Mục đích của sáng kiến kinh nghiệm này là lựa chọn và hướng dẫn học sinh giải một số bài tập nhằm định hướng phát triển ở học sinh năng lực vận dụng, tổng hợp kiến thức, kĩ năng một cách tích cực, tự lực và sáng tạo nhanh nhất, hiệu quả nhất, phù hợp với từng đối tượng học sinh.
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI MÃ SKKN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP ĐẶT CÂU HỎI VÀ GIẢI BÀI TẬP CƠ HỌC TRONG MÔN VẬT LÝ THCS Lĩnh vực : Vật lý Cấp học : Trung học sở NĂM HỌC 2016- 2017 Một số phương pháp đặt câu hỏi giải tập học môn Vật lý THCS MỤC LỤC PHẦN I: PHẦN MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu: Đối tượng phạm vi nghiên cứu: Phương pháp nghiên cứu: Kế hoạch nghiên cứu PHẦN II: NHỮNG BIỆN PHÁP ĐỔI MỚI Chương I: Cơ sở lí luận liên quan đến đề tài nghiên cứu Cơ sở lí luận: 2 Cơ sở thực tiễn: Chương II: Giải pháp chủ yếu để thực đề tài I Các giải pháp chủ yếu: II Tổ chức triển khai thực hiện: 2.1 Bài tập tốc độ trung bình tổng hợp vận tốc 2.1.1 Những kiến thức cần thiết: 2.1.2 Một số lưu ý mặt phương pháp: 2.1.3 Một số ví dụ: 2.2 Bài tập máy đơn giản 12 2.2.1 Những kiến thức cần thiết: 12 2.2.2 Một số lưu ý mặt phương pháp: 13 2.2.3 Một số ví dụ: 13 2.3 Bài tập chất lỏng: 17 2.3.1 Những kiến thức cần thiết: 17 2.3.2 Một số lưu ý mặt phương pháp: 18 2.3.3 Một số ví dụ: 18 2.4 Bài tập công, công suất, lượng: 23 2.4.1 Những kiến thức cần thiết: 23 2.4.2 Một số lưu ý mặt phương pháp: 24 2.4.3 Một số ví dụ: 25 III KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC TRONG QUÁ TRÌNH GIẢNG DẠY 29 PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 30 Kết luận: 30 Kiến nghị: 30 TÀI LIỆU THAM KHẢO Một số phương pháp đặt câu hỏi giải tập học môn Vật lý THCS PHẦN I: PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Hệ thống tập vật lý trường trung học sở chủ yếu yêu cầu học sinh vận dụng kiến thức học để giải thích, dự đốn số tượng thực tế hay tính tốn đại lượng số trường hợp cụ thể Nhiệm vụ người giáo viên phải tìm phương pháp phù hợp để hướng dẫn học sinh biết cách lập luận, suy luận cách chặt chẽ, xác, quy tắc nhằm vận dụng kiến thức lý thuyết khái quát học để giải trọn vẹn yêu cầu tập Hoạt động nhằm rèn luyện kỹ giải tập vật lý cụ thể, đồng thời góp phần hình thành cho học sinh kỹ hoạt động tự lực trình học tập mơn vật lý trường trung học sở Đề tài nhằm giới thiệu cho giáo viên vật lý trung học sở số cách suy nghĩ, lập luận, đặt câu hỏi để hướng dẫn học sinh tìm lời giải cho hệ thống tập phần học chương trình vật lý trung học sở cách tốt nhanh nhất, dễ hiểu Trên sở đó, người giáo viên tự tìm cho phương pháp phù hợp để hướng dẫn học sinh trình dạy tập vật lý để nâng cao hiệu dạy học Mục đích nghiên cứu: Lựa chọn hướng dẫn học sinh giải số tập nhằm định hướng phát triển học sinh lực vận dụng, tổng hợp kiến thức, kĩ cách tích cực, tự lực sáng tạo nhanh nhất, hiệu nhất, phù hợp với đối tượng học sinh Đối tượng phạm vi nghiên cứu: Đề tài “MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP ĐẶT CÂU HỎI VÀ GIẢI BÀI TẬP CƠ HỌC TRONG MÔN VẬT LÝ THCS” nghiên cứu viết dựa vào đặc điểm tâm sinh lí đối tượng học sinh THCS Phương pháp nghiên cứu: Là lĩnh vực khoa học tự nhiên nên tác giả sử dụng phương pháp đặc trưng mơn, có tính đặc thù như: a Phương pháp thí nghiệm vật lý b Phương pháp thực nghiệm c Phương pháp dạy học theo nhóm d Phương pháp dạy học tượng vật lí e Phương pháp dạy học đại lượng vật lí f Phương pháp dạy học định luật vật lí Kế hoạch nghiên cứu -Tháng – 12 năm 2016: thu thập thông tin tài liệu, nghiên cứu lý thuyết, lên kế hoạch, viết đề cương chi tiết - Tháng 1/2016-> tháng năm 2017 triển khai thực đề tài - Tháng 2-4/2017 Thu thập kết quả, viết đề tài - Tháng 4/2017 nộp đề tài 1/30 Một số phương pháp đặt câu hỏi giải tập học môn Vật lý THCS PHẦN II: NHỮNG BIỆN PHÁP ĐỔI MỚI Chương I: Cơ sở lí luận liên quan đến đề tài nghiên cứu Cơ sở lí luận: Bài tập vật lý hiểu làm để học sinh tập vận dụng kiến thức khái quát xây dựng học lý thuyết để giải vấn đề cụ thể Những vấn đề cần giải thường trình bày hai dạng: giải thích tượng dự đốn tượng Giải thích tượng nghĩa rõ nguyên nhân dẫn đến tượng đó, tức nguyên nhân liên quan đến số tính chất vật số định luật vật lý biết Như vậy, giải thích tượng khơng phải tiến hành tùy tiện theo suy nghĩ chủ quan mà phải dựa kiến thức biết, coi chân lý Dự đoán tượng phải vào tính chất vật, định luật biết để dự đốn tính chất hay định luật kiến thức khái quát chung cho loại tượng Vì việc giải thích hay dự đốn định tính định lượng nên người ta thường chia tập thành hai loại: tập định tính tập định lượng Với tập định tính, ta cần thực lập luận logic để nguyên nhân tượng hay dự đoán tượng xảy Đối với tập định lượng, ta phải tính tốn cụ thể giá trị số đại lượng đặc trưng cho tượng Đối với trình độ trung học sở, tập định tính có tầm quan trọng đặc biệt yêu cầu học sinh phải nắm vững tính chất, quy luật vật, tượng biết cách trình bày lập luận chặt chẽ, hợp lý Trong đó, tập tính tốn thường sử dụng phép tính đơn giản dựa cơng thức đơn giản, địi hỏi phải lập phương trình hay hệ phương trình phức tạp Xu chung giảm bớt phần tính tốn phức tạp để tránh trường hợp học sinh sa vào áp dụng công thức cách hình thức, máy móc Hơn nữa, q trình giải tập định lượng phải bắt đầu việc xét mặt định tính tượng cách lập luận để công thức áp dụng biểu thị cho tính chất đại lượng vật lý hay định luật vật lý Nói cách khác, tập định lượng hàm chứa tập định tính mở đầu Vì vậy, việc đặt câu hỏi, định hướng học sinh nội dung trọng tâm tập để học sinh phát tượng, hiểu tượng vận dụng kiến thức liên mơn tìm cách giải nhanh nhất, hiệu việc vơ khó khơng phải giáo viên tìm phương pháp, lí nên tơi chọn đề tài: “Một số phương pháp đặt câu hỏi giải tập học môn vật lý THCS” 2/30 Một số phương pháp đặt câu hỏi giải tập học môn Vật lý THCS Cơ sở thực tiễn: Các bước chung để giải tập vật lý: a) Bước 1: Tìm hiểu đề bài, là: - Tìm hiểu ý nghĩa vật lý từ ngữ đề diễn đạt lại ngôn ngữ vật lý - Biểu diễn địa lượng vật lý ký hiệu, chữ quen dùng theo quy ước sách giáo khoa - Vẽ hình (nếu cần thiết) - Tóm tắt đề bài: xác định kiện cho kiện cần tìm tập b) Bước 2: Phân tích tượng vật lý, là: - Xác định xem tượng nêu đề thuộc phần kiến thức vật lý nào, có liên quan đến khái niêm nào, định luật nào, quy tắc - Nếu gặp tượng vật lý phức tạp cần phân tích thành tượng đơn giản, bị chi phối nguyên nhân, quy tắc hay định luật vật lý xác định - Tìm hiểu xem tượng vật lý diễn biến qua giai đoạn nào; giai đoạn tuân theo định luật nào, quy tắc c) Bước 3: Xây dựng lập luận cho việc giải tập, bao gồm khâu: - Trình bày có hệ thống lập luận logic để tìm mối liên hệ kiện cho kiện cần tìm tập Có thể trình bày lập luận theo hai phương pháp: phương pháp phân tích phương pháp tổng hợp + Phân tích kiện cần tìm, thơng qua mối quan hệ trung gian, ta xác lập mối quan hệ dần đến kiện cho Cuối cùng, ta tìm mối liên hệ trực tiếp kiện cần tìm kiện cho Phương pháp giúp học sinh bậc trung học sở dễ tiếp cận vấn đề + Tổng hợp kiện cho, thông qua mối quan hệ trung gian, ta xác lập mối quan hệ dần đến kiện cần tìm Cuối cùng, ta tìm mối liên hệ trực tiếp kiện cho kiện cần tìm - Nếu cần tính tốn định lượng lập cơng thức có liên quan đến đại lượng cho biết, đại lượng cần tìm Sau thực phép biến đổi toán học để đưa phương trình chứa đại lượng biết ẩn số đại lượng cần tìm - Đổi đơn vị đại lượng hệ đơn vị thức tính tốn d) Bước 4: Kiểm tra biện luận kết thu - Kiểm tra xem biến đổi tốn học có xác chưa Có thể kiểm tra cách giải khác - Biện luận xem kết thu đầy đủ chưa, kết chọn có phù hợp với thực tế hay không 3/30 Một số phương pháp đặt câu hỏi giải tập học môn Vật lý THCS Chương II: Giải pháp chủ yếu để thực đề tài I Các giải pháp chủ yếu: Hoạt động giải tập vật lý theo nghĩa phải hoạt động tự lực học sinh trình vận dụng kiến thức vật lý vào giải vấn đề cụ thể Để giúp học sinh thực biết vận dụng kiến thức vật lý cho việc giải tập, người giáo viên phải có phương pháp hướng dẫn học sinh biết phân tích tượng nêu đề bài, nhận rõ diễn biến tượng, xác định tính chất, nguyên nhân, quy luật chi phối diễn biến tượng Dù tập định lượng, tính tốn phải phân tích định tính để chọn cơng thức tính tốn phù hợp Mặt khác, người giáo viên cần phải nắm rõ phương pháp suy luận logic hay phương pháp nhận thức vật lý để hướng dẫn cho học sinh thực phương pháp có điều kiện Suy nghĩ tìm lời giải hoạt động xảy trí não, khơng quan sát Do giáo viên làm mẫu để học sinh bắt chước, giáo viên đưa hệ thống câu hỏi để dẫn, dẫn dắt, định hướng cho học sinh suy nghĩ Căn vào kết trả lời học sinh mà biết kết hay sai, để điều chỉnh câu hỏi sau cho dễ hơn, sâu rộng Để xây dựng hệ thống câu hỏi hướng dẫn thích hợp, người giáo viên cần phải giải trước tập theo trình tự bước giải nhằm lường trước khó khăn gặp phải mà học sinh gặp phải vào mà đặt câu hỏi hướng dẫn Quá trình hướng dẫn học sinh suy nghĩ để tìm tịi lời giải thực theo bước sau: - Trước hết, cần phải rèn luyện cho học sinh thói quen thực bốn bước giải tập vật lý, tránh làm tắt, làm vội Trong bước giải có số việc phải làm định, đặc biệt cần ý khâu phân tích tượng vật lý Nếu học sinh luyện tập nhiều lần quen với bước giải - Hướng dẫn học sinh phân tích tượng cách đưa đưa câu hỏi gợi ý cho học sinh lưu ý đến dấu hiệu có liên quan đến tượng biết, chi phối quy luật, tính chất biết Thơng thường, phần chương trình vật lý có số tượng điển hình cần nhớ Khi phân tích quy tượng điển hình việc tìm lời giải trở nên dễ dàng - Hướng dẫn học sinh xây dựng lập luận trình giải Đây bước mà học sinh cần thực nhiều phép suy luận trợ giúp, hướng dẫn người giáo viên Ví dụ loại tập giải thích tượng, giáo viên hướng dẫn cho học sinh tiến hành suy luận theo bước chung sau: + Phân tích tượng cho đề thành tượng điểm hình biết 4/30 Một số phương pháp đặt câu hỏi giải tập học môn Vật lý THCS + Nhớ lại phát biểu thành lời tính chất, định luật chi phối tượng điển hình + Xây dựng lập luận nhằm xác lập mối liên hệ tượng điển hình chung (quy luật chung) với tượng cụ thể đề qua chuỗi lập luận rút gọn (tìm tiên đề thứ nhất, biết tiên đề thứ hai kết luận) + Phối hợp tất lập luận để lý giải nguyên nhân tượng cho biết đề Việc hiểu vận dụng quy tắc logic học để đảm bảo xây dựng lập luận quy tắc, dẫn đến kết luận rắc rối học sinh trung học sở Vì vậy, giáo viên nên chọn số hình thức suy luận để tập cho học sinh áp dụng cho quen dần Khi học sinh thực sai đưa câu hỏi, gợi ý bổ sung để giúp học sinh phát hện chỗ sai Chẳng hạn phát học sinh hiểu sai định luật dùng làm tiên đề thứ yêu cầu học sinh nhắc lại định luật II Tổ chức triển khai thực hiện: 2.1 Bài tập tốc độ trung bình tổng hợp vận tốc 2.1.1 Những kiến thức cần thiết: - Sự thay đổi vị trí vật vật khác theo thời gian gọi chuyển động học - Nói vật chuyển động hay đứng yên phải nói rõ vật chuyển động hay đứng yên vật dùng làm vật mốc Cùng vật chuyển động vật lại đứng yên vật khác Thông thường tiện, người ta thường lấy mặt đất làm vật mốc Chuyển động học tương đối - Chuyển động thẳng chuyển động thẳng vật quãng đường khoảng thời gian - Vận tốc chuyển động thẳng cho biết mức độ nhanh hay chậm chuyển động xác định quãng đường mà vật đơn vị thời gian s Công thức vận tốc: v - Đơn vị đo vận tốc phụ thuộc vào đơn vị đo đường đơn vị đo thời gian Nếu s đo mét (m), t đo giây (s) v đo mét giây (m/s) Đó đơn vị đo chuẩn vận tốc Ta hay gặp phép quy đổi: m/s = 100 cm/s = 3,6 km/h Trong chuyển động thẳng đều, vận tốc có giá trị khơng đổi - Đường chuyển động thẳng tỉ lệ thuận với thời gian đi: s = v.t 5/30 Một số phương pháp đặt câu hỏi giải tập học mơn Vật lý THCS v số Công thức cho chuyển động đường cong - Cùng vật chuyển động với vận tốc lớn (nhanh) vật chuyển động với vận tốc nhỏ (chậm) vật khác Nói vật chuyển động nhanh hay chậm phải nói rõ vật dùng làm vật mốc Nói vận tốc vật phải nói rõ vật Vận tốc tương đối - Với chuyển động không tỉ số s/t cho biết vận tốc trung bình vtb chuyển động qng đường đó: s vtb = t 2.1.2 Một số lưu ý mặt phương pháp: - Vì chuyển động vận tốc có tính tương đối nên đề cập đến chuyển động vận tốc vật, ta cần nói rõ vật chuyển động vật mốc vận tốc vật so với vật mốc - Cần rèn luyện cho học sinh sử dụng công thức lập luận xác quen dần với việc sử dụng toán học học tập vật lý - Đối với toán liên quan đến cộng vận tốc, ta sử dụng tính tương đối chuyển động công thức cộng vận tốc Do học sinh không học công thức cộng vận tốc nên giáo viên tránh cho học sinh sử dụng thẳng công thức Có thể từ cơng thức vận tốc tương đối v = s/t (với s quãng đường vật so với vật mốc, vật mốc chuyển động) để suy công thức cộng vận tốc trước áp dụng Trong trường hợp vật chuyển động chiều so với vật mốc nên chọn vật có vận tốc nhỏ làm mốc để xét chuyển động Trong trường hợp đó, gọi v vận tốc vật, u vận tốc vật mốc thì: + Khi vật chuyển động chiều với vật mốc mới, vận tốc vật so với vật mốc là: (v - u) + Khi vật chuyển động ngược chiều với vật mốc mới, vận tốc vật so với vật mốc là: (v + u) - Trong trường hợp gặp toán liên quan đến tăng (giảm) khoảng cách l thời gian t hai vật chuyển động với vận tốc v v2 so với mặt đất đường thẳng, giáo viên hướng dẫn học sinh lập luận để đến kết tổng quát sau: + Khi hai vật chuyển động ngược chiều nhau: l = v1t + v2t + Khi hai vật chuyển động chiều nhau: l = |v1t - v2t| - Đối với toán vận tốc trung bình, giáo viên nên hướng dẫn cho học sinh bắt đầu phép phân tích từ cơng thức chung nhất: s vtb = t 6/30 Một số phương pháp đặt câu hỏi giải tập học môn Vật lý THCS Thông thường, quãng đường s chia thành quãng đường nhỏ s 1, s2, …, sn thời gian vật chuyển động quãng đường tương ứng t 1, t2, …, tn vận tốc trung bình quãng đường tính theo cơng thức: vtb = s s s n t1 t2 tn Nếu biết vận tốc đoạn đường tương ứng v1, v2,…, tính: vtb = s1 s1 / v1 s sn s / v2 s n / Chú ý: Vận tốc trung bình khác với trung bình vận tốc 2.1.3 Một số ví dụ: Bài tập 1: (tính tương đối chuyển động, gặp nhau, cách đoạn l) Cùng lúc hai địa điểm A B đường thẳng cách 3,9km có hai xe chuyển động thẳng ngược chiều đến gặp Xe từ A có vận tốc 12 m/s, xe từ B có vận tốc 14 m/s a) Người ngồi xe từ A nhìn thấy xe từ B chuyển động với vận tốc bao nhiêu? b) Sau thời gian hai xe gặp nhau? c) Sau thời gian hai xe cách 1,3km? A Tìm hiểu đề bài: Cho biết: AB = l = 3,9km = 3900m Xe từ A B có vận tốc vA = 12 m/s Xe từ B A có vận tốc vB = 14 m/s Hỏi: - Vận tốc xe B so với xe A - Thời gian để hai xe gặp - Thời gian để hai xe cách 1300m B Hướng dẫn đặt câu hỏi cho học sinh: - Nói vận tốc xe A 12 m/s vận tốc xe B 14 m/s nói vận tốc so với vật mốc nào? - Trong thời gian t xe A phía B đoạn đường bao nhiêu? Xe B phía A đoạn đường bao nhiêu? - Trong thời gian t, xe B lại gần xe A đoạn đường bao nhiêu? - Dựa vào định nghĩa vận tốc, tính vận tốc xe B so với xe A - Lúc đầu xe B cách xe A đoạn 3900m Biết vận tốc xe B xe A Phải dùng công thức để tìm thời gian hai xe gặp nhau? 7/30 17/30 Một số phương pháp đặt câu hỏi giải tập học môn Vật lý THCS 2.3.2 Một số lưu ý mặt phương pháp: - Phần chất lỏng xét thực xét chất lỏng trang thái cân (thủy tĩnh học) - Theo nguyên tắc chung học, vật cân chất lỏng lực tác dụng lên cân nhau, tức tổng độ lớn lực hướng xuống với tổng độ lớn lực hướng lên Tuy nhiên, xét cân khối chất lỏng hai nhánh bình thơng nhau, ta phải xét cân áp suất không xét cân lực Đó áp suất chưa áp lực (do diện tích khác nhau) Vì vây giáo viên cần hướng cho học sinh tránh điều nhầm lẫn mà học sinh hay mắc phải sau đây: áp suất dẫn đến áp lực - Điểm lưu ý dễ nhớ giải tập chất lỏng sau: + Khi xét cân vật chất lỏng, ta nên xét cân lực + Khi xét cân khối chất lỏng, ta phải việc xét đến áp suất cân áp suất - Đối với chất lỏng có mặt ngồi thơng với khí chịu tác động áp suất khí Do đó, để lập luận giải chặt chẽ, ta phải tính đến áp suất khí Tuy nhiên, ta nên tách thành hai trường hợp cho dễ giải sau: + Đối với tốn bình thơng nhau, mặt thống hai cột chất lỏng chịu tác động áp suất khí nên bỏ qua đại lượng đại diện cho áp suất khí phương trình cân áp suất Nghĩa tính đến cân áp suất hai nhánh bình, ta tính đến áp suất cột chất lỏng nhánh gây + Trường hợp chất lỏng có phần tiếp xúc với khí quyển, phần cịn lại tiếp xúc với chất khí khác đựng bình kín áp suất chất khí hai phần khác Do đó, ta khơng thể bỏ qua tác động áp suất khí - Nếu hai nhánh bình chứa hai loại chất lỏng khơng hịa tan ta nên chọn điểm mặt phân cách hai chất lỏng điểm có độ cao tương ứng nhánh bên làm điểm để so sánh áp suất - Nếu bình thơng có đặt pitton nhẹ tiết diện nhánh khác nhau, ta cần xét tới lực tác dụng lên pitton áp suất khí gây 2.3.3 Một số ví dụ: Bài tập 1: (Áp suất cột chất lỏng) Một ống thủy tinh hình trụ dựng thẳng đứng, đầu kín đầu hở (đầu hở trên), chứa lượng nước lượng thủy ngân có khối lượng Độ cao 18/30 Một số phương pháp đặt câu hỏi giải tập học môn Vật lý THCS tổng cộng cột chất lỏng ống 73cm Biết khối lượng riêng nước 3 thủy ngân D1 = 1g/cm D2 = 13,6 g/cm a) Tính độ cao chất lỏng ống b) Tính áp suất chất lỏng lên đáy ống A Tìm hiểu đề: Cho biết: - Cột chất lỏng ống có tiết diện S gồm hai loại chất lỏng có m1 = m2 - Tổng chiều cao cột chất lỏng: h = h1 + h2 = 73 cm = 0,73m 3 3 - D1 = 1g/cm = 1000kg/m , D2 = 13,6g/cm = 13600kg/m Hỏi: a) h1 = ? h2 = ? b) Áp suất p cột chất lỏng lên đáy ống B Hướng dẫn đặt câu hỏi cho học sinh: - Để tính h1 h2, ta cần có hai phương trình chứa hai ẩn số - Đề cho chiều cao cột chất lỏng Chiều cao quan hệ với h1 h2 theo quy luật nào? - Từ mối quan hệ hai khối lượng, ta cần tìm thêm phương trình thể mối quan hệ hai chiều cao h1 h2 + Hãy viết biểu thức tính thể tích khối chất lỏng theo diện tích đáy ống chiều cảo cột chất lỏng + Viết biểu thức tính khối lượng khối chất lỏng theo thể tích, tức theo chiều cao + Từ điều kiện hai khối lượng nhau, rút mối quan hệ hai chiều cao hai cột chất lỏng - Nguyên nhân cho cột chất lỏng gây áp suất lên đáy ống? - Em viết biểu thức tính trọng lượng cột chất lỏng - Từ biểu thức tính áp suất theo áp lực, em tính áp suất cột chất lỏng C Giải: a) - Tổng chiều cao hai loại chất lỏng 73 cm, tức là: (1) h1 + h2 = 73 cm = 0,73m - Gọi S diện tích đáy ống Khối lượng loại chất lỏng là: + Khối lượng nước: m1 = D1Sh1 + Khối lượng thủy ngân: m2 = D2Sh2 - Đề cho hai khối lượng nhau, tức là: D1Sh1 = D2Sh2 - Suy ra: h1 = D D1 (2) h2 = 13,6h2 - Giải hệ phương trình (1) (2), ta thu được: h2 = 0,05 (m) h1 = 0,68 (m) 19/30 Một số phương pháp đặt câu hỏi giải tập học môn Vật lý THCS b) - Áp lực chất lỏng lên đáy ống tổng trọng lượng cột chất lỏng: F = P1 + P2 = 10D1Sh1 + 10D2Sh2 - Áp lực gây áp suất áp suất chất lỏng lên đáy ống: p= F S = 10D1h1 + 10D2h2 = 10.1000.0,68 + 10.13600.0,05 = 13600 (N/m ) Bài tập 2: (Bình thơng đựng hai loại chất lỏng) Một bình thơng chứa nước Hai nhánh bình có tiết diện Đổ vào nhánh bình lượng dầu Khi cân bằng, chất lỏng khơng bị tràn khỏi bình, lượng dầu nhánh có chiều cao 18 cm Biết trọng 3 lượng triêng dầu nước 8000N/m 10000N/m Hãy tính chênh lệch chiều cao mực chất lỏng hai nhánh bình A Tìm hiểu đề: Cho biết: 3 - Bình thơng chứa dầu có d1 = 8000N/m nước có d2 = 10000N/m - Chiều cao cột dầu: h1 = 18 cm - Vẽ hình Hỏi: Chênh lệch chiều cao hai cột chất lỏng x = ? B Hướng dẫn đặt câu hỏi cho học sinh: A h1 B x h2 - Khi đổ dầu vào nhánh A mực nước hai nhánh thay đổi (dâng lên, hạ xuống) nào? - Điểm nhánh B có áp suất với điểm bề mặt tiếp giáp dầu nước nhánh A? - Để tính x, ta cần tính h2 dựa vào điều kiện cân áp suất chất lỏng tỏng bình thơng Do đó, tính áp suất cột dầu nhánh A áp suất cột nước có chiều cao h2 nhánh B - Từ điều kiện cân áp suất, rút h2 C Giải: - Xét cân áp suất điểm tiếp giáp dầu với nước nhánh A điểm có độ cao nhánh B, ta có: d1h1 = d2h2 8000 d1 Suy ra: h2 = d2 h1 = 18 = 14,4 cm 10000 - Do đó, chênh lêch độ cao mực chất lỏng hai nhánh là: 20/30 Một số phương pháp đặt câu hỏi giải tập học môn Vật lý THCS x = h2 – h1 = 18 – 14,4 = 3,6 (cm) Vây: độ chênh lệch hai mực chất lỏng hai nhánh 3,6 cm Bài tập 3: (Cân vật loại chất lỏng) Một miếng gỗ hình hộp chữ nhật, có kích thước đáy 20cm 15cm, bề dày 8cm khơng thấm nước, có trọng lượng 18N đặt khơng khí Thả miếng gỗ vào nước Biết trọng lượng riêng nước 10000N/m a) Miếng gỗ hay chìm nước? b) Sau có cân bằng, đáy miếng gỗ vị trí nằm ngang Tính khoảng cách từ mặt miếng gỗ đến mặt nước A Tìm hiểu đề: Cho biết: - Kích thước miếng gỗ: 20cm 15cm 8cm - Trọng lượng miếng gỗ khơng khí: P1 = 6N - Thả miếng gỗ nước có trọng lượng riêng d = 10000N/m - Vẽ hình h1 h Hỏi: - Miếng gỗ hay chìm nước h2 -h=? B Hướng dẫn đặt câu hỏi cho học sinh: - Dựa vào điều kiện vật hay chìm, vào đại lượng ta kết luận miếng gỗ hay chìm? - Dựa vào kiện cho, em tính trọng lượng riêng miếng gỗ - Khi vật cân nước, lực đẩy Acsimét có giá trị tính nào? - Hãy tính giá trị lực đẩy Acsimét theo bề dày phần gỗ chìm nước C Giải: a) Muốn biết miếng gỗ hay chìm, ta so sánh trọng lượng riêng miếng gỗ với trọng lượng riêng nước - Thể tích miếng gỗ là: V1 = 0,20 0,15 0,08 = 0,0024 (m ) d = P1 = V 18 N = 7500 N/m 0,0024 m - Vì trọng lượng riêng gỗ nhỏ trọng lượng riêng nước nên miếng gỗ nước 21/30 Một số phương pháp đặt câu hỏi giải tập học môn Vật lý THCS b) Khi mặt nước, miếng gỗ đứng cân vị trí mà lực đẩy Acsimét tác dụng lên cân với trọng lượng - Khi cân bằng, phần gỗ ngập nước có chiều cao h2 tích là: V = Sh2 - Lực đẩy Acsimét tác dụng lên miếng gỗ là: F = dV = dSh2 - Vì miếng gỗ mặt nước nên lực đẩy Acsimét cân với trọng lượng miếng gỗ, suy ra: Hay: Vậy: F=P1 dSh2 = d1Sh1 h2 = d1 h1 = 7500 = (cm) d 10000 Do đó, khoảng cách từ mặt miếng gỗ đến mặt nước là: h = h1 – h2 = cm – cm = cm Bài tập 4: (Cân vật lòng hai loại chất lỏng) Một vật có dạng khối lập phương cạnh 20cm thả thùng chứa nước dầu Khi cân bằng, vật lơ lửng lòng chất lỏng mặt phân cách nước với dầu cách đáy khối lập phương 15 cm Hãy xác định trọng lượng riêng vật Biết trọng lượng riêng dầu d = 0,8.10 N/m trọng lượng riêng nước d2 = 1,0.10 N/m A Tìm hiểu đề: Cho biết: - Miếng gỗ hình lập phương, bề dày: h = 20 cm = 0,2m - Thả miếng gỗ lơ lửng nước có d2 = 10000N/m dầu có d1 = 8000N/m - Vẽ hình Hỏi: h1 Trọng lượng riêng khối lập phương B Hướng dẫn đặt câu hỏi cho học sinh: - Vật lơ lửng lòng hai chất lỏng chịu h2 tác dụng lực nào? - Hãy tính trọng lượng vật theo trọng lượng riêng bề dày - Hãy tính giá trị lực đẩy Acsimét nước tác dụng lên vật theo bề dày phần vật ngập nước - Hãy tính giá trị lực đẩy Acsimét dầu tác dụng lên vật theo bề dày phần vật ngập dầu 22/30 Một số phương pháp đặt câu hỏi giải tập học môn Vật lý THCS - Viết điều kiện cân lực cho vật * Lưu ý: với loại tập này, kết tính phải thỏa: d1 < d < d2 C Giải: Muốn xác định trọng lượng vật, ta dựa vào điều kiện cân vật - Trọng lượng vật là: P = dV = dSh - Lực đẩy Acsimét nước tác dụng lên vật là: F2 = d2V2 = d2Sh2 - Lực đẩy Acsimét dầu tác dụng lên vật là: F1 = d1V1 = d1Sh1 - Vì vật lơ lửng hai chất lỏng nên trọng lượng miếng gỗ cân với tổng hai lực đẩy Asimét hai chất lỏng tác dụng lên vật Suy ra: P=F1+F2 Hay: dSh = d1Sh1 + d2Sh2 Do đó: d = d1 h1 d h2 = 8000 10000 15 = 9500 (N/m3) h 20 Vậy: trọng lượng riêng miếng gỗ 9500 N/m 2.4 Bài tập công, công suất, lượng: 2.4.1 Những kiến thức cần thiết: - Công A lực F tác dụng lên vật trình vật di chuyển quãng đường s theo hướng lực tính cơng thức: A = F.s Đơn vị công: Nếu F đo niutơn (N), s đo mét (m) A đo Jun (J) 1J = 1N.1m = 1Nm + Muốn có cơng học phải có lực chuyển dời tác dụng lực + Nếu lực có phương ln vng góc với qng đường chuyển dời lực khơng sinh cơng - Cơng suất cho biết công thực nhanh hay chậm đo công sinh giây: N A (Công suất = Công/Thời gian thực công) t Đơn vị công suất: Nếu công đo Jun, thời gian đo giây cơng suất có đơn vị đo oát (W) 1W = 1J 1s s J = 1J/s * Lưu ý: + Các bội số hay dùng công: 1kJ = 1.000J; 1MJ = 1.000.000J + Các bội số hay dùng công suất: 1kW = 1.000W; 1MW = 1.000.000W + Cơng cịn tính đơn vị kilơ ốt (kWh): 1kWh = 1000 (J/s) 3600 (s) = 3.600.000 J 23/30 Một số phương pháp đặt câu hỏi giải tập học môn Vật lý THCS - Ta nói vật có lượng vật có khả thực cơng Nếu vật có khả thực cơng ta nói vật có nhiêu lượng Do lượng đo đơn vị cơng - Thế năng lượng mà vật có vị trí vật so với mặt đất, hay vị trí phần vật Thế vật có vị trí cách mặt đất độ cao tính cơng trọng lượng vật rơi độ cao h: Wt = P.h - Động năng lượng vật chuyển động mà có Động vật lớn vận tốc khối lượng vật lớn - Cơ vật có hai dạng động Giá trị tổng giá trị động vật - Định luật bảo tồn năng: Trong q trình biến đổi chuyển động vật, chuyển hóa thành động ngược lại Trong trình chuyển hóa năng, tổng động không thay đổi, tức bảo tồn - Định luật bảo tồn chuyển hóa lượng: Trong tất q trình chuyển hóa từ sang dạng lượng khác, tổng lượng chúng ln bảo tồn 2.4.2 Một số lưu ý mặt phương pháp: - Với học sinh trung học sở, khái niệm công chưa định nghĩa đầy đủ, chưa nói đến góc phương lực phương đường Do đó, ta nên đề cập đến tốn tính cơng mà phương lực trùng với phương đường đi, trừ trường hợp tính cơng trọng lực vật di chuyển theo phương xiên Trong trường hợp này, ta tạm xem đường theo phương trọng lực độ cao h mà vật lên hay xuống - Lưu ý cho học sinh trường hợp lực tác dụng vng góc với đường Trong trường hợp này, có đủ hai yếu tố: lực chuyển dời lực không sinh công - Trong số tốn, ta cần biết đến mối quan hệ công suất lực Trường hợp vật xe chuyển động vừa chịu lực kéo, vừa chịu lực cản cơng suất lực kéo (cơng suất động cơ) có quan hệ với vận tốc theo quy luật sau: A F s N t = t F v 24/30 Một số phương pháp đặt câu hỏi giải tập học môn Vật lý THCS - Đối với tập liên quan đến động năng, học sinh chưa biết cơng thức tính động nên ta đề cấp đến tập định tính nhằm để hiểu trình biến đổi lượng mà khơng phải tính tốn - Đối với tốn liên quan đến hiệu suất máy hay trình bất kì, hiệu suất xác định tỉ số tổng lượng lấy có ích tổng lượng đưa vào máy (hay tổng lượng cung cấp cho q trình): H Ei (năng lượng có ích/năng lượng tồn phần) Et Do đó, q trình hướng dẫn cho học sinh, giáo viên nên rèn luyện cho học sinh phân định rõ lượng vào lượng trình xét - Trong phần học, ta đề cập đến năng, biến đổi bảo tồn lượng có liên quan đến (cụ thể biến đổi qua lại động năng, bảo toàn năng, chuyển từ sang dạng lượng khác) Học sinh học khái niệm lượng biến đổi dạng lượng, bảo toàn lượng cách tổng quát chương cuối chương trình Vật lý lớp 2.4.3 Một số ví dụ: Bài tập 1: (Tính cơng lực đặt lên vật chuyển động thẳng đều) Một người đẩy xe có trọng lượng tổng cộng 800N chuyển động theo phương ngang hết đoạn đường 25m Biết lực cản ma sát 0,25 trọng lượng xe Tính cơng lực đẩy xe công trọng lượng xe đoạn đường A Tìm hiểu đề: Cho biết: - Trọng lượng xe P = 800N - Lực ma sát Fms = 0,25P - Đường s = 25m - Xe chuyển động Hỏi: Công lực đẩy xe công trọng lượng B Hướng dẫn đặt câu hỏi cho học sinh: - Muốn tính cơng lực theo định nghĩa, ta cần biết yếu tố nào? - Có lực tác dụng lên xe theo phương chuyển động? Khi xe chuyển động lực có độ lớn quan hệ với nào? - Dựa vào định nghĩa công, tính cơng lực đẩy 25/30 Một số phương pháp đặt câu hỏi giải tập học mơn Vật lý THCS - Trong tốn này, phương trọng lượng có đặc biệt? Có áp dụng biểu thức tính cơng định nghĩa cho trọng lượng trường hợp khơng? C Giải: - Có hai lực tác dụng lên xe theo phương chuyển động lực đẩy F (đóng vai trị lực kéo) lực ma sát F ms (đóng vai trị lực cản) Trong đó, lực ma sát có độ lớn là: Fms = 0,25P = 0,25 800 (N) = 200 N - Vì xe chuyển động thẳng nên lực đẩy F cân với lực ma sát, tức là: F = Fms = 200 N - Vậy công lực đẩy đoạn đường s là: A = F.s = 200 25 = 5000 (J) - Trọng lượng P có phương thẳng đứng, tức vng góc với phương chuyển động xe Do trọng lượng P khơng sinh công đoạn đường Vậy công trọng lượng khơng Bài tập 2: (Tính cơng suất) Một người nâng kiện hàng có trọng lượng tổng cộng 250N lên cao 0,5m sau di chuyển theo phương ngang thêm đoạn 4m Tổng thời gian di chuyển kiện hàng 10s Tính cơng suất lực người đặt lên kiện hàng A Tìm hiểu đề: Cho biết: - Trọng lượng kiện hàng P = 250N - Chiều cao phải nâng lên h = 0,5m - Quãng đường chuyển dời theo phương ngang s = 4m - Thời gian t = 10s - Chuyển động Hỏi: Công suất lực người đặt lên kiện hàng B Hướng dẫn đặt câu hỏi cho học sinh: - Có lực tác dụng lên kiện hàng? - Lực nâng có quan hệ với trọng lượng? Hãy xác định độ lớn lực nâng - Dựa vào định nghĩa cơng, tính cơng lực q trình nâng kiện hàng Hãy tính cơng lực di chuyển kiện hàng theo phương ngang - Tính cơng suất theo cơng thức nào? C Giải: - Muốn nâng kiện hàng, người phải dùng lực có độ lớn trọng lượng kiện hàng: 26/30 Một số phương pháp đặt câu hỏi giải tập học môn Vật lý THCS F=P=250N - Công lực nâng: A = F.h = 250 0,5 = 125 (J) - Trong thời gian di chuyển kiện hàng theo phương ngang, lực tác dụng có phương vng góc với phương chuyển dời lên lực khơng sinh cơng Do đó, cơng tổng cộng lực người đặt lên kiện hàng 125J - Từ suy cơng suất là: A 125 N= = =12,5(W) t 10 A = F.s = 200 25 = 5000 (J) Bài tập 3: (Tính tốn liên quan đến hiệu suất, tính lực biết cơng) Người ta dùng động kéo pháo nặng từ chân đồi lên đỉnh đồi cao 20 m Đường dốc sườn đồi dài 80m, xem mặt phẳng nghiêng có hiệu suất 64% Tính lực kéo động để pháo lên độ lớn lực ma sát tác dụng vào pháo A Tìm hiểu đề: Cho biết: - Khẩu pháo m = = 4000 kg - Chiều cao phải nâng lên h = 20m - Quãng đường chuyển dời theo phương mặt phẳng nghiêng s = 80m - Hiệu suất H = 80% = 0,8 - Chuyển động Hỏi: Lực kéo lực ma sát B Hướng dẫn đặt câu hỏi cho học sinh: - Nhắc lại biểu thức tính hiệu suất - Trong biểu thức tính hiệu suất cho trường hợp này, cơng có ích cơng tồn phần để đưa pháo lên đỉnh đồi tính nào? - Cơng lực ma sát cơng hao phí Dựa vào mối quan hệ cơng có ích cơng tồn phần để tính cơng lực ma sát? - Biết cơng tồn phần, cơng lực ma sát, em sử dụng biểu thức tính cơng để suy độ lớn lực kéo độ lớn lực ma sát C Giải: - Biết khối lượng pháo m = = 4000 kg Suy trọng lượng pháo P = 40000 N - Cơng có ích để đưa pháo lên cao 20m là: A1 = P.h = 40 000 20 = 800 000 (J) A - Từ công thức hiệu suất: H = , ta suy cơng tồn phần cần dùng để đưa pháo lên theo mặt dốc nghiêng là: A= A H = 800 000 0,64 A = 1250000 (J) - Từ biểu thức tính cơng: A = F.s, suy được: 27/30 Một số phương pháp đặt câu hỏi giải tập học môn Vật lý THCS F= A = 1250000 s = 15625 (N) 80 - Vì cơng tồn phần dùng để sinh cơng có ích cơng để thắng lực ma sát nên ta tính công lực ma sát theo hệ thức: Ams = A – A1 = 1250000 – 800000 = 450000 (J) - Lực ma sát di chuyển đoạn đường s, đó: Ams = Fms.s - Suy độ lớn lực ma sát là: A Fms = ms = 450000 = 5625 (N) s 80 Bài tập 4: (Tính cơng suất) Một người nâng kiện hàng có trọng lượng tổng cộng 250N lên cao 0,5m sau di chuyển theo phương ngang thêm đoạn 4m Tổng thời gian di chuyển kiện hàng 10s Tính cơng suất lực người đặt lên kiện hàng A Tìm hiểu đề: Cho biết: - Trọng lượng kiện hàng P = 250N - Chiều cao phải nâng lên h = 0,5m - Quãng đường chuyển dời theo phương ngang s = 4m - Thời gian t = 10s - Chuyển động Hỏi: Công suất lực người đặt lên kiện hàng B Hướng dẫn đặt câu hỏi cho học sinh: - Có lực tác dụng lên kiện hàng? - Lực nâng có quan hệ với trọng lượng? Hãy xác định độ lớn lực nâng - Dựa vào định nghĩa cơng, tính cơng lực q trình nâng kiện hàng Hãy tính cơng lực di chuyển kiện hàng theo phương ngang - Tính cơng suất theo công thức nào? C Giải: - Muốn nâng kiện hàng, người phải dùng lực có độ lớn trọng lượng kiện hàng: F=P=250N - Công lực nâng: A = F.h = 250 0,5 = 125 (J) - Trong thời gian di chuyển kiện hàng theo phương ngang, lực tác dụng có phương vng góc với phương chuyển dời lên lực không sinh công Do đó, cơng tổng cộng lực người đặt lên kiện hàng 125J - Từ suy cơng suất là: N= A 125 = =12,5(W) t 10 A = F.s = 200 25 = 5000 (J) 28/30 Một số phương pháp đặt câu hỏi giải tập học môn Vật lý THCS III KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC TRONG Q TRÌNH GIẢNG DẠY Qua q trình tổ chức triển khai thực đề tài hai năm học trên, với hộ trợ thiết bị dạy học đại với nổ lực thân tơi đạt số kết trình giảng dạy mình: + Học sinh có hứng thú việc học tập môn Vật lý áp dụng kiến thức kĩ vào hoạt động sống cộng đồng Có thái độ trung thực tỉ mỉ, cẩn thận xác việc quan sát tượng tự nhiên, khoa học đời sống để thu thập thơng tin, giải thích tượng lí thú dựa kiến thức kĩ học, có tinh thần hợp tác học tập, bảo vệ mơi trường, sử dụng tiết kiệm lượng, có ý tưởng, sáng kiến hay giúp ích cho đời sống, cho học tập + Học sinh tích cực tìm tịi giải tập hay, tập khó, đề xuất phương án giải hay hơn, sáng tạo hơn, đua làm tập, tổ chức thách đố hay để khẳng định từ chất lượng môn tăng lên rõ rệt, số học sinh khá, giỏi tăng lên Cụ thể năm học 2016-2017 số lượng học sinh khá, giỏi tăng so với năm trước 12%, học sinh yếu, giảm đáng kể Tuy nhiên việc quan trọng hầu hết học sinh nhận biết, tìm hiểu tượng tự nhiên, khoa học đời sống hàng ngày liên quan đến mơn vật lí, giải thích kiến thức vật lí mà em học từ em vận dụng kiến thức kĩ học để giải thích vấn đề thực tiễn, phát triển lực học sinh thúc đẩy phát triển toàn diện em Đề tài tài liệu tham khảo hữu ích, nhằm giới thiệu cho giáo viên vật lý trung học sở số cách suy nghĩ, lập luận để tìm lời giải cho hệ thống tập phần học chương trình vật lý trung học sở Trên sở đó, người giáo viên tự tìm cho phương pháp phù hợp để hướng dẫn học sinh trình dạy tập vật lý nâng cao hiệu chất lượng giáo dục 29/30 Một số phương pháp đặt câu hỏi giải tập học môn Vật lý THCS PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Trên “Một số phương pháp đặt câu hỏi giải tập học môn vật lý THCS” Với mục tiêu nhằm tạo thuận lợi cho học sinh việc làm tập học, biết dạy học khơng có PPDH vạn năng, có trình độ lực người giáo viên làm chủ kiến thức, tường minh kế hoạch dạy học, hiểu rõ nhu cầu khả học sinh để đưa tập phương pháp thật phù hợp với đối tượng Có việc hiểu kiến thức, vận dụng kiến thức học sinh đạt hiệu cao từ chất lượng ngày nâng cao Chính tơi nghĩ để dạy để dạy học sinh làm tốt tập học nói riêng tập mơn vật lí nói chung, người giáo viên phải không ngừng học tập, trau dồi chuyên môn Đặc biệt cấp học THCS, cần tích cực đổi PPDH, việc đổi cách soạn bài, cách tổ chức học sinh hoạt động, sử dụng phương pháp phù hợp với loại tập, phù hợp với tâm lí học sinh Với việc giải tốn vật lí, quan trọng giáo viên phải tạo cho học sinh hứng thú, để làm việc người giáo viên phải tích cực đổi phương pháp dạy học, tích hợp kiến thức liên mơn vào học, học để thúc đẩy phát triển lực học sinh, nâng chất lượng hiệu giáo dục Kiến nghị: - Các cấp lãnh đạo có kế hoạch cấp thêm cho trường trang thiết bị đại tạo điều kiện thuận lợi cho giáo viên giảng dạy, áp dụng công nghệ thông tin cách có hiệu cao - Sở Giáo dục Đào tạo cần tổ chức học tập chuyên đề bồi dưỡng thường xuyên với giáo viên vật lí để triển khai thực nâng cao hiệu quả, chất lượng giáo dục ngày tốt - Tổ chức buổi gặp gỡ giao lưu trao đổi chuyên môn trường, tổ chức thi nghiên cứu khoa học cho giáo viên để giáo viên có hội học tập trao đổi vấn đề hay, lĩnh vực từ nâng cao chất lượng dạy học nhà trường nâng cao chất lượng giáo dục, để nghành giáo dục Quận Thanh Xuân luôn xếp tốp đầu chất lượng giáo dục thành phố Hà Nội! 30/30 Một số phương pháp đặt câu hỏi giải tập học môn Vật lý THCS TÀI LIỆU THAM KHẢO Phương pháp nghiên cứu khoa học giáo dục (Nhà xuất giáo dục) Những vấn đề chung đổi giáo dụcTHCS mơn vật lí (Nhà xuất giáo dục ) Phát huy tính tích cực hoạt động học sinh (Nhà xuất giáo dục) Phương pháp dạy học vật lí (Nhà xuất giáo dục) Kế hoạch nhiệm vụ năm học 2016-2017 PGD Quận Thanh Xuân trường Sách giáo khoa Sách tập Vật lý 6, Vật lý 8, Vật lý thuộc chương trình Vật lý trung học sở hành Nguyễn Đức Thâm - Giải tập vật lý trung học sở - NXBGD, 2000 Tài liệu bồi dưỡng thường xuyên cho giáo viên THCS – NXBGD 2010 Chuyên đề bồi dưỡng nâng cao vật lý 6, 8, – NXB ĐHQG TP Hồ Chí Minh ... phải giáo viên tìm phương pháp, lí nên chọn đề tài: ? ?Một số phương pháp đặt câu hỏi giải tập học môn vật lý THCS? ?? 2/30 Một số phương pháp đặt câu hỏi giải tập học môn Vật lý THCS Cơ sở thực tiễn:... tài “MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP ĐẶT CÂU HỎI VÀ GIẢI BÀI TẬP CƠ HỌC TRONG MÔN VẬT LÝ THCS? ?? nghiên cứu viết dựa vào đặc điểm tâm sinh lí đối tượng học sinh THCS Phương pháp nghiên cứu: Là lĩnh vực khoa học. .. KHẢO Một số phương pháp đặt câu hỏi giải tập học môn Vật lý THCS PHẦN I: PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Hệ thống tập vật lý trường trung học sở chủ yếu yêu cầu học sinh vận dụng kiến thức học để giải