HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM - VẬT LÍ 10

BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ THPT

vectorstock.com/28062424

Ths Nguyễn Thanh Tú eBook Collection

XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM - VẬT LÍ 10 NHẰM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ TRUNG HỌC PHỔ THÔNG WORD VERSION | 2021 EDITION ORDER NOW / CHUYỂN GIAO QUA EMAIL TAILIEUCHUANTHAMKHAO@GMAIL.COM Tài liệu chuẩn tham khảo Phát triển kênh bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đơn vị tài trợ / phát hành / chia sẻ học thuật : Nguyen Thanh Tu Group Hỗ trợ trực tuyến Fb www.facebook.com/DayKemQuyNhon Mobi/Zalo 0905779594

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

O

NGUYỄN VĂN NHẤT

FF IC IA L

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

N

XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG

Ơ

GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM - VẬT LÍ 10

H

NHẰM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ

Q

U

Y

N

TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

D

ẠY

KÈ

M

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÍ

HÀ NỘI – 2015

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

O

NGUYỄN VĂN NHẤT

FF IC IA L

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

N

XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG

Ơ

GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM - VẬT LÍ 10

H

NHẰM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ

Y

N

TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

U

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM VẬT LÍ

M

Q

CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC (BỘ MÔN VẬT LÍ) Mã số: 60 14 01 11

D

ẠY

KÈ

Người hướng dẫn khoa học: GS. TS. NGUYỄN QUANG BÁU

HÀ NỘI – 2015

LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy, cô, các cán bộ, nhân viên của trường Đại học Giáo dục, Đại học Quốc Gia Hà Nội đã trang bị cho tôi vốn kiến thức quý báu tôi tiếp tục sự nghiệp sau này.

FF IC IA L

để tôi có thể thực hiện thành công đề tài này, cũng như làm giàu thêm kiến thức để Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS.TS Nguyễn Quang Báu, người đã

tận tình hướng dẫn tôi thực hiện đề tài này. Trong suốt thời gian dài, mặc dù công

việc nghiên cứu giảng dạy của Thầy rất bận rộn, Thầy vẫn dành những khoảng thời gian quý giá để chỉ bảo giúp tôi hoàn thành được đề tài.

O

Trong suốt thời gian thực hiện đề tài này, tôi luôn nhận được sự giúp đỡ, tạo

điều kiện thuận lợi động viên kịp thời của Ban Giám Hiệu cùng tập thể giáo viên tổ

N

Vật Lí, các thầy cô giáo trong hội đồng sư phạm trường THPT Ứng hòa B, huyện

Ơ

Ứng hòa, Hà nội, sự ủng hộ nhiệt tình của tập thể học sinh trường THPT Ứng hòa

Y

N

H

B. Tôi xin chân thành cảm ơn.

Hà Nội, tháng 10 năm 2015

Q

U

Tác giả

D

ẠY

KÈ

M

Nguyễn Văn Nhất

i

NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN Câu hỏi

GD&ĐT

Giáo dục và Đào tạo

GV

Giáo viên

HS

Học sinh

HSG

Học sinh giỏi

SGK

Sách giáo khoa

THCS

Trung học cơ sở

THPT

Trung học phổ thông

TNSP

Thực nghiệm sư phạm

D

ẠY

KÈ

M

Q

U

Y

N

H

Ơ

N

O

FF IC IA L

CH

ii

MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN.............................................................................................................. i

FF IC IA L

NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN .................................................... ii DANH MỤC CÁC BẢNG ....................................................................................... vii

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ.................................................................. viii

MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1 CHƯƠNG 1:

O

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN ……………………………………………….6

N

1.1. Vấn đề bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí .................................................................6

Ơ

1.1.1. Tầm quan trọng của công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí. ..........................6

H

1.1.2. Học sinh giỏi và học sinh giỏi Vật lí. ...............................................................7

N

1.1.3. Những năng lực, phẩm chất cần có của học sinh giỏi. .....................................8 1.1.4. Một số biện pháp bồi dưỡng học sinh giỏi. .....................................................11

U

Y

1.2. Bài tập Vật lí trong dạy học ở trường trung học phổ thông ...............................13

Q

1.2.1. Khái niệm về bài tập Vật lí .............................................................................13 1.2.2. Vai trò tác dụng của Bài tập Vật lí .................................................................13

M

1.2.3. Phân loại bài tập vật lí ....................................................................................15

KÈ

1.2.4. Phương pháp giải bài tập Vật lí ......................................................................17

1.2.5. Hướng dẫn học sinh giải bài tập Vật lí ............................................................22

ẠY

1.2.6. Sử dụng bài tập Vật lí nhằm bồi dưỡng Học sinh giỏi Vật lí ……………….26

D

1.3. Tình hình thực tế công tác bồi dưỡng học sinh giỏi ở trường THPT Ứng Hòa

B.................................................................................................................................28 1.3.1. Đội ngũ giáo viên Vật lí và thành tích của học sinh giỏi Vật lí trường THPT ứng Hòa B..................................................................................................................28 iii

1.3.2. Thực trạng công tác bồi dưỡng học sinh giỏi ở lớp chất lượng cao trường THPT Ứng Hòa B.....................................................................................................28 CHƯƠNG 2:

FF IC IA L

XÂY DỰNG HỆ THÔNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP VẬT LÍ CHƯƠNG ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM- VẬT LÍ 10 NHẰM

BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ THPT ......................................................30

2.1. Nội dung kiến thức chương Động lực học chất điểm ............................. 30 2.1.1. Cấu trúc nội dung chương ..................................................................... 30

O

2.1.2. Phân tích nội dung chương Động lực học chất điểm ............................ 30

N

2.1.3. Mục tiêu dạy học của chương Động lực học chất điểm ....................... 31

Ơ

2.2. Định hướng xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài

H

tập chương Động lực học chất điểm. .............................................................. 34

N

2.2.1. Định hướng xây dựng hệ thống bài tập chương Động lực học chất

Y

điểm… ............................................................................................................. 34

U

2.2.2. Định hướng việc hướng dẫn hoạt động giải hệ thống bài tập chương

Q

Động lực học chất điểm nhằm bồi dưỡng HSG Vật lí .................................... 35

2.3. Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương

M

Động lực học chất điểm –Vật lí 10 nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí. . ... 36

KÈ

2.3.1. Hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương Động lực học chất điểm – Vật lí 10 nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí ..................... 36

ẠY

2.3.2. Phân tích hoạt động hướng dẫn giải bài tập chương Động lực học chất

D

điểm- Vật lí 10................................................................................................. 78

2.3.3. Phần bài tập tự giải............................................................................ 8179 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ............................................................................. 91 iv

3.1. Mục đích, đối tượng, phương pháp và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm ................................................................................................................ 91

FF IC IA L

3.1.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm ..................................................... 91 3.1.2. Đối tượng của thực nghiệm sư phạm .................................................... 91

3.1.3. Nhiệm vụ và phương pháp tiến hành thực nghiệm sư phạm ................ 91

3.1.4. Tiêu chí đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm .................................. 91

3.1.5. Thời gian tiến hành thực nghiệm sư phạm............................................ 92

O

3.2. Tổ chức tiến hành thực nghiệm sư phạm ................................................. 92

N

3.2.1. Lựa chọn lớp thực nghiệm và lớp đối chứng. ....................................... 92

Ơ

3.2.2. Tổ chức dạy học thực nghiệm ............................................................... 93

H

3.3. Phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm .................................................. 93

N

3.3.1. Kết quả định tính ................................................................................... 93

Y

3.3.2. Kết quả định lượng................................................................................ 94

U

3.3.3. Phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm. .............................................. 99

Q

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ............................................................... 102

M

TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................. 104

D

ẠY

KÈ

PHỤ LỤC ...................................................................................................... 106

v

DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1. Bảng phân bố tần số, tần số tích lũy lần kiểm tra thứ 1 ………………94 Bảng 3.2. Bảng so sánh điểm lớp ĐC và TN lần kiểm tra thứ 1 ............................95

FF IC IA L

Bảng 3.3. Bảng phân bố tần số, tần số tích lũy lần kiểm tra thứ 2…………….....96

Bảng 3.4. Bảng so sánh điểm lớp ĐC và TN lần kiểm tra thứ 2 ............................97 Bảng 3.5. Bảng tổng hợp phân loại học sinh theo phổ điểm ……………………97

D

ẠY

KÈ

M

Q

U

Y

N

H

Ơ

N

O

Bảng 3.6. Tổng hợp các tham số đặc trưng ……………………………………....98

vi

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ Hình 3.1. Đồ thị đường tích lũy lần kiểm tra thứ 1…………………………….95 Hình 3.2: Biểu đồ phân loại kết quả kiểm tra thứ 1…………………………….95

FF IC IA L

Hình 3.3. Đồ thị đường tích lũy lần kiểm tra thứ 2………………………….....96

D

ẠY

KÈ

M

Q

U

Y

N

H

Ơ

N

O

Hình 3.4: Biểu đồ phân loại kết quả kiểm tra thứ 2…………………………….97

vii

MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Thực tiễn đổi mới Đất Nước hiện nay đã và đang đặt ra những yêu cầu cao đối

FF IC IA L

với giáo dục:

Trong nghị quyết Trung ương Đảng cộng sản Việt Nam lần thứ IV đã viết: “Hơn bao giờ hết, bước vào giai đoạn này nhà trường phải đào tạo những con người

năng động, sáng tạo, tiếp thu những kiến thức hiện đại, tự tìm giải pháp cho các vấn đề do cuộc sống công nghiệp đặt ra.”

Mục tiêu tổng quát trong chiến lược phát triển giáo dục Việt Nam đến năm

O

2020 có xác định “ Đến năm 2020, nền giáo dục nước ta được đổi mới căn bản và

N

toàn diện theo hướng chuẩn hoá, hiện đại hoá, xã hội hoá, dân chủ hóa và hội nhập quốc tế; chất lượng giáo dục được nâng cao một cách toàn diện, gồm: giáo dục đạo

Ơ

đức, kĩ năng sống, năng lực sáng tạo, năng lực thực hành, năng lực ngoại ngữ và tin

H

học; đáp ứng nhu cầu nhân lực, nhất là nhân lực chất lượng cao phục vụ sự nghiệp

N

công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước và xây dựng nền kinh tế tri thức; đảm bảo công bằng xã hội trong giáo dục và cơ hội học tập suốt đời cho mỗi người dân, từng

Y

bước hình thành xã hội học tập”.

U

Một trong những mục tiêu quan trọng hàng đầu của nghành giáo dục là đào

Q

tạo nhân tài. Nhà trường phổ thông phải có nhiệm vụ sớm phát hiện và bồi dưỡng học sinh giỏi để các em trở thành những người có đủ đức đủ tài

M

Trong quá trình day học ở trường phổ thông, nhiệm vụ phát triển tư duy cho

KÈ

học sinh là nhiệm vụ rất quan trọng, đòi hỏi tiến hành đồng bộ ở các môn học, trong

đó Vật lí là bộ môn khoa học lí thuyết và thực nghiệm, có vị trí và vai trò quan trọng trong việc phát tiển tư duy độc lập, sáng tạo, phát triển năng lực phát hiện-giải

ẠY

quyết vấn đề cho học sinh, đồng thời góp phần hình thành phương pháp và nhu cầu

D

tự học; rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú cho học sinh. Do đó dạy học Vật lí sẽ giúp phát triển tư duy cho học sinh từ nhiều hướng, đặc biệt là thông qua bài tập Vật lí. Bài tập Vật lí có tác dụng củng cố, khắc sâu và mở rộng kiến thức đã học, rèn luyện năng lực vận dụng một cách phong phú, sinh động, đồng thời giúp học sinh rèn luyện các kĩ năng 1

cần thiết về Vật lí, rèn luyện tính tích cực, tự lực, rèn các kĩ năng vận dụng kiến thức khoa học vào thực tiễn; phát triển tư duy và năng lực, đặc biệt là năng lực sáng tạo, năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề …Mặt khác thông qua bài tập Vật lí,

FF IC IA L

giáo viên kiểm tra, đánh giá việc nắm kiến thức, kĩ năng của học sinh. [6, tr 101; 13, tr 337-340]

Ở trường THPT, nếu lựa chọn, xây dựng được hệ thống bài tập Vật lí và thiết

kế được phương án hướng dẫn học sinh giải bài tập Vật lí phù hợp thì sẽ góp phần quan trọng vào việc bồi dưỡng học sinh giỏi .

Trong các trường phổ thông nói chung, các trường THPT chuyên, các lớp

O

chọn Vật lí nói riêng hiện nay, chủ yếu là học sinh được luyện nhiều bài tập khó dẫn

đến quen, phần nào còn nặng về tính toán, học thuộc, ghi nhớ, đôi khi chưa phát

N

huy được óc quan sát, khả năng phát hiện vấn đề...

Ơ

Những tồn tại này cần được sớm khắc phục, theo như ý kiến nhận định của

H

một số chuyên gia “...Đã qua cái thời con người cần nhớ thuộc lòng mọi thứ. Học sinh bây giờ cần những cái mà họ không thể “gúc” mà có được. Đó chính là phương

N

pháp tư duy, khả năng tìm tòi những cái mới, khả năng thể hiện tường minh những

Y

ý nghĩ mơ hồ và bất chợt, khả năng làm việc và tìm tòi ...”.[15, tr 1-2]

U

Trong thời gian qua, để bồi dưỡng học sinh giỏi, giáo viên phải tự tìm hiểu tài thể.

Q

liệu, sưu tầm bài tập giao cho học sinh mang tính tự phát, chưa có phương pháp cụ

M

Với những lý do kể trên tôi quyết định chọn đề tài nghiên cứu “ xây dựng hệ

thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương Động lực học chất

KÈ

điểm –Vật lí 10 nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí trung học phổ thông ”. Xây

dựng được hệ thống bài tập vật lí chương Động lực học chất điểm và phương án

ẠY

hướng dẫn giải bài tập Vật lí dựa trên cơ sở vững chắc của lý luận dạy học hiện đại góp phần phục vụ tham khảo cho công tác giảng dạy của bản thân và các đồng

D

nghiệp, cũng như nguồn bài tập tham khảo cho học sinh nhằm làm cho công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí đạt kết quả cao hơn.

2

2. Lịch sử nghiên cứu của vấn đề Về vấn sử dụng bài tập vật lí bồi dưỡng HSG đã một số công trình nghiên cứu khác cuả các tác giả khác nhau đề cập như: Đinh Thị Vui (2015) với đề tài Xây

FF IC IA L

dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương “Sóng cơ học” nhằm bồi dưỡng HSG chuyên Vật lí. Phạm Thành Công (2011) với đề tài Xây dựng

hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương “Dao động và sóng điện từ” Vật lý 12 nhằm bồi dưỡng HSG của học sinh THPT chuyên. Phạm Thị Lan

Anh với đề tài Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương “Cảm ứng điện từ” Vật lý 11 nhằm bồi dưỡng HSG của học sinh THPT

O

chuyên ...

Về bài tập chương “Động lực học chất điểm – Vật lí 10 ”. Các tác giả viết

N

sách giáo khoa và sách bài tập Vật lí phổ thông cũng đã soạn thảo hệ thống bài tập

Ơ

từ cơ bản đến nâng cao dành cho nhiều đối tượng HS, bên cạnh đó cũng có những

H

luận văn Thạc sĩ như Từ Thị Kim Thoa với đề tài Biên soạn hệ thống bài tập để

N

phát triển năng lực tư duy cho học sinh phần Động học và động lực học chất điểm 10 ( Nâng cao)...

Y

Các công trình nghiên cứu nêu ở trên chủ yếu nhằm mục đích trình bày các

U

dạng bài toán để giúp học sinh ghi nhớ, củng cố kiến thức, chưa quan tâm nhiều đến

Q

việc hướng dẫn hoạt động giải và sự sắp xếp phù hợp với sự phát triển tư duy của học sinh, đặc biệt là hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập của học

M

sinh chưa nhằm đúng vào mục tiêu bồi dưỡng những năng lực, phẩm chất của học

KÈ

sinh giỏi Vật lí ở các trường chuyên và các đội tuyển học sinh giỏi ở trường phổ thông hiện nay.

ẠY

3. Mục đích nghiên cứu Xây dựng được hệ thống bài tập và phương án hướng dẫn hoạt động giải bài

D

tập của chương Động lực học chất điểm Vật lí-10 nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi Vật

lí để phát triển được các năng lực, phẩm chất của HSG vật lí.

4. Câu hỏi nghiên cứu Vận dụng lý luận dạy học hiện đại xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương Động lực học chất điểm–Vật lí 10 nhằm bồi dưỡng 3

học sinh giỏi Vật lí như thế nào thì sẽ phát triển được các năng lực, phẩm chất của HSG vật lí ?

5. Giả thuyết khoa học

FF IC IA L

Nếu có hệ thống bài tập chương Động lực học chất điểm –Vật lí 10, kết hợp với phương pháp hướng dẫn hoạt động giải bài tập phù hợp, có chất lượng và giáo

viên biết cách sử dụng hệ thống bài tập này có hiệu quả trong quá trình dạy học, thì sẽ góp phần bồi dưỡng được các năng lực, phẩm chất của HSG vật lí từ đó nâng cao được chất lượng của đội tuyển học sinh giỏi Vật lí ở trường THPT.

6. Đối tượng, khách thể nghiên cứu, đối tượng khảo sát :

O

6.1. Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống bài tập và quá trình giải bài tập chương Động lực học chất điểm–Vật lí 10

N

6.2. Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học vật lí ở trường THPT

Ơ

6.3. Đối tượng khảo sát: Học sinh lớp chất lượng cao-lớp 10 THPT.

H

7. Phạm vi nghiên cứu

N

Chương Động lực học chất điểm –Vật lí 10 nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí THPT.

Y

8. Nhiệm vụ nghiên cứu.

U

8.1. Tìm hiểu lý luận về năng lực, phẩm chất của Học sinh giỏi và học sinh

Q

giỏi Vật lí, tư duy của Học sinh trong quá trình giải bài tập Vật lí 8.2. Tìm hiểu thực trạng dạy học giải bài tập Vật lí bồi dưỡng Học sinh giỏi

M

Vật lí tại trường THPT Ứng Hòa B, huyện Ứng hòa , Tp Hà nội.

KÈ

8.3. Tìm hiểu lý luận về vai trò, tác dụng, phương pháp giải bài tập Vật lí.

8.4. Nghiên cứu nội dung kiến thức chương Động lực học chất điểm- Vật lí 10

ẠY

THPT.

8.5. Lựa chọn xây dựng hệ thống bài tập chương Động lực học chất điểm- Vật

D

lí 10 THPT. 8.6. Định hướng, xây dựng phương pháp giải bài tập và hướng dẫn hoạt động

giải bài tập chương Động lực học chất điểm- Vật lí 10 THPT. 8.7. Thực nghiệm sư phạm để đánh giá ưu, nhược điểm, tính hiệu quả của hệ thống bài tập và phương pháp hướng dẫn hoạt động giải bài tập của đề tài 4

9. Phương pháp nghiên cứu.

9.1. Nghiên cứu lý luận: nghiên cứu các nguồn tài liệu có liên quan đến đề tài. dạy học bộ môn vật lí ở trường THPT. 9.3. Thực nghiệm sư phạm để đánh giá hiệu qủa

10. Cấu trúc của luận văn.

FF IC IA L

9.2. Nghiên cứu thực tiễn: sử dụng phương pháp điều tra về thực tiễn quá trình

Ngoài phần mở đầu, kết luận, kiến nghị , mục lục, tài liệu tham khảo. Phần nội dung của đề tài được thể hiện theo 3 chương Chương 1. Cơ sở lý luận và thực tiễn .

O

Chương 2. Hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập Vật lí chương Động lực học chất điểm-Vật lí10 nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí trung

N

học phổ thông

D

ẠY

KÈ

M

Q

U

Y

N

H

Ơ

Chương 3. Thực nghiệm sư phạm

5

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN

1.1. Vấn đề bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí .

FF IC IA L

1.1.1. Tầm quan trọng của công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí.

- Từ xưa tới nay, ở các quốc gia khác nhau đều hết sức coi trọng việc đào tạo nhân tài trẻ, coi đó là yếu tố ảnh hưởng rất lớn đến sự thịnh vượng của Quốc gia

- Trong chính sách của Đảng, Nhà nước về mục tiêu đào tạo nhân tài đã nhiều

lần khẳng định tầm quan trọng của công tác bồi dưỡng HSG như đã nêu trong phần mở đầu. Trong xu thế toàn cầu hoá và hội nhập kinh tế quốc tế hiện nay, với sự phát

O

triển như vũ bão của khoa học - công nghệ, nhất là công nghệ thông tin và truyền

thông; với sự phổ biến của Internet và sự tiến nhanh đến nền kinh tế tri thức… thì

N

vấn đề đào tạo, bồi dưỡng nhân tài, đặc biệt là tài năng trẻ có vai trò cực kỳ quan

Ơ

trọng trong tiến trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước.

H

- Thông qua học tập chủ trương, đường lối chính sách của Đảng và Nhà nước,

N

với vốn kiến thức và kinh nhiệm của bản thân, tôi nhận thức được rằng: Nếu không làm tốt công tác tuyển chọn và bồi dưỡng HSG thì đó là một lãng

Y

phí rất lớn

U

Bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí là nhiệm vụ của người giáo viên Vật lí.

Q

Phát hiện bồi dưỡng HSG là phát hiện bồi dưỡng đào tạo nhân tài cho đất nước. Đó là một trong những nhiệm vụ quan trọng ở bậc THPT. Vì vậy, trong quá

M

trình dạy học, ngoài việc cung cấp kiến thức kĩ năng bộ môn cho HS nói chung,

KÈ

người giáo viên Vật lí còn có nhiệm vụ phát hiện, bồi dưỡng HSG Vật lí, cung cấp cho các trường đại học nguồn sinh viên tài năng để đào tạo nguồn lao động chất

ẠY

lượng cao cho đất nước.

Trong các kì thi HSG quốc gia và quốc tế, số học sinh Việt Nam đoạt giải

D

ngày càng nhiều về mặt số lượng và nâng cao về chất lượng. Những HS đó sau này

đã trở thành những chuyên gia đầu ngành trong nhiều lĩnh vực, họ đã phát huy được khả năng của mình và cống hiến tài năng cho đất nước.

Như vậy nguồn nhân lực chất lượng cao phải được phát hiện và bồi dưỡng từ rất sớm, khi họ còn ngồi trên ghế nhà trường phổ thông. Đó chính là nhiệm vụ của 6

người giáo viên trường phổ thông. Phát hiện bồi dưỡng HSG vật lí là hoạt động chuyên môn cần thiết của người giáo viên Vật lí THPT. 1.1.2. Học sinh giỏi và học sinh giỏi Vật lí

FF IC IA L

1.1.2.1. Một số quan điểm về học sinh giỏi

Ở nhiều nước trên Thế giới việc tuyển chọn, bồi dưỡng HSG, được tiến hành từ rất sớm với nhiều quan điểm về HSG

Ở Hoa Kỳ định nghĩa: HSG là học sinh chứng minh được trí tuệ ở trình độ cao và có khả năng sáng tạo, thể hiện một động cơ học tập mãnh liệt và đạt thành

tích xuất sắc trong lĩnh vực lý thuyết, khoa học; người cần một sự giáo dục đặc biệt

O

và sự phục vụ đặc biệt để đạt được trình độ tương ứng với năng lực của người đó .

Ở nhiều nước quan niệm: HSG là những đứa trẻ có năng lực trong các lĩnh

N

vực trí tuệ, sáng tạo, nghệ thuật và năng lực lãnh đạo hoặc lĩnh vực lý thuyết.

Ơ

Những học sinh này cần có sự phục vụ và những hoạt động không theo những điều

H

kiện thông thường của nhà trường nhằm phát triển đầy đủ các năng lực vừa nêu trên.

Học sinh giỏi Vật lí là HSG có năng lực quan sát tốt, nắm vững bản chất của

N

hiện tượng Vật lí mong muốn khám phá các hiện tượng Vật lí và vận dụng tối ưu

Y

các kiến thức thức Vật lí để giải quyết một hay nhiều vấn đề mới, bài tập mới có thể

U

chưa được học hoặc thấy bao giờ.

Nói chung HSG và HSG Vật lí đều có đặc điểm là tích cực, chủ động, sáng

Q

tạo trong học tập có năng lực tư duy phát triển. Trong qua trình dạy học để lựa chọn

M

phương pháp dạy học phù hợp, giáo viên luôn phải quan tâm đến những đặc điểm này.

KÈ

1.1.2.2. Mục tiêu dạy học sinh giỏi

ẠY

Mục tiêu dạy HSG ở nhiều nước trên thế giới, thể hiện một số điểm sau:

- Phát triển phương pháp suy nghĩ ở trình độ cao phù hợp với khả năng trí tuệ

D

của HS. - Thúc đẩy động cơ học tập.

- Bồi dưỡng sự lao động, làm việc sáng tạo.

- Phát triển các kĩ năng, phương pháp và thái độ tự học suốt đời.

- Nâng cao ý thức và khát vọng của tuổi trẻ về sự tự chịu trách nhiệm.

7

- Khuyến khích sự phát triển về lương tâm và ý thức trách nhiệm trong đóng góp xã hội.

- Hình thành, rèn luyện và phát triển khả năng nghiên cứu khoa học.

FF IC IA L

- Tạo điều kiện tốt nhất để phát triển khả năng, năng khiếu của HS. - Định hướng nghề nghiệp.

- Hình thành, rèn luyện và phát triển khả năng giao tiếp, ứng xử với mọi tình huống xảy ra.. [ 6, tr 163-169; 16, tr 1-3]

1.1.3. Những năng lực, phẩm chất cần có của học sinh giỏi.

1.1.3.1. Những năng lực, phẩm chất cần có của học sinh giỏi nói chung.

O

Trong khoa học tâm lý người ta coi năng lực là những thuộc tính tâm lý riêng

của mỗi cá nhân, nhờ có những thuộc tính này mà có thuộc tính này mà co người

N

hoàn thành tốt đẹp một loại hoạt động nào đó, mặc dù phải bỏ ra ít công sức nhưng

Ơ

vẫn đạt kết quả cao. Năng lực gắn liền với kĩ năng, kĩ xảo, nhưng chứa đựng yếu tố

H

mới mẻ, linh hoạt

Học sinh giỏi cần có một số năng lực và phẩm chất quan trọng sau:

N

- Năng lực tiếp thu kiến thức

Y

+ Khả năng nhận thức vấn đề nhanh, rõ ràng.

U

+ Luôn hứng thú trong các tiết học, đặc biệt là bài mới. sơ khai.

Q

+ Có ý thức tự bổ sung, hoàn thiện những tri thức đã thu được ngay từ dạng

M

- Năng lực suy luận.

KÈ

+ Biết phân tích sự vật, hiện tượng qua các dấu hiệu đặc trưng của chúng. + Biết thay đổi góc nhìn khi xem xét một sự vật hiện tượng.

D

ẠY

+ Biết cách tìm con đường ngắn nhất để đi đến một kết luận chính xác.

+ Biết xét đủ các điều kiện cần thiết để kết luận được giả thuyết đúng. + Biết quay lại điểm vừa xuất phát để tìm đường đi mới.

- Năng lực đặc biệt.

+ Biết diễn đạt chính xác điều mình muốn trình bày. + Sử dụng thành thạo hệ thống ký hiệu, các quy ước để diễn tả vấn đề. + Biết phân biệt thành thạo các kĩ năng đọc, viết và nói.

8

+ Biết thu gọn các vấn đề và trật tự hóa các vấn đề để dùng khái niệm trước, mô tả cho khái niệm sau.

- Năng lực lao động sáng tạo:

FF IC IA L

Biết tổ hợp các yếu tố, các thao tác để thiết kế một dãy các hoạt động nhằm đạt kết quả mong muốn.

- Năng lực kiểm chứng: + Biết suy xét đúng sai từ một loạt sự kiện.

+ Biết tạo ra các tương tự hay tương phản để khẳng định hoặc bác bỏ một đặc trưng nào đó trong sản phẩm do mình làm ra.

O

+ Biết chỉ ra một cách chắc chắn các dữ liệu cần phải kiểm nghiệm khi thực hiện một số lần kiểm nghiệm.

N

- Năng lực thực hành:

Ơ

+ Biết thực hiện dứt khoát một số động tác trong khi làm thí nghiệm.

H

+ Biết kiên trì, kiên nhẫn trong quá trình làm sáng tỏ một số vấn đề lý thuyết

N

thông qua thực nghiệm hoặc đi đến một vấn đề lý thuyết mới. [11, tr42-167; 13,

tr.129].

Y

1.1.3.2. Những năng lực, phẩm chất cần có của học sinh giỏi Vật lí.

U

Để có một đội tuyển HSG đi thi cấp thành phố thành công thì việc lựa chọn

Q

bồi dưỡng đội tuyển là công việc vô cùng quan trọng và cần thiết. Để việc bồi dưỡng đạt hiệu quả thì một trong các yếu tố quan trọng là phải xác định, lựa chọn

M

cho đúng HSG.

KÈ

Căn cứ vào những năng lực, phẩm chất của HSG và đặc thù môn Vật lí có thể

nêu ra một số phẩm chất và năng lực của học sinh giỏi Vật lí như sau - Có kiến thức Vật lí vững vàng, sâu sắc, hệ thống (chính là nắm vững bản

D

ẠY

chất của các hiện tượng Vật lí). + Có khả năng nhận thức vấn đề nhanh, rõ ràng và năng lực tư duy Vật lí tốt

(biết phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa cao, có khả năng sử dụng phương pháp phán đoán mới : quy nạp, diễn dịch, loại suy...). + Có khả năng quan sát, nhận thức, nhận xét các hiện tượng tự nhiên, có khả

năng vận dụng linh hoạt, mềm dẻo, sáng tạo những kiến thức cơ bản và những nhận

9

thức đó vào các tình huống khác nhau kể cả những tình huống mới. Có khả năng nhìn nhận một vấn đề từ nhiều góc độ. + Biết tìm ra con đường hay nhất, ngắn nhất, độc đáo để đi đến đích và có khả

FF IC IA L

năng diễn đạt những ý tưởng của mình một cách ngắn gọn, chính xác, súc tích.

+ Có năng lực thực hành tốt, biểu hiện ở chỗ có kĩ năng tiến hành thí nghiệm Vật lí, biết nhận xét hiện tượng và phân tích kết quả thí nghiệm để rút ra kiến thức.

Có năng lực về phương pháp nghiên cứu khoa học: biết nêu ra những đự đoán, lí luận và giải thích cho những hiện tượng xảy ra trong thực tế, biết cách dùng thực nghiệm để kiểm chứng lại lý thuyết.

O

+ Có năng lực lao động sáng tạo: biết tổng hợp các yếu tố, các thao tác để thiết kế một dãy hoạt động, nhằm đạt kết quả mong muốn.

N

- Có lòng say mê đặc biệt với môn Vật lí, có sức khỏe tốt, có tính kiên trì bền

Ơ

bỉ để có thể học tập nghiên cứu trong một thời gian dài, có tính khiêm tốn và cầu

H

tiến. Có ý thức học, tự hoàn thiện kiến thức ở mọi nơi, mọi lúc.

- Có kiến thức văn hóa nền tảng vững chắc. Đó là kiến thức ở các bộ môn bổ

N

trợ như Toán học, Hóa học, Sinh học, Ngoại ngữ, Tin học và các kiến thức văn hóa

Y

nền như Địa lí, Lịch sử, văn hóa ứng xử...[5, tr.164]

U

1.1.3.3. Một số dấu hiệu và một số biện pháp phát hiện HSG Vật lí ở bậc THPT

Q

Giáo viên bồi dưỡng HSG có thể phát hiện được HSG thông qua các dấu hiệu: - HSG có thể học bằng nhiều cách khác nhau và tốc độ nhanh hơn so với các HS

M

khác.

KÈ

- Mức độ nắm vững kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo một cách đầy đủ, chính xác

của HS so với yêu cầu của chương trình hóa học phổ thông.

- Mức độ tư duy, cách xử lý vấn đề của từng HS, khả năng vận dụng kiến

D

ẠY

thức của HS một cách linh hoạt, sáng tạo.

- Những đề xuất, những phương pháp giải mới, ngắn gọn.

- Tính logic và độc đáo khi trình bày vấn đề.

- Thời gian hoàn thành bài kiểm tra.

Căn cứ những dấu hiệu trên đây của học sinh giỏi Vật lí có thể dùng những biện pháp cụ thể như sau để phát hiện HSG Vật lí. Nhưng cũng cần lưu ý tới mức 10

độ của các biện pháp phải dựa trên đối tượng là HSG hay học sinh năng khiếu.

- Thi chọn lọc học sinh giỏi Vật lí - Quan sát hành vi, hứng thú

FF IC IA L

- Thử sức qua công việc, trắc nghiệm trí tuệ như : Sử dụng hệ thống bài tập

tổng hợp nhằm bộc lộ khả năng liên hệ, khả năng khai thác kiến thức đã được học ; thiết kế các bài thực hành và thực hiện thực hành với các thiết bị không có trong tiêu chuẩn ; giải những bài toán ít nhiều mang tính nghịc lí

Giáo viên cần kiểm tra toàn diện các kiến thức về lý thuyết, bài tập và thực hành; tổ chức các buổi báo cáo chuyên đề; tổ chức cho HS làm việc hợp tác theo 1.1.4. Một số biện pháp bồi dưỡng học sinh giỏi.

O

nhóm

N

- Bồi dưỡng cho HS có một hệ thống kiến thức cơ bản, vững vàng và chuyên

H

tập, qua đó lựa chọn được đội tuyển

Ơ

sâu, đồng thời rèn khả năng vận dụng các lý thuyết để giải quyết các nhiệm vụ học - Rèn luyện khả năng tư duy, phán đoán khoa học một cách sáng tạo, độc đáo

N

trong việc vận dụng các quy luật để hoàn thành bài tập một cách nhanh gọn.

Y

- Rèn khả năng tự học, tự bồi dưỡng nâng cao, kiến thức và năng lực cho

U

HSG Vật lí

Để bồi dưỡng được cho HSG Vật lí có được những năng lực, phẩm chất cơ

Q

bản như trên thì cần thực hiện một số biện pháp sau:

M

1.1.4.1. Tổ chức giảng dạy “ Đào tạo các HSG là cả một quá trình đào tạo nghiêm túc khoa học và công

KÈ

phu. Trong quá trình này đòi hỏi chúng ta phải xây dựng được lộ trình đào

ẠY

tạo hàng năm cho nhóm, lớp học sinh giỏi.

Các giai đoạn thực hiện có thể như sau: Giai đoạn 1: Củng cố kiến thức ở THCS. Các em học sinh được tổng kết các

D

kiến thức ở THCS, học một số kiến thức ở lớp 10, làm quen với một số chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi.

Giai đoạn 2: Chuyên đề nâng cao. Các em trong nhóm học sinh giỏi ngoài học các kiến thức cơ bản trên lớp còn học thêm các kiến thức cần thiết cho học sinh

11

giỏi (những kiến thức không có trong chương trình phổ thông). Ở trên lớp các em hoàn thành chương trình của lớp 10 – 11 cơ bản đủ để học các chuyên đề bồi dưỡng thành các nội dung kiến thức nâng cao cho đội tuyển.

FF IC IA L

và giải các bài tập khó. Các học sinh lớp 10 trong nhóm luyện học sinh giỏi hoàn Giai đoạn 3: Thành lập đội tuyển thi học sinh giỏi quốc gia và quốc tế.

1.1.4.2. Hướng dẫn tự học

“ Đối với các tài liệu khoa học lại cần phải biết cách đọc. Đối với học sinh

giỏi càng cần nghiên cứu sâu vào chuyên ngành. Cần tập luyện cho học sinh tự học mở rộng được kiến thức và bồi dưỡng được trí tuệ.

O

- Rèn luyện cho học sinh cách đọc có hệ thống:

+ Học có hệ thống còn là học theo lịch sử phát triển của vấn đề

N

+ Học có hệ thống còn là xem xét mỗi sự vật, mỗi hiện tượng trong mối

Ơ

tương quan với xung quanh nó, xem xét các khía cạnh của sự vật cũng như các mặt

H

của hiện tượng.

N

+ Học có hệ thống còn là khi học một ngành khoa học phải biết cả các ngành có liên quan.

Y

+ Học có hệ thống là học phải đi đôi với hành, lý thuyết phải gắn liền với

U

thực hành.

Q

- Rèn luyện cho học sinh cách lập kế hoạch và học có kế hoạch: + Học có kế hoạch trước hết là chia giáo trình thành phần, quy định gian dành

.

M

cho mỗi phần và tìm mọi cách để thanh toán từng phần theo thời gian đã thời

KÈ

định.

+ Học có kế hoạch còn là nhằm từng vấn đề trong thời kỳ nhất định rồi đặt

ẠY

kế hoạch đọc sách vở, tài liệu liên quan tới vấn đề đó. + Biết cách học còn là biết lưu ý tới thứ tự ưu tiên của kiến thức: Điểm trung

D

tâm của vòng kiến thức phải là phương pháp luận (phương pháp tư duy, phương pháp làm việc, phương pháp nghiên cứu…) lúc này hơn bao giờ hết, phương pháp có vai trò quyết định trong kết quả học tập của từng người”. [6, tr 186-171] 1.1.4.3. Rèn luyện năng lực tư duy và khả năng suy luận logic cho học sinh - Tư duy là một quá trình nhận thức khái quát và gián tiếp những sự vật và

12

hiện tượng của hiện thực trong những dấu hiệu, những thuộc tính bản chất của chúng, những mối quan hệ khách quan, phổ biến giữa chúng, đồng thời cũng là sự vận dụng sáng tạo những kết luận khái quát đã thu được vào những dấu hiệu cụ

FF IC IA L

thể, dự đoán được những thuộc tính, hiện tượng, quan hệ mới. Năng lực tư duy là

tổng hợp những khả năng ghi nhớ, tái hiện, phân tích, tổng hợp, trừu tượng hóa,

khái quát hóa, tưởng tượng, suy luận, sáng tạo- giải quyết vấn đề, xử lý và linh cảm trong quá phản ánh, phát triển tri thức và vận dụng vào thực tiễn

- Căn cứ vào mục tiêu giáo dục cho HSG đòi hỏi giáo viên tổ chức các hoạt động dạy và học để phát triển các năng lực tư duy bậc cao ở học sinh như tư duy lí

O

luận, logic và sáng tạo…

+ Giáo viên đưa ra những bài tập, câu hỏi để định hướng cho học sinh tìm

N

những thao tác tư duy hay phương pháp suy luận, hành động trí tuệ thích hợp.

Ơ

+ Giáo viên phân tích câu trả lời hoặc bài tập của học sinh, chỉ ra chỗ sai của

H

họ trong khi thực hiện các thao tác tư duy và hướng dẫn cách sửa chữa. + Giáo viên giúp học sinh khái quát hoá kinh nghiệm thực hiện các suy luận logic

N

dưới dạng những qui tắc đơn giản.

Y

1.1.4.4. Tổ chức kì thi tháng cho lớp chuyên, lớp chọn

U

Mỗi tháng lớp chọn tổ chức một cuộc thi giải các bài tập khó được sưu tầm từ các tài liệu hay. Những em có lời giải đúng nhiều nhất, hay nhất và kết quả tốt nhất

M

113-127]

Q

sẽ được khen thưởng, đó cũng là cơ sở để xét duyệt cấp học bổng cho HS. [13, tr.

KÈ

1.2. Bài tập Vật lí trong dạy học ở trường trung học phổ thông 1.2.1. Khái niệm về bài tập Vật lí Bài tập Vật lí được hiểu là một vấn đề đặt ra, đòi hỏi phải giải quyết nhờ

ẠY

những suy luận logic, những phép toán và thí nghiệm dựa trên cơ sở các định luật,

D

các thuyết Vật lí.

Theo nghĩa rộng bài tập vật lí được hiểu là mỗi vấn đề xuất hiện do nghiên

cứu tài liệu giáo khoa cũng chính là một bài toán đối với học sinh. Sự tư duy tích cực luôn là việc giải bài tập.

1.2.2. Vai trò tác dụng của Bài tập Vật lí

13

Bài tập Vật lí là một trong những phương pháp được vận dụng có hiệu quả trong dạy học Vật lí. Nó có một tầm quan trọng đặc biệt góp phần vào việc hoàn thành nhiệm vụ dạy học Vật lí ở phổ thông. Việc giải bài tập Vật lí trong dạy học

FF IC IA L

ngày càng được tăng cường, điều này còn được thể hiện ngay cả trong chương trình Sách giáo khoa mới so với trước đây. Có thể chỉ ra một số tác dụng của bài tập Vật lí như sau:

1.2.2.1. Bài tập Vật lí giúp cho việc đào sâu, mở rộng kiến thức

Trong giải bài tập Vật lí, HS phải vận dụng những kiến thức khái quát, trừu tượng của phần lý thuyết vừa nắm được vào những trường hợp cụ thể rất đa dạng.

O

Các khái niệm, định luật Vật lí rất đơn giản, nhưng biểu hiện của chúng trong tự

nhiên thì lại rất phức tạp, bởi các sự vật hiện tượng có thể bị chi phối bởi nhiều định

N

luật, nguyên nhân. Bài tập Vật lí sẽ giúp luyện cho HS phân tích, để nhận biết được

Ơ

những trường hợp phức tạp đó, qua đó hiểu sâu sắc hơn các định luật,

H

các mối liên hệ

1.2.2.2. Bài tập có thể là điểm khởi đầu để dẫn dắt đến kiến thức mới

N

Nhiều khi các bài tập được sử dụng khéo léo để dẫn HS đến những suy nghĩ

Y

về một hiện tượng mới hoặc xây dựng một khái niệm mới.

U

1.2.2.3. Bài tập Vật lí rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát để giải quyết các vấn đề thực tiễn

Q

Có thể xây dựng rất nhiều bài tập có nội dung thực tiễn, trong đó yêu cầu HS

M

phải vận dụng những kiến thức lý thuyết để giải thích các hiện tượng thực tiễn

KÈ

hoặc dự đoán những hiện tượng đó có thể xảy ra với những điều kiện cho trước 1.2.2.4. Giải bài tập là một trong những hình thức là việc tự lực của HS Trong khi giải bài tập HS phải tự mình phân tích các dữ kiện, xây dựng lập

ẠY

luận, tự kiểm tra phê phán những kết luận mà mình rút ra được, nhờ đó tư duy và năng lực của HS phát triển, nhất là năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề.

D

1.2.2.5. Bài tập Vật lí góp phần làm phát triển tư duy sáng tạo của HS Nhiều bài tập Vật lí không dừng lại trong phạm vi kiến thức đã học, mà còn đòi hỏi HS phải tư duy sáng tạo, đặc biệt là những bài tập giải thích hiện tượng, bài tập thí nghiệm, bài tập thiết kế dụng cụ.

14

1.2.2.6. Bài tập Vật lí dùng để kiểm tra mức độ nắm kiến thức của HS. Bài tập Vật lí là một phương tiện rất hiệu quả, rất dễ thực hiện nhằm kiểm tra mức độ nắm kiến thức của HS.

FF IC IA L

Nhìn chung việc giúp HS rèn luyện giải bài tập Vật lí có vai trò rất to lớn trong dạy học Vật lí. Nhưng không phải tất cả bài tập Vật lí đều như nhau

và được sử dụng như nhau trong mọi trường hợp, tùy thuộc vào những tình huống cụ thể, bài tập Vật lí được sử dụng theo các mục đích khác nhau, muốn

sử dụng bài tập Vật lí có hiệu quả thì phải phân loại được bài tập Vật lí. Vậy phân loại bài tập Vật lí như thế nào?[ 13, tr 337-340]

O

1.2.3. Phân loại bài tập vật lí

N

Số lượng các bài tập Vật lí sử dụng trong thực tiễn dạy học hiện nay rất

Ơ

lớn, vì vậy cần có sự phân loại sao cho có tính tương đối thống nhất về mặt lí luận cũng như thực tiễn, cho phép người dạy lựa chọn và sử dụng hợp lí các

H

bài tập Vật lí trong dạy học. Bài tập Vật lí có thể khác nhau về nội dung, về

N

phương thức giải, về mục tiêu dạy học. Do đó việc phân loại bài tập Vật lí

Y

được dựa trên các cơ sở phân loại như sau: phân loại theo nội dung, phân loại

U

theo phương thức cho điều kiện và phương thức giải, phân loại theo yêu cầu

Q

luyện tập kĩ năng, phát triển tư duy sáng tạo của học sinh .

Tuy nhiên, cần nói thêm rằng, các phương án phân loại như trên không

M

hoàn toàn tách biệt, một bài tập cụ thể có thể đồng thời thuộc một vài nhóm

KÈ

khác nhau.

1.2.3.1. Phân loại bài t ập vật lí theo nội dung Nên chia các bài tập theo các đề tài của tài liệu Vật lí của chúng. Theo

ẠY

đó, người ta phân thành các bài tập về Cơ học, Vật lí phân tử, Điện học...sự

D

phân chia này mang tính quy ước, bởi vì kiến thức sử dụng trong giả thiết một bài tập thường không phải chỉ lấy trong một chương mà có thể lấy từ những chương, những phần Vật lí khác nhau trong chương trình Vật lí đã học.

Theo nội dung, bài tập Vật lí cũng có thể phân chia thành các bài tập có

15

nội dung trừu tượng và bài tập có nội dung cụ thể. Bài tập có nội dung cụ thể là loại bài tập gắn liền với thực tiễn, với kinh nghiệm sống của học sinh.

Các bài tập mà nội dung chứa đựng những tài liệu về kĩ thuật, về sản

FF IC IA L

xuất công nông nghiệp về giao thông liên lạc … là những bài tập có nội dung kĩ thuật tổng hợp.

Bài tập có nội dung lịch sử : đó là những bài tập chứa đựng những kiến thức có đặc điểm lịch sử : những dữ liệu về các thí nghiệm Vật lí, về những phát minh sáng chế hoặc về những câu chuyện có tính chất lịch sử.

Ngoài ra, để phát triển và duy trì hứng thú học Vật lí, người ta thường

O

sử dụng các bài tập Vật lí vui làm cho bài học sinh động.

N

1.2.3.2. Phân loại bài tập vật lí theo yêu cần phát triển tư duy .

Ơ

Qua việc xem xét hoạt động tư duy của học sinh trong quá trình tìm kiếm lời giải bài tập Vật lí , phân chia bài tập Vật lí thành hai loại : bài tập cơ

H

bản và bài tập nâng cao .

N

- Bài tập luyện tập: Là loại bài tập dùng để rèn luyện cho học sinh áp

Y

dụng được những kiến thức xác định để giải từng bài tập theo mẫu xác định.

U

Ở đó, không đòi hỏi học sinh phải tư duy sáng tạo mà chủ yếu để cho học sinh

Q

luyện tập, nắm vững cách giải đối với một loại bài tập đã được chỉ dẫn.

- Bài tập sáng tạo: Là loại bài tập để phát triển tư duy sáng tạo của học

M

sinh. Có thể chia bài tập sáng tạo thành:

KÈ

+ Bài tập nghiên cứu: Khi cần giải thích một hiện tượng chưa biết trên

cơ sở mô hình trừu tượng thích hợp từ lí thuyết Vật lí. +Bài tập thiết kế: Bài tập loại này là bài tập xây dựng mô hình thực

D

ẠY

nghiệm để kiểm tra kết quả rút ra từ lý thuyết.

Ngoài ra, bài tập sáng tạo còn được hiểu là bài tập có nhiều cách giải

[5, tr101-102; 13, 337-369] Tóm lại: Các dạng bài tập vật lí được trình bày vắn tắt theo sơ đồ sau:

16

Bài tập có nội dung cụ thể hoặc trừu tượng

Điện

Bài tập vật lí vui

Quang

Bài tập luyện tập

Bàì tập sáng tạo

H

LÍ

Bài tập có nội dung lịch sử

N

VẬT

Nhiệt

Ơ

TẬP

Bài tập theo đề tài vật lí

O

Phân loại theo yêu cầu phát triển tư duy

FF IC IA L

Bài tập kĩ thuật tổng

Phân loại theo nội dung

BÀI

Cơ

Bài tập định lượng

Y

Phân loại theo phương thức cho điều kiện và phương thức giải

N

Bài tập định tính

KÈ

M

Q

U

Bài tập thí nghiệm Bài tập đồ thị

Trắc nghiệm khách quan Sơ đồ 1.1. Phân loại bài tập Vật lí

ẠY

1.2.4. Phương pháp giải bài tập Vật lí

D

1.2.4.1. Tư duy trong giải bài tập Vật lí.

Quá trình giải bài tập Vật lí là quá trình tìm hiểu điều kiện của bài tập, xem

xét hiện tượng Vật lí được đề cập và dựa trên kiến thức Vật lí để đưa tới mối liên hệ có thể có của những cái đã cho và cái phải tìm, sao cho có thể thấy được cái phải tìm có mối liên hệ trực tiếp hay gián tiếp với cái đã cho.

17

Từ đó, đi tới chỉ rõ mối liên hệ tường minh trực tiếp của cái phải tìm với những cái đã biết, tức là tìm ra được lời giải cho bài toán.

Tư duy trong giải bài tập Vật lí cho thấy hai phần cơ bản, quan trọng như sau:

FF IC IA L

- Xác lập các mối liên hệ cụ thể dựa trên sự vận dụng kiến thức Vật lí vào điều kiện cụ thể của bài tập đã cho.

- Sự tiếp tục luận giải, tính toán đi từ mối liên hệ đã xác lập được đặt trong bài tập đã cho.

Tóm lại, để tìm được lời giải của một bài tập Vật lí phải trả lời được câu hỏi: - Để giải bài tập này, cần xác lập những mối liên hệ cơ bản nào? kiến thức gì? Vào điều kiện cụ thể gì của bài tập?

O

- Sự xác lập những mối liên hệ cơ bản cụ thể này dựa trên sự vận dụng những

N

Trả lời được những câu hỏi đó còn giúp giáo viên có sự định hướng trong

Ơ

phương pháp dạy học về bài tập một cách đúng đắn, hiệu quả. [5, tr. 103-105;12,

H

tr. 50-96; 13, tr. 347-363]

1.2.4.2. Phương pháp giải bài tập Vật lí

N

Đối với học sinh phổ thông, vấn đề giải và sửa bài tập gặp không ít khó khăn,

Y

vì học sinh thường không có kiến thức lý thuyết chắc chắn và kĩ năng vận dụng kiến

U

thức Vật lí còn hạn chế. Vì vậy, các em giải một cách mò mẫm, không có định

Q

hướng rõ ràng, áp dụng công thức máy móc và nhiều khi không giải được. Có nhiều nguyên nhân:

M

- Học sinh chưa có phương pháp khoa học để giải bài tập Vật lí.

- Chưa xác định được mục đích của việc giải bài tập là xem xét, phân tích các

KÈ

hiện tượng Vật lí để đi đến bản chất Vật lí.

Việc rèn luyện cho học sinh biết cách giải bài tập một cách khoa học, đảm

ẠY

bảo đi đến kết quả một cách chính xác là một việc rất cần thiết. Nó không những giúp học sinh có kiến thức lý thuyết chắc chắn mà còn rèn luyện kĩ năng suy luận

D

logic, làm việc một cách khoa học, có kế hoạch.

Bài tập Vật lí rất đa dạng, cho nên phương pháp giải cũng rất phong phú. Vì vậy không thể chỉ ra được một phương pháp nào cụ thể mà có thể áp dụng để giải được tất cả bài tập. Tuy nhiên có thể vạch ra một dàn bài gồm những bước sau:

18

*Bước 1: Tìm hiểu đề bài, trong giai đoạn này cần đảm bảo được những yêu cầu sau: + Đọc đúng đề bài, xác định được ý nghĩa vật lí của các thuật ngữ + Mô tả hiện tượng Vật lí nêu trong đề bài, xem xét các đại lượng nêu trong

FF IC IA L

đề bài liên quan đến khái niệm nào; hiện tượng nào; định luật hay quy tắc Vật lí nào? Xác định các giai đoạn và diễn biến của toàn bộ hiện tượng ( có thể vẽ hình)

+ Xác định xem trong lớp hiện tượng Vật lí đã cho có những đại lượng Vật lí nào đã cho, đại lượng nào cần tìm, có thể dùng các ký hiệu để tóm tắt * Bước 2: Xây dựng lập luận

Xây dựng lập luận được coi là bước quan trọng nhất của quá trình giải bài

O

tập, ở bước này ta phải vận dụng những định luật, quy tắc để thiết lập mối liên hệ giữa những đại lượng cần tìm và đại lượng đã cho, ta xét kĩ với 2 loại bài tập: Bài

N

tập định thính và bài tập định lượng

Ơ

- Xây dựng lập luận trong giải bài tập định tính: Có hai loại bài tập định tính

H

là: Giải thích hiện tượng và dự đoán hiện tượng.

+ ‘‘Giải thích hiện tượng thực chất là cho biết một hiện tượng và lí giải xem

N

vì sao hiện tượng lại xảy ra như thế. Trong các bài tập này, bắt buộc phải thiết lập

Y

được mối quan hệ giữa hiện tượng cụ thể với một số đặc tính của sự vật hay với

U

một số định luật Vật lí. Thực hiện phép suy luận logic luận ba đoạn trong đó tiền đề thứ nhất là một đặc tính chung của sự vật hoặc định luật Vật lí tổng quát, tiền đề thứ

Q

hai là những điều kiện cụ thể, kết luận về hiện tượng được nêu ra” [5, tr.104]

M

+ Dự đoán hiện tượng thực chất là căn cứ vào những điều kiện cụ thể

của đề bài, xác định những định luật chi phối hiện tượng và dự đoán được hiện

KÈ

tượng gì xảy ra và xảy ra thế nào. Ta thực hiện suy luận lôgic, thiết lập luận ba đoạn, trong đó ta mới biết tiền đề thứ hai( phán đoán khẳng định riêng), cần phải

ẠY

tìm tiền đề thứ nhất ( phán đoán khẳng định chung) và kết luận (phán đoán khẳng định riêng). Trong trường hợp hiện tượng xảy ra phức tạp, ta phải xây dựng một

D

chuỗi luận ba đoạn liên tiếp ứng với các giai đoạn diễn biến của hiện tượng.

- Xây dựng lập luận trong giải bài tập định lượng: Tuỳ theo phương pháp toán học được vận dụng, bài tập được quy về các bài tập số học, đại số và hình học.

19

+ Phương pháp số học: Phương pháp giải chủ yếu là phương pháp số học, tác động lên các con số hoặc các biểu diễn chữ, không cần thành lập phương trình để tìm ra ẩn số.

FF IC IA L

+ Phương pháp đại số: Dựa trên các công thức Vật lí, lập các phương trình từ đó giải chúng để tìm ra ẩn số.

+ Phương pháp hình học: Khi giải dựa vào hình dạng của đối lượng, các dữ liệu cho theo hình vẽ để vận dụng quy tắc hình học hoặc lượng giác.

Trong các phương pháp trên, phương pháp đại số là phương pháp phổ biến nhất, quan trọng hơn cả, vì vậy cần thường xuyên quan tâm rèn luyện cho học sinh.

O

Khi giải các bài tập tính toán người ta còn sử dụng thủ pháp logic khác nhau,

cũng có thể coi là phương pháp giải: đó là phương pháp phân tích, phương pháp

N

tổng hợp.

Ơ

+ Phương pháp phân tích: “Tìm một định luật, một qui tắc diễn đạt bằng

H

một công thức có chứa đại lượng cần tìm và một vài đại lượng khác chưa biết. Tiếp tục tìm những định luật, công thức khác cho biết mối quan hệ giữa đại lượng chưa

N

biết này với các đại lượng đã biết trong đề bài. Cuối cùng tìm được một công thức

D

ẠY

KÈ

M

Q

U

Y

chỉ chứa đại lượng cấn tìm với đại lượng đã biết” [6, tr.105]

Sơ đồ 1.2. Sơ đồ lập luận giải bài tập Vật lí theo phương pháp phân tích.

20

+ Phương pháp tổng hợp: “ Từ những đại lượng đã cho ở đề bài. Dựa vào các định luật, qui tắc vật lí, tìm những công thức có chứa đại lượng đã cho với các đại lượng trung gian mà ta dự kiến có liên quan đến đại lượng cần tìm. Suy luận toán học, đưa

O

FF IC IA L

đến công thức chỉ chứa đại lượng phải tìm với các đại lượng đã cho” [6, tr.105]

Sơ đồ 1.3. Sơ đồ lập luận giải bài tập Vật lí theo phương pháp tổng hợp.

N

Hai phương pháp trên đều có giá trị như nhau, chúng bổ sung cho nhau.

Ơ

Phương pháp phân tích nếu tìm được công thức đúng thì nhanh chóng hướng tới kết quả bài toán. Tuy nhiên, học sinh không tập trung chú ý nhiều vào các giai đoạn

H

trung gian, điều đó nói chung là không có lợi, đặc biệt đối với học sinh yếu, họ sẽ

N

nắm bản chất Vật lí kém sâu sắc hơn. Phương pháp tổng hợp cho phép đi sâu

Y

vào các giai đoạn trung gian, học sinh chú ý hơn tới bản chất Vật lí và mối liên hệ

U

giữa các đại lượng và hiện tượng. Phương pháp phân tích đòi hỏi cao hơn về mức độ tư duy logic và chuẩn bị Toán học. Vì vậy căn cứ vào đối tượng học sinh, mục * Bước 3. Luận giải: Từ các mối liên hệ cơ bản đã xác lập, tiếp tục luận giải,

M

.

Q

đích dạy học, giáo viên nên sử dụng hợp lí các phương pháp này. tính toán rút ra kết quả .

KÈ

* Bước 4. Biện luận: Để có thể xác nhận kết quả vừa tìm được cần kiểm tra

lại việc giải theo một hoặc một số cách sau:

D

ẠY

- Kiểm tra xem đã trả lời hết các câu hỏi , đã xét hết các trường hợp chưa.

- Kiểm tra tính toán có đúng không?

- Kiểm tra thứ nguyên của các đại lượng có phù hợp không?

- Xem xét kết quả về ý nghĩa thực tế có phù hợp không?

- Giải bài tập theo cách khác xem có cho cùng kết quả không?

- Kiểm tra nghiệm của bài toán bằng thứ nguyên và bằng các trường hợp đặc biệt.

- Sau khi giải hoàn thành xong bài toán có thể thay đổi giữ kiện và phát triển 21

nên thành một bài toán mới và tự giải.

Hoạt động giải bài tập trong thực tế có khi không thấy tách bạch rõ giai đoạn thứ hai và giai đoạn thứ 3. Có thể, sau khi xác lập được một mối liên hệ Vật lí cụ

FF IC IA L

thể nào đó người ta thực hiện ngay sự luận giải với mối liên hệ đó (biến đổi phương

trình đó) rồi tiếp sau đó mới lại xác lập một mối liên hệ Vật lí khác. Vì vậy, khi khái quát hóa phương trình giải một bài tập Vật lí ta vẫn có thể chỉ ra được đâu là những phương trình cơ bản cụ thể cần xác lập để sự luận giải từ các phương trình đó cho phép rút ra kết quả cần tìm.

Tóm lại: Phương pháp giải bài tập Vật lí được biểu diễn tổng thể qua sơ đồ sau đây:

N

O

Phương pháp giải bài tập Vật lí

N

H

Ơ

Các giai đoạn để giải 1 bài tập vật lí

Tìm hiểu

Y

Luận giải

Biện luận

U

lập luận

Q

đề bài

Xây dựng

Xây dựng lập luận trong

tập định tính

giải bài tập định lượng

M

Xây dựng lập luận trong giải bài

D

ẠY

KÈ

giải bài tập định tính

Xây dựng lập

Xây dựng lập

luận trong bài tập

luận trong bài tập

Phương pháp

Phương pháp

giải thích hiện

dự đoán hiện

phân tích

tổng hợp

tượng Vật lí

tượng Vật lí

Sơ đồ 1.4. Sơ đồ phương pháp giải bài tập Vật lí .

1.2.5. Hướng dẫn học sinh giải bài tập Vật lí * Những công việc cần làm để hướng dẫn học sinh giải một bài tập Vật lí cụ thể:

22

- Giải bài tập đó theo phương pháp giải bài tập Vật lí một cách tỉ mỉ. Tìm các cách giải bài tập đó( nếu có) - Xác định mục đích sử dụng bài tập này

FF IC IA L

- Xác định những kiến thức áp dụng để giải bài tập

- Phát hiện được những khó khăn mà học sinh có thể gặp khi giải bài tập - Soạn câu hỏi hướng dẫn học sinh vượt qua khó khăn

* Các mức độ yêu cầu khi hướng dẫn giải bài tập Vật lí.

Mức độ 1: Mức độ đơn giản, yêu cầu HS nắm kiến thức và có kĩ năng cơ bản nhất.

Mức độ 2: Học sinh vận dụng giải các bài tập và giải thích hiện tượng đơn

O

giản. GV hướng dẫn học sinh giải bài tập và giải thích hiện tượng sơ qua để học sinh suy nghĩ và tìm hiểu.

N

Mức độ 3: Cần có sự tư duy của học sinh để có thể giải được bài tập cùng với

Ơ

sự gợi ý của giáo viên. Giáo vên hướng dẫn học sinh dưới dạng gợi ý, đặt ra các câu

H

hỏi gợi mở định hướng suy nghĩ của học sinh.

Mức độ 4: Các bài tập khó yêu cầu học sinh phải có kiến thức nâng cao, sâu

N

sắc và biến đổi để giải được các bài tập trong hệ thống bài tập. GV luôn quan sát

Y

theo dõi hoạt động của học sinh và gợi ý theo định hướng của bài để tránh sự hiểu

U

nhầm của học sinh và tránh tâm lý ngại với những bài khó.

Theo đó, tùy theo mục đích sư phạm mà người ta vận dụng các kiểu hướng

Q

dẫn khác nhau trong hướng dẫn giải bài tập Vật lí.

M

1.2.5.1. Hướng dẫn theo mẫu (hướng dẫn Angorit)

KÈ

Sự hướng dẫn hành động theo mẫu sẵn có thường gọi là hướng dẫn angôrit.

Hướng dẫn angorit là sự hướng dẫn chỉ rõ cho học sinh những hành động cụ thể cần

thực hiện và trình tự thực hiện các hành động đó để đạt được các kết quả như mong

ẠY

muốn. Kiểu hướng dẫn angorit không đòi hỏi học sinh phải tự mình tìm tòi xác định

D

các hành động cần thực hiện để giải quyết vấn đề đặt ra mà chỉ đòi hỏi học sinh chấp hành các hành động đã được giáo viên chỉ ra Kiểu hướng dẫn angorit đòi hỏi giáo viên phải phân tích một cách khoa học việc giải bài tập để xác định được một trình tự chính xác chặt chẽ của các hành động cần thực hiện để giải được bài tập và đảm bảo cho các hành động đó là những hành

23

động sơ cấp đối với học sinh. Kiểu hướng dẫn angorit thường được áp dụng khi cần dạy cho học sinh phương pháp giải một lớp các bài tập điển hình nào đó, nhằm luyện tập cho học sinh các kĩ năng giải một bài tập Vật lí xác định.

FF IC IA L

Ưu điểm: Dạy cho học sinh được phương pháp giải một loại bài tập điển hình. Đồng thời, rèn luyện cho học sinh kĩ năng giải một bài tập xác định.

Nhược điểm: Học sinh có thói quen chấp hành những hành động đã được chỉ

dẫn theo mẫu đã có sẵn, do đó ít có tác dụng rèn luyện cho học sinh khả năng tìm tòi, sáng tạo, hạn chế sự phát triển tư duy sáng tạo của học sinh. Để khắc phục

nhược điểm này, trong quá trình giải bài tập, giáo viên phải lôi cuốn học sinh tham

1.2.5.2. Hướng dẫn tìm tòi (Hướng dẫn Ơrixtic)

O

gia vào quá trình xây dựng angorit cho bài tập.

N

Hướng dẫn tìm tòi là kiểu hướng dẫn mang tính chất gợi ý cho học sinh suy

Ơ

nghĩ tìm tòi phát hiện cách giải quyết. Không phải là giáo viên chỉ dẫn cho học sinh

H

chỉ việc chấp hành các hành động theo một mẫu đã có để đi tới kết quả mà là giáo viên gợi mở để học sinh tự tìm cách giải quyết, tự xác định các hành động cần thực

N

hiện để đạt được kết quả. Các câu hỏi hướng dẫn phải hướng tư duy của học sinh

Y

vào phạm vi cần và có thể tìm tòi phát hiện cách giải quyết. Thông thường, kiểu

U

hướng dẫn tìm tòi được áp dụng khi cần giúp đỡ học sinh vượt qua khó khăn để giải

Q

được bài tập, đồng thời vẫn đảm bảo yêu cầu phát triển tư duy học sinh, muốn tạo điều kiện để học sinh tự lực tìm cách giải quyết.

M

Ưu điểm: Tránh được tình trạng giáo viên làm thay học sinh trong việc giải

KÈ

bài tập. Kiểu hướng dẫn này đòi hỏi học sinh phải tự lực tìm cách giải quyết chứ không phải là học sinh chỉ việc chấp hành các hành động theo mẫu đã chỉ ra, nên giúp HS học tập tích cực chủ động, rèn luyện được các kĩ năng, phát triển được tư

D

ẠY

duy và nắm kiến thức chắc chắn hơn Nhược điểm: Cách hướng dẫn này không phải bao giờ cũng đảm bảo cho

học sinh giải quyết được bài tập một cách chắc chắn. Có thể, sự hướng dẫn của giáo viên cho học sinh dễ đưa học sinh đến chỗ chỉ còn việc thừa hành các hành động, theo mẫu, hoặc sự hướng dẫn của giáo viên viển vông, quá chung chung, không giúp ích được cho sự định hướng tư duy của học sinh. Nó phải có tác dụng hướng tư

24

duy của học sinh vào phạm vi cần và có thể tìm tòi phát hiện cách giải quyết vấn đề.

Ngoài ra, phương pháp này không thể áp dụng cho toàn bộ đối tượng học sinh do chất lượng học sinh là khác nhau.

FF IC IA L

1.2.5.3. Hướng dẫn khái quát chương trình hóa

Định hướng khái quát chương trình hóa cũng là sự hướng dẫn cho học sinh tự tìm tòi cách giải quyết, chứ không thông báo ngay cho học sinh cái có sẵn. Nét

đặc trưng của kiểu hướng dẫn này là, giáo viên định hướng hoạt động tư duy của học sinh theo đường lối khái quát của việc giải quyết vấn đề. Sự định hướng ban

đầu đòi hỏi sự tự lực tìm tòi giải quyết của học sinh. Nếu học sinh không đáp ứng

O

được thì sự giúp đỡ tiếp theo của giáo viên là sự phát triển định hướng khái quát

hóa ban đầu, cụ thể hóa thêm một bước bằng cách gợi ý thêm cho học sinh, để thu

N

hẹp hơn phạm vi phải tìm tòi, giải quyết cho vừa sức với học sinh. Nếu học sinh vẫn

Ơ

không đủ khả năng tự lực tìm tòi giải quyết thì sự hướng dẫn của giáo viên chuyển

H

dần thành hướng dẫn theo mẫu để đảm bảo cho học sinh hoàn thành được yêu cầu của một bước. sau đó tiếp tục yêu cầu học sinh tự lực tìm tòi giải quyết các bước

N

tiếp theo. Nếu cần thì giáo viên lại giúp đỡ thêm. Cứ như vậy cho đến khi giải quyết

Y

xong vấn đề đặt ra. Phương pháp hướng dẫn này được áp dụng khi có điều kiện hướng

U

dẫn tiến trình hoạt động giải bài tập của học sinh, nhằm giúp cho học sinh tự giải được tập.

Q

bài tập đã cho, đồng thời dạy cho học sinh cách suy nghĩ trong quá trình dạy giải bài

M

Ưu điểm: Kết hợp được việc thực hiện các yêu cầu: rèn luyện tư duy của học

KÈ

sinh trong quá trình giải bài tập và đảm bảo cho học sinh giải được bài tập đã cho.

Sự hướng dẫn như vậy đòi hỏi giáo viên theo sát tiến trình hoạt động giải bài tập của học sinh, không thể chỉ dựa vào những lời hướng dẫn có thể soạn sẵn, mà phải

ẠY

kết hợp được việc định hướng với việc kiểm tra kết quả hoạt động của học sinh để

D

điều chỉnh sự giúp đỡ, thích ứng với trình độ của học sinh.

Nhược điểm: Để làm tốt được sự hướng dẫn này phụ thuộc vào trình độ và

khả năng sư phạm của người giáo viên. Đôi khi người giáo viên dễ sa vào làm thay cho học sinh trong từng bước định hướng. Do vậy, câu hỏi định hướng của giáo viên phải được cân nhắc kỹ và phù hợp với trình độ học sinh.

25

Trong quá trình hướng dẫn học sinh giải bài tập không thể theo một khuôn mẫu nhất định, mà tùy thuộc vào nội dung, kiến thức, yêu cầu của bài toán, và còn tùy thuộc vào đối tượng học sinh mà chúng ta có cách lựa chọn kiểu hướng dẫn cho những ưu điểm trong cả ba phương pháp.

FF IC IA L

phù hợp. Người giáo viên phải biết phối hợp cả ba kiểu hướng dẫn trên, tận dụng

Tóm lại: Các kiểu hướng dẫn giải bài tập Vật lí và hướng dẫn học sinh giải bài tập Vật lí được biểu diễn tổng thể qua sơ đồ sau đây:

Hướng dẫn tìm

mẫu

tòi

Định hướng khái quát chương trình hóa

Ơ

N

Hướng dẫn theo

O

Hướng dẫn giải bài tập Vật lí

H

Sơ đồ 1.5: Sơ đồ các kiểu hướng dẫn giải bài tập Vật lí Phân tích phương pháp

N

Tư duy giải

giải bài tập vật lí cụ thể

Q

Mục đích sư

U

Y

bài tập vật lí

hướng dẫn giải bài tập vật lí cụ

Xác định kiểu hướng

thể

dẫn

M

phạm

Phương pháp

Hình 1.6: Sơ đồ hướng dẫn học sinh giải bài tập Vật lí

KÈ

1.2.6. Sử dụng bài tập Vật lí nhằm bồi dưỡng Học sinh giỏi Vật lí

ẠY

1.2.6.1. Lựa chọn hệ thống bài tập Vật lí Trong dạy học bất cứ một đề tài nào, giáo viên phải lựa chọn hệ thống bài tập

D

thỏa mãn các yêu cầu sau: - Các bài tập phải đi từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp( phạm vi và số

lượng các kiến thức kĩ năng cần vận dụng từ một đề tài đến nhiều đề tài, số lượng các đại lượng cho biết và các đại lượng phải tìm…) giúp HS nắm được phương pháp giải các bài tập điển hình.

26

- Mỗi bài tập phải là một mắt xích trong hệ thống bài tập, đóng góp phần nào vào việc củng cố, hoàn thiện và mở rộng kiến thức - Hệ thống bài tập cần bao gồm nhiều thể loại bài tập: bài tập giả tạo, bài tập

FF IC IA L

có nội dung thực tế, bài tập luyện tập và bài tập sáng tạo, bài tập cho thừa hoặc thiếu dữ kiện, bài tập mang tính chất ngụy biện và nghịch lý, bài tập có nhiều cách

giải khác nhau và bài tập có nhiều lời giải tùy theo những điều kiện cụ thể của bài tập mà giáo viên không nêu lên hoặc nêu lên một điều kiện nào đó mà thôi.

Trong các loại bài tập, chú ý tới bài tập sáng tạo là loại bài tập mà các dữ kiện cho trong đầu bài không chỉ dẫn trực tiếp hay gián tiếp cách giải. Các bài tập

O

này có tác dụng rất lớn trong việc phát triển tính tự lực và sáng tạo ở HS, giúp các

em nắm vững kiến thức chính xác, sâu sắc và mềm dẻo. Bài tập sáng tạo có thể là

N

bài tập giải thích một hiện tượng chưa biết trên cơ sở các kiến thức đã biết( trả lời

Ơ

câu hỏi “ Tại sao? ”) hoặc bài tập thiết kế đòi hỏi thực hiện một hiện tượng thực,

H

đáp ứng những yêu cầu đã cho( trả lời câu hỏi “ Làm như thế nào ? ”) 1.2.6.2. Sử dụng hệ thống bài tập Vật lí nhằm bồi dưỡng HSG

N

Trong dạy học từng đề tài cụ thể giáo viên phải dự kiến chi tiết kế hoạch sử

Y

dụng hệ thống bài tập đã lựa chọn.

U

- Các bài tập đã lựa chọn có thể sử dụng ở các khâu khác nhau của quá trình dạy học

Q

- Trong tiến trình dạy học một đề tài cụ thể, việc giải hệ thống bài tập do giáo

M

viên đã lựa chọn thường bắt đầu bằng những bài tập định tính hay những bài tập tập dượt. Sau đó HS sẽ giải những bài tập tính toán, bài tập đồ thị có nội dung phức tạp

KÈ

hơn. Việc giải những bài tập tính toán tổng hợp, những bài tập có nội dung kỹ thuật với dữ kiện không đầy đủ, những bài tập sáng tạo có thể coi là kêt thúc việc giải hệ

D

ẠY

thống bài tập đã lựa chọn đề tài.

- Cần cá biết hóa HS trong việc giải bài tập vật lí qua các biện pháp sau: + Biến đổi mức độ yêu cầu của bài tập ra cho các loại đối tượng HS khác

nhau, thể hiện ở mức độ trừu tượng của đầu bài, loại vấn đề cần giải quyết , phạm vi và tính phức hợp của các số liệu cần xử lý, loại và số lượng thao tác tư duy logic và

27

các phép biến đổi toán học cần sử dụng, phạm vi và mức độ các kiến thức, kĩ năng cần huy động. + Biến đổi mức độ yêu cầu về số lượng bài tập cần giải, về mức độ tự lực của

FF IC IA L

HS trong quá trình giải bài tập. [5, tr.105-107; 13, tr. 363-367]

1.3. Tình hình thực tế công tác bồi dưỡng học sinh giỏi ở trường THPT Ứng Hòa B

1.3.1. Đội ngũ giáo viên Vật lí và thành tích của học sinh giỏi Vật lí trường THPT ứng Hòa B

Đội ngũ giáo viên Vật lí ở Trường THPT Ứng Hòa B – Huyện Ứng Hòa –

O

Thành phố Hà Nội hiện nay là 6 thầy cô, tất cả đều chưa đến 35 tuổi, số năm công

tác chưa nhiều, năm 2013 có một Thầy giáo nghỉ hưu, một Cô giáo được chuyển

N

công tác ra trung tâm Thành phố. Trong 6 Thầy cô thì mới chỉ một người có bằng

Ơ

Thạc sĩ.

H

1.3.2. Thực trạng công tác bồi dưỡng học sinh giỏi ở lớp chất lượng cao trường

N

THPT Ứng Hòa B

1.3.2.1. Thuận lợi trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi ở lớp chất lượng

Y

cao trường THPT Ứng Hòa B

U

Trường THPT Ứng Hòa B là một ngôi trường với gần 50 năm tuổi, Nhà

Q

trường đã gặt hái được rất nhiều thành tích đáng tự hào tạo nên truyền thống tốt đẹp của Nhà trường. Kể về thành tích HSG nhà trường năm nào cũng có các giải cao

M

trong kỳ thi học sinh giỏi cấp Thành phố, năm 2010 Nhà trường đã có học sinh giỏi

KÈ

cấp Quốc gia và đặc biệt trong các kỳ thi tuyển sinh đại học Nhà trường đã có 4 Học sinh đạt Thủ Khoa của các Trường tốp đầu như ĐH Quốc gia Hà nội, ĐH Y khoa Hà Nội

ẠY

1.3.2.2. Một số yếu tố gây khó khăn cho công tác bồi dưỡng học sinh giỏi ở

D

trường THPT Ứng Hòa B. Dạy bài tập hiện nay các thầy cô mới chú trọng tới độ khó của bài tập mà còn

chưa quan tâm nhiều đến biện pháp hướng dẫn cho học sinh biện pháp để giải bài tập. Các thầy cô khi dạy bài tập Vật lí mới tập trung vào số lượng nhiều mà chưa chú trọng tới các bài tập tổng quát mà từ đó học sinh có thể tự vận động để giải. Các 28

thầy cô mới tập trung vào việc giải bài tập của mình mà ít quan tâm tới việc học sinh suy nghĩ, tiếp nhận, giải chúng như thế nào. Các lý do trên đã làm cho sự phát triển năng khiếu của học sinh bị hạn chế.

FF IC IA L

Học sinh giải các bài tập mà không chú ý tới biện pháp giải mà chỉ áp dụng các công thức một cách máy móc. Học sinh tập trung giải cho thật nhiều bài tập mà không chú ý đến phương pháp, nên nhớ máy móc nhiều dẫn đến khả năng huy động kiến thức không nhanh và không nhiều. Khi giải bài tập học sinh vẫn chưa phát

triển được bài tập mà mới chỉ dừng lại việc đáp ứng yêu cầu của bài toán đặt ra nên đôi khi yêu cầu khác đi một chút là các em gặp sự lúng túng trong việc điều khiển

O

kiến thức.

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1.

N

Trong chương 1 đã trình bày cơ sở lý luận của đề tài, đó là những vấn đề về

Ơ

bồi dưỡng học sinh giỏi và học sinh giỏi Vật lí, về bài tập vật lí và sử dụng bài tập

H

Vật lí để bồi dưỡng năng lực, phẩm chất của học sinh giỏi Vật lí ở bậc phổ thông Ngoài ra tôi còn trình bày sơ lược thực trạng dạy bài tập Vật lí ở Trường

N

THPT Ứng Hòa B, huyện Ứng Hòa, Thành phố Hà Nội.

Y

Từ những cơ sở khoa học vững chắc trên đây, tôi xây dựng chương 2 – Xây

U

dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập vật lí chương Động lực

D

ẠY

KÈ

M

Q

học chất điểm – Vật lí 10 nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí THPT.

29

CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG HỆ THÔNG BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM- VẬT LÍ 10 NHẰM

FF IC IA L

BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

2.1. Nội dung kiến thức chương Động lực học chất điểm 2.1.1. Cấu trúc nội dung chương

Chương này được trình bày sau khi đã học chương Động học chất điểm, nên các khái niệm như: chất điểm, hệ quy chiếu, vec tơ vận tốc, gia tốc…đã được làm rõ, do đó thuận tiện cho việc nghiên cứu chương này.

O

Kiến thức lý thuyết và bài tập của chương này là nền tảng để nghiên cứu các kiến thức Vật lí tiếp theo, đồng thời hình thành một phương pháp giải bài toán cơ bản nhất

N

của Vật lí cổ điển đó là phương pháp “ Động lực học”

Ơ

2.1.2. Phân tích nội dung chương Động lực học chất điểm

N

H

Động lực học chất điểm

Lực là nguyên nhân gây gia tốc

Q

Lực là nguyên nhân gây biến dạng

Các lực cơ học

KÈ

M

Biểu diễn vectơ lực

U

Y

Lực

Điều kiện cân bằng của chất điểm

Ba định luật Niu-tơn

Lực

Lực

Lực

hấp

đàn

ma

dẫn

hồi

sát

Phương pháp động lực học

D

ẠY

Tổng hợp và phân tích lực

Lực hướng tâm

Lực quán tính

Bài toán CĐ ném xiên

Sơ đồ 2.1. Sơ đồ cấu trúc nội dung chương Động lực học chất điểm Vật lí 10

30

- Sau khi HS học xong chương I đã khảo sát một số chuyển động cơ bản, thì chương II là đi tìm nguyên nhân của các chuyển động ( HS tìm được câu trả lời cho câu hỏi “ Tại sao các chất điểm chuyển động như vậy?” )

FF IC IA L

- Chương II được bắt đầu bằng việc nhắc lại khái niệm Lực mà HS đã làm quen ở cấp THCS, tiếp đó là làm rõ và mở rộng khái niệm lực đối với các lực cơ học. Xét về tác dụng của lực, chủ yếu đề cập tới tác dụng của lực đối với chất

điểm, ở đây HS biết tổng hợp và phân tích véctơ lực và quan trọng nhất là mối liên hệ giữa lực với gia tốc của chất điểm thông qua định luật thứ hai của Niu-tơn, Nhờ

mối liên hệ này mà ta hình thành được một công cụ để nghiên cứu mối liên hệ giữa

O

các đại lượng động học với đại lượng Lực, gọi là “ Phương pháp động lực học”, đây là một công cụ rất quan trọng được coi là nền tảng cho những bài toán Vật lí cơ học

N

cổ điển sau này. Ở chương này nhờ phát triển mối liên hệ này ta tìm hiểu bài toán

Ơ

về lực hướng tâm,lực quán tính và bài toán về chuyển động ném [4, tr 53-94; 8, tr

H

60-116; 9, tr 54-94 ]

2.1.3. Mục tiêu dạy học của chương Động lực học chất điểm

N

2.1.3.1. Về thái độ, tình cảm:

Y

- Rèn thái độ khách quan trung thực, có tác phong tỉ mỉ cẩn thận, chính xác và

U

có tinh thần hợp tác trong việc học tập môn Vật lí cũng như việc áp dụng hiểu biết

Q

đã đạt được. Biết xem xét sự vật hiện tượng một cách khoa học, biết tôn trọng quy luật của tự nhiên, không mò mẫm, không qua loa

M

- Có hứng thú học Vật lí, yêu thích tìm tòi khoa học, trân trọng đối với đóng

KÈ

góp của Vật lí cho sự tiến bộ của xã hội - Có ý thức vận dụng kiến thức Vật lí vào, nhằm cải thiện điều kiện sống học

tập, cũng như bảo vệ môi trường tự nhiên.

ẠY

2.1.3.2. Về kiến thức, kĩ năng:

D

Cấp độ nhận

Nội thức dung kiến thức

Nhận biết ( Nhắc

Thông hiểu

Vận dụng

lại, phát biểu lại)

( Vận dụng trong các

( Vận dụng linh hoạt

tình huống quen)

giải quyết vấn đề mới)

31

Tổng - Phát biểu được - Thực hiện được phép

1/

Vận dụng linh hoạt

hợp, phân định nghĩa lực, tổng hợp, phân tích lực. phép tổng hợp và phân lực. nêu được lực là - Vận dụng điều kiện tích lực để trả lời

Điều kiện đại lượng véc tơ.

cân bằng của chất điểm những bài toán gắn

FF IC IA L

tích

cân

bằng - Nêu được quy trong tình huống đơn với thực tiễn, những

của

chất tắc tổng hợp, phân giản

điểm

bài toán vận dụng liên

tiếp quy tắc tổng hợp,

tích lực.

- Nêu được điều

phân tích lực.

kiện cân bằng của

O

chất điểm.

2/ Ba định - Phát biểu và viết - Vận dụng các định - Vận dụng các định Niu- được biểu thức luật Niu-tơn để giải luật Niu-tơn để giải

tơn

các định luật Niu- thích các hiện tượng thích các hiện tượng

Ơ

N

luật

liên tượng phức tạp

H

đơn giản.

tơn.

- Nêu được khái - Biểu diễn được các liên quan thực tiễn. véc tơ lực trong các ví - Giải các bài toán

N

niệm khối lượng

chuyển động của vật

- Xác lập được mối liên hay hệ vật phức tạp, hệ giữa lực và gia tốc có nhiều lực tác dụng để giải các bài toán và việc vẽ véc tơ lực chuyển động của vật là phức tạp, các bài hay hệ vật đơn giản. toán có liên quan đến

KÈ

M

Q

U

Y

dụ cụ thể

tính tương đối của chuyển động.

ẠY

3/ Các lực - Phát biểu và viết - Vận dụng công thức - Vận dụng linh hoạt

D

cơ học.

được biểu thức của định luật Vận vật định luật Húc để giải của định luật Vạn hấp dẫn để giải thích các bài toán chuyển vật hấp dẫn.

một số hiện tượng và động phức tạp của vật

- Nêu được một số các bài tập đơn giản.

và hệ nhiều vật liên

vai trò cơ bản của - Vẽ được lực đàn hồi. kết với nhau bởi nhiều 32

Vận dụng định luật lò xo; các bài toán liên

lực hấp dẫn.

- Phát biểu và viết Húc để giải các bài quan đến nhiều lực. được biểu thức toán chuyển động của - Xác định được véc vật và hệ vật đơn giản.

tơ lực ma sát để giải

FF IC IA L

của định luật Húc

- Nêu được đặc - Giải thích được vai các bài toán chuyển điểm và viết được trò của lực ma sát trong động phức tạp, những

công thức tính các các trường hợp đơn bài toán liên quan đến lực ma sát.

tính tương đối của

giản.

- Xác định được véc tơ chuyển động, những

O

lực ma sát để giải các bài toán cực trị và bài toán đơn giản.

những bài toán hệ

sát

bằng

Ơ

ma

N

- Xác định được hệ số nhiều vật. thực

H

nghiệm.

- Nêu được định

Vẽ được véc tơ lực - Vận dụng kiến thức

hướng

nghĩa lực hướng hướng tâm và giải được về lực hướng tâm,

tâm.

tâm.

N

4/Lực

bài

toán

Y

các

trong chuyển động li tâm để

hướng

theo tốc độ dài,

- Giải được các bài

tốc độ góc, chu

toán liên quan đến

kỳ, tần số chuyển

tính tương đối của

động tròn

chuyển động.

M KÈ

giải thích các hiện tượng thực thực tiễn.

tâm

Q

lực

U

- Viết biểu thức chuyển động tròn đều.

5/ Hệ quy - Nêu được khái - Nêu được các ví dụ - Vận dụng khái niệm lực quán tính để giải

quán tính. phi quán tính.

các bài toán phức tạp

ẠY

chiếu phi niệm hệ quy chiếu về lực quán tính.

D

Lực quán tính.

- Vận dụng khái niệm - Nêu được khái

lực quán tính để

như hệ vật chuyển động liên quan đến

niệm, đặc điểm, giải thích các trường nhiều lực.

- Nêu được ưu điểm

33

viết

được

biểu hợp đơn giản và giải khi sử dụng hệ quy

thức

lực

quán được các bài toán đơn chiếu quán tính để giải

tính.

thích các hiện tượng

giản.

FF IC IA L

và giải các bài tập.

[3, tr. 35-80]

2.2. Định hướng xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải

bài tập chương Động lực học chất điểm.

2.2.1. Định hướng xây dựng hệ thống bài tập chương Động lực học chất điểm.

2.2.1.1. Tiêu chí tuyển chọn và xây dựng bài tập cho hệ thống bài tập chương Động

O

lực học chất điểm Vật lí 10

Căn cứ mục tiêu bồi dưỡng HSG Vật lí, căn cứ cơ sở lý luận ở chương I, sẽ

N

ưu tiên chọn lựa những bài tập như sau:

Ơ

- Bài tập được tuyển chọn và xây dựng phải chứa mâu thuẫn nhận thức, các

H

bài tập phải chứa đựng các tình huống khác nhau, để kết hợp các phương án hướng

N

dẫn phù hợp các em HS sẽ rèn kĩ năng, phát triển năng lực.

- Xây dựng bài tập tập trung vào kiến thức quan trọng của bài học, tránh đi sâu

U

của chương.

Y

vào những phần không trọng tâm. Nhưng phải chú ý khắc sâu mở mộng kiến thức

Q

- Xây dựng bài tập vừa sức, phù hợp với khả năng nhận thức của các em HS, lựa chọn các bài tập mang tính chất hệ thống.

M

2.2.1.2. Tuyển chọn và xây dựng bài tập cho hệ thống bài tập chương Động lực học

KÈ

chất điểm Vật lí 10, có thể thực hiện theo các bước sau: - Bước 1. Căn cứ sơ đồ cấu trúc nội dung chương để thấy được nội dung quan

ẠY

trọng của chương.

- Bước 2. Xác định mức độ nhận thức cần đặt vào bài tập: mức độ biết, hiểu,

D

vận dụng, sáng tạo phù hợp với từng đối tượng học sinh để từ đó tuyển chọn và xây dựng bài tập thích hợp.

- Bước 3. Căn cứ vào nội dung bước 1 để xây dựng dự thảo đề bài tập, xác định dữ kiện cho, hỏi.

2.2.1.3. Phân loại bài tập chương Động lực học chất điểm

34

Dựa trên nội dung kiến thức, mục tiêu dạy học và mục tiêu bồi dưỡng học sinh giỏi đối với chương Động lực học chất điểm- Vật lí 10, tôi đã phân loại bài tập theo nội dung. Trên cơ sở ứng với mỗi nội dung, tôi sẽ phân loại bài tập theo

FF IC IA L

phương thức giải và phương thức cho điều kiện.

Cuối cùng, để cá biệt hóa học sinh trong việc giải bài tập Vật lí, trong mỗi loại bài tập tôi lại chú ý đến yêu cầu phát triển tư duy của học sinh để phân loại thành bài tập luyện tập và bài tập sáng tạo.

2.2.2. Định hướng việc hướng dẫn hoạt động giải hệ thống bài tập chương Động lực học chất điểm nhằm bồi dưỡng HSG Vật lí

O

2.2.2.1. Mục đích của việc hướng dẫn hoạt động giải hệ thống bài tập chương Động lực học chất điểm – Vật lí 10.

N

Trên cơ sở các tiết học chính khoá: học sinh đã nắm được đầy đủ lý thuyết,

Ơ

các bài bập cơ bản ở từng phần. Với mục đích của đề tài là cung cấp cho học sinh

H

hệ thống bài tập nâng cao và hướng dẫn hoạt động giải bài tập nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi . Vì vậy, chủ yếu luyện cho học sinh nắm vững những kiến thức, rèn kĩ

Y

sinh giỏi cấp Thành phố.

N

năng và hình thành tư duy về phương pháp giải bài tập Vật lí để phục vụ cho thi học

U

2.2.2.2. Định hướng phương pháp hướng dẫn hoạt động giải hệ thống bài tập định tính chương Động lực học chất điểm.

Q

Căn cứ mục đích của việc hướng dẫn hoạt động giải hệ thống bài tập của

M

chương, tôi lựa chọn kết hợp các phương án hướng dẫn, tập trung ở phương pháp hướng dẫn tìm tòi và hướng dẫn định hướng khái quát chương trình hóa.

KÈ

Các hoạt động dạy học hướng dẫn hoạt động giải hệ thống bài tập của

chương được tổ chức kết hợp nhiều kiểu dạy học, chủ yếu theo kiểu dạy học Nêu

D

ẠY

vấn đề.

35

2.3. Xây dựng hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương Động lực học chất điểm –Vật lí 10 nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi

Vật lí. học chất điểm – Vật lí 10 nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí Bài toán 1: Ba sợi dây cao su, một đầu nối với nhau và được kéo chậm ra theo các hướng khác nhau (Hình 1.a).

Tại một thời điểm nào đó độ dài của ba dây bằng nhau

O

và bằng L1 = 20 cm. Sau đó các dây được kéo dãn dưới

FF IC IA L

2.3.1. Hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương Động lực

các góc khác (1.b). Trong trường hợp đó, sự bằng nhau

N

của độ dài ba dây xảy ra khi mỗi dây đều bằng L2 = 30

Ơ

cm. Biết rằng ban đầu độ dài tự nhiên của dây thứ nhất

H

bằng l1 = 15 cm. Hãy tìm độ dài tự nhiên của hai dây tuân theo định luật Húc.

N

kia và tỉ số độ cứng của các dây. Coi các dây cao su

U

Y

Hướng dẫn hoạt động giải bài tập

Q

Bài tập được giới thiệu với mục tiêu: củng cố khắc sâu, kiến thức về điều kiện cân bằng của chất điểm, lực đàn hồi, rèn kĩ năng phân tích lực,

M

HS biết phương pháp phân tích một bài toán vật lí phức tạp thành những

KÈ

bài toán nhỏ đơn giản, phát trển năng lực phát hiện- giải quyết vấn đề, đồng thời bước đầu hướng dẫn tư duy của học sinh theo đúng tư duy giải

ẠY

bài tập Vật lí.

Với mục tiêu đó tôi chọn kết hợp hướng dẫn tìm tòi và hướng dẫn

D

khái quát chương trình hóa, sử dụng kết hợp các kiểu dạy học tích cực, chủ yếu là kiểu dạy học Nêu vấn đề.

Sau khi trả lời xong bài toán này học sinh bước đầu biết hướng suy nghĩ khi phân tích một bài toán vật lí phức tạp

36

Hoạt động của HS

Trợ giúp của Gv Một bài toán vật lí khó thường

hướng cách giải theo kinh nghiệm cũ

được tổng hợp từ nhiều bài toán nhỏ

và phát hiện khó khăn của bài toán.

hơn. Vậy muốn trả lời được

FF IC IA L

Đọc, phân tích đầu bài, định

Nghe và tham gia thảo luận về

một bài toán vật lí khó cần phải biết

cách phân tích một bài toán vật lí

cách phân tích bài toán đó thành

phức tạp.

nhiều bài toán nhỏ đơn giản hơn

Mặt khác mỗi bài toán vận lí

O

cũng có thể khó về mặt vật lí hoặc

khó về mặt toán học, cần phải thấy

Ơ

lí

N

được điểm khó của một bài toán vật Để có thể trả lời được những bài

H

phức tạp về cân bằng của một chất

N

điểm như bài toán 1, hãy tìm lời giải

Y

cho hai bài toán nhỏ như sau:

D

ẠY

KÈ

M

Q

U

- Ghi nhận bài toán 1.1; 1.2

Bài toán 1.1: Một đèn có trọng lượng P = 60N được treo

B

vào vòng nhẫn O (được coi như một

0

chất điểm).

A

Vòng nhẫn được giữ yên bằng hai dây OA và OB như hình vẽ. Biết dây OA nằm ngang và hợp với dây OB một góc 135o.

Tìm lực căng của hai dây OA và OB?

37

Bài toán 1.2: Một vật có khối lượng m = 15 kg, được treo bằng ba sợi dây. Cho biết a = 28o , b= 47o và g = 9,8 m/s2 Tìm lực căng của các sợi dây?

tập Vật lí trả lời bài toán 1.1

Hướng dẫn tư duy học sinh để trả lời bài

FF IC IA L

- Thực hiện tư duy theo logic giải bài

=1350. Tìm T0A? và T0B? toán 1.1

+ Phân tích hiện tượng bài toán, tìm các định luật, quy tắc,… để tìm mối liên hệ giữa các đại lượng.

+ CH1: Mô tả hiện tượng? Xác định đại lượng đã cho và đại lượng phải tìm? Đại lượng phải tìm và đại lượng đã cho

+ Áp dụng điều kiện cân bằng cho vòng

O

+ Cho P,

có liên hệ nào?

* Nếu HS chưa trả lời được thì có thể gợi ý bằng câu hỏi sau:

Ơ

vẽ, dựa vào hình tính các đại lượng.

N

nhẫn O à biểu diễn các lực trên hình

+ CH2: Nhận xét về trạng thái của đèn

H

và các dây? Các lực phải tìm có liên hệ

N

nào với trọng lực của đèn? Tìm chất

Y

điểm liên quan nhiều nhất đến các lực

U

+ Chỉ ra các bước giải cơ bản của bài

Q

toán.

+ Áp dụng điều kiện cân bằng hay

M

phương trình Định luật II Niu-tơn +

+

=

(1)

KÈ

cho nút C:

ẠY

+ Hs phát hiện điểm khác của bài

D

toán là khó có thể dựa vào hình vẽ để

thiết lập mối liên hệ trực tiếp giữa TA ; TB với P giống bài toán 1.1 + Nguyên nhân là: không có các vec tơ lực vuông góc với nhau

này? * Đây là bài toán cơ bản, nên có thể yêu cầu HS trình bày phần trả lời. + Yêu cầu các Em chỉ ra các bước giải cơ bản của bài toán?

- Trả lời bài toán 1.2 tương tự bài 1.1. Tuy nhiên cần tạo điều kiện để HS phát hiện điểm khác giữa bài 1.1 so với bài 1.2, có thể bằng câu hỏi: + CH3: Điểm khác của bài toán này với bài toán trước là điểm nào? + Sau khi HS tìm ra vấn đề khó khăn này, GV hướng dẫn HS tìm nguyên

38

à cách khắc phục khó khăn này có

nhân và phương án khắc phục.

Sau khi HS trả lời xong bài toán

thể là: phân tích Các vec tơ lực theo hai trục ox, oy

FF IC IA L

1.1 và 1.2 yêu cầu HS phân tích bài toán 1 thành những bài toán nhỏ đơn

Phân tích hiện tượng và phân tích

giản hơn?

bài toán theo hai trường hợp tương

Nếu HS chưa trả lời được thì có

ứng với hai bài toán nhỏ như 1.1 và

thể gợi ý: Hãy nhận xét về trạng thái

1.2.

của các sợi dây và mối liên hệ với độ

O

lớn của lực tác dụng vào nút?

N

Với việc hướng dẫn hoạt động giải bài tập như trên ta có thể giải cụ thể bài

Ơ

toán 1 như sau:

H

Bài toán 1.1. ®

®

®

= P. ®

®

F=T

OA

®

+ TOB phải cân bằng với

U

Ta phải có hợp lực

0 A

Y

trong đó

.

N

Các lực tác dụng vào vòng nhẫn : TOA ; TOB ;

B

Hình 1.1

®

®

Q

=> F = P . Từ hình vẽ => Góc giữa TOB và F là

M

β= 135o- 90o = 45o F cos

=

N và TOA=

KÈ

=> TOB =

F sin

= 30 N

ẠY

Bài toán 1.2.

Nút chịu ba lực căng

D

Ta phân tích hai lực căng

, ,

,

.

thành hai

thành phần theo hai phương vuông góc x, y (Hình 1.2.a). Phép phân tích lực này tương đương với phép chiếu các lực

,

,

lên hai trục x, y (Hình 1.2. b).

Hình 1.2 39

Điều kiện cân bằng của nút là : +

+

=

à -TAcos28 + TBcos47 =0 (1) +

=

FF IC IA L

+

à TAsin28 + TBsin47 – TC = 0 (2) Vật m chịu hai lực cân bằng là +

và

(Hình 1.2.c)

à TC = T’C = p = mg (3)

=

Giải hệ phương trình ta được

* Chú ý : Hợp lực

+

=

O

TA » 100 N ; TB » 130 N ; TC » 150 N.

cân bằng với lực

. Hợp lực

và

H

phần lực tác dụng là

đều có tác dụng và

và

Ơ

của dây A thì cả hai lực

N

được hiểu một cách khác như sau : xét theo phương

. Ta có :

N

TBC = TB1+ TC1 (Hình 1.2.d)

cân bằng với lực

Tương tự, xét theo phương của dây B, ta có :

Y

TAC = TA2 + TC2

U

Qua phân tích như trên ta thấy không thể coi

được. Vì thế việc phân

thành hai thành phần theo hai phương của dây A

M

tích lực

Q

là hai lực thành phần của riêng lực

và

KÈ

và dây B xem ra là không hợp lí.

Bài toán 1.

D

ẠY

Trường hợp 1 : Điểm nút nối ba dây đứng cân bằng : +

+

=

(Hình 1.a)

Do tính chất đối xứng của hệ ba lực cân bằng, suy ra : F1 = F2 = F3

hay k1(L1 – l1) = k2 (L1 – l2) = k3(L1 – l3)

(1)

trong đó l1, l2 và l3 là độ dài tự nhiên của ba dây cao su.

Trường hợp 2 : Nút đứng cân bằng (Hình 1.b) : + 40

+

=

c)

Chiếu phương trình vectơ lên hai trục x, y (Hình 1.c).

Ox : k1(L2 – l1) = k2(L2 – l2)

Từ (1) và (2) suy ra :

Từ (1) và (3) suy ra :

2 2 + k 2 (L 2 - l2 ) 2 2

(3)

FF IC IA L

Oy : k3(L2 – l3) = k1(L2 – l1)

(2)

L1 - l1 L1 - l2 = Þ l1 = l2 = 15 cm L2 - l1 L2 - l2

2 æ L 2 - l1 L 2 - l2 ö L1 - l3 + Þ l3 » 16, 9 cm ç ÷= 2 è L1 - l1 L1 - l2 ø L1 - l3

O

L -l k k1 = k2 và 1 = 1 3 = 0,62 L1 - l1 k3

Bài toán 2: Một vật trượt từ đỉnh dốc, cho trước l như hình 2.a, góc α có thể thay

N

đổi. Vận tốc ban đầu bằng không. Hệ số ma sát giữa vật

Ơ

và mặt phẳng nghiêng là k. Mặt phẳng nghiêng

đứng yên. Tính góc α để thời gian đi đến chân dốc

α

H

là nhỏ nhất. Tính Thời gian đó?

l Hình 2.a Bài tập được giới thiệu với mục tiêu để HS khắc sâu kiến thức về các lực

Y

N

Hướng dẫn hướng dẫn hoạt động giải bài tập

U

cơ học, các kiến thức động học chất điểm, rèn kĩ năng vận dụng kiến thức động lực học để giải bài tập Vật lí có chứa yếu tố cực trị, phát triển tư duy HS trong

Q

giải bài tập Vật lí, phát triển năng lực phát hiển-giải quyết vấn đề. Với mục tiêu

M

đó tôi chọn kết hợp hướng dẫn theo kiểu hướng dẫn định hướng khái quát hóa và hướng dẫn tìm tòi.

KÈ

Bài toán có chứa yếu tố cực trị, đây là điểm mấu chốt và cũng được dự

đoán là khó khăn đối với HS, GV hướng dẫn HS vượt qua khó khăn bằng câu hỏi

ẠY

gợi mở để các em vận dụng phương pháp chung cho các bài toán cực trị“ viết đại

D

lượng cần khảo sát theo đại lượng biến thiên” Hoạt động của HS Đọc, tìm hiểu đầu bài, thảo luận tìm điểm khó của bài toán

Trợ giúp của Gv Các em đã biết trả lời bài toán tìm gia tốc của vật trượt trên mặt phẳng

41

nghiêng, do đó bài toán 2 khó về mặt toán học vì nghiệm của bài toán chứa yếu tố cực trị.

FF IC IA L

Các câu hỏi hướng dẫn cụ thể:

+ Phải viết được biểu thức liên hệ + CH1: Phải xác lập mối liên hệ giữa các giữa thời gian t và góc nghiềng α

đại lượng nào?

+ Xác định điểm mấu chốt của bài toán là có chứa yếu tố cực trị.

+ Bài toán 2 có thể được chia thành + CH2: Bài toán có thể chia tách thành

O

những bài toán nhỏ nào?

hai bài toán nhỏ: Bài toán 2.1. Tìm gia tốc a theo α?

N

Bài toán 2.2. Tìm thời gian t theo α? + Nhận xét và yêu cầu HS tự lực giải Từ đó tìm α để t nhỏ nhất?

* Nếu HS chưa trả lời được bài toán nhỏ

H

* Trình bày lời giải hai bài toán nhỏ

Ơ

quyết các bài toán nhỏ?

N

thì có thể hướng dẫn bằng các câu hỏi

U

Y

sau: + CH3: Vận dụng kiến thức phần động

học chất điểm viết biểu thức tính t theo α?

Q

+ CH4: Vận dụng kiến thức toán học để đánh giá?

M

* Sau khi đã hoàn thiện bài toán yêu cầu

KÈ

* Chỉ ra phương pháp chung để trả HS chỉ ra phương pháp chung cho các bài toán cực trị?

ẠY

lời bài toán cực trị

Với việc hướng dẫn hoạt động giải bài tập như trên ta có thể giải cụ thể bài

D

toán 2 như sau: + Các lực tác dụng vào m :

;

;

được biểu diễn như

hình vẽ + Chọn trục oxy như hình 2.b

42

y A

+ Phương trình định luật II Niu-tơn cho m : +

+

=m

(1)

+ Chiếu (1) lên ox ta có : mg.sinα - µ.mg.cosα = ma (2)

B

FF IC IA L

+ Chiếu (1) lên oy ta có :- mg.cosα + N = 0

x

à N = mg.cosα à Fms =µmg.cosα

l Thay vào (2) à a = g(sinα - µcosα ) (3) Hình 2.b + Vật nhỏ là chất điểm chuyển động thẳng nhanh dần đều trên mặt phẳng nghiêng.

Áp dụng công thức của động học chất điểm à

(4)

N

+Ta thấy t ≥ 0 à t nhỏ nhất khi mẫu số lớn nhất.

=

O

ó

ta có

= (sin2α – µcos2α - µ)

Ơ

Biến đổi mẫu số ta được :

H

Áp dụng bất đẳng thức Bunhia-copxki cho sin2α – µcos2α à mẫu số ≤

- µ) thay vào (4)

N

à sin2α – µcos2α ≤ à tmin = 2.

Y

. Dấu ‘‘ = ’’ xảy ra khi

=

à tan2α =

U

Bài toán 3: Một nồi nước trượt trên mặt dốc có độ nghiêng α. Hệ số ma sát

Q

f < tanα. Xác định độ nghiêng của mặt nước trong nồi so với mặt dốc?

Hướng dẫn hoạt động giải bài tập.

M

Mục tiêu: củng cố kiến thức về hệ quy chiếu phi quán tính, lực quán tính.

KÈ

Tình huống mới của bài toán là HS phải vận dụng kiến thức Động lực học cho các phân tử nước và HS phải biết chia tách bài toán thành hai bài toán nhỏ. Tôi chủ yếu vận dụng phương pháp hướng dẫn tìm tòi, định hướng khái quát hóa, sử

D

ẠY

dụng kiểu dạy học Nêu vấn đề kết hợp với các kiểu dạy học khác Hoạt động của HS

Đọc, tìm hiểu đầu bài, thảo luận tìm

Trợ giúp của Gv Có thể đặt câu hỏi để HS phát hiện điểm khó của bài toán 3 như sau: Bài

43

điểm khó của bài toán

toán này khó về mặt nào?

Tiếp tục làm rõ hơn mặt khó của bài toán như sau:

FF IC IA L

Các em đã biết khảo sát chuyển động của một vật nhỏ trên mặt phẳng

nghiêng, biết xác định điều kiện cân bằng của một chất điểm, nhưng đối với bài này các em sẽ vận dụng kiến thức

động lực học để khảo sát chất điểm

O

nào? Vị trí mặt nước liên quan đến những yếu tố nào?

N

CH1: Bài toán 3 có thể được chia

Ơ

thành những bài toán nhỏ nào?

H

Phân tích bài toán 3 thành những bài Bài toán 3.1: Tìm điều kiện về lực tác dụng để các phần tử nước nằm yên so với nồi nước ?

Bài toán 3.2: Tính góc hợp bởi măt nước và mặt dốc?

KÈ

M

Q

U

Y

N

toán đơn giản

D

ẠY

+ Đọc, phân tích đề bài

Để giúp HS trả lời được bài toán 3.1, thì yêu cầu các em trả lời bài toán như sau: Bài toán 3.3: Một vật khối lượng m m có thể trượt trên nêm với hệ số ma sát k ,

α

Góc nghiêng của mặt phẳng nghiêng của nêm là α . cho biết k < cotanα. Phải truyền cho nêm một gia tốc a để m đứng yên trên nêm . Tìm amax ?

- Hướng dẫn tư duy HS trả lời bài 3.3

44

Ở các bài toán trên HS đã được rèn kĩ năng vận dụng phương pháp động

Trả lời bài toán 3.3.

+ Cho m, k, α với cotanα < k. Phải lực học trong trường vật chuyển động trên mặt phẳng nghiêng, HS đã được

FF IC IA L

tìm amax ?

biết phương pháp chung để giải các bài

toán cực trị, nhưng bài toán 3.3 có liên + Mô tả tính chất chuyển động của quan đến tính tương đối của chuyển các vật và tìm nguyên nhân bằng việc động đây là điểm mới của bài toán cần

phân tích các lực tác dụng để áp dụng hướng dẫn để HS phát hiện ra điểm

O

phương pháp động lực học và chọn hệ này và thiết lập phương trình liên hệ giữa các lực và gia tốc của nêm trong

quy chiếu phù hợp

N

* Khi phân tích chuyển động của vật hệ quy chiếu gắn với nêm, có thể

Ơ

m đối với nêm thì m đứng yên, đối với hướng dẫn bằng câu hỏi như sau: + CH2 : Hãy mô tả hiện tượng của bài

H

đất thì m chuyển động với gia tốc a.

Để tìm nuyên nhân của trạng thái toán?

N

chuyển động này HS sẽ phân tích các + CH3: Cần thiết lập những mối liên

Y

lực tác dụng lên các vật và phát hiện hệ nào ?

U

điểm chú ý của bài toán là: Nếu chọn

Q

hệ quy chiếu gắn với nêm thì có lực quán tính tác dụng vào m, ngoài ra lực Sau khi trả lời được bài 3.3 HS sẽ

M

ma sát giữa m và nêm là ma sát nghỉ.

KÈ

Đây là điểm mấu chốt của bài toán.

ẠY

Trả lời bài toán 3.1

có thể tự trả lời được bài toán 3.1. Nếu HS chưa trả lời được thì có thể gợi ý như sau: + CH4: Hãy mô tả hiện tượng của bài toán?

Nếu HS chưa trả lời được thì đưa ra

D

+ Tìm kiến thức liên quan và xây dựng lập luận để đưa giả thuyết về

gợi ý tiếp theo như sau:

trạng thái mặt nước và vị trí mặt nước. Tự kiểm tra và khẳng định

+CH5: Hãy nhận xét về lực tác dụng

45

hoặc bác bỏ giả thuyết.

vào các phân tử ở trên mặt nước(

+ Các phân tử mặt nước chịu tác

không kể các phân tử ở sát thành)?

dụng của các hợp lực giống nhau và

FF IC IA L

vị trí mặt nước liên quan đến các lực tác dụng vào các phần tử nước ở

+CH6: Nên xét trong hệ quy chiếu

bề mặt à Xét các lực tác dụng vào

nào?

một phân tử nước ở bề mặt. Xét trong hệ quy chiếu gắn với nồi, mỗi phân tử nức sẽ chịu tác dụng của

O

trọng lực p = mg; lực quán tính Fqt

Hướng dẫn trả lời bài toán 3.2

=ma với a là gia tốc của nồi nước ,

CH7: Vị trí của mặt nước có liên hệ

Các phân tử nước đứng yên so với

nào góc nghiêng α của mặt phẳng

Ơ

nhiêng khi nồi nước chuyển động trên

H

nồi nên các lực tác dụng vào mỗi

N

còn các lực khác đã triệt tiêu nhau.

phân tử nước phải triệt tiêu nhau.

N

mặt phẳng nghiêng?

Trả lời bài toán 3.2

Y

Vì các phân tử nước đứng yên

U

trên mặt nước khi hình chiếu của

trên phương

Q

và hình chiếu của

của mặt nước phải bằng nhau về độ

M

lớn . Ta có a = g(sinα – fcosα)

KÈ

Gọi β là góc hợp bởi mặt nước với

mặt dốc ta phải có mgsin( α – β) = mg(sinα –

ẠY

fcosα)cosβ àβ = arctanf

D

Với việc hướng dẫn hoạt động giải bài tập như trên ta có thể giải cụ thể bài

tập như sau: Bài toán 3.3. Xét trong hệ quy chiếu gắn với nêm, m cân bằng x ; ; . Với = -m Nhờ 4 ngoại lực. ;

46

y

α

à

+

+

-m

=

(1)

Và Fms ≤ k.N

(2)

Chiếu (1) lên 0y ta có : N = mgcosα + masinα (1y) Chiếu (1 ) lên 0y ta có Fms = macosα – mgsinα

(1x)

è

a≤

FF IC IA L

Hình 3 Thay (1x) và (1y) vào (2) ta được : macosα – mgsinα ≤ k (mgcosα + masinα)

* Chú ý : Bài toán vẫn có thể dùng hệ quy chiếu gắn với đất, nhưng khi ấy việc giải thích chuyển động của các vật và việc chọn hệ trục tọa độ khó hình dung hơn

O

Bài toán 3.

Gọi a là gia tốc của nồi nước. Giải bài toán đơn giản vật trượt trên mặt phẳng

N

nghiêng ta có: a = g(sinα – fcosα) .

Ơ

Gọi m là khối lượng của một phân tử ở trên mặt nước. Xét trong hệ quy chiếu gắn với nồi đối với mỗi phần tử trên mặt nước hình chiếu của

H

và hình chiếu của

N

trên phương của mặt nước phải bằng nhau về độ lớn . Gọi β là góc hợp bởi mặt nước với mặt dốc ta phải có mgsin( α – β) = mg(sinα – fcosα)cosβ

Y

àβ = arctanf.

U

*. Qua việc trả lời ba ví dụ ở trên các em đã bước đầu biết cách phân tích, trả lời

Q

một bài toán vật lí phức tạp, cụ thể là: biết phân tích một bài toán vật lí phức tạp thành những bài toán đơn giản hơn, biết tìm mặt khó ở trong mỗi bài toán vật lí,

M

biết suy nghĩ theo tư duy trong giải bài tập vật lí và có được nhiều kĩ năng quan

KÈ

trọng khác… Đó là những kĩ năng và năng lực rất cần thiết để các em có thể trả lời được những bài toán vật lí phức tạp. Nhưng đó mới chỉ là những định hướng cần

ẠY

thiết ban đầu, sau đây ta xét các bài toán tiếp theo.

D

Bài toán 4: Bỏ qua mọi ma sát. Tìm gia tốc của khối lăng trụ 1 hình 4.a theo g, m1, m2 ?

m2 m1

Hướng dẫn hoạt động giải bài tập

Hình 4a

47

Bài toán này là sự phát triển của bài toán trên đây nhằm giúp HS rèn luyện phương pháp Động lực học, đồng thời củng cố kiến thức về tính tương đối của

FF IC IA L

chuyển động, rèn kĩ năng vận dụng kiến thức để giải bài tập Vật lí khi có khảo

sát động lực học của một chất điểm trong các hệ quy chiếu có tính chất khác

nhau, phát triển tư duy HS trong giải bài tập Vật lí, phát triển năng lực phát hiệngiải quyết vấn đề. Với mục tiêu đó tôi chọn kết hợp hướng dẫn định hướng khái quát hóa và hướng dẫn tìm tòi.

Bài toán có khảo sát động lực học của chất điểm trong các hệ quy chiếu có

O

tính chất khác nhau, đây là điểm mấu chốt và cũng được dự đoán là khó khăn đối

N

với HS.

Ơ

Hoạt động của HS

Trợ giúp của Gv

H

* Hoạt động hướng dẫn bài toán này

N

tương tự như với bài toán trên về tư duy

M

Q

U

Y

giải bài tập Vật lí, về kĩ năng vận dụng phương pháp động lực học. Tuy nhiên bài toán này có một số điểm khác biệt như: liên hệ giữa gia tốc của hai vật chưa được xác định hoặc cho trước như bài toán trên. * Hướng dẫn giải bài toán 4.

Thực hiện theo trình tự thông

+ Tìm điểm khó của bài toán 4

KÈ

* Đọc và phân tích đầu bài.

Ở bài toán trên vật nhỏ m cùng gia

thường để phát hiện mấu chốt bài

ẠY

toán và thảo luận tìm hướng giải

tốc với nêm, tức là

D

quyết

=

Với bài toán này cả

và

đều

chưa xác định. Vậy làm thế nào để liên hệ a1 với a2 bằng các phương trình đại số ? Đây cũng là điểm mấu chốt của bài toán này và cũng là điểm khó khăn cần 48

vượt qua. + Đề xuất hai bài toán nhỏ có liên

+ CH1: Bài toán có thể chia thành những bài toán nhỏ nào ?

quan

FF IC IA L

Bài toán 4.1: Cho hệ như hình vẽ. m2 Hãy chỉ ra các lực tác dụng m1 lên m1 và m2 ? từ đó

xác định các thành phần gia tốc của m1 ; m2 trên hệ trục tọa độ 0xy với 0x nằm ngang, 0y thẳng đứng ?

O

Bài toán 4.2. Tìm biểu thức đại số

liên hệ giữa gia tốc của vật m và gia tốc

N

của nêm ?

Ơ

* Bài toán 4.1 là bài toán cơ bản, yêu

cầu HS tự lực trả lời

+ Trả lời bài toán 4.1 : Vật m2

* Hướng dẫn giải bài toán 4.2 có thể

bằng các gợi ý như sau :

N

chuyển động dọc mặt phẳng

H

+ Trả lời bài toán 4.1

. m1 chuyển động theo

+ CH2 : Hãy mô tả chuyển động của các vật ?

U

gia tốc

Y

nghiêng xuống chân so với m1 với

Q

phương ngang so với hệ quy chiếu gắn với mặt đất với gia tốc

+ CH3 : Hãy vận dụng công thức cộng

+ Ta có :

gia tốc để thiết lập phương trình liên hệ

M

=

+

giữa các gia tốc ?

KÈ

Chiếu lên các trục ta có biểu thức đại số

ẠY

Với việc hướng dẫn hoạt động giải bài tập như trên ta có thể giải cụ thể bài

D

tập như sau: Bỏ qua ma sát. Và chọn hệ xoy gắn với mặt đất ta có:

a1x =

m2

= a1. Vì a1y = 0; (1)

x m1

a2x = -

)α

(2)

y 49

a2y =

Hình 4.b

(3)

Tìm liên hệ giữa a1x với a2x; a1y với a2y ?

Từ công thức cộng gia tốc ta có a21x = a2x - a1x = a2x - a1 và a21y = a2y . với

bằng α

FF IC IA L

Mà a21x vuông góc a21y và góc hợp bởi

m2

à a21y = a21x.tanα ó a2y = (a2x - a1)tanα (4)

x

m1

Thay (1) , (2) , (3) vào (4) ta tính được Q12,

y

thay Q12 vào (1) ta tính được

Hình 4.c

O

a1 =

N

Bài toán 5: Trên mặt phẳng nằm ngang tuyệt đối nhẵn có một cái nêm với khối lượng M= 1,5 kg và góc ở đỉnh là α = 300. Thanh A có thể chuyển động tự do theo

H

Ơ

phương vuông góc với mặt phẳng của hộp định hướng B, ma sát có thể bỏ qua.

A Xác định gia tốc chuyển động a1 ; a2 của cái nêm và thanh ?

N

Tính áp lực N của thanh A lên cái nêm ?

B

Hướng dẫn hoạt động giải bài tập.

Y

)α

U

Hình 5a Mục tiêu : tiếp tục rèn khả năng vận dụng các kiến thức Động lực học để tìm

Q

mối liên hệ giữa lực và gia tốc trong trường hợp có liên quan đến tính tương đối của chuyển động, bài toán chứa đựng tình huống mới là vật được xét là một thanh

M

có cả xu hướng chuyển động quay và chuyển động thẳng, đặc biệt là việc thiết lập

KÈ

mối tiên hệ giữa hai gia tốc a1 và a2 là một tình huống có vấn đề của bài toán này.

D

ẠY

Hoạt động của HS

Trợ giúp của Gv Bài toán 5 là bài toán tương tự của

Đọc đề bài toán 5. phân tích hiện bài toán 4, nên GV yêu cầu các em vận

tượng, xác định các phương trình.

dụng cách làm tương tự bài toán 4 để tự lực tìm điểm mấu chốt và trả lời bài toán 5. Tuy nhiên cần tạo điều kiện để

50

HS phát hiện điểm khác nhau của hai bài toán này là : ở bài toán 4 thì hướng của gia tốc của vật m so với đất chưa

FF IC IA L

xác định còn ở bài 5 hướng của gia tốc của thanh đã xác định nhờ hộp định hướng.

Nếu HS chưa tự lực trả lời được bài Từ mối quan hệ hình họcà S2 = 4 thì có thể gợi ý bằng các câu hỏi sau : S1sinα

Việc tìm mối liên hệ a1 và a2 có thể gợi ý để HS tự vượt qua như sau :

O

à. a2 = a1sinα (3)

CH4 : Hãy liên hệ giữa khoảng không = gian được tạo ra theo phương chuyển

N

Từ (1) ; (2) và (3) àa1=

động của thanh với quãng đường đi của

Ơ

0,558m/s2 ;

H

nêm theo phương ngang ?

N

Với việc hướng dẫn hoạt động giải bài tập như trên ta có thể giải cụ thể bài tập

Y

như sau:

U

- Các lực tác dụng vào nêm :

;

;

như hình bên :

Q

Phương trình chuyển động của nêm chiếu lên phương ngang ta có :

M

Nsinα=Ma1 (1)

KÈ

- Các lực tác dụng vào thanh A: ;

;

;

)α

như hình 5b :

Phương trình chuyển động của thanh A.

D

ẠY

Chiếu lên phương vuông góc với mặt nêm ta có : mgcosα – N = ma2

(2)

Từ mối quan hệ hình học à a2 = a1sinα

(3)

Từ (1) ; (2) và (3) àa1=

= 0,558m/s2 ; a2 =

51

Hình 5b

= 0,279 m/s2

Và N =

= 1, 674 N.

Bài toán 6: Cho hai vật có khối lượng m1 ; m2 trên mặt phẳng nghiêng như hình 6. k1 và k2.( k1 > k2 ) Tìm:

FF IC IA L

Biết hệ số ma sát giữa m1 và m2 với mặt phẳng nghiêng lần lượt là

m1, m2

a/ Lực tương tác giữa hai vật m1 với m2 khi hai vật chuyển động? b/ Giá trị của góc nghiêng αmin để hai vật trượt xuống?

Hướng dẫn hoạt động giải bài tập.

)α Hình 6

O

Qua các bài toán trên đây HS đã biết phương pháp phân tích một bài toán vật

lí phức tạp, biết phát hiện mặt khó của một bài toán vật lí và biết thực hiện suy

N

nghĩ theo các bước của dàn ý chung để giải bài tập vật lí. Về khả năng vận dụng

Ơ

kiến thức cụ thể: HS biết vận dụng kiến thức Động lực học để khảo sát chuyển

H

động của các vật và biết tìm mối liên hệ giữa các gia tốc của các vật. Bài toán 6 được giới thiệu nhằm tiếp tục củng cố, rèn luyện những kĩ năng và khả năng vừa

N

nêu trong các tình huống mới. Khác với các bài trước của hệ thống bài tập, ở bài

Y

này hai vật m1, m2 có thể đẩy nhau hoặc tách rời nhau, đầu bài chưa cho rõ.

U

Những điểm này sẽ giúp HS phát triển năng lực, nhất là năng lực phát hiện – giải

Q

quyết vấn đề cho HS.

Hoạt động của HS

ẠY

KÈ

M

Trợ giúp của Gv

D

Đọc đề, tìm kiến thức liên quan,

tìm điểm mấu chốt của bài toán.

HS đã biết vận dụng kiến thức động lực học để khảo sát chuyển động của các vật trên mặt phẳng nghiêng, biết phương pháp chung để giải bài toán cực trị, nên HS chỉ cần xác định điều kiện để hai vật tách nhau hay có tương tác với nhau là sẽ mô tả được đúng hiện tượng của bài toán và tự lực trả lời được bài tập này

52

Có thể hướng dẫn cụ thể như sau để

- Hai vật có hệ số ma sát với mặt

HS thực hiện theo các bước dàn ý

+ Hai vật chỉ tách nhau, nếu a1≥a2

chung :

óg(sinα –k1cosα) ≥ g(sinα –k2cosα)

CH1: Hãy mô tả chuyển động của hai

à k1 ≤ k2 trái giả thiết à hai vật

vật? Trong quá trình chuyển động hai

không tách nhau (1)

vật có tách nhau không? Tại sao?

FF IC IA L

phẳng nghiêng khác nhau.

Nếu HS chưa trả lời được thì gợi ý:

thể coi hai vật là một được không?

CH2: Hãy phân tích nguyên nhân gây

à Không vì ma sát tác dụng nên

biến đổi chuyển động của hai vật sau

mỗi vật không giống nhau

khi được thả?

- Viết phương trình Định luật hai cho

CH3: Nêu điều kiện để hai vật m1 , m2

m1 , m2 được một hệ với ẩn a và F ,

tách nhau?

giải hệ tìm F và a kết luận.

CH4: Làm thế nào để tìm mối liên hệ

Ơ

N

O

+ Nếu hai vật không tách nhau thì có

H

giữa các đại lượng đã cho với đại lượng

N

phải tìm?

Y

Với việc hướng dẫn hoạt động giải bài tập như trên ta có thể giải cụ thể bài

U

tập như sau:

Q

- Gọi F là lực phải tìm

- Giả sử sau khi thả hai vật không tương tác với nhau ta có gia tốc của mỗi

M

vật là: a1= g( sinα – k1.cosα) và a2= g( sinα – k2.cosα). Và điều kiện để khi vật m1, m2 tách nhau là: a1≥a2 à à k1 ≤ k2 trái giả thiết à hai vật không tách nhau (1)

KÈ

- Hai vật không tách nhau nên cùng chuyển động với gia tốc a và có lực

D

ẠY

tương tác F khác 0. + Phương trình Định luật hai cho m1 :

+

+

+

= m1.

Chiếu lên hướng chuyển động ta có: m1gsinα – k1m1gcosα + F= m1a (2) + Với m2 :

+

+

+

= m2.

Chiếu lên hướng chuyển động ta có: m2gsinα – k2m2gcosα + F= m2a (3) a/ Từ (2) và (3) à F =

53

b/ Từ (2) và (3) à a =

.

à αmin = arctan(

FF IC IA L

Để hai vật trượt xuống được thì a ≥ 0 à tanα ≥ ).

Bài toán 7: Xe lửa khối lượng M = 100 tấn đang chuyển động thẳng đều trên đường ray nằm ngang, thì một số toa có khối lượng tổng cộng là m= 10 tấn rời

khỏi xe. Khoảng cách hai phần này thay đổi như thế nào? Biết lực kéo đầu máy không thay đổi. Hệ số ma sát giữa mặt đường ray với xe là k =0,09.

O

Hướng dẫn hoạt động giải bài tập.

Mục tiêu: tiếp tục thực hiện mục tiêu giống bài toán 6. Phương pháp

Trợ giúp của Gv

Trước tiên HS sẽ phải vận dụng

H

Đọc đề, phân tích hướng trả lời

Ơ

Hoạt động của HS

N

hướng dẫn tương tự bài toán 6 trên đây.

phương pháp động lực học để tìm quy

N

của bài toán

Y

luật chuyển động của các vật riêng rẽ, rồi dùng kiến thức động học để thiết lập liên hệ hai chuyển động này. Có

khi tách nhau thì khoảng cách hai

thể hướng dẫn cụ thể bằng các câu

phần là L= x2 – x1.(1 )

hỏi như sau:

M

- Mô tả hiện tượng bài toán: Sau

Q

U

Thực hiện các bước cơ bản

CH1: Muốn tìm quy luật chuyển

mỗi phần để tìm quy luật chuyển

động của các phần thì phải làm như

động của chúng

thế nào?

+ Các lực tác dụng vào m: ta có

CH2: Khoảng cách hai phần xác định

ẠY

KÈ

Phân tích các lực tác dụng vào

Fms1 cản trở chuyển động à m

như thế nào?

D

chuyển động chậm dần đều với a1 =

- kg (2) + Các lực tác dụng vào M’= M- m: ta có Fms2 cản trở chuyển động và

Theo dõi và trợ giúp phù hợp.

54

lực kéo F của đầu tàu thúc đẩy chuyển động à M chuyển động

àL=

- kg (3)

FF IC IA L

nhanh dần đều với a2 = t2. (6)

+ Tìm F? + Xét trước khi tách rời ta thấy xe chuyển động thẳng đều nên F = Fms = kMg . Thay kết quả này vào (6)

O

àL

N

Với việc hướng dẫn hoạt động giải bài tập như trên ta có thể giải cụ thể bài

Ơ

tập như sau:

H

Gọi L là khoảng cách phải tìm. Gọi M’ khối lượng là phần còn lại của xe lửa.

N

Chọn gốc tọa độ tại vị trí hai phần tách nhau và chọn mốc thời gian tại thời

Y

điểm hai phần tách nhau ta có: L= x2 – x1.(1 )

+

= m.

Q

+

U

+ Viết phương trình Định luật II Niu- tơn cho toa tách ra ta có: Chiếu lên hướng chuyển động à - Fms = ma1 , Với Fms1= kmg

M

à a1 = - kg (2)

KÈ

+ Viết phương trình Định luật II Niu- tơn cho phần còn lại ta có:

+

+

+ = M’.

ẠY

Chiếu lên hướng chuyển động à F - Fms2 = ma2 , Với Fms2= kM’g

D

à a2 =

- kg (3)

+ Từ (2) và (3) à x1 = v0t -

Và x2 = v0t -

(

- kg ).t2

t2 (4)

( 5)

+ Thay (4 ) và (5) vào (1) à L =

t2. (6)

55

Xét trước khi tách rời ta thấy xe chuyển động thẳng đều nên F = Fms = kMg. Thay kết quả này vào (6) à L = 0,5t2. * Bài toán có thể mở rộng bằng cách hỏi vận tốc của hai phần đối với nhau?

FF IC IA L

Bài toán 8: Một chiếc li không có nước đặt trên một tờ giấy nhẹ trên mặt bàn nằm ngang.

a/ Cần truyền cho tờ giấy một gia tốc bằng bao nhiêu để li trượt trên tờ giấy?

Biết hệ số ma sát giữa li và tờ giấy là k. Tính lực tác dụng lên tờ giấy? Biết hệ số ma sát giữa tờ giấy với mặt bàn là k’.

b/ Nếu li được đổ đầy nước thì các kết quả trên thay đổi thế nào?

O

Hướng dẫn hoạt động giải bài tập.

Mục đích: củng cố kiến thức về lực ma sát, rèn kĩ năng vận dụng “ Phương

N

pháp động lực hoc” trong trường hợp có nhiều vật tương tác với nhau bằng lực

H

Ơ

ma sát, rèn khả năng vận dụng kiến thức để giải quyết tình huống thực tiễn.

N

Hoạt động của HS

HS đã biết vận dụng các định luật Niu-tơn để xác định trạng thái chuyển

để tìm mặt khó của bài toán

động của các chất điểm. Tình huống

- Phân tích các lực tác dụng vào các

mới của bài toán là HS phải xác định

Q

U

Y

Đọc đề, phân tích hiện tượng bài toán

được điều kiện để Li còn chưa trượt?

tìm mối liên hệ giữa các lực tác dụng

Nếu gợi ý để HS nhớ lại lực ma sát thì

với gia tốc, từ đó mô tả được chuyển

HS sẽ trả lời được bài toán.

KÈ

M

vật, vận dụng định luật II Niu-tơn để

Mặt khác cần định hướng để HS suy

- Từ phân tích hiện tượng viết được

nghĩ theo các bước chung để giải bài

các phương trình liên hệ giữa các đại

toán vật lí.

ẠY

động của các vật.

lượng đã cho là k, k’ , g với các đại

D

Trợ giúp của Gv

lượng phải tìm là a, F?

Nếu HS chưa tự lực trả lời được thì có thể gợi ý bằng các câu hỏi như sau:

Tìm điều kiện để li bắt đầu trượt

CH3: Khi nào thì li còn chưa trượt trên tờ giấy?

56

-Viết phương trình Định luật hai cho

CH4: làm thế nào để thiết lập mối liên

tờ giấy:

hệ giữa lực kéo tờ giấy F với các đại

à F= (k +k’)mg = 0.25 N

lượng đã biết?

FF IC IA L

- Nếu HS chưa trả lời được thì gợi ý bằng:

CH5: Hãy biểu diễn các lực tác dụng

lên lờ giấy? Từ đó viết phương trình Định luật hai Niu-ton cho tờ giấy?

CH6: Hãy nhận xét các kết quả thu

tố của kết quả câu a. Từ đó thấy khi m

được ở câu a để trả lời câu b?

O

- Nhận xét sự phụ thuộc vào các yếu tăng thì các kết quả thay đổi như thế

Ơ

N

nào?

H

Với việc hướng dẫn hoạt động giải bài tập như trên ta có thể giải cụ thể bài tập như sau:

N

a/ Gọi m là khối lượng của li ( chưa có nước), a là gia tốc cần truyền cho tờ giấy: . Khi li chưa trượt trên tờ giấy thì

. Chiếu lên hướng chuyển động ta được:

Q

=

= m.

+

U

+

Y

+ Phương trình Định luật hai cho li :

Fms = ma (1)

M

+ Để li không trượt trên giấy thì Fms ≤ Fmst ,

KÈ

Với Fmst = kmg (2) + Thay (1) vào (2) à a ≤ kg (3)

à Điều kiện về gia tốc để li bắt đầu

Hình 8

D

ẠY

trượt trên tờ giấy là a ≥ kg (4) + Phương trình Định luật hai cho tờ giấy:

+

+

(5). à Q = N = mg à Fms1 = k.N=kmg và Fms2 = k’mg.

+

+

=

(6)

Chiếu (5) lên hướng chuyển động ta có: F = Fms1 + Fms2 (7) . Thay (6) vào (7) à F= (k +k’)mg = 0.25 N

57

b/ Từ kết quả câu a ta thấy a ≥ kg không phụ thuộc vào khối lượng li, nên đổ thêm nước kết quả vẫn là a ≥ kg và F= (k +k’)mg nên lực kéo F phải tỷ lệ bậc một với khối lượng tổng của cả li và nước.

Bỏ qua ma sát và độ dãn của các sợi dây. Bỏ qua khối lượng các ròng ròng và các sợi dây. m1 = 3m2 .

Ban đầu hệ đứng yên. Hai vật có cùng độ cao h0 = 1m.

Thả cho hệ chuyển động.

m1 m2

Tìm chiều cao cực đại mà m2 đạt được sau đó?

h0 Hình9a

O

Hướng dẫn hoạt động giải bài tập.

FF IC IA L

Bài toán 9

Bài toán được giới thiệu nhằm giúp HS củng cố “ phương pháp Động lực

N

học” củng cố kiến thức về động học chất điểm, phát triển tư duy HS trong giải

Ơ

bài tập Vật lí, phát triển năng lực phát hiển-giải quyết vấn đề với các bài toán

H

liên quan đến ròng rọc. Với mục tiêu đó tôi chọn kết hợp hướng dẫn theo kiểu hướng dẫn định hướng khái quát hóa và hướng dẫn tìm tòi.

U

Y

nhau thông qua ròng rọc.

N

Bài toán có khảo sát động lực học của một hệ chất điểm có liên kết với

Q

Hoạt động của HS

Đọc đề, suy nghĩ hướng giải

M

của bài toán.

KÈ

Thảo luận về điểm mấu chốt

D

ẠY

của bài toán 9

Trợ giúp của Gv Các em đã biết vận dụng kiến thức động lực học để khảo sát động lực học của từng chất điểm, ở bài này các em phải khảo sát động lực học của hệ hai vật nhỏ liên kết với nhau thông qua ròng rọc.

Tuy nhiên đây không phải là điểm khó của bài toán, mà vấn đề là các em phải biết tìm được các cách trình bày nhanh và phải biết phối hợp với kiến thức động học để trả lời được yêu cầu của đầu bài.

Có thể hướng dẫn cụ thể như sau:

58

+ CH1: Bài toán có thể chia tách thành hai bài toán nhỏ nào? Để giúp HS trả lời bài toán 9.1. có thể

+ Bài toán 9.1: Tìm gia tốc của

FF IC IA L

yêu cầu HS trả lời bài toán tương tự sau:

các vật?

Bài toán 9.3. Hệ hai vật nhỏ m1; m2

+ Bài toán 9.2: Biết gia tốc của m2 là a . Tìm hmax?

nối với nhau bằng sợi dây không giãn chuyển động tịnh tiến trên mặt phẳng

* Đọc đề trả lời bài toán nhỏ 9.3.

®

nằm ngang dưới tác dụng của lực kéo F

nằm ngang đặt vào m1. Tính gia tốc của trượt là µt .

O

hệ và lực căng của dây? Biết hệ số ma sát

N

Nếu HS chưa trả lời ngay được thì có

Ơ

thể hướng dẫn HS trả lời bài toán 9.3 như

H

sau :

N

+ CH2. Phải thiết lập những liên hệ

Y

nào ?

U

+ Phân tích các lực tác dụng vào

Q

các vật, sử dụng Định luật Niutơn để thiết lập các phương trình .

KÈ

M

+ T1 = T2 = T và a1= a2 = a * Tìm cách trình bày khác:

Trên cơ sở cách trình bày theo các

ẠY

bước đã nói ở trên có thể phối hợp các phương trình thu được từ

D

việc áp dụng định luật II Niu-tơn cho từng vật

+ CH3. Hãy nhận xét về đặc điểm của lực căng của sợi dây tác dụng vào hai vật và đặc điểm gia tốc của hai vật? + Nhận xét và yêu cầu Hs chỉ ra cách trình khác? * Sau khi đã hoàn thiện bài toán nếu HS chưa chỉ ra cách trình bày: coi hệ hai vật như một vật chịu tác dụng của các ngoại lực, thì Gv hướng dẫn Hs theo cách suy luận này và lưu ý với HS về khái niệm nội lực, ngoại lực, đặc điểm của nội lực và ngoại lực và yêu cầu HS Yêu cầu HS tìm cách trình bày khác để

59

à F – Fms1 – Fms2 = (m1+m2)a (3).

tìm gai tốc a?

àcó thể coi hai vật như 1 vật

Nếu HS chưa trả lời được thì có thể

chịu tác dụng của lực phát động là

gợi ý như sau: ®

F, hai lực cản trở là Fms1 và Fms2.

=

với các lực còn lại trong việc gây gia

t (m1 + m2 ) g . m1 + m2 ®

FF IC IA L

Nên có gia tốc tính bằng a F-

®

+ CH4: Vai trò của T2 , T1 có gì khác

tốc cho các vật ? ®

+ Hai lực căng T2 , T1 không gây ra gia tốc cho các vật của hệ.

O

+ ghi nhận khái niệm nội lực, ngoại lực.

N

+ CH5: Hãy so sánh hai cách trình bày? * Trả lời xong bài toán 9.3 HS sẽ trình

Ơ

bày được bài 9.1 theo cách trình bày đơn

H

giản

N

* Yêu cầu HS vận dụng các công thức

Y

động học chất điểm trả lời bài toán 9.2

Q

tập như sau:

U

Với việc hướng dẫn hoạt động giải bài tập như trên ta có thể giải cụ thể bài Bài toán 9.3.

®

N2

KÈ

M

+ Các lực tác dụng lên m1 ; m2 như hình 9. y 0 + Chọn trục ox như hình vẽ. + Phương trình Định luật II Niu-tơn

D

ẠY

cho m1:

m2:

®

®

®

®

®

® ®

®

®

®

®

®

P 2 + N 2 + T2 + Fms 2 = m2 a 2

®

T1

x Fms 2

P 1 + N 1 + T1 + F + Fms1 = m1 a 1 (1)

®

T2

®

®

P2

Fms1

®

P1

Hình 9b

(2)

+ Chiếu (1) và (2) lên 0x ta được : T2 - Fms2 = m2 .a2 .Với Fms2 = µt.m2.g và F- T1 - Fms1 = m1 .a1 .Với Fms1 = µt.m1.g.

Mà T1= T2 = T và a1= a2 = a => T - µt.m2.g = m2a

60

và F- T - µt.m1.g = m1 .a => a =

F-

(m1 + m2 ) g m .F ; T= 2 m1 + m2 m1 + m2 t

* Cách trình bày khác: coi hệ hai vật như một vật có khối lượng ®

®

®

®

®

®

®

P 1 + N 1 + F + Fms 1 + P 2 + N 2 + Fms 2 = (m1+m2) ®

®

FF IC IA L

m = m1+ m2 chịu tác dụng của các ngoại lực .

®

Trong đó F là lực phát động, Fms1 + Fms 2 là lực cản trở chuyển động

Giải Bài toán 9. Vì hai vật cùng độ lớn gia tốc, nên coi hệ m1 và m2 là một vật có gia tốc chịu tác dụng ngoại lực tổng hợp là (m1 - m2)g thu được gia tốc a g=

= a1 = a 2

O

àa=

+ Gọi v2 là vận tốc của m2 khi m1 tiếp đất à v2 =

(1)

N

=

Ơ

+ Sau khi m1 chạm đất thì m2 chuyển động chậm dần đều đi lên với gia tốc là –g

= 2,5 h0

U

Vậy h max = 2h0+

(2)

=

Y

khi dừng lại ta có à S =

N

H

Từ vị trí ban đầu 2h0 . Áp dụng công thức v2 – v20 = 2aS từ khi có v2 đến

Q

Bài toán 10: Vật m1 có khối lượng 1kg trượt trên một tấm ván có khối lượng m2 = 9kg, hệ số ma sát giữa vật và tấm ván là k12 , hệ số ma sát giữa ván và mặt

M

phẳng nghiêng là k2. Mặt phẳng nghiêng đứng yên và có góc nghiêng α. Bỏ qua

KÈ

khối lượng ròng rọc, khối lượng các sợi dây, độ giãn các dây và ma sát trong ròng rọc.

Cho α = 30 ; k12 =

ẠY

0

m1 ; k2=

m2

D

1/ Tìm gia tốc của hai vật? α

2/ Kết quả có gì đặc biệt?

Hướng dẫn hoạt động giải bài tập

Hình 10 a

61

Mục tiêu: kế thừa kết quả của bài toán hai vật liên kết với nhau bằng sợi dây không giãn, rèn khả năng vận dụng kiến thức cho HS trong tình huống mới: hệ hai vật vừa tương tác với nhau bằng lực căng dây, vừa tương tác với nhau

FF IC IA L

bằng lực ma sát. Phương pháp hướng dẫn chủ yếu là định hướng khái quát chương trình hóa, tạo điều kiện để HS phát hiện và tự giải quyết vấn đề.

Hoạt động của HS

Trợ giúp của Gv

HS đã biết cách làm bài toán hệ hai

không giãn nên hai vật có cùng

vật liên kết với nhau bằng sợi dây không

độ lớn gia tốc, nhưng khác với

giãn, HS cũng đã trả lời được bài toán

bài toán trên ở chỗ hai vật còn

các vật tương tác với nhau trên mặt

tương tác với nhau bằng lực ma

phẳng nghiêng. Tình huống mới của bài

sát , Lực căng sợi dây và lực ma

toán là trong nội lực có cả lực ma sát

N

Ơ

Có thể gợi ý cụ thể bài toán bằng

H

sát là các nội lực.

O

- Mô tả hiện tượng bài toán: dây

các câu hỏi như sau:

N

- Kế thừa cách làm của bài toán

CH1: Hãy mô tả hiện tượng của bài

dây không giãn vắt qua ròng rọc

toán? Xác định đại lượng phải tìm và đại

lượng

có:

U

khối

a=

Q

không

Y

hai vật liên kết với nhau bằng

CH2: Hãy xác định các lực tác dụng vào các vật? Và nêu vai trò của từng lực? Từ đó xác định gia tốc a của hai vật?

- Từ biểu thức gia tốc vừa thu

CH3: Căn cứ biểu thức của độ lớn gia

được thấy gia tốc phụ thuộc vào

tốc hệ vật có nhận xét gì về các yếu tố

các nội lực, trong khi hai nội lực

phụ thuộc? so sánh với các trường hợp

là lực ma sát này vẫn triệt tiêu

đã gặp?

M

= 2,95 m/s2

KÈ ẠY D

lượng đã cho?

nhau.

Với việc hướng dẫn hoạt động giải bài tập như trên ta có thể giải cụ thể bài tập như sau: 1/ Vật m1 chịu tác dụng của 4 lực: 62

- Trọng lực - Lực căng của sợi dây

m1 m2

- Phản lực của ván lên m1 - Lực ma sát trượt do ván tác dụng lên

FF IC IA L

α

Vật m2 chịu tác dụng của 6 lực:

Hình 10.b

- Trọng lực - Lực căng của sợi dây - Phản lực của mặt phẳng nghiêng tác lên m2

O

- Phản lực của m1 tác lên m2 - Lực ma sát trượt do vật m1 tác dụng lên m2

N

- Lực ma sát trượt do mặt phẳng nghiêng tác dụng lên m2

Ơ

Chọn chiều dương như hình vẽ:

N

Lực phát động là p2sinα.

H

Vì dây không giãn nên hai vật có cùng độ lớn gia tốc a.

Các chực cản là: p1sinα; ma sát của mặt phẳng nghiêng F2 =

; Cả

U

Y

hai lực ma sát: F12 = F21 = k12p1cosα Từ những phân tích trên ta có a =

Q

Thay số ta được a = 2,95 m/s2.

M

2/ Ở bài này nội lực là hai lực ma sát trượt

và

, tuy chúng có tổng bằng

KÈ

không, nhưng chúng vẫn có mặt trong biểu thức tính gia tốc( mà thông thường nội lực không sinh gia tốc cho hệ)

Bài toán 11: Một con khỉ có khối lượng m bám vào một sợi dây vắt qua một ròng

ẠY

rọc cố định và đầu kia của sợi dây buộc vào một viên gạch khối lượng M trên mặt

D

phẳng ngang.

M

Tìm chuyển động của hệ trong các trường hợp sau : a/ Khỉ chỉ bám vào sợi dây ? b/ Khỉ leo dọc sợi dây với vận tốc không đổi so với sợi dây ? c/ Khỉ leo với gia tốc a0 không đổi so với dây ?

63

Hình 11 a

Giả thiết rằng viên ghạch M chuyển động không ma sát trên mặt phẳng ngang.

Hướng dẫn hoạt động giải bài tập Mục tiêu: rèn khả năng vận dụng kiến thức Động lực học trong tình huống

FF IC IA L

mới có liên quan đến tương tác bằng ròng rọc và tương đối của chuyển động.

Hoạt động của HS

Trợ giúp của Gv

- Thấy ngay đây là bài toán quen

- Phần a/. Đây là bài toán quen thuộc

có kết quả hệ chuyển động với gia

yêu cầu HS trình bày kết quả

tốc a do tác dụng của trọng lực

- Phần b/. Cần tạo điều kiện để HS phát hiện vấn đề là: sự chuyển động tương

của khỉ à a =

đối của Khỉ so với dây có ảnh hưởng

O

- Đưa ra giả thuyết về chuyển

nào đến tương tác giữa Khỉ và gach?

động của các vật. Tìm các lập luận

N

Có thể gợi ý cụ thể như sau:

để kết luận

toán? Xác định đại lượng đã cho và đại

H

để xác định mối liên hệ giữa gia

CH1: Hãy mô tả hiện tượng của bài

Ơ

- Vận dụng kiến thức động lực học

lượng phải tìm?

N

tốc với lực tác dụng vào Ghạch và Khỉ, muốn thế phải xác định gia

Y

tốc của các vật đối với hệ quy

U

chiếu quán tính à phải sử dụng

M

động

Q

công thức tương đối của chuyển a’ = - ak/d + a

KÈ

Theo giả thiết ak/d = 0 (chuyển động thẳng đều đối với dây) à

D

ẠY

a’= a à tương tự câu a/ à a =

Ở phần c/ chỉ thay ak/d = a0 (

Nếu HS chưa trả lời được thì gợi ý như sau: CH2: Sự chuyển động của khỉ ảnh hưởng như thế nào tới tương tác khỉ và ghạch ?

CH3: Sử dụng công thức tương đối tìm gia tốc của khỉ đối với hệ quy chiếu gắn với mặt đất?

- Phần c/ .

Yêu cầu HS tự phát hiện và giải quyết vấn đề tương tự phần b/

theo giả thiết) ta có mg – T = ma’ = ma – ma0 à. mg – Ma = ma – ma0 à

64

a=

và suy ra a’ = a – a0

Nếu a’ < 0 khỉ leo lên

FF IC IA L

=

Với việc hướng dẫn hoạt động giải bài tập như trên ta có thể giải cụ thể bài tập như sau:

a/ Sợi dây không giãn, bám chặt vào sợi dây, nên khỉ và ghạch cùng gia tốc a do trọng lực của khỉ gây nên, ta có a =

(1)

Ơ

N

O

b/ Gọi a là gia tốc phải tìm của ghạch; a’ là gia tốc phải tìm của khỉ đối với M đất và ak/d là gia tốc của khỉ đối với dây. + Chọn chiều dương như hình vẽ.

H

+ Ta có a’ = - ak/d + a. (2)

Hình 11.b

N

+ Theo giả thiết ak/d = 0 (chuyển động thẳng đều đối với dây) à a’= a à Áp dụng phương trình Định luật II Niu-tơn cho viên ghạch ta có: T = Ma

U

Y

cho khỉ ta có: mg – T = ma’ = ma

Đây là kết quả của bài toán quen thuộc giống câu a/ à a =

à khi

Q

khỉ chuyển động không gia tốc với dây thì trọng lượng của khỉ có tác dụng giống

M

hệt như khi khỉ không chuyển động đối với dây. Chỉ có khoảng cách khỉ và viên ghạch giảm dần

KÈ

c/ Theo giả thiết ak/d = a0 à ta có mg – T = ma’ = ma – ma0 à. mg – Ma =

ma – ma0 à a =

và suy ra a’ = a – a0 =

ẠY

Nếu a’ < 0 khỉ leo lên, tức là ngược chiều so với chuyển động của phần hệ còn

D

lại. * Bài toán có thể mở rộng bằng cách cho hệ số ma sát giữa ghạch và khỉ.

Tìm lực căng dây và gia tốc của viên ghạch và khỉ trong các trương hợp như trên.

Bài toán 12: Cho m1= 4m2 , h= 20cm.

65

Bỏ qua ma sát và độ dãn của các sợi dây. Bỏ qua khối lượng các ròng ròng và các sợi dây.

Lúc bắt đầu chuyển động vật 2 ở mặt đất, vật 1 ở độ cao h.

FF IC IA L

Giả sử sau khi vật 1 chạm đất, thì vật 2 có thể chuyển động

tiếp mà không bị vướng dây. Tìm độ cao cực đại mà vật 2 đạt được.

Hướng dẫn hoạt động giải bài tập

Hình 12 a

Bài toán này được phát triển từ bài toán trên, hoạt động hướng dẫn hoạt động giải bài tập tương tự như bài trên. Tuy nhiên phải tạo điều kiện để HS phát

hiện ra điểm khác với bài toán trên, cũng là điểm mấu chốt và tìm ra cách vượt

O

qua đó là có sự tham gia của ròng rọc động.

Có thể gợi ý bằng các câu hỏi như sau:

N

+ CH1: Hãy mô tả chuyển động của hai vật và các ròng rọc? Xác định đại lượng

Ơ

đã cho và các đại lượng phải tìm?

H

+ CH2: Chỉ ra mối liên hệ giữa độ lớn gia tốc của hai vật?

N

Nếu HS chưa trả lời được thì gợi ý tiếp theo như sau: +CH3: Hãy so sánh quãng đường đi được của hai vật trong cùng khoảng thời

U

Y

gian?

Q

Viết phương trình định luật II Niu-tơn và chiếu lên chiều dương như hình 12b ta có : P1 – 2T = m1a1 (1) (2)

a2 = - 2a1

(3)

KÈ

M

P2 – T m2a2

= 2,5 m/s2 ;

Từ (1) , (2) và (3), ta có : a1 =

ẠY

a2 = - 5 m/s2.

+

Khi m1 chạm đất, mất lực căng sợi m2 bắt đầu chuyển động

h m1 m2

D

ném lên.

Cho đến khi chạm đất m1 đã đi được quãng đường h= và m2 đã đi được quãng đường S = 2h . Vận tốc của m2 khi m1 chạm đất là v2 = 66

Hình 12.b

Tiếp đó m2 đi lên được h2 =

=

S=h

Kết quả: hmax = S2 + h2 = 3h = 0,6m Bài toán 13: Trong hình 13a, A là ròng rọc cố định, B là ròng rọc di động, hệ thống

FF IC IA L

nâng hai khối lượng m1 và m2 được treo vào một lực kế L,

trừ m1, m2 các phần khác của hệ thống coi như không khối lượng. Bỏ qua ma sát lực kế

chỉ bao nhiêu trong hai trường hợp sau đây ?. Lấy g =10 m/s2. a / m1 = 60 kg ; m2 = 90 kg b / m1 = 90 kg ; m2 = 60 kg

N

O

Hướng dẫn hoạt động giải bài tập

m2

m1

Ơ

Hình 13a

Bài toán 13 hoàn toàn tương tự như bài toán 12. giới thiệu bài 13 nhằm

N

H

kiểm tra mức độ rèn kĩ năng, khả năng vận dụng của HS. Hoạt động của HS

Y

Trợ giúp của Gv

- Đọc, phân tích hiện tượng bài toán , Yêu cầu HS tự lực trả lời bài bài toán.

U

Nếu HS chưa trả lời được thì có thể

làm rõ vai trò của các ròng rọc, của lò

Q

xo lực kế. Phát hiện rằng khi đã dãn gợi ý như sau :

M

ổn định thì lò xo lực kế không biến

- CH1 : Lực căng của lò xo lực kế có liên hệ nào với lực căng các sợi dây ?

- Tìm mối liên hệ giữa đại lượng đã

- CH2 : Lực căng của lò xo lực kế có

biết với đại lượng phải tìm.

liên hệ nào với trọng lực tác dụng vào

- Tìm các mối liên hệ trung gian:

các vật m1 ; m2 ?

ẠY

KÈ

dạng nữa ta có bài toán quen thuộc

F = T + TA =3.T (1 )

- CH3 : Tìm liên hệ giữa hai gia tốc

D

- Viết phương trình Định luật Hai Niu- của hai vật ? tơn cho các vật m1, m2 để liên hệ tiếp được đại lượng đã cho với đại lượng phải tìm.

67

- Tìm mối liên hệ giữa gia tốc của vật m1 với gia tốc của m2 : Ta có : a2 = -

FF IC IA L

- Phối các phương trình thu được kết quả

Với việc hướng dẫn hoạt động giải bài tập như trên ta có thể giải cụ thể bài tập như sau:

- Gọi T là độ lớn lực căng của sợi dây, TA là lực căng của dây

O

treo ròng rọc A , F là lực làm căng lực kế

N

Ta có : F = T + TA =3.T (1 ) - Chọn chiều dương hướng xuống như hình vẽ

Ơ

- Phương trình Định luật hai Niu-tơn cho các vât

N

m2 : – T + m2g= m2a2 ( 3)

H

m1 : m1 g – T = m1a1 ( 2)

A

Nên a2 = -

B

U

(4 )

Y

- m1 đi xuống đoạn x1 , thì m2 đi lên đoạn x2 = -

- Từ các phương trình (1) ; (2) ; (3) ; (4) à T =

Q

g

M

àF=

g

m2

+ m1

Hình 13.b

KÈ

Thay số với m1 = 60kg ; m2 = 90 kg à F = 1470 N với m1 = 90kg ; m2 = 60 kg à F = 1160 N

D

ẠY

* Hãy so sánh số chỉ của lực kế với tổng trọng lượng của của hai vật m1 và m2 ?

* Do tìm được gia tốc của hai vật nên có thể hỏi về chuyển động của hai vật ? * Có thể yêu cầu HS giải thích sự khác nhau của hai số chỉ của lực kế khi đổi

chỗ hai vật m1, m2 cho nhau ?

Bài toán 14: Cho hệ các vật như hình 14. Hỏi phải truyền cho vật A một gia tốc theo phương ngang nhỏ nhất là bao nhiêu để hai vật 1 và 2 không dịch chuyển đối với A ?

68

1 A 2

Các vật 1 và 2 có cùng khối lượng, hệ số ma sát giữa A với các vật 1, 2 đều bằng f .

Coi khối lượng ròng rọc Hướng dẫn hoạt động giải bài tập

Hình 14

FF IC IA L

và các dây nối nhỏ và ma sát ở ròng rọc không đáng kể.

Mục tiêu: củng cố kiến thức về lực quán tính, hệ quy chiếu phi quán tính, rèn khả năng vận dụng kiến thức để tìm mối liên hệ giữa lực và gia tốc trong tình

huống mới. vận dụng phương pháp hướng dẫn tìm tòi, gợi mở để HS phát hiện và

O

giải quyết vấn đề.

Hoạt động của HS

N

Trợ giúp của Gv

HS đã trả lời được bài toán hai vật

Ơ

- Sử dụng phương pháp phân tích lực

H

theo kinh nghiệm trước đó để xác định tương tác với nhau bằng sợi không giãn

N

các lực tác dụng vào các vật từ đó mô vắt qua ròng rọc. Tình huống mới của tả hiện tượng bài toán. Khi xét trong bài toán là tương giữa các vật xét trong

Y

hệ quy chiếu gắn với đất thì HS sẽ rất hệ quy chiếu phi quán tính kết hợp với

U

khó giải thích chuyển động của vật 2, bài toán cực trị Có thể hướng dẫn cụ thể bằng các

Q

vì không có lực quán tính

- Nếu HS hiểu đúng hiện tượng mô tả câu hỏi như sau :

M

đúng chuyển động là : vât A phải thu CH1: Mô chuyển động của các vật?

KÈ

gia tốc sao cho vật 2 bị ép vào A và CH2: Nếu xét hệ các vật trong hệ quy viết phương trình Định luật II Niu-tơn chiếu gắn với đất ( hệ quy chiếu quán

cho các vật thì phản lực NA2 của A tác tính), thì sẽ gặp những khó khăn nào ?

ẠY

dụng vào vật 2 vẫn khó xác định được

D

- Xét trong hệ quy chiếu gắn với vật A

Nếu HS chưa trả lời được thì gợi ý tiếp theo bằng câu hỏi sau :

Thì vật 2 bị ép vào vật A bởi lực quán CH3 : Xét hệ các vật trong hệ quy chiếu gắn với đất ( hệ quy chiếu quán

tính Fqt2 = ma.

Các lực tác dụng vào vật 1 là

;

;

tính) xác định các lực tác dụng vào các vật ? và tìm liên hệ giữa các lực ấy với

69

;

gia tốc cần tìm ?

;

Các lực tác dụng vào vật 1 là

CH4: Nếu không xét hệ trong hệ quy

;

chiếu gắn với đất thì còn phương án

(phản lực do vật 2 tác dụng áp lực

nào khác để timg mối liên hệ giữa gia

FF IC IA L

lên vật A chứ không phải phản lực của

tốc và các đại lượng đầu bài đã cho ?

lực quán tính, tức là A và vật 2 không tương tác với nhau bằng lực quán tính; ;

;

Vật 1, 2 đứng yên so với A khi đối với vật 1: T = Fqt1 + Fms1à T=ma +fmg

O

Vật 2: P2 = T + Fms2 à mg = T+fma

N

Giải hệ ta được a =

Ơ

Với việc hướng dẫn hoạt động giải bài tập như trên ta có thể giải cụ thể bài tập như sau:

H

Gọi a là gia tốc phải truyền cho vật a theo phương ngang, thì trong hệ quy chiếu

N

không quán tính gắn liên với vật A ta có điều kiện để vật 1, 2 đứng yên so với vật A là vật 1: T = Fqt1 + Fms1à T=ma +fmg

U

Y

Vật 2: P2 = T + Fms2 à mg = T+fma Giải hệ ta được a =

Q

* Bài toán có thể yêu cầu tính lực căng của sợi dây ? Tính lực tác dụng lên

M

trục của ròng rọc ?

KÈ

* Vì tính được gia tốc của vật A nên có thể yêu cầu tính các đại lượng động

học của vật A ?

Bài toán 15: Cho cơ hệ như hình 15a : xe có khối lượng M= 14 kg, vật có khối

ẠY

lượng m =1 kg luôn tiếp xúc M khi chuyển động. Bỏ qua khối lượng ba ròng rọc

và khối lượng các sợi dây. Bỏ qua độ giãn của dây và ma sát ở trong các ròng rọc.

D

Xe chuyển động trên mặt ngang, nhẵn.

Hệ số ma sát giữa xe M và m là k = 0,5.

M

1/ Kể ra các lực tác dụng lên M ? và lên m?

2/ Tìm liên hệ gia tốc vật m và xe M ?

Hình 15.a 70

m

3/ Tìm gia tốc a1 của xe ?

Hướng dẫn hoạt động giải bài tập Mục tiêu: tiếp tục củng cố kiến thức về tính tương đối của chuyển động, rèn

FF IC IA L

khả năng vận dụng kiến thức Động lực học để tìm mối liên hệ giữa lực và gia tốc trong tình huống mới . Tình huống của bài toán 16 ở chỗ : khác với bài toán trên

đây trong bài này vật m chuyển động có gia tốc so với xe M. Đây là điểm mấu

chốt dẫn đến việc có nên lựa chọn hệ quy chiếu gắn với xe M để khảo sát hay không ?

Vận dụng phương pháp hướng dẫn tìm tòi, khái quát chương trình hóa, gợi

N

Hoạt động của HS

O

mở để HS phát hiện và giải quyết vấn đề.

Trợ giúp của Gv

HS đã biết trả lời bài toán các vật

Ơ

- Đọc đề xác định mặt khó của bài

tương tác với nhau thông qua ròng rọc

H

toán.

N

động và xét trong hệ quy chiếu phi quán

D

ẠY

KÈ

M

Q

U

Y

tính, nên việc lựa chọn hệ quy chiếu

phù hợp, việc thiết lập mối liên hệ giữa các gia tốc và thiết lập mối liên hệ giữa gia tốc với các lực tác dụng không phải là khó khăn đối với các em. Giáo viên cần gợi ý để HS thấy được đặc điểm của các gia tốc của M và của m, từ đó đề xuất lựa chọn hệ trục tọa độ phù hợp dưạ trên kính nghiệm đã biết.

Có thể gợi ý cụ thể bằng các câu

- Dựa trên phân tích cấu tạo của hệ hỏi như sau : và tương tác giữa các vật để đưa ra CH1: Hãy mô tả chuyển động của xe M giả thuyết mô tả chuyển động của hệ và của vật nhỏ m ?

Nếu HS chưa trả lời được thì gợi ý

và khẳng định giả thuyết.

71

- Phân tích vị trí vai trò của các tiếp theo như sau : ròng rọc thấy rằng ròng rọc gắn với CH2: Hãy so sánh gia tốc của xe M và xe là ròng rọc động à Độ lớn gia gia tốc của vật m ?

a1x =

CH3: Có nhận xét gì về vị trí của các

FF IC IA L

tốc của xe và vật có mối liên hệ :

ròng rọc ?

(1 )

Áp dụng công thức động học cho xe M và vật m ta có : a1x = a2x = a1 ; a1y

CH4 : làm thế nào để thiết lập mối liên hệ giữa lực tác dụng đối với vật và xe ?

=0 (2) Mà a1 =

(3)

(4)

N

àa2 = a1.

O

Kết hợp (1 ) với (2) thay vào (3)

Ơ

Viết phương trình Định luật II Niutơn cho xe và vật rồi chiếu lên hệ quy

H

chiếu gắn với đất đã chọn thì ta có :

N

2T= (M+m)a1 ; Q12 = ma2x= ma1

* Yêu cầu HS kết luận trả lời cho các

và mg- kQ12 –T = ma2y= 2ma1

câu hỏi của đề bài ?

U

Y

từ đây à a1 = 1m/s2.

Q

Với việc hướng dẫn hoạt động giải bài tập như trên ta có thể giải cụ thể bài tập như sau:

M

1/ Chọn hệ trục tọa độ 0xy gắn với đất như hình vẽ

KÈ

Xét trong hệ đã chọn, các lực tác dụng vào các vật - Đối với xe M:

D

ẠY

trong đó

;2

;

;

;

;2

;

0 ,

M

là gây ra gia tốc cho xe M.

- Đối với vật m:

;

;

, trong đó

;

;2

x

m

y Hình 15.b là gây ra gia ;

tốc cho vật m.

2/ Gọi a1x ; a1y là hình chiếu của a1 lên các trục 0x ; 0y Gọi a2 là gia tóc của xe m a2x ; a2y là hình chiếu của a2 lên các trục 0x ; 0y Ta có: a2y =2.a1 (1)

72

a1x = a2x = a1 ; a1y =0 (2) Mà a1 =

(3)

Kết hợp (1 ) với (2) thay vào (3) (4)

FF IC IA L

à a2 = a1.

3/ Viết phương trình Định luật II Niu-tơn cho xe và vật rồi chiếu lên hệ quy chiếu gắn với đất đã chọn thì ta có : 2T= (M+m)a1 ;

Q12 = ma2x= ma1 và mg- kQ12 –T = ma2y= 2ma1 từ đây à a1 =

= 1m/s2.

O

Bài toán 16: Đầu trên của một thước thẳng AB, dài l =0,5m và có khối lượng m1=

0,1kg, được nối với một quả cầu có khối lượng m2= 0,150kg bằng một sợi dây

N

mảnh, không giãn vắt qua một ròng rọc có khối lượng không đáng kể. Ban đàu quả

Ơ

cầu được giữ ở vị trí ngang với đầu A, sau đó buông tay khỏi quả cầu. Tìm thời gian để quả cầu ngang với đầu B của thước trong hai trường hợp:

H

a/ Ròng rọc giữ cố định?

N

b/ Ròng rọc được kéo lên thẳng chậm dần đều với gia tốc 1 m/s2? =10 m/s2.

U

Đáp số: a/ t1=0,5 s

Y

Trong chuyển động thước luôn thẳng đứng. Bỏ qua ma sát ở ròng rọc. Lấy g

Q

b/ t2 ≈ 0,41 s.

M

Bài toán 17: Hãy giải thích tại sao nhà du hành vũ trụ ở trọng thái mất trọng lượng, khi con tàu đã ngắt động cơ ( tức là đã bay trong quỹ đạo) ?

KÈ

Hướng dẫn hoạt động giải bài tập Mục đích: củng cố về khái niệm trọng lượng, lực quán tính li tâm, lực hấp

ẠY

dẫn, rèn khả năng vận dụng kiến thức Vật lí giải thích các hiện tượng khoa học

D

trong thực tiễn.

Hoạt động của HS

Trợ giúp của Gv

- Tham gia phân tích để tìm điểm khó của bài toán

Các em đã biết khảo sát động lực học của một vật trong hệ quy chiếu phi

73

quán tính với lực quán tính tác dụng lên vật, nhưng ở bài toán này các em phải huy động kiến thức để hình dung

FF IC IA L

được về chuyển động của Nhà du hành

vũ trụ, đồng thời hiểu rõ về khái niệm trọng lượng.

Có thể gợi ý cụ thể bài toán như

- Mô tả hiện tượng: trọng lượng của

người trong con tàu chính là áp lực sau : của người đó lên sàn tàu

CH1: Hãy vẽ hình mô phỏng hiện

O

tượng của bài toán ? và chỉ rõ đâu là

trọng lượng của một người trong con

N

tàu vũ trụ đang bay trên quỹ đạo ?

Ơ

- Xét trong hệ quy chiếu gắn với con CH2 : Xét trong hệ quy chiếu gắn với

H

tàu đang chuyển động trên quỹ đạo con tàu hãy chỉ ra các lực tác dụng ? tròn, thì có lực hấp dẫn của Trái đất, Từ đó cho biết điều kiện để có trạng

N

phản lực của sàn tàu và lực quán tính thái mất trọng lượng ?

Y

li tâm( Giả sử sức hấp dẫn của các

U

Hành tinh khác đối với con tàu là rất

Q

nhỏ. Trạng thái không trọng lượng xảy ra khi lực quán tính li tâm có độ lớn

KÈ

M

bằng lực hấp dẫn

Với việc hướng dẫn hoạt động giải bài tập như trên ta có thể giải cụ thể bài

ẠY

tập như sau: Khi xét trong hệ quy chiếu gắn với con tàu đang chuyển động trên quỹ đạo

D

tròn, lực li tâm bằng :

=-m =-m

, trong đó v là vận tốc của con tàu còn r là

bán kính quỹ đạo tính từ tâm quả Đất. Nhà du hành mất trọng lượng khi lực này về giá trị bằng lực hút của quả Đất, tức là khi g = a nhưng hướng ngược nhau.

74

* Lưu ý để HS tránh hiểu lầm rằng trạng thái không trọng lượng khi lực hút của Trái đất trở nên quá nhỏ.

Bài toán 18: Ở mép của một chiếc đĩa tròn nằm ngang có đường kính 40cm người

FF IC IA L

ta đặt một đồng xu. Đĩa quay tròn nhanh dần đều với tốc độ góc ω = γt, trong đó γ

là gia tốc góc γ = 1 rad/s2 . Sau thời gian bao lâu thì đồng xu văng ra khỏi đĩ. Cho hệ số ma sát giữa đồng xu và đĩa là µ =0,2. Lấy g = 10 m/s2. Biết rằng trong chuyển động tròn biến đổi đều thì gia tốc dài tính bằng at = γ.R

Bài toán 17 nhằm giúp HS rèn luyện khả năng vận dụng kiến thức Động lực học

O

chất điểm trong tình huống vật chuyển động tròn không đều.

Hoạt động của HS

Trợ giúp của Gv

Các em đã biết tại sao vật nhỏ có

N

Đọc đề, huy động kiến thức để mô

Ơ

tả hiện tượng của bài toán, xác định đại xu hướng văng ra khỏi đĩa. Mặt khác

H

lượng đã cho và đại lượng phải tìm, các em cũng biết tìm điều kiện cực trị của bài toán liên quan đến lực ma sát,

U

Y

N

thiết lập các mối liên hệ cần thiết.

chỉ cần gợi ý để các em viết được biểu thức của gia tốc tiếp tuyến và gia tốc pháp tuyến, thì các em sẽ trả lời được

Q

bài toán này

Với việc hướng dẫn hoạt động giải bài tập như trên ta có thể giải cụ thể bài

M

tập như sau:

KÈ

Vì đồng xu chuyển động tròn không đều, nên ngoài gia tốc hướng tâm ( gia

D

ẠY

tốc pháp tuyến)

,

an =

còn có gia tốc tiếp tuyến at =

= Rγ

Gia tốc toàn phần của vật là a=

Gọi m là khối lượng của đồng xu, lực làm đồng xu chuyển động cùng với

đĩa là F = ma = mRγ

, lực đó chính là lực ma sát nghỉ có giá trị cực đại

bằng FmsNmax = µ.N = µ.mg.

75

Ta phải có FmsN ≤ µ.mg à t4 ≤

. . Mà theo giả thiết

= 0,02 và

FF IC IA L

Mặt khác ta cũng phải có t > 0, hay µ >

µ =0,2. Như vậy điều kiện để t > 0 đã được thỏa mãn. Nhưng lực ma sát cũng chỉ

giữ được đồng xu đến thời điểm tmax =

≈ 3,15 (s). Sau thời gian đó

đồng xu văng ra khỏi đĩa

O

Bài toán 19: Một hòn bi rơi từ độ cao h xuống một mặt phẳng nghiêng góc α so

với mặt phẳng ngang. Tính tỷ số các khoảng cách giữa các điểm va chạm của viên vận tốc viên bi không thay đổi.

H

Hướng dẫn hoạt động giải bài tập

Ơ

N

bi với mặt phẳng nghiêng ? Biết va chạm là hoàn toàn đàn hồi (sau va chạm độ lớn

- Mục tiêu : củng cố khắc sâu kiến thức về chuyển động rơi tự do; chuyển

N

động ném xiên; rèn kĩ năng chọn trục tọa độ. ở bài toán này tạo nên tình huống

U

Y

mới là: nếu chọn ox theo phương mặt phẳng nghiêng thì gia tốc ở cả hai thành

Q

phần chuyển động đều khác 0. Mặt khác bài toán giúp rèn khả năng phân tích hiện tượng bài toán thành nhiều giai đoạn và liên kết các kết quả các giai đoạn đó.

M

- Vận dụng phương pháp hướng dẫn chủ yếu là định hướng khái quát chương

KÈ

trình hóa, tao điều kiện để HS tự phát hiện và giải quyết vấn đề.

D

ẠY

Hoạt động của HS

Trợ giúp của Gv HS nhận thấy ngay trong quá trình chuyển động trong không gian chỉ có trọng lực tác dụng, nên gia tốc luôn bằng g và HS đã biết phương pháp khảo sát chuyển động của vật nám xiên, cùng

- Tóm tắt bài toán

với các kết quả của chuyển động ném 76

xiên, nên sẽ vận dụng được để trả lời bài toán này, - Vẽ hình mô tả dự đoán về chuyển

Có thể hướng dẫn cụ thể bằng các câu hỏi như sau :

FF IC IA L

động của hòn bi

- Vận dụng phương pháp như khảo sát CH1: Hãy mô tả chuyển động của

chuyển động ném xiên để phân tích viên ? Xác định đại lượng đã cho và đại các giai đoạn chuyển động từ đó kết lượng phải tìm ? luận về giả thuyết mô tả chuyển động,

Nếu HS chưa trả lời được thì có

nếu khẳng định là đúng thì đồng thời thể gợi ý như sau :

O

thiết lập được các biểu thức liên hệ. + Giai đoạn 1: Trước va chạm lần 1

CH2 : Hiện tượng bài toán có thể được

N

vật rơi tự do ta có V0 =

Ơ

+ Giai đoạn 2 : Sau va chạm lần 1 vật chia thành những giai đoạn nào ? Xác (giả thiết) các giai đoạn chuyển động khác nhau ?

N

độ lớn vận tốcV1 =V0=

H

nảy lên như phản xạ gương phẳng với định mối liên hệ giữa các đại lượng của

(1).

Y

Từ đây vật chuyển động giống như

U

ném xiên so với mặt phẳng nghiêng.

Q

Chọn hệ trục có 0x dọc theo mặt phẳng nghiêng và 0y vuông góc

M

hướng lên, viết được phương trình tọa

KÈ

độ của vật và thời gian từ lần va chạm 1 đến lần 2 bằng thời gian để y lại (5) à Vận tốc

ẠY

nhận y= 0 à t1 =

của vật ở khi tới va chạm lần 2 là

D

V’1y= V1cosα –g(cosα)t1 = -V1cosα (6

) àsau lần va chạm 2, thì V2y =V1cosαà theo phương 0y hiện tượng lặp lại hoàn toàn, tức là có tính chất

77

chu kỳ với T = t1(7) Thay (7) vào (4) àL1=8hsinα;L2=16hsinα ; L3=24hsinα

FF IC IA L

L1 : L2 : L3=1 :2 :3.

Với việc hướng dẫn hoạt động giải bài tập như trên ta có thể giải cụ thể bài tập như sau:

Chọn hệ trục 0xy như hình . Gọi V0 là vận tốc viên bi khi chạm mặt phẳng nghiêng lần 1.

+ Giai đoạn 1: Trước va chạm lần 1 vật rơi tự do ta có V0 =

V1 =V0=

y

Ta có : V1y = V1cosα –g(cosα)t (2 )

N

(5)

α

x

Hình 19

Y

à t1 =

Ơ

(3)

x = (V1sinα)t – g(sinα)t2 (4)

h 0

H

y= (V1cosα)t – g(cosα)t

2

N

(giả thiết) (1)

O

+ Giai đoạn 2 : Sau va chạm lần 1 vật nảy lên với độ lớn vận tốc

à Vận tốc của vật ở khi tới

U

va chạm lần 2 là V’1y= V1cosα –g(cosα)t1

Q

= -V1cosα (6 ) àV2y =V1cosαà theo phương 0y hiện tượng lặp lại hoàn toàn, tức là

M

có tính chất chu kỳ với T = t1(7) Thay (7) vào (4) àL1= x1 = 8hsinα ; L2=x2-x1 =16hsinα ; L3=x3-x2 = 24hsinα

KÈ

L1 : L2 : L3=1 :2 :3. * Bài toán có thể mở rộng theo hướng yêu cầu tính các đại lượng động học như :

ẠY

Vận tốc sau lần va chạm thứ n ? [ 1, tr 26-216; 7, tr 42-98; 9, tr 115-203; 14, tr 11-139 ].

D

2.3.2. Phân tích hoạt động hướng dẫn giải bài tập chương Động lực học chất điểm-

Vật lí 10 2.3.2.1. Hoạt động hướng dẫn phải đạt được mục đích cơ bản sau :

78

Giúp HS có được hệ thống kiến thức vững chắc, giúp HS vận dụng được kiến thức để giải được các bài toán vật lí phức tạp, để dẫn đến kết quả là các em trả lời được các bài toán Vật lí tương tự như trong đề thi học sinh giỏi cấp Thành phố.

FF IC IA L

Ngoài ra hoạt động hướng dẫn cũng phải hình thành và phát triển các năng lực, phẩm chất khác của HSG

Muốn đạt được những kết quả như vừa nêu thì hoạt động hướng dẫn phải giúp HS biết cách thực hiện được những việc như sau : chia tách một bài toán phức tạp

thành những bài toán đơn giản , nhận ra mặt khó của một bài toán vật lí và tìm được

cách vượt qua khó khăn , bắt đầu suy nghĩ để tìm tòi lời giải cho một bài toán vật lí

O

theo trình tự giống như các bước trong dàn ý chung của quá trình giải bài tập vật lí

Hoạt động giải bài tập sẽ giúp bồi dưỡng một số năng lực, phẩm chất của HSG

N

vật lí: Chia tách được bài toán à Củng cố kiến thức liên quan, rèn khả năng suy nghĩ

Ơ

rõ ràng chính xác, khả năng phân tích, tổng hợp…; Các bài toán nhỏ à Rèn khả năng

H

vận dụng kiến thức( kể cả kiến thức liên môn), rèn khả năng sáng tạo…; Qua việc đề xuất phương án mở rộng, tìm phương pháp chung à Khắc sâu kiến thức, rèn khả

N

năng khái quát hóa; Hệ thống hóa các bước giải cơ bản à Biết tổng hợp các yếu tố

Y

để tìm con đường phù hợp đến kết quả mong muốn

Q

U

2.3.2.2. Hoạt động hướng dẫn việc giải bài tập chương Động lực học chất điểm dựa trên những cơ sở : - Dựa trên lý luận về giải bài tập vật lí và hướng dẫn giải bài tập vật lí : + Quá trình giải bài tập vật lí thực chất là quá trình tìm hiểu điều kiện bài toán,

M

xem xét hiện tượng để xác lập các mối liên hệ cụ thể…

KÈ

+ Các phương pháp giải bài tập vật lí : phương pháp phân tích, phương pháp tổng hợp … + Các kiểu hướng dẫn HS giải bài tập vật lí và ưu nhược, điểm của những kiểu

ẠY

hướng dẫn đó - Căn cứ những năng lực phẩm chất của HSG vật lí : các em nắm được một số

D

được một số kiến thức cơ bản, kể cả các kiến thức của các môn học có liên quan, các em đã có một số năng lực cần thiết, các em có khả năng nhận thức vấn đề một cách nhanh và rõ ràng

79

- Hoạt động hướng dẫn cũng dựa trên đặc điểm kiến thức của chương Động lực học chất điểm là bao gồm các đại lượng, các mối liên hệ mang tính chất bao chùm như đại lượng lực và các định luật Niu-tơn.

FF IC IA L

2.3.2.3. Hoạt động hướng dẫn học sinh giải hệ thống bài tập của chương Động lực học chất điểm.

Từ những cơ sở trên đây em đã thực hiện hướng dẫn Học sinh hoạt động giải các bài tập trong hệ thống bài tập của luận văn cụ thể như sau :

Ở bài toán 1 : đưa ra câu hỏi hướng dẫn để HS xác định các kiến thức liên quan, mô tả hiện tượng của bài toán, xác định được hai trạng thái của sợi dây, từ

O

đó thấy rằng bài toán có thể được tách thành hai bài toán nhỏ đơn giản hơn. Tiếp đó để giúp HS trả lời được hai bài toán nhỏ này tôi giới thiệu hai bài toán điển hình

N

theo kiểu hướng dẫn khái quát chương trình hóa. Trong mỗi bài toán nhỏ điển hình

Ơ

1.1 và 1.2 tôi đưa ra những câu hỏi chủ yếu theo kiểu định hướng khái quát hóa

H

nhằm hướng suy nghĩ của HS theo các giai đoạn của quá trình giải bài tập vật lí. tự lực trả lời bài toán 1.

N

Từ các kiến thức và kĩ năng thu được qua việc trả lời các bài toán nhỏ yêu cầu HS

Y

Bài toán 2 của hệ thống bài tập chứa đựng mặt khó về toán học đối với HS.

U

Vận dụng kiểu hướng dẫn tìm tòi kết hợp với kiểu hướng dẫn định hướng chương trình khái quát hóa tôi yêu cầu HS vận dụng các kiến thức có liên quan để mô tả

Q

hiện tượng của bài toán, tự lực chia tách bài toán thành hai bài toán nhỏ, qua đó

M

xác định mặt khó về mặt toán học của bài toán, từ đó biết vận dụng kiến toán học để vượt qua khó khăn. Các hướng dẫn được đưa ra bằng hệ thống các câu hỏi gợi

KÈ

mở theo kiểu định hướng khái quát hóa giúp các em tự lực phát hiện và vượt qua

ẠY

khó khăn.

Với bài toán 3 HS phải vận dụng được các kết quả và kĩ năng của bài toán 1

và bài toán 2, bên cạnh đó phải phát hiện ra mặt khó về mặt vật lí của bài toán.

D

Trên cơ sở là : Học sinh giỏi vật lí đã nắm được các kiến thức cơ bản ở nhiều mảng kiến thức khác nhau, đồng thời các em có khả năng so sánh, liên tưởng, tổng hợp,

khái quát hóa, nên tôi hướng dẫn để HS biết cách vận dụng các đại lượng vật lí, các định luật có tính chất bao chùm để liên kết các mảng kiến thức liên quan đến

80

điều kiện của bài toán để mô tả được đúng hiện tượng vật lí của bài toán và xác định được các mối liên hệ cơ bản. Cụ thể ở bài toán 3, đại lượng bao chùm là đại lượng lực và định luật bao chùm là các định luật Niu-tơn. Vận dụng kiểu hướng

FF IC IA L

dẫn tìm tòi và khái quát hóa để đưa ra câu hỏi định hướng nhằm giúp HS xác định các mảng kiến thức liên quan, sử dụng các định luật để liên kết các mảng kiến thức, từ đó HS mô tả được chuyển động của nồi nước trên mặt phẳng nghiêng và trạng thái của các phân tử nước, qua đó HS biết chia tách bài toán 3 thành các bài toán đơn giản và tự lực trả lời các bài toán đó để hoàn thiện bài toán tổng hợp

Sau ba bài toán đầu tiên HS đã có được những kiến thức cơ bản và bước đầu

O

hình thành kĩ năng phân tích, trả lời các bài toán phức tạp. Để rèn luyện các kĩ

năng này và phát triển khả năng vận dụng kiến thức cho HS, thì tiếp theo tôi đã lựa

N

chọn các bài toán vật lí chứa đựng các tình huống mới, đồng thời những bài toán

Ơ

tiếp theo của hệ thống bài tập cũng kế thừa được những kết quả của bài các toán

H

trước.

Hoạt động hướng dẫn ở các bài toán tiếp theo tương tự như hoạt động

N

hướng dẫn ở ba bài toán đầu tiên của hệ thống, ở đó chủ yếu dùng các câu hỏi

Y

nhằm định hướng tư duy HS, chú trọng các câu hỏi gợi mở để giúp HS tự lực phát

U

hiện và tìm được cách vượt qua các khó khăn trong các bài toán của hệ thống bài

Q

tập

2.3.3. Phần bài tập tự giải.

M

Bài tập1. Người ta treo một cái đèn khối lượng m = 300g vào một giá đỡ gồm hai

KÈ

thanh nhẹ AB và AC như hình . Biết góc = 600 và lấy g = 10 m/s2. Hãy xác định

ẠY

lực tác dụng lên các thanh AB, AC.

Thanh nào có thể thay được bằng một sợi

Hình bài 1

D

dây? Đáp Số: 5,2 N; 6 N Bài tập 2. Tìm độ cứng tương đương của hệ các lò xo sau:

81

K1

K1

K1

K2

A

A

Hình bài 3 b/ K=

;

c/ K=

;

d/ K=

O

;

A

K3

K2

Đáp Số: a/ K=

K2

FF IC IA L

A

K2

K1

Bài tập 3: Kéo vật lên đều trên mặt phẳng nghiêng có góc nghiêng α hệ số ma sát k. Hỏi góc β giữa vector lực kéo

N

và mặt phẳng nghiêng là bao nhiêu để lực kéo

H

Ơ

cực tiểu ? Tính lực kéo cực tiểu đó ?

N

Đáp số : tanβ = k ; Fmin =

Bài tập 4: Trên một mặt nghiêng có hai vật cùng khối lượng m, được nối với nhau

Y

bằng một sợi dây. Hệ số ma sát nghỉ giữa vật trên và mặt phẳng nghiêng là m2, giữa

U

vật dưới và mặt phẳng nghiêng là m1 (m2 > m1). Cho góc nghiêng tăng dần dần. Hãy

Q

tìm lực căng tại thời điểm khi hai vật bắt đầu trượt xuống. mg(m2 - m1 )

4 + (m1 + m2 )2

.

KÈ

M

Đáp số: T2 = T1 =

Bài tập 5. Một băng chuyền, nghiêng một góc a so với phương ngang, đang chuyển động với vận tốc không đổi

ẠY

v0 xuống dưới. Một hòn gạch nằm trên băng chuyền và

D

Hình bài 5 được giữ yên bằng một dây (Hình bài 5). Người ta cắt đứt dây. Tính công của lực ma sát trượt tác dụng lên hòn gạch cho đến lúc hòn gạch đạt được vận tốc v0 của

băng chuyền? Biết hệ số ma sát bằng m , khối lượng của viên gạch bằng m và công được tính bằng công thức A = F.s.cosβ với β là góc hợp bởi hướng vector độ dời với

.

82

Đáp số: Ams = mgscos =

μmv 02 cosα 2(sinα + μcosα )

Bài tập 6. Một đầu tàu hỏa kéo hai toa, mỗi toa có khối lượng 12 tấn bằng những

FF IC IA L

dây cáp giống nhau. Biết rằng khi chịu tác dụng bởi lực 960N, dây cáp dãn 1,5cm.

Sau khi bắt đầu chuyển động 10s, vận tốc đoàn tàu đạt 7,2km/h. Tính độ dãn của mỗi dây cáp? Đáp số: 7,5cm và 3,75cm

Bài tập 7. Một đầu máy xe lửa kéo theo hai toa, toa (I) có khối lượng 10 tấn, toa

O

(II) có khối lượng 8 tấn. Giữa đầu máy và các toa có các lò xo nối với cùng độ cứng k = 5.105 N /m , hệ số ma sát lăn giữa đường ray và các bánh xe đầu bằng

N

0,15. Đoàn xe khởi động chạy với chuyển động nhanh dần đều và sau khi chạy

Đáp số: ∆l1 = 7,2cm; ∆l2 = 3,2cm

H

máy với toa (I) và L2 nối giữa hai toa?

Ơ

1phút, xe đi được quãng đường 0,9 km. Tìm độ dãn của các lò xo L1 nối giữa đầu

N

Bài tập 8. Cho cơ hệ như hình vẽ, M > bm, hòn bi m bị chọc thủng cho sợi dây

Y

xuyên qua và trượt dọc theo dây với lực ma sát nào đó. Bỏ qua

U

khối lượng ròng rọc, khối lượng sợi dây và ma sát ở ròng rọc.

Lúc thả ra hai vật bắt đầu chuyển động, hòn bi có độ cao ngang

Q

đầu dưới của thanh. Hãy xác định lực ma sát giữa hòn bi và

+

M

sợi dây? Biết rằng sau t giây hòn vi ngang đầu trên của thanh.

KÈ

Thanh có chiều dài l. Đáp số: Fms =

Hình bài 8 .

ẠY

Bài tập 9: Vật A bắt dầu trượt từ đầu tấm ván B nằm ngang.Vận tốc ban đầu của

A là 3m/s, của B là 0. Hệ số ma sát giữa A và B là 0,25. Mặt sàn là nhẵn. Chiều

D

dài của ván B là 1,6 m. Vật A có khối lượng m1 = 200g, vật B có khối lượng m2 =

1kg. Hỏi A có trượt hết tấm ván B không? Nếu không, quãng đường đi được của A

trên tấm ván là bao nhiêu và hệ thống sau đó chuyển động ra sao? Đáp số: Không; 1,5m; 0,5m/s

83

Bài tập 10: Một vật khối lượng m = 10kg khi được kéo với lực F = 70N có phương song song với mặt phẳng có góc nghiêng α= 300 thì sẽ đi lên thẳng đều theo đường dốc chính của mặt phẳng nghiêng đó.

H

FF IC IA L

a)

ỏi mặt phẳng nghiêng đó có ma sát hay không? Nếu có tính hệ số ma sát của mặt phẳng đối với vật?

K

b)

hi thả cho vật đó trượt xuống mặt phẳng nói trên thì gia tốc của vật sẽ là bao

nhiêu? Vận tốc vật lúc xuống tới chân dốc là bao nhiêu nếu mặt phẳng nghiêng

O

dài 3m. Đáp số: a) có ; µ= 0,23 ; b) a = 3m/s2 ; v = 4,23m/s

N

Bài tập 11: Hai vật m1 = 5kg, m2 = 10kg nối với nhau bằng một dây nhẹ, đặt trên

Ơ

mặt phẳng ngang không ma sát. Tác dụng lực nằm ngang F = 18N lên vật m1.

T

H

a)

ính vận tốc và quãng đường mỗi vật sau khi bắt đầu chuyển động 2s?

B

N

b)

Y

iết dây chịu lực căng tối đa 15N. Hỏi khi hai vật chuyển động, dây có dứt

U

không?

Q

Đáp số: a) 2,4m/s; 2,4m b) Không Bài tập 12: Cho hệ như hình vẽ, bỏ qua ma sát , bỏ qua khối lượng các ròng rọc,

KÈ

M

bỏ qua khối lượng các sợi dây, bỏ qua độ giãn của các sợi dây. m0 Tìm gia tốc của m1 ? Biện luận kết quả?

ẠY

Đáp số: a1 = g

Hình bài 12 =g[ 1 -

].

D

Bài tập 13: Một cầu thủ ghi bàn thắng bằng một quả đá

phạt đền 11 m. Bóng bay sát xà ngang vào cầu môn.

Xà ngang cao h = 2,5 m, quả bóng có khối lượng m = 0,50 kg. Bỏ qua sức cản của không khí. Hỏi phải

84

m1 m2

truyền cho quả bóng một vận tốc đầu tối thiểu bằng bao nhiêu và theo hướng nào ?

Lấy g = 9,8 m/s2. Đáp số: v 0 min = 11,6 m/s và a » 51o .

FF IC IA L

Bài toán 14: Cho các khối lượng m1 = 1kg; m2 = 2kg; m3 = 3kg; m4=10 kg; hệ số

ma sát giữa m2 và bàn là k2=0,1. Hệ số ma sát giữa bốn chân bàn và mặt sàn nằm m2

ngang là k.

Bỏ qua ma sát trong các ròng rọc. Bỏ qua khối lượng các ròng rọc, khối lượng các dây

m3

và độ giãn các sợi dây.

m1

O

1/ Vẽ đủ các lực tác dụng lên từng vật?

m4

2/ Tìm gia tốc của các vật m1; m2; m3, nếu bàn đứng yên?

Hình bài 14

N

3/ Hệ số ma sát k phải thỏa mãn điều kiện nào để bàn đứng yên?

H

3/ k ≥

Ơ

Đáp số: 2/ a1= a2=a3= 3m/s2.

N

Bài toán 15: Một vật được đặt trên mặt phẳng nghiêng, hợp với phương nàm ngang một góc α=40.

Y

a/ Tìm giới hạn của hệ số ma sát f giữa vật và mặt phẳng nghiêng để vật có thể

U

trượt trên mặt phẳng nghiêng đó?

Q

b/ Nếu hệ số ma sát bằng 0,03 thì gia tốc của vật là bao nhiêu? Khi đó muốn trượt hết quãng đường S =100m vật phải hết thời gian bao lâu? Và vận tốc của vật ở

M

cuối quãng đường này?

KÈ

Đáp số: a/ fng = tanα = 0,07 b/ a = 0,039 m/s2; t = 22,7s; v = 8,85m/s.

ẠY

Bài toán 16: Hai khối lượng m1 = 0,2kg; m2 = 0,1kg, được nối với nhau bằng một

sợi chỉ mảnh, không khối lượng, không co giãn, vắt qua ròng rọc. Các khối lượng

D

đó nằm trên hai mặt phẳng nghiêng những góc α = 150 và β= 60 so với phương nằm ngang. Trước khi chuyển động các khối đó nằm trên cùng một độ cao. Hãy xác định độ chênh lệch độ cao h của các khối m1, m2 sau thời gian t =3s.

85

m2

m1 Hình bài 16

Biết rằng hệ số ma sát giữa mặt phẳng nghiêng và các khối đều là f =0,1. Khối lượng của ròng rọc và ma sát trong ròng rọc có thể bỏ qua. Đáp số: h =0,65m.

FF IC IA L

Bài toán 17: Một vật khối lượng m được treo vào trần của một buồng thang máy

có khối lượng M, cách sàn khoảng s. Có lực F tác dụng vào buồng là nó lên cao với gia tốc a. a/ Tính gia tốc a? b/ Tính lực căng dây treo vật?

c/ Dây đứt đột ngột. Tính gia tốc của vật và buồng ngay sau lúc đứt dây?

Đáp số: a/ a =

O

d/ Tính thời gian từ lúc dây đứt đến lúc vật đạp vào sàn?

N

-g

Ơ

b/ T=

–g

N

H

c/ Vật rơi với gia tốc g, còn gia tốc của buồng thang máy là a’ = d/ t =

Y

Bài toán 18: Một vật được buộc chặt vào một sợi dây dài 1 m. Một người cầm đầu

U

kia của sợi dây và quay. Phải quay với tốc độ bao nhiêu, để sợi dây vẽ nên một

Q

hình nón tạo với phương thẳng đứng góc 600 ? Lấy g = 10m/s2. Đáp số: n = 42,6 vòng/phút.

M

Bài toán 19: Người ta lồng một hòn bi có lỗ xuyên suốt và có khối lượng m vào

KÈ

một thanh sắt AB nghiêng góc α so với mặt phẳng nằm ngang. Lúc đầu bi đứng yên.

1/ Cho que tịnh tiến trong mặt phẳng chứa nó với gia tốc nằm nằm ngang a0 hướng

ẠY

sang trái. Giả sử không có ma sát giữa que và bi.

D

Hãy tính: a/ Gia tốc j của que đối với bi?

B

b/ Phản lực của que lên bi? c/ Tìm điều kiện để bi: - Chuyển động về phía đầu A?

86

A

)α

- Chuyển động về phía đầu B? - Đứng yên?

2/ Cũng câu hỏi như trên nhưng gia tốc a0 hướng sang phải?

Hình bài 19

giữa bi và que với hệ số ma sát k = .

+ Nếu tanα >

thì bi đi về đầu A

+ Nếu tanα <

thì bi đi về đầu B

+ Nếu tanα =

thì bi đi đứng yên trên que.

O

Đáp số: 1/ Q= m(a0sinα + gcosα) ; j= gsinα – a0cosα.

FF IC IA L

3/ Hỏi như câu 1/ nhưng cho biết a0 = a= 2g, g là gia tốc trọng trường và có ma sát

N

2/ j= gsinα + a0cosα, bi đi về A; Q= m(a0sinα - gcosα)

< 0 bi đi về B

Y

N

+ Nếu α < 450 , thì j = + Nếu α > 820 , thì j =

dọc theo que với Fms = kN=

H

và N= mg(2sinα + cosα )

vuông góc;

Ơ

3/ Phản lực Q có hai thành phần:

> 0 bi đi về A

U

+ Nếu 450 < α < 820 bi đứng yên.

Q

Bài toán 20: Hai quả cầu có khối lượng m1=100g; m2 = 122g, được nối với nhau bằng một sợi dây mảnh không giãn vắt qua một ròng rọc cố định có khối lượng

M

không đáng kể. Ban đầu hai quả cầu được giữ ở cùng độ cao. Buông ra các quả cầu

KÈ

chuyển động, nhưng sau đó 1 s, thì dây nối các quả cầu bị đứt. Hãy tìm vận tốc các quả cầu và khoảng cách giữa chúng: a/ Khi dây đứt?

ẠY

b/ Sau khi dây đứt 0,1s.

D

Đáp số: a/ Ngay khi đứt dây quả cầu m1 đi lên và quả cầu m2 đi xuống với vận tốc

có độ lớn v0 = 0,1m/s. Khoảng cách hai quả cầu khi đó là d1= 10 cm. b/ v2 = v0 +gt2 = 1,1m/s, v1= 0,9m/s. d2 = 12cm Bài toán 21: Đầu trên của một thước thẳng AB, dài l =0,5m và có khối lượng m1=

0,1kg, được nối với một quả cầu có khối lượng m2= 0,150kg bằng một sợi dây 87

mảnh, không giãn vắt qua một ròng rọc có khối lượng không đáng kể. Ban đàu quả cầu được giữ ở vị trí ngang với đầu A, sau đó buông tay khỏi quả cầu. Tìm thời gian để quả cầu ngang với đầu B của thước trong hai trường hợp:

FF IC IA L

a/ Ròng rọc giữ cố định?

b/ Ròng rọc được kéo lên thẳng chậm dần đều với gia tốc 1 m/s2?

Trong chuyển động thước luôn thẳng đứng. Bỏ qua ma sát ở ròng rọc. Lấy g =10 m/s2. Đáp số: a/ t1=0,5 s b/ t2 ≈ 0,41 s.

O

Bài toán 22: Một nêm có tiết diện MNP, cạnh MN = 2m, MP =1m,

khối lượng m2 = 1kg, đặt trên mặt sàn nhẵn nằm ngang. Đặt tại đỉnh của nêm một vật A có khối lượng m1 = 1kg, rồi buông ra cho nó trượt dọc theo

N

M

Ơ

mặt MN. Tìm thời gian để nó đi tới N và quãng đường nêm đã đi được trong khoảng thời gian đó.

N

P

N

Đáp số: t ≈ 0,84 s. S= 0,86 m.

H

Cho biết hệ số ma sát giữa vật và mặt nêm là µ =0,2. Lấy g =10 m/s2. Hình bài 22

Y

Bài toán 23: Một nêm có khối lượng m2 = 400g, có mặt MN dài l= 80cm và

U

nghiêng góc α=300, được đặt trên một bàn nhẵn và được nối A M

Q

với một vật B có khối lượng m3 = 500g bằng một sợi dây mảnh không giãn vắt qua một ròng rọc

N

M

cố định có khối lượng không đáng kể. Giữ vật B đứng yên. Đặt tại đỉnh M của nêm

KÈ

một vật A có khối lượng m1= 100g, rồi buông cả A và B

Hình bài 23

B

để chúng chuyển động. Tìm thời gian vật A trượt đến mặt bàn và quãng đường mà

ẠY

B đi được trong thời gian đó? Tính lực căng của dây nối? Bỏ qua ma sát. Lấy g = 10m/s2.

D

Đáp số: * Xét trường hợp: ax = a1x+a : - Thời gian vật A trượt đến mặt bàn: t ≈ 0,4 s - Quãng đường mà B đi được s= 0,47 m

88

- Lực căng của dây nối T =2,06 N. * Xét trường hợp: ax = a1x – a2. Khi đó độ lớn a2x = - 1,682 <0: vô lý Bài toán 24: Một sợi dây không giãn vắt qua một ròng rọc có khối lượng không

FF IC IA L

đáng kể gắn cố định vào trần nhà, một đầu dây buộc vật có khối lượng m1 = 61,2 kg, đầu kia được giữ bởi một người có khối lượng m2= 60kg.

a/ Người ấy có thể đứng trên mặt đất mà kéo dây để nâng vật lên được không? Tại sao?

b/ Chứng tỏ rằng nếu người ấy leo dây với gia tốc a2 đối với dây mà a2 > amin, thì vật được nâng lên? Tính amin? Và lực căng dây tối thiểu tương ứng?

O

c/ Người ấy phải leo với gia tốc bao nhiêu để vật được nâng lên với gia tốc a1 Lấy g =10m/s2.

Ơ

Đáp số: a/ Không thể nâng vật lên được.

N

=0,1m/s2? Tìm lực căng dây khi đó?

à a2 > amin với amin =

H

b/ Phải có: a2 >

N

Tmin= 612N

= 0,2 m/s2 và

c/ a2= 0,402 m/s2 và T ≈ 618N.

Y

Bài toán 25: Khi ô tô đi vào đường vòng , thì người bị xô về một phía, nhưng tại

U

sao khi máy bay lượn vòng, thì người tại không bị xô như vậy? Người ấy có chịu

Q

ảnh hưởng gì khác không? Nếu có thì hãy tính ảnh hưởng ấy trong trường hợp

M

người ấy có khối lượng 60 kg và máy bay bay theo đường tròn bán kính R= 10km với vận tốc 100m/s.

KÈ

Lấy g = 10m/s2. Đáp số:

D

ẠY

Người bị xô vào thành ô tô, chịu phản lực của thành ô tô, lực này là lực

hướng tâm. Khi máy bay lượn vòng bao giờ cũng nghiêng cánh, lực nâng

vuông

góc với cánh sẽ nghiêng một góc α so với phương thẳng đứng. Hợp lực

+

là

lực hướng tâm.

Hành khách có gia tốc hướng tâm như máy bay do trọng lực phản lực

có phương

của ghế tác dụng lên người.

89

của người và

của

từ sàn lên trần máy bay.

Khi máy bay bay thẳng thì Q1 = p1 = m1g = 600 N. Nhưng khi máy bay lượn vòng ngang giống ô tô,

FF IC IA L

Hình bài 25 từ hình ta có Q’1 = = ≈ 603 N > p1 Vậy hành khách chịu ảnh hưởng của hiện tượng tăng trọng lượng. Nhưng rất ít.

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2.

- Chương này đã nêu (có phân tích) được: sơ đồ cấu trúc nội dung chương

Động lực học chất điểm – Vật lí 10 và bảng mục tiêu về thái độ, kĩ năng, kiến thức

O

của chương này. Từ đó, có cơ sở để lựa chọn, xây dựng hệ thống bài tập và phương án hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương Động lực học chất điểm- Vật

N

lí 10 THPT nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí. Trong đó có: động giải bài tập của học sinh

H

+ 25 bài tập tương tự có đáp số

Ơ

+ 19 bài tập có nêu rõ mục đích sử dụng bài tập, phương án hướng dẫn hoạt

N

+ Phân tích hoạt động hướng dẫn việc giải bài tập của hệ thống bài tập Vật

Y

lí trong luận văn, ở đó nhấn mạnh mục đích, cơ sở của hoạt động hướng dẫn và

U

nêu bật phương án thực hiện hoạt động hướng dẫn HS giải bài tập vật lí - Hệ thống bài tập trong chương này được tuyển chọn, sắp xếp phù hợp với sự

Q

phát triển tư duy của học sinh và hướng theo sự phát triển kiến thức của chương

M

Động lực học chất điểm Vật lí-10. Phương án hướng dẫn hoạt động giải bài tập trình bày trong chương 2 này được lựa chọn nhằm bồi dưỡng nhẵng năng lực,

KÈ

phẩm chất của học sinh giỏi Vật lí . Tuy nhiên để đạt hiệu quả cao nhất thì giáo

viên phải căn cứ vào đặc điểm của học sinh mà lựa chọn hệ thống bài tập và

D

ẠY

phương án hướng dẫn phù hợp.

90

CHƯƠNG 3:

THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 3.1. Mục đích, đối tượng, phương pháp và nhiệm vụ của thực nghiệm sư

FF IC IA L

phạm 3.1.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm

- Khẳng định sự thiết thực của mục đích nghiên cứu của đề tài, khẳng định

mục đích nghiên cứu của đề tài phù hợp với việc đổi mới phương pháp dạy học hiện nay, đồng thời góp phần nâng cao chất lượng dạy học Vật lí ở trường phổ thông.

O

- Khẳng định tính khoa học, hiệu quả và tính khả thi của đề tài

- Tạo cơ sở để điều chỉnh, bổ sung cho hệ thống bài tập và phương án hướng

N

dẫn hoạt động giải bài tập Vật lí chương Động lực học chất điểm Vật lí 10, nhằm

Ơ

bồi dưỡng HSG được hoàn thiện hơn, phù hợp hơn với thực tiễn dạy học hiện nay.

H

3.1.2. Đối tượng của thực nghiệm sư phạm

N

Học sinh giỏi Vật lí ở khối 10. Trường THPT Ứng Hòa B, Huyện Ứng hòa, Tp Hà nội

Y

3.1.3. Nhiệm vụ và phương pháp tiến hành thực nghiệm sư phạm

U

- Xây dựng hệ thống bài tập và phương án hướng dẫn hoạt động giải bài tập

Q

Vật lí chương Động lực học chất điểm Vật lí 10, nhằm bồi dưỡng HSG. - Thiết kế các bài tập và phương án dạy học theo cách làm các năm trước vẫn

M

thực hiện trước

KÈ

- Thiết kế đề kiểm tra để đánh giá hiệu quả của việc thực hiện đề tài

- Tổ chức dạy học theo tài liệu và phương án đã thiết kế của đề tài - Xử lý, phân tích kết quả thực nghiệm, từ đó rút ra kết luận về sự phù hợp

ẠY

của nội dung lý thuyết, số lượng và chất lượng hệ thống bài tập trong luận văn với

D

việc bồi dưỡng học sinh giỏi ở trường phổ thông.

3.1.4. Tiêu chí đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm - Đánh giá số lượng bài làm đúng, cách trình bày bài làm của HS và thời gian hoàn thành bài tập của HS. - Đánh giá thái độ học tập của HS, mức độ tham gia tích cực, động cơ và 91

hứng thú học tập.

- Đánh giá thái độ, kĩ năng, khả năng phân tích, tổng hợp hiện tượng bài quyết vấn đề của HS 3.1.5. Thời gian tiến hành thực nghiệm sư phạm Thời gian tiến hành là học kỳ I năm học 2015-2016

3.2. Tổ chức tiến hành thực nghiệm sư phạm 3.2.1. Lựa chọn lớp thực nghiệm và lớp đối chứng.

FF IC IA L

toán, khả năng lựa chọn vận dụng linh hoạt kiến thức vào việc phát hiện và giải

Đánh giá tính khả thi của hệ thống bài tập và phương pháp hướng dẫn giải

O

bài tập chương Động lực học chất điểm Vật lí-10, tôi chọn đối tượng là các em HS

tham gia thi HSG cấp trường môn Vật lí-10 của trường THPT Ứng Hòa B năm học

N

2015-2016. Nhà trường tổ chức kỳ thi vào thời gian này để chọn đội tuyển HSG,

Ơ

nhằm sớm có kế hoạch bồi dưỡng các em lớp 10; 11, đồng thời lựa chọn đội tuyển

H

tham dự kỳ thi HSG cấp thành phố sắp diễn ra

N

- Kỳ thi HSG cấp trường môn Vật-10 của trường THPT Ứng Hòa B năm học 2015-2016 có tổng số 31 HS tham gia thi.

Y

- Đề thi kiểm tra được tập thể các thầy cô giáo nhóm Vật lí xây dựng gồm

U

10% yêu cầu biết- hiểu; 60% vận dụng thấp, 30% vận dụng cao, thang điểm 10.

Q

Nhận xét: căn cứ bảng điểm và so với mức độ yêu cầu của đề bài chúng tôi lên.

M

có chung ý kiến kết quả không cao, đặc biệt là đối với với khoảng điểm từ 7 trở

KÈ

- Để thực hiện thực nghiệm đề tài tôi lấy 30 em HS có kết quả cao nhất trong

nhóm trên và chia thành hai nhóm ngẫu nhiên theo mức điểm để hình thành nhóm

ẠY

đối chứng (ĐC); nhóm thực nghiệm (TN). + Nhóm thực nghiệm được học theo hệ thống bài tập và phương pháp hướng

D

dẫn giải bài tập chương Động lực học chất điểm Vật lí-10, nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi của luận văn + Nhóm đối chứng sử dụng các bài tập và giáo án như các năm trước đồng thời được bổ sung các bài tập có mức độ tương tự như các bài tập trong hệ thống của luận văn, nhưng không sắp xếp thành hệ thống như luận văn và cũng không sử

92

dụng phương án hướng dẫn giống như phương án của luận văn.

3.2.2. Tổ chức dạy học thực nghiệm - Tiến hành bồi dưỡng cho lớp thực nghiệm (theo hệ thống bài tập mà luận

FF IC IA L

văn đã đề xuất) trong 6 tuần, mỗi tuần 1 buổi 3 tiết. Sau 2 tuần đầu cho tiến hành làm bài kiểm tra chất lượng và cũng tiến hành kiểm tra đồng thời ở các lớp đối

chứng( bài tập trong đề kiểm tra được lấy từ hệ thống bài tập trong luận văn, sau đó sẽ thực hiện chữa bài kiểm tra tại lớp)

- Chấm bài kiểm tra và đánh giá theo phương pháp thống kê toán học, nhận

3.3. Phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm - Sự tích cực, chủ động của Học sinh

N

3.3.1. Kết quả định tính

O

xét rút kinh nghiệm.

Ơ

Qua sổ theo dõi cho thấy: Ban đầu các em có thói quen: khi đọc xong đầu bài

H

phần lớn HS ngồi chờ thầy cô trình bày lời giải và chép

N

Đối với lớp thực nghiệm, thì sau buổi học đầu tiên các em đã chủ động tìm hiểu đề bài, phân tích bài toán theo trình tự tư duy trong giải bài tập Vật lí, chủ

Y

động tích cực nêu câu hỏi, trao đổi thảo luận với thầy và bạn bè, chủ động phát

U

hiện và nỗ lực để giải quyết vấn đề, tạo ra không khí học tập trong lớp rất sôi nổi

Q

Sau khi đã có kết quả đúng các em chủ động đề xuất cách giải khác và chủ động đề xuất hướng mở rộng của bài toán

M

Trong khi đó ở lớp đối chứng học sinh vẫn giữ thói quen cũ, nhiều em cho

KÈ

biết “ Em không biết bắt đầu từ đâu? ” Quan sát hoạt động giải bài tập của HS lớp TN để đánh giá sự phát triển các

năng lực, phẩm chất của HSG Vật lí: HS chủ động, đọc tìm hiểu đề bài, tìm kiến

ẠY

thức liên quan để mô tả hiện tượngà Chia tách được bài toán; chủ động tìm mặt

D

khó của bài toán; chủ động Tìm các định luật, quy luật vật lí thiết lập mối liên hệ giữa đại lượng đã cho và đại lượng phải tìm, giải phương trình, biện luận nghiệm; Chủ động đưa ra câu hỏi thảo luận với Thầy và các bạn; Chủ động đề xuất cách giải khác và hướng mở rộng của bài toán - Số lượng và chất lượng bài làm của Học sinh

93

Qua theo dõi trong giờ học và qua bài kiểm tra khảo sát cho thấy: Số bài trả lời đúng của học sinh lớp thực nghiệm tăng nhanh và nhiều hơn hẳn so với đối chứng, đồng thời cách giải và phần trình bày lời giải của học sinh lớp thực nghiệm

FF IC IA L

cũng ngày càng mạch lạc, đủ các mối liên hệ cơ bản, nêu được rõ bản chất hiện tượng vật lí trong bài toán, phù hợp logic.

Ở lớp đối chứng cùng thời gian đó: số bài đúng ít hơn, nhất là những bài yêu cầu tư duy sáng tạo, những bài chứa đựng tình huống mới, phần trình bày lời giải không rõ logic nặng về ghi nhớ “máy móc”.

- Kĩ năng quan sát, phân tích hiện tượng Vật lí của học sinh

O

Khi làm bài tập ở lớp thực nghiệm: các em biết cách sử dụng kiến thức để đưa ra giả thuyết về hiện tượng vật lí trong bài, biết thay đổi cách tiếp cận một hiện

N

tượng và biết suy luận để kết luận về giả thuyết.

Ơ

Ở lớp đối chứng học sinh thường suy đoán thiếu căn cứ về hiện tượng vật lí

H

của bài

Việc theo dõi theo các tiêu chí trên cho thấy các mục tiêu cơ bản của hệ thống

N

bài tập và phương án hướng dẫn của luận văn đã đạt được: học sinh nắm kiến thức

Y

sâu, rộng, kĩ năng và năng lực vận dụng kiến thức của học sinh được nâng cao,

U

nhất là năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề. Kết quả trên cũng khẳng định tính

Q

khả thi, tính khoa học và phù hợp của mục đích của đề tài.

3.3.2. Kết quả định lượng

M

3.3.2.1. Tính các tham số đặc trưng

ẠY

KÈ

* Trung bình cộng ( X ) : Tham số đặc trưng cho sự tập trung của số liệu k

n x + n 2 x 2 + n 3x 3 + ... + n k x k = X= 1 1 n1 + n 2 + n 3 + ... + n k

å x in i i =1

n

* Phương sai (S2) và độ lệch chuẩn (S): Tham số đo mức độ phân tán của các

D

số liệu quanh giá trị trung bình cộng S

2

n X -X =å i i n -1

2

; S = S 2 (n: là số học sinh của mỗi lớp)

Giá trị S càng nhỏ chứng tỏ số liệu càng ít phân tán.

94

* Hệ số biến thiên (V): Trong trường hợp hai bảng số liệu có giá trị trung bình cộng khác nhau, người ta so sánh mức độ phân tán của các số liệu đó bằng hệ số đồng đều hơn V=

S .100% X

- Nếu V < 30%: Độ dao động đáng tin cậy.

- Nếu V > 30%: Độ dao động không đáng tin cậy.

3.3.2.2. Kết quả định lượng thực nghiệm sư phạm

FF IC IA L

biến thiên. Nghĩa là nhóm nào có hệ số biến thiên V nhỏ hơn sẽ có chất lượng

S V%

(% HS đạt điểm Xi)

(%HS đạt điểm Xi

Ơ

Tần suất tích lũy

H

TN 0 0 0 0 0 2 4 5 2 1 1 15 6,93 1,39 20,06%

U

Q

KÈ ẠY D

X

Tần suất

ĐC 0 0 0 0 6,67 33,33 26,67 13,33 13,33 6,67 0.00

N

ĐC 0 0 0 0 1 5 4 2 2 1 0 15 6,13 1,41 23,00%

M

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Tống số

Số HS đạt điểm Xi

Y

Điểm Xi

N

lần kiểm tra thứ 1

O

Bảng 3.1: Bảng phân phối tần số, tần suất và tần suât tích lũy

95

TN 0 0 0 0 0 13,33 26,67 33,33 13,33 6,67 6.67

trở xuống) ĐC TN 0 0 0 0 0 0 0 0 0 6,67 40,00 13,33 66,67 40,00 80,00 73,33 93,33 86,67 100 93,33 100 100

FF IC IA L

Hình 3.1: Đồ thị đường tích lũy lần kiểm tra thứ 1

O

Bảng 3.2: Bảng so sánh điểm của nhóm ĐC và TN trong các phổ điểm (lần 1)

Số HS

1

Tỉ lệ % Số HS

60,00%

33,33%

0

6

9

0,00%

40,00%

60,00%

Ơ

6,67%

D

ẠY

KÈ

M

Q

U

Y

Tỉ lệ %

5

N

TN

Điểm 7-10

9

H

ĐC

Điểm 5-6

N

Điểm 0-4

Hình 3.2: Biểu đồ phân loại kết quả kiểm tra thứ 1

96

Bảng 3.3: Bảng phân phối tần số, tần suất và tần suât tích lũy lần kiểm tra thứ 2 Tần suất tích lũy

ĐC

TN

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

2

0

0

0

0

3

0

0

0

0

4

0

0

0

5

1

0

6,67

6

4

1

26,67

7

6

3

8

2

5

Ơ

9

1

4

10

1

Tống số

15

15

X

7,07

S

1,28

ĐC

TN

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

6,67

0

6,67

33,33

6,67

N 20,00

73,33

26,67

13,33

33,33

86,67

60,00

6,67

26,67

93,33

86,67

6,67

13,33

100

100

H

40,00

Y

2

trở xuống)

O

TN

N

(%HS đạt điểm Xi)

ĐC

(%HS đạt điểm Xi

FF IC IA L

Số HS đạt điểm Xi

Điểm Xi

Tần suất

U

8,20

D

ẠY

KÈ

M

Q

1,14

Hình 3.3: Đồ thị đường tích lũy lần kiểm tra thứ 2 trường THPT Ứng Hòa B

97

Bảng 3.4: Bảng so sánh điểm của nhóm ĐC và TN trong các phổ điểm ( lần 2) Điểm 7-10

Số HS

0

5

10

Tỉ lệ %

0,00 %

33,33%

66,67%

Số HS

0

1

14

Tỉ lệ %

0,00%

6,67%

93,33%

Q

U

Y

N

H

Ơ

N

O

TN

Điểm 5-6

FF IC IA L

ĐC

Điểm 0-4

M

Hình 3.4: Biểu đồ phân loại kết quả kiểm tra thứ 2

KÈ

Bảng 3.5: Bảng tổng hợp phân loại học sinh theo phổ điểm

D

ẠY

Lần kiểm tra

Lần 1

Lần 2

Điểm 0-4

Điểm 5-6

Điểm 7-10 33,33%

ĐC

6,67%

60,00%

TN

0,00%

40,00%

ĐC

0,00 %

33,33%

66,67%

TN

0,00%

6,67%

93,33%

98

60,00%

Bảng 3.6: Tổng hợp các tham số đặc trưng Nhóm

Lần 1

Lần 2

HS

X

S2

S

V (%)

ĐC

15

6,13

1,98

1,41

23,00%

TN

15

6,93

1,92

1,39

20,06%

ĐC

15

7,07

1,64

1,28

18,10%

TN

15

8,20

1,31

1,14

13,90%

FF IC IA L

Lần kiểm tra

3.3.3. Phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm.

* Từ kết quả xử lý số liệu TNSP cho thấy: Chất lượng học tập của HS ở các nhóm TN cao hơn nhóm ĐC tương ứng, cụ thể là:

O

- Tỉ lệ % học sinh yếu (dưới 5 điểm) của các nhóm TN luôn thấp hơn so với nhóm ĐC tương ứng (bảng 3.5).

N

- Tỉ lệ % học sinh trung bình (từ 5® 6 điểm) của các nhóm TN luôn thấp hơn

Ơ

so với nhóm ĐC tương ứng (bảng 3.5).

H

- Tỉ lệ % học sinh khá, giỏi (từ 7 ® 10 điểm) của các nhóm TN luôn cao hơn so

N

với nhóm ĐC tương ứng (bảng 3.5).

- Đồ thị các đường luỹ tích của nhóm TN luôn nằm về bên phải và phía dưới đồ

Y

thị các đường luỹ tích của nhóm ĐC.

U

- Điểm trung bình cộng của HS khối lớp TN tăng dần và luôn cao hơn so với

Q

điểm trung bình cộng của HS khối lớp ĐC. - Độ lệch chuẩn S ở phần lớn các lớp TN đều nhỏ hơn S ở lớp ĐC.

M

- Hệ số biến thiên (V) đều nhỏ hơn 30% chứng tỏ là độ dao động là đáng tin

KÈ

cậy. Hệ số biến thiên ở lớp TN nhỏ hơn so với hệ số biến thiên ở lớp ĐC cho thấy kết quả ở lớp TN đồng đều hơn.

ẠY

Nhận xét chung:

* Từ kết quả TNSP và các biện pháp khác như: tổ chức để các giáo viên dự giờ

D

xem xét các hoạt động của GV và HS trên lớp, trao đổi với GV và HS, xem vở bài tập của HS …cho phép chúng tôi rút ra một số nhận xét sau đây: - Sử dụng bài tập Vật lí được sắp xếp thành một hệ thống hợp lý, thông qua việc tổ chức để HS tìm ra cách giải bài tập Vật lí, sẽ giúp HS thông hiểu kiến thức một cách sâu sắc hơn.

99

- Thông qua xây dựng tiến trình luận giải giúp cho HS biết phải bắt đầu giải bài toán từ đâu, kịp thời bổ sung những lỗ hổng kiến thức, hiểu được từng từ, từng câu, từng khái niệm của bài toán, giúp HS vượt qua được những chướng ngại nhận

FF IC IA L

thức.

- Qua 2 bài kiểm tra ở trường THPT Ứng Hòa B cho thấy HS ở khối lớp TN

phát triển được kiến thức và năng lực thể hiện ở số bài kiểm tra đạt điểm 9, 10 tăng lên. HS đã biết phát hiện vấn đề mấu chốt của bài tập nhờ đó mà tìm hướng giải quyết đúng. Đây cũng là một trong những yếu tố quan trọng trong phát triển năng lực học sinh giỏi môn Vật lí.

O

- Với HS các lớp đối chứng gặp khó khăn trong việc xác định nhanh hướng

giải bài toán, hầu hết đều sử dụng phương pháp truyền thống, rập khuôn để giải,

N

vừa mất thời gian mà nhiều bài gặp bế tắc khó có thể giải được.

Ơ

- Tư duy của HS khối lớp TN cũng linh hoạt, mềm dẻo hơn, có khả năng nhìn

H

nhận vấn đề, bài toán dưới nhiều góc độ và nhiều khía cạnh khác nhau trên cơ sở nắm vững kiến thức cơ bản.

N

- Như vậy phương án TN đã nâng cao được năng lực tư duy của học sinh, khả

Y

năng làm việc độc lập và tự lực, năng lực vận dụng linh hoạt và sáng tạo kiến thức

U

đã học vào những bài toán là những tình huống mới và bước đầu xây dựng những bài toán nhỏ góp phần phát triển năng lực tư duy và bồi dưỡng trí thông minh, óc

M

bộ môn.

Q

tìm tòi sáng tạo cho học sinh, gây được không khí hào hứng trong quá trình học tập Theo kết quả của phương án thực nghiệm, sau khi trao đổi với các GV tham

KÈ

gia dự giờ, tất cả đều khẳng định sự cần thiết và hiệu quả của việc lựa chọn, xây

dựng hệ thống bài tập và phương án hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương Động

ẠY

lực học chất điểm Vật lí-10, nhằm giúp học sinh giỏi Vật lí củng cố, khắc sâu kiến

D

thức rèn luyện kỹ năng và phát triển năng lực sáng tạo.

100

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3.

Kết quả sau khi sử dụng hệ thống bài tập và hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương Động lực học chất điểm-Vật lí 10 nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí tại

FF IC IA L

Trường THPT Ứng Hòa B, Huyện Ứng Hòa, Thành phố Hà Nội là nâng cao được chất lượng đội tuyển HSG vật lí của Nhà trường( điểm số các bài thi HSG cao hơn và số lượng HS đạt giải nhiều hơn so với trước) .

Những kết quả cụ thể:

+ Số lớp đã tiến hành thực nghiệm: 2 lớp 10 ( 1TN; 1ĐC) + Số bài thực nghiệm: 2 bài

O

+ Số học sinh tham gia thực nghiệm: 30 + Số bài kiểm tra đã chấm: 60 bài

N

+ Kết quả: điểm số của HS lớp TN ở bài kiểm tra sau cao hơn bài kiểm tra trước

Ơ

và cao hơn trước lúc thực nghiệm, đồng thời điểm số của các bài kiểm tra ở cùng

H

thời điểm của HS lớp TN luôn cao hơn so với lớp ĐC. Số lượng HS ở lớp TN đạt

N

điểm giỏi tăng lên nhiều từ đó Nhà trường nâng cao được chất lượng của đội tuyển học sinh giỏi Vật lí

Y

Kết quả đạt được của HS trên đây cho thấy hệ thống bài tập và hoạt động

U

hướng dẫn HS giải bài tập chương Động lực học chất điểm Vật lí-10 của luận văn

Q

đã giúp các em củng cố kiến thức và phát triển năng khiếu Vật lí. Mục đích bồi dưỡng HSG Vật lí được hoàn thành.

M

Những kết luận rút ra từ việc đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm đã xác

KÈ

nhận giả thuyết khoa học và tính khả thi của đề tài.

Tuy nhiên do thời gian thực nghiệm có giới hạn, nên đề tài chỉ minh

chứng trong phạm vi hẹp. Để đề tài thành công trong phạm vi rộng hơn cần

ẠY

phải có những yêu cầu cao hơn như: thời gian thực nghiệm dài hơn, số lượng

D

lớp đối chứng và số lượng lớp thực nghiệm nhiều hơn, số lượng học sinh ở mỗi lớp có thể tăng lên, địa bàn thực nghiệm sư phạm cũng nên được mở rộng hơn… Trên cơ sở đó đề tài được chỉnh sửa, bổ sung để hoàn thiện hơn, phù hợp hơn với thực tiễn học sinh và phù hợp với thực tiễn đổi mới giáo dục hiện nay.

101

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 1. Kết luận Luận văn hoàn thành đã giải quyết được một số vấn đề cơ bản như sau:

FF IC IA L

- Trình bày có hệ thống được cơ sở lý luận và thực tiễn về vấn đề bồi dưỡng

HSG vật lí: tầm quan trọng của công tác bồi dưỡng HSG, những năng lực, phẩm chất của học sinh giỏi nói chung và học sinh giỏi Vật lí, một số biện pháp chung để

bồi dưỡng HSG, trong đó có biện pháp sử dụng bài tập, khái niệm bài tập Vật lí, vai trò tác dụng của bài tập Vật lí, phân loại bài tập Vật lí và phương pháp giải bài tập Vật lí, tư duy của HS trong giải bài tập Vật lí các kiểu hướng dẫn HS giải bài tập

O

Vật lí và những yêu cầu khi sử dụng bài tập Vật lí để bồi dưỡng HSG Vật lí.

Nhận định về công tác bồi dưỡng HSG vật lí tại trường THPT Ứng hòa B (Hà Nội)

N

để nhấn mạnh thêm tầm quan trọng của công tác bồi dưỡng HSG vật lí. Đây là

Ơ

những cơ sở lý luận và thực tiễn cho việc nghiên cứu đề tài, đồng thời cũng là cơ sở

H

quan trọng để các giáo viên vật lí tham khảo để nâng cao công tác bồi dưỡng HSG

N

Vật lí

- Phân tích nội dung kiến thức và mục tiêu dạy học của chương Động lực học

Y

chất điểm -Vật lí 10, lựa chọn, xây dựng được hệ thống bài tập và phương án hướng

U

dẫn hoạt động giải bài tập chương Động lực học chất điểm- Vật lí 10 nhằm bồi

Q

dưỡng học sinh giỏi Vật lí. phân tích được hoạt động hướng dẫn việc giải bài tập trong hệ thống bài tập của luận văn. Hệ thống bài tập và hướng dẫn giải bài tập có

M

thể dùng làm tài liệu tham khảo cho các giáo viên vật lí

KÈ

- Tiến hành thực nghiệm để khẳng định chất lượng, hiệu quả và tính khả thi

của hệ thống bài tập và phương án hướng dẫn hoạt động giải bài tập trong luận văn Chúng tôi hy vọng rằng đề tài nghiên cứu của mình sẽ là một tư liệu tốt cho

ẠY

đồng nghiệp và các em học sinh trong quá trình bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí.

D

2. Khuyến nghị.

Nhằm nâng cao chất lượng dạy và học bộ môn Vật lí, tôi xin được đề xuất

một số lưu ý như sau: Hệ thống bài tập và phương án hướng dẫn hoạt động giải bài tập chương Động lực học chất điểm của luận văn này có hiệu quả tốt nhất cho việc bồi dưỡng

102

học sinh giỏi Vật lí phổ thông. Trong quá trình hướng dẫn hoạt động giải bài tập giáo viên cần luôn khuyến khích để HS tự lực, sáng tạo tìm cách giải quyết vấn đề của bài toán vật lí.

FF IC IA L

Hệ thống bài tập và phương án hướng dẫn hoạt động giải bài tập trong luận

văn này là hệ thống mở và cần được mở rộng, bổ sung làm phong phú thêm để nâng cao hiệu quả

Nội dung nghiên cứu của đề tài có thể tiến hành cho các chương hoặc các phần khác của chương trình vật lý THPT.

TNSP cần được tiến hành trong thời gian dài hơn để khẳng định thêm thành

O

công của đề tài cả về nội dung kiến thức và phương pháp giảng dạy khi bồi dưỡng học sinh giỏi.

N

Do khả năng có hạn, kinh nghiệm giảng dạy còn chưa nhiều, tầm quan sát

Ơ

tổng thể chưa cao, khả năng lý luận chưa tốt, lại nghiên cứu trong một thời gian

H

ngắn, nên khó tránh khỏi thiếu sót và khiếm khuyết. Tôi rất mong muốn nhận được ý kiến đóng góp quý báu của Hội đồng khoa học, của quý các thầy cô và bạn đọc để

N

đề tài được hoàn thiện hơn, đầy đủ hơn, có thể vận dụng tốt và có chất lượng trong

D

ẠY

KÈ

M

Q

U

Y

những năm học sau.

103

TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Nguyễn Quang Báu (2007), Bài tập Vật lí 10 nâng cao. Nxb Đại học Sư phạm .

FF IC IA L

2. Vũ Cao Đàm (2011), Phương pháp luận nghiên cứu khoa học, Nxb Giáo dục Việt Nam

3. Bộ Giáo dục và Đào tạo (2006), Tài liệu bồi dưỡng giáo viên Vật lí 10, NXB Giáo dục, Hà Nội.

4. Lương Duyên Bình (Tổng chủ biên) (2011), Vật lí 10. Nxb Giáo dục

O

5. Phạm Kim Chung (2006 ), Bài giảng phương pháp dạy học Vật lí ở

N

trường Trung học phổ thông Đại học giáo dục – Đại học Quốc gia Hà nội

Ơ

6. Phạm Kim Chung (2011), Bài giảng chuyên đề, phương pháp dạy học Vật

H

lí, Đại học giáo dục – Đại học Quốc gia Hà nội

N

7. Vũ Thanh Khiết- Mai Trọng Ý- Vũ Thanh Mai- Nguyễn Hoàng Kim(2006), Các bài toán chọn lọc Vật lí 10 . Nxb Giáo dục

Y

8. Nguyễn Thế Khôi (Tổng chủ biên) (2006), Vật lí 10 nâng cao. Nxb Giáo

Q

U

dục

9. Bùi Quang Hân- Trần Văn Bồi – Phạm Ngọc Tiến- Nguyễn Thành

M

Tương(2005 ) , Giải toán Vật lí 10. Nxb Giáo dục.

KÈ

10. Phạm Minh Hạc(1996), Tuyển tập tâm lí học J. Piaget, Nxb Giáo dục 11. Nguyễn Thị Mỹ Lộc( 2009), Tâm lý học giáo dục. Nxb Đại học Quốc Gia

ẠY

Hà nội.

D

12. Ngô Diệu Nga . Bài giảng cao học chuyên đề dạy giải bài tập Vật lí,

trường Đại học Giáo dục, 2013.

13. Nguyễn Đức Thâm (chủ biên) , (2002), Phương pháp dạy học vật lí ở trường phổ thông. Nxb Đại học Sư phạm

104

14. Phạm Hữu Tòng (1994), Bài tập về phương pháp dạy học Vật lí . Nxb Giáo dục.

FF IC IA L

15. Hà Huy Khoái, http://vnexpress.net/tin-tuc/giao-duc.Thứ sáu, 19/9/2014.

16. Đỗ Ngọc Thống , “ Bồi dưỡng học sinh giỏi ở một số nước phát triển”

D

ẠY

KÈ

M

Q

U

Y

N

H

Ơ

N

O

http://edu.hochiminhcity.gov.vn

105

PHỤ LỤC Đề kiểm tra số 1 m2

Bài 1: Bỏ qua mọi ma sát. Tìm gia tốc của

m1

FF IC IA L

khối lăng trụ 1 theo g, m1, m2 ?

Bài 2: Trên mặt phẳng nằm ngang tuyệt đối nhẵn có một cái nêm với khối lượng M= 1,5 kg và góc ở đỉnh là α = 300. Thanh A có thể chuyển động tự do theo phương vuông góc với mặt phẳng của hộp định hướng B, ma sát có thể bỏ qua.

A Xác định gia tốc chuyển động a1 ; a2 của cái nêm và thanh ?

O

Tính áp lực N của thanh A lên cái nêm ?

Đáp số của đề kiểm tra số 1

B

N

)α

H

Ơ

Bài 1 : a1 = Bài 2: N =

= 1, 674 N

N

Đề kiểm tra số 2

Y

Bài 1: Cho hệ các vật như hình bên. Hỏi phải truyền cho vật A một gia tốc theo

U

phương ngang nhỏ nhất là bao nhiêu để

Q

hai vật 1 và 2 không dịch chuyển đối với A ?

Các vật 1 và 2 có cùng khối lượng,

1 A 2

M

hệ số ma sát giữa A với các vật 1, 2 đều bằng f .

Coi khối lượng ròng rọc

KÈ

và các dây nối nhỏ và ma sát ở ròng rọc không đáng kể.

Bài 2: Cho cơ hệ như hình vẽ : xe có khối lượng M= 14 kg, vật có khối lượng m =1

ẠY

kg luôn tiếp xúc M khi chuyển động. Bỏ qua khối lượng ba ròng rọc và khối lượng

các sợi dây. Bỏ qua độ giãn của dây và ma sát ở trong các ròng rọc.

D

Xe chuyển động trên mặt ngang, nhẵn.

Hệ số ma sát giữa xe M và m là k = 0,5.

1/ Kể ra các lực tác dụng lên M ? và lên m?

2/ Tìm liên hệ gia tốc vật m và xe M ?

M

106

m

3/ Tìm gia tốc a1 của xe ?

Đáp số của đề kiểm tra số 2.

Bài 2: 1/ - Đối với xe M: trong đó

;2

;

;2

;

;

,

là gây ra gia tốc cho xe M.

;

- Đối với vật m:

;

;

, trong đó

;

tốc cho vật m.

;2

O

2/ a2 = a1. = 1m/s2.

D

ẠY

KÈ

M

Q

U

Y

N

H

Ơ

N

3/ a1 =

FF IC IA L

Bài 1: a =

107

;

là gây ra gia

FF IC IA L O N Ơ H N Y U Q M KÈ ẠY D

Hình ảnh thực nghiệm sư phạm 108