Giáo án Vật lý nâng cao Chương I ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM Bài 1. CHUYỂN ĐỘNG CƠ A. MỤC TIÊU 1. Kiến thức - Hiểu được các khái niệm co bản: tính tương đối của chuyển động, chất điểm, hệ quy chiếu, 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. - Hiểu rõ là muốn nghiên cứu chuyển động của chất điểm, cần thiết là chọn một hệ quy để xác định vị chí của chất điểm và thời điểm tương ứng. - Nắm vững được cách xác định tọa độ và thời điểm tương ứng của một chất điểm trên hệ trục tọa độ. 2. Kỹ năng - Chọn hệ quy chiếu mô tả chuyển động. - Chọn mốc thời gian, xác định thời gian. - Phân biệt chuyển động cơ với chuyển động khác. B. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên - Hình vẽ chiếc đu quay trên giấy to. - Chuẩn bị tình huống sau khi cho học sinh thảo luận: Bạn của em ở quê chưa từng đến thị xã, em sẽ phải dùng những vật mốc và hệ tọa độ nào để chỉ cho bạn đến được trường thăm em? 2. Học sinh Xem lại những vấn đề đã được học ở lớp 8: Thế nào là chuyển động? Thế nào là độ dài đại số của một đoạn thẳng? 3. Gợi ý ứng dụng CNTT GV có thể chuẩn bị những đoạn video về các loại chuyển động cơ học, soạn các câu hỏi trắc nghiệm, hình vẽ mô phỏng quỹ đạo của chất điểm C. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY-HỌC Hoạt động 1 ( phút): Nhận biết chuyển động cơ, vật mốc, chất điểm, quỹ đạo, thời gian trong chuyển động. Hướng dẫn của GV Hoạt động của HS Nội dung -Yêu cầu: HS xem tranh SGK nêu câu hỏi (Kiến thức lớp 8) để học sinh trả lời. -Gợi ý: Cho HS một số chuyển động điển hình. Phân tích: Dấu hiệu của chuyển động tương đối. -Hướng dẫn: HS xem tranh SGK và nhận xét ví dụ của HS. -Hướng dẫn: HS trả lời câu hỏi C1 -Gợi ý: Trục tọa độ, điểm mốc, vị trí vật tại những thời điểm khác nhau. -Giới thiệu: Hình 1.5 -Giới thiệu cách đo thời gian, đơn vị. -Hướng dẫn cách biểu diễn, cách tính thời gian. -Xem tranh SGK, trả lời câu hỏi: *Chuyển động cơ là gì? Vật mốc? Ví dụ? *Tại sao chuyển động cơ có tính tương đối? Ví dụ? Đọc SGK phần 2. Trả lời câu hỏi: *Chất điểm là gì? Khi nào một vật được coi là chất điểm? *Quỹ đạo là gì? Ví dụ. -Trả lời câu hỏi C1. -Tìm cách mô tả vị trí của chất điểm trên quỹ đạo. -Hình vẽ -Trả lời câu hỏi C2 -Đo thời gian dùng đồng hồ như thế nào? -Cách chọn mốc (Gốc) thời gian. -Biểu diễn trên trục số. -Khai thác ý nghĩa của bảng giờ tàu SGK 1. Chuyển động cơ là gì? *Chuyển động cơ là sự dời chỗ của vật theo thời gian. - Khi vật dời chỗ thì có sự thay đổi khoảng cách giữa vật và các vật khác được coi như đứng yên. Vật đứng yên được gọi là vật mốc. - Chuyển động cơ có tính tương đối. 2. Chất điểm. Quỹ đạo của chất điểm - Trong những trường hợp kích thước của vật nhỏ so với phạm vi chuyển động của nó, ta có thể coi vật như một chất điểm - một điểm hình học và có khối lượng của vật. - Khi chuyển động, chất điểm vach một đường trong không gian gọi là quỹ đạo. 3. Xác định vị trí của một 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. 4. Xác định thời gian - Muốn xác định thời điểm xảy ra một hiện tượng nào đó, người ta chọn một gốc thời gian và tính khoảng thời gian từ gốc đến lúc đó. - Như vậy để xác định thời điểm, ta cần có một đồng hồ và chọn một gốc thời gian. Thời gian có thể được biểu diễn bằng một trục số, trên đó mốc 0 được chọn ứng với một sự kiện xảy ra. Hoạt động 2 ( phút): Hiểu hệ quy chiếu và chuyển động tịnh tiến. Hướng dẫn của GV Hoạt động của HS Nội dung Gợi ý: Vật mốc, trục tọa độ biểu diễn vị trí, trục biểu diễn thời gian. -Nêu định nghĩa của hệ quy chiếu. -Yêu cầu HS trả lời C3. -Giới thiệu tranh đu quay -Phân tích dấu hiệu của chuyển động tịnh tiến. -Yêu cầu: HS lấy ví dụ về CĐTT -Nhận xét các ví dụ. -Muốn biết sự chuyển động của chất điểm (vật) tối thiểu cần phải biết những gì? Biểu diễn chúng như thế nào? -Đọc SGK: Hệ quy chiếu? -Biểu diễn chuyển động của chất điểm trên trục Oxt? -Trả lời câu C3. -Xem tranh đu quay giáo viên mô tả. -Trả lời câu hỏi C4 -Lấy một số ví dụ khác về chuyển động tịnh tiến. 5. Hệ Quy chiếu *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. Hệ quy chiếu = Hệ tọa độ gắn với vật mốc + Đồng hồ và gốc thời gian 6. Chuyển động tịnh tiến *Tổng quát, khi vật chuyển động tịnh tiến, mọi điểm của nó có quỹ đạo giống hệt nhau, có thể chồng khít nên nhau được. Hoạt động 3 ( phút): Vận dụng củng cố. Hướng dẫn của GV Hoạt động của HS -Nêu câu hỏi. Nhận xét câu trả lời của các nhóm. -Yêu cầu: HS trình bày đáp án. -Đánh giá nhận xét kết giờ dạy. -Thảo luận nhóm trả lời các câu hỏi trắc nghiệm nội dung từ câu 1-5 (SGK). -Làm việc cá nhân giải bài tập 1,2 (SGK). -Ghi nhận kiến thức: những khái niệm cơ bản; hệ quy chiếu; chuyển động tịnh tiến. -Trình bày cách mô tả chuyển động cơ. Hoạt động 4 ( phút): Hướng dẫn về nhà. Hướng dẫn của GV Hoạt động của HS -Nêu câu hỏi và bài tập về nhà. -Yêu cầu:HS chuẩn bị bài sau. -Ghi câu hỏi và bài tập về nhà. -Những chuẩn bị bài sau. Bài 2. VẬN TỐC TRONG CHUYỂN ĐỘNG THẲNG CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU (Tiêt 1) A. MỤC TIÊU 1. Kiến thức - Hiểu rõ được các khái niện vectơ độ dời, vectơ vận tốc trung bình, vectơ vận tốc tức thời. - Hiểu được việc thay thế các vectơ trên bằng các giá trị đại số của chúng không làm mất đi đặc trưng của vectơ của chúng. - phân biệt được độ dời với quãng đường đi, vận tốc với tốc độ. 2. Kỹ năng - Phân biệt, so sánh các khái niệm. - Biểu diễn độ dời và các đại lượng vật lý vectơ. B. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên - Câu hỏi liên quan đến vectơ, biểu diễn vectơ. - Chuẩn bị câu hỏi trắc nghiệm. 2. Học sinh Xem lại những vấn đề đã được học ở lớp 8: - Thế nào là chuyển động thẳng đều? - Thế nào là vận tốc trong chuyển động đêu? - Các đặc trưng của đại lượng vectơ? 3. Gợi ý ứng dụng CNTT - Soạn câu hỏi 1-5 SGK thành câu trắc nghiệm. - Soạn câu trắc nghiệm cho phần luyện tập củng cố. - Chuẩn bị các đoạn video về chạy thi, bơi thi, đua xe C. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1 ( phút): Kiểm tra bài cũ. Sự hướng dẫn của GV Hoạt động của HS -Đặt câu hỏi cho HS. Cho HS lấy ví dụ. Nêu câu hỏi C1 -Nhớ lại khái niệm chuyển động thẳng đều, tốc độ của một vật ở lớp 8. -Trả lời câu hỏi C1 Hoạt động 2 ( phút): Tìm hiểu khái niệm độ dời. Hướng dẫn của GV Hoạt động của HS Nội dung -Yêu cầu: HS đọc SGK, trả lời câu C2. -Hướng dẫn HS vẽ hình, xác định tọa độ chất điểm. -Nêu câu hỏi C3 -Đọc SGK. -Vẽ hình biểu diễn vectơ độ dời. -Trong chuyển động thẳng : viết công thức (2.1) -Trả lời câu hỏi C2 -So sánh độ dời với quãng đường. Trả lời câu hỏi C3. 1. Độ dời a) Độ dời Xét một chất điểm chuyển động theo một quỹ đạo bất kì. Tại thời điểm t 1 , chất điểm ở vị trí M 1 . Tại thời điểm t 2 , chất điểm ở vị trí M 2 . Trong khoảng thời gian t = t 2 – t 1 , chất điểm đã dời vị trí từ điểm M 1 đến điểm M 2 . Vectơ 21 MM gọi là vectơ độ dời của chất điểm trong khoảng thời gian nói trên. b) Độ dời trong chuyển động thẳng -Trong chuyển động thẳng, véc tơ độ dời nằm trên đường thẳng quỹ đạo. Nếu chọn hệ trục tọa độ Ox trùng với đường thẳng quỹ đạo thì vectơ độ dời có phương trùng với trục ấy. Giá trị đại số của vectơ độ dới 21 MM bằng: x = x 2 – x 1 trong đó x 1 , x 2 lần lược là tọa độ của các điểm M 1 và M 2 trên trục Ox. Trong chuyển động thẳng của một chất điểm, thay cho xét vectơ độ dời M 1 M 2 , ta xét giá trị đại số x của vectơ độ dời và gọi tắt là độ dời. M 1 M 2 M 1 M 2 2) Độ dời và quãng đường đi *Như thế, nếu chất điểm chuyển động theo một chiều và lấy chiều đó làm chiếu dương của trục tọa thì độ độ dời trùng với quãng đường đi được. Hoạt động 3 ( phút): Thiết lập công thức vận tốc trung bình, vận tốc tức thới. Hướng dẫn của GV Hoạt động của HS Nội dung -Yêu cầu HS trả lời câu C4 -Khẳng định: HS vẽ hình, xác định tọa độ chất điểm. -Nêu câu hỏi C5 -Hướng dẫn vẽ và viết công thức tính vận tốc tức thời theo độ dời. -Nhấn mạnh vectơ vận tốc -Trả lời câu hỏi C4 -Thành lập công thức tính vận tốc trung bình (2.3) -Phân biệt vận tốc với tốc độ (ở lớp 8) - Trả lời câu hỏi C5, đưa ra khái niệm vận tốc tức thời. -Vẽ hình 2.4 Hiểu được ý nghĩa của vận tốc tức thời 1.Vận tốc trung bình Vectơ vận tốc trung bình v tb của chất điểm trong khoảng thời gian từ t 1 đến t 2 bằng thương số của vectơ độ dời M 1 M 2 và khoảng thời gian t = t 1 – t 2 : t MM v tb ∆ = 21 Vectơ vận tôc trung bình có phương và chiều trùng với vetơ độ dời . 21 MM Trong chuyển động thẳng, vectơ vận tôc trung bình v tb có phương trùng với đường thẳng quỹ đạo. Chọn trục tọa độ Ox trùng với đường thẳng quỹ đạo thì giá trị đại số của vectơ vận tốc trung bình bằng: t x tt xx v tb ∆ ∆ = − − = 12 12 trong đó x 1 , x 2 là tọa độ của chất điểm tại các thời điểm t 1 và t 2 . Vì đã biết phương trình của vectơ vận tốc trung bình v tb , ta chỉ cần xét giá trị đại số của nó và gọi tắt là giá trị trung bình. Vận tốc trung bình = Độ dời / Thời gian thực hiện độ dời. Đơn vị của vận tốc trung bình là m/s hay km/h. Ở lớp8, ta biết tốc độ trung bình của chuyển động được tính như sau: tốc độ trung bình = Quãng đường đi được / Khoảng thời gian đi . 3. Vận tôc tức thời Vectơ vận tốc tức thời tại thời điểm t, kí hiệu là vectơ v, là thương số của vectơ độ dời MM ‘ và khoảng thời gian t rất nhỏ (từ t đến t +t) thực hiện độ dời đó t MM v ∆ = ' (khi t rất nhỏ). Vận tốc tức thời v tại thời điểm t đặc trưng cho chiều và độ nhanh chậm của chuyển động tại thời điểm đó. Mặt khác khi t rất nhỏ thì độ lớn của độ dời bằng quãng đường đi được , ta có t s t x ∆ ∆ = ∆ ∆ (khi t rất nhỏ) tức độ lớn của vận tốc tức thời luôn luôn bằng tốc độ tức thời. Hoạt động 4 ( phút): Vận dụng, củng cố. Hướng dẫn của GV Hoạt động của HS -Yêu cầu: nêu câu hỏi. Nhận xét câu trả lời của các nhóm. -Yêu cầu: HS trình bầy đáp án. -Đánh giá, nhận xét kết quả giờ dạy. -Thảo luận nhóm trả lời các câu hỏi trắc nghiệm theo nội dung 1,2 (SGK). -Làm việc cá nhân giải bài tập 4 (SGK). -Ghi nhận kiến thức: độ dời, vận tốc trung bình, vận tốc tức thời. -So sánh quãng đường với độ dời; tốc độ với vận tốc. -Trình bày cách vẽ, biểu diễn vận tốc. Hoạt động 5 ( phút): Huớng dẫn về nhà. Hướng dẫn của GV Hoạt động của HS -Nêu câu hỏi và bài tập về nhà. -Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau. -Ghi câu hỏi và bài tập về nhà. -Những chuẩn bị cho bài sau. Bài 2. VẬN TỐC TRONG CHUYỂN ĐỘNG THẲNG CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU (Tiết 2) A. MỤC TIÊU 1. Kiến thức - Biết cách thiết lập phương trình chuyển động thẳng đều. Hiểu được phương trình chuyển động mô tả đầy đủ các đặc tính của chuyển động. - Biết cách vẽ đồ thị tọa độ theo thời gian, vận tốc theo thời gian và từ đồ thị có thể xác định được các đặc trưng động học của chuyển động. 2. Kỹ năng - Lập phương trình chuyển động. - Vẽ đồ thị. - Khai thác đồ thị. B. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên - Một ống thủy tinh dài đựng nước với bọt không khí. - Chuẩn bị thí nghiệm về chuyển động thẳng và chuyển động thẳng đều. 2. Học sinh - Các đặc trưng của đại lượng vectơ? - Giấy kẻ ô li để vẽ đồ thị. 3. Gợi ý ứng dụng CNTT - Soạn câu hỏi trắc nghiệm cho phần kiểm tra bài cũ, luyện tập củng cố. - Mô phỏng chuyển động bọt khí trong ống nước và các dạng đồ thị của chuyển động thẳng đều. C. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1 ( Phút): Kiểm tra bài cũ. Hướng dẫn của GV Hoạt động của HS Đặt câu hỏi cho HS. Cho HS lấy ví dụ. Nhớ lại khái niện của chuyển động thẳng đều, tốc độ của một vật ở lớp 8 [...]... Hoạt động của HS -Cho 1 HS đọc bài toán SGK -Đọc đề bài trong SGK -Gợi ý, đặt câu hỏi cho HS làm việc cá -Làm việc cá nhân: nhân thảo luận theo nhóm Tóm tắt các thông tin từ bài toán Tìm hiểu các kiến thức, các kĩ năng liên -Nhận xét đáp án, đưa ra các bước giải quan đến bài toán yêu cầu bài toán -Thảo luận nêu các bước giải bài toán Hoạt động 3 ( phút): Giải bài toán trình bày kết quả Hướng dẫn của... thì mọi vật đều rơi như nhau - Biết cách khảo sát chuyển động của một vật bằng các thí nghiệm có thể thực hiện được trên lớp - Hiểu được rằng gia tốc rơi tự do phụ thuộc vị trí địa lí và độ cao và khi một vật rơi ở gần mặt đất nó luôn luôn có một gia tốc bằng gia tốc rơi tự do 2 Kỹ năng - Làm thí nghiệm, quan sát thí nghiệm, tư duy logic - Thu thập và xử lí kết quả thí nghiệm B CHUẨN BỊ 1 Giáo viên... toán và lập thức tính vận tốc theo hệ quy chiếu đã bảng biến thiên chọn Yêu cầu HS trình bày kết quả dạng đồ -Lập bảng biến thiên (chú ý các vị trí thị của nhóm cắt trục tung và trục hoành); vẽ đồ thị -Gợi ý cho HS phân tích kết quả rút ra tọa độ, đồ thị vận tốc (H 7.1) kết luận -Hoạt động nhóm: căn cứ vào đồ thị, -Mô phỏng chuyển động của vật mô tả chuyển động của vật: Từ đó ném đến khi vật đến độ cao. .. trên Trái Đất và ở -Nêu câu hỏi C3 -Làm thí nghiệm với gấn mặt đất, các vật rơi tự do đều -Cho HS đọc SGK vật nặng khác.Rút ra có cùng một gia tốc g -Nhận xét các câu trả kết luận Giá trị của g thường được lấy là lời -Trả lời câu hởi C3 9,8m/s2 -Đọc phần Các phép đo chính xác cho thấy g 5SGK,xem bảng kê phụ thuộc vào vĩ độ địa lý, độ cao gia tốc trong SGK và cấu trúc địa chất nơi đo -Trả lời câu hỏi:Gia... HS Nội dung -Nêu câu hỏi -Lấy ví dụ về 1 Gia tốc trong chuyển động -Gợi ý: Các chuyển chuyển động có vận thẳng động cụ thể tốc thay đổi theo *Đại lượng vật lý đặc trưng cho độ thời gian? làm thế biến đổi nhanh chậm của vận tốc Gợi ý so sánh nào để so sánh sự gọi là gia tốc biến đổi vận tốc của a) Gia tốc trung bình các chuyển động Gọi v và v là các vectơ vận tốc 1 2 Đặt vấn đề để HS này của một chất... 1: Tọa độ giấy theo thời gian -Lập bảng số liệu: bảng 1 (SGK) -Chú ý: Cân chỉnh máng nghiêng, kiểm tra chất liệu băng giấy, bút chấm điểm Hoạt động 4 ( phút): Xử lí kết quả đo Hướng dẫn của GV Hoạt động của HS -Hướng dẫn cách vẽ đồ thị: Biểu diễn -Vẽ đồ thị tọa độ theo thời gian H 3.2 mẫu 1, 2 vị trí -Tính vận tốc trung bình trong các -Quan sát HS tính toán, vẽ đồ thị khoảng 0,1 s (5 khoảng liên tiếp)Lập... Niu-Tơn -Khi không có lực cản của không nghiệm -Cùng làm thí nghiện khí, các vật có hình dạng và khối -Gợi ý quan sát thí với GV lượng khác nhau đều rơi như nhau, nghiệm -Lực cản của không ta bảo rằng chúng rơi tự do -Đặt các câu hỏi cho khí ảnh hưởng đến *Định nghĩa: Sự rơi tự do là sự rơi HS các vật rơi như thế của một vật chỉ chịu sự tác động -Nhận xét các câu hỏi nào? lấy ví dụ minh của trọng lực... động thẳng trường hợp v khác biến đổi đều dấu a H 4.5 b) Định nghĩa *-Nêu câu hỏi C1 -Trả lời câu hỏi C1 Chuyển động thẳng biến đổi đều -So sánh các đồ thị là chuyển động thẳng trong đó gia -Yêu cầu HS so sánh, -Tính hệ số góc của tốc tức thời không đổi tính toán rút ra ý đường biểu diễn vận 3.Sự biến đổi của vận tốc theo nghĩa của hệ số góc tốc theo thời gian, từ thời gian đó nêu ý nghĩa của Chọn một... lời các câu hỏi trắc các nhóm nghiệm nội dung câu 1,2(SGK) -Làm việc cá nhân giải bài tập -Yêu cầu:HS trình bày đáp án 2,3(SGK) -Ghi nhận kiến thức:Rơi tự do là chuyển -Đánh giá,nhận xét kết quả giờ dạy động thẳng nhanh dần đều theo phương thẳng đứng.Gia tốc rơi tự do phụ vào vị trí và độ cao trên mặt đất Hoạt động 6( phút):Hướng dẫn về nhà Hướng dẫn của GV Hoạt động của HS -Nêu câu hỏi và bài tập về... Biết áp dụng các công thức tọa độ, vận tốc để giải các bài toán chuyển động của một chất điểm, của hai chất điểm chuyển động cùng chiều hoặc ngược chiều 2 Kỹ năng - Vẽ đồ thị của phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều - Giải bài toán về chuyển động của một chất điểm, của hai chất điểm, chuyển động cùng chiều hoặc ngược chiều B CHUẨN BỊ 1 Giáo viên - Các câu hỏi, ví dụ về chuyển động thẳng đều và . Giáo án Vật lý nâng cao Chương I ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM Bài 1. CHUYỂN ĐỘNG CƠ A. MỤC TIÊU 1 của vật theo thời gian. - Khi vật dời chỗ thì có sự thay đổi khoảng cách giữa vật và các vật khác được coi như đứng yên. Vật đứng yên được gọi là vật