Tríc hÕt cÇn ph¶i rÌn luyÖn cho häc sinh thãi quen thùc hiÖn bèn bíc gi¶i bµi tËp vËt lÝ nãi chung ®Æc biÖt chó ý kh©u ph©n tÝch hiÖn tîng, trong mçi bíc cã mét sè viÖc lµm nhÊt ®Þnh thù[r]
(1)Đề tài
Phơng pháp hớng dẫn học sinh giải tập Vật lý
A Đặt vấn đề I Lý chọn đề tài
1 C¬ së lý luËn
- Nhiệm vụ nhận thức học sinh với khối lợng kiến thức nhiều đòi hỏi em phải tập trung t cao học Với vốn kinh nghiệm giải tập cịn ít, khả nhận thức học sinh khơng đều, số học sinh cịn máy móc dập khn lời giải có sẵn cha phát huy tối đa lực giải tập
- Bên cạnh việc phải đổi phơng pháp dạy học phù hợp với chơng trình kiến thức sách giáo khoa hịên nên ý đến kĩ giải tập học sinh Cần cho học sinh thấy đợc hay lời giải khác toán
2 C¬ së thùc tÕ
- Trên thực tế biết khai thức toán dới lời giải khác tiếp tục phát triển mở rộng tốn thấy đợc Vật lý học mơn thể thao trí tụê giúp nhiều rèn luỵên suy nghĩ, suy luận, phơng pháp học tập, giải vấn đề, rèn luyện trí thơng minh sáng tạo
- Các em học sinh đựoc khai thức lời giải toán cảm nhận đ ợc hay vật lí ngày yêu thích học vật lí
II Mục đích
- Giúp giáo viên có đợc phơng pháp tổng quát việc hớng dẫn học sinh giải tập, từ nâng cao đợc chất lợng dạy học lên bớc
- Giúp học sinh bớc đầu hình thành đợc bớc giải tập vật lí để từ hớng em đến với mơn Vật lí, mơn học gắn liền với thực tế đời sống
B Giải vấn đề I Phơng pháp nghiên cứu
- Th«ng qua thực tế giảng dạy, điều tra, trắc nghiệm, thực nghiệm, khảo sát, phân tích so sánh, tổng hợp
- Qua trao đổi , giao lu, học hỏi kinh nghiệm đồng nghiệm, đồng thời tự học, tự nâng cao, tự bồi dỡng
- Dù giê rót kinh nghiÖm
- Trao đổi trực tiếp với đối tợng học sinh lên lớp
II TiÕn tr×nh
1 Giáo viên cần làm cho học sinh hiểu đợc bớc giải tập vật lí nói chung Căn vào yêu cầu chủ yếu tập vật lí ta đa sơ đồ chung bớc chủ yếu cần phải thực để đảm bảo chắn nhanh chóng tìm đợc lời giải, tránh đợc quanh co thời gian
B
ớc : Tìm hiểu đề bài: bớc bao gồm công việc
a Tìm hiểu ý nghĩa vật lí từ ngữ đề diễn đạt ngôn ngữ vật lí
b Biểu diễn đại lợng vật lí kí hiệu, chữ quen dùng theo quy ớc sách giáo khoa
c VÏ hình cần
d Xỏc nh iu cho bit hay kiện cho điều phải tìm hay ẩn số tập Tóm tắt đầu
B
(2)a Căn vào điều biết cho biết, xác định xem tợng nêu đề thuộc phần kiến thức vật lí học, có liên quan đến khái niệm nào, định lụât nào, quy tắc biết
b Đối với tợng vật lí phức tạp phải phân tích thành tợng đơn giản, bị chi phối nguyên nhân, quy tắc hay định luật xác định
c Tìm hiểu xem hịên tợng vật lí diễn biến qua giai đoạn nào, giai đoạn tuân theo định lụât quy tắc
B
íc : Xây dựng lập luận cho việc giải tËp
a Trình bày có hệ thống chặt chẽ, lập lụân logic để tìm mối liên hệ điều cho biết điều phải tìm
b Nếu cần phải tính tốn định lợng lập cơng thức có liên quan đến đại lợng cho biết, đại lợng cần tìm, thực phép biến đổi tốn học, để cuối tìm đợc cơng thức tốn học chứa đại lợng biết đại lợng cần tìm Thực chất tìm phơng trình tốn học ẩn số đại lợng vật lí phải tìm, liên hệ với đại lợng khác cho đề c Đổi đơn vị cho đề đơn vị chuẩn thực tính
to¸n
Đối với học sinh THCS giáo viên nên dùng phơng pháp phân tích học sinh dễ hiểu hơn, định hớng suy nghĩ tìm tịi dễ dàng, có hiệu học sinh
Theo phơng pháp ta điều phải tìm “ẩn số”, xác định mối quan hệ điều phải tìm với điều cho biết (dữ kiện tập) điều trung gian cha cho biết Tiếp lại tìm mối quan hệ điều trung gian với điều cho biết khác cuối ta tìm đợc mối liên quan trực tiếp điều phải tìm với điều cho biết
Ví dụ:Ngời ta dùng bếp dầu hỏa để đun sôi lít nớc từ 200C đựng một
Êm nh«m có khối lợng 0,5kg tính lợng dầu hỏa cần thíêt biết có 30% nhiệt lợng dầu tỏa làm nóng nớc ấm Lấy nhiệt dung riêng nớc 4200J/kg.k, nhôm 880J/kg.k, xuất tỏa nhiệt dầu hỏa 46.106J/kg.
Với tập giáo viên cần hớng dẫn cách phân tích nh sau: Để tính khối lợng dầu ta cần áp dụng công thøc
Q = q.m từ suy ra: m= Để tính m cần tính Qtp
Qtp = .100%
H Qci
Qci = Q1 + Q2
Trong Q1 nhiệt lợng mà nớc thu vào
Q2 nhiệt lợng mà ấm nhôm thu vào
Khi tính toán tính theo chiều ngợc lại B
ớc : Biện lụân kết thu c
2 Giáo viên cần hớng dẫn cho học sinh cách suy nghĩ tìm lời giải
a Trớc hết cần phải rèn luyện cho học sinh thói quen thực bốn bớc giải tập vật lí nói chung đặc biệt ý khâu phân tích tợng, bớc có số việc làm định thực nhiều lần học sinh quen
b Hớng dẫn học sinh phân tích tợng
Để giúp cho học sinh phân tích đợc tợng, giáo viên đa câu hỏi gợi ý, cho học sinh lu ý đến dấu hiệu có liên quan đến t-ợng biết chi phối quy luật tính chất bit
Ví dụ: Giải thích bơm Hiđrô vào bóng nhẹ bóng sẽ
bay lên không khí?
Giỏo viờn cú th đa câu hỏi để giúp học sinh phân tích tợng nh sau:
(3)khơng khí tác dụng vào bóng đợc tính nh nào? So sánh lực đẩy khơng khí trọng lợng bóng từ rút kết luận
Dựa theo câu hỏi học sinh phân tích tợng nh sau:
Quả bóng đặt khơng khí chịu tác dụng hai lực là: trọng lợng lực đẩy Acsimet Trọng lợng bóng lực đẩy Acsimet đợc tính theo cơng thức:
P1 = d1.V ; FA = d2.V
So sánh P FA ta suy đợc bóng chuyển động nh nào?
c Híng dÉn häc sinh x©y dùng lËp ln gi¶i
Xây dựng lập luận để giải thích tợng cần tiến hành nh sau:
- Đầu tiên hớng dẫn học sinh phân tích tợng cho đề thành tợng điển hình biết
- Nhớ lại phát biểu thành lời tợng điển hình
- Xây dựng lập luận xác lập mối liên hệ tợng điển hình chung với tợng cụ thể đề
- Phối hợp tất lập luận để lý giải nguyên nhân tợng cho biết tập
Ví dụ: Nh tập qủa bóng bay trên, dựa vào phân tích
hiƯn tợng mà xây dựng lập luận giải nh sau:
- Qủa bóng tích V đặt khơng khí chịu tác dụng hai lực trọng lợng P lực đẩy Acsimet FA
- Lùc ®Èy Acsimet FA tính theo công thức: FA = d2.V Trọng lợng cđa vËt tÝnh
theo cơng thức: P = d1.V, V thể tích bóng, d1 l trng lng riờng
của hiđrô, d2 trọng lợng riêng không khí
- Ta ó bit Hiđrơ có trọng lợng riêng d1 < d2 khơng khí Suy lực đẩy
Acsimet lín h¬n träng lợng bóng (FA > P) kết quả bóng bay lên
3 Khai thác cách giải khác cho toán vật lý:
Khi học sinh nắm đợc phơng pháp chung để giải tập vật lý giáo viên cần tập chung rèn luyện cho em kĩ làm bài, đặc biệt với học sinh giỏi nên cho học sinh phân tích kĩ đề để tìm lời giải khác cho toán nhằm phát triển t cho học sinh
Sau số ví dụ cụ thể:
Bài 1: Một bình hình trụ có tiết diƯn S = 40cm2 chøa lÝt níc BiÕt khèi lợng riêng
của nớc D = 1g/cm3, áp st cđa khÝ qun lµ P
0 = 100000Pa Tớnh ỏp sut ti ỏy
bình? Tóm tắt:
S = 40cm2 = 4.10-3m2
V = 1lÝt = 10-3m3
P0 = 100000Pa
D = 1g/cm3 = 1000Kg/m3
Tính P = ?
Giải Cách 1:
ChiỊu cao cđa cét níc b×nh H =
3 Phân dạng trờng hợp dạy đối tợng học sinh Khá- Giỏi
Khi học sinh nắm đợc phơng pháp chung để giải tập Vật lí giáo viên cần tập trung rèn luyện cho em kĩ làm bài, đặc biệt với học sinh giỏi nên tiến hành phân dạng chuyên đề cần kích thích đợc t em để em xuất phát từ dễ, bản, nâng lên thành toán tổng quát trình độ cao
Ví dụ nh chuyên đề: Chuyển động học“ ” chơng trình vật lí 8, giáo viên phân dạng tập phần nh sau:
Dạng 1: Xác định thời điểm vị trí hai chuyển động gặp Dạng 2: Xác dịnh thời điểm hai chuyển động cách đoạn s0
Dạng 3: Bài tập vận tốc trung b×nh
Dạng 4: Giải tập chuyển động phơng pháp đồ thị
Với dạng giáo viên cho học sinh làm ví dụ cụ thể từ hớng dẫn em đa cách giải tổng quát dự đoán xem có trờng hợp xảy dạng tốn
a Dạng 1: Xác định thời điểm vị trí hai chuyển động gặp nhau
(4)ngời thứ xe máy từ A B với vận tốc 25km/h Ngời thứ hai xe đạp từ B ngợc A với vận tốc 12,5km/h hỏi sau hai ngời gặp xác định chỗ gặp Coi chuyển động hai ngời
Tãm t¾t s=75km v1 = 25km/h
v2 = 12,5km/h
TÝnh t=? s0 = ?
Giải
Quóng ng mà hai ngời đợc sau thời gian t lần lợt
s1 = v1t=25t
s2 =v2t = 12,5t
Xét vị trí gặp ta có: s1 + s2 =s
hay 25t + 12,5t = 75 t=2(h) s0 = s1 = 25.2=50(km)
Vậy sau hai ngời gặp nhau, chỗ gặp cách A 50km
Từ giáo viên đa toán tổng quát:
Bài toán: Hai chuyển động xuất phát hai địa điểm A B cách nhau
một đoạn s với vận tốc lần lợt vA vB (vA >vB) hỏi sau hai chuyển động
gặp nhau, xác định vị trí gặp đó?
Giáo viên u cầu học sinh xem có trờng hợp xảy với tốn từ đa cách giải tổng quát
Ph
¬ng pháp giải
Bc 1: Tớnh quóng ng hai chuyn động đợc sau thời gian t s1 = vA t;
s2 = vB t;
Bớc 2: Xét vị trí gặp để thành lập mối quan hệ s1 , s2 s từ suy t
Trờng hợp 1: Hai chuyển động chiều Ta có: s1= s + s2 hay vAt = s + vB t
Suy ra:
B A v
v s t
s0 = s1 = vAt =
B A
A
v v
.s v
Trờng hợp 2: Hai chuyển động ngợc chiều ta có: s1 + s2 = s
hay vAt + vBt =s
t =
B A v v
s
s0 = s1 = vAt=
B A
A
v v
.s v
b Dạng 2: Xác định thời điểm vị trí hai chuyển động cách đoạn s0
Bài toán 1: Hai chuyển động xuất phát hai địa điểm A B cách đoạn s với vận tốc lần lợt vA vB (vA < vB) Hãy xác định thời điểm hai
chuyển động cách khoảng s0?
Ph
ơng pháp giải
Bc 1: Tớnh quóng ng hai chuyển động đợc sau thời gian t s1 = vAt ;
s2 = vBt;
Bớc 2: Vẽ sơ đồ dựa vào sơ đồ để thành lập mối quan hệ s1, s2, s s0
từ tính đợc t
* Trờng hợp 1: Hai chuyển động chiều - Xét trớc hai chuyển động gặp
Theo sơ đồ ta có: s + s1 = s0 + s2
Hay: s + vAt = s0 + vBt
t =
A B v
v s s
. .
. .
A A Bb B
S
1
S
0
S S
(5)- Xét trờng hợp sau hai chuyển động gặp Theo sơ đồ ta có:
s2 = s0 + s1 + s
hay vBt = s0 + vAt + s
t= A B v v s s
* Trờng hợp 2: hai chuyển động ngợc chiều - Xét trờng hợp trớc hai chuyển động gặp
Theo sơ đồ ta có: s = s1 + s0 + s2
Hay s = vAt + s0 + vBt
t = A B v v s s
- Xét trờng hợp sau hai chuyển động gặp nhau: Theo sơ đồ ta có: s2 + s1 – s0 =s
Hay: vBt + vAt - s0 = s
t = A B v v s s
Bài toán 2: Hai chuyển động xuất phát địa điểm với vận tốc lần
lợt vA vB (vA < vB ) Hãy xác định thời điểm hai chuyn ng cỏch mt
đoạn s0?
Ph
ơng pháp giải
Bc 1: Tớnh quóng đờng hai chuyển động đợc sau thời gian t s1 = vAt ;
s2 = vBt;
Bớc 2: Thành lập mối quan hệ s1, s2 s từ ta tính đợc thời gian t
* Trờng hợp 1: hai chuyển động chiều Ta có: s2 = s1 + s0
Hay vBt = vAt + s0
t = A B v v s
* Trờng hợp 2: Hai chuyển động ngợc chiều Ta có: s2 + s1 = s0
Hay vBt + vAt = s0
t = A B v v s
c Dạng 3: Bài tập vận tốc trung bình
Ph
ơng pháp gi¶i
- Thành lập cơng thức tính đoạn đờng s1, s2, …., sn công thức
tÝnh thêi gian t1, t2… , tn
- áp dụng cơng thức tính vận tốc trung bình đoạn đờng s
n n tb t t t s s s t s v 2
VÝ dơ: TÝnh vËn tèc trung b×nh cđa mét vËt hai trêng hỵp sau:
a Nửa thời gian đầu vật chuyển động với vận tốc v1, nửa thời gian sau vật
chuyển động với vận tốc v2
b Nửa quãng đờng đầu vật chuyển động với vận tốc v1, nửa quãng đờng sau v
B . . .
A B
S
1
S0 S
S2 . V A A . . . B S0 S
1 S2
S
. VA VB
A . . . B S0 S1 S2 S
(6)vật chuyển động với vận tốc v2
c So sánh vận tốc trung bình hai trờng hợp câu a câu b giải
a Gi thi gian vật chuyển động hết quãng đờng s t
Quãng đờng vật đợc nửa thời gian đầu nửa thời gian sau s1 = v1 ; s2 = v2
Vận tốc trung bình quãng đờng s là:
2 v v t t v t v t s s t s
v
2
1
b Gọi quãng đờng vật chuyển động đợc s
Thời gian để vật đợc nửa quãng đờng đầu nửa quãng đờng sau là:
1
2v s
t ;
2
2v s t
Vận tốc trung bình đoạn đờng s
2 2
1 v v
v 2v 2v s 2v s s t t s v'
c XÐt hiÖu
v – v’ =
2 2 v v v 2v v v ) v 2(v v 4v v v 2 2 ) v 2(v v v 2
- NÕu v1 – v2 = hay v1 = v2
v – v’ = hay v = v’ - Nếu v1 – v2 hay v1 v2
Khi đó: (v1 – v2)2> với v1, v2
v1 + v2 >
đó: v – v’ = 1 2
2
2
1 0, v ,v
) v 2(v v v v > v’
d Dạng 4: Giải tập chuyển động phơng pháp đồ thị
B
ớc : Thành lập cơng thức tính qng đờng theo vận tốc thời gian: s1 = v1t ; s2 = v2t;
B
ớc : Coi s hàm t ẩn vẽ đồ thị hàm số s1, s2
hệ trục tọa độ B
ớc : dựa vào đồ thị để tính tốn
C Kết thúc vấn đề
1 Hiện qua năm thay sách giáo khoa với chơng trình kiến thức rộng mở, chơng trình vật lí nâng cao có nhiều học sinh có cách giải hay độc đáo xác Đây bớc phát triển t học sinh
2 Tuy nhiên nhiều học sinh cha tìm đợc cách giải cho tập vật lí thầy cô giáo ngời tổ chức điều khiển, lựa chọn phơng pháp vào lời giải hay, đảm bảo độ xác cao, trình bày khoa học, phù hợp với đối tợng học sinh
(7)Yên Nhân, ngày 10 tháng 05 năm 2006 Ngêi viÕt
Hoµng Quốc Tuấn
Phòng giáo dục yên mô
Trờng trung học sở yên nhân *********
Đề tài
PHƯƠNG PHáP HƯớng dẫn học sinh
giải tập vật lý
Họ tên: Hoàng Quốc Tuấn
Chức vụ: Giáo viên
Đơn vị: Trờng THCS Yên Nhân