Rèn luyện kĩ năng giải bài tập cho học sinh trong dạy học Cơ học Vật lý 8 Trung học cơ sở

Trong thực tế dạy học, người ta thường gọi một vấn đề không lớn, được giảiquyết nhờ những suy lý lôgic, những phép toán và thí nghiệm trên cơ sở các định luật và các phương pháp vật lý,

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

NGUYỄN THỊ XUÂN HUỲNH

Rèn luyện kĩ năng giải bài tập cho học sinh trong dạy học Cơ học Vật lý 8 Trung học cơ sở

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Chuyên ngành: Lý luận & Phươmg pháp dạy học Vật Lý

Mã số: 60.14.01.11

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Đình Thước

NGHỆ AN - 2013

LỜI CÁM ƠN

Tác giả luận văn kính trọng, biết ơn sâu sắc đến:

PGS.TS Nguyễn Đình Thước đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn, động viên tác giả vượt qua khó khăn để hoàn thành tốt luận văn

Các Thầy, Cô của chuyên ngành Lí luận và Phương pháp dạy học Vật lý - Khoa Vật lý Đại học Vinh đã truyền thụ cho chúng tôi những kiến thức và kinh nghiệm ở lớpCao học 19 đào tạo tại Đại học Sài Gòn, thành phố Hồ Chí Minh

Các bạn học viên lớp Cao học 19 trường Đại học Sài Gòn, thành phố Hồ Chí Minh, Ban Giám Hiệu, các anh chị em đồng nghiệp và các em học sinh trường THCS Phú Thọ đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực nghiệm sư phạm

Cảm ơn gia đình, người thân và bạn bè đã động viên và giúp đỡ tôi trong quá trình học tập sau Đại học

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 7 năm 2013

Nguyễn Thị Xuân Huỳnh

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 1

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1

4 Giả thuyết khoa học 2

5 Nhiệm vụ nghiên cứu 2

6 Phương pháp nghiên cứu 2

7 Đóng góp của đề tài 3

8 Cấu trúc luận văn 3

Chương 1.RÈN LUYỆN KĨ NĂNG GIẢI BÀI TẬP VẬT LÍ PHỔ THÔNG 4

1.1 Bài tập vật lý 4

1.1.1 Khái niệm bài tập vật lý 4

1.1.2 Vai trò, chức năng BTVL trong dạy học 4

1.1.3 Phân loại bài tập 6

1.2 Phương pháp giải bài tập vật lý 14

1.2.1 Các bước giải bài tập vật lý 14

1.2.2 Hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lý 16

1.3 Khái niệm kĩ năng, kĩ năng giải bài tập vật lý 19

1.4 Một số biện pháp rèn luyện kĩ năng giải BTVL cho HS ở trường THCS 20

Kết luận chương 1 22

Chương 2 RÈN LUYỆN KĨ NĂNG GIẢI BÀI TẬP CƠ HỌC - VẬT LÝ 8 23

2.1 Phân tích nội dung chương trình Cơ học – Vật lí 8 23

2.1.1 Chuyển động cơ học 23

2.1.2 Bài tập phần lực và khối lượng 24

2.1.3 Áp suất chất lỏng và chất khí 26

2.1.4 Công, năng lượng và máy cơ đơn giản 28

2.1.5 Sơ đồ cấu trúc logic nội dung chương Cơ học – Vật lí 8 29

2.2 Các dạng bài tập Cơ học của Vật Lý 8 31

2.2.1 Chuyển động cơ học 31

2.2.2 Lực 36

2.2.3 Công, năng lượng và máy cơ đơn giản 39

2.3 Rèn luyện kĩ năng giải bài tập Cơ học, Vật Lý 8, bằng con đường angôrit 42

2.3.1 Bài tập chuyển động cơ học 42

2.3.2 Bài tập về Lực 45

2.3.3 Bài tập về Công, năng lượng và máy cơ đơn giản 47

2.4 Rèn luyện kĩ năng giải bài tập Cơ học, Vật lý 8, bằng con đường định hướng 50

2.4.1 Bài tập về chuyển động cơ học 50

2.4.2 Bài tập về lực 54

2.4.3 Bài tập về Công, Công suất và năng lượng 57

2.5 Xây dựng tiến trình dạy học một số bài học chương Cơ học - Vật lý 8 63

Kết luận chương 2 73

Chương 3.THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 74

3.1 Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm 74

3.1.1 Mục đích 74

3.1.2 Nhiệm vụ 74

3.2 Phương pháp thực nghiệm 74

3.2.1 Chọn mẫu 74

3.2.2 Phương pháp tiến hành 75

3.3 Nội dung thực nghiệm 75

3.4 Kết quả thực nghiệm sư phạm 75

3.4.1 Đánh giá về tiến trình dạy học thông qua quan sát, trao đổi 75

3.4.2 Đánh giá kết quả học tập của HS 76

Kết luận chương 3 81

KẾT LUẬN CHUNG 82

TÀI LIỆU THAM KHẢO 83

Chương trình dạy học Vật Lý ở THCS, các lớp 6,7,8 trong phân phối chương trìnhkhông có tiết bài tập Vật Lý Vì thế, vận dụng dạy học bài tập Vật Lý ở trường THCSnhư thế nào thì có hiệu quả? Phương pháp dạy bài tập Vật Lý ở THCS theo chiến lượcnào?

Để giải quyết cơ sở lý luận và thực tiễn trong hoạt động dạy học Vật Lý cho HS ởTHCS là “ bài toán ’’ khó đối với các giáo viên

Với những lý do nêu trên, tôi chọn đề tài luận văn cao học để nghiên cứu:

“ Rèn luyện kĩ năng giải bài tập cho học sinh trong dạy học Cơ học Vật Lý lớp 8 Trung học cơ sở ’’

2 Mục đích nghiên cứu

Rèn luyện các kĩ năng giải các bài tập Cơ học trong dạy học Vật Lý 8 THCS, nhằmphát triển tư duy khoa học và nâng cao hiệu quả học tập Vật Lý của học sinh

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu

Quá trình dạy học Vật Lý ở trường THCS

3.2 Phạm vi nghiên cứu

Kĩ năng giải bài tập phần Cơ học - Vật Lý 8

4 Giả thuyết khoa học

Nếu rèn luyện kĩ năng giải các bài tập về Cơ học Vật lí 8 THCS bảo đảm tính khoa họcthì sẽ góp phần phát triển được trí tuệ và nâng cao hiệu quả học tập của học sinh

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

5.1 Nghiên cứu lí luận: Đọc các tài liệu liên quan đến đề tài, phân tích và lựa chọn nộidung để xây dựng cơ sở lí luận của đề tài

5.2 Tìm hiểu thực trạng rèn luyện kĩ năng cho học sinh trong dạy học bài tập vật lý ởtrường THCS

5.3 Đề xuất một số biện pháp rèn luyện kĩ năng giải bài tập cho học sinh trong dạy họcchương “Cơ học” Vật lí 8 THCS

5.4 Thiết kế một số tiến trình dạy học rèn luyện kĩ năng giải bài tập Cơ học Vật lý 8THCS

6.3 Phương pháp thống kê toán học

Sử dụng công cụ toán học để xử lí, đánh giá kết quả điều tra và kết quả định lượng củaTNSP

Chương 1 Rèn luyện kĩ năng giải bài tập vật lý phổ thông

Chương 2 Tổ chức hoạt động dạy học rèn luyện kĩ năng giải bài tập Cơ học Vật Lý 8 Trung học cơ sở

-Chương 3 Thực nghiệm sư phạm (TNSP)

- Phần kết luận

Tài liệu tham khảo

Phụ lục

Chương 1

RÈN LUYỆN KĨ NĂNG GIẢI BÀI TẬP VẬT LÍ PHỔ THÔNG.

1.1 Bài tập vật lý.

1.1.1 Khái niệm bài tập vật lý.

Trong thực tế dạy học, người ta thường gọi một vấn đề không lớn, được giảiquyết nhờ những suy lý lôgic, những phép toán và thí nghiệm trên cơ sở các định luật

và các phương pháp vật lý, vấn đề đó gọi là bài tập vật lý Hiểu theo nghĩa rộng thì mỗimột vấn đề xuất hiện trong nghiên cứu tài liệu giáo khoa cũng chính là một bài tập đốivới học sinh Sự tư duy định hướng tích cực luôn luôn là việc giải bài tập

1.1.2 Vai trò, chức năng BTVL trong dạy học.

Trong quá trình dạy học vật lý, các BTVL có tầm quan trọng đặc biệt, chúng được

sử dụng theo những mục đích khác nhau:

- BTVL có thể được sử dụng như là phương tiện nghiên cứu tài liệu mới:

Bài tập tạo ra tình huống có vấn đề để bước vào dạy bài học mới Ví dụ để dạy bài

“Phản xạ toàn phần” ta có thể dùng bài tập như sau: “ Chiếu một tia sáng từ nước rangoài không khí Tính góc khúc xạ, biết góc tới bằng: a/ 300 ; b/ 450 ; c/ 600 Chiết suấtcủa nước là 4/3” Trong trường hợp a/ và b/ HS tính được góc khúc xạ, còn trường hợpc/ áp dụng định luật khúc xạ lúc này xuất hiện mâu thuẫn, “tình huống có vấn đề” xuấthiện

Bài tập có thể là điểm khỏi đầu dẫn dắt đến kiến thức mới Khi đã có trình độ toánhọc, nhiều khi các bài tập được sử dụng khéo léo có thể dẫn HS đến những suy nghĩ vềmột hiện tượng mới hoặc xây dựng một khái niệm mới để giải thích hiện tượng mới dobài tập phát hiện ra Ví dụ: Trong khi vận dụng định luật II của Newton để giải bài toánhai vật tương tác có thể thấy một đại lượng không đổi là tích mv của hai vật tương tác

Kết quả của việc giải bài tập đó dẫn đến việc cần thiết phải xây dựng khái niệm độnglượng và định luật bảo toàn động lượng.

- BTVL là một phương tiện củng cố, ôn tập kiến thức một cách sinh động có hiệu

quả

Khi giải các bài tập đòi hỏi HS phải ghi nhớ lại các công thức, định luật, kiến thức

đã học, có khi đòi hỏi phải vận dụng một cách tổng hợp các kiến thức đã học trong cảmột chương, một phần hoặc giữa các phần nhờ đó HS sẽ hiểu rõ hơn, ghi nhớ vữngchắc các kiến thức đã học

- BTVL là một phương tiện rèn luyện kĩ năng, kỹ xảo vận dụng lý thuyết vào thực

tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát

Có thể xây dựng rất nhiều bài tập có nội dung thực tiễn Khi giải các bài tập đókhông chỉ làm cho HS nắm vững hơn các kiến thức đã học, mà còn tập cho HS quenvới việc liên hệ lí thuyết với thực tế vận dụng kiến thức đã học giải quyết những vấn đềđặt ra trong cuộc sống như giải thích các hiện tượng cụ thể của thực tiễn, dự đoán cáchiện tượng có thể xảy ra trong thực tiễn ở những điều kiện cho trước

- Bài tập là phương tiện (công cụ) có tầm quan trọng đặc biệt trong việc rèn luyện

tư duy, bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học cho HS

Giải BTVL là hình thức làm việc tự lực căn bản của HS Trong khi giải bài tập HS phảiphân tích các điều kiện của đề bài, tự xây dựng những lập luận, thực hiện việc tínhtoán, có khi phải tiến hành thí nghiệm, thực hiện các phép đo, xác định sự phụ hàm sốgiữa các đại lượng, kiểm tra các kết luận của mình ( đánh giá kết quả giải quyết).Trong những điều kiện đó tư duy lôgic, tư duy sáng tạo của HS được phát triển, nănglực giải quyết vấn đề và năng lực làm việc độc lập của HS được nâng cao

- Thông qua giải bài tập có thể rèn luyện cho HS những đức tính tốt và tác phong

làm việc khoa học như tính tự lực cao, tính kiên trì vượt khó, tính cẩn thận, tính hợptác, tính khiêm tốn học hỏi, …

- BTVL là phương tiện để kiểm tra đánh giá kiến thức kĩ năng của HS một cách

chính xác

Nếu GV biết ra các đề kiểm tra, đề thi nội dung bảo đảm tính phân hóa về năng lựchọc vật lý của HS thì qua bài giải của HS ta có thể phân loại được các năng lực học tậpvật lý của HS đã đạt được một cách chính xác

Tóm lại:

BTVL là phương tiện có vai trò và chức năng để thực hiện 6 mục đích trên Ta cóthể sử dụng BTVL vào bất cứ giai đoạn nào của quá trình dạy học Cần chú ý rằng việcrèn luyện cho HS giải các BTVL không phải là mục đích dạy học (vì giải bài tập làphương tiện để thực hiện hoạt động rèn luyện tư duy, nó không có mục đích tự thâncủa dạy học) Mục đích cơ bản đặt ra khi giải BTVL là làm sao cho HS hiểu sâu sắchơn những quy luật vật lý, biết phân tích và ứng dụng chúng vào những vấn đề thựctiễn, vào kĩ thuật và cuối cùng phát triển năng lực tư duy, năng lực giải quyết vấn đề.Giải BTVL có giá trị rất lớn về mặt phát triển tính tích cực, tự học của HS Qua hoạtđộng giải bài tập giáo dục cho HS ý chí, tinh thần vượt khó, rèn luyện phong cáchnghiên cứu khoa học, yêu thích môn học Vật Lý

BTVL là phương tiện dạy học thực hiện 4 nhiệm vụ quan trọng của dạy học vật lýtrong nhà trường (nhiệm vụ giáo dưỡng, nhiệm vụ phát triển trí tuệ, nhiệm vụ giáo dục

và nhiệm vụ giáo dục kĩ thuật tổng hợp)

1.1.3 Phân loại bài tập

BTVL đa dạng, phong phú Người ta phân loại BTVL bằng nhiều cách khác nhautheo nhiều đặc điểm: theo nội dung, theo ý nghĩa mục đích, theo chiều sâu của việcnghiên cứu vấn đề, theo phương thức giải, theo phương thức cho giả thiết, theo mức độkhó của nhận thức

- Phân loại theo nội dung.

+ Các bài tập được sắp xếp theo đề tài của tài liệu vật lý Người ta phân biệt cácbài tập về cơ học, về vật lý phân tử, về điện học,… Sự phân chia như vậy có tính chấtquy ước Bởi vì kiến thức sử dụng trong giả thiết của một bài tập thường không lấykiến thức từ một chương, một phần mà có thể tích hợp nhiều kiến thức các phần khácnhau của giáo trình vật lý.

+ Người ta còn phân biệt các bài tập nội dung trừu tượng, bài tập nội dung cụthể

Ví dụ về bài tập có nội dung trừu tượng: Phải dùng một lực như thế nào để kéomột vật có khối lượng là m trên mặt phặng nghiêng có chiều dài l và chiều cao là h, bỏqua lực ma sát Áp lực do vật tác dụng lên mặt phẳng nghiêng là lực nào?

Nếu trong bài tập nói rõ mặt phẳng nghiêng dùng ở đây là mặt phẳng nghiêngnhư thế nào, vật kéo lên là cái gì, nó được kéo lên như thế nào, … thì đó là một bài tập

cụ thể

Nét nổi bật của bài tập trừu tượng là bản chất vật lý nêu bật lên, nó được tách ra

và không lẫn lộn với các chi tiết không bản chất Ưu điểm của bài tập cụ thể là tính trựcquan cao và gắn với thực tế

+ Các bài tập mà nội dung chứa đựng những thông tin về kĩ thuật, về sản xuấtcông nông nghiệp, về giao thông,… được gọi là những bài tập có nội dung kĩ thuậttổng hợp

+ Bài tập có nội dung lịch sử, đó là những bài tập chứa đựng những kiến thức cóđặc điểm lịch sử: những dữ liệu và các thí nghiệm vật lý cổ điển, về những phát minh,sáng chế hoặc những câu chuyện có tính lịch sử

+ Bài tập vật lý vui cũng được sử dụng rộng rãi Nét nổi bật trong nội dung loạibài tập này là sử dụng những sự kiện, hiện tượng kì lạ hoặc vui Việc giải các bài tậpnày sẽ làm cho tiết học sinh động, nâng cao được hứng thú học tập của HS Trong các

cuốn sách của IA.I.PÊ-REN-MAN “Vật Lý vui”, NXB Giáo dục, có rất nhiều bài tậpnhư vậy.

- Phân loại theo phương thức cho điều kiện hoặc phương thức giải.

Người ta phân biệt bài tập bằng lời hay còn gọi là bài tập định tính, bài tập thí nghiệm,bài tập tính toán, bài tập đồ thị

 Bài tập định tính.

Bài tập định tính là bài tập khi giải HS không cần thực hiện các phép tính phứctạp, khi cần thiết chỉ là các phép tính đơn giản, có thể tính nhẩm được Muốn giảinhững bài tập định tính, HS phải thực hiện những phép suy luận lôgic, do đó phải hiểu

rõ bản chất (nội hàm) của các khái niệm, định luật vật lý và nhận biết được những biểuhiện của chúng trong những trường hợp cụ thể Đa số các bài tập định tính yêu cầu HSgiải thích hoặc dự đoán một hiện tượng xảy ra trong những điều kiện xác định Cũng

có nhiều tài liệu gọi bài tập định tính là bài tập - câu hỏi

Bài tập định tính có rất nhiều ưu điểm về mặt phương pháp học Đưa được lýthuyết vừa học lại gần với đời sống, thực tiễn xung quanh Các bài tập định tính làmtăng thêm ở HS hứng thú môn học, tạo điều kiện cho HS suy luận và phát triển ngônngữ Vật Lý Phương pháp giải bài tập định tính bao gồm việc xây dựng những suy lýlôgic dựa trên những định luật vật lý nên bài tập định tính là phương tiện rất tốt để pháttriển tư duy lôgic của HS Việc giải các bài tập định tính rèn cho HS hiểu rõ được bảnchất của các hiện tượng vật lý và những quy luật của chúng, dạy cho HS biết áp dụngkiến thức vào thực tiễn Giải bài tập định tính rèn luyện cho HS thao tác tư duy phântích, như vậy tạo cơ sở cho HS biết phân tích nội dung vật lý của bài tập nói chung vàbài tập tính toán nói riêng

Bài tập định tính được ưu tiên hàng đầu sau khi học xong lí thuyết, trong khiluyện tập và ôn tập vật lý

+ Loại bài tập định tính sáng tạo là loại bài tập định tính giải nó đòi hỏi các phéptính suy luận lôgic mới, không theo khuôn mẫu quen thuộc mới có thể tìm ra phương

án giải quyết bài tập

Bài tập định tính thường có hai dạng: Bài tập giải thích hiện tượng và bài tập dự đoánhiện tượng

 Bài tập tính toán.

Bài tập tính toán là những bài toán muốn giải chúng ta phải thực hiện một loạtphép tính và kết quả thu được là đáp số định lượng, tìm giá trị một số đại lượng vật lý.Bài tập tính toán có thể chia làm hai loại:

+ Bài tập tính toán tập dượt là những bài tập cơ bản, đơn giản, trong đó chỉ đềcập đến một hiện tượng, một định luật và sử dụng một vài phép toán đơn giản Nó cótác dụng củng cố kiến thức cơ bản vừa học, giúp HS hiểu rõ ý nghĩa định luật và côngthức biểu diễn, sử dụng các đơn vị vật lý tương ứng và có thói quen cần thiết để giảibài tập phức tạp

+ Bài tập tính toán tổng hợp là loại bài tập muốn giải nó thì phải vận dụng nhiềukhái niệm, định luật, dùng nhiều công thức Kiến thức tích hợp nhiều nội dung kiếnthức trong một chương, một phần hoặc các phần của tài liệu vật lý Loại bài tập nàygiúp HS đào sâu, mở rộng kiến thức, thấy được mối liên hệ giữa các kiến thức vật lý

với nhau, luyện tập phân tích những hiện tượng phức tạp ra thành những phần đomgiản tuân theo một định luật xác định.

 Bài tập thí nghiệm.

Bài tập thí nghiệm là loại bài tập yêu cầu xác định một đại lượng vật lý, cho biếtdụng cụ và vật liệu để sử dụng, yêu cầu HS giải bài tập hoàn toàn theo con đường thựcnghiệm hoặc là bài tập đòi hỏi phải làm thí nghiệm để kiểm chứng lời giải lý thuyết.Các bài tập thí nghiệm ở trường phổ thông thông thường các dụng cụ thiết bị thínghiệm có thể khai thác ở phòng thí nghiệm trong nhà trường hoặc HS sử dụng cácthiết bị tự làm Bài tập thí nghiệm có thể là dạng bài tập thí nghiệm định tính hoặc dạngbài tập thí nghiệm định lượng

Ta có thể chuyển từ một bài định tính hoặc một bài tập tính toán thành một bàitập thí nghiệm

Ví dụ về bài tập thí nghiệm:

+ Bài tập 1: Cầm đầu trên của một sợi dây cao su có quả nặng buộc ở đầu dưới.Sợi dây cao su dãn ra hay co lại, nếu ta đột ngột nâng lên cao hay hạ xuống thấp? Hãylàm thí nghiệm kiểm tra dự đoán

+ Bài tập 2: Cho một khối gỗ hình hộp chữ nhật và một tấm ván phẳng, xác định

hệ số ma sát giữa khối gỗ và tấm ván đó

Bài tập thí nghiệm có nhiều tác dụng tốt về mặt giáo dưỡng, phát triển trí tuệ, giáo dục

và giáo dục kĩ thuật tổng hợp, đặc biệt bồi dưỡng năng lực thực nghiệm và làm sáng tỏmối quan hệ giữa lý thuyết và thực tiễn

Hoạt động giải bài tập thí nghiệm luôn gây được hứng thú lớn đối với HS, lôicuốn được sự chú ý của HS vào các vấn đề bài tập yêu cầu, phát huy tính tích cực tìmtòi, khám phá và sáng tạo Những số liệu khởi đầu về mặt lý thuyết của bài tập sẽ đượckiểm tra tính đúng đắn thông qua các kết quả thu được bằng con đường thực nghiệm

Có thể giải bài tập thí nghiệm dùng những thiết bị rất thông thường, đơn giản,

bề ngoài có vẻ kém hiệu lực trong việc gây hứng thú cho HS, song nếu biết khai tháclại có ý nghĩa to lớn trong việc phát triển tư duy sáng tạo của HS Ka - pi - xa đã từngnói “Thiết bị dạy học càng đơn giản càng có tác dụng trong việc phát huy năng lựcsáng tạo của người học”

 Bài tập đồ thị.

Bài tập đồ thị là những bài tập trong đó đối tượng nghiên cứu là những đồ thịbiểu diễn sự phụ thuộc giữa các đại lượng vật lý Nó đòi hỏi HS phải biểu diễn quátrình diễn biến của các hiện tượng nêu trong bài tập bằng đồ thị

Đồ thị là một hình thức biểu đạt mối quan hệ giữa các đại lượng vật lý, tươngđương với cách biểu đạt bằng lời hay công thức Nhiều khi nhờ vẽ được đồ thị chínhxác, đồ thị biểu diễn số liệu thực nghiệm mà ta có thể tìm được định luật vật lý mới (đồthị là một dạng mô hình sử dụng nghiên cứu vật lý vào trong dạy học vật lý) Bởi vậy,các bài tập sử dụng đồ thị có vị trí quan trọng trong dạy học vật lý

Các bài tập đồ thị thường có hai dạng:

+ Dạng 1: Giả thiết cho đồ thị, đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa các đại lượng,thì phải “ đọc đồ thị” đòi hỏi phải thông hiểu đồ thị đó, phân tích đặc điểm của sự phụthuộc trên từng phần của nó Nếu sử dụng tỉ xích phải làm sao để có thể xác định lạiđược đại lượng cần tìm theo đồ thị (giá trị trên trục tung, trục hoành, diện tích giới hạnbởi các tọa độ tương ứng và đồ thị, …)

+ Dạng 2: Từ thông tin giả thiết của bài toán cần vẽ đồ thị để giải bài tập Nếukhông cho đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa các đại lượng thì phải vẽ đồ thị theo giảthiết của bài tập hoặc theo các giá trị lấy từ các bảng riêng Muốn vậy cho HS vẽ cáctrục tọa độ, chọn tỉ xích nhất định cho chúng, lập các bảng và sau đó chấm vào mặtphẳng giới hạn bởi các trục tọa độ các điểm có hoành độ và tung độ tương ứng Nối các

điểm đó lại với nhau ta có đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc các đại lượng vật lý và sau đókhảo sát như trong dạng 1.

 Bài tập nghịch lí và ngụy biện.

Nghịch lí và ngụy biện trong vật lý học đã tồn tại từ lâu trong lịch sử khoa học.Chẳng hạn từ thế kỉ thứ 5 trước Công nguyên, Zénon ở Élée đã xây dựng một nghịch lírất nổi tiếng thời cổ đại về chuyển động, gọi là “ nghịch lí về Achille và con rùa” theo

đó chàng dũng sĩ Achille không bao giờ đuổi kịp con rùa Ở Trung Quốc, vào thời đócũng có chuyện nghịch lí về khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trời, học giả tài ba nhưKhổng Tử cũng không giải thích được: Buổi sáng, Mặt Trời dường như gần ta hơn nêntrông thấy to hơn, nhưng lại không nung nóng ta nhiều hơn so với buổi trưa Mặt Trờidường như ở xa ta hơn, trông thấy nhỏ hơn lại nung nóng ta hơn!

Trước khi khoa học khẳng định được định luật bảo toàn và chuyển hóa nănglượng đã có vô số những “đồ án động cơ động cơ vĩnh cửu” ra đời trên những ngụybiện khác nhau về cơ chế hoạt động của chúng

Trong thế kỉ 20 và ngày nay trong vật lý học còn nhiều nghịch lý vẫn chưa giảiquyết được Các nghịch lý đó được giải quyết là bước tiến mới về khoa học Nói cáchkhác: không ít khám phá và phát minh mới ra đời trên cơ sở nghịch lí vật lý

Ví dụ: Cuối thế kỉ 19, theo quan điểm của vật lý Newton thì vận tốc ánh sáng trongnhững vật chuyển động khác nhau thì phải khác nhau Song mọi thí nghiệm đo vận tốc

áh sáng, đặc biệt là những thí nghiệm rất chính xác của Michelson, lại luôn cho kết quả

“nghịch lí”: Vận tốc ánh sáng không bao giờ thay đổi dù vật chuyển động như thế nào!Chính “nghịch lí” này đã dẫn đến sự ra đời của thuyết tương đối hẹp A.Einstein, mở ramột kỉ nguyên mới của vật lý học thế kỉ thứ 20

Trong dạy học vật lý, tiếp cận với những cách hiểu thiếu xót và sai lầm về trithức vật lí nảy sinh do sự phân tích phiến diện các điều kiện qui định sự diễn biến củahiện tượng Học giải những bài toán nghịch lí và ngụy biện sẽ là một trong những con

đường có hiệu quả và thú vị; học cách khắc phục sự phiến diện, hời hợt trong tìm hiểu,phân tích, lĩnh hội và vận dụng tri thức vật lý Có thể coi đó cũng là con đường tích cựchọc vật lý thông qua những bài tập phản diện, tức là thông qua những ví dụ hiểu sai,vận dụng sai tri thức vật lý.

Các bài toán nghịch lí và ngụy biện về vật lý là những bài toán loại đặc biệt màphương pháp giải chung nhất là phân tích và tìm ra nguyên nhân của sự hiểu sai cáckhái niệm, định luật và lí thuyết vật lý

Giải bài tập loại này, công việc đầu tiên phải làm bao giờ cũng là nghiên cứu lạichính khái niệm, định luật và lí thuyết vật lý mà bài toán đế cập đến Nghiên cứu đểhiểu thật chính xác nội dung của khái niệm hoặc định luật: nó diễn tả mối quan hệ nhưthế nào, giữa những đại lượng nào trong khái niệm hoặc định luật; điều kiện nào để xảy

vi, điều kiện của bài toán đối với việc vận dụng khái niệm và định luật vật lý

Có khi ngụy biện xuất phát từ sự cố ý đánh tráo khái niệm, cố ý sử dụng sai địnhluật, có khi cố ý cho những hằng số vật lý không phù hợp, thậm chí cố ý phạm sai xóttrong tính toán,…Chính vì vậy, ta cần phải thận trọng dò xét cẩn thận, cảnh giác vớicác kiểu ngụy biện để tìm ra cái sai Tìm ra cái sai lầm của người khác (qua bài tậpnghịch lí và ngụy biện) cũng chính là đã học tập tích cực

Do nguyên nhân của những sai lầm tiềm ẩn trong các nghịch lí và ngụy biệnluôn đa dạng cho nên các bài tập loại này bao giờ cũngcó nhiều yếu tố mới, bất ngờ, dễkích thích sự tò mò, tìm hiểu của người giải Các bài toán ngụy biện có tác dụng tích

cực rèn luyện năng lực tự đánh giá và kiểm tra mức lĩnh hội tri thức vật lý, còn bài tậpnghịch lí có giá trị lớn phát triển sự khám phá, tìm tòi tri thức.

Hoạt động giải bài tập nghịch lí và ngụy biện có tác dụng lớn trong việc bồi dưỡngphát triển tư duy lôgic, tư duy phê phán

- Phân loại bài tập theo mức độ nhận thức

Ta có thể chia bài tập vật lý làm hai loại: bài tập luyện tập (ôn tập kiến thức, rènluyện các kĩ năng) và loại bài tập sáng tạo về vật lý

Kết luận:

Nhìn từ góc độ lí luận và phương pháp dạy học thì phân loại bài tập vật lý còn nhiềuquan điểm khác nhau, như cách phân loại trên cũng chỉ có tính tương đối

1.2 Phương pháp giải bài tập vật lý.

1.2.1 Các bước giải bài tập vật lý.

Việc rèn luyện cho HS biết cách giải bài tập một cách khoa học, đảm bảo đi đếnkết quả một cách chắc chắn là một việc rất cần thiết Nó không những giúp HS nắmvững kiến thức mà còn rèn luyện kĩ năng suy luận chính xác, linh hoạt, làm việc mộtcách khoa học, có kế hoạch

BTVL rất đa dạng, cho nên phương pháp giải rất phong phú Tuy nhiên, có thểvạch ra một dàn bài chung gồm những bước chính sau:

Bước 1: Tìm hiểu đề bài.

Bước này bao gồm việc xác định ý nghĩa vật lý của các thuật ngữ, phân biệt đâu

là ẩn số, đâu là dữ kiện Trong rất nhiều trường hợp, ngôn ngữ trong đề bài không hoàntoàn trùng với ngôn ngữ dùng trong lời phát biểu các định nghĩa, các định luật, các quytắc vật lý; cần phải chuyển sang ngôn ngữ vật lý tương ứng thì mới dễ áp dụng cácđịnh nghĩa, quy tắc, định luật vật lý

Với những bài tập tính toán, sau khi tìm hiểu đề bài, cần dùng các kí hiệu để tóm tắt đềbài cho gọn.

Trong trường hợp cần thiết, phải vẽ hình diễn đạt các điều kiện của đề bài.Nhiều khi hình vẽ giúp HS dễ nhận biết diễn tiến của hiện tượng, mối liên hệ giữa cácđại lượng vật lý

Bước 2: Phân tích hiện tượng.

Trước hết là nhận biết những dữ liệu cho trong đề bài có liên quan đến nhữngkhái niệm nào, hiện tượng nào, quy tắc nào, định luật nào trong vật lý Xác định cácgiai đoạn diễn biến của hiện tượng nêu trong đề bài, mỗi giai đoạn được chi phối bởinhững đặc tính nào Cần phải hình dung rõ toàn bộ diễn biến của hiện tượng và cácđịnh luật chi phối nó trước khi xây dựng bài giải cụ thể, chi tiết Như thế mới hiểu rõđược bản chất của hiện tượng, tránh được sự mò mẫm, máy móc áp dụng các côngthức

Bước 3: Xây dựng lập luận

Thực chất bước này là tìm mối quan hệ giữa ẩn số phải tìm với các dữ kiện đãcho Đối với những bài tập tổng hợp phức tạp, có hai cách xây dựng lập luận để giải:phương pháp phân tích và phương pháp tổng hợp

Theo phương pháp phân tích thì xuất phát từ ẩn số của bài tập, tìm ra mối liên

hệ giữa số đó với một đại lượng nào đó theo định luật đã xác định ở bước 2, diễn đạtbằng một công thức có chứa ẩn số Sau đó, tiếp tục phát triển lập luận hoặc biến đổicông thức này với những dữ kiện đã cho Cuối cùng, tìm được một công thức chỉ chứamối quan hệ giữa ẩn số và các dữ kiện đã cho

Theo phương pháp tổng hợp thì các trình tự làm ngược lại: điểm xuất phátkhông phải từ ẩn số mà từ dữ kiện đầu bài, xây dựng lập luận hoặc biến đổi các côngthức diễn tả mối quan hệ giữa các dữ kiện đã cho với các đại lượng khác để tiến gầnđến các công thức có chứa ẩn số và các dữ kiện đã cho

Cả hai phương pháp đều có giá trị, nhiều khi chúng bổ sung cho nhau Tuynhiên trong giai đoạn đầu của hai quá trình vận dụng kiến thức để giải bài tập thìphương pháp phân tích dễ thực hiện hơn đối với học sinh vì mục tiêu của lập luận rõràng hơn.

Bước 4: Biện luận.

Trong bước này, ta phải phân tích kết quả cuối cùng để loại bỏ những kết quảkhông phù hợp với điều kiến ban đầu của bài tập hoặc không phù hợp với thực tế Vớibiện luận này cũng là một cách để kiểm tra sự đúng đắn của quá trình lập luận Đôi khi,nhờ sự biện luận này mà HS có thể tự phát hiện ra những sai lầm của quá trình lậpluận, do sự vô lý của kết quả thu được

Việc giải tất cả các loại bài tập đều phải trải qua bước 1 và bước 2 để giảm bớt

sự mò mẫm, quanh co trong các bước sau Tuy nhiên, việc xây dựng lập luận có thể cónhững nét khác nhau

1.2.2 Hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lý.

1.2.2.1 Hoạt động giải bài tập vật lý.

Mục tiêu cần đạt tới khi giải một BTVL là tìm được câu trả lời đúng đắn, giảiquyết được vấn đề đặt ra một cách có căn cứ khoa học

Quá trình giải một BTVL thực chất là quá trình tìm hiểu điều kiện của bài tập,xem xét hiện tượng vật lý được đề cập và dựa trên kiến thức vật lý toán để nghĩ tớinhững mối quan hệ có thể có của cái đã cho và cái phải tìm, sao cho có thể thấy đượccái phải tìm có liên hệ trực tiếp hoặc gián tiếp với cái đã cho Từ đó tìm ra mối liên hệtường minh giữa cái cần tìm với cái đã biết, tức là tìm được lời giải đáp

Cũng có thể đưa ra một phương pháp chung để giải bài tập vật lý có tính vạnnăng để áp dụng cho việc giải một bài tập cụ thể

Ở đây chỉ đưa ra sơ đồ định hướng chung để tiến hành giải một bài tập vật lý.Dựa vào các bước để tiến hành giải một bài tập, GV có thể kiểm tra hoạt động học của

HS và giúp HS phát triển năng lực tư duy có hiệu quả

1.2.2.2 Cơ sở định hướng việc hướng dẫn HS giải BTVL.

Muốn cho việc hướng dẫn giải bài tập được định hướng một cách đúng đắn GVphải phân tích được phương pháp giải bài tập cụ thể bằng cách vận dụng những hiểubiết về tư duy giải bài tập vật lý Mặt khác phải xuất phát từ mục đích sư phạm cụ thểcủa việc cho HS giải bài tập để xác định kiểu hướng dẫn phù hợp Nội dung trên đượcminh họa bằng sơ đồ sau:

Sau đây chúng ta sẽ đề cập đến các kiểu hướng dẫn giải BTVL theo các mụcđích sư phạm khác nhau

Mức độ 1: Hướng dẫn theo mẫu ( Hướng dẫn angôrit)

Là sự hướng dẫn chỉ rõ cho HS những hành động cụ thể cần thực hiện và trình

tự thực hiện các hành động đó để đạt kết quả mong muốn Những hành động này đượccoi là những hành động sơ cấp HS phải hiểu một cách đơn giá, HS đã nắm vững, nếuthực hiện các bước đã qui định theo con đường đó HS sẽ giải được bài tập đã cho

Kiểu định hướng theo mẫu đòi hỏi GV phải phân tích một cách khoa học việcgiải bài toán, xây dựng hệ thống câu hỏi định hướng để xây dựng angôrit giải bài tập.Kiểu định hướng theo mẫu nhằm luyện tập cho HS kĩ năng giải một bài tập nào đó Khixây dựng các angôrit giải cho từng loại bài tập cơ bản, điển hình nào đó ( ví dụ bài tập

Tư duy giải bài tập

Mục đích sư phạm

Phân tích phương pháp giải bài tập cụ thể

Xác định kiểu hướng

dẫn

Phương pháp hướng dẫn giải bài tập

cụ thể

động học, động lưc học, …) thông qua việc giải toán HS nắm được các angôrit giải chotừng loại bài tập.

Khó khăn của định hướng tìm tòi chính là ở chỗ hướng dẫn của GV phải làmsao không đưa HS thực hiện các hành độg theo mẫu mà phải có tác dụng hướng tư duycủa HS vào phạm vi cần và có thể tìm tòi phát hiện cách giải quyết vấn đề của bài tập

Mức độ 3: Định hướng khái quát chương trình hóa.

Là kiểu định hướng HS tự tìm tòi cách giải quyết Nét đặc trưng của kiểu hướngdẫn này là GV định hướng hoạt động tư duy của HS theo đường lối khái quát hóa giảiquyết vấn đề Sự định hướng ban đầu đòi hỏi sự tự lực tìm tòi giải quyết của HS Nếu

HS gặp trở ngại không vượt qua được để tìm cách giải quyết thì GV phát triển địnhhướng giải quyết ban đầu, cụ thể hóa thêm một bước bằng cách gợi ý thêm cho HS đểthu hẹp phạm vi tìm tòi, giải quyết vấn đề Nếu HS vẫn không giải quyết được thì GVchuyển dần hướng dẫn theo mẫu giúp HS hoàn thành yêu cầu một bước, sau đó yêu cầu

HS tự lực, tìm tòi giải quyết bước tiếp theo Cứ như thế cho đến khi giải quyết xongvấn đề đặt ra

Kiểu hướng dẫn khái quát chương trình hóa trong hoạt động giải BTVL cho HSnhằm phát huy tính độc lập, tự lực thực hiện các hành động tư duy đồng thời dạy cho

HS cách tư duy

1.3 Khái niệm kĩ năng, kĩ năng giải bài tập vật lý.

Có nhiều định nghĩa về kĩ năng bắt nguồn từ lĩnh vực chuyên môn Tuy nhiên tronglĩnh vực Tâm lý học và Lý luận dạy học, các tác giả đều thừa nhận rằng kĩ năng đượchình thành khi áp dụng kiến thức vào thực tiễn Mặc dù có nhiều định nghĩa, nhưng nội

hàm của khái niệm kĩ năng đều diễn đạt: Kĩ năng là năng lực hay khả năng của chủ thể thực hiện thuần thục một hay một chuỗi hành động trên cơ sở hiểu biết (kiến thức hoặc kinh nghiệm) nhằm tạo ra một kết quả mong đợi (mục đích của hoạt động)

Kĩ năng được xác định bởi các kiến thức, kĩ xảo, thói quen và năng lực

- Đối với môn Vật Lý: Kiến thức bao gồm các khái niệm, các định luật, các quy

tắc, các nguyên lí của lý thuyết vật lý và các phương pháp nhận thức vật lý

- Các kĩ xảo được hiểu là các thành phần đã tự động hóa của hoạt động trí tuệ và

thực tiễn của HS trong quá trình luyện tập (có được kĩ xảo đòi hỏi rèn luyện kĩ năngthường xuyên, nhiều lần trong một thời gian nhất định) Ý nghĩa các kĩ xảo đối với việcrèn luyện kĩ năng là ở chỗ trên cơ sở các kĩ xảo đã phát triển không cần chú ý vào tất cảcác thành phần của hành động Đối với Vật Lý thì chủ yếu là những kĩ xảo thựcnghiệm và kĩ xảo áp dụng các phương pháp toán học và các phương tiện phụ trợ

- Thói quen, cũng như kĩ xảo là những thành phần đã tự động hóa hành động.

Phần lớn các thói quen được rèn luyện cho HS trong quá trình dạy học vật lý, bao gồmcác cách thức cũng như trình tự thực hiện hành động Trong việc giải các bài tập vật lý,cần có các thói quen như:

+ Cân nhắc các điều kiện đã cho

+ Phân tích nội dung bài toán vật lý

+ Biểu diễn tình huống vật lý bằng hình vẽ

+ Chuyển tất cả các đơn vị đo về một hệ thống đơn vị của các đại lượng vật lý.+ Lập các phương trình mà từ đó có thể tìm được các đại lượng cần tìm

+ Kiểm tra việc giải bài tập theo các đơn vị đo.

+ Sử dụng bảng số, máy tính

+ Chú ý đến độ chính xác của các đại lượng cần tìm

Có thể định nghĩa kĩ năng giải bài tập là: Kĩ năng giải bài tập vật lý là khả năng của học sinh thực hiện thuần thục một hay một chuỗi hành động vận dụng các kiến thức vật lý (các khái niệm, các định luật, các quy tắc, các nguyên lí) mà giả thiết bài tập đã cho để giải quyết nhiệm vụ đặt ra theo yêu cầu của bài tập

Lí luận và thực tiễn dạy học vật lý cho thấy, muốn rèn luyện kĩ năng cho HS thôngthường đi theo hai con đường:

Con đường thứ nhất: GV dạy theo mẫu các bước, HS tái hiện, làm lại theo mẫuvới các bước đã quen biết (con đường angôrit)

Con đường thứ hai: Để rèn luyện kĩ năng, đó là dạy học định hướng thông qua

hệ thống câu hỏi định hướng tư duy

1.4 Một số biện pháp rèn luyện kĩ năng giải BTVL cho HS ở trường THCS.

Thực trạng HS học tập vật lý ở THCS có nhiều em học thuộc các khái niệm,công thức của định luật, các quy luật vật lý nhưng nhiều bài tập không giải được,không biết giải bài tập bắt đầu từ đâu và cách trình bày lời giải bằng ngôn ngữ vật lýgặp nhiều khó khăn Để rèn luyện kĩ năng giải BTVL cho HS ở THCS tôi đề xuất một

số biện pháp sau:

Biện pháp 1: Thường xuyên ôn tập cho HS nắm vững kiến thức lý thuyết.

HS có kiến thức vật lý vững chắc, có sự hiểu - biết về các khái niệm, định luật,nhớ và hiểu các biểu thức toán học, đơn vị đo của các đại lượng vật lý là điều kiện đầutiên để thực hiện rèn luyện kĩ năng Trong quá trình xây dựng kiến thức mới dựa trênkiến thức cũ, GV cần phải yêu cầu HS nhắc lại kiến thức đã học Rèn luyện khả năng

trình bày bằng ngôn ngữ vật lý một cách chính xác về các khái niệm, các đại lượng, cácnguyên tắc và định luật Sử dụng BTVL để nắm vững sâu kiến thức, coi trọng nhữngbài tập định tính - câu hỏi.

Biện pháp 2: Rèn luyện cho HS thực hiện giải BTVL theo 4 bước.

Phương pháp giải BTVL đã nêu rõ nội dung từng bước cụ thể cần phải thực hiện Cầntạo cho HS có được thói quen thực hiện các bước trong quá trình thực hiện giải một bàitập cụ thể

Biện pháp 3: Hướng dẫn cụ thể các thao tác và các hành động thực hiện vận dụng kiến thức đã biết để giải quyết nhiệm vụ bài tập đặt ra theo hai cách:

- Cách 1: Quá trình tư duy giải bài tập theo angôrit.

- Cách 2: Quá trình tư duy được định hướng bằng hệ thống câu hỏi.

GV chọn bài tập cơ bản hướng dẫn HS tiến hành thực hiện hành động giải, coi đó làbài tập mẫu Sau đó tiến hành giao cho HS bài tập tương tự để HS tự giải

Biện pháp 4: Tăng cường hoạt động kiểm tra, đánh giá công việc giải BTVL của HS.

GV giao cho HS giải BTVL ở trên lớp hay ở nhà, việc giám sát và kiểm tra kếtquả làm việc của HS là rất quan trọng GV kiểm tra kết quả giải BTVL của HS để kịpthời sửa chữa những sai lầm của HS về kiến thức và vận dụng kiến thức; uốn nắnnhững kĩ năng sai lệch trong giải BTVL; kịp thời động viên khen gợi giúp cho HS luôn

tự tin, phấn khởi học tập

Khái niệm kĩ năng, kĩ năng giải BTVL được trình bày dựa trên cơ sở tâm lý học

và lý luận dạy học vật lý Cơ sở lý luận về rèn luyện kĩ năng dạy học vật lý cho biết:thông thường rèn luyện kĩ năng cho HS bằng hai con đường: con đường thứ nhất dạycho HS giải BTVL theo mẫu có angôrit và con đường thứ hai là theo định hướng tưduy trong quá trình giải bài tập cụ thể

Từ kinh nghiệm thực tế dạy học vật lý THCS, tôi đề xuất 4 biện pháp để rènluyện kĩ năng giải BTVL cho HS

Chương 2.

RÈN LUYỆN KĨ NĂNG GIẢI BÀI TẬP CƠ HỌC - VẬT LÝ 8

2.1 Phân tích nội dung chương trình Cơ học – Vật lí 8

Phương pháp giải bài tập Cơ học – Vật lí 8, THCS cần phải biết đến kinh nghiệmcuộc sống và nền tảng kiến thức vật lí mà HS có được trong nhà trường theo chươngtrình Vật lí ở THCS Những nội dung, kiến thức kĩ năng cần đạt được củng cố, khắcsâu và mở rộng thông qua dạy phương pháp giải bài tập cho học sinh, bao gồm:

2.1.1 Chuyển động cơ học

Ở bậc tiểu học, học sinh đã giải một số bài tập về chuyển động thẳng đều Lên cấpTHCS đặc biệt cần làm cho học sinh hiểu chính xác khái niệm chuyển động, tính tươngđối của chuyển động Ở cấp Tiểu học học sinh chỉ quen nói “vật chuyển động” làchuyển động đối với đất mà không nói rõ vật mốc là đất Nhưng đến THCS cần nói rõchuyển động đối với vật nào, nói vận tốc cũng phải nói rõ là vận tốc so với vật nào.Còn đôi khi để cho giản tiện và không gây ra hiểu lầm thì ta nói tắt vật chuyển độngvới vận tốc 10 m/s là nói “chuyển động đối với đất”

Ở bậc Tiểu học, học sinh giải bài tập về chuyển động theo phương pháp số học, lậpluận bằng lời là chính Đến bậc THCS cần rèn cho học sinh sử dụng công thức, để cholập luận được chính xác và quen dần với việc sử dụng toán học trong nghiên cứu, họctập vật lý

Bản thân khái niệm vận tốc đã có ý nghĩa là vận tốc tương đối (so với vật làm mốc).Tuy nhiên từ trước đến nay học sinh chỉ quen với vận tốc hiểu ngầm là so với đất Bởivậy rất lung túng khi nói vận tốc đối với một vật không phải là đất Vận tốc tương đối

cũng tính theo công thức v= s

t , với s là quãng đường bằng khoảng cách giữa vật

chuyển động đối với vật mốc kể cả khi vật mốc cũng chuyển động Học sinh không học

công thức cộng vận tốc cho nên chỉ giải những bài tập loại này bằng lập luận đơn giảnnhư trên để tìm sự thay đổi khoảng cách của vật chuyển động đối với vật mốc.

2.1.2 Bài tập phần lực và khối lượng

Trong phần “ lực và khối lượng” trước hết cần làm rõ ý nghĩa vật lý của hai đạilượng cơ bản trong cơ học là lực và khối lượng, nguyên nhân gây ra trạng thái đứngyên hay chuyển động thẳng đều của vật thể, xét về phương diện lực; ngoài ra còn đềcập đến một số đại lượng có liên quan đến lực và khối lượng như: khối lượng riêng,trọng lượng riêng, áp suất

Những kiến thức trên là những kiến thức mở đầu về động lực học, còn nội dung đầy

đủ của chúng khá trừu tượng và phức tạp Có nhiều vấn đề chưa thể xét chi tiết, nhiềuhiện tượng chưa thể giải thích tỉ mỉ Giáo viên cần lưu ý mức độ yêu cầu thích hợp vớihọc sinh

Nhiều kiến thức trong phần này được trình bày một cách đơn giản, đôi khi chỉ phátbiểu gần đúng và định tính cho học sinh dễ hiểu Điều quan trọng cần lưu ý là trong cácbài học được xây dựng dựa trên sự khái quát hóa những kinh nghiệm sống hằng ngàycủa học sinh, nhưng những khái niệm của cơ học không hoàn toàn đồng nghĩa vớinhững khái niệm trong đời sống hằng ngày nên dễ gây ra hiểu lầm Thí dụ như kháiniệm lực, công, khối lượng, áp suất, trọng lượng, v.v…

Nhiều hiện tượng cơ học có nguyên nhân rất phức tạp, sự quan sát thô sơ hàng ngàykhông phát hiện được, hoặc do thói quen, ngộ nhận mà hiểu sai Thí dụ kinh nghiệmhàng ngày cho thấy quả bóng đặt trên sân muốn chuyển động (có vận tốc) lớn phải cóngười đá, nghĩa là tác dụng vào nó một lực, càng đá mạnh, vận tốc càng lớn Từ kinhnghiệm đó, đi đến một sự khái quát ngộ nhận sai lầm: lực gây ra vận tốc của vật, lực

càng lớn thì vận tốc càng lớn Thực ra lực không gây ra vận tốc mà chỉ làm biến đổivận tốc của vật mà thôi Lực không gây ra chuyển động Khi không có lực, vật vẫn cóthể chuyển động vì quán tính.

Bởi vậy trong khi hướng dẫn học sinh giải bài tập phần này cần chú ý rèn luyệncho học sinh vận dụng một cách chặc chẽ, chính xác những kiến thức đã học, nhận rõdấu hiệu của các đại lượng vật lí của các tính chất, các điều kiện, các quy luật,…

Về khái niệm lực, trong cơ học, khái niệm lực chỉ có hai dấu hiệu: gây ra biến đổi vậntốc hay gây ra biến dạng Đó là những kết quả trực tiếp do lực gây ra, nhưng trong thực

tế sự thay đổi vận tốc còn gây ra những hiện tượng khác tiếp theo Thí dụ sự thay đổivận tốc khác nhau gây ra ngã, va đập, đỗ vỡ,…; biến dạng khác nhau làm cho tay bịđau, hộp bị bẹp, cốc chén bị vỡ, v.v… Trong thực tế người ta thường hay dựa vàonhững dấu hiệu này để nhận biết lực, dẫn đến những hiểu lầm

Tuy nhiên khi sự biến đổi vận tốc xảy ra rất nhanh, hoặc sự biến dạng rất ít, khó

mà có thể quan sát được Trong những trường hợp đó phải nhớ kiến thức hoặc phải suyluận mới nhận biết được lực Thí dụ cần phải nhớ: mọi vật ở gần Trái Đất đều bị TráiĐất hút, nghĩa là có trọng lượng hay trọng lực tác dụng; khi vật này chuyển động trênmặt vật khác thì chắc chắn có lực ma sát Còn cái quạt treo vào một cán sắt trên trầnnhà, ta không nhìn thấy cái cán sắt gây ra biến dạng của cái quạt (cũng bằng sắt) nhưng

ta biết cái cán có tác dụng một lực trên cái quạt, dựa trên một suy luận sau đây: cái quạt

bị Trái Đất hút, lẽ ra nó bị rơi xuống đất, nhưng thực tế nó lại đứng yên, điều đó chứng

tỏ chắc chắn phải có một lực thứ hai tác dụng lên vật, cân bằng với trọng lượng của nó,lực thứ hai này chỉ có thể do cán quạt tác dụng Có học sinh lại nói rằng chính cái trầnnhà tác dụng lực giữ cho quạt không rơi Cái trần nhà chỉ là vật gián tiếp, còn vật trựctiếp là cái cán quạt Trong khi vận dụng kiến thức vật lí giải thích các hiện tượngthường người ta nói đến nguyên nhân trực tiếp

Về khái niệm khối lượng, ở trường THCS khái niệm khối lượng không đượcđịnh nghĩa một cách rõ ràng, vì khó đối với HS Người ta chỉ dựa vào kinh nghiệm HS

rồi sơ bộ đưa ra nhận xét: khối lượng càng lớn thì mức quán tính của vật càng lớn, vậtcàng khó thay đổi vận tốc khi có lực tác dụng Thật ra từ “khó” là không rõ ý, nhưng vì

HS chưa học khái niệm gia tốc nên không thể nói rõ hơn được Cần giải thích “khóthay đổi vận tốc” là cùng tác dụng một lực thì vận tốc thay đổi chậm hơn

Trong các bài tập cần lưu ý học sinh rằng khi tác dụng một lực lên vật sẽ làm biến đổivận tốc của vật, nhưng sự biến đổi vận tốc đó như thế nào còn phụ thuộc vào chính vật

đó, tức là vào khối lượng của vật Điều này chỉ là một nhận xét bước đầu chưa thể diễnđạt một cách chính xác, vì HS chưa được học định luật II Newton

2.1.3 Áp suất chất lỏng và chất khí

Học chương “Áp suất của chất lỏng và chất khí” thực chất là nghiên cứu chất lỏng

và chất khí ở trạng thái cân bằng, ta còn gọi là “thủy tĩnh học” và “khí tĩnh học” Đôikhi có đề cập đến sự dịch chuyển của một số bộ phận như pít tông trong máy ép dùngchất lỏng; sự nổi lên hay chìm xuống của các vật thì cũng là chuyển động trong trạngthái cân bằng (chuyển động thẳng đều), hoặc ở giới hạn của cân bằng (chuyển động vớivận tốc rất nhỏ cuối cùng dừng lại)

Theo nguyên tắc chung của cơ học, một khối chất lỏng ở trong ống cân bằnghay một vật nhúng trong chất lỏng cân bằng khi những lực tác dụng lên nó bằng nhau.Nếu có hai lực tác dụng lên vật, hay lên khối chất lỏng thì hai lực đó phải bằng nhau vàngược chiều Học sinh hay nhầm lẫn hai trường hợp :

a Áp suất bằng nhau dẫn đến áp lực bằng nhau (cân bằng)

b Áp suất bằng nhau nhưng lại dẫn đến áp lực không bằng nhau

Thí dụ như trong hai bình thông nhau có tiết diện thẳng bằng nhau, nếu tác dụnglên hai pít tông (có trọng lượng không đáng kể) hai lực bằng nhau thì khối chất lỏngcân bằng (lúc này cả áp suất và áp lực lên mặt chất lỏng trong hai bình đều bằng nhau).Nếu hai bình có tiết diện khác nhau (ví dụ, S1 = 4S2) và ta tác dụng lên hai pít tông hailực bằng nhau, thì áp suất lên 2 pít tông khác nhau nhưng chất lỏng trong bình lạikhông cân bằng nữa, mà lại dịch chuyển từ bình nhỏ sang bình lớn Nhưng nếu ta tácdụng lên pit tông S1 một lực F1 gấp 4 lần lực F2 tác dụng lên S2 thì áp suất lên 2 pít tông

sẽ bằng nhau (F1

S1=

F2

S2) và chất lỏng trong bình lại cân bằng mặc dù áp lực lên 2 pít

tông không bằng nhau

Như vậy chất lỏng sẽ cân bằng khi có cân bằng áp suất, nếu xét kĩ hơn một diệntích S dù nhỏ đặt tại một điểm trong chất lỏng thì diện tích S đó sẽ cân bằng khi áp lực

ở 2 bên diện tích đó bằng nhau và ngược chiều F1 = F2, nhưng đồng thời áp suất lên hai

Từ sự phân tích ở trên, cho nên khi giải bài tập về sự cân bằng trong chất lỏng vàchất khí thì luôn luôn lưu ý học sinh phải xét đến áp suất Dù trong đề bài có cho các

dữ liệu về áp lực thì cũng phải tính ra áp suất, khác với khi có cân bằng của vật rắn talại xét cân bằng lực

Vai trò của áp suất khí quyển trong các hiện tượng vật lý xảy ra trong chất lỏng cótiếp xúc với không khí Tất cả các chất lỏng có mặt ngoài thông với khí quyển đều chịu

áp suất của không khí, thí dụ như mặt thoáng của nước trong bình không đậy kín, nướctrong bình có lỗ thủng ở thành bình hay đáy bình ,.… Trong những trường hợp ấy, đểlập luận trong bài giải được chặt chẽ, ta phải tính đến áp suất của khí quyển Tuy nhiên,

có nhiều bài tập thông số về áp suất của khí quyển có mặt cả trong hai vế của phươngtrình cân bằng áp suất, trong khi học sinh chưa học đến áp suất khí quyển, mà chỉ mớibiết áp suất của chất lỏng Trong trường hợp này có thể chưa xét đến áp suất của khíquyển Thí dụ như khi nghiên cứu bình thông nhau chứa cùng một chất lỏng, ta lậpluận rằng, khi chất lỏng cân bằng thì áp suất của hai cột chất lỏng lên một tiết diện S ởchỗ thấp nhất nối hai bình phải bằng nhau : p1 = p2 hay dh1 = dh2, suy ra h1 = h2, nghĩa

là mực nước trong hai bình ngang nhau Thực ra trên mặt thoáng của chất lỏng trong cảhai bình đều có không khí trong khí quyển tác dụng lên một áp suất pk và phương trìnhcân bằng viết là:

p1 + pk = p2 + pk

Và suy ra : p1 = p2

Nhưng vì khi nghiên cứu bình thông nhau thì học sinh chưa học áp suất của khíquyển cho nên, để cho đơn giản ta tạm thời không xét đến áp suất của khí quyển pk, coinhư trên mặt thoáng của chất lỏng không có áp suất nào tác dụng, mà không phạm sailầm khi kết luận Sau khi học áp suất của khí quyển sẽ nói rõ hơn

Trường hợp chất lỏng chỉ có một phần tiếp xúc với khí quyển, còn một phần khác lạitiếp xúc với một chất khí khác (có thể là không khí) đựng trong bình kín thì áp suấtchất khí trong hai phần đó sẽ khác nhau, không thể bỏ qua thông số áp suất khí quyển.Thí dụ, một cái chai đựng nước úp ngược, sao cho miệng chai ngập trong một chậunước thì trong chai ở trên mặt nước có chứa một lượng khí (cả không khí và hơi nước).Khi có cân bằng thì áp suất khí quyển pk phải bằng tổng áp suất p1 của khí trong chai vàcủa cột nước p2 : pk = p1 + p2

2.1.4 Công, năng lượng và máy cơ đơn giản

Đối với học sinh THCS, khái niệm công cơ học chưa được định nghĩa đầy đủ, chưanói đến góc giữa phương của lực và phương của đường đi Khi nói đến đường đi theophương của lực là nói đến hình chiếu vuông góc của đường đi lên phương của lực.Phép chiếu này học sinh cũng chưa được học trong môn toán Bởi vậy, cần hạn chế ởtrường hợp bài toán về một lực song song với đường đi Trừ trường hợp tính công củatrọng lực khi vật chuyển động theo phương nghiêng với phương thẳng đứng của trọnglực Lúc này đường đi theo phương của trọng lực chính là độ cao h mà vật lên hayxuống

Một trường hợp khác mà học sinh hay nhầm lẫn là lực tác dụng vuông góc vớiphương của đường đi thì không sinh công, mặc dù có đủ cả hai yếu tố lực và chuyểndời Thí dụ như ô tô chuyển động trên đường nằm ngang thì trọng lực không sinh công

Học về máy đơn giản ở lớp 8, chỉ xét trường hợp đặc biệt máy chuyển động trong trạngthái cân bằng, nghĩa là lên đều, quay đều Trong trường hợp này có thể áp dụng địnhluật bảo toàn công để tìm mối quan hệ giữa lực cản tác dụng ở đầu vào và lực kéo ởđầu ra của máy Nếu máy chuyển động không đều mà nhanh dần thì công sinh ra mộtphần để thắng lực cản, phần khác lại để tăng động năng cho vật Như vậy không thể ápdụng định luật bảo toàn công mà phải dùng định luật bảo toàn cơ năng hay bảo toànnăng lượng mà học sinh chưa học đầy đủ Học sinh cũng không học công thức độngnăng cho nên cũng chỉ có thể giải được một số bài tập định tính, để hiểu quá trình biếnđổi năng lượng mà thôi

2.1.5 Sơ đồ cấu trúc logic nội dung chương Cơ học – Vật lí 8

Dựa theo chương trình và SGK Vật lí 8, chúng ta có thể thiết kế sơ đồ lôgic nội dungchương Cơ học:

Công suất

Định luật bảo toàn công

Bình thông nhau

2.2 Các dạng bài tập Cơ học của Vật Lý 8.

Động năng

Thế năng đàn hồi, hấp dẫn

Định luật bảo toàn cơ năng

Lực ma sát trượt, lăn, nghỉ

Lực đẩy Ác si mét

b Tính tương đối của chuyển động:

Chuyển động hay đứng yên mang tính tương đối, vì cùng một vật có thể được xem

là chuyển động so với vật này nhưng lại được xem là đứng yên so với vật khác

Tính tương đối của chuyển động tuỳ thuộc vào vật chọn làm mốc

Thông thường người ta chọn Trái Đất hay những vật gắn với Trái Đất làm vật mốc

c Các dạng chuyển động thường gặp:

Đường mà vật chuyển động vạch ra gọi là quỹ đạo của chuyển động Tuỳ thuộc vàohình dạng của quỹ đạo mà ta chia ra các dạng chuyển động: chuyển động thẳng,chuyển động cong và chuyển động tròn

d Vận tốc: Độ lớn của vận tốc cho biết mức độ nhanh hay chậm của chuyển độngvà

được xác định bằng độ dài quãng đường đi được trong một đơn vị thời gian.

e Công thức tính vận tốc: v=

s t

Trong đó s: quãng đường đi được

t: thời gian để đi hết quãng đường đó

f Đơn vị của vận tốc:

Đơn vị của vận tốc tuỳ thuộc vào đơn vị của chiều dài và đơn vị của thời gian

Đơn vị hợp pháp của vận tốc là m/s

Trong thực tế người ta thường dùng đơn vị vận tốc m/s hay km/h

Mối liên hệ giữa m/s và km/h là: 1m/s = 3,6 km/h hay 1km/h =

13,6 m/s.

Khoảng cách từ ngôi sao gần nhất đến Trái Đất là 4,3 năm ánh sáng gần bằng 43triệu tỉ mét.

g Chuyển động đều:

Là chuyển động mà vận tốc có độ lớn không thay đổi theo thời gian

h Chuyển động không đều:

Là chuyển động mà vận tốc có độ lớn thay đổi theo thời gian

i Vận tốc trung bình của một chuyển động không đều:

Vận tốc trung bình của một chuyển động không đều trên một quãng đường đựơc tính

bằng công thức: vtb =

s

t

Trong đó s: là quãng đường đi được

t: thời gian đi hết quãng đường đó

2.2.1.2 Một số lưu ý.

a Chuyển động cơ học:

Khi nói vật này chuyển động hay đứng yên thì phải nói so với vật (làm mốc) nào?Vậy muốn biết vật A chuyển động hay đứng yên so với vật B thì ta phải xem xét vị trícủa vật A so với vật B Nếu:

- Vị trí của vật A so với vật B có thay đổi theo thời gian thì ta nói vật A chuyển

động so với vật B