Giáo án Vật lí 10 - Tiết 10: Tính tương đối của chuyển động. Công thức cộng vận tốc - Năm học 2020-2021

Nội dung tài liệu: Giáo án Vật lí 10 - Tiết 10: Tính tương đối của chuyển động. Công thức cộng vận tốc - Năm học 2020-2021

1. Ngày soạn:1/10/2020 Ngày dạy:10/10/2020 Tiết 10 : TÍNH TƯƠNG ĐỐI CỦA CHUYỂN ĐỘNG. CÔNG THỨC CỘNG VẬN TỐC I. Mục tiêu bài học 1.Kiến thức: - Nêu được quỹ đạo, vận tốc của một chất điểm chuyển động phụ thuộc vào hệ quy chiếu hay chuyển động cĩ tính tương đối về quỹ đạo, vận tốc. - Nêu được thế nào là hệ quy chiếu đứng yên, hệ quy chiếu chuyển động. - Viết được cơng thức cộng vận tốc v 13 = v 12 + v 23 với các quy ước vận tốc tương ứng: + v 13 vận tốc của vật so với hệ quy chiếu đứng yên gọi là vận tốc tuyệt đối, + v 12 là vận tốc của vật đối với hệ quy chiếu chuyển động gọi là vận tốc tương đối, + v 23 là vận tốc của hệ quy chiếu chuyển động đối với hệ quy chiếu đứng yên gọi là vận tốc kéo theo. - Viết được cơng thức cộng vận tốc dạng đại số cho trường hợp chuyển động cùng phương. 2.Kỹ năng: - Nêu được ví dụ về tính tương đối của quỹ đạo, tính tương đối của vận tốc. - vận dụng được cơng thức cộng vận tốc để giải được một số bài tốn về chuyển động cùng phương. 3.Thái độ: - Rèn luyện tinh thần hợp tác chú ý, chăm chỉ tìm tịi nghiên cứu tài liệu trong quá trình tìm hiểu bài. - Cĩ thái độ yêu thích mơn học thơng qua các ví dụ thực tế sinh động. 4. Năng lực: - Phát huy khả năng làm việc nhĩm trong mỗi cá nhân học sinh. - Biết cách tìm kiếm thơng tin và xử lý thơng tin chính xác. II. Chuẩn bị bài học 1. Giáo viên (GV): Các ví dụ thực tế về tính tương đối của chuyển động, một số hình ảnh về tính tương đối của chuyển động. 2. Học sinh (HS): - Ơn tập các kiến thức đã học về tính tương đối của chuyển động ở cấp THCS - Ơn lại cơng thức cộng véc tơ vừa mới học trong tốn học. - Đọc trước nội dung bài học. III. Tiến trình bài học. 1. Ổn định lớp. 2. Các hoạt động dạy - học: Hoạt động của GV và HS Nội dung, yêu cầu cần đạt Hoạt động 1: Khởi động (5phút) HS thấy được tính chất chuyển động 1
2. - Mục tiêu: tạo tình huống cĩ vấn đề về tính tương đối hay đứng yên của cùng một vật chuyển của quỹ đạo chuyển động, dẫn dắt vào bài mới động là khác nhau khi gắn với người B1: GV cho học sinh quan sát hình ảnh trên bảng quan sát khác nhau thơng minh và đặt câu hỏi: Thu đứng trên toa của tàu 1, nhìn qua cửa sổ thấy Đơng ở toa của tàu 2 bên cạnh. Hai toa tàu đang đỗ trên hai đường tàu song song với nhau trong sân ga. Bỗng Thu thấy Đơng chuyển động về phía sau. Thu liền nghĩ: tàu kia đang lùi kìa. Vậy sự thật đang xảy ra cĩ giống những gì Thu nghĩ khơng? Và trong trường hợp này cĩ những tình huống nào cĩ thể xảy ra. B2: hai HS ngồi bên cạnh nhau cùng trao đổi, thảo luận câu hỏi GV đặt ra B3: GV gọi HS bất kỳ đưa ra ý kiến của mình GV lấy nhanh ý kiến khác nếu cĩ B4: GV đánh giá kết quả HS thảo luận Hoạt động 2: Hình thành kiến thức (25phút) I. Tính tương đối của chuyển động. Hoạt động 2.1: Tìm hiểu tính tương đối của chuyển 1. Tính tương đối của quỹ đạo. động - Mục tiêu: - Quỹ đạo chuyển động của một chất + Cho HS thấy được quỹ đạo và vận tốc chuyển động điểm cĩ dạng khác nhau trong các hệ của vật phụ thuộc vào hệ quy chiếu hay chuyển động cĩ quy chiếu khác nhau hay người ta nĩi tính tương đối về quỹ đạo, vận tốc. chuyển động cĩ tính tương đối về quỹ ❖ B1:GV cho học sinh quan sát hình ảnh về quỹ đạo đạo. chuyển động của quả cầu tung lên với hai hệ quy chiếu khác nhau. + GV yêu cầu HS nhận xét quỹ đạo của của quả cầu 2.Tính tương đối của vận tốc. đối với người tung vật và đối với người đang đứng bên đường quan sát. - Vận tốc của một chất điểm cĩ giá trị khác nhau trong các hệ quy chiếu khác + Khi đi xe đạp điện đến trường giả sử chạy đều với nhau hay người ta nĩi chuyển động cĩ vận tốc 20km/h thì vận tốc của em so với xe là bao tính tương đối về vận tốc. nhiêu? So với bạn đang đứng yên trên đường là bao nhiêu? B2: Các nhĩm nhỏ thảo luận B3: + Hoạt động chung của cả lớp 2
3. GV yêu cầu HS phát biểu ý kiến của nhĩm mình + GV gọi HS nhận xét về ý kiến của nhĩm bạn, bổ sung, chỉnh sửa thêm B4: + GV chốt lại chuyển động cĩ tính tương đối về quỹ đạo, vận tốc. + Gv mời HS lấy ví dụ khác về tính tương đối của chuyển động Hoạt động 2.2: Tìm hiểu cơng thức cộng vận tốc II. Cơng thức cộng vận tốc. -Mục tiêu: 1.Hệ quy chiếu đứng yên, hệ quy + Nắm được khái niệm hệ quy chiếu đứng yên, hệ quy chiếu chuyển động. chiếu chuyển động. - Hệ quy chiếu gắn với vật mốc đứng B1: GV yêu cầu HS quay lại ví dụ về việc đi xe đạp điện yên là hệ quy chiếu đứng yên. cho biết hệ quy chiếu trong hai trường hợp cĩ gì đặc biệt? - Hệ quy chiếu gắn với vật mốc B2: HS thảo luận chuyển động là hệ quy chiếu chuyển B3: GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi động. B4: GV chốt đáp án: 1 hệ quy chiếu cĩ vật mốc là đứng yên, 1 hệ quy chiếu cĩ vật mốc chuyển động. Gv yêu cầu học sinh đưa ra khái niệm hệ quy chiếu đứng yên và hệ quy chiếu chuyển động. -Mục tiêu: + Nắm được cơng thức cộng vận tốc với các quy ước 2. Cơng thức cộng vận tốc vận tốc tương ứng. B1: GV cho học sinh quan sát hình ảnh thuyền chạy v 13 = v 12 + v 23 trong đĩ: xuơi dịng, thuyền chạy ngược dịng. GV phát vấn trong thực tế cĩ một chiếc thuyền chạy + v 13 vận tốc của vật so với hệ đều trên dịng sơng khi nước yên lặng là 30km/h nhưng quy chiếu đứng yên gọi là vận tốc nếu nước chảy xiết với vận tốc khơng đổi là 5km/h thì tuyệt đối, khi xuơi dịng và ngược dịng chiếc thuyền này sẽ chạy + v 12 là vận tốc của vật đối với hệ với vận tốc là bao nhiêu so với bờ? quy chiếu chuyển động gọi là vận tốc B2: HS các nhĩm thảo luận tương đối, B3: Đại diện các nhĩm trình bày phần thảo luận + v 23 là vận tốc của hệ quy chiếu B4: GV chốt lại 2 trường hợp tương ứng xuơi dịng và chuyển động đối với hệ quy chiếu ngược dịng đứng yên gọi là vận tốc kéo theo. + Trường hợp xuơi dịng: Vận tốc của thuyền là: 30+ 5= 35km/h + Trường hợp ngược dịng: Vận tốc của thuyền là: 30- 5= 25km/h 3
4. Sở dĩ cĩ thể tính tốn được như thế là do chuyển động cĩ tính tương đối về vận tốc trong các hệ quy chiếu khác nhau Giả sử thuyền là (1): ứng với vật chuyển động, nước là (2): ứng với hệ quy chiếu chuyển động và bờ là (3): ứng với hệ quy chiếu đứng yên. Khi đĩ: v 13 vận tốc của thuyền đối với bờ, v 12 là vận tốc của thuyền đối với nước, v 23 là vận tốc nước đối với bờ. Tương tự cơng thức cộng véc tơ trong tốn học ta sẽ cĩ: v 13 = v 12 + v 23 áp dụng đúng trong trường hợp này Do đĩ khi xuơi dịng: v13 v12 v23 Khi ngược dịng: v v v 13 12 23 Hoạt động 3: Luyện tập, vận dụng, mở rộng (10 phút) - Mục tiêu: Củng cố kiến thức đã học về cơng thức cộng vận tốc B1: GV cho học sinh củng cố kiến thức qua trị chơi “Lật mảnh ghép”. Gv trình chiếu câu hỏi theo câu hỏi học sinh lựa chọn, 4 câu hỏi tương ứng với 4 mảnh ghép, trả lời được câu hỏi nào thì mảnh ghép tương ứng với câu hỏi ấy được mở ra: Câu 1. Đứng ở trái đất, ta sẽ thấy: A. Mặt trời đứng yên, Trái Đất quay quanh mặt Trời, Mặt Trăng quay quanh Trái Đất B. Mặt Trời và Trái Đất đứng yên, Mặt Trăng quay quanh Trái Đất C. Mặt Trời đứng yên, Trái đất và Mặt trăng quay quanh Mặt Trời D. Trái Đất đứng yên, Mặt Trời và Mặt Trăng quay quanh Trái Đất Câu 2. Cơng thức cộng vận tốc áp dụng khi thuyền xuơi dịng nước: A. vtb = vtn + vnb. B. vtn = vtb + vnb C. vnb = vtn + vtb D. vtb = vtn - vnb 4
5. Câu 3: Chọn câu trả lời sai: A. Quỹ đạo của một vật trong hệ quy chiếu khác nhau thì khác nhau B. Vận tốc của cùng một vật trong những hệ quy chiếu khác nhau thì khác nhau C. Quỹ đạo và vận tốc của một vật khơng thay đổi trong những hệ quy chiếu khác nhau D. Quỹ đạo và vận tốc của một vật cĩ tính tương đối Câu 4. Một chiếc thuyền buồm chạy ngược dịng sơng. Sau 1 giờ đi được 10 km.Tính vận tốc của thuyền so với nước? Biết vận tốc của dịng nước là 2km/h. A. 20 km/h. B. 10 km/h.C. 12km/h. D. 8 km/h. B2: HS thảo luận B3: HS trả lời đáp án B4: GV chốt đáp án: 1D; 2A; 3C; 4C Hoạt động 4: Hoạt động tìm tịi mở rộng (5 phút) - Mục tiêu: mở rộng kiến thức đã học về cơng thức cộng vận tốc B1: Sau khi học sinh mở hết các ơ, GV yêu cầu học sinh quan sát bức tranh (bức tranh về vận tốc ánh sáng khơng phụ thuộc vào hệ quy chiếu) và nhận xét cĩ điều gì khơng hợp lí so với kiến thức vừa được học? B2: HS thảo luận GV gợi ý cĩ nhận xét gì về vận tốc ánh sáng trong hệ quy chiều gắn với người đứng bên đường và trong hệ quy chiếu gắn với ơ tơ. B3: HS trả lời B4: GV mở rộng cho học sinh kiến thức về vận tốc ánh sáng 3. Giao nhiệm vụ về nhà: - Học lý thuyết về tính tương đối của quỹ đạo, tính tương đối của vận tốc, cơng thức cộng vận tốc, cơng thức cộng vận tốc dạng đại số cho trường hợp chuyển động cùng phương. - Làm các bài tập 4,5,6,7,8 ( SGK- 38) Rút kinh nghiệm bài học: 5