Đang tải... (xem toàn văn)
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TPHCM KHOA VẬT LÝ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Chuyên ngành Sư phạm Vật lý ĐỀ TÀI BIÊN SOẠN VÀ HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÝ DẠNG ĐỒ THỊ TRUNG H[.]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TPHCM KHOA VẬT LÝ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Chuyên ngành: Sư phạm Vật lý ĐỀ TÀI: BIÊN SOẠN VÀ HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÝ DẠNG ĐỒ THỊ TRUNG HỌC PHỔ THÔNG SVTH: Đinh Trung Hưng MSSV: 41.01.102.040 GVHD: TS Đỗ Văn Năng TP Hồ Chí Minh, tháng 04 năm 2019 LỜI CẢM ƠN Để hồn thành khóa luận tốt nghiệp này, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy TS Đỗ Văn Năng tận tình hướng dẫn động viên suốt q trình thực khóa luận tốt nghiệp Xin gửi lời cảm ơn đến Ban Chủ Nhiệm Khoa Vật Lý Trường Đại Học Sư Phạm – TP Hồ Chí Minh, Thầy (Cơ) em học sinh Trường THPT Chuyên Lê Hồng Phong - TP Hồ Chí Minh tạo điều kiện để khóa luận tốt nghiệp thực thực nghiệm sư phạm Xin gửi lời cảm ơn đến Thầy (Cô) thuộc Khoa Vật Lý Trường Đại Học Sư Phạm – TP Hồ Chí Minh giảng dạy kiến thức chun mơn, phần giúp cho khóa luận tốt nghiệp hồn thiện TP Hồ Chí Minh, ngày 23 tháng 04 năm 2019 Sinh viên Đinh Trung Hưng DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Các sở, dấu hiệu nhận biết tập vật lý dạng đồ thị 17 Bảng 1.2 Tám cách thể kiện, thông số đồ thị .22 Bảng 2.1 Trình tự xếp hệ thống tập chủ đề tập vật lý dạng đồ thị 29 Bảng 2.2 Các câu hỏi gợi ý bước quy trình hướng dẫn học sinh (trình độ trung bình yếu) giải tập vật lý dạng đồ thị 116 Bảng 2.3 Các câu hỏi gợi ý bước quy trình hướng dẫn học sinh (trình độ trung bình khá) giải tập vật lý dạng đồ thị 118 Bảng 2.4 Các câu hỏi gợi ý bước quy trình hướng dẫn học sinh (trình độ giỏi) giải tập vật lý dạng đồ thị 120 Bảng 3.1 Thống kê số học sinh đạt điểm số kiểm tra đầu vào 138 Bảng 3.2 Thống kê số học sinh đạt điểm số kiểm tra đầu .138 Bảng 3.3 Kết thông số thống kê 139 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1.1 Phương pháp giải tập vật lý 11 Sơ đồ 2.1 Quy trình giải tập vật lý dạng đồ thị 115 Sơ đồ 2.2 Quy trình hướng dẫn học sinh giải tập vật lý dạng đồ thị 121 MỤC LỤC Lí chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu đề tài Giả thuyết khoa học Nhiệm vụ nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN, THỰC TIỄN HOẠT ĐỘNG GIẢI, HƯỚNG DẪN GIẢI VÀ HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÝ DẠNG ĐỒ THỊ Ở TRƯỜNG THPT 1.1 Bài tập vật lý 1.1.1 Bài tập vật lý 1.1.2 Vai trò tập vật lý 1.1.3 Phân loại tập vật lý 1.1.4 Phương pháp giải tập vật lý 1.2 Bài tập vật lý dạng đồ thị 12 1.2.1 Đồ thị 12 1.2.2 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ hai đại lượng vật lý 13 1.2.3 Các sở, dấu hiệu nhận biết tập vật lý dạng đồ thị 14 1.2.4 Một số cách thể kiện, thông số đồ thị tập vật lý dạng đồ thị dạng ngược 18 1.3 Thực trạng hoạt động hướng dẫn giải, giải hệ thống tập vật lý dạng đồ thị trường THPT 23 1.3.1 Thực trạng 23 1.3.2 Một số thuận lợi khó khăn 26 1.3.3 Phương hướng khắc phục 27 CHƯƠNG 2: BIÊN SOẠN HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÝ DẠNG ĐỒ THỊ VÀ QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ DẠNG ĐỒ THỊ 28 2.1 Biên soạn hệ thống tập vật lý dạng đồ thị 28 2.1.1 Tiêu chí biên soạn hệ thống tập vật lý dạng đồ thị 28 2.1.2 Hệ thống tập vật lý dạng đồ thị 30 2.2 Quy trình hướng dẫn học sinh giải tập vật lý dạng đồ thị 110 2.2.1 Quy trình giải tập vật lý dạng đồ thị 110 2.2.2 Quy trình hướng dẫn học sinh giải tập vật lý dạng đồ thị 115 2.3 Vận dụng quy trình hướng dẫn học sinh giải tập vật lý dạng đồ thị 122 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 137 3.1 Mục tiêu thực nghiệm sư phạm 137 3.2 Phạm vi đối tượng thực nghiệm sư phạm 137 3.2.1 Phạm vi thực nghiệm 137 3.2.2 Đối tượng thực nghiệm 137 3.3 Tiến trình thực nghiệm 137 3.3.1 Chọn mẫu thực nghiệm 137 3.3.2 Tổ chức thực nghiệm 137 3.4 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 137 3.4.1 Phương pháp định lượng 137 3.5 Kết thực nghiệm sư phạm 138 3.6 Phân tích đánh giá kết thực nghiệm sư phạm 139 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 140 TÀI LIỆU THAM KHẢO 141 PHỤ LỤC 142 1 Lí chọn đề tài Giải tập vật lý kĩ rèn luyện chủ yếu chiếm nhiều thời gian nhiều kĩ mà môn vật lý bồi dưỡng cho học sinh, việc giải tập vật lý mang lại nhiều tác dụng tích cực giúp cho việc ôn tập, củng cố mở rộng kiến thức, kĩ cho học sinh, tập khởi đầu cho kiến thức phát triển lực tự lực làm việc học sinh, phát triển tư sáng tạo học sinh,… [2] Bài tập vật lý phân loại rõ ràng để giáo viên dễ dàng lựa chọn sử dụng hợp lí tập vật lý dạy học, phân loại dựa tiêu chí phương thức giải tập vật lý chia làm bốn loại tập định tính, tập định lượng, tập thí nghiệm tập đồ thị (bài tập vật lý dạng đồ thị) [3] Có nhiều nghiên cứu liên quan đến vấn đề giải tập vật lý Nhìn chung nghiên cứu có, dựa nguyên tắc sử dụng phần kiến thức cụ thể vật lý học “cơ học” “dao động cơ” “dòng điện xoay chiều”, từ phân loại dạng tập, nêu phương pháp giải, xây dựng quy trình hướng dẫn giải phát triển lực khác học sinh thông qua q trình giải tập Ưu điểm nghiên cứu có giúp cho giáo viên, học sinh có nguồn tập để rèn luyện, giúp cho giáo viên áp dụng tiến trình dạy học để hướng dẫn học sinh giải tập vật lý logic hiệu quả, ngồi thơng qua việc giải tập vật lý mà học sinh nâng cao kĩ năng, lực khác Tuy nhiên nghiên cứu có cịn dựa nhiều vào hai loại tập định tính định lượng mà chưa có nhiều nghiên cứu hai loại tập thí nghiệm tập đồ thị, đặc biệt loại tập đồ thị Trong đồ thị cơng cụ tốn học quan trọng, đồ thị có nhiều ứng dụng mơn khoa học đời sống, chẳng hạn phát bệnh liên quan đến tim mạch dựa vào “điện tâm đồ”, tiên đoán tiên đề Bo dựa vào “quang phổ”, phát đại lượng vật lý dựa vào việc vẽ đồ thị kết thực nghiệm, đồ thị giúp giải dễ dàng toán chuyển động thực tế… Những điều thể rõ ràng năm gần đây, đề thi trung học phổ thông quốc gia (THPTQG) môn vật lý trọng đến tập vật lý dạng đồ thị, điều gây khơng khó khăn cho học sinh quen với cách giải hai loại tập định tính định lượng, đa số học sinh khơng có kĩ lấy kiện, thơng số từ đồ thị giải tập vật lý dạng đồ thị Hiện tập vật lý dạng đồ thị cịn rời rạc, chưa có hệ thống tập đồ thị riêng biệt để giáo viên, học sinh tham khảo, tập vật lý dạng đồ thị chủ yếu mảng nhỏ kiến thức vật lý phổ thông dao động điều hịa, điện xoay chiều,… Chính lí kể trên, việc nghiên cứu đề tài “Biên soạn hướng dẫn học sinh giải hệ thống tập vật lý dạng đồ thị trung học phổ thông” cần thiết Mục tiêu nghiên cứu đề tài + Biên soạn hệ thống tập vật lý dạng đồ thị + Xây dựng quy trình hướng dẫn học sinh giải tập vật lý dạng đồ thị Giả thuyết khoa học + Nếu biên soạn hệ thống tập vật lý dạng đồ thị hướng dẫn học sinh giải tập vật lý dạng đồ thị giúp cho học sinh có nguồn tập vật lý dạng đồ thị phong phú nâng cao khả giải tập vật lý dạng đồ thị Nhiệm vụ nghiên cứu + Nghiên cứu sở lý luận tập vật lý, nghiên cứu sở lý thuyết đồ thị - hàm số Toán + Xác định sở, dấu hiệu nhận biết tập vật lý dạng đồ thị cách thể kiện, thơng số đồ thị, từ biên soạn hệ thống tập vật lý dạng đồ thị + Xây dựng quy trình hướng dẫn học sinh giải tập vật lý dạng đồ thị + Vận dụng quy trình để hướng dẫn học sinh giải số tập vật lý dạng đồ thị + Thực nghiệm sư phạm để kiểm tra đánh giá quy trình hướng dẫn học sinh giải tập vật lý dạng đồ thị Đối tượng nghiên cứu + Bài tập vật lý dạng đồ thị 3 + Quy trình hướng dẫn giải tập vật lý dạng đồ thị + Học sinh trường THPT Chuyên Lê Hồng Phong, quận 5, TPHCM Phạm vi nghiên cứu + Địa bàn nghiên cứu: trường THPT Chuyên Lê Hồng Phong, quận 5, TPHCM + Nội dung chương trình: Kiến thức vật lý chương trình vật lý phổ thông + Thời gian: Khoảng tháng Phương pháp nghiên cứu * Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: + Nghiên cứu sách, giáo trình, tạp chí, nghiên cứu liên quan đến đề tài nghiên cứu + Nghiên cứu phần “Đồ thị - hàm số” Tốn + Nghiên cứu kiến thức vật lý chương trình vật lý phổ thông * Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: + Điều tra, thu thập ý kiến thực trạng hoạt động giải, hướng dẫn giải tập vật lý dạng đồ thị giáo viên học sinh * Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: + Thực nghiệm trường THPT Chuyên Lê Hồng Phong, quận 5, TPHCM 4 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN, THỰC TIỄN HOẠT ĐỘNG GIẢI, HƯỚNG DẪN GIẢI VÀ HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÝ DẠNG ĐỒ THỊ Ở TRƯỜNG THPT 1.1 Bài tập vật lý 1.1.1 Bài tập vật lý Bài tập vật lý hiểu yêu cầu đặt cho người học, người học giải dựa sở suy luận logic nhờ phép tính tốn, thí nghiệm, dựa kiến thức khái niệm, định luật thuyết vật lý [2] 1.1.2 Vai trò tập vật lý Bài tập vật lý giúp cho việc ôn tập, đào sâu, mở rộng kiến thức Trong lý thuyết lớp học, học sinh trang bị kiến thức trừu tượng khái niệm, định luật, thuyết vật lý,… Khi học sinh rèn luyện tập vật lý học sinh phải vận dụng kiến thức trừu tượng vào trường hợp cụ thể, nhờ mà học sinh nắm biểu cụ thể chúng thực tế Ví dụ: Thơng qua tập vật lý liên quan đến định luật II Niuton học sinh thấy định luật áp dụng để xác định chuyển động tất vật mà học sinh thấy hàng ngày, từ chuyển động hạt đến chuyển động xe chí chuyển động hành tinh [3] Bài tập vật lý điểm khởi đầu để dẫn dắt đến kiến thức Ở bậc Trung học phổ thơng, kiến thức vật lý, cơng cụ tốn học học sinh phát triển, khả phân tích tượng học sinh nhạy bén Nếu tập vật lý giáo viên biên soạn sử dụng khéo léo q trình dạy học dẫn dắt học sinh tự tìm tịi tượng mới, chí học sinh xây dựng khái niệm để giải thích cho tượng Ví dụ: Khi vận dụng định luật II Niuton để giải tốn tính trọng lượng bao gạo bao gạo đặt cân hệ cân bao gạo đặt thang máy di chuyển lên xuống Dựa vào tập học sinh đưa vào khái niệm tăng, giảm trọng lượng [3] 5 Bài tập vật lý giúp rèn luyện kĩ vận dụng kiến thức vào thực tiễn Các tập vật lý liên quan đến lĩnh vực khác thực tiễn khoa học kĩ thuật, giao thông vận tải, sản xuất công nghiệp,… Các tập loại giúp học sinh liên hệ lí thuyết thực hành, giúp học sinh vận dụng kiến thức học vào đời sống Ví dụ: Vì đường ray tàu hỏa khơng làm nối tiếp mà có khe nhỏ đoạn đường ray” Để trả lời câu hỏi học sinh phải dựa vào tính chất giản nở nhiệt vật rắn, sau trả lời câu hỏi học sinh vận dụng kiến thức vật lý học vào thực tiễn [3] Bài tập vật lý giúp phát triển tư sáng tạo Khi giải tập vật lý, học sinh phải tìm hiểu đề bài, xem đề cho giả thuyết gì, cần tìm đại lượng gì, học sinh phải phân tích tượng vật lý, vận dụng hàng loạt thao tác tư để xác lập mối quan hệ đại lượng, chí tiến hành số thí nghiệm kết xác nhanh Chính giáo viên biết cách lựa chọn loại tập tối đa hóa khả sáng tạo tính tị mị học sinh thay tập yêu cầu áp dụng công thức đơn giản phát triển tư sáng tạo, bồi dưỡng hứng thú học tập cho học sinh [3] Bài tập vật lý giúp kiểm tra kiến thức, kĩ Ở tất trường THPT nay, việc kiểm tra kiến thức, kĩ học sinh thơng qua tập hình thức kiểm tra kiểm tra 15 phút, kiểm tra tiết,… Dựa vào kiểm tra giáo viên kịp thời chỉnh sửa sai lầm học sinh mắc phải Giải tập vật lý thước đo xác để giáo viên kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức, kĩ học sinh, từ giáo viên điều chỉnh nội dung, phương pháp dạy học nhằm giúp trình dạy học đạt hiệu cao [3] 6 1.1.3 Phân loại tập vật lý Tùy theo mục đích mà tập phân loại theo nhiều cách khác nhau: phân loại theo nội dung, theo phương thức giải, theo yêu cầu định tính hay định lượng việc nghiên cứu vấn đề, theo yêu cầu luyện tập kĩ hay phát triển tư sáng tạo học sinh trình học tập, theo hình thức làm tự luận hay trắc nghiệm khách quan [5] * Phân loại theo hình thức làm Phân loại theo hình thức làm tập vật lý gồm hai loại tập tự luận tập trắc nghiệm Bài tập trắc nghiệm gồm bốn dạng “trắc nghiệm – sai”, “trắc nghiệm nhiều lựa chọn”, “trắc nghiệm điền khuyết” “trắc nghiệm ghép đôi” [5] * Phân loại theo yêu cầu luyện tập kĩ năng, phát triển tư Phân loại theo yêu cầu luyện tập kỹ năng, phát triển tư tập vật lý gồm hai loại tập luyện tập tập sáng tạo Bài tập sáng tạo gồm hai dạng “bài tập nghiên cứu” “bài tập thiết kế” [5] * Phân loại theo phương thức giải Bài tập định tính Bài tập định tính tập mà giải, phải vận dụng khái niệm, định luật, thuyết vật lý,… thơng qua số phép tính tốn đơn giản để giải thích tượng vật lý [5] Ví dụ: Giải thích thành ngồi cốc đựng nước đá lại ướt, trước đổ nước đá vào cốc ta lau khô cốc cẩn thận? Bài tập định lượng Bài tập định lượng tập mà giải, phải vận dụng khái niệm, định luật, thuyết vật lý,… để thiết lập phương trình từ tượng vật lý đề bài, thơng qua loạt phép biến đổi phương trình kết dạng kí hiệu đáp số định lượng cụ thể Bài tập định lượng gồm hai dạng “bài tập bản” “bài tập tổng hợp” [5] 7 Bài tập thí nghiệm Bài tập thí nghiệm tập định tính định lượng phải làm thí nghiệm để kiểm chứng lời giải lý thuyết để tìm số liệu cần thiết cho việc giải tập [5] Ví dụ: Cầm đầu sợi dây cao su có nặng buộc đầu Sợi dây cao su dãn hay co lại ta đột ngột nâng tay lên cao hay hạ tay xuống thấp? Hãy làm thí nghiệm kiểm tra [5] Bài tập đồ thị (Bài tập vật lý dạng đồ thị) Bài tập đồ thị hay tập vật lý dạng đồ thị tìm hiểu kĩ mục 1.2 Bài tập vật lý dạng đồ thị chia làm hai dạng dạng thuận dạng nghịch: Dạng thuận dạng mà phải vẽ đồ thị, tức dựa sở tìm kiện mối quan hệ kiện, cần chọn hệ trục tọa độ, chọn tỉ xích thích hợp biểu diễn mối quan hệ hai đại lượng vật lý đồ thị Dạng nghịch dạng mà đồ thị cho giả thiết tập, lúc thông số, kiện thể đồ thị, muốn giải dạng này, yêu cầu phải biết xử lý thơng số, kiện để xác lập mối liên hệ đưa kết cần tìm Ví dụ: Đồ thị bên biểu diễn mối quan hệ li độ x thời gian t vật dao động điều hịa Viết phương trình li độ x vật? * Phân loại theo nội dung Theo chủ đề tài liệu vật lý Dựa vào nội dung vật lý chia tập thành Cơ học, Nhiệt học, Điện học, Quang học,… Sự phân chia có tính chất quy ước có kiến thức sử dụng giả thiết tập lấy từ phần nội dung giáo trình vật lý [5] Bài tập kĩ thuật tổng hợp Bài tập kĩ thuật tổng hợp tập mà nội dung liên quan đến tài liệu kĩ thuật, sản xuất nông công nghiệp, giao thông liên lạc,… số liệu phải số liệu thực [5] Ví dụ: Tại đoạn đường cua mặt đường phần ngồi thường cao phần Bài tập có nội dung lịch sử vật lý Bài tập có nội dung lịch sử vật lý tập chứa đựng kiến thức có đặc điểm lịch sử, kiện thí nghiệm vật lý cổ điển, phát minh, sáng chế hay câu chuyện có tính chất lịch sử [5] Ví dụ: Vào năm 1662 Boyle (1627 – 1691) nhà vật lý người Anh người phụ tá Townly, làm thí nghiệm tìm định luật cho biết mối liên hệ thể tích áp suất khối lượng khí xác định nhiệt độ khối khí khơng thay đổi Định luật có tên phát biểu định luật Bài tập vật lý vui Bài tập vật lý vui tập sử dụng kiện, tượng kì lạ, lí thú Việc giải tập làm cho tiết học học sinh sinh động, nâng cao hứng thú học tập học sinh [5] Ví dụ: Vào ngày mùa đơng, tiết trời lạnh, thông thường người phải nhanh để đỡ bị cóng rét Tuy nhiên chim bay nhanh tiết trời lạnh chúng lại bị rét cóng rớt xuống đất Tại có mâu thuẫn vậy, em thử giải thích? 1.1.4 Phương pháp giải tập vật lý Từng dạng tập vật lý có cách giải riêng, tùy vào nội dung tập, trình độ học sinh mục đích giáo viên đặt Tuy nhiên muốn giải tập vật lý nói chung, thơng thường phải trải qua bốn bước, là: tìm hiểu đề bài, phân tích tượng, xây dựng lập luận biện luận kết [4] Bước 1: Tìm hiểu đề Khi đọc kĩ đề giúp học sinh hiểu rõ vấn đề tập muốn hướng tới xác định thuật ngữ quan trọng đề Trong trình đọc đề bài, phải xác định đại lượng mà đề cho đại lượng mà đề yêu cầu tìm, sau tiến hành việc tóm tắt cách ghi lại đại lượng đề cho đại lượng cần tìm dạng kí hiệu vật lý, đại lượng đề cho phải có kèm theo trị số đơn vị Trong q trình tóm tắt nên đổi tất đơn vị thành hệ đơn vị thống nhất, thông thường phải đổi thành đơn vị chuẩn SI Đối với tập phức tạp, sau tóm tắt đề cần có sơ đồ hình vẽ mô tả cách ngắn gọn giai đoạn diễn biến tượng vật lý nêu đề Nhìn vào sơ đồ hình vẽ giúp cho học sinh có nhìn tổng thể tượng vật lý, khơng bỏ sót giai đoạn diễn biến tượng vật lý [4] Bước 2: Phân tích tượng Đối với tập đơn giản học sinh tự xác định tượng vật lý đề có giai đoạn diễn biến nào, giai đoạn có liên quan đến khái niệm nào, định luật thuyết vật lý Đối với tập phức tạp hơn, tượng vật lý đề ẩn dấu kĩ lưỡng thuật ngữ quan trọng, giáo viên phải người giúp học sinh cách chuẩn bị hệ thống câu hỏi gợi mở liên quan đến thuật ngữ quan trọng Tùy vào loại tập liên quan đến học, nhiệt học, điện học, quang học,… mà giáo viên phải có cách dẫn dắt học sinh để phân tích tượng khác Chẳng hạn tập liên quan đến động lực học chất điểm phải phân tích vật 10 chuyển động tác dụng lực nào, với tập liên quan đến nhiệt học phải phân tích hệ biến đổi theo trình gì,… Khi giải tập vật lý, giáo viên phải đảm bảo học sinh phải phân tích tượng vật lý cách có logic hiệu quả, tránh trường hợp khơng phân tích tượng phân tích tượng khơng kĩ lưỡng mà áp dụng cơng thức để giải học sinh không hiểu chất tượng vật lý, giáo viên phát triển tập mức độ vừa phải học sinh khơng giải Lưu ý, tượng vật lý có nhiều cách tiếp cận giáo viên nên giới thiệu yêu cầu học sinh phân tích nên chọn hướng tiếp cận kết nhanh nhất, chẳng hạn tập học giải theo hướng lượng theo hướng định luật Niuton [4] Bước 3: Xây dựng lập luận Sau nắm tượng vật lý đề liên quan đến khái niệm nào, định luật thuyết vật lý học sinh thiết lập biểu thức, phương trình vật lý liên quan đến đại lượng cho đại lượng cần tìm Sau thiết lập biểu thức, phương trình vật lý giáo viên yêu cầu học sinh suy nghĩ kế hoạch giải biểu thức, phương trình vật lý để tìm đại lượng đề yêu cầu dạng kí hiệu vật lý (bằng chữ) biểu thị thông qua đại lượng đề cho tiến hành trị số (đã đổi hệ thống đơn vị) đại lượng đề cho để kết Nếu kết số thập thân giáo viên cần hướng dẫn học sinh biết cách làm tròn cho hợp lí [4] Bước 4: Biện luận kết Học sinh cần đối chiếu kết với điều kiện đề điều kiện thực tế Chẳng hạn tính vận tốc chất điểm v = 4.108 m/s, kết vơ lí lớn vận tốc ánh sáng 3.108 m/s tính gia tốc trọng trường mặt đất g = m/s2, kết vơ lí q nhỏ so với gia tốc trọng trường thật khoảng 9,81 m/s2 [4] 11 Trên bước chung để giải tập vật lý, nhiên tùy vào mức độ tập mà bỏ qua số bước, giáo viên nên linh hoạt áp dụng quy trình để hướng dẫn học sinh giải tập vật lý Đọc đề Tóm tắt đề Tìm hiểu đề Đổi đơn vị Vẽ sơ đồ đồ thị mơ tả tượng Phân tích tượng Xác định tượng vật lý có giai đoạn Xác định kiến thức vật lý liên quan đến giai đoạn Xây dựng lập luận Thiết lập phương trình Lập kế hoạch giải giải Biện luận kết Sơ đồ 1.1 Phương pháp giải tập vật lý 12 1.2 Bài tập vật lý dạng đồ thị 1.2.1 Đồ thị Để hiểu rõ tập vật lý dạng đồ thị, mục tác giả nhắc lại khái niệm đồ thị, tác giả nhắc lại khái niệm hàm số * Hàm số Hàm số dạng tổng quát để mô tả phụ thuộc hai nhiều đại lượng biến đổi Trong vật lý hàm số biểu thức vật lý Hàm số định nghĩa: đại lượng y phụ thuộc vào đại lượng thay đổi x cho giá trị x ta xác định giá trị tương ứng y y gọi hàm số x x gọi biến số Nếu vô số giá trị đại lượng x cho giá trị đại lượng y y gọi hàm số [1] Nếu x gọi biến số y gọi hàm số thơng thường người ta kí hiệu y = f ( x ) Chẳng hạn y = f ( x ) = 2x + Có thể lấy ví dụ vật lý sau: Biểu thức định luật Ohm cho đoạn mạch có dạng: I = U R , R điện trở giả sử R có giá trị xác định Vì ứng với giá trị hiệu điện U ta xác định giá trị cường độ dòng điện I nên cường độ dịng điện I hàm số hiệu điện U biến số kí hiệu hàm số I = f ( U ) = U R * Đồ thị Đồ thị tập hợp tất điểm biểu diễn cặp giá trị tương ứng (x ; y) hàm số y = f ( x ) mặt phẳng tọa độ [1] Ví dụ: Cho hàm số y = f ( x ) = 2x + , hàm số có đồ thị biểu diễn mặt phẳng tọa độ hình bên 13 1.2.2 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ hai đại lượng vật lý Đồ thị xây dựng dựa mối quan hệ hai yếu tố tổng quát x y Đối với mơn vật lý hai yếu tố hai đại lượng vật lý, hai đại lượng vật lý có mối quan hệ với biểu thức vật lý dựa vào biểu thức vật lý vẽ lên đồ thị biểu diễn mối quan hệ hai đại lượng vật lý Một tập vật lý dạng đồ thị gắn liền với đồ thị “đồ thị biểu diễn mối quan hệ hai đại lượng vật lý” Đồ thị biểu diễn mối quan hệ hai đại lượng vật lý có đặc điểm cần lưu ý sau: + Đặc điểm một: Đại lượng trục tọa độ đại lượng vật lý thể kí hiệu Như phân tích, hai đại lượng hai trục tọa độ hai đại lượng vật lý, hai đại lượng vật lý có mối quan hệ với thơng qua biểu thức vật lý đó, chẳng hạn I = f ( U ) = U hai đại lượng phải thể hai R trục tọa độ kí hiệu + Đặc điểm hai: Có đơn vị kèm trục tọa độ Đối với tập vật lý dạng đồ thị định tính khơng cần thiết phải thể đơn vị hai trục tọa độ Đối với tập vật lý dạng đồ thị định lượng việc có đơn vị kèm hai trục tọa độ bắt buộc, tùy vào đại lượng vật lý cụ thể mà phải có đơn vị kèm tương ứng hai trục tọa độ Đơn vị thể đồ thị không thiết phải đơn vị chuẩn SI, chẳng hạn đơn vị thời gian giây (s) thể trục tọa độ mili giây (ms), micro giây ( s ) (10-3 s) + Đặc điểm ba: Không thiết vẽ đủ bốn miền Trong vật lý có đại lượng vật lý mang giá trị âm, dương âm dương, điều dẫn đến hàm số, tức biểu thức vật lý có điều kiện kèm, điều dẫn đến việc vẽ đồ thị biểu diễn mối quan hệ hai đại lượng 14 vật lý có miền mà đồ thị khơng xuất Vì miền đồ thị khơng xuất khơng cần vẽ miền mặt phẳng tọa độ Ví dụ: Đồ thị bên biểu diễn mối quan hệ hiệu điện U cường độ dòng điện I qua đoạn mạch có điện trở R Đầu tiên, hai đại lượng hai trục tọa độ hai đại lượng vật lý thể kí hiệu I U Thứ hai, trục OU đơn vị Vơn (V) trục OI đơn vị miliampe (mA) Thứ ba, đồ thị đường thẳng qua gốc tọa độ, thể miền phần tư thứ I mặt phẳng tọa độ (vì ta có U = f ( I ) = R.I , biểu thức vật lý có dạng đồ thị đường thẳng qua gốc tọa độ đại lượng cường độ dòng điện I hiệu điện U dương) 1.2.3 Các sở, dấu hiệu nhận biết tập vật lý dạng đồ thị Để biên soạn tập vật lý dạng đồ thị cần biết sở, dấu hiệu nhận biết tập vật lý dạng đồ thị Bài tập vật lý dạng đồ thị bao gồm hai dạng dạng thuận dạng ngược * Các sở, dấu hiệu nhận biết tập vật lý dạng đồ thị dạng thuận + Khơng có đồ thị kèm đề Bài tập vật lý dạng đồ thị dạng thuận khơng có đồ thị kèm đề bài, nhìn chung tập vật lý dạng đồ thị dạng thuận giống tập vật lý dạng định lượng thông thường, khác yêu cầu đề + Có yêu cầu vẽ, dựng đồ thị Bài tập vật lý dạng đồ thị dạng thuận yêu cầu đề vẽ dựng lại đồ thị biểu diễn mối quan hệ hai đại lượng vật lý Việc vẽ, dựng đồ thị nhờ vào biểu thức vật lý thể mối quan hệ hai đại lượng vật lý số liệu ... hướng dẫn học sinh giải tập vật lý dạng đồ thị Giả thuyết khoa học + Nếu biên soạn hệ thống tập vật lý dạng đồ thị hướng dẫn học sinh giải tập vật lý dạng đồ thị giúp cho học sinh có nguồn tập vật. .. CHƯƠNG 2: BIÊN SOẠN HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÝ DẠNG ĐỒ THỊ VÀ QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ DẠNG ĐỒ THỊ 28 2.1 Biên soạn hệ thống tập vật lý dạng đồ thị 28... [5] Bài tập đồ thị (Bài tập vật lý dạng đồ thị) Bài tập đồ thị hay tập vật lý dạng đồ thị tìm hiểu kĩ mục 1.2 Bài tập vật lý dạng đồ thị chia làm hai dạng dạng thuận dạng nghịch: Dạng thuận dạng