Giáo án Khoa học tự nhiên Lớp 7 - Bài 10: Đo tốc độ

BÀI 10: ĐO TỐC ĐỘ
Môn học: KHTN - Lớp: 7
Thời gian thực hiện: 03 tiết
I. Mục tiêu
1. Năng lực:
1.1. Năng lực chung: 
- Năng lực tự chủ và tự học: Tích cực tham gia các hoạt động thực hành trong bài học và thực hiện các nhiệm vụ học tập được giao
- Năng lực giao tiếp và hợp tác: Làm việc nhóm hiệu quả theo sự phân công của giáo viên, đảm bảo mỗi học sinh đều có cơ hội tham gia thực hành và trình bày báo cáo trước lớp.
- Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo: Đề xuất được cách đo tốc độ trong phòng thực hành, đề xuất được dụng cụ đo và phương án đo cho kết quả chính xác nhất cho mỗi tình huống được nêu.
1.2. Năng lực đặc thù: 
- Năng lực nhận biết KHTN:Hiểu được rằng muốn đo tốc độ chuyển động của một vật, ta phải đo quãng đường vật đã đi và thời gian vật đi hết quãng đường đó. Biết sử dụng thước, đồng hồ bấm giây.
- Năng lực tìm hiểu tự nhiên:Tiến hành đo chính xác tốc độ đi đều bước của một người. Hiểu được cách hoạt động của cổng quang điện.
- Vận dụng kiến thức, kỹ năng đã học:Biết sử dụng đồng hồ đo thời gian hiện số dùng cổng quang điện để đo tốc độ chuyển động. Giải thích được cách chọn dụng cụ đo. Phương án đo tốc độ trong từng tình huống được nêu.
2. Phẩm chất:
- Say mê, hứng thú với hoạt động thực hành.
- Tích cực hoạt động nhóm phù hợp với khả năng của bản thân.
- Cần cù, cẩn thận trong hoạt động thực hành.
II. Thiết bị dạy học và học liệu
1. Giáo viên:
- Hình ảnh về chuyển động của xe đạp trên đường.
- Tấm ván phẳng (dài khoảng 50 cm đến 60 cm).
- Thước.
- Đồng hồ bấm giây.
- Bút đánh dấu.
- Quyển sách mỏng.
- Xe đồ chơi.
- Bảng kết quả 10.1
- Hai cổng quang điện.
- Đồng hồ đo thời gian hiện số.
- Các dây dẫn.
- Chiếc xe nhỏ có gắn tấm cản quang.
- Quả nặng.
- Ròng rọc (gắn cố định ở mép bàn).
- Sợi dây chỉ (để nối xe với quả nặng).
2. Học sinh: 
- Dụng cụ học tập, học bài cũ, đọc trước bài mới, kẻ sẵn bảng 10.1 vào vở.
III. Tiến trình dạy học
TIẾT 1
1. Hoạt động 1: Mở đầu (Xác định vấn đề học tập là tính tốc độ của một hoạt động bằng hai phương pháp)
a) Mục tiêu: 
- Giúp học sinh xác định được vấn đề cần học tập là tính tốc độ của một hoạt động bằng hai phương pháp.
b) Nội dung:
- Giáo viên cho học sinh quan sát chuyển động của xe đạp trên đường đi và yêu cầu học sinh nêu các phương pháp dùng để tính tốc độ xe đạp. 
- Học sinh thực hiện nhiệm vụ cá nhân nêu các phương pháp dùng để tính tốc độ xe đạp.
c) Sản phẩm: Học sinh có thể có các giải pháp sau: 
- Đo quãng đường rồi đo thời gian và tính tốc độ.
- Dùng máy móc để đo tốc độ.
d) Tổ chức thực hiện:
Hoạt động của giáo viên và học sinh
Nội dung
*Chuyển giao nhiệm vụ học tập
- GV trình chiếu hình ảnh và yêu cầu học sinh quan sát thực hiện cá nhân theo yêu cầu.
*Thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS hoạt động cá nhân theo yêu cầu của GV. 
- GV:Theo dõi và bổ sung khi cần.
*Báo cáo kết quả và thảo luận
- GV gọi ngẫu nhiên học sinh trình bày đáp án, mỗi HS trình bày 1 nội dung, những HS trình bày sau không trùng nội dung với HS trình bày trước. 
*Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ
- Học sinh nhận xét, bổ sung, đánh giá:
- Giáo viên nhận xét, đánh giá: 
àGV định hướng cho HS lần lượt khảo sát các phương pháp trên trong bài học này.
Bài 10: ĐO TỐC ĐỘ
2. Hoạt động 2: Hình thành kiến thức mới 
Hoạt động 2.1: Đo tốc độ bằng đồng hồ bấm giây
a) Mục tiêu: 
- Hiểu được muốn đo tốc độ chuyển động, ta phải đo quãng đường vật đã đi và thời gian thực hiện chuyển động đó.
- Biết cách sử dụng đồng hồ bấm giây.
b) Nội dung: 
- Thông qua việc thực hiện thí nghiệm Hình 10.1 GV hướng dẫn để HS trả lời câu hỏi thảo luận 1,2 và luyện tập hoàn thành kết quả theo mẫu Bảng 10.1 trong SGK	
c) Sản phẩm: Đáp án của HS, có thể:
1. Hãy sắp xếp các thao tác theo thứ tự đúng khi sử dụng đồng hồ bấm giây đo thời gian.
a) Nhấn nút RESET để đưa đồng hồ bấm giây về số 0.
b) Nhấn nút STOP khi kết thúc đo.
c) Nhấn nút START để bắt đầu đo thời gian.
a) à c) à b).
Luyện tập
* Tiến hành đo tốc độ của chiếc xe đồ chơi bằng đồng hồ bấm giây và hoàn thành bảng kết quả theo mẫu Bảng 10.1.
2. Khi dùng đồng hồ bấm giây để đo tốc độ của xe đồ chơi trong thí nghiệm, em gặp những khó khăn gì?
- Đồng hồ bấm giây cơ học thông thường có độ chính xác đến 0,1 s, nghĩa là nó không thể đo những khoảng thời gian dưới 0,1 s.
- Luôn có sự chậm trễ giữa việc mắt quan sát thấy hiện tượng và tay ấn nút trên đồng hồ bấm giây cơ học, dù là với người sử dụng nhanh nhẹn và thành thạo. Đối với những khoảng thời gian phải đo rất nhỏ, độ trễ này là sự sai lệch rất lớn.
d) Tổ chức thực hiện:
Hoạt động của giáo viên và học sinh
Nội dung
*Chuyển giao nhiệm vụ học tập
- GV tổ chức hoạt động theo nhóm.
- GV hướng dẫn.
- Các nhóm bố trí thí nghiệm như SGK.
- GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi thảo luận 1,2 và luyện tập hoàn thành kết quả theo mẫu Bảng 10.1 trong SGK.
*Thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS nêu yêu cầu về dụng cụ cần đo quãng đường vật đã đi và thời gian vật thực hiện chuyển động đó: quãng đường vật đã đi có thể đo bằng thước, thời gian có thể đo bằng đồng hồ.
- Tiến hành trả lời câu hỏi thảo luận 1,2 và luyện tập.
*Báo cáo kết quả và thảo luận
- Các nhóm tiến hành dùng đồng hồ bấm giây để xác định tốc độ của vật và ghi kết quả theo mẫu Bảng 10.1 trong SGK.
- Các nhóm so sánh kết quả, trao đổi, nêu những khó khăn phát sinh khi dùng đồng hồ bấm giây để chuẩn bị cho nội dung tiếp theo.
- GV gọi ngẫu nhiên nhóm học sinh trình bày đáp án, mỗi nhóm HS trình bày 1 nội dung, những nhóm HS trình bày sau không trùng nội dung với nhóm HS trình bày trước. 
*Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ
- Học sinh nhận xét, bổ sung, đánh giá:
- Giáo viên nhận xét, đánh giá:
Từ các phát biểu của HS, GV dẫn dắt để đi đến kết luận: cần một đồng hồ loại khác để đo thời gian chính xác hơn.
1. ĐO TỐC ĐỘ BẰNG ĐỒNG HỒ BẤM GIÂY
Để đo tốc độ người ta cần đo quãng đường s vật đi được (bằng thước) và thời gian chuyển động t của vật (bằng đồng hồ bấm giây).
TIẾT 2
Hoạt động 2.2: Đo tốc độ bằng đồng hồ đo thời gian hiện số dùng cổng quang điện
a) Mục tiêu: 
- Mô tả được sơ lược cách đo tốc độ bằng đồng hồ đo thời gian hiện số dùng cổng quang điện.
b) Nội dung: 
- Thông qua quan sát tranh ảnh hoặc dụng cụ thực tế, GV hướng dẫn HS đọc nội dung mô tả trong SGK (hoặc tư liệu trình chiếu của GV) từ đó mô tả được sơ lược cách đo tốc độ bằng đồng hồ đo thời gian hiện số dùng cổng quang điện.
c) Sản phẩm: Đáp án của HS, có thể:
Theo em, cách đo tốc độ của vật chuyển động bằng cổng quang điện có ưu điểm gì so với cách đo bằng đồng hồ bấm giây?
- Đồng hồ đo thời gian hiện số có thể đo thời gian chính xác đến 1 ms (0,001 s).
- Các kết quả đo bằng cổng quang điện luôn gần bằng nhau trong khi đo bằng đồng hồ bấm giây thường có sai lệch trong những lần đo khác nhau.
d) Tổ chức thực hiện:
Hoạt động của giáo viên và học sinh
Nội dung
*Chuyển giao nhiệm vụ học tập
Nếu có đủ điều kiện thì sẽ tổ chức hoạt động theo nhóm.
Trong trường hợp chỉ có một bộ thiết bị, GV sẽ làm thí nghiệm, cả lớp quan sát:
- Trước tiên, từ kết quả dùng đồng hồ bấm giây, GV đặt vấn đề phải đo tốc độ trong trường hợp vật chuyển động rất nhanh, hoặc phép đo đòi hỏi độ chính xác rất cao mà đồng hồ bấm giây và thời gian phản ứng của con người khi sử dụng đồng hồ không đáp ứng được, từ đó hướng tới giải pháp sử dụng cổng quang điện kết nối với đồng hồ điện tử đo thời gian hiện số.
- GV tiến hành bố trí thiết bị như hình vẽ.
- Tiến hành đo và đọc kết quả.
- Tiến hành tổ chức cho HS thảo luận câu hỏi 3
*Thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS quan sát thao tác của GV, ghi chép kết quả, thảo luận câu hỏi 3.
*Báo cáo kết quả và thảo luận
 GV gọi ngẫu nhiên 1 HS trình bày đáp án, các HS còn lại theo dõi và nhận xét bổ sung (nếu có).
*Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ
- Học sinh nhận xét, bổ sung, đánh giá:
- Giáo viên nhận xét, đánh giá:
Sau khi HS trả lời câu hỏi này, GV dẫn dắt HS đi tới kết luận như nội dung ghi nhớ SGK.
2. ĐO TỐC ĐỘ BẰNG ĐỒNG HỒ ĐO THỜI GIAN HIỆN SỐ DÙNG CỔNG QUANG ĐIỆN
Để đo tốc độ của một vật diễn ra trong một khoảng thời gian ngắn, người ta thường dùng cổng quang điện kết nối với đồng hồ đo thời gian hiện số thay cho đồng hồ bấm giây.
Kết luận: Để đo thời gian, nhằm xác định tốc độ của một vật chuyển động ta sử dụng đồng hồ bấm giây hoặc đồng hồ đo thời gian hiện số dùng cổng quang điện.
TIẾT 3
3. Hoạt động 3: Luyện tập
a) Mục tiêu:
- Hệ thống được một số kiến thức đã học.
- Vận dụng kiến thức để làm được một số bài tập trong bài học.
b) Nội dung:
- HS thực hiện cá nhân phần “Em đã học được trong giờ học” trên phiếu học tập
- HS tóm tắt nội dung bài học bằng sơ đồ tư duy.
- Làm bài tập luyện tập cá nhân và theo nhóm.
c) Sảnphẩm:
- HS trình bày quan điểm cá nhân về đáp án trên phiếu học tập 
- Sản phẩm học tập của cá nhân, của nhóm.
d) Tổ chức thực hiện:
Hoạt động của giáo viên và học sinh
Nội dung
*Chuyển giao nhiệm vụ học tập
- GV yêu cầu HS thực hiện cá nhân phần “Em đã học được trong giờ học” trên phiếu học tập KWL và tóm tắt nội dung bài học dưới dạng sơ đồ tư duy vào vở ghi.
*Thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS thực hiện theo yêu cầu của giáo viên.
*Báo cáo kết quả và thảo luận
- GV gọi ngẫu nhiên 3 HS lần lượt trình bày ý kiến cá nhân.
*Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ
- GV nhấn mạnh nội dung bài học bằng sơ đồ tư duy trên bảng.
4. Hoạt động 4: Vận dụng
a) Mục tiêu: 
- Phát triển năng lực tự học và năng lực tìm hiểu đời sống.
b) Nội dung:
- Nêu một số ví dụ để minh hoạ sự cần thiết của việc đo tốc độ trong cuộc sống.
- Có thể sử dụng đồng hồ đo thời gian hiện số dùng cổng quang điện để:
+ Đo thời gian rơi của một vật.
+ Đo chuyển động qua lại (dao động).
c) Sản phẩm: 
- Ví dụ để minh hoạ sự cần thiết của việc đo tốc độ trong cuộc sống.
- Sử dụng đồng hồ đo thời gian hiện số dùng cổng quang điện để:
+ Đo được thời gian rơi của một vật.
+ Đo được chuyển động qua lại (dao động).
d) Tổ chức thực hiện:
Hoạt động của giáo viên và học sinh
Nội dung
*Chuyển giao nhiệm vụ học tập
- Yêu cầu mỗi nhóm HS:
+ Nêu một số ví dụ để minh hoạ sự cần thiết của việc đo tốc độ trong cuộc sống.
+ Sử dụng đồng hồ đo thời gian hiện số dùng cổng quang điện để:
. Đo thời gian rơi của một vật.
. Đo chuyển động qua lại (dao động).
*Thực hiện nhiệm vụ học tập
- Các nhóm HS thực hiện theo nhóm làm ra sản phẩm.
*Báo cáo kết quả và thảo luận
- Sản phẩm của các nhóm.
*Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ
- Giao cho học sinh thực hiện ngoài giờ học trên lớp và nộp sản phẩm vào tiết sau.
Câu hỏi và đáp án phần luyện tập
Trắc nghiệm
Câu 1. Muốn xác định tốc độ chuyển động của một vật, ta phải biết
A. quãng đường vật đi được và hướng chuyển động của vật.
B. quãng đường vật đi được và thời điểm vật xuất phát.
C. quãng đường vật đi được và thời gian vật đi hết quãng đường đó.
D. thời điểm xuất phát và hướng chuyển động của vật.
Đáp án: C
Câu 2. Một đoàn tàu đi hết quãng đường 550 km từ ga A đến ga B trong khoảng thời gian 11 giờ. Tốc độ chuyển động của đoàn tàu này bằng
A. 60 km/h.
B. 75 km/h.
C. 40 km/h.
D. 55 km/h.
Đáp án: D
Câu 3. Một HS rời nhà lúc 6 giờ 15 phút và đi xe máy điện đến trường với tốc độ 14 km/h. Biết nhà HS cách trường 3,5 km. Như vậy, HS này sẽ tới trường lúc
 A. 6 giờ 30 phút.
 B. 6 giờ 38 phút.
 C. 6 giờ 45 phút.
 D. 7 giờ.
 Đáp án: C
Câu 4. Khi khai thác đồ thị quãng đường – thời gian, ta sẽ biết
A. thời gian chuyển động của vật.
B. tốc độ chuyển động của vật.
C. quãng đường vật đi được.
D. tất cả các đại lượng trên.
Đáp án: D
Câu 5. Cảnh sát giao thông thường sử dụng thiết bị gì để xác định tốc độ của các phương tiện đang lưu thông trên đường?
 A. Đồng hồ bấm giây.
B. Cổng quang điện.
C. Thiết bị cảm biến chuyển động.
 D. Thiết bị “bắn tốc độ”.
Đáp án : D
Tự luận
Câu 1. a) Để xác định tốc độ của một vật đang chuyển động, ta cần biết những
thông tin gì?
 b) Lập kế hoạch và tiến hành đo tốc độ chuyển động của một xe đồ chơi chạy pin. Yêu cầu nêu rõ: dụng cụ đo, cách tiến hành và báo cáo kết quả.
(HS hoạt động nhóm)
Câu 2. Hình dưới đây mô tả một cách đo tốc độ chảy của dòng nước bằng vật nổi. a) Em cần những dụng cụ nào để thực hiện phép đo này? 
b) Mô tả cách đo tốc độ chảy của dòng nước.
(HS hoạt động nhóm)
Câu 3. Trong một thí nghiệm đo tốc độ của xe đồ chơi chạy pin, khi cho xe chạy qua hai cổng quang điện cách nhau 20 cm thì thời gian xe chạy qua hai cổng quang điện được hiển thị trên đồng hồ là 1,02 s. Tính tốc độ chuyển động của xe.
Đáp án: 0,2 m/s
Câu 4. Bảng dưới đây cho biết thông tin về thành tích bơi ở cự li 50 m của một số nữ vận động viên quốc tế.
a) Tính tốc độ bơi của các vận động viên. 
b) Để đo tốc độ bơi của một người, em cần những dụng cụ gì?
Câu 5. Để đo tốc độ gió, người ta chỉ cần một chong chóng gió và một đồng hồ bấm giây. Bằng cách đo số vòng quay của chong chóng trong một khoảng thời gian nhất định, người ta có thể tính ra tốc độ gió.
a) Hãy trình bày cách tính tốc độ gió.
 b) Trong một lần đo với chong chóng gió có bán kính 60 cm, người ta đếm được chong chóng quay 20 vòng trong thời gian 4,2 s. Tính tốc độ gió.
Đáp án
Cách tính tốc độ gió:
 – Đồng hồ bấm giây cho biết thời gian t. 
– Quãng đường s mà đầu cánh chong chóng đi được trong khoảng thời gian t được xác định như sau: 
 s = số vòng × chu vi mỗi vòng = số vòng × 2 × bán kính chong chóng × 3,14
 – Tốc độ gió được tính bằng công thức: v= s/t
v = st = 20. 2.0,6.3,144,2 ≈18m/s
Hướng dẫn về nhà
Tóm tắt lại bằng sơ đồ tư duy cách đo tốc độ của một vật
Làm bài tập: 10.2; 10.4; 10.8; 10.10 (SBT trang 31; 32; 33)