Cách khắc phục: Dùng định luật vạn vật hấp dẫn và định luật 3 Niutơn để giải thích cho học sinh hiểu sự tồn tại cảu lực hấp dẫn do các vật nhỏ tác dụng lên trái đất và so sánh độ lớn c[r]
(1)Quan niệm 1: Chất điểm phải có kích thước nhỏ 1 Phát
GV: vật gọi chất điểm?
2 Khắc phục: Giáo viên phải nói cho học sinh, vấn đề khơng phải kích thước nhỏ mà nhỏ bỏ qua so với quãng đường mà chuyển động Sau giáo viên cho số ví dụ chất điểm để học sinh nắm khái niệm
Quan niệm 2: Trong chuyển động thẳng nhanh dần gia tốc dương, còn chuyển động thẳng chậm dần gia tốc âm
1.Phát hiện: Để phát quan niệm giáo viên cho học sinh làm câu hỏi trắc nghiệm sau:
Hãy chọn phát biểu
a Trong chuyển động thẳng nhanh dần gia tốc dương, chuyển động thẳng chậm dần gia tốc âm
b Trong chuyển động thẳng nhanh dần gia tốc âm, chuyển động thẳng chậm dần gia tốc dương
c Trong chuyển động thẳng nhanh dần hay chậm dần gia tốc dương d Dấu gia tốc chuyển động thẳng biến đổi phụ thuộc vào chiều dương ta chọn
Khi trả lời câu hỏi phần lớn học sinh chọn a 2 Khắc phục
Giáo viên nói rõ đặc điểm vectơ gia tốc
Vec tơ gia tốc hướng với vectơ vận tốc vật chuyển động thẳng nhanh dần
Vectơ gia tốc ngược hướng với vectơ vận tốc vật chuyển động thẳng chậm dần
(2)1 Phát
GV: Thả mẫu giấy đá độ cao, cho học sinh quan sát, đặt câu hỏi vật nặng vật nhẹ, vật rơi nhanh ?
HS: Vật nặng rơi nhanh vật nhẹ 2 Khắc phục
Lấy hai mẫu giấy có hình dạng, kích thước, cho học sinh biết hai mẫu giấy có khối lượng
Lấy mẫu vo tròn, mẫu để nguyên thả hai mẫu giấy độ cao mẫu giấy bị vo tròn rơi xuống trước,rút kết luận: Không phải vật nặng rơi nhanh vật nhẹ
GV: Vậy vật nặng nhẹ rơi nhanh chậm khác nhau?
HS: Do lực cản không khí làm cho vật nhẹ rơi chậm vật nặng
GV: Nếu triệt tiêu hoàn toàn lực cản khơng khí liệu vật nặng nhẹ có rơi khơng?
HS: Có
GV làm tiếp thí nghiệm, lấy miếng thép mẫu giấy có kích thước, đặt mẫu giấy lên mẫu thép thả cho hai vật rơi độ cao Hai vật rơi xuống đất lúc Tiếp tục dùng ống chân không thả cho hai vật nặng nhẹ rơi độ cao hai vật rơi lúc
Kết luận: Không phải vật nặng nhẹ rơi nhanh, chậm khác mà lực cản không khí làm cho vật nhẹ rơi chậm vật nặng
Quan niệm 4: Vận tốc có độ lớn khơng đổi gia tốc khơng
(3)a) ln
b) khác
2 Khắc phục: Yêu cầu học sinh viết lại cơng thức tính gia tốc, qua gia tốc khơng đặc trưng cho tốc độ biến thiên độ lớn véctơ vận tốc mà đặc trưng cho tốc độ biến thiên hướng véctơ vận tốc
Quan niệm 5: Chỉ có nam châm hút sắt cịn sắt khơng hút nam châm 1 Phát
GV:Lấy miếng sắt miếng nam châm, cho chúng hút Trong hai vật, vật tác dụng lực lên vật nào?
HS: Nam châm hút sắt sắt không hút nam châm 2 Khắc phục
Đặt hai miếng xốp mặt nước, bên có đặt thỏi sắt thỏi nam châm trọng lượng tương đương Giữ chặt miếng xốp có thỏi nam châm, thả cho miếng xốp lại chuyển động tự thấy miếng bị hút phía nam châm, chứng tỏ nam châm hút sắt Làm thí nghiệm tương tự, cho miếng xốp có thỏi nam châm chuyển động tự thấy miếng xốp bị hút phía sắt, chứng tỏ sắt có khả hút nam châm
Sau dùng định luật III Newton để giải thích cho học sinh thấy rõ lực phản lực cặp lực trực đối, xuất đồng thời F12=F21
Quan niệm 6: Độ lớn lực phản lực không 1 Phát hiện:
GV: Một cầu thủ sút bóng bay đi, so sánh độ lớn lực mà chân tác dụng vào bóng với lực mà bóng tác dụng lên chân cầu thủ đó!
(4)2 Khắc phục: Lấy hai lực kế móc vào nhau, gọi hai em học sinh mập bác Mạnh, ốm bác Toàn lên kéo hai lực kế hình vẽ Gọi em Thắng lên đọc số hai lực kế thông báo cho lớp kết
Quan niệm 7: Các vật nhỏ trái đất không tác dụng lực hấp dẫn lên nhau
1 Phát
Cho học sinh xác định lực tác dụng vào thân Học sinh không kể đến lực hấp dẫn vật xung quanh tác dụng lên Điều chứng tỏ học sinh cho khơng có lực hấp dẫn vật nhỏ trái đất Đó em không thấy tác dụng lực hấp dẫn vật với
2 Khắc phục : Giáo viên cho học sinh áp dụng công thức định luật tính lực hấp dẫn hai vật chúng gần Kết thu lực hấp dẫn nhỏ cho học sinh thấy độ lớn lực hấp dẫn khơng đủ ta cảm nhận thực tế Mặt khác, xung quanh có nhiều vật chúng có lực hấp dẫn, nên vật chịu nhiều lực hấp dẫn vật khác lực có hướng nên chúng triệt tiêu lẫn
Chú ý: Trong trường hợp ta áp dụng cho vật nặng có hình dạng đối xứng cầu, cịn khơng áp dụng cho vật có hình dạng
Quan niệm 8: Chỉ có lực hấp dẫn trái đất tác dụng lên vật trên cịn trái đất khơng chịu lực hấp dẫn vật tác dụng
(5)Học sinh thường chỉ lực hấp dẫn trái đất tác dụng lên vật nhỏ mà không lực hấp dẫn vật tác dụng lên vật
2 Cách khắc phục: Dùng định luật vạn vật hấp dẫn định luật Niutơn để giải thích cho học sinh hiểu tồn cảu lực hấp dẫn vật nhỏ tác dụng lên trái đất so sánh độ lớn lực hấp dẫn với lực hấp dẫn hành tinh học sinh thấy tác dụng lực hấp dẫn vật trái đất tác dụng lên trái đất không đáng kể
Quan niệm 9: Lực ma sát ln ln có hại 1 Phát
GV: Lực ma sát có lợi hay có hại? Tại sao?
HS: Đa số cho lực ma sát có hại cản trở chuyển động
2 Khắc phục: Giáo viên cho số ví dụ có lợi lực ma sát như: Khi lực ma sát đóng vai trị lực phát động
Khi phanh xe đạp lực ma sát trượt làm cho xe chạy chậm lại Quan niệm 10: Lực ma sát khơng thể đóng vai trị lực phát động 1.Phát hiện:
GV: Lực ma sát nghỉ có vai trị a cản trở chuyển động vật
b làm lực phát động xe chuyển động c giúp cho vật đứng yên
d giúp cho vật giảm tốc độ chuyển động
Đa phần em không chọn phương án b, điều chứng tỏ em khơng cho lực ma sát nghỉ làm lực phát động giúp vậtc chuyển động
(6)đi vào đoạn đường trơn, hệ số ma sát nhỏ xe khơng thể tiến lên phía trước mà bánh xe quay vịng chỗ Từ giúp em hiểu rõ vai trị lực ma sát nghỉ
Quan niệm 11: Khi vật đứng n, ln có tồn lực ma sát nghỉ 1 Phát hiện:
GV:Trong trường hợp sau khơng có tồn lực ma sát nghỉ? a Xe lăn bánh mặt đường
b Vật đứng yên mặt phẳng nằm ngang c Vật đứng yên mặt phẳng nghiêng
d Vật bị lực kéo chưa đủ lớn nên chưa chuyển động
Đa phần em chọn phương án a, điều chứng tỏ em nghĩ lực ma sát nghỉ xuất vật đứng yên không xuất vật chuyển động
2 Cách khắc phục: Dựa vào điều kiện xuất lực ma sát nghỉ, giải thích rõ cho học sinh hiểu khơng có ngoại lực có xu hướng làm vật chuyển động không xuất lực ma sát nghỉ
Quan niệm 12: Các vật cứng khơng có lực đàn hồi 1.Phát
GV: Lực đàn hồi xuất nào? Khi tác dụng lực lên vật cứng có xuất lực đàn hồi khơng?
HS: Lực đàn hồi xuất vật bị biến dạng Do tác dụng lực lên vật rắn khơng có biến dạng nên khơng xuất lực đàn hồi
(7)Quan niệm 13: Lực hướng tâm loại lực lực ma sát, đàn hồi, trọng lực
1.Phát
GV: Hãy kể loại lực học mà em bíêt? HS: Lực đàn hồi, lực ma sát, lực hướng tâm…
Điều chứng tỏ em cho lực hướng tâm loại lực học lực học mà em học
2.Khắc phục : Cho học sinh phân tích vài ví dụ chuyển động trịn, cho học sinh thấy rõ lực lực hướng tâm Từ kết luận lực hướng tâm khơng phải loại lực mà lực hợp lực số lực gây chuyển động trịn
Quan niệm 14: Có tồn lực ly tâm loại lực học 1 Phát hiện:
GV : Bỏ hạt đậu vào máy quay, máy quay trịn, hạt đậu bị văng phía thành máy, lực làm cho hạt đậu văng ra?
HS: Lực ly tâm
2.Cách khắc phục: Dựa vào tính quán tính vật để giải thích cho học sinh hiểu khơng có xuất lực lực ly tâm loại lực học
Quan niệm 15: Trọng lực phản lực tác dụng lên vật ln có độ lớn bằng
GV: Cho vật bố trí hình vẽ, biết vật có khối lượng 1kg, lực F= 10N, góc α = 300 Tính phản lực tác dụng vào vật?
(8)2 Cách khắc phục: Phân tích cho học sinh thấy lực F có ảnh hưởng đến độ lớn phản lực vậy, lúc độ lớn trọng lực phản lực
Quan niệm 16: Công lao động công học 1 Phát
GV: Một người cầm vật nặng tay đứng yên sàn nhà vòng giờ, Hỏi người có sinh cơng khơng? sao?
HS: Người có sinh cơng Bởi vì, cầm vật nặng đứng yên người phải bỏ sức lực để làm
2 Khắc phục : Trong đời sống khái niệm công dùng để thực công việc đó, người phải tốn hao sức lực, tinh thần khó định lượng xác Cịn công học phụ thuộc vào lực độ dời, xác định hồn tồn xác
Quan niệm 17: Khi lực sinh công vật di chuyển 1 Phát Chọn đáp án :
Trong trường hợp sau,trường hợp có cơng học? a Khi lực tác dụng lên vật vật chuyển động
b Khi lực tác dụng lên vật làm vật thay đổi vị trí c Khi lực tác dụng lên vật vật dịch chuyển
d Khi lực tác dụng lên vật vật thay đổi hình dạng
Một số lớn học sinh chọn câu a cho rằng, vật chuyển động tức thay đổ vị trí
2 Khắc phục : Giải thích cho học sinh hiểu rõ cơng thức tính cơng A=FScos
(9)Còn trường hợp vật chuyển động vật chuyển động vng góc với phương lực, lực ta xét khơng sinh cơng
Quan niệm 18: Gió làm mở cánh cửa thổi trực diện, thổi dọc theo cánh cửa khơng
1 Phát hiện: Khi có gió, ta khép cửa mà quên cài chốt lại, gió thổi dọc theo cánh cửa có mở cánh cửa khơng?
Học sinh lầm tưởng gió làm mở cánh cửa thổi trực diện, thổi dọc theo cánh cửa khơng
2 Khắc phục: Quan niệm dễ dàng khắc phục sau học sinh hiểu định luật Becnuli GV làm thí nghiệm để HS quan sát, HS vận dụng định luật Becnuli giải thích
Quan niệm 19: Có tiếp xúc có phản lực
1 Phát hiện: Cho học sinh quan sát hình vẽ bên
yêu cầu học sinh phân tích lực tác dụng lên vật Nhiều học sinh nhầm có phản lực mặt tường
thẳng đứng tác dụng lên vật theo phương vng góc với mặt tường
2 Khắc phục: Cần nhấn mạnh cho học sinh nhớ lực phản lực tồn với nhau, phản lực có có lực tác dụng Sau đặt câu hỏi: Vật có tác dụng áp lực vào mặt tường trường hợp không?
2.1 Quan niệm thứ
Quan niệm tác dụng lực lên vật rắn thay đổi điểm đặt lực dời chỗ giá
Cách phát quan niệm
(10)- Giáo viên đặt câu hỏi: Nếu điểm đặt lực dời chỗ giá tác dụng lực vật rắn có thay đổi khơng?
Quan niệm học sinh
Hầu hết HS quan niệm rằng: Khi điểm đặt lực thay đổi tác dụng lực lên vật rắn thay đổi
Cách khắc phục
Sử dụng thí nghiệm nhằm khắc phục sai quan niệm sai lệch
Cho HS thực thí nghiệm hình vẽ:
Hình
- Tác dụng lên vật rắn hai lực 𝐹1và hai điểm A B Vật rắn trạng thái cân
- Giữ nguyên độ lớn giá lực 𝐹2 đầu dây phía phải móc vào vật rắn điểm C (thay cho điểm B, điểm C nằm giá lực ) Vật rắn cân
Như tác dụng lực lên vật rắn không thay đổi điểm đặt lực dời chỗ giá
2.2 Quan niệm thứ hai
Trước HS học khái niệm momen lực đa số HS có quan niệm:Lực có độ lớn lớn tác dụng làm quay vật rắn mạnh
(11)Đặt câu hỏi: Ta có vật rắn có trục quay cố định có hai lực F1 , F2 với F1 > F2 Để làm cho vật quay quanh trục mạnh em chọn lực để tác dụng vào vật?
Quan niệm học sinh
Hầu hết HS chọn lực F1 để tác dụng vào vật HS quan niệm lực có độ lớn lớn làm cho vật quay mạnh
Cách khắc phục
Sử dụng thí nghiệm nhằm khắc phục sai quan niệm sai lệch
Cho HS làm thí nghiệm sau:
- Có đĩa trịn có trục quay cố định, lực kế
Hình
- Cho HS móc lực kế đĩa trịn vị trí xa trục quay nhất, yêu cầu HS kéo lực kế đĩa bắt đầu quay đọc số lực kế Tiếp tục cho HS làm thí nghiệm tương tự điểm móc lực kế lần gần trục quay
- Yêu cầu HS so sánh hai lực tác dụng làm đĩa quay hai trường hợp HS nhận thấy trường hợp lực tác dụng vào đĩa nhỏ làm quay đĩa lực tác dụng có độ lớn lớn
(12)2.3 Quan niệm thứ ba
Một vật chuyển động thẳng lực khơng cịn tác dụng vào vật hoặc hợp lực tác dụng vào vật khơng vật chuyển động chậm dần dừng lại
Cách phát quan niệm
Giáo viên nêu tình huống: Trong thực tế đời sống, ta kéo vật chuyển động, ngừng kéo chuyển động tiếp lát dừng lại
GV đặt câu hỏi: Một vật chuyển động thẳng lực không tác dụng vào vật hợp lực tác dụng vào vật khơng vật chuyển động nào?
Quan niệm học sinh
Bằng kinh nghiệm thực tế hầu hết HS trả lời vật chuyển động chậm dần dừng lại
Cách khắc phục
Sử dụng thí nghiệm nhằm khắc phục sai quan niệm sai lệch
- Giáo viên bố trí thí nghiệm đệm khơng khí:
Hình
(13)- HS tiến hành thí nghiệm rút kết luận sau tác dụng vào vật vật chuyển động thẳng
Như vậy, vật chuyển động thẳng không chịu tác dụng lực chịu tác dụng lực có hợp lực khơng giữ ngun trạng thái chuyển động thẳng
2.4 Quan niệm thứ tư
Thời gian chuyển động vật bị ném ngang lớn thời gian chuyển động vật rơi tự từ độ cao
Cách phát quan niệm
GV đặt câu hỏi: Có hai viên bị giống (hình dáng khối lượng), ta ném viên bi theo phương ngang thả đồng thời viên bi khác rơi tự (thả độ cao với vị trí ném ngang) Em cho biết viên bi rơi xuống đất nhanh
Quan niệm học sinh
Đa số em trả lời viên bi thả rơi tự rơi xuống đất nhanh Cách khắc phục
Sử dụng thí nghiệm nhằm khắc phục quan niệm sai lệch
- Bố trí thí nghiệm hình vẽ
- Yêu cầu HS tiến hành thí nghiệm kiểm tra thời gian hai viên bi chạm đất
(14)
Bằng thí nghiệm học sinh xác nhận hai viên bi chạm đất lúc
2.5 Quan niệm thứ năm
Học sinh có quan niệm: Sự sơi chất lỏng xảy nhiệt độ định (Nước sôi 1000C)
Cách phát quan niệm
Em cho biết nhiệt độ sôi nước độ? Quan niệm học sinh
Hầu hết HS trả lời nhiệt độ sôi nước 1000C Cách khắc phục
Sử dụng thí nghiệm nhằm khắc phục quan niệm sai lệch * Dụng cụ thí nghiệm (Hình 5.a)
- bình cầu, gía đỡ, đèn cồn, - nước lạnh, khay hứng nước
a) b) c) d) Hình
* Các bước tiến hành
- Đổ nước (mực nước bình chiếm khoảng 1/3 bình), đậy hờ nắp, đặt lên giá đỡ dùng đèn cồn đun sôi (hình 5.b)
- Để lúc cho nước hết sơi nguội bớt đi, đậy kín nắp, dốc ngược bình dội nước lạnh lên phần bầu khí (Hình 5.c)
* Kết thí nghiệm
(15)Như nhiệt độ sôi nước nói riêng nhiệt độ sơi chất lỏng nói chung cịn phụ thuộc vào áp suất mơi trường đặt chất lỏng
2.6 Quan niệm thứ sáu
Khi vật đứng n ln ln có lực ma sát nghỉ tác dụng vào vật
Cách phát quan niệm
Sau học tác dụng lực ma sát nghỉ, giáo viên đặt câu hỏi với học
sinh: Đặt sách bàn, sách nằm bàn nhờ lực gì? Quan niệm học sinh
Nhiều học sinh lầm tưởng sách nằm bàn nhờ lực ma sát nghỉ
Cách khắc phục
Khi dạy lực ma sát nghỉ, giáo viên cần nhấn mạnh cho học sinh điều kiện xuất lực ma sát nghỉ Đó vật mặt tiếp xúc có ma sát vật có xu hướng chuyển động chưa chuyển động
- Giáo viên cho HS phân tích lực tác dụng lên hai vật: vật thứ đặt mặt bàn nằm ngang (hình 6.a), vật thứ hai đặt mặt phẳng nằm nghiêng (hình 6.b)
a) b) Hình
(16)- HS sau phân tích xác lực tác dụng lên hai trường hợp nhận có vật dặt mặt phẳng nằm nghiêng có lực ma sát nghỉ Tức lực ma sát nghỉ xuất có ngoại lực tác dụng lên vật ngoại lực có xu hướng làm cho vật chuyển động chưa đủ để thắng lực ma sát
2.7 Quan niệm thứ bảy
Khi nung nóng đĩa kim loại đồng chất có kht lỗ trịn đĩa kim loại sẽ bị dãn nở nhiệt lỗ trịn có bán kính lớn
Cách phát quan niệm
Sau học xong tượng nở nhiệt vật rắn, giáo viên đưa câu hỏi: Đĩa kim loại hình chữ nhật có kht lỗ trịn có đường kính d Khi nung nóng đĩa kim loại đường kính lỗ trịn tăng hay giảm?
Quan niệm học sinh
Học sinh thường cho nung nóng kim loại nở hướng
nên đường kính lỗ trịn giảm Cách khắc phục
Sử dụng thí nghiệm nhằm khắc phục quan niệm sai lệch * Dụng cụ thí nghiệm (Hình 7.a)
- đĩa nhơm kht lỗ trịn bán kính gần bán kính viên bi sắt, - chân đế có trụ thép inơc D10 mm, giá đỡ hình vành khun,
- đèn cồn, viên bi sắt
* Các bước tiến hành
(17)a) b) c) d)
Hình * Kết thí nghiệm
Khi chưa nung nóng, viên bi khơng lọt qua lỗ trịn đĩa Sau nung nóng đĩa, viên bi lọt qua lỗ hổng
Như nung nóng vật rắn, vật rắn dãn nở theo phía
2.8 Quan niệm thứ tám
Lực ma sát nghỉ tác dụng lên vật có giá trị xác định
Cách phát quan niệm
Sau học xong lực ma sát nghỉ, giáo viên đặt câu hỏi: Lực ma sát nghỉ tác dụng lên vật xác định có giá trị thay đổi hay khơng? Tại sao?
Quan niệm học sinh
Học sinh cho lực ma sát nghỉ tác dụng lên vật có giá trị xác định
khơng thay đổi vật đứng yên Cách khắc phục
Sử dụng thí nghiệm nhằm khắc phục quan niệm sai lệch * Dụng cụ thí nghiệm (Hình 8)
- vật gỗ hình chữ nhật; - lực kế
* Các bước tiến hành
(18)Kết thí nghiệm cho thấy giá trị lực ma sát nghỉ tác dụng lên vật giá trị xác định không đổi mà giá trị thay đổi phụ thuộc vào độ lớn lực kéo tác dụng vào vật
Hình 2.9 Quan niệm thứ chín
Cảm giác nóng-lạnh người ln ln cho biết nhiệt độ cao-thấp vật
Cách phát quan niệm
GV đặt câu hỏi: Cảm giác nóng lạnh ta chạm vào vật cho biết nhiệt độ cao-thấp vật không? Tại sao?
Quan niệm học sinh
Học sinh cho cảm giác nóng lạnh ta chạm vào vật cho
biết nhiệt độ cao-thấp vật Vì vật có nhiệt độ cao cảm giác nóng ngược lại vật có nhiệt độ thấp cảm giác lạnh
Cách khắc phục
Sử dụng thí nghiệm nhằm khắc phục quan niệm sai lệch * Dụng cụ thí nghiệm (Hình 9.a)
(19)
a) b) c)
Hình * Các bước tiến hành
- Nhúng đồng thời tay trái vào ly nước ấm khoảng 500 C, tay phải vào ly nước lạnh khoảng 100 C (Hình 9.b)
- Sau nhúng hai tay vào ly nước khoảng 300 C (Hình 9.c)
* Kết thí nghiệm
Tay trái có cảm giác lạnh tay phải
Như cảm giác nóng lạnh người cho ta biết nhiệt độ cao-thấp vật
Nước ngấm ly 2.10 Quan niệm thứ mười
Nước ngấm ly
Cách phát quan niệm
GV đặt câu hỏi: Lấy ly nước, đặt vào vài cục nước đá, sau thời gian nhìn thấy mặt ngồi ly có nước Tại sao?
Quan niệm học sinh
Nhiều học sinh cho nước thấm ly Cách khắc phục
(20)này chứng tỏ nước thấm ly mà ngưng tụ lớp nước khơng khí tiếp giáp với ly làm ly bị ướt