SKKN Ly nam 2010-2011

Sáng kiến kinh nghiệm Môn Vật lý A. đặt vấn đề I. lời nói đầu: Để đáp ứng yêu cầu của thời đại khoa học kĩ thuật phát triển nh vũ bão hiện nay. Tại nghị quyết hội nghị lần thứ 2 của ban chấp hành Trung ơng khóa VIII về những giải pháp chủ yếu trong giáo dục và đào tạo đã chỉ rõ: Đổi mới mạnh mẽ phơng pháp giáo dục - đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp t duy sáng tạo của ngời học. Từng bớc áp dụng các phơng pháp tiên tiến và phơng tiện hiện đại vào dạy học, đảm bảo điều kiện và thời gian tự nghiên cứu cho học sinh. Chính vì vậy đòi hỏi từng bộ môn trong nhà trờng THCS phải có cách nhìn nhận cải tiến phơng pháp dạy học sao cho phù hợp với từng đối tợng học sinh. Trong đó đặc biệt là môn vật lí môn khoa học thực nghiệm, đòi hỏi giáo viên phải sáng tạo, đặc biệt cần phải tổ chức dạy học sao cho học sinh hứng thú say mê, yêu thích môn học nói riêng và các bộ môn học khác nói chung, qua đó hình thành kiến thức, kĩ năng và nhận thức của học sinh. Nhiệm vụ cơ bản của bộ môn là đảm bảo cho học sinh nắm vững những kiến thức đợc truyền thụ, nghĩa là làm cho học sinh hiểu đúng bản chất của kiến thức ấy gắn chúng với những điều đã biết từ trớc và vận dụng sáng tạo vào thực tiễn. Quá trình học sinh nắm vững kiến thức không phải là tự phát mà là một quá trình có mục đích rõ rệt, có kế hoạch tổ chức chặt chẽ, một quá trình nỗ lực t duy trong đó học sinh phát huy tính tích cực, tính tự giác của mình dới sự chỉ đạo của giáo viên. Trong quá trình ấy mức độ tự lực của học sinh càng cao thì việc nắm kiến thức càng sâu sắc, t duy độc lập sáng tạo càng phát triển cao, kết quả học tập càng tốt. Trong quá trình dạy học: Giáo viên đồng thời là ngời hớng dẫn, ngời cố vấn, ngời mẫu mực cho học sinh. Hoạt động dạy của giáo viên không có nghĩa là truyền thụ những tri thức những kiến thức có sẵn mà cần phải tổ chức, điều khiển, hoạt động tự lực nhận thức của học sinh, nhằm hình thành cho học sinh thái độ, năng lực, phơng pháp học tập, ý thức học tập để học sinh tự khám phá Ngời thực hiện: Trần Doãn Huệ Năm học 2010-2011 1 Sáng kiến kinh nghiệm Môn Vật lý ra tri thức. Điều đó có nghĩa là hoạt động dạy là xây dựng những quy trình, các thao tác chỉ đạo hoạt động nhận thức của học sinh, hình thành cho học sinh nhu cầu thờng xuyên học tập, tìm tòi kiến thức, kích thích năng lực sáng tạo, hình thành cho các em tự kiểm tra, đánh giá kết quả học tập của mình, rèn luyện phơng pháp học tập, phơng pháp suy nghĩ. Điều quan trọng là hình thành cho các em cách học có hiệu quả nhất, đáp ứng đợc nhu cầu kiến thức bộ môn. Ngời học và ngời dạy phải là những ngời bạn đồng hành, cùng làm việc, cùng trao đổi, cùng nhau tìm hiểu khám phá kết quả đạt đợc chỉ khi có sự thống nhất, biện chứng giữa hoạt động của giáo viên và học sinh. Trong đó sự nỗ lực của học sinh trùng với sự nỗ lực của giáo viên sẽ tạo nên sự cộng hởng giữa hoạt động dạy của giáo viên và hoạt động học của học sinh. II. thực trạng của vấn đề nghiên cứu: 1. Thực trạng: Là một giáo viên dạy học bộ môn vật lý đã nhiều năm qua quá trình thực tế dạy học, qua trao đổi với các bạn đồng nghiệp và qua tìm hiểu học sinh tôi thấy trong quá trình giải bài tập vật lý nói chung đối với tất cả học sinh, ngay cả với những học sinh khá giỏi thì quá trình giải bài tập vật lý hiện nay vẫn còn có nhiều khó khăn bởi lẽ số tiết bài tập để các em củng cố lại kiến thức cha nhiều, mối liên quan giữa Toán học và Vật lý rất chặt chẽ, theo quan niệm các em cho rằng đó là một môn học phụ hơn nữa lại khó nên phần nào ảnh h- ởng đến kết quả học tập của các em. 2. Kết quả của thực trạng: Thực tế học sinh học bộ môn vật lí còn yếu về mọi mặt, tỉ lệ học sinh khá, giỏi trong trờng còn hạn chế. khả năng t duy sáng tạo của học sinh còn yếu nên số học sinh yếu kém chiếm tỉ lệ cao. Đặc biệt là kĩ năng vận dụng Toán học vào giải bài tập còn lúng túng cha có quy trình khoa học kể cả học sinh khá giỏi. Ngời thực hiện: Trần Doãn Huệ Năm học 2010-2011 2 Sáng kiến kinh nghiệm Môn Vật lý Kết quả điều tra cho thấy kĩ năng vận dung Toán học vào giải bài tập đối với 2 lớp 8A và 9A nh sau: Lớp Thành thạo Cha thành thạo Không làm đợc SL % SL % SL % 8A 10 25,6 18 46,1 11 28.3 9A 15 34,1 18 40,9 11 25 Đứng trớc thực trạng trên tôi quyết định chọn nghiên cứu đề tài Một số ứng dụng của Toán học vào giải bài tập vật lý THCS để củng cố thêm cho nghiệp vụ giảng dạy của mình và rèn luyện kỹ năng giải bài tập của học sinh qua đây mong đóng góp một phần nhỏ bé của mình giúp các bạn đồng nghiệp và giúp cho sự nghiệp giáo dục trồng ngời. B. giải quyết vấn đề I. Các giải pháp thực hiện: 1. Giải pháp chung - Hình thành cho học sinh cách vận dụng phù hợp nội dung kiến thức Toán học vào giải một bài tập Vật lí một cách chính xác, khoa học, từ đó các em có thể vận dụng một cách thành thạo và linh hoạt trong việc giải các bài tập, nâng cao hiệu quả của bài tập, giúp các em nắm vững kiến thức trong quá trình học tập. - Giúp học sinh nắm vững hơn nữă kiến thức của bộ môn Toán trong quá trình giải bài tập vật lí. Từ đó từng bớc hình thành kỹ năng giải bài tập vật lý. - Thông qua quá trình giải bài tập vật lí các em đợc rền luyện khắc sâu hơn nội dung kiến thức vật lí THCS - Hình thành thế giới quan, nhân sinh quan cho những môn học khác. 2. Các giải pháp cụ thể - Đọc, tìm hiểu đề bài, tóm tắt nội dung bài tập - Tìm những nội dung kiến thức, công thức liên quan đến bài tập Ngời thực hiện: Trần Doãn Huệ Năm học 2010-2011 3 Sáng kiến kinh nghiệm Môn Vật lý - Vận dung một cách phù hợp, linh hoạt trong biến đổi Toán học để thực hiện lời giải một cách khoa học. - Giải chi tiết cụ thể bài tập theo đúng qui trình của phơng pháp giải một bài tập Vật lý. ii.các biện pháp để tổ chức thực hiện 1.ứng dụng của phân môn Đại số a, Biến đổi của đẳng thức, tỉ lệ thức, tính chất của tỉ lệ thức Với nội dung này học sinh phải nắm vững các kiến thức về đẳng thức, tỉ lệ thức, tính chất của tỉ lệ thức nh: - Từ đẳng thức: a c b d = .b c a d = ; .a d b c = ; .a d c b = ; .b c d a = - Từ tỉ lệ thức: a c b d = ta có thể suy ra các tỉ lệ thức: ; ; a b d b c d c d c a a b = = = - Từ tỉ lệ thức: a c b d = ta có thể suy ra a c a c a c b d b d b d + = = = + để qua đó có thể áp dụng một cách hợp lí vào giải bài tập Ví dụ 1: Cho hai điện trở 1 2 4 , 6R R= = đợc mắc nối tiếp với nhau. Biết hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở 1 R là 2V. Hỏi hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở 2 R là bao nhiêu? Giải Theo hệ thức của đoạn mạch mắc nối tiếp ta có hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện tỉ lệ thuận với mỗi điện trở đó nên ta có: 1 1 2 2 U R U R = 1 2 2 1 . 6.2 3 4 U R U V R = = = Vậy hiệuđiện thến giữa hai đầu điện trở 2 R là 3V Ví dụ 2: Một ngời đi xe đạp xuống một cái dốc dài 120m hết 30s. Khi đi hết dốc xe lăn tiếp một quãng đờng nằm ngang đà 60m trong 24s rồi mới dừng lạ. Tính vận tốc trung bình của xe trên quãng đờng dốc, quãng đờng nằm ngang và trên cả hai quãng đờng. Giải Ngời thực hiện: Trần Doãn Huệ Năm học 2010-2011 4 Sáng kiến kinh nghiệm Môn Vật lý Gọi quãng đờng, vận tốc, thời gian của quãng đờng thứ dốc là: 1 1, 1 ,S v t Gọi quãng đờng, vận tốc, thời gian của quãng đờng thứ nằm ngang là 2 2, 2 ,S v t Khi đó vận tốc trung bình trên quãng đờng dốc là: 1 1 1 120 4 / 30 S v m s t = = = Vận tốc trung bình trên quãng đờng nằm ngang là: 2 2 2 60 2,5 / 24 S v m s t = = = Vận tốc trung bình trên cả hai quãng đờng là: 2 2 1 2 120 60 3,(3) / 30 24 tb S S v m s t t + + = = = + + Bài tập tơng tự Bài 1:Cho hai điện trở 1 2 4 , 6R R= = đợc mắc song song với nhau. Biết c- ờng độ dòng điện chạy qua điện trở 1 R là 1,2A. Hỏi cờng độ dòng điện chạy qua điện trở 2 R là bao nhiêu? Bài 2: Cho hai điện trở 1 R và 2 R . Hãy chứng minh rằng + Khi cho dòng điện chạy qua đoạn mạch gồm hai điện trở 1 R và 2 R mắc nối tiếp thì nhiệt lợng toả ra ở mỗi điện trở tỉ lệ thuận với các điện trở đó: 1 1 2 2 Q R Q R = + Khi cho dòng điện chạy qua đoạn mạch gồm hai điện trở 1 R và 2 R mắc song song thì nhiệt lợng toả ra ở mỗi điện trở tỉ lệ nghịch với các điện trở đó: 1 2 2 1 Q R Q R = b, áp dụng kiến thức về phơng trình, hệ phơng trình vào giải bài tập Học sinh phải nắm vững các kiến thức về phơng trình bậc nhất, bậc hai, phơng trình tích, hệ phơng trình vào vận dụng để giải cho từng bài cụ thể Ví dụ 1: Có hai điện trở 1 R và 2 R đợc mắc vào hai điểm Avà B. Khi chúng đợc mắc nối tiếp thì điện trở tơng đơng của đoạn mạch là 9 ; khi đợc mắc song song thì điện trở tơng đơng của đoạn mạch là 1 R và 2 R 2 .Tính điện trở 1 R và 2 R Ngời thực hiện: Trần Doãn Huệ Năm học 2010-2011 5 Sáng kiến kinh nghiệm Môn Vật lý Giải Khi 1 R nt 2 R ta có: 1 2nt R R R= + 9 = (1) Khi 1 R // 2 R ta có 1. 2 // 1 2 2 R R R R R = = + (2) Từ (1) ta suy ra 1 2 2 9 td R R R R= = thay vào (2) ta có phơng trình: 2 2 (9 ). 2 9 R R = 2 2 2 9 18R R = 2 2 2 9 18 0R R + = 2 2 2 2 2 2 2 2 ( 3 ) (6 18) 0 ( 3)( 6) 0 3 ; 6 R R R R R R R + = = = = Vậy điện trở 1 2 3 ; 6R R= = và ngợc lại nếu 1 2 6 ; 3R R= = Ví dụ:2 Bỏ một quả cầu đồng thau khối lợng 1 kg đợc nung nóng đến 100 o C vào trong thùng sắt có khối lợng 500g đựng 2kg nớc ở 20 o C. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trờng .Tìm nhiệt độ cuối cùng của nớc.Biết nhiệt dung riêng của đồng thau, sắt, nớc lần lợt là: c 1 = 380 J/kg.K; c 2 =460 J/kg.K; c 3 = 4200 J/kg.K. Cho biết m 1 = 1 kg c 1 = 380 J/kg.K t 1 = 100 o C m 2 = 500g = 0,5 kg c 2 = 460 J/kg.K t 2 = 20 o C m 3 = 2kg c 3 = 4200 J/kg.K Tìm t = ? Bài giải. Ngời thực hiện: Trần Doãn Huệ Năm học 2010-2011 6 Sáng kiến kinh nghiệm Môn Vật lý - Nhiệt lợng do quả cầu bằng đồng thau toả ra khi hạ nhiệt độ từ 100 o C đến t o C(nhiệt độ khi có cân bằng nhiệt) là: Q 1 = m 1 .c 1 (t 1 t) - Nhiệt lợng mà thùng sắt (Q 2 ) và nớc (Q 3 ) thu vào để tăng nhiệt độ từ 20 o C đến t o C là: Q 2 = m 2 .c 2 (t t 2 ) (1) Q 3 = m 3 .c 3 (t t 2 ) (2) - áp dụng phơng trình cân bằng nhiệt ta có: 1 2 3 Q Q Q= + (3) Từ (1),(2) và (3) m 1 .c 1 (t 1 t) = m 2 .c 2 (t t 2 ) + m 3 .c 3 (t t 2 ) t ( m 1 c 1 + m 2 c 2 + m 3 c 3 ) = m 1 c 1 t 1 + ( m 2 c 2 + m 3 c 3 ) t 2 t = 1 1 1 2 2 3 3 2 1 1 2 2 3 3 ( )m c t m c m c t m c m c m c + + + + - Thay các đạt lợng trên bằng trị số của chúng ta đợc: t = 1.380 (0,5.460 2.4200).20 19,2( ) 1.380 0,5.460 2.4200 o C + + + + - Vậy nhiệt độ cuối cùng của nớc là 19,2 o C. Bài tập tơng tự Bài 1:Một ấm điện có hai điện trở: R 1 = 4 và R 2 = 6 . Nếu bếp chỉ dùng một điện trở R 1 thì đun sôi ấm nớc trong 10 phút. Tính thời gian cần thiết để đun sôi ấm nớc trên khi: a. Chỉ dùng R 2 b. Dùng R 1 nối tiếp R 2 . c. Dùng R 1 song song R 2 . (Biết không có sự mất nhiệt ra môi trờng và mạng điện có hiệu điện thế không đổi). Bài 2: Cho đoạn mạch AB có hiệu điện thế U không đổi gồm hai điện trở 1 20R = và 2 R mắc nối tiếp. Ngời ta đo đợc hiệu điện thế trên 1 R là 1 40U V= . Ngời thực hiện: Trần Doãn Huệ Năm học 2010-2011 7 Sáng kiến kinh nghiệm Môn Vật lý Bây giờ ngời ta thay thế điện trở 1 R bởi một điện trở 10 = và ngời ta đo đợc hiệu điện thế trên nó là , 1 U = 25V. Hãy xác định hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở 2 R . b, áp dụng kiến thức về đồ thị hàm số Học sinh nhận biết đợc dạng đồ thị, cách vẽ đồ thị, đọc đợc các số liệu từ đồ thị cho sẵn Ví dụ 2: Hình bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cờng độ dòng điện vào hiệu điện thế khi làm thí nghiệm lần lợt với các điện trở khác nha, trong đó đờng(1) là đồ thị vẽ đợc khi dùng điện trở thứ nhất và đ- ơng (2) là đồ thị vẽ đợc khi dùng điện trở thứ hai. Nếu mắc hai điện trở này nối tiếp với nhau và duy trì hai đầu đoạn mạch một hiệu điện thế không đổi U=18V thì cờng độ dòng điện qua mạch là bao nhiêu? Giải Từ đồ thị ta có tại đờng (1) toa độ giao điểm của hiệu điện thế và cờng độ dòng điện là (12; 4) do đó điện trở 1 1 1 12 3( ) 4 U R I = = = Từ đồ thị ta có tại đờng (2) toa độ giao điểm của hiệu điện thế và cờng độ dòng điện là (24; 4) do đó điện trở 2 2 2 24 6( ) 4 U R I = = = Do đó điện trở tơng đơng của đoạn mạch là: 1 2 3 6 9( ) td R R R= + = = = Vậy cờng độ dòng điện chạy qua đoạn mạch là: 18 2( ) 9 td U I A R = = = ` Ví dụ 1: Một vật chuyển động đều từ A đến B hết 2 giờ với vận tốc 1 15 /v km h= . Sau đó nghỉ 2giờ rồi quay về A với vận tốc không đổi 2 v = 10km/h. Ngời thực hiện: Trần Doãn Huệ Năm học 2010-2011 8 I(A) U(V) 4 12 24 (1) (2) O 0 1 2 3 4 5 6 7 t(h) S(km) 30 20 10 Sáng kiến kinh nghiệm Môn Vật lý a, Tính vận tốc trung bình của chuyển động trên đoạn đờng ABA b, Vẽ đồ thị quãng đờng- thời gian ( trục tung biểu diễn quãng đờng, trục hoành biểu diễn thời gian) của chuyển động nói trên? Giải a, Vì vật chuyển động đều từ A đến B hết 2 giờ với vận tốc 1 15 /v km h= nên quãng dờng AB dài là: 1 1 . AB S S v t= = = 15.2=30km Thời gian mà vật đi từ B về A là: 2 2 30 3( ) 10 S v h t = = = Bận tốc trung bình trên đoạn đờng ABA là: 1 0 2 2 2 2 3 ABA tb S S v t t t = = + + + + 8,57(km/h) b, Bảng biến thiên t(h) 0 2 4 7 S(km) 0 30 30 0 Đồ thị có dạng nh hình vẽ S(km) 40 Ngời thực hiện: Trần Doãn Huệ Năm học 2010-2011 9 Bài tập tơng tự Các đồ thị I vàII trên hình bên biểu diễn chuyển động thẳng đều của xe máy và xe đạp theo cùng chiều. Căn cứ vào đồ thị, hãy cho biết: a, Xe máy và xe đạp có khởi hành cùng một lúc tại cùng một nơi hay không? b, Vận tốc của mỗi xe. c, Sau bao lâu xe máy đuổi kịp xe đạp Sáng kiến kinh nghiệm Môn Vật lý 30 20 10 0,5 1,0 1,5 2,0 t(h) 2.ứng dụng của phân môn Hình học a, áp dụng tính chất đối xứng trong ảnh của một vật sáng đặt trớc g- ơng Học snh phải nắm vững định nghĩa hai điểm đối xứng qua một đờng thẳng, cách vẽ hai điểm đối xứng qua một đờng thẳng vào vẽ ảnh của điểm sáng đặt trớc gơng phẳng Ví dụ : Một điểm sáng S đặt trớc gơng phẳng G (hình vẽ). Bằng cách vẽ hình em hãy vẽ tia sáng xuất phát từ S tới gơng và phản xạ đến M S . . M . G Giải Cách vẽ ảnh của điểm sáng S qua gơng phẳng G - Lấy , S đối xứng với S qua gơng S M - Nối , S với M cắt gơng G tại O là điểm tới của tia sáng G - Nối , S với O ta đợc tia sáng SOM làtia sáng cần tìm , S b, áp dụng tính chất của tam giác bằng nhau, tam giác đồng dạng vào tính koảng cách Ví dụ : Một thấu kính hội tụ L đặt trong không khí. Một vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính trớc thấu kính, A trên trục chính, ảnh , , A B của AB qua thấu kính là ảnh thật. a, Hãy vẽ ảnh , , A B của AB qua thấu kính. Ngời thực hiện: Trần Doãn Huệ Năm học 2010-2011 10 [...]... : 12 = 37,5 f h f = 3 f 9,375 (1) (2) - Từ đó tính đợc f = 15cm; h = 8cm Ngời thực hiện: Trần Doãn Huệ Năm học 2010-2011 12 Sáng kiến kinh nghiệm Môn Vật lý C- kết luận I Kết quả nghiên cứu Từ việc hớng dẫn học sinh áp dụng kiến thức của Toán học vào giải bài tập Vật lý trong năm học 2010-2011 tôi thấy đa số học sinh đã vận dụng một các linh hoạt vào việc giải bài tập, học sinh có khả năng t duy... đặt vuông góc với trục chính của thấu kính phân kỳ có tiêu cự f, điểm A nằm trên trục chính và có vị trí tại tiêu điểm F của thấu kính (hình vẽ) Ngời thực hiện: Trần Doãn Huệ B A F O F/ Hỡnh 1 Năm học 2010-2011 11 Sáng kiến kinh nghiệm Môn Vật lý a, Dựng ảnh A/B/ của AB qua thấu kính Nêu rõ chiều, độ lớn, tính chất của ảnh so với vật b, Bằng hình học hãy xác định chiều cao của ảnh và khảng cách từ ảnh... thân tôi đã rút ra đợc từ thực tế qua quá trình giảng dạy bộ môn Vật lí ở trờng THCS nói chung, cũng là kinh nghiệm rút ra đợc sau khi thực hiện đề tài này nói riêng Ngời thực hiện: Trần Doãn Huệ Năm học 2010-2011 13 Sáng kiến kinh nghiệm Môn Vật lý Tuy nhiên vì điều kiện thời gian, cũng nh tình hình thực tế nhận thức của học sinh ở địa phơng nơi tôi công tác và năng lực cá nhân có hạn, nên việc thực hiện... nghiệp, trao đổi và góp ý để giúp tôi hoàn thiện hơn trong chuyên môn Tôi xin chân trọng cảm ơn ! Yên Thịnh, ngày 27 tháng 03 năm 2011 Ngời thực hiện Trần Doãn Huệ Ngời thực hiện: Trần Doãn Huệ Năm học 2010-2011 14 . phơng pháp học tập, ý thức học tập để học sinh tự khám phá Ngời thực hiện: Trần Doãn Huệ Năm học 2010-2011 1 Sáng kiến kinh nghiệm Môn Vật lý ra tri thức. Điều đó có nghĩa là hoạt động dạy là xây. túng cha có quy trình khoa học kể cả học sinh khá giỏi. Ngời thực hiện: Trần Doãn Huệ Năm học 2010-2011 2 Sáng kiến kinh nghiệm Môn Vật lý Kết quả điều tra cho thấy kĩ năng vận dung Toán học. những nội dung kiến thức, công thức liên quan đến bài tập Ngời thực hiện: Trần Doãn Huệ Năm học 2010-2011 3 Sáng kiến kinh nghiệm Môn Vật lý - Vận dung một cách phù hợp, linh hoạt trong biến đổi