Kế hoạch bài dạy STEM Vật lý 10: Chế tạo tên lửa nước

Kế hoạch bài dạy STEM Vật lý 10: Chế tạo tên lửa nước
Dự án học tập STEM "Chế tạo tên lửa nước" áp dụng kiến thức Định luật bảo toàn động lượng (Vật lý 10). Học sinh được tìm hiểu về hệ kín, phân biệt va chạm đàn hồi và va chạm mềm, đồng thời vận dụng kĩ năng thiết kế mô hình thực tế từ chai nhựa và bệ phóng khí nén.

I. Mục tiêu bài học và Học liệu

1. Năng lực Vật lý:

  • Hiểu rõ khái niệm hệ kín (hệ cô lập) và điều kiện áp dụng gần đúng trong thực tế.
  • Phát biểu và viết được biểu thức của định luật bảo toàn động lượng: \[ \vec{p} = \vec{p}_1 + \vec{p}_2 + ... + \vec{p}_n = \text{không đổi} \]
  • Phân biệt sự khác nhau giữa va chạm đàn hồi và va chạm mềm dựa trên sự thay đổi của động lượng và động năng.

2. Thiết bị & Dụng cụ: Chuẩn bị bệ phóng, chai nhựa Coca-Cola 1.5L, ống nhựa PVC, van xe đạp, bơm nén khí, phần mềm mô phỏng PhET Collision Lab.

II. Phiếu học tập và Kiến thức trọng tâm

Phiếu học tập 1 (Va chạm đàn hồi): Tiến hành mô phỏng trên PhET với hai viên bi có cùng khối lượng \( m_1 = m_2 = 1\text{ kg} \). Bi 1 chuyển động với vận tốc \( v_1 = 2\text{ m/s} \), Bi 2 chuyển động ngược chiều với vận tốc \( v_2 = -3\text{ m/s} \).

Phiếu học tập 2 (Va chạm mềm): Vật 1 có khối lượng \( m_1 = 2\text{ kg} \) chuyển động với vận tốc \( v_1 = 3\text{ m/s} \) đến va chạm mềm với vật 2 có khối lượng \( m_2 = 2\text{ kg} \) đang đứng yên.

Kết quả phân tích từ mô phỏng:

1. Va chạm đàn hồi: Sau va chạm, hai vật tách rời nhau. Tổng động lượng và tổng động năng của hệ được bảo toàn:

\[ m_1 \vec{v}_1 + m_2 \vec{v}_2 = m_1 \vec{v}'_1 + m_2 \vec{v}'_2 \]\[ \frac{1}{2}m_1 v_1^2 + \frac{1}{2}m_2 v_2^2 = \frac{1}{2}m_1 v_1'^2 + \frac{1}{2}m_2 v_2'^2 \]

2. Va chạm mềm: Sau va chạm, hai vật dính vào nhau và chuyển động cùng vận tốc \( v' = 1{,}5\text{ m/s} \). Tổng động lượng của hệ bảo toàn nhưng động năng của hệ bị biến đổi (giảm đi do chuyển thành nhiệt năng/biến dạng):

\[ m_1 \vec{v}_1 + m_2 \vec{v}_2 = (m_1 + m_2)\vec{v}' \]

Tải về file word đầy đủ


[Download file .DOCX]
Dự án học tập STEM "Chế tạo tên lửa nước" áp dụng kiến thức Định luật bảo toàn động lượng (Vật lý 10). Học sinh được tìm hiểu về hệ kín, phân biệt va chạm đàn hồi và va chạm mềm, đồng thời vận dụng kĩ năng thiết kế mô hình thực tế từ chai…
Xem thêm »

Giáo án STEM Bài 17: Máy phát điện xoay chiều môn Vật lý 12

Giáo án STEM Bài 17: Máy phát điện xoay chiều môn Vật lý 12
Tóm tắt nội dung Bài 17 - Máy phát điện xoay chiều: Phương pháp tạo dòng điện xoay chiều dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ, biểu thức đại số của suất điện động và cường độ dòng điện, các đại lượng đặc trưng (tần số, chu kỳ, giá trị hiệu dụng), cấu tạo hai bộ phận chính (phần cảm và phần ứng) cùng quy tắc an toàn điện trong thực tiễn.

1. Kiến thức cốt lõi về Dòng điện xoay chiều

  • Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều: Cho khung dây quay đều trong từ trường đều hoặc cho nam châm quay đều trước cuộn dây để tạo ra từ thông biến thiên điều hòa qua khung.
  • Suất điện động cảm ứng: \( e = E_0 \cos(\omega t + \varphi) \)
  • Chu kì và Tần số: \( T = \frac{2\pi}{\omega} \), \( f = \frac{1}{T} = \frac{\omega}{2\pi} \)
  • Biểu thức cường độ dòng điện: \( i = I_0 \cos(\omega t + \varphi_i) \)
  • Giá trị hiệu dụng: \( I = \frac{I_0}{\sqrt{2}} \), \( U = \frac{U_0}{\sqrt{2}} \)

2. Cấu tạo và Nguyên tắc của Máy phát điện xoay chiều

Máy phát điện xoay chiều gồm hai bộ phận chính:

  • Phần cảm: Tạo ra từ trường (thường là nam châm vĩnh cửu hoặc nam châm điện).
  • Phần ứng: Các cuộn dây dẫn tạo ra dòng điện cảm ứng.
  • Một trong hai phần đứng yên gọi là stato, phần còn lại quay gọi là rôto. Dùng cổ góp gồm vành khuyên và chổi quét để đưa dòng điện ra ngoài nếu phần ứng quay.

3. Phiếu học tập & Câu hỏi thảo luận

Câu hỏi 1: Hãy xác định biểu thức từ thông, suất điện động cực đại và nêu cách thay đổi suất điện động cảm ứng cực đại trong khung dây.

Câu hỏi 2: Cách phân biệt giá trị cực đại và giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện xoay chiều?

Lời giải / Đáp án:

  • Biểu thức từ thông: \( \Phi = B S \cos(\omega t) \). Suất điện động cực đại: \( E_0 = N B S \omega \). Để thay đổi \( E_0 \), ta thay đổi tốc độ quay \( \omega \), cảm ứng từ \( B \), diện tích \( S \) hoặc số vòng dây \( N \).
  • Giá trị cực đại \( I_0 \) là giá trị lớn nhất mà cường độ dòng điện đạt được trong mỗi chu kỳ. Giá trị hiệu dụng \( I = \frac{I_0}{\sqrt{2}} \) là đại lượng có giá trị bằng cường độ của một dòng điện một chiều sao cho khi chạy qua cùng một điện trở R thì tỏa ra nhiệt lượng tương đương trong cùng thời gian.

Tải về file word đầy đủ


[Download file .DOCX]
Tóm tắt nội dung Bài 17 - Máy phát điện xoay chiều: Phương pháp tạo dòng điện xoay chiều dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ, biểu thức đại số của suất điện động và cường độ dòng điện, các đại lượng đặc trưng (tần số, chu kỳ, giá trị hiệu dụng), cấ…
Xem thêm »

Giáo án STEM Vật lý 12: Chủ đề Máy phát điện Xanh chuẩn nhất

Giáo án STEM Vật lý 12: Chủ đề Máy phát điện Xanh chuẩn nhất

Tóm tắt dự án STEM: Chủ đề Máy phát điện Xanh hướng dẫn học sinh vận dụng hiện tượng cảm ứng điện từ để thiết kế, chế tạo mô hình tạo ra năng lượng điện sạch. Dự án góp phần phát triển toàn diện các năng lực chung, năng lực đặc thù môn Vật lý và nâng cao ý thức trách nhiệm bảo vệ môi trường.

THÔNG TIN CHUNG

Giáo viên: Hoàng Thị Hồng Thủy

Đơn vị: Trường THPT số 1 Lê Lợi

Giáo án môn: Vật lí 12

Ngày soạn: 20/01/2026

STEM: MÁY PHÁT ĐIỆN “XANH”

I. MỤC TIÊU

1. Kiến thức

  • Nêu được nguyên lí hoạt động và cấu tạo cơ bản của máy phát điện xoay chiều.
  • Hiểu được cách ứng dụng hiện tượng cảm ứng điện từ để tạo ra dòng điện xoay chiều.
  • Nhận thức được vai trò của nguồn năng lượng tái tạo trong bảo vệ môi trường.

2. Năng lực

a. Năng lực chung

  • Năng lực tự chủ và tự học: Chủ động, tích cực tìm hiểu các nội dung kiến thức liên quan đến máy phát điện xoay chiều và năng lượng tái tạo. Biết vận dụng kiến thức để giải thích nguyên lí hoạt động và ứng dụng thực tiễn của máy phát điện.
  • Năng lực giao tiếp và hợp tác: Phối hợp với các thành viên trong nhóm để đạt mục tiêu thiết kế và chế tạo mô hình máy phát điện. Đánh giá mức độ đạt được mục tiêu của bản thân, nhóm mình và nhóm khác. Rút kinh nghiệm và góp ý hiệu quả cho từng thành viên trong nhóm.
  • Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo:
    • Xác định và phân tích vấn đề: Hiểu được mối liên hệ giữa kiến thức lí thuyết về cảm ứng điện từ và các ứng dụng thực tế trong việc tạo ra năng lượng sạch.
    • Đề xuất, lựa chọn giải pháp: Phát triển các ý tưởng sáng tạo nhằm thiết kế mô hình máy phát điện, lựa chọn phương án tối ưu dựa trên tiêu chí hiệu quả và tính khả thi.
    • Thực hiện và tổ chức: Lập kế hoạch chi tiết để triển khai dự án, linh hoạt điều chỉnh khi cần thiết và đánh giá hiệu quả của các hoạt động.
    • Tư duy phản biện: Đặt câu hỏi có giá trị, kiểm chứng thông tin một cách khách quan, không thiên vị. Đưa ra những lập luận có cơ sở và xem xét lại quan điểm khi cần thiết.

b. Năng lực đặc thù môn khoa học tự nhiên:

  • Nhận thức vật lí:
    • Nêu được cấu tạo và nguyên lí hoạt động của máy phát điện.
    • Hiểu các kiến thức liên quan đến hiện tượng cảm ứng điện từ và cách chúng được ứng dụng để tạo ra dòng điện xoay chiều.
  • Khám phá thế giới tự nhiên qua góc nhìn vật lí: Ứng dụng các kiến thức đã học để giải thích cơ chế hoạt động của máy phát điện xanh, từ đó nhận thức rõ hơn về sự kết hợp giữa vật lí và thực tiễn đời sống.
  • Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học: Sử dụng kiến thức và kĩ năng đã học để chế tạo mô hình máy phát điện sử dụng năng lượng tái tạo như nước, gió hoặc cơ học. Đánh giá hiệu quả của sản phẩm dựa trên các tiêu chí như mức điện năng tạo ra, độ thân thiện với môi trường, và khả năng ứng dụng thực tiễn.

3. Phẩm chất

  • Chăm chỉ: Luôn tích cực tìm tòi, nghiên cứu và không ngừng sáng tạo trong quá trình học tập và thực hiện dự án.

Xem và tải tài liệu đầy đủ


[Tải về file PDF]
Tóm tắt dự án STEM: Chủ đề Máy phát điện Xanh hướng dẫn học sinh vận dụng hiện tượng cảm ứng điện từ để thiết kế, chế tạo mô hình tạo ra năng lượng điện sạch. Dự án góp phần phát triển toàn diện các năng lực chung, năng lực đặc thù môn Vật lý và …
Xem thêm »

Giáo án STEM Bài 24: Nguồn điện - Vật lý 11 (file word)

Giáo án KHBD STEM Bài 24: Nguồn điện - Vật lý 11

Tóm tắt kiến thức trọng tâm Bài 24: Nguồn điện

  • Nguồn điện: Thiết bị dùng để tạo ra và duy trì hiệu điện thế nhằm duy trì dòng điện trong mạch.
  • Suất điện động (\(\mathcal{E}\)): Đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện: \(\mathcal{E} = \frac{A}{q}\) (Đơn vị: Vôn - V).
  • Điện trở trong (\(r\)): Điện trở của bản thân nguồn điện. Mối liên hệ giữa hiệu điện thế mạch ngoài và suất điện động: \(U_N = I \cdot R_N = \mathcal{E} - I \cdot r\).

1. Mục tiêu và Tiến trình dạy học

Năng lực cốt lõi: Hiểu được khái niệm nguồn điện, định nghĩa suất điện động, giải thích ảnh hưởng của điện trở trong lên hiệu điện thế hai cực của nguồn điện. So sánh suất điện động và hiệu điện thế.

Hoạt động STEM: Ứng dụng kiến thức nguồn điện để thiết kế và chế tạo sản phẩm đèn ngủ từ nguồn điện củ, quả (chanh, táo, cà chua,...).

2. Đáp án Phiếu bài tập Luyện tập

Câu1234567
Đáp ánCACADDC

Tải về file word đầy đủ


[Download file .DOCX]
Tóm tắt kiến thức trọng tâm Bài 24: Nguồn điện Nguồn điện: Thiết bị dùng để tạo ra và duy trì hiệu điện thế nhằm duy trì dòng điện trong mạch. Suất điện động (\(\mathcal{E}\)): Đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện: \(\ma…
Xem thêm »