Lựa chọn và sử dụng hệ thống bài tập vật lí chương động lực học chất điểm (vật lý 10) nhằm phát trieenrnawng lực tư duy của học sinh trung học phổ thông miền núi

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM PHÙNG ĐÌNH DŨNG LỰA CHỌN VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÍ CHƢƠNG ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM (VẬT LÍ 10) NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƢ DUY CỦA HỌC SINH THPT MIỀN NÚI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC THÁI NGUYÊN - 2015 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM PHÙNG ĐÌNH DŨNG LỰA CHỌN VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÍ CHƢƠNG ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM (VẬT LÍ 10) NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƢ DUY CỦA HỌC SINH THPT MIỀN NÚI Chuyên ngành : LL&PPDH Vật lí Mã số: 60.14.01.11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS TƠ VĂN BÌNH THÁI NGUN - 2015 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nghiên cứu luận văn trung thực chƣa có cơng bố cơng trình khác Thái Nguyên, tháng 10 năm 2015 Học viên Phùng Đình Dũng i Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới PGS.TS Tơ Văn Bình tận tình hƣớng dẫn bảo tơi suốt thời gian học tập trình làm luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Trƣờng Đại học Sƣ phạm - Đại học Thái Nguyên, thầy cô giáo khoa Sau đại học, khoa Vật lí, thƣ viên nhà trƣờng tạo điều kiện cho việc học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn Tôi chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, thầy cô giáo giảng dạy môn Vật lí, em học sinh trƣờng THPT Chiêm Hóa, THPT Hà Lang, THPT Đầm Hồng huyện Chiêm Hóa, tỉnh Tuyên Quang tạo điều kiện cho trình thực nghiệm sƣ phạm kiểm nghiệm đề tài Tơi xin chân thành cám ơn tồn thể bạn bè, đồng nghiệp quan tâm giúp đỡ động viên! Thái Nguyên, tháng 10 năm 2015 Học viên Phùng Đình Dũng ii Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC KÍ TỰ VIẾT TẮT iv DANH MỤC CÁC BẢNG v DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ vi MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu 3 Khách thể đối tƣợng nghiên cứu Giả thuyết khoa học Nhiệm vụ nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu Đóng góp luận văn Cấu trúc luận văn Chƣơng 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC LỰA CHỌN VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÍ NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƢ DUY CỦA HỌC SINH THPT MIỀN NÚI 1.1 Tổng quan vấn đề cần nghiên cứu 1.1.1 Các nghiên cứu phát triển lực tƣ cho học sinh 1.1.2 Các nghiên cứu tập vật lí 1.2 Bài tập vật lí 1.2.1 Mục tiêu giáo dục dạy học đại 1.2.2 Bài tập vật lí 1.3 Phát triển lực tƣ học sinh hoạt động dạy học 14 1.3.1 Khái niệm tƣ 14 1.3.2 Đặc điểm trình tƣ 14 1.3.3 Các giai đoạn tƣ 17 iii Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 1.3.4 Các thao tác tƣ 17 1.3.5 Năng lực tƣ HS 19 1.3.6 Các biện pháp phát triển lực tƣ dạy học vật lí 21 1.4 Đặc điểm tƣ học sinh miền núi 25 1.4.1 Những yếu tố ảnh hƣởng đến tƣ học sinh miền núi 25 1.4.2 Đặc điểm tƣ học sinh miền núi 26 1.5 Tìm hiểu thực trạng dạy học nhằm phát triển lực tƣ học sinh miền núi 28 1.5.1 Tình hình học tập học sinh 28 1.5.2 Tình hình dạy giáo viên 29 1.6 Lựa chọn hƣớng dẫn, tổ chức giải tập vật lí nhằm phát triển tƣ học sinh miền núi 29 1.6.1 Đặc điểm mơn vật lí trƣờng phổ thơng 29 1.6.2 Lựa chon hệ thống tập vật lí nhằm phát triển tƣ học sinh miền núi 30 1.6.3 Hƣớng dẫn, tổ chức giải tập vật lí nhằm phát triển tƣ học sinh miền núi 31 1.6.4 Tổ chức giải tập vật lí cho học sinh 35 KẾT LUẬN CHƢƠNG 38 Chƣơng 2: LỰA CHỌN VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƢƠNG ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM 39 2.1 Nội dung chƣơng động lực học chất điểm 39 2.1.1 Cấu trúc logic chƣơng 40 2.1.2 Các đơn vị kiến thức chƣơng 41 2.2 Mục tiêu dạy học chƣơng động lực học chất điểm 42 2.3 Lựa chọn hệ thống tập chƣơng động lực học chất điểm 44 2.3.1 Bài tập tổng hợp phân tích lực Điều kiện cân chất điểm 45 2.3.2 Bài tập định luật I, II, III Newton 47 2.3.3 Bài tập lực hấp dẫn Định luật vạn vật hấp dẫn 54 2.3.4 Bài tập lực đàn hồi Định luật Húc 58 iv Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 2.3.5 Bài tập lực ma sát 62 2.3.6 Bài tập lực hƣớng tâm 65 2.3.7 Bài tập chuyển động ném ngang 68 2.3.8 Phƣơng pháp động lực học 71 2.3.9 Một số tập tổng kết chƣơng 73 2.4 Thiết kế tiến trình dạy học tập chƣơng động lực học chất điểm 73 2.4.1 Ý tƣởng sƣ phạm xây dựng tiến trình dạy học 73 2.4.2 Xây dựng tiến trình dạy học số chủ đề tập 75 Chƣơng 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 88 3.1 Mục đích thực nghiệm sƣ phạm 88 3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sƣ phạm 88 3.3 Đối tƣợng sở thực nghiệm sƣ phạm 88 3.4 Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm 89 3.5 Phƣơng pháp đánh giá kết thực nghiệm sƣ phạm 90 3.5.1 Đánh giá trình học 90 3.5.2 Đánh giá qua kết học tập 90 3.6 Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm 91 3.7 Kết xử lí kết thực nghiệm sƣ phạm 92 3.7.1 Các kết mặt định tính việc phát triển lực tƣ học sinh 92 3.7.2 Kết định lƣợng (kết lần kiểm tra) 93 3.8 Đánh giá chung thực nghiệm sƣ phạm 100 KẾT LUẬN CHƢƠNG 101 KẾT LUẬN CHUNG 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO 103 PHỤ LỤC v Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC KÍ TỰ VIẾT TẮT BT : Bài tập BTVL : Bài tập vật lí ĐC : Đối chứng GV : Giáo viên HS : Học sinh SBT : Sách giáo viên SĐĐH : Sơ đồ định hƣớng SGK : Sách giáo khoa THCS : Trung học sở THPT : Trung học phổ thông TN : Thực nghiệm TNSP : Thực nghiệm sƣ phạm iv Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Bảng cấu trúc nội dung kiến thức chƣơng “Động lực học chất điểm” 41 Bảng 2.2: Bảng phân phối chƣơng trình chƣơng “Động lực học chất điểm” 42 Bảng 2.3: Bảng kế hoạch dạy tự chon bám sát chƣơng trình vật lí 10 chƣơng “Động lực học chất điểm” 42 Bảng 3.1: Chất lƣợng học tập nhóm TN ĐC 89 Bảng 3.2: Thống kê biểu lực tƣ HS 92 Bảng 3.3: Kết kiểm tra lần 93 Bảng 3.4: Xếp loại học tập lần 94 Bảng 3.5: Bảng phân bố tần suất lần 95 Bảng 3.6: Bảng lũy tích hội tụ lần 96 Bảng 3.7: Bảng tổng hợp tham số thống kê lần 96 Bảng 3.8: Kết kiểm tra lần 97 Bảng 3.9: Xếp loại học tập lần 97 Bảng 3.10: Bảng phân bố tần suất lần 98 Bảng 3.11: Bảng lũy tích hội tụ lần 99 Bảng 3.12: Bảng tổng hợp tham số thống kê lần 99 v Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ Biểu đồ 3.1 Xếp loại học tập lần 94 Biểu đồ 3.2: Biểu đồ xếp loại học tập lần 97 Đồ thị 3.1: Đồ thị phân bố tần suất lần .95 Đồ thị 3.2: Đồ thị lũy tích hội tụ lần 96 Đồ thị 3.3: Đồ thị phân bố tần suất lần .98 Đồ thị 3.4: Đồ thị tích lũy hộ tụ lần 99 vi Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn PHỤ LỤC ĐỀ KIỂM TRA LẦN (15phút) Câu 1: Định luật I Niutơn xác nhận rằng: A Với mỗi lực tác dụng có phản lực trực đối B Vật giữ nguyên trạng thái đứng yên chuyển động thẳng khơng chịu tác dụng vật khác C Khi hợp lực tác dụng lên vât khơng vật khơng thể chuyển động đƣợc D Do quán tính nên vật chuyển động có xu hƣớng dừng lại Câu 2: Một xe khối lƣợng m = 100 kg chạy với vận tốc 30,6 km/h hãm phanh.Biết lực hãm phanh 250 N Tìm qng đƣờng xe chạy thêm đến dừng hẳn? Câu 3: Một vật có khối lƣợng 2kg chuyển động thẳng nhanh dần từ trạng thái nghỉ Vật đƣợc 200cm thời gian 2s Tìm độ lớn hợp lực tác dụng vào nó? ĐỀ KIỂM TRA LẦN (15phút) Câu 1: Giới hạn đàn hồi vật giới hạn vật A Còn giữ đƣợc tính đàn hồi B Khơng giữ đƣợc tính đàn hồi C Bị tính đàn hồi D Bị biến dạng dẻo Câu 2: Một lò xo có chiều dài tự nhiên 10cm có độ cứng 40N/m Giữ cố định đầu tác dụng vào đầu lực 1N để nén lo xo Tính chiều dài lò xo bị nén? Câu 3: Một thùng có khối lƣợng 50 kg chuyển động theo phƣơng ngang dƣới tác dụng lực 150 N Biết hệ số ma sát trƣợt thùng mặt sàn 0,2, lấy g = 10 m/s2 Tính gia tốc thùng PHỤ LỤC Bài soạn số 2: BÀI TẬP VỀ LỰC ĐÀN HỒI VÀ LỰC MA SÁT I Mục tiêu Kiến thức - Nắm vững nội dung định luật Húc, biết vận dụng biểu thức định luật để giải tập - Nhớ lại khái niệm lực ma sát nghỉ, ma sát lăn ma sát trƣợt, phƣơng, chiều độ lớn lực - Nắm đƣợc phƣơng pháp chung để giải tâp vật lí phần lực đàn hồi lực ma sát Kĩ - Vận dụng công thức định luật Húc, công thức tính lực ma sát mỡi tập cụ thể - Kĩ phân tích biểu diễn lực tác dụng vào vật - Hình thành kỹ giải tập theo sơ đồ định hƣớng - Rèn luyện kỹ phƣơng pháp giải tập theo hƣớng phân tích tổng hợp nhằm phát huy lực tƣ cho học sinh Thái độ Nghiêm túc, tích cực, u thích mơn vật lí II Chuẩn bị Học sinh - Ôn lại kiến thức lực đàn hồi lực ma sát - Làm tập lực đàn hồi lực ma sát SGK - Phấn, bảng phụ theo tổ nhóm phân công Giáo viên - Phần kiến thức liên quan đến tập - Lập kế hoạch giải, kế hoạch lên lớp - Bài soạn, SGK, máy chiếu III Tiến trình dạy Ý tƣởng sƣ phạm Phân tích phƣơng pháp giải cụ thể Bài tập 1: Một ô tô tải kéo ô tơ có khối lƣợng chạy nhanh dần với vận tốc ban đầu v0 = Sau 50s đƣợc 400m Khi dây cáp nối hai ô tô dãn độ cứng k = 2.106 N Bỏ qua lực cản tác dụng lên ô tô m A Tìm hiểu đầu N - Cái cho:m = = 2.103kg; v0 = 0; t = 50s; s = 400m; k = 2.106 m - Cái cần tìm: Tính độ giãn  l dây cáp B Định hƣớng tƣ cho học sinh - Để giải toán cần ý lực căng dây cáp lực gây gia tốc chuyển động xe - Gia tốc xe đƣợc xác định dựa vào biểu thức tính quãng đƣờng s đƣợc thời gian t chuyển động nhanh dần : s  at 2   + Phân tích lực tác dụng lên xe con: trọng lực P , phản lực N lực căng  dây cáp Fđh + Để tính độ giãn dây cáp ta áp dụng biểu thức định luật Húc: Fđh = k  l (Fđh lực căng dây cáp) + Khi viết phƣơng trình định luật II newton cho xe độ lớn   (Nhận thấy trọng lực P , phản lực N triệt tiêu cho nhau) ta rút đƣợc mối liên hệ gia tốc a, độ cứng k dây cáp, khối lƣợng m xe với độ dãn  l dây cáp C Lập kế hoạch giải - Chọn trục tọa độ Ox hƣớng với chuyển động Gốc thời gian lúc xe bắt đầu chuyển động - Quãng đƣờng toa xe đƣợc sau thời gian t: s  v t  Với v0 = nên suy s  at (1) at 2 - Từ biểu thức ( ) ta tìm đƣợc gia tốc a: a    2s (2) t2   - Phƣơng trình định luật II Niu ton: P  N  Fđh  ma Chiếu lên chiều chuyển động ta có: Fđh = ma ( ) với Fđh = k  l (4)  k  l = ma (5) Vậy độ dãn dây cáp là: l  ma (6) k Thay số rút kết * Sơ đồ tiến trình rút kết quả: l Bài tập 2: Một lò xo có chiều dài l0 = 40cm đƣợc treo thẳng đứng Treo vào đầu dƣới lò xo cân khối lƣợng m = 500g chiều dài lò xo 45cm Hỏi treo vật có khối lƣợng m = 600g chiều dài lò xo ? Cho g = 10m/s2 A Tìm hiểu đầu - Cái cho: + l0 = 40cm = 0,4m, g = 10m/s + m = 500g = 0,5kg, l = 45cm = 0,45m + m' = 600g = 0,6kg - Cái cần tìm: chiều dài l' lò xo B Định hƣớng tƣ cho học sinh - Khi treo vật nặng khối lƣợng m‟ lò xo dãn chiều dài lò xo l‟ = l0 + l‟ Vậy để tính l‟ ta tìm l‟  - Ta nhận thấy treo vật nặng m‟ vào lo xo, vật chịu tác dụng trọng lực P '  lực đàn hồi Fđh ' Khi lò xo vị trí cân P '  F ' đh  m‟g = kl‟  l‟ = m‟g Từ ta phải tính độ cứng k lò xo k  - Tƣơng tự treo vật nặng m vào lò xo, vật chịu tác dụng trọng lực P lực  đàn hồi Fđh Khi lò xo vị trí cân P = Fđh  mg = kl  k mg Thay kiện biết ta tìm đƣợc kết tốn l C Lập kế hoạch giải - Để giải toán ta cần dựa vào định luật Húc điều kiện cân vật Chọn chiều dƣơng hƣớng xuống dƣới - Khi treo vật nặng khối lƣợng m lò xo dãn: l = l - l0 (1)   - Các lực tác dụng vào vật: trọng lực P lực đàn hồi Fđh Để vật cân   mg (3) P + Fđh = hay P = Fđh  mg = kl (2)  k  l  - Tƣơng tự treo vật nặng m' vào lò xo lực tác dụng lên vật: trọng lực P '    lực đàn hồi Fđh ' Để vật cân P ' + Fđh ' = hay P '  F ' đh  m‟g = kl‟ (4)  l‟ = m‟g (5) k - Chiều dài lò xo l‟ = l0 + l‟ (6) Thay số tính tốn ta tìm đƣợc kết tốn u cầu * Sơ đồ tiến trình rút kết quả: l' Bài tập 3: Một vật có khối lƣợng m = 400g đặt mặt bàn nằm ngang Hệ số ma sát trƣợt vật mặt bàn   0,3 Vật bắt đầu đƣợc kéo lực F = N có phƣơng nằm ngang a Tính quãng đƣờng vật đƣợc sau s b Sau đó, lực F ngừng tác dụng Tính qng đƣờng vật đƣợc dừng lại A Tìm hiểu đầu - Cái cho: m= 400g = 0,4 kg;   0,3 ; F = N - Cái cần tìm: : a Tính qng đƣờng vật đƣợc sau s b F = Tính quãng đƣờng vật đƣợc dừng lại B Định hƣớng tƣ cho học sinh a Tính quãng đƣờng vật đƣợc sau s - Ta nhận thấy toán chuyển động thẳng biến đổi ( cụ thể ban đầu chuyển động thẳng nhanh dần ), để tính quãng đƣờng vật đƣợc sau 1s ta áp dụng cơng thức tính qng đƣờng đi: s  v t  at Với v0 = 0, t = 1s nên ta cần tính gia tốc a - Để tìm gia tốc a ta phải xem lực tác dụng vào vật gây gia tốc cho vật    + Các lực tác dụng lên vật: trọng lực P , phản lực Q , lực kéo F , lực ma sát       trƣợt Fmst ; theo định luật II newton P + Q + F + Fmst = m a + Chỉ lực thành phần theo phƣơng ngang gây gia tốc cho vật: F - Fmst = ma, từ ta rút tính đƣợc a ( Fmst  mg ) - Thay liệu biết vào công thức tính qng đƣờng ta tìm đƣợc kết tốn u cầu b F = Tính qng đƣờng vật đƣợc dừng lại - Khi ngừng tác dụng lực F = vật dừng lại vận tốc vật v = - Để tính quãng đƣờng vật đƣợc dừng lại ta áp dụng công thức: v2 - v02 = 2a1s ( v0 = at vận tốc vật thời điểm t = 1s ) Bây cần tìm a1 ta tìm đƣợc s - Khi ngừng tác dụng F Fmst đóng vai trò lực gây gia tốc cho vật: - Fmst = ma1  a1 = - g - Thay kiện tìm đƣợc vào v2 - v02 = 2a1s ta tìm đƣợc kết tốn u cầu C Lập kế hoạch giải Chọn hệ trục tọa độ xOy, chiều dƣơng theo chiều chuyển động vật nhƣ hình vẽ y  Q  Fms  F x O  P a Tính quãng đƣờng vật đƣợc sau s    - Vật m chịu tác dụng trọng lực P , phản lực Q , lực kéo F , lực ma sát  trƣợt Fmst      - Phƣơng trình định luật II Niutơn cho vật: P + Q + F + Fmst = m a (1) Chiếu (1) lên 0x ta đƣợc: F - Fmst = ma (2) Chiếu (1) lên 0y ta đƣợc: N = Q = P = mg - Từ (2)  a  F  mg (3) m - Quãng đƣờng vật đƣợc sau 1s là: s= at (4) * Sơ đồ tiến trình rút kết quả: s b F = Tính quãng đƣờng vật đƣợc dừng lại - Sau F tác dụng nghĩa F = (5) , từ (3) ta có a1 = - g (6) - Khi vật dừng lại vận tốc vật v = (7) , v0 = at (8) ( vận tốc vật thời điểm t = 1s ) - Tính quãng đƣờng vật đƣợc dừng lại: v2 - v02 = 2a1s (9) v - Thay (6), (7), (8) vào (9) ta đƣợc s = (10) g * Sơ đồ tiến trình rút kết quả: 10 s Tiến trình dạy học 2.1 Kiểm tra cũ CH1: Lực đàn hồi xuất nào? Nêu đặc điểm lực đàn hồi? (điểm đặt, phƣơng, chiều độ lớn) CH2: Lực ma sát xuất nào? Nêu đặc điểm lực ma sát (điểm đặt, phƣơng, chiều độ lớn) 2.2 Bài Hoạt động 1: Hướng dẫn phương pháp giải tập lực đàn hồi Định luật Húc Hƣớng dẫn phƣơng pháp giải   Biểu thức: F  k l Độ lớn: F  k l k : độ cứng lò xo ( hệ số đàn hồi ) đơn vị N/m  l : Độ biến dạng lò xo (m) Ở vị trí cân bằng: Khi lò xo treo thẳng đứng ta thường có: F = P= mg Độ cứng lò xo nối tiếp nhau: 1   k k1 k2 Độ cứng lò xo mắc song song chiều dài tự nhiên: k  k1  k Hoạt động 2: Hƣớng dẫn giải tập Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh - Giới thiệu tập (chiếu đầu Bài tập 1: Một ô tô tải kéo ô tô có lên máy chiếu projector) khối lƣợng chạy nhanh dần với vận tốc ban đầu v0 = Sau 50s đƣợc 400m Khi dây cáp nối hai ô tô dãn độ cứng k = 2.106 N Bỏ qua lực cản tác dụng m lên ô tô - Yêu cầu học sinh đọc đầu cho biết tốn u cầu gì? (Gọi học - Cái cho:m = = 2.103kg; N sinh lên bảng ghi tóm tắt, yêu cầu v0 = 0; t = 50s; s = 400m; k = 2.10 m học sinh khác lớp nhận xét bổ sung cần) - Cái cần tìm: Tính độ giãn  l dây cáp - Hƣớng dẫn HS giải toán: + Đầu tiên chọn chiều dƣơng gốc thời gian nhƣ nào? + Gia tốc xe đƣợc xác định theo biểu thức nào? - Chọn trục tọa độ Ox hƣớng với chuyển động Gốc thời gian lúc xe bắt đầu chuyển động - Quãng đƣờng toa xe đƣợc sau thời gian t: s  v0 t  s  at Với v0 = nên suy at (1) - Từ biểu thức (1) ta tìm đƣợc gia tốc a: a 2s 2.400  0,32m / s (2) = t 50 - Xe chịu tác dụng trọng lực   + Phân tích lực tác dụng lên xe phản lực N lực căng dây cáp F - Phƣơng trình định luật II Newton:  P, Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh con? Hãy viết phƣơng trình định luật II     P  N  Fđh  ma Niutơn xe ? - Lực căng dây cáp lực gây gia tốc chuyển động xe Để tính độ giãn  + Vậy lực căng dây cáp Fđh có tác dây cáp ta áp dụng biểu thức định luật dụng chuyển động xe Húc: Fđh = k  l tơ? Để tính độ giãn dây cáp ta làm - Chiếu phƣơng trình định luật II newton lên nào? chiều chuyển động ta có: + Để xác định  l từ phƣơng trình định Fđh = ma ( ) với Fđh = k  l (4) luật II Niutơn ta làm nào?  k  l = ma (5) - Vậy độ dãn dây cáp là: l  ma (6) k - Thay số:  l  - Mời HS lên bảng trình bày kết - Nhận xét kết học sinh xác hoá kết toán ma 2.103.0,32   0,32.103 m  0,32mm k 2.10 - Nhận nhiệm vụ - HS Tiếp thu ghi nhớ kiến thức Hoạt động 3: Hƣớng dẫn giải tập Hoạt động giáo viên - Giới thiệu tập (chiếu đầu lên máy chiếu projector) Hoạt động học sinh Bài tập 2: Một lò xo có chiều dài tự nhiên 40cm đƣợc treo thẳng đứng Treo vào đầu dƣới lò xo cân khối lƣợng 500g chiều dài lò xo 45cm Hỏi treo vật có khối lƣợng 600g chiều dài - Yêu cầu học sinh đọc đầu cho biết tốn u cầu gì? lò xo ? Cho g = 10m/s2 - Cái cho: + l0 = 40cm = 0,4m + m = 500g = 0,5kg, l = 45cm = 0,45m + m' = 600g = 0,6kg + g = 10m/s2 - Chiếu nhiệm vụ học tập lên máy chiếu: Chia lớp thành nhóm, bàn nhóm Yêu cầu học sinh thảo luận theo nhóm để tìm chiều dài l' lò xo theo - Cái cần tìm: chiều dài l' lò xo - Nhận nhiệm vụ, chia nhóm, thảo luận tìm lời giải theo hƣớng dẫn - Viết lời giải vào bảng phụ hƣớng dẫn giáo viên - Hƣớng dẫn HS giải toán: Để giải toán ta cần dựa vào định luật Húc điều kiện cân vật + Đầu tiên chọn chiều dƣơng nhƣ nào? + Khi treo vật nặng khối lƣợng m độ dãn lò xo bao nhiêu? + Phân tích lực tác dụng lên vật nặng khối lƣợng m? Điều kiện để vật - Chọn chiều dƣơng hƣớng xuống dƣới + Khi treo vật nặng khối lƣợng m lò xo dãn: l = l - l0 = 0,05 m (1)  + Các lực tác dụng vào vật: trọng lực P Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh   cân gì? Từ điều kiện cân lực đàn hồi Fđh Để vật cân P + tính hệ số k  Fđh =0 hay P = Fđh  mg = kl (2)  k + Phân tích tƣơng tự nhƣ treo vật nặng m' vào lò xo mg 0,5.10 =  100 N / m (3) l 0,05 + Tƣơng tự treo vật nặng m' vào lò xo  lực tác dụng lên vật: trọng lực P ' lực    đàn hồi Fđh ' Để vật cân P ' + Fđh ' =0 hay P '  F ' đh  m‟g = kl‟ (4) m‟g 0,6.10 l = = = 6.10-2m = 6cm (5) k 100 ‟ + Chiều dài lò xo đƣợc tính nhƣ nào? - Chiều dài lò xo l‟ = l0 + l‟ (6) Thay số: l' = 40 + = 46cm - Mời nhóm lên trình bày kết - Nhận xét kết nhóm xác hố kết tốn - Đại diện nhóm lên trình bày kết - Tiếp thu ghi nhớ kiến thức Hoạt động 4: Hƣớng dẫn giải tập Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Bài tập 3: Một vật có khối lƣợng 400g đặt - Giới thiệu tập (chiếu đầu mặt bàn nằm ngang Hệ số ma sát trƣợt lên máy chiếu projector) vật mặt bàn   0,3 Vật bắt đầu đƣợc kéo lực F = N có phƣơng nằm ngang a Tính quãng đƣờng vật đƣợc sau s b Sau đó, lực F ngừng tác dụng Tính quãng đƣờng vật đƣợc dừng lại - Cái cho: m = 400g = 0,4 kg;   0,3 ; - Yêu cầu học sinh đọc đầu cho F = N biết tốn u cầu gì? - Cái cần tìm: : Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh a Tính quãng đƣờng vật đƣợc sau s b F = Tính quãng đƣờng vật đƣợc dừng lại - Hƣớng dẫn HS giải toán: + Đầu tiên chọn hệ trục tọa - Chọn hệ trục tọa độ xOy, chiều dƣơng theo độ chiều dƣơng nhƣ nào? Phân chiều chuyển động vật nhƣ hình vẽ tích lực tác dụng lên vật  - Vật m chịu tác dụng trọng lực P , phản    lực Q , lực kéo F , lực ma sát trƣợt Fmst y  Q  Fms  F x  P a Tính quãng đƣờng vật đƣợc sau s + Hãy viết phƣơng trình định luật II Niutơn cho vật? + Làm để xác định gia tốc từ phƣơng trình vectơ trên? - Phƣơng trình định luật II Niutơn      vật là: P + Q + F + Fmst = m a (1) - Chiếu phƣơng trình vectơ lên trục toạ độ: + Chiếu lên 0x ta đƣợc: F - Fmst = ma (2) + Chiếu lên 0y ta đƣợc: Q = P = mg - Từ (2)  a  + Biết a t, ta tính đƣợc quãng Thay số:  a  F  mg (3) m  0,3.0,4.10  2,06m / s 0,4 đƣờng mà vật di đƣợc công thức - Quãng đƣờng vật đƣợc sau 1s là: nào? Thay số tìm u cầu tốn s= at (4) Thay số: s  2,06.12  1,03m 2 + Sau F ngừng tác dụng gia tốc b F = Tính qng đƣờng vật đƣợc cho Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh có giá trị nhƣ nào? (Chú ý phân biệt đến dừng lại gia tốc với gia tốc trƣớc ngừng - Sau F tác dụng nghĩa là: tác dụng lực F) F = (5) , từ (3) ta có a1 = - g ( 6) - Khi vật dừng lại vận tốc vật v = (7) , v0 = at = 2,06.1 = 2,06 m/s (8) (v0 vận tốc vật thời điểm t = 1s) + Để tính quãng đƣờng vật đƣợc cho - Tính quãng đƣờng vật đƣợc đến dừng lại ta áp dụng công thức dừng lại: nào? Với v = ?, v0 = ? v2 - v02 = 2a1s (9) - Thay (6), (7), (8) vào (9) ta đƣợc: v s = (10) g v 2,06  0,72m Thay số: s =  2g 2.0,3.10 - Mời HS lên bảng trình bày kết - Nhận nhiệm vụ - Nhận xét kết học sinh xác hố kết tốn - HS Tiếp thu ghi nhớ kiến thức Củng cố, luyện tập GV: - Nêu nhận xét chung luyện tập - Cần nắm vững đƣợc đặc điểm lực đàn hồi gồm: phƣơng, chiều điểm đặt, độ lớn - Các đặc điểm lực ma sát nhƣ : điểm đặt, phƣơng, chiều, độ lớn - Phƣơng pháp chung giải tập loại cần phải phân tích lực tác dụng lên vật từ sử dụng phƣơng pháp phân tích lực để giải HS: Ghi nhớ Hƣớng dẫn học sinh tự học nhà: GV: Nhắc HS nhà học bài, xem lại chữa làm tập thuộc chủ đề chủ đề tập lực đàn hồi lực ma sát đƣợc giáo viên photo phát cho lớp Xem lại kiến thức lực hấp dẫn, lực hƣớng tâm HS: Ghi Y/c GV PHỤ LỤC HÌNH ẢNH THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM HĐ kiểm tra cũ HS tìm hiểu đề HS đề xuất phƣơng hƣớng giải tập HS thảo luận nhóm GV hƣớng dẫn học sinh tìm kết HS trình bày kết HĐ củng cố HS tiếp thu, nhận nhiệm vụ học tập ... nghiên cứu: Lựa chọn sử dụng hệ thống tập vật lí chương „ Động lực học chất điểm (Vật lí 10) nhằm phát triển lực tư học sinh THPT miền núi Mục đích nghiên cứu Lựa chọn sử dụng hệ thống BT, hƣớng...ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM PHÙNG ĐÌNH DŨNG LỰA CHỌN VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÍ CHƢƠNG ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM (VẬT LÍ 10) NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƢ DUY CỦA HỌC SINH. .. Chƣơng Cơ sở lí luận thực tiễn việc lựa chọn sử dụng hệ thống tập vật lí nhằm phát triển lực tƣ học sinh THPT miền núi Chƣơng Lựa chọn sử dụng hệ thống tập chƣơng Động lực học chất điểm Chƣơng