Sử dụng phương pháp thực nghiệm trong dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề khi dạy học chương “các định luật bảo toàn” Vật lý cơ bản 10, theo hướng phát huy tính tích cực, tự lực và sáng tạo của học sinh miền núi

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3

Lớp .............................. Nhóm...........................................

vơí vận tốc v thì tên lưa

Ban đầu tên lưa

̉ đưń g yên. Khi lươṇ g khí có khôí lươṇ g m phuṭ ra phiá sau

̉ có khôí lượng M sẽ chuyên

̉ động thế nào? Tính vận tôc

́ cuả

nó ngay sau khi khí phụt ra?

- Các phương tiện dạy học:

A – Thí nghiệm kiểm chứng định luật bảo toàn động lượng trong trường hợp va chạm mềm của 2 vật.

a. Dụng cụ:

1. B¨ng ®Öm khÝ cã 3 ch©n vÝt ®iÒu chØnh th¨ng b»ng.

2. Hai chiÒc xe trît

3. B¬m nÐn khÝ vµ èng dÉn khÝ nÐn.

4. M¸y ®o thêi gian hiÖn sè (MC-963 hoÆc tương đương )

5. Hai cæng quang ®iÖn E, F

6. C¸c phô kiÖn kh¸c : 2 Gia träng ch÷ nhËt , c¸c qu¶ c©n nhá (1g, 2g , 5g ), dßng däc, d©y treo, cèc nhá ®ùng qu¶ c©n, ®Üa ®Öm.

Hình‌

2.1. Thí nghiệm kiểm chứng định luật bảo toàn động lượng trong trường hợp va chạm mềm của 2 vật.

b. Bố trí thí nghiệm:

+ Điều chỉnh cho băng đệm khí nằm ngang và lắp ống dẫn khí từ bơm nén vào băng.

+ Đặt hai cổng quang điện ở hai vị trí tùy ý trên băng đệm khí và nối chúng vào đồng hồ đo thời gian làm việc ở chế độ Timing I..

+ Đặt xe trượt 1 có tấm dính ở đầu xe và đã được lắp thanh cản quang

lên một đầu của băng đệm khí, còn xe trượt 2 cũng có tấm dính được đặt ở khoảng giữa của 2 cổng quang điện.

c. Tiến hành thí nghiệm:

ở đầu xe

+ Cho bơm nén khí và đồng hồ đo thời gian hoạt động. Đẩy nhẹ xe 1 để nó chuyển động, quan sát hiện tượng diễn ra và lần lượt đọc trên đồng hồ hiện số các thông số khoảng thời gian t và t’ để kiểm nghiệm các hệ quả đã rút ra.

+ Lặp lại thí nghiệm để kiểm nghiệm định luật bảo toàn động lượng trong trường hợp xe 1 có khối lượng gấp đôi hoặc bằng nửa khối lượng xe 2.

2. Học sinh.

Ôn lại các định luật Niu – tơn, hệ kín, động lượng.

Dự kiến ghi bảng

CHƯƠNG IV: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN

Tiết 38 : ĐỘNG LƯỢNG - ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG II. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG.

1.Hệ cô lập:

Hệ nhiều vật được coi là cô lập nếu:

(Tiết 2)

- Không chịu tác dụng của ngoại lực. Nếu có thì các ngoại lực phải cân bằng nhau.

- Chỉ có các nội lực tương tác giữa các vật trong hệ. Các nội lực này trực đối nhau từng đôi một.

2. Định luật bảo toàn động lượng:

Động lượng của hệ cô lập là đại lượng không đổi.

Nếu hệ có 2 vật:

   

m v  m v  m v ,  m v ,

1 1 2 2 1 1 2 2

Chú ý: hệ xét phải là hệ cô lập và các giá trị các đại lượng dựa vào hề qui chiếu.

3. Va chạm mềm:  

Sau va chạm 2 vật nhập lại thành 1 chuyển động với vận tốc v . Xác định v

Áp dụng ĐLBT động lượng:  

m1v1  (m1  m2 )v

 m v

� v  1 1

m1  m2

Va chạm như hai vật như trên gọi là va chạm mềm.

4. Chuyển động bằng phản lực:

CĐ bằng phản lực là chuyển động của một vật tự phóng về hướng ngược lại một phần của chính nó.

Ví dụ: Tên lửa, pháo thăng thiên, …

tạo ra phản lực bằng cách

III. Tiến trình dạy học.

1. Ổn định lớp.

Hoạt động 1 (5 phút): Kiểm tra bài cũ

1. Phát biểu định nghĩa động lượng? Viết biểu thức và đơn vị đo?

2. Phát biểu định lí về độ biến thiên động lượng? Viết biểu thức độ biến thiên động lượng?

Hoạt động 2 (35 phút): Tìm hiểu khái niệm hệ cô lập, ĐLBT đông lượng, va chạm mềm và chuyển động bằng phản lực.

Đặt vấn đề: Cái diều và tên lửa đều bay được lên cao. Nguyên tắc chuyển động của chúng có khác nhau không?

Ta sẽ có câu trả lời khi nghiên cứu tiết học này.

HOẠT ĐỘNG CỦA HS‌

TRỢ GIÚP CỦA GV

HS trả lời

Hệ cô lập là hệ không có ngoaị lưc̣ tać dung lên hệ hoặc nêú có thì cać ngoại lực ây cân băng nhau.

* Chia nhóm theo sự phân công

- suy nghĩ trả lời câu hỏi

- Yêu cầu HS đọc phần II.1 trả lời

câu hỏi:

+ Hệ thế nào gọi là hệ cô lập

- Phát phiếu học tập số 1:

Trên mặt phăng nằm ngang hoàn toàn nhăñ có 2 viên bi đang chuyên̉ đông va chạm vào nhau.

+ Tìm độ biêń thiên đông lượng cuả gian va chạm t ?

+ So sanh độ biên thiên đông lượng cuả 2 viên bi.

+ So sanh tông đông lượng cua hệ trước & sau va chạm.môĩ viên bi trong khoang thơì

- Hình vẽ va chạm của 2 viên bi.

- Hương dẫn HS thaỏ luâṇ nhóm trả lời từng câu hỏi.

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 158 trang tài liệu này.

- Thấy các nội lực

 ,  trực đối

* Gợi ý của GV

F1 F2

nhau. Theo định luật III Niu-tơn ta có:

+ Dựa vào định luật III Niu-tơn để

 

F1  F2

so sánh.

- Dưới tác dụng của

 ,  trong

F1 F2

khoảng thời gian

t , động lượng của

+ Tìm độ

biến thiên động lượng

mỗi vật có độ biến thiên lần lượt là:

của từng viên bi ?

p



t

 F1

t



 F2

- Theo định luật III Niu-tơn ta có:

p

 p

 p

 p  0

+ So sánh tông đông lương cua hê

trước và sau va chạm.

- Biến thiên động lượng bằng

không, nghĩa là tông đông lượng của

- Chính xác và khái quát hóa các

hê trước và sau va cham

không thay

kết quả tính toán của HS.

đổi.

  p

 const

HS : Tiếp thu kiến thức mới.

- Nêu định luật:

Động lượng của

một hệ cô lập là một đại lượng

- Biểu thức của định luật hệ hai vật :

bảo toàn

- Viết biểu thức của định luật hệ

m v  m v  mv,  mv,

hai vật lần lượt có khối lượng

1 1 2 2 1 2

m1,m2, vận tốc của chúng trước va

chạm là v , v và sau va chạm lần



lượt là v, , v,

1 2

* Nếu sau va chạm các vật nhập

HS thảo luận nhóm, đại diện nhóm phát biểu :

- Đại diện nhóm 1 :.........

thành một khối và cùng chuyển động thì vận tốc của chúng được xác định như thế nào?

- Phát phiếu học tập số 2:

Một vật có khối lượng m1 chuyển động trên mặt phẳng ngang nhẵn

- Đại diện nhóm 2 :.........

với vận tốc

v đến va chạm với

- Đại diện nhóm 3 :.........

- Đại diện nhóm 4 :.........

vật khối lượng m2 đang đứng yên trên mặt phẳng ngang ấy. Biết rằng sau va chạm hai vật nhập làm một, Chuyển động với cùng

vận tốc v . Xác định v ?

- Điều kiện áp dụng

ĐLBT động

* Gợi ý của GV

- Áp dụng định luật bảo toàn động lượng xác định vận tốc hai vật sau tương tác.

lượng là hệ phải là hệ cô lập, hệ quy

chiếu là hệ quán tính.

+ Điều kiện để áp dụng định luật là gì?

- Hệ hai vật m1, m2 là hệ cô lập vì

không có ma sát, các ngoại lực

tác

+ Hệ

m1,m2 có phải hệ

cô lập

dụng lên hệ gồm: Các trọng lực, không? vì sao?

các phản lực triệt tiêu nhau.

pháp tuyến

chúng

- Động lượng của hệ trước và sau va chạm là :

+ Động lượng trước va chạm

p  m v

+ Viết biểu thức của hệ trước và sau va chạm.

tr 1 1

+ Động lượng sau va chạm



s  m1

 m2

v

- Áp dụng định luật bảo toàn tính vận

+ Áp dụng định luật bảo toàn tính

tốc v .

p  p

 m v  m  m v

vận tốc v .



tr s 1 2

 m v

 v  1 1

m1  m2

- Hướng của v và v cùng hướng.

+ Hướng của v và v như thế nào?

* Nếu sau va chạm các vật nhập thành một khối thì được gọi là va chạm mềm.

+ Va chạm thế nào gọi là va chạm mềm?

* Kiểm nghiệm định luật bảo toàn động lượng bằng thực nghiệm.

- Như vậy là từ lý thuyết chúng ta đã chứng minh được tổng động lượng của hệ trước và sau khi va chạm không thay đổi. Tuy nhiên

để nó trở thành một kiến thức

khoa học thì ta cần phải kiểm nhiệm lại bằng thực nghiệm. Các

em hãy đề xuất một phương án

HS thảo luận nhóm, đại diện nhóm

thí nghiệm để kiểm nghiệm nội

phát biểu :

- Đại diện nhóm 1 :.........

- Đại diện nhóm 2 :.........

- Đại diện nhóm 3 :.........

- Đại diện nhóm 4 :.........

dung của định luật này.

* GV chia lớp nhóm thành 4 nhóm, nhiệm vụ của mỗi nhóm là thiết kế phương án thí nghiệm để kiểm nghiệm định luật bảo toàn động

lượng.
2 viên bi lăn đến và va chạm với
nhau, dùng thước kẻ và đồng hồ	- Phân tích các phương án mà học
bấm giờ để xác định vận tốc của các	sinh đưa ra: Trong phương án này,
biên bi trước và sau va chạm. Từ đó	việc dùng thước kẻ và đồng hồ
ta tính động lượng của hệ trước và	bấm giờ để xác định vận tốc của
sau va chạm.	2 viên bi là đúng vì muốn đo vận
- Cho một viên bi lăn tới va chạm	tốc ta phải đo quãng đường và
vào một viên bi đang đứng yên, và	thời gian. Nhưng trong trường
làm thế nào đó để sau khi va chạm 2	hợp này đo vận tốc của 2 viên bi
viên bi lăn cùng vận tốc.	trong 2 giai đoạn là rất khó và
	kém chính xác. Các em có phương
	án khác không?
	- Như vậy là chúng ta sẽ kiểm
	nghiệm định luật trong trường
	hợp va chạm mềm. Sau đó giới
	thiệu bộ thí nghiệm đệm khí và
	đồng hồ đo thời gian hiển thị số
- Đặt hai cổng quang điện ở hai vị trí	(Nói qua vì học sinh đã biết bộ thí
tùy ý trên băng đệm khí và nối chúng	nghiệm này ở các bài học trước).
vào đồng hồ đo thời gian làm việc ở	- Theo các em thì chúng ta phải bố
chế độ Timing I..	trí và làm thí nghiệm như thế
- Đặt xe trượt 1 có tấm dính ở đầu xe	nào?
và đã được lắp thanh cản quang lên
một đầu của băng đệm khí, còn xe
trượt 2 cũng có tấm dính ở đầu xe
được đặt ở khoảng giữa của 2 cổng
quang điện.

- Suy nghĩ và đưa ra phương án: Cho


gian hoạt động. Đẩy nhẹ xe 1 để nó
chuyển động, lần lượt đọc trên đồng
hồ hiện số các thông số khoảng thời
gian t và t’. Dùng cân để đo khối
lượng 2 xe, dùng thước đo bề rộng
thanh cản quang để kiểm nghiệm
định luật trong trường hợp này.
- Đọc và ghi lại các số liệu.
	- Tiến hành thí nghiệm:
	(Để tiết kiệm thời gian, giáo viên
	làm thí nghiệm và yêu cầu học
- Tính toán và nhận xét.	sinh đọc số liệu. Có thể lặp lại
	thí nghiệm để kiểm nghiệm định
	luật bảo toàn động lượng trong
	trường hợp xe 1 có khối lượng
	gấp đôi hoặc bằng nửa khối lượng
	xe 2).
	- Khi đã có số liệu, yêu cầu học
	sinh tính toán động năng của hệ
	trước va chạm và sau va chạm. So
	sánh 2 giá trị này.
- Diều bay lên cao được là nhờ lực	- Nhận xét: Trong phạm vi sai số,
nâng của gió.	kết quả thí nghiệm cho thấy tổng
- Tên lửa bay được là do lực nâng của	động lượng của hệ trước va