thiết kế tiến trình dạy học bài lực đàn hồi theo phương pháp góc

Họ và tên: Vi Biên Cương
Lớp: Cao học Lý luận và phương pháp dạy học Vật lí K7.
Trường: Đại học Giáo dục - Đại học Quốc gia Hà nội.
THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC BÀI:
“LỰC ĐÀN HỒI” THEO PHƯƠNG PHÁP GÓC
I. MỤC TIÊU DẠY HỌC:
1.1. Kiến thức:
+ Mục tiêu trong khi học:
- Đề xuất phương án thí nghiệm để tìm độ cứng k của lò xo.
- Làm được thí nghiệm, đọc chính xác các số liệu thí nghiệm, thực hiện tính toán và
rút ra được kết luận về mối quan hệ giữa lực đàn hồi và độ biến dạng lò xo.
+Mục tiêu sau khi học:
- Phát biểu chính xác các khái niệm: Biến dạng đàn hồi, lực đàn hồi.
- Hiểu rõ các đặc điểm của lực đàn hồi của lò xo và dây căng, biểu diễn được các
lực đó trên hình vẽ.
- Viết được biểu thức định luật Húc, nêu ý nghĩa các đại lượng trong định luật.
1.2 Kĩ năng:
- Tiến hành thí nghiệm để xây dựng định luật.
- Quan sát thí nghiệm và xử lý kết quả thí nghiệm.
- Vận dụng định luật Húc giải một số bài tập liên quan.
1.3 Tình cảm, thái độ:
- Thận trọng khi xem xét giới hạn đo của dụng cụ trước khi sử dụng.
- Hình thành phương pháp làm việc hợp tác theo nhóm.
- Rèn luyện tính tích cực, tự lực, thái độ trung thực khi làm việc.
II. KIẾN THỨC CẦN XÂY DỰNG VÀ CÁC CÂU HỎI ĐỀ XUẤT VẤN ĐỀ
* Kiến thức cần xây dựng: Định luật Húc
* Câu hỏi đề xuất vấn đề: Với một lò xo xác định thì lực đàn hồi và độ biến dạng có
mối liên hệ như thế nào?

1

Kết luận: Trong giới hạn đàn hồi, lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng
của lò xo

III. CHUẨN BỊ:
3.1.Giáo viên: Giá đỡ, lò xo, bộ gia trọng, bút đánh dấu, thước.
3.2. Học sinh ôn lại: - Ôn tập các kiến thức lực đàn hồi ở THCS
IV. SƠ ĐỒ TIẾN TRÌNH XÂY DỰNG ĐƠN VỊ KIẾN THỨC
Sơ đồ tiến trình xây dựng đơn vị kiến thức: Mối liên hệ giữa lực đàn hồi và độ biến
dạng của lò xo:
- Khi khối lượng của quả gia trọng thay đổi thì độ biến dạng của lò xo thay đổi.

Với một lò xo xác định thì lực đàn hồi và độ biến dạng có mối liên
hệ như thế nào?

+Phương án 1: Làm thí nghiệm: Với một lò xo xác định, thay đổi thể tích quả gia trọng, xác
định độ biến dạng lò xo tương ứng.

Kết quả thí nghiệm:
Lần TNF = P (N)Độ dài l (mm)Độ dãn Δl
(mm)10,0245020,12854030,23247940,33661
2150,440516060,5446201 +Nhận xét:

2


Lò xo xác định
Fđh
= const
∆l

Trong giới hạn đàn hồi, lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng của lò xo

V. NHIỆM VỤ, PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC CHO CÁC GÓC.
5.1. Các góc học tập.
2.Góc quan sát (6 phút)
- Quan sát giáo viên làm thí nghiệm với
bộ thí nghiệm như hình vẽ, với lò xo xác
định.
Nhiệm vụ:
- HS quan sát, ghi kết quả.
- Tìm công thức toán học biểu diễn mối
liên hệ giữa Fđh và ∆l ?

1. Góc trải nghiệm (6p)
- Với các dụng cụ: Giá đỡ nằm ngay, lò
xo, lực kế, bút đánh dấu, thước.

Nhiệm vụ:
- Thiết kế mô hình thí nghiệm khảo sát
mối liên hệ giữa Fđh và ∆l của 1 lò xo xác
định
Dụng cụ : Lò xo, bộ gia trọng, bút đánh - Làm thí nghiệm: khảo sát sự phụ thuộc
của Fđh và ∆l . Thay đổi Fđh và đo ∆l
dấu, giá đỡ và thước đo
tương ứng?

3.Góc phân tích (6p)
Nhiệm vụ:
Cho bảng số liệu sau:

4. Góc áp dụng(6p)
Nhiệm vụ:
- Học sinh đọc bảng trợ giúp (Chỉ áp dụng

3


Lần
TN

F (N)

Độ
dài l
(mm)

1
2
3
4
5
6

0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5

205
225
244
266
285
303

Độ
dãn
Δl
(mm)
0
20
39
61
80
98

với góc xuất phát)
- Vận dụng giải thích hoạt động của cái
lực kế, cân lò xo.
*Tài liệu: Tranh ảnh (mô hình) lực kế, cân
lò xo.
- Bảng trợ giúp: * Lực đàn hồi xuất hiện
ở cả hai đầu lò xo và tác dụng vào các vật
làm nó biến dạng. Khi bị dãn, lực đàn hồi
của lò xo hướng vào trong lò xo, còn khi
bị nén, lực đàn hồi của lò xo hướng ra
ngoài.

* Trong giới hạn đàn hồi, độ lớn của lực
dàn hồi của lò xo tỉ lệ với độ biến dạng
của lò xo.

Fđh
∆l

- Dựa vào bảng số liệu biểu diễn mối quan
hệ giữa Fđh và ∆l trên hệ trục tọa độ? Từ
đó rút ra dạng toán học của mối quan hệ
đó?
* Tài liệu cho góc phân tích: Giấy kẻ ô,
dạng đồ thị của một số hàm: y=a.x, y=a/x,
…

Trong đó :

k: độ cứng (hay hệ

số đàn hồi) của lò xo
: độ biến dạng (độ giãn hoặc
độ nén) của lò xo

5.2. Mục tiêu của từng góc học tập.
a. Góc trải nghiệm.
- Thiết kế được phương án thí nghiệm để tìm mối liên hệ giữa Fđh và ∆l dưới sự
hướng dẫn của Giáo viên (nếu cần)
F
- Tìm được mối liên hệ định tính giữa Fđh và ∆l : Lò xo xác định đh = const
∆l

b. Góc quan sát.
- Nêu được mục đích thí nghiệm và tác dụng của từng dụng cụ thí nghiệm.
- Quan sát thí nghiệm, đọc và ghi số liệu Fđh và ∆l .
- Suy ra định luật Húc
c. Góc phân tích.
- HS biểu diễn mối quan hệ giữa Fđh và ∆l trên hệ trục tọa độ.
- Nhận dạng đồ thị giống dạng toán học: y=a.x ( a = const).

4


d. Góc áp dụng:
- Giải thích hoạt động của cái cân lực kế, cân lò xo, cho biết ý nghĩa của giới hạn đo
nhỏ nhất, lớn nhất.
- Rèn luyện tư duy logic cho HS
VI. PHIẾU HỌC TẬP CHO CÁC GÓC.
6.1. Phiếu 1 (góc trải nghiệm)
Câu 1: Các sơ đồ mô hình thí nghiệm có tính khả thi để khảo sát mối liên hệ Fđh và ∆l
? Lý giải các mô hình?
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
Câu 2: Mục đích thí nghiệm, cách tiến hành? Những lưu ý khi làm thí nghiệm?
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
Câu 3: Bảng số liệu kết quả thí nghiêm?
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
6.2. Phiếu số 2 (góc quan sát)
Câu 1: Nêu tác dụng của từng dụng cụ? Ghi kết quả thí nghiệm vào bảng, tính

với mỗi lần đo?
Lần
TN
1
2
3
4
5
6

F = P (N)

Độ dài l (mm)

Độ dãn Δl
(mm)

Fđh
ứng
∆l

Fđh
∆l

Câu 2: Định luật được viết như thế nào?
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
Câu 3: Nhận xét về sai số trong thí nghiệm? Nêu phương án cải tiến TN để có kết quả
chính xác hơn?

5


...........................................................................................................................................
6.3. Phiếu số 3(Góc phân tích)
F

đh1
Câu 1: Dựa vào bảng số liệu Fđh và ∆l thay đổi như thế nào? Tính và so sánh ∆l ,
1

Fđh 2 Fđh 3
,
với cùng 1 lò xo?
∆l 2 ∆l 3

…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
Câu 2: Mỗi điểm trên đồ thị có ý nghĩa gì? Viết dạng toán học về mối liên hệ Fđh và
∆l ?

…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
6.4. Phiếu số 4( góc áp dụng)
Câu 1: Nêu cấu tạo chính của lực kế, cân lò xo? Cách sử dụng?
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
Câu 2: Cho biết ý nghĩa của giới hạn đo nhỏ nhất, lớn nhất của lực kế, cân lò xo?
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………

VII. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC CỤ THỂ:
7.1.Đặt vấn đề: Với một lò xo xác định thì lực đàn hồi và độ biến dạng có mối liên hệ
như thế nào?
GV: Tổ chức lớp hoạt động nhóm để tìm ra phương án giải quyết vấn đề.
Các nhóm thảo luận trước lớp và thống nhất phương án khả thi.
+Phương án: Làm thí nghiệm.
GV: Để giải quyết vấn đề của bài theo phương án trên chúng ta sẽ phải thực hiện 4
nhiệm vụ học tập theo 4 góc :
1. Làm thí nghiệm
2. Quan sát thí nghiệm
3. Phân tích
4. ứng dụng

6


7.2. Hướng dẫn HS chọn góc: HS tự chọn các góc học tập cho mình (Như vậy lớp sẽ
có 4 nhóm cùng thực hiện 1 nhiệm vụ của bài học sau khi hoàn thành 4 góc)
Góc trải nghiệm: Để khảo sát mối liên hệ Fđh và ∆l chúng ta cần các dụng cụ nào? Bố
trí thí nghiệm như thế nào?
Góc quan sát: Quan sát GV làm thí nghiệm, thu thập, sử lý số liệu để rút ra mối liên
hệ Fđh và ∆l .
Góc phân tích: Liệu có thể tìm biểu thức mối quan hệ Fđh và ∆l khi biết bảng số liệu
về sự thay đổi độ biến dạng lò xo khi lực tác dụng thay đổi, ứng với 1 lò xo xác định?
Góc áp dụng: Giải thích hoạt động của cái cân lực kế, cân lò xo, cho biết ý nghĩa của
giới hạn đo nhỏ nhất, lớn nhất.
7.3. Nội dung.
a. Góc trải nghiệm
Hoạt động của GV
GV tổ chức HS làm việc theo

nhóm nhỏ:(khoảng 3-4 HS) mỗi
nhóm có 1 nhóm trưởng, 1 thư ký
GV hướng dẫn HS thực hiện
nhiệm vụ của góc bằng các câu
hỏi:
- Muốn thay đổi lực đàn hồi của
lò xo phải làm gì? Muốn đo độ
biến dạng của lò xo ta cần dụng cụ
nào?
- Hãy nêu mục đích thí nghiệm và
cách tiến hành thí nghiệm?
- Trong khi làm thí nghiệm cần
chú ý điều gì?
- Từ bảng số liệu thu được, muốn

Hoạt động của HS
HS đọc kỹ nhiệm vụ của góc

Các thành viên trong nhóm thảo luận nhóm dưới
sự hướng dẫn của GV để hoàn thành nhiệm vụ
của góc.

Làm thí nghiệm: Với lò xo xác định, thay đổi Fđh
đo ∆l tương ứng.
Các nhóm nhỏ thống nhất ý kiến để:
- Hoàn thành phiếu học tập

biết mối quan hệ giữa Fđh và ∆l ta HS chuyển sang góc áp dụng.
dùng kiến thức toán học nào?
GV: Hướng dẫn HS chuyển góc:

Giải thích các kết quả thí nghiệm
bằng lý thuyết nào?

7


b. Góc áp dụng:
Hoạt động của GV
GV: Hướng dẫn học sinh quan sát mô hình
lực kế, cân lò xo. Gợi ý học sinh giải thích ý
nghĩa của giới hạn đo nhỏ nhất, lớn nhất của
lực kế, cân lò xo.

Hoạt động của HS
HS đọc kỹ nhiệm vụ của góc
HS nêu cấu tạo chính của lực kế, cân lò
xo. Nêu nguyên tắc hoạt động?
- Nêu ý nghĩa của giới hạn đo nhỏ nhất,
lớn nhất của lực kế, cân lò xo.

HS hoàn thành phiếu học tập

GV: Hướng dẫn HS chuyển góc phân tích:
Mối liên hệ giữa P,V được biểu diễn bằng
biểu thức toán học nào?
HS chuyển sang góc Phân tích

c . Góc phân tích:
Hoạt động của GV
GV: Hướng dẫn HS hoàn thành nhiệm

vụ của góc phân tích:
- Chọn hệ trục tọa độ F và ∆l , biểu điễn
từng cặp trên đồ thị?
- Viết dạng toán học của đồ thị trên?
Fđh1

Fđh 2

Fđh 3

- Tính và so sánh ∆l , ∆l , ∆l
1
2
3

Hoạt động của HS
HS đọc kỹ nhiệm vụ của góc
HS làm việc cá nhân rồi thảo luận trong
nhóm để thống nhất kết luận cuối cùng
Từ đồ thị HS rút ra được kết luận: với 1 lò
xo xác định thì
- Fđh tăng thì ∆l tăng
-

Fđh giảm thì ∆l giảm

- Dạng toán học của đồ thị: y=a.x
GV Hướng dẫn HS di chuyển góc:
F
-Với 1 lò xo xác định thì: đh = const

Kết luận trên có đúng với thực nghiệm
∆l
không?Có thể kiểm nghiệm như thế nào? HS hoàn thành phiếu học tập và chuyển
sang góc quan sát.

8


d. Góc quan sát:
Hoạt động của GV
GV yêu cầu HS nêu mục đích thí
nghiệm, tác dụng của từng dụng cụ thí
nghiệm?
GV làm thí nghiệm.
Hướng dẫn HS thảo luận nhóm và đưa
ra kết luận

Hoạt động của HS
HS đọc kỹ nhiệm vụ của góc

Các HS quan sát chiều dài l của lò xo khi
thêm quả gia trọng.
1 HS đọc và ghi kết quả lên bảng
- HS làm việc cá nhân : xử lý bảng số liệu
- Thảo luận trong nhóm thống nhất ý kiến
rồi hoàn thành phiếu học tập
- Kết quả thí nghiệm:
Lần
TN

F=
P
(N)

Độ
dài l
(mm)

1
2
3
4
5
5

0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5

245
285
324
366
405
446

F

F

Độ
dãn
Δl
(mm)
0
40
79
121
160
201
F

Fđh
∆l

F

F

đh 6
đh 2
đh 3
đh 4
đh 5
+Nhận xét: ∆l ≈ ∆l ≈ ∆l ≈ ∆l ≈ ∆l
6
2

3
4
5
Từ bảng phân tích kết quả số liệu thí
Nếu bỏ qua sai số thì:
nghiệm, tại sao tích PV trong các lần đo F
Fđh 2
Fđh 3 Fđh 4 Fđh 5
đh 6
lại chỉ sấp xỉ bằng nhau? Nêu phương ∆l = ∆l = ∆l = ∆l = ∆l (1)
6

án khắc phục?

2

3

4

5

Dự đoán câu trả lời: Sai số có thể do:
+ đọc kết quả trên các dụng cụ
Khắc phục:
+ Dùng thước đo chiều cao có thanh chia
GV: nhận xét câu trả lời. Về cơ sở khoa chính xác.
học đúng đắn của định luật thì phải dựa +Thí nghiệm tiến hành thật chậm, khoảng
trên nhiều thí nghiệm khác tinh vi hơn cách giữa các lần thí nghiệm xa nhau, đo

9


đã được công bố và thừa nhận trong hơn
2 thế kỷ qua, sai số trên có thể chấp
nhận được.
GV: - Nhận xét, gọi tên định luật
- Yêu cầu HS phát biểu thành lời
định luật vừa thu được.

nhiều lần rồi lấy trung bình cho mỗi lần
đo….
Một HS phát biểu, các HS khác bổ sung:
“Trong giới hạn đàn hồi, lực đàn hồi của lò
xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng của lò xo
Fđh = k .∆l ”

VIII. THẢO LUẬN (3P):
Vấn đề “Với một lò xo xác định thì lực đàn hồi và độ biến dạng có mối liên hệ như thế
nào?”
GV: - Yêu cầu các nhóm báo cáo kết quả của nhóm mình sau khi hoàn thành cả 4 góc
học tập.
-Hướng dẫn cả lớp thảo luận kết quả vừa báo cáo.
- GV thu lại phiếu học tập của các nhóm, nhận xét kết quả học tập của từng
nhóm, tổng kết lại kiến thức vừa học.
HS: - Các nhóm cử đại diện báo cáo kết quả học tập.
- Thảo luận trước lớp, lắng nghe nhận xét của GV
- Hợp thức hóa lại các kiến thức.
CÂU HỎI KIỂM TRA:
Một lò xo có chiều dài tự nhiên là l 0 = 27 cm, được treo thẳng đứng. Khi treo vào lò

xo một vật có trọng lượng P1 = 5 N thì lò xo dài l1 = 44 cm. Khi treo một vật khác có
trọng lượng P2 chưa biết, lò xò dài 35 cm. Hỏi độ cứng của lò xo và trọng lượng chưa
biết.

THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC THEO TRẠM
Bài “Lực đàn hồi”
Trạm

Nội dung

Mục tiêu

10


1
2A
2B
3
4

Khái niệm về lực đàn hồi
Lực đàn hồi của lò xo
Lực đàn hồi của lò xo
Lực căng sợi dây
Lực kế

Phát biểu đươc khái niệm lực đàn hồi
Thí nghiệm với lò xo thẳng đứng
Thí nghiệm với lò xo nằm ngang

Khảo sát lực căng của sợi dây
Nêu được cấu tạo và nguyên tắc hoạt
động của lực kế

Trạm 1: Khái niệm về lực đàn hồi (5 phút)
Yêu cầu: làm cá nhân
1. Nghiên cứu sách giáo khoa phát biển khái niệm về lực đàn hồi
2. Kể tên các một số vật, dụng cụ có thể xuất hiện lực đàn hồi rồi điền vào bảng sau.
Tên vật, dụng cụ
Cái cung
...

Mô tả trường hợp xuất hiện lực đàn hồi
Lực đàn hổi xuất hiện khi cánh cung bị uốn cong
...

Trạm 2: Lực đàn hồi của lò xo (6 phút)
Yêu cầu: Làm theo nhóm hoặc theo cặp
Lựa chọn một trong hai nhiệm vụ sau:
2A. Thí nghiệm với lò xo thẳng đứng

Dụng cụ: Lò xo, bộ gia trọng, bút đánh dấu, giá đỡ và thước đo
Nhiệm vụ:
- Thiết kế mô hình thí nghiệm khảo sát mối liên hệ giữa Fđh và ∆l của 1 lò xo xác định
- Làm thí nghiệm: khảo sát sự phụ thuộc của Fđh và ∆l . Thay đổi Fđh và đo ∆l tương
ứng?

11

2B. Thí nghiệm với lò xo nằm ngang

- Với các dụng cụ: Giá đỡ nằm ngay, lò xo, lực kế, bút đánh dấu, thước.
Nhiệm vụ:
- Thiết kế mô hình thí nghiệm khảo sát mối liên hệ giữa Fđh và ∆l của 1 lò xo xác định
- Làm thí nghiệm: khảo sát sự phụ thuộc của Fđh và ∆l . Thay đổi Fđh và đo ∆l tương
ứng?

Trạm 3: Lực căng của dây (5 phút)
Yêu cầu: làm cá nhân
1. Nghiên cứu sách giáo khoa phát biển phương, chiều, độ lớn, điểm đặt của lực căng dây
2. Trường hợp dây vắt qua ròng rọc thì lực căng dây có phương như thế nào?
Trạm 4: Lực kế (5 phút)
Yêu cầu: Làm theo nhóm hoặc theo cặp
Dụng cụ

12