Giáo án Bài 10. Đồ thị quãng đường – thời gian

Huy động kinh nghiệm của HS về việc mô tả chuyển động bằng hình ảnh và xác định vấn đề: làm sao đọc được quãng đường và tốc độ từ một đồ thị.

GV chiếu đồ thị quãng đường – thời gian có ba đoạn: đoạn đầu đi lên, đoạn giữa nằm ngang, đoạn cuối dốc hơn. HS trả lời nhanh: Trục nào biểu diễn thời gian? Đoạn nằm ngang nói lên điều gì về vật? Đoạn nào đi nhanh hơn?

HS nêu được: trục nằm ngang biểu diễn t (s); đoạn nằm ngang là đoạn quãng đường không thay đổi; đoạn dốc hơn ứng với chuyển động nhanh hơn. Từ đó HS xác định nhiệm vụ của bài: đọc trục, đọc độ dốc và tính tốc độ từng đoạn.

Phân biệt trục thời gian, đoạn ngang và độ dốc trên đồ thị s–t; hiểu đoạn ngang nghĩa là vật dừng, độ dốc lớn thì tốc độ lớn.

HS làm việc theo cặp với mô phỏng 3D trên trang NeoEdu và Phiếu học tập số 1. Xe chạy theo bảng số liệu t (s): 0, 2, 4, 6 và s (m): 0, 4, 4, 10; bút vẽ luôn ở điểm (t; s) của xe. HS quan sát xe và đường đồ thị, trả lời ba câu hỏi: (1) Trục nằm ngang biểu diễn đại lượng nào, ghi đơn vị gì? (2) Đoạn 2–4 s nằm ngang, xe đang làm gì? (3) Đoạn 0–2 s và đoạn 4–6 s, đoạn nào dốc hơn và tốc độ lớn hơn?

Kết luận HS rút ra: Trục thời gian thường nằm ngang, ghi t kèm đơn vị s. Đoạn ngang 2–4 s: quãng đường không tăng (4 m đến 4 m) nên xe đứng yên. Độ dốc đoạn 4–6 s lớn hơn đoạn 0–2 s nên tốc độ đoạn 4–6 s lớn hơn ($3\ \mathrm{m/s}$ so với $2\ \mathrm{m/s}$). Tức là trên đồ thị s–t của chuyển động đều, độ dốc càng lớn thì tốc độ càng lớn.

Vận dụng công thức tốc độ bằng thay đổi quãng đường chia thời gian để tính tốc độ từng đoạn; giải thích vì sao không lấy $4/4$ làm tốc độ riêng của đoạn 2–4 s.

GV đưa đề: Dữ liệu t (s): 0, 2, 4, 6; s (m): 0, 4, 4, 10. Tính tốc độ từng đoạn. HS vẽ lại đồ thị trên giấy kẻ ô, nối các điểm (0; 0), (2; 4), (4; 4), (6; 10) theo đúng thang trục rồi tính tốc độ từng đoạn theo công thức $v = \dfrac{\Delta s}{\Delta t}$. Câu hỏi thảo luận: Tại t = 4 s, s = 4 m. Vì sao không lấy $4/4$ làm tốc độ riêng đoạn 2–4 s?

Kết quả: Đoạn 0–2 s: $\dfrac{4}{2} = 2\ \mathrm{m/s}$. Đoạn 2–4 s: $\dfrac{4-4}{2} = 0\ \mathrm{m/s}$. Đoạn 4–6 s: $\dfrac{10-4}{2} = 3\ \mathrm{m/s}$. Giải thích: $\dfrac{4}{4}$ là tốc độ trung bình tính từ lúc đầu (t = 0), không phải tốc độ riêng của đoạn 2–4 s; đoạn 2–4 s phải lấy thay đổi quãng đường $4-4=0$ chia cho thời gian $2$ s nên bằng 0.

Củng cố phân biệt trục thời gian, đoạn ngang, độ dốc; vận dụng để tính đúng tốc độ và nhận xét nhận định sai.

HS làm nhanh bốn câu trắc nghiệm và ghép khái niệm (câu 1–3, 5 trong bài), đánh giá nhận định sai (câu 4) và giải lại tình huống chính (câu 7). Câu 9 GV dùng để thảo luận nhanh cả lớp nếu còn thời gian.

Đề và đáp án: (1) Trục thời gian: B, thường nằm ngang, ghi t kèm đơn vị. (2) Độ dốc: C, trên đồ thị s–t của chuyển động đều, độ dốc lớn hơn thì tốc độ lớn hơn. (3) Ghép: Trục thời gian – thường nằm ngang, ghi t kèm đơn vị; Độ dốc – độ dốc lớn hơn thì tốc độ lớn hơn; Đoạn ngang – quãng đường không tăng nên vật dừng. (4) Nhận định “đường nằm ngang nghĩa là vật đi đều với tốc độ khác không” là SAI, vì quãng đường không tăng nên vật dừng. (5) Đoạn ngang. (7) Tốc độ: 0–2 s là $2\ \mathrm{m/s}$; 2–4 s là $0$; 4–6 s là $3\ \mathrm{m/s}$; nối đúng thang trục. (9) Lập luận: quãng đường không tăng nên vật dừng, không nhầm với đồ thị tốc độ; hệ quả của nhận định sai là ghi nhận xe đang chạy trong lúc nó dừng từ 2 s đến 4 s; phát biểu sửa đúng: đường nằm ngang trên đồ thị s–t nghĩa là vật đứng yên trong khoảng thời gian đó.

Vận dụng kiến thức về đồ thị quãng đường – thời gian để mô tả một chuyến đi trong thực tế và tính tốc độ từng đoạn.

GV yêu cầu HS vẽ đồ thị s–t mô tả một chuyến đi từ nhà đến trường với ít nhất ba đoạn: đi bộ, dừng nghỉ và đi tiếp. Tự chọn số liệu sao cho các đoạn có quãng đường và thời gian rõ ràng, ghi chú đơn vị trên trục, tính tốc độ từng đoạn và chỉ ra đoạn ngang. HS chia sẻ kết quả với bạn cùng bàn và nêu một ví dụ về đoạn ngang trong đời sống.

Sản phẩm: Một đồ thị s–t có trục t (s) nằm ngang, trục s (m) thẳng đứng, ít nhất một đoạn ngang; bảng tính tốc độ từng đoạn theo công thức $v = \dfrac{\Delta s}{\Delta t}$ kèm đơn vị $\mathrm{m/s}$; một câu giải thích đoạn ngang nghĩa là vật đứng yên vì quãng đường không tăng.