Giáo án Bài 1. Làm quen với vật lí

Huy động hiểu biết ban đầu của HS về sự rơi của vật; xác định vấn đề cần nghiên cứu: kiểm tra bằng thí nghiệm quan niệm vật nặng rơi nhanh hơn vật nhẹ.

GV thả đồng thời hòn bi thép và tờ giấy phẳng từ cùng độ cao 1,0 m. HS dự đoán vật nào chạm đất trước, sau đó quan sát. Câu hỏi: (1) Theo em, vật nào chạm đất trước? Vì sao? (2) Hai vật khác nhau ở những điểm nào ngoài khối lượng? (3) Làm thế nào để biết chắc chắn quan niệm này đúng hay sai?

HS dự đoán hòn bi thép chạm đất trước vì nặng hơn; quan sát thấy tờ giấy phẳng rơi chậm và chao đảo; nhận ra hai vật khác nhau về hình dạng, kích thước và chịu ảnh hưởng khác nhau của không khí; thống nhất cần thí nghiệm và dữ liệu để kiểm tra, từ đó xác định vấn đề bài học: vật lí tìm quy luật có thể kiểm tra được.

Nêu được đối tượng nghiên cứu và mục tiêu của môn Vật lí; nêu được khái niệm mô hình và giải thích khi nào dùng mô hình chất điểm.

HS làm việc theo cặp đôi, đọc nội dung SGK và trả lời các câu hỏi sau: (1) Vật lí nghiên cứu những gì và mục tiêu của môn học là gì? (2) Mô hình là gì, mô hình có giống hệt vật thật không? (3) Khi theo dõi hành trình xe ô tô giữa hai tỉnh, có thể coi xe là chất điểm không? Vì sao? (4) Khi thiết kế ghế ngồi trên xe, có thể coi xe là chất điểm không? Vì sao? Các cặp thống nhất đáp án rồi ghi vào vở.

• Đối tượng: vật lí là khoa học nghiên cứu các dạng vận động của vật chất, năng lượng và tương tác giữa chúng.\n- Mục tiêu: tìm các quy luật có thể kiểm tra về chuyển động, tương tác và năng lượng.\n- Mô hình: hình ảnh đơn giản hoá của sự vật, hiện tượng, giữ lại đặc điểm chính cần nghiên cứu; mô hình không phải bản sao đầy đủ của vật thật.\n- Mô hình chất điểm: bỏ qua kích thước khi kích thước không ảnh hưởng đáng kể đến câu hỏi. Theo dõi hành trình giữa hai tỉnh thì kích thước xe rất nhỏ so với quãng đường nên coi xe là chất điểm; thiết kế ghế ngồi cần hình dạng và kích thước xe nên không dùng mô hình chất điểm.

Mô tả được phương pháp thực nghiệm và phương pháp lí thuyết; nêu được cách Galilei dùng thí nghiệm kiểm tra quan niệm của Aristotle; giải thích được vai trò của biến nhiễu (sức cản không khí).

GV biểu diễn thả rơi ba vật và hướng dẫn HS dùng mô phỏng 3D trong trang bài học NeoEdu để đo thời gian chạm khay. Nhóm 4 HS hoàn thành Phiếu học tập số 1: điền bảng thời gian rơi, trả lời câu hỏi về phương pháp thực nghiệm, phương pháp lí thuyết và chu trình nghiên cứu.

Kết quả thí nghiệm (vật thả từ cùng độ cao 1,0 m): hòn bi thép chạm khay sau 0,452 s; tờ giấy phẳng 4,5 g chao đảo tới 1,175 s; tờ giấy vo tròn 4,5 g chạm khay sau 0,463 s.\nKết luận: vật rơi khác nhau không phải do khối lượng mà do sức cản không khí. Giấy vo tròn và hòn bi rơi gần như cùng lúc vì sức cản không đáng kể.\nPhương pháp lí thuyết: bỏ qua sức cản, cả ba vật chạm khay sau 0,452 s. Đối chiếu: mô hình đúng với bi và giấy vo tròn, sai với giấy phẳng vì sức cản lớn.\nChu trình nghiên cứu: câu hỏi → giả thuyết có dự đoán → thiết kế và tiến hành đo → phân tích dữ liệu và kết luận.

Củng cố đối tượng nghiên cứu vật lí, mô hình chất điểm, phương pháp nghiên cứu và chu trình thực nghiệm; rèn kĩ năng nhận diện đúng sai trong cách nghiên cứu.

Bài 1. Câu hỏi nào thuộc phạm vi nghiên cứu vật lí? A. Từ nào là danh từ? B. Tác phẩm thuộc thể loại nào? C. Nhiệt độ ảnh hưởng thế nào đến thể tích khí? D. Bài thơ gieo vần gì?\nBài 2. Mô hình chất điểm phù hợp nhất khi nào? A. Thiết kế ghế ngồi; B. Theo dõi hành trình xe giữa hai tỉnh; C. Tính diện tích cửa xe; D. Đo độ dày lốp.\nBài 3. Dữ kiện nào kiểm tra giả thuyết xe đi đều? A. Vị trí xe sau những khoảng thời gian bằng nhau; B. Màu sơn xe; C. Tên người đo; D. Hãng sản xuất thước.\nBài 4. Một nhóm đo cùng đại lượng 4 lần mỗi ngày trong 3 ngày. Có bao nhiêu lần đo?\nBài 5. Đánh giá cách nghiên cứu: a) Giả thuyết cần kiểm tra bằng chứng. b) Một lần đo luôn cho giá trị chính xác tuyệt đối. c) Mô hình có phạm vi áp dụng. d) Có thể bỏ số liệu trái dự đoán mà không giải thích.\nBài 6. Sắp xếp một chu trình thực nghiệm hợp lí: (1) Thiết kế và tiến hành đo; (2) Nêu câu hỏi; (3) Phân tích dữ liệu và kết luận; (4) Đưa ra giả thuyết có dự đoán.

Bài 1: C (sự phụ thuộc thể tích khí vào nhiệt độ là quan hệ giữa các đại lượng vật lí).\nBài 2: B (trong hành trình dài, kích thước xe nhỏ so với quãng đường; các trường hợp còn lại cần hình dạng hoặc kích thước).\nBài 3: A (cần kiểm tra quãng đường trong các khoảng thời gian bằng nhau).\nBài 4: 12 (vì 4 × 3 = 12).\nBài 5: a) Đúng; b) Sai (phép đo luôn có sai số); c) Đúng; d) Sai (phải báo cáo và tìm nguyên nhân).\nBài 6: (2) → (4) → (1) → (3).

Nêu được ví dụ về ảnh hưởng của vật lí đến đời sống, sản xuất, kĩ thuật và các cuộc cách mạng công nghiệp; vận dụng kiến thức bài học để giải thích một ứng dụng cụ thể.

Nhóm 4 HS thảo luận 5 phút: (1) Động cơ hơi nước và điện năng gắn với cuộc cách mạng công nghiệp nào, mang lại thay đổi gì cho sản xuất? (2) Pin mặt trời, chụp X-quang, định vị GPS dựa trên thành tựu vật lí nào? (3) Chọn một ứng dụng và giải thích vật lí nào đã được vận dụng. Giao về nhà: hoàn thành bài tập 7 và 8 và tìm một ví dụ vật lí trong gia đình.

• Động cơ hơi nước và điện năng gắn với các cuộc cách mạng công nghiệp, giúp sản xuất bằng máy móc và tăng năng suất.\n- Pin mặt trời: chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành điện năng; chụp X-quang: dùng tia X để tạo ảnh bên trong cơ thể; GPS: xác định vị trí dựa trên tín hiệu từ các vệ tinh.\n- Ví dụ HS chọn: pin mặt trời trên mái nhà, giải thích nhờ hiệu ứng quang điện để tạo dòng điện (HS chỉ cần nêu mức độ phổ thông, không đi sâu).