33Chƣơng 2XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƢƠNG“CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN” VẬT LÍ 10, BAN CƠ BẢNTHEO ĐỊNH HƢỚNG DẠY HỌC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀTrên cơ sở các lý thuyết của DHGQVĐ, chúng tôi xin trình bày một số kiến thứccủa chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” theo định hướng dạy học giải quyếtvấn đề2.1. Mục tiêu dạy học của chƣơnglíKiến thức Vật lí trong phần Cơ học, Vật lí 10 được phân thành 7 chương, trong đóchương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” thuộc chương 3 và gồm 9 tiết.ChƣơngChủ đề của chƣơngSố tiết họcIĐộng học chất điểm14IIĐộng lực học chất điểm11IIICân bằng và chuyển động của vật rắn9Ôn tập vật thi học kì I2IVCác định luật bảo toàn10VChất khí6VICơ sở của nhiệt động lực học4VIIChất rắn và chất lỏng. Sự chuyển thể12Ôn tập và thi học kì II2Bảng 5: Phân bố vị trí các chương và số tiết học trong phần Cơ học, Vật lí 102.1.2. Nhvà k ó k ă k dạy họ- Thuận lợi: chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn” Vật lí 10, ban Cơ bảncó khối lượng thức không nhiều và hầu hết các kiến thức này HS thường gặp trong thựctế, tuy nhiên chưa biết giải thích một cách tường minh. Nội dung của chương gồm haiphần chính: cân bằng của vật rắn và chuyển động của vật rắn.Các dụng cụ thí nghiệm của chương đa dạng, dễ làm và gần gũi với đời sống. Việcsử dụng các thiết bị thí nghiệm để tạo tình huống có vấn đề và giải quyết vấn đề khôngnhững giúp HS tiếp cận tri thức mà còn từng bước tập dượt, bồi dưỡng cho HS cáchnhận biết vấn đề, cách đặt vấn đề và giải quyết vấn đề thực tiễn.- Khó khăn: hầu hết các kiến thức đều dùng thực nghiệm để kiểm tra, nên gặp khókhăn trong việc phân bố thời gian.342.1.3.ục iạ học chƣơng “C n ằngan Cơ ản2.1.3kMục tiêu kiến thứcchển đ ng của–kăn” V[1].Mục tiêu kỹ năng-Phát biểu được điều kiện cân bằng của -Vận dụng được điều kiện cân bằng vàmột vật rắn chịu tác dụng của hai hoặc ba quy tắc tổng hợp lực để giải các bài tậplực không song song.đối với trường hợp vật chịu tác dụng-Nêu được trọng tâm của một vật là gì.của các lực đồng quy.-Phát biểu được định nghĩa, viết được công -Xác định được trọng tâm của các vậtthức tính momen của lực và nêu được đơn phẳng, đồng chất bằng thực nghiệm.vị đo momen của lực.-Phát biểu được điều kiện cân bằng củamột vật rắn có trục quay cố định.-Phát biểu được quy tắc xác định hợp lựccủa hai lực song song cùng chiều.-Nhận biết được các dạng cân bằng bền,cân bằng không bền, cân bằng phiếm định-Vận dụng quy tắc momen lực để giảiđược các bài toán về điều kiện cân bằngcủa vật rắn có trục quay cố định khichịu tác dụng của hai lực.-Vận dụng qui tắc hợp lực của hai lựcsong song cùng chiều giải một số bàitập đơn giản.của vật rắn.-Biết cách nhận biết và lấy được ví dụ-Nêu được điều kiện cân bằng của một vật về các dạng cân bằng của một vật cócó mặt chân đế.một điểm tựa hoặc một trục quay cố-Nêu được đặc điểm để nhận biết chuyển định trong trường trọng lực.động tịnh tiến của một vật rắn-Viết được công thức tính momen ngẫu-Phát biểu được định nghĩa ngẫu lực và nêu lực.được tác dụng của ngẫu lực.2.1.3- Hình thành và phát triển tư duy cho HS.- Bồi dưỡng phương pháp nhận thức khoa học và bồi dưỡng kỹ năng trong các mặt+ Kỹ năng nêu dự đoán khoa học.+ Kỹ năng nêu phương án thí nghiệm kiểm tra dự đoán khoa học.+ Kỹ năng lắp ráp và tiến hành thí nghiệm.+ Kỹ năng xử lí số liệu.+ Kỹ năng vận dụng lý thuyết vào thực tiễn.352.2 N iV í2.2ng cơ ản của chƣơng “C n ằngan Cơ ảndchển đ ng củan”dạy học Cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực và ba lực không song song- Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực và ba lực không songsong.- Quy tắc tổng hợp hai lực có giá đồng quy. Cân bằng của một vật có trục quay cố định. Momen lực- Khái niệm momen lực.- Điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định. Quy tắc hợp lực song song cùng chiều Các dạng cân bằng. Cân bằng của một vật có mặt chân đế- Các dạng cân bằng: cân bằng bền, cân bằng không bền, cân bằng phiếm định.- Cân bằng của một vật có mặt chân đế: khái niệm mặt chân đế, điều kiện cân bằngcủa vật có mặt chân đế, mức vững vàng của cân bằng. Chuyển động tịnh tiến của vật rắn. Chuyển động quay của vật rắn quanh mộttrục cố định- Chuyển động tịnh tiến của một vật rắn: định nghĩa, gia tốc của chuyển động tịnhtiến.- Chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định: đặc điểm của chuyểnđộng quay, tốc độ góc, tác dụng của momen lực đối với một vật quay quanh một trục,mức quán tính trong chuyển động quay. Ngẫu lựcĐịnh nghĩa ngẫu lực, tác dụng của ngẫu lực đối với một vật rắn.2.236Vật rắnVật rắn chuyển độngVật rắn cân bằng⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗+⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗Cân bằng của vật cốtrục quay cố địnhTrọngtâm rơitrênmặtchân đế⃗⃗⃗⃗+⃗⃗⃗⃗+⃗⃗⃗⃗= ⃗⃗⃗⃗⃗⃗Cân bằng⃗⃗⃗⃗của một vậtchịu tácdụng cả balực khôngsong songCân bằng củamột vật chịu tácdụng của hai lựcCân bằng củamột vật cómặt chân đếCânbằngbềnCân bằngkhông bềnCân bằngphiếm địnhCách xác địnhtrọng tâmQuayM=0Tịnh tiếnM 0Quay đều= const⃗=⃗Quay nhanh dần hoặcchậm dần[ tăngdần hoặc giảm dần]Momen ngẫu lựcSơ đồ 6: Cấu trúc chương “Cân bằng và chuyển động của vật rắn”.2.3 Ch n“Cân bằngc c điề i n iển hai ạ học giảiế ấn đề chƣơngch ển đ ng củan” Van Cơ ản2.3.1. Xây dựng chuỗi về nh n th c/ b câu hỏi nh n th cBài 17: Cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực và của ba lực không song song- Các đặc điểm của một vectơ lực?- Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực? Viết biểu thức điềukiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực?- Trọng tâm là gì?- Vật như thế nào là vật có dạng hình học đối xứng? Cách xác định trọng tâm củavật có dạng hình học đối xứng?- Vị trí trọng tâm có phụ thuộc vào hướng của vật trong không gian? Cách xác địnhtrọng tâm của vật có hình dạng bất kì?37- Nêu quy tắc tổng hợp hai lực có giá đồng quy?- Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực không song song? Viếtbiểu thức điều kiện cân bằng đối với một vật chịu tác dụng của ba lực không song song?Bài 18: Cân bằng của một vật có trục quay cố định. Momen lực- Momen lực đối với trục quay là gì? Cách xác định cánh tay đòn của lực?- Quy tắc momen lực?- Đối với vật có trục quay tạm thời thì quy tắc momen được áp dụng như thế nào?Bài 19: Quy tắc hợp lực song song cùng chiều- Trình bày quy tắc tổng hợp hai lực song song cùng chiều?- Nêu những đặc điểm của hệ ba lực song song cân bằng?Bài 20: Các dạng cân bằng. Cân bằng của một vật có mặt chân đế- Thế nào là dạng cân bằng bền? Cân bằng không bền? Cân bằng phiếm định?- Nguyên nhân của các dạng cân bằng là gì?- Cách xác định mặt chân đế của một vật?- Điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân đế?- Cách làm tăng mức vững vàng của cân bằng?Bài 21: Chuyển động tịnh tiến của vật rắn. Chuyển động quay của vật rắn quanh mộttrục cố định- Thế nào là chuyển động tịnh tiến? Thế nào là chuyển động cong? Công thức tínhgia tốc của chuyển động tịnh tiến?- Momen lực có tác dụng như thế nào đối với một vật quay quanh một trục cốđịnh?- Mức quán tính của một vật quay quanh một trục phụ thuộc những yếu tố nào?Bài 22: Ngẫu lực- Ngẫu lực là gì? Tìm độ lớn của ngẫu lực?- Tác dụng của ngẫu lực đối với vật rắn không có trục quay cố định và vật rắn cótrục quay cố định?- Công thức tính momen của ngẫu lực? Momen của ngẫu lực có đặc điểm gì?2.3.2.kóvềTình huống 1: [Bài 17: Cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực và ba lựckhông song song]38Hình 1GV: Trong hội trại do đoàn trường tổ chức chào mừng ngày thành lập Đoàn thanhniên cộng sản Hồ Chí Minh [26/03] có rất nhiều trò chơi dân gian, trong đó có môn thikéo co. Các em hãy nêu luật chơi của môn kéo co?HS: Hai đội cùng tác dụng lực vào sợi dây, nếu đội nào tác dụng lực mạnh hơn thìđội đó sẽ thắng.GV: Theo định luật III Nuitơn thì lực do hai đội tác dụng lẫn nhau sẽ luôn cânbằng nhau, nên đội bạn có cố gắng kéo còn đội của ta đứng yên giữ căng dây thì vẫnkhông thua cuộc, nhưng thực tế thì có đội thắng đội thua, vậy có phải định luật IIINuitơn không đúng?HS: ???GV: Nguyên nhân nào làm cho sợi dây không cân bằng?Tình hu ng 2: [Bài 18: Cân bằng của một vật có trục quay cố định. Momen lực]GV: vào những năm 287- 212 trước Công nguyên, ở nước Hy Lạp cổ đại có mộtnhà bác học vĩ đại mà những câu nói của ông ngày nay chúng ta vẫn thường hay nhắcđến như: “Ơrêka! Ơrêka” hay “Hãy cho tôi một điểm tựa, tôi sẽ nhấc bổng Trái Đất” ?Ông là ai?HS: Nhà bác hoc Acsimet [hình 2]GV: Dựa vào đâu mà ông có thể nhấc bổng Trái Đất?HS: Quy tắc đòn bẩy.GV: Nêu quy tắc đòn bẩy? Hãy trình bày những ứng dụng của đòn bẩy trong đờisống hàng ngày?39Hình 2Tình hu ng 3:GV: Lực tác động vào vật gây ra tác dụng gì?HS: Làm vật chuyển động hoặc bị biến dạng?GV: [gọi một HS tác dụng lực lên cánh cửa] Có nhận xét gì về tác dụng của lực?HS: Lực còn làm vật quay quanh một trục cố định.GV: Có phải lực tác dụng càng mạnh thì vật quay càng nhanh?HS:GV: Gọi 2 HS, một bạn nam khỏe nhất lớp và một bạn nữ yếu nhất lớp yêu cầubạn nam dùng sức đẩy cửa gần bản lề, còn bạn nữ đẩy cửa ở tay cầm [hình 3]. Có phảilúc nào lực cũng làm vật quay quanh trục cố định? Tác dụng làm quay của lực phụ thuộcvào yếu tố nào? Điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định là gì?Hình 3Tình hu ng 4: [Bài 19: Quy tắc hợp lưc song song cùng chiều]Tình huống đầu bài học: Giáo viên chiếu cho học sinh xem đoạn phim về mộtngười sử dụng quang gánh để gánh hàng [hình 4] và yêu cầu học sinh nhận xét về sựphụ thuộc của vị trí đặt vai đối với khối lượng của hai bên quang gánh? Việc sử dụngquang gánh có ích lợi như thế nào đối với người sử dụng?40Hình 4Bài 20:Các dạng cân bằng. Cân bằng của một vật có mặt chân đếTình hu ng 5: [Tình huống đầu bài học] Giáo viên kể lại câu chuyện về con lật đật“Tôi là đứa con duy nhất của ba mẹ nên rất hay làm nũng, mỗi khi bị vấp té là tôihay nằm lì không chịu dậy, lúc nào cũng chờ ba mẹ dỗ dành thật lâu.Có một lần tôi bị tékhá đau, mẹ dỗ mãi vẫn không nín khóc được. Lần này không phải tôi cố tình làm nũngmà thực sự là tôi rất đau. Mẹ bỗng đứng lên, mở cái tủ nhỏ xíu vẫn hay đựng những thứlinh tinh của mẹ. Rồi mẹ đem đến trước mặt tôi một con lật đật.Mẹ đặt con lật đật xuốngđất, đẩy cho nó ngã lăn ra rồi nói với tôi:- Con hãy nhìn kìa, lật đật tuy nhỏ hơn con nhưng mỗi lần bị xô ngã, nó vẫn tựđứng dậy được. Nhìn xem con gái yêu của mẹ!Tôi nhìn con lật đật. Ðúng là khi bị xô ngã, lật đật bật dậy ngay. Tôi thích thútrước trò chơi mới và quên cả cái đau. Mẹ nhìn tôi cười dịu dàng và nói:- Con thấy không, dù thế nào đi nữa, lật đật cũng tự đứng dậy được. Lật đật rấtngoan và mẹ tin con gái của mẹ cũng ngoan như thế.Tôi đã nín khóc và cứ tròn xoe mắt nhìn con lật đật cứ lắc lư nhưng không bao giờbị té. Ngày ấy tôi đã cố gắng giống như lật đật. Mỗi lần vấp té, tôi đều cố gắng bật dậyngay. Mẹ vẫn hay gọi tôi là "Cô bé lật đật đáng yêu của mẹ".Bây giờ bên cạnh tôi không có mẹ. Tôi đã trưởng thành và phải tự mình lo liệu hếtmọi thứ. Cuộc sống không phải lúc nào cũng như ý muốn. Ðôi lúc mệt mỏi, chánchuờng, tôi muốn buông xuôi tất cả. Nhưng hình ảnh con lật đật và những lời động viêncủa mẹ cứ hiện về trong tôi. Và tôi lại tiếp tục bật dậy. Không gì có thể đánh gục tôiđược. Bởi tôi đã quyết tâm làm một con lật đật...”Sau đó giáo viên sử dụng con lật đậtđể kiểm chứng câu chuyện và đưa ra các câu hỏi: Vì sao chúng ta không lật đổ được conlật đật? Làm thế nào để chế tạo được con lật đật?Tình hu ng 6: [Bài 20: phần “Cân bằng của một vật có mặt chân đế”]41Hình 5Giáo viên lần lượt sử dụng các hình ảnh [hình 5] cho HS quan sát và yêu cầu HStrả lời các câu hỏi:- Động tác dang rộng tay và chân của các diễn viên xiếc trong tiết mục trên có tácdụng gì?- Tại sao chân bàn, chân ghế, cái thang thường nghiêng ra ngoài?- Tại sao những chiếc đèn bàn thường có đế nặng?- Quan sát các võ sĩ khi thi đấu thì thấy họ thường ở tư thế hơi khụy gối xuống vàdang rộng chân hơn so với mức bình thường? Tư thế này có tác dụng gì?Tình hu ng 7: [Bài 22: Ngẫu lực]GV: Khi bước vào lớp, GV cố tình để chai nước “Coca- Cola” lêntrước bàn giáo viên để HS nhìn thấy.HS: sẽ thắc mắc không biết sao giờ lên lớp mà cô lại mang nướcvào lớp và nghĩ trong bụng nếu được uống chai nước ấy thì đỡ khátbiết bao nhiêu.GV: Mang chai nước xuống gần một HS và nhờ em mở giúp chainước.HS: Mở chai nước [các HS khác quan sát bạn mở chai nước và sẽcó những ý kiến khác nhau].Hình 6GV: [gọi một HS] Em hãy mô tả lại các động tác mở chai nướccủa bạn?HS: mô tả lại việc mở chai nước.GV: Nắp chai nước được mở nhờ đâu?HS: Tay bạn đã tác dụng lực vào nắp chai thông qua 2 ngón tay.GV: Hãy cho biết phương chiều và độ lớn của lực do tay tác dụngvào nắp chai?42HS: Cùng phương, cùng độ lớn nhưng ngược chiều.GV: Như vậy đúng ra ta không mở được nắp chai, nhưng tại sao nắp chai vẫnđược mở? Hai lực này có đặc điểm gì và có tác dụng như thế nào đối với vật có trụcquay cố định?2.3.3dựự quan2.3.3.1. Các thí nghiệm trong chương trình SGKThí nghiệm là điều kiện vật chất cần thiết để triển khai dạy học Vật lí theo địnhhướng giải quyết vấn đề. Trong phòng thí nghiệm Vật lí của trường Cao đẳng Côngnghệ và Kinh tế Bảo Lộc, các thiết bị thí nghiệm dùng cho dạy học chương “Cân bằngvà chuyển động của vật rắn” Vật lí 10 đều không có. Vì vậy, để triển khai dạy họcchương theo định hướng nghiên cứu, chúng tôi phải tự chế tạo, lắp ráp các thí nghiệm:Thí nghi m 1: Cân bằng của m t v t ch u tác dụng của hai lực- Mục đích: khảo sát bằng thực nghiệm điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tácdụng của hai lực.- Thiết bị: 2 lực kế, 2 ròng rọc, một số vật mỏng phẳng.- Lắp đặt và tiến hành: [hình 7]Hình 7- Kết quả thí nghiệm: nếu hai trọng vật P1 và P2 bằng nhau và dây buộc nằm trêncùng một đường thẳng thì vật đứng yên.Thí nghi m 2: X c đ nh trọng tâm của m t v tMục đích: khảo sát bằng thực nghiệm cách xác định trọng tâm G của một vậtmỏng phẳng- Thiết bị: lực kế, dây dọi, một số vật mỏng phẳng có hình dạng khác nhau.- Lắp đặt và tiến hành: [hình 8], [hình 9]43Hình 8Hình 9- Kết quả thí nghiệm: trọng tâm G của một vật là giao điểm của hai đường thẳngtreo vào hai điểm bất kì trên vật.Thí nghi m 3: Cân bằng của m t v t có trục quay cố đ nh. Momen lực- Mục đích: tìm hiểu khái niệm momen lực và điều kiện cân bằng của một vật cótrục quay cố định.- Thiết bị: đĩa momen, các trọng vật, lục kế.- Lắp đặt và tiến hành: [hình 10]- Kết quả: đĩa đứng cân bằng là vì tác dụnglàm quay của lực ⃗⃗⃗⃗ cân bằng với tác dụng làmquay của lực ⃗⃗⃗⃗Hình 10Thí nghi m 4: Quy t c hợp lực song song cùng chiều- Mục đích: xác định qui tắc hợp lực của hai lực song song cùng chiều- Thiết bị: thước dài có thang đo, lực kế, các gia trọng.- Lắp ráp và tiến hành: [hình 11], [hình 12]+ treo các trọng vật P1 và P2 vào hai điểm O1 và O2, xác định vị trí của thước thôngqua giá trị của 2 lực kế đặt tại O1 và O2.+ móc hai trọng vật lại với nhau rồi treo vào điểm O sao cho thước có vị trí nhưlúc đầu, đo khoảng cách từ O đến O1 và O2.- Kết quả thí nghiệm: trọng vật nào càng lớn thì điểm O càng gần điểm treo trọngvật đó.44Hình 11Hình 12Thí nghi m 5: Các dạng cân bằng- Mục đích: phân biệt được các dạng cân bằng.- Chuẩn bị: giá đỡ, thước nhựa có trục quay ở một đầu và ở trọng tâm của thước.- Lắp ráp và tiến hành: [hình 13]Hình 13Thí nghi m 6: Cân bằng của m t v t có mặ ch n đế- Mục đích: xác định điều kiện cân bằng của một vật và cách làm tăng mức vũngvàng của cân bằng.- Dụng cụ: hộp giấy có gắn mũi tên để xác định phương của trọng lực, cái nêm.- Lắp đặt và tiến hành: [hình 14]- Kết quả thí nghiệm: trọng tâm của vật càng thấp và diện tích mặt chân đế cànglớn thì vật càng bền vững.45Hình 142.3.3.2. Các thí nghiệm mô phỏng“Học đi đôi với hành”, đó là tiêu chí mà giáo dục cần hướng đến, tuy nhiên khôngphải thí nghiệm nào trong bài học với những dụng cụ thí nghiệm thực cũng diễn ra trôichảy và cho kết quả đúng với lý thuyết và điều này làm ảnh hưởng rất lớn đến tiến trìnhdạy học của GV cũng như nhận thức của HS. Công nghệ thông tin ngày nay đã hiệndiện và ảnh hưởng đến tất cả mọi lĩnh vực, việc ứng dụng công nghệ thông tin trong dạycác thí nghiệm đã phần nào giải quyết những khó khăn trong dạy học của GV và nhậnthức của HS. Trên cơ sở đó, chúng tôi đã sử dụng “Phần mềm mô phỏng thí nghiệm Vậtlí 10- Nhà xuất bản Đại học sư phạm” để hỗ trợ quá trình dạy và học, gồm các thínghiệm sau:- Mô phỏng thí nghiệm về cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực.- Mô phỏng thí nghiệm nghiên cứu quy tắc hợp lực đồng quy.- Mô phỏng thí nghiệm nghiên cứu quy tắc momen lực.- Mô phỏng thí nghiệm nghiên cứu quy tắc hợp lực song song.[Xem các mô phỏng trong CD đính kèm luận văn]2.3.4 Sƣ ầm, biên soạn các bài t p vấn đề dùng cho dạy học chƣơngBài 1: Tại sao dây phơi đồ không được làm quá căng?Bài 2: Nêu phương án tìm trọng tâm của một cây gậy dài?Bài 3: Tại sao khi gập khủy tay ta có thể nâng được một vật nặng hơn?Bài 4: Vì sao khi dùng quang gánh, có khi ta phải đặt vai lệch về một đầu đòngánh?Bài 5: Tại sao con chim [đồ chơi] lại bay quanh cái nêm được?46Bài 6:Tại sao khi đang ngồi trên ghế muốn đứng lên dễ dàng ta thường cúi người về phíatrước hoặc đưa chân vào gầm ghế?Hãy giải thích vì sao những công nhân khi vác những bao hàng nặng họ thườngchúi người về trước?Tại sao khi đi thuyền nan trên sông [suối] ta không nên đứmg lên?Tại sao khi nhảy từ trên cao xuống đất ta thường nhún người và gập đầu gối lại?Bài 7:Tại sao các máy giặt và tủ lạnh có ba chân cố định còn một chân không cố định?Bài 8: Một bản mỏng đồng chất tâm O, bán kính OA=R được khoét một lỗ trònđường kính d =OA [hình 15]. Tìm trọng tâm của phần bản mỏng còn lại.Bài 9: Hai vật có khối lượng là m và M được nối với nhau bằng một lò xo. Khi hệđược treo như hình 16a, độ dài của lò xo là l1. Khi hệ được đặt trên giá đỡ như hình16b, độ dài của lò xo là l2. Tìm độ dài tự nhiên của lò xo?mml1l2MMHình 15a]b]Hình 16Bài 10: Thiết kế và chế tạo con lật đật [bằng những vật liệu là vỏ trứng hoặc bằngnhững quả bóng nhựa nhỏ].2.4 Xựng iếnch ển đ ng của2.4ựọ knh ạ họcn”vàố iến hức chƣơng “C n ằngdạọvề47STTTên bàiN ingphƣơng ph pMức đ DH-Xác định điều kiện cân bằng củamột vật bằng phương pháp thực1Cân bằng của một vậtnghiệm.-Xác định trọng tâm của các vậtbằng phương pháp thực nghiệm vàchịu tác dụng của haibằng suy luận toán.lực và ba lực khôngsong song.Các thí nghiệm tạo tình huống cóvấn đề phù hợp với năng lực và cóVận dụngDHGQVĐ ởmức độ 2.sức lôi cuốn đối với HS, qua bàihọc giúp HS làm quen với việckiểm chứng lí thuyết bằng thựcnghiệm, từ đó giúp HS hứng thúhơn trong học tập.Đây là bài học xây dựng khái niệmmomen lực, xác định điều kiện cânbằng của một vật có trục quay bằng2Cân bằng của một vậtphương pháp thực nghiệm. Nhữngcó trục quay cố định.Momen lựckiến thức này liên quan đến kháiniệm về lực mà HS đã biết trước đó,và cũng là cơ sở cho bài “ Ngẫulực” từ đó giúp GV dễ dàng tạo cáctình huống có vấn đề nhận thức.3Quy tắc hợp lực songsong cùng chiều.4Các dạng cân bằng.Cân bằng của một vậtcó mặt chân đếBài học xây dựng quy tắc tổng hợphai lực song song cùng chiều, kiếnthức của bài học không nhiều và cónhiều ứng dụng trong đời sống hàngngày, HS có thể tự tìm ra conđường đi đến kiến thức của bài họcthông qua sự gợi ý giúp đỡ của GV.Đây là bài học nghiên cứu về cácdạng cân bằng, cách làm tăng mứcvững vàng của một vật bằngphương pháp thực nghiệm.Vận dụng dạyhọc GQVĐ ởmức độ 2.Vận dụng dạyhọc GQVĐ ởmức độ 3.Vận dụng dạyhọc GQVĐ ởmức độ 248Tình huống có vấn đề đượctruyền tải tới HS bằng các hình ảnh,hiện tượng tự nhiên, từ đó tạo sựhứng thú ở HS.Đây là bài học nghiên cứu vềchuyển động tịnh tiến, mức quánChuyển động tịnh tiếncủa vật rắn. Chuyểnđộng quay của vật rắnquanh một trục cố định56Ngẫu lựctính và tác dụng của momen lựctrong chuyển động quay của vậtVận dụng dạyrắn.học GQVĐ ởCác ví dụ tạo tình huống học tậpmức độ 2.và những ứng dụng của bài học có ýnghĩa quan trọng trong đời sống nêntạo thú trong việc tìm hiểu nội dungbài học ở học sinh.Đây là bài học nghiên cứu kháiniệm và các ứng dụng của ngẫu lựctrong đời sống và kỹ thuật.Vận dụng dạyThí nghiệm tạo tình huống cóhọc GQVĐ ởvấn đề cho bài học là loại tìnhhuống không phù hợp nên việc giảiquyết các vấn đề đó có sức lôi cuốnđối với HS.mức độ 2.2.4à ọdự k2.4.2.1. Giáo án 1 [Bài 17]C N BẰNG CỦAỘT VẬT CHỊU T C D NG CỦA HAI ỰCV CỦA BA ỰCIH NG SONG SONGục iềk- Phát biểu được định nghĩa vật rắn và giá của lực. Phát biểu được quy tắc tổng hợp 2lực có giá đồng quy.- Phát biểu được điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của 2 lực và của 349lực không song song.- Phát biểu được cách xác định trọng tâm của vật mỏng, phẳng bằng phương phápthực nghiệm.2ềkăVận dụng được các điều kiện cân bằng và quy tắc tổng hợp 2 lực có giá đồng quyđể giải các bài tập đơn giản.3Tích cực tham gia xây dựng bài, hoàn thành những yêu cầu mà giáo viên giao.II ChnGV: Các thí nghiệm 1, thí nghiệm 2 [mục 2.3.3.1]HS: Điều kiện cân bằng của một chất điểm.III. Lôgic phát triển n i dung bài học14Cân bằng của một vậtchịu tác dụng của hailực2PPTNĐiều kiện cân bằng5Quy tắc tổng hợp hai lựccó giá đồng quy36Điều kiện cân bằng củavật chịu tác dụng của balực không song songCách xác định trọng tâmcủa một vật mỏng, phẳngPPTNVật cóhình dạngbất kìIV TiếnCân bằng của một vật chịutác dụng của ba lực khôngsong songPPTNVật códạng hìnhhọc đốixứngnh ạ học.Hoạt động 1 [5 phút]: Củng cố kiến thức xuất phát. Đặt vấn đề nhận thứcHoạt động của giáo viênHoạt động của học sinhGV sử dụng tình huống 1 Tái hiện, trả lờiNội dung cần đạt50để HS nhận thức vấn đềcủa bài học.Hoạt động 2 [10ph]: Tìm hiểu điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của 2 lực.Hoạt động của giáo viênHoạt động của học sinhKể tên một số vật rắnthường gặpHS kể tên- Thế nào là vật rắn?- GV sử dụng thí nghiệm 1- HS thảo luận và trả lời.- Quan sát thí nghiệm rồi trả- Mục đích TN là gì?- GV biểu diễn TN.Có những lực nào tácdụng lên vật? Độ lớn củalực đó?lời các câu hỏi.Có nhận xét gì vềphương của 2 dây khi vậtđứng yên?+ Phương của 2 dây nằmtrên một đường thẳng.+ Hai lực 1 và 2 có cùngNhận xét gì về các đặctrưng của các lực 1 và 2tác dụng lên vật, khi vậtđứng yên?- Từ đó phát biểu điều kiệncân bằng của vật rắn chịutác dụng của 2 lực?giá, cùng độ lớn và ngượcchiều.+ ực 1 và 2 của 2 sợidây, có độ lớn bằng trọnglượng của 2 vật P1 và P2- HS trả lờiNội dung cần đạtI C n ằng ực củachc ụng của 2ựcTh nghiF1F2P1P2Nhận xét: Hai lực ⃗⃗⃗⃗và ⃗⃗⃗⃗có cùng giá, cùng độ lớnvà ngược chiều.2 Điề i n c n ằngMuốn cho một vật chịu tácdụng của 2 lực ở trạng tháicân bằng thì 2 lực đó phảicùng giá, cùng độ lớn vàngược chiều.F1 F2Hoạt động 3 [10ph]: Xác định trọng tâm của một vật phẳng, mỏng bằng phương phápthực nghiệmHoạt động của giáo viên-Trọng tâm của vật là gì?Hoạt động của học sinhTrọng tâm là điểm đặt củaNội dung cần đạtC chc đ nhọng51trọng lực.- GV yêu cầu HS làm thínghiệm 2 và trả lời các câu- Các nhóm làm TN và trảlời các câu hỏi của GV.hỏi sau:+ Có những lực nào tác- Trọng lực và lực căng củacủaph ngng ằng phƣơng ph phực nghidụng vào vật? Nêu đặcdây treo,điểm của hai lực ấy.- 2 lực cùng giá: P T+ Nhận xét về điểm đặt của - Trọng tâm nằm ở tâm đốitrọng tâm.xứng của vật.+ Xác định trọng tâm của- HS thực hiện.một số vật hình vuông,hình tam giác, hình tròn,chiếc nhẫn.- Làm câu C2G- HS thực hiện.Trọng tâm của vật làgiao điểm của dây treo tạihai điểm bất kì.Đối với những vật có- Có nhận xét gì về vị trí Thảo luận và nêu nhận xét.của trọng tâm?- GV chính xác hóa nộidung.dạng hình học đối xứng thìtrọng tâm của vật nằm ởtâm đối xứng của vật.Chú ý: Không phải lúcnào trọng tâm cũng ở trênvậtHoạt động 4 [10ph]: Tìm điều kiện cân bằng của một vật rắn chịu tác dụng của 3 lựckhông song song52Hoạt động của giáo viênHoạt động của học sinhNội dung cần đạtII C n ằng củachc ụng của a ựckhông song songGF1F2F PTh nghi- Bố trí thí nghiệm nhưhình vẽ.- Kết quả thí nghiệm: giá⃗⃗⃗⃗của ba lực cùng nằm trongmột mặt phẳng và đồng- Có những lực nào tác HS thảo luận và trả lờidụng lên vật?- Có nhận xét gì về giá của HS suy nghĩ, trả lời.3 lực?- Chính xác hóa kết quả thínghiệm.Vấn đề: khi một chất điểm HS tiếp nhận vấn đề nhậnchịu tác dụng của hai lực, thức.để tìm hợp lực của chúng HS thảo luận và nêu phươngdùng qui tắc hình bình án tìm hợp lực.quy tại một điểm.2cng hợp 2 ựchành. Vậy, khi vật rắn chịuc gi đ ngMuốn tổng hợp 2 lực cógiá đồng quy tác dụng lênmột vật rắn, trước hết tatác dụng của hai lực, để HS thảo luận và trình bày.tìm hợp lực của chúng tacó sử dụng qui tắc hìnhbình hành được không?- GV chính xác hóa quyphải trượt 2 vectơ lực đótrên giá của chúng đếnđiểm đồng quy, rồi ápdụng quy tắc hình bìnhhành để tìm hợp lựctắc.- Nêu điều kiện cân bằngcủa vật chịu tác dụng của3 lực.HS thực hiện.Điềi n c n ằngcủachcụng củaực h ngsong song.a lực đó phải có giá đồngphẳng và đồng quy.Hợp lực của 2 lực đó phải53cân bằng với lực thứ 3.⃗⃗⃗⃗+ ⃗⃗⃗⃗= -⃗⃗⃗⃗Hoạt động 5 [5ph]: Củng cố kiến thức, giao nhiệm vụ về nhà.Hoạt động của giáo viênHoạt động của học sinhNội dung cần đạt- Củng cố kiến thức bài học Tái hiện, trả lời.thông qua phiếu học tập 1[phụ lục 2].- Làm các bài tập 6, 7 và 8 Ghi nhận để thực hiện.trang 100 SGK.- Chuẩn bị bài “Cân bằng Ghi nhận để thực hiện.của một vật có trục quay cốđịnh. Momen lực”2.4.2.2. Giáo án 2 [Bài 18]CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TR C QUAY CỐ ĐỊNH. MOMEN LỰCI. Mục tiêu1. Ki n th c- Phát biểu được định nghĩa và viết được công thức của momen lực.- Phát biểu được quy tắc momen lực.2. Kă- Biết đề xuất giả thuyết và giải quyết vấn đề.- Biết phân tích để nắm được mục đích thí nghiệm, lắp ráp và tiến hành thí nghiệm.- Biết xác định cánh tay đòn của lực trong trường hợp bất kỳ.- Vận dụng quy tắc momen lực để xác định các lực tác dụng lên một vật có trụcquay cố định.- Vận dụng khái niệm momen lực và quy tắc momen lực để giải thích một số hiệntượng và giải một số bài tập Vật lí cụ thể.Th i đ- Tích cực, hứng thú, thích tìm tòi và tiến hành các thí nghiệm Vật lí.- Khách quan, trung thực trong khi xử lý kết quả thí nghiệm.- Có tinh thần hợp tác, trao đổi trong học tập.II. Chu n bGiáo viên : Thí nghiệm 3 [mục 2.3.3.1].54Học sinh : Ôn tập về đòn bẩy [ lớp 6].III. Lôgic hình thành kiến thứcKhi tác dụng vào đĩa trònmột lực thì trạng thái củađĩa sẽ như thế nào?Đĩa tròn sẽ quay quanh trụcquayTác dụng làm quay của lực ⃗⃗⃗⃗cân bằng với tác dụng làmquay của lực ⃗⃗⃗⃗Đĩa tròn sẽ đứng yên cânbằng khi nào?Tác dụng làm quay của lựcphụ thuộc vào yếu tố nào?Nêu phương án thí nghiệmkiểm chứng và tìm biểu thứcliên hệ giữa lực và điểm đặt-- Điểm đặt của lực.- Độ lớn của lực- Làm TN 3 [mục 2.3.3.1]- F1d1 = F2d2 [1]M = F.d [2]Viết biểu thức tính momen lựcViết lại biểu thức [1] dướidạng momen và nêu điều kiệncân bằngMở rộng cho trường hợp vậtcó trục quay tạm thờiMF1 = MF2 [3]55IV. Tiến trình dạy họcHoạt động 1 [8ph]: Củng cố kiến thức xuất phát. Đặt vấn đề nghiên cứuHoạt động của giáo viênHoạt động của học sinhNội dung cần đạt- GV sử dụng tình huống 2 Tái hiện, trả lời.[mục 2.3.2]- GV sử dụng tình huống 3 Thực hiện yêu cầu của GV[mục 2.3.2] và đặt các câu để trả lờicác câu hỏi.hỏi nhận thức: Lực tácdụng vào vật rắn có trụcquay cố định gây ra tácdụng gì? Tác dụng đó phụthuộc vào những yếu tốnào? Khi nào vật rắn cótrục quay cố định đứng cânbằng?Hoạt động 2 [20ph]: Tìm hiểu khái niệm momen lựcHoạt động của giáoviênHoạt động của học sinhNội dung cần đạt- Sử dụng TN 3 [mụcHS quan sát thí nghiệm. I. Cân bằng của m t v t có trục2.3.3.1]quay cố đ nh. Mômen lực.- Lần lượt ngừng tác - Quan sát TN và đưa ra 1. Thí nghi m.dụng của từng lực để nhận xét.học sinh nhận biết tácdụng làm quay vật củamỗi lực.-Vậy đĩa tròn đứng yênkhi nào?- Đại lượng vật lý đặctrưng cho tác dụng làmquay của lực phụthuộc vào những yếutố nào?- Cho hs nhận xét về- Giải thích sự cân bằngcủa đĩa tròn.- HS đưa ra các giảthuyếtTái hiện, trả lờiNếu không có lực ⃗⃗⃗⃗ thì lực ⃗⃗⃗⃗làm cho đĩa quay theo chiều kimđồng hồ. Ngược lại nếu không cólực ⃗⃗⃗⃗ thì lực ⃗⃗⃗⃗ làm cho đĩa quayngược chiều kim đồng hồ. Đĩa56độ lớn của các lực vàđứng yên vì tác dụng làm quaycủa lực ⃗⃗⃗⃗ cân bằng với tác dụnglàm quay của lực ⃗⃗⃗⃗khoảng cách từ giá củacác lực đến trục quay.2. Mômen lực- Giữ nguyên độ lớn và - Thảo luận và trả lời.Momen lực đối với một trụcđiểm đặt của ⃗⃗⃗⃗, lầnquay là là đại lượng đặc trưng cholượt thay đổi độ lớntác dụng làm quay của lực vàcủa lực ⃗⃗⃗⃗, tìm điểmđược đo bằng tích của lực vớiđặt của ⃗⃗⃗⃗ [chú ý saocánh tay đòn của nó.cho vẫn làm cho đĩađứng yên], nhận xét vềtích số của F và d- Momen lực là gì?- GV chính xác hóakhái niệm và biểu thứcBiểu thức: M = F.d [1]Đơn vị của momen lực là N.m- Ghi nhận khái niệm.momen lực.- Nêu đơn vị của HS nêu đơn vịmomen lực.Hoạt động 3 [12ph]: Tìm điều kiện cân bằng của vật có trục quay cố địnhHoạt động của giáo viên- Trở lại TN 3, lần lượt tácdụng them vào đĩa các lựcHoạt động của học sinhTái hiện, trả lời.⃗⃗⃗⃗ song song với ⃗⃗⃗⃗ và ⃗⃗⃗⃗song song với ⃗⃗⃗⃗. Nhậnxét về tác dụng làm quaycủa ⃗⃗⃗⃗ và ⃗⃗⃗⃗ .- Khi nào vật rắn có trụcquay cố định đứng cânbằng?- Phát biểu quy tắc momenlực.- Chính xác hóa quy tắcThảo luận, trả lời.Thảo luận, trả lời.Ghi nhậnNội dung cần đạtII Điều ki n cân bằngcủa m t v t có trục quaycố đ nh.1. Quy tắc.Muốn cho một vật cótrục quay cố định ở trạngthái cân bằng, thì tổng cácmômen lực có xu hướnglàm vật quay theo chiềukim đồng hồ phải bằngtổng các mômen lực có xuhướng làm vật quay theo57momen lực.chiều ngược lại.- Mở rộng các trường hợp2. Chú ý.Qui tắc mômen còn đượcGhi nhậnđặc biệt có thể áp dụngquy tắc.- Yêu cầu HS làm C1áp dụng cho cả trường hợpmột vật không có trụcLàm C1quay cố định nếu nhưtrong một tình huống cụthể nào đó ở vật xuất hiệntrục quay.Hoạt động 4 [5ph]: Củng cố kiến thức, giao nhiệm vụ về nhàHoạt động của giáo viênHoạt động của học sinhNội dung cần đạt- Củng cố kiến thức thông Tái hiện, trả lời.qua phiếu học tập 2 [PL2].- Làm bài tập 3, 4, 5 trangGhi nhận để thực hiện.103 SGK.- Chuẩn bị bài “Quy tắc hợp Ghi nhận để thực hiện.lực song song cùng chiều”2.5.2.3. Giáo án 3 [Bài 20] Các dạng cân bằng. Cân bằng của một vật có mặt chân đế[phụ lục 2]2.4.3. Bài học bài t p V t lýGiáo án 4: Bài tập về “Cân bằng và chuyển động của vật rắn”, [phụ lục 2]2.4.4. Dạy học gi i quy t vGiáo án 5:ề qua bài học ngoại khóa V t lýTHIẾT KẾ, CHẾ TẠO CON LẬT ĐẬTI. Chủ đềChế tạo một “Con lật đật”II. Hình thức t chức- Làm việc theo nhóm [các nhóm cùng thảo luận trên lớp và mỗi nhóm hoàn thiệnsản phẩm tại nhà]- Thời gian chuẩn bị: 1 tuần.- Thời gian hoàn thiện sản phẩm: 3 ngày.III. Mục tiêu