Đang tải... (xem toàn văn)
MỤC LỤC Nội dung của SKKN Trang Mục lục 1 Phần 1 Mở đầu 2 1 Lí do chọn đề tài 2 2 Mục đích nghiên cứu 2 3 Đối tượng nghiên cứu 2 4 Phương pháp nghiên cứu 3 Phần 2 Nội dung của sáng kiến kinh nghiệm “[.]
MỤC LỤC Nội dung SKKN Trang Mục lục Phần Mở đầu Lí chọn đề tài 2 Mục đích nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Phần Nội dung sáng kiến kinh nghiệm “ Phát triển lực tự học mơn vật lí cho học sinh THCS” 2.1 Cơ sơ lí luận 2.2 Thực trạng vấn đề cần nghiên cứu 2.3 Nội dung sáng kiến kinh nghiệm 2.3.1.Phần học 3-7 2.3.2 Phần điện học - 12 2.3.3 Phần quang học 12 - 15 2.3.4 Phần nhiệt học 15 - 17 2.3.5 Phần thực hành 17 - 19 2.3.6 Phần tập tham khảo 19 - 20 2.4 Các giải pháp 20 2.5 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm Phần Kết luận, kiến nghị 20 - 21 21 3.1 Kết luận 21 - 22 3.2 Kiến nghị 22 Tài liệu tham khảo 23 Danh mục SKKN cấp xếp loại 24 skkn Phần Mở đầu Lí chọn đề tài - Phát triển lực tự học, lực tư cho học sinh yêu cầu quan trọng, cần thiết giáo viên phải làm cho học sinh q trình dạy học Trong dạy học khố, học thêm học đội tuyển môn học trung học sở tốn, lí, hố… giáo viên phải dạy học, giáo dục học sinh phát triển bước suy nghĩ, tư để từ khả tự học, tự tư học sinh dần hình thành, cải thiện phát triển theo hướng tích cực, học sinh hình thành phương pháp làm việc hiệu quả, phương pháp làm việc Trên sở lí vậy, thân giáo viên giảng dạy mơn vật lí cấp THCS, tơi nhận thấy phát triển lực tư cho học sinh môn vật lí việc làm quan trọng, cần thiết để từ hình thành cho học sinh tư biện chứng, lô gic chặt chẽ, giải đắn tình huống, vấn đề vật lí lí thuyết thực nghiệm, vận dụng giải tượng, quy luật vật lí cụ thể sống - Dạy học trình hình thành phát triển tư duy, sở tơi cố gắng thiết kế giáo án, kế hoạch dạy, chủ đề cụ thể, toán vật lí lí thuyết thực nghiệm sở định hướng, dẫn dắt, hướng dẫn học sinh suy nghĩ, dần hình thành kĩ năng, lực tư tình huống, tập vật lí từ đơn giản đến phức tạp, để tập cho học sinh có thói quen tự học, tự suy nghĩ, tự làm việc cá nhân với vấn đề vật lí, mà lực tư em phải cải thiện, phát triển - Trên sở hai lí nêu trên, tơi thấy việc phát triển lực tự học, tự tư cho học sinh THCS thơng qua tốn vật lí cần thiết ý nghĩa, từ em hình thành niềm đam mê, say mê học học tập mơn vật lí học khố lớp,tham gia lớp bồi dưỡng thi học sinh giỏi huyện, giỏi tỉnh, giỏi quốc gia Vì tơi chọn đề tài “ Phát triển tự học môn vật lí cho học sinh THCS” để nghiên cứu trải nghiệm Mục đích nghiên cứu - Đề tài tơi chọn để viết nhằm mục đích khơi dậy niềm đam mê học tập mơn Vật lí em học sinh THCS mà lâu nhắc đến mơn vật lí em có thái độ ngại học cho vật lí mơn học khó khó thành cơng tham gia thi chọn vào đội tuyển vật lí trường, huyện, tỉnh hay quốc gia - Đề tài tơi viết nhằm mục đích khác phát triển lực tự học, tư vật lí cho học sinh từ số tốn vật lí khó nằm đề thi học sinh giỏi tỉnh, thi vào trường chuyên, tư em phải rèn dũa, phát triển dần từ mức độ thấp lên đến mức độ cao, em có lực tư tốt, tư sâu thành cơng đề tài - Đề tài viết để giảng dạy lớp bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi, nên đối tượng phục vụ em học sinh THCS theo học lớp đội tuyển mơn vật lí để dự thi huyện, thi tỉnh thi THPT chuyên Đối tượng nghiên cứu skkn - Phát triển lực tự học môn vật lý cho học sinh THCS Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp tư lô gic, tư biện chứng chất vật lí, tượng vật lí, tư hình học, đại số, phương pháp thực hành, đo đạc thu thập số liệu, xử lí số liệu, tính tốn đại lượng, thống kê… Phần Nội dung sáng kiến kinh nghiệm “ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TỰ HỌC MÔN VẬT LÝ CHO HỌC SINH THCS” 2.1 Cơ sở lí luận - Dựa vào chuẩn kiến thức kĩ xác, khoa học viết sách giáo khoa vật lí THCS mức độ vận dung cao - Phát triển lực tự học, tư cho học sinh THCS học chương trình vật lí nâng cao 2.2 Thực trạng vấn đề nghiên cứu - Tư vật lí em nghèo nàn, cũ kĩ, lạc hậu chậm phát triển cần rẽn dũa, phát triển để có nhìn sâu hơn, sáng tạo Tóm lại, cần phải giảng dạy để tư vật lí em phải cải thiện, phát triển nhiều, sâu tốt, lực tự học tốt 2.3 Nội dung sáng kiến kinh nghiệm 2.3.1 Phần học Ví dụ Hai bến A B dọc theo sơng cách s (km), có hai ca nơ xuất phát lúc, chuyển động ngược chiều nhau, với tốc độ (so với nước đứng yên) v Khi gặp nhau, chúng quay trở lại bến xuất phát ban đầu Cho biết tổng thời gian ca nô nhiều ca nô Nếu tăng tốc độ (so với nước) hai ca nơ 1,5v tổng thời gian hai ca nô 24 phút Coi nước chảy với tốc độ v1 = m/s Hãy tính s Nhận xét nhắc lại kiến thức * Chuyển động thẳng - Chuyển động chuyển động mà vận tốc có độ lớn khơng thay đổi theo thời gian - Vật chuyển động đường thẳng gọi chuyển động thẳng - Cơng thức tính vận tốc: s = v.t * Tính tương đối chuyển động - Nếu vật A chuyển động bề mặt vật B vật B chuyển động so với vật C, A chuyển động so với C là: + Nếu A chuyển động B chiều với B chuyển động so với C thì: + Nếu A chuyển động B ngược chiều với B chuyển động so với C thì: Ý tưởng skkn - Giả sử nước sông chảy theo hướng từ A đến B với tốc độ v1; AB = s - Áp dụng lí thuyết chuyển động tương đối vật A, B, C đưa ta có: Trong này: Ca nơ vật A, dịng nước vật B trái đất (bờ sông) vật C - Ta xét trường hợp là: * Trường hợp tốc độ ca nô so với nước v, ta có: Tốc độ ca nơ xi dịng là: Tốc độ ca nơ ngược dòng là: - Gọi AC = s1; BC = s2 t thời gian tính từ lúc hai ca nô xuất phát gặp C Ta có: (1) B A C - Thời gian ca nô từ C trở A là: (2) - Thời gian ca nô từ C trở B là: (3) - Tổng thời gian ca nô từ A là: - Tổng thời gian ca nô từ B là: (4) (5) - Theo ta có: (*) * Trường hợp tốc độ ca nô so với nước 1,5v, tương tự ta có: (**) - Từ (*) (**) suy ra: - Vậy Rút kinh nghiệm - Vận dụng kiến thức tính tương đối chuyển động - Giải hệ phương trình ẩn s, v, v1 - Tính tổng thời gian ca nơ A, B cho hợp lí để so sánh dễ dàng TA TB Kết quả: s = 18 km Ví dụ Hai xe xuất phát đồng thời từ A đến B theo đường thẳng Xe thứ nửa đoạn đường đầu với vận tốc không đổi v1 nửa đoạn đường sau với vận tốc không đổi v2 Xe thứ hai nửa thời gian đầu với vận tốc không đổi skkn v1 nửa thời gian sau với vận tốc không đổi v2 Gọi khoảng cách A B L a Tìm vận tốc trung bình xe đoạn AB theo v1 v2 b Xe đến B trước đến trước xe lại khoảng thời gian tính theo L, v1 v2 c Tính khoảng cách hai xe thời điểm xe trước vừa đến B theo L, v1 v2 d Biết xe trước đến B sớm xe sau 1,5 h khoảng cách hai xe thời điểm xe trước vừa đến B 90 km Biết L = 200 km vận tốc tối đa xe khơng vượt q 120 km/h Tính v1 v2 Nhận xét nhắc lại kiến thức * Chuyển động không - Chuyển động không chuyển động mà độ lớn vận tốc thay đổi theo thời gian - Vận tốc trung bình chuyển động khơng tính qng đường vật chia cho thời gian hết quãng đường - Cơng thức vận tốc trung bình: Trong đó: tổng quãng đường vật tổng thời gian vật hết quãng đường s Lưu ý: ; vận tốc vật đoạn 1, 2, n Ý tưởng Ý 2a - Gọi quãng đường AB L - Thời gian xe thứ nửa quãng đường đầu nửa quãng đường sau là: - Vận tốc trung bình xe thứ là: - Gọi thời gian xe thứ hai quãng đường t - Quãng đường xe thứ hai khoảng thời gian là: skkn - Vận tốc trung bình xe thứ hai là: Ý 2b - Xét v2tb - v1tb = Ta có: (v1 - v2)2 v2tb - v1tb 0; dấu = xảy v1 = v2 + Nếu v1 = v2 hai xe đến B lúc + Nếu v1 v2 xe đến B trước xe khoảng thời gian là: Ý 2c - Khi xe đến B, thời gian xe chuyển động là: t = t2 = - Thời gian xe nửa quãng đường đầu là: t11 = - Xét t11 - t2 = = = t TH v2 > 3v1 t11 > t2 xe đến B, xe nửa quãng đường đầu S1 - Khoảng cách xe xe đến B là: S = L – v1t2 = L - v1 = > TH v2 < 3v1 t11 < t2 xe đến B, xe nửa quãng đường sau S2 - Khoảng cách xe xe đến B là: S = < TH v2 = 3v1 t11 = t2 xe đến B, xe quãng đường L - Khoảng cách xe xe đến B là: S = skkn - Ta có: S < Ý 2d v2 < 3v1 Ta có: S = v2.t v2 = S = 90 = (xe quãng đường sau) Vì v1 < 120 km/h nên chọn nghiệm v1 = 20,94 km/h Rút kinh nghiệm - Khi xe đến B dựa vào mối quan hệ v2 v1, tốn xảy trường hợp xe nửa quãng đường đầu, quãng đường L hay nửa quãng đường sau - Cách tính vận tốc trung bình xe trường hợp cho vận tốc phần quãng đường cho vận tốc phần thời gian Nếu cho vận tốc phần qng đường s1, s2, sn tính t1, t2,…tn theo tổng quãng đường s tính t = t1 + t2 +…+tn theo s Nếu cho vận tốc phần thời gian t1, t2,…tn tính s1, s2,…sn theo tổng thời gian t tính s = s1 + s2 +…+sn theo t Kết Ý 2a Ý 2b Ý 2c TH v2 > 3v1 S = ; TH v2 < 3v1 S = TH v2 = 3v1 S = Ý 2d v1 = 20,94 km/h 2.3.2 Phần điện học A1 Ví dụ Cho mạch điện R1 = , R2 = , MN A B N biến trở với RMN = 20 Vôn kế V ampe kế R1 A2 A1, A2 lý tưởng Bỏ qua điện trở dây dẫn M C D Cho UAB = 18 V V R2 skkn a Đặt C MN Xác định số ampe kế vôn kế b Đặt RMC = x Lập biểu thức tính số vơn kế ampe kế theo x Số dụng cụ thay đổi chạy C di chuyển từ M đến N ? c Phải đặt chạy C đâu để công suất tiêu thụ biến trở lớn ? Tính cơng suất Giữ ngun hiệu điện UAB = 18 V Đặt chạy C vị trí M thay ampe kế A2 vật dẫn có điện trở Rp Biết hiệu điện Up hai đầu Rp 100 cường độ dòng điện Ip qua có mối liên hệ Up = Ip2 (Up: vơn, Ip: ampe) Hãy tính Ip Nhận xét nhắc lại kiến thức * Định luật Ôm : Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện đặt vào hai đầu dây tỉ lệ nghịch với điện trở dây * Đoạn mạch nối tiếp : * Đoạn mạch song song : * Vai trò ampe kế mắc nối tiếp với vật dẫn cần đo cường độ dòng điện, vai trò vôn kế mắc song song với đoạn mạch cần đo hiệu điện * Công suất điện : Công suất tiêu thụ đoạn mạch tích hiệu điện hai đầu đoạn mạch cường độ dòng điện chạy mạch P = U.I * Với vật dẫn toả nhiệt có điện trở R ta dùng cơng thức : Ý tưởng a Đặt C MN Xác định số ampe kế vơn kế - Khi C MN RNC = RMC = - Dịng điện khơng qua vơn kế nên bỏ vơn kế mạch có cấu tạo hình RCN A A1 D R1 skkn R2 C B A2 V RCM - Ta có: R12 = 5, RCB = 5 RAB = 10 - Dịng mạch chính: - Vì RCN = RCM nên ampe kế giá trị: IA1 = IA2 = - Vôn kế đo hiệu điện D B: UDB = U – U1 = 12,6V (vôn kế 12,6V) b Đặt RMC = x Lập biểu thức tính số vơn kế ampe kế theo x Số dụng cụ thay đổi chạy C di chuyển từ M đến N? - Mạch có dạng hình vẽ A A1 D R1 R2 20-x C B A2 x V - Điện trở toàn mạch là : R = R1 + R2 + - Cường độ dịng điện mạch chính là : - Hiệu điện đoạn mạch CB là : - Dòng điện qua ampe kế A1 là : - Dòng điện qua ampe kế A2 là : - Số vôn kế là : * Biện luận số dụng cụ đo A1, A2 V skkn Ta có : RMC = x (0 Ω ≤ x ≤ 20Ω) - Khi x = 0Ω I1 = (A1 giá trị 0A) - Khi chạy C dịch chuyển từ M đến N x tăng giảm giảm giảm I1 tăng Vậy số A1 tăng - Khi x = 20Ω I1 = 3,6A (A1 giá trị 3,6A) Ta có : RMC = x (0 Ω ≤ x ≤ 20Ω) - Khi chạy C dịch chuyển từ M đến N x tăng tăng tăng tăng I2 giảm Vậy số A2 giảm Ta có : RMC = x (0 Ω ≤ x ≤ 20Ω) - Xét mẫu số f(x) = x2 – 20x – 100 f(x) đạt cực tiểu x = * Khảo sát: - Khi 0Ω ≤ x ≤ 10Ω f(x) giảm UV tăng x tăng - Khi 10Ω ≤ x ≤ 20Ω f(x) tăng UV giảm x tăng c Phải đặt chạy C đâu để công suất tiêu thụ biến trở lớn nhất? Tính cơng suất - Cơng suất tiêu thụ biến trở là : - Ở câu a, ta tính được : 10 skkn - Px đạt giá trị cực đại đạt giá trị cực tiểu = x = 10Ω - Vây Pxmax = 16,2W Giữ nguyên hiệu điện UAB = 18V Đặt chạy C vị trí M thay ampe kế A2 vật dẫn có điện trở Rp Biết hiệu điện Up hai đầu 100 Rp cường độ dòng điện Ip qua có mối liên hệ U p = Ip2 (Up: vơn, Ip: ampe) Hãy tính Ip - Mạch điện vẽ lại hình A1 A R1 R2 C RMN B Rp - Ta có: U = UAC+ UCB = (R1 + R2)I + UCB Và Ip = 0,6A Rút kinh nghiệm - Sử dụng bất đẳng thức Côsi cho số khơng âm a, b để tính giá trị cực đại công suất ( BĐT Côsi a + b ≥ , dấu “=” xảy a = b ) - Tìm cực trị hàm số: f(x) = - x2 +20x + 100 = - (x – 10)2 + 200 ≤ 200 f(x) lớn 200 x = 10Ω tìm giá trị lớn f(x) giá trị f(10) = 200 - Kĩ sử dụng phương trình : + Phương trình nút: I1 + I2 +… = I3 + I4 +… + Phương trình thế: UAB = UAC + …+ UEB - Kĩ sử dụng vai trị ampe kế, vơn kế + Nếu ampe kế có điện trở khơng đáng kể (ampe kế lí tưởng) mắc nối tiếp với đoạn mạch cần đo giá trị dịng điện qua đoạn mạch đó, ampe kế mắc song song với đoạn mạch mạch dịng qua đoạn mạch nhỏ coi 0, lúc đoạn mạch song song với ampe kế coi bị nối tắt 11 skkn chập đầu đoạn mạch với để vẽ lại mạch, cần tìm số ampe kế ta phải dùng phương trình nút hai đầu ampe kế + Nếu đoạn mạch có mắc vơn kế điện trở lớn lớn (vơn kế lí tưởng), dịng điện qua vơn kế khơng đáng kể, vẽ lại mạch ta bỏ vôn kế khỏi sơ đồ sau mắc vào mạch điện tương đương, để tìm số vơn kế loại ta sử dụng phương trình cộng + Cường độ dịng điện I chạy qua dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện U đặt vào hai đầu dây dẫn: I = k.U tỉ lệ với bậc hiệu điện U đặt vào hai đầu dây dẫn: I = k Kết 1a 0,9A, 12,6V (k hệ số tỉ lệ) 1b tăng; x giảm UV tăng x tăng; x UV giảm x tăng 1c 16,2W 0,6A 2.3.3 Phần quang học Ví dụ Một gương phẳng có chiều dài L = 2,5m, mép đặt sát tường thẳng đứng nghiêng góc = 600 so với mặt sàn nằm ngang (hình vẽ) Một người tiến lại gần tường Mắt người có độ cao h = L 1,73 m so với sàn Hỏi cách tường người bắt đầu nhìn thấy: a Ảnh mắt gương b Ảnh chân gương c Giả sử α thay đổi khoảng từ 0 đến 1800 Hỏi α nằm khoảng người nhìn thấy ảnh tồn thân qua gương chân sát mép gương? Nhận xét nhắc lại kiến thức - Ảnh vật tạo gương phẳng là: ảnh ảo, vật khoảng cách từ vật đến gương khoảng cách từ ảnh đến gương - Tia phản xạ có đường kéo dài qua ảnh vật tạo gương - Tia tới hướng tới điểm ảnh cho tia phản xạ đi qua điểm vật (tính thuận nghịch truyền ánh sáng) - Định luật phản xạ ánh sáng: + Tia phản xạ nằm mặt phẳng với tia tới đường pháp tuyến gương điểm tới 12 skkn + Góc phản xạ ln góc tới - Thị trường gương phẳng mắt vùng khơng gian đặt vật trước gương để mắt nhìn thấy ảnh vật gương, thị trường giới hạn gương tia phản xạ từ hai mép ngồi gương - Kiến thức tốn học sử dụng là: tam giác đồng dạng, hệ thức lượng tam giác vng, tính chất đường phân giác, phương trình bậc 2 Ý tưởng a Ảnh mắt gương - Gọi mép gương I, mép O - Gọi mắt M M, chân người C MC = h - Khi người bắt đầu nhìn thấy ảnh mắt gương: tia sáng từ M tới I phản xạ tới M - Như phương IM vuông góc với mặt gương M’ - Xét tam giác vng OIK có: I M OK = L 300 K CK = C O OC = OK – CK = – = 2m - Khi cách tường 2m người mắt đầu nhìn thấy ảnh mắt gương J b Ảnh chân gương - Mắt nhìn thấy ảnh chân tia tới từ chân CI cho tia phản xạ lọt vào mắt M IM có M’ ’ đường kéo dài quan ảnh C C C’ - IN đường pháp tuyến đồng thời Q đường phân giác nên: M I (1) - Hai tam giác QIM PIC đồng dạng nên: L P N 300 O K C (2) - Từ (1) (2) ta được: (3) 13 skkn - OK = 5m; CK = – x với x = CO; CN = CK.tan300 = - MN = MC – CN = - JC = OC.tan600 = x ; PC = OC.sin600 = ; JM = JC – MC = x - = - QM = JM.sin300 = - Thay vào (3) ta có: (4) - Giải phương trình (4) ta được: x1 3,22m x2 0,77m * Vậy người đến cách tường 3,22m bắt đầu nhìn thấy ảnh chân gương Giá trị x2 khơng thích hợp đến gần tường người khơng đứng thẳng c Giả sử α thay đổi khoảng từ 0 đến 1800 Hỏi α nằm khoảng người nhìn thấy ảnh tồn thân qua gương chân sát mép gương? - Khi chân sát mép gương để thấy tồn ảnh thể gương α 900 - Do chiều dài gương lớn chiều cao người nên ln nhìn thấy tồn ảnh gương gương xoay với α > 900 * Vậy để thấy toàn ảnh gương 900 ≤ α ≤ 1800 Rút kinh nghiệm Qua toán này, ta cần làm tốt số công việc sau : - Nắm vững kiến thức định luật phản xạ ánh sáng, tính chất ảnh tạo gương phẳng, thị trường gương phẳng, kiến thức hình học tam giác đồng dạng, đường phân giác, định lí Pitago, hệ thức lượng tam giác vng, giải phương trình bậc ẩn x - Ở câu a, để mắt bắt đầu nhìn thấy ảnh mắt (của mình) tia tới từ mắt đến gương phải cho tia phản xạ lọt vào mắt, muốn tia tới phải vng góc với mép gương, lúc i = i’ = 00 tia tới, tia phản xạ, đường pháp tuyến trùng - Ở câu b, để mắt bắt đầu nhìn thấy ảnh chân người cần dịch chuyển từ xa vào gần gương tới vị trí mắt bắt đầu hứng tia phản xạ từ mép gương lọt vào mắt, muốn tia phản xạ phải có đường kéo dài qua 14 skkn ảnh C’ chân, ta tới từ chân C đến gương phải có đường kéo dài qua ảnh M’ mắt qua gương - Ở câu c, để mắt nhìn thấy tồn ảnh thể gương, người đứng thẳng nên gương phải tư thể thẳng đứng (cùng phương với người) mắt thấy tồn ảnh thể gương, lúc α = 900 - Ở tư đặt thẳng đứng, gương phải quay quanh trục qua mép gương, mép phải chuyển động xa người quan sát người thấy tồn thân (với điều kiện chiều dài gương phải đủ lớn lớn chiều cao người điều kiện toàn này), để mở rộng thị trường gương mắt, góc quay α tiếp tục tăng từ 90 đến vị trí gương nằm ngang, mặt phản xạ hướng lên α = 1800 - Tóm lại, để nhìn thấy tồn ảnh thân gương góc quay α phải thoả mãn điều kiện : 900 ≤ α ≤ 1800 Chú ý : Nếu gương quay phía người quan sát (00 ≤ α < 900) thị trường gương mà mắt người quan sát hẹp dần từ đầu đến chân biến α = 00 ) Kết a 2m b 3,22m c 900 ≤ α ≤ 1800 2.3.4 Phần nhiệt học Ví dụ Trong bình hình trụ có bán kính R = 10 cm, chiều cao h = 30 cm, chứa nước đá nhiệt độ to = -100C, chiếm 1/3 thể tích bình Qua lổ nhỏ phía nắp bình người ta rót chậm nước nhiệt độ t = 300C vào bình Tìm thể tích nước lớn rót vào bình Nước có khối lượng riêng Dn = 1000 kg/m3 nhiệt dung riêng cn = 4200 J/kg.K Nước đá khối lượng riêng Dđ = 900 kg/m3, nhiệt dung riêng cđ = 2100 J/kg.K nhiệt nóng chảy = 330000 J/kg Bỏ qua trao đổi nhiệt bình mơi trường Nhận xét nhắc lại kiến thức - Nhiệt nóng chảy nước đá nhiệt lượng cần truyền cho kg nước đá nóng chảy hồn tồn 00C - Nhiệt lượng cần để m (kg) nước đá nóng chảy hồn tồn 00C là : Q = m.λ Trong đó : Q nhiệt lượng (J), m khối lượng (kg), λ nhiệt nóng chảy (J/kg) - Nhiệt lượng vật thu vào đê nóng lên: Q = mct Trong đó: Q nhiệt lượng (J), m khối lượng (kg), c nhiệt dung riêng (J/kg.K), t độ tăng nhiệt độ (0C) 15 skkn - Phương trình cân nhiệt: Nhiệt lượng vật toả nhiệt lượng vật thu vào, Qtoả = Qthu - Khi rót nước vào bình lượng nước rót vào trao đổi nhiệt với nước đá bình, cách tính nhiệt lượng toả nước thu vào nước đá, phân tích tượng ta thấy tốn xảy số trường hợp sau đây: Nếu Qnđáthu < Qtoả nước đá tan hết, nhiệt độ cân nhiệt t > 00C ( Trong đó: Qnđáthu tổng nhiệt lượng để nước đá tăng lên 0C tan hết 00C; Qtoả nhiệt lượng nước rót vào bình toả để giảm từ 300C đến 00C) Nếu Qnđáthu = Qtoả, nước đá tan hết nhiệt độ cân nhiệt t = 00C Nếu Qnđáthu > Qtoả có khả sau: - Q1nđáthu > Qtoả nước đá không tan, nhiệt độ cân nhiệt t < 00C (Q1nđáthu nhiệt lượng để nước đá tăng từ -100C đến 00C) - Q1nđáthu = Qtoả, nước đá không tan, nhiệt độ cân nhiệt t = 00C - Q1nđáthu < Qtoả, nước đá tan không hết, nhiệt độ cân nhiệt t = 00C - Một số cơng thức khác sử dụng tốn + Thể tích bình hình trụ V = S.h (S tiết diện đáy bình, h chiều cao bình) + Khối lượng m = D.V (D khối lượng riêng, V thể tích) Ý tưởng - Thể tích bình hình trụ: V = Sh = R2h = - Thể tích khối nước đá: Vđ = - Khối lượng khối nước đá: mđ = DđVđ = 0,9 kg - Nhiệt lượng cần thiết để chuyển khối nước đá từ t0 = -100C đến t1 = 00C là: Q1 = mđcđ(t1 – t0) = 0,9.2100.10 = 18900 (J) - Nhiệt lượng cần thiết để làm khối nước đá nóng chảy là: Q2 = mđ = 0,9.33.104 = 297000 (J) - Khối lượng nước chiếm 2/3 thể tích cịn lại: mn = DnVn = Dn V = 1000 = 2 (kg) - Nếu ta đem đổ lượng nước mn = 2 kg nhiệt độ t2 = 300C vào bình nhiệt lượng lượng nước tỏa hạ xuống 00C là: Q = mnCn(t2 – t1) =2.4200.30 = 252000 (J) - Vì Q1 < Q < Q1 + Q2 nên đổ nước đầy bình nước đá chưa tan hết suy nhiệt độ cân nhiệt t1 = 00C - Gọi M khối lượng nước tối đa rót vào bình thể tích nước tương ứng là: V = 16 skkn - Gọi m khối lượng nước đá bị nóng chảy thể tích nước đá nước nước đá tan là: V1 = V2 = - Nhiệt lượng khối lượng nước M tỏa ra: Q = Mcn(t2 – t1) = 126000M (J) - Nhiệt lượng thu vào khối nước đá tan chảy phần m là: Q1 = 18900 + 330000m - Phương trình cân nhiệt: Q = Q1 126000M = 18900 + 330000m 1260M = 189 + 3300m (1) - Vì Dđ < Dn nên khối lượng nước đá m bị nóng chảy thể tích giảm lượng: V = Vđ – Vn = m - Lúc đầu thể tích bình cịn trống: V0 = - Khi rót nước vào bình thể tích lúc là: V0 + V - Khi rót nước vào chiếm tồn thể tích V0 + V nên ta có: V = V0 + V m = 9M - 18 (2) - Thay (2) vào(1) ta có: 1260M = 189 + 3300(9M - 18) M 6,54kg - Thể tích nước tối đa rót vào bình: V = lít Rút kinh nghiệm * Để làm hiệu toán này, ta phải xử lý tốt hai tình vật lí sau đây: - Phải so sánh được: Q1 < Q < Q1 + Q2 nên đổ nước đầy bình nước đá chưa tan hết suy nhiệt độ cân nhiệt t1 = 00C - Vì Dđ < Dn nên khối lượng nước đá m bị nóng chảy,thể tích giảm lượng: V = Vđ – Vn = m m (kg) nước đá nóng chảy, khối lượng bảo tồn nước đá có khối lượng riêng Dđ nhỏ khối lượng riêng nước Dn nước đá tan thể tích nước đá Vđ lớn thể tích nước Vn mà nước đá tan Vậy m (kg) nước đá tan thể tích giảm lượng V = Vđ – Vn - Sử dụng tốt hai phương trình: + Phương trình cân nhiệt: Q = Q1 126000M = 18900 + 330000m 1260M = 189 + 3300m (1) + Phương trình thể tích phần bình chứa: V = V0 + V m = 9M - 18 (2) 17 skkn Kết quả: 6,54 lít 2.3.5 Phần thí nghiệm thực hành Ví dụ Cho bình nước, ống nghiệm hình trụ, thước đo chiều dài, thước kẹp miếng hợp kim nhỏ gồm đồng pha với thiếc bỏ lọt vào ống nghiệm Hãy trình bày phương án thí nghiệm để xác định tỉ lệ phần trăm khối lượng đồng có miếng hợp kim Biết khối lượng riêng nước, đồng, thiếc Dn, D1, D2 Nhận xét nhắc lại kiến thức - Thước kẹp dùng để đo đường kính d1 đường kính ngồi d2 ống nghiệm hình trụ - Thước đo chiều dài dùng để đo cột chất lỏng ống trụ, đo chiều cao phần chìm ống chất lỏng - Cơng thức tính khối lượng: m = D.V - Khi ống nghiệm chất lỏng lực đẩy Acsimet tác dụng lên ống nghiệm cân với trọng lượng ống, phương trình vật nổi: FA = P - Cách đo thể tích vật rắn không thấm nước ống nghiệm: V = V2 – V1 = Sh2 – Sh1 (Với S tiết diện ống nghiệm, h1, h2 độ cao mực nước trước thả vật sau thả vật vào ống nghiệm) Ý tưởng Bước 1: Dùng thước kẹp đo đường kính đường kính ngồi ống nghiệm d1 d2 - Tiết diện ống S1= ; tiết diện ống S2 = (*) Bước 2: Thả ống nghiệm thẳng đứng vào bình nước dùng thước đo chiều dài đo chiều cao phần ống nghiệm ngập nước h1 - Ta có trọng lượng ống nghiệm: P0 = FA = 10DnS2h1 (1) Bước 3: Bỏ miếng kim loại vào ống thả ống vào bình nước (ống khơng chạm đáy bình), đo chiều cao phần ống ngập nước h2 - Khi ống nước: (2) Phk trọng lượng miếng hợp kim Từ (1) (2) Phk = 10DnS2(h2 – h1) m1 + m2 = DnS2(h2 – h1) (3) Bước 4: Xác định thể tích miếng hợp kim - Đổ lượng nước cao h3 vào ống nghiệm - Thả chìm hồn tồn miếng hợp kim vào ống đọc mực nước dâng lên h (nước không tràn ngồi) - Thể tích miếng hợp kim V = S1(h4 – h3) V1 + V2 = S1(h4 – h3) (4) (D1, m1, V1 khối lượng riêng, khối lượng, thể tích đồng) (D2, m2, V2 khối lượng riêng, khối lượng, thể tích thiếc) 18 skkn Bước 5: Xác định tỉ lệ phần trăm khối lượng kim loại đồng miếng hợp kim - Từ (3) m2 = DnS2(h2 – h1) – m1 - Thay vào (4) ta được: - Vậy (**) - Thay giá trị h1, h2, h3, h4, d1, d2 vào (*) (**) ta tính tỉ lệ phần trăm khối lượng k đồng miếng hợp kim Rút kinh nghiệm - Ống nghiệm mà đề cho khơng nói rõ ống mỏng hay ống dày, đề cho thước kẹp học sinh phải hiểu dùng thước kẹp để đo đường kính d1 ngồi d2 ống, em hiểu yêu cầu đề làm nội dung, chất Nếu em cho ống nghiệm mà đề cho có thành mỏng, khơng sử dụng đến thước kẹp điều sai lầm, làm theo cách khơng có điểm thật điều đáng tiếc - Ống nghiệm thả vào nước phải phương thẳng đứng để đo chiều cao mực nước ống phần ống nghiệm chìm nước Nếu ống nghiệm khơng thẳng đứng nước ta đổ thêm vào ống lượng nước ống phương thẳng đứng Chú ý: Trong điều kiện khác, giả sử ống nghiệm có thành mỏng d1 d2 S1 S2, coi thành ống có độ dày khơng đáng kể d1 = d2 S1 = S2, tỉ lệ phần trăm khối lượng đồng miếng hợp kim k không phụ thuộc vào S1, S2 Như vậy, toán không thiết phải dùng đến thước kẹp, kết toán ống nghiệm thành mỏng là: Kết quả: 2.3.6 Bài tập tham khảo Bài Một vận động viên điền kinh chạy cự li dài đuổi theo rùa cách anh L = 10 km Vận động viên vượt qua quãng đường thời gian t1 19 skkn rùa kịp bò đoạn x1 Khi vận động viên vượt qua đoạn x1 rùa lại bị đoạn x2 tiếp tục Trọng tài đua kịp đo đoạn đường x2 = m, khoảng thời gian t3 = 0,8 giây Cho vận động viên rùa chuyển động đường thẳng vận tốc hai khơng đổi a Tính vận tốc vận động viên rùa b Khi vận động viên đuổi kịp rùa rùa quãng đường bao nhiêu ? Kết luận: a Vận tốc vận động viên m/s, rùa 0,1 m/s b Khi vận động viên đuổi kịp rùa bị qng đường 204m Bài Một người cao 1,7 m đứng soi gương Gương hình chữ nhật treo thẳng đứng Khi thành gương cách mặt đất từ 0,6 đến 0,8m người soi gương đồng thời nhìn thấy chân đỉnh đầu (thấy trọn ảnh) qua gương Tính: a Kích thước theo phương thẳng đứng gương b Khoảng cách từ mắt người đến chân Kết luận: a Chiều dài gương 1,05m b Khoảng cách từ mắt đến chân 1,6m Bài Cho mạch điện hình vẽ Biết R1 = , UPQ = V, RA = 0,5 Khi R4 = ampe kế IA = A; Khi R4 = ampe kế IA = 0; Khi R4 = ∞ ampe kế IA = Tính R2, R3, R5 M P + R1 R2 A Q R5 R3 N - R4 Kết luận: Bài tốn có nghiệm 2.4 Các giải pháp - Chọn lọc học sinh có khiếu, có lịng đam mê học tập mơn vật lí để thành lập đội tuyển - Xây dựng chương trình bồi dưỡng, kế hoạch dạy học phương pháp dạy học hiệu để phát triển lực tư học sinh 20 skkn ... PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TỰ HỌC MÔN VẬT LÝ CHO HỌC SINH THCS? ?? 2.1 Cơ sở lí luận - Dựa vào chuẩn kiến thức kĩ xác, khoa học viết sách giáo khoa vật lí THCS mức độ vận dung cao - Phát triển lực tự học, ... đề tài - Phát triển lực tự học, lực tư cho học sinh yêu cầu quan trọng, cần thiết giáo viên phải làm cho học sinh q trình dạy học Trong dạy học khố, học thêm học đội tuyển môn học trung học sở... quen tự học, tự suy nghĩ, tự làm việc cá nhân với vấn đề vật lí, mà lực tư em phải cải thiện, phát triển - Trên sở hai lí nêu trên, tơi thấy việc phát triển lực tự học, tự tư cho học sinh THCS