Dạy học bài tập vật lý phần “ các định luật bảo toàn” chương trình vật lý THPT

LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thạc sĩ - Doãn Phƣơng Lan giảng viên giảng dạy môn vật lý trƣờng Đại Học Tây Bắc giúp đỡ suốt trình nghiên cứu đề tài Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo, cô giáo tổ môn vật lý Khoa Toán - Lý - Tin, thƣ viện trƣờng Đại Học Tây Bắc tạo điều kiện giúp đỡ suốt thời gian thực đề tài Tôi xin chân thành cảm ơn cô Trần Thị Thủy, cô Đinh Thanh Hòa – GV trƣờng THPT góp ý kiến giúp trình thực đề tài Tôi mong nhận đƣợc góp ý thầy giáo, cô giáo bạn đề tài thêm hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn ! Sơn La , tháng năm 2015 Ngƣời thực hiện: Phạm Thành Vĩnh Các ký hiệu sử dụng khóa luận THPT Trung học phổ thông SGK Sách giáo khoa SBT Sách tập PPDH Phƣơng pháp dạy học TB Trung bình BGDĐT Bộ Giáo Dục Đào Tạo MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU 1 Lí chọn đề tài Đối tƣợng nghiên cứu đề tài Mục đích nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu đề tài .2 Giả thuyết khoa học .2 Nhiệm vụ nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu .3 Đóng góp đề tài .3 Cấu trúc đề tài .3 CHƢƠNG I CƠ SỞ LÍ LUẬN 1.1 Khái niệm tập vật lí [ trích dẫn tài liệu ] 1.2 Mục đích sử dụng tập vật lí dạy học [ trích dẫn tài liệu ] 1.3 Phân loại tập vật lý dạy học 1.4 Hoạt động giải tập vật lý 1.5 Các yêu cầu chung dạy học tập vật lý 1.5.1 Lựa chọn hệ thống tập .5 1.5.2 Các yêu cầu dạy học tập vật lý 1.6 Các bƣớc chung việc giải tập vật lý .6 1.7 Hƣớng dẫn học sinh giải toán vật lý [ trích dẫn tài liêu ] 1.7.1 Hƣớng dẫn theo mẫu (Angorit) .7 1.7.2 Hƣớng dẫn tìm tòi 1.7.3 Định hƣớng khái quát hóa chƣơng trình Cơ sở pháp lí 2.1 Chuẩn kiến thức kĩ 2.1.1 Kiến thức 2.1.2 Kĩ 10 2.2 Phân phối chƣơng trình .10 Cơ sở thực tiễn 10 3.1 Thực trạng giảng dạy tập chƣơng “ Các định luật bảo toàn” số trƣờng THPT .10 3.1.1 Mục đích điều tra .10 3.1.2 Đối tƣợng điều tra 10 3.1.3 Phƣơng pháp điều tra 11 3.1.4 Kết điều tra 11 KẾT LUẬN CHƢƠNG I .12 CHƢƠNG II : DẠY HỌC BÀI TẬP VẬT LÝ PHẦN “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN”CHƢƠNG TRÌNH VẬT LÝ TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 13 2.1 Kiến thức 13 2.1.1.Động lƣợng: 13 2.1.2 Định luật bảo toàn động lƣợng: 13 2.1.3.Công công suất 15 2.1.3.1 Công: 15 2.1.3.2 Công suất 16 2.1.4 Động 17 2.1.4.1 Khái niệm động 17 2.1.4.2 Công lực tác dụng độ biến thiên động năng………………………… 17 2.1.5 Thế 18 2.1.5.1 Thế trọng trƣờng: .18 2.1.6 Cơ năng…………………………………………………………………………19 2.1.6.1.Cơ vật chuyển động trọng trƣờng………………… ……… 19 2.1.6.2 Cơ vật chịu tác dụng lực đàn hồi………………………………19 2.2 Phân dạng hệ thống tập hƣớng dẫn giải…………………….…………… 20 2.2.1: Bài tập trắc nghiệm 20 2.2.1.1: Mục đích: 20 2.2.1.2: Đề hƣớng dẫn giải 20 2.2.2: Bài tập tự luận .25 2.2.2.1: Mục đích: 25 2.2.2.2: Bài tập định luật bảo toàn động lƣợng .25 2.2.2.2.1:Phân loại tập tập mẫu .25 2.2.2.3 Bài tập công định luật bảo toàn 39 2.2.2.3.1 Phân loại tập tập mẫu 39 2.3: Những điểm cần lƣu ý phƣơng pháp giải .49 2.4 Bài tập hƣớng dẫn: 51 2.5 Đề cử tập giảng dạy tiết tập chƣơng “Các định luật bảo toàn” 58 KẾT LUẬN CHƢƠNG II .61 CHƢƠNG III: CĂN CỨ ĐÁNH GIÁ MỤC TIÊU 63 Mục đích 63 Phƣơng pháp 63 Kết 63 Kết luận 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 PHỤ LỤC PHẦN MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Với phát triển ngày cao khoa học kĩ thuật tất ngành lĩnh vực khác đời sống - xã hội nhu cầu phát triển ngƣời đặc biệt trình độ, lực, hiểu biết có vai trò quan trọng Bƣớc sang kỉ XXI loài ngƣời đạt đƣợc thành tựu to lớn nhƣng đặt nhiều khó khăn, thử thách với cá nhân Với vai trò ngày cao ngƣời kỉ nguyên đặt nhiệm vụ giáo dục phải đào tạo ngƣời có trình độ văn hóa, sáng tạo để đáp ứng nhu cầu xã hội Để đào tạo hệ trẻ đáp ứng yêu cầu nghiệp công nghiệp hóa đại hóa, đòi hỏi ngành giáo dục phải đổi toàn mục đích, nội dung, phƣơng pháp phƣơng tiện dạy học Chƣơng trình có đổi bản, sâu sắc phƣơng pháp dạy học, đổi phƣơng pháp dạy học đƣợc thể tất môn học có môn Vật lý Vật lý môn khoa học thực nghiệm có vai trò quan trọng giúp ngƣời ngày hoàn thiện khả hiểu biết tự nhiên - xã hội Trong chƣơng trình phổ thông Vật lý có vai trò quan trọng cung cấp cho học sinh kiến thức ban đầu giới tự nhiên đồng thời giúp học sinh hình thành thói quen làm việc cách khoa học Cũng nhƣ phần lớn môn học khác, Vật lý có yêu cầu riêng việc nắm vững lí thuyết việc vận dụng vào việc giải tập cách khoa học đƣợc quan tâm Việc dạy học tập Vật lý giúp em ôn tập củng cố, đào sâu, mở rộng kiến thức lí thuyết để ứng dụng vào giải tập hiểu rõ thêm ý nghĩa vật lí Ngoài tài liệu tham khảo cho giáo viên THPT, sinh viên sƣ phạm Vật lý, học sinh THPT nhƣ giúp em tự kiểm tra mức độ nắm kiến thức thân Trong trình tham khảo kinh nghiệm giảng dạy giáo viên phổ thông trình học học sinh, thấy giải tập chƣơng “Các định luật bảo toàn” chƣơng trình Vật lý 10 em gặp nhiều khó khăn việc giải tập Vật lý nhƣ: không tìm đƣợc hƣớng giải vấn đề, không vận dụng đƣợc lí thuyết vào việc giải tập, không tổng hợp đƣợc kiến thức thuộc nhiều phần chƣơng để giải vấn đề chung…hay giải tập thƣờng áp dụng cách máy móc công thức mà không hiểu rõ ý nghĩa Vật lý chúng…Mặt khác phân phối chƣơng trình Vật lý 10, phần “Các định luật bảo toàn” có tiết tập để củng cố phần kiến thức chƣơng Xuất phát từ thực tế tham khảo số tài liệu, với mong muốn góp phần nhỏ bé việc nâng cao chất lƣợng dạy học môn Vật lý trƣờng phổ thông, chọn đề tài: Dạy học tập Vật lý phần “ Các định luật bảo toàn” chương trình Vật lý THPT nhằm củng cố thêm kiến thức lí thuyết phƣơng pháp giải tập cho thân trình học chƣơng này, làm tài liệu tham khảo cho giáo viên THPT trình giảng dạy, sinh viên sƣ phạm Vật lý học sinh THPT làm tài liệu tham khảo lí thuyết giải số tập chƣơng “Các định luật bảo toàn” Đối tƣợng nghiên cứu đề tài - Dạy BTVL Phần “Các định luật bảo toàn’’ nội dung nghiên cứu bao gồm: + Các nội dung kiến thức thuộc Chƣơng “Các định luật bảo toàn”, sách giáo khoa Vật lý 10 THPT + Hoạt động giáo viên học sinh dạy học chƣơng “Các định luật bảo toàn”, sách giáo khoa Vật lý 10 THPT, đặc biệt việc vận dụng lí thuyết vào giải tập chƣơng Mục đích nghiên cứu - Vận dụng sở lí luận dạy học tập vật lý để hệ thống lí thuyết, phân loại hƣớng dẫn giải tập chƣơng “Các định luật bảo toàn”, sách giáo khoa Vật lý 10 THPT có định hƣớng tƣ cho học sinh nhằm bám sát mục tiêu dạy học chuẩn kiến thức kí học sinh cần đạt đƣợc chƣơng trình Phạm vi nghiên cứu đề tài - Đề tài nghiên cứu nội dung kiến thức chƣơng “Các định luật bảo toàn”, sách giáo khoa Vật lý 10 THPT, phân loại tập hƣớng dẫn giải có hƣớng định hƣớng tƣ cho học sinh Giả thuyết khoa học - Vận dụng sở lí luận, tập vật lý vào giải hƣớng dẫn giải tập vật lý có tác dụng rèn luyện kiến thức kĩ cho ngƣời học hiệu hơn, đáp ứng đƣợc mục tiêu dạy học mà chƣơng trình phổ thông yêu cầu Nhiệm vụ nghiên cứu Để đạt đƣợc mục đích đề ra, đề tài cần thực nhiệm vụ sau: - Nghiên cứu sở lí luận tập vật lý - Điều tra tình hình thực tế dạy học tập chƣơng IV“Các định luật bảo toàn”, SGK Vật lý 10 trƣờng phổ thông - Hệ thống nội dung lí thuyết chƣơng IV “Các định luật bảo toàn”, SGK Vật lý 10 THPT - Lƣu ý phƣơng pháp giải giải tập chƣơng IV: “Các định luật bảo toàn” SGK Vật lý trƣờng THPT Phƣơng pháp nghiên cứu Để thực đƣợc nhiệm vụ phối hợp sử dụng phƣơng pháp sau: + Phƣơng pháp nghiên cứu lí luận + Phƣơng pháp điều tra thăm dò + Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm Đóng góp đề tài Đƣa đƣợc hệ thống sở lí thuyết phần: “Các định luật bảo toàn” chƣơng trình Vật lí THPT Đƣa dạng tập hƣớng dẫn học sinh giải hệ thống tập phần: “Các định luật bảo toàn” chƣơng trình Vật lý THPT Là tài liệu tham khảo cho giáo viên trung học phổ thông, sinh viên sƣ phạm Vật lý, học sinh THPT Cấu trúc đề tài Ngoài phần mở đầu kết luận khóa luận gồm có ba chƣơng: Chƣơng I: Cơ sở lí luận thực tiễn Chƣơng II:Dạy học tập Vật lý phần: “Các định luật bảo toàn” chƣơng trình Vật lý THPT Chƣơng III: Căn đánh giá mục tiêu CHƢƠNG I CƠ SỞ LÍ LUẬN 1.1 Khái niệm tập vật lí [ trích dẫn tài liệu ] Theo X.E Camenetxki V.P.Ôrêkhốp “trong thực tế dạy học, tập vật lý đƣợc hiểu vấn đề đƣợc đặt mà trƣờng hợp tổng quát đòi hỏi suy luận logic, phép toán thí nghiệm dựa sở định luật phƣơng pháp vật lý”… Hay tài liệu phƣơng pháp dạy học môn ngƣời ta hiểu “bài tập vật lý tập đƣợc lựa chọn cách phù hợp với mục đích chủ yếu nghiên cứu tƣợng vật lý, hình thành khái niệm, phát triển tƣ vật lý học sinh rèn luyện kĩ vận dụng kiến thức học sinh vào thực tiễn” Do đó, tập vật lý với tƣ cách phƣơng pháp dạy học giữ vị trí đặc biệt quan trọng việc hoàn thành nghiệm vụ dạy học vật lý nhà trƣờng phổ thông 1.2 Mục đích sử dụng tập vật lí dạy học [ trích dẫn tài liệu ] Thông qua dạy học tập vật lý, ngƣời học nắm vững cách xác, sâu sắc toàn diện quy luật vật lý, tƣợng vật lý, biết cách phân tích chúng ứng dụng chúng vào vấn đề thực tiễn, làm cho kiến thức trở thành vốn riêng ngƣời học Bài tập vật lý sử dụng nhƣ phƣơng tiện độc nghiên cứu tài liệu trang bị kiến thức cho học sinh Trong trình giải tình cụ thể tập đề ra, học sinh có nhu cầu tìm kiếm kiến thức mới, đảm bảo cho học sinh lĩnh hội kiến thức cách sâu sắc Bài tập vật lý phƣơng tiện tốt để phát triển tƣ duy, óc tƣởng tƣợng, bồi dƣỡng hứng thú học tập phƣơng pháp nghiên cứu khoa học cho ngƣời học, đặc biệt phải khám phá chất tƣợng vật lý đƣợc trình bày dƣới dạng tình có vấn đề Bài tập vật lý hình thức củng cố, ôn tập, hệ thống hóa kiến thức phƣơng tiện để kiểm tra kiến thức, kĩ học sinh Ý nghĩa to lớn việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp, phƣơng tiện thuận lợi để học sinh liên hệ lí thuyết với thực hành, học tập với đời sống, vận dụng kiến thức học vào thực tế sản xuất sống 1.3 Phân loại tập vật lý dạy học Thông thƣờng có hình thức phân loại tập vật lý đƣợc coi - Phân loại theo yêu cầu phát triển tƣ học sinh: + Bài tập nhận biết, tái hiện, tái tạo + Bài tập hiểu, áp dụng trực tiếp + Bài tập vận dụng linh hoạt + Bài tập vận dụng sáng tạo - Phân loại theo nội dung tập: + Bài tập có nội dung cụ thể + Bài tập có nội dung lịch sử + Bài tập có nội dung trừu tƣợng + Bài tập có nội dung kĩ thuật tổng hợp + Bài tập vui - Phân loại theo phƣơng thức cho điều kiện phƣơng thức giải: + Bài tập định tính + Bài tập định lƣợng + Bài tập thí nghiệm + Bài tập đồ thị 1.4 Hoạt động giải tập vật lý - Xác lập đƣợc mối liên hệ cụ thể dựa việc vận dụng kỹ thuật vật lý vào điều kiện cụ thể toán cho - Sự tiếp tục luận giải, tính toán từ đầu mối liên hệ xác lập đến kết luận cuối việc giải vấn đề đặt toán 1.5 Các yêu cầu chung dạy học tập vật lý 1.5.1 Lựa chọn hệ thống tập - Khi lựa chọn hệ thống tập cần đảm bảo yêu cầu sau: + Thông qua việc giải hệ thống tập, kiến thức bản, đƣợc xác định đề tài phải đƣợc củng cố, ôn tập, hệ thống hóa khắc sâu thêm + Tính tiến lên từ đơn giản đến phức tạp mối quan hệ đại lƣợng khái niệm đặc trƣng cho trình tƣợng phải đƣợc mô tả hệ thống tập + Mỗi tập phải đóng góp phần vào việc hoàn thiện kiến thức cho học sinh Mỗi tập phải đem lại cho học sinh điều mẻ định, khó khăn vừa sức Công lực F , công phát động Công lực ma sát công cản b): Ftt = k.m.g 0,2.30.9,8 = = 76,36N cosα-k.sinα 0,87-0,2.0,5 Công tối thiểu: Att = Ftt.s.cos300 = 76,36.5.0,87 = 332,17 J Bài 5: Vật có khối lƣợng m = 1kg Nếu buộc vật vào đầu sợi dây, cầm đầu quay cho vật chuyển động tròn Lực căng dây có thực công không? Vì sao? a)Một ngƣời nâng vật từ mặt đất lên độ cao 2,5m 5s Trong thang máy đƣa vật khác nặng 250 N từ mặt đất lên độ cao 10m 0,4s Hãy so sánh công, công suất ngƣời máy thực b) Vật chuyển động đƣờng nằm ngang có hệ số ma sát µ = 0,4 lấy g =9,8 m/s2 Công suất vật chuyển động với vận tốc 36 km/h bao nhiêu? c) Giả sử vật chuyển động với vận tốc 36km/h tăng tốc đạt đến vận tốc 72 km/h, quãng đƣờng vật đƣợc s = 100m Hãy tính công suất trung bình vật ? Hƣớng dẫn: Đề yêu cầu xác định lực căng dây có thực công không ta dựa vào công thức tính công A = F.s.cosα xác định đại lƣợng Vì vật quay tròn α góc lực F quãng đƣờng chuyển dời s nên α = 900 ⇒ cosα = Vậy A= nên lực căng dây không thực công Câu a ta dựa vào công thức A= F.s.cosα công thức tính công suất P = A để so sánh t Câu b đề không cho kiện A t ta dùng công thức P = F.v để tính Câu c để tính công suất trung bình ta tính vận tốc trung bình lực trung bình tác dụng lên vật Vì vật chuyển động có gia tốc nên theo định luật II Niutơn lực trung bình Ftb= m.a + Fms Kết quả: a): A2>A1 ; P1< P2 b): P = F.v = 3,92.10 = 39,2 W c): Ptb = Ftb.vtb = 5,42 15 = 81,3 W Bài 6: Hai vật A B có khối lƣợng M m đƣợc nối với sợi dây không dãn qua ròng rọc nhƣ hình vẽ 2: 54 a) Nếu M = m bỏ qua ma sát Hai vật chuyển động vật tốc Lúc hai vật A B có động hay không? Cùng động lƣợng hay không? b) Vật A có khối lƣợng M = 2kg chuyển động với vận tốc 3m/s, vật B có khối lƣợng m= 1kg Hãy tính động vật A hệ qui chiếu gắn với Trái Đất hệ qui chiếu gắn với ngƣời ngồi xe chuyển động với vận tốc 36 km/h c) Một viên đạn có khối lƣợng mđ = 0,01 kg đƣợc bắn với vận tốc 400 m/s vào vật A Khi va chạm với A đạn xuyên qua A tiếp tục chuyển động với vận tốc 100 m/s Hãy tính lực cản vật A lúc Biết vật A dày cm Hƣớng dẫn: Hai vật A, B nối với qua ròng rọc, bỏ qua ma sát, vật chuyển động lúc Động đại lƣợng đại số nên trƣờng hợp hai vật có động Động lƣợng đại lƣợng vectơ phụ thuộc vào v r nên hai vật không động lƣợng Câu b toán tính động hệ hệ qui chiếu khác Ta áp dụng công thức Wđ = mv Để tính động hệ qui chiếu khác ta phải áp dụng công thức cộng vận tốc để xác định vận tốc hệ qui chiếu Đối với hệ qui chiếu gắn với ngƣời ngồi xe chuyển động có trƣờng hợp: ngƣời chuyển động chiều với vật chuyển động ngƣợc chiều với vật Câu c toán va chạm mà va chạm có lực cản Để tính công lực cản ta áp dụng định lý động Chú ý động tăng A > động giảm A < Kết quả: a): WđM = Wđm; pM  pm b): Đối với hệ quy chiếu gắn với mặt đất: WđA = 9J Đối với hệ quy chiếu gắn với ngƣời ngồi xe: TH1:vật chuyển động chiều với ngƣời: WđA = 169J 55 TH2: vật chuyển động ngƣợc chiều với ngƣời: WđA = 49J c): FC = 15000J Bài 7: 1) Tính trọng trƣờng vật khối lƣợng 10 kg đặt độ cao 1m so với mặt đất khi: a) Chọn mặt đất làm mốc b) Chọn đáy giếng sâu 5m làm mốc 2) Vật đƣợc đặt vị trí Wt1 = 500J sau vật rơi xuống mặt đất vật Wt2 = -100J Hãy tính độ cao mà vật rơi Lấy g ≈ 10m / s2 Hƣớng dẫn: Câu tính với mốc khác Tùy theo mốc mà độ cao z khác Đối với mốc mặt đất vật độ cao 1m so với mặt đất nên z = Khi chọn đáy giếng làm mốc độ cao z đƣợc tính từ đáy giếng đến vị trí mặt đất z = +5 = m Câu cho lúc đầu lúc sau yêu cầu tính độ cao vật rơi Áp dụng công thức tính hai vị trí đầu sau Độ cao mà vật rơi hiệu độ cao hai vị trí lúc đầu lúc sau Kết quả: 1) Chọn mặt đất làm mốc năng: Wt = 100J Chọn đáy giếng làm mốc năng:Wt’ = 600J 2) Δz = 6m Bài 8: Hai vật giống có khối lƣợng m1 = m2 đƣợc thả lúc độ cao z0 so với mặt đất Vật I rơi tự do, vật II trƣợt mặt phẳng nằmnghiêng nhƣ hình vẽ 3: Lấy g ≈ 10m / s2 a) Ở thời điểm vật có năng? 56 b) Bỏ qua ma sát tính vận tốc vật I vừa chạm đất? c) Vận tốc vật II chân dốc là: A 6J B 6,32 J C 4,47J D 4J d) Nếu vật II mặt phẳng nghiêng có ma sát độ lớn lực ma sát 3N Tính vận tốc vật II chân dốc Hƣớng dẫn: Vật I rơi tự do, vật II trƣợt không ma sát nên hệ vật cô lập hệ đại lƣợng bảo toàn Hai vật có khối lƣợng nên thời điểm hai vật có Để tính vận tốc vật I vừa chạm đất vận tốc vật II chân mặt phẳng nghiêng ta áp dụng định luật bảo toàn Câu vật II mặt phẳng nghiêng có ma sát có nghĩa vật chịu tác dụng lực không hệ không bảo toàn Để tính vận tốc trƣớc chạm đất ta sử dụng công thức A = W2 – W1 Kết quả: a): thời điểm vật có b): vI = 6,32 m/s c): đáp án B d): v'2II  2( -Fms s +gz ) m = m/s Bài 9: Một vật nặng 0,2 kg chuyển động không ma sát mặt bàn nằm ngang đƣợc gắn với lò xo có độ cứng 80 N/m có khối lƣợng không đáng kể Ngƣời ta nén lò xo cho độ dài lò xo giảm cm bỏ tay Tính vận tốc vật qua vị trí cân Hƣớng dẫn: Hệ vật lò xo chuyển động không ma sát mặt bàn nằm ngang trọng lực cân với phản lực hệ cô lập Do dùng định luật bảo toàn để tính vận tốc vật qua vị trí cân Kết quả: vCB = k(Δl) = 0,4 m/s m 57 Bài 10: Một vật trƣợt mặt phẳng nghiêng có độ cao z0 = 2m nhƣ hình vẽ 4: a) Vật nặng kg, hệ số ma sát vật mặt phẳng nghiêng 0,1 Lấy g = 9,8 m/s2 Hãy tính công trọng lực, công lực ma sát, công áp lực vật mặt phẳng nghiêng Khi vật độ cao 1m b) Thả cho vật trƣợt không ma sát mặt phẳng nghiêng Hãy tính vật vị trí có vận tốc v = m/s Tính vận tốc vật lúc chạm đất Hƣớng dẫn: Câu yêu cầu tính công trọng lực, công lực ma sát, công áp lực vật mặt phẳng nghiêng Ta áp dụng công thức tính công trọng lực A = P.z Công lực ma sát A = - Fms.s Công áp lực không P2 vuông góc với mặt phẳng nghiêng Khi bỏ qua ma sát hệ bảo toàn Ta áp dụng công thức Wđ = mv để tính động công thức Wt = mg.z để tính Áp dụng định luật bảo toàn để tính vận tốc vật chân dốc Kết quả: a): Công trọng lực: AP = 84,87J Công lực ma sát: Ams = 2,45J Công áp lực vật mặt phẳng nghiêng: AP2 = b): Wt = 78J vcd = 6,26 m/s 2.5 Đề cử tập giảng dạy tiết tập chƣơng “Các định luật bảo toàn” Theo phân phối chƣơng trình chƣơng “Các định luật bảo toàn” có tiết lí thuyết nhƣng có tiết tập để học sinh củng cố kiến thức Mặt khác chƣơng chƣơng có nhiều kiến thức khó lại gắn liền với thực tế đời sống Vì đề nghị thêm tiết tự chọn để học sinh củng cố kiến thức phần tập với nội dung tiết tập tiết tự chọn nhƣ sau: Đề cử: Bài tập (phân phối chƣơng trình tuần ….) 58 Đề cử 1: Giải tập tính động lƣợng vật, hệ vật, độ biến thiên động lƣợng, định luật bảo toàn động lƣợng Tiết 1: Bài tập đề cử gồm tập sau: Bài tập Bài tập : Một viên đạn pháo bay ngang với vận tốc 300m/s nổ vỡ thành hai mảnh có khối lƣợng m1 = 10kg m2 = 20kg mảnh nhỏ bay lên theo phƣơng thẳng đứng với vận tốc v1 = 519,6 m/s Hỏi mảnh to bay theo phƣơng ? Với vận tốc ? Bỏ qua sức cản không khí ( Đã hướng dẫn giải dạng Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho tượng nổ, va chạm phần 2.3.2.2: Bài tập định luật bảo toàn động lượng) Bài tập : Một tên lửa có khối lƣợng M = 12 đƣợc phóng thẳng đứng nhờ lƣợng khí phía sau với vận tốc V = km/s thời gian tƣơng đối dài Tính khối lƣợng khí mà tên lửa cần phía sau 1s tên lửa : - Bay lên chậm - Bay lên với gia tốc a = 20 m/s2 , Lấy g= 10m/s2 (Đã hướng dẫn giải dạng Chuyển động phản lực 2.3.2.2: Bài tập định luật bảo toàn động lượng) Bài tập 3: Một bóng khối lƣơng m = 200 g, bay với vận tốc v = 20 m/s đập vào tƣờng thẳng đứng theo phƣơng nghiêng góc  so với mặt tƣờng Biết vận tốc bóng sau bật trở lại v’ = 20 m/s nghiêng với tƣờng góc  Tìm độ biến thiên động lƣợng bóng lực trung bình bóng tác dụng lên tƣờng thời gian va chạm t  0,5s Xét trƣờng hợp: a)   300 b)   900 (Đã hướng dẫn giải dạng Tính xung lượng lực phần 2.3.2.2: Bài tập định luật bảo toàn động lượng) Đề cử 2: Giải tập công, định luật bảo toàn Tiết 2: Bài tập đề cử gồm tập sau: Bài tập Bài tập 1: Một vật có khối lƣợng m = 2kg chịu tác dụng lực F = 10N có phƣơng hợp với độ dời mặt phẳng nằm ngang góc α=450 Giữa vật mặt phẳng có tác dụng lực ma sát với hệ số ma sát t  0, 59 a Tính công ngoại lực thực vật với độ dời s = 2m Công công dƣơng, công công âm? Cho g = 10 m/s2 b Tính hiệu suất trƣờng hợp này? (đã hướng dẫn giải dạng Công công suất- phần “2.2.2.3 Bài tập công định luật bảo toàn năng”) Bài tập 2: Quả cầu có khối lƣợng m1 = 1,6 kg chuyển động với vận tốc v1 = 5,5 m/s đến va chạm trực diện đàn hồi với cầu thứ hai có khối lƣợng m2 = 2,4 kg chuyển động chiều với vận tốc 2,5 m/s Xác định vận tốc cầu sau va chạm Biết cầu chuyển động không ma sát trục nằm ngang (đã hướng dẫn giải dạng Bài toán Va Chạm- phần“2.2.2.3 Bài tập công định luật bảo toàn năng”) Bài tập 3: Một vật trƣợt không ma sát không vận tốc ban đầu từ độ cao h theo máng nghiêng nối với máng tròn bán kính R Tính độ cao tối thiểu h để vật đến điểm cao máng tròn mà không tách rời khỏi máng (đã hướng dẫn giải dạng Áp dụng định luật bảo toàn phần“2.2.2.3 Bài tập công định luật bảo toàn năng”) Đề cử 3: Bài tập tiết tự chọn Tiết 3: Bao gồm tập sau Bài tâp Bài tập : Một ngƣời có khối lƣợng m1 = 60kg đứng toa goòng có khối lƣợng m2 = 240 kg chuyển động theo phƣơng ngang với vận tốc V = m/s, nhảy xuống đất với vận tốc v0 = m/s toa Tính vận tốc toa goòng sau ngƣời nhảy xuống trƣờng hợp * v0 hƣớng với V * vO ngƣợc hƣớng với V * v0 vuông góc với V Bỏ qua ma sát toa với đƣờng ray 60 ( hướng dẫn giải dạng Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ kín phần 2.3.2.2: Bài tập định luật bảo toàn động lượng) Bài tập : Một tên lửa có khối lƣợng tổng cộng M = 10 (kể nhiên liệu khí ) ban đầu đứng yên bắt đầu xuất phát theo phƣơng thẳng đứng Vận tốc khí : v0 = 1000 m/s a Biết khối lƣợng khí tức thời Tính vận tốc xuất phát tên lửa b Nếu khối lƣợng khí tƣơng đối dài, giây lƣợng khí 100kg Tính vận tốc tên lửa đạt đƣợc sau giây đầu Lấy g = 10 m/s2 ( hướng dẫn giải dạng Chuyển động phản lực phần2.3.2.2: Bài tập định luật bảo toàn động lượng) Bài tập 3: Hai vật có khối lƣợng m1 = 1,5 kg m2 = kg đƣợc nối với sợi dây không dãn vắt qua ròng rọc đặt đỉnh mặt phẳng nghiêng nghiêng góc  = 300 so với đƣờng nằm ngang Vật m1 trƣợt mặt phẳng nghiêng có hệ số ma sát K Thả cho hệ chuyển động, m2 đƣợc quãng đƣờng h = 0,8 m có vận tốc v = 0,5 m/s a, Tìm hệ số ma sát K phƣơng pháp động lực học phƣơng pháp lƣợng b, Tính lực căng dây Lấy g = 10m/s2 (đã hướng dẫn giải dạng Áp dụng định luật bảo toàn phần“2.2.2.3 Bài tập công định luật bảo toàn năng”) KẾT LUẬN CHƢƠNG II Trong chƣơng tiến hành nghiên cứu nội dung kiến thức phần “Các định luật bảo toàn” với nội dung nhƣ sau: + Hệ thống kiến thức phần “Các định luật bảo toàn” + Cách phân dạng tập phƣơng pháp giải, soạn thảo hệ thống tập ví dụ hệ thống tập có hƣớng dẫn giải + Nghiên cứu soạn thảo thành tài liệu dung hòa tài liệu dạy học tập vật lý phổ thông dành cho sinh viên đại học sƣ phạm vật lý với chƣơng trình SGK vật lý 10 nâng cao 61 + Để đảm bảo cho học sinh nắm vững kiến thức Chúng đề cử số tập dạy tiết tập chƣơng để học sinh nắm vững lý thuyết vận dụng vào giải tập Trên sở trình bày kiến thức trọng tâm chƣơng phân loại soạn thảo hệ thống tập có tính logic, xác nhiều mức độ khác phù hợp với nhiều đối tƣợng học sinh 62 CHƢƠNG III: CĂN CỨ ĐÁNH GIÁ MỤC TIÊU Mục đích Trên sở dạy học tập vật lý phần “Các định luật bảo toàn” chƣơng I, tiến hành thăm dò ý kiến giảng viên, giáo viên THPT nhằm đánh giá kiểm định tính đắn đề tài Mục đích điều tra là: + Đánh giá tính khả thi việc phân loại hƣớng dẫn giải tập phần “Các định luật bảo toàn” số phƣơng án giảng dạy tập chƣơng + Kiểm nghiệm tính hợp lí mức độ phù hợp tập với khả nhận thức học sinh đáp ứng đƣợc mục tiêu dạy học chuẩn kiến thức kĩ ngƣời học cần đạt đƣợc Trên sở rút kinh nghiệm kinh nghiệm cần thiết việc hƣớng dẫn học sinh giải tập vật lý +Những vấn đề cần bổ sung, chỉnh lí để hoàn thiện Phƣơng pháp - Gửi phiếu đánh giá đến giảng viên, giáo viên giảng dạy THPT Kết - Qua phân tích phiếu đánh giá giáo viên giảng dạy THPT giảng viên giảng dạy bậc đại học, thu đƣợc kết nhƣ sau: + Về nội dung phân loại hƣớng dẫn giải hệ thống tập phần “Các định luật bảo toàn” xác tƣơng đối phù hợp với thực tế + Việc vận dụng lý luận dạy học tập vật lý vào tiết dạy bài tập THPT phát triển đƣợc kỹ tƣ logic, khoa học, biết cách lập luận chặt chẽ ghi chép trọng tâm tập vận dụng kiến thức lý thuyết vào giải tập cách linh hoạt + Việc sử dụng dạng tập dạy học tiết tập tạo cho học sinh hƣng thú với tiết học nên phát huy đƣợc tính tự giác, tích cực, chủ động học tập học sinh - Kết thu đƣợc cho phép khẳng định mục đích giả thiết khoa học đƣa xác hoàn thành đƣợc nhiệm vụ đề Tuy nhiên, nhận thấy số mặt hạn chế nhƣ: + Căn đánh giá nội dung khóa luận chƣa thực đầy đủ, thiếu đánh giá qua kiểm tra kiến thức chƣơng + Số lƣợng giáo viên giảng viên đánh giá khóa luận chƣa đƣợc nhiều, cần phải mở rộng thêm 63 Kết luận Sau thời gian nỗ lực nghiên cứu, đƣợc giúp đỡ tận tình Ths Doãn Phương Lan, thầy cô tổ vật lý trƣờng đại học Tây Bắc thầy cô giáo, bạn bè thấy khóa luận hoàn thành đƣợc nhiệm vụ: - Xây dựng đƣợc sở lí luận thực tiễn đề tài - Tóm tắt đƣợc lí thuyết phần “Các định luật bảo toàn” - Hệ thống, phân loại hƣớng dẫn giải dạng tập phần “Các định luật bảo toàn” nêu phƣơng pháp giải chung cho dạng * Phần định luật bảo toàn động lƣợng + Dạng 1: Bài tập áp dụng định luật bảo toàn động lƣợng cho hệ kín + Dạng 2: Bài tập áp dụng định luật bảo toàn động lƣợng cho tƣợng nổ, va chạm + Dạng 3: Bài tập chuyển động phản lực + Dạng 4: tập tính xung lƣợng lực * Phần công định luật bảo toàn + Dạng 1: Bài tập công công suất + Dạng 2: Bài tập định lí động + Dạng 3: Bài tập áp dụng định luật bảo toàn + Dạng 4: Bài toán va chạm - Đề cử số tập dạy tiết tập chƣơng, tiết tự chọn Trong trình tìm hiểu, nghiên cứu nội dung kiến thức phần “Các định luật bảo toàn” thân có nhiều cố gắng Tuy nhiên, lực thời gian hạn chế nên chắn không tránh khỏi sai sót, kính mong nhận đƣợc góp ý thầy cô giáo bạn sinh viên lớp để đề tài đƣợc hoàn thiện làm tài liệu tham khảo cho việc giảng dạy sau 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO Dƣơng Trọng Bái - Vũ Thanh Khiết, Từ điển Vật lý phổ thông, Nhà xuất Giáo Dục, 2004 Lƣơng Duyên Bình, Vật lý đại cương (Tập 1), Nhà xuất giáo dục, 1998 Đỗ Hƣơng Trà (chủ biên), Dạy học tập Vật lí trường phổ thông, Nhà xuất đại học sƣ phạm, 2009 PGS.TS Vũ Thanh Khiết, Kiến thức nâng cao Vật Lý trung học phổ thông tập 1, Nhà xuất Hà Nội, 2013 Nguyễn Thế Khôi (tổng chủ biên) số tác giả, Sách giáo khoa; Sách giáo viên Vật lý 10 Nâng cao, Nhà xuất giáo dục, 2006 Lê Công Triêm, Phân tích chương trình Vật lý phổ thông, Nhà xuất ĐHSP Huế, 2006 Nguyễn Trọng Sửu (Chủ biên) số tác giả, Hướng dẫn thực chuẩn kiến thức kĩ môn vật lí lớp 10, Nhà xuất giáo dục Việt Nam, 2010 Phạm Hữu Tòng, Lý luận dạy học Vật Lý trường trung học, Nhà xuất giáo dục, 2001 Chương trình giáo dục phổ thông cấp THPT (ban hành kèm theo định số 16/2006/QĐ-BGDĐT ngày 05 tháng năm 2006 Bộ trƣởng Bộ Giáo Dục Đào tạo) 65 PHỤ LỤC PHIẾU ĐÁNH GIÁ (Dành cho giảng viên giáo viên THPT) Họ tên: ………………………………………………………… Khoa: ……………………………………………………………… SĐT: ……………………………………………………………… Hiện thực khóa luận mang tên: “Dạy học tập vật lý phần “Các định luật bảo toàn” chƣơng trình vật lý THPT Để có đánh giá xác phần nội dung trình bày khóa luận, thầy (cô) vui lòng trả lời giúp số câu hỏi sau: Theo thầy (cô) hệ thống phần tập đƣợc trình bày chƣơng IV đầy đủ dạng điển hình thể trọng tâm phần “Các định luật bảo toàn” chƣa? Thầy (cô) có cách phân dạng tập khác với cách phân dạng mà trình bày khóa luận không? Trong khóa luận phần tập tập định tính theo thầy (cô) có cần phải đƣa thêm vào khóa luận không Vì sao? Tôi đề cử số tập dạy tiết tập phần định luật bảo toàn theo thầy (cô) hệ thống tập đƣa hợp lý khoa học chƣa? Theo quan điểm thầy (cô) nội dung khóa luận đạt mục đích đề chƣa?  Đạt  Chƣa đạt PHỤ LỤC PHIẾU ĐIỀU TRA (Dành cho giáo viên giảng dạy phổ thông) Kính thƣa thầy (cô) Hiện thực khóa luận mang tên “Dạy học tập Vật lý phần Các định luật bảo toàn” chƣơng trình Vật lý THPT Để có đƣợc đánh giá nội dung giảng dạy giảng viên bậc đại học phần này, thầy (cô) vui lòng trả lời giúp số câu hỏi sau: Hiện tại, thầy (cô) thƣờng sử dụng tài liệu dạy học tập Vật lý THPT? Và tài liệu có số lƣợng tập nhiều hay ít, phù hợp với chuẩn kiến thức kĩ chƣa? Trong tiết dạy tập vật lý thƣờng hay gặp phải khó khăn gì? Và tiết dạy tập vật lý đƣợc tổ chức nhƣ nào? 3.Để giúp học sinh giải đƣợc hệ thống tập cách dễ dàng thầy (cô) hƣớng dẫn học sinh giải theo bƣớc nào? Hiện thời lƣợng phân phối chƣơng trình cho tiết tập phần đảm bảo đủ để học sinh nắm vững đƣợc tất dạng tập theo chuẩn kiến thức kĩ chƣa? Nếu chƣa thầy (cô) có biện pháp nhƣ nào? Trong phần này, thầy (cô) phân loại tập nhƣ nào? Và theo thầy (cô) dạng tập trọng tâm? Theo phân phối chƣơng trình phần “Công thức tính động năng, Liên hệ biến thiên công, Sự bảo toàn vật chuyển động trọng trƣờng.” thuộc phần giảm tải Nhƣng phần giúp học sinh hiểu vận dụng đƣợc nhiều trình làm tập Theo thầy (cô) có nên giảng dạy bổ sung phần vào tiết học tự chọn không? Vì sao? Trong hệ thống tập phần “Các định luật bảo toàn” theo thầy (cô) có nên sử dụng thêm tập định tính không? Vì sao? Theo thầy (cô) có cần thiết phải xây dựng bổ sung tài liệu dùng dạy học tập vật lý hay không? Em xin chân thành cảm ơn thầy (cô) giành thời gian giải đáp thắc mắc em Xin thầy (cô) cung cấp cho em số thông tin sau: Họ tên GV: …………………………………………………… Địa trƣờng công tác: Sđt liên hệ: ……………………………………………………… PHỤ LỤC PHIẾU ĐIỀU TRA (Dành cho giảng viên giảng dạy đại học) Kính thưa thầy (cô) Hiện thực khóa luận mang tên “Dạy học tập Vật lý phần Các định luật bảo toàn-chƣơng trình Vật lý trung học phổ thông” Để có đƣợc đánh giá nội dung giảng dạy giảng viên bậc đại học phần này, thầy (cô) vui lòng trả lời giúp số câu hỏi sau: Theo thầy (cô) giáo trình đƣợc sử dụng để giảng dạy học phần “Dạy học tập Vật lý phổ thông” có phù hợp với chƣơng trình học chúng em hay không? Tại sao? Theo thầy (cô) nội dung kiến thức học phổ thông đƣợc trình bày cách đầy đủ giáo trình chƣa? Trong giáo trình dạng tập đƣợc tác giả đƣa đầy đủ phân chia cách hợp lý chƣa? Thầy (cô) có nhận xét nội dung cách trình bày phần 3.4 Phƣơng pháp giải tập định luật bảo toàn (trang 145- 164) giáo trình? Trong chƣơng trình vật lí THPT phần đinh luật bảo toàn động lƣợng có trình bày loại va chạm “va chạm mềm va chạm đàn hồi” nhƣng giáo trình lại không trình bày Theo thầy (cô) giáo trình trình bày đầy đủ chƣa? Trong khóa luận em có nên đƣa nội dung vào hay không? Vì sao? Trong chƣơng trình vật lí 10 nâng cao THPT phần Các đinh luật bảo toàn có tiết nghiên cứu “Các đinh luật kê-ple Chuyển động vệ tinh ” nhƣng giáo trình lại không trình bày Theo thầy (cô) giáo trình trình bày đầy đủ chƣa? Trong khóa luận em có nên đƣa nội dung vào hay không? Vì Giáo trình không trình bày công lực nhƣ chƣơng trình học THPT Theo thầy (cô) em có cần thiết bổ sung phần vào khóa luận không? Vì sao? Theo thầy (cô) hệ thống tập đƣợc biên soạn phần có phù hợp đƣa vào dạy học phổ thông không? Vì sao? Tôi xin chân thành cảm ơn thầy (cô) giành thời gian giải đáp thắc mắc em Xin thầy (cô) cung cấp cho số thông tin sau: Họ tên giáo viên: …………………………………… Địa trƣờng công tá: Sđt liên hệ: …………………………………………… [...]... đích của việc sử dụng bài tập, hoạt động giải bài tập vật lí và các yêu cầu chung trong dạy học bài tập vật lý + Đƣa ra cách hƣớng dẫn học sinh giải bài tập vật lý một cách khoa học Quá trình điều tra thực tiễn dạy học bài tập vật lý phần Các định luật bảo toàn” hiện nay vấn còn nhiều hạn chế bất cập Chúng ta đều biết bài tập vật lý là phƣơng tiện củng cố, ôn tập kiến thức đã học nhƣng cũng là phƣơng... trƣờng THPT hiện nay, chúng tôi đánh giá thực trạng giảng dạy bài tập chƣơng Các định luật bảo toàn” và các hoạt động dạy học thƣờng áp dụng trong một tiết dạy dọc vật lý ở trƣờng THPT hiện nay Những luận điểm và thực tiễn trình bày ở chƣơng này là cơ sở của việc vận dụng lí luận về dạy học bài tập vật lý để hệ thống lí thuyết, phân loại và hƣớng dẫn giải các bài tập phần Các định luật bảo toàn” SGK vật. .. dụng các mẫu phiếu điều tra giáo viên THPT, giảng viên giảng dạy bộ môn Vật lý trƣờng Đại học Tây Bắc 3.1 Thực trạng giảng dạy bài tập chƣơng “ Các định luật bảo toàn” ở một số trƣờng THPT hiện nay 3.1.1 Mục đích điều tra - Tìm hiểu thực trạng dạy học vật lí nói chung và bài tập chƣơng “ Các định luật bảo toàn” ở trƣờng THPT nói riêng để thu đƣợc các thông tin - Vấn đề tổ chức hoạt động dạy học cho học. .. học cho học sinh và việc sử dụng bài tập trong dạy học vật lí của giáo viên - Tìm hiểu tiếp cận với các dạng bài tập của chƣơng Các định luật bảo toàn”. Thƣờng dùng trong thực tế dạy học - Tìm hiểu nguyên nhân về thực trạng dạy học BTVL phần Các định luật bảo toàn” ở trƣờng phổ thông 3.1.2 Đối tƣợng điều tra - GV Vật Lý THPT: 1 Cô Trần Thị Thủy , giáo viên trƣờng THPT Mƣờng Bi , Tỉnh Hòa Bình 2 Cô... bài học - Trong quá trình dạy học bài tập vật lý giáo viên thƣờng hƣớng dẫn học sinh giải bài tập theo các bƣớc sau: + Bƣớc 1: Tóm tắt, tìm hiểu bài + Bƣớc 2: Đƣa ra phƣơng pháp giải từng dạng bài tập + Bƣớc 3: Cho học sinh giải bài tập và kết luận - Trong các tiết kiểm tra thì thƣờng sử dụng kết hợp các bài tập trắc nghiệm và bài tập tự luận để đánh giá mức độ nhận biết, thông hiểu, vận dụng cảu học. .. quá trình dạy học - Trong quá trình dạy học bài tập vât lý ở tiết chính khóa thƣờng là sử dụng bài tập trong SGK và SBT, trong tiết học phụ đạo có sử dụng một số bài tập nâng cao với độ khó ở mức vừa phải - Việc lựa chọn hệ thống bài tập trong việc dạy cũng nhƣ trong những tiết kiếm tra còn phụ thuộc rất nhiều bởi yếu tố học sinh - Bài tập trong chƣơng Các định luật bảo toàn đƣợc phân dạng theo các. ..+ Hệ thống bài tập phải đa dạng về thể loại ( bài tập định tính, bài tập định lƣợng, bài tập đồ thị…) và nội dung phải không đƣợc trùng lặp + Các kiến thức toán lý đƣợc sử dụng trong bài tập phải phù hợp với trình độ học sinh + Số lƣợng bài tập đƣợc lựa chọn phải phù hợp với sự phân bố thời gian 1.5.2 Các yêu cầu khi dạy học bài tập vật lý - Ngƣời giáo viên phải dự tính đƣợc... lí thuyết, phân loại và hƣớng dẫn giải các bài tập phần Các định luật bảo toàn” SGK vật lý THPT có định hƣớng tƣ duy cho học sinh bám sát mục tiêu dạy học chuẩn kiến thức kĩ năng học sinh cần đạt đƣợc trong chƣơng trình 12 CHƢƠNG II : DẠY HỌC BÀI TẬP VẬT LÝ PHẦN “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN”CHƢƠNG TRÌNH VẬT LÝ TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 2.1 Kiến thức cơ bản 2.1.1.Động lƣợng: a) Khái niệm xung lượng của lực -... 2.2.2: Bài tập tự luận 2.2.2.1: Mục đích: - Giúp học sinh khắc sâu kiến thức đã học, và các bƣớc làm một bài toán tự luận - Phát huy tính tích cực, sáng tạo cao của các em 2.2.2.2: Bài tập về định luật bảo toàn động lượng 2.2.2.2.1: Phân dạng bài tập và bài tập mẫu: Dạng 1 ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƢỢNG CHO HỆ KÍN Phƣơng pháp giải Để giải các bài tập dạng này, thông thường ta làm theo các bước... chƣơng Các định luật bảo toàn” + Nhiều học sinh gặp khó khăn trong việc xác định điều kiện áp dụng định luật bảo toàn động lƣợng + Nhiều học sinh nhầm lẫn giữa công và năng lƣợng 11 + Khi giải bài tập liên quan đến cơ năng các em gặp khó khăn trọng việc chọn mốc thế năng + Các em nhầm lẫn việc áp dụng định luật bảo toàn cơ năng với việc áp dụng đinh luật bảo toàn năng lƣợng trong trƣờng hợp vật chịu