Hướng dẫn học sinh giải bài tập theo phương pháp phân tích và phương pháp tổng hợp chương các định luật bảo toàn vật lý 10

Lời cảm ơn Qua năm học tập rèn luyện trƣờng ĐH Hồng Đức, đƣợc bảo giảng dạy nhiệt tình q thầy cơ, đặc biệt quý thầy cô khoa Khoa học tự nhiên truyền đạt cho tơi kiến thức lí thuyết thực hành suốt thời gian học trƣờng Cùng với nổ lực thân, hồn thành luận văn tốt nghiệp Tơi xin đƣợc bày tỏ lòng chân thành cảm ơn đến: Quý thầy cô trƣờng ĐH Hồng Đức, thầy cô giáo môn Vật lý khoa Khoa học tự nhiên truyền đạt cho tơi kiến thức bổ ích thời gian qua Đặc biệt thầy Mai Ngọc Anh tận tình hƣớng dẫn tơi hồn thành khóa luận tốt nghiệp Ban giám hiệu, thầy cô giáo hƣớng dẫn thực tậptrƣờng THPT Hoàng Lệ Kha tạo điều kiện thuận lợicho thời gian thực tập để hoàn thành tốt việc thực nghiệm sƣ phạ Cảm ơn quan tâm, động viên gia đình, bạn bè suốt trình học tập nghiên cứu để hoàn thành luận văn Do kiến thức cịn hạn hẹp nên khơng tránh khỏi thiếu sót cách hiểi lỗi trình bày Tơi mong nhận đƣợc đóng góp ý kiến q thầy để khóa luậ đạt đƣợc kết tốt Em xin chân thành cảm ơn! Thanh hóa , tháng năm 2017 Sinh viên Nguyễn Thị Lan Anh i MỤC LỤC Trang PHẦN MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Giả thiết đề tài Đối tƣợng nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu PHẦN NỘI DUNG CHƢƠNG I: HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP THEO PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH, PHƢƠNG PHÁP TỔNG HỢP TRONG GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 1.1 Khái niệm tập vật lý 1.2 Mục đích, ý nghĩa việc giải tập vật lý 1.2.1 Mục đích 1.2.2 Ý nghĩa 1.3 Tác dụng tập vật lý 1.3.1 Bài tập vật lý giúp học sinh lĩnh hội vững kiến thức vật lý 1.3.2 Bài tập vật lý phƣơng tiện để ôn tập củng cố kiến thức 1.3.3 Bài tập vật lý phƣơng tiện để phát triển tƣ bồi dƣỡng phƣơng pháp nghiên cứu khoa học cho học sinh 1.3.4 Bài tập vật lý phƣơng tiện để học sinh liên hệ kiến thức vào thực tiễn đời sống kỹ thuật 1.3.5 Bài tập vật lý phƣơng tiện đánh giá lực tƣ học sinh 1.3.6 Bài tập vật lý điểm khởi đầu để dẫn dắt đến kiến thức 1.4 Các trƣờng hợp tập vật lý đƣợc sử dụng: 1.4.1 Trƣờng hợp dùng tập vật lý chứng minh định luật, hệ Vật lý 1.4.2 Trƣờng hợp dùng tập vật lý để củng cố kiến thức 1.4.3 Trƣờng hợp dùng tập vật lý để kiểm tra kiến thức cũ 1.5 Vị trí tập vật lý dạy học vật lý ii 1.6 Cơ sở phân loại tập vật lý: 1.7 Phân loại tập vật lý: 1.7.1 Phân loại tập vật lý theo nội dung: 1.7.2 Phân loại theo phƣơng thức giải 1.8 Cơ sở định hƣớng giải tập vật lý 10 1.8.1 Hoạt động giải tập vật lý 10 1.8.2 Các bƣớc tiến hành giải tập vật lý 11 1.9 Giải tập theo phƣơng pháp phân tích, phƣơng pháp tổng hợp 12 1.9.1 Phƣơng pháp phân tích 12 1.9.2 Phƣơng pháp tổng hợp 12 1.9.3 Phối hợp phƣơng pháp phân tích phƣơng pháp tổng hợp 12 1.9.4 Quá trình giải tập Vật lý theo phƣơng pháp phân tích, phƣơng pháp tổng hợp 13 1.10 Hƣớng dẫn học sinh giải tập vật lý 13 1.10.1 Kiểu hƣớng dẫn Angorit 13 1.10.2 Kiểu hƣớng dẫn gợi ý tìm kiếm (hƣớng dẫn Ơrixtic) 14 1.11 Các hình thức dạy học tập vật lý 15 1.11.1 Giải tập tiết học, tài liệu 15 1.11.2 Giải tập tiết luyện tập tập 15 1.11.3 Giải tập tiết ôn tập 16 1.11.4 Giải tập buổi ngoại khóa 17 CHƢƠNG II: HƢỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI BÀI TẬP TRONG CHƢƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” 18 2.1 Vị trí đặc điểm chƣơng “Các định luật bảo tồn” chƣơng trình vật lý 10 (Nâng cao) 18 2.2 Nội dung kiến thức chƣơng 18 2.2.1 Định luật bảo toàn động lƣợng 18 2.2.2 Công - công suất 19 2.2.3 Động - Định lý động 20 2.2.4 Thế 21 iii 2.2.5 Định luật bảo toàn 22 2.2.6 Sự biến thiên 22 2.2.7 Va chạm 22 2.3 Cơ sở phân dạng tập 23 2.4 Phân dạng hệ thống tập hƣớng dẫn học sinh giải theo phƣơng pháp phân tích phƣơng pháp tổng hợp 28 2.4.1 Loại toán xác định động lƣợng, biến thiên động lƣợng 28 2.4.2 Loại toán xác định cơng cơng suất Đối với loại tốn cần ý vấn đề sau 35 2.4.3 Loại toán áp dụng định lý động 42 2.4.4 Loại tốn áp dụng định luật bảo tồn lƣợng Đối với loại toán cần ý vấn đề sau 44 2.4.5 Loại toán xác định đại lƣợng liên quan đến tƣợng va chạm 48 PHẦN THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 52 Mục đích 52 Đối tƣợng thực nghiệm 52 Phƣơngphápthựcnghiệmsƣphạm 53 Đánhgiákếtquảthựcnghiệmsƣphạm 54 Kếtquảthựcnghiệmsƣphạm 54 Những kết luận rút từ kết thực nghiệm sƣ phạm: 56 KẾT LUẬN 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 iv PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Theo thời gian, phát triển khoa học kỹ thuật ngày đạt đƣợc thành tựu to lớn, kiến thức khoa học ngày sâu rộng Khoa học kỹ thuật có tác động quan trọng góp phần làm thay đổi mặt xã hội loài ngƣời, ngành khoa học kỹ thuật cao Cũng nhƣ môn khoa học khác, Vật lý học môn khoa học bản, làm sở lý thuyết cho số môn khoa học ứng dụng ngày Sự phát triển Vật lý học dẫn tới xuất nhiều ngành kỹ thuật mới: Kỹ thuật điện, kỹ thuật điện tử, tự động hoá điều khiển học, cơng nghệ thơng tin… Do có tính thực tiễn, nên môn Vật lý trƣờng phổ thơng mơn học mang tính hấp dẫn Tuy vậy, Vật lý mơn học khó sở tốn học.Bài tập vật lý đa dạng phong phú Trong phân phối chƣơng trình học trƣờng THPT số tiết tâp lại so với nhu cầu cần củng cố kiến thức cho học sinh Chính thế, phải làm để tìm phƣơng pháp tốt nhằm tạo cho học sinh niềm say mê u thích mơn học này.Giúp học sinh việc phân loại dạng tập hƣớng dẫn cách giải cần thiết Việc làm có lợi cho học sinh thời gian ngắn nắm đƣợc dạng tập, hiểu đƣợc phƣơng pháp giải từ phát triển hƣớng tìm tịi lời giải cho dạng tƣơng tự Trong dạy học Vật lý, việc giảng dạy tập vật lý nhà trƣờng không giúp học sinh hiểu đƣợc cách sâu sắc kiến thức quy định chƣơng trình mà cịn giúp phát triển tƣ duy, lực sáng tạo học sinh Từ giúp em vận dụng tốt kiến thức để phục vụ tốt nhiệm vụ học tập áp dụng vào thực tiễn sống Bản thân tập vật lý đƣa tình học tập tích cực, song tính tích cực cịn đƣợc nâng cao đƣợc sử dụng nhƣ nguồn kiến thức đểhọc sinh tìm tịi, tƣ tính thú vị gần gũi với sống khơng phải học lấy điểm học vẹt Với tính đa mình, tập Vật lý thực phƣơng tiện hữu hiệu để phục vụ cho việc học thật tốt môn Vật lý nhƣ để cụ thể hóa tƣợng mà em thấy lạ sống ngày Bài tập Vật lý có chức phƣơng pháp dạy học hiệu quả, có vị trí đặc biệt quan trọng môn Vật lý Tuy nhiên việc dạy tập Vật lý trƣờng phổ thông nay, giáo viên chƣa khai thác hết mạnh tập Vật lý Vì lí với nhiệm vụ giáo viên tƣơng lai với nhiệm vụ trồng ngƣời góp phần tìm nhân tài phục vụ Đất Nƣớc, em trăn trở nhiều nhằm tìm biện pháp hữu hiệu cho việc dạy tập Vật lý trƣờng phổ thông cụ thể chƣơng “Các định luật bảo toàn” sách giáo khoa Vật lý 10 THPT Ở phần Vật lý lớp 10, chƣơng “Các định luật bảo toàn” chƣơng mang kiến thức tổng hợp học Nội dung chƣơng chủ yếu nghiên cứu định luật bảo toàn tƣợng học Từ đó, em học sinh có thêm cơng cụ hữu hiệu để lí giải tƣợng học xung quanh ta Các em học sinh trƣớc giải số tập Cơ học với phƣơng pháp “Cơ học chất điểm”, “Động học chất điểm” “Tĩnh học vật rắn” Và với chƣơng “Các định luật bảo toàn” em có thêm phƣơng pháp để giải tập học cách nhanh chóng, hiệu xác Do em xác định đề tài cần nghiên cứu: “HƢỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI BÀI TẬP THEO PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH VÀ PHƢƠNG PHÁP TỔNG HỢP CHƢƠNG CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN VẬT LÝ 10” Mục đích nghiên cứu Hƣớng dẫn học sinh giải tập theo phƣơng pháp phân tích phƣơng pháp tổng hợp phần định luật bảo toàn Giả thiết đề tài Có thể nghiên cứu lí luận việc sử dụng theo phƣơng pháp phân tích phƣơng pháp tổng hợp vào việc hƣớng dẫn học sinh giải tập vật lý chƣơng: “Các định luật bảo toàn” Lựa chọn phƣơng pháp hƣớng dẫn BTVL nâng cao lực tiếp thu kiến thức Vật lý cho học sinh, đồng thời tạo hứng thú với môn học Đối tƣợng nghiên cứu -Nghiên cứu lí luận phƣơng pháp phân tích, phƣơng pháp tổng hợp giải tập vật lý -Các dạng tập vật lý chƣơng V: “Các định luật bảo toàn” Nhiệm vụ nghiên cứu -Nghiên cứu lí luận việc sử dụng tập vật lý dạy học Vật lý trƣờng THPT -Nghiên cứu hình thức dạy học sinh giải tập vật lý -Nghiên cứu sở, cách phân loại tập vật lý sở, định hƣớng giải tập vật lý -Nghiên cứu bƣớc tiến hành giải tập vật lý trình giải theo phƣơng pháp phân tíchvà phƣơng pháp tổng hợp chƣơng “Các định luật bảo toàn” Vật lý 10 Phƣơng pháp nghiên cứu -Tham khảo, nghiên cứu tài liệu về: phƣơng pháp giảng dạy tập vật lý,… -Nghiên cứu kiến thức liên quan đến định luật, toán -Trao đổi với giáo viên hƣớng dẫn, thầy cô bạn bè -Thực nghiệm sƣ phạm để kiểm tra, đánh giá kết giả thiết đề đề tài PHẦN NỘI DUNG CHƢƠNG I: HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP THEO PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH, PHƢƠNG PHÁP TỔNG HỢPTRONG GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ 1.1 Khái niệm vềbài tập vật lý Trong thực tế dạy học, ngƣời ta thƣờng gọi vấn đề hay câu hỏi cần đƣợc giải đáp nhờ lập luận logic, suy luận toán học hay thực nghiệm vật lý sở sử dụng định luật phƣơng pháp vật lý học toán vật lý Bài toán vật lý, hay đơn giản gọi tập vật lý, phần hữu q trình dạy học vật lý cho phép hình thành làm phong phú khái niệm vật lý, phát triển tƣ vật lý thói quen vận dụng kiến thức vật lý vào thực tiễn 1.2.Mục đích, ý nghĩa việc giải tập vật lý 1.2.1.Mục đích Việc giải tập vật lý giúp học sinh hiểu tƣợng vật lý Bằng việc vận dụng kiến thức học đƣợc phần lý thuyết tảng toán học để giải tập vật lý Bài tập vật lý đƣợc sử dụng nhƣ phƣơng tiện nghiên cứu tài liệu trang bị kiến thức trang bị kiến thức cho học sinh nhằm đảm bảo cho học sinh lĩnh hội đƣợc kiến thức cách sâu sắc vững Phần lớn việc giải tập vật lý học sinh chủ yếu để có điểm Tuy nhiên, việc dạy tập vật lý cách hiệu quả, hấp dẫn nhằm gây hứng thú cho học sinh với việc giải tập vật lý học tập môn vật lý hiệu 1.2.2 Ý nghĩa Bài tập vật lý phƣơng tiện rèn luyện cho học sinh khả vận dụng kiến thức, liên hệ lý thuyết với thực tế, học tập với đời sống Bài tập vật lý phƣơng tiện có tầm quan trọng đặc biệt việc rèn luyện tƣ duy, bồi dƣỡng phƣơng pháp nghiên cứu khoa học cho học sinh Bài tập vật lý phƣơng tiện ôn tập, củng cố kiến thức học cách sinh động có hiệu Khi giải tốn địi hỏi học sinh phải nhớ lại công thức, định luật, kiến thức học, có địi hỏi phải vận dụng cách tổng hợp kiến thức chƣơng, phần học sinh hiểu rõ ghi nhớ vững kiến thức học 1.3 Tác dụng tập vật lý 1.3.1 Bài tập vật lý giúp học sinh lĩnh hội vững kiến thức vật lý Để giải tập học sinh phải vận dụng kiến thức có liên quan để giải Khi giải đƣợc tập kiến thức thực đƣợc hiểu sâu sắc trở thành vốn riêng học sinh Trong giảng dạy giáo viên sử dụng tập dƣới nhiều hình thức khác nhau, nhƣng hình thức phổ biến dùng tập để kiểm tra kiến thức học sinh, thơng qua củng cố mở rộng kiến thức Khi giải tập định tính, học sinh phải vận dụng kiến thức học để giải thích tƣợng vật lý xảy đời sống hay kỹ thuật Đối với tập định lƣợng, để thiết lập đƣợc mối liên hệ, học sinh phải phân tích chất tƣợng vật lý để tìm cá mối liên hệ có liên quan tƣợng Điều giúp học sinh hiểu sâu quy luật, khái niệm vật lý Thông qua gỉai tập vật lý, mà số kiến thứcmới đƣợc hình thành Chẳng hạn, để trình bày tƣợng tăng giảm trọng lƣợng, sách giáo khoa trình bày dƣới dạng tập vật thang máy, khái niệm nội lực, ngoại lực đƣợc trình bày dƣới dạng tập chuyển động hệ vật… điều mang lại hiệu mặt nhận thức 1.3.2 Bài tập vật lý phương tiện để ôn tập củng cố kiến thức Khi giải tập, học sinh nhớ lại khái niệm, định luật có liên quan, học sinh phải đào sâu số khía cạnh kiến thức Vì vậy,sau học ta thƣờng dùng tập để củng cố kiến thức Cuối chƣơng hay đề tài, giáo viên thƣờng dùng tập để ôn tập Đặc biệt tập tổng hợp, học sinh phải ôn lại kiến thức chƣơng hay phần chƣơng trình Thơng qua tập, giáo viên hệ thống lại quy tắc, công thức, định luật vật lý, nhằm ôn tập củng cố kiến thức cho học sinh 1.3.3 Bài tập vật lý phương tiện để phát triển tư bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học cho học sinh Bài tập tình có vấn đề để kích thích hoạt động tƣ Khi giải tập, học sinh sử dụng thao tác tƣ nhƣ phân tích, tổng hợp, so sánh, trừu tƣợng hóa, khái quát hóa suy luận logic để giải vấn đề Giải tập hình thức làm việc tự lực học sinh, em phải tự xây dựng lập luận, tự tìm phƣơng pháp giải ngày tích lũy kinh nghiệm Chính điều hình thành lực tự nghiên cứu dồi dƣỡng phƣơng pháp giải dạng tập 1.3.4 Bài tập vật lý phương tiện để học sinh liên hệ kiến thức vào thực tiễn đời sống kỹ thuật Đối với tập định tính mà “vấn đề” tập gắn liền với kỹ thuật hay thực tiễn đời sống Khi giải học sinh có dịp vận dụng kiến thức học để giải thích tƣợng vật lý đời sống, kỹ thuật, giúp học sinh liên hệ kiến thức đƣợc học với thực tiễn đời sống Đối với tập định lƣợng mà số liệu gắn liền với kỹ thuật, tình xuất phát từ kỹ thuật Khi giải toán học sinh có dịp tìm hiểu tính tác dụng thiết bị, nắm đƣợc thông số kỹ thuật… 1.3.5 Bài tập vật lý phương tiện đánh giá lực tư học sinh Bài tập vật lý đƣợc coi thƣớc đo lĩnh hội kiến thức vật lý học sinh Thông qua tập giáo viên đánh giá đƣợc mức độ thu nhận kiến thức nhƣ lực tƣ học sinh Đặc biệt toán tổng hợp giáo viên đánh giá học sinh đƣợc bề rộng chiều sâu kiến thức Thông qua việc giải tập, giáo viên có hội rèn luyện cho học sinh đức tính tốt nhƣ tinh thần tự lập, tính cần cù, cẩn thận tinh thần vƣợt khó 1.3.6 Bài tập vật lýcó thể điểm khởi đầu để dẫn dắt đến kiến thức Ở lớp bậc trung học phổ thơng, với trình độ tốn học phát triển, nhiều tập đƣợc sử dụng khéo léo dẫn học sinh đến Bước 3: Sự luận giải: PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH PHƢƠNG PHÁP TỔNG HỢP Từ (1) ta có: Ta có: Fc = − Từ (1) ta có Ac = Ac = - m Ta có: Lực cản: Fc =- - m = Fc = − = 10000N Lực cản: Fc =- = = 10000N 2.4.4 Loại tốn áp dụng định luật bảo tồn lượng Đối với loại toán cần ý vấn đề sau -Công thức tổng quát: W = Wđ + Wt - Khi có tác dụng ngoại lực: A = ∆W = W2- W1 (Với A công ngoại lực) * Hướng dẫn giải tập: Bài 1: Quả cầu nhỏ khối lƣợng m treo đầu sợi dây chiều dài l, đầu dây cố định Kéo cầu khỏi vị trí cân để dây treo lệch góc αo với phƣơng thẳng đứng buông tay Bỏ qua sức cản khơng khí Tính vận tốc cầu dây treo hợp với phƣơng thẳng đứng góc vận tốc cực đại cầu chuyển động α0  T A hA Hướng dẫn: B  P Bước1 : Tìm hiểu đề * Hướng dẫn học sinh tìm hiểu đề cách đưa hệ thống câu hỏi: 44 - Bài toán cho biết đại lƣợng nào? Khối lƣợng cầu, chiều dài sợi dây, góc lệch αo - Bài tốn u cầu xác định hay tìm đại lƣợng nào? Tính vận tốc cầu dây treo hợp với phƣơng thẳng đứng góc vận tốc cực đại cầu chuyển động * Tóm tắt toán: Chiều dài l Kéo dây lệch với phƣơng thẳng đứng góc αo Tính v, vmax Bước 2: Xác lập mối liên hệ: PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH PHƢƠNG PHÁP TỔNG HỢP * Định hƣớng học sinh: Xác định * Định hƣớng học sinh: Dựa vào công thức chứa đại lƣợng cần tìm kiện cho tìm mối liên hệ - Bài tốn u cầu gì? - Đề cho biết gì? Tính vận tốc cầu dây treo Quả cầu nhỏ khối lƣợng m treo đầu hợpvà vận tốc với phƣơng thẳng đứng sợi dây chiều dài l, đầu dây cố góccực đại cầu chuyển định Kéo cầu khỏi vị trí cân động để dây treo lệch góc αo với - Làm giải đƣợc yêu cầu phƣơng thẳng đứng bng tay đó? - Có mối liên hệ gì? Áp dụng định luật bảo toàn Áp dụng định luật bảo toàn WA = WM WA = WM ⇒Wtmax = Wt + Wđ(2) ⇒Wtmax = Wt + Wđ(2) - Muốn ta phải xác định gì? - Trong biểu thức vừa tìm có đại lƣợng Cơ cầu thời điểm chƣa biết? thơi điểm lớn Động cầu thời điểm M - Đại lƣợng chƣa biết quan hệ đại lƣợng cần tìm nhƣ nào? Wđ = m.v2 45 Bước 3: Sự luận giải: PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH PHƢƠNG PHÁP TỔNG HỢP Ta có: Wđ = m.v2 Từ (2) ta có Từ (2) ta có: mg(l - lcosαo) = Wđ = mgl(cos α − cos αo) ⇒v= ⇒v = Khi vận tốc cực đại cos α = Khi vận tốc cực đại cos α = ⇒vmax = m.v2+ mg(l − lcosα) ⇒ vmax = Bài : Ô tô chuyển động với vận tốc vo = 36km/h tắt máy xuống dốc, hết dốc thời gian t = 10s Góc nghiêng dốc α = 18o , hệ số ma sát lăn dốc xe μ = 0,01 Tính chiều dài dốc Cho sin 18o = 0,309; cos 18o = 0,951; g = 10m/s2 Hướng dẫn: Bước1 : Tìm hiểu đề * Hướng dẫn học sinh tìm hiểu đề cách đưa hệ thống câu hỏi: - Bài toán cho biết đại lƣợng nào? Vận tốc bắt đầu xuống dốc, thời gian hết dốc, góc nghiêng hệ số ma sát - Bài tốn yêu cầu xác định hay tìm đại lƣợng nào? Tính chiều dài dốc * Tóm tắt toán vo = 36km/h t = 10s α = 18o μ = 0,01 Tính s 46 Bước 2: Xác lập mối liên hệ: PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH PHƢƠNG PHÁP TỔNG HỢP * Định hƣớng học sinh: Xác định * Định hƣớng học sinh: Dựa vào công thức chứa đại lƣợng cần tìm kiện cho tìm mối liên hệ - Bài tốn u cầu gì? - Đề cho biết gì? Tính chiều dài dốc Vận tốc đầu vo = 36km/h, thời gian t = - Làm giải đƣợc yêu cầu 10s Góc nghiêng dốc α = 18o , hệ đó? số ma sát lăn dốc xe μ = Áp dụng định luật bảo toàn 0,01 lƣợng - Có mối liên hệ gì? W = Ams(*) - Muốn ta phải xác định gì? Áp dụng định luật bảo tồn lƣợng Năng lƣợng tô trƣớc sau W = Ams(*) - Trong biểu thức vừa tìm có đại lƣợng xuống dốc chƣa biết? Công lực ma sát Ams - Đại lƣợng chƣa biết quan hệ đại lƣợng cần tìm nhƣ nào? Ams = −Fms S Bước 3: Sự luận giải: PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH PHƢƠNG PHÁP TỔNG HỢP Ta có: Từ (*) ta có: Ams = −Fms s −mgh + Từ (*) ta có: −mgh + ⇒s= = Ams= −Fms s ⇒s= = 250m 47 = Ams = −Fms s = 250m 2.4.5 Loại toán xác định đại lượng liên quan đến tượng va chạm Đối với loại toán cần ý vấn đề sau: -Lập phƣơng trình bảo tồn động lƣợng Nếu va chạm đàn hồi, lập thêm phƣơng trình bảo tồn lƣợng -Áp dụng cơng thức vận tốc vật sau va chạm * Hướng dẫn giải tập: Bài 1: Quả cầu treo đầu sợi dây dài l = 1,2m Ngƣời ta kéo cầu cho dây nằm theo phƣơng ngang buông tay: Quả cầu rơi va chạm đàn hồi với mặt sàn nằm ngang đặt dƣới điểm treo cầu khoảng l Hỏi sau va chạm cầu nảy lên đến độ cao cực đại bao nhiêu? Hướng dẫn: Bước1 : Tìm hiểu đề * Hướng dẫn học sinh tìm hiểu đề cách đưa hệ thống câu hỏi: - Bài toán cho biết đại lƣợng nào? Chiều dài tự nhiên sợi dây, khoảng cách mặt phẳng đặt dƣới dây - Bài toán yêu cầu xác định đại lƣợng nào? Sau va chạm cầu nảy lên đến độ cao cực đại bao nhiêu? * Hướng dẫn học sinh vẽ hình * Tóm tắt tốn l = 1,2m A O l‟ = l Tính hm h 48 B Bước 2: Xác lập mối liên hệ: PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH PHƢƠNG PHÁP TỔNG HỢP * Định hƣớng học sinh: Xác định * Định hƣớng học sinh: Dựa vào cơng thức chứa đại lƣợng cần tìm kiện cho tìm mối liên hệ - Bài tốn yêu cầu gì? - Đề cho biết gì? Tìm độ cao cực đại cầu nảy lên sau Sợi dây dài l = 1,2m Ngƣời ta kéo cầu cho dây nằm theo phƣơng va chạm - Làm giải đƣợc yêu cầu ngang buông tay: Quả cầu va chạm đó? đàn hồi với mặt sàn nằm ngang đặt Phân tích chuyển động sau va chạm dƣới điểm treo cầu khoảng l xem nhƣ ném xiên - Có mối liên hệ gì? - Muốn ta phải xác định đại WA =WB lƣợngnào? =>mg = m Độ lớn hƣớng vận tốc va - Trong biểu thức vừa tìm có đại lƣợng chạm chƣa biết? Vận tốc điểm B mà vật va chạm với mặt sàn nằm ngang - Đại lƣợng chƣa biết quan hệ đại lƣợng cần tìm nhƣ nào? hm = sin2 Bước 3: Sự luận giải: PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH PHƢƠNG PHÁP TỔNG HỢP Tại B va chạm đàn hồi nên cầu Áp dụng định luật bảo toàn có vận tốc đầu có hƣớng độ lớn đối chọn gốc B: xứng với vận tốc va chạm cầu WA =WB xem nhƣ ném xiên: α' = α = arccos =>mg = m = 60o 49 Độ cao lớn vật đạt đƣợc: hm = Tại B va chạm đàn hồi nên cầu có vận tốc đầu có hƣớng độ lớn đối sin2 Áp dụng định luật bảo toàn chọn gốc B: WA =WB xứng với vận tốc va chạm cầu xem nhƣ ném xiên: α' = α = arccos = 60o =>mg = m Độ cao lớn vật đạt đƣợc: ⇒ vB = hm = sin2 = l ⇒ hm = l Bài 2: Bắn viên đạn có khối lƣợng m = 10g với vận tốc v vào túi cát đƣợc treo nằm yên có khối lƣợng M = 10kg Va chạm va chạm mềm, đạn mắc lại túi cát chuyển động túi cát Sau va chạm, túi cát đƣợc nâng lên độ cao h = 0,8m so với vị trí cân ban đầu Hãy tìm vận tốc v viên đạn Hướng dẫn: Bước1 : Tìm hiểu đề * Hướng dẫn học sinh tìm hiểu đề cách đưa hệ thống câu hỏi: - Bài toán cho biết đại lượng nào? Khối lƣợng viên đạn túi cát, độ cao hệ sau va chạm - Bài toán yêu cầu xác định hay tìm đại lƣợng nào? Tìm vận tốc v viên đạn * Tóm tắt tốn* Hướng dẫn học sinh vẽ hình m = 10g M = 10kg h = 0,8m Tính v h 50 Bước 2: Xác lập mối liên hệ: PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH PHƢƠNG PHÁP TỔNG HỢP * Định hƣớng học sinh: Xác định * Định hƣớng học sinh: Dựa vào cơng thức chứa đại lƣợng cần tìm kiện cho tìm mối liên hệ - Bài tốn u cầu gì? - Đề cho biết gì? Tìm vận tốc v viên đạn Viên đạn có khối lƣợng m = 10g với - Làm giải đƣợc yêu cầu vận tốc v,túi cát có khối lƣợng M = đó? 10kg Sau va chạm (va chạm mềm), Áp dụng định luật bảo toàn động túi cát đƣợc nâng lên độ cao h = 0,8m lƣợng: so với vị trí cân ban đầu mv = (m + M)V - Có mối liên hệ gì? - Muốn ta phải xác định gì? Khi hệ chuyển động sau va chạm, hệ Vận tốc V hệ sau va chạm đạt tới độ cao h lớn - Để xác định V ta cần áp dụng gì? Wt = Wđ Áp dụng định luật bảo toàn năng: ⇒(M + m)gh = (M + m) Wt = Wđ ⇒ V2 = 2gh (M + m)gh = (M + m) - Trong biểu thức vừa tìm có đại =>V2 = 2gh lƣợng chƣa biết? Vận tốc V hệ sau va chạm ⇒V= = 4m/s - Đại lƣợng chƣa biết quan hệ đại lƣợng cần tìm nhƣ nào? mv = (m + M)V Bước 3: Sự luận giải: PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH PHƢƠNG PHÁP TỔNG HỢP Ta có:V = Ta cóv = Lại có: v = = 4m/s = 404m/s 51 = 404m/s PHẦN THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM Mục đích - Kiểm tra mức độ đạt đƣợc giả thuyết đề tài - Để đánh giá kết đề tài cần ý vấn đề: + Tinh thần, thái độ học sinh đƣợc hƣớng dẫn tập vật lý theo phƣơng pháp phân tích phƣơng pháp tổng hợp nhƣ nào? + Áp dụng đề tài vào thực tiễn giảng dạy có giúp học sinh tiếp thu, hình thành phƣơng pháp giải tập cách tốt không? + Quan trọng hết, áp dụng phƣơng pháp phân tích phƣơng pháp tổng hợp dạy tập vật lý có rèn luyện đƣợc kĩ tính tốn, phân tích giải tập vật lý hay không? - Kiểm tra đóng góp đề tài vào thực tiển giảng dạy thông qua dạy lớp thực nghiệm lớp đối chứng - Nhận ƣu - khuyết điểm từ có hƣớng khắc phục phát triển đề tài Đối tƣợng thực nghiệm - Chọn lớp có kết HKI (đối với môn vật lý) tƣơng đồng để thực giảng dạy (chọn lớp 10A1 10A2) - Học sinh lớp 10A1 lớp 10A2,trƣờng THPT Hồng Lệ Kha, huyện Hà Trung, tỉnh Thanh Hóa - Đặc thù lớp giảng dạy: + Lớp: 10A1.Sĩ số: 47 học sinh, có:18 nữ, 29 nam +Kết học kì I năm học 2015 - 2016 (đối với mơn vật lý): Xếp Loại Giỏi Khá Trung bình Yếu, Số học sinh 13 30 Tỉ lệ(%) 27,66% 63,8% 8,54% 0% - Đặc thù lớp giảng dạy: + Lớp : 10A2.Sĩ số: 47 học sinh, có: 23 nữ, 24 nam +Kết học kì I năm học 2015 - 2016 (đối với môn vật lý): 52 Xếp Loại Giỏi Khá Trung bình Yếu, Số học sinh 11 28 Tỉ lệ (%) 23,4% 59,57% 17,03% 0% - Ƣu điểm: + Đa số học sinh động có tinh thần đồn kết học tập + Lễ phép với thầy cô nhân viên nhà trƣờng - Nhƣợc điểm: + Một số học sinh có hồn cảnh gia đình khó khăn, thƣờng xun phải nghỉ học để giúp việc gia đình + Sức học em không đồng 3.Phƣơngphápthựcnghiệmsƣphạm a.Chọnmẫu Vấn đề quan trọng có ảnh hƣởng đến kết thực nghiệm việc lựa chọn nhóm đốichứngvànhómthựcnghiệm.Dođó,emlựachọnmẫuthựcnghiệmgồmnhữnglớp đốichứngvàlớpthựcnghiệmcósĩsốgầnbằngnhau,cótrìnhđộvàchấtlƣợnghọctập tƣơngđƣơngnhau Chọn lớp 10A1 10A2 Sau trao đổi với giáo viên môn vật lý xem xét kết học tập lớp 10, chia lớp thành hai nhóm nhƣ sau: - Nhómthựcnghiệm(TN):10A1gồm:47học sinh - Nhómđốichứng(ĐC): 10A2gồm:47 học sinh b.Phƣơngpháptiếnhành - Gặp hiệu trƣởng trƣờng THPT Hoàng Lệ Kha trao đổi mục đích thực nghiệmvàxinphépchotriểnkhaikếhoạchthựcnghiệm thời gian thực tập trƣờng - Gặp giáo viên trực tiếp giảng dạy vật lý lớp đƣợc chọn, trao đổi mục đích, nhiệm vụ, nội dung giáo án thực nghiệm 53 - Lớp thực nghiệm tơi dạy theo giáo án mà tơi soạn cịn lớp đối chứng giáoviênđứnglớpdạyvàdạytheogiáốncủagiáoviênđứnglớp - Thamgiadựgiờlớpđốichứng - Kiểmtra,đánhgiákếtquảthựcnghiệm 4.Đánhgiákếtquảthựcnghiệmsƣphạm * Lựachọntiêuchíđánhgiá Tơi đánh giá kết TNSP qua mặt sau: - Về chất lƣợng: Chất lƣợng kiến thức học sinh hiệu tiến trình dạy họcđƣợc đánh giá qua điểm trung bình kiểm tra - Vềtínhtíchcựchứngthúhọctậpcủahọcsinhtơidựavào: + Khơngkhíhọctậpcủalớphọc + Sốlƣợnghọcsinhthamgiaphátbiểu +Sốlƣợnghọcsinhhoànthànhnhiệmvụhọctập - Về mức độ rèn luyện kỹ giải BTVL chƣơng “Các định luật bảo tồn” đƣợcthểhiện:mứcđộhồnthànhnhiệmvụ,suyluậnđểtìmraphƣơngángiải bàitập - Tínhkhảthicủacácbài tập vật lývàcácgiáốn: + Thời gian chuẩn bị cho giáo án: việc chuẩn bị cho giáo án thực giáo án địi hỏi sáng tạo nhƣ đƣa tập vật lý phù hợp, hệ thống câu hỏi, phƣơngánthínghiệm…Tuynhiên,thờigianchuẩnbịgiáốnkhơnglớnhơnnhiều sovớicáchsoạnthơngthƣờng 5.Kếtquảthựcnghiệmsƣphạm a Đánhgiákếtquảthựcnghiệmsƣphạm Để kết thực nghiệm mang lại kết tối ƣu cơng việc phân tích kết TNSPphảiđƣợclàmchothậttốt.Emchuẩnbịđầyđủcáckhâutừviệclấysốliệuđến việcxửlý,phântích,tổnghợptrêncơsởcácbàikiểmtra Tính khả thi đề tài đƣợc thể qua kết phân tích số liệu, cụ thể giáo án mẫu, thông qua kết kiểm tra 54 Các kiểm tra nhằm đánh giá mức độ lĩnh hội kiến thức học sinh theo hƣớngtíchcựchóahoạtđộngnhậnthứcthơngquaBTVLthỏamãn3yếutốcơbảnsau: + Hiểu + Vận dụng kiến thức học vào tình quen thuộc thực tế + Kiến thức tích luỹ đƣợc phải giải vấn đề đƣợc đặt b.Phântíchsốliệuthựcnghiệmsƣphạm Tínhtốncácsốliệu: Để so sánh đánh giá chất lƣợng nắm kiến thức học sinh lớp thực nghiệm lớp đối chứng cần tính: Kếtquảtínhtốn: Bảng 5.1: Bảng thống kê điểm số (Xi) kiểm tra Điểm số (Xi) Tổng Nhóm số HS 10 ĐC 47 5 12 TN 47 13 8 Bảng 5.2: Bảng phân phối tần suất Số % HS đạt mức điểm Xi Nhóm TổngsốH 10 S ĐC 47 8,51 12,77 19,15 10,64 10,64 25,53 4,25 8,15 TN 47 4,25 27,66 10,64 17,02 17,02 14,89 8,15 Bảng 5.3: Bảng phân phối tần suất lũy tích Số % HS đạt mức điểm Xi trở xuống (Wi%) Nhóm Tổng số 8,51 21,28 10 87,24 91,49 100 HS ĐC 47 40,43 51,07 61,71 55 TN 47 4,25 31,91 42,55 59,57 76,59 91,48 100 Bảng 5.4: Các tham số thống kê Nhóm Điểm trung bình( X ) Độ lệch chuẩn (s) ĐC 6,38 1,38 TN 6,94 1,94 Dựavàonhữngthamsốtínhtốnởtrênvàtừbảngthốngkêcóthểrútrakếtluậnsơbộn hƣsau: Điểmtrungbìnhcủacácbàikiểmtracủahọcsinhởlớpthựcnghiệm(6,94)cao hơnsovớihọcsinhlớpđốichứng(6,38) 6.Những kết luận rút từ kết thực nghiệm sƣ phạm: - Kết học tập lớp thực nghiệm cao kết học tập lớp đối chứng - Học sinh lớp thực nghiệm nắm vững kiến thức hơn, hoạt động tích cực, chủ động học sinh lớp đối chứng - Tuy nhiên kết lớp thực nghiệm chƣa cao (sự chênh lệch độ lệch chuẩn lớp đối chứng lớp thực nghiệm khơng lớn) => Em cố gắng hồn thiện phát triển đề tài tƣơng lai nhằm phục vụ công tác giảng dạy sau 56 KẾT LUẬN Đốichiếuvớimụcđích,nhiệmvụvàkếtquảnghiêncứutrongqtrìnhthựchiện đề tài “HƢỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI BÀI TẬP THEO PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH VÀ PHƢƠNG PHÁP TỔNG HỢP CHƢƠNG CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN VẬT LÝ 10”tơiđãđạtđƣợcnhững kết sauđây: Gópphầnlàmsángtỏcơsởtâmlývàcơsởlýluận,cơsởthựctiễncủaviệcgiảiBT VLtheo phƣơng pháp phân tích phƣơng pháp tổng hợp Tôi hệ thống mức độ kiến thức mà học sinh cần nắm chƣơng “Các định luật bảo tồn” Tơi hệ thống hố tập trongchƣơng “Các định luật bảo toàn” thành số mà giải tập vật lý giúp HS hiểu đƣợc vận dụng đƣợc công thức, khái niệm… chƣơng yêucầuchungđốivớiquátrìnhdạyhọcbàitậpvậtlý Kết TNSP cho thấy việc giải tập vật lý theo phƣơng pháp phân tích phƣơng pháp tổng hợp hợp lý cho phéprútrakếtluậnbƣớcđầucủa đề tài TấtcảgiáoviênđềucóthểkhaitháccácBTVLnàyvàodạyhọccóhiệuquả Đasốcáchọcsinhđềurấthứngthú,tíchcực,chủđộngthamgiavàotiếthoc Việcgiảibài tập vật lý theo phƣơng pháp phân tích phƣơng pháp tổng hợptrong chƣơng “các định luật bảo tồn”làphùhợpvớichƣơngtrìnhdạyhọchiệnhành 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nhiều tác giả Vật lý 10 nâng cao- Nxb Giáo dụcViệt Nam [2] Nhiều tác giả Bài tập vật lý 10 nâng cao- Nxb Giáo dụcViệt Nam [3] Nguyễn Đức Thâm (chủ biên).Phương pháp giảng dạy tập vật lý trường phổ thông- Nxb Đại học Sƣ phạm 2002 [4] Bùi Quang Hân.Giải toán vật lý 10, tập 2- Nxb Giáo dục 2000 [5] Nguyễn Thành Tƣơng.Phân dạng phương pháp giải tập vật lý 10 nângcao- Nxb đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh 2006 [6] Bùi Quốc Bảo.Phương pháp dạy tập vật lý- Đại học Cần Thơ 2004 [7] Lê Phƣớc Lộc.Lý luận dạy học vật lý - Đại học Cần Thơ [8] GS.Phạm Hữu Tòng.Lý luận dạy học vật lý trường trung học phổ thôngNxb Giáo dục-2001 58