Giáo án vật lí 10 chân trời bài 1: Làm quen với vật lí (2 tiết)

HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN VÀ HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Nhiệm vụ 1. Tìm hiểu đối tượng nghiên cứu của vật lí.

Bước 1. GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV đặt câu hỏi và yêu cầu HS trả lời:  

CH: Theo em đối tượng nghiên cứu là gì? Lấy ví dụ trong môn ngữ văn?

- GV cho HS tự đọc phần đọc hiểu trong SGK và trả lời các câu hỏi:

+ Đối tượng nghiên cứu của vật lý là gì?

+ Vật lí là môn Khoa học tìm hiểu về thế giới tự nhiên. Nó được phân thành rất nhiều lĩnh vực, nhiều phân ngành. Em hãy cho biết những lĩnh vực vật lý mà em đã được học ở cấp trung học cơ sở?

- GV chia lớp thành 4 nhóm rồi yêu cầu mỗi nhóm trả lời phần thảo luận 1.

Thảo luận 1: Nêu đối tượng nghiên cứu tương ứng với từng phân ngành sau của vật lí: cơ, ánh sáng, điện, từ.

GV giao nhiệm vụ:

+ Tổ 1. Trả lời đối với phân ngành cơ

+ Tổ 2. Trả lời đối với phân ngành ánh sáng

+ Tổ 3. Trả lời đối với phân ngành điện

+ Tổ 4. Trả lời đối với phân ngành từ.

- GV yêu cầu HS quan sát hình 1.1 và đặt vấn đề, nêu câu hỏi.

+ Dựa vào dữ liệu được đưa ra ở SGK về công trình nghiên cứu đã đưa ra được biểu thức mô tả mối liên hệ giữa năng lượng và khối lượng. Em hãy cho biết, đối tượng nghiên cứu của công trình này là gì?

Bước 2. HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK, quan sát hình ảnh, trả lời câu hỏi.

- GV quan sát quá trình HS thực hiện, hỗ trợ khi HS cần.

Bước 3. Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận

- HS giơ tay trả lời câu hỏi theo yêu cầu của GV.

- Đại diện của mỗi nhóm HS đứng tại chỗ trả lời câu hỏi ở phần thảo luận.

- HS khác nhận xét, đánh giá, bổ sung

Bước 4. Đánh giá kết quả thực hiện

- GV đánh giá, nhận xét, kết luận, chuyển sang nội dung mới.

Nhiệm vụ 2. Tìm hiểu mục tiêu nghiên cứu của vật lí.

Bước 1. GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV giới thiệu mục tiêu nghiên cứu của vật lí.

- GV yêu cầu HS quan sát hình 1.2 và thảo luận theo cặp để nêu thế nào là cấp độ vi mô, cấp độ vĩ mô?

- GV yêu cầu HS dựa vào SGK để nêu vai trò của vật lí: Qua những gì đọc được ở SGK, em hãy cho biết vai trò của vật lí đối với con người?

Bước 2. HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK, vận dụng cùng những kiến thức đã được học ở cấp trung học cơ sở để trả lời câu hỏi.

- HS trao đổi thông tin trong phần thảo luận nhóm để đưa ra câu trả lời hợp lí nhất.

- GV quan sát quá trình HS thực hiện, hỗ trợ khi HS cần.

Bước 3. Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận

- HS hiểu và ghi chép vào vở về mục tiêu của vật lí.

- HS đưa ra được các câu trả lời theo yêu cầu của GV.

Bước 4. Đánh giá kết quả thực hiện

- GV đánh giá, nhận xét, kết luận, chuẩn kiến thức, chuyển sang nội dung mới.

Nhiệm vụ 3. Tìm hiểu phương pháp nghiên cứu của vật lí.

Bước 1. GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV dẫn lời: “Phương pháp nghiên cứu của khoa học nói chung và của vật lí nói riêng được hình thành qua thời kì phát triển của nền văn minh nhân loại, bao gồm hai phương pháp chính là phương pháp thực nghiệm và phương pháp lí thuyết. Chúng ta sẽ đi tìm hiểu phương pháp đầu tiên là phương pháp thực nghiệm.”

- GV yêu cầu HS đọc SGK, quan sát hình 1.3 và trả lời câu hỏi:

+ Nêu cách mà Galilei đã làm thí nghiệm.

+ Kết quả của thí nghiệm có ý nghĩa gì?

=> Từ những kiến thức ở trên, em hãy cho biết phương pháp thực nghiệm là gì?

- GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi: Em hãy trình bày một số ví dụ khác để minh họa cho phương pháp thực nghiệm trong vật lí.

- GV yêu cầu HS đọc thông tin SGK và trả lời câu hỏi sau:

+ Lí thuyết vật lí được hình thành như thế nào?

+ Công trình dự đoán sự tồn tại của Hải Vương Tinh và Thiên Vương Tinh trong hệ mặt trời hình 1.4 có ý nghĩa như thế nào?

- GV đưa ra khái niệm phương pháp lí thuyết.

- GV yêu cầu HS trả lời thảo luận 4: Nêu nhận định về vai trò của thí nghiệm trong phương pháp thực nghiệm và xác định điểm cốt lõi của phương pháp lí thuyết.

- GV đưa ra kết luận về mối liên hệ giữa phương pháp thực nghiệm và phương pháp lí thuyết.

Nhiệm vụ 4: Tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí.

- GV đưa ra nhận định: Quá trình nghiên cứu của các nhà khoa học nói chung và nhà vật lí nói riêng chính là quá trình tìm hiểu thế giới tự nhiên.

- GV yêu cầu HS đọc SGK và nêu câu hỏi: Em hãy đọc SGK và cho biết quá trình này có tiến trình gồm những bước nào?

- GV lập sơ đồ quá trình tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí.

Bước 2. HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin sgk, thảo luận nhóm đôi trả lời câu hỏi theo yêu cầu của GV.

- GV quan sát quá trình HS thực hiện, hỗ trợ khi HS cần.

Bước 3. Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận

- HS trả lời được các câu hỏi , nêu được khái niệm phương pháp thực nghiệm, phương pháp lí thuyết và lấy được ví dụ minh họa.

- HS trình bày được các bước trong tiến trình tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí.

Bước 4. Đánh giá kết quả thực hiện

- GV đánh giá, nhận xét, kết luận, chuẩn kiến thức, chuyển sang nội dung mới.

1. Đối tượng nghiên cứu của vật lí.

Trả lời:

+ Theo em, đối tượng nghiên cứu là bản chất của sự vật hay hiện tượng cần xem xét và làm rõ trong nhiệm vụ nghiên cứu.

+ Trong môn ngữ văn, đối tượng nghiên cứu là các tác phẩm văn học, là các cấu trúc ngữ pháp. 

Trả lời:

Đối tượng nghiên cứu của vật lí là các dạng vận động của vật chất và năng lượng.

Trả lời:

Những lĩnh vực vật lý mà em đã được học ở cấp trung học cơ sở: lực, năng lượng, âm thanh, ánh sáng, điện, từ ...

Trả lời:

- Phân ngành cơ có đối tượng nghiên cứu là: tốc độ, thời gian, quãng đường, lực, moment lực.

- Phân ngành ánh sáng có đối tượng nghiên cứu là: hiện tượng phản xạ ánh sáng, khúc xạ ánh sáng, tán sắc ánh sáng; các loại quang cụ như gương, thấu kính, lăng kính.

- Phân ngành điện có đối tượng nghiên cứu là: dòng điện, mạch điện.

- Phân ngành từ có đối tượng nghiên cứu là: nam châm, từ trường Trái đất, hiện tượng cảm ứng điện từ.

Trả lời:

Đối tượng nghiên cứu của công trình này là mối liên hệ giữa năng lượng và khối lượng.

2. Mục tiêu của vật lí.

* Mục tiêu của vật lí là khám phá ra quy luật tổng quát nhất chi phối sự vận động của vật chất và năng lượng cũng như tương tác giữa chúng ở mọi cấp độ: vi mô và vĩ mô.

Trả lời:

- Ở cấp độ vi mô (hình a): vật lý đi nghiên cứu các hạt có kích thước rất nhỏ, bé hơn m như nguyên tử, proton, neutron, electron.

- Ở cấp độ vĩ mô (hình b): vật lý đi nghiên cứu những vật có kích thước lớn hơn nguyên tử như con người, đồ vật, các vật có kích thước rất lớn tầm cỡ hành tinh, thiên hà, vũ trụ...

Trả lời:

Vai trò của vật lí đối với con người:

+ Các định luật vật lí được tìm ra không những giúp con người giải thích mà còn tiên đoán được rất nhiều hiện tượng tự nhiên.

+ Việc vận dụng các định luật này rất đa dạng, phong phú có ý nghĩa thiết thực trong đời sống và nghiên cứu khoa học.

+ Học tập môn vật lí giúp HS hiểu được các quy luật của tự nhiên, vận dụng kiến thức đó vào cuộc sống. Từ đó hình thành những năng lực khoa học và công nghệ.

3. Phương pháp nghiên cứu của vật lí.

a. Phương pháp thực nghiệm.

Trả lời:

+ Galilei đã làm thí nghiệm về sự rơi tự do bằng cách: Thả rơi hai vật có hình dạng khác nhau nhưng có cùng khối lượng từ đỉnh tháp nghiêng Pisa cao 57m ở nước Ý.

+ Kết quả là hai vật rơi và chạm đất cùng lúc. Kết quả này đã bác bỏ được nhận định của Aristotle cho rằng việc vật nặng rơi nhanh hơn vật nhẹ là bản chất tự nhiên của các vật.

=> Phương pháp thực nghiệm là dùng những những thí nghiệm cụ thể để kiểm chứng về tính đúng đắn của một giả thuyết, mô hình, lí thuyết. Từ đó bổ sung, hoàn thiện hay bác bỏ giả thuyết, mô hình, lí thuyết đó.

Trả lời:

+ Thí nghiệm sử dụng ánh sáng để đốt cháy tờ giấy: Người ta đặt một tờ giấy phía dưới một thấu kính. Ánh sáng mặt trời đi qua thấu kính trong một khoảng thời gian nhất định sẽ đốt cháy tờ giấy. Điều này chứng minh rằng ánh sáng có năng lượng.

+ Ta sẽ nghe âm thanh phát ra khi gõ vào thanh kim loại. Điều này chứng tỏ là âm thanh có thể truyền được trong chất khí.

+ Ta vẫn nghe được tiếng mọi người nói chuyện khi ngụp lặn dưới nước trong hồ bơi. Điều này chứng tỏ là âm thanh có thể truyền được trong chất lỏng.

b. Phương pháp lí thuyết.

Trả lời:

+ Lí thuyết được xây dựng dựa trên các quan sát ban đầu và trực giác của các nhà vật lí, trong nhiều trường hợp có tính định hướng và dẫn dắt cho thực nghiệm kiểm chứng.

+ Công trình dự đoán sự tồn tại của Hải Vương Tinh và Thiên Vương Tinh trong hệ mặt trời hình 1.4 có ý nghĩa: Thiên Vương tinh không ở đúng vị trí mà các phương trình toán học nghiên cứu chuyển động tiên đoán.

=> Phương pháp lí thuyết là phương pháp sử dụng ngôn ngữ toán học và suy luận lí thuyết để phát hiện một kết quả mới.

Trả lời:

+ Thí nghiệm đóng vai trò trọng yếu trong phương pháp thực nghiệm, bởi kết quả thí nghiệm là cơ sở quan trọng nhất để khẳng định tính đúng đắn của một giả thuyết, mô hình, lí thuyết.

+ Điểm cốt lõi của phương pháp lí thuyết là việc xây dựng những mô hình giả thuyết bằng công cụ toán học.

=> Kết luận: Kết quả của phương pháp thực nghiệm cần được giải thích bằng lí thuyết đã biết hoặc lí thuyết mới. Kết quả của phương pháp lí thuyết cần được kiểm chứng bằng thực nghiệm. Hai phương pháp này hỗ trợ cho nhau, trong đó phương pháp thực nghiệm có tính quyết định.

4. Tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí.

Trả lời:

Các bước của tiến trình này là:

Bước 1: Quan sát hiện tượng để xác định đối tượng nghiên cứu.

Bước 2: Đối chiếu với các lí thuyết đang có để đề xuất giả thuyết nghiên cứu.

Bước 3: Thiết kế, xây dựng mô hình lí thuyết hoặc mô hình thực nghiệm để kiểm chứng giả thuyết.

Bước 4: Tiến hành tính toán theo mô hình lí thuyết hoặc thực hiện thí nghiệm để thu thập dữ liệu. Sau đó xử lí số liệu và phân tích kết quả để xác nhận, điều chỉnh, bổ sung hay bác bỏ mô hình, giả thuyết ban đầu.

Bước 5: Rút ra kết luận.

Sơ đồ: