tổ chức hoạt động dạy học theo hướng phát huy năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh trường chuyên khi dạy chương các định luật bảo toàn vật lý 10 nâng cao

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM  TẠ ĐỨC TRỌNG TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC THEO HƯỚNG PHÁT HUY NĂNG LỰC TƯ DUY SÁNG TẠO CHO HỌC SINH TRƯỜNG CHUYÊN KHI DẠY CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” VẬT LÝ 10 NÂNG CAO LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Thái Nguyên - 2012 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM  TẠ ĐỨC TRỌNG TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC THEO HƯỚNG PHÁT HUY NĂNG LỰC TƯ DUY SÁNG TẠO CHO HỌC SINH TRƯỜNG CHUYÊN KHI DẠY CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” VẬT LÝ 10 NÂNG CAO Chuyên ngành: Lý luận phương pháp dạy học vật lý Mã số: 60.14.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Tơ Văn Bình Thái Ngun - 2012 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa có cơng bố cơng trình khác Thái ngun, tháng năm 2012 Tác giả Tạ Đức Trọng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Tơ Văn Bình, người tận tình hướng dẫn, động viên, giúp đỡ tác giả suốt thời gian nghiên cứu hoàn thành luận văn Tác giả xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu, Khoa sau đại học, Ban chủ nhiệm Khoa Vật lý trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên; Ban giám hiệu trường THPT chuyên Thái Nguyên, tạo điều kiện cho tơi suốt q trình học tập thực đề tài Tác giả xin bày tỏ lịng biết ơn tổ mơn Vật lý trường THPT chuyên Thái Nguyên tỉnh Thái Nguyên, trường THPT chuyên Lê Quý Đôn tỉnh Điện Biên tạo điều kiện cho tiến hành thực nghiệm sư phạm Cuối cùng, xin bày tỏ lịng biết ơn đến gia đình, bạn bè đồng nghiệp học viên lớp cộng tác, động viên, giúp đỡ thời gian nghiên cứu hoàn thành luận văn TÁC GIẢ Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn i MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan Lời cảm ơn Mục lục i Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt iv Danh mục bảng v Danh mục biểu đồ, đồ thị vi MỞ ĐẦU Chương CƠ SỞ LÝ LUẬN, THỰC TIỄN VÀ CÁC BIỆN PHÁP TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC THEO HƯỚNG PHÁT HUY NĂNG LỰC TƯ DUY SÁNG TẠO CHO HỌC SINH TRƯỜNG CHUYÊN 1.1 Tư sáng tạo 1.1.1 Khái niệm tư sáng tạo 1.1.2 Đặc điểm đặc trưng tư sáng tạo 1.1.3 Những phẩm chất người nghĩ sáng tạo 1.1.4 Điều kiện tư sáng tạo 1.2 Mối liên hệ tư sáng tạo với phẩm chất trí tuệ khác 10 1.2.1 Mối liên hệ tính tự giác, tích cực, tính tự lực tư sáng tạo 10 1.2.2 Mối liên hệ tri thức tư sáng tạo 12 1.2.3 Mối quan hệ lực giải vấn đề tư sáng tạo 12 1.2.4 Mối quan hệ tự học tư sáng tạo 13 1.3 Năng lực sáng tạo học sinh 14 1.3.1 Năng lực sáng tạo 14 1.3.2 Những quan niệm lực sáng tạo học sinh 15 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ii 1.3.3 Những biểu lực sáng tạo học sinh 16 1.3.4 Cách kiểm tra đánh giá lực sáng tạo học sinh 17 1.4 Quan niệm dạy học 18 1.4.1 Bản chất hoạt động dạy 18 1.4.2 Bản chất hoạt động học 18 1.5 Thực trạng dạy học theo hướng phát huy lực tư sáng tạo học sinh trường chuyên 20 1.5.1 Chức năng, nhiệm vụ trường chuyên 20 1.5.2 Đặc điểm học sinh trường chuyên 20 1.5.3 Thực trạng dạy học vật lý theo hướng phát huy lực tư sáng tạo học sinh trường THPT 21 1.6 Các biện pháp tổ chức hoạt động dạy học vật lí theo hướng phát huy lực tư sáng tạo học sinh trường chuyên 22 1.6.1 Dạy học vật lý theo chu trình sáng tạo 22 1.6.2 Vận dụng dạy học nêu vấn đề 24 1.6.3 Hướng dẫn học sinh tự học 31 1.6.4 Luyện tập giải toán sáng tạo 34 KẾT LUẬN CHƯƠNG 36 Chương THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” VẬT LÝ 10 NÂNG CAO THEO HƯỚNG PHÁT HUY NĂNG LỰC TƯ DUY SÁNG TẠO CHO HỌC SINH TRƯỜNG CHUYÊN 37 2.1 Nội dung kiến thức kĩ cần hình thành chương “Các định luật bảo toàn” – Sách giáo khoa Vật lý 10 nâng cao 37 2.2 Tìm hiểu thực tế dạy học chương “Các định luật bảo toàn”- Sách giáo khoa Vật lý 10 nâng cao trường phổ thơng 42 2.2.1 Mục đích điều tra 42 2.2.2 Phương pháp điều tra 42 2.2.3 Kết điều tra 42 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn iii 2.3 Thiết kế tiến trình dạy học số kiến thức chương “Các định luật bảo toàn” nhằm phát huy lực tư sáng tạo cho học sinh trường chuyên 44 KẾT LUẬN CHƯƠNG 84 Chương THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 85 3.1 Mục đích, nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 85 3.1.1.Mục đích TNSP 85 3.1.2 Nhiệm vụ TNSP 85 3.2 Đối tượng phương pháp thực nghiệm sư phạm 85 3.2.1 Đối tượng TNSP 85 3.2.2 Phương pháp TNSP 86 3.3 Phương pháp đánh giá kết thực nghiệm sư phạm 87 3.3.1 Căn để đánh giá 87 3.3.2 Cách đánh giá, xếp loại 88 3.4 Tiến hành thực nghiệm sư phạm 88 3.4.1 Công tác chuẩn bị 88 3.4.2 Diễn biến cụ thể tiến trình dạy học soạn thảo 89 3.4.3 Nhận xét chung 91 3.5 Kết xử lý kết thực nghiệm sư phạm 92 3.5.1 Yêu cầu chung xử lý kết TNSP 92 3.5.2 Kết TNSP 93 3.6 Đánh giá chung thực nghiệm sư phạm 103 KẾT LUẬN CHƯƠNG 105 KẾT LUẬN 106 TÀI LIỆU THAM KHẢO 108 PHỤ LỤC 110 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn iv DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Chữ viết đầy đủ Chữ viết tắt BTLT Bài tập luyện tập BTST Bài tập sáng tao ĐC Đối chứng GV Giáo viên HS Học sinh PP Phương pháp PPDH Phương pháp dạy học THCS Trung học sở THPT Trung học phổ thông 10 TN Thực nghiệm 11 TNSP Thực nghiệm sư phạm 12 SGK Sách giáo khoa 13 SGV Sách giáo viên Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn v DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Phân phối nội dung kiến thức chương “Các định luật bảo toàn” .39 Bảng 3.2 Hứng thú mức độ tích cực học sinh sau thực nghiệm sư phạm 93 Bảng 3.3 Kết kiểm tra lần .94 Bảng 3.4 Xếp loại kiểm tra số 95 Bảng 3.5: Phân phối tần suất kết kiểm tra số 96 Bảng 3.6 Kết kiểm tra lần .97 Bảng 3.7: Xếp loại kiểm tra số .98 Bảng 3.8: Phân phối tần suất kết kiểm tra số 99 Bảng 3.9 Kết kiểm tra lần 100 Bảng 3.10 Xếp loại kiểm tra số .101 Bảng 3.11 Phân phối tần suất kết kiểm tra số .102 Bảng 3.12 Thống kê kết lần kiểm tra 103 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn vi DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ Hình 1.1 Cấu trúc tâm lý hoạt động 19 Hình 1.2: Chu trình sáng tạo V.G Ra-zu-mốp-xki 23 Hình 2.1 Sơ đồ logic nội dung kiến thức chương “Các định luật bảo toàn” .40 Hình 2.2 Sơ đồ tiến trình khoa học xây dựng kiến thức định luật bảo toàn động lượng 48 Hình 2.4: Sơ đồ khoa học xây dựng kiến thức định luật bảo toàn 62 Hình 2.5: Sơ đồ khoa học xây dựng kiến thức “Biến thiên Công lực lực thế” 63 Hình 2.9: Sơ đồ khoa học tiến trình giải tập .74 Biểu đồ 3.1 Xếp loại kiểm tra số 95 Đồ thị 3.1: Đường phân phối tần suất kiểm tra số 96 Biểu đồ 3.2: Xếp loại kiểm tra số 98 Đồ thị 3.2 Đường phân phối tần suất kiểm tra số 99 Biểu đồ 3.3 Xếp loại kiểm tra số 101 Đồ thị 3.3 Đường phân phối tần suất kiểm tra số 102 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 112 Câu Theo kinh nghiệm thầy/cô, học kiến thức định luật bảo toàn chương “Các định luật bảo toàn” – Vật lý 10 HS hay mắc phải khó khăn, sai lầm nào? (Xin cho biết cụ thể) Câu Hãy cho biết khó khăn mà thầy/cơ gặp phải dạy kiến thức định luật bảo toàn chương “Các định luật bảo toàn” (Xin cho biết cụ thể) ……………………………………………………………………………………… Xin chân thành cảm ơn ý kiến đóng góp thầy/cơ! Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 113 Phụ lục 2: PHIẾU PHỎNG VẤN HỌC SINH (Phiếu dùng để phục vụ nghiên cứu khoa học, không sử dụng để đánh giá Mong em vui lòng trả lời câu hỏi.) Họ tên học sinh: Trường: Lớp: Kết học môn Vật lý học kì vừa qua………………………… (Em điền dấu “ ” vào nêu phù hợp với ý kiến em) Thời gian dành cho tự học môn Vật lý Ngày học Học vào ngày hơm trước hơm sau có lý Chỉ học giáo viên có yêu cầu kiểm tra Khi chuẩn bị kiểm tra Các tài liệu mơn vật lý mà em có: Sách giáo khoa Có Khơng Sách tập Có Khơng Tài liệu tham khảo Có Khơng Trong học Vật lý GV có sử dụng phương pháp dạy học khác khơng? Có Khơng Đơi Trong học hướng dẫn tự học môn Vật lý lớp, em có thấy hứng thú khơng? Rất hứng thú Bình thường Không hứng thú Tùy thuộc nội dung kiến thức Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 114 Cách em thường học môn Vật lý Thường xuyên Đôi Không Theo sách giáo khoa (SGK) Theo ghi Làm hết tập SGK Học kềt hợp SGK ghi Học lý thuyết trước làm tập Đọc lý thuyết trước để chuẩn bị học Đọc thêm tài liệu làm tập sách tham khảo Nếu tổ chức hướng dẫn tự học nội dung kiến thức chương trình Vật lý em thích thầy (cơ) tổ chức theo cách sau đây? Hướng dẫn lập dàn ý tóm tắt nội dung kiến thức Hướng dân lập sơ đồ nội dung kiến thức Hướng dẫn trả lời câu hỏi ôn tập Hướng dẫn làm tập luyện tập Tổ chức thảo luận, trao đổi nhóm Ơn tập thơng qua thực hành thí nghiệm ngoại khố Em có nhận xét nội dung kiến thức chương “Các định luật bảo tồn”? Khó hiểu Bình thường Rất trừu tượng Rất dễ Em có đề nghị để học tốt mơn Vật lý? Ngày……tháng…….năm 2012 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 115 Phụ lục 3: ĐỀ KIỂM TRA SỐ Bài 1: Một bóng có khối lượng m=300g va chạm vào tường nảy trở lại với vận tốc Vận tốc cuả bóng trước va chạm 5m/s Biến thiên động lượng cuả bóng là: A -1,5kgm/s B 1,5kgm/s C 3kgm/s D -3kgm/s Bài : Một đạn nhỏ nằm yên mặt phẳng ngang, không ma sát nổ thành mảnh Hai mảnh có khối lượng m1 = m2 bay theo hướng vng góc với với vận tốc v1 = v2 =30m/s Mảnh thứ có khối lượng m3 = 3m1 Xác định hướng độ lớn vận tốc mảnh thứ Vẽ hình minh hoạ ĐỀ KIỂM TRA SỐ Bài 1: Xét vật rơi khơng khí (xét hệ vật trái đất), q trình đó: A Độ giảm độ tăng động B Tổng động vật không đổi C Cơ hệ tăng dần D Cơ hệ giảm dần Bài 2: Một vật nặng có khối lượng m = 2kg thả từ độ cao 5m xuống đất Lấy g = 10m/s2 a Tính động vật trước vật chạm đất b Nếu lực cản trung bình mặt đất vị trí vật nặng rơi xuống Fc = 600N vật nặng làm bề mặt đất chỗ va chạm lún xuống bao nhiêu? Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 116 ĐỀ KIỂM TRA SỐ Bài 1: Một người phi cơng nhảy dù thả rơi từ máy bay độ cao h xuống đất Hãy cho biết vai trò dù chuyển động phi công A Sinh công để tăng động người phi công B Sinh công cản để làm giảm động phi công tiếp đất C Sinh công cản làm tăng phi cơng tiếp đất D Chỉ có tác dụng làm tăng khối lượng người phi công Bài 2: Một viên đạn khối lượng 10g bắn vào mẩu gỗ có khối lượng 390g đặt mặt phẳng ngang nhẵn Đạn mắc vào gỗ chuyển động với gỗ với vận tốc 10m/s a Tính vận tốc viên đạn trước va chạm vào mẩu gỗ b Tính lượng động viên đạn chuyển hố thành dạng lượng khác Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 117 Phụ lục 4: BÀI TẬP CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN Bài 1: Một thùng xe có khối lượng m2 = 160 kg, chiều dài L = m nằm đường ray nhẵn Một người có khối lượng m1 = 60 kg từ đầu đến đầu thùng xe Tìm độ dịch chuyển thùng xe? Bài 2: Tấm ván khối lượng m trượt tự mặt băng nằm ngang với vận tốc v1 Một người khối lượng m2 nhảy lên ván với vận tốc v2 theo phương vng góc với vận tốc ván Tìm vận tốc v hệ ván người Bỏ qua lực ma sát ván mặt băng Bài 3: Một toa chở téc nước chuyển động không ma sát dọc theo đường ray Khối lượng téc M, khối lượng nước bể m Một vật khối lượng m0 thả rơi thẳng đứng vào bể vị trí cách tâm bể đoạn l Tìm phương độ dịch chuyển bể nước chuyển động nước tắt hẳn vật nổi? Giải thích chế tượng Bài 4: Viên đạn bắn từ súng đặt mặt đất, nổ thành hai mảnh giống lên đến điểm cao quỹ đạo cách súng theo phương ngang đoạn a Một hai mảnh bay theo phương ngược lại với vận tốc vận tốc viên đạn trước nổ Tìm khoảng cách từ súng đến điểm rơi mảnh đạn thứ hai? Bỏ qua sức cản khơng khí Bài 5: Một viên đạn khối lượng m bay theo phương ngang với vận tốc v găm vào khối gỗ khối lượng M đứng yên treo vào sợi dây có chiều dài l Tìm góc lệch ỏ dây khỏi phương thẳng đứng Bài 6: Dùng súng bắn vào hộp diêm đặt bàn, cách mép bàn khoảng l = 30cm Viên đạn có khối lượng m = 1g, bay theo phương ngang với vận tốc v0 = 150 m/s, xuyên qua hộp diêm bay tiếp với vận tốc v0/2 Khối lượng hộp diêm M = 50 g Hệ số ma sát k hộp diêm mặt bàn phải để rơi khỏi bàn? Bài 7: Hai hạt có khối lượng m 2m, có động lượng p p/2, chuyển động theo phương vng góc với đến va chạm với Sau va chạm, hai hạt trao đổi động lượng cho Tìm va chạm Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 118 Bài 8: Vật khối lượng m1 chuyển động với vận tốc v đến va chạm đàn hồi với vật m m v đứng yên Sau va chạm, chuyển động m/2 α m/2 theo phương hợp với phương chuyển động ban đầu góc 900 với vận tốc Trước va chạm Sau va chạm Hình 9.1 v/2 Tìm khối lượng vật thứ hai Bài 9: Hạt khối lượng m chuyển động với vận tốc v đến va chạm với hạt đứng yên khối lượng m/2 sau va chạm đàn hồi bay theo phương hợp với phương chuyển động ban đầu góc α = 300 (Hình 9.1) Tìm vận tốc chuyển động hạt thứ hai? Bài 10: Hai cầu cao su buộc vào sợi dây mảnh đặt cạnh cho chúng có độ cao tiếp xúc với Chiều dài sợi dây l1 = 10 cm l2 = cm Khối lượng cầu tương ứng m1 = 8g m2 = 20 g Quả cầu khối lượng m1 kéo lệch khỏi phương thẳng đứng góc α = 600 thả Xác định góc lệch cực đại cầu so với phương thẳng đứng sau va chạm Va chạm coi hoàn tồn đàn hồi Bài 11: Ba cầu có bán kính, có khối lượng khác nhau, buộc vào sợi dây có m1 chiều dài giống tiếp xúc với Hình 11.1 m2 m3 Quả cầu m1 kéo lệch lên đến độ cao H thả (Hình 11.1) Các khối lượng m2 m3 phải để sau va chạm thứ với thứ hai thứ hai với thứ ba ba có động lượng? Chúng lên đến độ cao nào? Các va chạm hoàn toàn đàn hồi Bài 12: Hai cầu – sắt khối lượng m chì khối lượng m/4 – treo vào điểm sợi dây mảnh Kéo lệch cầu chì lên đến độ cao H thả Sau va chạm lên đến độ cao h Va chạm xuyên tâm Tìm phần động chuyển thành nhiệt Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 119 Bài 13: Giữa hai cầu khối lượng m1 m2 có lò xo nén Nếu giữ nguyên cầu (quả có khối lượng m2) thả tự bay với vận tốc v0 Tìm vận tốc cầu khối lượng m1 thả đồng thời hai cầu? Sự biến dạng lò xo hai trường hợp Bài 14: Vật khối lượng M nối với lò xo dao động với biên độ A0 mặt bàn nằm ngang nhẵn Tại thời điểm vật qua vị trí cân có miếng chất dẻo khối lượng m rơi thẳng từ xuống dính vào vật Biên độ dao động hệ thay đổi nào? Bài 15: Hai cầu có khối lượng m, nối với lò xo khơng khối lượng có chiều dài l độ cứng k nằm yên mặt bàn nằm ngang nhẵn Một cầu thứ ba m m m l Hình 15.1 khối lượng m chuyển động với vận tốc v0 theo phương nối tâm hai cầu, va chạm đàn hồi với cầu bên phải (Hình 15.1) Xác định khoảng cách lớn nhỏ cầu nối lò xo, biết thời điểm đó, cầu có vận tốc Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 120 HƯỚNG DẪN Bài • Gọi l quãng đường thùng xe được, v1 vận tốc người so với đường ray, v2 vận tốc thùng xe so với đường ray v1 = v12 - v2 • Định luật bào toàn động lượng: m1v1 = m2v2 m1(v12 - v2) = m2v2 m1 l L l m  −  = m → l( m + m ) = m L → l = L t m1 + m  t t Thay số: l = 0,82(m) uu r m v1 Bài • Định luật bảo tồn động lượng cho hệ người – ván: r r r m1 v1 + m v = mv với m = m1+m2 • Từ hình vẽ ta có: (mv)2 = (m1v1)2+(m2v2)2 v= uu r m v2 (m1 v1 )2 + (m v )2 uu r m v m1 + m Bài • Gọi x khoảng cách từ trọng tâm hệ đến trọng tâm G téc nước Theo quy tắc hợp lực song song ta có:  P ' = ( mo + M + m ) g  P ' = ( mo + M + m ) g   ⇒ mo g mo l  x l + x = (m + M ) g x = m + M + m o   Trọng tâm hệ dịch chuyển đoạn: x = mo l ( m + M + mo ) • Vậy có dịch chuyển tương đối trọng tâm bình Vì vậy, để giữ ngun vị trí trọng tâm bình phải dịch chuyển sang phía thả vật mo khoảng x = mo l ( m + M + mo ) • Cơ chế tượng: Vật rơi xuống bể tạo sóng nước gây nên lực tác dụng theo phương ngang làm cho toa xe dao động, thiết lập lại vị trí cân cho xe dao động nước tắt hẳn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 121 Bài • Định luật bảo tồn động lượng cho hệ theo phương ngang vị trí cao nhất: mv = − m m v + v' 2 v’=3v O' α • Vì khơng có lực tác dụng theo phương ngang nên l theo phương ngày mảnh chuyển động thẳng với thời gian thời gian viên đạn bay lên tới vị trí cao A H : t = a/v h Quãng đường mảnh bay x=v’t = 3v.a/v = 3a O v0 khoảng cách từ súng đến điểm rơi mảnh đạn thứ hai: L = x+a = 4a Bài • Định luật bảo toàn động lượng cho hệ đạn + khối gỗ theo phương ngang điểm O: mv = (m+M)v’ v' = m v m+M (1) • Định luật bảo tồn cho hệ O A (điểm cao nhất): (m = M ) v' = (m + M )gh = (m + M )gl(1 − cos α) Từ (1) (2) suy cos α = − (2) m2v2 (M + m )2 2gl Bài • mv0=mv+MV • MV /2 ≥ kMgl V=mv0/(2M) mv MV k≤ = 2Mgl 8M gl Bài • Gọi v vận tốc vật m trước va chạm • p2=2mv2 = p/2 = mv/2 p=mv v2=v/4 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 122 • Sau va chạm: o p1 ’ = p2 mv’=2mv/4 v1’=v/2 o p2 ’ = p1 2mv2’ = mv v2’ = v/2 • Động trước sau va chạm: o Wđt= mv2/2 + mv2/16 = 9mv2/16 o Wđs= mv2/2 + mv2/4 = 3mv2/8 Cơ mất: ∆Wđ = 3mv2/16 Bài • Công thức liên hệ động động lượng: p2 = 2mWd • Theo đầu bài: p2 = p12 + p12 → m2Wd = m1Wd1 (1) 4 • Bảo tồn năng: Wd1=Wd2+ Wd1/4 • Từ (1) (2) mv’ Wd2=3 Wd1/4 (2) m2=5m1/3 Bài r mv α ur • Bảo tồn động lượng: mv = mv ' + mr u mu/2 • Từ hình vẽ suy ra: ( mv ) ⇔ + ( mv ' )  mu  − 2m v v ' cos30 =     2 u2 = v + v '2 − 2v v ' cos30o = v + v '2 − v v ' (1) • Bảo toàn năng: 1m u2 mv + mv '2 + u ⇔ = v − v '2 2 2 ( 2) • Từ (1) (2) ta có hệ phương trình v  u2 v' = = v + v '2 − v v '   4  ⇔    u = v − v '2 u = 2v 2    Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 123 Bài 10 • Vận tốc vật m1 trước va chạm: m1v12 m1 g l1 (1 − cosα ) = ⇒ v12 = g l1 (1 − cosα ) ⇒ v1 = g l1 • Vận tốc cầu sau va chạm: v1' = ' v2 = ( m1 − m2 ) v1 + 2m2v2 = m1 + m2 ( m2 − m1 ) v2 + 2m1v1 m1 + m2 ( m1 + m2 ) g l1 ( m1 + m2 ) = 2m1 g l1 ( m1 + m2 ) • Bảo toàn cho cầu sau va chạm: m1v1' = m1 g l1 (1 − cosα1 ) ⇔ 2 ( m1 + m2 ) − ( m1 − m2 ) ⇔ cosα1 = ( m1 + m2 ) ( m1 − m2 ) g l1 2 ( m1 + m2 ) 2 = = g l1 (1 − cosα1 ) 2m1m2 89 + = ≈ 0,91 2 ( m1 + m2 ) 98 1 4m12 g l1 ' m2 v2 = m2 g l2 (1 − cosα ) ⇔ ⋅ = g l2 (1 − cosα ) 2 ( m1 + m2 )2 ⇔ cosα = − m12 l1 l2 ( m1 + m2 ) = 107 ≈ 0, 727 147 Bài 11 • Xét va chạm cầu 2: sau va chạm cầu có vận tốc v/3, cầu có vận tốc v2 o Bảo toàn động lượng: m1v =m1v/3 + m2v2 (1) o Bảo toàn năng: m1v2=m1v2/9 + m2v22 (2) v2 = 4v/3; m2=m1/2 • Xét va chạm cầu 3: sau va chạm cầu có vận tốc v2/2, cầu có vận tốc v3 o Bảo toàn động lượng: m2v2 =m2v2/2 + m3v3 (3) Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 124 o Bảo toàn năng: m2v2 = m2v2 2/4 + m3v23 (2) v3 = 1,5v2; m3 = m2/3 = m1/6 • Tính H1=H/9; H2=4H/9; H3=4H Bài 12 • Gọi v0 v vận tốc bi chì trước sau va chạm v02=2gH v2=2gh • Bảo tồn động lượng: mv0/4 = mv/4 + mv’ (v’ vận tốc bi sắt sau va chạm) v’ = (v0 – v )/4 Cơ trước va chạm: W = mgH/4 Cơ sau va chạm: W’ = mgh/4 + mv’2/2 = mgh/4 + mg (H - hH +h)/16 • Phần động chuyển thành nhiệt: Q= W - W’ Q= ( mg 3H − 5h + Hh 16 ) Bài 13 m v kx • Giữ cầu m2: = (1) 2 m v1 m v kx 2 + = (2) 2 • Thả đồng thời quả: • Mặt khác: m1v1=m2v2 v2=m1v1/m2 (3) Thay (1) (3) vào (2) ta v1 = v m2 ; m1 + m v2 = v0 m1 m (m1 + m ) Bài 14 2 Mv kA Mv • Chưa rơi vật xuống: W = = → A0 = (1) 2 k • Vật rơi xuống: W ' = ( M + m) v 2 Mặt khác: (M+m)v = Mv0 Từ (1), (2) (3): v= A = A0 = kA 2 → A2 = (M + m) v k (2) M v (3) M+m M M+m Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 125 Bài 15* • Xét va chạm m3 m2: m v = m v + m v' (1) 1 m v = m v + m v '2 (2) 2 Giải (1) (2) ta có v = v0 v’=0 (quả cầu trao đổi vận tốc với cầu 2) • Bảo tồn động lượng cho cầu 2: mv0= mv1+mv2 v0=v1+v2=const • Khối tâm G hệ cầu nằm trung điểm lò xo chuyển động với vận tốc vG=v0/2 Nếu xét hệ quy chiếu gắn với G G đứng yên, cầu dao động quanh G với vận tốc cực đại v0/2 Khi coi cầu gắn với lị xo có chiều dài l/2, độ cứng 2k • Khi hai cầu có vận tốc v1=v2=v0/2 hệ quy chiếu khối tâm hai cầu đứng n (chỉ năng, khơng có động năng) Độ biến dạng lị xo tính theo định luật bảo tồn năng:  v0  m m  = ( k ) A → A = v   8k Lò xo ngắn bị nén 2A: l = l − 2A = l − v Lò xo dài giãn 2A: l max = l + 2A = l + v Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên m 2k m 2k http://www.lrc-tnu.edu.vn 126 Phụ lục 5: MỘT SỐ HÌNH ẢNH THỰC NGHIỆM Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ... trạng dạy học vật lý theo hướng phát huy lực tư sáng tạo học sinh trường THPT 21 1.6 Các biện pháp tổ chức hoạt động dạy học vật lí theo hướng phát huy lực tư sáng tạo học sinh trường chuyên. .. dạy học theo hướng phát huy lực tư sáng tạo học sinh trường chuyên 1.5.1 Chức năng, nhiệm vụ trường chuyên Trường chuyên đào tạo học sinh đạt kết xuất sắc rèn luyện, học tập nhằm phát triển khi? ??u... học để tổ chức hoạt động dạy học cho số học chương “Các định luật bảo toàn” Vật lý 10 nâng cao theo hướng phát huy lực tư sáng tạo cho học sinh trường chuyên Đối tư? ??ng nghiên cứu - Đối tư? ??ng nghiên