skkn vật lý thcs phương pháp giải bài tập thực hành dựa trên phương pháp giải các bài tập định lượng phần cơ học

THÔNG TIN CHUNG VỀ SÁNG KIẾN Tên sáng kiến: Phương pháp giải tập thực hành dựa phương pháp giải tập định lượng phần học Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: Bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi mơn Vật lí lớp 8, Tác giả: Họ tên: Đỗ Thị Nguyên Tiêu Nữ Ngày tháng năm sinh: 21 - - 1972 Trình độ chun mơn: Đại học Sư phạm vật lí Chức vụ, đơn vị cơng tác: Phó hiệu trưởng trường THCS Sao Đỏ- Chí Linh- Hải Dương Điện thoại: 0914884171 Đồng tác giả: Không Chủ đầu tư tạo sáng kiến: Trường THCS Sao Đỏ, Phố Trần Hưng Đạo, Phường Sao Đỏ, Thị xã Chí Linh, Tỉnh Hải Dương Điện thoại: 03203 882.664 Đơn vị áp dụng sáng kiến lần đầu: Trường THCS Sao Đỏ Phố Trần Hưng Đạo, Phường Sao Đỏ, Thị xã Chí Linh, Tỉnh Hải Dương Các điều kiện cần thiết để áp dụng sáng kiến: Áp dụng cho tất giáo viên dạy Vật lí nhà trường phân cơng dạy bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi lớp 8, Thời gian áp dụng sáng kiến lần đầu: Năm học 2012- 2013 TÁC GIẢ XÁC NHẬN CỦA CƠ QUAN ĐƠN VỊ ÁP DỤNG SÁNG KIẾN Đỗ Thị Nguyên Tiêu TĨM TẮT NỘI DUNG SÁNG KIẾN Hồn cảnh nảy sinh sáng kiến Thực nghị số 29-NQ/TW, ngày tháng 11 năm 2013 Hội nghị Trung ương khóa XI đổi toàn diện Giáo dục Đào tạo, với quan điểm đạo: “ Phát triển giáo dục đào tạo nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài Chuyển mạnh trình giáo dục từ chủ yếu trang bị kiến thức sang phát triển toàn diện lực phẩm chất người học Học đôi với hành; lý luận gắn với thực tiễn; giáo dục nhà trường kết hợp với giáo dục gia đình giáo dục xã hội.” Điều kiện, thời gian, đối tượng áp dụng sáng kiến * Điều kiện: Giáo viên dạy bồi dưỡng đội tuyển Vật lí lớp 8, * Thời gian: Từ năm học 2013-2014 * Đối tượng: Học sinh đội tuyển Vật lí lớp 8,9 Nội dung sáng kiến * Tính mới, tính sáng tạo sáng kiến: Sáng kiến đưa phương pháp giải tập thực hành đơn giản, từ chỗ giải tập thực hành khó khăn với học sinh sáng kiến gắn với phương pháp giải tập định lượng quen thuộc giúp học sinh dễ dàng giải tập thực hành dựa phương pháp giải tập định lượng phần học , giúp em vận dụng kỹ thực hành học để giải tập, rèn luyện nâng cao kỹ thực hành cho em học sinh, qua khơi dậy niềm đam mê nghiên cứu môn học Vật lý Nội dung sáng kiến : phương pháp giải tập thực hành dựa phương pháp giải tập định lượng phần học giúp học sinh vận dụng Phương pháp giải tập phần học để làm sở lý thuyết, sử dụng phép biến đổi toán học để đưa đến biểu thức tính đại lượng cần đo phù hợp với dụng cụ đo mà tốn cho Trên sở biểu thức tính tốn xây dựng học sinh trình bày bước thực hành * Khả áp dụng sáng kiến: Sáng kiến có khả áp dụng rộng rãi, có tác dụng thiết thực công tác bồi dưỡng học sinh giỏi môn vật lý * Lợi ích thiết thực sáng kiến: Sáng kiến áp dụng thực tế nâng cao hiệu giảng dạy phần tập thực hành Khi giáo viên khai thác tốt rút ngắn thời lượng dạy phần tập Khẳng định giá trị, kết đạt sáng kiến: Sáng kiến đáp ứng mục tiêu đổi phương pháp dạy học theo tinh thần Nghị hội nghị lần thứ Ban Chấp hành Trung ương khóa VIII giải pháp chủ yếu giáo dục đào tạo, góp phần phát triển tư sáng tạo người học, bồi dưỡng phương pháp tự học, thực nguyên tắc học đôi với hành, rèn kỹ vận dụng kiến thức vào tình cụ thể Áp dụng sáng kiến dạy học thu kết định, học sinh biết cách làm tập thực hành, nhiều em hứng thú với dạng tập Đề xuất kiến nghị để thực áp dụng mở rộng sáng kiến Sáng kiến áp dụng rộng rãi với giáo viên dạy Vật lí trường THCS Trên sở phương pháp giải tập thực hành với phần Cơ học mở rộng với phần Điện học, Quang học, Nhiệt học MÔ TẢ SÁNG KIẾN Đặt vấn đề 1.1 Lý chọn đề tài 1.2 Tính mới, tính sáng tạo sáng kiến 1.3 Khả áp dụng sáng kiến 1.4 Hiệu áp dụng sáng kiến Nội dung 2.1 Các kiến thức lý thuyết có liên quan Các kiến thức bản: Một số công thức bổ trợ dụng cụ đo 2.2 Nội dung phương pháp 2.3 Các ví dụ minh họa 2.4 Kết 2.5 Điều kiện để sáng kiến nhân rộng 2.6 Một số tập đề nghị KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 3.1 Kết luận 3.2 Khuyến nghị TÀI LIỆU THAM KHẢO Đặt vấn đề 1.1 Lý chọn đề tài: Tư tưởng trọng dụng, bồi dưỡng nhân tài Chủ tịch Hồ Chí Minh đã, mãi soi đường cho nghiệp đổi mới, hội nhập Trong tư tưởng Người, Người đặc biệt nhấn mạnh tầm quan trọng việc phát triển giáo dục, đào tạo nhân tài tiến trình xây dựng phát triển đất nước Thực tư tưởng Người báo cáo trị ban chấp hành Trung ương Đảng toàn quốc lần thứ VI ( năm 1986) có nêu “ Nhân tài sản phẩm tự phát mà phải phát hiện, bồi dưỡng cơng phu Nhiều tài mai không phát sử dụng lúc, chỗ ” Là người giáo viên nhận thức rõ nhiệm vụ việc góp phần thực tư tưởng Bác Hồ, quan điểm Đảng, công tác, bên cạnh việc truyền thụ cho học sinh kiến thức theo chuẩn kiến thức kỹ năng, phương pháp học tập môn coi trọng việc phát học sinh có khiếu mơn, thành lập đội tuyển bồi dưỡng riêng Để bồi dưỡng học sinh giỏi có chất lượng giáo viên cần trang bị cho học sinh phương pháp tư duy, phương pháp giải dạng cách ngắn gọn, dễ nhớ, dễ vận dụng Với suy nghĩ q trình bồi dưỡng học sinh giỏi tơi sâu tìm hiểu khó khăn học sinh giải tập, học hỏi đồng nghiệp, đọc tài liệu sách báo tham khảo tìm cách giải Một dạng tập học sinh mà giáo viên gặp khó khăn q trình giải tập thực hành, chí số học sinh sợ làm tập thực hành Sau đưa số thơng tin qua tìm hiểu khó khăn học sinh giải tập thực hành phần học thuộc chương trình vật lý THCS * Số liệu khảo sát thực tế: Thời điểm Trước áp dụng Năm học 2011-2012 Số đối tượng khảo sát 12 HS giải tập thực hành phần học SL % 04 33% Ghi Số học sinh giải dạng em chưa biết phương pháp giải, chưa biết vận dụng phương pháp giải tập biết để xây dựng sở lý thuyết, khả tổng hợp, phân tích, biển đổi tốn học , trình tự tiến hành bước thực hành cịn hạn chế Xuất phát từ thực tế trình giảng dạy dành thời gian nghiên cứu, đưa phương pháp giải tập thực hành dựa phương pháp giải tập định lượng phần học, áp dụng có hiệu thực tế giảng dạy 1.2 Tính mới, tính sáng tạo sáng kiến: Sáng kiến đưa phương pháp giải tập thực hành đơn giản, từ chỗ giải tập thực hành khó khăn với học sinh sáng kiến gắn với phương pháp giải tập định lượng quen thuộc giúp học sinh dễ dàng giải tập thực hành dựa phương pháp giải tập định lượng phần học, giúp em vận dụng kỹ thực hành học để giải tập, rèn luyện nâng cao kỹ thực hành cho em học sinh, qua khơi dậy niềm đam mê nghiên cứu môn học Vật lý Sáng kiến giúp học sinh vận dụng kỹ giải tập có để giải dạng tập Thay giải tập mị mẫm, ghi nhớ máy móc em có phương pháp giải tường minh, chắn tìm bước tiến hành thí nghiệm 1.3 Khả áp dụng sáng kiến Sáng kiến có khả áp dụng rộng rãi, có tác dụng thiết thực cơng tác bồi dưỡng học sinh giỏi môn vật lý Sáng kiến áp dụng thực tế nâng cao hiệu giảng dạy tập thực hành phần học Tạo sở cho học sinh giải tập thực hành phần Nhiệt học, Điện học, Quang học Khi giáo viên khai thác tốt rút ngắn thời lượng dạy phần tập 1.4 Hiệu áp dụng sáng kiến Áp dụng sáng kiến thực tế giảng dạy tháo gỡ khó khăn cho học sinh giải tập thực hành phần học, nâng cao chất lượng đội tuyển học sinh giỏi góp phần thực nhiệm vụ giáo dục cấp học Nội dung 2.1.Các kiến thức trọng tâm : * Khối lượng riêng: D = m (Đơn vị: kg/ m3, dùng đơn V vị :g/ cm3) * Trọng lượng riêng: d = P ( Đơn vị: N/m3) V * Mối quan hệ trọng lượng khối lượng, trọng lượng riêng khối lượng riêng P= 10.m ( Với học sinh THCS lấy hệ số tỉ lệ g = 10) d = 10.D * Áp suất: p = F ( Đơn vị: Pa, Pa= 1N/ m2) S Trong : p: Áp suất F: Độ lớn áp lực S: Diện tích bị ép * Áp suất trọng lượng chất lỏng: p = h.d Trong : p: Áp suất chất lỏng ( N/m2) h: Độ sâu cột chất lỏng tính từ mặt thống đến điểm cần khảo sát( Độ cao tính từ điểm cần tính áp suất tới mặt thoáng).(m) d: Trọng lượng riêng chất lỏng (N/m3) * Độ lớn lực đẩy Ác Si Mét: FA = d.V Trong đó: FA: Độ lớn lực đẩy Ác Si Mét(N) d: Trọng lượng riêng chất lỏng ( Khí)( N/m3) V: Thể tích phần chất lỏng( Khí) bị vật chiếm chỗ(m3) *Chú ý: Khi vật mặt thống chất lỏng lực đẩy Ác Si mét cân với trọng lượng vật FA = P * Điều kiện cân đòn bẩy: F1.l1 = F2.l2 Trong đó: F1,F2 : Lực tác dụng l1, l2 : Cánh tay đòn tương ứng lực * Cơng thức tính thể tích: Hình hộp chữ nhật: V= a.b.c Hình trụ: V = Sđáy.h Hình cầu: V = πR * Dụng cụ đo số đại lượng vật lý Đo độ dài: Các loại thước Đo lực: Các loại lực kế Đo thể tích vật rắn khơng thấm nước, chất lỏng: Bình chia độ, bình tràn bình chia độ Đo khối lượng: Các loại cân 2.2 Phương pháp chung: Để giải tập thực hành dụa phương pháp giải tập định lượng cần thực hiên theo bước sau: Bước 1: Định hướng giải: Xác định toán liên quan đến dạng toán định lượng Bước 2: Trình bày sở lý thuyết: Trong bước cần nêu công thức, kiến thức vật lý cần sử dụng, phép biến đổi toán học để đưa đến biểu thức tính đại lượng cần xác định mà dựa dụng cụ cho đo Bước 3: Trình bày bước tiến hành thí nghiệm Thực bước đo đại lượng vật lý thông qua dụng cụ cho, sở phân tích lý thuyết trình bày Bước 4: Biện luận sai số - Sai số khách quan: Do dụng cụ đo - Sai số chủ quan: Do cách sử dụng dụng cụ đo, cách đọc kết quả, cách tiến hành thí nghiệm 2.3 Các tập minh họa Bài 1: Cho cốc nước, cốc chất lỏng khơng hịa tan nước (có khối lượng riêng nhỏ nước), ống thủy tinh hình chữ U, thước đo chiều dài Hãy trình bày cách xác định khối lượng riêng chất lỏng Bài giải Bước 1: Định hướng giải: Bài toán liên quan đến tập định lượng dạng nào? - Bài tốn liên quan đến bình thơng chứa chất lỏng khơng hịa lẫn vào Khối lượng riêng chất lỏng lớn hay nhỏ nước? - Khối lượng riêng chất lỏng nhỏ nước Điểm cần nhớ làm tập bình thơng nhau? - Áp suất C C’ mặt phẳng nằm ngang phải (định luật Paxcan) Bước 2: Cơ sở lý thuyết: - Trong bình thơng chứa nước chất lỏng có khối ∆h Chất lỏng B h1 Nước C h2 lượng riêng nhỏ nước, mực mặt thoáng chất lỏng hai nhánh (như hình vẽ) C’ - Áp suất C C’ mặt phẳng nằm ngang phải (định luật Paxcan): pC = pC’ Mà: pC = h1.d1 + p0 = D1.10.h1 + p0 pC’ = h2.d2 + p0 = D2.10.h2 + p0 (p0 áp suất khí quyển; D1 khối lượng riêng nước, D2 khối lượng riêng chất lỏng) h  h1.D1.g = h2.D2.g  D2 = h D1 - Thực tế đo ∆h = h2 – h1 => h1 = h2 - ∆h Do vậy: D2 =  ∆h  h2 − ∆h .D1 D1 = 1 − h2 h   (*) Bước 3: Các bước tiến hành : - Đổ nước vào ống chữ U, đổ chất lỏng vào nhánh phải đến mực mặt thống cân - Đo mực chênh lệch mặt thoáng: ∆h - Đo chiều cao cột chất lỏng: (tính từ mặt thống đến mặt phân cách): h2 - Thay giá trị đo được: ∆h, h2 vào (*) ta    h2  ∆h D2 = 1 − .D1 Bước 4: Biện luận sai số - Sai số khách quan: Do thước đo có độ chia khơng đều, bình thơng có độ dày khơng - Sai số chủ quan: Do cách đặt mắt đọc kết * Hướng phát triển: Bài tốn xác định đươc khối lượng riêng chất lỏng có khối lượng riêng lớn nước Bài 2: Trên bàn em có dụng cụ vật liệu sau: Lực kế, bình nước (nước đựng bình có khối lượng riêng D0) Làm nào, dụng cụ mà em xác định khối lượng riêng vật kim loại có hình dạng Hãy trình bày cách làm Bài giải Bước 1: Định hướng giải Bài toán liên quan đến tập định lượng dạng nào? - Bài toán xác định khối lượng riêng vật Muốn xác định khối lượng riêng vật cần biết đại lượng nào? - Cần biết m, V Dùng lực kế xác định P, V vật không? - Dùng lực kế xác định P Dựa vào tính FA xác định V Bước 2: Cơ sở lý thuyết: - Khối lượng riêng chất (vật) xác định công thức: D = m V - Cần xác định khối lượng thể tích vật Bước 3: Tiến hành: - Đo trọng lượng vật lực kế, tìm khối lượng vật: m = P1 10 - Móc vật vào lực kế, thả vật chìm bình nước Lực kế P2: => Lực đẩy Acsimet: FA = P1 – P2 P −P FA = D0.10.V = P1 – P2 => V = D 10 P1 m 10 Vậy khối lượng riêng vật D = V = P − P D0 10 P => D = P − P D0 Bước 4: Biện luận sai số: - Sai số khách quan: Do lực kế chia độ không - Sai số chủ quan: Sai số phép đo P1, P2 làm tròn số Bài 3: Một cân tạo nên từ kim loại đồng sắt Quả cân hồn tồn đặc, khơng bị rỗng bên Hãy nêu phương án thực nghiệm để xác định tỉ lệ khối lượng đồng sắt cân - Các dụng cụ sử dụng: 10 Bước 4: Biện luận sai số: - Sai số khách quan: Do ống nghiệm có độ dày không - Sai số chủ quan: Sai số cách đọc kết Bài 6: Một ông cao su hình trịn bán kính R có bề dày đồng h, thả vào nước chìm Cho ống nhựa rỗng hình trụ thành mỏng, bán kính r (r < R); bình nước thước đo chiều dài Hãy trình bày phương án thí nghiệm để xác định khối lượng riêng miếng cao su nói Bài giải Bước 1: Định hướng giải Bài tốn liên quan đến thí nghiệm học? - Thí nghiệm nghiên cứu áp suất chất lỏng tác dụng lên vật nhúng lịng Có trường hợp xảy thí nghiệm? - Có trường hợp: - Đáy ống cân khơng rịi khỏi ống hình trụ - Đáy ống rời khỏi ống hình trụ Bước 2: Cơ sở lý thuyết: + Một vật rỗng hình trụ hở hai đầu, đậy đầu đĩa D nhấn chìm hệ H thống xuống nước độ sâu định F' h đĩa D khơng bị rời +Lúc đó: Các lực tác dụng lên đĩa D gồm: - Trọng lượng P : đĩa hướng xuống F P dưới: P= dx.V = Dx.10.V (Dx: Khối lượng riêng chất cấu tạo nên đĩa D) - Áp lực F nước tác dụng lên mặt đĩa D (hướng xuống): F = p.S’ (p: áp suất cột nước cao H) => F = Dn.10.H.S’ (S’: diện tích bị ép từ xuống D) - Áp lực F ' nước tác dụng lên mặt đĩa D (hướng lên): 16 F’ = p’.S (p’ áp suất cột nước cao (H + h), S diện tích bị ép đĩa D tính từ lên) + Khi đĩa D chưa bị rời hợp lực tác dụng lên đĩa f f ≥ có hướng từ lên Mà f = F’ – F – P Nếu đĩa D hình trịn có đường kính R, bề dày đồng h, ống trụ rỗng thành mỏng, có bán kính ống r thì:  F ' = Dn 10.H π ( R − r )   F = Dn 10.( H + h).π R   P = D x 10.π R h (1) (2) (3) f = π.Dn.10.[R2(H+h) – (R2 – r2).H] - π.Dx.10.R2,h Do đó: f = π.Dn.10.[R2h + r2H] - π.Dx.10.R2h  r2H  Do f ≥ => Dx ≤ Dn 1 +  R h  (4) (5) Dấu “=” xảy f = => lúc bắt đầu đĩa D rời  Dx = Dn 1 +  r2H   (6) R h  Bước 3: Các bước tiến hành : Để xác định khối lượng riêng Dx đĩa D ta làm sau: - Bịt miệng cao su (đĩa D) vào miệng ống nhựa Lấy tay giữ nhúng thẳng ống nhựa xuống độ sâu H lớn (hình vẽ) Bng tay ra, miếng cao su bị ép chặt vào miệng ống nhựa Kéo (nhẹ) ống lên, H giảm dần Theo (4) lực f giảm dần H = H f = (ứng với dấu = (6)) miếng cao su rời khỏi miệng ống nhựa, chìm xuống nước  r2H0 Lúc (6) thành: Dx = Dn 1 + R h     (7) Ta cần đo H0 (hoặc đọc vạch chia thành ống nhựa) thay vào (7) tính Dx Bước 4: Biện luận sai số: - Sai số khách quan: Do thước có độ chia khơng 17 - Sai số chủ quan: Sai số cách đọc kết Bài 7: Hai khối hình trụ đồng chất hình dáng bên ngồi giống hệt nhau, có khối lượng riêng nhỏ khối lượng riêng nước Một khối đặc, khối bị rỗng, lỗ rỗng hình trụ có trục song song với trục khối, chiều dài lỗ coi chiều dài khối Với thước đo thẳng, bình nước Cho khối lượng riêng nước Dn Hãy trình bày giải thích phương án thực nghiệm để xác định: - Khối lượng riêng chất cấu tạo nên khối - Bán kính lỗ khối rỗng Bài giải Bước 1: Định hướng giải Bài toán liên quan đến tập định lượng dạng nào? - Bài toán thả vật nằm cân mặt nước xác định khối lượng riêng vật dự vào điều kiện vật Công thức cần dùng? - Khi vật cân mặt nước: P = FA Bước 2,3:Cơ sở lý thuyết cách tiến hành thí nghiệm: - Với khối đặc: (H1): Phần chìm có chiều cao hđ hđ H1 - Với khối rỗng: (H2): Phần chìm có chiều cao hr hr H2 18 Gọi chiều cao vật H a Khối đặc: P = FA: - Với P trọng lượng vật: P = V.D.10 = π.R2HD.10 - FA: lực đẩy Acsimet tác dụng lên vật: FA = D0.10.VC (VC : Thể tích phần bị chìm chất lỏng) FA = D0.10.S.hđ = D0.10.πR2.hđ => π.R2HD.10 = D0.10.πR2.hđ => D = hđ D0 (*) H + Đo hđ H, thay vào (*) tính D b Với vật rỗng: P’ = FA’: Mà P’ = V’.D.10 = π.(R2 – r2).H.D.10 Và FA’ = VC’.D0.10 = π.R2.hr.D0.10 => (R2 – r2).H.D = R2.hr.D0 (**) Thay (*) vào (**) => (R2 – r2).H hđ D0 = R2.hr.D0 H => (R2 – r2).hđ = R2.hr => r = R − hr hđ (****) Đo R, hr, hđ thay vào (***) tính r Bước 4: Biện luận sai số: - Sai số khách quan: Do thước có độ chia khơng - Sai số chủ quan: Sai số cách đọc kết Bài 8: Một vật đồng bên rỗng, thả vào cốc nước chìm Hãy xác định thể tích phần rỗng Dụng cụ: Lực kế cốc nước Bài giải Bước 1: Định hướng giải Bài toán liên quan đến tập định lượng dạng nào? - Bài toán treo vật vào lực kế xác định Vđ, Vr Xác định thể tích phần đặc vật dựa vào đại lượng nào? - Dựa vào trọng lượng vật 19 Xác định thể tích vật dựa vào đại lượng nào? - Dựa vào FA Bước 2: Cơ sở lý thuyết: Vrỗng = V – Vđ Do đó: Dùng lực kế xác định P + Thả vật chìm nước, dùng lực kế đo trọng lượng biểu kiến P’  Tìm lực đẩy Acsimet FA: FA = P – P’ FA FA = dnV nên tìm thể tích tồn phần vật: V = d n P + Tìm thể tích phần đặc: Vđ = d đ Bước 3: Các bước tiến hành: + Treo vật vào lực kế, ta xác định trọng lượng P vật Gọi V, Vr, Vđ thể tích tồn phần, thể tích phần rỗng thể tích phần đặc vật P Coi trọng lượng vật tập trung phần đặc: Vđ = d đ (dđ: trọng lượng riêng đồng) + Nhúng vật treo lực kế vào nước số lực kế P’, lực đẩy Acsimet tác dụng vào vật FA = P – P’ F P − P' A Mà FA = dn.V  V = d = d n n Thể tích phần rỗng: Vr = V – Vđ Vr = P − P' P P P P' − = − − (*) dn dđ dn dđ dn Thay giái trị P, P’ đo vào biểu thứ (*) tính Vr Bước 4: Biện luận sai số: - Sai số khách quan: Do lực kế có độ chia khơng - Sai số chủ quan: Sai số cách đọc kết Bài 9: Một khúc gỗ bên có khoét lỗ nhồi đầy chì Nêu phương án xác định khối lượng chì khúc gỗ biết có dụng cụ sau: Bình nước lớn, lực kế, giá treo, dây treo, móc treo rịng rọc cố định Đã biết khối lượng riêng gỗ, chì nước Bài giải Bước 1: Định hướng giải Bài toán liên quan đến tập định lượng dạng nào? - Bài toán điều kiện vật Khúc gỗ chì tạo thành hệ vật Có trường hợp xảy thả khúc gỗ vào nước? 20 - Có trường hợp: Khúc gỗ nổi, khúc gỗ chìm nước Bước 2: Cơ sở lý thuyết: Gọi P1; d1;V1; P2;V2;d2 trọng lượng, trọng lượng riêng, thể tích gỗ chì P trọng lượng hệ vật, V thể tích hệ vật, ta có:  P1 + P2 = P d V + d 2V2 = P ⇔ 1  V1 + V2 = V d1V1 + d1V2 = d1V ⇒ (d − d1 )V2 = P − d1V ⇔ V2 = ⇒ P2 = ( P − d1V )d d − d1 P − d 1V d − d1 (1) - Xét hệ vật chìm hẳn ta xét trường hợp vật trạng thái hình vẽ: Ta có: F = P − FA ⇔ FA = P − F P−F Thể tích: V = d F ( d0 trọng lượng riêng nước) Thay V vào (1) => P2 = [ Pd0 − d1 ( P − F )] d d ( d − d1 ) (2) H1 - Xét hệ vật nổi, ta xét trường hợp vật trạng thái hình vẽ: Ta có: FA=F+P P+F Thể tích V = d => P2 = [ Pd0 − d1 ( P + F )] d d ( d − d1 ) F (3) H Bước 3: Cách tiến hành thí nghiệm: Móc vật vào lực kế đo trọng lượng hệ vật khơng khí P - Thả vật vào bình nước: Nếu vật chìm hẳn ta mắc vật vào lực kế đo lực F hình H1 Số lực kế F Nếu vật ta bố trí thí nghiệm hình H2 quan sát số lực kế F - Trường hợp vật chìm hẳn ta thay P; F; d1;d2;d0 vào (2) ta xác định P2 - Trường hợp vật ta thay P; F; d1;d2;d0 vào (3) ta xác định P2 Bước 4: Biện luận sai số: 21 - Sai số khách quan: Do lực kế có độ chia khơng - Sai số chủ quan: Sai số cách đọc kết Bài 10: Hãy nêu phương án xác định khối lượng riêng chất lỏng Dụng cu gồm: + Một ống nghiệm có thành mỏng có vạch chia đến mm + Một bình đựng nước nguyên chất + Một bình đựng chất lỏng + Một số bi nhỏ chì (Nước chất lỏng đủ dùng) Bài giải Bước 1: Định hướng giải Bài toán liên quan đến tập định lượng dạng nào? - Bài toán dùng vật thả vào chất lỏng khác để xác định trọng lượng riêng chất lỏng trọng lượng riêng vật Một số hịn bi nhỏ chì dùng để làm gì? - Thả vào ống nghiệm vừa đủ cho ống nghiệm cân mặt nước chất lỏng Khi thả ống nghiệm vào nước vào chất lỏng cần ý điều gì? - Số hịn bi nhỏ chì ống khơng thay đổi để tạo vật thả vào hai chất lỏng khác Bước 2: Cơ sở lý thuyết: - Khi vật nằm cân mặt thoáng chất lỏng, độ lớn lực đẩy Acsimet cân với trọng lượng phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ: FA = P => Dcl.10.VC = Dv.10.V - Cùng vật nằm cân mặt nước, chất lỏng ta có: 10.D1.S.h1=10.D2.S.h2 ( Với h1; h2 độ cao phần ống chìm chất lỏng D1 D2) D h 1 Do đó: D2 = h (*) Bước 3: Các bước tiến hành: 22 - Cho số hạt chì vào ống (sao cho thả ống nghiệm vào nước vào chất lỏng ống khơng chạm đáy bình) + Thả ống vào bình nước, Độ cao phần ống chìm nước h1: Gọi P trọng lượng ống hạt chì D1 khối lượng riêng nước S tiết diện ống nghiệm => P = FA = 10.D1.S.h1 (1) + Thả ống vào bình chất lỏng, độ cao phần ống chìn chất lỏng h2 => P = FA’ = 10.D2.S.h2 (2) (D2 khối lượng riêng chất lỏng) D h 1 Từ (1) (2) => D2 = h (*) + Đo h1, h2 tính D2 theo công thức (*) Bước 4: Biện luận sai số: - Sai số khách quan: Do thước đo có độ chia không - Sai số chủ quan: Sai số cách đọc kết Bài 11: Cần xác định trọng lượng vật có lực kế lị xo có giới hạn đo nhỏ nhiều so với trọng lượng vật Hãy nghĩ em cần có thêm dụng cụ đơn giản để dùng với lực kế xác định trọng lượng riêng vật nói Bài giải Bước 1: Định hướng giải Bài toán liên quan đến tập định lượng dạng nào? - Bài toán xác định trọng lượng vật Khi lực kế có GHĐ nhỏ lượng vật để đo trọng lượng vật cần ý điều gì? - Cần phải sử dụng máy đơn giản cho lợi lực ( Đòn bẩy, ròng rọc động, mặt phẳng nghiêng) Nên dùng loại máy đơn giản trường hợp này? 23 - Nên dùng địn bẩy thay đổi độ dài cánh tay địn ta thay đổi lực tác dụng cho phù hợp với GHĐ lực kế - Cần dùng thêm nhẹ, thước thẳng có chia mm Bước 2: Cơ sở lý thuyết: - Dựa tác dụng đòn bẩy lợi lực - Dựa vào điều kiện cân đòn bẩy: l1 O l2 A B F1 l = F2 l1 F2 F1 Bước 3: Các bước tiến hành thí nghiệm: - Lấy đồng chất, hình dạng đều, có trọng lượng nhỏ so với trọng lượng vật để làm đòn bẩy vạch đoạn dài - Treo vật cần xác định trọng lượng vào đầu đòn bẩy, đầu móc lực kế vào: Tác dụng lực kéo vào lực kế cho đòn bẩy cân (l lớn nhiều so với l1), ta có: l P l2 = => P = F F l1 l1 l1 O l2 P F Bài 12: Hãy xác định tỉ số khối lượng riêng hai chất lỏng cho trước nhờ dụng cụ sau đây: Hai bình đựng hai chất lỏng; địn bẩy có giá đỡ khớp nối di động; hai nặng nhau, thước thẳng, dây treo Bài giải Bước 1: Định hướng giải Bài toán liên quan đến tập định lượng dạng nào? - Bài toán liên quan đến đòn bẩy kết hợp FA Bước 2: Cơ sở lý thuyết: 24 - Áp dụng điều kiện cân đòn bẩy: - Khi nhúng chìm nặng vào chất lỏng D1 (hình vẽ): Địn bẩy cân thì: P − FA(1)) P = Pl − Pl OB l = => FA(1) = OA l1 l1 l1 B - Khi nhúng chìm nặng vào chất P − FA( ) P => FA( 2) = = l4 l3 P ( l3 − l ) l3 l2 A (1) lỏng D2 (hình vẽ): Địn bẩy cân thì: O D1 l3 O l4 A’ B’ D2 (2) Từ (1) (2): F l 3( l − l ) D g V l 3( l − l ) A (1) 1 => F = l ( l − l ) => D g.V = l ( l − l ) A( ) 4 D l 3( l − l ) 1 => D = l ( l − l ) (*) Bước 3: Các bước tiến hành thí nghiệm: - Lắp địn bẩy lên giá đỡ khớp nối điều chỉnh cho đòn bẩy tư nằm ngang - Dùng dây treo hai vật vào đầu đòn bẩy nhúng vật vào bình chất lỏng Điều chỉnh điểm treo vật đòn bẩy cân tư nằm ngang - Dùng thước đo l1, l2, l3, l l1, l3 khoảng cách từ điểm treo vật nhúng chất lỏng bình nhúng chất lỏng bình đến điểm tựa; l2, l4 khoảng cách từ điểm tựa đến điểm treo vật ngồi khơng khí ứng với trường hợp Thay giá trị l1, l2, l3, l đo vào biểu thức (*) ta được: D1 l 3( l1 − l ) = D2 l1 ( l − l ) Bước 4: Biện luận sai số: 25 - Sai số khách quan: Do thước đo có độ chia khơng đều, chọn làm địn bẩy có khối lượng, tiết diện chưa thật - Sai số chủ quan: Sai số cách đọc kết 2.4 Kết * Số liệu khảo sát thực tế qua năm áp dụng kinh nghiệm: Thời điểm Đối tượng Sau Đội áp tuyển dụng HSG Năm học Số đối HS giải HS vận dụng Ghi tượng tập linh hoạt khảo phương pháp sát SL % SL % 20122013 12 10 83% 33% 20132014 12 12 100% 67% Khi áp dụng kinh nghiệm vào thực tế giảng dạy thu kết định: Kỹ giải tập thực hành học sinh có nhiều tiến bộ, kỹ giải tập phần học củng cố Đặc biệt em khơng cịn sợ tập thực hành, em biết vận dụng phương pháp giải tập học quen thuộc giải tập thực hành Việc làm phát triển nhóm lực thành phần phương pháp ( tập trung vào lực thực nghiệm lực mơ hình hóa) Cụ thể: - Năng lực thành phần P3: Thu thập, đánh giá, lựa chọn xử lý thông tin từ nguồn khác để giải vấn đề học tập - Năng lực thành phần P5: Lựa chọn sử dụng cơng cụ tốn học phù hợp học Vật lí - Năng lực thành phần P8: Xác định mục đích, đề xuất phương án, lắp ráp, tiến hành xử lý kết thí nghiệm rút nhận xét Áp dụng phương pháp dạy học vât lí tạo cho học sinh phương pháp tư giải tập, điều quan trọng cần đạt dạy học, làm sở để học sinh tự học 2.5 Điều kiện để sáng kiến nhân rộng Sáng kiến tiếp tục hoàn chỉnh, phổ biến rộng rãi 26 2.6 Một số tập đề nghị: Bài 1: Có thước dẹt đồng chất cân nhỏ biết khối lượng Nêu cánh đơn giản để xác định khối lượng thước Bài 2: Xác định khối lượng riêng chất rắn với dụng cụ: thước có vạch chia, giá thí nghiệm, dây treo, hai vật rắn làm chất cần xác định khối lượng riêng, cốc có đựng chất lỏng biết khối lượng riêng D1 < Dx ( vật rắn nhúng chất lỏng khơng thấm, khơng hịa tan, khơng phản ứng hóa học với chất lỏng) Bài 3: Xác định khối lượng riêng chất lỏng với dụng cụ: Thước có vạch chia, giá thí nghiệm dây treo, cốc nước biết khối lượng riêng Dn, cốc chất lỏng cần xác định khối lượng riêng D x, hai vật rắn khối lượng khác chìm chất lỏng nói Bài 4: Dùng cân, làm để xác định dung tích nồi có hình dạng bất kỳ? Bài 5: Có cân bình nước, làm để xác định khối lượng riêng hịn đá mà thể tích đo trực tiếp được? Bài 6: Dùng thước đo, làm để xác định khối lượng riêng gỗ làm đũa trịn mà bình nước? Bài 7: Có bình hình chữ nhật, bình có nước Thả vật rắn bình Dùng thước đo, làm để tìm khối lượng vật rắn ấy? Bài 8: Một nút thủy tinh bên có lỗ rỗng ( bọt khí) Làm để xác định thể tích bọt khí cân có đủ loại cân chậu nước, mà không làm vỡ nút thủy tinh ấy? Bài 9: Làm để đo vận tốc chảy nước từ vòi nước? Chỉ dùng hộp hình trụ, đồng hồ bấm giây để đo thời gian thước cặp có du xích để đo kích thước vật Bài 10: Một người thợ tiện chưa có kinh nghiệm, sản xuất số sản phẩm sai qui cách khối lượng, hụt 10g, sản phẩm đặt thùng chuyển kho Trong kho có 10 thùng, người thủ kho không nhớ thùng chứa sản phẩm sai qui cách, phải cân đến lần, sản phẩm sai qui cách thùng thứ 10 lần cân, sản phẩm thùng không thấy loại sai qui cách Lúc giám đốc qua bảo cân lần Vậy người thủ kho phải làm nào? 27 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 3.1 Kết luận: Trên nội dung sáng kiến phương pháp giải tập thực hành phần học Vận dụng phương pháp dạy bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi thu kết khả quan Học sinh thực hứng thú giải tập dạng kỹ giải tập phần học nói chung học sinh có tiến bộ, em có kỹ để giải dạng tập khác Bên cạnh việc rèn cho học sinh kỹ năng, hứng thú giải tập, làm sở cho việc tự học học sinh, phương pháp cịn có tác dụng rèn cho học sinh khả tư phân tích tổng hợp thao tác tư cần thiết thu thập, xử lí thơng tin mà em cần có học tập sống sau Sáng kiến đáp ứng mục tiêu đổi phương pháp dạy học theo tinh thần Nghị hội nghị lần thứ hai Ban Chấp Hành Trung ương khóa VIII, góp phần phát triển tư người học, bồi dưỡng phương pháp tự học, thực nguyên tắc “ Học đôi với hành”, rèn luyện cho học sinh kỹ vận dụng kiến thức Trong phạm vi sáng kiến tập trung vào phương pháp giải tập thực hành phần học, thực hành phần nhiệt học, điện học quang học….là vấn đề mà trình giảng dạy tơi tiếp tục học hỏi, đúc rút kinh nghiệm, mong trình bày với đồng nghiệp sáng kiến Rất mong đóng góp ý kiến bạn đồng nghiệp để sáng kiến hoàn thiện hơn, tăng hiệu áp dụng vào thực tiễn giảng dạy Khuyến nghị: KN1 là: Các tổ nhóm chun mơn trì hoạt động cách có hiệu giúp giáo viên có điều kiện trao đổi, học tập kinh nghiệm lẫn KN2 là: Nhà trường thường xuyên tạo điều kiện, động viên, khuyến khích giáo viên tự học tập tài liệu tham khảo KN3 là: Phòng Giáo dục, Sở Giáo dục trì thường xuyên việc mở hội thảo, chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi, tạo điều kiện cho giáo viên có dịp chia sẻ, học hỏi kinh nghiệm Tôi chân thành cảm ơn! Ngày 24 tháng năm 2015 28 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tuyển chọn đề thi tuyển sinh vào lớp 10 chun mơn Vật lí- Tác giả Lê Thanh Hoạch, Phạm Văn Bền, Đặng Đình Tới( tuyển chọn, biên soạn) Nhà xuất Giáo Dục năm 2005 Tuyển chọn đề thi tuyển sinh vào lớp 10 chuyên môn Vật lí – Tác giả Nguyễn Quang Hậu, Lương Tất Đạt (Tuyển chọn) Nhà xuất Hà Nội, năm 2008 200 tập vật lý chọn lọc – Tác giả Vũ Thanh Khiết, Lê Thị Oanh, Nguyễn Phúc Thuần Nhà xuất Giáo Dục năm 1999 200 tập Vật lí- Tác giả Nguyễn Đình Nỗn, Trần Hữu Bảo Nhà xuất Hội Vật Lí cơng ty sách thiết bị trường học Hà Tĩnh 1988 Đề thi chọn HSG cấp tỉnh Hải Dương năm học 2011-2012 29 MỤC LỤC Stt 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Nội dung Thơng tin chung sáng kiến Tóm tắt nội dung sáng kiến Mô tả sáng kiến Đặt vấn đề 1.1 Lý chọn đề tài 1.2 Tính mới, tính sáng tạo sáng kiến 1.3 Khả áp dụng sáng kiến 1.4 Hiệu áp dụng sáng kiến Nội dung 2.1 Các kiến thức lý thuyết có liên quan 2.2 Phương pháp chung 2.3 Các ví dụ minh họa 2.4 Kết 2.5 Điều kiện để sáng kiến nhân rộng 26 Một số tập đề nghị KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO MỤC LỤC Trang 5 6 7 26 26 27 28 29 30 30