THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP PHẦN “ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN
ĐỘNG LƯỢNG” THEO HƯỚNG PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, TỰ LỰC
CỦA HỌC SINH
I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Thực hiện theo những định hướng đổi mới đã được xác định trong các nghị
quyết Trung ương được thể chế hoá trong Luật giáo dục và được cụ thể hoá trong
trong các chỉ thị của Bộ Giáo dục và Đào tạo. Luật Giáo dục, điều 28.2 đã ghi
“Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động,
sáng tạo của HS, phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng
phương pháp tự học, khả năng làm việc theo nhóm, rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến
thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho
HS”. Một trong những giải pháp hữu hiệu nhằm thực hiện những mục tiêu trên là đổi
mới PPDH theo hướng phát huy tính tích cực, tự lực của HS. Vì vậy, dạy học theo
hướng phát huy tính tích cực, tự lực của HS là một trong những nhiệm vụ rất quan
trọng của giáo dục phổ thông hiện nay.
Trong chương trình vật lí lớp 10 – bài 23 “Động lượng. Định luật bảo toàn động
lượng”, theo phân phối chương trình là 2 tiết lí thuyết và không có tiết bài tập. Trong
khi bài tập phần này liên quan đến nhiều ứng dụng trong thực tiễn đời sống và kĩ
thuật, kiến thức vừa khó lại trừu tượng đối với quá trình nhận thức của HS, các dạng
bài tập thì khá phong phú và đa dạng nhiều HS không hiểu được đề bài, không biết
bắt đầu từ đâu, không biết được cách giải đối với từng dạng. Thêm vào đó, khi giải
bài tập phần này cần vận dụng khá nhiều kiến thức cũ (cộng trừ vec tơ, chuyển động
cơ, lực, gia tốc,...), phải biết liên hệ thực tế cuộc sống với bài toán cụ thể.
Trên thực tế, chương trình dạy học tự chọn sau thay sách giáo khoa được Bộ GD
& ĐT triển khai thực hiện từ năm 2010 – 2011, theo kế hoạch của Tổ vật lí – công
nghệ trường tôi dành thời lượng 1 trong 3 tiết của chủ đề bài tập “các định luật bảo
toàn” cho phần BT ĐLBTĐL nhưng hiệu quả của tiết dạy không cao. Đa số HS chỉ
biết làm theo răm rắp dạng bài mẫu khi đã được GV hướng dẫn giải, không có khả
năng tự lực giải bài tập định tính hay định lượng hàm chứa những kiến thức liên quan
đến bài học. Vì vậy vai trò của giáo viên trong quá trình tổ chức hoạt động nhận thức
để HS có thể phát huy tính tích cực, tự lực trong học tập là rất quan trọng.
tích cực, chủ động của HS. Vì thế thường gọi phương pháp này là PPDHTC.
Thế nhưng, việc phối kết hợp giữa PPDH truyền thống và PPDH hiện đại đâu
phải tiết học nào, GV nào cũng dễ dàng thành công và càng khó khăn hơn nếu tiết học
Trang 2
đó là một tiết bài tập. Theo PPDHTC, trong giờ học, GV là người giữ vai trò trọng tài,
người điều khiển tiến trình giờ dạy, hướng dẫn, gợi ý, tổ chức, giúp người học tự tìm
kiếm, khám phá những tri thức mới theo kiểu tranh luận, hội thảo theo nhóm. Các
hoạt động cụ thể của người GV là nêu ra các tình huống học tập, kích thích hứng thú,
suy nghĩ và phân xử các ý kiến đối lập của HS, từ đó hệ thống hoá các vấn đề, tổng
kết bài giảng, khắc sâu những kiến thức cần nắm vững.
Để làm được điều này, GV cần phải đầu tư rất nhiều thời gian thiết kế giáo án
dạy học theo PPDHTC được thực hiện kiểu chiều ngang theo hai hướng song hành
giữa hoạt động dạy của GV và hoạt động học của HS. Chú trọng kĩ năng thực hành,
vận dụng giải quyết vấn đề thực tiễn, coi trọng rèn luyện và tự học. Và một yếu tố góp
phần không nhỏ để dẫn đến thành công khi thực hiện PPDHTC là dạy thí điểm giáo
án đã thiết kế, lấy thông tin phản hồi từ HS, GV,...
Trên thực tế, bản thân tôi và một số GV trong Tổ bộ môn vật lí – công nghệ
trường tôi cũng đã thiết kế tiết giải bài tập về ĐLBTĐL theo PPDHTC nhưng không
thành công bởi nhiều lí do: HS có học lực từ TB trở xuống chiếm 70%, thói quen
“nghe, nhớ, ghi chép và suy nghĩ theo” của HS chưa thay đổi được, GV thiếu kiên
nhẫn khi thực hiện đổi mới PPDH không thành công.
Với sự kiên trì, lòng yêu nghề và sự tìm tòi về các tài liệu có liên quan đến
PPDHTC, tôi “thiết kế hoạt động giải bài tập phần “định luật bảo toàn động
lượng” theo hướng phát huy tính tích cực, tự lực của học sinh” và dạy thành công
tiết BT về ĐLBTĐL tại đơn vị mình công tác.
“Thiết kế hoạt động giải bài tập phần “định luật bảo toàn động lượng” theo
hướng phát huy tính tích cực, tự lực của học sinh” là đề tài được cải tiến trên cơ sở
giáo án dạy tiết BT về ĐLBTĐL đã có từ nhiều năm, từ PPDH truyền thống đến
BT trong sách giáo khoa, có ý nghĩa thực tế.
Cụ thể, trong tiết giải BT này, GV cho HS giải tại lớp gồm 2 bài tập định lượng,
1 bài tập trắc nghiệm định tính (Phiếu học tập 1).
Trang 4
- Chuẩn bị các phiếu học tập để phục vụ cho quá trình giảng dạy.
- Chuẩn bị các phương tiện dạy học như máy tính, máy chiếu, các bảng phụ.
PHIẾU HỌC TẬP
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1
(Dùng để HS làm trong giờ học)
Bài 1. Hệ gồm hai vật có khối lượng bằng nhau m1 = m2 = 1 kg. Vận tốc của
vật 1 có độ lớn v1 = 1 m/s và có hướng không đổi. Vận tốc của vật 2 có độ lớn
v2 = 2 m/s. Tính tổng động lượng của hệ trong các trường hợp sau:
a. Vật 2 chuyển động cùng hướng với vật 1.
b. Vật 2 chuyển động ngược hướng với vật 1.
c. Vật 2 chuyển động theo hướng vuông góc với vật 1.
d. Vật 2 chuyển động theo hướng hợp với hướng của vật 1 một góc 600.
Bài 2: Một chiếc thuyền dài 4 m, khối lượng M = 150 kg đang đứng yên trên
sông. Bạn Nam có khối lượng m = 50 kg đang đứng ở mũi thuyền, mũi của
thuyền ở xa bờ sông hơn, cách bờ sông một khoảng 6 m. Nam đi về phía đuôi
thuyền với vận tốc đều. Hỏi, khi Nam đi đến đuôi thuyền thì bạn ấy còn cách
bờ một khoảng bằng bao nhiêu?
Bài 3: Người thủ môn khi bắt bóng thường phải co tay lại và lùi người một
chút theo hướng đi của quả bóng. Người đó làm thế để:
A. Làm giảm động lượng của quả bóng.
B. Làm giảm độ biến thiên động lượng của quả bóng.
C. Làm tăng xung lượng của lực quả bóng tác dụng lên tay.
D. Làm giảm cường độ của lực quả bóng tác dụng lên tay.
- Nêu các câu hỏi:
Hoạt động của HS
+ Trình bày khái niệm động lượng, biểu thức, đơn vị. Động lượng là đại lượng có
hướng hay vô hướng?
+ Trình bày khái niệm hệ kín.
Trang 6
+ Phát biểu định luật bảo toàn động lượng.
+ Trình bày khái niệm xung lượng của lực. Mối liên hệ giữa độ biến thiên động lượng
và xung lượng của lực?
- Gọi cá nhân HS trả lời các câu hỏi.
- Nhận xét và cho điểm
- Trình bày bằng Powerpoint tóm tắt kiến thức dưới dạng sơ đồ.
- Lắng nghe các câu hỏi, nhớ lại bài cũ và trả lời.
- Cá nhân HS trả lời câu hỏi
ĐỘNG LƯỢNG, ĐLBT ĐỘNG LƯỢNG
r
r
Động lượng: P = mv
+ là đại lượng véc tơ
+ đơn vị: kg.m/s
r
Xung lượng của lực: F ∆t
r r
∆P = F ∆t
- Tổ chức hoạt động giải
Bước 1: Hướng dẫn HS tìm hiểu đề bài
- Cho cá nhân HS đọc đề, gọi 1 HS đứng tại chỗ xác định cái đã cho, cái phải tìm, các
HS khác theo dõi và bổ sung.
- GV nhận xét và kết luận.
Trang 7
- GV gọi 2 HS lên bảng, một HS tóm tắt, 1 HS vẽ hình. HS dưới lớp theo dõi, góp ý
kiến.
- GV nhận xét và hoàn chỉnh phần tóm tắt, vẽ hình.
ur
v1
uur
v2
a,
ur
v1
uur
v2
b,
ur
v1
uur
v2
c,
r
của P , ta làm bằng cách nào?
- GV đồng ý với 2 ý kiến: dùng phương pháp chiếu và qui tắc hình bình hành. Các em
giải BT này với cách dùng qui tắc hình bình hành, còn phương pháp chiếu, các em có
thể về nhà giải thêm.
- Yêu cầu HS nhắc lại qui tắc cộng hai véc tơ, nếu HS không nhớ, GV nhắc lại.
- GV nhận xét, đánh giá, khen thưởng những HS làm việc tích cực, có câu trả lời
đúng, nhắc nhở các HS khác.
Bước 3: Hướng dẫn HS xây dựng lập luận, xác định phương pháp giải, tiến hành
giải.
Tổ chức cho HS làm việc nhóm
+ Phân nhóm: chia lớp thành 8 nhóm, hai bàn gần nhau làm một nhóm, cử nhóm
trưởng
+ Phát phiếu học tập 2 cho từng nhóm.
+ Giao nhiệm vụ cho các nhóm: Các nhóm hoàn thành sơ đồ trong phiếu học tập 2, cụ
thể: nhóm 1, 3 làm câu a; nhóm 2, 4 làm câu b; nhóm 5, 7 làm câu c; nhóm 6, 8 làm
câu d.
Trang 9
- Các nhóm làm việc xong, GV thu lại các phiếu học tập, dùng máy chiếu qua đầu
chiếu các bài của các nhóm, nếu 2 nhóm nào có kết quả giống nhau, GV chỉ chiếu 1
nhóm, các nhóm khác đóng góp ý kiến.
- GV nhận xét, sửa chữa để hoàn thiện các sơ đồ.
- Cho các nhóm tiếp tục thảo luận câu hỏi: Làm thế nào để xác định hướng của véc tơ
ur
P?
góc 300, 450.
- Nhận phiếu học tập số 1.
- Từng cá nhân đọc đề.
- 1 HS đứng tại lớp xác định cái đã cho, cái phải tìm, các HS khác góp ý.
Cho: hệ hai vật, khối lượng và vận tốc của từng vật,
ur
v1
có hướng không đổi.
Hỏi: tổng động lượng của hệ trong các trường hợp a, b, c, d.
- 2 HS lên bảng tóm tắt và vẽ hình, HS dưới lớp nhận xét.
- Cả lớp ghi nhận những nhận xét của GV và ghi vào vở bài tập.
Tóm tắt:
m1=m2=1kg, v1=1m/s, v2=2m/s
r
Tìm P trong các trường hợp:
r
r
v
↑↑
v
2
1
a.
r
r
+ Động lượng của cả hệ:
r r r
P = P1 + P2
r
+ Độ lớn và hướng của véc tơ động lượng P phụ thuộc vào hướng và độ lớn của các
véc tơ
r r
P1 P2
,
. Hướng của véc tơ vận tốc cũng chính là hướng của véc tơ động lượng.
- HS xin trả lời câu hỏi:
r
P1
r
P2
r
P
r
P1
r
P2
r
P
- Nhớ lại qui tắc cộng hai véc tơ:
Tổng của hai véc
+
r
r
a ↑↑ b :
r r r
c
tơ: = a + b
c=a+b
r
r
+ a ↑↓ b : c = a − b
r
r
a, b ) = α
(
+
:c
2
= a 2 + b 2 + 2ab cos α
Trong đó: P1 = m1v1 = 1.1 = 1 (kgm/s)
P2 = m2v2 = 1.2 = 2 (kgm/s)
Trang 14
Vậy: P = P1 + P2 = 3 (kg.m/s)
ur uur
ur
P cùng phương cùng chiều với P1 , P2 .
+ HS 2, câu d
Động lượng của hệ:
P = P1 + P2 = m1 v1 + m2 v2
0
0
Khi (v1 ; v2 ) = 60 ⇒ ( P1 ; P2 ) = 60 = α
Trong đó: P1 = m1v1 = 1.1 = 1 (kgm/s)
P2 = m2v2 = 1.2 = 2 (kgm/s)
P = P12 + P22 + 2 P1 P2 cos α
r
P1
r
P2
r
P
α
β
các HS và kết luận
- GV yêu cầu 1 HS đứng tại lớp xác định kí hiệu cho các đại lượng, cả lớp cùng thống
nhất kí hiệu.
- GV gọi 2 HS lên bảng, 1 HS tóm tắt đề bài, 1 HS vẽ hình minh họa. Yêu cầu các em
dưới lớp quan sát, theo dõi để góp ý kiến.
- Gọi 1 HS nhận xét, góp ý và lấy ý kiến của cả lớp.
- GV nhận xét, đánh giá các câu trả lời của HS, đồng thời hoàn chỉnh phần tóm tắt và
hình vẽ
Bước 2: Phân tích hiện tượng vật lí của bài toán
GV tổ chức cho HS làm việc nhóm
- GV phân nhóm, chia lớp thành 6 nhóm, cử nhóm trưởng. Cho các nhóm thảo luận
trả lời các câu hỏi sau, GV yêu cầu nhóm trưởng ghi lại kết quả thảo luận của nhóm,
nội dung câu hỏi GV trình chiếu trên powerpoint:
+ Hệ khảo sát gồm những gì? Có thỏa mãn hệ kín không?
+ Bài toán gồm những giai đoạn nào? Các vật trong hệ chuyển động như thế nào
trong các giai đoạn đó?
+ Gọi d3 là khoảng cách từ đuôi thuyền đến bờ, d 3=? Khoảng cách này có thay đổi khi
Nam đi từ mũi thuyền đến đuôi thuyền không? Nếu có thay đổi, vì sao lại có sự thay
đổi đó?
- Giao nhiệm vụ cho các nhóm: nhóm 1, 2 trả lời câu 1, nhóm 3, 4 trả lời câu 2, nhóm
5, 6 trả lời câu 3.
Trang 16
- Gọi đại diện từng nhóm trả lời, các nhóm khác theo dõi góp ý.
- GV nhận xét, hoàn chỉnh các câu trả lời của các nhóm.
- Tiếp tục cho các nhóm thảo luận các câu hỏi sau:
+ Để tìm khoảng cách từ Nam đến bờ lúc sau cần tìm gì?
+ Vận dụng những kiến thức vật lí nào để giải bài toán?
- Với mỗi câu hỏi, GV gọi đại diện 1 nhóm trả lời, lấy ý kiến của các nhóm khác. Sau
- Yêu cầu các nhóm tiếp tục lập luận giải, trình bày lập luận bằng sơ đồ như trong
bảng phụ.
- Sau khi các nhóm làm việc xong, GV thu lại các bảng phụ, treo các bảng phụ lên
bảng.
- Gọi đại diện nhóm có bài tốt nhất lên thuyết trình lập luận của nhóm. Cho các nhóm
khác góp ý. Sau cùng, GV nhận xét, sửa chữa.
- Nếu bài đã sửa rõ ràng, GV lấy đó làm bài mẫu, nếu không, GV trình chiếu sơ đồ đã
chuẩn bị sẵn. Cho các nhóm khác tự nhận xét và đánh giá, điều chỉnh kết quả của
nhóm mình.
- Cá nhân đọc đề bài tập 2, xác định những dữ kiện đề bài cho và cái phải tìm.
- Thống nhất kí hiệu cho các đại lượng
Gọi d1 là khoảng cách từ mũi thuyền đến bờ, d2 là khoảng cách từ Nam đến bờ khi
bạn đã đến đuôi thuyền, l là chiều dài của thuyền.
- Từng HS tóm tắt đề bài, tham gia góp ý với phần tóm tắt và vẽ hình trên bảng, ghi
nhận những nhận xét của GV và sửa chữa vào vở.
Tóm tắt:
M=150kg, m=50kg
Trang 18
l=4m, d1=6m
d2=?
l=4m
Bờ
M=150kg
m=50kg
d1 =6m
- Thành lập nhóm, các HS trong nhóm quay vào nhau để cùng thảo luận.
r
v31
là vận tốc của thuyền so với bờ
r
v23
là vận tốc của Nam so với thuyền
- Cá nhân xin lên bảng vẽ hình các véc tơ vận tốc, chọn chiều dương. Cả lớp cùng góp
ý.
r
v21
r
v23
r
v31
O
Trang 20
x
- Các nhóm thảo luận.
- Đại diện nhóm trả lời, các nhóm khác theo dõi, góp ý kiến. Kết luận sau khi có ý
kiến của GV
- Đại diện nhóm có kết quả tốt nhất trình bày lập luận của nhóm, các nhóm khác
nhận xét, góp ý.
Trang 21
x
- Các nhóm thảo luận.
- Đại diện nhóm trả lời, các nhóm khác theo dõi, góp ý kiến. Kết luận sau khi có ý
kiến của GV
Từ những dữ kiện đề bài đã cho, ta dùng định luật bảo toàn động lượng cho hệ
(người + thuyền) ở hai giai đoạn như đã phân tích ở bước 2.
- Các nhóm viết phương trình ĐLBT động lượng vào giấy, đại diện một nhóm lên
bảng viết, các nhóm khác nhận xét và ghi lại kết quả đúng:
uur
ur
r
r
p = 0, p , = Mv31 + mv21
ur uur,
r
r
p = p ⇒ Mv31 + mv21 = 0
- Thảo luận để nhận ra được phải dùng công thức cộng vận tốc với đại lượng
r
r r
v21 = v23 + v31
r
người theo chiều quả bóng bay, mục đã cho.
đích của việc làm này là để làm gì?
Nói cách khác việc làm này có tác
dụng gì so với trường hợp người thủ
môn không co tay và không lùi người. - Các nhóm thảo luận để xác định phương
- Giữ nguyên nhóm đã phân khi giải án đúng.
BT 2, yêu cầu các nhóm thảo luận để + Nhóm 1: chọn…
chọn phương án đúng.
+ Nhóm 2: chọn…
……
- Đại diện nhóm đúng trình bày lập luận để
- Yêu cầu nhóm có kết quả đúng trình chọn phương án. Các nhóm khác theo dõi
bày lập luận để chọn phương án đó. góp ý kiến.
Các nhóm khác nhận xét, góp ý.
- Các nhóm sai ghi nhận những sai lầm
- GV nhận xét, đánh giá cách lập luận trong cách lập luận và sửa chữa.
của nhóm, sửa chữa để hoàn thiện. + Gọi v0 là vận tốc của bóng khi chạm vào
Cho đại diện các nhóm có kết quả sai tay thủ môn.
trình bày, GV chỉ ra những chỗ sai + Khi thủ môn bắt bóng, quả bóng dừng lại,
Trang 23
trong cách lập luận đó.
lúc đó v = 0.
+ động lượng quả bóng lúc chạm tay thủ
các câu hỏi gợi ý của GV.
r
r ∆pr
r
án D, vì sao khi người thủ môn co tay Có: F ∆t = ∆p ⇒ F = ∆t , với ∆pr không đổi,
và lùi người lại thì có thể giảm được khi người co tay lại và lùi người lại thì thời
cường độ lực của quả bóng lên tay?
gian tương tác giữa tay và bóng tăng lên, do
- Cho các nhóm thảo luận, gọi đại đó F giảm xuống.
diện nhóm trình bày, nhóm nào có câu Như vậy, người thủ môn làm như vậy là để
trả lời sớm nhất và tốt nhất GV ghi giảm cường độ lực của quả bóng tác dụng
điểm tốt.
lên tay.
- Cả lớp tiếp nhận vấn đề GV nêu ra, đây là
- Cho HS vận dụng vào các trường bài tập mở rộng của bài tập trên.
hợp khác như: Một cốc đựng nước đặt
trên một tờ giấy nhẵn để trên mặt bàn
Trang 24
phẳng. Nếu dùng tay kéo nhanh tờ
giấy thì có thể rút tờ giấy ra khỏi cốc
nước mà cốc nước vẫn gần như đứng
yên, giải thích vì sao?
Với bài tập giải thích hiện tượng trên, - Tiến hành làm bài tập nhanh và nộp để lấy
GV cho HS giải vào giấy làm bài tập điểm tốt.
nhanh, thời gian là 2 phút, sau thời
gian đó, GV không thu bài, số bài thu