Xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm chương “động lực học chất điểm” vật lý 10 thpt – ban khoa học tự nhiên nhằm bồi dưỡng tư duy trong dạy học vật lý

PHẦN I: MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Đổi mới phương pháp dạy học là khắc phục phương pháp truyền thụ một chiều, rèn luyện thói quen, nếp sống tư duy sáng tạo của người học. Để thực hiện được nhiệm vụ này cần phải bồi dưỡng được cho học sinh phương pháp học tập để phát triển tư duy nhận thức và kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tế. Muốn nâng cao chất lượng học tập bộ môn vật lý phải có nhiều yếu tố song hành trong đó việc xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm trong các tiết dậy vật lý đóng vai trò hết sức quan trọng. Trong quá trình giảng dạy các tiết thực hành nói chung và các tiết có sử dụng các dụng cụ thực hành của chương “Động lực học chất điểm” nói riêng, học sinh còn nhiều lúng túng, nhiều em chưa biết cách tiến hành thí nghiệm như thế nào? chưa biết vận dụng các kiến thức đã học vào việc thực hành để thu thập kết quả ra sao? Thí nghiệm, thực hành là một trong những công cụ không thể thiếu được trong quá trình dạy học Vật lý. Với tính chất là một phương tiện dạy học, thí nghiệm vật lí giữ vị trí đặc biệt quan trọng trong việc hoàn thành dạy học vật lí: - BTTN có nhiều tác dụng tốt về cả ba mặt giáo dưỡng, giáo dục, giáo dục kỹ thuật, đặc biệt BTTN còn là một phương tiện dạy học có tác dụng rất lớn trong việc bồi dưỡng tư duy vật lý cũng như phương pháp nhận thức vật lý cho HS. - BTTN vừa là bài tập vừa là thí nghiệm nên sẽ phát huy được các lợi thế của hai phương tiện dạy học chủ lực nếu GV biết khai thác tốt. Quá trình làm thí nghiệm sẽ tạo hứng thú, kích thích cho HS và từ đó HS mạnh dạn đưa ra ý kiến sáng tạo của mình. - BTTN là điều kiện để HS vận dụng tổng hợp kiến thức lý thuyết và thực hành, kết hợp thao tác tư duy trí óc với thao tác chân tay, tập làm các nhà chế tạo, thiết kế, lắp ráp…Điều này kích thích mạnh mẽ hứng thú học tập của HS nhất là những bài toán liên quan đến thực tế. - BTTN khắc phục tình trạng giải bài tập một cách thuộc lòng, hình thức, tình trạng áp dụng công thức một cách máy móc. - BTTN là hoạt động tạo điều kiện tốt để phát triển tư duy cho HS đặc biệt là tư duy vật lý. Bên cạnh đó việc giải BTTN của HS cũng giúp GV phát hiện những HS có năng khiếu đặc biệt về vật lý. Từ đó có hướng bồi dưỡng để các em trở thành nhân tài cho đất nước Xét vị trí của thí nghiệm Vật lý trong dạy học Vật lý cũng như vị trí của cơ học trong giáo trình Vật lý phổ thông, tôi mạnh dạn chọn đề tài: “XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” VẬT LÝ 10 THPT – BAN KHTN NHẰM BỒI DƯỠNG TƯ DUY TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ”. 2. Mục đích nghiên cứu - Thấy được tầm quan trọng của các thí nghiệm vật lí trong việc dạy học vật lý. 1 - Trình bày một số tiết dạy có thí nghiệm trong chương “Động lực học chất điểm” vật lí 10 THPT nâng cao. - Nêu rõ vai trò và ý nghĩa của thí nghiệm vật lí trong quá trình bồi dưỡng tư duy, sáng tạo, khắc sâu kiến thức vật lý cho học sinh. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu. - Quá trình dạy học vật lý ở trường học phổ thông; - Bài tập Vật lý trong quá trình dạy học Phạm vi nghiên cứu. - Bài tập thí nghiệm vật lý phần “Động lực học chất điểm” lớp 10 nâng cao. 4. Giả thuyết khoa học. Nếu xây dựng và sử dụng hợp lý các bài tập thí nghiệm vật lý trong việc tổ chức hoạt động dạy học cho học sinh phần “Động lực học chất điểm” nói riêng và BT Vật lý nói chung thì sẽ góp phần tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS và nâng cao chất lượng, hiệu quả dạy học Vật lý ở trường THPT. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu: - Nghiên cứu chương trình, nội dung dạy học phần “Động lực học chất điểm” Vật lý lớp 10, nâng cao. - Nghiên cứu về bài tập vật lý nói chung và bài tập thí nghiệm nói riêng trong dạy học. - Thực nghiệm sư phạm. 6. Phương pháp nghiên cứu 6.1. Nghiên cứu lý thuyết. - Cơ sở lý luận về tâm lý học, giáo dục học, lý luận dạy học liên quan đến giải BT Vật lý, nhất là bài tập thí nghiệm. - Nghiên cứu các tài liệu liên quan đến chương trình, nội dung dạy học phần “Động lực học chất điểm” vật lý lớp 10 nâng cao. - Nghiên cứu các biện pháp, cách thức bồi dưỡng hoạt động nhận thức cho HS trong quá trình dạy học Vật lý. 6.2. Nghiên cứu thực nghiệm. - Thực trạng dạy học vật lý có sử dụng bài tập thí nghiệm của GV và HS và giải quyết bài tập thí nghiệm Vật lý ở trường phổ thông. - Tiến hành thực nghiệm sư phạm tại trường THPT Yên Định 2 – Yên Định. - Thống kê và xử lý số liệu thực nghiệm. 7. Ý tưởng của đề tài Có thể xây dựng ngân hàng các thí nghiệm đơn giản và thường gặp trong thực tế và sắp xếp một hệ thống các thí nghiệm trong chương “Động lực học chất điểm” vật lí 10 THPT và thông qua một số tiết trong chương để bồi dưỡng tư duy, khắc sâu kiến thức cho học sinh lớp 10 THPT. 2 PHẦN 2: NỘI DUNG Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI 1. Nhiệm vụ bồi dưỡng tư duy vật lý cho học sinh trong dạy học Vật lý ở trường phổ thông 1.1 Khái niệm tư duy vật lý “Tư duy vật lý là sự quan sát các hiện tượng vật lý, phân tích một hiện tượng phức tạp thành những bộ phận đơn giản và xác lập giữa chúng những mối quan hệ định tính và định lượng của các hiện tượng và các đại lượng vật lý, dự đoán các hệ quả mới từ các thuyết và vận dụng sáng tạo những kiến thức khái quát thu được vào thực tiễn” Các hiện tượng vật lý trong tự nhiên diễn ra rất phức tạp, nhưng những định luật chi phối chúng lại rất đơn giản, vì mỗi hiện tượng thường bị nhiều yếu tố tác động nối tiếp nhau hoặc chồng chéo lên nhau ta chỉ quan sát được kết quả tổng hợp cuối cùng. Cho nên, muốn nhận thức đầy đủ những đặc tính, bản chất và quy luật vận động của hiện tượng tự nhiên thì việc đầu tiên ta phải phân tích các hiện tượng phức tạp thành những bộ phận, những giai đoạn mà chúng chỉ bị chi phối, phụ thuộc bởi một số ít nguyên nhân, yếu tố, tốt nhất là một nguyên nhân, một yếu tố. Có như vậy, thì việc xác lập được mối quan hệ, đặc tính, bản chất của các hiện tượng, đại lượng vật lý sẽ dễ dàng hơn về mặt định tính cũng như định lượng. Quá trình nghiên cứu vật lý của HS có rất nhiều phương pháp nhận thức, nhiều hình thức tư duy và sử dụng các dụng cụ thiết bị khác nhau, nhưng ta có thể hiểu tư duy vật lý dưới hai góc độ sau: - Tư duy lý thuyết: là hình thức của tư duy lôgic và thao tác tư duy. - Tư duy lôgic: là loại tư duy tuân theo các quy tắc, quy luật của lôgic học một cách chặt chẽ, chính xác, không phải sai lầm trong các lập luận, biết phát hiện ra các mâu thuẫn, nhờ đó mà nhận thức được đúng đắn chân lý khách quan. Các thao tác tư duy: Quá trình tư duy bao gồm các thao tác trí tuệ hay còn gọi là các thao tác tư duy, ta có các thao tác tư duy như: Phân tích, tổng hợp, so sánh, trừu tượng hóa, khái quát hóa. v. v… 1.1.2. Mối quan hệ tư duy vật lý với việc bồi dưỡng năng lực nhận thức cho học sinh Trong dạy học vật lý, GV cần tổ chức quá trình lĩnh hội kiến thức cho HS phù hợp với con đường biện chứng của quá trình nhận thức vật lý. Trong đó mối quan hệ giữa tư duy vật lý và quá trình nhận thức vật lý là rất quan trọng rồi từ đó bồi dưỡng năng lực nhận thức. Để quá trình nhận thức vật lý của HS được thành công thì HS cần phải thành thạo các phương pháp nhận thức vật lý do GV hướng dẫn và hình thành. Phương pháp nhận thức vật lý là những phương pháp khoa học được sử trong quá trình nghiên cứu vật lý để xây dựng hệ thống kiến thức vật lý. Việc định hướng hoạt động nhận thức của HS trong học tập theo con đường của nhận thức khoa học 3 với việc áp dụng lý thuyết gần đúng “Vùng phát triển” của Vưgốtxki có thể bồi dưỡng cho HS trực giác khoa học. Bảng 1. Các thao tác trí tuệ và thực hành trong hoạt động nhận thức khoa học bằng phương pháp thực nghiệm. Hành động Thao tác Thực hành Tư duy Đề xuất vấn đề Quan sát, đo đạc, ghi chép số liệu theo bảng tính, tính toán và xử lý số liệu Phân tích, so sánh, tổng hợp, khái quát hóa Hình thành giả thuyết Phân tích, so sánh, đối chiếu, trừu tượng hóa, khái quát hóa Suy ra hệ quả logic Phân tích, so sánh, đối chiếu cụ thể hóa (suy diễn lôgic và toán học) Tiến hành thí nghiệm kiểm tra Xây dựng phương án thí nghiệm Vẽ đồ thị thí nghiệm Phân tích, so sánh, đối chiếu cụ thể Tiến hành thí nghiệm Lựa chọn dụng cụ, lắp ráp dụng cụ thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm, quan sát, đo đạc ghi chép. Xử lý kết quả Lập bảng, vẽ đồ thị, tính toán, đánh giá sai số Rút ra kết luận Trừu tượng hóa, khái quát hóa Vận dụng Quan sát trong tình huống mới, thí nghiệm mới Cụ thể hóa Có những phương pháp nặng về tư duy lý thuyết. Có những phương pháp nặng về tư duy thực hành. Nhận thức theo phương pháp thực nghiệm vật lý học là sự thống nhất biện chứng giữa tư duy lý thuyết và tư duy thực hành. 2. Bài tập thí nghiệm trong dạy học Vật lý 2.1. Khái niệm bài tập thí nghiệm Là những bài tập mà khi giải HS phải làm thí nghiệm để xác định các đại lượng vật lý, các thông số cần tìm, hoặc để nghiên cứu sự phụ thuộc giữa các thông số hay để kiểm tra tính chân thực của lời giải lý thuyết. BTTN vừa mang tính lý thuyết vừa mang tính thực nghiệm. Những thí nghiệm của dạng bài tập này thường là đơn giản HS có thể tự làm ở nhà hoặc phòng thí nghiệm của trường. 2.2. Phân loại bài tập thí nghiệm: Dựa theo độ khó khi giải, cách thức giải cũng như yêu cầu và điều kiện của bài tập mà ta chia BTTN làm hai loại: 4 Bài tập thí nghiệm định tính: Là những bài tập khi giải không cần tiến hành các phép đo đạc, tính toán định lượng mà chỉ dùng những lập luận, suy luận lôgic dựa trên cơ sở các thuyết, định luật, khái niệm vật lý và những quan sát định tính. Bài tập thí nghiệm định lượng: Là những bài tập khi giải, yêu cầu HS làm thí nghiệm để đo đạc đại lượng vật lý với các thiết bị nào đó, hoặc tìm quy luật về mối liên hệ phụ thuộc giữa các đại lượng vật lý (với các thiết bị nhất định). Rõ ràng BTTN vật lý rất đa dạng, phong phú, có thể có nhiều mức độ yêu cầu, từ đơn giản đến phức tạp. Với nhiều hình thức ra đề khác nhau, giáo viên có thể khai thác sử dụng BTTN ngay trong điều kiện cơ sở vật chất chưa được trang bị đồng bộ và hiện đại như hiện nay. 3. Bài tập thí nghiệm với việc bồi dưỡng tư duy vật lý cho học sinh trong dạy học ở trường phổ thông. 3.1. Các thao tác và hành động tư duy trong giải bài tập thí nghiệm Vật lý Các hành động nhận thức diễn ra khi thực hiện giải một BTTN có tính chất tương tự với những hành động diễn ra khi nghiên cứu bằng phương pháp thực nghiệm. 5 Bài tập thí nghiệm vật lý Bài tập thí nghiệm định tính Bài tập thí nghiệm định lượng Làm TN, quan sát, mô tả, giải thích Thiết kế phương án thí nghiệm Điều gì xảy ra nếu…? Tại sao lại xảy ra như vậy? Làm thế nào để đo …với các thiết bị…? Nêu phương án đo… với các thiết bị…? Đo lường đại lượng vật lý Thiết lập, minh họa định luật MĐ1. Cho thiết bị, yêu cầu HS đo đạc tìm quy luật có sự hướng dẫn của GV. MĐ2. Cho thiết bị, yêu cầu HS lập phương án thí nghiệm, làm thí nghiệm đo đạc hoặc tìm quy luật. MĐ3. Yêu cầu HS lựa chọn thiết bị, lập phương án thí nghiệm, làm thí nghiệm đo đạc, tìm quy luật hoặc chứng minh một quy luật. Sơ đồ1. Phân loại hệ thống bài tập thí nghiệm vật lý Có thể so sánh các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm với các bước tiến hành khi giải một BTTN: Bảng 2. So sánh các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm với các bước giải một BTTN. Các yếu tố của phương pháp thực nghiệm Các bước trong quá trình giải BTTN vật lý 1. Đặt vấn đề trên cơ sở các sự kiện và quan sát. Phân tích vấn đề. 2. Hình thành giả thuyết. 3. Nghiên cứu lý thuyết (suy ra hệ quả lôgic từ giả thuyết). Lập phương án thí nghiệm kiểm tra. 4. Nghiên cứu thực nghiệm: Tiến hành thí nghiệm xử lý kết quả. 5. Rút ra kết luận về vấn đề nghiên cứu. 1. Đọc đề bài, hiểu rõ câu hỏi của bài toán, phân tích bản chất vật lý của bài toán. 2. Xây dựng phương án giải (phương án thí nghiệm, lập luận, tính toán) 3. Thực hiện giải: Tính toán, lập luận, trình bày lời giải (nếu có thể giải bằng lý thuyết). Hoặc lập phương án thí nghiệm, quan sát để thu thập số liệu. 4. Tiến hành thí nghiệm, quan sát hiện tượng, ghi nhận số liệu và xử lý kết quả. 5. Đánh giá kết quả và trả lời câu hỏi của bài toán. Rõ ràng các bước giải BTTN vật lý là hoàn toàn tương tự theo con đường thực nghiệm nên giải BTTN vật lý có nhiều khả năng bồi dưỡng tư duy vật lý cho HS. 3.2. Phương pháp xây dựng BTTN vật lý - Dựa vào bài tập thông thường trong SGK, sách bài tập vật lý, bằng cách thay đổi các dữ kiện trong đó để được một BTTN. - Sưu tầm các tài liệu kĩ thuật có liên quan đến vật lý học. Từ đó tìm tư liệu sát thực để xây dựng các BTTN. - Xuất phát từ những sự kiện, những yêu cầu do cuộc sống đòi hỏi, kết hợp với yêu cầu của chương trình môn học để sáng tạo thêm những BTTN. 3.3. Hướng dẫn học sinh giải bài tập thí nghiệm theo hướng bồi dưỡng tư duy vật lý cho học sinh. BTTN vừa là bài tập vừa là thí nghiệm việc giải nó có hiệu quả cao cho sự phát triển tư duy của HS để đạt được đều đó GV có thể sử dụng các bước sau: - Đọc đề bài, hiểu rõ câu hỏi của bài toán, phân tích bản chất vật lý của bài toán. - Xây dựng phương án giải (phương án thí nghiệm, lập luận, tính toán). - Thực hiện giải: Tính toán, lập luận, trình bày lời giải, (nếu có thể giải bằng lý thuyết). Hoặc lập phương án thí nghiệm, quan sát để thu thập số liệu. - Tiến hành thí nghiệm, quan sát hiện tượng, ghi nhận số liệu và xử lý kết quả. - Đánh giá kết quả và trả lời câu hỏi của bài toán. 6 Chương 2 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” VẬT LÝ 10 THPT – BAN KHTN 1. Nội dung chương “Động lực học chất điểm” Vật lý 10 THPT – Ban KHTN 1.1. Vị trí đặc điểm của chương “Động lực học chất điểm” Chương “Động lực học chất điểm” là chương thứ hai trong chương trình Vật lý 10 nâng cao. Đây là chương có vai trò rất quan trọng, góp phần làm sáng tỏ những kiến thức mà chương một chưa giải quyết được, đó là nguyên nhân của chuyển động, đồng thời kiến thức của chương được ứng dụng nhiều trong đời sống hằng ngày và là cơ sở quan trọng để học sinh tiếp tục nghiên cứu các chương sau. Cơ sở lý luận của chương là 3 định luật Niu-tơn, những nguyên lý lớn được rút ra từ hàng loạt quan sát và tư duy. Tư duy khái quát hoá 3 định luật này đặt nền móng cho sự phát triển của cơ học. Để tiếp thu được các định luật Niu - tơn học sinh phải có được các khái niệm về đại lượng lực và khối lượng. Ngược lại qua việc học các định luật Niu tơn mà học sinh mới hiểu được sâu sắc hơn về lực và khối lượng. Như vậy 3 định luật Niu tơn cùng với các khái niệm lực và khối lượng là kiến thức cơ bản quan trọng nhất của chương. Vận dụng kiến thức về 3 định luật Niu tơn và các lực cơ học (lực hấp dẫn, lực đàn hồi, lực ma sát) để nghiên cứu một số hiện tượng vật lý quan trọng. 1.2. Mục tiêu dạy học của chương a. Mục tiêu về kiến thức - Phát biểu được định nghĩa lực và nêu được lực là một đại lượng véc tơ. - Nêu được quy tắc tổng hợp và phân tích lực. - Phát biểu được điều kiện cân bằng của một chất điểm - Phát biểu được ba định luật Niu- tơn và viết được biểu thức của chúng. - Nêu được quán tính của vật là gì và kể được một số ví dụ về quán tính. - Nêu được khối lượng là số đo mức quán tính. - Nêu được các đặc điểm của phản lực và lực tác dụng. - Phát biểu được định luật vạn vật hấp dẫn và viết được hệ thức của định luật. - Nêu được ví dụ về lực đàn hồi và những đặc điểm của lực đàn hồi của lò xo (điểm đặt, hướng). - Phát biểu được định luật Húc và viết được hệ thức của định luật này đối với độ biến dạng của lò xo. - Nêu điều kiện xuất hiện và đặc điểm của lực ma sát nghỉ, ma sát trượt và ma sát lăn. Viết được công thức xác định lực ma sát trượt. - Viết được công thức lực hướng tâm và nêu được lực hướng tâm trong chuyển động tròn đều là tổng hợp các lực tác dụng lên vật. b. Mục tiêu về kĩ năng 7 - Biết cách xác định hợp lực của các lực đồng quay và biết cách phân tích một lực ra hai lực thành phần có phương xác định. - Vận dụng được công thức của lực hấp dẫn để giải các bài tập đơn giản. - Vận dụng được công thức về ma sát trượt để giải được các bài tập đơn giản. - Vận dụng được các định luật I, II, III Niu- tơn để giải được các bài toán đối với một vật hoặc hệ hai vật chuyển động. - Vận dụng được mối quan hệ giữa khối lượng và mức quán tính của vật để giải thích một số hiện tượng thường gặp trong đời sống và kĩ thuật. - Sử dụng được phương pháp tọa độ để thiết lập phương trình quỹ đạo của vật bị ném xiên, ném ngang. - Xác định được lực hướng tâm và giải bài toán về chuyển động tròn đều khi vật chịu tác dụng của một hoặc hai lực. c. Mục tiêu thái độ - Có ý thức ứng dụng những điều đã học - Giáo dục tác phong làm việc cẩn thận, nghiêm túc - Giáo dục phẩm chất thái độ hợp tác của mỗi cá nhân - Có thái độ khách quan khi quan sát các thí nghiệm kiểm chứng của bài học 1.3. Cấu trúc lôgic chương “Động lực học chất điểm” Sơ đồ 2. Grap nội dung chương “Động lực học chất điểm” lớp 10 THPT 8 ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM Lực ma sát Lực m.sát nghỉ Lực ma sát lăn Lực m.sát trượt 3 Định luật Niutơn Lực, hợp lực Lực cơ học Định Luật I Quán tính Định Luật II Khối lượng Định Luật III Lực, phản lực Lực hấp dẫn Lực đàn hồi Trọng lực, trọng lượng Định luật vạn vật hấp dẫn Định luật Húc BÀI TOÁN CƠ BẢN CỦA CƠ HỌC PHƯƠNG PHÁP ĐỘNG LỰC HỌC 2. Hệ thống bài tập thí nghiệm chương “Động lực học chất điểm” Trong khuôn khổ của đề tài tôi sưu tầm và xây dựng được 18 BTTN vật lý. Dựa theo bảng phân loại BTTN có thể chia chúng như sau: 2.1. Bài tập thí nghiệm định tính a. Bài tập thí nghiệm quan sát, mô tả, giải thích hiện tượng Bài 1. Đổ lưng nước vào chai nước khoáng, cột một đầu dây mảnh vào cổ chai. Cầm đầu dây còn lại quay nhanh chai nước (không đậy nắp) trong mặt phẳng thẳng đứng, nước trong chai có bị đổ ra ngoài không? Hãy giải thích. Câu hỏi hướng dẫn giải: - Loại chuyển động của nước thuộc dạng nào? - Chai ở vị trí nào nước dễ đổ nhất? Hãy phân tích các lực tác dụng lên nước tại vị trí đó? Chiếu lên trục hướng tâm? - Nếu nước đổ thì còn phản lực không? - Vậy điều kiện để nước không đổ là gì? Từ đó suy ra điều kiện của vận tốc quay? Giải: Chọn hệ quy chiếu gắn với trái đất Các lực tác dụng lên nước gồm lực căng dây T , trọng lực P và phản lực của đáy chai nước. Chọn chiều dương hướng vào tâm quỹ đạo. Theo định luật II NiuTơn ta có: amNP =+ (*) Chiếu phương trình (*) lên phương hướng tâm : Tại vị trí cao nhất : P+N=ma ht => N=m( ω 2 r–g)=m(4 π 2 f 2 –g) Nước đổ ra ngoài khi phản lực không còn. Nếu quay đủ nhanh f đủ lớn thì thì N>0, nên nước không bị đổ ra ngoài Bài 2. Tiến hành thí nghiệm: đặt một hòn bi đặt trên mặt bàn và một cái cốc có miệng tròn úp lên nó. Quay cái cốc thật khéo, mô tả hiện tượng, giải thích? Câu hỏi hướng dẫn giải: - Loại chuyển động của bi thuộc dạng nào? - Hãy phân tích các lực tác dụng lên bi? Chiếu lên trục hướng tâm? - Vậy lực có tác dụng giữ bi để nó không bị rơi là lực nào? Giải: Quay cái lọ, hòn bi cũng quay theo, cuối cùng lực li tâm làm hòn bi dính chặt vào thành lọ và khi nâng lọ lên hòn bi cũng không bị bắn ra ngoài. Bài 3. Người ta thường nói: “Không thể tự nắm tóc mình mà nhấc mình lên được”. Em thử xem mình có thể không? Hãy giải thích? Giải. Xét hệ vật người và tay của người đó, thì lực nâng của tay là nội lực nên không gây được gia tốc cho hệ. b. Bài tập lập phương án thí nghiệm Bài 1. Lực kế có giới hạn đo là 10 (N). Bạn phải cân một vật có trọng lượng từ 11 đến 20 (N). Bạn sẽ làm thế nào nếu chỉ có thêm một sợi dây mảnh? Hướng dẫn giải: Phải treo vật nặng bằng hai nhánh sợi dây thẳng đứng, trong đó lực 9 kế buộc vào một nhánh của sợi dây. Bài 2. Làm thế nào để xác định hệ số ma sát nghỉ của gỗ trên gỗ nếu bạn chỉ có các dụng cụ là: Bảng gỗ, thỏi gỗ, thước đo độ? Câu hỏi hướng dẫn giải - Điều kiện xuất hiện lực ma sát nghỉ là gì? - Ta không có lực kế, vậy ngoại lực đơn giản nhất để làm vật có xu hướng chuyển động là lực nào? - Vậy cần để bảng gỗ như thế nào? Tiến hành như thế nào? - Khi vật bắt đầu chuyển động, dùng động lực học xác định hệ số ma sát của vật. Giải: Thỏi gỗ đặt trên tấm bảng được làm nghiêng đến góc α là góc mà tại đó thỏi gỗ bắt đầu trượt đều xuống phía dưới khi ta chạm nhẹ vào bảng. Dùng động lực học xác định được µ = tg α Bài 3. Làm thế nào để xác định hệ số ma sát trượt giữa gỗ và gỗ nếu em chỉ có các dụng cụ bảng gỗ, thỏi gỗ, thước dây đến mm và đồng hồ bấm giây? Câu hỏi hướng dẫn giải - Đặt tấm ván nằm nghiêng và cho vật trượt xuống - Em hãy cho biết có những lực nào tác dụng lên vật? - Áp dụng định luật II Niuton để tìm được biểu thức tính µ - Vậy ta cần có những số liệu nào để tìm µ - Làm sao để tìm α - Làm sao tìm được a Giải: - Cho vật trượt từ đỉnh tấm ván không vận tốc đầu - Dùng thước đo xác định chiều dài tấm ván. Dùng đồng hồ để đo thời gian thỏi gỗ chạm đất. Từ đó tính được gia tốc a của thỏi gỗ - Dùng thước đo xác định thêm chiều cao ban đầu của vật từ đó tính được góc nghiêng α của mặt phẳng nghiêng. - Áp dụng động lực học tính được a = g(sin α - µ cos α ). - Suy ra: µ = cosα agsinα g − Bài 4. Làm thế nào để xác định hệ số ma sát trượt giữa gỗ và gỗ nếu em chỉ có các dụng cụ bảng gỗ, thỏi gỗ và lực kế. Câu hỏi hướng dẫn giải - Điều kiện xuất hiện ma sát trượt. - Các lực tác dụng vào vật?Vẽ hình.Viết biểu thức định luật II Niuton - Nếu vật chuyển động có gia tốc thì rất phức tạp, hãy cố gắng kéo cho vật chuyển động đều 10 [...]... 3 Chương 1.Cơ sở lý luận của đề tài Trang 3 1 Nhiệm vụ bồi dưỡng tư duy vật lý cho học sinh trong dạy học Vật lý ở trường phổ thông Trang 3 2 Bài tập thí nghiệm trong dạy học Vật lý .Trang 4 3 Bài tập thí nghiệm với việc bồi dưỡng tư duy vật lý cho học sinh trong dạy học ở trường phổ thông .Trang 5 Chương 2: Xây dựng và sử dụng bài tập thí nghiệm chương “ Động lực học. .. học chất điểm” Vật lý 10 THPT – Ban KHTN Trang 7 1.Nội dung chương “Động lực học chất điểm” Trang 7 2 Hệ thống bài tập thí nghiệm chương “Động lực học chất điểm” Trang 9 3 Thiết kế phương án dạy học sử dụng hệ thống bài tập thí nghiệm đã biên soạn ……………………………………………………………………… Trang 13 Chương 3: Thực nghiệm sư phạm……………………………………… Trang 18 1 Mục đích thực nghiệm Trang18 2 Đối tư ng... phương án sử dụng BTTN trong dạy học chương “Động lực học chất điểm” có tính khả thi trong việc bồi dưỡng tư duy vật lý cho HS - Kết quả thực nghiệm đạt yêu cầu, có ý nghĩa về mặt thống kê, có thể mở rộng sử dụng BTTN vào dạy học vật lý ở trường phổ thông trên cơ sở các phần khác nhau của chương trình Những kết quả này có ý nghĩa rất thiết thực cho bản thân, biết được BTTN vật lý có tác dụng lớn trong. .. LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 1 Kết luận Căn cứ vào mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài, đề tài đã đạt được một số kết quả sau: - Làm sáng rõ cơ sở lí luận của việc phát triển tư duy sáng tạo cho HS trong dạy học BTTN vật lý - Phân tích cấu trúc nội dung chương “Động lực học chất điểm” lớp 10 NC - Xây dựng được hệ thống BTTN chương “Động lực học chất điểm” gồm 18 bài, đáp ứng được các yêu cầu khoa học, sư phạm và khả... hỏi và bài tập về nhà - Nêu câu hỏi và bài tập về nhà - Những sự chuẩn bị cho bài sau - Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau 15 3.2 Bài tập thí nghiệm trong bài học thực hành thí nghiệm vật lý Tiết 32,33: Bài 25 THỰC HÀNH: XÁC ĐỊNH HỆ SỐ MA SÁT lớp 10 -chương trình nâng cao Ngày soạn: 02/12/2013 Ngày dạy: 10/ 12/2013 Lớp dạy: 10B1 I Mục tiêu 1 Kiến thức: - Củng cố kiến thức về lực ma sát, cân bằng lực, động học, ... thực nghiệm Học sinh lớp 10B1,10B2 trường THPT Yên Định 2, Thanh Hóa Đây là hai lớp cùng học chương trình nâng cao và có lực học tư ng đương nhau Lớp thực nghiệm là 10B1 có 47 học sinh, lớp đối chứng là 10B2 cũng có 47 học sinh 3.Nội dung thực nghiệm 3.1 Lựa chọn lớp thực nghiệm và lớp đối chứng Các lớp học ở trường THPT Yên Định 2 được phân theo ban và ở mỗi ban thì thứ tự lớp được xếp theo học lực học. .. việc nâng cao chất lượng dạy học ở trường phổ thông Riêng bản thân học hỏi được rất nhiều kinh nghiệm trong việc giải BTTN vật lý và khâu tổ chức tiết học có BTTN từ đó mạnh dạn đưa BTTN vật lý vào giảng dạy ở các phần khác nhau trong chương trình vật lý THPT trong khả năng có thể 2 Kiến nghị và đề xuất - Nên xây dựng hệ thống BTTN đa dạng về chủng loại và mức độ trong chương trình vật lý phổ thông... án dạy học sử dụng hệ thống bài tập thí nghiệm đã biên soạn 3.1 Bài tập thí nghiệm trong bài học xây dựng kiến thức mới Tiết 24: Bài 18 CHUYỂN ĐỘNG CỦA MỘT VẬT BỊ NÉM lớp 10 -chương trình nâng cao Ngày soạn: 19 /10/ 2013 Ngày dạy: 07/11/2013 Lớp dạy: 10B1 I MỤC TIÊU 1 Kiến thức - Biết cách dùng phương pháp tọa độ để thiết lập phương trình quỹ đạo của vật bị ném xiên, ném ngang 2 Kỹ năng - Biết vận dụng. .. Ruđich, Tâm lý học, NXB Mir Maxcơva & NXB Thể dục thể thao Hà Nội1986 10 Nguyễn Đức Thâm – Nguyễn Ngọc Hưng – Phạm Xuân Quế, Phương pháp dạy học vật lý ở trường trung học phổ thông, NXB Đại học sư phạm, Hà Nội 2002 11 Phạm Hữu Tòng, Dạy học vật lý ở trường phổ thông theo định hướng phát triển hoạt động tích cực, tự chủ, sáng tạo và tư duy khoa học, NXB Đại học sư phạm, Hà Nội 2004 12 Lê Trọng Tư ng, Lương... vật lý phổ thông Đề tài có thể là một tài liệu tham khảo bổ ích cho HS và GV XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thanh Hóa, ngày 15 tháng 5 năm 2014 Tôi xin can đoan sáng kiến trên là do tôi viết, không sao chép của người khác Người viết 20 PHỤ LỤC: HỆ THỐNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM CHƯƠNG « ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM » 2.1 Bài tập thí nghiệm định tính a Bài tập thí nghiệm quan sát, mô tả, giải thích hiện tư ng Bài . của bài toán. 6 Chương 2 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” VẬT LÝ 10 THPT – BAN KHTN 1. Nội dung chương “Động lực học chất điểm” Vật lý 10 THPT – Ban KHTN 1.1 tôi mạnh dạn chọn đề tài: “XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” VẬT LÝ 10 THPT – BAN KHTN NHẰM BỒI DƯỠNG TƯ DUY TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ”. 2. Mục đích nghiên cứu -. thông; - Bài tập Vật lý trong quá trình dạy học Phạm vi nghiên cứu. - Bài tập thí nghiệm vật lý phần “Động lực học chất điểm” lớp 10 nâng cao. 4. Giả thuyết khoa học. Nếu xây dựng và sử dụng hợp lý