Giáo án Bài 21: Lực hấp dẫn môn Vật lí 10

Tuần 32 Ngày soạn: 14/04/2025 Tiết 63 Ngày dạy: 15/04/2025
BÀI 21: ĐỘNG LỰC HỌC CỦA CHUYỂN ĐỘNG TRÒN.
LỰC HƯỚNG TÂM (2 tiết) – Tiết 1 I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức:
Sau bài học này, HS sẽ:
• Phát biểu được định nghĩa lực hướng tâm.
• Viết được công thức tính độ lớn của lực hướng tâm.
• Vận dụng được 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 các nhiệm vụ được đặt
ra cho cá nhân, các nhóm; tự tìm kiếm thông tin trong SGK để rút ra được các
nhận xét, kết luận khi xem xét các nội dung về lực hướng tâm.
• Năng lực giao tiếp và hợp tác: Biết khiêm tốn tiếp thu sự góp ý và nhiệt tình
chia sẻ, hỗ trợ các thành viên trong nhóm khi làm việc nhóm, đóng góp ý tưởng
và thảo luận, lập luận để giải quyết các vấn đề được đặt ra trong bài.
• Giải quyết vấn đề và năng lực tính toán: Xác định được các thông tin liên quan
đến vấn đề và đưa ra các giải pháp để giải quyết vấn đề.
- Năng lực môn vật lí:
• Năng lực nhận thức vật lí: Phát biểu được định luật bảo toàn động lượng trong hệ kín.
• Năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học: Vận dụng được công thức tính
lực hướng tâm vào một số bài tập đơn giản. 3. Phẩm chất:
- Trung thực, trách nhiệm khi tiến hành thực hiện các nhiệm vụ trong học tập.
- Lắng nghe, tiếp thu kiến thức một cách nghiêm túc. 1
II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU
1. Đối với giáo viên:
• SGK, SGV, Kế hoạch dạy học.
• Chuẩn bị hình ảnh có liên quan đến bài.
• Máy tính, máy chiếu (nếu có).
• Mật thư câu hỏi khởi động.
• Phiếu học tập số 1
https://www.canva.com/design/DAGj8v8ziMU/uLY7D_60- uBoaaFx8XZ1rw/edit
2. Đối với học sinh:
• SGK, vở ghi bài, bút, thước, máy tính.
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
A. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG (5 phút)
a. Mục tiêu: Tạo sự hứng thú cho HS trước khi vào bài học mới.
b. Nội dung: GV cho HS tham gia trò chơi "Truy tìm từ khóa".
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 chia lớp thành 4 nhóm.
- Mỗi nhóm lần lượt bốc thăm 1 mật thư và cùng nhau thảo luận trong 1 phút để đưa ra câu trả lời.
Bước 2. HS thực hiện nhiệm vụ học tập.
- HS làm việc nhóm, đưa ra suy nghĩ và câu trả lời.
Bước 3. Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận.
- GV mời đại diện của từng nhóm HS trình bày câu trả lời của từng nhóm.
Bước 4. Đánh giá kết quả hoạt động, thảo luận.
- GV tiếp nhận câu trả lời và nhận xét câu trả lời của HS. 2
- GV dẫn dắt vào bài: “Qua hoạt động vừa rồi, các bạn đã ôn lại những kiến thức cơ
bản về chuyển động tròn. Các em đã nắm vững khái niệm, công thức tính và các yếu tố
liên quan đến chuyển động tròn. Vậy bài học ngày hôm nay sẽ liên quan gì đến những
kiến thức chúng ta đã trao đổi qua hoạt động trên? Để trả lời cho câu hỏi này.
Hôm nay, cô và các bạn chúng ta sẽ cùng đi vào bài học mới.
Bài 21: Động lực học của chuyển động tròn. Lực hướng tâm (tiết 1).”.
B. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC (25 phút) 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 giảng giải, phân tích đưa ra các câu hỏi và các yêu cầu để HS trả lời và thực hiện.
c. Sản phẩm học tập: HS hoàn thành PHT số 1.
d. Tổ chức thực hiện :
HOẠT ĐỘNG CỦA GV – HS
DỰ KIẾN SẢN PHẨM
Nhiệm vụ 1. Tìm hiểu khái niệm lực
I. Lực hướng tâm. hướng tâm.
1. Khái niệm lực hướng tâm
Bước 1. GV chuyển giao nhiệm vụ học
*Khái niệm: Lực hướng tâm là lực (hay tập
hợp lực của các lực) tác dụng vào vật
- GV mời 1 HS lên bảng thực hiện quay
chuyển động tròn đều và gây ra gia tốc
sợi dây được buộc vào vật nặng theo
hướng tâm cho vật. vòng tròn.
- GV yêu cầu HS quan sát và nhận xét. *Lực hướng tâm:
- GV trình chiếu hình 21.2 dẫn dắt và đưa
+ Điểm đặt: Tại vật chuyển động tròn đều.
ra khái niệm, phương chiều lực hướng
+ Phương: Dọc theo bán kính. tâm.
+ Chiều: Hướng vào tâm quỹ đạo. 3
2. Công thức tính lực hướng tâm. 𝒗𝟐 𝑭 ⃗⃗⃗
𝒉𝒕 = 𝒎. 𝒂𝒉𝒕 = 𝒎.
= 𝒎. 𝝎𝟐 𝑹 Trong đó:
Fht là lực hướng tâm (N)
Bước 2. HS thực hiện nhiệm vụ học tập
aht là gia tốc hướng tâm (m/s2)
- HS chú ý nghe giảng, tiếp nhận câu hỏi, trả lời.
m: là khối lượng vật (kg)
Bước 3. Báo cáo kết quả hoạt động, v: là tốc độ dài (m/s) thảo luận
ω là tốc độ góc (rad/s)
- HS trình bày câu trả lời, ghi chép nội dung chính.
R là bán kính quỹ đạo tròn (m)
Bước 4. Đánh giá kết quả thực hiện *Thảo luận 1:
- GV đánh giá, nhận xét, kết luận, chuyển
- Chuyển động của các hành tinh sang nội dung mới.
trong hệ mặt trời được xem gần đúng
Nhiệm vụ 2. Hình thành biểu thức tính
là chuyển động tròn đều.
lực hướng tâm từ định luật II Newton.
- Các hành tinh này có thể chuyển
Bước 1. GV chuyển giao nhiệm vụ học
động tròn đều vì các hành tinh chuyển tập
đạo theo quỹ đạo tròn và đi được
- GV chia lớp thành 4 nhóm.
những cung tròn bằng nhau trong
- GV yêu cầu HS đọc SGK và hoàn thành
những khoảng thời gian bằng nhau
PHT số 1 trong vòng 5 phút. bất kì.
- GV yêu cầu HS thảo luận nhóm đôi trả
- Lực tác dụng là lực hấp dẫn do Mặt
lời câu Thảo luận 1 SGK trang 132. Bướ
trời tác dụng lên các hành tinh. Lực
c 2. HS thực hiện nhiệm vụ học tập
này đóng vai trò lực hướng tâm.
- HS làm việc nhóm để hoàn thành phiếu học tập số 1. 4
Bước 3. Báo cáo kết quả hoạt động, *Chú ý: thảo luận.
Lực hướng tâm không phải là một lực mới,
- HS trình bày câu trả lời, ghi chép nội
nó có thể là lực đàn hồi, lực hấp dẫn dung chính.
(chuyển động vệ tinh), lực ma sát nghỉ
Bước 4. Đánh giá kết quả thực hiện
(bàn xoay, đường cong…) hay hợp lực của
- GV đánh giá, nhận xét, kết luận, chuyển nhiều lực khác. sang nội dung mới.
C. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP (10 phút)
a. Mục tiêu: Giúp HS hệ thống lại kiến thức đã học.
b. Nội dung: GV chiếu câu hỏi, GV gọi HS bất kì lên bảng giải bài tập.
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 trình chiếu bài tập, sau thời gian 5 phút gọi HS lên bảng trình bày câu trả lời:
Câu 1: 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. Bài giải
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: 2𝜋 𝜋 𝜔 = = (𝑟𝑎𝑑/𝑠) 24.3600 43 200 𝜋
𝐹ℎ𝑡 = 𝑚. 𝑎ℎ𝑡 = m.𝜔2. 𝑅 = 2,7.103. (
)2.42 000. 103 ≈ 600 (𝑁) 43 200 5
Câu 2: Một đầu của dây nhẹ dài 0,80 m được buộc một vật có khối lượng 3,00 kg. Vật
chuyển động tròn đều quanh đầu kia của dây trên mặt bàn nằm ngang (Hình 21P.1).
Giả sử không có ma sát giữa vật và mặt bàn. Khi tốc độ quay của dây là 1,6 vòng/s thì
dây đứt. Tính lực căng dây lớn nhất. Bài giải
Lực căng dây đóng vai trò lực hướng tâm.
Lực căng dây lớn nhất bằng với lực hướng tâm lớn nhất
Độ lớn lực hướng tâm: 𝐹ℎ𝑡 = 𝑚. 𝜔2. 𝑅 = 3. (1,6 . 2𝜋)2. 0,8 = 242,6 (𝑁)
Khi đó lực căng dây lớn nhất có độ lớn bằng 242,6 N.
Câu 3: Mô hình đơn giản của nguyên tử hydrogen giả sử rằng ecletron chuyển
động tròn đều quanh hạt nhân với tốc độ 2,2.106 m/s. Quỹ đạo chuyển động có
bán kính bằng 0,53.10-10 m. Hãy tính độ lớn của lực tương tác giữa electron và hạt nhân. Bài giải
Độ lớn lực tương tác giữa electron và hạt nhân là: 𝑣2 (2,2.106)2
F= 𝑚𝑒. =9,109.10−31. ≈ 8,32. 10−8 (N) 𝑅 0,53.10−10
Bước 2. HS thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS thảo luận, suy nghĩ cách giải bài tập GV giao.
Bước 3. Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận
- HS tiếp nhận câu hỏi, suy nghĩ và trả lời.
Bước 4. Đánh giá kết quả thực hiện
- GV đánh giá, nhận xét, chuyển sang nội dung tiếp theo.
D. HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG (5 phút)
a. Mục tiêu: Khuyến khích HS tìm hiểu thêm về các ứng dụng của lực hướng tâm.
b. Nội dung: GV đặt ra yêu cầu, HS suy nghĩ hoàn thành yêu cầu.
c. Sản phẩm học tập: HS biết cách vận dụng kiến thức lực hướng tâm để giải thích các
hiện tượng trong tự nhiên. 6
d. Tổ chức thực hiện:
Bước 1. GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
- GV yêu cầu: HS về nhà tìm hiểu về lực hướng tâm trong các trò chơi cảm giác mạnh,
trong các thiết bị công nghệ.
Bước 2. HS thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS thảo luận, suy nghĩ cách hoàn thành yêu cầu GV giao.
Bước 3. Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận
- HS tiếp nhận nhiệm vụ, trả lời :
Trong các trò chơi cảm giác mạnh (tàu lượn siêu tốc, đu quay dây văng, vòng quay
khổng lồ), lực hướng tâm giữ cho người chơi và thiết bị di chuyển theo quỹ đạo cong
hoặc tròn mà không bị văng ra ngoài. Trong các thiết bị công nghệ (máy sấy quần áo,
hệ thống lái tự động của xe ô tô), lực hướng tâm được sử dụng để tạo ra chuyển động
tròn, từ đó thực hiện các chức năng như làm khô, hoặc điều khiển hướng di chuyển.
Bước 4. Đánh giá kết quả thực hiện
- GV nhận xét, đánh giá, kết thúc bài học.
IV. HỒ SƠ HỌC TẬP
Mật thư khởi động 7
Phiếu học tập số 1 V. KÝ DUYỆT
Phê duyệt của giáo viên hướng dẫn
Sinh viên kí tên Ngô Thị Hương Trần Thị Anh Thư 8