Skkn một số phương pháp đặt câu hỏi và giải bài tập cơ học trong môn vật lý thcs

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 cơ sở NĂM HỌC 2016 2017 skkn M[.]

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 skkn 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 .1 Mục đích nghiên cứu: .1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu: Phương pháp nghiên cứu: Kế hoạch nghiên cứu .1 PHẦN II: NHỮNG BIỆN PHÁP ĐỔI MỚI .2 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 .4 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: .5 2.1.2 Một số lưu ý mặt phương pháp: .6 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 skkn Một số phương pháp đặt câu hỏi giải tập học môn Vật lý THCS a b c d e f - 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 môn 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: Phương pháp thí nghiệm vật lý Phương pháp thực nghiệm Phương pháp dạy học theo nhóm Phương pháp dạy học tượng vật lí Phương pháp dạy học đại lượng vật lí 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 skkn 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 skkn 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 skkn 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 skkn 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 không đổi Đường chuyển động thẳng tỉ lệ thuận với thời gian đi: s = v.t 5/30 skkn Một số phương pháp đặt câu hỏi giải tập học môn Vật lý THCS v số Cơng 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 khơng tỉ số s/t cho biết vận tốc trung bình vtb chuyển động qng đường đó: vtb = s 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 cơng thức cộng vận tốc Do học sinh không học công thức cộng vận tốc nên giáo viên tránh cho học sinh sử dụng thẳng cơng thức Có thể từ công 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 tốn vận tốc trung bình, giáo viên nên hướng dẫn cho học sinh bắt đầu phép phân tích từ cơng thức chung nhất: vtb = s t 6/30 skkn 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 qng đường tính theo cơng thức: vtb = s s s n t1 t2 tn Nếu biết vận tốc đoạn đường tương ứng v1, v2,…, tính: s1 vtb = s sn s1 / v1 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? skkn 7/30 skkn ... 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 skkn Một số phương pháp đặt câu hỏi giải tập học môn Vật lý THCS Cơ sở thực... 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. .. AB/4 phía A Hỏi: a) Khối lượng M b) Độ tăng lực nâng đầu A B Hướng dẫn đặt câu hỏi cho học sinh: 13/30 skkn B Một số phương pháp đặt câu hỏi giải tập học môn Vật lý THCS Nhắc lại cơng thức điều