Phát huy tính tích cực tự lực của học sinh miền núi khi dạy học bài tập vật lí chương động lực học vật rắn (vật lí 12 - nâng cao)

Header Page of 166 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM -   NGUYỄN THỊ ĐIỆP PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, TỰ LỰC CỦA HỌC SINH MIỀN NÚI KHI DẠY HỌC BÀI TẬP VẬT LÍ CHƢƠNG ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN (VẬT LÍ 12 - NÂNG CAO) LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC THÁI NGUYÊN - 2010 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page of 166 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of 166 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM   - NGUYỄN THỊ ĐIỆP PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, TỰ LỰC CỦA HỌC SINH MIỀN NÚI KHI DẠY HỌC BÀI TẬP VẬT LÍ CHƢƠNG ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN (VẬT LÍ 12 - NÂNG CAO) Chuyên ngành: Lí luận Phƣơng pháp dạy học Vật lí Mã số : 60.14.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN VĂN KHẢI THÁI NGUYÊN - 2010 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page of 166 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of 166 LỜI CẢM ƠN Tác giả xin chân thành cảm ơn: Thầy giáo PGS TS Nguyễn Văn Khải tận tình dẫn, giúp đỡ suốt thời gian thực đề tài Ban giám hiệu trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên, thầy cô giáo khoa Sau đại học, khoa Vật lí, thư viện trường Đại học Sư phạm tạo điều kiện cho việc học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn Các trường: THPT Tân Yên số 1; THPT Sơn Động số 1; THPT Lục Nam đồng nghiệp, em học sinh tận tình giúp đỡ trình tìm hiểu thực tế kiểm nghiệm đề tài Toàn thể bạn bè, đồng nghiệp quan tâm, giúp đỡ động viên! Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page of 166 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of 166 CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN Nội dung viết tắt 1- ĐC Đối chứng 2- TN Thực nghiệm 3- TNSP Thực nghiệm sư phạm 4- THPT Trung học phổ thông 5- SGK Sách giáo khoa 6- SBT Sách tập 7- PT Phương trình 8- NXB Nhà xuất Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page of 166 Nghĩa đầy đủ http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of 166 MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU Chƣơng I Cơ sở lí luận thực tiễn việc phát huy tính tích cực, tự lực học sinh dạy học vật lí 1.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu .5 1.2 Vấn đề phát huy tính tích cực nhận thức học sinh dạy học 1.3 Vấn đề phát huy tính tự lực nhận thức học sinh 15 1.4 Mối liên hệ tính tích cực tính tự lực nhận thức 17 1.5 Bài tập dạy học vật lí 18 1.6 Tìm hiểu thực trạng dạy học tập vật lí số trường THPT miền núi 23 1.7 Một số biện pháp phát huy tính tích cực, tự lực học tập tập vật lí học sinh THPT miền núi 29 Chƣơng II Xây dựng tiến trình dạy học số chủ đề tập chƣơng Động lực học vật rắn (Vật lí 12 - Nâng cao) 36 2.1 Đặc điểm chương Động lực học vật rắn 36 2.1.1.Vị trí, vai trò chương 36 2.1.2 Cấu trúc nội dung chương Động lực học vật rắn 36 2.1.3 Mục tiêu cần đạt dạy học chương 37 2.1.4 Những công thức chương cần nhớ để vận dụng giải tập 37 2.1.5 Lựa chọn hệ thống tập vận dụng kiến thức chương Động lực học vật rắn 40 2.1.6 Phân tích sử dụng hệ thống tập chương Động lực học vật rắn 41 2.2 Xây dựng tiến trình dạy học số chủ đề tập vật lí chương Động lực học vật rắn 47 2.2.1 Ý tưởng sư phạm xây dựng tiến trình dạy học 47 2.2.2 Xây dựng tiến trình dạy học số chủ đề tập 51 2.3 Bài tập dùng để xây dựng kiến thức học lí thuyết 84 2.4 Bài tập dùng để hướng dẫn học sinh nhà tự làm 87 Chƣơng III Thực nghiệm sƣ phạm 93 3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm (TNSP) 93 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page of 166 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of 166 3.2 Nhiệm vụ TNSP 93 3.3 Đối tượng sở TNSP 93 3.4 Phương pháp TNSP 94 3.5 Phương pháp đánh giá kết TNSP 94 3.6 Tiến hành TNSP 96 3.7 Kết xử lí kết TNSP 97 3.8 Đánh giá chung TNSP 104 KẾT LUẬN CHUNG 105 TÀI LIỆU THAM KHẢO 107 PHỤ LỤC 110 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page of 166 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of 166 MỞ ĐẦU I LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Mục tiêu tổng quát giáo dục đào tạo người Việt Nam phát triển toàn diện đức, trí, thể, mĩ hướng nghiệp, đào tạo người có nhân cách, có trí tuệ, động sáng tạo, chủ động thích ứng với kinh tế tri thức phát triển thời đại Mục tiêu đưa vào Luật giáo dục, thể qua nghị Đảng Cộng sản cụ thể hoá chương trình hành động cấp quản lí giáo dục, văn kiện đại hội Đảng lần thứ X Ban chấp hành Trung Ương Đảng Cộng sản khoá IX khẳng định: “…ưu tiên hàng đầu cho việc nâng cao chất lượng dạy học Đổi chương trình, nội dung, phương pháp dạy học…Phát huy khả sáng tạo độc lập suy nghĩ học sinh…” Điều 28 Luật giáo dục (2005) quy định: “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo học sinh, phù hợp với đặc điểm môn học, lớp học, bồi dưỡng phương pháp tự học, khả làm việc theo nhóm, rèn luyện kỹ vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh…” Trong năm gần định hướng đổi thực tất cấp học, môn học, thể việc đổi nội dung, chương trình sách giáo khoa vận dụng phương pháp dạy học tích cực dạy học Việc làm góp phần nâng cao chất lượng hiệu dạy học giáo dục Tuy nhiên số trường THPT tỉnh miền núi gặp nhiều khó khăn việc đổi phương pháp dạy học, điều ảnh hưởng không đến việc đào tạo người có đủ lực phẩm chất để đáp ứng nhu cầu xã hội Trong dạy học, tập Vật lí phần hữu trình dạy học Vật lí cho phép hình thành làm phong phú khái niệm Vật lí, phát triển tư thói quen vận dụng kiến thức Vật lí vào thực tiễn Về phương diện giáo dục, việc giải tập Vật lí giúp hình thành phẩm chất cá nhân học sinh tình yêu lao động, trí tò mò, khéo léo, khả tự lực, hứng thú học tập Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page of 166 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of 166 Trong thực tế dạy học, nhiều người học hiểu nắm nội dung lí thuyết, song gặp nhiều khó khăn áp dụng kiến thức vào thực tiễn, vào việc giải toán Chẳng hạn học sinh nhắc lại định luật, quy tắc, công thức vận dụng chúng để giải tập Vì việc rèn luyện, hướng dẫn học sinh giải tập Vật lí đặc biệt quan trọng, biện pháp có hiệu để phát triển tư Vật lí cho học sinh Giải tập Vật lí xem mục đích, phương pháp dạy học, phương pháp đơn giản để kiểm tra, hệ thống hoá kiến thức, kỹ thói quen thực hành, cho phép mở rộng làm sâu sắc kiến thức học Qua giảng dạy tìm hiểu thực tế dạy học vật lí số trường THPT miền núi nhận thấy chất lượng học tập học sinh thấp, học sinh chưa có hứng thú học tập đặc biệt đa số học sinh ngại làm tập Có thể kể số thực trạng sau: * Về phía giáo viên: - Trình độ lực tổ chức hoạt động dạy học nhiều giáo viên hạn chế, phương pháp dạy học chủ yếu truyền thụ chiều - Thiếu kỹ sử dụng phương tiện kỹ thuật dạy học đại nên khó trực quan kiến thức làm cho học sinh giảm niềm tin vào khoa học * Về phía học sinh: - Chưa xác định động học tập đắn - Lối tư thụ động, quan tâm đến tượng nên không hiểu chất, nên đọc tập học sinh khó định hướng cách giải mà trông chờ vào hướng dẫn giáo viên - Nhiều học sinh ngại lao động trí óc, dành nhiều thời gian vui chơi giải trí nên không chịu suy nghĩ làm tập, chờ “chép” bạn sách giải tập - Một yếu tố khách quan nhiều học sinh có hoàn cảnh khó khăn nên em có thời gian dành cho học tập, có tài liệu tham khảo, giao lưu, rụt rè, nhút nhát nên trình độ tư lí luận thấp Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page of 166 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of 166 Trước tình hình giáo viên cần trau dồi tự nâng cao kiến thức lực tổ chức hoạt động dạy học; cải tiến phương pháp dạy học cho phù hợp với đối tượng học sinh điều kiện thực tế vùng miền Là giáo viên dạy môn Vật lí trường THPT miền núi mong muốn tìm số giải pháp nhằm khắc phục khó khăn hạn chế việc dạy học tập Vật lí trường THPT, góp phần bước nâng cao chất lượng dạy học trường THPT miền núi Với lí xác định đề tài nghiên cứu: “Phát huy tính tích cực, tự lực học sinh miền núi dạy học tập Vật lí chƣơng “Động lực học vật rắn”(Vật lí 12 - Nâng cao) II MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Nghiên cứu xây dựng tiến trình dạy học tập Vật lí chương “Động lực học vật rắn” (Vật lí 12- Nâng cao) theo hướng phát huy tính tích cực, tự lực học sinh THPT miền núi III ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU Hoạt động dạy - học tập Vật lí trường THPT miền núi IV GIẢ THUYẾT KHOA HỌC Việc lựa chọn hệ thống tập phù hợp, vừa sức vận dụng phương pháp dạy học tích cực để tổ chức hoạt động giải tập cách hợp lí phát huy tính tích cực, tự lực học tập học sinh V NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu lí luận vấn đề phát huy tính tích cực, tự lực học sinh - Nghiên cứu lí luận tập Vật lí dạy học; - Điều tra thực trạng dạy học tập Vật lí số trường THPT miền núi; - Tìm hiểu đặc điểm học sinh miền núi; - Đề xuất số biện pháp cụ thể phát huy tính tích cực, tự lực học sinh miền núi thông qua hoạt động giải tập Vật lí; - Xây dựng tiến trình dạy học số chủ đề tập chương “Động lực học vật rắn”; - Thực nghiệm sư phạm Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page of 166 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 10 of 166 VI PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Phương pháp nghiên cứu lí luận; - Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: tổng kết kinh nghiệm, điều tra, khảo sát thực tế; - Phương pháp thực nghiệm sư phạm VII ĐÓNG GÓP CỦA LUẬN VĂN - Góp phần làm sáng tỏ sở lí luận vấn đề phát huy tính tích cực, tự lực học sinh, tập dạy học vật lí - Đề biện pháp cụ thể để tổ chức hoạt động dạy - học tập Vật lí nhằm phát huy tính tích cực, tính tự lực học tập học sinh THPT miền núi Luận văn đóng góp hệ thống dạng tập chương Động lực học vật rắn (Vật lí 12 - Nâng cao) có phân tích việc sử dụng hệ thống tập tiết học theo phân phối chương trình - Vận dụng sở lí luận, luận văn xây dựng thực nghiệm tiến trình dạy học học giải tập cụ thể thực mục đích đề tài đặt Luận văn đề xuất hướng dẫn tập sử dụng trình xây dựng kiến thức hướng dẫn học sinh tự học nhà - Kết nghiên cứu đề tài làm tài liệu tham khảo cho giáo viên dạy Vật lí trường THPT, góp phần bước nâng cao chất lượng dạy học Vật lí trường THPT miền núi VIII CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN MỞ ĐẦU Chƣơng 1: Cơ sở lí luận thực tiễn việc phát huy tính tích cực, tự lực học sinh dạy học vật lí Chƣơng 2: Xây dựng tiến trình dạy học số chủ đề tập chương “Động lực học vật rắn” (Vật lí 12 - Nâng cao) Chƣơng 3: Thực nghiệm sư phạm KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 10 of 166 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 116 of 166 110 PHỤ LỤC PHIẾU PHỎNG VẤN HỌC SINH (Phiếu nhằm mục đích nghiên cứu khoa học, không sử dụng để đánh giá học sinh Mong em trả lời thật ) I THÔNG TIN CÁ NHÂN Họ tên: ……………………………………… Lớp: II NỘI DUNG PHỎNG VẤN: Em điền dấu [+] vào ô mà em cho thích hợp để trả lời câu hỏi Câu 1: Em có thích học môn Vật lí không? Rất thích Bình thường [ ] [ ] Không thích [ ] Câu 2: Em thƣờng tự học môn Vật lí vào thời gian nào? (Thường xuyên: [+] ; Đôi khi: [-]; Chưa bao giờ: [0]) - Học thường xuyên vào buổi tuần [ ] - Chỉ học tối hôm trước ngày hôm sau có Vật lí [ ] - Chỉ học giáo viên cho biết trước có kiểm tra [ ] - Chỉ học chuẩn bị thi học kỳ [ ] Câu 3: Em cho khả tự lực học môn Vật lí nhƣ nào? Tốt [ ] Khá [ ] Trung bình [ ] Yếu [ ] Câu 4: Khi làm tập Vật lí em thƣờng: - Học lí thuyết xong làm tập [ ] - Vừa làm vừa xem lại lí thuyết [ ] - Chỉ làm tập dễ [ ] - Chỉ giải tập giao [ ] - Làm hết tập SGK, SBT [ ] Câu 5: Khi tự giải tập Vật lí, em quan tâm đến điều sau đây? - Độ khó hay dễ toán [ ] - Tìm đáp án cho toán [ ] - Tính thực tiễn tượng nêu toán [ ] Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 116 of 166 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 117 of 166 111 Câu 6: Khi gặp phải tập khó em làm gì? - Đọc kỹ lại lí thuyết tiếp tục suy nghĩ [ ] - Thảo luận, trao đổi với bạn bè [ ] - Xem hướng dẫn sách giải tập [ ] - Đợi giáo viên chữa chép lại [ ] Câu 7: Khi giải tập Vật lí em thấy khó khăn điểm nào? - Không tóm tắt đề [ ] - Không nhớ lí thuyết [ ] - Nhớ lí thuyết cách vận dụng [ ] - Không xác định phương hướng giải [ ] - Không biết thực phép toán phức tạp [ ] Câu 8: Những điều dƣới ảnh hƣởng tới khả nhận thức em môn Vật lí? - Hoàn cảnh gia đình [ ] - Tính mạnh dạn hay rụt rè thân [ ] - Sự nhiệt tình phương pháp dạy học giáo viên [ ] - Phương tiện phục vụ cho học tập môn [ ] - Không có nhiều tài liệu tham khảo [ ] - Năng lực nhận thức thân hạn chế [ ] Câu 9: Em cho biết vấn đề sau: (Em đánh dấu [+] vào ô mà em lựa chọn) Một mômen lực không đổi tác dụng vào vật có trục quay cố định Trong đại lượng đây, đại lượng số? - Mô men quán tính [ ] - Khối lượng [ ] - Gia tốc góc - Tốc độ góc [ ] [ ] Đại lượng chuyển động quay vật rắn tương tự khối lượng chuyển động chất điểm là: - Mômen động lượng [ ] - Tốc độ góc [ ] - Mômen quán tính [ ] - Mômen lực [ ] Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 117 of 166 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 118 of 166 112 Trong trường hợp sau đây, vật quay biến đổi đều? - Độ lớn gia tốc góc không đổi [ ] - Độ lớn tốc độ dài không đổi [ ] - Độ lớn gia tốc hướng tâm không đổi [ ] - Độ lớn tốc độ góc không đổi [ ] Một cánh quạt phút quay 30 vòng có tốc độ góc bằng: 0,5 rad/s [ ] 6,28 rad/s [ ] 4,5rad/s [ ] 3,14 rad/s [ ] Một bánh xe quay nhanh dần quanh trục Lúc bắt đầu tăng tốc, bánh xe có tốc độ góc rad/s Sau 10s tốc độ góc tăng lên đến rad/s Gia tốc góc bánh xe bằng: 0,3 rad/s2 [ ] 0,9rad/s2 [ ] 1,2 rad/s2 [ ] 0,6 rad/s2 [ ] Câu 10: Để học tốt môn Vật lí em có đề nghị gì? Ngày tháng năm 2009 Xin chân thành cảm ơn em! Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 118 of 166 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 119 of 166 113 PHỤ LỤC PHIẾU PHỎNG VẤN GIÁO VIÊN VẬT LÍ (Phiếu nhằm mục đích nghiên cứu khoa học, không dùng để đánh giá giáo viên Rất mong nhận ý kiến xác đáng đồng chí) I THÔNG TIN CÁ NHÂN Họ tên:……………………… Nam/nữ:……… Tuổi: Nơi công tác nay: Trường Số năm trực tiếp giảng dạy Vật lí trường THPT: …………………….năm Số lần bồi dưỡng chuyên môn, nghiệp vụ:…………………… lần II NỘI DUNG PHỎNG VẤN Câu 1: Trong lên lớp đồng chí thƣờng sử dụng phƣơng pháp dạy học nào? (Thường xuyên: [+] ; Đôi khi: [-] ; không sử dụng: [0]) - Diễn giảng - minh hoạ [ ] - Thuyết trình - Đàm thoại [ ] - DH nêu vấn đề [ ] - DH theo nhóm nhỏ [ ] - DH Mô hình hoá [ ] - Các phương pháp khác: …………… Câu 2: Đồng chí thƣờng sử dụng hình thức tổ chức giải tập lên lớp? (Thường xuyên: [+], đôi khi: [ - ], không sử dụng: [ ] ) - Giáo viên chữa bài, học sinh ghi chép [ ] - Một học sinh chữa bài, giáo viên nhận xét, lớp chép [ ] - Giáo viên nêu toán cho học sinh tự suy nghĩ làm [ ] - Giáo viên tổ chức cho lớp thảo luận, phân tích để giải toán [ ] Câu 3: Theo đồng chí, mục đích tập là: (Đồng ý: [+]) - Chữa nhiều tập [ ] - Củng cố, khắc sâu kiến thức lí thuyết vận dụng giải tập [ ] - Rèn luyện cho học sinh phương pháp giải tập [ ] Câu 4: Trong tập đồng chí thƣờng kết hợp sử dụng đồ dùng dạy học nào? (Thường xuyên: [+] ; Đôi khi: [-] ; không sử dụng: [0]) - Phiếu học tập [ ] - Tranh ảnh, hình vẽ minh họa [ ] - Máy chiếu đa (Projector) [ ] - Máy chiếu vật thể (camera) [ ] Câu 5: Theo đồng chí lớp đồng chí dạy: - Số học sinh giải tập:………% Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 119 of 166 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 120 of 166 114 - Số học sinh giải tập rõ bước cần thực hiện:… % - Số học sinh có khả tự lực giải tập:……% - Số học sinh giải tập nhiều cách: …… % Câu 6: Đồng chí nhận thấy thái độ học sinh tập Vật lí nhƣ nào? (Đồng ý: [+]; Có thể: [-]; Không đồng ý: [0]) - Rất hăng hái, hứng thú với tập [ ] - Không hăng hái học lí thuyết [ ] - Rất ngại học tập [ ] Câu 7: Theo đồng chí, nguyên nhân dẫn đến học sinh thiếu hứng thú tập? (Đồng ý: [+]; Có thể: [- ]; Không đồng ý: [0 ]) - Do học sinh chưa nắm vững kiến thức lí thuyết [ ] - Do học sinh chưa thấy ý nghĩa kiến thức đời sống[ ] - Do thói quen ỷ lại, lười suy nghĩ [ ] - Do học sinh miền núi khả tư trừu tượng thấp, kĩ phân tích, tổng hợp, so sánh, biện luận [ ] - Do giáo viên chưa có phương pháp hợp lí [ ] - Do yếu tố tác động khác (gia đình, xã hội ) [ ] Câu 8: Những ý kiến khác đề xuất đồng chí cấp quản lí: Ngày tháng năm 2009 Xin chân thành cảm ơn đồng chí! Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 120 of 166 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 121 of 166 115 PHỤ LỤC ĐỀ KIỂM TRA LẦN (15 phút) Câu 1: Một điểm vật rắn cách trục quay khoảng R Khi vật rắn quay quanh trục, điểm có tốc độ dài v Tốc độ góc vật rắn A   v2 R B   v R C   v.R D   v2 R Câu 2: Mômen quán tính vật rắn không phụ thuộc vào A Khối lượng vật B Tốc độ góc vật C Kích thước hình dạng vật D Vị trí trục quay vật Câu 3: Một ròng rọc hình trụ, khối lượng M = kg, bán kính R = 0,4 m, dùng để kéo nước giếng Một xô khối lượng m = kg, buộc vào sợi dây quấn quanh ròng rọc Nếu xô thả từ miệng giếng sau s chạm vào nước Bỏ qua ma sát trục quay mômen quán tính tay quay Lấy g = 9,8 m/s2 Tính: a Gia tốc xô nước lực căng T dây b Độ sâu từ miệng giếng đến mặt nước ĐỀ KIỂM TRA LẦN (15 phút) Câu 1: Nếu tổng mômen lực tác dụng lên vật A Gia tốc góc vật thay đổi C Mômen động lượng vật không đổi B Tốc độ góc vật thay đổi D Gia tốc toàn phần vật không đổi Câu 2: Hai bánh xe A B có động quay, tốc độ góc  A  3B Tỉ số mômen quán tính IB/IA trục quay qua tâm A B có giá trị sau đây? A B C D.1 Câu 3: Một đĩa tròn mỏng, bán kính 50 cm, khối lượng kg quay quanh trục qua tâm đĩa với tốc độ 20 rad/s a Tính mômen động lượng đĩa b Cần thực công tối thiểu để tăng tốc độ quay đĩa lên lần? Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 121 of 166 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 122 of 166 116 PHỤ LỤC HỆ THỐNG BÀI TẬP Chủ đề 1: Chuyển động quay vật rắn quanh trục cố định * Bài tập bản: 1.1 Hãy dựa vào tương tự chuyển động thẳng biến đổi chuyển động quay biến đổi để thành lập phương trình động học chuyển động quay? 1.2 Có phải điểm vật rắn quay quanh trục cố định có tốc độ dài không? Vì sao? 1.3 Hai học sinh A B đứng đu quay tròn, A rìa, B cách tâm đoạn nửa bán kính đu Hãy so sánh tốc độ góc, gia tốc góc A B 1.4 Một cánh quạt máy phát điện chạy sức gió có đường kính m, quay với tốc độ 45 vòng/phút Tính tốc độ dài điểm vành cánh quạt 1.5 Tại thời điểm t = 0, bánh xe đạp bắt đầu quay quanh trục với gia tốc góc không đổi Sau s quay góc 25 rad Tính tốc độ góc gia tốc góc bánh xe thời điểm t = s 1.6 Một vật chuyển động nhanh dần đường tròn bán kính r với gia tốc góc  Tại vị trí vật có gia tốc hướng tâm gia tốc tiếp tuyến, tốc độ dài vật bao nhiêu? 1.7 Một bánh xe có bán kính R quay nhanh dần với gia tốc góc  Tìm gia tốc toàn phần điểm vành bánh xe sau thời gian t kể từ lúc bánh xe bắt đầu chuyển động 1.8 Coi Trái Đất cầu có bán kính R quay quanh trục qua tâm O với chu kì T Một điểm mặt đất vĩ độ  có tốc độ dài gia tốc góc tính nào? 1.9 Giả thiết Trái Đất chuyển động quanh Mặt Trời quĩ đạo tròn, bán kính 150 triệu km Hãy xác định tốc độ góc, tốc độ dài gia tốc hướng tâm Trái Đất chuyển động Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 122 of 166 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 123 of 166 117 1.10 Một cầu thủ bóng chày ném bóng với tốc độ dài 6,93 m/s Nếu cánh tay cầu thủ dài 0,66 m tốc độ góc bóng lúc ném bao nhiêu? Biết tay cầu thủ dang thẳng ném * Bài tập phức hợp: 1.11 Một bánh xe quay nhanh dần Trong thời gian 20 s, tốc độ bánh xe tăng từ vòng/s lên 10 vòng/s a Tính số vòng quay bánh xe thời gian b Biết bán kính bánh xe 30 cm Tính gia tốc hướng tâm gia tốc tiếp tuyến bánh xe thời điểm đạt tốc độ 2,5 vòng/s Chủ đề 2: Phƣơng trình động lực học vật rắn quay quanh trục * Bài tập bản: 2.1 Khi dùng tay đẩy kéo cánh cửa, ta thay đổi yếu tố để làm cánh cửa quay mạnh? Tại nắm cánh cửa lại đặt xa lề? 2.2 Hãy đặt trứng sống lên bàn làm cho quay nhanh Nếu chạm bàn tay vào làm cho dừng lại thả nhanh tay ra, thấy lại quay Hãy giải thích sao? Nếu lặp lại thí nghiệm với trứng luộc kĩ, thấy kết khác Hãy giải thích sao? 2.3 Hãy tìm số ví dụ vật rắn có trục quay không qua khối tâm? 2.4 Tìm biểu thức tính mômen quán tính trục quay qua đầu dài đồng chất có chiều dài l, khối lượng m? 2.5 Một đĩa tròn đồng chất có bán kính R = 0,5m, khối lượng m = 1kg Tính mômen quán tính đĩa trục vuông góc với mặt đĩa tâm O đĩa 2.6 Hai chất điểm có khối lượng kg kg gắn hai đầu nhẹ có chiều dài m Tính mômen quán tính hệ trục quay qua trung điểm vuông góc với thanh? 2.7 Ba cầu nhỏ có khối lượng m, 2m, 3m A gắn vào ba đỉnh A, B, C tam giác cạnh a mặt phẳng Oxy hình vẽ Tính mômen quán tính hệ ba vật trục quay qua O, trung điểm BC vuông góc với mặt phẳng ABC Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 123 of 166 a B O C http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 124 of 166 118 * Bài tập phức hợp: 2.8 Một bánh xe có mômen quán tính trục quay cố định kg.m2, đứng yên chịu tác dụng mômen lực 30 N.m trục quay Bỏ qua lực cản Sau bao lâu, kể từ bắt đầu quay, bánh xe đạt tới tốc độ góc 100 rad/s? 2.9 Một vật hình trụ có mômen quán tính kg.m2 trục quay cố định qua tâm Tại thời điểm t = 0, tác dụng lên vật mômen lực M = 50 N.m hình trụ bắt đầu quay, sau 1,5 s có tốc độ góc 12 rad/s Hỏi ngừng tác dụng mômen lực M thời điểm sau vật dừng lại? Cho mômen cản tác dụng lên vật có giá trị không đổi 2.10 Một đĩa tròn đồng chất khối lượng m = 1,5 kg, bán kính R = 40 cm quay quanh trục vuông góc với mặt đĩa qua tâm đĩa với tốc độ góc   10 rad / s Tác dụng lên đĩa mômen hãm Đĩa quay chậm dần sau khoảng thời gian t  2s dừng lại Tính mômen hãm 2.11 Một cầu đặc đồng chất, có khối lượng M = 1,65 kg, bán kính R = 0,226 m Tính: a Mômen lực làm cầu quay xung quanh trục qua tâm để truyền cho tốc độ góc   317 rad / s 15,5 s Biết lúc đầu cầu đứng yên b Lực tiếp tuyến tác dụng vào điểm cầu xa trục quay  Vì không quan tâm đến lực pháp tuyến Fn 2.12 Một hình trụ đặc khối lượng M, bán kính R, đồng chất, quay không ma sát quanh trục đối xứng nằm ngang Trên hình trụ có quấn nhiều vòng dây nhẹ, không dãn, M đầu dây buộc vật khối lượng m (hình vẽ bên) Cho M = 4m Thả cho hệ chuyển động với tốc độ ban đầu không m Tính tốc độ vật hạ thấp khoảng h 2.13 Hai vật có khối lượng m1 = 0,5 kg m2 = 1,5 kg nối với sợi dây nhẹ, không dãn vắt qua ròng rọc có trục quay nằm ngang cố định gắn vào mép bàn (Hình vẽ bên) Ròng rọc có mômen quán tính 0,03 kg.m2 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 124 of 166 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 125 of 166 119 bán kính 10 cm Coi dây không trượt m2 ròng rọc quay Bỏ qua ma sát a Xác định gia tốc m1 m2 b Tính độ dịch chuyển m2 mặt m1 bàn sau 0,4 s kể từ lúc bắt đầu chuyển động 2.14 Một nặng có khối lượng m1 = 500g, nhẹ có khối lượng m2 = 460g nối với dây không dãn vắt qua ròng rọc (như hình vẽ) Ròng rọc hình trụ đặc đồng chất có bán kính R = 5cm Khi thả từ nghỉ người ta thấy nặng rơi 75 cm s Bỏ qua ma sát ổ trục dây ròng rọc, coi dây không trượt ròng rọc Hãy tính: a Gia tốc vật b Gia tốc góc ròng rọc m2 c Lực căng dây hai nhánh, lấy g = 9,8 m/s2 m1 d Mômen quán tính ròng rọc 2.15 Xác định quy luật chuyển động khối tâm bánh xe ô tô  leo dốc Cho lực kéo F đặt vào trục bánh xe  F không đổi, bánh xe vành tròn đồng chất, có trọng lượng P lăn không trượt từ nghỉ lên dốc  có độ nghiêng góc  so với mặt phẳng ngang Bỏ qua ma sát lăn 2.16 Một cầu đặc đồng chất khối m lượng m, bán kính R lăn không trượt từ đỉnh dốc có chiều cao h (như hình vẽ) Tìm vận tốc khối tâm chân dốc R h  2.17 Trên mặt phẳng nghiêng góc  so với phương ngang, có rãnh giống hệt nhau, người ta thả từ độ cao h đĩa tròn đồng chất vành tròn đồng chất Hai vật lăn không trượt rãnh xuống chân mặt phẳng nghiêng, bỏ qua ma sát a Tính gia tốc khối tâm vật? Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 125 of 166 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 126 of 166 120 b Vật lăn xuống chân mặt phẳng nghiêng trước? Từ có nhận xét kết toán? Chủ đề 3: Mômen động lƣợng Định luật bảo toàn mômen động lƣợng * Bài tập bản: 3.1 Hãy cho biết điều kiện để áp dụng định luật bảo toàn mômen động lượng? 3.2 Một người đứng ghế quay, hai tay cầm hai tạ Khi người dang tay theo phương ngang, ghế người quay với tốc độ góc 1 Sau người co tay lại kéo hai tạ vào gần sát vai tốc độ góc hệ người ghế thay đổi nào? Tại sao? Coi ma sát trục quay nhỏ không đáng kể 3.3 Tại vận động viên trượt băng muốn thực động tác quay thân người thật nhanh phải thu tay chân lại sát thân người? 3.4 Tại nhảy từ ván cầu xuống nước, vận động viên nhảy cầu thường thực động tác gập người bó gối thật chặt lúc xoay người không? Sau họ phải làm để ngừng quay lao vào nước? 3.5 Hai đĩa tròn có mômen quán tính I1 I2 quay đồng trục chiều với tốc độ góc 1 2 Ma sát trục quay nhỏ không đáng kể Sau cho hai đĩa dính vào tốc độ góc hệ có độ lớn xác định nào? 3.6 Một đĩa tròn đồng chất có bán kính R = 0,5 m, khối lượng m = kg quay với tốc độ góc   rad / s quanh trục thẳng đứng qua tâm đĩa Tính mômen động lượng đĩa trục quay 3.7 Coi Trái Đất cầu đồng chất Hãy tính mômen động lượng nó: a Trong chuyển động quay xung quanh trục b Trong chuyển động quay xung quanh Mặt Trời Cho biết Trái Đất có khối lượng M = 6.1024 kg, bán kính R = 6,4.106 m cách Mặt Trời khoảng r = 1,5.108 km 3.8 Một đĩa tròn đồng chất tiết diện đều, đường kính 120 cm, khối lượng kg quay quanh trục qua tâm đĩa vuông góc với mặt phẳng đĩa với tốc độ vòng/s Tìm mômen quán tính mômen động lượng đĩa trục quay nói Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 126 of 166 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 127 of 166 121 * Bài tập phức hợp: 3.9 Một đĩa tròn đồng chất, tiết diện đều, bán kính R, khối lượng m quay không ma sát quanh trục thẳng đứng qua tâm đĩa với tốc độ góc 0 Người ta đặt nhẹ vật nhỏ (có thể coi chất điểm) có khối lượng 0,5 m với vận tốc ban đầu lên điểm mặt đĩa, cách trục quay khoảng 0,5R Tính tốc độ quay đĩa sau đặt vật 3.10 Một vành tròn mảnh, bán kính 50 cm, khối lượng kg quay quanh trục qua tâm đĩa với tốc độ góc 20 rad/s a Tính mômen động lượng đĩa b Cần thực công tối thiểu để tăng tốc độ quay đĩa lên hai lần? 3.11.Hai cầu có khối lượng M = kg gắn hai đầu mảnh khối lượng không đáng kể, dài l = 50 cm Thanh quay không ma sát mặt phẳng thẳng đứng quanh trục nằm ngang qua tâm Khi nằm yên theo phương ngang cục ma tít có khối lượng m = 50 g rơi vào cầu với tốc độ v = m/s dính vào Hỏi: a Tốc độ góc hệ sau cục ma tít rơi vào? b Tỉ số động hệ sau va chạm động hệ trước va chạm Có nhận xét kết đó? M m O  v M 3.12 Một sàn tròn khối lượng M, bán kính R, tiết diện đồng chất quay không ma sát quanh trục thẳng đứng qua tâm sàn với tốc độ góc 0 Trên sàn có người khối lượng m coi chất điểm đứng yên sàn Tại thời điểm, người theo vành sàn với tốc độ u so với sàn, ngược chiều quay đĩa Tính tốc độ góc sàn người với tốc độ nói Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 127 of 166 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 128 of 166 122 Chủ đề 4: Động vật rắn quay quanh trục * Bài tập bản: 4.1 Chứng minh động vật rắn quay quanh trục cố định viết dạng Wd  L2 , I L mômen quán tính 2I mômen động lượng vật rắn trục quay 4.2 Nêu nhận xét vai trò mômen quán tính I công thức tính động quay? 4.3 Hai bánh xe A B có động quay, tốc độ góc  A  3B Tỉ số mômen quán tính IA/IB bao nhiêu?  4.4 Khi vật rắn quay quanh trục chịu tác dụng lực F có độ lớn không đổi tiếp tuyến với quĩ đạo điểm đặt Chứng minh công  1 lực F độ biến thiên động vật: A  I 22  I 12  Wd 2 4.5 Một vật rắn quay quanh trục cố định với tốc độ góc 20 rad/s có mômen động lượng kg.m2/s Tính động quay vật 4.6 Một bánh đà quay nhanh dần từ trạng thái nghỉ sau s có tốc độ góc 200 rad/s có động quay 60 KJ Tính gia tốc góc mômen quán tính bánh đà trục quay * Bài tập phức hợp: 4.7 Hai đĩa tròn có mômen quán tính I1= 5.10-2 kg.m2 I2= 2,5.10-2 kg.m2 quay đồng trục chiều với tốc độ góc 1  10 rad / s 2  20 rad / s Ma sát trục quay nhỏ không đáng kể Sau cho hai đĩa dính vào nhau, hệ quay với tốc độ góc  Động hệ hai đĩa lúc sau tăng hay giảm lần so với lúc đầu? 4.8 Dưới tác dụng mômen hãm không đổi, mômen động lượng bánh đà giảm từ 4,5 kg.m2/s xuống 0,5 kg.m2/s thời gian 2s Biết thời gian trên, động bánh đà giảm 50 J a Tính mômen quán tính bánh đà b Tính góc quay bánh đà 2s nói Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 128 of 166 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 129 of 166 123 4.9 Một người có khối lượng m đứng tâm sàn tròn có trục quay thẳng đứng Ở thời điểm t = 0, người bắt đầu chuyển động theo phương bán kính từ tâm mép sàn với tốc độ u sàn Biết sàn tròn quay với tốc độ góc  không đổi Tính động người trình người chuyển động 4.10 Tính động toàn phần xe chuyển động thẳng với tốc độ v Bốn bánh xe hình trụ đặc đồng chất, bánh xe có khối lượng m, khối lượng phần thân xe không kể bánh xe M  v M m Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 129 of 166 m http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 130 of 166 124 PHỤ LỤC HÌNH ẢNH THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM HĐ kiểm tra chuẩn bị HS HS tìm hiểu đề HS tham gia đề xuất phương pháp giải HS thảo luận nhóm giải tập GV hướng dẫn HS thảo luận tìm kết HS trình bày kết thảo luận nhóm HĐ củng cố, giao nhiệm vụ nhà Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Footer Page 130 of 166 HS tiếp thu, nhận nhiệm vụ học tập http://www.lrc-tnu.edu.vn ... hướng phát huy tính tích cực, tự lực học sinh dạy học tập vật lí chương Động lực học vật rắn (Vật lí 12 - Nâng cao) 1.2 VẤN ĐỀ PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC 1.2.1... hoạt động dạy - học tập Vật lí nhằm phát huy tính tích cực, tính tự lực học tập học sinh THPT miền núi Luận văn đóng góp hệ thống dạng tập chương Động lực học vật rắn (Vật lí 12 - Nâng cao) có... học tập Vật lí chƣơng Động lực học vật rắn (Vật lí 12 - Nâng cao) II MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Nghiên cứu xây dựng tiến trình dạy học tập Vật lí chương Động lực học vật rắn (Vật lí 1 2- Nâng cao) theo