Thuyền buồm chạy trên đất

• Xem lại tài liệu học tập trực tuyến dành cho học sinh. Sử dụng máy chiếu để chia sẻ tài liệu này với học sinh trong suốt bài học.
• Đảm bảo rằng bạn đã trình bày ba định luật về chuyển động của Newton trong bài học trước đó.
• Xem xét khả năng và kiến thức của tất cả học sinh. Phân hóa bài học để mọi học sinh đều dễ dàng tiếp cận. Xem phần Phân hóa bên dưới để biết các gợi ý.
• Đặt các quạt trước thuyền buồm trên sàn nhà, cách mỗi thuyền buồm ít nhất 3 yard (1 yard = 0,91m) để thuyền buồm chạy trên mặt đất có đủ chỗ để di chuyển. Sử dụng một dải băng dính để đánh dấu vị trí xuất phát ở phía trước mỗi quạt (vuông góc với quạt).

• Xem video của học sinh ở đây hoặc truy cập video qua tài liệu trực tuyến dành cho học sinh.

• Dẫn dắt cuộc thảo luận nhanh về lực làm cho thuyền buồm chạy trên mặt đất di chuyển.
• Đặt các câu hỏi, như:
  • Các em thấy có lực nào tham gia vào chuyển động của thuyền buồm và diều trong video? (kéo/đẩy)
    -Lực nào làm cho thuyền buồm di chuyển? (Đó là lực đẩy của gió.)
• Thuyền buồm không hoạt động trong những tình huống nào? (Nếu gió thổi thẳng về phía thuyền buồm, thuyền buồm không thể chạy thẳng về phía gió thổi.)
• Giải thích với học sinh rằng các em sẽ lắp ráp thuyền buồm chạy trên đất, và tìm hiểu cách sức gió có thể thay đổi chuyển động của thuyền buồm như thế nào.

• Yêu cầu học sinh thực hành theo cặp để lắp ráp mô hình thuyền buồm chạy trên mặt đất. Yêu cầu học sinh thay phiên nhau, một học sinh tìm những viên gạch xếp hình, còn học sinh kia lắp ráp, đổi vai cho nhau sau khi thực hiện xong mỗi bước.
• Bạn có thể tìm nội dung hỗ trợ lắp ráp trong phần Mẹo dưới đây.
• Hướng dẫn học sinh xem ba thử nghiệm trong tài liệu học tập dành cho học sinh và phân phát Phiếu học tập của học sinh (Hỗ trợ giáo viên - Tài nguyên bổ sung).

Thử nghiệm 1: Theo hướng gió thổi

• Yêu cầu học sinh đặt những chiếc thuyền buồm chạy trên đất tại vạch xuất phát, theo hướng ra xa quạt.
• Yêu cầu học sinh bật quạt và để cho thuyền buồm chạy trên đất chạy về phía chiều gió thổi (hướng ra xa quạt) và quan sát chuyển động của thuyền buồm. Để tối ưu hóa chuyển động của thuyền buồm chạy trên đất, học sinh có thể điều chỉnh góc cánh buồm bằng cách xoay bánh răng nhỏ. Cũng có thể di chuyển các ống lót màu đỏ để thay đổi hình dạng của cánh buồm.
• Thử thách học sinh tìm góc buồm và hình dạng buồm tốt nhất để làm cho thuyền buồm chạy trên đất đi được khoảng cách xa nhất.
• Yêu cầu học sinh ghi lại góc và hình dạng tốt nhất trên Phiếu học tập.

Thử nghiệm 2: Gió ngang

• Yêu cầu học sinh đặt thuyền buồm chạy trên đất tại vạch xuất phát theo hướng vuông góc, vuông góc 90 độ với quạt.
• Yêu cầu học sinh bật quạt để xem thuyền buồm chạy trên đất có di chuyển về một bên của quạt không. (Học sinh sẽ phải điều chỉnh góc của cánh buồm một lần nữa để tối ưu hóa chuyển động của thuyền buồm chạy trên đất.)
• Thử thách học sinh tìm góc buồm tốt nhất, và ghi lại kết quả trên bảng tính.

Thử nghiệm 3: Ngược chiều gió

• Yêu cầu học sinh đặt thuyền buồm chạy trên đất ra khỏi vạch xuất phát một chút và hướng về phía quạt để xem góc buồm nào có thể làm cho thuyền buồm chạy trên đất chạy "ngược gió" hướng về phía gió thổi. Học sinh có thể sử dụng công cụ đo góc từ bộ công cụ học tập để đo góc ngược gió của thuyền buồm chạy trên đất so với vạch. Nếu điều chỉnh đúng, học sinh sẽ có thể làm cho thuyền buồm chạy trên đất chạy ngược chiều gió, nhưng không chạy thẳng về phía gió thổi.

• Tập hợp học sinh lại để đánh giá và thảo luận về thử nghiệm.
• Đặt các câu hỏi, như:
  • Góc tốt nhất cho mỗi thử nghiệm là gì?
  • Có giới hạn gì? (Quá nhiều gió ở sai góc có thể làm cho thuyền buồm chạy trên đất bị lật. Đó là lý do tại sao thuyền buồm "cuốn mép" buồm lại để giảm diện tích bề mặt cánh buồm, do đó, thuyền sẽ không bị gió thổi lật úp.)
  • Tại sao thuyền buồm chạy trên đất không thể chạy ngược gió quá 45 độ (về phía quạt)? (Tổng của các véc tơ lực tác động lên xe đẩy thuyền theo hướng gió thổi.)

• Nếu có đủ thời gian, hãy giải thích chi tiết các lực tham gia (véc tơ lực).
• Dành thời gian cho học sinh tháo rời các mô hình của mình, sắp xếp các viên gạch trở lại khay, và dọn dẹp chỗ thực hành của các em.

• Cung cấp thông tin phản hồi về kết quả của mỗi học sinh.
• Dẫn dắt quá trình tự đánh giá.
• Sử dụng các bảng đánh giá được cung cấp để đơn giản hóa quy trình.

Danh sách kiểm tra những mục cần quan sát

• Đo lường mức độ thành thạo của học sinh trong việc mô tả cách các lực khác nhau có thể thay đổi chuyển động của vật.
• Tạo một thang đo phù hợp với nhu cầu của các em. Ví dụ:
  1. Cần hỗ trợ thêm
  2. Có thể làm việc độc lập
  3. Có thể hướng dẫn người khác

Tự đánh giá

• Yêu cầu mỗi học sinh lựa chọn một viên gạch xếp hình mà trẻ cảm thấy phù hợp nhất với kết quả của mình:
  • Màu xanh lá cây: Tôi có thể trình bày cách một lực vô hình có thể thay đổi chuyển động của một vật khi được trợ giúp.
  • Màu xanh dương: Tôi biết tôi có thể trình bày cách một lực vô hình có thể thay đổi chuyển động của một vật.
  • Màu tím: Tôi có thể trình bày và giải thích cách một lực vô hình có thể thay đổi chuyển động của một vật.

Phản hồi từ bạn bè

• Khuyến khích học sinh đánh giá bạn bè bằng cách:
  • Sử dụng thang đo bằng gạch ở trên để ghi lại kết quả của nhau
  • Trình bày ý tưởng của học sinh và đưa ra ý kiến phản hồi mang tính xây dựng

Mẹo về mô hình

• Cho các nhóm bắt đầu thử nghiệm ngay sau khi các em lắp ráp xong. Các em sẽ thay phiên nhau điều chỉnh buồm để đảm bảo rằng mọi người đều có cơ hội thử nghiệm mô hình.
• Chọn MỘT thiết lập tốc độ quạt cho tất cả các thử nghiệm. Bất kỳ tốc độ nào cũng được.
• Nếu quạt quá lớn hoặc quá mạnh, hãy thử di chuyển quạt lùi ra xa vạch xuất phát. Các em cũng có thể sử dụng một đồ vật để chặn một số luồng gió của quạt.
• Nếu quạt quá nhỏ, hãy di chuyển quạt về gần hơn mô hình hoặc thử di chuyển quạt bằng tay, theo hướng mô hình.

Đơn giản hóa bài học này bằng cách:

• Yêu cầu học sinh đặt buồm ở góc 90 độ cho mỗi thử nghiệm

Tăng độ khó bằng cách:

• Khuyến khích học sinh điều chỉnh hình dạng của cánh buồm tam giác
• Thử thách học sinh tìm cách làm cho thuyền buồm chạy trên đất di chuyển ngược chiều gió

(Lưu ý: Hoạt động này sẽ cần thêm thời gian.)
Để kết hợp việc phát triển kỹ năng toán học, hãy yêu cầu học sinh đặt thuyền buồm chạy trên đất một góc 60 độ so với vạch xuất phát, và đo khoảng cách đi được bằng cách đếm số vòng bánh xe sau đi được trước khi thuyền buồm dừng lại. Học sinh có thể sử dụng góc và khoảng cách đi được để tính toán diện tích tam giác đã được tạo ra.

Đường kính bánh xe sau = 43,2 mm
Chu vi của bánh xe = (π x D = C)