Nghiên cứu phương pháp giải bài tập vật lý định tính lớp 10 và ứng dụng - Pdf 24

Nguyễn Ngọc Giang
Phần một : NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG
I. Lý do chọn đề tài
Vật lý là môn khoa học thực nghiệm, mô tả thế giới khách quan. Trong
quá trình dạy học vật lý giáo viên phải dùng hệ thông bài tập để học sinh tiếp
cận và vận dụng những kiến thức định luật vào giải thích hiện tượng trong đời
sống. Bài tập vật lý có vai trò đặc biệt quan trọng trong quá trình nhận thức của
người học phát triển năng lực tư duy của người học, giúp người học ôn tập đào
sâu, mở rộng kiến thức. rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo… Bài tập vật lý có nhiều
dạng trong đó dạng bài tập mà giúp cho người học dễ dàng nắm vững lý
thuyết , định luật, định lý… và liên hệ với thực tiễn nhiều nhất đó là bài tập
định tính.
Bài tập định tính là loại bài tập được đưa ra với nhiều tên gọi khác
nhau : “câu hỏi thực hành, câu hỏi để lĩnh hội, bài tập logic, bài tập miệng, câu
hỏi định tính, câu hỏi kiểm tra,…”. Đặc điểm của bài tập định tính là nhấn
mạnh về mặt định tính của các hiện tượng đang khảo sát thông qua bài tập giúp
cho học sinh rèn luyện khả năng tư duy logic, tiếp cận thực tiển, rèn luyện kỹ
năng, kỹ xảo, tạo điều kiện cho học sinh đào sâu và củng cố các kiến thức,
phân tích hiện tượng, làm phát triển khả năng phán đoán, mơ ước sáng tạo, kỹ
năng vận dụng những kiến thức lý thuyết để giải thích các hiện tượng trong tự
nhiên, trong đời sống, trong kĩ thuật. Mở rộng tầm mắt kĩ thuật của học sinh.
Bản chất vật lý của những hiện tượng quen thuộc tồn tại xung quanh con người
sẽ được thể hiện trong những bài tập định tính.
Phần cơ học là phần mở đầu của vật lý phổ thông nó nghiên cứu các
dạng chuyển động cơ, các định luật cơ bản của chuyển động. Cơ học là môn
học mở đầu quen thuộc, rất gần với thực tế nhưng không dễ dàng tiếp nhận và
nghiên cứu đối với học sinh lớp 10. Chính vì vậy, Bài tập định tính sẽ mang lại
hiệu quả cao trong quá trình lĩnh hội của học sinh trong phần học đầu tiên về
vật lý.
1
Nguyễn Ngọc Giang

Nếu đề tài thành công thì nó sẽ là tài liệu tham khảo hữu ích cho các
giáo viên và ngưới học môn vật lý.
VI. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp đọc sách và tài liệu tham khảo.
Phương pháp lấy ý kiến chuyên gia.
Phương pháp toán học.
VII. Đóng góp của khoa luận
Thông qua đề tài giúp chúng ta có cái nhìn tổng quát hơn về môn cơ
học, hiểu sâu hơn bản chất các hiện tượng vật lý từ đó dùng những bài tập định
tính lý thú vào dạy học nhằm kích thích tinh thần học tập của học sinh đối với
môn học, từ đó năng cao hiệu quả dạy học.
Đề tài là tài liệu tham khảo lý thú cho giáo viên và học sinh trong phần
cơ học.
VIII. Dàn ý khóa luận.
Phần một : NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG
I. Lý do chọn đề tài
II. Mục đích nghiên cứu.
III. Đối tượng nghiên cứu
IV. Phạm vi nghiên cứu
V. Nhiệm vụ nghiên cứu
VI. Giả thuyết khoa học
VII. Phương pháp nghiên cứu
VIII. Thời gian nghiên cứu
IX. Đóng góp của khoa luận
3
Nguyễn Ngọc Giang
X. Dàn ý khóa luận
Phần hai: NỘI DUNG
I. Cơ sở lý luận về bài tập định tính trong dạy học vật lý :
1. Khái niệm về bài tập định tính.

2.1.4 Ý nghĩa
2.2. Chương II: Động lực học chất điểm
2.2.1 Đặt điểm
2.2.2 lý thuyết
2.2.3 Hệ thống và giải bài tập định tính về Động lực học chất điểm
2.2.3.1 Ba định luật Niu-tơn
2.2.3.2 Lực hấp dẫn. Định luật vạn vật hấp dẫn
2.2.3.3 Lực đàn hồi lò xo . Định luật Húc
2.2.3.4 Lực ma sát
2.2.3.5 Lực hướng tâm
2.2.3.6 Chuyển động ném ngang
2.2.4 Ý nghĩa
2.3. Chương III: Cân bằng và chuyển động của vật rắn
2.3.1 Đặt điểm
2.3.2 lý thuyết
2.3.3 Hệ thống và giải bài tập định tính về Cân bằng và chuyển động
của vật rắn
5
Nguyễn Ngọc Giang
2.3.3.1 Cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực và của
ba lực không song song
2.3.3.2 Cân bằng của một vật có trục quay cố định. Momen
lực.
2.3.3.3 Quy tắc hợp lưc song song cùng chiều.
2.3.3.4 Các dạng cân bằng. Cân bằng của một vật có mặt chân
đế.
2.3.3.5 Chuyển động tịnh tiến của vật rắn. Chuyển động quay
của vật răn quanh trục cố định.
2.3.3.6Ngẫu lực.
2.3.3 Ý nghĩa

Phương pháp giải những bài tập này bao gồm những suy lý logic dựa trên kiến
thức vật lý mà các em đã học, những kinh nghiệm của học sinh có được trên
đời sống hàng ngày, đó là phương tiện tốt nhất để phát triển tư duy cho học
sinh. Việc giải bài tập định tính rèn luyện cho học sinh hiểu rõ bản chất vật lý
của các hiện tượng và những quy luật của chúng, dạy cho học sinh biết áp dụng
những quy luật, kiến thức đã học vào thực tiển đời sống và lao động, sản xuất.
Việc giải bài tập định tính giúp học sinh chú ý phân tích nội dung vật lý của bài
tập tính toán.
3. Các dạng bài tập định tính.
3.1 Giải thích hiện tượng
Giải thích hiện tượng là cho biết một hiện tượng đã xảy ra, và luôn xảy
ra như vậy, tức là biết hiện tượng và giải thích nguyên nhân của nó. Đối với
người học, nguyên nhân đó chính là những đặc tính của những định luật vật lý.
Đối với dạng bài tập này, bắt buột phải thiết lập mối quan hệ giữa một hiện
7
Nguyễn Ngọc Giang
tượng cụ thể với một số đặc tính của sự vật, hiện tượng với một định luật hay
một lý thuyết vật lý này đó.
3.2 Dự đoán hiện tượng
Bài tập dự đoán hiện tượng là cân cứ vào điều kiện cụ thể của đầu bài,
xác định điều kiện cụ thể của đề bài, xác định những định luật chi phối hiện
tượng và dự đoán hiện tượng gì có thể xảy ra và xảy ra như thế nào. Tức là, ta
đã biết điều kiện cụ thể và sau đó tìm quy luật chung chi phối hiện tượng và rút
ra kết luận.
4. Phương pháp giải bài tập định tính
Do tính đa dạng và nhiều hình thức của bài tập định tính, về mặt phương
pháp giải có những phương pháp sau:
4.1 Phương pháp Ơristic
Phương pháp Ơristic là phương pháp giải quyết vần đề dựa vào các tri
thức kinh nghiệm hơn là các lập luận duy lí. Phương pháp được sử đối với

5.1. Tìm hiểu đầu bài, nắm vững giả thiết của bài tập
Bước này bao gồm xác định dạng bài tập, đọc kĩ đề bài tập để tìm hiểu ý
nghĩa vật lý của các thuật ngữ có trong đề bài. Tóm tắt đầy đủ giả thuyết, xác
định nội dung chính của câu hỏi. làm rõ những mặt định tính của đề bài, các
yếu tố được bỏ qua. Khảo sát chi tiết các hình, đồ thị …đã cho trong bài tập
hoặc nếu cần thiết phải vẽ hình để diễn đạt những điều kiện của đề bài điều này
có ý nghĩa quan trọng trong việc nhận biết diễn biến của hiện tượng hay nhận
biết mối quan hệ giữa các đại lượng vật lý.
Xác định những khái niệm, thuyết,định luật…tương ứng và phù hợp với
những điều kiện của bài tập. trên cơ sở đó, Ta chuyển ngôn ngữ bài tập về ngôn
ngữ vật lý. Hình dung rõ ràng về hiện tượng vật lý.
5.2. Phân tích hiện tượng
9
Nguyễn Ngọc Giang
Nghiên cứu các dữ kiện ban đầu của bài tập: Những hiện tượng gì, sự
kiện gì, những tính chất gì của vật thể, những trạng thái nào của hệ để nhận
biết chúng có liên quan đến những khái niệm nào, quy tắc nào, định luật nào đã
học trong vật lý.
Xác định các giai đoạn diễn biến của hiện tượng nêu trong đề bài, khảo sát
xem mỗi giai đoạn diễn biến đó bị chi phối bởi những đặc tính nào, định luật
nào Hình dung toàn bộ diễn biến của hiện tượng và các định luật, quy tắc chi
phối nó.
5.3 Xây dựng lập luận và suy luận kết quả
Phận loại bài tập định tính có nhiều cách khác nhau, nhưng thường gập
nhất là hai dạng cơ bản đó là giải thích hiện tượng và dự đoán hiện tượng.
Đối với loại bài tập giải thích hiện tượng, ta phải thiết lập được mối
quan hệ giữa một hiện tượng cụ thể với một số đặc tính của sự vật hay định luật
vật lý, tức là phải thực hiện được phép suy luận lôgic, trong đó cơ sở kiến thức
phải là một đặc tính chung của sự vật hoặc định luật vật lý có tính tổng quát áp
dụng vào điều kiện cụ thể của đề bài mà kết quả cuối cùng chính là hiện tượng

với các nguyên lí hay định luật vật lý tổng quát tương ứng xem chúng có thoả
mãn hay không.
6. Lựa chọn phương pháp giải bài tập định tính vật lý
6.1 Lựa chọn bài tập
Hệ thống bài tập mà giáo viên lựa chọn phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Bài tập phải đi từ dễ tới 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 cần tìm…) giúp học sinh nắm
được phương pháp giải các loại bài tập điển hình.
- Mỗi bài tập phải là một mắt xích trong hệ thống bài tập, đóng góp một
phần nào đó 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 và
bài tập 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
11
Nguyễn Ngọc Giang
có nhiều cách giải khác nhau và bài tập có nhiều lời giải tùy theo điều kiện cụ
thể của bài tập mà giáo viên không nêu lên hoặc chỉ nêu lên một điều kiện nào
đó mà thôi.
Bài tập giả tạo là bài tập mà nội dung của nó không sát với thực tế, các
quá trình tự nhiên được đơn giản hóa đi nhiều hoặc ngược lại, cố ý ghép nhiều
yếu tố thành một đối tượng phức tạp để luyện tập, nghiên cứu. Bài tập giả tạo
thường là bài tập định lượng, có tác dụng giúp học sinh sử dụng thành thạo các
công thức để tính đại lượng nào đó khi biết các đại lượng khác có liên quan,
mặc dù trong thực tế ta có thể đo nó trực tiếp được.
Bài tập có nội dung thực tế: là bài tập có đề cập đến những vấn đề có liên
quan trực tiếp tới đối tượng có trong đời sống, kĩ thuật. Dĩ nhiên những vấn đề
đó đã được thu hẹp và đơn giản hóa đi nhiều so với thực tế. Trong các bài tập
có nội dung thực tế, những bài tập mang nội dung kĩ thuật có tác dụng lớn về
mặt giáo dục kĩ thuật tổng hợp. Nội dung của các bài tập này phải thỏa mãn các

hay những bài tập tập dợt. Sau đó học sinh sẽ giải những bài tập tính toán, bài
tập đồ thị, bài tập thí nghiệm có nội dung phức tạp hơn. Việc giải những bài tập
tính toán tổng hợp, những bài tập có nội dung kĩ thuật với dữ kiện không đầy
đủ, những bài tập sáng tạo có thể coi là sự kết thúc việc giải hệ thống bài tập đã
được lựa chọn cho đề tài.
- Cần chú ý cá biệt hóa học sinh trong việc giải bài tập vật lý, thộng qua
các biện pháp sau
+ Biến đổi mức độ yêu cầu của bài tập ra cho các loại đối tượng học
sinh khaac1 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 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 học sinh trong quá trình giải bài tập.
II. Giải bài tập định tính phần cơ học trong chương trình lớp 10 (cơ bản )
1. Đặc điểm chung phần cơ học trong chương trình vật lý 10
13
Nguyễn Ngọc Giang
Phần cơ học trong chương trình vật lý 10 nghiên cứu tính chất của
chuyển động cơ mà không xét đến nguyên nhân chuyển động, đến nghiên cứu
nguyên nhân gây ra chuyển động và nguyên nhân làm biến đổi trạng thái của
chuyển động. cơ học còn nghiên cứu đến các định luật trong bảo toàn, sự cân
bằng và chuyển động của vật rắn. Những kiến thức thực tế có liên quan nhất
thiết phải đươc giáo viên đề cập trong bài tập định tính giúp học sinh tuy duy
đúng về hiện tượng xảy ra xung quanh trong đời sống và kỹ thuật.
2. Hệ thống bài tập và phương pháp giải bài tập định tính
2.1 Chương I: Động học
2.1.1 Đặc điểm
Động học là một phần của cơ học nghiên cứu cách xác định vị trí của
vật trong không gian tại những thời điểm khác nhau và mô tả các tính chất của

- Là chuyển động thẳng trong đó
onsv c t
=
r
.
 Vận tốc:
- Vận tốc của chuyển động thẳng đều là đại lượng Vật Lý đặc trưng cho
sự nhanh hay chậm của chuyển động và đo bằng thương số giữa quãng đường
đi được và khoảng thời gian để đi hết quãng đường đó.

- Biểu thức:

s
v
t
=
trong đó s: quãng đường. t: thời gian
Trong đời sống gọi độ lớn của vận tốc là tốc độ.
Đơn vị : m/s, km/h, cm/s.
 Gia tốc:
nên a = 0
Phương trình chuyển động:
15
Nguyễn Ngọc Giang

( )
0 0
– x x v t t
= +
Hay : x = x



Vận tốc tức thời:
- Vận tốc tức thời hay vận tốc tại một điểm đã cho trên quỹ đạo đo bằng
thương số giữa quãng đường đi rất nhỏ tính từ điểm đã cho và khoảng thời gian
rất nhỏ để đi hết quãng đường đó.
- Biểu thức : hay
Gia tốc:
16
Nguyễn Ngọc Giang
- Gia tốc là một đại lượng Vật Lý đặc trưng cho sự biến thiên nhanh hay
chậm của vận tốc và đo bằng thương số giữa độ biến thiên của vận tốc và
khoảng thời gian xảy ra sự biến thiên đó.
- Biểu thức:
+ Gia tốc là một đại lượng vectơ:

0
0
t
v v
a
t t
+
=

ur uur
r
trong đó:
0
v

2
0
1
2
s v at
= +
+Phương trình chuyển động:
2
0 0
1
2
x x v t at
= + +
+ Liên hệ giữa a,v,s:
2 2
0
2v v as
− =
2.1.2.4 Sự rơi tự do:
 Định nghĩa:
- Sự rơi tự do là sự rơi của các vật trong chân không chỉ dưới tác dụng
của trọng lực.
Khi không có sức cản của không khí:
17
Nguyễn Ngọc Giang
+ Các vật có hình dạng và khối lượng khác nhau đều rơi như nhau.
+ Mọi vật chuyển động ở gần mặt đất đều có gia tốc rơi tự do.
Vật rơi tự do chuyển động theo phương thẳng đứng.
Chuyển động rơi tự do là chuyển động nhanh dần đều.
- Phương trình chuyển động:

Nguyễn Ngọc Giang
Chu kì của chuyển động tròn đều là thời gian cần thiết để vật đi được
một vòng.
Công thức liên hệ giữa vận tốc dài với vận tốc góc:
T = 2π/ω
Tần số của chuyển động tròn đều là số vòng mà vật đi được trong 1
giây. Đơn vị tần số là vòng/giây.
Công thức lên hệ giữa chu kỳ và tần số:
f = 1/T
Gia tốc trong chuyển động tròn đều luôn luôn nằm theo bán kính hướng
vào tâm quỹ đạo và và có độ lớn là:
a
ht
= v
2
/r = rω
2
2.1.2.6 Tương đối của chuyển động. Công thức công vận tốc
Hình dạng quỹ đạo của chuyển động trong các hệ quy chiếu khác nhau
thì khác nhau.
Vận tốc của vật chuyển động với các hệ quy chiếu khác nhau thì khác
nhau. Vận tốc có tính tương đối.
Công thức cộng vận tốc : Vận tốc của vật 1 đối với vật 3 bằng tổng
vectơ vận tốc vật 1 đối với vật 2 và vận tốc vật 2 đối với vật 3.
1,3 1,2 2,3
v v v
= +
uur uur uuur
1,3
v

Phương pháp giải:
Đối với học sinh lớp 10 các em đã học những kiến thức cơ bản về
chuyển động và những khái niệm về động lực học, với bài tập này các em chỉ
cần suy nghĩ đơn giản là có thể giải được. Đề giải bài tập cần thực hiện theo
các bước sau:
Bước 1: Tìm hiểu đầu bài, nắm vững giả thiết của bài tập
Theo đầu bài cả hành khách và tàu cùng chuyển động tức là có chuyển
động cơ, người và tàu được xem là chất điểm. Rõ ràng tàu và người ngồi trong
khoang chuyển động với vận tốc khá lớn trong không gian. Lý thuyết cần vận
dụng là: Khi khảo sát một chuyển động của chất điểm ta chọn vật làm mốc gắn
vào hệ quy chiếu và mốc thời gian.
Bước 2 Phân tích hiện tượng
20
Nguyễn Ngọc Giang
Hành khách và tàu cùng chuyển động với vận tốc khá lớn trong không
gian bao la của mặt biển khoảng cách đến bời và đảo cũng lớn nên không thể
xem vật nào làm mốc. Để dễ dàng hơn các em phải đặt ra những những câu hỏi
nhỏ từ đề bài: hành khách và tàu chuyển động như thế nào? Xung quanh có vật
gì gần đó có thể làm mốc không? Xác định một chuyển động thì ta phải làm gì?
Bước 3 Xây dựng lập luận và suy luận kết quả
Theo lý thuyết để khảo sát một chuyển động của chất điểm ta chọn vật
làm mốc gắn vào hệ quy chiếu và mốc thời gian.
Cả tàu và người cùng chuyển động mà cảm giác của phi công là không
chuyển động vì không xác định vật làm mốc. Cảm giác của hành khách là đúng
Bước 4 biện luận
Khi ta trên xe hay tàu chuyển động nếu không nhìn ra xung quanh ta
cũng có cảm giác không chuyển động. Trường hợp trên nếu có nhiều vật thể
xung quanh có thể là đứng yên hay chuyển động thì dễ dàng tìm được vật làm
mốc và phi công thấy mình cùng tàu chuyển động.
Qua bài tập có thể mở rộng cho học sinh trường hợp tương tự như đi tàu

tiến về tâm đĩa thì vạch nên đường xoắn ốc. Vậy quỹ đạo viên bi đối với đĩa là
đường xoắn ốc.
Bước 4: Biện luận
Một chất điểm chuyển động đối với đối tượng khác nhau thì có thể có
quỹ đạo không giống nhau.
Bài tập tương tự:
Bài 3:
Khi xe đạp trên đường thẳng, hãy giải thích quỹ đạo đầu van xe?
Lời giải:
22
Nguyễn Ngọc Giang
Nếu người quan sát đứng bên lề đường, khi xe đạp chạy trên đừng thẳng
thì đầu van thì quỹ đạo là xicloit. Đối với người quan sát ngồi trên xe, van xe sẽ
chuyển động với quỹ độ là dường tròn.
Bài 4:
Một truyện dân gian có kể rằng : Khi chết một phú ông đã để lại cho
người con một hũ vàng chôn trong một khu vườn rộng và một mảnh giấy ghi:
Đi về phía đông 23 bước chân , sau đó rẽ phải 4 bước chân , đào sâu 3m . Hỏi
với chỉ dẫn này người con có tìm được hũ vàng không ? Vì sao ?
Lời giải :
Muốn Người con sẽ chẳng bao giờ tìm được hũ vàng vì không có vật
làm mốc.
Bài 5:
Viên đạn đươc bắn ra từ nồng súng nó chuyển động theo hai giai đoạn
chuyển động trong nòng súng và sau đó bay tới mục tiêu ở xa, hỏi giai đoạn
nào viên đạn được coi là chất điểm, giai đoạn nào viên đạn không được coi là
chất điểm?
Giai đoạn đạn rời nòng súng và bay tới mục tiêu được xem là chất điểm.
2.1.3.2 Chuyển động thẳng điều
Đối với phần chuyển động của chất điểm các em dễ dàng nhận ra kiến

Vì AB cách nhau 100 km nên để hai ôtô gặp nhau thì ôtô thứ nhất phải
đi được một đoạn 36 km và ôtô thứ hai chuyển động một đoạn 64 km, nghĩa là
hai ôtô sẽ gặp nhau sau 1h. Vậy sau 1h thì chim bay được 120km.
Bước 4: biện luận
Chuyển động thẳng đều, khi tìm quãng đường ta cần có vận tốc và thời
gian và thời gian cũng đã có nên việc tính toán rất đẽ dàng.
Bài tập có thể đưa vào củng cố bài học hay đặt vấn đề. Phát triển khả năng tư
duy của học sinh.
24
Nguyễn Ngọc Giang
Bài 2:
Đồ thị biểu diễn sự biến thiên đường đi của ba
vật theo thời gian. Các vật ấy chuyển động như thế
nào?
Bài giải
Bài tập giải thích dựa trên đồ thị.
Từ hình vẽ đã cho có thể nêu lên tính chất của chuyển động và khai thác
thông tin từ hình vẽ, cũng giải theo các bước:
Bước 1:Quan sát, thu thông tin từ hình
Đồ thị là những đường thẳng trong hệ trục (Oxt) các đường thẳng có độ dốc
khác nhau
Bước 2: phân tích
Mỗi đường thẳng là biểu diễn chuyển động của một vật, độ dốc lần lượt
là II, I, III. Góc xuất phát cũng khác nhau.
Bước 3: Xây dựng lập luận và suy luận kết quả:
Cả ba đồ thị đều là những đường thẳng chứng tỏ các vật chuyển động
đều. Độ dốc của đồ thị hay góc hợp bởi đồ thị và trục thời gian cho phép so
sánh vận tốc của các vật chuyển động thẳng đều. Vì vậy dựa vào hình ta thấy
vật II chuyển động nhanh nhất vì có độ dốc lớn nhất, vật III chuyển động chậm
nhất vì có độ dốc nhỏ nhất. Giao điểm của đồ thị với trục Ox cho biết khoảng


Nhờ tải bản gốc

Tài liệu, ebook tham khảo khác

Music ♫

Copyright: Tài liệu đại học © DMCA.com Protection Status