A. ĐẶT VẤN ĐỀ
I. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Vật lí phổ thông là một môn khoa học thực nghiệm, nó có vai trò đặc biệt
quan trọng trong việc hình thành và phát triển tư duy, kĩ năng, kĩ xảo học sinh;
là môn học có tính ứng dụng thực tế cao. Chính vì điều đó trong quá trình giảng
dạy, người thầy luôn phải đặt ra cái đích đó là giúp học sinh nắm được kiến thức
cơ bản, hình thành phương pháp, kĩ năng, kĩ xảo, tạo thái độ và động cơ học tập
đúng đắn để học sinh có khả năng tiếp cận và chiếm lĩnh những nội dung kiến
thức, vận dụng được kiến thức lí thuyết vào thực tế đời sống và kỉ thuật.
Trong quá trình dạy học vật lí thì bài tập vật lí đóng vai trò đặc biệt quan
trọng:
+ Bài tập vật lí giúp học sinh củng cố và mở rộng kiến thức, rèn luyện kĩ
năng, kĩ xảo vận dụng kiến thức vào thực tiễn.
+ Bài tập vật lí giúp phát triển thói quen vận dụng kiến thức một cách khái
quát, phát triển năng lực tư duy sáng tạo, và năng lực tự làm việc của học sinh.
+ Ngoài ra bài tập vật lí còn dùng để kiểm tra mức độ nắm vũng kiến thức
học sinh.
Hiện nay số lượng bài tập vật lí được sử dụng trong thực tiễn dạy học là rất
lớn. Nhưng theo phương pháp giải thì ta có thể chia ra thành các dạng sau:
+ Bài tập định tính
+ Bài tập tính toán
+ Bài tập đồ thị
+ Bài tập thí nghiệm
Trong đó bài tập thí nghiệm vật lí có một vai trò đặc biệt quan trọng trong
việc cũng cố kiến thức, tạo sự hăng say tò mò khám phá xây dựng kiến thức
mới, gây cho học sinh một hứng thú tự giác học tập, việc giải bài tập thí nghiệm
sẽ giúp phát triển tư duy sáng tạo, khả năng tổng hợp kiến thức lí thuyết và thực
nghiệm, hình thành kĩ năng, kĩ xảo, vận dụng kiến thức vật lí vào kĩ thuật và
thực tế đời sống.
1
Với những ý nghĩa to lớn và lí do như trên, trong bài viết này tôi chọn đề tài
I. CƠ SỞ LÍ THUYẾT
1. Bài tập thí nghiệm là gì?
- Bài tập thí nghiệm là dạng bài tập chỉ ra mặt kết quả của thí nghiệm
đang khảo sát. Các bài tập này được giải bằng cách vận dụng tổng hợp các kiến
thức lí thuyết và thực nghiệm, các kĩ năng hoạt động trí óc và thực hành, các vốn
hiểu biết về vật lí, kĩ thuật và đời sống
- Việc giải các bài tập thí nghiệm đòi hỏi học sinh phải tự mình xây dựng
phương án, lựa chon phương tiện, xác định các điều kiện thích hợp, tự mình
thực hiện thí nghiệm theo quy trình, quy tắc để thu thập, xử lí kết quả nhằm giả
quyết một cách khoa học, tối ưu bài toán cụ thể.
- Vì vậy loại bài tập này có tác dụng toàn diện trong việc đào tạo. Giúp
học sinh năm vững kiến thức lí thuyết và kĩ năng thực nghiệm vật lí. Các bài tập
thí nghiệm vật lí có thể sử dụng với nhiều mục đích, vào những thời điểm khác
nhau. Thông qua bài tập thí nghiệm học sinh được bồi dưỡng, phát triển năng
lực tư duy, năng lực thực nghiệm, năng lực hoạt động tự lực, hợp tác, sáng tạo
và bộc lộ rõ kĩ năng sở trường, sở thích vật lí.
- Giải các bài tập thí nghiệm là một hình thức hoạt động nhằm nâng cao
chât lượng học tập, tăng sự hứng thú, gắn học với hành, lí luận với thực tế, kích
thích tính tích cực tự lực, trí thông minh, tài sáng tạo, tháo vát, kiên nhẫn và các
đức tính tốt của học sinh. Đây cũng là một trong những biện pháp để phát hiện
và bồi dưỡng những học sinh khá, giỏi vật lí.
2. Tác dụng của bài tập thí nghiệm với việc phát huy tính tích cực nhận
thức của học sinh.
- Để giải bài tập thí nghiệm học sinh phải tổng hợp được kiến thức về lí
thuyết và thực nghiệm từ đó giúp cũng cố khắc sâu được kiến thức đã học.
- Bài tập thí nghiệm tạo ra cho học sinh động cơ học tập, sự hăng say tò
mò khám phá, xây dựng kiến thức mới. Tạo cho học sinh một hứng thú tự giác
tư duy độc lập, tích cực sáng tạo.
3
- Thông qua bài tập thí nghiệm giúp học sinh vận dụng được kiến thức lí
III. BÀI TẬP VẬN DỤNG
Bài 1. Cho các dụng cụ:
- Thấu kính phẳng lồi
- Thước kẹp, thước
- Màn ảnh
- Nguồn sáng (đèn nhỏ)
Hãy xác định chiết suất của chất làm thấu kính
Hướng dẫn
1. Cơ sở lí thuyết:
Theo hình1
22
2
)(
2
RhR
D
=−+
Hay
h
hD
R
8
4
n
f
1
)1(
1
−=
do đó:
1+=
f
R
n
2. Phương án đo
Bước 1. - Dùng thước kẹp đo các độ dài D và h của thấu kính từ đó tính
bán kính R của mặt cầu.
5
h
D
R
Hình 1
- Áp dụng định lí Pitago trong tam giác vuông ta có:
22
2
)(
2
RhR
D
=−+
R
n
- Tính toán và viết kết quả
4. Cách làm giảm sai số.
- Thực hiện phép đo nhiều lần
Bài 2. Cho các dụng cụ:
- Khối thủy tinh hình hộp chữ nhật
- Tờ giấy kẻ ô milimet
Xác định chiết suất của của khối thủy tinh
Hướng dẫn
1. Cơ sở lí thuyết:
- Khi ta ngắm cạnh đáy của khối hình hộp thì ảnh của nó hiện trên mặt
của hình hộp do tia sáng đã bị khúc xạ (Hình 2)
- Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng ta có:
β
α
sin
sin
=n
6
I
B C
A D
K
L
- Nếu góc α và β đều nhỏ thì :
ββαα
tansin;tansin ≈≈
Do đó:
KD
phương pháp xác định tiêu cự của thâu kính hội tụ chỉ bằng các dụng cụ trên.
Hướng dẫn
1. Cơ sở lí thuyết:
- Trong không khí: Thấu kính hội tụ là thấu kính rìa mỏng, thấu kính phân
kì là thấu kính rìa dày
- Đối với vật thật: + Thấu kính hội tụ cho ảnh ảo lớn hơn vật nếu vật nằm
trong OF, cho ảnh thật nếu vật nằm ngoài OF.
7
+ Thấu kính phân kì luôn cho ảnh ảo và nhỏ hơn vật
- Mắt nhìn qua thấu kính thấy ảnh ảo của vật. Nếu vật đặt tại tiêu diện thì
ảnh ở vô cùng và nếu vật rời ra xa thấu kính khỏi tiêu diện thì mắt sẽ không
quan sát thấy ảnh.
2. Phương án đo:
a. Phân biệt thấu kính:
Cách 1: Có thể sờ vào thấu kính nó lồi hay lõm. Nếu lồi là hội tụ, lõm là
phân kì
Cách 2: Có thể nhìn vật qua thấu kính. Nếu nhìn qua thấu kính thấy ảnh
của vật lớn hơn là thấu kính hội tụ nếu thây ảnh của vật nhỏ hơn là thấu kính
phân kì.
b. Xác định tiêu cự của thấu kính
- Đặt thấu kính và vật trên giá. Nhìn qua thấu kính thấy ảnh của vật (vật
thuộc OF) cố định vật rời từ từ thấu kính ra xa vật cho tới khi ảnh biến mất. Khi
đó khoảng cách giữa vật và thấu kính là tiêu cự của thấu kính. Đọc khoảng cách
trên thước
3. Cách làm giảm sai số.
Thực hiện phép đo nhiều lần
Bài 4. Cho các dụng cụ sau:
- Bản thủy tinh song song có có các mặt vát nghiêng( tiết diện hình
thang)
- Thước đo góc, thước kẻ
= α
δ là góc CDA
- Ta có:
)1(
1
sin
1
n
=
ϕ
ϕ
1
+ϕ
2
= δ Hay ϕ
2
= δ - ϕ
1
(2)
)3(sinsinsin
32
αϕϕ
==n
- Thay (2) vào (3) ta được:
αϕδ
sin)sin(
1
=−n
δαδ
αδδ
E
A
D
Hình 4b
O
1cossin2sin
sin
1
2
++=
δαα
δ
n
2. Phương án đo
- Sử dụng thước đo góc đo các góc α và δ
- Ghi kết quả đo
3. Xử lí số liệu:
- Thay các góc α và δ vào công thức
1cossin2sin
sin
1
2
++=
δαα
δ
n
- Tính toán và ghi kết quả đo
4. Cách làm giảm sai số.
- Thực hiện phép đo nhiều lần
Bài 5. Cho các dụng cụ và linh kiện sau:
10
- Hệ gồm hai thấu kính ghép sát thì D = D
1
+ D
2
. Hay
21
111
fff
+=
- Xét hệ hai thấu kính gồm f ghép sát với thấu kinh f
A
ta có:
A
fff
111
2
+=
- Trong đó:
−
(1)
- Tương tự hệ hai thấu kính gồm f ghép sát với f
B
ta có:
B
fff
111
3
+=
- Trong đó:
−
−=
2
1
1
3
41
Rf
+
++
=
(3)
2. Phương án đo
- Đặt thấu kính trên giá đỡ dùng nguồn laze chiếu chiếu song với giá.
Xác định được f
- Đặt thấu kính vào cốc cho nước ngập hết mặt dưới của thấu kính ta
được hệ thấu kính. Đo f
2
- Lật lại thấu kính và làm tương tự. Đo f
3
3. Xử lí số liệu
- Thay f, f
2
, f
3
vào các công thức (1), (2) và (3) tính toán và ghi kết quả
4. Cách giảm thiểu sai số
- Thực hiện phép đo nhiều lần
Bài 6. Cho các dụng cụ:
- Một cái bình dạng hình hộp chữ nhật trong suốt
- Một bình chứa chất lỏng
11
f
R
2
R
1
- Nguồn laze bán dẫn để tạo ra chùm sáng đơn sắc hẹp
2 2 2 2
1 sin
b 1 b D
1 sin
sin D
sin D D b
− β
= ⇒ − = ⇒ β =
β
β +
Tương tự:
2
2
2 2
D
sin
D a
α =
+
Kết hợp các biểu thức này với (1), ta nhận được:
2 2
2 2
D b
n
D a
+
=
+
(3)
2. Phương án đo
- Thực hiện phép đo nhiều lần với các góc tới khác nhau
- Từ (3), ta có thể viết: b
2
= n
2
a
2
+ (n
2
– 1) D
2
Trong biểu thức này ta thấy được b
2
phụ thuộc bậc nhất vào a
2
.Vì vật khi đo
được các giá trị của a và b với các góc tới khác nhau thì có thể vẽ được đồ thị
của sự phụ thuộc này (dạng đường thẳng). Từ đó, trên giấy kẻ ôli sẽ xác định
được độ nghiêng của đồ thị – đó chính là n
2
và tính được n. Như vậy ta không
cần phải đo đại lượng D
IV. BÀI TẬP BỔ XUNG
Bài 1. Cho các dụng cụ sau:
Cốc nước, hai bản thủy tinh, bìa cứng, kéo, bột dẻo, thước đo góc, nguồn sáng
và tờ giấy trắng.
Hãy nêu phương án xác định chiết suất của nước
Bài 2. Cho các dụng cụ sau:
Thấu kính hội tụ, thấu kính phân kì, thước, nguồn sáng và màn ảnh
Thanh Hóa, ngày 22 tháng 5 năm 2013
Tôi xin cam đoan đây là SKKN của
mình viết, không sao chép nội dung của
người khác.
Nguyễn Trọng Chính
14
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Vật lí 11 – Nhà xuất bản Giáo dục (năm 2007)
2. Vật lí 11 Nâng cao- Nhà xuất bản Giáo dục (năm 2007)
3. Bài tập vật lí 11 nâng cao – Nhà xuất bản Giáo dục (năm 2007)
4. Lí luận dạy học vật lí THPT – Nhà xuất bản Giáo dục (năm 2005)
5. Sưu tập các tài liệu liên quan từ:
15