Đang tải... (xem toàn văn)
Trong chuyên đề này, tôi mong muốn hướng HS giải toán vật lý đến mục đích hiểu bản chất vật lý học hơn là chỉ nhằm đến đáp số bài toán. Các em sẽ khám phá ra rằng: vật lý học là những điều đang xảy ra trong thế giới xung quanh các em. Nó nói về các màu sắc trong một cầu vồng, về ánh sáng lóng lánh và tính cứng rắn của một viên kim cương. Nó có liên quan đến các việc đi bộ, chạy, đi xe đạp, lái ô tô và cả việc điều khiển một con tàu vũ trụ.
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TỈNH TRƯỜNG THPT Mã số:………………… SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐỀ TÀI: KÍCH THÍCH SỰ HỨNG THÚ CỦA HỌC SINH QUA VIỆC GIẢI LOẠI BÀI TOÁN VẬT LÝ ĐỊNH TÍNH GV thực hiện: Lĩnh vực nghiên cứu: Quản lý giáo dục Phương pháp dạy học bộ môn : LÝ Phương pháp giáo dục: …………. Lĩnh vực khác: ………… Đính kèm: Mô hình Phần mềm Phim ảnh Hiện vật khác Năm học 2013 – 2014. CHUYÊN ĐỀ NÀY GỒM CÓ CÁC PHẦN SAU ĐÂY: I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI II. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ NHỮNG THUẬN LỢI, KHÓ KHĂN III. NỘI DUNG ĐỀ TÀI IV. KẾT LUẬN Phần 1: MỞ ĐẦU I.Lý do chọn đề tài: Nói đến giải Toán Vật lý, các em học sinh (HS) thường nghĩ đến việc tìm cách vận dụng những công thức vật lý để lập các phương trình và giải chúng để tìm ra những con số gọi là đáp số của bài toán. Cứ như thế, việc giải toán vật lý rốt cuộc trở thành một thứ toán ứng dụng, quy về những thủ thuật và kỹ thuật lập phương trình, giải phương trình ứng với các kiểu, loại bài toán vật lý khác nhau. HS giải toán vật lý dần dần quên rằng vật lý học đóng vai trò ngày càng quan trọng đối với công nghệ và sản xuất, đồng thời cũng giúp hiểu nhiều hiện tượng thường gặp trong thiên nhiên và đời sống. Trong chuyên đề này, tôi mong muốn hướng HS giải toán vật lý đến mục đích hiểu bản chất vật lý học hơn là chỉ nhằm đến đáp số bài toán. Các em sẽ khám phá ra rằng: vật lý học là những điều đang xảy ra trong thế giới xung quanh các em. Nó nói về các màu sắc trong một cầu vồng, về ánh sáng lóng lánh và tính cứng rắn của một viên kim cương. Nó có liên quan đến các việc đi bộ, chạy, đi xe đạp, lái ô tô và cả việc điều khiển một con tàu vũ trụ. Các nguyên lí vật lý hiện diện rõ ràng trong các đồ chơi, trong các trò đấu bóng, trong các nhạc cụ và cả trong cả những máy phát điện khổng lồ,… Xuất phát từ ý nghĩa và thực tế đó, tôi mạnh dạn nghiên cứu đề tài “ Kích thích sự hứng thú của học sinh qua việc giải loại bài toán vật lý định tính” nhằm giúp các HS giải toán vật lý hiểu sâu hơn các hiện tượng vật lý đang xảy ra trong thiên nhiên quanh ta, trong các đối tượng công nghệ của nền văn minh mà ta đang sử dụng. II.Phương pháp nghiên cứu và những thuận lợi, khó khăn: -Phương pháp nghiên cứu tài liệu: đọc các sách giáo khoa phổ thông (SGK), các sách đại học, sách tham khảo. -Phương pháp thống kê: chọn các hiện tượng có trong chương trình phổ thông và gần gũi với đời sống hằng ngày. -Phương pháp phân tích và tổng hợp kinh nghiệm trong quá trình giảng dạy và thực tế đời sống. 1)Thuận lợi: Tài liệu SGK mới đã được biên soạn theo tinh thần phát huy tính tích cực của HS, có nhiều hình ảnh minh hoạ cho các vấn đề nêu trong bài học. 2)Khó khăn: Ở trường học chưa có quỹ thời gian dành riêng cho việc hướng dẫn HS những kỹ năng vá phương pháp học tập hiệu quả. Chúng ta chỉ mới chú trọng đến sự truyền thụ kiến thức cho HS mà không để ý rằng đằng sau đó là ít nhiều có sự đam mê, sáng tạo môn vật lý của các em HS góp phần vào sự tiến bộ của khoa học và công nghệ, và có thể các em tìm được cho mình một nghề nghiệp có vận dụng các kết quả của Vật lý học! Phần 2: NỘI DUNG I.Cơ sở lý luận: Nhà trường THPT ngày nay sử dụng chủ yếu các bài tập vật lý định lượng, giãi quyết các câu hỏi (vấn đề) đặt ra bằng các phép tính toán khi giải các phương trình. Việc dạy HS nhận diện các kiểu, loại bài toán vật lý khác nhau và cách thức vận dụng các công thức vật lý cho từng kiểu, loại toán đó, má quên phần lớn vấn đề ý nghĩa đích thực của việc giải toán vật lý là làm sáng tỏ bản chất vật lý của các hiện tượng mô tả trong các đề toán nói riêng và các hiện tượng thực xảy ra trong đời sống. Trong khi đó thì từ lâu người ta đã biết các bài toán giáo khoa về vật lý không chỉ gồm những bài toán định lượng. Còn có nhiều loại bài toán vật lý khác tuỳ theo cách phân loại chúng. Ví dụ như: nếu phân loại theo nội dung đề toán thì có bài toán vật lý có nội dung chỉ để luyện tập, bài toán vật lý có nội dung thực tế đời sống, bài toán vật lý có nội dung kỹ thuật – sản xuất, … Hoặc nếu phân loại theo cách thức giải toán thí có: bài toán vật lý định tính (hay bài tập định tính, hoặc đơn giản là câu hỏi), bài toán thí nghiệm, bài toán định lượng, …chỉ thông qua việc giải nhiều loại bài toán vật lý, cả định tính, thí nghiệm và định lượng với những nội dung phong phú, đa dạng thì các em HS mới có điều kiện nắm vững thực chất của các tri thức vật lý trong các biểu hiện thực tế vô cùng phức tạp của chúng. Như thế, không những các em hiểu rõ các khái niệm và định luật vật lý mà còn có dịp học được cách tiếp cận khoa học vật lý vá nâng cao được hứng thú đối với môn học. Bài tập định tính là loại bài tập được đưa ra với nhiều tên gọi khác nhau: “câu hỏi thực hành, câu hỏi để lĩnh hội, bài tập logic, bài tập miệng, câu hỏi định tính, câu hỏi kiểm tra, …”. Sự đa dạng trong cách gọi chứng tỏ loại bài tập này có những ưu điểm về phương pháp ở nhiều mặt, bởi vì mỗi một tên gọi khác nhau đều phản ánh một khía cạnh nào đó của ưu điểm. Bài tập định tính có thể sử dụng trong tất cả các giai đoạn học tập môn học, từ bước đặt vấn đề để bắt đầu nghiên cứu một đề mục cho đến bước nghiên cứu giải quyết vấn đề, bước vận dụng để củng cố, luyện tập, ôn tập hoặc mở rộng, đào sâu tri thức hoặc thực hành… Tuỳ theo mục đích sử dụng có thể xây dựng với nội dung thích hợp. Trong phạm vi chuyên đề này, tôi chỉ có thể nêu ra một số dạng bài toán vật lý định tính của Lớp 10 Bài tập định tính vật lý nói chung đề cập đến một hiện tượng vật lý xảy ra trong tự nhiên và kỹ thuật mà khía cạnh vật lý thường bị che lấp bởi những chi tiết thực luôn hiện diện kèm theo hiện tượng trong diễn biến phức tạp của nó. Việc giải các bài toán định tính cũng hướng vào sự phát hiện bản chất vật lý của vấn đề giống như trường hợp giải toán định lượng nhưng do không phải quan tâm đến các phép tính mà đôi khi dễ làm lệch hướng suy nghĩ khi giải toán, nên người giải toán định tính vật lý có điều kiện tập trung tư tưởng để phân tích điều kiện bài toán và vận dụng kiến thức, kỹ năng đã biết về vật lý mà đi tới được kết luận cuối cùng. II.Nội dung đề tài: 1)Phần: ĐỘNG HỌC Ví dụ 1: Một truyện dân gian có kể rằng: khi chết một phú ông đã để lại cho con mình một hũ vàng chôn trong một khu vườn rộng và một mảnh giấy vẽ sơ đồ trong đó chỉ rõ: đi về phía Đông 12 bước chân sau đó rẽ phải 8 bước chân, đào sâu 1m. Hỏi với chỉ dẫn này, người con có tìm được hũ vàng không? Vì sao? Không tìm được vì không có vật làm mốc. Ví dụ 2: Một cảnh sát giao thông nhận thấy một chiếc ô tô du lịch đang phóng quá nhanh trên quốc lộ. Đúng lúc chiếc xe du lịch chạy ngang hàng một chiếc xe tải chạy chậm trên đường thì người cảnh sát ra lệnh cho cả hai xe dừng lại và lập biên bản. Người lái xe du lịch bào chữa rằng: “xe du lịch chạy ngang hàng chiếc xe tải, có nghĩa là hai xe có tốc độ như nhau”. Lời bào chữa đó có đúng không? Hãy dùng đồ thị toạ độ của chuyển động với giả định hai xe cùng chuyển động đều để bác bỏ lập luận của người lái xe du lịch. Lời bào chữa là sai. Hai xe có cùng vị trí (cùng toạ độ x) chứ không có cùng vận tốc. Điều này thể hiện rất rõ trên đồ thị toạ độ của xe du lịch (I) và của xe tải (II). Độ dốc của (I) – tốc độ của xe du lịch lớn hơn của (II) – tốc độ của xe tải (H 1.1) t O t x II I O H1.1 Ví dụ 3: Trên (H 1.2) cho đồ thị vận tốc của ba chuyển động. Có thể thể nói gì về mỗi chuyển động đó? Đồ thị I là đường thẳng song song trục Ot cho biết chuyển động là thẳng đều. Đồ thị II là đường thẳng hợp trục Ov một góc nhọn và hướng theo chiều dương cho biết chuyển động là nhanh dần đều. Đồ thị III song song trục Ov cho biết tại một thời điểm vật có thể đạt mọi giá trị của vận tốc nên đây là một chuyển động không có thực. Ví dụ 4: Một người lái xe đang chạy trên quốc lộ với tốc độ 50 km/h thì nhìn qua kính chiếu hậu thấy một chiếc xe đua sắp xửa vượt qua xe mình. Anh ta muốn xác định tốc độ của chiếc xe đua nên đã làm như sau. Đúng lúc hai chiếc xe chạy ngang nhau thì anh ta bắt đấu đếm từ 1, 2, … cho đến khi chiếc xe đua chạy đến một cái mốc dễ nhận thấy trên đường nào đó. Ví dụ anh ta đếm được 100 khi xe đua chạy ngang một cây cột đèn bên đường. Anh ta tiếp tục đếm được 30 nữa cho đến lúc xe anh ta cũng chạy ngang cây cột đèn đó. Anh ta lập tức tính ra được tốc độ của chiếc xe đua: V đua = (130 / 100) . 50 km/h = 65 km/h t v II I O H1.2 III Bạn nghĩ sao về kết quả tính được này? Giả sử cả hai xe cùng chuyển động với vận tốc không đổi và anh lái xe đếm rất đều đặn. Nếu anh ta đếm thật chậm rãi thì kết quả có khác không? Cách tính toán của anh lái xe dựa trên hiểu biết vật lý về mối quan hệ giữa quãng đường đi được với vận tốc và thời gian s = v.t. Do quãng đường đi được của hai xe là như nhau cho nên v ~ 1 /t cần để đi hết một quãng đường. v đua . t đua = v xe . t xe hay v đua . xe đua t v t = = ÷ 130 .50 / 65 / 100 km h km h = ÷ Ta thấy kết quả tính v đua chỉ phụ thuộc tỉ số t xe / t đua , không kể thời gian tính bằng đơn vị nào: 130 lần đếm / 100 lần đếm , hay 130s / 100s hay 130 phút / 100 phút cũng đều không ảnh hưởng đến kết quả! Ví dụ 5: Thí nghiệm khảo sát sự rơi của vật Bạn hãy thả rơi một quyển sổ tay và một tờ giấy có kích thước phẳng bằng nó, từ cùng một độ cao. Vật nào rơi nhanh hơn? Bạn hãy đặt tờ giấy bên dưới quyển sổ rồi thả rơi chúng. Vật nào rơi nhanh hơn? Điều gì khiến cho chúng rơi khác so với lần thí nghiệm trước? Bây giờ bạn đặt tờ giấy lên trên quyển sổ rồi thả rơi chúng. Nhớ đặt tờ giấy thật khít với kích thước quyển sổ. Vật nào rơi nhanh hơn? Bạn nghĩ gì qua kết quả quan sát này? Bạn vo tròn tờ giấy càng nhỏ càng tốt rồi thả rơi nó cùng lúc với quyển sổ tay. Vật nào rơi nhanh hơn? Có thể kết luận như thế nào về sự rơi của các vật? Lần thí nghiệm thứ 1: quyển sổ tay rơi nhanh hơn [...]... , ngày… tháng … năm 2014 Người soạn TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 .Vật lý vui quyển I-II (IA.I.PE-REN-MAN – Nhà xuất bản Giáo Dục) 2.Cơ học vui (IA.I.PE-REN-MAN – Nhà xuất bản Giáo Dục) 3 .Bài tập định tính và câu hỏi thực tế VẬT LÝ 10 (Vũ Thanh Khiết (chủ biên)-Nguyễn Thanh Hải – Nhà xuất bản Giáo Dục) 4.Sách giáo khoa Vật Lý 10 cơ bản MỤC LỤC I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI II PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ NHỮNG THUẬN LỢI,... tự nắm tóc mình mà nhấc mình lên được" Câu nói đó có cơ sở khoa học không? Hãy giải thích? Theo định luật bảo toàn động lượng thì nội lực chỉ làm cho các vật riêng biệt trong hệ trao đổi xung lượng cho nhau mà không gây ra gia tốc chuyển động cho hệ nên câu nói trên là hoàn toàn có cơ sở khoa học Bản chất vật lý của câu nói đó là định luật bảo toàn động lượng Ví dụ 3: Một khí cầu có mang một... thoát khỏi "mối nguy hiểm " nêu trên? Theo định luật bảo toàn động lượng, sau va chạm vật có khối lượng càng lớn thì biến thiên động lượng càng nhỏ (tức ít bị chấn động) Tảng đá đặt trên ngực sẽ có tác dụng giảm chấn động, đá càng to thì càng an toàn �Va chạm giữa các vật luôn kèm theo sự truyền chuyển động, nó phụ thuộc vào sự chênh lệch khối lượng giữa hai vật Ví dụ 5: Một nhà du hành vũ trụ... do qua n tính Cái giá đỡ đầu gắn liền với ghế ngồi đã ngăn cản sự chậm trễ trong thay đổi trạng thái đứng yên của phần đầu Ví dụ 2: Con chó săn to khỏe và chạy nhanh hơn con thỏ Tuy thế, nhiều khi con thỏ bị chó săn rượt đuổi vẫn thoát nạn nhờ vận dụng “ chiến thuật “ luôn luôn đột ngột thay đổi hướng chạy làm chó săn lỡ đà Điều này trong vật lí được giải thích ra sao ? Sự. .. giải thích ra sao ? Sự khác nhau về khối lượng (hay mức quán tính) đã đưa đến sự khác nhau về mức độ thay đổi trạng thái chuyển động Con thỏ có khối lượng nhỏ hơn chó săn nên dễ dàng thay đổi chuyển động hơn về hướng và độ lớn của vận tốc Do đó, khi thỏ đột thay đổi vận tốc thì chó săn không kịp thay đổi chuyển động và bị lỡ đà Mức quán tính càng nhỏ thì mức độ thay đổi chuyển động càng nhanh và ngược... trong ống tụt xuống Cách làm trên dựa trên cơ sở vật lý nào? Hãy giải thích? Dựa vào qua n tính Khi vẩy mạnh ống cặp sốt cả ống và thuỷ ngân bên trong đều chuyển động Khi ống dừng lại đột ngột, theo qua n tính, thuỷ ngân bên trong vẫn muốn duy trì vận tốc cũ, kết qua là thuỷ ngân sẽ tụt xuống Ví dụ 4: Có một câu chuyện đùa như sau: “Một con ngựa... nhiều khi đưa ra những câu trả lời rất lý thú và tôi nhận thấy tiết học của tôi không qua căng thẳng Qua đó cũng nhận thấy ít nhiều sự thích thú tìm tòi, ham hiểu biết của các em, giúp tôi có đủ sự tự tin để truyền đạt kiến thức cho các em Tôi rút ra được một điều quan trọng là để tiết học vật lý được nhẹ nhàng: +Cần cô đọng kiến thức +Cần vận... khí cầu đang ở trạng thái đứng yên Người từ từ leo thang thì hệ chỉ xuất hiện nội lực mà không có nội lực tác dụng nên xung lượng của hệ được bảo toàn Do đó, khối tâm của hệ không thay đổi nên khi người leo lên thì khí cầu sẽ hạ xuống Vậy trong một hệ kín thì tọa độ khối tâm của hệ cũng là một đại lượng bảo toàn Ví dụ 4: Một người làm xiếc nằm trên mặt đất rồi cho đặt lên ngực mình một tảng đá to Sau... vào trước, nhiệt độ của nước hạ thấp làm qua trình hoà tan của đường diễn ra chậm hơn Ví dụ 4: Khi chế tạo bóng đèn điện (bóng đèn tròn) người ta phải nạp đầy đủ khí trơ ở nhiệt độ và áp suất thấp vào bóng Vì sao phải làm như vậy? Để khi đèn sáng, nhiệt độ tăng, áp suất của khí trơ không vượt qua áp suất không khí, làm cho bóng đèn không... (vào trong cốc) Ví dụ 7: Hãy chỉ rõ các qua trình biến đổi của một lượng khí được mô tả trên hình H 1.4? p (1 ) O (2 ) (3 ) H1.4 v (1) (2): đẳng nhiệt, thể tích khí tăng, áp suất giảm (2) (3): đẳng áp, thể tích khí giảm, nhiệt độ giảm (3) (4): đẳng tích, áp suất tăng, nhiệt độ tăng Phần 3: KẾT LUẬN Qua thời gian tôi vận dụng loại hình bài tập