Bài tập tuần 1: Sự rơi tự do - Cơ sở Vật lí | Đại học Sư Phạm Hà Nội

BÀI TẬP TUẦN 1: SỰ RƠI TỰ DO
 CÁC GIAI ĐOẠN DẠY HỌC HIỆN TƯỢNG VẬT LÍ:
B1: TÌNH HUỐNG LÀM NẢY SINH VẤN ĐỀ:
xây dựng biểu tượng về hiện tượng: thông qua tái hiện kinh nghiệm, thí nghiệm, clips, ảnh…
B2: PHÁT BIỂU VẤN ĐỀ CẦN GIẢI QUYẾT:
Khi nào thì xảy ra hiện tượng này?... xảy ra hiện tượng gì? tại sao lại xảy ra hiện tượng…?
B3: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ:
Suy đoán giải pháp giải quyết vấn đề nhờ khảo sát lí thuyết và/hoặc khảo sát thực
nghiệm ( kiểm tra kết luận, dùng thí nghiệm kiểm tra, suy luận lí thuyết dùng thí nghiệm kiểm tra)
thực hiện giải pháp đã suy đoán
B4: RÚT RA KẾT LUẬN:
định nghĩa khái niệm về hiện tượng
B5: VẬN DỤNG KIẾN THỨC MỚI ĐỂ GIẢI QUYẾT NHỮNG NHIỆM VỤ ĐẶT RA TIẾP THEO:
nhận biết các biểu hiện của hiện tượng đã học trong tự nhiên I. MỤC TIÊU 1. Về năng lực
- Nêu được nguyên nhân của sự rơi nhanh chậm trong không khí.
- Nêu được định nghĩa sự rơi tự do.
- Mô tả được đặc điểm về phương, chiều của chuyển động rơi tự do.
- Viết được các công thức của chuyển động rơi tự do.
- Mô tả được quá trình diễn ra sự rơi.
- Đề xuất được giả thuyết cho sự rơi nhanh chậm của vật trong không khí.
- Thiết kế được phương án thí nghiệm kiểm tra dự đoán về chuyển động rơi.
- Tiến hành được thí nghiệm, xử lí được số liệu về chuyển động rơi. 2. Về phẩm chất
- Tích cực nêu các ý kiến, thực hiện các nhiệm vụ về chuyển động rơi.
- Cẩn thận, chu đáo khi thực hiện thí nghiệm.
- Trung thực khi thu thập, xử lí số liệu.
II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU
- Dụng cụ thí nghiệm sự rơi tự do
- Video hoặc tranh ảnh liên quan đến sự rơi, sự rơi tự do.
III. TỔ CHỨC DẠY HỌC
Hoạt động 1. Xác định vấn đề tìm hiểu về sự rơi tự do (20 phút) a. Mục tiêu
- Nêu ra các kiến thức về sự rơi trong đời sống.
- Đề xuất các dự đoán về nguyên nhân của sự rơi nhanh chậm của vật
- Thiết kế và thực hiện phương án thí nghiệm về sự rơi nhanh chậm
- Nêu kết luận về nguyên nhân của sự rơi nhanh chậm.
- Ghi nhận khái niệm về sự rơi tự do.
- Tiếp nhận vấn đề tìm hiểu đặc điểm của sự rơi tự do.
b. Tổ chức thực hiện
- GV mô tả bối cảnh và yêu cầu:
Hãy thảo luận với các bạn để trả lời một số câu hỏi sau:
+ Nếu các vật ở một độ cao nào đó (trừ các động vật bay được hoặc thiết bị bay)
không được giữ bởi bất kỳ vật nào thì sau đó chúng sẽ chuyển động thế nào? Tại sao?
+ Nếu thả từ cùng một độ cao, sự chuyển động của các vật sẽ khác nhau ở những
điểm gì? Lấy các ví dụ về sự khác nhau?
+ Hãy đặt các câu hỏi cần tìm hiểu về sự rơi của các vật?
- HS nêu các ý kiến trả lời.
- GV tổng kết lại các ý kiến và nêu yêu cầu tìm hiểu về nguyên nhân rơi nhanh chậm:
Các vật sẽ rơi xuống khi không được giữ là do lực hút của Trái Đất (đã học). Khi rơi
từ cùng một độ cao, các vật sẽ rơi nhanh chậm khác nhau và có thể theo các quỹ đạo cong thẳng khác nhau.
Từ xưa, con người đã quan tâm tìm hiểu nguyên nhân nào làm cho các vật khi được
thả rơi từ cùng một độ cao lại rơi nhanh chậm khác nhau. Hãy nêu ra các nguyên
nhân mà em cho là hợp lí? - HS nêu các ý kiến.
- GV chốt lại giả thuyết và suy ra hệ quả
Từ xưa, người ta đã cho rằng vật nặng rơi nhanh hơn vật nhẹ - Nặng nhẹ là nguyên
nhân chính. Để kiểm tra dự đoán này ta có thể lập luận: Nếu hai vật có khối lượng
bằng nhau thì dù khác nhau về hình dáng sẽ rơi nhanh như nhau!
Em hãy nêu các dụng cụ đơn giản và cách làm thí nghiệm để kiểm tra lập luận này có đúng hay không?
- GV chốt dụng cụ là dùng hai tờ giấy giống nhay và yêu cầu: Hãy quan sát TN do
Thầy (Cô) thực hiện với một tờ giấy vo viên và một tờ giấy để phẳng, thả từ cùng
một độ cao để rút ra nhận xét.
- GV thông báo về thí nghiệm của Newton về sự rơi trong chân không:
Newton lập luận, nếu sức cản không khí là nguyên nhân của sự rơi nhanh chậm, thì
khi không có không khí, các vật rơi nhanh như nhau. (Giới thiệu về TN rơi trong ống
Newton hoặc xem video do GV chọn.
- GV chốt lại các nhận xét, yêu cầu HS ghi lại:
+ Các vật khi không bị giữ sẽ bị Trái Đất hút và rơi xuống.
+ Sự rơi nhanh chậm của các vật là do sức cản không khí. Sự lệch quỹ đạo cũng là do sức cản không khí.
+ Nếu vật rơi chỉ do trọng lực hoặc trọng lực rất lớn hơn sức cản thì các vật rơi nhanh
như nhau. Sự rơi chỉ do trọng lực là sự rơi tự do. - GV yêu cầu:
Hãy kể ra những trường hợp trong tự nhiên mà các vật rơi được coi là tự do? Em hãy
đặt các câu hỏi cần tìm hiểu về riêng sự rơi tự do? - GV chốt lại vấn đề
Xác định các đặc điểm của chuyển động rơi tự do: Phương, chiều, quy luật của
chuyển động rơi tự do?
Hoạt động 2. Hình thành kiến thức về sự rơi tự do 25 phút a. Mục tiêu
- Nêu được các đặc điểm về phương, chiều, quy luật của chuyển động rơi tự do.
- Viết được các công thức của chuyển động rơi tự do.
- Xây dựng phương án, tiến hành thí nghiệm hoặc/và xử lí số liệu để kiểm tra đặc
điểm của chuyển động rơi tự do.
b. Tổ chức thực hiện - GV yêu cầu
+ Hãy đọc sách giáo khoa trong thời gian 10 phút, trả lời câu hỏi đã nêu về đặc điểm
của chuyển động rơi tự do: Phương, chiều, quy luật của chuyển động rơi tự do?
+ Hãy nêu tóm tắt các kết quả tìm được và căn cứ để có các kết quả đó (viết vào giấy nháp để báo cáo).
- HS thực hiện và báo cáo.
- GV chốt lại và giao nhiệm vụ làm việc nhóm:
+ Vật rơi tự do theo phương thẳng đứng (quỹ đạo thẳng đứng), chiều từ trên xuống,
vật rơi nhanh dần đều với gia tốc không đổi, khi ở gần mặt đất sẽ có gia tốc gần với giá trị là a=g=9,8m/s2.
+ Hãy viết các công thức để xác định các đại lượng của chuyển động rơi tự do?
+ Hãy xem bảng số liệu 10.1 và trả lời câu hỏi (trang 45)
- HS thực hiện nhiệm vụ và trình bày.
Hoạt động 3. Luyện tập (35 phút) a. Mục tiêu
HS áp dụng các kiến thức về sự rơi, sự rơi tự do để giải các bài tập liên quan.
b. Tổ chức thực hiện
- GV yêu cầu HS giải các bài tập về sự rơi và sự rơi tự do
Bài 1. Thực hiện ghép các đoạn văn ở cột số và cột chữ để có một mệnh đề đúng Số Chữ Ghép
1. Chuyển động của vật chỉ do lực a. phương thẳng đứng hút của Trái Đất
2. Chuyển động rơi tự do có
b. chiều từ trên xuống dưới
3. Gia tốc rơi tự do tại một điểm
c. là chuyển động rơi tự do trên Trái Đất
4. Vật chuyển động rơi tự do gần
d. có giá trị xác định. mặt đất có
5. Trong chuyển động rơi tự do,
e. gia tốc phụ thuộc vào độ
cứ sau 1s, vật ở gần mặt đất sẽ cao của vật rơi. f. gia tốc cỡ 9.8 m/s2.
6. Đồ thị vận tốc của vật rơi tự do g. tăng tốc được một lượng
phụ thuộc vào thời gian là một 9,8 m/s đường h. Parabol i. thẳng
Bài 2. Một vật rơi tự do tại nơi có gia tốc gần đúng là g=10m/s2. Thời gian từ lúc thả
đến lúc chạm đất là 4s.
a. Tìm quãng đường vật đi được trong 3 giây và trong giây thứ 3.
b. Tìm tốc độ lúc vật chạm đất và tốc độ trung bình của vật trong thời gian rơi.
Bài 3. Cần thả một vật từ độ cao h1=20m sau khi thả vật từ độ cao h2=45m một
khoảng thời gian bao lâu để hai vật chạm đất cùng một lúc.
Hoạt động 4. Vận dụng (10 phút) a. Mục tiêu
Vận dụng kiến thức về sự rơi tự do để xác định gia tốc rơi tự do tại một địa điểm gần mặt đất
b. Tổ chức thực hiện
- GV yêu cầu HS nêu phương án sử dụng thước cuộn và đồng hồ bấm giây (điện
thoại đặt chế độ đồng hồ) để xác định gia tốc rơi tự do của vật , tại điểm nào đó gần
mặt đất.Từ các kết quả thu được, xác định sai số tương đối của phép đo này? - HS trình bày phương án.
- GV góp ý và giao nhiệm vụ: Đo gia tốc rơi tự do theo phương án và yêu cầu trên.
(có thể giao nhiệm vụ đo tốc độ trung bình của chuyển động rơi tự do, từ đó so sánh
với tốc độ trung bình tính theo lí thuyết).