Đề tài Phương pháp giải bài tập Vật lí thcs

Bài tập định tính thường dùng để minh hoạ những ứng dụng thực tế hay trong sinh hoạt hàng ngày nên phải ngắn gọn, rèn luyện thói quên vân dụng kiến thức vật lí để giải thích các hiện tượ[r]

S¸ng kiÕn kinh nghiÖm Phương pháp giải bai tập Vật lý phương pháp giải bài tập vật lí thcs  I- Lí chọn đề tài: Đối với học sinh phổ thông, vấn đề giải và chữa các bài tập gặp không ít khó khăn vì häc sinh kh«ng n¾m v÷ng lÝ thuyÕt vµ kü n¨ng vËn dông kiÕn thøc vËt lÝ V× vËy c¸c em giải cách mò mẫm, không có định hướng rõ ràng, áp dụng công thức máy móc và nhiÒu kh«ng gi¶i ®­îc Cã thÓ cã nhiÒu nguyªn nh©n: - Học sinh chưa có phương pháp khoa học để giải bài tập vật lí - Chưa xác định mục tiêu giải bài tập là tìm từ câu hỏi, điều kiện bài toán, xem xét các tượng vật lí nêu bài tập để từ đó nắm vững chất vật lí, xác định liên hệ cái đã cho và cái phải tìm II- Mục tiêu và ý nghĩa đề tài Bài tập vạt lí giúp các em hiểu, khắc sâu thêm phần lý thuyết và đặc biệt giúp học sinh có phương pháp giải bài tập Biết vận dụng kiến thức vật lí để giải các nhiệm vụ học tập và vấn đề thực tế đời sống Bài tập vật lí giúp các em hiểu sâu quy luật vật lí, tượng vật lí, t¹o ®iÒu kiÖn cho häc sinh vËn dông linh ho¹t tù gi¶i quyÕt nh÷ng t×nh huèng cô thÓ kh¸c để từ đó hoàn thiện mặt nhận thức và tích luỹ thành vốn riêng mình Muèn lµm ®­îc ®­îc bµi tËp vËt lÝ, ph¶i biÕt vËn dông c¸c thao t¸c t­ duy, so s¸nh, phân tích, tổng hợp, khái quát hoá Để xác định chất vật lí trên sở đó chọn các công thức thích hợp cho bài tập cụ thể Vì bài tập vật lí còn là phương tiện tốt để phát triển tư duy, óc tưởng tượng, sáng tạo, tính tự lực suy luận Bài tập vật lí là hình thức củng cố, ôn tập, mở rộng sâu vào các trường hợp riêng lẻ định luật Khi làm bài tập, học sinh bắt buộc phải nhớ lại kiến thức đã học và vận dụng, đào sâu kiến thức, vậy, đứng mặt điều khiển hoạt động nhận thức thì đây là phương tiện tự kiÓm tra kiÕn thøc kû n¨ng cña häc sinh Trong viÖc gi¶i bµi tËp nÕu häc sinh tù gi¸c, say mê tìm tòi thì nó có tác dụng rèn luyện cho các em đức tính tốt tinh thần tự lập, vượt khó, tính cẩn thận, tính kiên trì và đặc biệt tạo niềm vui trí tuệ học tập Nguyễn Hồng Linh - Trường THCS Tây Hiếu - Nghĩa Đàn - Nghệ An Lop7.net S¸ng kiÕn kinh nghiÖm Phương pháp giải bai tập Vật lý III- Phương pháp giải bài tập vật lí Ph©n lo¹i bµi tËp vËt lÝ Có thể có nhiều cách phân loại bài tập vật lí Người ta có thể phân theo nội dung vËt lÝ lµ bµi tËp C¥ - NHIÖT - §iÖn Nh­ng cã rÊt nhiÒu bµi néi dung l¹i cã c¶ C¥, NHiệt, Điện, thì ta thường gọi là bài tập tổng hợp, bài tập có nội dung lịch sử, nội dung thùc tÕ cã bµi l¹i gièng nh­ c©u hái kh«ng cã sè hiÖu cô thÓ Tuy nhiªn ta vÉn c¨n vào dấu hiệu chủ yếu loại, ý nghĩa vai trò loại để xếp thành các loại bµi tËp sau: 1.1 Bài tập định tính, định lượng a) Bài tập định tính: Là loại bài giải không cần tính toán cụ thể cần tính nhẩm đơn giản Muèn gi¶i bµi tËp nµy häc sinh cÇn vËn dông kiÕn thøc nh»m ph¸t hiÖn b¶n chÊt vËt lÝ nêu bật lên, vận dụng tri thức kỷ đã biết tới kết luận cuối cùng, còn chi tiết không chất lược bớt Ví dụ: Giải thích cao điểm đèn không sáng lúc đêm khuya? Bài tập định tính thường dùng để minh hoạ ứng dụng thực tế hay sinh hoạt hàng ngày nên phải ngắn gọn, rèn luyện thói quên vân dụng kiến thức vật lí để giải thích các tượng gần gũi với đời sống, thiên nhiên Thực chất loại bài tập này là c©u hái b) Bài tập định lượng: Lµ lo¹i bµi tËp cã sè liÖu cô thÓ, muèn gi¶i ®­îc ph¶i thùc mét lo¹t c¸c phÐp tÝnh Ví dụ: Một bóng đèn có ghi 3V - 3W Tính cường độ dòng điện định mức qua bóng đèn? Nếu hiệu điện đầu bóng đèn là 2,5V, lúc đó cường độ dòng điện qua bóng đèn là bao nhiêu? Bóng đèn sáng bình thường không? Vì sao? 1.2 Bµi tËp cã néi dung thùc tÕ: Là loại bài tập có liên quan trực tiếp tới đời sống thực tế, kĩ thuật, sản xuất, các tượng thiên nhiên và đặc biệt là thực tế lao động, sinh hoạt hàng ngày (mà học sinh thường gặp) Những bài tập này có dụng lớn mặt giáo dục kĩ thuật tổng hợp Ví dụ: Em hãy tính tiền điện mà gia đình em phải trả cho ngày đêm sử dụng điện Giả sử giá 1KW điện phải trả 700 đồng Loại bài tập này đơn giản quen thuộc, gần gũi với học sinh gia đình địa phương và gây hứng thú cho các em giải bài tập Hoặc: Vẽ sơ đồ bóng đèn cầu thang cho có thể tắt mở hai đầu trên và cầu thang Nguyễn Hồng Linh - Trường THCS Tây Hiếu - Nghĩa Đàn - Nghệ An Lop7.net S¸ng kiÕn kinh nghiÖm Phương pháp giải bai tập Vật lý 1.3 Bµi tËp thÝ nghiÖm: Lµ nh÷ng lo¹i bµi gi¶i ph¶i tiÕn hµnh nh÷ng thÝ nghiÖm hoÆc quan s¸t kiÓm chøng cho lêi gi¶i lý thuyÕt hoÆc t×m sè liÖu cô thÓ Lo¹i bµi nµy cã nhiÒu t¸c dông vÒ gi¸o dục giáo dưỡng và giáo dục kĩ thuật tổng hợp Một ưu điểm loại bài này là học sinh phải biết đầy đủ quá trình vật lí bài tập không phải áp dụng công thức mét c¸ch m¸y mãc Bài tập thí ngiệm có tác dụng nâng cao chất lượng học tập, gây hứng thú, gắn học với hµnh, lý thuyÕt víi thùc tiÔn, kÝch thÝch tÝnh tÝch cùc, tù lËp, rÌn luyÖn trÝ th«ng minh s¸ng t¹o Để học sinh dễ dàng thực các loại bài tập thí nghiệm thì thường các bài toán thí nghiệm vật lí phải xây dựng vật liệu dễ kiếm, rẻ tiền, dễ làm Mức độ chính xác định lượng vừa phải Phải hướng dẫn kĩ thực hành cho học sinh, phải coi trọng độ an toàn, tÝnh khoa häc VÝ dô: Cã mét nguån ®iÖn, hiÖu ®iÖn thÕ U, mét d©y dÉn ®iÖn trë R = 2, Ampe kế Hãy xác định điện trở Rx dây dẫn khác chứa hết giá trị Cã thÓ m¾c m¹ch ®iÖn A sơ đồ I1.R = I2.Rx = U I1 và I2 đọc Ampe kế Suy ra: Rx = K I1R I2 U Rx A U 1.4 Bµi tËp vui: Giê bµi tËp dÔ trë thµnh kh« khan, mÖt mái, g©y nhiÒu øc chÕ cho häc sinh ph¶i sö dông nhiÒu nh÷ng sè liÖu vµ c¸c phÐp to¸n Nếu đã có vật lí vui, thiên văn vui, học vui, thì lại không có bài tập vui? Trß ch¬i « ch÷ còng cã thÓ xem lµ bµi tËp vui Khổng Tử đã khuyên học trò mình: Hãy tìm niềm vui học tËp "HiÓu mµ häc kh«ng b»ng thÝch mµ häc, thÝch mµ häc kh«ng b»ng vui mµ häc" TÊt nhiªn niÒm vui ë c¸c bµi tËp vËt lÝ ph¶i mang tÝnh trÝ tuÖ cao Nguyễn Hồng Linh - Trường THCS Tây Hiếu - Nghĩa Đàn - Nghệ An Lop7.net S¸ng kiÕn kinh nghiÖm Phương pháp giải bai tập Vật lý VÝ dô: T¹i chim ®Ëu trªn ®­êng d©y ®iÖn cao thÕ l¹i kh«ng l¹i kh«ng bÞ ®iÖn giËt? HoÆc t¹i c¸c dßng s«ng l¹i quanh co? 1.5 Bµi tËp cã tÝnh nghÞch lý, nguþ biÖn, bµi tËp tÝnh lÞch sö: Các tượng xẩy thiên nhiên, các trường hợp thường gặp đời sống kĩ thuật tuân theo quy luật khoa học và giải thích theo tri thức vật lí đã biết Tất nhiên có nhiều tượng, kiện để giải thích chi tiết, cặn kẽ lại không đơn giản Thoạt nhìn có thể giải thích sai, lí luận không chặt chẽ, tưởng đúng mà hoá sai, có mâu thuẫn, phải lý luận và hiểu sâu giải thích đúng Tất nhiên tạo cho học sinh hứng thú tìm tòi khoa học đó là nghịch lý nguỵ biện, như: Buổi sáng nhìn mặt lớn buổi trưa, hoÆc viªn sái r¬i nhanh h¬n l«ng ngçng v× nã nÆng h¬n, C¸c c©u tr¶ lêi cña häc sinh cho thầy, cô thường phạm sai lầm tinh vi khó nhận thấy, việc phát sinh sai lầm thường nổ các tranh luận sôi nổi, hứng thú, bổ ích hợp với "lẽ thông thường" lại mâu thuÉn víi kiÕn thøc vËt lÝ C¸c bµi to¸n nghÞch lý nguþ biÖn vÒ vËt lÝ, bµi tËp cã néi dung lÞch sö lµ nh÷ng bµi toán đặc biệt mà phương pháp giải chung là phân tích và tìm nguyên nhân hiểu sai các khái niệm, định luật và lý thuyết vật lí VÝ dô: TruyÒn thuyÕt kÓ r»ng: Hoµng tö Hå Nguyªn Trõng, trai Hå Quý Ly lµ nhà kĩ thuật giỏi Một lần cung điện có cái cột đá chạm khắc công phu cao và to lại bị nghiêng và có nguy đổ Không thể dùng sức người để dựng cột cho thẳng lại Vị Hoàng tử tài ba đã vận dụng hiểu biết co giãn vì nhiệt đã giải thành công bài toán dựng lại cột đá đó Em hạy dự đoán xem cách làm nào để dựng lại cột đá đó? 1.6 Bµi tËp tr¾c nghiÖm: Câu hỏi trắc nghiệm có nhiều phương án để lựa chọn để trả lời đó có thể đo mức khả khác giá trị nội dung và độ tin cậy cao vì số câu hỏi nhiều h¬n cïng mét thêi gian lµm bµi cña häc sinh Phương pháp học tập và làm bài trắc nghiệm mang tính khách quan nâng mức biết, mức hiểu, mức sử dụng, mức phân tích, mức tổng hợp , mức thẩm định lên cao Rèn luyện cho học sinh có thói quen đọc nhanh, làm nhanh Câu hỏi bài tập ngắn số lượng câu hỏi lại nhiều thường hỏi khắp chương trình nên phải học hết, học kĩ, không thÓ häc tñ, ®o¸n mß Phương pháp giải bài toán vật lí 2.1 Các bước bản: a) ViÕt tãm t¾t c¸c d÷ kiÖn: Nguyễn Hồng Linh - Trường THCS Tây Hiếu - Nghĩa Đàn - Nghệ An Lop7.net S¸ng kiÕn kinh nghiÖm Phương pháp giải bai tập Vật lý §äc kÜ ®Çu bµi (kh¸c víi thuéc ®Çu bµi), t×m hiÓu ý nghÜa cña nh÷ng thuËt ng÷, cã thÓ ph¸t biÓu tãm t¾t ng¾n gän, chÝnh x¸c Dùng ký hiệu tóm tắt đề bài cho gì, hỏi gì? Dùng hình vẽ để mô tả lại tình huống, minh ho¹ (nÕu cÇn) b) Ph©n tÝch néi dung lµm s¸ng tá b¶n chÊt vËt lÝ, x¸c lËp mçi quan hÖ cña c¸c d÷ kiÖn xuất phát và rút cái cần tìm, xác định phương hướng và vạch kế hoạch giải c) Chọn công thức thích hợp, kế hoạch giải: Lập các phương trình (nếu cần) với chú ý có bao nhiêu ẩn số thì có nhiêu phương trình d) Lùa chän c¸ch gi¶i cho phï hîp e) KiÓm tra, x¸c nhËn kÕt qu¶ vµ biÖn luËn VÝ dô minh ho¹: Mét bÕp ®iÖn ®­îc m¾c vµo m¹ch ®iÖn cã U = 100V, mét ®iÖn trë r mắc nối tiếp với nó Khi dòng điện qua bếp, điện đã ổn định, r có giá trị 1,5, công suất tiªu thô cña bÕp lµ P = 666W a/ TÝnh ®iÖn trë cña bÕp (Rb) b/ HiÖu ®iÖn thÕ ë cùc cña bÕp? Gi¶i Rb Cho: U = 100V (r nt Rb ), r = 1,5 P = 666W 110V Hái: a/ Rb = ? b/ Ub = ? 110V a/ Theo c«ng thøc: P = U.I = I2(Rb + r) = I2.Rb + I2.r Theo đề bài ta có: I2.Rb = 666 (W) (1) I = Thay (2) vµo (1) ta cã: 100 (2) Rb + r 100 Rb = 666 (3) Rb + r (3)  Rb2 - 12Rb + 2,2 = Giải phương trình (3') ta được: (3') Rb1 = 11,8 Rb2 = 0,20 b/ UbÕp = U - Ur = 100 - I.r Nguyễn Hồng Linh - Trường THCS Tây Hiếu - Nghĩa Đàn - Nghệ An Lop7.net S¸ng kiÕn kinh nghiÖm Phương pháp giải bai tập Vật lý U *Víi Rb1 = 11,8 th× I1 = = Rb1 + r 100 = 7,51(A) 11,8 + 1,5 VËy Ub1 = U - I1.r = 100 - 7,51 1,5 = 88,7(V) U *Víi Rb2 = 0,20 th× I2 = = Rb2 + r 100 = 59(A) 0,20 + 1,5 VËy Ub2 = U - I2.r = 100 - 59 1,5 = 11,5 (V) Đến đây, theo bước (bước e) ta phải kiểm tra xác nhận kết và biện luận Hai kết này cho công suất tiêu thụ bếp là 666W Nhưng kết thứ hai dấn đến I2 = 59A là kết không thể chấp nhận Vì đáp số bài là Rb = 11,8 và Ub = 88,7V Từ cách phân tích bước để giải bài tập vật lí và thí dụ minh hoạ, ta có thể tóm tắt các bước giải bài tập vật lí theo sơ đồ sau: Bµi tËp vËt lÝ - Cho g×? - VÏ g×? B¶n chÊt vËt g×? lÝ Hái Dù kiÖn (tãm t¾t) Hiện tượng – nội dung B¶n chÊt vËt lÝ KÕ ho¹ch gi¶i Chän c«ng thøc C¸ch gi¶i KiÓm tra - §¸nh gi¸ - BiÖn luËn Nguyễn Hồng Linh - Trường THCS Tây Hiếu - Nghĩa Đàn - Nghệ An Lop7.net S¸ng kiÕn kinh nghiÖm Phương pháp giải bai tập Vật lý 2.2 ý nghÜa vËt lÝ vµ ý nghÜa to¸n häc cña c¸c d÷ kiÖn: a) Toán học giúp ta diễn đạt các địng luật vật lí và là công cụ quan trọng giúp ta lập luận để tìm quan hệ các đại lượng vật lí VÝ dô: I= Cßn nÕu R = U R U I I tØ lÖ thuËn víi U I tØ lÖ nghÞch víi R th× R kh«ng tØ lÖ thuËn víi U, kh«ng tØ lÖ nghÞch víi I b) Mét häc sinh lµm phÐp tÝnh sau: 7,62 m - 3,62 m = 4,00 m vÒ mÆt to¸n hoc, sè lµ thõa cã thÓ viÕt gän h¬n lµ 4m Nh­ng vÒ mÆt vËt lÝ c¸ch viÕt m vµ 4,00 m cã nghÜa khác nhau, viết 4,00 m nghĩa là phép đo chính xác đến cm Việc làm tròn số bài tập vật lí là phải luôn chú ý đến kiện và ý nghĩa c¸c phÐp ®o IV- Tæng kÕt Khi hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí, giáo viên cần hướng dẫn học sinh thực các bước để học sinh trở thành thói quen và làm thì bài tập sau gi¶i xong sÏ rÊt chÆt chÏ vµ logic Nghĩa đàn, tháng năm 2008 Người viết NguyÔn Hång Linh Nguyễn Hồng Linh - Trường THCS Tây Hiếu - Nghĩa Đàn - Nghệ An Lop7.net