SKKN hướng dẫn học sinh ôn tập, hệ thống hóa kiến thức khi dạy học các định luật niu tơn( sách giáo khoa vật lí 10

SỞ GIÁO DỤC - ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC TRƯỜNG THPT BÌNH SƠN =====***===== BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN Tên sáng kiến: “Hướng dẫn học sinh ôn tập, hệ thống hóa kiến thức dạy học định luật Niu Tơn( Sách giáo khoa Vật lí 10” Tác giả sáng kiến: Phạm Hoài Nam Mã sáng kin: 19.54.02 Vnh Phỳc, nm 2021 BáO CáO KếT QUả NGHI£N CøU øng dơng s¸ng kiÕn Lêi giíi thiƯu Chiến lợc đổi phơng pháp dạy học theo chơng trình sách giáo khoa cách mạng sâu rộng, đòi hỏi phải có nỗ lực lớn nhiều lực lợng, cấp ngành giáo dục đào tạo đặc biệt giáo viên học sinh Khó khăn lớn giáo viên phải khắc phục lối truyền thụ chiều, thay đổi phơng pháp dạy học cho phù hợp với mục tiêu việc đổi phơng pháp dạy học, phía học sinh lực tự học hạn chế, trình ôn tập củng cố, hệ thống hoá kiến thức cha đợc rèn luyện nội dung phơng pháp, bên cạnh lại nhiều tài liệu đề cập trực tiếp đến vấn đề trình quan trọng thiếu dạy học Khi dạy học lớp, nhiều lí khác học sinh cha thể tiếp thu kiến thức đợc Vì dạy học mà thiếu trình ôn tập, hệ thống hoá học sinh khó ghi nhớ kiến thức cách hệ thống bền vững, điều làm ảnh hởng trực tiếp đến chất lợng học tập học sinh Do đó, học sinh cần có phơng tiện, phơng pháp thời gian để thờng xuyên ôn tập củng cố kiến thức lớp đặc biệt nhà nhằm làm cho kiến thức thu đợc đảm bảo tính hệ thống, vững sâu sắc Hiện nay, trình ôn tập củng cố cha đợc quan tâm mức nội dung, phơng pháp thời gian thực Trong chơng trình vật lí lớp 10 THPT, chơng trình chơng trình nâng cao ®Ịu kh«ng cã tiÕt «n tËp ViƯc «n tËp cđng cố thờng diễn tiết tập, tiết tự chọn, việc ôn tập củng cố xoay quanh giải tập Đồng thời thân tiết tập tình trạng tơng tự nh Không có hớng dẫn nội dung có tài liệu đề cập cụ thể trực tiếp đến vấn đề ôn tập củng cố, hệ thống hoá kiến thức cho học sinh, học sinh đa phần cha có ý thức, thái độ phơng tiện giúp cho việc ôn tập, hệ thống hoá kiến thức đạt hiệu cao Chính vậy, hiệu chất lợng trình dạy học nhiều hạn chế Phần kiến thức định luật Niu-Tơn phần kiến thức đặc biệt quan trọng nội dung kiến thức phần liên quan hầu hết đến nội dung phơng pháp chơng trình vật lí THPT nói riêng vật lí cổ điển nói chung Việc nắm vững nội dung kiến thức định luật Niu-Tơn tạo điều kiện thuận lợi cho häc sinh viƯc tiÕp thu, häc tËp vµ vận dụng kiến thức sau Từ sở trên, đà định lựa chọn sáng kiến: Hớng dẫn học sinh ôn tập, hệ thống hoá kiến thức dạy học Các định luật Niu-Tơn (Sách giáo khoa vật lí 10 ) Tên sáng kiến Hớng dẫn học sinh ôn tập, hệ thống hoá kiến thức dạy học Các định luật Niu-Tơn (Sách giáo khoa vật lí 10 ) Tác giả sáng kiến: - Họ tên: Phạm Hoài Nam - Địa tác giả sáng kiến: Trờng THPT Bình Sơn, Sông Lô, Vĩnh Phúc - Số điện thoại: 0986.485.679 - Email: hoainambs@gmail.com Chủ đầu t tạo sáng kiến: Phạm Hoài Nam LÜnh vùc ¸p dơng s¸ng kiÕn S¸ng kiÕn nghiên cứu xây dựng đợc kế hoạch hệ thống tài liệu hớng dẫn học sinh việc ôn tập, hệ thống hoá kiến thức phần Các định luật Niu-Tơn học sinh lớp 10 (nâng cao) THPT Ngày sáng kiến đợc áp dụng lần đầu áp dụng thử ã Học kì năm học 2019 -2020 Mô tả chất sáng kiến 7.1 Về nội dung sáng kiến Đề tài nghiên cứu xây dựng đợc kế hoạch hệ thống tài liệu híng dÉn häc sinh viƯc «n tËp, hƯ thèng hoá kiến thức phần Các định luật Niu-Tơn học sinh lớp 10 (nâng cao) THPT Chơng THựC TIễN VIệC HƯớng dẫn học sinh ôn tập, hệ thống hóa kiÕn thøc ë trêng thpt hiƯn VỊ t×nh hình dạy giáo viên Sau dạy phần, giáo viên thờng dành thời gian để nhắc nhở việc ôn tập, củng cố kiến thức đặc biệt hệ thống hoá kiến thức mà chủ yếu củng cố điểm lại mục học đà dạy giao cho học sinh tập nhà sách giáo khoa, sách tập Giáo viên cha thấy đề cập đến việc hớng dẫn học sinh học để có hiệu quả, cha có phân loại cho học sinh kiến thức đợc học phơng pháp đề tiếp cận, cách thức học ôn tập, hệ thống hoá loại kiến thức Các tài liệu giúp học sinh tự hệ thống hoá lai kiến thức theo mục tiêu ý định giáo viên cha có, có cha đợc thể cách tờng minh, dẫn đến học sinh nhớ học cách máy móc, theo kinh nghiệm thân, nên kiến thức học sinh tiếp thu đợc không bền vững, sau thời gian ngắn quên, việc vận dụng kiến thức đợc học vào thực tế không linh hoạt, giáo viên cha có hội để kiểm tra việc làm học sinh để đánh giá trình học làm việc nhà Về tình hình học học sinh Khi đợc hỏi ôn tập hệ thống hoá phần, học, chơng đa phần học sinh hiểu ôn tập có nghĩa nhà học thuộc lí thuyết phần làm tập mà liên quan đến phần đợc học nhiều tốt Còn hệ thống hoá kiến thức nhớ lại toàn lí thuyết theo thứ tự theo tiến trình SGKVL xem mục nói vấn đề Khi học sinh ôn tập đa số học sinh ý đến công thức dùng để vận dụng tập mà cha ý đến chất tợng vật lí, tập đòi hỏi phân tích chất tợng học sinh thờng hay lúng túng phơng hớng giải quyết, đặc biệt tập định tính giải thích tợng thực tế, tự nhiên hay tập phải biện luận học sinh lúng túng, không tự tin cha biết định hình phơng pháp giải vấn đề Một thực tế ý thức học tập em cha cao, rÊt nhiÒu giê häc chØ mét số học sinh chịu khó suy nghĩ hứng thú với việc học đa số học sinh lời suy nghĩ, hứng thú với việc tìm hiĨu kiÕn thøc míi, rÊt nhiỊu häc sinh chØ quen vận dụng khiến thức vào tình quen thuộc, phải suy nghĩ tơng tự nh thầy cô đà làm mẫu, có sáng tạo vận dụng kiến thức đặc biệt họ có khoảng cách lớn kiến thức lĩnh hội đợc thực tÕ cc sèng Ch¬ng híng dÉn häc sinh ôn tập, hệ thống hoá kiến thức phần định luật Niu-Tơn 2.1 Sơ đồ cấu trúc nội dung chơng Động lực học chất Chuyển động tròn (lực quán tính li tâm) Chuyển động thẳng (tăng giảm trọng l ợng) Chuyển động khác gia tốc Chuyển động gia tốc Chuyển động tròn Chuyển động thẳng Bài toán vật chuy Ĩn ®éng VËt chun ®éng hƯ quy chiÕu phi quán tính Bài toán hệ vật Động lực học chất điểm Lực Định luật Lực học Niutơn Tổ ng hợp lực Gia tốc rơi tự Ph ân tÝc h lùc Tr êng hÊp dÉn Lùc hÊp dÉn Lực căng dây T điểm Lực đàn hồi Lự c k Õ Lùc ma s¸t nghØ Lùc ma s¸t Lùc ma sát lăn Đinh luật I Niut ơn Lực ma sát trợt Định luật II Niutơ n Qu án tín h Định luật III Niutơ n Các h đo lực Diễn giải sơ đồ cấu trúc nội dung chơng Động lực học chất điểm: Lực phả n lực Qua cách trình bày sách giáo khoa đặc điểm vỊ néi dung kiÕn thøc cđa ch¬ng ta cã thĨ thấy rằng: ã Cơ sở lí thuyết chơng ba định luật Niu-Tơn Đợc rút từ hàng loạt quan sát t khái quát hoá, ba định luật đặt móng cho phát triển học Vì vậy, kiến thức quan trọng chơng ã Một đại lợng vật lí quan trọng đợc đề cập đến định luật lực Muốn dùng định luật để nghiên cứu tợng vật lí cần có hiểu biết đặc trng lực tham gia vào tợng Vì vậy, phần tất yếu chơng nghiên cứu lực học ã Tiếp theo, số toán vận dụng kiến thức định luật Niu-Tơn lực học để nghiên cứu mét sè hiƯn tỵng vËt lÝ quan träng Cơ thĨ là: - Xét trờng hợp vật (chất điểm) chuyển động ta có toán chất điểm chuyển động theo quỹ đạo đờng thẳng chất điểm chuyển động theo quỹ đạo đờng cong - Xét trờng hợp hệ vật (hệ chất điểm) chuyển ®éng ®ã c¸c vËt chun ®éng víi cïng mét gia tốc, toán chủ yếu số toán hệ vật chuyển động nhng khác gia tốc, loại tập chủ yÕu dïng båi dìng häc sinh giái - Khi vËn dụng định luật Niu-Tơn vào hệ quy chiếu phi quán tính để định luật Niu-Tơn đợc nghiệm ta phải xét thêm lực quán tính Và vật tham gia chuyển động với quỹ đạo đờng thẳng ta có tợng tăng giảm trọng lợng - vật tham gia chuyển động với quỹ đạo đờng tròn thì ta xét đến lực quán tính li tâm 2.2 Đặc điểm cần ý vỊ kiÕn thøc híng dÉn häc sinh «n tập, hệ thống hoá kiến thức phần định luật Niu-Tơn 2.2.1 Đối với định luật I Niu-Tơn Định luật I Niu-Tơn không đợc rút từ quan sát thực nghiệm, mà kết t trừu tợng thiên tài NiuTơn thực ®ỵc mét thÝ nghiƯm kiĨm chøng trùc tiÕp trêng hỵp vật hoàn toàn cô lập mà ta kiểm chứng trờng hợp vật chịu tác dụng lực có hợp lực không Định luật Niu-Tơn nêu lên tính chất cố hữu vật, quán tính Định luật I Niu-Tơn gắn liền với tồn hệ quy chiếu quán tính Các định luật Niu-Tơn đợc xây dựng sở khái quát hoá thí nghiệm quan sát hệ quy chiếu quán tính nên hiển nhiên, định luật Niu-Tơn nghiệm hệ quy chiếu 2.2.2 Đối với định luật II Niu-Tơn Định luật II Niu-Tơn đợc trình bày dới dạng nguyên lí Việc phát mối quan hệ đại lợng lực, gia tốc, khối lợng kết cđa sù kh¸i qu¸t ho¸ tõ rÊt nhiỊu quan s¸t thí nghiệm Khi ôn tập, giáo viên phải cho häc sinh hiĨu r»ng gia tèc kh«ng chØ phơ thc vào lực tác dụng vào mà phụ thuộc vào thân (khối lợng) Với định luật II Niu-Tơn, ta đa đợc cách xác định phơng, chiều độ lớn lực dựa biểu thức động lực học nó: phơng chiều lực phơng chiều gia tốc mà vật thu đợc, độ lớn lực đợc xác định tích (m.a) Cũng đây, lần giáo viên đa đợc định nghĩa thức đơn vị Niu-Tơn Nh học song định luật II Niu-Tơn học sinh đà nắm đợc tơng đối hoàn chỉnh khái niệm lực mặt định tính định lợng Với định luật II Niu-Tơn học sinh hiểu rõ mối quan hệ khối lợng quán tính Đến nhận thức học sinh khái niệm khối lợng đợc nâng thêm bớc Đến lùc hÊp dÉn, sù hiĨu biÕt cđa häc sinh vỊ khái niệm khối lợng đợc hoàn thiện Cùng với định luật Niu-Tơn, học sinh cần phải thừa nhận nguyên lí độc lập tác dụng để có sở xét vật chịu tác dụng đồng thời nhiều lực Trong phần này, học sinh phải thực đợc phÐp chiÕu hƯ   thøc vÐc t¬ m.a = Fi lên trục toạ độ Thực tế cho thÊy, nhiỊu häc sinh cßn lóng tóng thùc hiƯn phép chiếu Giáo viên cần dành nhiều thời gian rèn luyện kĩ thực phép chiếu cho học sinh 2.2.3 Đối với định luật III Niu-Tơn Đối với định luật I II Niu-Tơn ta xét đơn có loại vật chịu tơng tác mà không xét đến vật gây tơng tác Định luật III Niu-Tơn đợc mở rộng lên xét với hai loại vật tơng tác (xét cách tổng thể tơng tác vật với tự nhiên) Định luật III Niu-Tơn đợc thể nhiều tợng thực tế Cần yêu cầu học sinh tìm hiểu ví dụ tợng ®ã Híng dÉn häc sinh «n tËp, hƯ thèng hoá kiến thức theo phiếu số Câu 1: Giáo viên yêu cầu số học sinh phát biểu lại định nghĩa khối lợng Khối lợng vật đại lợng đặc trng cho mức quán tính vật ã Giáo viên yêu cầu số học sinh phát biểu lại định nghĩa quán tính Quán tính tính chất vật có xu hớng bảo toàn vận tốc hớng độ lớn ã Giáo viên yêu cầu học sinh nêu lên mối quan hệ khối lợng khả thay đổi vận tốc vật ? Vật có khối lợng lớn có quán tính lớn tức khó thay đổi vận tốc ngợc lại, vật có khối lợng bé có quán tính bé, tức dễ dàng thay đổi vận tốc mình. ã Giáo viên yêu cầu học sinh chọn đáp án phần chọn lựa Đáp án D Câu : Giáo viên hớng dẫn học sinh trả lời qua câu hỏi gợi ý sau: CH 1: Xét lực tác dụng lên vật giống nhau, khối lợng gia tốc vật thu đợc có mối quan hệ ? Xétlực tác dụng lên vật giống nhau, gia tốc vật thu đợc tỉ lệ nghịch vơi khối lợng vật CH 2: Vì ván mỏng, nhẹ ta lại khó đóng đinh ? Lực búa tác dụng truyền qua đinh tới tám ván Vì cán mỏng nhẹ có khối lợng nhỏ nên lực gây cho ván gia tốc đáng kể chiều với chuyển động đinh Vì mà khó đóng đinh CH 3: Vật áp vào sau ván có tác dụng việc đóng đinh ? Khi áp vào bên ván vật khác (thờng gỗ nặng viên gạch ) ván hợp với vật thành hệ có khối lợng lớn Khi ta đóng đinh hệ có gia tốc nhỏ (có thể coi gần nh đứng yên) nên ta dễ dàng đóng đợc đinh ngập vào ván Nếu với câu hỏi học sinh cha thể đa câu trả lời Giáo viên đặt lại câu hỏi khác: Vật áp vào sau ván có tác dụng chuyển động ván đóng đinh ? Câu 3: Giáo viên yêu cầu học sinh: đọc lại khái niệm tơng tác chọn đáp án phần lựa chọn Đáp án: E Yêu cầu học sinh gọi tên vật hệ tơng tác Chân ngời - mặt đất Mặt phẳng đỡ vật - vật Quả bóng - tờng Mặt đờng - ô tô Câu 4: Giáo viên định hớng suy nghĩ học sinh câu hỏi sau: r CH 1: Bình đẩy An lực F1 , An có tác dụng lực lên Bình không ? Tại ? Theo định luật III Niu-Tơn An có tác dụng lên bình r r lực F2 = F1 CH 2: Chỉ lực tác dụng lên Bình An trờng hợp -Cả Bình An giày patanh -Bình giày patanh An chân đất Lực tác dụng lên Bình An trờng hợp có khác ? Cả An Bình chịu tác dụng lực trọng lực cân với phản lực, lực ma sát chân mặt phẳng nên Khi An chân đất lực ma sát chân mặt phẳng lớn so với trờng hợp An Bình giày patanh CH 3: Vì An Bình phải giày patanh ? Để giảm lực sát chân mặt sàn dễ dàng quan sát thấy chuyển động An Bình CH 4: Giả sử lực mà Bình đẩy An trờng hợp nh HÃy so sánh gia tốc An trờng hợp ? Số lực tác dụng lên An Bình trờng hợp không đổi, lực ma sát tăng lên gia tốc mà An thu đợc nhỏ Bình không thấy rõ thay đổi vận tốc An chân đất Câu 5:Giáo viên yêu cầu học sinh phát biểu lại nội dung định luật III Niu-Tơn ? Trong tơng tác vật, vật A tác dụng lên vật B lực, vật B tác dụng trở lại vật A lực Hai lực hai lực trực đối ã Giáo viên yêu cầu học sinh chọn phơng án Đáp án A ã Yêu cầu học sinh chỗ sai phơng án chọn sai B Không có phân biệt lực phản lực; C Lực phản lực không đặt vào vật nên cân nhau; D Định luật III Niu-Tơn không đề cập đến vấn đề cân Câu 6: Giáo viên hớng dẫn học sinh tìm đáp án câu hỏi: CH 1: Hệ tơng tác chèo thuyền toán gồm vật ? Mái chèo - nớc CH 2: Chỉ đặc điểm lực phản lực hệ phơng diện điểm đặt, phơng, chiều độ lớn ? Lực mái chèo tác dụng vào nớc đặt lên nớc hớng phía sau thuyền, lực nớc tác dụng lại thuyền đặt lên mái chèo hớng phía trớc mũi thuyền, hai lực độ lớn CH 3: HÃy chọn phơng án phần chọn ? Đáp án đúng: D Câu 7: Để hớng dẫn học sinh trả lời câu hỏi giáo viên đặt câu hỏi: CH 1: Lực làm bóng bật chở lại ? Lực tờng tác dụng lên bóng CH 2: So sánh lực bóng tác dụng lên tờng lực mà tờng tác dụng vào bóng? Khi bóng đến đập vào tờng Bóng tác dụng vào tờng r r mét lùc F , têng t¸c dơng trë l¹i bãng mét lùc F ′ Theo r r định luật III Niu-Tơn: F = - F CH3 : So sánh gia tốc mà bóng tờng thu đợc ? F r r r r Vì F = - F ′  aT = −a B Theo định luật II Niu-Tơn aT = m ; T F mT >> mB  aT