Lưu Nội dung Text: Luận văn: Biên soạn sưu tầm số tập định tính phần “cơ học” vật lý lớp 10 “Biên soạn sưu tầm số tập định tính phần “cơ học” vật lý lớp 10 Chương trình chuẩn Phần : NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG I Lý chọn đề tài Vật lý môn khoa học thực nghiệm, mô tả giới khách quan Trong trình dạy học vật lý giáo viên phải dùng hệ thông tập để học sinh tiếp cận vận dụng kiến thức định luật vào giải thích tượng đời sống Bài tập vật lý có vai trị đặc biệt quan trọng trình nhận thức người học phát triển lực tư người học, giúp người học ôn tập đào sâu, mở rộng kiến thức rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo… Bài tập vật lý có nhiều dạng dạng tập mà giúp cho người học dễ dàng nắm vững lý thuyết , định luật, định lý… liên hệ với thực tiễn nhiều tập định tính Bài tập định tính loại tập đưa với nhiều tên gọi khác : “câu hỏi thực hành, câu hỏi để lĩnh hội, tập logic, tập miệng, câu hỏi định tính, câu hỏi kiểm tra,…” Đặc điểm tập đ ịnh tính nhấn mạnh mặt định tính tượng khảo sát thơng qua tập giúp cho học sinh rèn luyện khả tư logic, tiếp cận thực tiển, rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo, tạo điều kiện cho học sinh đào sâu củng cố kiến thức, phân tích tượng, làm phát triển khả phán đoán, mơ ước sáng tạo, kỹ vận dụng kiến thức lý thuyết để giải thích tượng tự nhiên, đời sống, kĩ thuật Mở rộng tầm mắt kĩ thuật học sinh Bản chất vật lý tượng quen thuộc tồn xung quanh người thể tập định tính Phần học phần mở đầu vật lý phổ thơng nghiên cứu dạng chuyển động cơ, định luật chuyển động Cơ học môn học mở đầu quen thuộc, gần với thực tế không dễ dàng tiếp nhận nghiên cứu học sinh lớp 10 Chính vậy, Bài tập đ ịnh tính s ẽ mang lại hiệu cao trình lĩnh hội học sinh phần học vật lý Tuy nhiên, tập định tính khơng sử dụng rộng rãi trình dạy học vật lý phổng thơng Từ điều phân tích để cao hiệu dạy học phần này, kích thích hướng thú học tập học sinh thiết phải dùng tập định tính cách khoa học vào dạy hoc nên chọn đề tài : II Mục đích nghiên cứu Giúp giáo viên sử dụng, xây dựng lập luận để giải tập định cách hợp lý, khoa học trình dạy học Từ tập định tính giúp rèn luyện kỹ vận dụng lý thuyết để giải thích tượng vật lí thường gặp tự nhiên giải tập định tính nhằm đạt mục tiêu dạy học phần Cơ học III Đối tượng Phạm vi nghiên cứu Cơ sở lý thuyết tập định tính Nội dung kiến thức chương phần học lớp 10 Các tượng vật lý liên quan Phương pháp giải tập định tính Cách sử dụng tập định tính có hiệu Do giới hạn thời gian vài nguyên nhân khách quan nên nghiên cứu sở lý thuyết tập chương phần c học vật lý 10 IV Nhiệm vụ nghiên cứu Nội dung kiến thức phần học vật lý 10 Nêu tập định tính với dạng (giải thích tượng dự đoán tượng) Giải số theo phương pháp cụ thể Tìm đặt số tập tham khảo V Giả thuyết khoa học Bài tập định tính phải sử dụng giải phương pháp phát huy vai trị hiệu Nếu đề tài thành cơng tài liệu tham khảo hữu ích cho giáo viên ngưới học môn vật lý VI Phương pháp nghiên cứu Phương pháp đọc sách tài liệu tham khảo Phương pháp lấy ý kiến chuyên gia Phương pháp toán học VII Đóng góp khoa luận Thơng qua đề tài giúp có nhìn tổng qt mơn học, hiểu sâu chất tượng vật lý từ dùng tập định tính lý thú vào dạy học nhằm kích thích tinh thần học tập học sinh môn học, từ cao hiệu dạy học Đề tài tài liệu tham khảo lý thú cho giáo viên học sinh phần học VIII Dàn ý khóa luận Phần : NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG Lý chọn đề tài I Mục đích nghiên cứu II Đối tượng nghiên cứu III Phạm vi nghiên cứu IV Nhiệm vụ nghiên cứu V Giả thuyết khoa học VI Phương pháp nghiên cứu VII Thời gian nghiên cứu VIII Đóng góp khoa luận IX Dàn ý khóa luận X Phần hai: NỘI DUNG I Cơ sở lý luận tập định tính dạy học vật lý : Khái niệm tập định tính Vai trò tác dụng tập định tính Các dạng tập định tính 3.1 Giải thích tượng 3.1 Dự đốn tượng Phương phap giai bai tâp đinh tinh ́ ́ 4.1 Phương phap Ơristic ́ 4.2 Phương phap đồ thị ́ 4.3 Phương phap thực nghiệm ́ 5.Các bước giải tập định tính 5.1 Tìm hiểu đầu bài, nắm vững giả thiết tập 5.2 Phân tích tượng 5.3 Xây dựng lập luận suy luận kết 5.4 Kiểm tra kết tìm (biện luận) 6.Kế luận chung II Giải tập định tính phần học chương trình lớp 10 (cơ bản) Đăc điêm chung phần học chương trình vât lý 10 Hệ thống tập phương pháp giải tập định tính 2.1 Chương I: Động học 2.1.1 Đặc điểm 2.1.2 Lý thuyết 2.1.3 Hệ thống giai tập định tính Động học 2.1.3.1 Chuyển động 2.1.3.2 Chuyển động thăng đêu 2.1.3.3 Chuyển động thăng biên đôi đêu ́ 2.1.3.4 Sự rơi tự 2.1.3.5 Chuyên đông tron đêu 2.1.3.6 Tương đôi cua chuyên đông Công thức công vân tôc ́ ́ 2.1.4 Ý nghĩa 2.2 Chương II: Động lực học chất điểm 2.2.1 Đặt điểm 2.2.2 lý thuyết 2.2.3 Hệ thống giai tập định tính Động lực học chất điểm 2.2.3.1 Ba định luật Niu-tơn 2.2.3.2 Lực hấp dẫn Định luật vạn vật hấp dẫn 2.2.3.3 Lực đàn hồi lò xo Định luật Húc 2.2.3.4 Lực ma sát 2.2.3.5 Lực hướng tâm 2.2.3.6 Chuyển động ném ngang 2.2.4 Ý nghĩa 2.3 Chương III: Cân chuyển động vật rắn 2.3.1 Đặt điểm 2.3.2 lý thuyết 2.3.3 Hệ thống giai tập định tính Cân chuyển động vật rắn 2.3.3.1 Cân vật chịu tác dụng hai lực ba lực không song song 2.3.3.2 Cân vật có trục quay cố định Momen lực 2.3.3.3 Quy tắc hợp lưc song song chiều 2.3.3.4 Các dạng cân Cân vật có mặt chân đế 2.3.3.5 Chuyển động tịnh tiến vật rắn Chuyển động quay vật răn quanh trục cố định 2.3.3.6Ngẫu lực 2.3.3 Ý nghĩa 2.4 Chương IV: Các định luật bảo toàn 2.4.1 Đặc điểm lý thuyết 2.4.2 lý thuyết 2.4.3 Hệ thống giai tập định tính Các định luật bảo tồn 2.4.3.1 Động lượng Định luật bảo tồn động lượng 2.4.3.2 Cơng Công suất 2.4.3.3 Động 2.4.3.4 Thế 2.4.3.5 Cơ 2.4.3 Ý nghĩa Phần ba: kết luận Kết luận I Đề xuất II Tài liệu tham khảo Phần hai: NỘI DUNG I Cơ sở lý luận tập định tính dạy học vật lý : Khái niệm tập định tính Bài tập định tính tập mà giải, học sinh không cần thực phép tính phức tạp hay sử dụng vài phép tính đơn giản nhẩm Để giải tập định tính học sinh phải thực phép suy luận lôgic sở hiểu rõ chất (nội hàm) khái niệm, định luật vật lí nhận biết biểu chúng trường hợp cụ thể Vai trò tác dụng tập định tính Bài tập định tính có nhiều ưu điểm mặt phương pháp học Nhờ đưa lý thuyết, định luật, quy tắc vật lý vừa học vào đời sống xung quanh Các tập định tính có tác dụng tăng khả hướng thú môn học, tạo điều kiện phát triển óc quan sát, khả phân tích, tổng hợp học sinh Phương pháp giải tập bao gồm suy lý logic dựa kiến thức vật lý mà em học, kinh nghiệm học sinh có đời sống hàng ngày, phương tiện tốt để phát triển tư cho học sinh Việc giải tập định tính rèn luyện cho học sinh hiểu rõ chất vật lý tượng quy luật chúng, dạy cho học sinh biết áp dụng quy luật, kiến thức học vào thực tiển đời sống lao động, sản xuất Việc giải tập định tính giúp học sinh ý phân tích nội dung vật lý tập tính tốn Các dạng tập định tính 3.1 Giải thích tượng Giải thích tượng cho biết tượng xảy ra, xảy vậy, tức biết tượng giải thích nguyên nhân Đối với người học, nguyên nhân đặc tính định luật vật lý Đối với dạng tập này, bắt buột phải thiết lập mối quan hệ tượng cụ thể với số đặc tính vật, tượng với định luật hay lý thuyết vật lý 3.2 Dự đốn tượng Bài tập dự đoán tượng cân vào điều kiện cụ thể đầu bài, xác định điều kiện cụ thể đề bài, xác định định luật chi phối tượng dự đoán tượng xảy xảy Tức là, ta biết điều kiện cụ thể sau tìm quy luật chung chi phối tượng rút kết luận Phương phap giai bai tâp đinh tinh ́ ́ Do tính đa dạng nhiều hình thức tập định tính, mặt phương pháp giải có phương pháp sau: 4.1 Phương phap Ơristic ́ Phương phap Ơristic phương pháp giải vần đề dựa vào tri ́ thức kinh nghiệm lập luận lí Phương pháp sử đ ối với tập định tính phân tích thành nhiều câu hỏi đ ịnh tính nhỏ, đơn giản hơn, có liên quan với mà câu trả lời nằm giả thiết, định luật vật lý mà học sinh biết Với phương pháp giúp cho học sinh rèn luyện khả phân tích tượng vật lý, tổng hợp kiện toán, dung kiến thức học kết hợp với kinh nghiệm sáng tạo để giải tập 4.2 Phương phap đồ thị ́ - Phương pháp đồ thị sừ dụng thông tin tập định tính thể lập bản, đồ thị, mơ hình…Bằng đồ thị tìm kiếm thơng tin xác, trực quan thể mối liên hệ tượng với lý thuyết hay định luật vật lý có liên quan phương pháp đặc biệt có ý nghĩa nội dung đề loạt hình vẽ, thông tin ghi lại giai đoạn xác định tiến trình biến đổi tượng Đối với phương pháp có nhiều ưu điểm trực quan ngắn gọn, phát triển khả tư sáng tạo đặt biệt khả tìm thơng tin từ đồ thị 4.3 Phương phap thực nghiệm ́ -Phương pháp thực nghiệm dùng trường hợp mà tập định tính có liên quan đến thí nghiệm, thực nghiệm vấn đề đó, cách bố trí, tiến hành , dự đoán kết Dùng kiến thức vật lý học đề giải thích tùng giai đoạn kết timg được, chứng minh công thức thực nghiệm Đối với phương pháp đưa học sinh vào vị trí tựa nhà nghiên cứu, phát huy cao độ tính tích cực, tính ham học hỏi, rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo việc sử dụng dụng cụ thid nghiệm vật lý Khi giải tập định tính, phương pháp sử dụng phối hợp, bổ sung cho nhau, mặt phương pháp, ta vạch dàn chung gồm bước nêu phần 5.Các bước giải tập định tính 5.1 Tìm hiểu đầu bài, nắm vững giả thiết tập Bước bao gồm xác định dạng tập, đọc kĩ đề tập để tìm hiểu ý nghĩa vật lý thuật ngữ có đề Tóm tắt đ ầy đ ủ giả thuyết, xác định nội dung câu hỏi làm rõ mặt định tính đề bài, yếu tố bỏ qua Khảo sát chi tiết hình, đồ thị …đã cho tập cần thiết phải vẽ hình để diễn đạt điều kiện đề điều có ý nghĩa quan trọng việc nhận biết diễn biến tượng hay nhận biết mối quan hệ đại lượng vật lý Xác định khái niệm, thuyết,định luật…tương ứng phù hợp với điều kiện tập sở đó, Ta chuyển ngơn ngữ tập ngơn ngữ vật lý Hình dung rõ ràng tượng vật lý 5.2 Phân tích tượng Nghiên cứu kiện ban đầu tập: Những tượng gì, kiện gì, tính chất vật thể, trạng thái hệ đ ể nhận biết chúng có liên quan đến khái niệm nào, quy tắc nào, định luật học vật lý Xác định giai đoạn diễn biến tượng nêu đề bài, khảo sát xem giai đoạn diễn biến bị chi phối đặc tính nào, định luật Hình dung tồn diễn biến tượng đ ịnh luật, quy tắc chi phối 5.3 Xây dựng lập luận suy luận kết Phận loại tập định tính có nhiều cách khác nhau, thường gập hai dạng giải thích tượng dự đốn tượng Đối với loại tập giải thích tượng , ta phải thiết lập mối quan hệ tượng cụ thể với số đặc tính vật hay định luật vật lý, tức phải thực phép suy luận lơgic, c s kiến thức phải đặc tính chung vật định luật vật lý có tính tổng quát áp dụng vào điều kiện cụ thể đề mà kết cuối tượng nêu đề Những tượng thực tế thường phức tạp, định luật vật lý lại đơn giản, nên nhìn khó phát mối quan hệ tượng cho với định luật vật lý biết Trong trường hợp thế, cần phân tích tượng phức tạp tượng đơn giản, cho tượng đơn giản tuân theo định luật hay quy tắc định Tóm lại, cần xây dựng lâp luận sau: + Tìm hiểu đầu dấu hiệu có liên quan đến tính chất vật lý, định luật vật lý biết +Phát biểu đầy đủ tính chất định luật +Xây dựng luận ba đoạn để thiết lập mối quan hệ định luật với tượng cho tức giải thích nguyên nhân tượng Trong trường hợp phức tập phải xây dụng nhiều ba đoạn luận Đối với loại tập dự đoán tượng trước hết cần phải tìm điều kiện cụ thể “khoanh vùng” kiến thức cách vào dấu hiệu ban đầu để liên tưởng, phán đoán chúng liên quan đến quy tắc nào, định luật vật lý học quy tắc, định luật chi phối náo tượng loại Về mặt logic, ta phải thiết lập luận ba đoạn ta biết tiên đề thức hai ( phán đoán khẳng định riêng), cần phải tìm tiên đề thứ ( phán đốn khẳng định chung) kết luận ( phán đoán khẳng định riêng) 5.4 Kiểm tra kết tìm (biện luận) Biện luận thực chất phân tích kết cuối để xem kết tìm có phù hợp với điều kiện nêu đầu tập hay khơng, ngồi việc kiểm tra lại kết cách kiểm tra lại đắn trình lập luận Đối với tập định tính, có nhiều cách để kiểm tra, hai cách thường dùng thực thí nghiệm cần thiết có liên quan để đối chiếu với kết luận dự đoán tượng đối chiếu câu trả lời với nguyên lí hay định luật vật lý tổng quát tương ứng xem chúng có thoả mãn hay không Lựa chọn phương pháp giải tập định tính vật lý 6.1 Lựa chọn tập Hệ thống tập mà giáo viên lựa chọn phải thỏa mãn yêu cầu sau: - Bài tập phải từ dễ tới khó, từ đơn giản đến phức tạp (phạm vi số lượng kiến thức, kĩ cần vận dụng từ đề tài đến nhiều đề tài, số lượng đại lượng cho biết đại lượng cần tìm…) giúp học sinh nắm phương pháp giải loại tập điển hình - Mỗi tập phải mắt xích hệ thống tập, đóng góp phần vào việc củng cố, hoàn thiện mở rộng kiến thức - Hệ thống tập cần bao gồm nhiều thể loại tập: t ập gi ả t ạo tập có nội dung thực tế, tập luyện tập tập sáng tạo, tập cho thừa thiếu kiện, tập mang tính chất ngụy biện nghịch lý, tập có nhiều cách giải khác tập có nhiều lời giải tùy theo điều kiện cụ thể tập mà giáo viên không nêu lên nêu lên điều kiện mà thơi Bài tập giả tạo tập mà nội dung khơng sát với thực tế, trình tự nhiên đơn giản hóa nhiều ngược lại, cố ý ghép nhiều yếu tố thành đối tượng phức tạp để luyện tập, nghiên cứu Bài tập giả tạo thường tập định lượng, có tác dụng giúp học sinh sử dụng thành thạo cơng thức để tính đại lượng biết đại lượng khác có liên quan, thực tế ta đo trực tiếp Bài tập có nội dung thực tế: tập có đề cập đến vấn đ ề có liên quan trực tiếp tới đối tượng có đời sống, kĩ thuật Dĩ nhiên vấn đề thu hẹp đơn giản hóa nhiều so với thực tế Trong tập có nội dung thực tế, tập mang nội dung kĩ thuật có tác dụng lớn mặt giáo dục kĩ thuật tổng hợp Nội dung tập phải thỏa mãn yêu cầu: + Nguyên tắc hoạt động đối tượng kĩ thuật nói đến tập phải gắn bó mật thiết với khái niệm định luật vật lý học +Đối tượng kĩ thuật phải có ứng dụng rộng rãi thực tiễn sản xuất nước ta địa phương nơi trường đóng +Số liệu tập phải phù hợp với thực tế sản xuất + Kết tập phải có tác dụng thực tế, tức phải đáp ứng vấn đề thực tiễn Khi cho học sinh tập vật lý có nội dung kĩ thuật, cần có tập khơng cho đầy đủ kiện để giải, học sinh có nhiệm vụ phải tìm kiện cách tiến hành phép đo tra cứu tài liệu Bài tập luyện tập: dùng để rèn luyện cho học sinh áp d ụng kiến thức học để giải loại tập theo mẫu xác định Việc giải tập loại khơng địi hỏi tư sáng tạo học sinh mà chủ yếu cho học sinh luyện tập để nằm vững cách giải loại tập định Bài tập sáng tạo: tập mà kiện cho đầu không dẫn trực tiếp hay gián tiếp cách giải Các tập sáng tạo có tác dụng lớn việc phát triển tính tự lực sáng tạo học sinh, giúp học sinh nắm vững kiến thức xác, sâu sắc mềm dẻo Bài tập sáng tạo tập giải thích tượng chưa biết sở kiến thức biết Hoặc tập thiết kế, đòi hỏi thực tượng thực, đáp ứng yêu cầu cho 6.2 Sử dụng hệ thống tập: - Các tập lựa chọn sử dụng khâu khác trình dạy học: nêu vấn đề, hình thành kiến thức củng cố hệ thống hóa, kiểm tra đánh giá kiến thức kĩ học sinh - Trong tiến trình dạy học đề tài cụ thể, việc giải hệ thống tập mà giáo viên lựa chọn cho học sinh thường bắt đầu tập định tính hay tập tập dợt Sau học sinh giải tập tính tốn, tập đồ thị, tập thí nghiệm có nội dung phức tạp Việc giải tập tính tốn tổng hợp, tập có nội dung kĩ thuật với kiện không đầy đủ, tập sáng tạo coi kết thúc việc giải hệ thống tập lựa chọn cho đề tài - Cần ý cá biệt hóa học sinh việc giải tập vật lý, thộng qua biện pháp sau 10 + Biến đổi mức độ yêu cầu tập cho loại đối tượng học sinh khaac1 nhau, thể mức độ trừu tượng đầu bài, loại vấn đề cần giải quyết, phạm vi tính phức hợp số liệu cần xử lý, loại số lượng thao tác tư logic phép biến đổi toán học cần sử dụng, phạm vi mức độ kiến thức, kĩ cần huy động + Biến đổi mức độ yêu cầu số lượng tập cần giải, mức độ tự lực học sinh trình giải tập II Giải tập định tính phần học chương trình lớp 10 (cơ ) Đăc điêm chung phần học chương trình vât lý 10 Phần học chương trình vật lý 10 nghiên cứu tính chất chuyển động mà không xét đến nguyên nhân chuyển động, đến nghiên cứu nguyên nhân gây chuyển động nguyên nhân làm biến đổi trạng thái chuyển động học nghiên cứu đến định luật bảo toàn, cân chuyển động vật rắn Những kiến thức thực tế có liên quan thiết phải đươc giáo viên đề cập tập định tính giúp học sinh tượng xảy xung quanh đời sống kỹ thuật Hệ thống tập phương pháp giải tập định tính 2.1 Chương I: Động học 2.1.1 Đặc điểm Động học phần học nghiên cứu cách xác định vị trí vật không gian thời điểm khác mô tả tính chất chuyển động vật cơng cụ tốn học, khơng xét đ ến nguyên nhân chuyển động.Ở chương bao gồm: khái niệm chất điểm, quỹ đạo, hệ quy chiếu, vận tốc, tốc độ trung bình, vận tốc tức thời, tốc độ góc, gia tốc loại chuyển động, đặc điểm chuyển động như: quỹ đạo, gia tốc chuyển động tính tương đối chuyển động Khi bước vào nghiên cứu học sinh dễ dàng tiếp nhận lý thuyết cách dễ dàng đem mà vận dụng vào thưc tế khó khăn Vì thực tế tượng học chịu chia phối nhiều nguyên nhân Bài tập định tính cần thiết việc lựa chọn tập bao hàm tượng vật lý mà gần với kiến thức học 2.1.2 Tóm tắt lý thuyết: 2.1.2.1 Chuyển động cơ: Chuyển động vật thay đổi vị trí vật so với vật khác theo thời gian Khi kích thước vật nhỏ so với phạm vi chuyển động, ta coi vật chất điểm có khối lượng khối lượng vật Những vật có hình dạng kích thước khơng thay đổi theo thời gian gọi vật rắn Để xác định vị trí vật khơng gian ta chọn vật làm mốc, hệ trục toạ độ gắn với vật làm mốc xác định toạ độ vật 10 11 Đã biết rõ quỹ đạo cần chọn điểm làm mốc chiều dương quỹ đạo Để xác định thời gian chuyển động, ta chọn gốc thời gian dùng đồng hồ Hệ quy chiếu bao gồm vật làm mốc, hệ trục toạ độ, thước đo, mốc thời gian đồng hồ 2.1.2.2 Chuyển động thẳng điều ¬ Định nghĩa: - Là chuyển động thẳng đường thẳng vật quãng đường khoảng thời gian r - Là chuyển động thẳng v = const ¬ Vận tốc: - Vận tốc chuyển động thẳng đại lượng Vật Lý đ ặc tr ưng cho nhanh hay chậm chuyển động đo thương số quãng đường khoảng thời gian để hết quãng đường - Biểu thức: s v= t s: quãng đường t: thời gian Trong đời sống gọi độ lớn vận tốc tốc độ Đơn vị : m/s, km/h, cm/s ¬ Gia tốc: nên a=0 Phương trình chuyển động: ( t – t0 ) x = x0 + v Hay : x = x0 + v.t ( t0 = 0) s = v.t ( đường thẳng) x = vt (t0 = 0, x0 = 0) 2.1.2.2 Chuyển động thẳng biến đổi điều ¬ Định nghĩa: Là chuyển động thẳng vận tốc biến thiên (tăng giảm) lượng khoảng thời gian 11 12 ¬ Vận tốc: ← Vận tốc trung bình: - Vận tốc trung bình chuyển động thẳng biến đổi quãng đường định đại lượng đo thương số quãng đường khoảng thời gian để hết quãng đường r rs Biểu thức : v = hay t - Đơn vị : m/s , km/h ← Vận tốc tức thời: - Vận tốc tức thời hay vận tốc điểm cho quỹ đ ạo đo thương số quãng đường nhỏ tính từ điểm cho khoảng thời gian nhỏ để hết quãng đường - Biểu thức : hay ¬ Gia tốc: - Gia tốc đại lượng Vật Lý đặc trưng cho biến thiên nhanh hay chậm vận tốc đo thương số độ biến thiên vận tốc khoảng thời gian xảy biến thiên - Biểu thức: + Gia tốc đại lượng vectơ: u ur ru r v +v a= t t − t0 ur u u r đó: v0 vận tốc thời điểm t0, vt vận tốc thời điểm t r r Hướng: a ∆v vt − v0 Độ lớn: a = ∆t - Phương trình chuyển động: + Cơng thức vận tốc: Phương trình chuyển động: + Cơng thức vận tốc: vt = v0 + a (t − t0 ) + Công thức đường đi: s = v0 + at 2 +Phương trình chuyển động: x = x0 + v0t + at 2 12 13 + Liên hệ a,v,s: v − v0 = 2as 2 2.1.2.4 Sự rơi tự do: ¬ Định nghĩa: - Sự rơi tự rơi vật chân không tác dụng trọng lực Khi sức cản khơng khí: + Các vật có hình dạng khối lượng khác rơi + Mọi vật chuyển động gần mặt đất có gia tốc rơi tự Vật rơi tự chuyển động theo phương thẳng đứng Chuyển động rơi tự chuyển động nhanh dần - Phương trình chuyển động: 12 h= gt , vt = gt , vt2 = gt Chọn vị trí ban đầu vật làm gốc tọa độ, chiều dương hướng từ xuống Ở nơi Trái Đất vật rơi tự có gia tốc, gọi gia tốc rơi tự Thường lấy g = 9,8m/s2 2.1.2.5 Chuyển động tròn Chuyển động trịn chuyển động có đặc điểm: - Quỹ đạo đường tròn - Vật quãng đường khoảng thời gian Vectơ vận tốc vật chuyển động trịn có : - phương tiếp tuyến với đường tròn quỹ đạo, chều hướng theo chiều chuyển động - độ lớn v = Δs/Δt Vận tốc góc là: ω = Δα/Δt Δα góc mà bán kính nối từ tâm đến vật quyét khoảng thời gian Δt Đơn vị vận tốc rad/s Công thức liên hệ độ lớn vận tốc dài với vận tốc góc : v = rω Chu kì chuyển động tròn thời gian cần thiết để vật vịng Cơng thức liên hệ vận tốc dài với vận tốc góc: T = 2π/ω 13 14 Tần số chuyển động tròn số vòng mà vật giây Đơn vị tần số vịng/giây Cơng thức lên hệ chu kỳ tần số: f = 1/T Gia tốc chuyển động trịn ln ln nằm theo bán kính hướng vào tâm quỹ đạo và có độ lớn là: aht = v2/r = rω2 2.1.2.6 Tương đôi cua chuyên đông Công thức công vân tôc ́ ́ Hình dạng quỹ đạo chuyển động hệ quy chiếu khác khác Vận tốc vật chuyển động với hệ quy chiếu khác khác Vận tốc có tính tương đối Cơng thức cộng vận tốc : Vận tốc vật vật tổng vectơ vận tốc vật vật vận tốc vật vật uur uur uuu r v1,3 = v1,2 + v2,3 uur v1,3 vận tốc tuyệt đối uur v1,2 vận tốc tương đối uuur v2,3 vận tốc kéo theo Trong trường hợp chuyển động phương cơng thức vectơ chuyển thành cơng thức đại số 2.1.3 Hệ thống giai tập định tính Động học 2.1.3.1 Chuyển động Đây học chuyển động học giúp học sinh hình thành sở động học cần làm rõ chất vật lý phần, cụ thể tập sau: Bài 1: Một số hành khách ngồi khoang kín tàu thủy di chuyển biển Họ khơng biết họ có chuyển động với tàu thủy biển không chuyển động Cảm giác họ có không? Tại sao? Bài giải: - Bài tập dạng giải thích tượng: Giải thích cảm giác khơng phải dựa sở tâm lý học mà sử dụng kiến thức vật lý để xét xem đối tượng chuyển động 14 15 điều kiện để xét chuyển động không đủ điều kiện cảm giác người tàu Phương pháp giải: Đối với học sinh lớp 10 em học kiến thức chuyển động khái niệm động lực học, với tập em cần suy nghĩ đơn giản giải Đề giải tập cần thực theo bước sau: Bước 1: Tìm hiểu đầu bài, nắm vững giả thiết tập Theo đầu hành khách tàu chuyển động tức có chuyển động cơ, người tàu xem chất điểm Rõ ràng tàu người ngồi khoang chuyển động với vận tốc lớn không gian Lý thuyết cần vận dụng là: Khi khảo sát chuyển động chất điểm ta chọn vật làm mốc gắn vào hệ quy chiếu mốc thời gian Bước Phân tích tượng Hành khách tàu chuyển động với vận tốc lớn không gian bao la mặt biển khoảng cách đến bời đảo lớn nên xem vật làm mốc Để dễ dàng em phải đặt những câu hỏi nhỏ từ đề bài: hành khách tàu chuyển động nào? Xung quanh có vật gần làm mốc khơng? Xác định chuyển động ta phải làm gì? Bước Xây dựng lập luận suy luận kết Theo lý thuyết để khảo sát chuyển động chất điểm ta chọn vật làm mốc gắn vào hệ quy chiếu mốc thời gian Cả tàu người chuyển động mà cảm giác phi cơng khơng chuyển động khơng xác định vật làm mốc Cảm giác hành khách Bước biện luận Khi ta xe hay tàu chuyển động khơng nhìn xung quanh ta có cảm giác khơng chuyển động Trường hợp có nhiều vật thể xung quanh đứng yên hay chuyển động dễ dàng tìm vật làm mốc phi cơng thấy tàu chuyển động Qua tập mở rộng cho học sinh trường hợp tương tự tàu biển, hành khách máy bay khơng nhìn xuống…Loại tập tương đối đơn giản giúp học sinh củng cố kiến thức vừa học liên hệ với thực tế Bài 2: Từ tâm đĩa quay người ta búng viên bi lăn theo lòng máng đặt bán kính đĩa Hỏi quỹ đạo viên bi đĩa Trái Đất có hình gì? Bài giải 15 16 - Bài tập dạng giải thích tượng: Chuyển động viên bi đĩa quay quỹ đạo đơn giản học sinh dễ bị nhầm cho quỹ đạo Từ tượng đời sống hàng ngày giúp học sinh phân tích rõ ràng Phương pháp giải: Suy luận logic, thực hiên theo bước sau: Bước 1: Tìm hiểu đầu bài, nắm vững giả thiết tập Viên bi giữ cho chuyển động thẳng vào tâm đĩa quay nên có dạng quỹ đạo khác so với đĩa mặt đất Lý thuy ết học quỹ đạo đường vạch chất điểm chuyển động Bước 2: Phân tích tượng Khảo sát chuyển động bi so với đĩa Trái Đất: đĩa quay tròn, viên bi chuyển động thẳng vào tâm cầu Bước 3: Xây dựng lập luận suy luận kết Kiến thức cần dùng chất chuyển động vạch đường khơng gian, đường quỹ đạo chất điểm Viên bi xem chất điểm chuyển động vạch quỹ đạo khác đối tượng khác Viên bi chuyển động máng đường thẳng máng cố định so với mặt đất nên quỹ đạo viên bi trái đất đường thẳng Nếu cố định viên bi quỹ đạo viên bi vạch lên đĩa đường tròn Khi viên bi tiến tâm đĩa vạch nên đường xoắn ốc Vậy quỹ đạo viên bi đĩa đường xoắn ốc Bước 4: Biện luận Một chất điểm chuyển động đối tượng khác có quỹ đạo khơng giống Bài tập tương tự: Bài 3: Khi xe đạp đường thẳng, giải thích quỹ đạo đầu van xe? Lời giải: Nếu người quan sát đứng bên lề đường, xe đạp chạy đừng thẳng đầu van quỹ đạo xicloit Đối với người quan sát ngồi xe, van xe chuyển động với quỹ độ dường tròn Bài 4: Một truyện dân gian có kể : Khi chết phú ông đ ể l ại cho người hũ vàng chôn khu vườn rộng mảnh giấy ghi: Đi phía đơng 23 bước chân , sau rẽ phải bước chân , đào sâu 3m Hỏi với dẫn người có tìm hũ vàng khơng ? Vì ? Lời giải : 16 17 Muốn Người chẳng tìm hũ vàng khơng có vật làm mốc Bài 5: Viên đạn đươc bắn từ nồng súng chuyển động theo hai giai đoạn chuyển động nòng súng sau bay tới mục tiêu xa, hỏi giai đoạn viên đạn coi chất điểm, giai đoạn viên đạn không coi chất điểm? Giai đoạn đạn rời nòng súng bay tới mục tiêu xem chất điểm 2.1.3.2 Chuyển động thẳng điều Đối với phần chuyển động chất điểm em dễ dàng nhận kiến thức chủ yếu khái niệm nên hiệu cao dùng tập suy luận đơn giản câu hỏi thí nghiệm dùng đồ thị, cụ thể là: Bài 1: Từ hai địa điểm AB cách 35 km, có hai ơtơ chuyển động thẳng ngược chiều với vận tốc 20 km/h 15 km/h Có chim từ ôtô thứ bay thẳng sang chạm vào ôtô thứ hai, lại bay thẳng sang chạm ôtô thứ với vận tốc không đổi 120 km/h Biết thời gian chim chạm vào ôtô không đáng kể Hỏi hai hai xe gặp chim bay tổng quãng đường bao nhiêu? Bài giải Bài tập dự đoán kết Học sinh dùng kiến thức chuyển động thẳng mà trả lời nhanh câu hỏi vừa nêu Đối với học sinh vừa đọc vào thấy phức tạp chim đổi hướng nhiều lần Kiến thức em cần dùng khái niệm chuyển động thẳng mối liên hệ quãng đường,vận tốc thời gian Để giải tập ta thực theo bước sau: Bước 1: Tìm hiểu đầu bài, nắm vững giả thiết tập Các xe chuyển động thẳng tức chuyển động thẳng đường thẳng vật quãng đường khoảng thời gian Bước 2: Phân tích tượng Hai xe chuyển động ngược chiều với hai ô tô cách 100 m Mỗi chuyển động chuyển động thẳng Tốc độ chim lớn đến chạm vào xe nhiều lần đại lượng cần tìm quãng đường chim bay Bước 3: Xây dựng lập luận suy luận kết Trong chuyển động thẳng quãng đường tỉ lệ thuận với thời gian s = v.t 17 18 Vì AB cách 100 km nên để hai ơtơ gặp ơtơ thứ phải đoạn 36 km ôtô thứ hai chuyển động đoạn 64 km, nghĩa hai ôtô gặp sau 1h Vậy sau 1h chim bay 120km Bước 4: biện luận Chuyển động thẳng đều, tìm qng đường ta cần có vận tốc thời gian thời gian có nên việc tính tốn đẽ dàng Bài tập đưa vào củng cố học hay đặt vấn đề Phát triển khả tư học sinh Bài 2: Đồ thị biểu diễn biến thiên đường ba vật theo thời gian Các vật chuyển động nào? Bài giải Bài tập giải thích dựa đồ thị Từ hình vẽ cho nêu lên tính chất chuyển động khai thác thơng tin từ hình vẽ, giải theo bước: Bước 1:Quan sát, thu thông tin từ hình Đồ thị đường thẳng hệ trục (Oxt) đường thẳng có độ dốc khác Bước 2: phân tích Mỗi đường thẳng biểu diễn chuyển động vật, độ dốc II, I, III Góc xuất phát khác Bước 3: Xây dựng lập luận suy luận kết quả: Cả ba đồ thị đường thẳng chứng tỏ vật chuyển động Độ dốc đồ thị hay góc hợp đồ thị trục thời gian cho phép so sánh vận tốc vật chuyển động thẳng Vì dựa vào hình ta thấy vật II chuyển động nhanh có độ dốc lớn nhất, vật III chuyển động chậm có độ dốc nhỏ Giao điểm đồ thị với trục Ox cho biết khoảng cách từ vật đến vị trí làm mốc hệ quy chiếu chọn thời điểm ban đầu Còn giao điểm đồ thị với trục thời gian Ot thời điểm chọn để xác định chuyển động Giao điểm đồ thị với cho biết thời điểm hai chuyển động gặp tọa độ xác định Bước 4: Biện luận Đồ thị nêu lên tích chất chuyển động thẳng điều thông qua đường: độ dốc, góc xuất phát… Đối với học chủ yếu giúp em khả tìm kiếm thơng tin từ đồ thị Hiện viết khoa học đa số điều có đồ thị kèm theo đồ thị tải nhiều thơng tin khoa học 18 19 2.1.3.3 Chuyển động thẳng biến đổi điều Bài tập định tính thí nghiệm : Ghép hai thước bẹt dài L(m) đủ lớn để có đủ thời gian khảo sát chuyển động tạo thành máng chữ V Gác đ ầu máng lên sách để tạo thành máng nghiêng Lựa chọn chiều dày sách viên bi bắt đầu thả lăn từ đầu máng trọn chiều dài L(m) t(s) Từ thí nghiệm đặt câu hỏi định tính sau: a/ Chuyển động viên bi lăn máng nghiêng chuyển động gì? Gia tốc bi phụ thuộc vào yếu tố nào? Bước 1: Tìm hiểu đầu bài, nắm vững giả thiết tập Viên bi chuyển động máng nghiêng quan sát thấy viên bi chuyển động với vận tốc lớn Nếu tăng góc nghiêng biến đổi vận tốc lớn, tốc độ viên bi tăng nhanh hơn, giảm góc nghiêng ngược lại Bước 2: Phân tích tượng Chuyển động bi lăn máng nghiêng, bỏ qua ma sát viên bi chịu tác dụng trọng lực, phản lực máng nghiêng lên bi Dưới tác dụng hợp lực khơng đổi gia tốc sinh khơng đổi suốt thời gian chuyển động lăn bi máng nghiêng Bước Xây dựng lập luận suy luận kết Càng xuống thấp vận tốc bi tăng nên chuyển động nhanh dần Gia tốc không đổi độ lớn gia tốc trường hợp phụ thuộc vào độ dốc máng nghiêng, tăng máng dốc Độ lớn gia tốc phụ thuộc vào thành phần trọng lực theo phương mặt phẳng nghiêng, thành phần theo phương vng góc với mặt phẳng nghiêng triệt tiêu với phản lực máng Mà thành phần tỉ lệ với độ dốc máng (góc α hợp máng mặt phẳng nằm ngang) Vậy gia tốc phụ thuộc vào góc α Bước 4: Biện luận Có thể khẳng định lập luận dùng tính tốn chứng minh thực nghiệm từ thí nghiệm điều giáo viên học sinh tự làm b/Quãng đường viên bi khoảng thời gian t/2 bao nhiêu? Nếu vội vã bạn dễ dàng đoán sai quãng đường nửa chiều dài máng, tức L/2(m) Nhưng kết luận vật chuyển động thẳng (s tỉ lệ t), viên bi chuyển động nhanh dần chưa 19 20 Bước 1: Tìm hiểu đầu bài, nắm vững giả thiết tập Chuyển động bi chuyển động nhanh dần khác với chuyển động thẳng nên quãng đường không tỉ lệ với thời gian cịn có thêm thành phần gia tốc Cần tính quãng S mà bi thời gian bi hết quãng đường L Bước 2: Phân tích tượng Quãng đường bi S = L với thời gian t có t/2 chuyển động nhanh dần khơng vận tốc đầu nên phải dùng công thức : 12 s= at Bước Xây dựng lập luận suy luận kết Từ cơng thức tính qng đường s = at ta thấy chuyển động nhanh dần (S tỉ lệ t 2) nên quãng đường giảm so với chuyển động thẳng lần độ dài máng nghiêng Bước 4: Biện luận: + Gia tốc a định trạng thái chuyển động Chuyển động r với gia tốc a bao hàm chuyển động thẳng + Quy luật biến đổi gia tốc xác định quy luật thay đ ổi c chuyển động Khi: a=0: chuyển động thẳng đều, a = const :chuyển động biến đổi đều, a const :chuyển động biến đổi theo quy luật biến đổi gia tốc a b/Nếu thả hai viên bi cho lăn lúc từ hai vị trí L L/2 chúng lăn xuống lúc rời xa hay lúc lại gần hơn? Bước 1: Tìm hiểu đầu bài, nắm vững giả thiết tập Đặt hai viên bi hai vị trí khác máng nghiêng Nhiệm vụ đặt dự đoán khoảng cách chúng trình lăn Bước 2: Phân tích tượng Cả hai viên bi chuyển động nhanh dần với gia tốc a ta có s = at thời gian s phụ thuộc vào a a phụ thuộc vào α Bước Xây dựng lập luận suy luận kết Tính chất chuyển động mặt phẳng nghiêng a phụ thuộc vào độ dốc mặt phẳng nghiêng.Với vật thả từ mặt phẳng nghiêng với độ dốc gia tốc chúng Và hai viên bi thả lúc không vận tốc đầu nên chúng quãng đường khoảng thời gian 20 ... sở lý luận tập định tính dạy học vật lý : Khái niệm tập định tính Bài tập định tính tập mà giải, học sinh không cần thực phép tính phức tạp hay sử dụng vài phép tính đơn giản nhẩm Để giải tập định. .. tiến trình dạy học đề tài cụ thể, việc giải hệ thống tập mà giáo viên lựa chọn cho học sinh thường bắt đầu tập định tính hay tập tập dợt Sau học sinh giải tập tính tốn, tập đồ thị, tập thí nghiệm... hỏi tư sáng tạo học sinh mà chủ yếu cho học sinh luyện tập để nằm vững cách giải loại tập định Bài tập sáng tạo: tập mà kiện cho đầu không dẫn trực tiếp hay gián tiếp cách giải Các tập sáng tạo