BÀI 21. CHUYỂN ĐỘNG TRÒN. LỰC HƯỚNG TÂM (2 tiết)
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức:
· Biết được khái niệm và công thức tính lực hướng tâm.
· Biết vận dụng lực hướng tâm vào thực tế.
2. Năng lực
- Năng lực chung:
· Năng lực tự chủ và tự học: Chủ động, tích cực thực hiện những công việc của bản thân trong học tập qua việc tham gia góp ý tưởng, đặt câu hỏi và trả lời các câu thảo luận, định hướng của GV.
- Năng lực môn vật lí:
· Năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học
+ Vận dụng được biểu thức lực hướng tâm.
+ Thảo luận và đề xuất giải pháp an toàn cho một số tình huống chuyển động tròn trong thực tế.
3. Phẩm chất:
- Chăm chỉ: 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 vẽ, hình ảnh minh họa có liên quan đến bài học.
· 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: Tạo tâm thế hứng thú cho HS trước khi vào bài học mới.
b. Nội dung: GV nêu câu hỏi mở dầu bài học, cho HS quan sát hình ảnh, yêu cầu HS suy nghĩ, đưa ra ý kiến của cá nhân.
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 đặt câu hỏi mở đầu: Em có nhận xét gì về mặt đường đua trong Hình 21.1? Tại sao người ta phải xây dựng mặt đường ở một số đoạn vòng cung có độ nghiêng so với phương ngang như vậy?
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 trả lời câu hỏi.
TL: Mặt đường trơn trượt, có độ cua khá lớn nên khi xe vào khúc cua này rất khó để thay đổi tốc độ. Mặt đường phải thiết kế nghiêng một góc so với phương ngang để xe có điều kiện thực hiện đánh lái an toàn, đảm bảo cho xe chạy theo quỹ đạo tròn, tránh những tai nạn đáng tiếc xảy ra.
Bước 4. Đánh giá kết quả hoạt động, thảo luận
- GV đặt vấn đề: Bài học hôm nay chúng ta sẽ tìm hiểu thêm một khái niệm mới là lực hướng tâm. Ngoài ra sẽ tìm hiểu thêm những ứng dụng trong thực tế của chuyển động tròn. Ta đi vào bài học bài 21. Chuyển động tròn. Lực hướng tâm.
B. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC
Hoạt động 1. Lực hướng tâm
a. Mục tiêu: HS nêu được biểu thức lực hướng tâm từ định luật II Newton trong trường hợp tổng quát và biểu thức tính gia tốc hướng tâm.
b. Nội dung: GV sử dụng nhiều phương pháp như phát hiện và giải quyết vấn đề, đàm thoại, kết hợp với kĩ thuật KWL, chia nhóm để định hướng HS tìm hiểu lực hướng tâm, trả lời các câu hỏi, câu thảo luận.
c. Sản phẩm học tập: HS đưa ra được khái niệm, biết công thức tính lực hướng tâm.
d. Tổ chức thực hiện :
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN VÀ HS | DỰ KIẾN SẢN PHẨM |
Nhiệm vụ 1. Tìm hiểu khái niệm, biểu thức tính lực hướng tâm Bước 1. GV chuyển giao nhiệm vụ học tập - GV giới thiệu bảng KWL để HS biết cách điền thông tin vào bảng.
+ Theo em, đại lượng nào em đã học sẽ liên quan đến lực hướng tâm? - GV đặt câu hỏi để HS điền vào cột W: + Em muốn biết điều gì về lực hướng tâm?
- GV yêu cầu HS làm việc nhóm để điền vào cột L: + Từ định luật II Newton, em hãy cho biết khi một chất điểm có khối lượng m, chuyển động tròn đều với gia tốc hướng tâm (GV nhấn mạnh, hợp lực tác dụng lên vật trong trường hợp trên được gọi là lực hướng tâm và đưa ra biểu thức 21.1) Dựa vào thông tin SGK : + Và hình 21.2, em hãy cho biết lực hướng tâm là gì? Công thức tính như thế nào? Phương, chiều ra làm sao?
+ Nêu điều kiện để một vật có thể chuyển động tròn đều. - Sau đó, GV yêu cầu HS hoàn thành bảng KWL. - GV tiếp tục yêu cầu HS trả lời câu Thảo luận 1 và Luyện tập. Thảo luận 1: Trong hệ mặt trời, chuyển động của một số hành tinh như Trái Đất được xem gần đúng là chuyển động tròn đều xung quanh Mặt Trời ( Hình 21.3). Lực nào đóng vai trò là lực hướng tâm trong chuyển động này của Trái Đất ?
(GV gợi ý: + Chuyển động của các hành tinh quay quanh Mặt Trời, chẳng hạn như Trái Đất, là chuyển động gì? + Tại sao các hành tinh này có thể chuyển động tròn đều? Lực tác dụng có bản chất là gì? Luyện tập: Vinasat-1 là vệ tỉnh viễn thông địa tĩnh (có vị trí cố định trong không gian so với Trái Đất) đầu tiên của Việt Nam được phóng vào vũ trụ năm 2008. Biết khối lượng vệ tinh là m = 2,7 tấn và vệ tỉnh có quỹ đạo chuyển động nằm trong mặt phẳng xích đạo cách tâm Trái Đất 42 000 km. Hãy xác định độ lớn lực hướng tâm do Trái Đất tác dụng lên vệ tinh. Bước 2. HS thực hiện nhiệm vụ học tập - HS quan sát hình ảnh, đọc thông tin sgk, trả lời câu hỏi theo hướng dẫn của GV. - HS làm việc nhóm để trả lời các câu thảo luận. Bước 3. Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận - GV mời 1 bạn HS đứng dậy trả lời cho mỗi câu hỏi. Riêng câu Luyện tập thì HS lên bảng trình bày lời giải. - 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. | 1. Khái niệm, biểu thức tính lực hướng tâm Trả lời: - Theo em, đại lượng nào em đã học sẽ liên quan đến lực hướng tâm là: + Gia tốc hướng tâm: a = + Định luật II Newton: F = m.a. - Em muốn biết thêm về lực hướng tâm ở những nội dung: + Lực hướng tâm là gì? + Theo định luật II Newton, vectơ lực hướng tâm có phương, chiều như thế nào? + Biểu thức độ lớn của lực hướng tâm là gì? + Điều kiện để một vật có thể chuyển động tròn là gì? - Khi này, - Theo định luật II Newton, Khi một chất điểm có khối lượng m, chuyển động tròn đều với gia tốc hướng tâm
-
- Điều kiện để một vật có thể chuyển động tròn đều: Hợp lực tác dụng lên vật phải hướng vào tâm của quỹ đạo của vật. Hợp lực này là lực hướng tâm. *Thảo luận 1: - Chuyển động của các hành tinh trong hệ mặt trời được xem gần đúng là chuyển động tròn đều. - Các hành tinh này có thể chuyển động tròn đều vì các hành tinh chuyển đạo theo quỹ đạo tròn và đi được những cung tròn bằng nhau trong những khoảng thời gian bằng nhau bất kì. - Lực tác dụng là lực hấp dẫn do Mặt trời tác dụng lên các hành tinh. Lực này đóng vai trò lực hướng tâm. *Luyện tập: Điều kiện để có vệ tinh địa tĩnh là chu kì quay của vệ tinh đúng bằng chu kì tự quay của Trái Đất là 24 giờ, nên ta có:
= 2,7. HS có thể tham khảo bảng KWL sau:
|
- GV đặt câu hỏi để HS điền vào cột K:
Bình luận