sáng kiến kinh nghiệm Vật Lý 8

Phần một : Mở đầu1..Lý do chọn đề tài : Trong thực tế dạy học vật lý thì bài tập vật lý đợc hiểu là một vấn đề đ-ợc đặt ra đòi hỏi phải giải quyết nhờ những suy luận logic những phép toá

Phần một : Mở đầu

1 Lý do chọn đề tài :

Trong thực tế dạy học vật lý thì bài tập vật lý đợc hiểu là một vấn đề

đ-ợc đặt ra đòi hỏi phải giải quyết nhờ những suy luận logic những phép toán và thí nghiệm dựa trên cơ sở các định luật các phơng pháp vật lý Hiểu theo nghĩa rộng thì mỗi vấn đề xuất hiện do nghiên cứu tài liệu giáo khoa cũng chính là một bài tập đối với học sinh Sự t duy một cách tích cực luôn luôn là việc vận dụng kiến thức đã học để giải bài tập

Trong quá trình dạy học môn vật lý, các bài tập vật lý có tầm quan trọng đặc biệt Hiện nay để việc thực hiện tốt chơng trình sách giáo khoa mới và dạy học theo phơng pháp đổi mới có hiệu quả thì việc hớng dẫn học sinh biết phân loại, nắm vững phơng pháp và làm tốt các bài tập trong chơng trình sách giáo khoa đã góp phần không nhỏ trong việc thực hiện thành công công tác dạy học theo phơng pháp đổi mới

ở chơng I: “Điện học”: là một trong những chơng quan trọng của chơng trình vật lý lớp 9 nhằm giúp học sinh nắm đợc kiến thức về: Định luật ôm; cách xác định điện trở của dây dẫn; sự phụ thuộc của điện trở vào chiều dài tiết diện và vật liệu làm dây dẫn; biến trở- điện trở dùng trong kỷ thuật; xác

định đợc công suất của dòng điện, công của dòng điện, định luật Junlexơ; sử dụng an toàn và tiết kiệm điện năng; kỹ năng thực hành thí nghiệm để rút ra kiến thức mới, vận dụng các định luật để giải bài tập Vì vậy để giúp học sinh nắm vững các kiến thức trong chơng này và vận dụng các kiến thức đã học để làm tốt các dạng bài tập vật lý trong chơng I, tôi đã chọn đề tài : “Phân loại và hớng dẫn học sinh lớp 9 làm bài tập vật lý trong chơng I: “Điện học ” để làm

đề tài nghiên cứu

2.Nhiệm vụ của đề tài :

Đề tài nêu và giải quyết một số vấn đề sau :

2.1 Cơ sở lý luận liên quan đến đề tài :

2.2 Cơ sở thực tế và hiện trạng của việc giảng dạy và hớng dẫn học sinh làm bài tập vật lý ở trờng THCS Thiệu Long

2.3 Phân loại và hớng dẫn học sinh lớp 9 làm bài tập vật lý chơng I : Điện học 2.4 Kết quả đạt đợc

3 Đối tợng và phạm vi nghiên cứu :

3.1 Đối tợng nghiên cứu :

Phân loại và hớng dẫn học sinh làm bài tập vật lý lớp 9 chơng I: Điện học

3.2 Phạm vi nghiên cứu :

Học sinh lớp 9A, 9B trờng THCS Thiệu Long

4 Giả thuyết khoa học: Để thực hiện tốt chơng trình sách giáo khoa mới

môn vật lý lớp 9 và dạy - học theo phơng pháp đổi mới đạt hiệu quả cao thì

đòi hỏi giáo viên phải nghiên cứu, tìm tòi để đề ra đợc những phơng pháp giảng dạy có hiệu quả nhằm hớng dẫn học sinh biết phân loại, nắm vững

ph-ơng pháp và làm tốt các dạng bài tập trong chph-ơng trình sách giáo khoa

5 Phơng pháp nghiên cứu :

Trong quá trình nghiên cứu tôi đã sử dụng một số phơng pháp sau :

- Phơng pháp điều tra giáo dục

- Phơng pháp quan sát s phạm

- Phơng pháp thống kê, tổng hợp, so sánh

- Phơng pháp mô tả

- Phơng pháp vật lý

6 Thời gian nghiên cứu :

Đề tài thực hiện từ tháng 9 năm 2005 đến tháng 3 năm 2006

Phần hai: Nội dung

1 Cơ sở lý luận của vấn đề nghiên cứu :

Phơng pháp dạy học là một bộ phận hợp thành của quá trình s phạm nhằm

đào tạo thế hệ trẻ có tri thức khoa học, về thế giới quan và nhân sinh quan, thói quen và kỹ năng thực hành, vận dụng kiến thức vào thực tế

Phơng pháp dạy học có mối liên hệ biện chứng với các nhân tố khác của quá trình dạy học Những phơng pháp dạy học phải thống nhất biện chứng giữa việc giảng dạy của giáo viên với việc học tập của học sinh Đồng thời góp phần có hiệu quả vào việc thực hiện tốt các khâu của quá trình dạy học Xác

định kế hoạch giáo dục, giáo dỡng, phát triển bộ môn một cách nhịp nhàng, cụ thể hoá nhiệm vụ dạy học trên cơ sở đặc điểm của học sinh, điều chỉnh kế hoạch dạy học cho sát với diễn biến thực tế, tổ chức và hớng dẫn học sinh học tập ở trên lớp cũng nh ở nhà phù hợp với dự định s phạm

Đối với môn vật lý ở trờng phổ thông, bài tập vật lý đóng một vai trò hết sức quan trọng, việc hớng dẫn học sinh làm bài tập vật lý là một hoạt động dạy học, là một công việc khó khăn, ở đó bộc lộ rõ nhất trình độ của ngời giáo viên vật lý trong việc hớng dẫn hoạt động trí tuệ của học sinh, vì thế đòi hỏi

ngời giáo viên và cả học sinh phải học tập và lao động không ngừng Bài tập vật lý sẽ giúp học sinh hiểu sâu hơn những qui luật vật lý, những hiện tợng vật

lý Thông qua các bài tập ở các dạng khác nhau tạo điều kiện cho học sinh vận dụng linh hoạt những kiến thức để tự lực giải quyết thành công những tình huống cụ thể khác nhau thì những kiến thức đó mới trở nên sâu sắc hoàn thiện

và trở thành vốn riêng của học sinh Trong quá trình giải quyết các vấn đề, tình huống cụ thể do bài tập đề ra học sinh phải vận dụng các thao tác t duy

nh so sánh phân tích, tổng hợp khái quát hoá để giải quyết vấn đề, từ đó sẽ giúp giải quyết giúp phát triển t duy và sáng tạo, óc tởng tợng, tính độc lập trong suy nghĩ, suy luận Nên bài tập vật lý gây hứng thú học tập cho học sinh

2 Cơ sở thực tế và thực trạng của việc hớng dẫn học sinh làm bài tập vật

lý ở trờng THCS Thiệu Long.

2.1 Đặc điểm tình hình nhà trờng :

- Trờng THCS Thiệu Long có cơ sở vật chất phục vụ cho việc giảng dạy tơng

đối tốt, phòng học và phòng thực hành vật lý kiên cố, sạch sẽ đúng qui cách,

có đồ dùng đầy đủ cho các khối lớp

- Học sinh trờng THCS Thiệu Long đa phần là các em ngoan chịu khó trong học tập, các em có đầy đủ sách giáo khoa, sách bài tập

- Đội ngũ giảng dạy môn vật lý ở trờng có 2 giáo viên

2.2 Thực trạng của việc hớng dẫn học sinh làm bài tập vật lý tại trờng THCS Thiệu Long

Trong chơng I : Điện học vậtlý lớp 9 yêu cầu đối với học sinh về kiến thức là : nắm vững định luật ôm, điện trở của một dây dẫn hoàn toàn xác định và đợc tính bằng thơng số giữa hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây dẫn và cờng độ dòng

điện chạy qua nó Đặc điểm của cờng độ dòng điện và hiệu điện thế đối với

đoạn mạch mắc nối tiếp và đoạn mạch mắc song song, mối quan hệ giữa điện trở của dây dẫn với chiều dài tiết diện và vật liệu làm dây dẫn Biến trở và điện trở trong kỹ thuật- ý nghĩa của các con số ghi trên các thiết bị tiêu thụ điện Viết công thức tính công suất điện và điện năng tiêu thụ điện của một đoạn mạch, xây dựng công thức Q = I2Rt - phát biểu định luật Junlenơ

Về kỹ năng học sinh biết tiến hành các thí nghiệm kiểm tra hay thí nghiệm nghiên cứu để rút ra kiến thức, vận dụng đợc các công thức để giải bài tập Giải thích đợc một số hiện tợng về đoản mạch và một số hiện tợng có liên quan đến định luật Junlenxơ

Trong quá trình giảng dạy môn vật lý giáo viên thờng sử dụng phơng pháp chia nhóm để học sinh thảo luận và tìm ra kết quả cho câu hỏi và giáo viên th-ờng kết luận đúng, saivà không hớng dẫn gì thêm, việc giảng dạy vật lý nhất

là bài tập vật lý nh thế sẽ không đạt đợc kết quả cao, vì trong lớp có các đối t-ợng học sinh giỏi, khá, trung bình, yếu, kém nên khả năng t duy của các em rất khác nhau, đối với học sinh yếu, kém hay trung bình không thể t duy kịp

và nhanh nh học sinh khá, giỏi nên khi thảo luận các em cha thể kịp hiểu ra vấn đề và nhất là khi thảo luận nhóm, giáo viên lại hạn chế thời gian hoặc thi xem nhóm nào đa ra kết quả nhanh nhất thì thờng các kết quả này là t duy của các học sinh khá, giỏi trong nhóm Vì thế nếu giáo viên không chú trọng đến việc hớng dẫn học sinh phơng pháp giải bài tập vật lý thì học sinh sẽ đoán mò không nắm vững đợc kiến thức trong chơng

Thực tế về trình độ học tập của học sinh qua khảo sát đầu năm môn vật lý ở hai lớp 9A,9B nh sau:

Số

liệu

Lớp

Số

bài

kiểm

tra

3 Phân loại và hớng dẫnhọc sinh lớp 9 làm bài tập vật lý trong chơng I

“Điện học“

3.1 Dạng bài tập định tính hay bài tập câu hỏi:

Đó là những bài tập vật lý mà khi giải học sinh không cần tính toán hay chỉ làm những phép toán đơn giản có thể nhẩm đợc

Bài tập định tính có tầm quan trọng đặc biệt vì nhiều bài tập tính toán có thể giải đợc phải thông qua những bài tập định tính Vì vậy việc luyện tập, đào sâu kiến thức và mở rộng kiến thức của học sinh về một vấn đề nào đó cần đợc bắt đầu từ bài tập định tính Đây là loại bài tập có khả năng trau dồi kiến thức

và tạo hứng thú học tập của học sinh

Để giải quyết đợc bài tập định tính đòi hỏi học sinh phải phân tích đợc bản chất của các hiện tợng vật lý Với các bài tập định tính ta có thể chia ra là hai loại: Loại bài tập định tính đơn giản và loại bài tập định tính phức tạp

3.1.1 Loại bài tập định tính đơn giản:

- Giải bài tập định tính đơn giản học sinh chỉ cần vận dụng một hai khái niệm hay định luật đã học là có thể giải quyết đợc dạng bài tập này nên dùng để củng cố, khắc sâu khái niện hay định luật nh các ví dụ sau :

Ví dụ 1: Định luật Jun-lenxơ cho biết điện năng biến đổi thành :

A Cơ năng B Năng lợng ánh sáng

C Hoá năng D Nhiệt năng

Hãy chọn đáp án đúng ?

- Với bài tập này giáo viên nên đa ngay sau khi học sinh học xong định luật Jun-lenxơ

+ (Đáp án D là đúng )

Ví dụ 2: Có ba dây dẫn có chiều dài nh nhau, tiết diện nh nhau, ở cùng điều

kiện Dây thứ nhất bằng bạc có điện trở R1, dây thứ hai bằng đồng có điện trở R2, dây thứ ba bằng nhôm có điện trở R3 Khi so sánh các điện trở ta có : (Chọn đáp án đúng)

A. R1>R2>R3

B. R1>R3>R2

C. R2>R1>R3

D. R3>R2>R1

+ Đáp án đúng là D

Với bài này giúp học sinh nắm đợc cách so sánh điện trở của các dây dẫn khác nhau khi chúng ở cùng điều kiện và có chiều dài, tiết diện là nh nhau

Ví dụ 3 : Nếu hiệu điện thế U đặt vào hai đầu bóng đèn tăng liên tục, thì

c-ờng độ dòng điện I qua bóng đèn đó cũng tăng liên tục, ta nói nh vậy có hoàn toàn đúng không ?

+ Với câu hỏi này học sinh dễ nhầm lẫn khi vận dụng định luật Ôm là cờng độ dòng điện tỉ lệ thuận với hiệu điện thế, mà học sinh chú ý tới hiệu điện thế

định mức của bóng đèn, cũng nh cờng độ định mức của bóng đèn- nếu vợt quá giới hạn định mức thì bóng có thể cháy và nh thế thì cờng độ dòng điện không tăng liên tục

3.1.2 Dạng bài tập định tính phức tạp :

Đối với các bài tập dạng định tính phức tạp thì việc giải các bài tập này là giải một chuỗi các câu hỏi định tính Những câu hỏi này đòi hỏi học sinh phải dựa vào việc vận dụng một định luật vật lý, một tính chất vật lý nào đó Khi giải các bài tập định tính phức tạp này ta thờng phân tích ra ba giai đoạn : + Phân tích điều kiện câu hỏi

+ Phân tích các hiện tợng vật lý mô tả trong câu hỏi, trên cơ sở đó liên hệ với

định luật vật lý, định nghĩa, một đại lợng vật lý hay một tính chất vật lý liên quan

+ Tổng hợp các điều kiện đã cho và kiến thức tơng ứng để giải

Ví dụ 4: Có hai dây dẫn một bằng đồng, một bằng nhôm, cùng chiều dài và

cùng tiết diện ở cùng một điều kiện Hỏi nếu mắc hai dây đó nối tiếp vào mạch điện thì khi có dòng điện đi qua, nhiệt lợng toả ra ở dây nào là lớn hơn? + Đây là một câu hỏi khó, đòi hỏi học sinh phải t duy vận dụng các kiến thức

đã học trong chơng để giải quyết, nên giáo viên có thể đa ra một số câu hỏi gợi ý để học sinh suy nghĩ và giải quyết lần lợt :

+ Giáo viên có thể hớng bằng cách đa ra một số câu hỏi sau :

Hoạt động của giáo viên

- GV : Nhiệt lợng toả ra ở một dây

dẫn khi có dòng điện đi qua phụ

thuộc yếu tố nào ?

- GV : Ta có thể nói gì về thời gian

dòng điện chạy qua hai dây dẫn?

- GV : Ta có thể nói gì về cờng độ

dòng điện qua hai dây dẫn

- GV : Điện trở của hai dây này nh

thế nào ? Chúng phụ thuộc vào yếu

tố nào?

- GV: So sánh chiều dài hai dây, tiết

diện của hai dây

- GV: Nhiệt độ hai dây trớc khi mắc

vào mạch ?

- GV : So sánh điện trở xuất của

nhôm và đồng

Hoạt động của học sinh

- HS : Học sinh phải nêu đợc định luật Jun-lenxơ

Q=I2 R t

- HS: Thời gian dòng điện chạy qua hai dây dẫn là nh nhau

- HS : Vì nối tiếp nên cờng độ dòng

điện qua dây đồng và dây nhôm và bằng nhau

- HS: Điện trở hai dâynày tỉ lệ thuận với chiều dài tỉ lệ nghịch với tiết diện

và phụ thuộc bản chất dây dẫn và nhiệt độ

- HS : bằng nhau

- HS : bằng nhau

- HS: ρnhôm >ρđồng + Trên đây là một số câu hỏi gợi ý phân tích giúp các đối tợng học sinh yếu, trung bình, có thể tìm ra câu trả lời giải nhanh chóng và dễ hiểu sau đó giáo viên có thể đa ra câu hỏi mang tính tổng hợp

GV: Dây nào có điện trở lớn hơn :

HS : Dây nhôm

GV : Dây nào có nhiệt độ toả ra lớn hơn khi có dòng điện chạy qua ?

HS: Dây nhôm vì cùng cờng độ dòng điện, trong cùng một khoảng thời gian

nên nhiệt lợng toả ra nhiều hơn ở dây có điện trở nhiều hơn

+ Trên cơ sở đó ta có thể dần dần trang bị cho học sinh phơng pháp suy nghĩ logic và lập luận có căn cứ

3.2 Dạng bài tập tính toán :

Đó là dạng bài tập muốn giải đựơc phải thực hiện một loạt các phép tính :

Để làm tốt loại bài tập này giáo viên cần hớng dẫn học sinh đọc kỹ đề, tìm hiểu ý nghĩa thuật ngữ mới (nếu có), nắm vững các dữ kiện đâu là ẩn số phải tìm

- Phân tích nội dung bài tập, làm sáng tỏ bản chất vật lý của các hiện tợng mô tả trong bài tập

- Xác định phơng pháp giải và vạch ra kế hoạch giải bài tập

Đối với bài tập tính toán ta có thể phân làm hai loại: Bài tập tập dợt và bài tập tổng hợp

3.2.1 Bài tập tập dợt :

Là loại bài tập đơn giản sử dụng khi nghiên cứu khái niệm, định luật hay một qui tắc vật lý nào đó Đây là loại bài tập tính toán cơ bản giúp học sinh nắm vững hiểu đầy đủ hơn, sâu sắc hơn một định lợng của các bài tập vật lý Dạng bài tập này giáo viên nên để hớng dẫn học sinh củng cố vận dụng sau bài học

Ví dụ 5 : Cho mạch điện nh hình vẽ 1

vôn kế chỉ 12V, R1=15Ω, R2=10Ω

a, Tính điện trở tơng đơng của đoạn

mạch MN

b, Tính chỉ số của các Ampekế A1,A2

và A

+ Hớng dẫn học sinh ghi cho biết :

Cho biết Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh

R1=15Ω,

R2=10Ω

UMN=12V

R1//R2

-GV: Mạch điện đã cho có bao

nhiêu điện trở? Chúng mắc nh thế nào?

-GV: Bài toán cần tìm những yếu

tố nào?

-HS: R1//R2

-HS: RMN=? A1=?,A2=? và A=?

Hình 1

a, Tính RMN?

b, A1=?,A2=?

và A=?

-GV: Tính điện trở tơng đơng

của đoạn mạch mắc // nh thế nào?

- GV: Muốn tìm dòng điện qua

A1,A2 ta cần biết dữ kiện nào?

- GV : Hiệu điện thế U1,U2 đã

biết cha?

- GV: Hãy áp dụng để tìm I1,I2,I

-HS:

2 1

1 1 1

R R

R MN = + hay

RMN =

2 1

2 1

R R

R R

+ =15 10 6

10

+ (Ω)

- HS : U hai đầu R1 và R2

- HS: vì R1//R2 =>

UMN = U1 = U2=12V

-HS: I1=

1

1

R

U

=

5

4 15

12

= (A)

I2=

2

2

R

U =

5

6 10

I=

1

MN

MN

R

U

6

Ví dụ 6: Cho mạch điện nh hình vẽ 2 Trong

đó R1=5Ω Khi đóng khoá K vônkế chỉ 6V,

Ampekê chỉ 0,5A

a, Tính điện trở tơng đơng của đoạn mạch?

b, Tính điện trở R2?

Cho biết Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh

R1=5Ω

UV=6V

IA=0,5A

R1nt R2

a,RAB?

b,R2=?

-GV: Mạch điện trên cho chúng

ta biết những gì?

-GV: Ta có thể tính điện trở toàn mạch AB nh thế nào?

-GV: Ta có thể tính điện trở R2

nh thế nào ?

UV=6V,IA=0,5A,R1nt R2

-HS: áp dụng định luật ôm: I=

R U

 RAB=

I

U

5 , 0

- HS: Vận dụng công thức tính

điện trở tơng đơng của mạch nối tiếp ta có:

Hình 2

Rtđ=R1+R2 =>R2=Rtđ-R1 R2=12-5=7 Ω

3.2.2: Bài tập tổng hợp :

Là những bài tập phức tạp mà muốn giải đợc chúng ta phải vận dụng nhiều khái niệm, nhiều định luật hoặc qui tắc, công thức nằm ở nhiều bài nhiều mục Loại bài tập này có mục đích chủ yếu là ôn tập tài liệu giáo khoa, đào sâu mở

rộng kiến thức giúp các em học sinh thấy đợc mối quan hệ giữa những phần khác nhau Bài tập dạng này giáo viên cần hớng dẫn cặn kẽ để giúp các đối t-ợng học sinh trong lớp có thể nắm bắt kịp thời

Ví dụ 7: Cho một mạch điện nh hình vẽ 3:

R3=10Ω,R1=20Ω, ampekế A1 chỉ 1,5A

ampekế A2 chỉ 1A Các dây nối và ampekế

có điện trở không đáng kể Tính:

a Điện trở R2 và điện trở tơng đơng

toàn mạch?

b Hiệu điện thế của mạch AB?

* Đối với loại bài nàycó thể đa ra một số câu hỏi để gợi ý giúp các em nhận rõ các yếu tố cần tìm, t duy logic để tìm ra lời giải nhanh chóng chính xác

Cho biết Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh

R3=10Ω,R1=20Ω,

I1=1,5A I2=1,0A

(R1//R2) nt R3

a R2=? RAB=?

b UAB =?

-GV: Mạch điện có bao

nhiêu điện trở và mắc nh thế nào?

-GV: Những yếu tố nào đã

biết?

-GV: Cần tìm những yếu tố

nào?

-GV: Em có nhận xét gì về U1 và U2?

-GV: Ta có thể tính U1 đợc

không?

-GV: Vậy ta có thể tính điện

-HS: Có 3 điện trở và đây là dạng mạch hỗn hợp

(R1//R2) nt R3 -HS: R1,R3,I1,I2

-HS: R2=? RAB=? UAB=?

-HS: Vì R1//R2 nên U1=U2

-HS: Đợc:

U1=I1.R1=1,5.20=30(V) U2=U1=30V

Hình 3

trở R2 bằng cách nào?

-GV: Muốn tính điện trở tơng

đơng trên mạch AB ta tính

nh thế nào?

-GV: Tính điện trở đoạn MN bằng cách nào?

-GV: Từ đó hãy tính điện trở

toàn mạch AB?

-GV: Muốn tính hiệu điện thế toàn mạch AB ta cần biết thêm yếu tố nào?

-GV: Cờng độ dòng điện toàn mạch đã biết cha?

-GV : Vậy hiệu điện thế mạch AB là bao nhiêu?

1

30

2

2 = =

I

U

Ω

-HS: RAB=RMN+R3 -HS:

50

600 30 20

30 20

2 1

2

+

= +R R

R R

Ω

RMN=12Ω

-HS: RAB=RMN+R3=12+10=22Ω

-HS: Cần biết thêm cờng độ

dòng điện toàn mạch

-HS: Đã biết vì :

I=I1+I2=1,5+1=2,5A

-HS: UAB =IAB.RAB =2,5.22=55V

Ví dụ 8: Một dây xoắn của bếp điện dài 8m, tiết diện 0,1mm2 và điện trở suất

là ρ =1,1.10-6Ωm Hãy tính

a, Điện trở của dây xoắn?

b, Nhiệt lợng toả ra trong 5 phút khi mắc bếp điện vào hiệu điện thế 220V?

c, Trong thời gian 5 phút bếp này có thể đua sôi bao nhiêu lít nớc từ 27OC, biết

nhiệt dung riêng của nớc là C=4200J/kgK Sự mất mát nhiệt ra môi trờng coi

nh không đáng kể?

Cho biết Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh

l= 8m

ρ =1,1.10-6Ωm

S=0,1mm2=0,1.10-6m

U=220V

-GV : Bài toán cho biết

những dữ kiện nào?

-GV: Cần phải tìm những

dữ kiện nào?

-GV: Tính điện trở của

-HS: l,s, ρ,u,t,t1=270C, C=4200J/kgk

-HS: Rd=?, Q1=?, V=?