skkn tháo gỡ 1 số vướng mắc cho học sinh khi giải bài tập vật lý cấp thcs. - Pdf 24


PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH OAI
TRƯỜNG THCS HỒNG DƯƠNG

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
THÁO GỠ MỘT SỐ VƯỚNG MẮC CHO HỌC SINH
KHI GIẢI BẢI TẬP VẬT LÝ CẤP THCS.
Lĩnh vực/ Môn : Vật lý .
Tên tác giả : Nguyễn Xuân Học
Chức vụ : Phó Hiệu trưởng.
Đơn vị công tác : Trường THCS Hồng Dương
Thanh Oai - Hà Nội
NĂM HỌC: 2012-2013
Tháo gỡ một số vướng mắc cho học sinh khi giải bài tập Vật lý cấp THCS
I - SƠ YẾU LÝ LỊCH
- Họ và tên: Nguyễn Xuân Học
- Ngày tháng năm sinh: 10 - 05 - 1963.
- Năm vào ngành: 01 - 02 - 1994
- Chức vụ và đơn vị công tác:
Phó Hiệu trưởng trường THCS Hồng Dương
- Ngày vào Đảng: 01- 10- 2001
- Trình độ chuyên môn: Cao đẳng
- Hệ đào tạo: Lý - Kỹ thuật chính quy- Đại học từ xa: môn giáo dục
chính trị
-Bồi Dưỡng đội tuyển và hướng nghiệp
- Ngoại ngữ: Nga văn
- Trình độ chính trị: trung cấp
- Khen thưởng (hình thức cao nhất): Đạt giải khuyến khích trong cuộc thi
giáo viên giỏi tại Thành phố : Sử dụng thiết bị giáo dục.
Tác giả: Nguyễn Xuân Học Trường THCS Hồng Dương
2

Tác giả: Nguyễn Xuân Học Trường THCS Hồng Dương
3
Tháo gỡ một số vướng mắc cho học sinh khi giải bài tập Vật lý cấp THCS
Đa số các em chỉ làm được một số bài tập đơn giản còn một số bài tập đòi
hỏi tính sáng tạo và mang tính ứng dụng thì các em bị vướng mắc.
Tại lớp thì tại lớp 9D và dù sao qua hai năm và một năm các em được
tiếp xúc với môn Vật lý cho nên các em cũng có khái niệm với các phần học của
bộ môn là: Cơ - Nhiệt - Điện - Quang.
Tại lớp 9D thì đây là năm đầu tiên các em làm quen do đó các mối quen
làm bài tập theo sự suy diễn của lớp sau mà chưa có khái niệm công thức Vật lý,
tính chất vật lý. Do đó đây là lớp mà tôi quan tâm, định hướng nhiều nhất.
2. Số liệu điều tra trước khi thực hiện.
Sau ba tuần học tiến hành cho các em khảo sát qua giải bài tập thì thấy:
- Nếu bài tập ở mức trung bình thì tôi thấy bài giải đạt từ 5 điểm trở lên,
chỉ đạt 60%.
- Đối với bài tập mang tính khó và sáng tạo thì mới đạt khoảng 30%.
3. Những biện pháp thực hiện (Nội dung chủ yếu của đề tài).
Trước hết lấy lại hứng thú, say mê bộ môn thông qua các giờ lý thuyết.
- Cố gắng tạo ra các dụng cụ để quan sát hoặc thực hành thí nghiệm. Tận
dụng một số dụng cụ đơn giản để chế tạo giúp các em dễ hiểu.
- Với mỗi bài cụ thể tìm ra cái cốt lõi để khắc sâu, tránh hiểu nhầm khái
niệm. Khi đặt câu hỏi phải đòi hỏi diễn đạt chính xác về ngữ pháp mang tính
chất khoa học.
- Chú ý đến việc hình thành đại lượng Vật lý có tính chất đặc biệt quan
trọng. Từ đây hình thành những dấu hiệu quan hệ giữa định tính và định lượng
của các khái niệm Vật lý. Đòi hỏi các em phải định nghĩa rõ ràng chính xác, nói
cách khác là qua định nghĩa một đại lượng Vật lý phải trả lời được các câu hỏi
theo cả hai chiều.
Thí dụ: Với sự hình thành khái niệm vận tốc của chuyển động thẳng đều
từ chỗ nhận xét các chuyển động có đặc điểm nhanh chậm khác nhau thể hiện ở

sau:
- Quan sát, các hiện tượng Vật lý.
Ví dụ cho các em quan sát sự thay đổi trạng thái của vật khi nung nóng,
sự tăng tốc của vật dưới tác dụng của lực, sự khúc sạ của ánh sáng khi qua mặt
phân cách giữa hai môi trường.
Tác giả: Nguyễn Xuân Học Trường THCS Hồng Dương
5
R
U
=I
R
U
=I
I
U
=R
IR=U
Tháo gỡ một số vướng mắc cho học sinh khi giải bài tập Vật lý cấp THCS
- Mô tả giải thích cấu tạo và nguyên tắc Vật lý của hoạt động và ứng dụng
các ứng dụng thiết bị kỹ thuật như: máy dao điện, động cơ điện, động cơ nhiệt,
máy biến thế.
- Thực hiện các thí nghiệm cơ bản theo giáo trình Vật lý, lập kế hoạch thí
nghiệm, lập thí nghiệm, đánh giá về mặt toán học các kết quả thu được.
- Giải thích các bài toán thu được.
Đó là tất cả các điều cần làm tốt trong một tiết học lý thuyết Vật lý, là cơ
sở cho các em ham mê học môn Vật lý, tránh tình trạng nhàm chán môn học.
Sau khi đã tạo cho các em cảm giác hứng thú môn học thì đưa các em vào việc
giải quyết các bài tập Vật lý. Đây là công việc đóng vai trò quyết định thành
công học môn Vật lý.
Khi tiến hành giải quyết một bài tập Vật lý đòi hỏi các em phải làm theo

là:
S
A
= 2x
Quãng đường xe đi từ B là: S
B
= 2x
- Tự điều kiện bài toán ta có thể lập được phương trình:
S
A
+ S
B
= 180
-> x 2 + 2x = 180
Đến đây các em chỉ làm nốt phần việc toán học bài toán tìm x là xong.
Khử mẫu: nhân cả hai vế với 5 ta có:
8x + 10x = 900
18x = 900
x = = 50 (km/h)
Vậy vận tốc của xe đi từ B là 50 km/h
Nên vận tốc của xe đi từ A là 40 km/h
Tác giả: Nguyễn Xuân Học Trường THCS Hồng Dương
7
5
4x
5
4x
5
4x
18

- Giải phương trình xác định đại lượng cần tìm.
* Người ta thả 2 kg nước đá ở 10
0
C vào 1kg nước ở nhiệt độ t
o
C. Sau khi
cân bằng nhiệt người ta thấy rằng lượng nước tăng thêm 100g. Tìm nhiệt độ ban
đầu của 1kg nước (coi như trao đổi nhiệt với môi trường là không đáng kể). Cho
C
n
= 4200 J/kgđộ C
đá
= 2100 J/kg độ ở
đá
= 3,4 .10
5
J/kg.
- Các điều khiện đã cho:
+ Khối lượng nước và nước đá, nhiệt độ ban đầu của nước đá.
+ Các số liệu liên quan C
n
, C
đá
, ở
đá
+ Hiện tượng sảy ra khi cân bằng nhiệt.
- Phân tích bài toán:
Đây là bài toán trao đổi nhiệt giữa các vật với nhau.
Yếu tố rất quan trọng là sau khi cân bằng nhiệt sảy ra có một lượng nước
tăng thêm 100g. Nên đã có 100g nước đá tan. Vì thế 2 kg nước đá không tan hết.

+ Q
2
= Q
3
Mà: Q
1
= Cm (t
2
- t
1
) = 2100 . 2[0-(-10)] = 42000 (J)
Q
2
= Cm = 3,4.10
5
. 0,1 = 3,4.10
4
(J)
Q
3
= Cm (t
1
- t
2
) = 1.4200 (t
o
C - 0) = 4200 t
o
C (J)
-> 42000 + 34000 = 4200 t

Nhiệt lượng ấm nước thu vào chính là nhiệt lượng mà các R toả ra.
Theo điều kiện đầu bài thì nếu sử dụng công thức chính (1) thì việc giải
bài toán rất phức tạp mà có khi còn không thực hiện được ở bài này. Mối liên hệ
của các đại lượng để tìm hiểu cấu trúc công thức rất quan trọng đóng vai trò
quyết định sự thành công.
- Như ta đã biết từ Q =I
2
Rt ta có thể suy ra một số công thức liên quan mà
khi tính toán không sai bài toán đó là vì U = IR
Q = UIt (2)
Q = (3)
Từ đây chọn công thức nào để giải bài toán.
Đây là khâu đòi hỏi nhanh nhạy, độ suy diễn cao.
Tác giả: Nguyễn Xuân Học Trường THCS Hồng Dương
9
C18,1
42
760
420
76000
o
≈=
t
R
U
2
[
}
Tháo gỡ một số vướng mắc cho học sinh khi giải bài tập Vật lý cấp THCS
Nếu chọn (2) thì vẫn còn đại lượng I chưa rõ. Do đó chọn công thức (3)

(1) RR
2
1
21
21
21
R
=
=
+
=
+=
=
(4) t
R
U
Q
(3) t
R
U
Q
(2)t
RR
RR
U
Q
(1) t
RR
U
Q

Q
U
RR
(5)t
Q
U
RR
21
2
4
21
1
2
21
Tháo gỡ một số vướng mắc cho học sinh khi giải bài tập Vật lý cấp THCS
Từ (2)

Theo viét: R
1
và R
2
là hai nghiệm của phương trình:
Δ=
4
2
1 1 2
2
( 4 )
U
t t t

R
2 Q
x

=
-> Thay vào (3) và (4) ta tính được
t
3
= 30 (phút)
t
4
= 20 (phút)
Thí dụ 4:
Một ấm điện có hai dây điện trở R
1
và R
2
. Nếu dùng riêng R
1
thì thời gian
đun sôi ấm nước là 30 phút, còn nếu dùng riêng R
2
thì đun sôi ấm nước hết 20
phút. Hỏi nếu R
1
nối tiếp với R
2
thì thời gian đun sôi ấm nước là bao nhiêu và
nếu R
1

Q
(3) t
RR
U
Q
(2) t
R
U
Q
(1) t
R
U
Q
4
21
21
2
3
21
2
2
2
2
1
1
2
+
=
+
=

12
12(phót)tt
2,5
1,5R
U
t
R
U
50(phót)tt
1,5R
U
t
R
U
44
2
2
2
2
33
1
2
1
1
2
=⇒=
=⇒=
Tháo gỡ một số vướng mắc cho học sinh khi giải bài tập Vật lý cấp THCS
Ví dụ 1: Mạch điện hỗn tạp chứa vôn kế .
R

1
, R
2
, R
3
, R
4
. Tìm U
CD
( hay số chứa Vôn kế).
- Về nguyên tắc cũ hai đoạn mạch này đều làm theo các bước sau:
- Tìm I
1
=
1 1
1 2
;
AB
AC
U
U I R
R R
=
+
- Tìm I
3
=
3 3
3 4
;

3
, R
4
được biến trở R
x
R
1
R
2

C
A



B

D
M

N N
Tác giả: Nguyễn Xuân Học Trường THCS Hồng Dương
13
V
A
R
U
=I
Tháo gỡ một số vướng mắc cho học sinh khi giải bài tập Vật lý cấp THCS


AC
Khi D trùng với N thì số chỉ vôn kế là U
CB.
Ví dụ 2: Mạch cầu chứa Ampe kế lý tưởng.
Vẽ hình:

R
1
R
2

I
1
C I
2
A



BI
3
R
3
I
4
R
4

= R
AC
+ R
CD
=
1 3
2 4
1 3 2 4
.
.
R R
R R
R R R R
+
+ +
( Ω)
- Tính I
AB
= I
AC
= I
CB
=
AB
AB
U
R
Tác giả: Nguyễn Xuân Học Trường THCS Hồng Dương
14
A

2
còn nếu tính I
3
thì phải tính I
4
. Đay là chỗ học
sinh hay nhầm lẫn dẫn đến không giải quyết được khi làm bài. Ví dụ tìm I
1
lại tìm I
3
dẫn đến không xét được quan hệ của I qua Am pe kế.
* Sau đó với dạng 1 thì lúc này xét:
- Nếu I
1
> I
2
thì I
A
= I
1
- I
2
và chiều dòng điện từ C đến D

- Nếu I
1
< I
2
thì I
A


Giải phương trình.

Và ở đây cũng chỉ là phương trình ẩn R
4
bậc 1 nhưng khi bài toan về dạng
R
3
+ R
4
= R
x
thì khi giải quyết tính R
TM
. Tìm I
1
, I
2
hết sức lưu ý : lúc này
xuất hiện phương trình bậc 2 ẩn
x
.
R
1
R
2

C
A


x
( Ω)

R
DN
= R
b
-
x
( Ω) ( 0
x≤ ≤
R
b
)
- Học sinh hết sức lưu ý ngay từ đầu tính R
TM
.
2
1
1 2
( )
.
b
TM
b
R R x
R x
R
R x R R x


−++
+−+−+
xRRxR
xRxRRxRRxR
b
bb
I
TM
=
)(
))(()(
))((
1221
21
A
xRxRRxRRxR
xRRxRU
bb
bAB
+−+−+
−++
xR
xR
xRxRRxRRxR
xRRxRU
RIU
bb
bAB
ACTMAC
++−+−+

1
ở tử và mẫu.
- U
CB

tự triệt tiêu
xRR
b
−+
2
ở tử và mẫu.
Ví dụ 1: Cho mạch điện như hình vẽ
A B


U

I
1
R
1
D I
2
R
2
R
1
=R
2
= 3( Ω)

x

0≈
A
R
; C

D
MĐ : (
x
RR //
1
) NT ( R
2
// R
BC
).
Ta có :
xR
xR
R
xR
xR
R
CBx
−+

=
+
=

+
+

Lưu ý : 1 số học sinh nhầm sang
)11)(3( xx −+


338
2
++− xx
. Vừa mất thời gian vừa mất hết nhân tử chung dẫn tới việc
ước lược tiếp theo gặp khó khăn đồng thời học sinh hiện nay vốn đã quen bấm
máy tính mà dạng này hầu như máy tính mất tác dụng.
I
TM
=
128
)11)(3(8,0
72486
)11)(3(8,4
22
++−
−+
=
++−
−+
=
xx
xx
xx

RIU
ACACAC

I
1
=
128
)11(8,0
3).128(
3).11(8,0
22
1
++−

=
++−

=
xx
xx
xx
xx
R
U
AC
(*)

128
)8)(3.(4,2
11

−+
=
xx
xx
R
U
CB
a, Ampe chỉ 0,4(A)
* Nếu chiều dòng điện từ D

C . Ta có I
1
= I
2
+ 0,4 (A)
Do đó ta có PT:
Tác giả: Nguyễn Xuân Học Trường THCS Hồng Dương
17
Tháo gỡ một số vướng mắc cho học sinh khi giải bài tập Vật lý cấp THCS
=
++−

128
)11(8,0
2
xx
x
128
)8)(3(8,0
2

+ =
− + +
128
)8)(3(8,0
2
++−
−+
xx
xx
2
0,8 (11 ) 0,4( 8 12) 0,8( 3)(8 )x x x x x x⇔ − + − + + = + −
2
20 36 0 ( 2)( 18) 0x x x x⇔ − + = ⇔ − − =
2 0 2 8x x↔ − = → = <
( nhận)
18 0 18x x
↔ − = → =
> 8 ( loại)
b, Am pe kế chỉ 0
I
1
= I
2
2
0,8(11 )
8 12
x
x x

=

R
= =
( tính từ A lại)

6 3
8 4
AC
AB
R
R
= =
( tính từ A lại)
Đấy là những sơ xuất của học trò khi làm bài . Tức là làm đúng nhưng vẫn
mất điểm . Như vậy việc giải bài toán này đòi hỏi học sinh hết sức thành thạo
Tác giả: Nguyễn Xuân Học Trường THCS Hồng Dương
18
Tháo gỡ một số vướng mắc cho học sinh khi giải bài tập Vật lý cấp THCS
kỹ năng toán học và phải thoát ly máy tính cầm tay. Mặc dù các bước bản
chất vật lý rất thành thạo.
Ví dụ 2: Cho mạch điện như hình vẽ:
Đây là một toán mạch rõ nét vì R
V
có giới hạn mạch điện
{{[ (R
0
NT R
0
NT R
0
) // ] NT R

0
AB
U
I
R
=
ta có
2 5
AB AC CD DB AB AC
U U U U U U= + + → = +
Tác giả: Nguyễn Xuân Học Trường THCS Hồng Dương •
U

I

0
4
R

A I
1
R
0B
R

2
AB
AB
U
U I R I
R

→ = + → =
Mặt khác
0
4
R
AB
U
U U= +
0 0
0
0
20 . . 20
4 4
20 4(20 )
4
AB AB
AB AB
R R
I U I U
U U
I
R
R

0
( )

ACDB
AB ACDB CD
ACDB
R R
R R R R R
R R
= → = + +
+
Công việc vô cùng phức tạp mà phương trình toàn chữ khá nhiều ẩn vì ở đây
Vôn kế không phải là lý tưởng


việc nhầm lẫn là rất rễ xảy ra tới 80%.


xuất hiện phương trình bậc hai 2 ẩn.


việc giải toán khó khăn đôi khi phải xử lý tới dạng
đặt
0
.
V
R x R=


Như vậy chọn lối ra và cách xử lý toán học hết sức quan

2

A

R
5

B
R
3
R
4
I
3
N

I
4
Biết U
AB
, Biết công suất của R
1
; R
2
; R
3
; R
4
; R
5

4
+ P
5
Sau đó P = U.I

I
TM
=
TM
AB
P
U
*Ví dụ tính U
AN
hay là U
3

Đến đây vấn đề học sinh lập phương trình toán học để đưa U
3
làm ẩn số và
phải ra đáp số vì các P biết rồi, U
AB
biết rồi, I biết rồi.
* Ở đây có hai con đường chọn lập phương trình I và U .
Lập phương trình I thì công việc giải toán giảm được 50% phức tạp so với
lập phương trình U mặc dù vẫn ra đáp số.
+ Ta có I = I
1
+ I
3

AB
P
U
-
3
3
P
U


1 3
1
3 3
( )
. .
AB
TM AB
P U U
U
P U U U

=

(*)
Đến đây có học sinh lập phương trình U giải số chiều dòng điện từ M

N
Và học sinh lập phương trình U
AM
+ U

5 5 5
1 3 1 3 3
5 5 1 2
P P P
U U U U U
I I I I
+ = → = − = −

5 5
1 3 3
1 2 1 2
1 2 1 1
P P
U U U
P P P P
U U U U U
→ = − = −
− −

(U
AB
= U)
Đến đây phương trình hai ẩn U
1
và U
3
. Song xử lý
5
1 3
1 2

U U U U U U U U
→ = + → = +
− −

Đến đây quy đồng rồi rút U
1
biểu diễn qua U
3
. Rồi kết hợp với PT (*) để tìm
U
3
. Ra đáp số.
Công việc giải toán gặp khá nhiều thuận lợi đây chính là thành công trong
giải quyết đề thi học sinh giỏi vì tốc độ viết bài là hết sức quan trọng.
Ví dụ đề thi chuyên năm 2010 thành phố thì rõ bài toán này:
Tôi cho học sinh làm hai cách và tính thời gian thì thấy rõ thuận lợi , từ đó
học sinh rút kinh nghiệm cho những bài toán khó .
Vẽ hình:
R
1
M

R
2
Tác giả: Nguyễn Xuân Học Trường THCS Hồng Dương
22
Tháo gỡ một số vướng mắc cho học sinh khi giải bài tập Vật lý cấp THCS
I
1
I

= 24W; P
5
= 6W.
Tính U
AN
.
Gọi
1 2 3 4 5
; ; ; ;
R R R R R
U U U U U
lần lượt là
1 2 3 4 5
; ; ; ;U U U U U
. Giả sử chiều I
5
.
Ta có : P = U.I
1 2 3 4 5
90
3( )
30
P P P P P
P
I A
U U
+ + + +
→ = = = =
.
I = I

= U
3

1 3 5
U U U→ = −
5
1 3 3 3 3
1 2 1 2
5 1 2
1 2 1 1
6 6 6
P
U U U U U
P P P P
I I I
U U U U U
→ = − = − = − = −

− −

(1)
Từ đây rút U
1
= ( chứa U
3
) kết hợp với (*)
Ta được PT :
2
3 3
3

xong đáp số vẫn là > 0 nhưng nó
là 17,5(V) mà học sinh vẫn tưởng là đúng

dẫn đến câu 2 sai ( vì học sinh
dùng máy tính bấm giải PT bậc 2)
Lập Phương trình I ta có: I = I
2
+ I
4

Tác giả: Nguyễn Xuân Học Trường THCS Hồng Dương
23
Tháo gỡ một số vướng mắc cho học sinh khi giải bài tập Vật lý cấp THCS
2 4
2 4 1 3 1 3
18 24 18 24
3 3
30 30
P P
U U U U U U U U
→ = + = + → = −
− − − −
Từ đây rút U
1
= qua U
3
kết hợp với (*) ta có PT:
2
3 3
3

ảnh ảo
Khi dùng công thức này thì phải kết hợp
' '
AB d
AB d
=

Rèn kỹ cho học sinh kỹ năng giải hệ PT và có các trường hợp nào

quan
hệ d và d'
+ Có các trường hợp sau:
- Thấu kính đứng yên, vật di chuyển dọc theo trục chính và vuông góc với
trục chính

cho biết quan hệ các yếu tố từ đây giải.
- Vật đứng yên, thấu kính di chuyển

quan hệ d' và d" , d và d
1
. Thực tế
này khi dùng công thức do học sinh không vẽ hình hay hiểu sai quan hệ d' và d"
ví dụ đề thi đại học năm 2004 câu V phần 2 (sẽ minh chứng sau) . Năm đó đa số
học sinh nhầm d' với d" : d" = d' - 35 sang d" = d - 40 .

dẫn tới không thể ra đáp số.
Vì là học sinh lớp 9 ( cấp THCS) về nguyên tắc nếu làm bài toán này thì
không được dùng công thức mà phải sử dụng thuật toán tam giác đồng dạng



= +
(1) . Vì là ảnh thật.
- Ở vị trí 2: ta có
1 1
1 1 1
'y d d
= +
(2) . Vì là ảnh thật.
Từ (1) và (2) ta có :
1 1
'd d
+
=
1 1
1 1
'd d
+
Thay số vào ta có :
1 1
'd d
+
=
1 1
5 ' 40d d
+
+ −
(*)
Nhưng do không vẽ hình nên một số học sinh bị vấp là
' '
1


Nhờ tải bản gốc

Tài liệu, ebook tham khảo khác

Music ♫

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