Vận dụng phương pháp giả định trong giải bài toán vật lý 10

1 Mở đầu 1.1 Lí chọn đề tài Mục tiêu giáo dục xã hội đặt yêu cầu cấp thiết cần phải giải phải đào tạo người phát triển toàn diện [5] Vấn đề đặt với nhà trường làm để học sinh làm chủ kiến thức phổ thông, chiếm lĩnh kiến thức, tích cực, chủ động, sáng tạo, có kĩ giải vấn đề nảy sinh sống Đó thực thách thức lớn ngành giáo dục nói chung, nhà trường, giáo viên nói riêng Giáo viên không mang kiến thức đến cho học sinh mà cần dạy cho học sinh cách tìm kiếm, chiếm lĩnh kiến thức để đảm bảo cho việc tự học suốt đời [5] Xuất phát từ thực tiễn Trường THPT Sầm Sơn trường đóng địa bàn Thành phố Sầm Sơn, đa số gia đình em học sinh tham gia ngành nghề du lịch, dịch vụ đánh bắt cá Thực tế em học trường Đại Học, Cao Đẳng trường khơng có việc làm, nhu cầu du học nhiều, lí mà em khơng có hứng thú học tập, ảnh hưởng đến trình kết học tập em [5] Mặt khác, Vật lý môn khoa học tự nhiên có ứng dụng rộng rãi sống Các tập vật lý thường mô theo tình thực tế, chúng đơn giản hóa cách vận hành thực tế vật để dễ hiểu tình Việc học tập tốt mơn Vật lý có giá trị to lớn đời sống sản xuất, đặc biệt công công nghiệp hóa đại hóa đất nước Mơn Vật lý bước đầu hình thành học sinh kỹ thói quen làm việc khoa học – kỹ thuật học tập, khả ứng dụng khoa học vào đời sống Tuy nhiên việc dạy học môn Vật lý gặp nhiều khó khăn Bởi mơn Vật lý đòi hỏi người giáo viên phải hướng dẫn học sinh học tập cách khoa học, cách có chất lượng cao Trong q trình học tập mơn Vật lý, học sinh hiểu lí thuyết bản, làm tập áp dụng công thức dễ học sinh vận dụng tốt, nhiên tập khó khả vận dụng học sinh hạn chế, đặc biệt tập lạ, tập thay đổi cách hỏi đề bài, thêm kiện, bớt kiện, thiếu kiện, tập có nhiều tình huống, nhiều trường hợp, nhiều q trình xảy ra, học sinh thường bị lúng túng có tâm lí bỏ cuộc, khơng muốn làm em có làm chưa đầy đủ, hay bỏ qua tượng xảy đề đó… dẫn đến học sinh khơng tin tưởng vào thân Đứng trước tập, điều khó khăn lớn học sinh lựa chọn cách cho phù hợp để tới kết dựa sở để lựa chọn phương pháp làm hợp lí Đối với học sinh lớp 10 em có biết áp dụng phương pháp động lực học phương pháp lượng, phương pháp phù hợp với học sinh khác nhau, tốn bản, gặp tốn đặc biệt chút đa số em gặp khó khăn Với lí đó, sở phương pháp em học, mạnh dạn cho em tiếp xúc phương pháp hoàn toàn lạ Một phương pháp là: “Vận dụng phương pháp giả định giải toán vật lý lớp 10”, sau áp dụng thu kết khả quan, qua giúp cho em niềm tin vào khả mình, cho em hiểu tiếp cận với vấn đề lạ em cần phải có hướng tư khác, đưa từ vấn đề phức tạp đơn giản để giải 1.2 Mục đích nghiên cứu Nâng cao chất lượng hiệu dạy học, tạo hứng thú, niềm say mê học tập môn Vật lý, giúp cho HS ngày phát triển toàn diện, phát triển phẩm chất lực, đặc biệt HS có phương pháp học tập nhằm phát triển lực tự học, tự nghiên cứu cho thân đảm bảo việc tự học suốt đời 1.3 Đối tượng nghiên cứu Vận dụng phương pháp giả định giải toán vật lý lớp 10 1.4 Phương pháp nghiên cứu Trong đề tài này, sử dụng số phương pháp nghiên cứu sau: - Phương pháp nghiên cứu xây dựng sở lý thuyết: + Tham khảo tài liệu, sách giáo khoa, báo, mạng internet, SKKN làm + Phân tích, tổng hợp khái qt hóa nguồn tài liệu để xây dựng sở lí thuyết nội dung sáng kiến kinh nghiệm - Phương pháp điều tra khảo sát thực tế, thu thập thông tin: + Phương pháp thực nghiệm sư phạm lớp 10A2 10A3: + Lớp thực nghiệm 10A2: 45 học sinh + Lớp đối chứng 10A3 : 44 học sinh - Phương pháp thống kê, xử lí số liệu Nội dung sáng kiến kinh nghiệm 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm Phương pháp giả định phương pháp người giải cho thêm bớt điều kiện khơng trái với đề tìm lời giải Khi giải toán vật lý thường đưa giả thiết, trường hợp, trình, dự kiến xảy ra… Sử dụng phương pháp giả định thường giúp ta phá vỡ rào cản tư duy, tìm cách giải mới, chuyển khó thành dễ, biến phức tạp thành đơn giản 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm Đối với học sinh, gặp tốn hay, lạ, độc đáo phần lớn học sinh cảm thấy khó khăn, bế tắc, lớp tơi dạy dạy có số em học sinh có tố chất, học sinh cố gắng tìm tịi hướng giải đạt kết Tuy nhiên đa số em học sinh cịn lại bỏ qua, chí có nhiều em cảm thấy khơng có hứng thú học tập, gặp nhiều khó liên tục em thể chán nản rõ rệt Nhưng em hướng dẫn, bảo kết hồn tồn ngược lại, em thấy dễ dàng hơn, có phấn khích vui sướng, điều mang lại động lực to lớn để em tiếp tục yêu mến môn học, đam mê học tập nhiều Qua nhiều năm công tác áp dụng phương pháp cho nhiều đối tượng học sinh khác kết thu có triển vọng Trước thực trạng tơi mạnh dạn đưa ý kiến đồng nghiệp đánh giá cao 2.3 Các sáng kiến kinh nghiệm giải pháp sử dụng để giải vấn đề 2.3.1 Bài tập hướng dẫn giải Bài Bên cầu bằng chì bán kính r có hốc rỗng hình cầu bán kính r/2, tiếp xúc với (Hình 1.a) Quả cầu chì (có hốc) khối lượng M Trên đường nối tâm chúng, cách tâm cầu chì khoảng L có đặt cầu nhỏ khối lượng m (coi chất điểm) Tính lực hấp dẫn cầu chì M cầu nhỏ m [ 1] Hình 1.a Hướng dẫn giải Giả sử lấp đầy phần rỗng cầu chì bằng chì, khối lượng phần M Để triệt tiêu lực hấp dẫn cầu đưa vào ta đặt bên phải cầu m cầu bằng M đối xứng với M qua m hình 1.b Hình 1.b r 1 Ta có M = ρ π ( )3 = M = M (trong ρ khối lượng riêng chì) 8 Khối lượng cầu sau lấp đầy là: M = M Lực hấp dẫn cầu chì M ban đầu cầu nhỏ là:  M m M 1m Mm  F = F0 − F1 = G 02 − G ⇒ F =G −  2 r L  L (2 L − r )  ( L − )2 Bài Một lò xo nhẹ, đầu cố định, đầu treo đĩa cân có khối lượng m0, đĩa cân có vật khối lượng m (Hình 2) Khi đĩa đứng yên, độ dài lò xo dài độ dài tự nhiên L Kéo đĩa cân xuống vị trí cân bằng đoạn ∆L thả nhẹ (coi lò xo giới hạn đàn hồi) Phản lực đĩa tác dụng lên vật sau đĩa thả nhẹ bằng A (1 + ∆L )mg B (1 + C ∆L mg D ∆L )(m+m0)g L ∆L (m+m0)g [ 1] L Hình Hướng dẫn giải Giả sử ∆L = , nghĩa khơng có việc kéo đĩa xuống bng tay lị xo khơng thay đổi độ dài, đĩa cân đứng yên, độ lớn phản lực đĩa tác dụng lên vật phải bằng mg Đặt ∆L = thay vào đáp án thấy có đáp án A nghiệm Vậy cần chọn đáp án A (Đây tốn trắc nghiệm, sử dụng phương pháp giả định giúp lựa chọn đáp án nhanh hơn) Bài Đặt cốc lên tờ bìa mỏng đặt bàn dùng tay kéo tờ bìa theo phương ngang Cần phải truyền cho tờ bìa gia tốc bằng để cốc bắt đầu trượt phía sau so với tờ bìa Kết có thay đổi không cốc đựng nước Cho biết hệ số ma sát trượt cốc tờ bìa k = 0,25 Lấy g = 10 m/s2 [ 2] Hướng dẫn giải Giả định kéo nhẹ tờ bìa ta thấy cốc đứng yên tờ bìa chuyển động với bìa Bìa cốc có gia tốc, xét riêng cốc lực truyền gia tốc cho lực ma sát nghỉ từ phía tờ bìa tác dụng lên cốc mặt tiếp xúc Do gia tốc cốc bằng: a = Fms m Gia tốc phụ thuộc vào độ lớn lực ma sát nghỉ Vì lực ma sát nghỉ cực đại bằng lực ma sát trượt nên gia tốc cực đại cốc bằng: a= kmg = kg = 2,5 m (m/s2) Do kéo tờ bìa để truyền cho tờ bìa gia tốc lớn 2,5 m/s cốc bị trượt phía sau so với tờ bìa (mặc dù cốc chuyển động phía trước so với mặt bàn) Vì gia tốc cực đại cốc không phụ thuộc vào khối lượng m cốc nên kết không thay đổi cốc đựng nước Bài Đáy thang máy có số lị xo hình Giả sử có cố, dây treo bị đứt thang máy cao thang máy rơi xuống Bỏ qua ma sát trình chuyển động thang máy từ đầu lò xo chạm đất thang máy tới điểm thấp A vận tốc thang máy không ngừng giảm B vận tốc thang máy không ngừng tăng C lúc đầu công âm lực đàn hồi nhỏ công dương trọng lực, sau cơng âm lực đàn hồi lớn công dương trọng lực D thang máy đến điểm thấp nhất, trị số gia tốc định lớn trị số gia tốc trọng lực [ 1] Hình Hướng dẫn giải Quá trình từ đầu lị xo chạm đất đến thang máy đạt tới điểm thấp nhất, chịu tác dụng trọng lực lực đàn hồi hai lò xo Khi trọng lực lớn lực đàn hồi vận tốc tiếp tục tăng Khi trọng lực bằng lực đàn hồi vận tốc đạt cực đại Khi trọng lực bé lực đàn hồi tốc độ bắt đầu giảm Cuối giảm đến Vì ban đầu tốc độ tăng sau giảm Đáp án C Giả định giai đoạn đầu thang máy chịu tác dụng trọng lực, rơi không vận tốc ban đầu rơi xuống độ cao h , vận tốc cuối v v = gh Giai đoạn sau thang máy chịu tác dụng lực đàn hồi, có vận tốc v giảm dần đều, cuối bằng lò xo bị ép xuống đoạn x thì: v = 2ax , kx 2h F + kx = , suy mg = x Vì h lớn x nên lớn 2, tức m 2m kx − mg 2mg − mg = > = g Do đáp án D mg m gh = 2ax Vì a = ađáy Vậy đáp án cần chọn C D Bài Vật A kích thước khơng đáng kể, khối lượng m = kg, đặt đầu B ván dài 1,5 m có khối lượng m2 = kg; ván đặt r sàn nhà Kéo đầu B ván bằng lực F có phương nằm ngang Tìm độ lớn lực để vật A trượt ván Giả sử lực kéo F = 26 N Sau thời gian vật A rời khỏi ván Tìm quãng đường vật ván so với sàn nhà thời gian vật trượt ván Cho biết hệ số ma sát vật ván bằng k = 0,1; ván sàn nhà bằng k2 = 0,2 Lấy g = 10 m/s2 [ 2] Hướng dẫn giải Giả sử đầu B ván nằm bên phải Khi kéo ván sang phải, lực ma sát vật ván đủ lớn vật A nằm yên ván với ván chuyển động sang phải Còn ma sát vật ván khơng đủ lớn vật bắt đầu trượt bên trái ván Lực ma sát ván tác dụng vào vật hướng sang phải, làm cho vật bám vào ván ván sang phải, nghĩa là lực phát động vật Gọi a1 , a2 gia tốc vật ván sàn nhà, vật bị trượt ván Áp dụng định luật II Niu-tơn cho vật ván ta có: F1 = m1a1 (1) Với F1 = k1m1 g F − F1 − k2 N = m2 a2 (2) Với N = m2 g + m1 g = (m1 + m2 ) g ; Khi ván trượt F = Fmin và: Fmin = F1 + k2 N → Fmin = k1m1 g + k2 (m1 + m2 ) g = 18 (N) Với lực kéo F = Fmin , ván trượt a2 = gia tốc vật so với ván r r r r bằng: a12 = a1 − a2 = a1 → a12 = a1 Khi lực kéo F > Fmin a2 > : ván chuyển động với gia tốc a2 , vật trượt r r r so với ván gia tốc: a12 = a1 − a2 → a12 = a1 − a2 Nếu a2 > a1 , a12 < : vật trượt từ đầu B đến đầu ván Khi F = 26 N > Fmin ; (m/s2) Do gia tốc vật so với ván là: a12 = a1 − a2 = − (m/s2) Từ (1) ta có: a1 = k1 g = (m/s2) từ (2) ta có: a2 = Vậy vật trượt từ đầu B đến đầu ván với gia tốc bằng m/s2 2l = (s) a12 Trong khoảng thời gian đó, so với sàn nhà, vật được: s1 = a1t = 4,5 (m) 2 ván : s2 = a2t = (m) 2 Thời gian để vật rời khỏi ván: l = a12 t1 → t1 = Bài Có hai vật A B khối lượng tương ứng m1 = kg m2 = kg, xếp chồng lên mặt bàn nằm ngang (Hình 4) Biết hệ số ma sát trượt A B µ1 = 0, ; B mặt bàn µ = 0,5 Lấy g = 10 m/s2 Dùng lực F theo phương nằm ngang kéo vật B làm cho hai vật chuyển động thẳng Nếu ngắt lực F đột ngột lực tác dụng lên vật A theo phương ngang có A độ lớn 12 N, hướng sang phải C độ lớn 10 N, hướng sang phải Hình B độ lớn 12 N, hướng sang trái D độ lớn 10 N, hướng sang trái [ 1] Hướng dẫn giải Khi ngắt đột ngột lực F, tức lực F trở thành bằng khơng, giả định hai vật A B chuyển động theo mặt phẳng ngang gia tốc tìm từ định luật II Niu-tơn Từ tìm lực ma sát tác dụng lên vật A Nếu lực ma sát nhỏ lực ma sát nghỉ cực đại tác dụng lên giả định đứng vững Ngược lại loại bỏ Khi A B chuyển động theo phương ngang ta có: f = (m1 + m2 )a (1) f = µ N = µ (m1 + m2 ) g (2) Từ (1) (2) ta tính được: a = (m/s2 ) Vì vật A chịu lực ma sát f1 = m1a = 10 (N), lực ma sát nghỉ cực đại f = µ1 N1 = µ1m1 g = 12 (N), tức f1 nhỏ f nên điều giả định chấp nhận Vậy vật A chịu lực ma sát 10 N, hướng sang trái Vậy cần chọn đáp án D Bài Một nêm cố định gồm hai mặt phẳng nghiêng với góc nghiêng α β so với mặt phẳng ngang, mặt nghiêng với góc β trơn nhẵn, mặt nghiêng với góc α thơ nhám có hệ số ma sát µ Trên đỉnh nêm có gắn rịng rọc nhỏ Một sợi dây nhẹ vắt qua ròng rọc, hai đầu nối với hai vật A B có khối lượng bằng (Hình 5) Để hai vật đứng yên hai mặt nghiêng quan hệ góc nghiêng phải thỏa mãn điều kiện [ 1] ? Hình Hướng dẫn giải Vì đề khơng cho biết số liệu cụ thể nên xác định xu chuyển động mặt nghiêng thô nhám Gọi sức căng sợi dây T Có thể đưa hai khả năng: + Khi xu chuyển động vật A lên: Đối với vật A ta có: T − µ mg cos α = mg sin α Đối với vật B ta có: T = mg sin β Từ hai biểu thức tìm được: sin β = sin α + µ cos α + Khi vật A có xu xuống: Lập luận tương tự ta được: sin β = sin α − µ cos α Do điều kiện hai góc nghiêng cần thỏa mãn để vật đứng yên hai mặt phẳng nghiêng là: sin α − µ cos α ≤ sin β ≤ sin α + µ cos α Bài Một hình nón trơn nhẵn mặt phẳng nằm ngang, trục thẳng đứng Góc đường sinh trục hình nón θ = 300 (Hình 6.a) Một sợi dây nhẹ dài L , đầu cố định đỉnh O, đầu treo vật có khối lượng m (coi vật chất điểm) Vật chuyển động tròn quanh hình nón với vận tốc v Tìm lực kéo dây tác dụng lên vật gL gL [ 1] b v = v2 = a v = v1 = Hình 6.a Hướng dẫn giải Khi vật chuyển động tròn với vận tốc giới hạn phản lực hình nón tác dụng lên vật bằng khơng, lúc vật vừa tiếp xúc với hình nón mà khơng biến dạng Nếu vật tăng vận tốc vật rời khỏi mặt nón dẫn đến thay đổi phương độ lớn lực kéo Vì điều cốt yếu tập tìm vận tốc giới hạn Giả sử vật hình nón tiếp xúc với khơng có phản lực tác dụng sơ đồ chịu lực hình 6.b Ta có: T cos θ = mg ; Giải ta được: v = T sin θ = mv L sin θ 3gL ϕ r mg m Hình 6.b r mg m Hình 6.c r mg m Hình 6.d a Vì v lớn v1 nên vật hình nón tiếp xúc với có phản lực sơ đồ chịu lực hình 6.c: mv12 L sin θ mg (3 + 1) Từ hai phương trình trên, ta tìm lực căng : T1 = T1 cos θ + N sin θ = mg ; T1 sin θ − N cos θ = b Vì v nhỏ v2 nên vật m tách khỏi mặt nón Góc dây nối vật trục hình nón ϕ Sơ đồ chịu lực hình 6.d, ta có: T2 sin ϕ = mv22 L sin ϕ T2 cos ϕ = mg Giải ta lực căng dây là: T2 = 2mg Bài Công suất phát động cực đại động ô tô 60 kW, khối lượng xe 5.103 kg xe đường nằm ngang có lực cản bằng 0,1 trọng lượng xe Nếu xe bắt đầu xuất phát chuyển động thẳng biến đổi với gia tốc 0,5 m/s2 sau 12 s cơng suất thực tế động bao nhiêu? (Lấy g = 10 m/s 2) [ 1] Hướng dẫn giải Xe chuyển động có gia tốc khơng đổi nên lực phát động không đổi, vận tốc không ngừng tăng công suất thực tế không ngừng tăng đạt tới ngưỡng 60 kW Vì xe chạy với gia tốc không đổi thời gian định định Theo đề trực tiếp xác định thời gian xe chạy với gia tốc không đổi nên phải dùng phương pháp giải định Giả sử 12 s xe chạy với gia tốc khơng đổi tốc độ cuối giây thứ 12 v1 = at = (m/s) Theo định luật II Niu-tơn, ta có: F − kmg = ma F = kmg + ma suy Cho nên công suất động xe là: P = Fv = (kmg + ma )v = 45 (kW) Công suất nhỏ 60 kW (thỏa mãn điều giả định) Bài 10 Một hệ gồm hai khối lập phương A B giống nhau, khối lượng m, nối với bằng sợi dây cho lò xo khối lượng khơng đáng kể, có chiều dài tự nhiên l0 độ cứng k, bị nén lại hai khối (Hình 7) B nằm mặt đất a Tìm độ co ban đầu tối thiểu ∆l = l0 − l lò xo B nâng lên khỏi mặt đất đốt dây nối b Giả sử độ co ban đầu lò xo bằng ∆l = l0 − l = 7mg k Tìm độ cao nâng lên khối tâm hệ [ 3] Hình Hướng dẫn giải a Ta đặt vấn đề ngược lại: Tìm độ cao ban đầu tối thiểu ∆l lị xo để khối B khơng bị nâng lên đốt dây Khi có A chuyển động lên xuống (dao động) quanh vị trí cân bằng xác định Tìm độ co lị xo A vị trí cân bằng, trọng lực A cân bằng với lực đàn hồi lò xo: P = Fdh ⇒ mg = k ∆l0 ⇒ ∆l0 = mg k (1) Lực đàn hồi lò xo kéo B lên đạt giá trị cực đại A vị trí cao khả dĩ, cách vị trí cân bằng khoảng a Khi ta có: k (a − ∆l0 ) = mg , suy a = mg 2mg + ∆l0 = k k (2) Vậy độ co cực đại lị xo ứng với A vị trí thấp là: ∆l = ∆l0 + a = Như ∆l ≤ 3mg k 3mg B khơng bị nâng lên k Ngược lại muốn nâng B lên khỏi mặt đất độ co ban đầu lị xo phải bằng ∆l ≥ 3mg k (3) b Độ co ban đầu lò xo ∆l = 7mg 3mg > , nghĩa B nâng khỏi mặt đất k k đốt dây nối Áp dụng định luật bảo tồn để tìm vận tốc v A 2 k  mg  k  3mg  mv02 + mgh  ÷ =  ÷ + 2 k  2 k  B bắt đầu rời khỏi sàn: (4) Trong h độ cao A so với lúc đầu bằng: h= Từ suy ra: v02 = mg 3mg 4mg − = k k k (5) 32mg k Kí hiệu vG vận tốc khối tâm G hệ B bắt đầu rời khỏi sàn nhà ta có: vG = mv0 v = m+m Vì lực đàn hồi nội lực nên không ảnh hưởng đến chuyển động G, G chuyển động sau vật ném thẳng đứng lên cao với vận tốc v G Nhờ khối tâm G nâng thêm độ cao bằng: hG = vG2 v 4mg = = 2g 8g k Vì B bắt đầu rời khỏi sàn, A nâng lên đoạn h, nên khối h Như độ cao tổng cộng nâng 6mg lên khối tâm G (so với chưa đốt dây nối) bằng: H = k Bài 11 Một dây xích sắt thơ linh động, dài L , treo đối xứng qua ròng tâm G nâng lên đoạn rọc cố định trơn nhẵn (Hình 8.a) Chỉ cần tác dụng xung lực nhỏ vào dây 10 xích chuyển động Hỏi dây xích sắt chuyển động xuống L đoạn L1 ( L1 < ) độ lớn vận tốc dây xích [ 1] ? Hình 8.a Hướng dẫn giải Khi dây xích rơi xuống có trọng lực sinh cơng nên bảo tồn Khi dây xích rơi xuống đoạn L1 hình 8.b, giả sử coi cắt phần bên trái đoạn AB = L1 đem nối vào phần bên phải đoạn CD = L1 B Hình 8.b Như trọng tâm đoạn hạ xuống đoạn L1 đoạn có khối mL1 mL mgL12 Cơng trọng lực là: A = g.L1 = L L L mgL1 2g Từ định luật bảo toàn năng: mv = , ta rút độ lớn vận tốc: v = L1 L L lượng Bài 12 Chiếc xe trượt trượt mặt băng với vận tốc v = m/s bắt đầu trượt vào phần đường nhựa Chiều dài ván trượt L = m, hệ số ma sát ván trượt với mặt đường nhựa k = Tìm quãng đường xe trượt đường nhựa dừng lại hoàn toàn? Lấy g = 9,8 m/s2 [ 4] Hướng dẫn giải Động ban đầu: Wđ = mv = 18 m (trong m khối lượng xe trượt) Lực ma sát xe mặt đường nhựa xe Fms kmg 11 O L x khoảng < x ≤ L : Fms = kmg x L Giả sử xe trượt qng đường vào đường nhựa cơng lực ma sát có độ lớn (Hình 9): Ams1 = diện tích tam giác = kmgL = 9,8m Ams1 < Wđ => toàn chiều dài xe trượt vào Hình đường nhựa, sau xe cịn trượt thêm qng đường có chiều dài d phần động cịn lại tiệt tiêu hồn tồn Wđ = Ams1 + kmgd ⇒ 18m = 9,8m + 9,8md ⇒ d ≈ 0,84 m Tổng quãng đường xe trượt đường nhựa: l = L + d ≈ 2,84 m Bài 13 Trong bình dung tích 0,2 lít có chứa g oxi nhiệt độ ̊C Hỏi áp suất bình [ 1] ? Hướng dẫn giải Nhìn qua đề cịn thiếu điều kiện nên khơng áp dụng phương trình khí lí tưởng Nếu giả thiết trạng thái ban đầu oxi trạng thái tiêu chuẩn tốn giải Giả thiết trạng thái ban đầu trạng thái tiêu chuẩn: V1 = 22,4 = 2,8 lít, p1 = atm, T1 = 273 K 32 Trạng thái cuối khí oxi là: V2 = 0,2 lít, p2, T2 = 273 K Vì T1 = T2 nên áp dụng phương trình đẳng nhiệt: p1V1 = p2V2 ta tìm p2 = 14 atm Bài 14 Hai bình chứa khí tích khác nhau, thơng với bằng ống thủy tinh có tiết diện nhỏ (Hình 10) Trong ống có giọt thủy ngân ngăn cách hai bình Nhiệt độ hai bình Khi ống thủy tinh đặt dựng đứng, bình to trên, bình nhỏ dưới, đoạn thủy ngân vừa ống Nếu hạ nhiệt độ hai bình khí cột thủy ngân ống di chuyển nào? (Có thể bỏ qua thay đổi thể tích bình giọt thủy ngân) A Khơng di chuyển B Đi lên C Đi xuống D Trước lên, sau xuống [ 1] Hình 10 Hướng dẫn giải 12 Chỉ cần giả thiết cột thủy ngân đứng yên, phân tích phụ thuộc áp suất vào nhiệt độ phán đốn cột thủy ngân di chuyển Giả sử cột thủy ngân đứng yên Theo định luật Sác-lơ ta có: p p − ∆p = T T − ∆T suy ∆p = ∆T p T ∆T ∆T p A ; ∆pB = pB T T Vì p A < pB nên ∆p A < ∆pB , suy giọt thủy ngân dịch chuyển xuống Do đó: ∆p A = Đáp án cần chọn C Bài 15 Một ống ABCD hình chữ U làm bằng vật liệu dẫn nhiệt, độ cao phần ống AB L = 24 cm, CD L = 20 cm, tiết diện ống: S AB = cm2, SCD = cm2 (Hình 11) Ban đầu độ cao hai cột thủy ngân ống h = 16 cm Dùng hai nút cao su bịt kín hai miệng ống A, D mở khóa K Dùng pit-tơng hút từ từ thủy ngân Khi hai ống hút hết thủy ngân ngồi đóng khóa K lại (Biết áp suất bên ngồi 75 cmHg) Bạn đốn xem thủy ngân ống bị hút hết nước? Chiều cao thủy ngân ống lại [ 1] ? Hình 11 Hướng dẫn giải Khi giải loại tập ta chọn tình xảy Giả thiết suy luận để dẫn tới công nhận hay phủ nhận kết Giả sử thủy ngân ống bên trái (AB) hút hết trước, đồng thời chiều cao cột thủy ngân bên phải (CD) lại x (cm) Áp dụng định luật Bôi- lơ – Ma-ri-ốt cho trình đẳng nhiệt phần ống AB ta có: p1, = p1V1 75.(24 − 16).S AB = = 25 cmHg V1, 24.S AB Do áp suất khí phần ống CD p2, = (25 – x) cmHg trình biến đổi đẳng nhiệt nên ta có: 75(20 – 16)SCD = (25 – x) (20 – x)SCD Rút gọn ta phương trình bậc hai: x2 – 45x + 200 = Giải ta x = cm x = 40 cm > 20 cm (loại) Trong phương trình trên, lời giải số thực hợp lí nên giả thiết ta Thủy ngân ống AB chảy hết trước, ống CD lại cột thủy ngân cao cm 2.3.2 Bài tập khơng có hướng dẫn giải 13 Bài Hai vật A B khối lượng tương ứng M m, nối với bằng sợi dây vắt qua ròng rọc cố định A đứng yên mặt đất nằm ngang hình 12 Bỏ qua ma sát Độ lớn lực A tác dụng lên dây độ lớn lực mặt đất tác dụng lên vật A A mg (M - m)g B mg Mg C (M - m)g Mg D (M + m)g (M - m)g [ 1] Đáp án: A Bài Vật A có khối lượng m đặt mặt phẳng nghiêng nêm B có khối lượng M, góc nghiêng Bỏ qua ma sát Giả thiết ban đầu A đứng yên B, sau A chuyển động với vận tốc ban đầu hướng lên hình 13 Vật A lên tới đỉnh mặt nghiêng hay rời khỏi mặt nghiêng ? Vì ? (Khơng cần để ý tới khả vật B lộn phía trước) [ 1] Hình 12 Hình 13 Đáp án: Khơng rời khỏi mặt nghiêng lực tác dụng tương hỗ A B mM cos θ g ; luôn dương M + m sin θ Bài Ba cầu nhỏ có bán kính r, khối lượng đặt bát hình bán cầu Ba cầu đứng yên bát Nếu đặt thêm cầu thứ tư giống hệt ba cầu lên ba cầu ban đầu để bốn cầu cân bằng bán kính bát phải thỏa mãn điều kiện gì? Bỏ qua ma sát [ 1] Đáp án: Bán kính bát phải thỏa mãn R ≤ 7,633r Bài Có hai khối cầu bằng nhôm giống nhau, nằm mặt phẳng cách nhiệt, treo vào sợi dây cách nhiệt Truyền cho cầu nhiệt lượng Hỏi sau cầu có nhiệt lượng cao hơn? Tính tốn độ chênh lệch nhiệt độ hai cầu cầu có khối lượng 100 g, nhận nhiệt lượng 25 kJ [ 3] Đáp án: ∆T ≈ 2,952.10−5 (K) 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường Sau thực sáng kiến kinh nghiệm lớp Tơi thấy rõ hiệu mà đem lại học sinh đồng nghiệp trường ghi nhận học tập + Đối với hoạt động giáo dục: 14 - Các em học sinh khơng cịn cảm thấy sợ, lúng túng gặp dạng toán trên, tự tin vào thân hơn, em biết chủ động chiếm lĩnh kiến thức học vừa phát triển tư theo hướng mới, hình thành kỹ tự nghiên cứu, có phương pháp học hiệu - Kết cho thấy lớp thực nghiệm có kết phần trăm HS đạt điểm yếu thấp lớp đối chứng, điểm giỏi lại cao lớp đối chứng + Đối với thân: Khi thấy em hăng say học tập hơn, thân Tơi có động lực tìm tịi nhiều phương pháp hay để truyền tải tới học sinh + Đối với đồng nghiệp nhà trường: - Được đồng nghiệp ghi nhận, đánh giá cao áp dụng vào thực tiễn có hiệu rõ rệt - Nhà trường có đội ngũ giáo viên vững mạnh, học sinh có kết học tập cao, đáp ứng với thay đổi xã hội, đem lại chất lượng giáo dục cao tương lai + Kết thực nghiệm: Tôi tiến hành nghiện cứu thực nghiệm sáng kiến kinh nghiệm: “Vận dụng phương pháp giả định giải toán vật lý lớp 10” lớp 10A2 10A3 trường THPT Sầm Sơn, đánh giá mức độ hiểu vận dụng kiến thức học sinh lớp thông qua kiểm tra 20 phút Lớp 10A2 học phương pháp làm bài: “Vận dụng phương pháp giả định giải toán vật lý lớp 10” theo sáng kiến kinh nghiệm Lớp 10A3 chưa học phương pháp làm SKKN Tiến hành kiểm tra 20 phút sau học (2 bài- chấm chi tiết theo ý đúng) Bài Hai bình tích bằng V thơng với ống có tiết diện nhỏ, giữ hai nhiệt độ khác T T2 Lượng khí bình có tổng cộng N phân tử trạng thái cân bằng (số phân tử khí bình khơng đổi) Số phân tử khí bình [ 3] ? T2 Đáp án: Trường hợp 1: Nếu áp suất thấp: N1 = N T1 + T2 T ; N2 = N T1 T1 + T2 T Trường hợp 2: Nếu áp suất không thấp: N1 = N T + T ; N = N T + T 2 Bài A B hai khúc gỗ dài hoàn toàn nhau, đứng yên mặt phẳng ngang Đầu trái A đầu phải B tiếp xúc với Khối lượng chúng M = 2,0 kg, độ dài chúng L = 1,0 m C vật nhỏ đặt đầu trái B, khối lượng m = 1,0 kg (Hình 14) Truyền cho C vận tốc ban đầu v0 = 2,0 m/s để chuyển động sang phải Biết mặt phẳng ngang trơn nhẵn, hệ số ma sát trượt C mặt A, B µ = 0,10 Hỏi cuối vật A, B, C thực chuyển động với vận tốc ? Lấy g = 10 m/s2 [ 1] 15 Hình 14 Đáp án: vA = Điểm sĩ /lớp số 10A2 45 10A3 44 2 4− (1 + 6) (m/s); vB = (m/s); vC = (1 + 6) (m/s) 15 15 10 Kết quả: Xử lí số liệu thống kê Điểm Điểm Điểm Điểm Điểm Điểm 5 12 11 0% 8,89% 13,33% 26,67% 24,44% 15,56% 15 15 11 0 34,1% 34,1% 25% 6,8% 0% 0% Điểm 10 11,11% 0% Biểu đồ so sánh kết kiểm tra 20 phút lớp 10A2 10A3 Từ kết kiểm tra cho thấy hiệu rõ rệt việc áp dụng sáng kiến kinh nghiệm trình hướng dẫn học sinh phần khó chương trình Vật lý lớp 10 Kết luận, kiến nghị 3.1 Kết luận Trong trình nghiên cứu học tập mơn Vật lý lĩnh vực kiến thức hay cho giáo viên nghiên cứu trẻ Đối với học sinh phần kiến thức khó mà học sinh học tập khó khăn, phải kết hợp nhiều kiển thức mở rộng, đồng thời lại nguồn cảm hứng lớn với học sinh ham học, muốn học để nâng cao tư sáng tạo Việc tìm kiếm phương pháp mới, phương pháp hay, đồng thời có cách truyền đạt lơi đó, hấp dẫn học sinh ham học nhiệm vụ người thầy, người cô Tuy nhiên để vận dụng phương pháp vào thực tiễn cần có thời gian phụ thuộc vào nhiều yếu tố Tôi áp dụng cho nhiều đối tượng học sinh cho nhiều khóa khác có kết định Điều may mắn với đồng nghiệp tin tưởng, đánh giá cao, 16 bước áp dụng đại trà Điều giúp tơi tiếp tục tìm tịi, sáng tạo tốn vấn đề 3.2 Kiến nghị Tơi có kiến nghị đưa sáng kiến kinh nghiệm về: “Vận dụng phương pháp giả định giải toán vật lý lớp 10” ứng dụng rộng rãi trình giảng dạy giáo viên học tập học sinh Khi ứng dụng vào thực tiễn nên phản hồi kết thu để qua tìm hạn chế, đồng thời mở rộng điểm SKKN nhằm đem lại hiệu cao q trình dạy học Mặc dù tơi có nhiều tâm huyết để nghiên cứu, xây dựng nên, góp ý giúp đỡ bạn đồng nghiệp trường để hoàn thiện sáng kiến kinh nghiệm cịn nhiều thiếu sót nên mong bạn đồng nghiệp đơn vị khác góp ý phát triển để sáng kiến kinh nghiệm hồn thiện áp dụng rộng rãi trường Xin chân thành cảm ơn! XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thanh Hóa, ngày 15 tháng năm 2021 Tôi xin cam đoan SKKN viết, khơng chép nội dung người khác (Ký ghi rõ họ tên) Lê Thị Hà 17 ...Với lí đó, sở phương pháp em học, mạnh dạn cho em tiếp xúc phương pháp hoàn toàn lạ Một phương pháp là: ? ?Vận dụng phương pháp giả định giải toán vật lý lớp 10? ??, sau áp dụng thu kết khả quan,... ? ?Vận dụng phương pháp giả định giải toán vật lý lớp 10? ?? lớp 10A2 10A3 trường THPT Sầm Sơn, đánh giá mức độ hiểu vận dụng kiến thức học sinh lớp thông qua kiểm tra 20 phút Lớp 10A2 học phương pháp. .. nghiệm Phương pháp giả định phương pháp người giải cho thêm bớt điều kiện khơng trái với đề tìm lời giải Khi giải toán vật lý thường đưa giả thiết, trường hợp, trình, dự kiến xảy ra… Sử dụng phương