SKKN sử dụng bài tập định tính trong dạy học vật lí chương động lực học chất điểm

MỤC LỤC Mục lục .1 Phần I: Mở đầu I.1 Lí chọn đề tài I.2 Mục đích nghiên cứu I.3 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu I.4 Nhiệm vụ nghiên cứu I.5 Giả thuyết khoa học I.6 Phương pháp nghiên cứu I.7 Đóng góp đề tài .3 Phần II: Cơ sở lí luận II.1 Cơ sở lí luận tập định tính dạy học vật lí II.2 Các dạng tập định tính II.3 Phương pháp giải tập định tính .6 II.4 Các bước giải tập định tính Phần III: Sử dụng tập định tính dạy học Vật lí chương động lực học chất điểm III.1 Cơ sở lí thuyết III.2 Sử dụng tập định tính dạy học Vật lí chương động lực học chất điểm .9 III.3 Ý nghĩa 27 III.4 Kết luận đề xuất 29 TÀI LIỆU THAM KHẢO Sáng kiến kinh nghiệm- Đặng Thị Hải Trường PHẦN I: MỞ ĐẦU I Lý chọn đề tài Vật lí mơn khoa học thực nghiệm, mô tả vận động giới khách quan Trong q trình dạy học Vật lí giáo viên phải dùng hệ thống tập để học sinh tiếp cận vận dụng kiến thức định luật vào giải thích tượng đời sống Bài tập Vật lí có vai trò đặc biệt quan trọng trình nhận thức hình thành 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 lí có nhiều dạng, dạng tập 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 nhau: “câu hỏi thực hành, câu hỏi để lĩnh hội, tập logic, tập miệng, câu hỏi định tính, câu hỏi kiểm tra, …” Đặc điểm tập định 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 lí tượng quen thuộc tồn xung quanh người thể tập định tính Chương ‘‘Động lực học chất điểm’’ phần quan trọng học, quen thuộc gần với thực tế không dễ dàng tiếp cận nghiên cứu học sinh lớp 10 Chính vậy, Bài tập định tính mang lại hiệu cao trình lĩnh hội học sinh, giúp học sinh phát triển lực tư duy, phù hợp với xu dạy học theo định hướng phát triển lực học sinh Tuy nhiên, thực tế tập định tính khơng sử dụng rộng rãi q trình dạy học Vật lí trường THPT Từ lí để nâng cao hiệu dạy học, phát triển lực, kích thích hướng thú học tập học sinh, thiết phải dùng tập định tính cách khoa học vào dạy học, tơi chọn đề tài: ‘‘Sử dụng tập định tính dạy học Vật lí chương: Động lực học chất điểm’’ Sáng kiến kinh nghiệm- Đặng Thị Hải Trường I.2 Mục đích nghiên cứu Giúp giáo viên sử dụng, xây dựng lập luận để giải tập định tính cách hợp lí, khoa học trình dạy học theo định hướng phát triển lực cho học sinh Bài 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 ‘‘Chương động lực học chất điểm’’ I.3 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu Cơ sở lý thuyết tập định tính Nội dung kiến thức chương động lực học chất điểm Phương pháp giải tập định tính Cách sử dụng tập định tính có hiệu I.4 Nhiệm vụ nghiên cứu Nội dung kiến thức chương động lực học chất điểm Đề số tập định tính với dạng (giải thích tượng dự đốn tượng) Giải số theo phương pháp cụ thể Tìm đặt số tập tham khảo I.5 Giả thuyết khoa học Sự thành cơng đề tài tác động tích cực đến phát triển tư duy, lực học sinh trình hình thành hiểu biết vận động giới vật chất, tài liệu tham khảo hữu ích cho giáo viên người học mơn Vật lí I.6 Phương pháp nghiên cứu Phương pháp đọc sách , tài liệu tham khảo.tham khảo qua mạng Phương pháp phân tích, tổng hợp Phương pháp lấy ý kiến chuyên gia I.7 Đóng góp đề tài Thơng qua đề tài giúp có nhìn tổng quát chương động lực học chất điểm, hiểu sâu chất tượng Vật lí từ dùng tập định Sáng kiến kinh nghiệm- Đặng Thị Hải Trường tính lý thú vào dạy học nhằm phát triển lực tư duy, kích thích tinh thần học tập học sinh mơn học, từ cao hiệu dạy học Đề tài tài liệu tham khảo lý thú cho giáo viên học sinh chương động lực học chất điểm Sáng kiến kinh nghiệm- Đặng Thị Hải Trường PHẦN II: CƠ SỞ LÍ LUẬN I.1 Cơ sở lý luận tập định tính dạy học Vật lí II.1.1 Khái niệm tập định tính Bài tập định tính tập mà giải, học sinh khơng 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 II.1.2 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 lí vừa học vào đời sống xung quanh Các tập định tính có tác dụng tăng khả hứng thú môn học, tạo điều kiện phát triển kĩ quan sát, khả phân tích, tổng hợp học sinh Phương pháp giải tập bao gồm suy luận logic dựa kiến thức Vật lí 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 lí 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 lí tập tính tốn II.2 Các dạng tập định tính II.2.1 Giải thích tượng Giải thích tượng cho biết tượng xảy ra, xảy vậy, tức biết tượng giải thích ngun nhân Đối với người học, ngun nhân đặc tính định luật Vật lí Đối với dạng tập này, bắt buộc phải thiết lập mối quan hệ tượng cụ thể với số đặc tính vật, tượng với định luật hay nội dung lý thuyết Vật lí II.2.2 Dự đốn tượng Sáng kiến kinh nghiệm- Đặng Thị Hải Trường Bài tập dự đoán tượng vào điều kiện cụ thể đề để xác định định luật chi phối tượng dự đốn tượng xảy xảy Tức là, ta biết điều kiện cụ thể sau tìm quy luật chung chi phối tượng rút kết luận II.3 Phương pháp giải tập định tính Do tính đa dạng nhiều hình thức tập định tính, mặt phương pháp giải có phương pháp sau: II.3.1 Phương pháp Ơristic Phương pháp Ơristic phương pháp giải vần đề dựa vào tri thức kinh nghiệm lập luận lí Phương pháp sử dụng tập định tính phân tích thành nhiều câu hỏi định tính nhỏ, đơn giản hơn, có liên quan với mà câu trả lời nằm giả thiết, định luật Vật lí mà học sinh biết II.3.2 Phương pháp 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 đốn kết Dùng kiến thức Vật lí học đề giải thích giai đoạn kết tìm được, chứng minh cơng thức thực nghiệm II.4 Các bước giải tập định tính 2.4.1 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 lí thuật ngữ có đề Tóm tắt đầy đủ 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, … 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 lí Xác định khái niệm, thuyết, định luật, … tương ứng phù hợp với điều kiện tập Trên sở ta chuyển ngôn ngữ tập ngôn ngữ Vật lí, hình dung rõ ràng tượng Vật lí II.4.2 Phân tích tượng Sáng kiến kinh nghiệm- Đặng Thị Hải Trường Nghiên cứu kiện ban đầu tập: Những tượng gì, kiện gì, tính chất vật thể, trạng thái hệ, để nhận biết chúng có liên quan đến khái niệm nào, quy tắc nào, định luật học Vật lí 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 định luật, quy tắc chi phối II.4.3 Xây dựng lập luận suy luận kết Phận loại tập định tính có nhiều cách khác nhau, thường gặp hai dạng giải thích tượng dự đốn tượng - Tìm hiểu đầu bài, dấu hiệu có liên quan đến tính chất Vật lí, định luật Vật lí 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 tạp 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 đốn chúng liên quan đến quy tắc nào, định luật Vật lí 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 đốn khẳng định riêng), cần phải tìm tiên đề thứ (phán đoán khẳng định chung) kết luận (phán đoán khẳng định riêng) II.4.4 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 Sáng kiến kinh nghiệm- Đặng Thị Hải Trường PHẦN III SỬ DỤNG BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ CHƯƠNG ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM III.1 Cơ sở lí thuyết chương động lực học chất điểm III.1.1 Tổng hợp phân tích lực Điều kiện cân chất điểm Lực đại lượng vectơ đặc trưng cho tác dụng vật lên vật khác, kết truyền gia tốc cho vật làm cho vật biến dạng Tổng hợp lực: thay nhiều lực tác dụng đồng thời vào vật lực có tác dụng giống hệt tồn lực Qui tắc hình bình hành: Nếu hai lực đồng quy biểu diễn độ lớn hướng hai cạnh hình bình hành vẽ từ điểm đồng quy, hợp lực chúng biểu diễn độ lớn hướng đường chéo hình bình hành III.1.2 Ba định luật Niu-tơn Định luật I Niu-tơn: Nếu vật không chịu tác dụng lực chịu tác dụng các lực có hợp lực khơng, vật đứng yên tiếp tục đứng yên, chuyển động tiếp tục chuyển động thẳng Quán tính: Qn tính tính chất vật có xu hướng bảo toàn vận tốc hướng độ lớn Định luật II Niu-tơn: Gia tốc vật hướng với lực tác dụng lên vật Độ lớn gia tốc tỉ lệ thuận với độ lớn lực tỉ lệ nghịch với khối lượng vật ur r F ur r a  hay F  ma m Định luật III Niu-tơn: Trong trường hợp, vật A tác dụng lên vật B lực, vật B tác dụng lại vật A lực Hai lực khác điểm đặt, giá, ngược chiều độ lớn ur ur F BA   F AB III.1.3 Lực hấp dẫn Định luật vạn vật hấp dẫn Lực hấp dẫn: Mọi vật vũ trụ hút với lực gọi lực hấp dẫn Sáng kiến kinh nghiệm- Đặng Thị Hải Trường Định luật vạn vật hấp dẫn: Lực hấp đẫn hai chất điểm tỉ lệ thuận với tích hai khối lượng tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách chúng Fhd  G m1m2 r2 11 G số hấp dẫn, G = 6, 67.10 Nm2 kg III.1.4 Lực đàn hồi lò xo Định luật Húc Lực đàn hồi xuất hai đầu lò xo tác dụng vào vật làm biến dạng Khi bị dãn, lực đàn hồi lò xo hướng vào lò xo, bị nén, lực đàn hồi lò xo hướng Định luật Húc: Trong giới hạn đàn hồi, độ lớn lực đàn hồi lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng lò xo Fdh  k l III.1.5 Lực ma sát Lực ma sát trượt: Xuất vật trượt bề mặt vật khác Khơng phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc tốc độ vật Tỉ lệ với độ lớn áp lực Phụ thuộc vào vật liệu tình trạng hai mặt tiếp xúc Hệ số tỉ lệ độ lớn lực ma sát trượt độ lớn lực áp lực gọi hệ số ma sát trượt, kí hiệu μt t  Fms N III.1.6 Lực hướng tâm Lực (hay hợp lực lực) tác dụng vào vật chuyển động tròn gây cho vật gia tốc hướng tâm gọi lực hướng tâm Công thức lực hướng tâm: Fht  mv  m r r III.2 Sử dụng tập định tính dạy học Vật lí chương động lực học chất điểm Sáng kiến kinh nghiệm- Đặng Thị Hải Trường III.2.1 Tổng hợp phân tích lực Điều kiện cân chất điểm Bài 1: Một người chặt hai người phụ kéo cho đỗ, để đỗ theo ý muốn người ta phải dùng hai sợi dây cột điểm cao kéo hai phía khác khơng trùng với phương mà người mong muốn Tại không cột sợi dây kéo thẳng xuống nơi phải đỗ mà phải cột hai dây kéo hai sợi dây đổ xác? Bước 1: Tìm hiểu đầu bài, nắm vững giả thiết tập Để giải thích tượng phải dựa sở tổng hợp lực để trách gây nguy hiểm cho người chặt Bước 2: Phân tích tượng Khi dùng sợi dậy kéo thẳng xuống có lực tác dụng Khi kéo hai dây lực kéo xuống tổng hợp hai lực, dùng quy tắc hình bình hành để xác định điểm đỗ Bước Xây dựng lập luận suy luận kết Tổng hợp lực thay nhiều lực tác dụng đồng thời vào vật lực có tác dụng giống hệt toàn lực Trường hợp dùng sợi dây, lực nguyên vẹn gây nguy hiểm người kéo dây Trường hợp kéo hai sợi dây theo phương khác để tạo hợp lực có tác dụng tương tự, khơng gây nguy hiểm người kéo Để đỗ áp dụng qui tắc hình bình hành Nếu hai lực đồng quy biểu diễn độ lớn hướng hai cạnh hình bình hành vẽ từ điểm đồng quy, hợp lực chúng Sáng kiến kinh nghiệm- Đặng Thị Hải Trường 10 Xây dựng lập luận sau: Sự khác khối lượng (hay mức quán tính) đưa đến khác mức độ thay đổi trạng thái chuyển động Con thỏ có khối lượng nhỏ chó săn nên dễ dàng thay đổi chuyển động hướng độ lớn vận tốc Do đó, thỏ đột thay đổi vận tốc chó săn khơng kịp thay đổi chuyển động bị lỡ đà Mức quán tính nhỏ mức độ thay đổi chuyển động nhanh ngược lại Bài 5: Giải thích tàu hoả chạy với vân tốc lớn, sau ta nhảy lên rơi lại chỗ cũ? Xây dựng lập luận sau: Có người nghĩ tàu hoả chạy với vận tốc lớn, thời gian sau người nhảy lên, tàu hoả chạy đoạn, người phải rơi xuống chỗ lùi lại Tàu chạy nhanh, cự li cách chỗ cũ sau rơi xuống xa Song thực tế, tàu hoả chạy với vận tốc lớn, sau nhảy lên rơi vào chỗ cũ Nguyên nhân vật có qn tính Khi tàu hoả chạy với vận Sáng kiến kinh nghiệm- Đặng Thị Hải Trường 16 tốc lớn, cho dù người đứng yên đứng yên so với sàn toa, thực tế người chuyển động phía trước với tàu hoả với vận tốc tàu hoả Khi người nhảy lên, chuyển động phía trước tàu hoả với vận tốc Vì chỗ rơi xuống chỗ cũ Bài 6: Có câu chuyện vui sau: Một ngựa học định luật III Niutơn từ chối khơng kéo xe Nó nói: "Tơi có ráng sức kéo xe vơ ích, tơi kéo xe với lực xe kéo lại tơi với lực Hai lực độ lớn ngược hướng lực cân nên tơi xe khơng nhúc nhích!" Bạn nghĩ nghe chuyện này? Liệu điều câu chuyện có thực khơng? Xây dựng lập luận sau: Lực ngựa kéo xe lực xe kéo ngựa đặt vào hai vật khác nên cân lẫn Lực làm ngựa lẫn xe di chuyển lực ma sát chân ngựa mặt đất ráng sức đẩy mặt đất để tiến lên III.2.3 Lực hấp dẫn Định luật vạn vật hấp dẫn Bài 1: Tại vật thể để phòng, ngồi sân bàn, ghế, tủ, chúng hút không di chuyển lại gần nhau? Bước 1: Tìm hiểu đầu bài, nắm vững giả thiết tập Các vật bàn, ghế, tủ, … vật có khối lượng, vận dụng định luật vạn vật hấp dẫn để giải thích mâu thuẫn trường hợp Bước 2: Phân tích tượng Thực chúng có hút với lực hút nhỏ vật vũ trụ hấp dẫn với Các vật bàn, ghế, tủ, chịu nhiều ảnh hưởng lực khác như: phản lực, lực ma sát, lực hấp dẫn từ vật khác, … Bước 3: Xây dựng lập luận suy luận kết Mọi vật vũ trụ hút với lực gọi lực hấp dẫn Các vật để phòng khơng chịu tác dụng lực hấp dẫn vật mà chịu tác dụng trọng lực, phản lực lực ma sát với mặt nền, … Các lực triệt tiêu lẫn nên vật đứng yên, không bị hút lại gần Sáng kiến kinh nghiệm- Đặng Thị Hải Trường 17 Bước 4: Biện luận Lực hấp dẫn tồn tại, nhiên độ lớn lực hấp dẫn phụ thuộc nhiều yếu tố Bài 2: Lực hấp dẫn hai vật có thay đổi không ta đặt xen vào hai vật vật thứ ba? Xây dựng lập luận sau: Lực hấp dẫn hai vật phụ thuộc vào tích khối lượng hai vật khoảng cách hai vật mà không phụ thuộc vào tồn vật thứ ba III.2.4 Lực đàn hồi lò xo Định luật Húc Bài 1: Treo vật vào hai lò xo ta thấy độ dãn lò xo khác Có thể kết luận khác độ cứng hai lò xo khơng? Bước 1: Tìm hiểu đầu bài, nắm vững giả thiết tập Để giải toán ta cần sử dụng định luật Húc Bước 2: Phân tích tượng Khi treo vật vào hai lò xo khác độ dài lúc treo vào độ dài lúc sau khác Bước 3: Xây dựng lập luận suy luận kết Vật có khối lượng khơng đổi, treo vào hai lò xo lực đàn hồi xuất lò xo Do đó, độ cứng lò xo tỉ lệ nghịch với độ dãn lò xo Vì thế, lò xo dãn nhiều có độ cứng nhỏ Bước 4: Biện luận Lực đàn hồi sinh lực tác dụng Bài 2: Tại viên bi thép lại nảy lên rơi xuống sàn lót gạch lại nằm yên rơi xuống cát? Sáng kiến kinh nghiệm- Đặng Thị Hải Trường 18 Bước 1: Tìm hiểu đầu bài, nắm vững giả thiết tập Giải thích đàn hồi khơng đàn hồi Bước 2: Phân tích tượng Viên bi thép lại nảy lên rơi xuống sàn lót gạch, sàn gạch có tính chất cứng tác dụng lực lớn lên viên bi thép va chạm làm biến dạng viên bi Viên bi thép nằm yên rơi xuống lực tương tác bi mặt cát nhỏ trình va chạm Bước 3: Xây dựng lập luận suy luận kết Lực đàn hồi xuất bề mặt có lực tác dụng vào vật làm biến dạng Va chạm bi với sàn nhà mang đặc tính biến dạng đàn hồi nên sinh lực đàn hồi làm cho viên bi nảy lên Còn va chạm viên bi lớp cát va chạm mềm mang đặc tính biến dạng khơng đàn hồi nên khơng có lực đàn hồi xuất viên bi nảy lên Bước 4: Biện luận Sự nảy lên hay không nảy lên vật va chạm hay tổng quát trạng thái chuyển động thay đổi phụ thuộc tính chất bề mặt cấu trúc vật chất vật va chạm Tính chất biểu diễn tính đàn hồi Bài 3: Dùng sợi dây cao su nhỏ để treo vật, dây cao su dãn khơng đứt Khi cầm dây giật mạnh đột ngột dây bị đứt Hãy giải thích ? Xây dựng lập luận đề giải: Dây chịu tác dụng trọng lực vật làm dây dãn mà không đứt nằm giới hạn đàn hồi dây cao su Nhưng cầm dây giật mạnh đột ngột lực gây nên tác dụng lên dây lớn nhiều so với trọng lực vật vượt qua giới hạn đàn hồi cho phép dây cao su nên dây đứt Trong giới hạn đàn hồi, lực đàn hồi sinh giúp vật lấy lại hình dạng kích thước ban đầu Nhưng vượt qua giới hạn đàn hồi vật khơng thể lấy lại hình dạng kích thước ban đầu III.2.5 Lực ma sát Bài 1: Đối với đường làm đất sét, vào trời nắng dễ dàng vào trời mưa? Khi ô tô, không may ôtô bị sa lầy quãng đường trơn trượt bạn nêu ý kiến giúp đưa xe khỏi chỗ lầy khơng? Giải thích? Sáng kiến kinh nghiệm- Đặng Thị Hải Trường 19 Bước 1: Tìm hiểu đầu bài, nắm vững giả thiết tập Đường đất sét trơn tức hệ số ma sát mặt đường nhỏ, trời nắng hệ số ma sát thay đổi làm cho việc lại dễ dàng Quãng đường trơn trượt mà ô tô bị sa vào nơi ma sát bánh xe mặt đường nhỏ Giải thích trường hợp dựa vào hệ số ma sát chúng Bước 2: Phân tích tượng Trên đường đất sét vào mùa mưa khó mùa nắng thay đổi ma sát, trời mưa ma sát mặt đường nhỏ làm lại khó khăn, ơtơ khơng thể vượt qua chổ lầy quãng đường trơn trượt Vậy phải tình tính chất hệ số ma sát cách khắc phục nhược điểm Bước 3: Xây dựng lập luận suy luận kết Hệ số ma sát phụ thuộc vào vật liệu tình trạng hai mặt tiếp xúc, nguồn gốc lực phát động trường hợp lực ma sát Chúng ta hay xe lực ma sát với mặt đường ln đóng vai trò lực phát động, giúp chuyển động phía trước Khi đường khơ hệ số ma sát với mặt đường lớn đảm bảo giúp di chuyển dễ dàng Nhưng đường trơn trợt, hệ số ma sát giảm đáng kể lực ma sát sinh không đủ lớn để giúp phát động chuyển động xe Do đó, muốn khỏi chỗ lầy cần tìm cách tăng cường hệ số ma sát cách thay đổi bề mặt tiếp xúc, cách đổ cát vào chổ bánh xe bị lầy để tăng hệ số ma sát Bước 4: Biện luận Sáng kiến kinh nghiệm- Đặng Thị Hải Trường 20 Hệ số ma sát thay đổi định đến trạng thái chuyển động Hệ số ma sát phụ thuộc vào bề mặt tiếp xúc Ban đầu bề mặt lồi lõm tương tác va chạm định đến hệ số ma sát Khi bề mặt nhẵn bóng (hai kính phẳng, …) tương tác phân tử tương tác “chân không” định đến hệ số ma sát Bài 2: Làm để xác định hệ số ma sát trượt µ gỗ gỗ bạn có dụng cụ là: Bảng gỗ, thỏi gỗ, thước đo? Xây dựng lập luận đề giải: Thỏi gỗ đặt bảng làm nghiêng đến góc α góc mà thỏi gỗ bắt đầu trượt xuống phía ta chạm nhẹ vào bảng Dùng động lực học xác định µ = tg α Bài 3: Khi vật đứng yên mặt phẳng nghiêng lực ma sát có xuất không? Xây dựng lập luận đề giải: ur Trên mặt phẳng nghiêng trọng lực P phân tích thành hai thành thành phần uu r uu r uu r Px Py Lực thành phần Px gây lực ma sát nghỉ có độ lớn ngược chiều với uu r Px Bài 4: Tại muốn cho đầu tàu hỏa kéo nhiều toa đầu tàu phải có khối lượng lớn? Xây dựng lập luận đề giải: Muốn cho tàu kéo nhiều toa, lực ma sát phải lớn, lực mà sát ma sát nghỉ đường ray tác dụng lên bánh xe Lực có vai trò lực phát động kéo toa tàu đi.Vì đầu tàu phải có khối lượng lớn Bài 5: Khi chế tạo dây cáp, người ta không dùng sợi to mà dùng nhiều sợi nhỏ bện lại với Vì cần làm vậy? Sáng kiến kinh nghiệm- Đặng Thị Hải Trường 21 Xây dựng lập luận đề giải: Khi dây xoắn lại với nhau, lực ma sát dọc theo dây lớn, lực đặt vào đầu dây để kéo phải thắng lực ma sát làm cho dây thẳng làm cho chúng đứt Nếu số sợi dây bện cáp nhiều, dây xoắn chặt, lực ma sát lớn dây bền III.2.6 Lực hướng tâm Bài 1: Một vật đặt bàn quay Khi bàn chưa quay vật đứng yên Khi bàn từ từ quay, vật quay theo Lực gây gia tốc hướng tâm cho vật? Bước 1: Tìm hiểu đầu bài, nắm vững giả thiết tập Vật bàn vật bàn có lực ma sát nghỉ vật chịu tác dụng trọng lực, phản lực Trong lực lực đóng vai trò lực hướng tâm vật, bàn chuyển động? lực hướng tâm lực trì chuyển động tròn Bước 2: Phân tích tượng Khi bàn đứng yên hợp lực tác dụng lên vật không Phản lực trọng lực cân bằng, bàn chuyển động lực ma sát xuất có hướng từ vật vào tâm bàn Bước 3: Xây dựng lập luận suy luận kết Lực tác dụng vào vật chuyển động tròn gây cho vật gia tốc hướng tâm gọi lực hướng tâm Vật chuyển động tròn bàn lực ma sát tác dụng vào vật chuyển động tròn lực ma sát nghỉ có vai trò lực hướng tâm Bước 4: Biện luận Sáng kiến kinh nghiệm- Đặng Thị Hải Trường 22 Lực hướng tâm có ta xét vai trò lực khác lực căng dây, lực hấp dẫn, Bài 2: Buộc sợi dây vào gầu nước, cầm đầu dây quay mặt phẳng thẳng đứng Vì quay với vận tốc đủ lớn vị trí cao mà nước thùng bị đảo ngược lại mà không đổ ngồi? Bước 1: Tìm hiểu đầu bài, nắm vững giả thiết tập Khi buộc sợi dây vào gầu nước, cầm đầu dây quay mặt phẳng thẳng đứng, tức làm cho thùng nước chuyển động tròn Dùng kiến thức lực li tâm giải thích Bước 2: Phân tích tượng Trọng lực nước phản lực đáy gầu tạo cho nước gia tốc hướng tâm, “bắt” nước chuyển động quĩ đạo tròn Bước Xây dựng lập luận suy luận kết Nước thùng chuyển động tròn với vận tốc phù hợp để phản lực đáy gầu lên nước tồn theo định luật III Niutơn nước ép lên đáy gầu lực phản lực Ngay phản lực khơng nước khơng đổ ngồi Bài 3: Có bi đặt bàn lọ úp lên Làm nâng bi lên mà khơng đụng vào nó? Xây dựng lập luận đề giải: Cách làm: Quay lọ, bi quay theo, cuối lực li tâm làm bi dính chặt vào thành lọ nâng lọ lên bi khơng bị bắn ngồi Bài 4: Trong trò xiếc mơ tơ bay, người biểu diễn phải mô tô thành thẳng đứng "thùng gỗ" hình trụ Có thật q nguy hiểm khơng? Bí mật thành cơng trò xiếc Sự liều mạng hay qui luật tất yếu Vật lí? Sáng kiến kinh nghiệm- Đặng Thị Hải Trường 23 Xây dựng lập luận đề giải: Bí mật thành công cần phải mô tô với vận tốc đủ lớn tạo gia tốc hướng tâm cần thiết, trì áp lực xe lên thành gỗ Được xe không bị rơi xuống Đó qui luật, nhiên cần chút can đảm người biểu diễn III.2.7 Chuyển động ném ngang Bài 1: Trên tòa nhà cao bạn có hai viên bi thép Viên thứ thả rơi xuống theo phương thẳng đứng viên bi thứ hai ném ngang với vận tốc v 0.Viên bi chậm đất trước? Vì sao? Bỏ qua sức cản khơng khí Bước 1: Tìm hiểu đầu bài, nắm vững giả thiết tập Có hai viên bi: viên thứ thả rơi tự do, viên thứ hai ném ngang Vận dụng quy tắc rơi tự chuyển động ném ngang để dự đốn giải thích Bước 2: Phân tích tượng Thời gian vật rơi tự t  2h , thời gian rơi vật ném ngang g không phụ thuộc vào vận tốc ban đầu Bước Xây dựng lập luận suy luận kết Thời gian vật rơi tự ném t  2h Hai viên bi có thời gian rơi g nhau, hai viên bi chạm đất lúc Bước 4: Biện luận Sáng kiến kinh nghiệm- Đặng Thị Hải Trường 24 Thời gian chạm đất vật ném ngang với thời gian rơi tự Bài 2: Một máy bay bay theo phương ngang với tốc độ v (m / s ) , máy bay độ cao h (m) viên phi công phải thả bom từ xa cách mục tiêu để bơm rơi mục tiêu? Bước 1: Tìm hiểu đầu bài, nắm vững giả thiết tập Việc thả bom máy bay giống bom ném ngang với vận tốc đầu vận tốc máy bay Sử dụng cơng thức tầm xa để tính Bước 2: Phân tích tượng Máy bay bom bay với vận tốc v, viên phi cơng ném bom thả cho bom rơi xuống bom rơi theo quy luật vật bị ném ngang Nhiệm vụ toán xác định tầm xa bom Tầm xa khoảng cách từ máy bay lúc ném bom đến mục tiêu Bước Xây dựng lập luận suy luận kết Chuyển động bom chuyển động ném ngang Để bom rơi mục tiêu phi cơng phỉ ném từ vị trí cách mục tiêu khoảng tầm xa tính theo phương ngang L  xmax  v0 2h g Vậy khoảng cách cần tìm là: L  xmax  v0 2h g Sáng kiến kinh nghiệm- Đặng Thị Hải Trường (m) 25 Bước 4: Biện luận Máy bay cung cấp cho bom vận tốc đầu để bom chuyển động ném ngang vây ứng dụng vào thực tế phải dựa quy tắc ném ngang III.2.8 Một số tập tham khảo khác Bài 1: Tại kéo đứt sợi dây ẩm bện giấy dễ so với sợi dây khô? Lời giải: Ma sát khô sợi dây biến thành ma sát nhớt Bài 2: Người ta thường xát nhựa thông lên cung kéo đàn vĩ cầm trước chơi, làm để làm gì? Lời giải: Để tăng ma sát cung kéo đàn dây đàn tạo điều kiện tốt để kích thích dao động dây đàn Bài 3: Bạn cầm tay trứng đập vào Nếu tay trái để yên, dùng trứng tay phải đập vào trứng tay trái vỡ trước? Hay vỡ? Nếu đập vào nhau, kết sao? Lời giải: Bao có bị vỡ, khơng có lần vỡ cả, vỡ trước hồn tồn khơng có qui luật cả: Có lúc chuyển động vỡ, có lúc đứng yên vỡ Nguyên nhân: Lực tác dụng lẫn hai trứng (Theo định luật III Niutơn) tác dụng lên trứng khác nhau, có vỏ bền vững không vỡ Bài 4: Sau đo nhiệt độ thể người nhiệt kế Ta thường thấy bác sĩ vẩy mạnh ông cặp sốt làm cho thuỷ ngân ống tụt xuống Cách làm dựa sở vật lí nào? Hãy giải thích? Lời giải: Dựa vào quán tính , vẩy mạnh nhiệt kế ống thuỷ ngân bên chuyển động Khi ống dừng lại đột ngột , theo quán tính , thuỷ ngân bên muốn trì vận tốc cũ , kết thuỷ ngân tụt xuống Sáng kiến kinh nghiệm- Đặng Thị Hải Trường 26 Bài 5: Một cốc nước đặt thăng cân Trạng thái cân cân có bị phá vỡ khơng nhúng ngón tay vào nước? Lời giải: Đĩa cân có cốc nước bị hạ xuống nhúng ngón tay vào nước lực đẩy Acsimet tác dụng lên ngón tay có chiều hướng lên Theo định luật III Niu-tơn, tay tác dụng xuống chất lỏng lực có cường độ hướng xuống Lực phá vỡ cân cân Bài 6: Trong đoạn phim nhảy từ cao xuống người ta đặt niệm khí cho diễn viên nhảy lên túi khí Tai phải làm vậy? Lời giải: Người nhảy có khối lượng có mức qn tính Niệm khí làm giảm lực tác dụng diễn viên nhảy xuống, hạn chế thương tích Bài 7: Khi chạy xe đạp, ta ngừng đạp xe chuyển động thêm đoạn dừng lại? Lời giải: Quán tính tính chất vật có xu hướng bảo toàn vận tốc hướng độ lớn Người xe chuyển động quán tính Xe ngừng lại tác dụng lực ma sát bánh xe với mặt đường Câu 8: Nếu xe tải va chạm với xe đạp làm cho xe đạp bị thiệt hại nhiều Điều dường mâu thuẫn với Định luật III Niu-tơn Hãy giải thích điều dường mâu thuẫn đó? III.3 Ý nghĩa Chương động lực học chương bao gồm nhiều tượng Vật lí gần với sống Những tương tác khác vật làm xuất loại lực khác nguyên nhân làm vật thay đổi trạng thái chuyển động với xu hướng khác Vai trò lực khác tùy vào trường hợp cản trở chuyển động có trường hợp lực phát động, lực hướng tâm,… Những lực xuất gây tương quan chuyển động Quan hệ lực hệ định trạng thái chuyển động hệ theo định luật Các tương tác có thay đổi dẫn đến thay đổi trạng thái hệ Mỗi tượng Vật lí bao gồm nhiều quan hệ Sáng kiến kinh nghiệm- Đặng Thị Hải Trường 27 nguyên nhân kết Khi giải tập định tính giúp cho học sinh hiểu rõ quan hệ nhân biến đổi trạng thái, biết khảo sát tượng, chia yếu tố tác động thành nhiều yếu tố nhỏ phù hợp với yêu cầu tập Qua tập định tính chương động lực học phát triển duy, lực, khả phân tích, giúp cho học sinh thấy ứng dụng định luật cở hình định luật, mở rộng tầm mắt kỹ thuật cho học sinh Kiến thức tập động lực học mang tính thực tế giúp học sinh am hiểu thực tế nhiều từ kích thích tinh thần học tập hứng thú cho học sinh Sáng kiến kinh nghiệm- Đặng Thị Hải Trường 28 PHẦN IV: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Bài tập định tính nói chung thường đề cập đến tượng Vật lí xảy đời sống, tự nhiên kỹ thuật Tuy nhiên tượng Vật lí ln chịu chia phối bời nhiều định luật trình diễn phức tạp Thơng qua tập định tính chất Vật lí nêu bật lên Giải tập định tính giúp học sinh nhìn nhận đắn vật tượng xung quanh Từ tập định tính phát chất vật lí vấn đề, liên hệ tượng cho với định luật, khái niệm thuyết vật lí để tìm mối liên hệ chúng cách phân tích tượng phức tạp nhiều hiện tượng nhỏ đơn giản Khi nhìn nhận khảo sát tượng phải đặt chúng vào trường hợp riêng lẽ, chịu chi phối định luật định có từ rút kết luận so sánh với kết vốn có tượng Bài tập định tính sử dụng thí nghiệm, giải tập định lượng, kiểm chứng củng cố lý thuyết cho học sinh Bài tập định tính hình thành kinh nghiệm thực tiễn tầm mắt kỹ thuật cho học sinh Đề tài kết qủa rút kinh nghiệm qua trình dạy học trường THPT Quang Trung, với học hỏi, tham khảo qua sách, báo, mạng Internet, xin ý kiến đóng góp thầy giáo khoa Vật Lý trường ĐHSP Hà Nội, đồng thời học hỏi kinh nghiệm từ thầy cô, đồng nghiệp tổ Vật lý trường THPT Quang Trung Trong đề tài hệ thống kiến thức từ Biên soạn sưu tầm số tập mà sách giáo khoa chưa có Hệ thống tập đề tài với mức độ khác lời giải rõ ràng dễ hiểu nên sử dụng giảng dạy chắn giúp ích nhiều cho công việc giảng dạy giáo viên nhận thức học sinh Kiến thức phần học gắn liền với thực tế Khi dạy vào giáo viên phải tích cực lựa chọn tìm tập định tính có liên quan đến tượng tự nhiên mà giải khơng cần tính tốn Giáo viên gây húng thú cho người học cách tìm chất Vật lí tượng mà tồn quanh từ lâu mà ta không hiểu rõ Với tình có vấn đề từ tập định tính đầu buổi học hay phần học làm cho lớp học trở nên sinh động Từ cao hiệu dạy học Sáng kiến kinh nghiệm- Đặng Thị Hải Trường 29 TÀI LIỆU THAM KHẢO Lương Duyên Bình (Tổng Chủ Biện kiêm Chủ Biện), Nguyễn Xuân Chi, Tô Giang, Trần Chí Minh, Vũ Quang, Bùi Gia Thịnh (2007), Vật lí 10, NXB Giáo dục Những tập định tính cấp ba M.E.TULTRINXICI Phạm Hồng Tuất dịch nhà xuất giáo dục (1989) Sách giáo khoa 10 Nâng cao 10 Sách giáo viên vật lý 10 bản, 10 nâng cao Tham khảo qua trang mạng Internet Người Viết Đặng Thị Hải Trường ĐÁNH GIÁ CỦA HỘI ĐỒNG KHOA HỌC NHÀ TRƯỜNG Sáng kiến kinh nghiệm- Đặng Thị Hải Trường 30 ... III SỬ DỤNG BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ CHƯƠNG ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM III.1 Cơ sở lí thuyết chương động lực học chất điểm III.1.1 Tổng hợp phân tích lực Điều kiện cân chất điểm Lực. .. luận tập định tính dạy học Vật lí II.1.1 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. .. chương động lực học chất điểm Phương pháp giải tập định tính Cách sử dụng tập định tính có hiệu I.4 Nhiệm vụ nghiên cứu Nội dung kiến thức chương động lực học chất điểm Đề số tập định tính với