Định hướng tìm tòi giải quyết vấn đề khi dạy học một số kiến thức chương “ các định luật bảo toàn” lớp 10 ban cơ bản cho học sinh dân tộc nội trú

IV. Tiến tr ình d ạy học

Hoạt động của học sinh

Trợ giúp của giáo viên

Hoạt động 1.( 7phút)

I. Cơ năng của vật chuyển động trong trọng trường

HS thảo luận và đưa ra phương án trả lời.

Quả bóng chuyển động theo hai giai đoạn:

- Giai đoạn1: Đi lên chậm dần rồi dừng lại. Vận tốc sẽ giảm dần do đó động năng sẽ giảm dần, vì vật lên cao dần nên thế năng sẽ tăng dần.

- Giai đoạn2: Rơi xuống nhanh dần tới khi chạm đất. Vận tốc vật tăng dần nên động năng tăng dần, đồng thời thế năng sẽ giảm dần.

0. Một người tung quả bóng thẳng đứng lên cao. Hỏi quả bóng sẽ chuyển động như thế nào? Động năng và thế năng của quả bóng sẽ thay đổi ra sao?

Nếu HS chưa trả lời được thì GV sẽ định hướng tiếp.

- Chuyển động của quả bóng có thể chia thành mấy giai đoạn? Trong các giai đoạn này thì thế năng và động năng của quả bóng thay đổi như thế nào?

Trong chương trình THCS chúng ta đã biết: Động năng và thế năng là hai dạng của cơ năng, động năng và thế năng của vật trong qúa trình chuyển động có thể chuyển hoá qua lại nhưng cơ năng thì được bảo toàn. Tuy nhiên, có phải trong tất cả quá trình cơ học cơ năng đều được bảo toàn? Muốn có điều đó thì cần phải có điều kiện gì? Biểu thức toán học nào thể hiện mối quan hệ đó? GV:Khi một vật chuyển động trong

trọng trường thì tổng động năng và thế

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 80 trang tài liệu này.

Hoạt động2. (20 phút)

1. Định nghĩa cơ năng.

W=Wđ + Wt

1 mv 2

W = 2 + mgz (1)

2. Sự baỏ toàn cơ năng của vật

chuyển động trong trọng trường.

gN

Trong quá trình chuyển động của vật, trọng lực thực hiên công:

+ Công AMN được xác định bằng độ giảm thế năng của vật từ M đến N.

AMN = Wt(M) –Wđ (N) (2)

+ Cũng trong quá trình đó công của trọng lực cũng được tính bằng độ biến thiên động năng của vật từ M đến N.

AMN = Wđ(N) – Wđ (M)

A = 1 mv 2 -1 mv 2 (3)

MN 2 2 21

năng của vật gọi là cơ năng của vật.

. Xét một vật khối lượng m chuyển động không ma sát trong trọng trường từ vị trí M đến vị trí N.

0.Trong quá trình chuyển động của vật

, lực nào thực hiện công? công này liên hệ như thế nào với độ biến thiên động năng và thế năng của vật?

- Mối quan hệ giữa công của trọng lực và độ giảm thế năng khi vật chuyển động từ M đếnN?

- Mối quan hệ giữa công của trọng lực và độ biến thiên động năng khi vật chuyển động từ M đến N?

Từ các biểu thức vừa viết, nhận xét giữa độ biến thiên thế năng và độ biến thiên động năng giữa hai vị trí M,N?

Khi vật chuyển động từ M đến N động năng tăng lên bao nhiêu thì thế năng giảm đi bấy nhiêu và ngược lại.

Theo định nghĩa cơ năng thì:

Wt(M) +Wđ(M) chính là cơ năng của vật tại M.

còn Wt(N) +Wđ(N) chính là cơ năng của vật tại N.

W(M) = W(N)

HS: Trong quá trình chuyển động trong trọng trường vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực thì động năng và thế năng của vật luôn biến đổi thế năng tăng lên thì động năng giảm đi và ngược lại, động năng tăng lên bao nhiêu thì thế năng giảm đi bấy nhiêu, nên tổng của chúng, tức cơ năng luôn được bảo toàn.

- Khi động năng cực đại thì thế năng cực tiểu và ngược lại.

0. So sánh giá trị cơ năng của vật tại hai vị trí M, N ?

. Khi một vật chuyển động trong trọng trường chỉ chịu tác dụng của trọng lực thì cơ năng của vật là một đại lượng bảo toàn.

+ biểu thức: W =Wđ + Wt = const

1 mv 2

hay 2 + mgz = const

0.Tai sao ta nói cơ năng của một vật chuyển động trong trọng trường chỉ chịu tác dụng của trọng lực được bảo toàn trong khi thế năng và động năng của nó lại luôn biến đổi?

- Khi nào thì động năng của vật ( thế năng ) đạt cực đại?

. Xét dao động của con lắc đơn như hình vẽ. vật có khối lượng m, dây dài l, không dãn. Kéo vật đến vị trí A rồi thả nhẹ cho vật dao động , bỏ qua mọi lực cản.

B A

O M

Các cá nhân học sinh thực hiện yêu cầu đại diện học sinh sẽ trả lời.

a ) Cơ năng tai A bằng cơ năng tại B.

WA = WB

Tại A và B là hai vị trí cao nhất mà vật đạt được nên vận tốc tai hai vị trí này bằng không.

Wđ(A) = Wđ (B) = 0

Wt (A) = Wt (B)

Độ cao tai A phải bằng độ cao tại

B ( hA= hB ) tức là A và B đối xứng

a) Chứng minh rằng A và B luôn đối xứng nhau qua O

b) Vị trí nào động năng cực đại, cực tiểu

GV: Giới thiệu về con lắc đơn, làm thí nghiệm cho học sinh quan sát.

- Khi con lắc dao động từ A qua M, đến O rồi lên B và ngược lại, thì tính chất của chuyển động trong các giai đoạn này như thế nào?

- quan sát độ cao của vật ở vị trí A so với vị trí B.

0. Chứng minh A và B đối xứng

nhau qua O.

Định hướng: Xét cơ năng tại các vị

trí A, O, B .

B hB hA A

nhau qua O.

b) Khi chuyển động từ A đến O thì thế

năng của vật giảm dần, động năng tăng dần, đến O thì thế năng cực tiểu,động năng cực đại.( chọn O làm gốc thế năng thì : Wt (O) = O;

Wđ(O) cực đại.

tiếp tục khi chuyển động từ O đếnB thì ngược lại, động năng giảm dần, thế năng tăng dần, động năng ở B là cực tiểu. Wđ(B) cực tiểu.

HS: Trong quá trình chuyển động của

con lắc chỉ chịu tác dụng của trọng lực thì cơ năng luôn được bảo toàn, mặc dù luôn có sự biến đổi qua lại giữa động năng và thế năng.

Hoạt động3. (10 phút)

III. Cơ năng của vật chịu tác dụng của lực đàn hồi.

;

n¨ng cđa vËt gi¶m dÇn, ®éng n¨ng t¨ng dÇn, ®Õn O th× thÕ n¨ng cùc tiÓu,®éng n¨ng cùc ®¹i.( chän O lµm gèc thÕ n¨ng th× : Wt (O) = O;

W®(O) cùc ®¹i.

tiÕp tôc khi chuyÓn ®éng tõ O ®ÕnB th×

ng•îc l¹i, ®éng n¨ng gi¶m dÇn, thÕ n¨ng t¨ng dÇn, ®éng n¨ng ë B lµ cùc tiÓu.

W®(B) cùc tiÓu.

HS: Trong qu¸ tr×nh chuyÓn ®éng cđa con l¾c chØ chÞu t¸c dông cđa träng lùc th× c¬ n¨ng lu«n ®•îc b¶o toµn, mÆc dï lu«n cã sù biÕn ®æi qua l¹i gi÷a ®éng n¨ng vµ thÕ n¨ng.

Ho¹t ®éng3. (10 phót)

IV. C¬ n¨ng cđa vËt chÞu t¸c dông cđa lùc ®µn håi.

* HS1: VËt m dao ®éng quanh vÞ trÝ c©n b»ng, khi qua vÞ trÝ c©n b»ng th× vËt cã vËn tèc lín nhÊt (®éng n¨ng cùc ®¹i) ë c¸c vÞ trÝ biªn th× vËn tèc ®æi h•íng vµ cã gi¸ trÞ b»ng kh«ng (®éng n¨ng b»ng kh«ng)

* HS2: VËt chuyÓn ®éng d•íi t¸c dông lùc ®µn håi cđa lß xo.

* ThÕ n¨ng ®µn håi lµ d¹ng n¨ng l•îng cđa mét vËt chÞu t¸c dông cđa lùc ®µn håi.

0.C¸c em cã kÕt luËn g× vÒ c¬ n¨ng cđa con l¾c trong qu¸ tr×nh chuyÓn ®éng chØ d•íi t¸c dông cđa träng lùc?

XÐt mét vËt cã khèi l•îng M g¾n víi mét lß xo nh• h×nh vÏ :

KÐo vËt M ra khái vÞ trÝ c©n b»ng mét

®o¹n nhá råi th¶ nhÑ cho vËt dao ®éng.

0.VËt M chuyÓn ®éng nh• thÕ nµo? Lùc nµo lµm cho vËt m chuyÓn ®éng?

0.Nªu ®Þnh nghÜa vµ viÕt biÓu thøc thÕ n¨ng ®µn håi?

*BiÓu thøc:

W 1 k(l)2

0.VËy c¬ n¨ng cđa vËt chuyÓn ®éng d•íi t¸c dông cđa lùc ®µn håi lß xo

* W 1 mv2 1 k(l)2

2 2

* NÕu bá qua søc c¶n cđa m«i tr•êng th× c¬ n¨ng cđa vËt chuyÓn ®éng d•íi t¸c dông lùc ®µn håi sÏ ®•îc b¶o toµn.

* W 1 mv2 1 k(l)2 = const

2 2

A m

+ LÊy g = 9,8 m/s2

+ Chän gèc thÕ n¨ng t¹i ch©n dèc.

+ C¬ n¨ng cđa vËt t¹i A:

W(A) = Wt(A) = mgh = 245(J).

+ C¬ n¨ng cđa vËt t¹i B:

1 mv 2

W(B) = W®(B) = 2 = 90(J).

C¬ n¨ng cđa vËt gi¶m v× trong qu¸ tr×nh chuyÓn ®éng vËt ph¶i chÞu t¸c dông cđa lùc ma s¸t.

®•îc x¸c ®Þnh nh• thÕ nµo?

NÕu bá qua søc c¶n th× c¬ n¨ng nµy sÏ nh• thÕ nµo?

Mét vËt nhá cã khèi l•îng 5kg

tr•ît kh«ng vËn tèc ®Çu tõ ®Ønh A mét dèc cao h = 5 m ; Khi xuèng tíi ch©n dèc B, VËn tèc cđa vËt lµ 6m/s. C¬ n¨ng cđa vËt cã b¶o toµn kh«ng gi¶i thÝch.

* §Þnh h•íng cđa GV: Chän gèc thÕ n¨ng hîp lÝ, xÐt c¬ n¨ng cđa vËt t¹i A vµ B.

* Cã nhËn xÐt g× vÒ kÕt qu¶ thu ®•îc? T¹i sao c¬ n¨ng cđa vËt l¹i kh«ng b¶o toµn?

Chó ý: ®Þnh luËt b¶o toµn c¬ n¨ng

chØ nghiÖm ®óng khi vËt chuyÓn ®éng chØ chÞu t¸c dông cđa träng lùc vµ lùc

®µn håi. NÕu cã thªm lùc c¶n th× c¬ n¨ng cđa vËt sÏ biÕn ®æi. C«ng cđa lùc c¶n sÏ b»ng ®é biÕn thiªn c¬ n¨ng.

0. TÝnh c«ng cđa lùc c¶n trong bµi to¸n trªn?

GV yªu cÇu HS ®äc phÇn ghi nhí.

* C«ng cđa lùc c¶n:

A = W = W(A) – W(B) = 145(J).

IV. Ho¹t ®éng 4. (8 phót) Cđng cè, vËn dông

- Khi xe ®¹p xuèng dèc , mÆc dï kh«ng

®¹p nòa nh•ng xe ch¹y xuèng cµng nhanh. H·y gi¶i thÝch hiÖn t•îng trªn vÒ mÆt n¨ng l•îng?

- T¹i sao n•íc chØ cã thÓ tù ch¶y tõ n¬i cao xuèng n¬i thÊp?

- GV nhËn xÐt giê häc......

Ra bµi tËp vÒ nhµ: 6,7 (SGK); 26.9; 26.10; IV.6 ; IV. 7 ; IV . 9 (SBT trang

60-62)

phiÕu häc tËp

A. lu«n lu«n d•¬ng.

B. Lu«n lu«n kh¸c kh«ng.

C. lu«n lu«n d•¬ng hoÆc b»ng kh«ng.

C©u 2. Tõ ®iÓm M cã ®é cao so víi mÆt ®Êt lµ 0,8 (m) ng•êi ta nÐm mét vËt lªn theo ph•¬ng th¼ng ®øng víi vËn tèc ban ®Çu 2m/s. biÕt khèi l•îng cđa vËt lµ 0,5 kg, lÊy g = 10m/s2 c¬ n¨ng cđa vËt b»ng:

A. 4(J).

B. 5(J).

C. 2(J).

D. 3,5(J).

C©u 3. Mét vËt r¬i tù do tõ ®é cao 1,8 (m) so víi mÆt ®Êt. ë ®é cao nµo th× thÕ n¨ng b»ng mét nöa ®éng n¨ng? LÊy g = 10 m/s2.

A. 0,9(m).

B. 0,6 (m).

C. 1,2 (m).

D. 0,45 (m).

C©u 2. B.

C©u 3 . B.

Bài 3.

BÀI TẬP ÔN TẬP ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG

Rèn luyện tính tích cực, tự lực, bồi dưỡng khả năng tư duy, phân tích, tổng hợp trong hoạt động giải bài tập của học sinh.

Trong dạy học vật lý, bài tập có vai trò rất quan trọng, nó đảm bảo cho học sinh nắm chắc các kiến thức vật lý. Thông qua hoạt động giải bài tập vật lý làm cho học sinh hiểu sâu sắc các hiện tượng, khái niệm vật lý… Bài tập vật lý còn giúp cho học sinh rèn luyện các thao tác tư duy như: phân tích, tổng hợp, so sánh khái quát hóa, thúc đẩy tư duy sáng tạo, khả năng độc lập giải quyết vấn đề. Theo điều tra tìm hiểu, năng lực tự lực của học sinh thể hiện ở khả năng giải bài tập nhìn chung còn yếu. Học sinh có thể nắm được lý thuyết bằng nhiều cách song việc áp dụng lý thuyết vào giải bài tập lại rất khó khăn, nhất là các bài tập đòi hỏi khả năng phân tích, lập luận, tính toán chặt chẽ.

Để hoạt động giải bài tập thực sự tạo nên hứng thú đối với học sinh, phát triển ở họ năng lực tự lực, vấn đề người giáo viên cần quan tâm đó là:

- Lựa chọn hệ thống bài tập phù hợp với đối tượng học sinh.Trong một lớp học không thể có sự đồng đều tuyệt đối về trình độ nhận thức ở tất cả các học sinh, việc phân loại đối tượng học sinh theo trình độ nhận thức để giao nhiệm vụ phù hợp là vô cùng cần thiết. Trên cơ sở phân loại các đối tượng học sinh khác nhau, giáo viên lựa chọn hệ thống bài tập sao cho tất cả các học sinh đều được thực hiện những công việc hợp với năng lực của mình. Việc lựa chọn hệ thống bài tập phù hợp với từng đối tượng học sinh sẽ đặt học sinh vào những nhiệm vụ đảm bảo tính vừa sức, giúp cho tất cả các học sinh đều được hoạt động, thông qua hoạt động tích cực, chủ động nắm kiến thức, phát triển năng lực tự lực.

- Tổ chức hoạt động giải bài tập cho học sinh. Sau khi đã lựa chọn được một hệ thống bài tập phù hợp, giao nhiệm vụ cụ thể cho từng đối tượng học sinh, giáo viên tổ chức cho học sinh tiến hành hoạt động giải bài tập. Việc giải bài tập của học sinh có thể được thực hiện trên lớp, có thể ở nhà; có thể tự giải một cách độc lập hoặc tham gia cùng nhóm bạn, giáo viên phải là người chỉ đạo, điều khiển hoạt động của học sinh hiệu quả. Cho dù hoạt động giải bài tập của học sinh diễn ra dưới hình thức nào thì việc trao đổi thảo luận giữa các thành viên cũng rất cần thiết. Thông qua các giờ bài tập trên lớp, giáo viên tạo điều kiện cho học sinh trình bày ý kiến, kết quả của mình để các thành viên khác đánh giá, rút kinh nghiệm, từ đó đề ra phương án tối ưu cho việc giải quyết vấn đề cần nghiên cứu. Giáo viên cần chỉ ra chỗ sai, chỗ đúng, những chỗ còn thiếu sót trong bài làm của học sinh, tuy nhiên cần tôn trọng thành quả làm việc của các em, không gò ép học sinh theo đúng cách làm của giáo viên.

- Định hướng, chỉ đạo hoạt động giải bài tập của học sinh.Trong quá trình học sinh tham gia hoạt động giải bài tập, nhiệm vụ của giáo viên không phải là giúp học sinh giải được bài tập mà là định hướng cho học sinh tự lực hành động, thông qua hành động để lĩnh hội kiến thức và học cách tìm ra kiến thức. Sự can thiệp giúp đỡ kịp thời của giáo viên khi học sinh gặp khó khăn là vô cùng cần thiết, việc làm này giúp học sinh tránh được tư tưởng chán nản khi gặp vấn đề bế tắc. Bằng

những câu hỏi có tính chất gợi mở, giáo viên giúp học sinh nhớ lại các kiến thức lý thuyết,vận dụng vào tháo gỡ từng nút của vấn đề, học sinh vẫn là người chủ động tự lực giải quyết.

- Kiểm tra, đánh giá hoạt động của học sinh. Việc kiểm tra đánh giá hoạt động của học sinh phải được diễn ra thường xuyên. Thông qua việc kiểm tra đánh giá giáo viên nắm được mức độ cũng như hiệu quả hoạt động của học sinh qua đó điều chỉnh việc dạy cũng như việc học sao cho hiệu quả hơn. Việc đánh giá còn giúp cho học sinh nhận thấy sự tiến bộ hay thụt lùi, thành công hay thất bại của mình trong công việc, nhận thức được khả năng, năng lực của mình để có biện pháp tháo gỡ kịp thời.

I . MỤC TIÊU TIẾT HỌC.

1. Kiến thức.

Củng cố cho học sinh các kiến thức về:

+ Định luật bảo toàn cơ năng, điều kiện áp dụng định luật.

+ Các khái niệm: - Công, công suất.

- Động năng, thế năng.

+ Có khả năng vận dụng vào giải các bài toán chuyển động cơ học đơn giản.

2. Kĩ năng.

Rèn luyện cho học sinh có kĩ năng giải bài tập cơ học về phần:

- Xác định động năng, thế năng, cơ năng của vật chuyển động dưới tác dụng của trọng lực, lực đàn hồi.

- Tính công của lực trọng lực, lực đàn hồi, công của lực cản.

- Xác định vận tốc của vật tại những các vị trí khác nhau.

3. Thái độ- ý thức trong học tập.

- Rèn luyện ý chí vươn lên trong học tập cho học sinh.