Giáo án Vật lý 10 tiết 8: Sự rơi tự do

Tiết 8 : SỰ RƠI TỰ DO I. Mục tiêu 1. Kiến thức - Nắm được các đặc điểm của sự rơi tự do, tính chất của chuyển động rơi tự do. Để từ đó xây dựng được công thức của sự rơi tự do. - Hiểu được đặc điểm của gia tốc rơi tự do. 2. Kĩ năng - Rèn kỹ năng vận dụng công thức vào giải bài tập rơi tự do. - Rèn kỹ năng giải bài tập TNKQ và bài tập tự luận cho hs 3. Thái độ - Có thái độ học tập nghiêm túc và phong cách làm việc khoa học độc lập nghiên cứu. - Có tinh thần hợp tác với giáo viên khi xây dựng bài mới 4. Phát triển năng lực - Năng lực chung: Năng lực giao tiếp; hợp tác nhóm; Năng lực tự học, đọc hiểu; Năng lực giải quyết vấn đề, năng lực thuyết trình... - Năng lực cá thể:Năng lực sử dụng ngôn ngữ; Năng lực thực hành; Năng lực tính toán. II. Chuẩn bị 1. Giáo viên: -Giáo án, đồ dùng giảng dạy cần thiết. 2. Học sinh: -Sách, vở, đồ dùng học tập đúng quy định. - Máy tính bỏ túi; Các câu hỏi C bài sự rơi tự do; Các công thức của CĐTNHĐ III. Tiến trình dạy học 1. Hoạt động khởi động 1.1. Hoạt động kiểm tra bài cũ * Mục tiêu: Ôn lại kiến thức tiết 1 và chuyển động thẳng biến đổi đều để xây dựng bài mới Nội dung và cách thức hoạt động Sản phẩm Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: HS1. Viết các công thức của CĐ thẳng biến đổi đều. Áp dụng cho trường hợp vật chuyển động không vận tốc đầu theo chiều dương Học sinh hoạt động: Cá nhân Báo cáo, thảo luận: HS lên trả lời Giáo viên gọi HS nhận xét, đánh giá: HS2.1)Yếu tố nào ảnh hưởng đến sự rơi nhanh, chậm của các vật khác nhau trong không khí? Nếu loại bỏ được ảnh hưởng của không khí thì các vật sẽ rơi như thế nào? 2) Sự rơi tự do là gì? TL HS1. Các công thức của chuyển động thẳng biến đổi đều. Áp dụng cho trường hợp vật chuyển động không vận tốc đầu theo chiều dương +) Gia tốc: a = +) Vận tốc : v = at +) Quãng đường đi : s= +) CT liên hệ giữa v, a và s: v2=2as +) Phương trình CĐ: x=x0 + TL HS2: 1) Yếu tố ảnh hưởng đến sự rơi nhanh, chậm của các vật khác nhau trong không khí là sức cản của không khí lên vật. -Nếu loại bỏ được ảnh hưởng của không khí thì mọi vật rơi nhanh như nhau. Sự rơi của các vật được gọi là sự rơi tự do. 2) Định nghĩa: Sự rơi tự do là sự rơi chỉ dưới tác dụng của trọng lực 1.2. Hoạt động khởi động. * Mục tiêu: Đưa ra tình huống có vấn đề gần gũi với học sinh để học sinh phát hiện ra vấn đề cần giải quyết liên quan đến nội dung bài học. GV: Sự rơi tự do của các vật có phương, chiều được xác định như thế nào. Bằng thực nghiệm chứng tỏ điều đó như thế nào? Nghiên cứu tiếp bài “Sự rơi tự do” 2. Hoạt động hình thành kiến thức 2.1) Hoạt động 1: “ Nghiên cứu đặc điểm của sự rơi tự do” *Mục tiêu: Nắm được các đặc điểm của sự rơi tự do, tính chất của chuyển động rơi tự do. Để từ đó xây dựng được công thức của sự rơi tự do. Nội dung và cách thức hoạt động Sản phẩm GV: Yêu cầu hs từ thí nghiệm của sự rơi tự do để phát hiện đặc điểm của sự rơi tự do, tính chất của chuyển động. Từ đó xây dựng được các CT của rơi tự do HS: Tổ chức thảo luận nhóm để đưa ra vấn đề gv yêu cầu. GV: Yêu cầu đại diện một nhóm trình bày HS: Thực hiện yêu cầu của gv GV: Nhận xét đánh giá hoạt động của các nhóm. GV. Để CM được sự rơi tự do là CĐ thẳng NDĐ bằng PP chụp ảnh hoạt nghiệm các nhà khoa học đã CM được điều đó II.NGHIÊN CƯU SỰ RƠI TỰ DO CỦA CÁC VẬT 1/ Những đặc điểm của sự rơi tự do + Phương thẳng đứng + Chiều từ trên xuống. + Tính chất: là CĐ thẳng nhanh dần đều. *Các công thức của chuyển động rơi tự do Chuyển động rơi tự do có v0= 0. Chọn chiều dương là chiều CĐ, gốc thời gian và gốc tọa độ là lúc thả vật. + gia tốc: a=g (g ≈ 9,8 (m/s2) Hoặc g ≈ 10 (m/s2) ) + Công thức tính vận tốc: v = g.t + Công thức tính quãng đường: h = + MLH giữa v, g và s (h): v2 = 2gh + PT chuyến động : 2.2) Hoạt động 2: “ Tìm hiểu về gia tốc rơi tự do ” * Mục tiêu: Nắm được ĐN gia tốc rơi tự do, sự phụ thuộc của gia tốc rơi tự do vào vị trí địa lí, độ cao và cấu trúc địa chất. Nội dung và cách thức hoạt động Sản phẩm GV: Trở lại thí nghiệm với ống Niu tơn( chân không), các vật rơi cùng một độ cao trong cùng một thời gian. Vậy gia tốc của chúng bằng nhau. HS: Lắng nghe và lĩnh hội kiến thức. GV: Gia tốc rơi tự do trên mặt đất giống nhau không? HS: Trả lời GV: Sửa sai nếu có Liên môn vật lí và địa lí 2/ Gia tốc rơi tự do * Đinh nghĩa Tại một nơi nhất định trên trái đất và ở gần mặt đất, các vật đều rơi tự do với cùng một gia tốc g. * Chú ý +Gia tốc g phụ thuộc vào vĩ độ địa lí giảm dần từ địa cực về xích đạo +Độ cao của vật so với mặt đất: càng lên cao g càng giảm. +Cấu trúc địa chất Chẳng hạn: Ở địa cực gmax ≈ 9,8324(m/s2) Ở xích đạo gmin≈9,7805(m/s2) 3. Hoạt động củng cố luyện tập * Mục tiêu: Củng cố lại phần kiến thức đã được tiếp thu trong 2 giờ học. - Nội dung: HS trả lời được các câu hỏi 1. Sự rơi tự do là gì 2. Nêu các đặc điểm của chuyển động rơi tự do ? 3. Viết các công thức của chuyển động rơi tự do trong trường hợp v0 = 0 4. Làm các bài tập TN tự luận từ việc vận dụng kiến thức vừa học xong để giải. - Dự kiến sản phẩm của HS: HS dựa trên các kiến thức đã được học, hoàn thành các câu hỏi. 1. Sự rơi tự do là gì Sự rơi tự do là sự rơi chỉ dưới tác dụng của trọng lực 2. Nêu các đặc điểm của chuyển động rơi tự do ? +Phương : Thẳng đứng +Chiều : Từ trên xuống dưới +Rơi tự do là CĐTNDD: a = g +Độ lớn : Một cách gần đúng lấy g = 9,8 m/s2 hoặc g =10 m/s2 3. Viết các công thức của chuyển động rơi tự do trong trường hợp v0 = 0 +Công thức tính vận tốc: v = g.t +Công thức tính quãng đường: h = s = + phương trình chuyến động của sự rơi tự do: +Công thức biểu thị mối liên hệ giữa v ; g ; h: v2 = 2gh 4.Làm các bài tập TN và tự luận “ Rèn kỹ năng giải bài tập” * Mục tiêu: HS vận dụng được các kiến thức đã lĩnh hội vào giải các bài tập SGK Bài tập trắc nghiệm Nội dung và cách thức hoạt động Sản phẩm GV: Yêu cầu hs hoạt động độc lập bài tập 7,8, 9 ( sgk -27) HS: hoạt động cá nhân GV: Yêu cầu hs giải thích khi lựa chọn ĐA HS: Thực hiện GV: Sửa sai nếu có 3/Bài tập Bài tập 7(27- sgk) Chọn D Bài tập 8(27- sgk) Chọn D Bài tập 9(27- sgk) Chọn B Giải thích Ở độ cao h vật rơi thời gian 1s Ở độ cao 4h vật rơi thời gian là bao nhiêu? Ta có: Þ t = 2(s) Bài tập tự luận Nội dung và cách thức hoạt động Sản phẩm GV: Yêu cầu hs hoạt động độc lập bài tập Bài tập vận dụng: Người ta thả một vật rơi tự do, sau 4s vật chạm đất, g = 10m/s2. Xác định. a/Tính độ cao lúc thả vật. b/ Vận tốc khi sắp chạm đất. c/ Độ cao của vật sau khi thả được 2s. HS hoạt động nhóm. GV: Yêu cầu đại diện một nhóm trình bày Gọi HS nhóm khác nhận xét đánh giá Bài tập tự luận Hướng dẫn giải: a/ Quãng đường vật rơi: h = s = = ½.10.42 = 80 (m) b/ Vận tốc của vật khi sắp chạm đất là: v = gt = 40 (m/s) c/ Quãng đường vật rơi 2s đầu tiên: S1 = ½ gt12 =½. 10.22 =20 (m) Độ cao của vật sau khi thả 2s: h = S2 = S – S1 = 60 (m) 4. Hoạt động vận dụng. Tìm tòi, mở rộng (Thực hiện ở nhà). * Mục tiêu: Mở rộng kiến thức của sự rơi tự do với bài toán vật được ném từ trên xuống có vận tốc ban đầu khác không và vật được ném lên theo phương thẳng đứng. Nội dung và cách thức hoạt động Sản phẩm Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: * Viết các công thức của chuyển động ném xuống trong trường hợp v0 ≠ 0. * Viết các công thức của chuyển động ném lên theo phương thẳng đứng. *Bài toán:CM CĐ rơi tự do là CĐTNDĐ Học sinh hoạt động: cá nhân Báo cáo, thảo luận: Giáo viên nhận xét, đánh giá: * Viết các công thức của chuyển động ném xuống trong trường hợp v0 ≠ 0 -CT tính vận tốc: v = v0 + g.t -CT tính quãng đường: s = v0t + -CT biểu thị mối liên hệ giữa v; g; h: v2 – v02 = 2gh -PT chuyển động: y = y0 + v0t + *Viết các công thức của chuyển động ném lên theo phương thẳng đứng. IV. Dặn dò GV: Học bài theo phần ghi nhớ và kết hợp vở ghi; Làm bài về nhà: Bài tập:10,11,12 (27-sgk); bài tập 4.1;4.6 (19,20 –sbt). HS: Nhận nhiệm vụ học tập. CÂU HỎI VÀ BT TNKQ THEO CÁC MỨC ĐỘ Câu 1. Chuyển động của vật nào dưới đây được xem là rơi tự do. A. Viên đạn đang bay trên không trung. B. Phi công đang nhảy dù (đã bật dù). C. Quả táo rơi từ trên cây xuống. D. Chuyển động của hòn sỏi được ném lên cao. Câu 2. Chuyển động của vật nào dưới đây không thể coi là chuyển động rơi tự do? A. Một viên đá nhỏ được thả từ trên cao xuống đất. B. Một viên bi chì đang rơi trong ống thủy tinh đặt thẳng đứng và được hút chân không. C. Một chiếc lá rụng đang rơi từ trên cao xuống đất. D. Các hạt mưa nhỏ lúc bắt đầu rơi. Câu 3. Sức cản của không khí A. làm cho vật nặng rơi nhanh vật nhẹ rơi chậm. B. làm cho vật rơi nhanh, chậm khác nhau. C. làm cho vật rơi chậm dần. D. không ảnh hưởng gì đến sự rơi của các vật. Câu 4. Một vật thả rơi tự do ở độ cao 45m. Lấy g = 10m/s2. Tìm thời gian vật rơi cho đến khi chạm đất: A. 4s B. 1s C. 3s D. 2s Câu 5. Một vật được thả rơi tự do, khi chạm đất đạt vận tốc 30m/s. Bỏ qua mọi lực cản Lấy g=10m/s2. Tìm độ cao lúc thả vật: A. 20m B. 40m C. 45m D. 60m Câu 6. Một vận rơi từ độ cao h = 20m xuống đất. Vận tốc của vật khi chạm đất là (Bỏ qua mọi lực cản. Lấy g = 10 m/s2 . A. 200m/s B. 40m/s C. 20m/s D. 400m/s Câu 7. Một vật rơi tự do từ độ cao h xuống đất. Vận tốc của vật lúc chạm đất được tính theo công thức A. v = . B. v = C. v = D. v = 2gh Câu 8. Hai vật được thả rơi tự do đồng thời từ hai độ cao khác nhau h1 và h2 . Khoảng thời gian rơi của vật thứ nhất lớn gấp ba lần khoảng thời gian rơi của vật thứ hai.Bỏ qua lực cản của không khí. Tỉ số các độ cao là bao nhiêu? A. . B. C. . D. Bài tập số 10(27- sgk) HS: Thực hiện theo yêu cầu của gv GV: Yêu cầu hs lên bảng giải thích HS: Thực hiện GV: Sửa sai nếu có Bài tập số 10(27- sgk) Thời gian vật rơi là:==2(s) Vận tốc của vật khi chạm đất là: v = g.t = 10.2 = 20 (m/s) Bài tập bổ xung 1: Một vật rơi tự do khi chạm đất thì vật đạt v = 30m/s. Hỏi vật được thả rơi từ độ cao nào? g = 9,8m/s2. Bài tập bổ xung 1 Hướng dẫn giải: Thời gian vật rơi là: v = gt t = v/g = 30/9,8 = 3,06 (s) Quãng đường vật rơi: h = S = ½ gt2 = ½ . 9,8. 3,062 = 45,9 (m) Các công thức của chuyển động thẳng biến đổi đều. Áp dụng cho trường hợp vật chuyển động không vận tốc đầu theo chiều dương +) Gia tốc: a = +) Vận tốc: v = at +) Quãng đường đi: s=at2/2 +) CT liên hệ giữa v, a và s: v2=2as +) Phương trình CĐ: x=x0 + at2/2 CÂU HỎI VÀ BT TNKQ THEO CÁC MỨC ĐỘ Câu 1. Chuyển động của vật nào dưới đây được xem là rơi tự do. A. Viên đạn đang bay trên không trung. B. Phi công đang nhảy dù (đã bật dù). C. Quả táo rơi từ trên cây xuống. D. Chuyển động của hòn sỏi được ném lên cao. Câu 2. Chuyển động của vật nào dưới đây không thể coi là chuyển động rơi tự do? A. Một viên đá nhỏ được thả từ trên cao xuống đất. B. Một viên bi chì đang rơi trong ống thủy tinh đặt thẳng đứng và được hút chân không. C. Một chiếc lá rụng đang rơi từ trên cao xuống đất. D. Các hạt mưa nhỏ lúc bắt đầu rơi. Câu 3. Sức cản của không khí A. làm cho vật nặng rơi nhanh vật nhẹ rơi chậm. B. làm cho vật rơi nhanh, chậm khác nhau. C. làm cho vật rơi chậm dần. D. không ảnh hưởng gì đến sự rơi của các vật. Câu 4. Một vật thả rơi tự do ở độ cao 45m. Lấy g = 10m/s2. Tìm thời gian vật rơi cho đến khi chạm đất: A. 4s B. 1s C. 3s D. 2s Câu 5. Một vật được thả rơi tự do, khi chạm đất đạt vận tốc 30m/s. Bỏ qua mọi lực cản Lấy g=10m/s2. Tìm độ cao lúc thả vật: A. 20m B. 40m C. 45m D. 60m Câu 6. Một vận rơi từ độ cao h = 20m xuống đất. Vận tốc của vật khi chạm đất là (Bỏ qua mọi lực cản. Lấy g = 10 m/s2 . A. 200m/s B. 40m/s C. 20m/s D. 400m/s Câu 7. Một vật rơi tự do từ độ cao h xuống đất. Vận tốc của vật lúc chạm đất được tính theo công thức A. v = . B. v = C. v = D. v = 2gh Câu 8. Hai vật được thả rơi tự do đồng thời từ hai độ cao khác nhau h1 và h2 . Khoảng thời gian rơi của vật thứ nhất lớn gấp ba lần khoảng thời gian rơi của vật thứ hai.Bỏ qua lực cản của không khí. Tỉ số các độ cao là bao nhiêu? A. . B. C. . D. 4. Hoạt động vận dụng. Tìm tòi, mở rộng (Thực hiện ở nhà). Giáo viên chuyển giao nhiệm vụ: * Viết các công thức của chuyển động ném xuống trong trường hợp v0 ≠ 0. * Viết các công thức của chuyển động ném lên theo phương thẳng đứng. *Bài toán:CM CĐ rơi tự do là CĐTNDĐ