BÀI 1. CHUYỂN ĐỘNG TRÒN
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức:
· Nêu được định nghĩa rađian và biểu diễn được độ dịch chuyển góc theo rađian.
· Vận dụng được khái niệm tốc độ góc.
· Vận dụng được biểu thức gia tốc hướng tâm và biểu thức của lực hướng tâm.
· Thảo luận và đề xuất giải pháp an toàn cho một số tình huống chuyển động tròn trong thực tế.
2. Năng lực
- Năng lực chung:
· Năng lực tự chủ và tự học: Tự lực – luôn chủ động, tích cực thực hiện những công việc của bản thân trong học tập thông qua các câu hỏi cá nhân và thảo luận nhóm.
· Năng lực giao tiếp và hợp tác: Xác định nhiệm vụ và hoạt động của bản thân – phân tích được các công việc cần thực hiện để hoàn thành nhiệm vụ của nhóm.
· Giải quyết vấn đề và sáng tạo: Biết thu thập các thông tin để từ đó đề xuất giải pháp an toàn cho một số tình huống chuyển động tròn trong thực tế.
- Năng lực môn vật lí:
· Năng lực nhận thức vật lí:
+ Nêu được định nghĩa rađian.
+ Biểu diễn được độ dịch chuyển góc theo rađian.
+ Giải thích, chứng minh được một số vấn đề thực tiễn.
3. Phẩm chất:
- Chăm chỉ, trung thực: Tích cực tìm tòi, sáng tạo trong học tập, có ý thức vượt qua khó khăn để đạt kết quả tốt trong học tập.
II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU
1. Đối với giáo viên:
· SGK, SGV, Giáo án.
· Tranh ảnh/ mô hình chuyển động tròn; hình máy mài máy cắt có vụn sắt văng theo phương tiếp tuyến; hình ảnh vệ tinh chuyển động trên quỹ đạo; hình ảnh ô tô chuyển động trên đường vòng.
· Máy tính, máy chiếu (nếu có).
2. Đối với học sinh:
· Sách giáo khoa
· Tranh ảnh, tư liệu sưu tầm liên quan đến bài học và dụng cụ học tập (nếu cần) theo yêu cầu của GV.
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
A. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG
a. Mục tiêu: GV nêu vấn đề về chuyển động tròn bằng hình ảnh quen thuộc gần gũi với đời sống, tạo tâm thế hứng thú cho HS tìm hiểu nội dung bài học mới.
b. Nội dung: GV tổ chức cho HS thảo luận về câu hỏi mở đầu bài học.
c. Sản phẩm học tập: Câu trả lời của HS.
d. Tổ chức thực hiện:
Bước 1. GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
- GV tổ chức cho HS thảo luận câu hỏi mở đầu bài học: Các đối tượng chuyển động tròn được gặp khá thường xuyên ở mọi mức độ. Các bánh xe, bánh răng ròng rọc, vận động viên đua mô tô khi vào khúc quanh hay vệ tinh của Trái Đất - tất cả đêu tham gia chuyên động tròn. Cái gì làm một vật chuyển động tròn? Sự hiểu biết về chuyển động tròn giữ vai trò quan trọng như thể nào trong cuộc sống, khoa học và kĩ thuật?
Bước 2. HS thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS thoải mái chia sẻ, đưa ra suy nghĩ và câu trả lời.
Bước 3. Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận
- HS giơ tay phát biểu.
TL:
Một vật chuyển động tròn được là nhờ có lực tác dụng hướng cho vật làm cho vật hướng vào quỹ đạo tròn, giữ cho vật chuyển động ổn định trên quỹ đạo tròn. Sự hiểu biết về chuyển động tròn giữ vai trò quan trọng trong cuộc sống, khoa học và kĩ thuật:
+ Giữ cho xe khi vào cua, khúc quanh an toàn nhờ có lực hướng tâm.
+ Nghiên cứu chuyển động của các hành tinh quay quanh Mặt Trời, chuyển động của các vệ tinh xung quanh Trái Đất.
+ Chế tạo các thiết bị, đồ dùng, dụng cụ để phục vụ cuộc sống, hoạt động vui chơi giải trí (tàu lượn siêu tốc, đồng hồ có kim chỉ giờ, ....)
Bước 4. Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ
- GV tiếp nhận câu trả lời của HS.
- GV dẫn dắt vào nội dung bài học: Chúng ta thường nói chuyển động quay của kim đồng hồ hay của cánh quạt là chuyển động tròn. Vậy bản chất của chuyển động tròn là gì? Cái gì làm một vật chuyển động tròn? Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu trong bài học hôm nay bài 1. Chuyển động tròn.
B. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC
Hoạt động 1. Mô tả chuyển động tròn.
a. Mục tiêu:
- Mô tả được chuyển động tròn.
- Rút ra được định nghĩa rađian.
- Rút ra mối liên hệ giữa tốc độ và tốc độ góc.
b. Nội dung: Từ ví dụ thực tế,GV hướng dẫn HS thảo luận tìm hiểu về cách mô tả chuyển động tròn, đặt ra những câu hỏi yêu cầu HS trả lời.
c. Sản phẩm học tập:
- Ý kiến thảo luận của HS.
d. Tổ chức thực hiện :
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN VÀ HS | DỰ KIẾN SẢN PHẨM |
Bước 1. GV chuyển giao nhiệm vụ học tập - GV yêu cầu HS mô tả chuyển động tròn. - GV đưa ra câu hỏi: Trong số các chuyển động sau, đâu là chuyển động tròn: + Chuyển động quay của bánh xe đạp khi đạp. + Chuyển động của một điểm nằm trên đường xích đạo trong chuyển động tự quay của Trái Đất. + Chuyển động của một điểm trên cánh quạt khi quạt hoạt động. + Chuyển động của ô tô khi đi trên đường. + Chuyển động của quả cầu lông khi chơi.
a. Tìm hiểu độ dịch chuyển góc và tốc độ góc. - GV đặt vấn đề: Từ những hiểu biết thực tế, em hãy cho biết kim giây, kim phút, kim giờ kim nào chuyển động nhanh nhất, kim nào chuyển động chậm nhất? - GV cho biết: Người ta căn cứ vào góc quay của kim giờ, kim phút, kim giây trong một khoảng thời gian sẽ biết được chúng chuyển động nhanh hay chậm. + GV lấy ví dụ để quay được 1 góc - GV vẽ hoặc cho HS quan sát hình 1.3 rồi đặt câu hỏi: Độ dịch chuyển góc là gì?
+ Sau đó phân tích để đi đến công thức tính độ dịch chuyển góc. - GV đặt câu hỏi: Em hãy nêu khái niệm rađian. - GV đặt câu hỏi: Trong chuyển động thẳng, để đánh giá mức độ nhanh chậm của chuyển động, người ta dựa vào đại lượng nào? - GV đưa ra kiến thức mới: + Tương tự như trong chuyển động thẳng, để đánh giá mức độ nhanh chậm của một chuyển động tròn, người ta sẽ dựa vào đại lượng tốc độ nhưng là tốc độ góc. + Đưa ra khái niệm và công thức tính tốc độ góc. - GV dành thời gian để HS tìm hiểu mục “Em có biết” trang 107 SGK để HS biết cách đổi đơn vị đo từ rad sang độ và ngược lại, rồi yêu cầu HS trả lời câu luyện tập 1, trang 107: Đổi các độ sau ra radian:
b. Tìm hiểu tốc độ và vận tốc của chuyển động tròn đều. - GV đặt câu hỏi: Em hãy cho biết đặc điểm của một vật chuyển động tròn đều? - GV đưa ra công thức (3) - GV cho HS xem hình 1.4 rồi đặt câu hỏi: Em hãy quan sát và cho biết sự chuyển động của mảnh vụn sắt.
- GV cung cấp thông tin về vận tốc của chuyển động tròn. - GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi 2, trang 108 SGK: Giải thích vì sao toàn bộ các mũi tên trên hình 1,5 đều được vẽ với một độ dài như nhau.
c. Tìm hiểu mối liên hệ giữa tốc độ và tốc độ góc - GV đặt câu hỏi:Theo em thì tốc độ của mọi điểm trên kim giây đồng hồ có giống nhau? Giải thích? - GV đưa ra nhận xét về sự phụ thuộc của tốc độ rồi đưa ra công thức (4). - GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi 3 trang 109 SGK: Dựa vào đơn vị SI của các đại lượng, hãy chứng tỏ tính đúng đắn của biểu thức (4) Bước 2. HS thực hiện nhiệm vụ học tập - HS chú ý nghe giảng, quan sát hình ảnh, đọc thông tin sgk, trả lời câu hỏi. Bước 3. Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận - Đại diện 2- 3 HS đứng dậy trình bày câu trả lời. - HS khác nhận xét, đánh giá, bổ sung Bước 4. Đánh giá kết quả thực hiện - GV đánh giá, nhận xét, kết luận, chuyển sang nội dung mới.
| I. Mô tả chuyển động tròn. Trả lời: - Một vật thực hiện chuyển động tròn khi nó di chuyển trên một đường tròn. - Trong số các chuyển động được nêu, chuyển động tròn là: + Chuyển động quay của bánh xe đạp khi đạp. + Chuyển động của một điểm nằm trên đường xích đạo trong chuyển động tự quay của Trái Đất. + Chuyển động của một điểm trên cánh quạt khi quạt hoạt động. 1. Độ dịch chuyển góc và tốc độ góc. Trả lời: - Kim giây có tốc độ chuyển động nhanh nhất và kim giờ có tốc độ chuyển động chậm nhất. - Một vật chuyển động trên đường tròn bán kính r, trong thời gian t vật đi được quãng đường s. Góc - Độ dịch chuyển góc = Hay - Đơn vị của độ dịch chuyển góc là rađian (rad). Trả lời: - 1 rađian là một góc ở tâm ứng với một cung có độ dài bằng bán kính của đường tròn. - Trong chuyển động thẳng, để đánh giá mức độ nhanh chậm của chuyển động, người ta dựa vào tốc độ chuyển động của vật. - Tốc độ góc là đại lượng xác định bởi độ dịch chuyển góc trong một đơn vị thời gian. - Công thức: Tốc độ góc = Hay Trả lời: Đổi độ ra rad:
2. Tốc độ và vận tốc của chuyện động tròn đều. Trả lời: - Đặc điểm của một vật chuyển động tròn đều: nó di chuyển trên một đường tròn với tốc độ không đổi. Tức là vật chuyển động được những cung tròn có số đo góc như nhau sau những khoảng thời gian như nhau. - Nếu r là bán kính của đường tròn, và T là thời gian vật đi hết 1 vòng thì độ dài đường tròn bằng 2 v = Trả lời: - Các mảnh vụn sắt chuyển động tròn theo mép đĩa mài, và văng ra theo phương tiếp tuyến với đĩa. - Vận tốc của chuyển động tròn: + Độ lớn không đổi. + Hướng luôn thay đổi + Vận tốc của chuyển động tròn tại mỗi điểm trên quỹ đạo có phương tiếp tuyến với quỹ đạo tại điểm đó. Trả lời: - Các mũi tên có độ dài như nhau vì: + Vận tốc tại mọi điểm trên quỹ đạo tròn có độ lớn không đổi. + Vận tốc chỉ thay đổi hướng do vận tốc luôn có phương tiếp tuyến với quỹ đạo tại mọi điểm. 3. Liên hệ giữa tốc độ và tốc độ góc. Trả lời: Mỗi điểm trên kim giây đồng hồ đều có tốc độ góc giống nhau nhưng tốc độ thì khác nhau. + Trong cùng một khoảng thời gian, đầu kim giây đi được cung dài hơn các điểm khác trên kim. Do đó, điểm này di chuyển nhanh nhất. Các điểm gần tâm đồng hồ di chuyển chậm hơn. - Từ việc phân tích chuyển động của kim giây ở trên, ta thấy: tốc độ v của vật chuyển động tròn phụ thuộc vào 2 đại lượng: + Tốc độ góc + Khoảng cách r từ vật đến tâm quỹ đạo Tốc độ=tốc độ góc x bán kính v= Trả lời:
mà S có đơn vị là m, r đơn vị là m, t có đơn vị là s => r có đơn vị là m => v= Vậy biểu thức (4) là đúng đắn. |
, 
, 
, 
.
(4)
Bình luận