Phương pháp thực nghiệm trong dạy học môn vật lý nhằm góp phần nâng cao đội tuyển học sinh giỏi ở trường THCS

Mục lục Mở đầu ……………………………………………………………………2 1.1 Lí chọn đề tài…………………………………………………………2 1.2 Mục đích nghiên cứu…………………………………………………….2 1.3 Đối tượng nghiên cứu……………………………………………………2 1.4 Phương pháp nghiên cứu……………………………………………… 2 Nội dung sáng kiến kinh nghiệm………………………………………… 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 2.3 Các giải pháp thực 2.3.1 Cơ sở lí thuyết .4 2.3.2 Phương pháp giải cụ thể 2.3.3 Các ví dụ minh họa .5 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm 16 Kết luận, kiến nghị .17 3.1 Kết luận 17 3.2 Kiến nghị 17 Tài liệu tham khảo 18 Phụ lục 19 PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM TRONG DẠY HỌC MÔN VẬT LÍ NHẰM GÓP PHẦN NÂNG CAO ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI Ở TRƯỜNG THCS  Mở đầu 1.1 Lí chọn đề tài: Bài toán có nội dung thực nghiệm nội dung quan trọng thường gặp chuyên đề BDHSG Thông thường học sinh nắm phương pháp giải tập vận dụng làm tốt tập chương trình, nhiên gặp toán thực nghiệm học sinh gặp phải khó khăn lúng túng khó tìm hướng giải toán cách xác Đặc biệt toán giới hạn cho số dụng cụ thí nghiệm việc xác định giá trị đại lượng cho trước toán phức tạp học sinh Vì việc tổng hợp, khái quát thành phương pháp giải toán thực nghiệm môn vật lí chìa khoá giúp học sinh biến toán thực nghiệm phức tạp thành toán đơn giản, có lối riêng cách rõ ràng, từ dễ dàng vận dụng vào giải tập thực nghiệm khác chương trình môn Việc nắm vững phương pháp giải toán thực nghiệm góp phần nâng cao chất lượng đội tuyển HSG môn vật lí nói chung, qua giúp em chủ động việc tiếp thu kiến thức môn học, giúp em học đôi với hành, khơi dậy em lòng đam mê khoa học nói chung môn vật lí nói riêng Mặt khác tài liệu toán thực nghiệm không nhiều, gây khó khăn cho giáo viên học sinh việc ôn luyện dạng tập Với lí trên, chọn đề tài "Phương pháp thực nghiệm dạy học môn Vật lí nhằm góp phần nâng cao đội tuyển học sinh giỏi trường THCS" 1.2 Mục đích nghiên cứu: Tìm phương pháp để giải toán thực nghiệm thuộc phần: Cơ học, nhiệt học điện học Qua góp phần nâng cao chất lượng đội tuyển học sinh giỏi môn vật lí 1.3 Đối tượng nghiên cứu: - Là học sinh đội tuyển học sinh giỏi môn vật lí khối khối trường THCS Hà Sơn - Các tập có nội dung thực nghiệm chương trình BDHSG môn vật lí THCS 1.4 Phương pháp nghiên cứu: Để thực nhiệm vụ nghiên cứu nêu trên, thực phương pháp nghiên cứu sau : + Nghiên cứu lý thuyết : tổng quan tài liệu lí luận dạy học; văn đạo đổi mới, nâng cao chất lượng dạy học trường phổ thông; sách tập thí nghiệm vật lí, tập nâng cao, chuyên chọn + Từ việc nghiên cứu lí thuyết lựa chọn tập bản, điển hình cho dạng sau tổng hợp thành phương pháp giải cho toán thực nghiệm phần chương trình môn vật lí THCS + Áp dụng vào trình dạy bồi dưỡng đội tuyển HSG Nội dung sáng kiến kinh nghiệm: 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến Bài tập thực nghiệm tập mặt kết thí nghiệm khảo sát Các tập giải cách vận dụng tổng hợp kiến thức lý thuyết thực nghiệm, kỹ hoạt động trí óc thực hành, vốn hiểu biết vật lý, kỹ thuật thực tế đời sống Việc giải tập thực nghiệm đòi hỏi học sinh phải tự xây dựng phương án, lựa chọn phương tiện, xác định điều kiện thích hợp, tự thực thí nghiệm theo quy trình, quy tắc để thu thập, xử lý kết nhằm giải cách khoa học, tối ưu toán cụ thể đặt Loại tập có tác dụng toàn diện việc đào tạo, giúp học sinh nắm vững kiến thức, kỹ lý thuyết thực nghiệm môn vật lý Các dạng tập sử dụng với nhiều mục đích, vào thời điểm khác Thông qua tập thực nghiệm, học sinh bồi dưỡng, phát triển lực tư duy, lực thực nghiệm, lực hoạt động tự lực, sáng tạo, bộc lộ rõ khả sở trường, sở thích vật lý Giải tập thí nghiệm hình thức hoạt động nhằm nâng cao chất lượng học tập, tăng cường hứng thú, gắn học với hành, lý luận với thực tế, kích thích tính tích cực, tự lực, trí thông minh, tài sáng tạo, tháo vát… học sinh Đây biện pháp để phát học sinh khá, giỏi vật lý Bài tập thực nghiệm tạo học sinh động học tập, hăng say tò mò khám phá xây dựng kiến thức mới, gây cho học sinh hứng thú, tự giác tư độc lập, tích cực sáng tạo Thông qua tập thực nghiệm tạo học sinh khả tổng hợp kiến thức lý thuyết thực nghiệm, kỹ hoạt động trí óc thực hành cách khéo léo, vốn hiểu biết vật lý, kỹ thuật thực tế đời sống nhằm phát huy tốt khả suy luận, tư lôgic Với tập thực nghiệm, học sinh đề xuất phương án thí nghiệm khác gây không khí tranh luận sôi lớp 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm Giải tập vật lí hoạt động tự lực quan trọng học sinh học tập vật lí Trong hệ thống tập vật lí trường THCS nay, chủ yếu yêu cầu học sinh vận dụng kiến thức học để giải thích, dự đoán số tượng thực tế hay tính toán số đại lượng trường hợp cụ thể Một thực trạng trường THCS nhiều giáo viên nặng “chữa tập” cho học sinh chưa ý mức đến việc hướng dẫn học sinh suy nghĩ, lập luận để tìm lời giải Do học sinh tiếp thu kiến thức cách thụ động, đặc biệt tìm lời giải cho tập, em thích làm tập mà áp dụng công thức, thay số tính toán nêu lại, phát biểu lại kiến thức học Bài toán thực nghiệm giúp em khắc phục nhược điểm 2.3 Các giải pháp thực hiện: 2.3.1 Cơ sở lí thuyết: Muốn làm tốt tập có nội dung thực nghiệm ta cần nắm vững kiến thức sau: a Đối với phần học + Hệ thức liên hệ khối lượng, khối lượng riêng thể tích D= m V + Điều kiện cân loại máy đơn giản + Biểu thức áp suất, nguyên lí bình thông + Biểu thức xác định lực học như: trọng lượng vật P= dVV= 10.m; lực đẩy ác-si-mét FA= dlV… + Cấu tạo, cách sử dụng vai trò dụng cụ thí nghiệm (Thước thẳng, lực kế, bình chia độ, bình tràn, cân ) b Đối với phần nhiệt học: + Kỹ phân tích diễn biến trình trao đổi nhiệt vật +Phương trình cân nhiệt: Qtỏa = Qthu + Các đặc điểm, trạng thái vật trình chuyển thể (nóng chảy, đông đặc, bay hơi, ngưng tụ) + Các công thức tính nhiệt lượng thu vào, tỏa (Q= m.C ∆ t) tương ứng với trình tăng nhiệt độ, giảm nhiệt độ; nóng chảy, đông đặc (Q= m λ ); bay hơi, ngưng tụ( Q= m.L) + Sự liên quan kiến thức học nhiệt học + Cấu tạo, cách sử dụng vai trò dụng cụ thí nghiệm (Nhiệt kế, nhiệt lượng kế, cân ) + Định luật bảo toàn lượng c Đối với phần điện học: + Biểu thức định luật ôm I= U R + Các tính chất đoạn mạch nối tiếp, song song + Công thức tính điện trở R= ρ l d2 , tiết diện tròn S= π.r2 = π S + Các công thức tính công, công suất, biểu thức định luật Jun-len-xơ + Cấu tạo, cách sử dụng vai trò dụng cụ thí nghiệm (Ampe kế, vôn kế, thước, ) 2.3.2 Phương pháp giải cụ thể: Bước 1: Xác định tác dụng cụ thể dụng cụ đo: Cân để đo khối lượng, thước để đo chiều dài, bình chia độ bình chứa để đo thể tích, lực kế để đo trọng lượng vật để đo lực tác dụng vào vật… Bước 2: Xác định phương án sử dụng dụng cụ để đo đại lượng tương ứng Bước 3: Xác lập mối liên hệ đại lượng đo đại lượng cần xác định qua công thức học biết Từ mối liên hệ suy giá trị đại lượng cần xác định 2.3.3 Các ví dụ minh họa: a Phần học Bài 1: Hãy nêu phương án xác định khối lượng riêng thủy ngân với dụng cụ sau: + Lọ thủy tinh rỗng đủ lớn + Nước có khối lượng riêng D + Cân đồng hồ có độ xác cao Hướng dẫn giải: Bước 1: Ta dùng cân để đo khối lượng lọ, nước thủy ngân Bước 2: + Dùng cân xác định khối lượng riêng lọ rỗng m + Đổ đầy nước vào lọ xác định khối lượng lọ nước m ⇒ Khối lượng nước lọ m n = m - m + Đổ ra, đổ đầy thủy ngân vào lọ Dùng cân xác định khối lượng lọ thủy ngân m ⇒ Khối lượng thủy ngân lọ là: m Hg = m - m (2) Bước 3: + Thể tích nước lọ tính là: V = mn m1 − m = D D (1) + Do dung tích lọ không đổi nên khối lượng riêng thủy ngân tính: D Hg = m Hg V (3) m −m  Thay (1) (2) vào (3) ta có: DHg = D  m1 − m  Bài 2: Hãy nêu phương án xác định tỉ số khối lượng riêng hai chất lỏng cho trước nhờ dụng cụ sau: + Hai bình chứa chất lỏng khác + Đòn bẩy, hai nặng có khối lượng + Giá đỡ, thước thẳng Hướng dẫn giải: Bước 1: Dùng thước thẳng để đo chiều dài cánh tay đòn Bước 2: A FA lA lB B C P P + Nhúng chìm nặng vào chất lỏng 1, hệ thống cân ta có: (P- F A ) l A = P lB (1) + Sau nhấc nặng nước nhúng chìm vào chất lỏng 2, hệ thống cân ta có: (P- F ' A ) l A' = P l ' B (2) Trong P trọng lượng vật; F A FA’ lực đẩy Ác-si-mét chất lỏng chất lỏng 2; l A , lB cánh tay đòn tương ứng nhúng vật vào chất lỏng 1; l A' , lB ' cánh tay đòn tương ứng nhúng vật vào chất lỏng Bước 3: l B Từ (1) ta có: l = A Từ (2) ta có: P − FA F F l −l = 1− A ⇔ A = A B P P P lA FA' l A' − l ' B = P l 'A (3) (4) ' ' F ' A lA ( lA − l B ) = Chia (4) cho (3) ta có: FA l ' A ( l A − lB ) (5) Với FA= 10DV ; FA’= 10D’V; D D’ khối lượng riêng chất lỏng Thay FA FA’ vào biểu thức (5) ta có: ' ' D' lA ( lA − l B ) = D l ' A ( l A − lB ) (*) Đo l A , lB , l ' A , l ' B thước thay vào biểu thức (*) ta xác định tỉ số khối lượng riêng D' hai chất lỏng cho D Bài 3: Cho cốc nước, cốc chất lỏng không hòa tan nước, ống thủy tinh hình chữ U, thước đo chiều dài Hãy nêu phương án xác định khối lượng riêng chất lỏng +++ +++ +++ Hướng dẫn giải: +++ +++ Bước 1: Dùng thước thẳng để đo chiều cao +++ cột chất lỏng +++ +++ ’ Bước 2: +++ h +++ h +++ A +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ B + Đổ nước chất lỏng cần xác định khối lượng riêng vào hai nhánh ống chữ U; dùng thước đo độ cao cột chất lỏng hai nhánh so với điểm đó; h độ cao cột nước, h’ độ cao cột chất lỏng Bước 3: + Ta có pA = pB ⇔ 10Dh = 10D’h’ (1) Với D D’ khối lượng riêng nước chất lỏng Từ (1) ⇒ D’ = D h (2) h' Với D = 1000kg/m3; h h’ đo thước nên ta xác định khối lượng riêng D’ chất lỏng theo biểu thức (2) Bài 4: Hãy nêu phương án xác định tỉ lệ khối lượng đồng sắt cân với dụng cụ sau: - Lực kế - Một bình chứa nước vạch chia độ bỏ lọt cân vào mà nước không tràn - Biết khối lượng riêng nước, đồng, sắt Hướng dẫn giải: Bước 1: Lực kế dùng để đo trọng lượng vật, hợp lực tác dụng vào vật nhúng vật nước Bước 2: + Treo cân vào lực kế, số lực kế trọng lượng P cân Với P = 10m= 10(m1+ m2) ⇔ m1+ m2 = P 10 ⇔ D1V1 + D2V2 = P (1) 10 ( m1, D1, V1; m2, D2, V2 khối lượng, khối lượng riêng, thể tích đồng sắt cân) + Treo cân vào lực kế nhúng chìm vào nước, số lực kế P’ Với P’ = P – FA ⇔ P’ = P – 10DV ⇔ V= P − P' 10 D ( D khối lượng riêng nước) Bước 3: + Mà V= V1 + V2 ⇒ V1 + V2 = P − P' (2) 10 D P − P' Từ (2) ⇒ V2 = - V1 (3) 10 D P P − P' + Thay (3) vào (1) ta có: D1V1 + D2( - V1) = 10 10 D ' P ( D − D ) − P D2 ⇒ V1 = (4) 10 D( D2 − D1 ) ' P − P ' P ( D − D ) − P D2 + Thay (4) vào (3) ta có: V2 = 10 D( D2 − D1 ) 10 D ' P( D − D1 ) + D1 P ⇒ V2 = 10 D( D2 − D1 ) m DV D Ta có tỉ số = 1 = − m2 D2V2 D2  P ( D − D2 ) + D2 P '    '   P ( D − D1 ) + D1 P  Vì D1, D2, D biết; P, P’ xác định từ số lực kế nên ta xác định tỉ số m1 , tỉ lệ khối lượng đồng sắt cân m2 Bài 5: Một cầu sắt bên có phần rỗng Hãy nêu cách xác định thể tích phần rỗng với dụng cụ có phòng thí nghiệm Biết khối lượng riêng sắt Ds Hướng dẫn giải: Bước 1: Dụng cụ cần: Cân cân, bình chia độ, (bình tràn cầu to bình chia độ) bình nước, cốc Bước 2: + Cân cầu ta khối lượng m suy thể tích phần đặc (sắt) cầu Vđ = m D + Đổ lượng nước vào bình chia độ cho đủ chìm vật, xác định thể tích lượng nước đổ vào V1 + Thả cầu vào bình chia độ, mực nước dâng lên, xác định thể tích V2 Bước 3: + Thể tích cầu V= V2 – V1 + Thể tích phần rỗng bên cầu Vr= V – Vđ = V2 – V1- m D Bâu 6: Hãy xác định khối lượng riêng viên sỏi Cho dụng cụ sau : lực kế, sợi dây( khối lượng dây không đáng kể), bình có nước Biết viên sỏi bỏ lọt ngập bình nước, trọng lượng riêng nước d0 Hướng dẫn giải: Bước 1: Lực kế dùng để đo trọng lượng vật, hợp lực tác dụng vào vật nhúng vật vào nước Bước 2: + Buộc viên sỏi sợi dây treo vào móc lực kế để xác định trọng lượng P viên sỏi không khí + Nhúng cho viên sỏi ngập nước, lực kế giá trị P1 + Xác định lực đẩy Acsimet : FA = P – P1 ( với FA = V.do) Bước 3: FA + Xác định thể tích vật : V= d + Xác định trọng lượng riêng viên sỏi : P P P = = d0 F P - P1 d= V A d0 P với d= 10D; d0= 10D0 ⇒ D = D0 P - P ( *) Từ xác định khối lượng riêng viên sỏi D công thức (*) b Phần nhiệt học: Bài 1: Cho dụng cụ: Nước (đã biết nhiệt dung riêng C ), nhiệt lượng kế (đã biết nhiệt dung riêng C k ), nhiệt kế, cân, cân, bình đun bếp điện Hãy nêu phương án để xác định nhiệt dung riêng chất lỏng (xem chất lỏng không gây tác dụng hóa học suất thời gian làm thí nghiệm) Hướng dẫn giải: Bước 1: Cân dùng để xác định khối lượng nhiệt lượng kế, nước chất lỏng; nhiệt kế dùng để xác định nhiệt độ ban đầu nước chất lỏng, nhiệt độ hệ thống có cân nhiệt Bước 2: + Dùng cân xác định khối lượng nhiệt lượng kế m k ; khối lượng chất lỏng m1 + Dùng nhiệt kế đo nhiệt độ chất lỏng t + Đổ chất lỏng có (m , C , t ) vào nhiệt lượng kế + Lấy lượng nước có khối lượng m đổ vào bình đun dùng bếp điện đun đến nhiệt độ t (t > t ) + Rót lượng nước vào nhiệt lượng kế (đã có chất lỏng đó) + Dùng nhiệt kế đo nhiệt độ t hệ có cân nhiệt Bước 3: + Áp dụng phương trình cân nhiệt ta có: Qtỏa = Qthu ⇔ m C (t - t) = (m k C k + m C )(t - t ) ⇒C = m0 C (t − t ) ( − mk C k ) m t − t1 Bài 2: Cho dụng cụ sau: Một chai dầu, bình nước(đã biết nhiệt dung riêng), hai cốc thủy tinh giống nhau, cân Rôbecvan hộp cân, cát khô, nhiệt lượng kế(đã biết nhiệt dung riêng chất làm cốc nhiệt lượng kế), nhiệt kế, nguồn nhiệt Hãy nêu phương án xác định nhiệt dung riêng dầu Hướng dẫn giải: Bước 1: Dùng cân đo khối lượng nhiệt lượng kế, khối lượng nước, khối lượng dầu theo khối lượng cát; nhiệt kế đo nhiệt độ ban đầu nước, dầu, nhiệt độ nước sau đun, nhiệt độ hệ thống có cân nhiệt Bước 2: + Dùng cân đo tổng khối lượng cốc nhiệt lượng kế cốc thủy tinh theo khối lượng cát + Lấy cốc nhiệt lượng kế ra, rót nước vào cốc thủy tinh cân thăng ta khối lượng nước khối lượng cốc nhiệt lượng kế( m n = mk) + Làm tương tự với cốc thủy tinh thứ hai chứa dầu ta khối lượng dầu khối lượng cốc nhiệt lượng kế khối lượng nước (m n = mk= m d = m) + Dùng nhiệt kế đo nhiệt độ ban đầu nước dầu t + Đổ nước vào cốc nhiệt lượng kế đun nóng tới nhiệt độ t (t > t ) Đổ dầu nhiệt độ t vào nhiệt lượng kế chứa nước nhiệt độ t khuấy đo nhiệt độ t nhiệt kế hệ thống cân nhiệt Bước 3: + Gọi C , C , C nhiệt dung riêng cốc, nước dầu Áp dụng phương trình cân nhiệt ta có: Qtỏa = Q thu ⇔ (mC + mC )(t - t) = mC (t - t ) ⇒ C = (C + C )( t2 − t ) t − t1 Bài : Hãy nêu phương án xác định nhiệt dung riêng dầu hỏa dụng cụ sau : + Bình nước + Cân ( cân) + nhiệt kế ; nhiệt lượng kế( biết nhiệt dung riêng C k ) + Dầu hỏa, bếp điện + Hai cốc đun giống Hướng dẫn giải: Bước : Dùng cân đo khối lượng nước, dầu theo khối lượng nhiệt lượng kế ; dùng nhiệt kế đo nhiệt độ phòng thí nghiệm, nhiệt độ nước sau đun, nhiệt độ hệ thống có cân nhiệt Bước : + Đặt cốc rỗng nhiệt lượng kế lên đĩa cân A, đặt cốc rỗng lại lên đĩa cân B Rót nước vào cốc đĩa cân B cân thăng ta có khối lượng nước khối lượng nhiệt lượng kế( m n = m k ) + Bỏ nhiệt lượng kế xuống, rót dầu vào cốc đĩa cân A cân thăng ta có : m d + m C = m C + m n ⇒ m d = m n = m k = m + Rót dầu vào nhiệt lượng kế, dùng nhiệt kế đo nhiệt độ dầu, nước, nhiệt lượng kế nhiệt độ t phòng + Đặt cốc đun chứa nước lên bếp điện đun đến nhiệt độ t + Đổ nước nhiệt độ t vào nhiệt lượng kế chứa dầu nhiệt độ t khuấy đều, dùng nhiệt kế đo nhiệt độ t hệ thống cân nhiệt 10 Bước : + Gọi C , C , C nhiệt dung riêng nước, dầu nhiệt lượng kế Áp dụng phương trình cân nhiệt ta có: Qtỏa = Q thu mC (t - t) = (mC + mC )(t- t ) ⇒C = C1 (t − t ) − C3 t − t1 Bài 4: Hãy nêu phương án để xác định nhiệt nóng chảy nước đá dụng cụ sau: - Nhiệt lượng kế( biết nhiệt dung riêng Ck) - Nhiệt kế - Cân có cân - Nước( biết nhiệt dung riêng Cn) - Nước đá tan 00C Hướng dẫn giải: Bước 1: Dùng cân đo khối lượng nhiệt lượng kế, nước nước đá Bước 2: + Cân nhiệt lượng kế để xác định khối lượng mk + Rót lượng nước nguội vào nhiệt lượng kế, dùng cân xác định khối lượng hỗn hợp nhiệt lượng kế nước M ⇒ khối lượng nước rót vào là: m1= M- mk + Dùng nhiệt kế xác định nhiệt độ t1 nhiệt lượng kế nước + Lấy miếng nước đá tan thả vào nhiệt lượng kế Xác định nhiệt độ có cân nhiệt t + Cân lại nhiệt lượng kế có khối lượng tổng cộng M’ ⇒ khối lượng nước đá là: m2= M’- M Bước 3: Khi có cân nhiệt ta có: Qtỏa = Qthu ⇔ (mkCk+ m1Cn)(t1- t) = m2 λ + m2Cn(t-t2) ⇒λ= mk C k + m1C n (t1 − t ) − C n (t − t ) m2 b Phần điện: Bài 1: Cho dụng cụ vật liệu sau: + Nguồn(ácquy), ampekế, vôn kế(có điện trở lớn) + Thước đo chiều dài, thước kẹp, dây nối Hãy nêu phương án xác định điện trở suất chất làm dây dẫn có tiết diện tròn Hướng dẫn giải: Bước 1: Ampe kế đo cường độ dòng điện, vôn kế đo hiệu điện thế; thước đo chiều dài dây dẫn Bước + Xác định điện trở R A ampekế cách mắc mạch điện theo sơ đồ sau: V R A 11 Đọc số vôn kế U , ampekế I ⇒R A = U1 (1) I1 + Mắc mạch điện theo sơ đồ sau: V R A Đọc số vôn kế U , ampekế I Bước 3: U2 U2 Ta có: R+ R A = I ⇒ R= I - R A (2) 2 U U Thay (1) vào (2) ta được: R= I − I (3) d2 ⇒ Tiết diện dây tính: S= 3,14 (4) + Dùng thước đo chiều dài ℓ dây dẫn Vậy điện trở suất chất làm dây dẫn là: ρ= R.S với R tính biểu thức l (3), S tính biểu thức (4) Bài 2: Cho nguồn điện không rõ hiệu điện thế, điện trở R chưa rõ giá trị, ampe kế vôn kế loại không lí tưởng Hãy trình bày cách xác định điện trở R, ampe kế vôn kế Chú ý tránh cách mắc làm hỏng ampe kế Hướng dẫn giải: Bước 1: Ampe kế đo cường độ dòng điện, vôn kế đo hiệu điện Bước 2: V R A + Mắc mạch điện hình vẽ: 12 Vôn kế đo hiệu điện hai đầu ampe kế, giá trị U 1, số ampe U1 kế I1 ta xác định điện trở ampe kế: RA= I + Để xác định điện trở vôn kế, ta mắc sơ đồ mạch điện hình vẽ R A V U2 Số ampe kế vôn kế I2 U2 Khi điện trở vôn kế là: RV= I + Mắc lại mạch điện hình : V R A Vôn kế U3, ampe kế I3 Bước 3: U1 Vì U3=I3(RA+R) = I3 ( I +R) U U1 Vậy giá trị R R= I - I Bài 3: U A R0 K B Một hộp kín chứa nguồn điện có hiệu điện U không đổi mắc nối tiếp với điện trở R Hãy nêu phương án xác định hiệu điện U điện trở R dụng cụ sau: + Ampekế vôn kế không lí tưởng + Một biến trở + Một số dây nối có điện trở không đáng kể Hướng dẫn giải: Bước 1: Ampe kế đo cường độ dòng điện, vôn kế đo hiệu điện Bước 2: + Xác định điện trở R A ampekế cách mắc mạch điện theo sơ đồ sau: A .U R K B A V 13 Điều chỉnh biến trở để có giá trị R b= R Đọc số vôn kế U , ampekế I ⇒R A = U1 I1 (1) + Mắc mạch điện theo sơ đồ sau: R0 U A A K B R b V Điều chỉnh biến trở để giá trị R Lúc ampekế giá trị I , vôn kế giá trị U Ta có: U= U + I ( R A + R0 ) (2) + Vẫn mạch điện ta điều chỉnh biến trở để có giá trị R b= R ampekế giá trị I , vôn kế giá trị U Ta có: U= U + I ( R A + R0 ) (3) Bước 3: Từ (2) (3) ta có: U + I ( R A + R0 ) = U + I ( R A + R0 ) ⇔ R ( I − I ) = - R A ( I − I ) + U - U với R A = U1 ta có: I1 U R ( I3 − I2 ) = - I ( I3 − I2 ) + U - U ⇔ R0= U − U U1 − (4) I3 − I2 I1 U1 U2 −U3 U  −  Thay (1) (4) vào (3) ta có: U= U + I I + I  (5) I − I I1   Bài 4: Hãy nêu phương án xác định điện trở R A ampekế dụng cụ sau: + Nguồn điện có hiệu điện U không đổi + Ampekế có điện trở R A cần xác định, điện trở R biết giá trị + Biến trở R b có điện trở toàn phần lớn R + Hai công tắc điện K , K , đoạn dây dẫn đủ dùng Hướng dẫn giải: Bước 1: Ampe kế đo cường độ dòng điện, vôn kế đo hiệu điện 14 Bước 2: + Mắc mạch điện theo sơ đồ sau: U R0 K A + Chỉ đóng K : ampekếKchỉ giá trị I Rb Ta có: U= I ( R A + R0 ) (1) C + Chỉ K : điều chỉnh biến trở để có giá trị R b= R ampekế giá trị I + Giữ chạy C vị trí có giá trị R sau đóng K K Khi ampekế giá trị I Bước 3: R0 Rb Ta có: U= I R A + I R + R với R b = R 0 b ⇒ U= I R A + I R0 (2) Từ (1) (2) ta có: I ( R A + R0 ) = I R A + I  ⇔ R A ( I − I ) = R0  I −  ⇔ RA = R0 ( I − I ) 2( I − I ) R0 I2   2 Câu 5: Cho dụng cụ sau: Nguồn điện có hiệu điện không đổi; điện trở R0 biết trị số điện trở R x chưa biết trị số; vôn kế có điện trở R v chưa xác định Hãy trình bày phương án xác định trị số điện trở Rv điện trở Rx Hướng dẫn giải: Bước 1: Vôn kế đo hiệu điện Bước 2: + Dùng vôn kế đo hiệu điện U đầu đoạn mạch + Mắc mạch điện gồm (Rv//R0) nt Rx hình vẽ: Vôn kế giá trị U1 Theo tính chất đoạn mạch nối tiếp ta có: Rv R0 Rv Rv + R0 Rv R0 U1 = = = (1) R R U Rv + Rx v + Rx Rv R0 + Rv Rx + R0 Rx Rv + R0 R0 Rx V + Mắc mạch điện gồm R0 nt (Rv//Rx) hình vẽ: 15 R0 Rx Lúc vôn kế giá trị U2 Theo tính chất đoạn mạch nối tiếp ta có: V Rv Rx Rvx Rv + Rx Rv Rx U2 = = = R R U R0 + Rvx v x + R0 Rv R0 + Rv Rx + R0 Rx Rv + Rx (2) Bước 3: U R Chia vế (1) (2) ta có: U = R x (3) U R + Thay U1; U2; R0 vào (3) ta xác định Rx = U + Thay U1; U; R0; Rx vào (1) ⇒ Rv R0 R0 Rx U = Rv ( R0 + Rx ) + R0 Rx ⇒ RV = U U1 R0 − ( R0 + Rx ) U1 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm: Sau gần hai tháng áp dụng giải pháp nêu thấy kết học sinh giải toán thực nghiệm khả quan Các em đội tuyển học sinh giỏi giải toán dạng phức tạp nhiều so với toán chương trình SGK Bài tập thí nghiệm có tác dụng việc đào sâu củng cố kiến thức, kết hợp vận dụng lý thuyết vào thực tế, làm phát triển học sinh tư sáng tạo, tư logic phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức trình học vật lý Tiến hành tập thí nghiệm làm cho em tham gia cách sôi nổi, tập trung suy nghĩ, tích cực tham gia thảo luận để đề xuất phương án thí nghiệm(các cách giải) để giải toán, qua góp phần phát huy tính tư sáng tạo em Tiến hành thực nghiệm sư phạm đội tuyển học sinh giỏi lớp trường THCS Hà Sơn năm học 2014- 2015 thu kết quả: Điểm Điểm 5- Điểm đến Điểm đến 10 SL SL SL SL Sĩ số Tỷ lệ Tỷ lệ Tỷ lệ Tỷ lệ 16 0% 0% 25% 75% Kết luận, kiến nghị: 3.1 Kết luận: Vật lí môn khoa học thực nghiệm đòi hỏi phát huy cao độ tính tích cực, độc lập sáng tạo học sinh trình lĩnh hội tri thức Qua việc đưa tập thí nghiệm vào hệ thống tập tiến hành thực nghiệm sư phạm với kết cho thấy, tập thí nghiệm góp phần phát huy tốt tính tích cực hoạt động nhận thức học sinh Sau thời gian nghiên cứu tìm hiểu, quan tâm giúp đỡ ban giám hiệu nhà trường tổ chuyên môn thực thành công sáng kiến kinh nghiệm với mong muốn: Giúp học sinh giỏi phát triển lực tư duy, rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo việc học tập môn vật lí Nhằm nâng cao chất lượng môn nói riêng, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục nói chung, với mong muốn sáng kiến kinh nghiệm thân ứng dụng rộng dãi tài liệu quan trọng cho đồng nghiệp tham khảo việc ôn luyện học sinh giỏi Tuy nhiên điều kiện thời gian, tình hình thực tế nhận thức học sinh địa phương nơi công tác lực cá nhân có hạn, nên việc thực đề tài hẳn không tránh khỏi thiếu sót Kính mong đồng chí bạn đồng nghiệp, trao đổi góp ý để giúp hoàn thiện chuyên môn 3.2 Kiến nghị: Để nâng cao chất lượng dạy học trường THCS kiến nghị lên cấp quản lí giáo dục - Một là: Xác định rõ vai trò thí nghiệm dạy học vật lý, đề cập mạnh đến việc giải tập thông qua thí nghiệm - Hai là: Đưa thêm hệ thống tập thí nghiệm vào hệ thống tập nhà - Ba là: Thay đổi dần quan điểm kiểm tra, đánh giá theo hướng nâng dần vai trò thí nghiệm thông qua tập thực nghiệm XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ HT Hà Trung, ngày 05 tháng năm 2016 CAM KẾT KHÔNG COPY Hoàng Anh Văn 17 Tài liệu tham khảo Tuyển chọn giới thiệu đề thi vào lớp 10 chuyên lí, Ths Nguyễn Phú Đổng(Chủ biên) nhóm giáo viên chuyên vật lí, NXB Thành Phố Hồ Chí Minh 200 tập vật lí chọn lọc, PGS-PTS Vũ Thanh Khiết (Chủ biên) Đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh qua năm Sưu tầm đề thi học sinh giỏi tỉnh mạng Internet 18 Phụ lục + THCS: Trung học sở + HSG: Học sinh giỏi + BDHSG: Bồi dưỡng học sinh giỏi 19 ... tài "Phương pháp thực nghiệm dạy học môn Vật lí nhằm góp phần nâng cao đội tuyển học sinh giỏi trường THCS" 1.2 Mục đích nghiên cứu: Tìm phương pháp để giải toán thực nghiệm thuộc phần: Cơ học, ...PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM TRONG DẠY HỌC MÔN VẬT LÍ NHẰM GÓP PHẦN NÂNG CAO ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI Ở TRƯỜNG THCS  Mở đầu 1.1 Lí chọn đề tài: Bài toán có nội dung thực nghiệm nội... học, nhiệt học điện học Qua góp phần nâng cao chất lượng đội tuyển học sinh giỏi môn vật lí 1.3 Đối tượng nghiên cứu: - Là học sinh đội tuyển học sinh giỏi môn vật lí khối khối trường THCS Hà Sơn