Thiết kế phương án dạy chương động lực học chất điểm vật Lý lớp 10 nâng cao bằng các phương pháp lấy người học làm trung tâm

ng hợp và thu nhận kiến thức thông báo thì giáo viên cần trả lời câu hỏi sau: - Bài học có những thông tin cơ bản nào? - Có thể sử dụng những thông tin, ví dụ nào để học sinh thu nhận và tổng hợp kiến thức của bài? - Có thể sử dụng những kinh nghiệm, kiến thức có sẵn nào của học sinh để các em tham gia vào bài giảng? - Làm thế nào để giúp học sinh xây dựng ý, sắp xếp thông tin và ghi nhớ thông tin? Khi xây dựng giáo án tổng hợp và thu nhận kiến thức quy trình, giáo viên cần trả lời các câu hỏi sau: - Những kĩ năng nào học sinh đã có và tiến trình quan trọng nào mà học sinh cần nhớ? - Học sinh sẽ được giúp đỡ như thế nào về xây dựng mô hình? (Giáo viên cho học sinh mô hình mẫu, yêu cầu học sinh suy nghĩ về mô hình đã làm). - Học sinh sẽ được giúp đỡ thế nào để hiểu được kĩ năng và tiến trình?(Giáo viên có thể chỉ ra lỗi hay gặp trong khi thực hành). - Học sinh sẽ được giúp đỡ thế nào để thu nhận kĩ năng, tiến trình? (Giáo viên yêu cầu thực hành nhiều lần, mức độ nhanh và chính xác). 2.6.3. Định hướng 3: Phát triển tư duy thông qua việc mở rộng và tinh lọc kiến thức 2.6.3.1. Cách thức giúp học sinh mở rộng và tinh lọc kiến thức - Nhận ra sự giống nhau và khác nhau Nguyên tắc nhận ra sự giống nhau và khác nhau: + Cung cấp cho học sinh những hướng dẫn rõ ràng và yêu cầu học sinh tự nhận ra sự giống nhau và khác nhau để giúp mở rộng hiểu biết của học sinh. + Sắp xếp những điểm giống nhau và khác nhau vào một bảng học sinh sẽ hiểu tốt hơn. Để nhận ra sự giống nhau và khác nhau có thể sử dụng các cách sau như: so sánh, phân loại, sự tương đồng… - Quy nạp và suy luận .+ Quy nạp: Là quá trình rút ra kết luận mới dựa trên những thông tin người học đã biết hoặc đã trình bày. + Suy luận: là quá trình dùng những nguyên tắc chung để đưa ra dự đoán. Quy nạp và suy luận trong hoạt động mở rộng và tinh lọc kiến thức là tạo ra và kiểm tra các giả thuyết. - Phân tích lỗi: Là quá trình nhận ra và diễn đạt được những điểm mạnh, điểm khiếm khuyết trong tư duy của học sinh khi tiếp nhận một thông tin. - Khái quát hóa: Là quá trình giáo viên yêu cầu học sinh tìm mối liên hệ giữa các vấn đề hay yếu tố khác nhau trong một vấn đề. Câu hỏi khái quát thường có dạng: “Em hãy rút ra những điểm chung của vấn đề trên?”. “Dạng tổng quát này có thể áp dụng cho những tình huống nào?”. - Phân tích quan điểm: Là đưa ra ý kiến của mình về một vấn đề, hay về một quan điểm nào đó. Câu hỏi phân tích quan điểm thường có dạng: “ Em có ý kiến gì về vấn đề này?”. 2.6.3.2. Sử dụng định hướng 3 khi soạn giáo án Khi xây dựng giáo án mở rộng và tinh lọc kiến thức giáo viên cần trả lời các câu hỏi sau : - Nội dung gì của bài học cần được mở rộng và tinh lọc kiến thức? - Hoạt động tư duy nào sẽ được sử dụng để mở rộng và tinh lọc phần kiến thức đã chọn? 2.6.4. Định hướng 4: Phát triển tư duy bằng việc sử dụng kiến thức có hiệu quả 2.6.4.1. Các hoạt động để sử dụng kiến thức có hiệu quả - Đưa ra một quyết định : Khi giải quyết một vấn đề con người cần có một quyết định đúng đắn để giải quyết vấn đề cách tối ưu nhất. Do đó, chúng ta phải xác định mình muốn gì? Nhận biết tiêu chí hay kết quả sẽ đạt được, từ đó đưa ra quyết định cho phù hợp. - Kiểm tra bằng thí nghiệm : Là sử dụng thí nghiệm để kiểm tra một vấn đề, một phán đoán hay giải thích một sự ngờ vực nào đó. Bằng cách này học sinh được rèn luyện kĩ năng làm thí nghiệm. - Sáng tạo: Là quá trình tạo ra một sản phẩm mới hay tạo ra sản phẩm mới tốt hơn sản phẩm cũ. Học sinh giải quyết một vấn đề cũng có thể xem là một sự sáng tạo. - Nghiên cứu: Là sự tìm tòi của người học để đưa ra một sản phẩm nào đó. Đối với học sinh không đòi hỏi các em tìm tòi khó khăn, phức tạp mà chỉ làm những việc mang tính chất nghiên cứu như các nhà khoa học bằng cách thực hiện lại những vấn đề đơn giản, tập làm việc theo cách suy nghĩ của các nhà khoa học: phân tích, tổng hợp có thể khái quát hóa thành một kết luận. 2.6.4.2. Sử dụng định hướng 4 khi soạn giáo án Khi xây dựng giáo án theo định hướng 4 thì giáo viên cần trả lời các câu hỏi sau: - Vấn đề nào là vấn đề quan trọng? Có bao nhiêu vấn đề cần được xem xét? - Học sinh sẽ tạo ra những loại sản phẩm gì? - Cái gì thúc đẩy học sinh làm việc hợp tác với nhau? [10, tr.20-21] Hình thức làm việc theo nhóm phù hợp việc với việc sử dụng những kiến thức hiệu quả. 2.6.5. Định hướng 5: Rèn luyện thói quen tư duy 2.6.5.1. Cách thức giúp học sinh phát triển thói quen tư duy Tư duy gồm các loại: Tư duy tự điều chỉnh, tư duy phê phán, tư duy sáng tạo - Giáo viên chỉ ra cho học sinh nhận thấy cách sử dụng thói quen tư duy vì học sinh thường không nhận thấy việc sử dụng thói quen tư duy trong cuộc sống hằng ngày. - Giáo viên có thể yêu cầu học sinh tìm ví dụ khác trong thực tế có liên quan đến bài học để học sinh vận dụng tư duy của mình. - Hướng dẫn cụ thể cho học sinh thấy những tình huống mà trong đó thói quen tư duy được sử dụng. 2.6.5.2. Sử dụng định hướng 5 khi soạn giáo án. Khi xây dựng giáo án theo định hướng 5 giúp học sinh rèn luyện thói quen tư duy giáo viên cần trả lời các câu hỏi: - Thói quen tư duy nào sẽ được nhấn mạnh? - Thói quen tư duy nào sẽ được giới thiệu? - Thói quen tư duy nào sẽ được tăng cường?[10, tr. 23- 26] CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC CHƯƠNG ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM – VẬT LÍ 10 NÂNG CAO BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP LẤY NGƯỜI HỌC LÀM TRUNG TÂM 3.1. Tìm hiểu về chương “Động lực học chất điểm”- vật lý 10 nâng cao – THPT 3.1.1. Vị trí và vai trò của chương [3] Chương “ động lực học chất điểm” là chương thứ hai của chương trình cơ học ở lớp 10 nâng cao nghiên cứu mối quan hệ giữa sự biến đổi trạng thái chuyển động của vật và nguyên nhân làm biến đổi trạng thái của chuyển động đó. Cụ thể, chương này nghiên cứu : - Mối quan hệ giữa gia tốc của chất điểm, hệ chất điểm với các lực tác dụng lên nó. - Các phương trình động lực học rút ra chỉ được áp dụng đối với các vật có kích thước nhỏ - các chất điểm. 3.1.2. Cách tiếp cận và trình bày các đơn vị kiến thức của chương [1], [3] 3.1.2.1. Các khái niệm Trong chương “ Động lực học chất điểm” có 3 khái niệm lớn đó là: “ Lực, khối lượng, quán tính”. Ở THCS HS đã được làm quen với 3 khái niệm này nhưng ở mức độ biết, lên bậc THPT các khái niệm này được nhắc lại và được tìm hiểu sâu hơn. Cụ thể: - Ở THCS, HS đã biết lực đặc trưng cho sự tác dụng vật này lên vật khác, lực được đo bằng lực kế. Học sinh cũng biết lực là một đại lượng véctơ, biết cách biểu diễn vectơ lực. - Về khối lượng, học sinh cũng đã biết đó là một đại lượng liên quan đến lượng chất tạo thành vật, biết cách dùng cân để đo khối lượng. Sách giáo khoa ở trung học phổ thông kế thừa những kiến thức đó để hoàn thiện hai khái niệm này. - Với khái niệm lực: + Khi học về định luật II Niu-Tơn, học sinh sẽ biết được độ lớn của lực (F =ma) và biết được định nghĩa của đơn vị Niu-Tơn. + Khi học về định luật III Niu-Tơn, học sinh sẽ hiểu thêm một đặc điểm của lực là luôn xuất hiện từng cặp. - Với khái niệm khối lượng : + Khi học định luật II Niu-Tơn, học sinh sẽ thấy rõ mối liên hệ giữa khối lượng và quán tính. + Khi học về lực hấp dẫn, HS thấy được mối liên hệ giữa khối lượng và khả năng hấp dẫn của một vật. Khi nghiên cứu các loại lực cơ, các kết luận về các đặc điểm của các loại lực (phương, chiều, độ lớn) đều rút ra bằng con đường quy nạp thực nghiệm. Vì vậy cần chú ý: - Khi dạy các bài về lực đàn hồi và lực ma sát cần vận dụng phương pháp thực nghiệm để rút ra các kết luận. - Với bài lực hấp dẫn, tuy không thể làm thí nghiệm để rút ra định luật vạn vật hấp dẫn, nhưng cần nêu rõ chính Niu-Tơn đã khái quát hóa những quan sát thực nghiệm để dẫn tới định luật này. Ngoài ra SGK còn nhắc đến khái niệm “quán tính và lực quán tính”: - Khái niệm “ quán tính” giúp cho việc giải một số bài toán cơ học trở nên đơn giản (chẳng hạn các bài toán tăng giảm trọng lượng ở lớp 10, hoặc bài toán về dao động của con lắc đơn trong hệ quy chiếu có gia tốc ở lớp 12…) - Khái niệm “ lực quán tính” là cách lập luận nhằm áp dụng được các định luật Niu-Tơn trong hệ quy chiếu phi quán tính. 3.1.2.2. Các định luật Trong chương “ động lực học chất điểm” ba định luật Niu–Tơn là những nguyên lí lớn, đặt nền móng cho sự phát triển của cơ học. Ba định luật là kết quả của hàng loạt quan sát và tư duy khái quát hóa. Với quan điểm này, sách giáo khoa không đưa ra ba định luật này bằng con đường quy nạp thực nghiệm mà trình bày các định luật theo mô hình sau: Ban dầu nêu lên những hiện tượng có tính chất gợi mở để dẫn tới định luật. Sau đó, có thể thực hiện những thí nghiệm minh họa hoặc kiểm chứng. Giáo viên có thể tùy điều kiện cụ thể mà nêu thêm những ví dụ gợi mở khác, hoặc bố trí nghiệm minh họa khác. 3.1.3. Cấu trúc của chương Chương động lực học chất điểm gổm 13 bài được phân phối như sau: Bài 13. Lực. Tổng hợp và phân tích lực Bài 14. Định luật I Niu-Tơn Bài 15. Định luật II Niu-Tơn Bài 16. Định luật III Niu-Tơn Bài 17. Lực hấp dẫn Bài 18. Chuyển động của vật bị ném Bài 19. Lực đàn hồi Bài 20. Lực ma sát Bài 21. Hệ quy chiếu có gia tốc. Lực quán tính Bài 22. Lực hướng tâm và lực quán tính li tâm. Hiện tượng tăng giảm, mất trọng lượng. Bài 23. Bài tập về động lực học Bài 24. Chuyển động của hệ vật Bài 25. Thực hành: Xác định hệ số ma sát 3.2. Thiết kế tiến trình dạy học một số nội dung chương động lực học chất điểm vật lí 10 nâng cao bằng các phương pháp lấy người học làm trung tâm 3.2.1. Thiết kế tiến trình dạy học bài 13 : “ Lực. Tổng hợp và phân tích lực” I. Mục tiêu Kiến thức Phát biểu được cách biểu diễn của các yếu tố lực. Định nghĩa được phép tổng hợp và phân tích lực. Phát biểu được quy tắc hình bình hành. Đề xuất được phương án thí nghiệm để kiểm tra dự đoán. Tìm được quy tắc đa giác. Kĩ năng Vận dụng các quy tắc trên để làm một số bài tập về tìm hợp lực của hai, ba lực hoặc một số bài tập về phân tích lực đơn giản. Chuẩn bị Giáo viên Thí nghiệm về tổng hợp lực: 04 bộ. Phiếu học tập Máy chiếu Học sinh Ôn lại kiến thức về lực đã học ở trường THCS Thiết kế tiến trình dạy học Sử dụng phương pháp thực nghiệm và phương pháp nêu vấn đề kết hợp với dạy học hợp tác, khám phá. Hoạt động 1: Kiểm tra, chuẩn bị điều kiện xuất phát. Đề xuất vấn đề. Nhắc lại về lực (10 phút) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng GV: Giới thiệu nội dung chương II, mối quan hệ giữa chương I và chương II. GV: (Sử dụng định hướng 1) - Lực là gì? Cách biểu diễn véctơ lực bằng hình vẽ? - Nhận xét câu trả lời của học sinh. - Quan sát hình vẽ 13.2 trong sách, sà lan chịu tác dụng của các lực , tác dụng và làm thay đổi vận tốc của sà lan. Ta có thể thay thế hai lực tác dụng vào sà lan bằng một lực khác mà vẫn có tác dụng như hai lực ban đầu không? Muốn biết điều đó chúng ta sẽ tìm hiểu BÀI 13. LỰC. TỔNG HỢP VÀ PHÂN TÍCH LỰC HS: Suy nghĩ và trả lời. HS: Nhận thức vấn đề đặt ra. CHƯƠNG II. ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM Bài 13. LỰC. TỔNG HỢP VÀ PHÂN TÍCH LỰC 1. Nhắc lại về lực - Lực: tác dụng của vật này lên vật khác. - Lực gây ra: Biến đổi vận tốc của vật và làm vật biến dạng. N M Hình 3.1. Biểu diễn lực Hoạt động 2: Tìm hiểu quy tắc tổng hợp lực ( 15 phút) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng GV: Vậy lực có quan hệ như thế nào đối với hai lực được thay thế và ? GV: Muốn tìm mối quan hệ đó ta phải tìm những yếu tố nào đặc trưng cho véctơ lực? GV: (Sử dụng định hướng 4: thí nghiệm kiểm tra) - Hãy thảo luận theo nhóm và đưa ra phương án thí nghiệm để kiểm tra các dự đoán trên. - Định hướng của giáo viên: Nếu sử dụng tác dụng của lực làm thay đổi vận tốc của vật thì việc xác định lực thay thế là khó khăn vì khi đó vật chịu tác dụng của lực sẽ chuyển động. Ta có thể sử dụng tác dụng khác của lực để đi tìm lực thay thế được không? Nếu có phải bố trí thí nghiệm như thế nào? GV: (Sử dụng định hướng 2: KTTB) Để đơn giản, chúng ta phải chọn vật chịu tác dụng sao cho phải quan sát được hai lần biến dạng giống nhau? - Phải tác dụng lực như thế nào để xác định được phương, chiều, độ lớn của lực? - Phải biểu diễn các lực như thế nào để tìm hiểu mối quan hệ giữa chúng? GV: Đến đây trình bày thí nghiệm như hình 13.3 SGK. Dùng hai lực kế kéo đoạn dây cao su có một vị trí OA xác định. Đánh dấu vị trí AO trên bảng thí nghiệm. - Gọi một học sinh lên vẽ các lực ,. - Lập luận các lực , gây ra một hiệu quả tổng hợp là: giữ cho đoạn dây cao su có một vị trí OA xác định. Ta hãy tìm hiểu xem nếu thay ,bằng một lực duy nhất thì phải như thế nào để có cùng tác dụng như ,. - Một học sinh lên dùng lực kế duy nhất để kéo đoạn dây cao su đến vị trí AO như cũ. GV: Hãy nhận xét về mối quan hệ giữa các lực ,, được vẽ trên bảng. GV: Nếu học sinh không rút ra được nhận xét thì giáo viên gọi một học sinh lên bảng nối các ngọn của với và của với . - Nếu nối đầu mút các véctơ lực lại với nhau ta sẽ có hình gì? - Khi đó phương, chiều, độ lớn của véctơ lực thay thế xác định thế nào? O Hình 3.3. Tổng hợp lực GV: Dự đoán của chúng ta ở trên có chính xác hay không? GV: Thông báo khái niệm tổng hợp lực. - Lực thay thế là hợp lực. Các lực được thay thế gọi là các lực thành phần. - Từ kết quả thí nghiệm, hãy nêu cách phát biểu của hai lực đồng quy? GV: Thông báo Ngoài quy tắc hình bình hành, chúng ta có thể tìm hợp lực của hai lực , bằng quy tắc đa giác. Từ điểm ngọn của véctơ ta vẽ nối tiếp một véctơ song song và bằng véctơ . Véctơ hợp lực có gốc là gốc của véctơ và ngọn là ngọn của véctơ . Ba véctơ đó tạo thành một tam giác lực. - Hãy vẽ hình minh họa quy tắc đa giác. O Hình 3.5 Tổng hợp nhiều lực - Khi cần tổng hợp nhiều lực thì làm thế nào? HS: Có thể dùng một lực để thay thế hai lực tác dụng vào sà lan. HS: Phải tìm được phương, chiều, độ dài của lực có quan hệ như thế nào đối với phương, chiều, độ dài của hai lực được thay thế ,. Dự đoán 1: Có phương là đường phân giác của góc tạo bởi hai véctơ lực ,. Có độ lớn bằng tổng hai lực đó. Dự đoán 2: Có phương là đường phân giác của góc tạo bởi hai véctơ lực , có độ lớn bằng trung bình cộng hai lực đó. HS: Sử dụng tác dụng của lực làm cho vật bị biến dạng. Cho hai lực , cùng tác dụng vào một vật làm cho vật bị biến dạng, độ lớn của hai lực. Sau đó thay thế hai lực bằng lực cũng làm cho vật biến dạng như trường hợp hai lực trên tác dụng và xác định phương, chiều, độ dài của . Cuối cùng tìm mối quan hệ về phương, chiều, độ dài của lựcvới phương, chiều, độ dài của hai lực được thay thế ,. 13.3. Thí nghiệm về tổng hợp lực HS: Một học sinh lên bảng vẽ các lực ,. 13.4. Thí nghiệm về tổng hợp lực HS: Một học sinh lên bảng dùng một lực kế kéo đoạn dây cao su đến vị trí AO. Đọc số chỉ của lự kế. Vẽ mũi tên biểu diễn lực kéo của lực kế. HS: Thảo luận ở nhóm và phát biểu. (có thể học sinh nhận xét được cũng có thể không). HS: Hình bình hành. - Phương chiều của lực thay thế là phương của đường chéo hình bình hành, độ lớn là độ dài của đường chéo hình bình hành đó và chiều được biểu diễn như hình vẽ. HS: Không chính xác HS: Tiếp thu và ghi nhớ HS: Phát biểu quy tắc. - Cá nhân tiếp thu và ghi nhớ. ’ O Hình 3.4 Quy tắc đa giác 2. Tổng hợp lực Tổng hợp lực là thay nhiều lực tác dụng đồng thời lên vật (các lực thành phần) bằng một lực có cùng hiệu quả (hợp lực). a. Thí nghiệm (sgk) b. Quy tắc tổng hợp lực = + Hình 3.2. Tổng hợp lực Hoạt động 3: Tìm hiểu phép phân tích lực (10 phút) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng GV: (Sử dụng định hướng 2: KTTB) Nêu vấn đề Như ở trên ta đã tìm hiểu về cách tìm hợp lực khi biết các lực thành phần. Vậy ta có thể phân tích một lực thành phần thành hai hay nhiều lực tương đương được không? Nếu được thì làm thế nào? GV: Thông báo khái niệm phân tích lực. “Phân tích lực là thay thế một lực bằng hai hay nhiều lực tác dụng đồng thời gây hiệu quả giống hệt như lực ấy.” - Tuy nhiên, mỗi lực đều được phân tích thành hai lực thành phần theo nhiều cách khác nhau. Ta thường dựa vào điều kiện cụ thể trong mỗi bài toán để chọn phương của lực thành phần. - Nêu ví dụ : Vật đặt trên mặt phẳng nghiêng. Hãy phân tích trọng lực của vật ra các thành phần song song và vuông góc với mặt phẳng nghiêng. - Định hướng của giáo viên: Trọng lực tác dụng vào vật có tác dụng như thế nào khi vật nằm trên mặt phẳng nghiêng? Căn cứ vào đó để phân tích trọng lực ra hai thành phần được không? Hỏi thêm: Ngoài cách phân tích trên đây, còn có thể phân tích theo các phương khác không? - Về mặt toán học, có thể phân tíchtheo hai phương bất kì. Nhưng ta chỉ xét những cách phân tích nào mà các lực thành phần có ý nghĩa vật lí rõ rệt. Vậy chỉ khi biết một lực tác dụng cụ thể theo hai phương nào thì ta mới phân tích lực đó theo hai phương ấy. HS: Nhận thức vấn đề đặt ra. HS: Ta có thể phân tích một lực thành hai hay nhiều lực. HS: Tiếp thu và ghi nhớ HS: Tiếp thu và ghi nhớ. HS: Có thể phân tích trọng lực thành hai lực thành phần có tác dụng nén vật xuống theo phương vuông góc với mặt phẳng nghiêng, thành phần có xu hướng kéo vật trượt theo mặt phẳng nghiêng. HS: Lên bảng vẽ hình Hình 3.6 phân tích lực tác dụng lên vật nằm trên mặt phẳng nghiêng - Có thể học sinh trả lời được, có thể không. 3. Phân tích lực - Định nghĩa: Phân tích lực là thay thế một lực bằng hai hay nhiều lực tác dụng đồng thời gây hiệu quả giống hệt như lực ấy. - Quy tắc: dùng quy tắc hình bình hành. - Chú ý: Phải biết rõ phương của các lực thành phần. Hoạt động 4: Củng cố bài học và định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo (10 phút) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng GV: Yêu cầu học sinh nhắc lại nội dung chính trong bài. GV: Vận dụng quy tắc hình bình hành làm trong các phiếu học tập để củng cố bài học. - Phát phiếu học tập số 1 cho từng học sinh: Tổ 1: Làm câu 1 trước. Tổ 2: Làm câu 2 trước. Tổ 3: Làm câu 3 trước. Tổ 4: Làm câu 4 trước. - Trong lúc học sinh đang làm việc trên phiếu học tập, GV vẽ lên bảng bốn hình như trên phiếu học tập số 1. - Chú ý: Nên vẽ bốn hình dàn thành một hàng ngang trên bảng để có chỗ cho 4 học sinh cùng một lúc lên vẽ. - Gọi 4 học sinh của 4 tổ lên vẽ và ghi kết quả đo độ lớn của hợp lực. - Nhận xét về hình vẽ và kết quả đo hợp lực của học sinh. - Nếu ,có độ lớn nhất định thì độ lớn của hợp lực phụ thuộc vào gì? HS: Làm việc cá nhân trên phiếu học tập: vẽ hợp lực, dùng thước để đo độ lớn của hợp lực và điền kết quả vào ô của tổ mình. - Trao đổi ý kiến trong nhóm, cử người lên bảng vẽ hợp lực vào bảng. - Vẽ ba hình mà ba tổ kia vẽ trước. Điền các kết quả đo vào ô tương ứng. - Nhận xét bảng ghi kết quả trong phiếu học tập để rút ra kết luận: càng lớn thì F càng nhỏ. Tổ 1: O Hình 3.7. Tổng hợp lực khi = Tổ 2: O Hình 3.8. Tổng hợp lực khi = Tổ 3: O Hình 3.9. Tổng hợp lực khi = Tổ 4: O Hình 3.10. Tổng hợp lực khi = F(N) 6,8 6,1 5 2,1 Nhận xét: càng tăng thì F càng giảm. PHIẾU HỌC TẬP BÀI 13. LỰC. TỔNG HỢP VÀ PHÂN TÍCH LỰC Học sinh:………………….. Tổ:……………………. Cho hai lực = 3N; = 4N hợp với nhau một góc , được biểu diễn theo tỉ lệ xích 1N ứng với 1cm. Hãy dùng phép vẽ xác định hợp lực của hai lực đó. Dùng thước đo xentimet để xác định độ lớn của hợp lực. Chú ý: Em ở tổ nào thì làm câu tổ mình trước, rồi làm câu của tổ khác sau. O Tổ 1: = ,F=… O Tổ 2: =, F=… O Tổ 3: = ,F=… Tổ 4: =,F=… Bảng 3.11. Phiếu học tập 3.2.2. Thiết kế tiến trình dạy học bài 20: “ Lực ma sát” Mục tiêu Kiến thức. - Nêu được phương, chiều của lực ma sát nghỉ và lực ma sát lăn. - Nêu được các lực ma sát nghỉ, trượt, lăn xuất hiện trong trường hợp nào. - Đưa ra được dự đoán độ lớn của lực ma sát nghỉ cực đại tỉ lệ với áp lực của vật lên mặt tiếp xúc và phương án thí nghiệm kiểm tra. - Đưa ra dự đoán độ lớn của lực ma sát trượt tỉ lệ với áp lực của vật lên mặt tiếp xúc và phương án thí nghiệm kiểm tra. - Hiểu được đặc điểm của các loại lực ma sát. Kĩ năng - Viết được công thức của của lực ma sát nghỉ và ma sát trượt. Vận dụng để giải các bài tập liên quan. - Giải thích được vai trò của ma sát trong một số hiện tượng thực tế và một vài cách để làn tăng giảm ma sát. Chuẩn bị Giáo viên Dụng cụ thí nghiệm như hình 20.1 và 20.2 SGK Một xe lăn, một viên bi Hình ảnh trên máy chiếu Phiếu học tập. Học sinh Ôn lại kiến thức về định luật II, III Niu-Tơn và điều kiện cân bằng của một chất điểm. Tổ chức tiến trình dạy học Sử dụng phương pháp thực nghiệm và phương pháp nêu vấn đề kết hợp dạy học hợp tác, khám phá. Hoạt động 1: kiểm tra, chuẩn bị điều kiện xuất phát. Đặt vấn đề (5 phút) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng GV: kiểm tra bài cũ - Phát biểu định luật II và định luật III Niu-Tơn? - Nêu điều kiện cân bằng của một chất điểm? GV: Đặt vấn đề (sử dụng định hướng 1) Trong cuộc sống hằng ngày chúng ta thấy khi trời mưa đường lầy lội, nhiều xe ô tô bị sa lầy, bánh xe quay tít mà xe không nhích lên được vậy tại sao lại có hiện tượng như vậy? Hay hình ảnh băng chuyền than trong bức ảnh đầu bài tại sao băng chuyền lại chuyền được than? Hay tại sao muốn xách một quả mít nặng phải nắm chặt tay vào cuống của quả mít? Để trả lời cho các câu hỏi trên thì chúng ta sẽ học bài 20. Lực ma sát. HS: Trả lời HS: Nhận thức vấn đề đặt ra. BÀI 20. LỰC MA SÁT Hoạt động 2: Tìm hiểu đặc điểm của lực ma sát nghỉ (10 phút) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng GV: Làm thí nghiệm về lực ma sát nghỉ (hình 20.1.SGK) Giáo viên dùng lực kế móc vào vật kéo nhẹ để lực kế chỉ giá trị khác không mà vật không chuyển động. Giải thích kết quả thí nghiệm? vì sao đã có lực kéo mà khối gỗ vẫn đứng yên. GV: kết luận (sử dụng định hướng 2: KTTB) Nguyên nhân vật không chuyển động là do lực ma sát. Lực ma sát trong trường hợp này gọi là lực ma sát nghỉ cân bằng với lực kéo. Vậy lực ma sát nghỉ là gì? Có đặc điểm như thế nào ta sẽ đi tìm hiểu phần 1. GV: Vậy lực ma sát nghỉ xuất hiện trong trường hợp nào? - Gợi ý cho học sinh rút ra điều kiện xuất hiện lực ma sát nghỉ. Hình 3.12. Biểu diễn lực ma sát nghỉ tác dụng lên vật - Vẽ hình 20.1 lên bảng rồi yêu cầu HS vẽ tiếp lực ma sát nghỉ do bàn tác dụng vào vật. Phân tích các lực tác dụng vào vật. Hình 3.13. Lực tác dụng lên vật đặt trên bàn - Cho biết phương, chiều và độ lớn của lực ma sát nghỉ? GV: (sử dụng định hướng 3: suy luận) Nêu vấn đề: Độ lớn của phụ thuộc vào những yếu tố nào? - Kéo chậm lực kế. Số chỉ của lực kế tăng dần nhưng vật vẫn đứng yên. Điều đó chứng tỏ độ lớn của có thay đổi không? GV: kết luận - Độ lớn của bằng độ lớn của ngoại lực. (chính xác hơn: bằng thành phần ngoại lực song song với mặt tiếp xúc ). - Nếu ngoại lực tiếp tục tăng, liệu có tăng mãi để luôn luôn cân bằng với ngoại lực hay không? - Khi nào lực ma sát nghỉ cực đại? Giá trị cực đại đó bằng bao nhiêu? - Vậy lực ma sát nghỉ có giá trị lớn nhất ta có thể kí hiệu là . Nêu vấn đề: Giá trị cực đại của lực ma sát nghỉ phụ thuộc vào gì? - Làm nhanh thí nghiệm định tính: chất thêm một, rồi hai khối gỗ lên khối gỗ ban đầu rồi lần lượt kéo. Sau mỗi lần ta thấy càng tăng. GV: kết luận Lực ma sát nghỉ cực đại tỉ lệ với áp lực của vật lên mặt tiếp xúc. GV: Có thể biểu diễn áp lực của vật lên mặt tiếp xúc thông qua phản lực N được không? Tại sao? Gọi là hệ số tỉ lệ thì lực ma sát nghỉ cực đại được viết thế nào? GV: Thông báo Hệ số gọi là hệ số ma sát nghỉ, trị số của nó phụ thuộc vào từng cặp vật liệu tiếp xúc. Từ những công thức trên ta có thể viết: N Hình 20.1. Thí nghiệm về lực ma sát nghỉ HS: Vận dụng kiến thức về cân bằng lực để trả lời: do có lực ma sát cân bằng với lực kéo. HS: Có thể trao đổi trong nhóm rồi rút ra nhận xét: chỉ xuất hiện khi có ngoại lực tác dụng lên vật. Ngoại lực này có xu hướng làm cho vật chuyển động nhưng chưa đủ để thắng lực ma sát. - Thảo luận câu trả lời đúng là: + Giá của lực nằm trong mặt tiếp xúc (hay có phương nằm ngang) + ngược chiều với ngoại lực tác dụng. - Quan sát thí nghiệm và trả lời câu hỏi. HS: cũng phải tăng dần để cân bằng với lực kéo. HS: Làm thí nghiệm và rút ra nhận xét: - Nếu số chỉ của lực kế tăng đến một mức nhất định thì vật sẽ không đứng yên được nữa mà sẽ trượt trên bàn. - Khi vật bắt đầu chuyển động thì lực ma sát nghỉ có giá trị cực đại. - Quan sát thí nghiệm và rút ra nhận xét: áp lực N càng tăng thì càng tăng. - Có thể. Vì theo định luật III Niu-Tơn áp lực lên mặt tiếp xúc cân bằng với phản lực N. Độ lớn của lực ma sát nghỉ bằng: =N HS: Tiếp thu và ghi nhớ. 1. Lực ma sát nghỉ a. Điều kiện xuất hiện: Có ngoại lực tác dụng nhưng chưa đủ thắng ma sát. b. Phương, chiều của - Giá nằm trong mặt phẳng tiếp xúc. Hình 3.14. Lực ma sát nghỉ tác dụng lên vật đặt trên bàn - Ngược chiều với ngoại lực. c. Độ lớn =(thành phần ngoại lực song song với mặt tiếp xúc) =N Suy ra: N : Giá trị cực đại của : hệ số ma sát nghỉ ( Hình 3.16. Ngoại lực song song với mặt tiếp xúc Hoạt động 3: Tìm hiểu đặc điểm của lực ma sát trượt (10 phút) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng GV: Đặt vấn đề (sử dụng định hướng 1) - Chúng ta biết khi có ngoại lực tác dụng vào vật nhưng chưa đủ mạnh để làm vật chuyển động thì xuất hiện lực ma sát nghỉ. Nếu vật chuyển động trượt trên vật khác thì có lực ma sát không? Nếu có thì lực ma sát có phương, chiều thế nào? - Khi vật này trượt trên vật khác thì lực ma sát đó gọi là lực ma sát trượt. - Có thể làm thí nghiệm như hình 20.2 nói rõ số chỉ của lực kế biểu hiện độ lớn của lực ma sát trượt. (bố trí thí nghiệm như hình vẽ) - Vẽ hình dưới đây lên bảng và yêu cầu học sinh vẽ vectơ và lực ma sát trượt trong trường hợp vật A trượt trên vật B như hình vẽ. A B Hình 3.16. Vật A trượt trên vật B GV: Cho toàn bộ hệ thống trên vào một xe ô tô chuyển động với vận tốc lớn hơn vận tốc so với mặt đất. (hình vẽ) B A Hình 3.19. Khảo sát chiều lực ma sát trượt khi đặt vật A và B vào trong xe ô tô GV: Khi đó chiều của lực ma sát trượt so với chiều chuyển động của vật A (chiều chuyển động của A so với mặt đất) sẽ như thế nào? GV: Đưa ra kết luận chính xác về phương, chiều của lực ma sát trượt? GV: Độ lớn của lực ma sát trượt phụ thuộc vào yếu tố nào? GV: (Sử dụng định hướng 4: kiểm tra bằng thí nghiệm) Hãy đề xuất phương án thí nghiệm để kiểm tra dự đoán đó? GV: Với cách bố trí thí nghiệm như vậy thì việc đọc số chỉ của lực kế là khó khăn vì lực kế chuyển động cùng vật A. Có thể cố định vật A và cho vật B tiếp xúc với vật A chuyển động được không? Nếu được thì thí nghiệm được bố trí thế nào? GV: Thống nhất với phương án thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm, yêu cầu học sinh quan sát và rút ra kết luận? GV: Có thể biểu diễn áp lực của vật lên mặt tiếp xúc thông qua phản lực được không? Gọi là hệ số tỉ lệ thì lực ma sát trượt được viết như thế nào? GV: Thông báo Hệ số ma sát trượt hầu như không phụ thuộc vào diện tích mặt tiếp xúc mà phụ thuộc vào tính chất của mặt tiếp xúc (có nhẵn hay không bằng vật liệu gì) Trong một số trường hợp, hệ số ma sát trượt và hệ số ma sát nghỉ xấp xỉ bằng nhau (). Cũng có trường hợp chúng chênh nhau đáng kể. 20.2.Thí nghiệm về lực ma sát trượt 20.2.Thí nghiệm về lực ma sát trượt 20.2.Thí nghiệm về lực ma sát trượt HS: - Khi vật trượt trên vật khác thì có lực ma sát cản trở chuyển động đó. Lực ma sát có phương cùng với phương chuyển động và ngược chiều với chiều chuyển động của vật. B A Hình 3.17. Biểu diễn lực ma sát trượt HS: Một học sinh lên biểu diễn. HS: Được đưa vào tình huống ngạc nhiên, bất ngờ: lực ma sát trượt lại cùng chiều với chiều chuyển động của vật A, trái với kết luận trên. HS: Lực ma sát trượt tác dụng lên vật luôn cùng phương, ngược chiều với vận tốc tương đối của vật ấy với mặt tiếp xúc. HS: Độ lớn của lực ma sát trượt tỉ lệ với áp lực của vật lên mặt tiếp xúc. HS: Phương án: Móc lực kế vào vật A và kéo cho vật A chuyển động thẳng đều, thay đổi áp lực của vật A lên mặt tiếp xúc bằng cách thêm gia trọng vào vật A, đọc số chỉ lực kế tương ứng. HS: kết luận - Lực ma sát trượt tỉ lệ với áp lực của vật lên mặt tiếp xúc. =N 2. Lực ma sát trượt a. Điều kiện xuất hiện: Các vật tiếp xúc trượt trên bề mặt của nhau. B A Hình 3.18. Lực ma sát trượt tác dụng lên vật b. Phương,chiều của - Giá nằm trong mặt tiếp xúc. - Chiều của ngược chiều với . c. Độ lớn: =N Hoạt động 4: Tìm hiểu lực ma sát lăn (5 phút) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng GV: (Sử dụng định hướng 2: KTTB) Búng hòn bi trên mặt bàn, nguyên nhân nào làm cho hòn bi lăn chậm dần? Gợi ý: Chứng tỏ đã có một lực tác dụng lên hòn bi và làm nó lăn chậm dần và lực đó là lực gì? Vậy lực ma sát lăn xuất hiện khi nào? Kết luận: Lực ma sát lăn xuất hiện khi một vật lăn trên mặt một vật khác, có tác dụng cản trở sự lăn đó. GV: (Sử dụng định hướng 3: so sánh) Hình 3.20. xe trượt trên mặt bàn Hích cho xe lăn chuyển động trên mặt bàn trong hai tư thế. Hình 3.21. xe lăn trên mặt bàn - Trường hợp nào xe đi được xa hơn? Điều đó chứng tỏ điều gì? - Yêu cầu học sinh về nhà giải thích tác dụng của ổ bi, con lăn. HS: Lực ma sát lăn làm hòn bi lăn chậm dần (đã học ở lớp 8). HS: khi một vật này lăn trên vật khác và có tác dụng cản trở sự lăn đó. HS: Trường hợp dưới vật đi được xa hơn vì << 3. Lực ma sát lăn (SGK) << (Cùng với một áp lực như nhau) Hoạt động 5: Tìm hiểu vai trò của ma sát trong đời sống (10 phút) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng GV: (Sử dụng định hướng 3: phân tích quan điểm) Theo các em lực ma sát có ích hay có hại? GV: Chia lớp ra thành các nhóm và phát phiếu học tập số 1 cho từng học sinh trong nhóm. Trong khi học sinh làm việc trên phiếu, giáo viên vẽ nhanh các ô như trên phiếu lên bảng. Gợi ý: - Nhóm 1: Tìm hiểu xem lực ma sát trượt có lợi hay có hại? cho ví dụ và phân tích và điền nội dung vào phiếu. - Nhóm 2: Thảo luận và tìm hiểu xem lực ma sát nghỉ có lợi hay cáo hại? cho ví dụ, phân tích và điền vào phiếu. - Nhóm 3: Thảo luận và tìm hiểu xem lực ma sát lăn có lợi hay có hại? cho ví dụ và phân tích. GV: Kết luận Tóm lại, tùy từng trường hợp, trong trường hợp này ma sát có hại những trong trường hợp khác ma sát lại có lợi. - Ma sát có thể cản trở chuyển động, mà cũng có thể là nguyên nhân của chuyển động. Thật vậy, tất cả các xe cộ và con người không thể chuyển động nếu như không có lực ma sát nghỉ. GV: Chuẩn bị 2 miếng gỗ, một ít dầu bôi trơn, hướng dẫn học sinh làm thí nghiệm: + Đặt hai miếng gỗ tiếp xúc nhau, để tay lên miếng gỗ và cố gắng trượt nó đi. + Đổ vào hai miếng gỗ một ít dầu bôi trơn, sau đó dùng tay đẩy miếng gỗ. - So sánh xem trường hợp nào đẩy miếng gỗ dễ hơn, giải thích tại sao? - Đề xuất các giải pháp nhằm làm tăng cường hoặc giảm ma sát. Lưu ý: Phần này không đủ thời gian có thể yêu cầu học sinh về nhà làm và có thể hôm sau lên trả bài cũ. - Nhận xét về việc điền ô của học sinh, nên nhấn mạnh vào nội dung ở các hình 20.4, 20.5 SGK. HS: Các bạn học sinh trong nhóm suy nghĩ thảo luận với nhau để điền nội dung vào phiếu học tập. HS: Một số học sinh lên điền vào các ô ở trên bảng (ai ghi được nội dung ô nào thì điền ô đó). HS: Trường hợp 2 đẩy miếng gỗ dễ dàng hơn vì dầu bôi trơn làm giảm ma sát. - Để giảm ma sát bôi trơn, hoặc làm nhẵn mặt tiếp xúc. - Để làm tăng cường ma sát thì làm sần sùi mặt tiếp xúc. 4. Vai trò của ma sát trong đời sống. (kẻ bảng như trong phiếu học tập phát cho học sinh) Hoạt động 6: Củng cố bài học và định hướng nhiệm vụ tiếp theo (5 phút) Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng GV: Yêu cầu học sinh giải thích hiện tượng đặt ra ở đầu bài. Phát phiếu học tập số 2 cho học sinh. (Nếu không đủ thời gian thì dành phiếu học tập 2 học sinh về nhà làm để hôm sau kiểm tra bài cũ). Bài tập về nhà: 1,2,3 SGK Ôn lại kiến thức hệ quy chiếu và ba định luật Niu-Tơn. HS: + Bóp mạnh để tăng áp lực của tay vào cuống của quả mít, do đó tăng lực ma sát nghỉ giữa tay và cuống quả mít để lực ma sát có thể cân bằng với trọng lượng của quả mít. + Băng chuyền đi được là do có lực ma sát lăn. + Khi bánh xe phát động của ô tô sa vào vũng lầy, lực ma sát tác dụng vào bánh xe quá nhỏ, không đủ giữ cho điểm bánh xe tiếp xúc với đất tạm thời đứng yên để cho xe nhích lên được. Cách khắc phục là chèn thêm gạch, đá, hoặc lót ván vào vũng lầy để tăng ma sát. HS: Hoạt động cá nhân sau đó trao đổi nhóm và đại diện nhóm lên báo cáo kết quả. PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1 BÀI 20. LỰC MA SÁT Học sinh:……………………………… Tổ, nhóm:…………………………….. Em hãy liên hệ với các hiện tượng trong thực tế để điền nội dung vào bảng. Lợi ích Cách làm tăng ma sát có lợi Tác hại Cách làm giảm ma sát có hại Ma sát trượt Ma sát lăn Ma sát nghỉ PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2 Câu 1. Hãy điền các thông tin về lực ma sát trượt, ma sát nghỉ vào ô sau: Lực ma sát nghỉ Lực ma sát trượt Điều kiện xuất hiện Chiều Độ lớn Câu 2. Khi áp lực lên bề mặt tiếp xúc tăng lên lần thì độ lớn của lực ma sát trượt: Giảm 3 lần Tăng 3 lần Giảm 9 lần Tăng 9 lần Câu 3. Khi có ngoại lực tác dụng lên vật mà vật vẫn đứng yên thì ở mặt tiếp xúc xuất hiện: Lực đàn hồi Lực hấp dẫn Lực ma sát nghỉ Lực ma sát lăn Đáp án trắc nghiệm: câu 2. A. Tăng 3 lần; câu 3. C. Lực ma sát nghỉ KẾT LUẬN 1. Kết luận Trên cơ sở nghiên cứu các phương pháp lấy người học làm trung tâm để thiết kế phương án dạy một số nội dung trong chương động lực học chất điểm – VL10 nâng cao đối chiếu với mục đích, nhiệm vụ đã đề ra bước đầu tôi thu nhận được kết quả sau : - Đã tìm hiểu được lí thuyết tổng quát về dạy học tích cực lấy người học làm trung tâm và cũng đã thấy được tính ưu việt của phương pháp mới so với các phương pháp truyền thống. Đặc biệt, đã đưa ra một số phương pháp dạy học lấy người học làm trung tâm với những ưu, nhược điểm khác nhau. - Đã tìm hiểu được các định hướng để học sinh có thái độ học tập tốt hơn trong giờ học cũng như học sinh thu nhận và tổng hợp kiến thức tốt hơn. Mặt khác, học sinh còn có cơ hội rèn luyện, phát triển tư duy thông qua việc mở rộng, tinh lọc kiến thức và sử dụng kiến thức hiệu quả. - Đã nêu lên được vai trò, vị trí của chương động lực học chất điểm trong chương trình vật lý lớp 10 nâng cao – THPT cũng như trình bày được các đơn vị kiến thức và cấu trúc của của chương. - Đã thiết kế được phương án dạy một số nội dung kiến thức trong chương động lực học chất điểm vật lý lớp 10 nâng cao bằng các phương pháp lấy người học làm trung tâm, cụ thể như bài 13. Lực. Tổng hợp và phân tích lực, bài 16. Định luật III Niu-Tơn, bài 20. Lực ma sát. Trong quá trình soạn giáo án của mình tôi đã đưa ra thật nhiểu câu hỏi có vấn đề, trả lời được các câu hỏi này học sinh đã lĩnh hội được tri thức, tôi cũng đã thiết kế tổ chức cho các em học sinh học tập hợp tác với nhau theo nhóm bằng cách phát các phiếu học tập nhằm nâng cao tinh thần trách nhiệm của mỗi học sinh khi làm việc theo nhóm. Đồng thời, để học sinh vận dụng được kiến thức đã học tôi đã đưa ra nhiều tình huống mới ở trên lớp để học sinh tự giải quyết vấn đề. Bên cạnh những kết quả khiêm tốn đã đạt được, tôi cũng gặp không ít khó khăn trở ngại : - Nội dung bài học quá nhiều (chẳng hạn như : bài 20. Lực ma sát), sách giáo khoa đổi mới nhiều lần nhưng vẫn còn nặng tính lí thuyết nên chưa tạo điều kiện để giáo viên thực hiện các phương pháp tích cực được. - Giáo viên phải đầu tư sức lực, tâm huyết hơn cho việc soạn giáo án và thiết kế bài giảng điện tử. - Dễ bị cháy giáo án do cả giáo viên và học sinh còn bỡ ngỡ với phương pháp dạy học mới, khả năng tư duy của học sinh còn chậm, điều này dễ dàng hơn khi tạo được kĩ năng và thói quen tư duy cho học sinh. - Cơ sở vật chất còn nghèo nàn, thiết bị dạy học còn thiếu thốn ở các trường phổ thông. - Đa số các em học cả ngày nên ít khi đọc tài liệu trước khi đến lớp.  Tôi thiết nghĩ đây là những khó khăn chung cho việc áp dụng những phương pháp giảng dạy tích cực ở trường phổ thông, đặc biệt đối với những giáo viên đi tiên phong. Tuy nhiên, hai khó khăn lớn nhất là học sinh không quen với học bằng khám phá, học bằng trao đổi và đa số giáo viên đã quen dạy theo sách giáo khoa mà chưa quen việc thoát li sách khi cần thiết. Chính vì thế, muốn thay đổi phương pháp dạy học thì cả giáo viên và học sinh phải « vượt qua chính mình » . Chúng ta vẫn có thể bắt đầu với các phương pháp dạy học tích cực trong điều kiện có thể được bằng cách vận dụng chúng một cách linh hoạt, đồng thời có sự điều chỉnh sao cho phù hợp với điều kiện thực tế, bởi nếu chúng ta vẫn tiếp tục chờ đợi một điều kiện học tập tốt hơn mới tiến hành đổi mới phương pháp dạy học thì không biết đến bao giờ giáo dục mới đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của xã hội. Đổi mới phương pháp dạy học cần kế thừa, phát triển những mặt tích cực của hệ thống phương pháp dạy học quen thuộc, đồng thời cần học hỏi, vận dụng một số phương pháp mới, phù hợp với hoàn cảnh, điều kiện dạy và học ở nước ta để giáo dục từng bước tiến lên vững chắc. Tóm lại, quá trình dạy học phụ thuộc vào nhiều yếu tố như trình độ của giáo viên, kinh nghiệm vốn có và mối quan tâm cuả học sinh... Không bao giờ có một phương pháp dạy học nào mà tốt nhất trong mọi trường hợp, chỉ có những phương pháp hợp lí và hiệu quả đối với từng trường hợp của quá trình dạy học. Việc yêu cầu tất cả giáo viên đều sử dụng phương pháp dạy học có hiệu quả lấy học sinh làm trung tâm là điều không thể thực hiện được trong thời gian ngắn. Tuy nhiên, việc thay đổi cách học của học sinh là quyết định cho sự thành công của phương pháp và ngược lại sự cố gắng thực hiện thành công phương pháp này làm thay đổi tận gốc thói quen thụ động của học sinh lâu nay. 2. Khuyến nghị Qua quá trình thực hiện luận văn tôi có một số kiến nghị sau: - Giáo viên cần cho học sinh làm quen dần với cách làm việc tích cực và làm việc theo nhóm, có ý thức quản lí chặt chẽ học sinh cũng như thời gian trong quá trình dạy học. - Phải thấy được sự quan trọng của việc “kế thừa”, vì có sự kế thừa thì thế hệ sau mới phát triển tốt hơn thế hệ trước. Trong kế thừa phải thấy được sự kế thừa lựa chọn kiến thức và phải kế thừa một cách tích cực, cái gì học sinh có thể làm được thì hướng dẫn họ làm một cách tích cực và phải có cơ chế, chính sách để thúc đẩy họ làm. Ngoài sự kế thừa tích cực phải chọn một số bài mà trong đó thầy gợi ý học sinh phát hiện vấn đề, tìm phương hướng giải quyết vấn đề để học sinh tự đi đến kiến thức mới. - Một yêu cầu không kém phần quan trọng là giải pháp và điều kiện để đổi mới, không thể chỉ hô hào, chỉ thị mà cần phải lưu ý đến các yêu cầu khác chẳng hạn: + Luôn biến đổi nhận thức của đội ngũ giáo viên để họ tự giác đổi mới phương pháp dạy học theo định hướng chung cùng với những gợi ý hướng dẫn cụ thể. Một trong những khó khăn lớn là khắc phục, từ bỏ một số thói quen không thích hợp khi đổi mới cách làm cách nghĩ. + Tạo điều kiện về tinh thần, vật chất để củng cố nâng cao động lực dạy học cho giáo viên. Xét cho cùng đây là những đảm bảo hàng đầu cho sự thành công đổi mới phương pháp dạy học. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Bộ giáo dục và đào tạo (2006), Tài liệu bồi dưỡng giáo viên môn vật lý, Nhà xuất bản giáo dục. [2]. Bộ giáo dục và đào tạo (2006), SGK Vật lý 10 nâng cao, Nhà xuất bản giáo dục [3]. Bộ giáo dục và đào tạo (2010), Sách giáo viên vật lí 10 nâng cao, Nhà xuất bản giáo dục Việt Nam. [4]. Phùng Việt Hải (2008), Bài giảng lí luận và phương pháp dạy học vật lý ở trường phổ thông, Đại học Tây Nguyên. [5]. Trần Thúy Hằng, Hà Duyên Tùng (2006), Thiết kế bài giảng vật lí 10 nâng cao (tập một), Nhà xuất bản đại học sư phạm. [6]. Đỗ Thị Mỹ Tâm (2008), Khóa luận tốt nghiệp, Đại học Tây Nguyên. [7]. Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế (2002), Phương pháp dạy học vật lý ở trường phổ thông, Nhà xuất bản đại học sư phạm. [8]. Bùi Gia Thịnh, Lương Tấn Đạt, Vũ Thị Mai Lan (2008), Thiết kế bài giảng vật lí 10 nâng cao theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh, Nhà xuất bản giáo dục. [9]. Phạm Hữu Tòng (2004), Dạy học vật lý ở trường phổ thông theo định hướng phát triển hoạt động học tích cực, tự chủ, sáng tạo và tư duy khoa học, Nhà xuất bản Đại Học Sư Phạm. [10]. Pilot 1 (2004), Nghiên cứu viết tài liệu dựa vào 5 định hướng của Marzano và tư tưởng của Forgaty, Đại học Cần Thơ. [11]. PGS.TS Vũ Hồng Tiến (2011), Một số phương pháp dạy học tích cực. [12]. Văn kiện Đại Hội Đảng toàn Quốc lần thứ IX, tháng 4.2001 [13]. (Theo quyết định số 16/2006/QĐ-BGDĐT ngày 05/5/2006 của Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo về Chương trình giáo dục phổ thông) [14]. PHỤ LỤC Thiết kế tiến trình dạy học bài 16: “Định luật III Niu-tơn” I. Mục tiêu kiến thức - Thông qua các ví dụ đặt vấn đề học sinh tìm được hai lực trong tương tác cùng phương và ngược chiều. - Đề xuất được phương án thí nghiệm để kiểm tra dự đoán độ lớn của 2 lực trong tương tác bằng nhau. - Phát biểu và viết được biểu thức của định luật III Niu-Tơn. - Phân biệt được cặp lực trực đối và cặp lực cân bằng. - Nêu được đặc điểm của lực và phản lực. Kĩ năng Áp dụng định luật II, III Niu-Tơn để làm một số bài toán đơn giản và giải thích được một số hiện tượng trong đời sống. Chuẩn bị Giáo viên - Chuẩn bị một số thí nghiệm gợi mở trình chiếu trên powerpoint + Hai người trượt giày patanh để thực hiện thí nghiệm hình 16.1 SGK + Sắt và nam châm như hình 16.2 SGK + Hai xe lăn như hình 16.6 SGK - Các thiết bị để thực hiện thí nghiệm hình 16.3 SGK Học sinh - Ôn lại các kiến thức cũ. III. Tiến trình dạy học Phương pháp sử dụng là phương pháp thực nghiệm và phương pháp nêu vấn đề kết hợp với dạy học khám phá. Hoạt động 1: Đề xuất vấn đề Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng GV: - Tại sao khi dùng tay đấm vào tường thì tay lại thấy đau? Ta sẽ có cảm giác thế nào nếu lực do tay ta tác dụng vào tường mạnh hơn? Tại sao? - Hiện tượng gì xảy ra nếu đá quả bóng vào tường? nếu đá mạnh quả bóng vào tường thì hiện tượng xảy ra như thế nào? Tại sao? - Quan sát hình vẽ trong sách giáo khoa, hiện tượng gì xảy ra khi An đẩy Bình một lực? GV: Thông báo kết luận về tính tương hỗ trong tương tác. - Các lực trong tương tác có mối quan hệ với nhau như thế nào? Để biết được điều đó chúng ta sẽ vào bài 16. ĐỊNH LUẬT III NIU-TƠN. - Yêu cầu học sinh nhận xét ví dụ 2 trong sách giáo khoa. GV: khái quát - Nếu vật A tác dụng lên vật B thì vật B cũng tác dụng lên vật A. Đó là sự tác dụng tương hỗ giữa các vật. HS: - khi tác dụng vào tường một lực thì tường tác dụng trở lại tay ta một lực nên ta thấy đau. Nếu lực tác dụng vào tường mạnh hơn thì tay ta cảm thấy đau hơn vì khi đó tường cũng tác dụng vào tay ta một lực mạnh hơn. - Nếu đá quả bóng vào tường thì khi đó bóng tác dụng vào tường một lực, đồng thời tường tác dụng trở lại bóng một lực nên quả bóng bị nảy ra. Nếu đá quả bóng mạnh vào tường thì quả bóng nảy ra xa hơn vì khi đó quả bóng tác dụng vào tường một lưc mạnh hơn thì tường tác dụng vào quả bóng một lực mạnh hơn. - Bình sẽ chuyển động tiến về phía trước, còn An chuyển động ngược trở lại vì Bình đã tác dụng ngược trở lại An một lực. HS: Nhận thức vấn đề cần nghiên cứu. BÀI 16. ĐỊNH LUẬT III NIU-TƠN Nhận xét A B A tác dụng lên B Tương tác B tác dụng lên A Hoạt động 2: Tìm hiểu định luật III Niu-Tơn Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng GV: Dự đoán về mối liên hệ của hai lực trong tương tác? GV: Định hướng cho học sinh. + Để tìm mối quan hệ của hai lực ta phải tìm mối quan hệ của những yếu tố nào đặc trưng cho lực? + Biểu diễn các lực tương tác ở hai ví dụ trên? - Hãy đề xuất phương án thí nghiệm kiểm tra các dự đoán ở trên? GV: Định hướng cho học sinh. - Chú ý về phương, chiều của hai lực trong tương tác ở các ví dụ trên. - Phương, chiều của gia tốc của Bình, An trong tương tác? GV: Phương án đưa ra chỉ cho phép kiểm tra được độ lớn hai lực tương tác khi hai vật đứng yên? Hãy đề xuất một phương án thí nghiệm để kiểm tra khi hai vật tương tác chuyển động. - Ở thí nghiệm trên, để tạo được tương tác cho hai lực kế ta phải dùng hai tay để kéo hai lực kế. Làm sao để tạo được tương tác cho hai lực kế khi hai lực kế chuyển động? - Có thể dùng quả nặng để tạo tương tác được không? GV: Giới thiệu cách bố trí nghiệm hình 16.3 ở trong sách giáo khoa. GV: Sau khi đã thống nhất hai phương án thí nghiệm kiểm tra, GV tiến hành thí nghiệm và gọi 1 hoặc 2 học sinh lên quan sát, sau đó thông báo kết quả thí nghiệm cho cả lớp. GV: Yêu cầu học sinh biểu diễn các lực tương tác trong hai trường hợp, sau đó rút ra kết luận về các lực tương tác đó. - Các lực và có đặc điểm gì?(gợi ý: giá, chiều, độ lớn). GV: Kết luận đó cũng chính là nội dung định luật III Niu-Tơn. “khi vật A tác dụng lên vật B một lực, thì vật B cũng tác dụng trở lại vật A một lực. Hai lực này là hai lực trực đối ” Biểu thức: = - HS: Thảo luận nhóm đại diện lên trả lời. + Phương án 1: Hai lực cùng phương, ngược chiều và độ lớn bằng nhau. + Phương án 2: Hai lực cùng phương, ngược chiều và độ lớn tỉ lệ thuận với nhau. Hình 16.3 Cách xác định khối lượng dựa vào tương tác HS: Làm việc theo nhóm, thảo luận đưa ra các phương án thí nghiệm. Phương án: Dùng hai lực kế móc vào nhau và kéo về hai phía ta có tương tác giữa hai lực kế, độ lớn của hai lực tương tác đọc trên lực kế. - Phương án: Thả hai lực kế móc vào nhau chuyển động rơi tự do. HS: Có thể không trả lời được HS: Cho hai lực kế móc vào nhau và cho lực kế dưới treo thêm một quả nặng. HS: Quan sát thí nghiệm biểu diễn của GV. HS: Hai lực tương tác trong cả hai trường hợp có độ lớn bằng nhau. HS: Biểu diễn lực và rút ra kết luận: - Hai vật tương tác với nhau bằng những lực cùng phương, ngược chiều và cùng độ lớn 2. Định luật III Niu-Tơn a. Thí nghiệm b. Định luật khi vật A tác dụng lên vật B một lực, thì vật B cũng tác dụng trở lại vật A một lực. Hai lực này là hai lực trực đối Biểu thức: =- Hoạt động 3: Tìm hiểu về cặp “lực và phản lực” Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng GV: Thông báo và , một lực gọi là lực tác dụng, lực kia gọi là phản lực. - Hai lực đó có cân bằng với nhau không? GV: Thông báo Lực tác dung và phản lực luôn thuộc cùng một loại. Chú ý: Hai lực trong cặp lực trực đối luôn cùng loại, nghĩa là lực tác dụng thuộc loại gì (hấp dẫn, đàn hồi, ma sát…) thì phản lực cũng thuộc loại đó. GV: Phân biệt cặp lực trực đối và cặp lực cân bằng? Thông báo: Hai lực kể trên là hai lực trực đối nhưng không cân bằng nhau vì chúng tác dụng lên hai vật khác nhau. Như vậy, hai lực là cân bằng sẽ là hai lực trực đối còn hai lực trực đối chưa chắc là hai lực cân bằng. Điều này sẽ được xét đến trong từng bài tập cụ thể HS: Thảo luận và phát biểu Hai lực đó trực đối nhưng không cân bằng nhau. HS: Tiếp thu và ghi nhớ. HS: Phân biệt: Giống nhau: Hai lực cùng phương, ngược chiều, và cùng độ lớn. Khác nhau: Đối với cặp lực cân bằng thì hai lực cùng tác dụng vào một vật. 3. Lực và phản lực * Đặc điểm của cặp lực và phản lực - Cùng phương, cùng độ lớn, ngược chiều (hai lực trực đối). - Không cân bằng nhau vì đặt vào hai vật khác nhau. - Hai lực thuộc cùng một loại lực (hấp dẫn, đàn hồi, ma sát). Hoạt động 4: Vận dụng định luật III Niu-Tơn Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng GV: Hãy tìm thêm những ví dụ minh họa định luật III Niu-Tơn. Trong mỗi ví dụ, nêu rõ cặp lực và phản lực. Gợi ý cho học sinh suy nghĩ về một ví dụ quan trọng: người bước đi trên mặt đất. GV: Yêu cầu học sinh làm bài tập trong mục 4 sách giáo khoa. GV: Yêu cầu học sinh đọc bài 1, vẽ hình 16.3 vào vở. Định hướng: Vận dụng định luật II và III Niu-Tơn để xét lực tác dụng lên vật, khối lượng và gia tốc của vật. - Vật thu gia tốc nhỏ thì sự biến đổi vận tốc nhỏ và ngược lại. GV: Bài tập vận dụng số 2, yêu cầu học sinh về nhà tự nghiên cứu. GV: Bài tập vận dụng số 3 đây là bài lí luận tương đối khó, diễn biến trên lớp có thể theo nhiều tình huống khác nhau, giáo viên tùy tình hình để xử lí linh hoạt. Có thể dẫn dắt theo hướng như sau: + Vì sao vật đứng yên trên mặt bàn? + Giải thích: Vật nén lên mặt bàn áp lực , do đó (theo định luật III Niu-Tơn) bàn tác dụng lên vật phản lực vuông góc với bàn. Suy ra: = Vì vật đứng yên, suy ra: =. + Hãy chỉ ra các cặp lực trực đối. + Đâu là cặp lực trực đối cân bằng, đâu là cặp lực trực đối không cân bằng? HS: Suy nghĩ và nêu ví dụ HS: Làm việc theo nhóm và cử đại diện nhóm lên báo cáo kết quả. HS: Đọc bài 1 và giải thích. - Theo định luật II Niu-Tơn, ta có: F=ma và F’=m’a’ Đây là hai lực trực đối nên F=F’. Vì khối lượng quả bóng nhỏ hơn so với bức tường Tức là: m>a’ Bóng bị bật trở lại còn tường vẫn đứng yên. Điều này hoàn toàn phù hợp với định luật II và III Niu-Tơn. + Vì vật chịu tác dụng của trọng lực của trái đất và lực đỡ của mặt bàn. + Cặp , và cặp ,. Cặp , không cân bằng vì đặt vào hai vật khác nhau; cặp , cân bằng vì đặt lên cùng một vật và vật đó đứng yên. 4. Bài tập vận dụng Bài 1. tường tác dụng lên bóng bóng tác dụng lên tường =0 Hình 3.23. Bóng đập vào tường gây ra lực tác dụng Khi bóng đập vào tường, bóng tác dụng vào tường một lực F, tường tác dụng trở lại bóng một lực F’(cùng độ lớn với lực F). Vì khối lượng của quả bóng khá nhỏ nên phản lực F’gây cho nó giac tốc lớn, làm bóng bật ngược trở lại. Còn khối lượng tường rất lớn, nên gia tốc của tường nhỏ đến mức mà ta không thể quan sát được chuyển động của nó. Như vậy hiện tượng này phù hợp với định luật II và III Niu-Tơn. Bài 3. - Định luật III Niu-Tơn: = - - Vật đứng yên: = - Suy ra: = , : cặp lực trực đối không cân bằng. ,: cặp lực trực đối cân bằng (phản lực pháp tuyến của bàn lên vật) : Áp lực của vật lên bàn (trọng lực) Hình 3.23. Các lực tác dụng lên vật khi đặt trên bàn Hoạt động 5: Củng cố bài học và định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng GV:- Phát biểu được luật III Niu-Tơn. - Phân biệt được hai lực trực đối và hai lực cân bằng. - Ôn lại kiến thức sự rơi tự do và trọng lực - Về nhà trả lời các câu hỏi 1, 2, 3, 4 và bài 1 (SGK), bài 2.15 (SBT). GV: Cho học sinh suy nghĩ thêm: “Hai người kéo co, vì sao lại có người thắng, người thua? Điều đó có trái với định luật III Niu-Tơn hay không?” HS: Nhận nhiệm vụ học tập. HS: Về nhà suy nghĩ.