BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY BẮC

BÙI THỊ HẰNG

DẠY HỌC BÀI TẬP VẬT LÝ PHẦN “ĐỘNG LỰC HỌC
CHẤT ĐIỂM” CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ THPT

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

SƠN LA, NĂM 2015


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY BẮC

BÙI THỊ HẰNG

DẠY HỌC BÀI TẬP VẬT LÝ PHẦN “ĐỘNG LỰC HỌC
CHẤT ĐIỂM” CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ THPT

Chuyên ngành: Phương pháp dạy học Vật lý

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Người hướng dẫn: ThS. Doãn Phương Lan

SƠN LA, NĂM 2015


Lời cảm ơn

TB

Trung bình

HS

Học sinh

GV

Giáo viên


MỤC LỤC
PHẦN I. MỞ ĐẦU .........................................................................................................1
1. Lí do chọn đề tài ..........................................................................................................1
2. Đối tượng nghiên cứu của đề tài..................................................................................2
3. Mục đích nghiên cứu. ..................................................................................................2
4. Phạm vi nghiên cứu của đề tài .....................................................................................2
5. Giả thuyết khoa học .....................................................................................................2
6. Nhiệm vụ nghiên cứu ..................................................................................................2
7. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................................. 3
8. Đóng góp của đề tài .....................................................................................................3
9. Cấu trúc của đề tài .......................................................................................................3
PHẦN II. NỘI DUNG ...................................................................................................4
CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ CƠ SỞ THỰC TIỄN ........................................4
1. Cơ sở lí luận .................................................................................................................4
1.1. Khái niệm bài tập vật lý............................................................................................4
1.2. Mục đích sử dụng bài tập vật lý trong dạy học ........................................................4
1.3. Phân loại bài tập vật lý trong dạy học ......................................................................5

2.1.3.5. Lực hướng tâm. ................................................................................................ 17
2.2. Phương pháp giải bài tập phần Động lực học chất điểm ........................................18
2.3. Những điểm cần lưu ý về phương pháp .................................................................19
2.4. Hướng dẫn giải một số dạng bài tập động lực học .................................................20
2.4.1. Bài tập định tính ..................................................................................................21
2.4.2. Bài tập định lượng ............................................................................................... 24
2.4.2.1. Dạng 1: Bài toán về áp dụng phương pháp động lực học cho chuyển động thẳng ....24
2.4.2.2. Dạng 2: Bài toán về áp dụng phương pháp động lực học cho chuyển động tròn
đều. ................................................................................................................................ 41
2.4.2.3. Dạng 3: Bài toán về áp dụng phương pháp động lực học cho chuyển động
parabol (chuyển động của vật bị ném). .........................................................................46
2.4.2.4. Dạng 4: Bài toán về tính các lực cơ học ........................................................... 52
2.5. Một số đề kiểm tra ..................................................................................................58
2.5.1. Đề kiểm tra 15 phút ............................................................................................. 58
2.5.2. Đề kiểm tra 45 phút ............................................................................................. 59
2.6. Một số phương án giảng dạy bài tập chương “Động lực học chất điểm” ..............63
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 .............................................................................................. 70
CHƯƠNG 3: CĂN CỨ ĐÁNH GIÁ MỤC TIÊU .....................................................71
1. Mục đích đánh giá .....................................................................................................71


2. Đối tượng đánh giá ....................................................................................................71
3. Phương pháp đánh giá ............................................................................................... 71
PHIẾU ĐÁNH GIÁ .......................................................................................................72
4. Kết quả đánh giá ........................................................................................................73
PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................75
1. Kết luận......................................................................................................................75
2. Kiến nghị ...................................................................................................................75
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

rèn luyện kỹ năng giải các bài tập động lực học chất điểm là một nội dung cụ thể có
thể phát triển tư duy Vật lý, và cung cấp cho học sinh cách tư duy cũng như cách học
đặc trưng của bộ môn Vật lý ở cấp trung học phổ thông.

1


Ở mỗi phần kiến thức đều có yêu cầu cao về vận dụng kiến thức đã học được
vào giải bài tập Vật lý. Vì vậy cần đưa ra được những phương án hướng dẫn học sinh
vận dụng kiến thức một cách tối ưu để học sinh có thể nhanh chóng tiếp thu và vận
dụng dễ dàng vào giải các bài tập cụ thể.
Đây cũng chính là lí do tôi mạnh dạn chọn đề tài: Dạy học bài tập Vật lý phần
“Động lực học chất điểm” chương trình Vật lí THPT nhằm củng cố thêm kiến thức
lí thuyết và phương pháp giải bài tập cho bản thân trong quá trình học chương này,làm
tài liệu tham khảo cho giáo viên THPT trong quá trình giảng dạy, sinh viên sư phạm
Vật lí và học sinh THPT làm tài liệu tham khảo lí thuyết và giải một số bài tập cơ bản
của chương “Động lực học chất điểm”.
2. Đối tượng nghiên cứu của đề tài
Bài tập thuộc chương II: Động lực học chất điểm (SGK Vật lí 10 – THPT)
trong đó nghiên cứu:
- Hệ thống cơ sở lí luận về bài tập Vật lý, sau đó vận dụng chúng vào nghiên
cứu các bài tập chương II.
- Hệ thống lý thuyết chương II.
- Hệ thống các bài tập
3. Mục đích nghiên cứu.
- Vận dụng cơ sở lí luận về dạy học bài tập vật lý để hệ thống lí thuyết, phân
loại và hướng dẫn giải các bài tập chương “Động lực học chất điểm”, sách giáo khoa
Vật lí 10 THPT có định hướng tư duy cho học sinh nhằm bám sát mục tiêu dạy học và
chuẩn kiến thức kĩ năng học sinh cần đạt được trong chương trình.
4. Phạm vi nghiên cứu của đề tài

9. Cấu trúc của đề tài
Đề tài gồm ba phần:
Phần I: Mở đầu
Phần II: Nội dung gồm:
Chương 1: Cơ sở lí luận và cơ sở thực tiễn
Chương 2: Dạy học bài tập Vật lý phần: “Động lực học chất điểm” chương
trình THPT.
Chương 3: Căn cứ đánh giá mục tiêu
Phần III: Kết luận và kiến nghị

3


PHẦN II. NỘI DUNG
CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ CƠ SỞ THỰC TIỄN
1. Cơ sở lí luận
1.1. Khái niệm bài tập vật lý
Trong thực tế dạy học, “bài tập vật lý được hiểu là một vấn đề được đặt ra mà
trong trường hợp tổng quát đòi hỏi những suy luận logic, những phép toán và thí
nghiệm dựa trên cơ sở các định luật và các phương pháp vật lý”…
Hay trong các tài liệu về phương pháp dạy học bộ môn người ta hiểu “bài tập
vật lý là những bài tập được lựa chọn một cách phù hợp với mục đích chủ yếu là
nghiên cứu các hiện tượng vật lý, hình thành các khái niệm, phát triển tư duy vật lý
của học sinh và rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức của học sinh vào thực tiễn”.
Do đó, bài tập vật lý với tư cách là một phương pháp dạy học giữ vị trí đặc biệt
quan trọng trong việc hoàn thành nhiệm vụ dạy học vật lí trong nhà trường phổ thông.
1.2. Mục đích sử dụng bài tập vật lý trong dạy học
Thông qua dạy học về bài tập vật lý, người học có thể nắm vững một cách
chính xác, sâu sắc và toàn diện hơn những quy luật vật lý, những hiện tượng vật lý,
biết cách phân tích chúng và ứng dụng chúng vào các vấn đề thực tiễn, làm cho kiến

+ Bài tập vui.
- Phân loại theo phương thức cho điều kiện và phương thức giải:
+ Bài tập định tính.
+ Bài tập định lượng.
+ Bài tập thí nghiệm.
+ Bài tập đồ thị.
1.4. Hoạt động giải bài tập vật lý
- Xác lập được mối liên hệ cơ bản cụ thể dựa trên việc vận dụng kỹ thuật vật lí
vào những điều kiện cụ thể của bài toán đã cho.
- Sự tiếp tục luận giải, tính toán đi từ đầu mối liên hệ đã xác lập đến kết luận
cuối cùng của việc giải quyết vấn đề đã đặt ra trong bài toán.
1.5. Các yêu cầu chung trong dạy học về bài tập vật lý
1.5.1. Lựa chọn hệ thống bài tập
- Khi lựa chọn hệ thống bài tập cần đảm bảo các yêu cầu sau:
+ Thông qua việc giải hệ thống bài tập, những kiến thức cơ bản, đã được xác
định của đề tài phải được củng cố, ôn tập, hệ thống hóa và khắc sâu thêm.
+ Tính tuần tự tiến lên từ đơn giản đến phức tạp của các mối quan hệ giữa các
đại lượng và các khái niệm đặc trưng cho các quá trình hoặc hiện tượng phải được mô
tả trong hệ thống bài tập.
+ Mỗi bài tập phải đóng góp một phần nào đó vào việc hoàn thiện kiến thức
5


cho học sinh. Mỗi bài tập phải đem lại cho học sinh một điều mới mẻ nhất định, một
khó khăn vừa sức.
+ Hệ thống bài tập phải đa dạng về thể loại (bài tập định tính, bài tập định
lượng, bài tập đồ thị…) và nội dung phải không được trùng lặp.
+ Các kiến thức toán lý được sử dụng trong bài tập phải phù hợp với trình độ
học sinh.
+ Số lượng bài tập được lựa chọn phải phù hợp với sự phân bố thời gian.

kiện đã cho.
- Dùng các kí hiệu vật lý để ghi tóm tắt đề bài.
- Đổi đơn vị về đơn vị hợp pháp.
- Vẽ hình mô tả hiện tượng vật lý trong bài tập.
Bước 2: Phân tích các hiện tượng của bài toán để xác lập các mối liên hệ cơ bản.
- Đối chiếu các dữ kiện đã cho và cái phải tìm, xét bản chất vật lý của hiện
tượng để nhận ra các định luật, công thức lí thuyết có liên quan.
- Xác lập các mối liên hệ cụ thể của cái đã biết và cái phải tìm (mối liên hệ cơ bản).
- Tìm kiếm và lựa chọn các mối liên hệ tối thiểu cần thiết sao cho thấy được
mối liên hệ của cái phải tìm với các dữ liệu xuất phát, từ đó có thể rút ra cái phải tìm.
Bước 3: Luận giải, tính toán các kết quả bằng số.
- Mỗi bài tập phải bắt đầu giải ở dạng tổng quát (tức là với các kí hiệu chữ), hơn
nữa, đại lượng cần tìm phải được biểu thị qua các đại lượng đã cho. Sau khi tìm được
kết quả cuối cùng bằng chữ, học sinh tiếp tục luận giải để rút ra mối liên hệ tường
minh, trực tiếp giữa cái đã cho và cái phải tìm bằng cách thay các đại lượng bằng trị số
của chúng để tính kết quả bằng số.
- Các trị số của các đại lượng vật lí luôn luôn là gần đúng. Do đó, khi tính toán
cần tuân theo các quy tắc áp dụng cho các số gần đúng.
Bước 4: Kiểm tra, nhận xét kết quả (biện luận)
- Kiểm tra xác nhận kết quả:
+ Kiểm tra xem đã tính toán đúng chưa.
+ Kiểm tra xem thứ nguyên có phù hợp không.
+ Kiểm tra kết quả bằng thực nghiệm xem có phù hợp không.
+ Giải bài toán theo cách khác xem có cho cùng kết quả không.
- Nhận xét về:
+ Giá trị thực tế của kết quả.
+ Phương pháp giải.
+ Khả năng mở rộng bài tập.
+ Khả năng ứng dụng của bài tập…


bài toán.
+ Nhược điểm: Theo cách này không đảm bảo cho học sinh giải toán một cách
chắc chắn. Giáo viên phải hướng dẫn sao cho không được đưa học sinh đến chỗ chỉ
việc thực hiện các hành động theo mẫu đồng thời không hướng dẫn viển vông, quá
chung chung, không giúp ích cho sự định hướng tư duy của học sinh.
8


1.7.3. Định hướng khái quát hóa chương trình
- Là sự hướng dẫn cho học sinh tự tìm tòi cách giải quyết chứ không thông báo
ngay cho học sinh cái đã có sẵn. Giáo viên tiến hành dạy có kế hoạch về sự phân tích
các nhiệm vụ nhằm rút ra những điểm tựa để thực hiện nhiệm vụ. Đặc biệt 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. Nếu học sinh không đáp ứng được thì sự giúp đỡ
tiếp theo của giáo viên là sự định hướng khái quát ban đầu, cụ thể hóa thêm một bước
bằng cách gợi ý thêm cho học sinh để thu hẹp hơn phạm vi tìm tòi, giải quyết phù hợp
với học sinh. Nếu vẫn không đủ khả năng tự lập tìm tòi, giải quyết thì hướng dẫn của
giáo viên chuyển thành hướng dẫn theo mẫu để đảm bảo cho học sinh hoàn thành yêu
cầu của một bước, sau yêu cầu học sinh tự tìm tòi, giải quyết bước tiếp theo. Nếu cần,
giáo viên lại giúp đỡ cho đến khi giải quyết xong vấn đề đặt ra.
- Kiểu hướng dẫn này được áp dụng khi có điều kiện hướng dẫn tiến trình hoạt
động giải bài toán của học sinh, nhằm giúp học sinh tự lực giải quyết được bài toán đã
cho, đồng thời dạy học sinh cách suy nghĩ trong quá trình giải toán.
+ Ưu điểm: Hình thành ở người học kĩ năng định hướng, kĩ năng kế hoạch hóa
hoạt động giải bài tập, kĩ năng thực hiện kế hoạch giải bài tập.
2. Cơ sở thực tiễn
2.1. Cơ sở pháp lý
Ngày 5 tháng 5 năm 2006, Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo đã kí quyết định số
16/2006/QĐ – BGDĐT về việc ban hành Chương trình giáo dục phổ thông gồm:
+ Mục tiêu giáo dục.


+ Biểu diễn được vectơ lực và phản lực trong các bài tập cụ thể.
+ Vận dụng được ba định luật Niu tơn để giải được các bài toán đối với
một vật hoặc hệ hai vật chuyển động.
+ Vận dụng được mối quan hệ giữa khối lượng và mức quán tính của vật
để giải thích một số hiện tượng trong đời sống và kĩ thuật.
+ Giải được các bài toán về chuyển động ném ngang.
+ Vận dụng được các công thức tính lực hấp dẫn để giải các bài tập đơn
giản.
+ Vận dụng được công thức tính lực ma sát để giải các bài tập.
+ Vận dụng được định luật Húc để giải được bài tập đơn giản về sự biến
dạng của lò xo.
+ Xác định được lực hướng tâm và giải được bài toán về chuyển động
tròn đều khi vật chịu tác dụng của một lực hoặc hai lực.
Căn cứ văn bản số 5842/BGDĐT-VP ngày 01 tháng 9 năm 2011 của Bộ Giáo

dục và Đào tạo về việc: Hướng dẫn điều chỉnh nội dung dạy học GDPT.
Theo phân phối chương trình, chương Động lực học chất điểm gồm hai tiết bài tập.
Kết luận: Dựa vào chuẩn kiến thức kĩ năng cần đạt thì số lượng tiết bài tập
trong chương trình còn ít chưa đáp ứng được việc vận dụng đủ các kiến thức vào giải
quyết các bài tập của chương.
2.2. Cơ sở thực nghiệm
Bằng việc sử dụng các mẫu phiếu hỏi giáo viên THPT và giảng viên trường ĐHTB

10


2.2.1.Thực trạng dạy học bài tập vật lí chương “Động lực học chất điểm” ở THPT
2.2.1.1. Mục đích điều tra
- Tìm hiểu thực trạng dạy học bài tập vật lý nói chung và dạy học bài tập phần

tra còn phụ thuộc rất nhiều bởi yếu tố học sinh.
11


- Bài tập trong chương Động lực học chất điểm được phân dạng theo các chủ đề
nhỏ tương ứng với từng bài học. Về bài tập trọng tâm trong chương là các bài tập về
áp dụng các định luật Niutơn.
- Trong quá trình dạy học bài tập vật lí chương “Động lực học chất điểm”, giáo
viên thường hướng dẫn học sinh giải bài tập bằng phương pháp động lực học: Tóm tắt;
vẽ hình; phân tích lực tác dụng lên vật; viết phương trình động lực học theo định luật
II Niutơn; chiếu phương trình ĐLH lên chiều dương đã chọn; xác định gia tốc a (nếu
dữ kiện đầu bài chưa có); kết hợp các công thức động học để xác định các yếu tố cần
tìm (quãng đường, vận tốc, thời gian….).
- Trong các tiết kiểm tra thì thường sử dụng các bài tập trắc nghiệm xen kẽ với
các bài tập tự luận để đánh giá mức độ nhận biết, thông hiểu, vận dụng của học sinh.
- Do kiến thức phần này khá nhiều và quan trọng với việc hình thành tư duy vật
lý cho học sinh mà phân phối tiết bài tập không đáp ứng đủ mục tiêu về kiến thức và kĩ
năng nên cần bổ sung tiết tự chọn.
- Phần “Lực ma sát lăn. Lực ma sát nghỉ. Chuyển động li tâm” thuộc phần giảm
tải nhưng kiến thức của phần này vẫn giúp cho học sinh giải thích được một số hiện
tượng trong đời sống và kĩ thuật, kiến thức phần này gắn liền với các bài tập thực tế
giúp học sinh có khả năng tư duy và yêu thích bộ môn vật lý hơn, vì vậy nên cho các
bài tập phần này vào tiết tự chọn.
- Khi giải bài tập vật lý chỉ có một số bộ phận rất nhỏ học sinh giỏi và khá có
thể độc lập suy nghĩ để tìm lời giải các bài tập, tự mình giải quyết nhiệm vụ học tập.
Học sinh thường gặp khó khăn vận dụng kiến thức để thấy được kiến thức vật lý trong
kĩ thuật và hiểu được ý nghĩa của các kiến thức học được trong đời sống.
Kết luận: Như vậy, việc dạy học bài tập vật lý ở THPT là rất quan trọng, việc sử
dụng bài tập còn phụ thuộc quá nhiều vào năng lực hiện tại của học sinh nên việc dạy
và học bài tập vật lí chưa hiệu quả, còn mang nặng hình thức áp đặt, do chia nhỏ các dạng

thay đổi chuyển động của vật (gây ra gia tốc cho vật) hoặc làm cho vật bị biến dạng.
Đơn vị: Niutơn (N).
b. Tổng hợp và phân tích lực
+ Tổng hợp lực là thay thế nhiều lực tác dụng đồng thời vào một vật bằng một
lực có tác dụng giống hệt như tác dụng của toàn bộ những lực ấy. Lực thay thế gọi là
hợp lực, các lực được thay thế gọi là lực thành phần.
+ Trong vật lý thường dùng quy tắc hình bình hành: Hợp lực của hai lực đồng
quy được biểu diễn bằng đường chéo (kẻ từ điểm đồng quy) của hình bình hành mà hai
cạnh là những vectơ biểu diễn hai lực thành phần.
+ Phân tích lực là thay thế một lực bằng hai hay nhiều lực tác dụng đồng thời và
gây hiệu quả giống hệt như lực ấy.
- Để phân tích một lực thành hai lực thì cần phải biết phương tác dụng của hai
lực đó.
Nếu phương tác dụng của hai lực thành phần vuông góc với nhau thì lực thành
phần là hình chiếu của hợp lực trên các phương đó.
2.1.2. Ba định luật Niutơn
a. Định luật I.
- Nội dung định luật: “Nếu một vật không chịu tác dụng của lực nào, hoặc chịu
tác dụng của các lực có hợp lực bằng không, thì nó giữ nguyên trạng thái đứng yên
hoặc chuyển động thẳng đều”.
- Quán tính là tính chất của mọi vật có xu hướng bảo toàn vận tốc cả về hướng
và độ lớn. Chuyển động thẳng đều được gọi là chuyển động theo quán tính.
- Hệ quy chiếu quán tính là hệ quy chiếu trong đó định luật I Niutơn được
nghiệm đúng. Hệ quy chiếu gắn với mặt đất hoặc chuyển động thẳng đều so với mặt
đất là hệ quy chiếu quán tính.

14


b. Định luật II.

g=

GM
(R + h)2

Trong đó: M, R tương ứng là khối lượng, bán kính của Trái Đất.
2.1.3.2. Lực đàn hồi
- Lực đàn hồi xuất hiện khi vật chịu tác dụng đàn hồi, và luôn có xu hướng
chống lại nguyên nhân gây ra biến dạng.
- Lực đàn hồi của lò xo xuất hiện ở cả hai đầu của nó và tác dụng vào vật tiếp
xúc với nó làm nó biến dạng. Khi bị dãn, lực đàn hồi của lò xo hướng vào trong lò xo,
còn khi bị nén lực đàn hồi hướng ra ngoài.
- Định luật Huc: Trong giới hạn đàn hồi, lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ thuận với độ
biến dạng của lò xo.
Fdh = -k ∆l
k: độ cứng (hệ số đàn hồi) [N/m].
∆l: độ biến dạng (độ nén hay độ giãn) của lò xo.
Dấu trừ thể hiện lực đàn hồi luôn có chiều ngược với chiều biến dạng.
- Khi sợi dây bị kéo căng nó sẽ tác dụng lên vật những lực căng có đặc điểm:
+ Điểm đặt của lực là điểm mà đầu dây tiếp xúc với vật.
+ Phương trùng với chính sợi dây, chiều của lực hướng từ hai đầu sợi dây vào
phần giữa của sợi dây.
Với những dây khối lượng không đáng kể thì lực căng ở hai đầu dây có cùng
một độ lớn. Đối với dây vắt qua ròng rọc, nếu khối lượng của dây, của ròng rọc, ma sát
ở trục quay không đáng kể thì lực căng trên hai nhánh dây đều có độ lớn bằng nhau.

16


- Đối với các mặt tiếp xúc bị biến dạng khi ép vào nhau, lực đàn hồi được gọi là

n : Hệ số ma sát nghỉ

Fms n.N

2.1.3.4. Lực quán tính: xuất hiện khi dùng hệ quy chiếu phi quán tính.
Đặc điểm
+ Điểm đặt: Ở vật ta xét.
+ Hướng: Ngược hướng với gia tốc của hệ quy chiếu
+ Độ lớn: Fqt = ma với a là độ lớn gia tốc của hệ quy chiếu quán tính so với mặt đất.
2.1.3.5. Lực hướng tâm.
Khi một vật chuyển động tròn đều, hợp lực của các lực tác dụng lên nó gọi là
lực hướng tâm.
Fht =

mv 2
= mω2r
r
17


2.2. Phương pháp giải bài tập phần Động lực học chất điểm
Khi hướng dẫn học sinh giải các bài tập nên đưa ra angorit và cách vận dụng
trong linh hoạt các bài tập cụ thể.
a. Phương pháp động lực học.
Phương pháp động lực học là phương pháp vận dụng ba định luật Niu-tơn, nhất
là định luật II, và các lực cơ học để giải các bài toán cơ học. Phương pháp gồm các
bước chính sau đây:
Bước 1: Chọn hệ quy chiếu.
Bước 2: Biểu diễn các lực tác dụng lên vật.
Bước 3: Viết biểu thức định luật II Niu-Tơn.