Giáo án Vật lí 10 - Chủ đề 1: Chuyển động cơ - Chuyển động thẳng đều

TRƯỜNG ĐHSP HÀ NỘI
TRƯỜNG THPT CHUYÊN
GIÁO ÁN
 CHỦ ĐỀ 1: CHUYỂN ĐỘNG CƠ - CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU
TIẾT 1: CHUYỂN ĐỘNG CƠ
Ngày soạn: 01/09/2020
Ngày dạy: 
Lớp
10A3
10 Văn
10 Hóa
10 Sinh
Ngày dạy
07/09/2020
07/09/2020
11/09/2020
11/09/2020
I. MỤC TIÊU
1. Về kiến thức
- Trình bày được các khái niệm: chuyển động, chuyển động cơ, chất điểm, quỹ đạo của chuyển động.
- Nêu được ví dụ cụ thể về: chất điểm, vật làm mốc, mốc thời gian.
- Phân biệt được hệ tọa độ, hệ quy chiếu; thời điểm và thời gian (khoảng thời gian).
2. Về kĩ năng
- Biết cách xác định được tọa độ ứng với vị trí của vật trong không gian (vật làm mốc và hệ trục tọa độ).
- Biết cách xác định được thời điểm và thời gian ứng với các vị trí đã xác định.
II. CHUẨN BỊ
1. Giáo viên
- Sách giáo viên, sách giáo khoa, sách bài tập Vật lí 10.
- Một số ví dụ thực tế về sự chuyển động và xác định vị trí của một điểm để học sinh thảo luận.
2. Học sinh
- Sách giáo khoa, sách bài tập
III. CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
1. Ổn định lớp (10p)
- Giáo viên giới thiệu về chương trình Vật lý THPT nói chung và chương trình Vật lý 10 nói riêng.
- Nhắc lại kiến thức về vecto và 2 loại đại lượng vật lí.
- Giới thiệu về thứ nguyên của một đại lượng vật lí.
2. Bài mới
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
Nội dung
- Giới thiệu tổng quan về nội dung của chương I: Động học chất điểm là một phần của Cơ học, cho phép chúng ta nghiên cứu tính chất chuyển động của các vật xét theo phương diện toán học và vật lí học nhưng chưa xét đến nguyên nhân chuyển động. 
- Học sinh lắng nghe
Hoạt động 1: Tình huống mở đầu (2p)
- Giáo viên đặt một quyển sách trên bàn và di chuyển ra xa quyển sách, hỏi: Cô có đang chuyển động không? Quyển sách có đang chuyển động không? Làm thế nào để biết được điều đó?
- Yêu cầu học sinh lấy thêm ví dụ minh họa chứng tỏ vật đang chuyển động.
- Giáo viên nêu: Những ví dụ trên đây chúng ta đều thấy có một điểm chung là vật ta xét đang thay đổi vị trí của nó so với vật khác theo thời gian. Đó gọi là chuyển động cơ, gọi tắt là chuyển động 
- Học sinh suy nghĩ trả lời
- Học sinh nêu ví dụ
Hoạt động 2: Tìm hiểu về chuyển động và chất điểm (10p)
- Giáo viên yêu cầu một số học sinh nhắc lại khái niệm về chuyển động cơ và lấy thêm ví dụ.
- Chú ý: Chuyển động có tính tương đối phụ thuộc vào vật được chọn làm mốc.
- Giáo viên nêu: Khi cần theo dõi vị trí của một vật nào đó trên bản đồ (ví dụ xác định vị trí của một chiếc ô tô dái 3m trên đường từ HN về TPHCM dài 1500km) thì ta không thể vẽ cả chiếc ô tô lên bản đồ mà có thể biểu thị bằng chấm nhỏ. Ta có thể thấy chiều dài của ô tô rất nhỏ so với quãng đường đi, vậy trong trường hợp này ta nói ô tô là chất điểm
- Giáo viên yêu cầu học sinh lấy ví dụ tương tự, từ đó nêu khái niệm.
- Giáo viên nêu: Trong quá trình chuyển động, mỗi thời điểm nhất định thì chất điểm ở một vị trí xác định. Tập hợp tất cả các vị trí của một chất điểm chuyển động tạo ra một đường nhất định. Đường đó gọi là quỹ đạo của chuyển động
- Giáo viên yêu cầu hs lấy thêm các ví dụ về quỹ đạo chuyển động của vật (thẳng, cong, gấp khúc,...) từ đó yêu cầu học sinh đưa ra khái niệm về quỹ đạo
- Học sinh nêu
- Học sinh lắng nghe
- Học sinh nêu ví dụ
- Học sinh lắng nghe
- Học sinh phát biểu
I. Chuyển động cơ. Chất điểm
1. Chuyển động cơ
- Là sự thay đổi vị trí của vật đó so với các vật khác theo thời gian
- Chuyển động có tính tương đối phụ thuộc vào vật làm mốc
2. Chất điểm
- Là vật chuyển động có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách mà ta xét.
3. Quỹ đạo
- Là hình ảnh của quãng đường của vật vạch ra trong quá trình chuyển động, hay là tập hợp tất cả các vị trí của một chất điểm chuyển động tạo ra một đường nhất định.
Hoạt động 3: Tìm hiểu cách xác định vị trí của vật trong không gian (5p)
- Cho học sinh xem hình ảnh của cột mốc trên đường quốc lộ, hỏi ý nghĩa của cột mốc này?
- Hỏi: Vậy khi đi trên đường nếu các em thấy cột mốc này thì ta nên đi lùi hay đi tiến lên để đến được vị trí ghi trên cột mốc? Dùng dụng cụ gì để biết được ta đã đi được bao nhiêu km kể từ cột mốc đó?
- Nếu cô chọn chiều ta đi là chiều dương (giả sử từ O đến M) và chọn một thước đo để đo quãng đường đi được thì có thể xác định được chính xác vị trí của chúng ta. 
- Yêu cầu học sinh nêu lại cách xác định vị trí của một chất điểm trên quỹ đạo chuyển động
- Giáo viên hỏi: Nếu cần xác định vị trí của một chất điểm trên một mặt phẳng ta làm thế nào? Muốn chỉ cho người thợ khoan tường vị trí để treo một chiếc quạt thì ta phải làm thế nào? (Phải nói rõ điểm khoan đó nằm trên mặt tường nào, cách mép sàn và mép tường bên trái bao nhiêu m)
- Giáo viên giới thiệu: Giả sử mép sàn là trục Ox còn mép tường bên trái là trục Oy, ta thấy 2 trục Ox và Oy vuông góc với nhau tạo thành hệ trục tọa độ vuông góc, điểm O gọi là gốc tọa độ
- Yêu cầu học sinh suy nghĩ tìm cách xác định vị trí điểm M nằm trên tường.
- Học sinh quan sát và nêu: Cho ta biết khoảng cách từ vị trí của cột mốc đến địa điểm ghi trên cột mốc.
- Học sinh trả lời
- Học sinh trả lời: Để xác định vị trí của chất điểm trên quỹ đạo của nó ta cần có vật mốc, chọn chiều dương rồi dùng thước đo khoảng cách từ vật đó đến vật mốc
- Học sinh suy nghĩ phát biểu ý kiến của mình
- Học sinh suy nghĩ và nêu ý kiến của mình
II. Cách xác định vị trí của vật trong không gian
1. Vật làm mốc và thước đo
- Để xác định vị trí của một vật khi biết quỹ đạo ta cần:
+ Chọn vật làm mốc
+ Thước đo chiều dài quãng đường từ vật làm mốc đến vật
2. Hệ tọa độ
- Là hệ trục tọa độ vuông góc Oxy , điểm O là gốc tọa độ
Hoạt động 4: Tìm hiểu cách xác định thời gian trong chuyển động và hệ quy chiếu (10p)
- Giáo viên vẽ trục Ox và kí hiệu các điểm M và N trên đó, giả sử lúc 2h xe ở M, lúc 5h xe đi đến N, như vậy xe đi từ M đến N hết 3h, hãy cho biết sự khác nhau của 2h và 3h?
- Giáo viên chốt: 
+ 2h và 5h ta gọi là thời điểm, 3h gọi là khoảng thời gian.
+ Chúng ta thường nói: chuyến xe khởi hành lúc 2h, bây giờ đã đi được 20 phút. Như vậy 2h là mốc thời gian (hay gốc thời gian) để xác định thời điểm xe bắt đầu chuyển động và dựa vào mốc đó xác định được thời gian xe đã đi. 
- Giáo viên lấy thêm 1 vài ví dụ để học sinh hiểu thêm về mốc thời gian
- Hỏi: Tại sao phải chỉ rõ mốc thời gian và dùng dụng cụ gì để đo khoảng thời gian trôi đi kể từ mốc thời gian?
- Chú ý: Mốc thời gian không phải luôn luôn là thời điểm vật bắt đầu chuyển động. Nếu mốc thời gian là thời điểm vật bắt đầu chuyển động thì số chỉ của thời điểm sẽ trùng với số đo khoảng thời gian đã trôi qua kể từ mốc thời gian.
- Hỏi:+ Một bạn nào đó có thể mô tả vị trí của nhà mình nếu đi từ trường sư phạm?
+ Muốn mô tả được ta cần những gì? (cần vật làm mốc đó là trường sư phạm, cần hệ trục tọa độ để xác định vị trí của nhà so với trường, cần đồng hồ để đo thời gian đi từ trường về nhà, cần mốc thời gian để bắt đầu đo thời gian)
- Tất cả những yếu tố trên chúng ta gọi chung là hệ quy chiếu, như vậy một hệ quy chiếu gồm những gì? Hệ quy chiếu có phải hệ tọa độ không?
- GV chốt: HQC = Hệ tọa độ + Đồng hồ
- Học sinh suy nghĩ trả lời
- Học sinh trả lời: Chỉ rõ mốc thời gian để mô tả chuyển động của vật ở các thời điểm khác nhau. Dùng đồng hồ để đo thời gian.
- Học sinh trả lời
- Học sinh trả lời
III. Cách xác định thời gian trong chuyển động
- Mốc thời gian là thời điểm mà ta bắt đầu đo thời gian
- Đo khoảng thời gian bằng đồng hồ
IV. Hệ quy chiếu
Một hệ quy chiếu gồm:
+ Vật là mốc, hệ tọa độ gắn với vật làm mốc
+ Mốc thời gian và đồng hồ đo thời gian
Hoạt động 5: Củng cố, dặn dò (3p)
- Giáo viên yêu cầu học sinh nhắc lại các kiến thức chính của bài
- Làm bài 1-8 SGK Vật lý 10 CB, làm các bài tập 1.1 – 1.6 trong SBT Vật lý 10
IV. RÚT KINH NGHIỆM
TIẾT 2: CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU
Ngày soạn: 01/09/2020
Ngày dạy: 
Lớp
10A3
10 Văn
10 Hóa
10 Sinh
Ngày dạy
07/09/2020
07/09/2020
11/09/2020
11/09/2020
I. MỤC TIÊU
1. Về kiến thức
- Nhận biết được đặc điểm về vận tốc của chuyển động thẳng đều.
- Nêu được định nghĩa của chuyển động thẳng đều.
- Nêu được công thức tính quãng đường đi được trong chuyển động thẳng đều.
- Viết được dạng phương trình chuyển động của chuyển động thẳng đều.
2. Về kĩ năng
- Vận dụng được công thức tính quãng đường đi và phương trình chuyển động để giải các bài tập về chuyển động thẳng đều.
- Vẽ được đồ thị toạ độ - thời gian của chuyển động thẳng đều.
- Thu thập thông tin từ đồ thị như: xác định vị trí và thời điểm xuất phát, vị trí và thời điểm gặp nhau, thời gian chuyển động...
II. CHUẨN BỊ
1. Giáo viên
- Hình vẽ 2.2, 2.3 SGK
- Sách giáo khoa, sách bài tập,..
2. Học sinh
- Ôn lại kiến thức về chuyển động ở lớp 8
- Ôn lại kiến thức về hệ tọa độ, hệ quy chiếu
III. CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
1. Ổn định lớp (1p)
2. Kiểm tra bài cũ (9p)
- Câu hỏi: 
+ Trình bày các khái niệm sau: Chuyển động cơ, chất điểm, quỹ đạo chuyển động, hệ quy chiếu.
+ Phân biệt hệ quy chiếu và hệ tọa độ?
3. Bài mới
Hoạt động của giáo viên
Hoạt động của học sinh
Nội dung
- Giáo viên cho học sinh quan sát một vài chuyển động thẳng đều và nêu đặc điểm của chuyển động này.
- Gv chốt: Những chuyển động này đều có đặc điểm là vận tốc không đổi theo thời gian, và chúng được gọi là chuyển động thẳng đều. Để hiểu rõ hơn về loại chuyển động này, chúng ta cùng vào bài học ngày hôm nay, Bài 2: Chuyển động thẳng đều.
- Học sinh quan sát và phát biểu ý kiến.
Hoạt động 1: Ôn tập kiến thức về chuyển động thẳng đều (4p)
- Giáo viên yêu cầu học sinh nhắc lại công thức tính tốc độ trung bình khi biết quãng đường đi được và thời gian đi hết quãng đường đã học ở lớp 8
- Yêu cầu học sinh nhắc lại ý nghĩa của tốc độ trung bình.
- Giáo viên giới thiệu khái niệm về chuyển động thẳng đều một cách đầy đủ hơn so với lớp 8
- Học sinh nhắc lại
- Học sinh lắng nghe
I. Chuyển động thẳng đều
1. Tốc độ trung bình
Vtb = s/t
(Đơn vị: m/s, km/h,...)
- Vtb cho biết mức độ nhanh hay chậm của chuyển động
2. Chuyển động thẳng đều
- Chuyển động thẳng đều là chuyển động có quỹ đạo là đường thẳng và có tốc độ trung bình như nhau trên mọi quãng đường
=> Quãng được đi được: 
s = Vtb.t = v.t (tỉ lệ thuận với thời gian chuyển động t)
Hoạt động 2: Tìm hiểu về phương trình chuyển động thằng đều (10p)
Như bài trước chúng ta đã học, ta có thể xác định vị trí của chất điểm chuyển động dựa trên việc xác định tọa độ của chúng trên trục tọa độ. Vậy nếu biết độ lớn vận tốc của vật trong chuyển động thẳng đều thì ta có thể xác định được tọa độ của vật ở các thời điểm khác nhau không, chúng ta cùng tìm hiểu phần tiếp theo.
- Giả sử có một chất điểm xuất phát từ điểm A trên đường thẳng Ox, chuyển động thẳng đều theo chiều dương với tốc độ v = 2m/s. Điểm A cách gốc tọa độ O một khoảng OA = 2m. Lấy mốc thời gian là lúc chất điểm bắt đầu chuyển động. Vận dụng công thức tính quãng đường đi được trong chuyển động thẳng đều, xác định tọa độ của chất điểm tại các thời điểm t = 1s, 2s, 3s, 4s, 10s, 20s
- Nhận thấy:
4 = 2 + 2.1
6 = 2 + 2.2...
=> x = x0 + s = x0 + vt: đây chính là công thức để xác định tọa độ của chất điểm sau thời gian chuyển động t, hay chính là phương trình chuyển động thẳng đều, trong đó x0 là tọa độ ban đầu của vật, v là vận tốc, t là thời gian.
- Từ phương trình suy ra tọa độ của vật tại thời điểm t không phải quãng đường vật đi được trong khoảng thời gian t. Vậy khi nào thì 2 đại lượng này trùng nhau?
- Xét ví dụ ban đầu vật đang ở vị trí B cách O 1 khoảng 2m ở phía âm của trục tọa độ, chuyển động theo chiều âm với tốc độ 2m/s, yêu cầu học sinh lập bảng khảo sát tương tự như trên tại các thời điểm t = 1s, 2s, 3s, 4s, 10s, 20s
=> phương trình chuyển động lúc này là:
x = x0 + (-v).t
=> khi chuyển động theo chiều âm thì vận tốc âm, chuyển động theo chiều dương vận tốc mang dấu (+) 
=> tốc độ chính là giá trị độ lớn của vận tốc
- Học sinh lập bảng để khảo sát chuyển động theo yêu cầu của giáo viên
t
1
2
3
4
10
20
x
4
6
8
10
22
42
- Học sinh suy nghĩ trả lời: Khi x0 trùng với O
- Học sinh lập bảng khảo sát theo yêu cầu của giáo viên.
II. Phương trình chuyển động và đồ thị tọa độ - thời gian của chuyển động thẳng đều
1. Phương trình chuyển động thẳng đều
x = x0 + s = x0 + vt
(x, x0 : m
 v: m/s
 t: s)
- Nếu x0 trùng gốc tọa độ thì tọa độ của vật tại thời điểm t trùng với quãng đường vật đi được.
Hoạt động 3: Tìm hiểu về đồ thị tọa độ - thời gian của chuyển động thẳng đều (5p)
- Yêu cầu học sinh dựa vào kiến thức về đồ thị toán học, vẽ đồ thị tọa độ phụ thuộc vào thời gian của chuyển động thẳng đều dựa trên bảng số liệu trên ví dụ
=> đồ thị tọa độ - thời gian là một đường thẳng
- Hệ số góc của đường thẳng này kí hiệu là tanα, từ đồ thị ta thấy 
tanα = (x - x0)/t = v 
- Giáo viên phân tích các dấu của v theo tanα
- Yêu cầu học sinh vẽ đồ thị vận tốc - thời gian
- Học sinh vẽ đồ thị dựa trên kiến thức toán đã học
2. Đồ thị tọa độ - thời gian của chuyển động thẳng đều
- Là một đường thẳng
- Nếu điểm xuất phát trùng gốc tọa độ thì đồ thị là 1 đường thẳng đi qua gốc tọa độ.
- Đồ thị toạ độ - thời gian của chuyển động thẳng đều là một đường thẳng cắt trục tung (trục toạ độ) tại giá trị x0.
- Hệ số góc tanα = (x - x0)/t = v 
+ tanα > 0 => v > 0
+ tanα v < 0
Hoạt động 4: Vận dụng (15p)
- Yêu cầu học sinh nhắc lại khái niệm của chuyển động thẳng đều, đường đi, đồ thị tọa độ - thời gian của chuyển động thẳng đều.
- Bài tập: bài 1-5 SGK Vật lý 10.
- Giáo viên giới thiệu các dạng bài tập liên quan đến kiến thức vừa học ở 2 tiết, sau đó cho học sinh làm bài tập vận dụng.
- Học sinh nhắc lại.
- Học sinh làm bài tập theo yêu cầu của giáo viên.
Hoạt động 5: Củng cố, dặn dò (1p)
- BTVN: Làm các bài còn lại trong SGK, các bài tập 2.1-2.15 (đối với lớp thuộc ban xã hội), 2.1-2.18 (đối với ban tự nhiên) trong SBT Vật lý 10. Xem trước bài “Chuyển động thẳng biến đổi đều”
- Học sinh nhắc lại
IV. RÚT KINH NGHIỆM