạt động trong lớp. PPDH - Diễn giảng kết hợp với đàm thoại và làm việc theo nhóm - Khám phá Phương tiện DH - Máy vi tính, máy chiếu Projector - File hình ảnh và Thí nghiệm mô phỏng - Dụng cụ thí nghiệm đơn giản: máng, quả cầu, khúc gỗ. Kiểm tra – Mở bài * Kiểm tra bài cũ: (5’) - Công là gì? Một người kéo một chiếc xe ba gác trên đường, có những lực nào thực hiện công, đó là những công gì? - Giải bài tập 5 - tr.159 - SGK * Mở bài: (Cho HS tự nguyện trình bày kết quả quan sát ở nhà: 2 loại búa thợ rèn và đóng cọc) TG Hoạt động của GV Hoạt động của HS Lưu Bảng 5’ 20’ * Trao đổi về 2 ví dụ: - Thợ rèn dùng búa lớn khi nào, búa nhỏ khi nào? - Đóng cọc: cây lớn thực hiện công lớn, tại sao? * (Hướng dẫn đọc SGK đi đến định nghĩa động năng) - Khả năng sinh công (A) của vật và m, v của vật ? - Năng lượng của vật chuyển động: Động năng * (Ghi bảng) Luyện tập nhanh (câu hỏi 1, trang 163) Bài 34: ĐỘNG NĂNG – ĐỊNH LÍ ĐỘNG NĂNG 1. Động năng a) Định nghĩa : (SGK) - Biểu thức 21 2đ W mv (J) - Nhận xét Wđ vô hướng và phụ thuộc hệ qui chiếu b/ Ví dụ: (SGK) 2. Định lí động năng: Bài toán: ĐS V ? (-Câu hỏi C2 - Đọc ví dụ b ) (Nhắc lại các ví dụ trên → Mối quan hệ giữa công và đ.năng để chuyển v/đ) (Vẽ hình, viết tóm tắt bài toán, PP đàm thoại để giải toán. Một HS lên bảng giải, HS khác giải trên giấy nháp): Chúng ta sẽ tìm xem lực này sinh công bao nhiêu. Trước hết, ta cần những kiến thức nào cho mục đích này? Ta sẽ dùng những công thức nào để tìm mối liên hệ giữa công của lực với chuyển động của vật? - Hãy tìm biểu thức liên hệ giữa công của lực làm cho vật chuyển dời trên đoạn đường s và có vần tốc đầu, cuối là v1 và v2 ? - Em có nhận xét gì về (Ghi tóm tắt bài toán và vẽ hình theo) - Mối liên hệ ,v a  ,s - Công - ĐL 2 Newton v22 - v12 = 2as A= F.s và Fa m  A= F.s  2 22 1 2 v v s a  Fa m  2 2 2 1( ) 2 ma v vA a  2 2 2 1 2 2 mv mvA   F → vật (kl: m) → ch.đ. nh.d.đ với gia tốc a, độ dời s. Tìm công của lực trên đoạn s để vật có vân tốc đầu và cuối là v1 và v2? - Công của lực F thực hiện trên độ dời s 12A = F.s (1) F = ma (2) 2 2 2 1v - vs= 2a (3) Từ (1), (2) và (3)  2 2 2 1 12 v - vA = ma 2a 2 2 2 1 12 mv mvA = - 2 2 (4) hay 2 1d d A W W  (5) ĐS V 1 2 F  F   1v 2 v s ? ? 8’ 2’ kết quả vừa biến đổi? Hãy phát biểu thành lời biểu thức cuối cùng này. (-Giới thiệu định lí đ.n - Sửa bài làm trên bảng - Yêu cầu về nhà chép định lí đ.năng) Một vật đang chuyển động đều có Wđ1, tác dụng lực F làm vật chuyển động nhanh lên, công của lực này ? Động năng của vật biến đổi? Nếu vật chuyển động chậm lại?... (C3 và câu hỏi 2 tr.163) Luyện tập (Hướng dẫn HS giải BT v.dụng mục 3) - GV tóm tắt nội dung BT lên bảng - Yêu cầu đóng SGK lại, nêu định hướng giải BT - Chia lớp thành 4 nhóm: 2 nhóm dùng ĐL II Niu-tơn và CT cđ thẳng biến đổi đều, 2 nhóm áp dụng định lí A = W2 – W1 * Định lí: (SGK) * Nhận xét: - Động năng của vật: khả năng sinh công của vật - Nếu A > 0  động năng của vật tăng (tích lũy năng lượng) - Nếu A < 0  động năng của vật giảm (tiêu hao năng lượng) 3. Bài tập vận dụng Tóm tắt: Máy bay m = 5.103 kg; v0 = 0 ; v = 60 m/s, S = 530 m Fc = 0,02 P Fk = ? (Xem SGK) Giao nhiệm vụ về nhà - Năng lượng, động năng ? V ? 5’ động năng - SS kết quả giữa các nhóm với nhau, nhận xét và dùng PP đ.l đ.n Củng cố bài (- Giải lại bài tập được đặt ra ở phần mở đầu - Sử dụng câu hỏi 3 và 4 tr.163-SGK cho các nhóm làm song song ) và công có gì giống nhau, khác nhau - BT: 1,3,5,6 (tr.163) - BT 2 (tr. 163): tập trình bày - Bài tập quan sát: Búa máy đóng cọc. Công của cái gì và từ đâu có để làm cho cọc lún xuống đất? - Cách tính công của lực biến đổi (SGK-tr156) PHỤ LỤC 9 HỆ THỐNG BÀI TẬP CHO BÀI 34 ĐỘNG NĂNG – ĐỊNH LÍ ĐỘNG NĂNG  Nhóm bài tập định lượng (N1): - N1-L1:  Bài tập ví dụ (tr.161)  BC1-34: Tập dượt nhanh sau khi có khái niệm động năng  BB1-34: Làm ở nhà hoặc tập dượt nhanh sau khi nói về tính tương đối của đ.năng - N1-L2:  Bài tập dẫn đến định lí động năng (tr. 161): Hướng dẫn HS làm (nghiên cứu tài liệu mới)  Bài tập vận dụng (mục 3-tr.162): Củng cố, làm tại lớp, có hướng dẫn  BB4, BB5, BB6 - 34: Các bài này vừa sức HS ở mức độ loại khá. Cần khai thác thêm các bài tập tổng hợp khó hơn ở SBT cho HS giỏi  Nhóm bài tập định tính (N2): - N2-L1:  C2 -34: Trao đổi nhóm ngay sau khi có khái niệm về tính tương đối của động năng  C3 -34: Trao đổi nhóm ngay sau khi có định lí động năng  BC2-34: Dùng để ngay sau khi có khái niệm động năng (nhóm)  BC3-34: Dùng để củng cố bài. Nếu thiếu thời gian thì để lại cho buổi ôn tập chương  BB2-34: Có thể dùng để mở đầu (2 cách giải) hoặc cho về nhà (cũng yêu cầu giải bằng 2 cách), yêu cầu HS trình bày lập luận của mình. Ba bài này có tác dụng phát triển tư duy rất hay: lập luận, so sánh, giả định điều kiện bài toán…Không nên không dùng chúng.  BC4-34: Dùng ngay sau khi có định lí động năng  T1-34: Một vật đang chuyển động đều có Wđ1, tác dụng lực F làm vật chuyển động nhanh lên, công của lực này ? Động năng của vật biến đổi? Nếu vật chuyển động chậm lại? (sử dụng ngay sau khi đã thiết lập được biểu thức liên hệ giữa công và độ biến thiên động năng của vật)  Nhóm bài tập thí nghiệm (N3): -N3 –L3:  Bài tập quan sát: Búa máy đóng cọc. Công của cái gì và từ đâu có để làm cho cọc lún xuống đất ? (BT này được dùng để mở đầu cho bài 35 tiếp theo)  Nhóm bài tập thí nghiệm (N4):  T1 - 34: Một người ngồi trên toa tàu đang chuyển động với vận tốc v1 thì ném một hòn đá về phía trước (theo hướng chuyển động của tàu) với vận tốc v2. Để tính động năng của viên sỏi so với mặt đất, một bạn học sinh đã lập luận như sau: Do ở trên tàu, viên sỏi có động năng 2212 mv so với tàu. Vậy động năng của nó là: 2 21 21 12 2mv mv . Một bạn học sinh khác lập luận rằng: Vận tốc của viên sỏi so với đất là 1 2v v nên động năng của viên sỏi là 21 21 ( )2 m v v . Tức là 2 2 1 2 1 2 1 1 2 2 mv mv mv v  . Hãy giải thích về sự mâu thuẫn giữa hai kết quả trên.  T2 - 34: Một máy bay có vận tốc v đối với mặt đất bắn ra phía trước một viên đạn có khối lượng m và vận tốc v đối với máy bay. Để tính động năng của đạn đối với mặt đất, có một học sinh lập luận như sau: Khi chưa bắn đạn cùng chuyển động với máy bay nên có động năng 2 2 mv , khi bắn ra đạn có thêm động năng 2 2 mv nên nó có động năng 2mv so với mặt đất. Lập luận này có đúng không ? Kết quả đúng là gì ? Hai bài tập này có thề sử dụng ngay sau khi học xong phần động năng PHỤ LỤC 10 Giáo án Bài 35: THẾ NĂNG - THẾ NĂNG TRỌNG TRƯỜNG Mục tiêu kiến thức - Nắm vững cách tính công do trọng lực thực hiện khi vật dịch chuyển, từ đó suy ra biểu thức của thế năng trọng trường. - Nắm vững mối quan hệ: công của trọng lực bằng độ giảm của thế năng 1 212 t t A W W  - Biết được thế năng trong cơ học là dạng năng lượng của một vật chỉ phụ thuộc vị trí tương đối giữa vật với Trái Đất, hoặc phụ thuộc độ biến dạng của vật so với trạng thái chưa biến dạng ban đầu. Từ đó phân biệt hai dạng năng lượng động năng và thế năng, hiểu rõ rằng thế năng luôn gắn với tác dụng của lực thế. Mục tiêu kĩ năng và ph. triển tư duy - Vận dụng được công thức xác định thế năng, trong đó phân biệt: + Công của trọng lực luôn làm giảm thế năng. Khi thế năng tăng tức là trọng lực đã thực hiện một công âm, bằng và ngược dấu với công dương của ngoại lực. + Thế năng tại mỗi vị trí có thế có giá trị khác nhau tùy theo cách chọn gốc tọa độ. Từ đó nắm vững tính tương đối của thế năng và biết chọn mức không của thế năng cho phù hợp trong việc giải các bài toán có liên quan đến thế năng. Chuẩn bị của GV - Hệ thống bài tập - File hình ảnh (đập thủy điện hòa bình) - Một số viên bi có khối lượng khác nhau và một cục đất sét (thủ công) Chuẩn bị của HS - Ôn lại các kiến thức về phép phân tích lực đã học ở bài 13. - 4 nhóm HS: mỗi nhóm chuẩn bị 2 viên bi có khối lượng khác nhau, một cục đất sét (thủ công). PPDH - Diễn giảng kết hợp với đàm thoại và làm việc theo nhóm Phương tiện DH - Máy vi tính, máy chiếu Projector, các file hình ảnh - Một số viên bi có khối lượng khác nhau và một cục đất sét (thủ công) Kiểm tra – Mở bài * Kiểm tra: + Lý thuyết: Động năng là gì ? Phát biểu định lí về động năng- Biểu thức, đơn vị + Bài tập vận dụng: bài tập 6 - tr.163 SGK Hướng dẫn: Quãng đường xe đi được từ khi hãm phanh đến khi dừng lại ? Công của lực cản bằng độ biến thiên động năng, công bằng tích của lực và quãng đường đi *Mở bài: (Kiểm tra sự chuẩn bị ở nhà như đã dặn ở bài trước để nêu tình huống cho bài học) Bài tập quan sát: Búa máy đóng cọc. Công của cái gì và từ đâu có để làm cho cọc lún xuống đất? TG Hoạt động của GV Hoạt động của HS Lưu Bảng 5’ 11’ (Hướng dẫn HS tìm hiểu khái niệm thế năng) Sử dụng - Bài tập q.sát (mở bài) Thả rơi các viên bi và q.sát độ lún sâu; q.sát c. đ của viên đạn và độ giãn của dây thun ở “nạn thun”. Đọc Ví dụ 1, 2 (tr. 164), trả lời câu hỏi sau: - Thế năng ?, nó  vào ? Chính xác hóa và ghi bảng Bài tập khám phá (công của trọng lực): bài tập N1-L2- T1-35 Hướng dẫn: (- Xác định lực tác dụng vào vật thực hiện công - SS công của trọng lực th. hiện được trong 2TH)  có kết luận gì về công của trọng lực và hình Giải quyết tình huống mở bài (TN, trao đổi kết quả TN) (Trao đổi nhóm sau đó làm việc cá nhân) Bài 35: THẾ NĂNG - THẾ NĂNG TRỌNG TRƯỜNG 1. Khái niệm thế năng - Thế năng là một dạng năng lượng +  vị trí tương đối của vật so với mặt đất + hoặc  độ biến dạng của vật so với trạng thái chưa biến dạng. 2. Công của trọng lực ? V ? ĐS Δ Δ 15’ dạng của đường đi ? kết luận trên còn đúng với hình dạng cđ bất kỳ hay không?  chuyển đến bài tập ở phần 2 (Vẽ hình, viết tóm tắt bài toán, PP đàm thoại để định hướng hoạt động giải toán). Chia lớp thành 4 nhóm, trả lời các câu hỏi sau: - Vì sao ta phải chia đường cong BC thành những đoạn s nhỏ ? - công nguyên tố A và công toàn phần ABC được xác định như thế nào ? - Có nhận xét gì về công của trọng lực và hình dạng của đường đi, vị trí đầu và cuối ? (Chính xác hóa trả lời của các nhóm, ghi bảng) tW mgz : được gọi là thế năng trọng (Trao đổi nhóm,sau đó đại diện nhóm trả lời và các nhóm nhận xét lẫn nhau ) ( chừa chỗ về nhà vẽ hình) Công của trọng lực làm vật di chuyển từ B đến C ABC = A = ( )B CP z P Z Z   ABC = mg( zB - zC ) (1) * Nhận xét: - Công của trọng lực +  hình dạng đường đi +  vị trí điểm đầu - cuối. 3. Thế năng trọng trường V ? ? ? ĐS trường Từ (1) hãy suy ra biểu thức liên hệ giữa công và thế năng ? phát biểu đ/n công của t.lực (Nhận xét, ghi bảng) Bài tập đồ thị : (chia lớp thành 3 nhóm) Yêu cầu HS đóng sách lại, chiếu ( hình 35.4 a- b-c ) lên bảng và yêu cầu nhận xét về giá trị của công và thế năng ứng với mỗi đồ thị Bài tập nghiên cứu tài liệu mới: yêu cầu HS đọc SGK và trả lời các câu hỏi sau: - Tại sao thế năng có tính tương đối ? - Thế năng trọng trường có phải là thế năng hấp dẫn hay không ? Vì sao ? - Đơn vị của thế năng là gì ?  Lực thế ? thế năng ? (Dựa vào kết quả làm việc cá nhân, GV bổ sung và chính xác hóa, đồng thời ghi bảng) ( Trao đổi nhóm, đại diện nhóm trả lời) Từ (1)   BC B CA mgz mgz Thế năng trọng trường: tW mgz  1 212 t t A W W  - (chừa chỗ về nhà ghi đ/n công của trọng lực) - tW :  việc chọn gốc tọa độ (gốc thế năng) - tW chỉ là trường hợp riêng của thế năng hấp dẫn - [ tW ] : (J) V ? ? ? ĐS V 2’ 5’ 2’ Trả lời câu C2 Bài tập N2-L2-T1-35 ( Cho HS xem hình ảnh đập thủy điện Hòa Bình) Củng cố bài Chia lớp thành 4 nhóm, mỗi nhóm làm một câu trong BT 3-tr167 - BT1-tr.167 Giao nhiệm vụ về nhà - Bài tập 1 (tr.167) và BT 5 (tr 168) SGK, bài tập 4.37 (tr.52) SBT. - Bài tập quan sát: Bắn cung, bắn “nạn thun” Công của cái gì và từ đâu có để làm cho tên (đạn) bay đi? - Ôn lại nội dung của định luật Hooke đã học ở bài 19 4. Lực Thế - Thế năng - Lực thế là lực mà công do nó thực hiện  vào hình dạng của đường đi mà  vào vị trí điểm đầu và điểm cuối - (chừa chỗ về nhà ghi đ/n th.năng) . PHỤ LỤC 11 HỆ THỐNG BÀI TẬP CHO BÀI 35 THẾ NĂNG - THẾ NĂNG TRỌNG TRƯỜNG  Nhóm bài tập định lượng N1: ? V ? - N1-L1:  BB - 35: Có thể sử dụng trong giai đoạn nghiên cứu tài liệu mới (chứng minh công của trọng lực không phụ thuộc vào hình dạng của đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí đầu và cuối) - N1-L2:  T1-35: Dưới tác dụng của trọng lực, một vật có khối lượng m trượt không ma sát từ trạng thái nghỉ trên một mặt phẳng nghiêng có chiều dài BC = 2m và độ cao BD = 1m như hình 1.Hãy so sánh công do trọng lực thực hiện khi vật di chuyển từ B đến C và từ B đến D  BB4 - 35, BB5 - 35: Cho HS về nhà làm - N1-L3:  T1-35: Giải thích đồ thị hình 35.4, trang 165 (SGK) (Bài tập này cho HS thực hiện tại lớp)  Bài 4.36, 4.37 (tr.52 - SBT). Dùng cho HS khá giỏi. - N1-L4:  BB3- 35: Có thể sử dụng ngay sau khi xây dựng được biểu thức liên hệ giữa công của trọng lực và thế năng của vật hoặc dùng để cũng cố bài học hoặc cho HS về nhà làm (nếu không có thời gian).  T1- 35: Khi bắn cung, bắn “nạn thun” Công của cái gì và từ đâu có để làm cho tên (đạn) bay đi ? (bài này được sử dụng khi hình thành k.niệm thế năng hay để mở đầu cho bài giảng 36 tiếp theo)  Nhóm bài tập định tính (N2): - N2-L1:  C1-35, C2-35: dùng để luyện tập tại lớp  T1-35: Vì sao ta phải chia đường cong BC thành những đoạn s nhỏ ?  T2-35: Làm thế nào để xác định được công toàn phần ABC ? (Hai bài T1-35 và T2-35 này được dùng ngay khi tính công của trọng lực )  T3-35: Vì sao thế năng trọng trường có tính tương đối?  T4-35: Thế năng trọng trường có phải là thế năng hấp dẫn hay không? Vì sao ? (Hai bài T3-35 và T4-35 này được sử dụng để HS tìm hiểu về Wt )  T5-35: Một vật có khối lượng m nằm ở ngay trên miệng một cái giếng có chiều sâu là h. Chọn đáy giếng làm gốc thế năng, hỏi thế năng trọng trường trong trường hợp nào lớn hơn : m B h D  l Hình 1 a. Giếng không có nước b. Giếng chứa đầy nước ( Bài tập này sử dụng khi nghiên cứu về tính tương đối của thế năng) - N2-L2:  T1-35: Hãy tìm trong thực tế một số ứng dụng hiểu biết của con người về thế năng ?  Nhóm bài tập thí nghiệm (N3): -N3 –L3:  T1-35: Thả rơi các viên bi có khối lượng khác nhau và quan sát độ lún sâu của các viên bi đó vào cục đất sét. Cho biết công của cái gì và từ đâu có làm cho các viên bi lún sâu hay cạn khác nhau? (BT này có thể được dùng để cho HS về nhà làm sau khi học xong bài 34 và sẽ nhắc lại để mở đầu cho bài 35 tiếp theo hoặc khi hình thành khái niệm thế năng ) PHỤ LỤC 12 Giáo án Bài 36: THẾ NĂNG ĐÀN HỒI Mục tiêu kiến thức - Nắm được khái niệm thế năng đàn hồi như là một năng lượng dự trữ để sinh công của vật khi biến dạng. - Nắm vững mối liên hệ: công của lực đàn hồi bằng độ giảm thế năng đàn hồi. - Hiểu bản chất của thế năng đàn hồi là do tương tác lực đàn hồi (lực thế) giữa các phần tử của vật biến dạng đàn hồi Mục tiêu kĩ năng và ph. triển tư duy - Biết cách tính công do lực đàn hồi thực hiện khi vật biến dạng, từ đó suy ra công thức của thế năng đàn hồi - Biết áp dụng phương pháp đồ thị để tính công của lực đàn hồi - Giải thích được khả năng sinh công của vật biến dạng đàn hồi trong một số trường hợp cụ thể trong thực tế ( cung - tên, nhảy sào,...) Chuẩn bị của GV - Hệ thống bài tập, cái “nạn thun” Chuẩn bị của HS - Ôn lại các kiến thức về định luật Hooke đã học ở bài 19 và cách tính công ở bài 33. PPDH - Diễn giảng kết hợp với đàm thoại và làm việc theo nhóm Phương tiện DH - Cái “nạn tun”, hai cái lò xo có độ cứng khác nhau và một số quả nặng Kiểm tra – Mở bài * Kiểm tra: (5’) + Lý thuyết: Thế năng ? Viết biểu thức của thế năng trọng trường và cho biết mối liên hệ giữa công của trọng lực và thế năng của vật + Bài tập vận dụng: Một vật có khối lượng m = 1 kg được thả rơi tự do từ độ cao 4m so với mặt đất. Hãy xác định công của trọng lực thực hiện khi vật cách mặt đất 1m. *Mở bài: (Kiểm tra sự chuẩn bị ở nhà như đã dăn ở bài trước để nêu tình huống cho bài học) Bài tập quan sát: Khi bắn “cung”, bắn “nạn thun”, công của cái gì và từ đâu có để làm cho tên (đạn) bay đi ? TG Hoạt động của GV Hoạt động của HS Lưu Bảng 5’ 20’ (Hướng dẫn HS tìm hiểu về thế năng đàn hồi, công của lực đàn hồi) Sử dụng - Bài tập quan sát (mở bài) BT nghiên cứu tài liệu mới ( với con lắc lò xo nằm ngang) : Tính công do lực đàn hồi thực hiện làm quả cầu gắn với đầu lò xo di chuyển từ vị trí x1 đến vị trí x2 ? (Vẽ hình 36.1 – giới thiệu nội dung ) Gợi ý : thực hiện cách tính công tương tự như cách tính công của trọng Giải quyết tình huống mở bài Trao đổi nhóm, sau đó đại diện nhóm lên trình bày kết quả) Bài 35: THẾ NĂNG ĐÀN HỒI 1. Công của lực đàn hồi ( chừa chỗ về nhà vẽ hình 36.2) ? V 8’ lực ở bài 35 (-Biểu thức: Fđh = ?A =? - Lực Fđh thay đổi theo x, làm thế nào để xác định A? - chia nhỏ x  n x để Fđh không thay đổi. + công nguyên tố x ? + công toàn phần A12 ? + Có suy nghỉ gì về A12 và SBCDE, SOBE, SOCD ?) (dựa vào đồ thị hình 36.2) (Chính xác hóa kết quả làm việc của các nhóm, bổ sung và ghi bảng) Tại sao lực đàn hồi là lực thế ? C2 Wđh = 2 2 kx : là thế năng đàn hồi của lò xo - Từ (3)  Biểu thức liên hệ giữa công của lực đàn hồi và Wđh ? Phát biểu - Tại sao Wđh có tính tương đối ? - Đơn vị của Wđh ? (Dựa vào kết quả làm việc cá nhân, GV bổ - Lực đàn hồi Fđh = - kx (1) - Công nguyên tố: .dhA F x k x      (2) - Công toàn phần : 12 BCDEA A S     OCD OBES S    2 2 1 1 2 2 kx x kx x      hay 2 2 1 2 12 2 2 kx kxA   (3) - Lực đàn hồi là lực thế 2. Thế năng đàn hồi - Thế năng đàn hồi: ? ? ? ĐS V V 5’ 2’ sung và chính xác hóa, ghi bảng ) Củng cố bài Làm BT đồ thị N1- L3-T1- 36 và BB1-36 Giao nhiệm vụ về nhà - Bài tập 1,2 (tr.171) và bài 4.39 (tr.52) SBT. - Bài tập: Khi con lắc dao động nó có thể thực hiện công, nhưng làm sao biết nó thực hiện công? - Ôn lại kiến thức động năng và thế năng Wđh = 2 2 kx - Công của lực đàn hồi bằng độ giảm thế năng đàn hồi 1 212 dh dh A W W  - [Wđh] : (J) - Thế năng đàn hồi có tính tương đối (phụ thuộc cách chọn gốc tọa độ) PHỤ LỤC 13 HỆ THỐNG BÀI TẬP CHO BÀI 36 THẾ NĂNG ĐÀN HỒI  Nhóm bài tập định lượng (N1): - N1-L1: V  T3-36: Một lò xo được đặt nằm ngang, đầu bên trái của nó được giữ chặt. Khối lượng lò xo không đáng kể và lúc đầu lò xo không biến dạng. Tác dụng một lực kéo vào đầu bên phải làm cho lò xo dãn một đoạn 2,5 cm. a. Tìm thế năng đàn hồi của lò xo tại vị trí lò xo dãn ra 2,5 cm, biết độ cứng của lò xo bằng 1 000 N/m b. Nếu thế năng đàn hồi tăng lên tới giá trị 0,55 J thì độ dãn của lò xo bằng bao nhiêu? c. Tính công của lực đàn hồi trong biến dạng của lò xo ứng với hai vị trí nêu trên. Ngoại lực đã thực hiện công như thế nào? (Bài tập này có thể dùng để củng cố hay luyện tập ở nhà) - N1-L2:  BB1: Dùng để củng cố bài  T1-36: Tính công do lực đàn hồi thực hiện làm quả cầu gắn với đầu lò xo di chuyển từ vị trí x1 đến vị trí x2 . Sử dụng trong quá trình nghiên cứu (công của lực đàn hồi - thế năng)  T2-36: Một lò xo có độ cứng k = 100 N/m treo thẳng đứng. Đầu dưới móc vào một vật nặng m = 1 kg, đầu trên treo vào một điểm cố định. Lấy g = 10 m/s2. Xãy xác định thế năng của hệ khi vật m cách vị trí cân bằng một đọan 2 cm phương thẳng đứng hướng xuống dưới. Chọn gốc thế năng tại vị trí cân bằng (về nhà làm)  T3-36: Một lò xo có chiều dài 1 31l cm khi treo vật có khối lượng m1 = 100 g và có chiều dài 2 32l cm khi treo vật có khối lượng m2 = 200 g. Tính công cần thiết để kéo lò xo dãn ra từ 3 35l cm đến 4 40l cm . Lấy g = 10 m/s2 ( Bài này cho HS về nhà làm)  T4-36: Hai lò xo có độ cứng k1 = 20 N/m, k2 = 60 N/m nối với nhau theo phương thẳng đứng. Đầu trên của hệ được giữ cố định, đầu dưới treo một vật có khối lượng 150 g như hình 36.7. Bỏ qua khối lượng của mỗi lò xo a. Tìm độ biến dạng của mỗi lò xo tại vị trí cân bằng O b. Kéo vật lệch khỏi vị trí cân bằng xuống dưới một đoạn x = 2 cm. Tính thế năng của hệ tại vị trí này. Chọn mức không của thế năng tại O (Bài này dành cho HS khá-Giỏi về nhà làm) - N1-L3: k1 k2 Hình 36.7  T1-36: Theo đồ thị (hình 36.2) thì công toàn phần A12 của lò xo được xác định như thế nào ? Nó có liên quan gì với diện tích của hình tam giác và hình bình hành ? (Có thể thực hiện bài tập này tại lớp khi tính công của lực đàn hồi) - N1-L4:  T1-36: Một khẩu súng đồ chơi có một lò xo dài 10 cm, lúc bị nén chỉ còn dài 4 cm thì có thể bắn thẳng đứng một viên đạn có khối lượng 30 g lên cao 6 m. Tìm độ cứng của lò xo. (Cho HS về nhà làm)  Nhóm bài tập định tính (N2) - N2-L1:  C2-36: Có thể sử dụng khi củng cố (nếu có thời gian hoặc cho HS về nhà làm)  T1 -36: Thế năng đàn hồi luôn có giá trị dương, nhưng thế năng trọng trường có thể dương hoặc âm. Hãy giải thích tại sao ? - N2-L2:  T1-36: Hãy tìm trong thực tế một số ứng dụng hiểu biết của con người về thế năng đàn hồi ? PHỤ LỤC 14 Giáo án Bài 37: ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG Mục tiêu kiến thức Định luật BTCN và các trường hợp vận dụng. Mục tiêu kĩ năng và ph.triển tư duy Vận dụng định luật bảo toàn cơ năng để giải thích hiện tượng và bài tập về năng lượng cơ Chuẩn bị của GV - Hệ thống bài tập - Dụng cụ thí nghiệm con lắc đơn, con lắc lò xo Chuẩn bị của HS - Ôn lại các khái niệm: động năng, thế năng, hệ kín - Các bài tâp quan sát thực tế PPDH - Diễn giảng kết hợp với đàm thoại và làm việc theo nhóm - PPDH khám phá, làm việc nhóm Phương tiện DH - Dụng cụ thí nghiệm con lắc đơn, con lắc lò xo Kiểm tra – Mở bài * Kiểm tra bài cũ: (5’) - Viết biểu thức của thế năng đàn hồi và biểu thức tính công của lực đàn hồi thực hiện trong biến dạng của lò xo. - Tại sao thí nghiệm tính công của lực đàn hồi, người ta đặt lò xo nằm ngang? - Làm bài tập 1 (câu a và b) - Trang 171 - SGK * Mở bài: (Trở lại thí nghiệm con lắc lò xo – dùng hình vẽ) Khi con lắc dao động nó có thể thực hiện công, nhưng làm sao biết nó thực hiện công ? (Yêu cầu HS chỉ ra cách phát hiện, hướng dẫn HS (tưởng tượng) đặt vật cản tại một vị trí bất kì và tại điểm x max để chỉ ra động năng và thế năng→ Giới thiệu sự biến đổi qua lại giữa chúng. TG Hoạt động của GV Hoạt động của HS Lưu Bảng 10’ Δ Cho con lắc đơn dao động, giới thiệu động năng và thế năng của nó. Yêu cầu HS đọc phần mở đầu, sau đó mô tả lại sự chuyển hóa giữa hai loại năng lượng này (trên thí nghiệm). (Vẽ hình 37.2 – giới thiệu nội dung ) - Hãy viết các biểu thức các loại năng lượng của vật tại 2 điểm, cho nhận xét? (ghi bảng) - Ta xem xem sự thay đổi này liên quan thế nào - Trọng lực thực hiện Bài 37: ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG 1. Thiết lập định luật a) Trường trọng hợp lực - Vật m rơi Qua A và B, độ cao z1, z2, vận tốc v1,v2 - Năng lượng vủa vật . Tại A: Wt1 , Wđ1 . Tại B: Wt2 , Wđ2 - Công của lực trọng trường 2 v z  1v z1 z2 o A B Δ V V ĐS V Wt Wđ 8’ công làm vật rơi xuống. Công đó được tính như thế nào? (Ghi bảng, biến đổi) – Các em có nhận xét gì từ (4) ? - Đây là một định luật về năng lượng của vật rơi trong trường trọng lực. (Thầy vẽ đồ thị 37.3 lên bảng-HS Khám phá ) Hãy nghiên cứu đồ thị 37.3 và giải thích. (Vẽ hình 37.4 a -Nhắc lại thí nghiệm con lắc lò xo) Hãy đọc đoạn b, giải thích biểu thức 37.4. (khám phá) Tại sao trong thí nghiệm này, người ta dùng con lắc lò xo ngang 2 2 2 1 12 2 2 mv mvA   (1) hoặc 12 1 2A mgz mgz  (2) - Từ (1) và (2) ta suy ra 2 2 1 2 1 22 2   mv mvmgz mgz (3) → 1 1 2 2d t d tW W W W   (4) Cơ năng Cơ năng tại A tại B * Định luật bảo toàn cơ năng: (SGK) b) Trường hợp lực đàn hồi (Hình vẽ) W = Wđ + Wđh = 2 2 2 2 mv kx = hs -Vị trí biên (xmax phải) Wđ = 0, Wđh cực đại -Vị trí cân bằng Wđ cực đại , Wđh = 0 -Vị trí biên (xmax trái) Wđ = 0, Wđh cực đại ? V V ? V ? 2’ 5’ mà không dùng con lắc lò xo treo? Cả 2 trường hợp trên, các lực đều có đặc điểm chung là lực thế (công thực hiện không phụ thuộc đường đi). Có thể nói: cơ năng của vật chịu tác dụng của lực thế được bảo toàn. C2 (Trao đổi chuyển tiếp) - Còn lực nào khác tác dụng lên con lắc đơn khi dao động ? - Thực tế, lò xo (hình) có dao động mãi mãi được không? Vì sao? Lực ma sát (không phải lực thế) cản trở chuyển động làm chuyển động mất dần → cơ năng không còn bảo toàn . - Khi đó độ biến thiên cơ năng của vật được xác định như thế nào ? c) Trường hợp lực thế bất kỳ Định luật bảo toàn cơ năng dạng tổng quát : Cơ năng của một vật chỉ chịu tác dụng của những lực thế luôn được bảo toàn 2. Biến thiên cơ năng. Công của lực không phải lực thế - Vật chịu tác dụng của ? V V V V 10’ (Bài tập 1, tr. 177) (Chia lớp thành 2 bộ phận, đọc SGK bài giải vận dung) Yêu cầu: Làm việc cá nhân, lần lượt đại diện lên giải, từng bộ phận cho nhận xét và giải thích nhận xét đó (Về nhà giải lại cẩn thận vào tập) Củng cố bài lực không phải lực thế → cơ năng của vật không bảo toàn. - Ví dụ: Vật rơi từ 1 đến 2 A12 (lực k. thế) = W2 - W1 (Xem CM trong SGK) - KL : Khi vật chịu tác dụng của lực k.thế, cơ năng không bảo toàn. Công của lực này bằng độ biến thiên cơ năng của vật. 3. Bài tập vận dụng Bài 1: Bài 2 H  C A  T P  l h B C D h ? ? ĐS V 3’ 2’ Luyện tập: Một HS có khối lượng m trượt theo cầu trượt nước. (công viên nước). Đỉnh cầu trượt có độ cao h (m) so với mặt nước. Vận tốc chạm nước của người đó bằng bao nhiêu ? (ma sát = 0). Hãy so sánh vận tốc đó với một vật cũng có khối lượng m như vậy, rơi từ độ cao h ấy. Em có nhận xét gì ? Giao nhiệm vụ về nhà - C1 - Giải thích đồ thị hình 37.4 b (tr.173) - Câu hỏi 2 và 3 (tr. 177) - Dặn học các kiến thức cơ bản : ĐLBT cơ năng (trong trường trọng lực, lực đàn hồi, trường lực thế bất kỳ), cơ năng của vật khi lực tác dụng không phải là lực thế. - Bài 2,3,4 (tr. 177) - Ôn lại các k. niệm : hệ kín, động lượng, động năng -Cho thêm bài 4.50, 4.51 (tr.54,55 – SBT) PHỤ LỤC 15 HỆ THỐNG BÀI TẬP CHO BÀI 37 ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG  Nhóm bài tập định lượng N1: - N1-L1:  C1-37: Có thể luyện tập ngay tại lớp hoặc ở nhà (nếu trên lớp thiếu giờ)  Bài tập vận dụng 1 và 2 (trang 175 và 176) - N1-L2:  BB2, BB3, BB4: (Thực ra các bài tập này cũng ở mức độ tập dợt ĐLBTCN song trong đó có một số vấn dề cần nhớ lại kiến thức cũ và một ít suy luận, nên có thể dể chúng ở loại này)  Bài 4.50, 4.51 (tr.54,55 – SBT).  Bài 4.58 (tr.56 – SBT). Dùng cho HS khá giỏi.  T1-37: Một HS có khối lượng m trượt theo cầu trượt nước. (công viên nước). Đỉnh cầu trượt có độ cao h (m) so với mặt nước. Vận tốc chạm nước của người đó bằng bao nhiêu ? (ma sát = 0). Hãy so sánh vận tốc đó với một vật cũng có khối lượng m như vậy, rơi từ độ cao h ấy. Em có nhận xét gì ? (dùng để củng cố) - N1-L3:  T1-37: Giải thích đồ thị hình 37.3, trang 172 (SGK)  T2-37: Giải thích đồ thị hình 37.4 b, trang 173 (SGK) Nếu có thời gian thì thực hiện tại lớp. Nếu không, cho HS về nhà làm.  Nhóm bài tập định tính (N2): - N2-L1:  C2-37  T1-37: Trong thí nghiệm con lắc lào xo, tại sao người ta phải dùng con lắc dao động ngang mà không dùng con lắc treo?  T2-37: Một vật được ném thẳng dứng lên cao, điều gì đã làm cho vận tốc của vật giảm dần ? Sau khi đạt cực đại về độ cao, điều gì đã làm cho vận tốc của vật tăng dần khi nó rơi xuống ? ( Sử dụng khi tìm hiểu Wđ Wt ) - N2-L2:  T1-37: Hãy tìm trong thực tế, những hệ nào có thể xem gần đúng áp dụng được ĐLBTCN ?  Nhóm bài tập thí nghiệm (N3): - N3-L2:  SBT-4.68 - 35  T1-37: Dùng một lò xo mềm (bằng nhựa cho trẻ em chơi). Treo một đầu lên cao sao cho nó giãn ra hết nhưng vẫn còn cách mặt đất một khoảng. Cho nó dao động. Quan sát, đếm xem được bao nhiêu chu kì và giải thích tại sao đến một lúc nào đó nó dừng lại.  T2-37: Cho một quả bóng bàn rơi thẳng đứng xuống nền gạch. Làm sao xác định được công cản của không khí đối với quả bóng này?