Giáo án Vật Lí 10 Bài 4: Sự rơi tự do (mới, chuẩn nhất)

HOẠT ĐỘNG 1: Khởi động (5’)

Mục tiêu: HS biết được các nội dung cơ bản của bài học cần đạt được, tạo tâm thế cho học sinh đi vào tìm hiểu bài mới.

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: giải quyết vấn đề, năng lực hợp tác, năng lực xử lí tình huống, năng lực giao tiếp, năng lực nhận thức, điều chỉnh hành vi, tư duy sáng tạo.

ĐVĐ: Chúng ta đã biết, ở cùng một độ cao một hòn đá sẽ rơi xuống đất nhanh hơn một chiếc lá. Vì sao như vậy? Có phải vật nặng rơi nhanh hơn vật nhẹ hay không? Chúng ta cùng nhau nghiên cứu.

HS định hướng nội dung của bài

Tiết 7 – Bài 4:

SỰ RƠI TỰ DO

HOẠT ĐỘNG 2: Hình thành kiến thức

Mục tiêu:  sự rơi tự do là gì? Viết đc các công thức tính vận tốc và đường đi của chuyển động rơi tự do. Nêu đc đặc điểm về gia tốc rơi tự do.

Phương pháp dạy học:  Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực:  giải quyết vấn đề, năng lực hợp tác, năng lực xử lí tình huống, năng lực giao tiếp, năng lực nhận thức, điều chỉnh hành vi, tư duy sáng tạo

GVTB: Thả một vật từ một độ cao nào đó, nó sẽ chuyển động không vận tốc đầu, vật sẽ chuyển động xuống dưới. Đó là sự rơi của vật.

GVTB: Chúng ta tiến hành một số TN để xem trong không khí vật năng luôn rơi nhanh hơn vật nhẹ hay không?

GV: Biểu diễn TN cho hs quan sát.

TN1: Thả một tờ giấy & một viên sỏi (nặng hơn giấy)

TN2: Như TN 1 nhưng vo tờ giấy lại và nén chặt.

TN3: Thả 2 tờ giấy cùng kích thước, nhưng 1 tờ để thẳng & một tờ vo tròn, nén chặt.

TN4: Thả một hòn bi nhỏ & một tấm bìa đặt nằm ngang (cùng khối lượng).

CH 2.1 Qua 4 TN các em hãy TL rồi cho biết:

+ Trong TN nào vật nặng rơi nhanh hơn vật nhẹ?

+ Trong TN nào vật nhẹ rơi nhanh hơn vật nặng?

+ Trong TN nào 2 vật nặng như nhau lại rơi nhanh chậm khác nhau?

+ Trong TN nào 2 vật nặng, nhẹ khác nhau lại rơi nhanh như nhau?

CH2.2: Vậy qua đó chúng ta kết luận được gì?

CH2.3: Vậy theo em yếu tố nào ảnh hưởng đến sự rơi nhanh hay chậm của các vật trong không khí. Có phải do ảnh hưởng của không khí không? Chúng ta cùng nhau kiểm tra đều đó  thông qua TN Niu-tơn & Galilê.

HV: Chú ý quan sát TN từ đó rút ra kết luận.

+ Sỏi rơi xuống đất trước.

+ Rơi xuống đất cùng một lúc.

+ Tờ giấy vo tròn rơi xuống đất trước.

+ Bi rơi xuống đất trước.

HV:Thảo luận nhóm.

+ TN 1

+ TN 2

+ TN 3

+ TN 4

- Trong không khí thì không phải lúc nào vật nặng cũng rơi nhanh hơn vật nhẹ.

HV: thảo luận (nếu bỏ qua ảnh hưởng của không khí thì các vật sẽ rơi nhanh như nhau).

I. Sự rơi trong không khí & sự rơi tự do

1. Sự rơi của các vật trong không khí.

- Trong không khí không phải lúc nào vật nặng cũng rơi nhanh hơn vật nhẹ.

- Không khí là yếu tố ảnh hưởng đến sự rơi của các vật trong không khí.

- Các em đọc SGK phần 2.

TB: Đây là những TN mang tính kiểm tra tính đúng đắn của giả thiết trên.

CHKL3.1: Các em có nhận xét gì về kết quả thu được của TN Niu-tơn?  Vậy kết quả này có mâu thuẫn với giả thiết hay không?

KL: Vậy không khí ảnh hưởng đến sự rơi tự do của các vật.

GVGT: Khi không có không khí vật chỉ chịu tác dụng duy nhất của trọng lực và trường hợp đó vật rơi tự do.

CH3.2: Vậy rơi tự do là gì?

CH 3.3:Trong 4 TN trên, trong TN nào vật được coi là sự rơi tự do. 

- Hv nghiên cứu SGK.

- Khi hút hết không khí trong ống ra thì bi chì & lông chim rơi nhanh như nhau.

- Không mâu thuẫn.

- Nếu loại bỏ được ảnh hưởng của không khí thì mọi vật sẽ rơi nhanh như nhau

- Loại bỏ không khí sự rơi của các vật trong trường hợp đó gọi là sự rơi tự do.

- Sự rơi của hòn sỏi, giấy nén chặt, hòn bi xe đạp được coi là sự rơi tự do.

2. Sự rơi của các vật trong chân không (sự rơi tự do)

a. Ống Niu-tơn.

- Nhận xét: Khi không có lực cản của không khí, các vật có hình dạng và khối lượng khác nhau đều rơi như nhau, ta bảo chúng rơi tự do.

b. Định nghĩa sự rơi tự do:

 Sự rơi tự do là sự rơi của một vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực.

CH: Yêu cầu, hướng dẫn hv làm bài tập dẫn vấn đề:

Làm thí nghiệm tìm đặc điểm của vật rơi tự do. Yêu cầu HV quan sát và đưa ra phương án chứng minh H4.3 vật rơi tự do là chuyển động thẳng nhanh dần đều.

CH3.1: Hãy rút ra đặc điểm về phương, chiều, tính chất của vật rơi tự do?

CH3.2: Vận dụng các công thức của chuyển động thẳng nhanh dần đều. Em hãy nêu các công thức tính v, s của vật rơi tự do?

GVTB: Đặc điểm của gia tốc rơi tự do:

- Quan sát GV làm TN

- Kết luận: phương, chiều, loại chuyển động, công thức tính v,s.

- g: gọi là gia tốc rơi tự do (m/s²)

- g và v cùng dấu.

TB: Thực tế sự rơi tự do còn ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố khác.

CH: Yêu cầu, hướng dẫn hv làm bài tập dẫn vấn đề:

Làm thí nghiệm tìm đặc điểm của vật rơi tự do. Yêu cầu HV quan sát và đưa ra phương án chứng minh H4.3 vật rơi tự do là chuyển động thẳng nhanh dần đều.

CH3.1: Hãy rút ra đặc điểm về phương, chiều, tính chất của vật rơi tự do?

CH3.2: Vận dụng các công thức của chuyển động thẳng nhanh dần đều. Em hãy nêu các công thức tính v, s của vật rơi tự do?

GVTB: Đặc điểm của gia tốc rơi tự do:

II. Nghiên cứu sự rơi tự do của các vật.

1. Những đặc điểm của chuyển động rơi tự do.

a) Phương: thẳng đứng.

b) Chiều: từ trên xuống.

c) Tính chất: sự rơi tự do là chuyển động thẳng nhanh dần đều.

d) Công thức về sự rơi tự do:

- Gia tốc a = g: gia tốc rơi tự do

- CT vận tốc: v = gt (v₀ = 0)

- CT quãng đường:

v² = 2gs

2. Gia tốc rơi tự do.

- Tại một nơi nhất định trên Trái Đất & ở gần mặt đất, các vật đều rơi tự do với cùng một gia tốc g.

- Tại những nơi khác nhau gia tốc đó sẽ khác nhau. Độ lớn của gia tốc rơi tự do giảm dần từ địa cực xuống xích đạo.

- Nếu không đòi hỏi độ chính xác cao chúng ta có thể lấy g = 9,8m/s² hoặc g = 10 m/s²

HOẠT ĐỘNG 3: Hoạt động luyện tập (10')

Mục tiêu: Luyện tập củng cố nội dung bài học

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: giải quyết vấn đề, năng lực hợp tác, năng lực xử lí tình huống, năng lực giao tiếp, năng lực nhận thức, điều chỉnh hành vi, tư duy sáng tạo

GV giao nhiệm vụ cho học sinh làm bài tập trắc nghiệm:

Câu 1: Câu nào sau đây nói về sự rơi là đúng?

    A. Khi không có sức cản, vật nặng rơi nhanh hơn vật nhẹ.

    B. Ở cùng một nơi, mọi vật rơi tự do có cùng gia tốc

    C. Khi rơi tự do, vật nào ở đọ cao hơn sẽ rơi với gia tốc lớn hơn.

    D. Vận tốc của vật chạm đất, không phụ thuộc vào độ cao của vật khi rơi.

Câu 2: Chuyển động của vật nào dưới đây có thể coi như chuyển động rơi tự do?

    A. Một vận động viên nhảy dù đang rơi khi dù đã mở.

    B. Một viên gạch rơi từ độ cao 3 m xuống đất.

    C. Một chiếc thang máy đang chuyển động đi xuống.

    D. Một chiếc lá đang rơi.

Câu 3: Một vật rơi thẳng đứng từ độ cao 19,6 m với vận tốc ban đầu bang 0 (bỏ qua sức cản không khí, lấy g = 9,8 m/s²). Thời gian vật đi được 1 m cuối cùng bằng

    A. 0,05 s.

    B. 0,45 s.

    C. 1,95 s.

    D. 2 s.

Câu 4: Trong suốt giây cuối cùng, một vật rơi tự do đi được một đoạn đường bằng nửa độ cao toàn phần h kể từ vị trí ban đầu của vật. Độ cao h đo (lấy g = 9,8 m/s²) bằng

    A. 9,8 m.

    B. 19,6 m.

    C. 29,4 m.

    D. 57 m.

Câu 5: Hai vật ở độ cao h₁ và h₂ = 10 m, cùng rơi tự do với vận tốc ban đầu bằng 0. Thời gian rơi của vật thứ nhất bằng nửa thời gian rơi của vật thứ hai. Độ cao h₁ bằng

    A. 10√2 m.

    B. 40 m.

    C. 20 m.

    D. 2,5 m.

Câu 6: Một viên đá được thả từ một khí cầu đang bay lên theo phương thẳng đứng với vận tốc 5 m/s, ở độ cao 300 m. Viên đá chạm đất sau khoảng thời gian

    A. 8,35 s.

    B. 7,8 s.

    C. 7,3 s

    D. 1,5 s.

Câu 7: Một vật rơi từ độ cao 10 m so với một sàn thang máy đang nâng đều lên với vận tốc 0,5 m/s để hứng vật. Trong khi vật rơi để chạm sàn, sàn đã được nâng lên một đoạn bằng (g = 10 m/s²).

    A. 0,7 m.

    B. 0,5 m.

    C. 0,3 m.

    D. 0,1 m.

Câu 8: Một vật nhỏ rơi tự do từ các độ cao h = 80 m so với mặt đất. Lấy gia tốc rơi tự do g = 10 m/s². Quãng đường vật đi được trong 1 giây cuối cùng trước khi chạm đất là

    A. 5 m.

    B. 35 m.

    C. 45 m.

    D. 20 m.

Câu 9: Hai chất điểm rơi tự do từ các độ cao h₁, h₂. Coi gia tốc rơi tự do của chúng là như nhau. Biết vận tốc tương ứng của chúng khi chạm đất là v₁ = 3v₂ thì tỉ số giữa hai độ cao tương ứng là

    A. h₁ = (1/9)h₂.

    B. h₁ = (1/3)h₂.

    C. h₁ = 9h₂.

    D. h₁ = 3h₂.

Câu 10: Một vật rơi tự do tại nơi có g =10 m/s². Trong 2 giây cuối vật rơi được 180 m. Thời gian rơi của vật là

    A. 6 s.

    B. 8 s.

    C. 10 s.

    D. 12 s.

Hướng dẫn giải và đáp án

HOẠT ĐỘNG 4: Hoạt động vận dụng (8’)

Mục tiêu: Vận dụng làm bài tập

Phương pháp dạy học: Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: giải quyết vấn đề, năng lực hợp tác, năng lực xử lí tình huống, năng lực giao tiếp, năng lực nhận thức, điều chỉnh hành vi, tư duy sáng tạo

YC HV đọc phần ghi nhớ. Nêu khái quát những vấn đề cần nắm đc của bài này.

YC HV trả lời câu hỏi 7,8,9/27-SGK

- Cá nhân trả lời câu hỏi của GV và làm bài tập trong SGK

HOẠT ĐỘNG 5: Hoạt động tìm tòi và mở rộng (2’)

Mục tiêu: Tìm tòi và mở rộng kiến thức, khái quát lại toàn bộ nội dung kiến thức đã học

Phương pháp dạy học:  Dạy học nhóm; dạy học nêu và giải quyết vấn đề; phương pháp thuyết trình; sử dụng đồ dung trực quan

Định hướng phát triển năng lực: giải quyết vấn đề, năng lực hợp tác, năng lực xử lí tình huống, năng lực giao tiếp, năng lực nhận thức, điều chỉnh hành vi, tư duy sáng tạo

Giải thích: Người nhảy dù có rơi tự do không?

Gợi ý:  Khi người nhảy dù chưa bung dù rơi thẳng đứng, lực cản của không khí là nhỏ không đáng kể so với trọng lực của người, vì vậy được coi là rơi tự do. Khi người nhảy dù bung dù, lực cản của không khí rất lớn, sự rơi của người và dù khi đó không được coi là rơi tự do.

Yêu cầu hv về nhà làm bài 10, 11, 12/27 - SGK.

Đọc trước bài mới, giờ sau học bài mới, nội dung cần nắm được là đ/n cđ tròn đều, tốc độ tb trong cđ tròn đều, tốc dài và tốc độ góc của cđ tròn đều.

- Ghi câu hỏi và bài tập về nhà.

- Tiếp nhận nhiệm vụ học tập.

- Làm theo dặn dò và đọc trước bài mới theo hướng dẫn của gv.