Nâng cao hiệu quả trong dạy học vật lí 10 chương động lực học chất điểm bằng hệ thống bài tập phát huy năng lực tư duy tìm tòi sáng tạo của học sinh

Sau nhiều năm dạy học sinh lớp 10 THPT, tôi nhận thấy khi học sinh học chương “ Động lực học chất điểm - Vật lí 10” Để phát triển tư duy vật lí và năng lực sáng tạo của học sinh, ngoài v

MỤC LỤC

Nội dung Trang

2.2 Thực trạng của vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 2 2.3 Một số hình thức sử dụng bài tập phát triến tư duy sáng tạo trong dạy

2.3.1 Bài tập phát triến tư duy sáng tạo đưa vào tiết dạy lý thuyết và củng

2.3.2 Sử dụng bài tập phát huy năng lực tư duy sáng tạo trong dạy học tự

2.3.3 Sử dụng bài tập phát triến tư duy sáng tạo ngoài giờ chính khoá 5

2.3.5 Sử dụng bài tập phát triến tư duy sáng tạo trên báo tường, báo bảng 6 2.4 Hệ thống bài tập phát triến năng lực tư duy sáng tạo chương động lực

2.4.2 Bài tập có hình thức tương tự nhưng có nội dung biến đổi 10

1 MỞ ĐẦU

1.1 Lý do chọn đề tài

Môn Vật Lí là một bộ môn rất khó học đối với đa phần học sinh THPT, đặc biệt là học sinh lớp 10 Các em vừa bước vào môi trường mới vừa phải tiếp cận với nhiều môn học ở mức độ hoàn thiện hơn cấp học trước Đặc biệt là do đặc thù

cả kỳ thi tuyển sinh vao lớp 10 THPT của Tỉnh Thanh Hóa chỉ thi 03 môn bắt buộc Toán, Văn và Tiếng Anh dẫn đến học sinh cấp THCS chỉ chú trọng vào ba môn thi tuyển sinh và không đầu tư nhiều vào việc học các môn học khác trong đó

có môn Vật Lí

Sau nhiều năm dạy học sinh lớp 10 THPT, tôi nhận thấy khi học sinh học chương “ Động lực học chất điểm - Vật lí 10” Để phát triển tư duy vật lí và năng lực sáng tạo của học sinh, ngoài việc các em được học lí thuyết trong sách giáo khoa thì việc luyện tập để nắm vững, hiểu sâu kiến thức là rất cần thiết Việc luyện tập kiến thức có thể được tiến hành bằng nhiều phương pháp khác nhau như thí nghiệm, thực hành giải các bài tập, khắc sâu các mối liên hệ giữa các mảng kiến thức, mối liên hệ giữa các nội dung kiến thức với các ứng dụng trong thực tế

Hệ thống bài tập nhằm phát triển tư duy tìm tòi sáng tạo có tác dụng củng

cố, khắc sâu, tìm tòi những mối liên hệ bản chất giữa kiến thức cơ bản các em được học và những vận dụng đơn giản của kiến thức đó vào cuộc sống, khoa học, kĩ thuật cũng như sự liên hệ một cách hữu cơ giữa các nội dung kiến thức

đó

Nội dung kiến thức động lực học chất điểm có vị trí quan trọng trong chương

trình cơ học Vì vậy, tôi chọn đề tài “Nâng cao hiệu quả trong dạy học Vật Lí

10 Chương “ Động Lực Học Chất Điểm” Bằng hệ thống bài tập phát huy năng lực tư duy tìm tòi sáng tạo của học sinh”.

1.2 Mục đích nghiên cứu

Xây dựng một số giải pháp, hình thức dạy học, sử dụng hệ thống bài tập nhằm phát triển tư duy sáng tạo phần động lực học, chương trình lớp 10 THPT

và sử dụng hệ thống bài tập đó trong trường phổ thông góp phần làm phát triển năng lực tư duy sáng tạo của học sinh

1.3 Đối tượng nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lí luận về việc bồi dưỡng tư duy vật lí và năng lực sáng tạo cho học sinh

- Nghiên cứu dấu hiệu bài tập nhằm phát triển tư duy sáng tạo

- Xây dựng và sử dụng những bài tập nhằm phát triển tư duy sáng tạo chương động lực học chất điểm vật lí 10

- Thiết kế phương án sử dụng những bài tập nhằm phát triển tư duy sáng tạo trong chương động lực học chất điểm

- Thực nghiệm sư phạm

1.4 Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu lí luận về tư duy và năng lực sáng tạo; bài tập nhằm phát triển

tư duy sáng tạo về vật lý và việc sử dụng bài tập này trong quá trình dạy học Nghiên cứu thực tiễn hoạt động dạy học và giải bài tập vật lí ở trường THPT

- Thực nghiệm sư phạm, tổ chức hoạt động dạy học bài tập nhằm phát triển

tư duy sáng tạo

- Xử lí số liệu thực nghiệm sư phạm để khẳng định tính khả thi của đề tài

2 NỘI DUNG CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

2.1 Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm.

Tư duy là sự phản ánh trong bộ não con người những sự vật hiện tượng những mối liên hệ và mối quan hệ có tính quy luật của chúng Kết quả của quá trình tư duy là những sản phẩm trí tuệ: những khái niệm, những phán đoán, những suy lí Đối với học sinh, năng lực sáng tạo trong học tập chính là năng lực lực biết giải quyết vấn đề học tập để tìm ra cái mới ở một mức độ nào đó thể hiện được khuynh hướng, năng lực, kinh nghiệm của các nhân học sinh Cụ thể,

đó là năng lực tìm ra cái mới, cách giải quyết mới, năng lực phát hiện ra điều chưa biết, chưa có và không bị phụ thuộc vào cái đã có [7]

Năng lực sáng tạo không phải chỉ là bẩm sinh mà được hình thành và phát triển trong quá trình hình hoạt động của chủ thể Vì vậy, muốn phát huy năng lực sáng tạo trong học tập, giáo viên phải hình thành cho học sinh thói quen nhìn nhận mỗi sự kiện dưới góc độ khác nhau, biết đặt ra nhiều giả thuyết khi lí giải một hiện tượng, biết đề xuất những giải pháp khác nhau khi xử lí một tình huống Cần giáo dục cho học sinh không vội vã, bằng lòng với giải pháp đầu tiên đề xuất, không suy nghĩ cứng nhắc theo quy tắc lí thuyết đã học trước đó, không máy móc vận dụng những mô hình đã gặp trong sách vở để ứng xử trước tình huống mới [7]

2.2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm:

Tôi đã tiến hành khảo sát chất lượng lớp 10B1 năm học 2019-2020 của Trường THPT Triệu Sơn 4 trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm như sau:

- Tiến hành trao đổi về việc dạy chương “Động lực học chất điểm- Vật lí 10”

với các giáo viên có nhiều kinh nghiệm, các giáo viên trực tiếp dạy lớp 10B1 đồng thời trao đổi trực tiếp với các học sinh trong lớp, từ đó nắm bắt tình hình học tập thực tế của học sinh

- Tổ chức kiểm tra trước thực nghiệm (Trắc nghiệm 30 phút) để kiểm tra khả năng học tập của học sinh về đơn vị kiến thức đang nghiên cứu, đồng thời phân loại học sinh và chia học sinh thành 2 nhóm tương đương (nhóm đối chứng - ĐC

và nhóm thực nghiệm – TN)

- Chuẩn bị đề kiểm tra và hướng dẫn chấm (Hình thức trắc nghiệm khách quan)

về đơn vị kiến thức đang nghiên cứu (Đề số 1- Được giới thiệu ở phần phụ lục)

- Tiến hành cho học sinh làm bài (Thời gian làm bài 30 phút)

- Tiến hành chấm bài thu được kết quả sau:

HS

Số học sinh đạt điểm Xi (sau khi làm tròn) TB

- Nhận xét sơ bộ:

+ Đơn vị kiết thức về “Động lực học chất điểm- Vật lí 10 ” học sinh các em đã

được học

+ Tình hình nắm vững kiến thức cơ bản: Mức khá

+ Tình hình nắm vững kiến thức nâng cao và kĩ năng vận dụng: Mức trung bình

2.3 Một số hình thức sử dụng bài tập phát triến tư duy sáng tạo trong dạy học vật lí

Bài tập phát triến tư duy sáng tạo khi áp dụng vào các trường hợp khác nhau nó sẽ phát huy những tác dụng khác nhau Việc áp dụng bài tập một cách hợp lí các Bài tập phát triến tư duy sáng tạo vào quá trình dạy học sẽ tăng cường khả năng phát triển tư duy vật lí của học sinh Tuỳ thuộc vào từng quá trình dạy

và học vật lí giáo viên có thể đưa vào các bài tập thích hợp để thúc đẩy và nâng cao hiệu quả của quá trình dạy học Khi nghiên cứu về việc vận dụng các bài tập phát triến tư duy sáng tạo vào quá trình dạy học vật lí chúng tôi nhận thấy rằng bài tập phát triến tư duy sáng tạo có thể đưa vào tất cả các quá trình dạy học vật lí

2.3.1 Bài tập phát triến tư duy sáng tạo đưa vào tiết dạy lý thuyết và củng

cố kiến thức sau bài học

Bài tập phát triến năng lực tư duy sáng tạo định tính hay các bài tập định lượng đơn giản có thể được đưa vào tiết xây dựng dựng kiến thức trong những trường hợp:

- Giáo viên cần đặt vấn đề để trong trường hợp cần đưa đưa học sinh vào tình huống có vấn đề trước khi tiến hành dạy bài mới

- Có những bài tập có thể vận dụng vào việc khắc sâu kiến thức cho học sinh sau giờ học hoặc có thể dùng để đặt vấn đề khi dạy bài mới

VD1: [7] Sau khi dạy bài định luật 3 Niu tơn giáo viên có thể đưa ra ví dụ để

củng cố kiến thức cho học sinh

Có thể dùng một nam châm như hình vẽ để làm ô tô chuyển động được không? Giải thích?

Gợi ý và hướng dẫn:

Nam châm có tác dụng lực lên xe lăn

hay không?

Có

Xe lăn có chuyển động không?

Học sinh có thể trả lời có hoặc không

GV: Theo em xe lăn có tác dụng lực lên nam châm hay không?

HS: Có

GV: Xe lăn và nam châm có thể xem là một vật, lực do xe tác dụng lên nam châm cân bằng với lực nam châm tác dụng lên xe nên xe không chuyển động

VD2:[3] Một sợi dây chịu được lực căng tối đa là 80N, hỏi sợi dây có bị đứt

không trong các trường hợp sau

a Hai người cầm hai đầu sợi dây mỗi người kéo với lực là 50N

b Một đầu dây buộc vào cây và hai người cầm một đầu dây mỗi người kéo với lực 50N

Gợi ý và hướng dẫn:

GV: Em hãy xác định xem lực căng của sợi dây là bao nhiêu?

Khi xác định được lực căng sợi dây học sinh sẽ giải thích được hiện tượng trên Trường hợp này có tác dụng cho học sinh có điều kiện vận dụng kiến thức vào những việc trong cuộc sống

2.3.2 Sử dụng bài tập phát huy năng lực tư duy sáng tạo trong dạy học tự chọn

Dạy học tự chọn là hình thức dạy học mới ở nước ta, có điều kiện phân hoá đậm nét ở THPT Dạy học tự chọn là hình thức trung gian giữa dạy học chính khoá và ngoại khoá Vì thế đưa bài tập phát triến năng lực tư duy sáng tạo vào quá trình dạy học có nhiều điều kiện thuận lợi: tăng quỹ thời gian giải bài tập vật lí trên lớp, ở nhà, hoạt động theo nhóm

Theo chương trình sách giáo khoa phân ban hình thức dạy học tự chọn được đưa vào để đáp ứng theo yêu cầu riêng của các đối tượng học sinh khác nhau Chương trình sách giáo khoa phân ban có 3 chương trình tự chọn khác nhau dành cho các đối tượng học sinh THPT [8]

- Chủ đề bám sát chương trình cơ bản: Chủ đề này dành cho đối tượng học sinh trung bình và yếu, mục tiêu của chương trình này củng cố để học sinh nắm được những kiến thức cơ bản của sách giáo khoa [8]

- Chủ đề nâng cao dành cho học sinh học theo sách giáo khoa nâng cao: Học sinh học theo chủ đề tự chọn này với mục tiêu củng cố và khắc sâu kiến thức Chủ đề này chủ yếu dành cho các đối tượng học sinh thi học sinh giỏi môn vật lí và những đối tượng học theo ban KHTN mục đích thi vào các trường đại học khối A [8]

- Chủ đề nâng cao dành cho học sinh học theo sách giáo khoa cơ bản: Chủ

đề này nhằm đảm bảo mục tiêu giống như chủ đề b Chủ đề tự chọn này tạo điều kiện cho học sinh muốn học theo ban KHTN có thể học theo sách giáo khoa cơ bản hoặc sách giáo khoa nâng cao [8]

- Chủ đề đáp ứng: Dành cho các nguyện vọng cá nhân của học sinh, đáp ứng yêu cầu sở thích về hướng nghiệp loại chủ đề này dành cho mọi đối tượng học sinh [8]

Các loại chủ đề có thể về những vấn đề lý thuyết, bài tập, thực hành vật lí Đối với chủ đề chúng ta đều có thể đưa các bài tập phát triến năng lực tư duy sáng tạo vào dạy học để giải quyết những mâu thuẫn đề nhận thức của học sinh Khi dạy tiết tự chọn về các định luật Niu tơn giáo viên có thể đưa ra ví dụ để học sinh nắm vững khái niệm quán tính trong bài tập sau:

VD:[2] Một quả cầu nặng được treo bởi một sợi dây mảnh và phía dưới quả cầu

cũng được buộc bởi sợi dây giống như sợi dây treo quả cầu, khi làm

thí nghiệm cho thấy kết quả như sau

- Nếu kéo từ từ sợi dây phía dưới quả cầu thì sợi dây treo quả cầu bị đứt

- Nếu giật mạnh dây dưới quả cầu thì dây dưới quả cầu bị đứt

Hãy giải thích hiện tượng trên

Gợi ý và hướng dẫn:

GV: Muốn thay đổi vận tốc của một vật nặng chúng ta cần chú ý đến điều gì?

HS: Đối với các vật năng khi thay đổi vận tốc cần thay đổi từ từ vì các vật có quán tính

GV: Khi kéo nhanh sự dây và khi kéo từ từ vận tốc quả cầu trong hai trường hợp này có gì khác nhau?

HS: Giật nhanh vận tốc quả cầu thay đổi ít, khi kéo từ từ vận tốc quả cầu thay đổi nhiều

GV: Em hãy so sánh lực căng sợi dây phía trên quả cầu và dưới quả cầu trong hai trường hợp?

HS: Giật nhanh dây dưới quả cầu có sức căng lớn hơn, khi kéo từ từ dây dưới quả cầu có lực căng lớn hơn

2.3.3 Sử dụng bài tập phát triến tư duy sáng tạo ngoài giờ chính khoá

Trong dạy học nói chung và dạy học vật lý nói riêng ngoài hình thức chính khoá thì các hình thức không chính khoá có một vai trò quan trọng Các hình thức không chính khoá thường được thực hiện không thường xuyên nhưng

nó vẫn có những tác dụng đáng kể hộ trợ cho quá trình dạy học vật lí Các hình thức không chính khoá thường có nội dung dành cho những đối tượng học sinh yêu thích môn vật lí Hình thức này còn có tác dụng làm cho học sinh yêu thích hơn đối với môn vật lý và tạo hứng thú trong học vật lí Đối với hình thức này thường quan tâm đến những vấn đề như:

Ở trường phổ thông ngoại khoá có thể kết hợp với câu lạc bộ học tập, câu lạc

bộ thí nghiệm vật lí để làm phong phú về hình thức và tạo được sự quan tâm của nhiều học sinh Vì vậy, chúng ta có thể đưa vào các bài tập phát triến năng lực

tư duy sáng tạo đây cũng là một nội dung rất phù hợp với loại hình học tập ngoại khoá Những bài tập được thực hiện theo loại hình này giáo viên có thể chú trọng vào các bài tập định tính hay các bài tập thí nghiệm

+Giáo viên cho học sinh báo cáo về các bài tập thí nghiệm trong các chương trình ngoại khoá

VD:[7] Một con ngựa kéo một chiếc xe, theo định luật 3 Niu tơn thì lực do ngựa

tác dụng vào xe cũng bằng lực do xe tác dụng vào ngựa Em hãy giải thích tại sao ngựa lại có thể kéo được xe chuyển động

Gợi ý và hướng dẫn:

Đây là bài tập giúp học sinh giải thích được nguyên nhân chuyển động, đồng thời bài tập cũng nêu ra một mâu thuẫn nếu học sinh không nắm vững kiến thức thì không thể làm rõ được hiện tượng vật lý xảy ra trong bài tập

Theo em thì lực do ngựa tác dụng vào xe có bằng lực do xe tác dụng vào ngựa không?

Với câu hỏi này có nhiều em có thể nghi ngờ, trong trường hợp này có những em có thể nghi ngờ và trả lời là lực do ngựa tác dụng vào xe lớn hơn lực

do xe tác dụng lên ngựa chính điều này đã làm cho ngựa có thể kéo xe chuyển động Nếu nhận được câu trả lời này từ học sinh thì giáo viên cần phải nhắc nhở với các em một điều là, các định luật vật lí “nhìn chung” thì đã được nghiệm đúng Lực do ngựa tác dụng vào xe và lực do xe tác dụng lên ngựa là hai lực tương tác theo định luật 3 Niu tơn nên có độ lớn bằng nhau

Có những lực nào tác dụng lên ngựa và những lực nào tác dụng lên xe?

Với câu hỏi này thì đa số các em trả lời là đối với ngựa và xe ngoài lực tương tác giữa ngựa và xe thì mỗi vật đều chịu tác dụng thêm của trọng lực và phản lực

Ta thấy khi xe và ngựa chuyển động thì chân ngựa như thế nào?

Chân ngựa đạp xuống đất (tác dụng xuống đất một lực)

Có phải lực do chân ngựa đạp xuống đất giúp ngựa chuyển động không?

Có thể có em nói chính lực này giúp ngựa và xe chuyển động, tuy nhiên đối với học sinh nắm vững kiến thức thì có thể nhận ra lực này tác dụng và đất

mà lực do đất phản lại chân ngựa mới giúp ngựa và xe chuyển động Đến đây giáo viên có thể nhận xét các câu trả lời của học sinh và giải thích cho các em và nhấn mạnh là trong nhiều trường hợp lực ma sát nghỉ đóng vai trò lực phát động trong các chuyển động

Em hãy giải thích về lực ma sát nghỉ đóng vai trò là lực phát động trong chuyển động của tàu, ô tô?

2.3.4 Bồi dưỡng học sinh giỏi

Yêu cầu đối với học sinh giỏi các em cần có sự nhuần nhuyễn về nội dung lí thuyết đối với các phần các em đã được học Ngoài ra, với các đối tượng học sinh được tham gia vào việc thi học sinh giỏi việc vận dụng lí thuyết vật lí vào các vấn đề thực tiễn cần được quan tâm ở mức độ nhất định Vì vậy, việc đưa các bài tập phát triến năng lực tư duy sáng tạo vào dạy trong các chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi một cách hợp lý đem lại những kết quả tích cực

Trong các kỳ thi học sinh giỏi có nhiều bài tập về thí nghiệm, thực hành, bài tập đi sâu vào ý nghĩa vật lý của các hiện tượng Vì vậy, đối với bồi dưỡng học sinh giỏi các bài tập phát huy tính sáng tạo đóng một vai trò hết sức quan trọng Hệ thống các bài tập này trong bồi dưỡng học sinh giỏi cần được lựa chọn thành một hệ thống đầy đủ đối với các kiến thức dự kiến thi của học sinh thì mới

có thể đạt hiệu quả cao

2.3.5 Sử dụng bài tập phát triến tư duy sáng tạo trên báo tường, báo bảng

Đây là hình thức dành cho các học sinh yêu thích môn vật lí có thể tổ chức theo định kì hàng tháng Sử dụng hình thức này cần kết hợp với sự tổng kết, khuyến khích, động viên sẽ có tác dụng khuyến khích nhiều học sinh tham gia Mỗi bài tập sẽ là một bài tập nhận thức thách thức khả năng sáng tạo của học sinh Đối với báo tường, báo bảng cần kết hợp với cơ chế khuyến khích học sinh tham gia Tổng kết, khuyến khích đối với những bài báo và lời giải hay sau mỗi số báo Sau các đợt thi đua ở nhà trường hoặc theo định kỳ từng học kì có

thể kết hợp và khen thưởng đối với những em có nhiều thành tích trong tham gia hình thức này

2.4 Hệ thống bài tập phát triến năng lực tư duy sáng tạo chương động lực học chất điểm.

2.4.1 Bài tập có nhiều cách giải

VD1:[2 ] Cho một tấm ván dài và một miếng gỗ, em hãy tìm các cách xác định

hệ số ma sát trượt giữa tấm ván và miếng gỗ Bố trí thí nghiệm trong từng trường hợp và các tính toán kết quả?

* Định hướng tìm tòi

Khi nào thì xuất hiện lực ma sát trượt giữa miếng gỗ và tấm ván?

Độ lớn lực ma sát trượt phụ thuộc vào các đại lượng nào?

Muốn xác định được hệ số ma sát trượt ta phải xác định đại lượng trung gian nào?

Nêu các phương án có thể để xác định hệ số ma sát trượt giữa miếng gỗ

và tấm ván?

* Gợi ý và hướng dẫn:

GV: Em hãy viết công thức xác định lực ma sát trượt và nêu các đại lượng trong công thức?

HS: Fms = N

GV: Để đo lực ma sát giữa vật và ván ta phải đo các đại lượng nào?

HS: Đo áp lực giữa vật và ván

Đo lực ma sát

GV: Có những cách nào để đo hệ số ma sát trượt trong trường hợp trên?

Cách 1:

Đặt tấm ván nằm ngang và kéo vật chuyển động trên ván

Gợi ý và hướng dẫn:

GV: Đo lực hệ số ma sát bằng cách đặt nằm ngang và kéo vật chuyển động trên ván?

Cách tiến hành đo:

Đặt ván nằm ngang trên sàn, dùng lực kế kéo cho vật chuyển động thẳng đều trên tấm ván ta đo được lực ma sát giữa vật và sàn Fms = N = mg

Dùng lực kế treo vật thẳng đứng ta đo được trọng lực của vật ta đo được trọng lực của vật P = mg

Suy ra hệ số ma sát trượt giữa vật và ván:  = P

F ms

Cách 2:

- Cho vật trượt trên tấm ván nằm nghiêng

Gợi ý và hướng dẫn:

GV: Khi vật trượt xuống trên tấm ván nằm nghiêng có mấy trường hợp xảy ra? HS: Vật chuyển động thẳng đều xuống trên mặt tấm ván

Vật chuyển động nhanh dần đều xuống trên mặt tấm ván

GV: Cách tiến hành đo lực ma sát và áp lực của vật lên ván trong trường hợp tấm ván đặt nằm nghiêng?

- Vật chuyển động thẳng đều xuống mặt tấm ván

GV: Em hãy xác định độ lớn của lực ma sát trượt?

HS: Vật chuyển động thẳng đều độ lớn của lực ma sát trượt bằng thành phần kéo xuống dọc theo mặt tấm ván của trọng lực Fms = Psin (1)

GV: Hãy xác định độ lớn của thành phần áp lực giữa vật và mặt tấm ván?

HS:Áp lực giữa vật và tấm ván N = Pcos

Độ lớn của lực ma sát có thể được xác định theo công thức

Fms = N = Pcos (2)

Từ đó suy ra hệ số ma sát giữa vật và tấm ván  = tg

- Trường hợp vật trượt xuống mặt phẳng nghiêng có gia tốc

GV: Nêu cách xác định gia tốc của vật trong trường hợp này?

HS: Ta có thể xác định gia tốc của vật trong trường hợp này bằng các dụng cụ sau:

Dùng thước thẳng hoặc thước dây chia đến đơn vị mm để đo chiều dài của tấm ván

Dùng đồng hồ bấm giây (hoặc dùng cổng quang) để xác định thời gian vật chuyển động trên tấm ván

GV: Em hãy cho biết có những lực nào tác dụng lên vật?

Có ba lực: Lực ma sát; Trọng lực; Phản lực của tấm ván lên vật

GV: Cách xác định gia tốc của vật chuyển động trên tấm ván (theo góc  và hệ

số ma sát )?

HS: Áp dụng định luật 2 Niu tơn cho vật chuyển động trên mặt phẳng nghiêng góc  kết hợp với phương pháp phân tích lực ta xác định được gia tốc của vật trên mặt phẳng nghiêng theo công thức: a = g(sin - cos)

Từ đó suy ra cách xác định hệ số ma sát:  =

cosα

a gsinα 

VD2:[1] Một vật có khối lượng m1 đã biết hãy tìm cách xác định khối lượng của vật m2 chưa biết Dụng cụ thí nghiệm tuỳ ý chọn, nêu phương pháp thực nghiệm để xác định khối lượng m2

*Câu hỏi định hướng

Khối lượng của một vật đặc trưng cho tính chất nào của vật?

Viên các công thức nêu lên các tính chất đặc trưng của khối lượng?

*Gợi ý và hướng dẫn:

Cách 1: Áp dụng quy tắc mô men lực

GV: Em hãy giải thích nguyên tắc cân khối lượng một vật của cân đòn?

Cân đòn dùng để cân một vật dựa vào nguyên tắc mô men lực, nếu quả cân và vật gây ra mô men bằng nhau thì cân thăng bằng (thực tế người ta còn dùng cân sắt nguyên tắc tương tự với cân đòn nhưng có hơi khác chút ít, giáo viên có thể yêu cầu học sinh giải thích với cân sắt)

GV: Em hãy chọn dụng cụ và thiết kế thí nghiệm để cân vật m2?

HS: Dụng cụ: Thước nhẹ chia độ có thể quay quanh một trục cố định gắn trên giá, trên thước có gắn kim để xác định vị trí nằm ngang của thước

Tiến hành thí nghiệm: Gắn thước lên giá và treo các vật m1 và m2 về hai phía trục quay trên thước sao cho thước cân bằng (kim trên thước cho biết thước nằm ngang)

Áp dụng quy tắc mô men lực cho các lực tác dụng lên thước ta có:

p1d1 = p2d2m1d1 = m2d2 2

1 1

d

d m

(3) GV: Em nêu cách xác định khối lượng của vật m2 của vật chưa biết?

HS: Để xác định khối lượng của vật chưa biết ta cần phải xác định:

Cánh tay đòn d1 và cánh tay đòn d2 của các trọng lực p1 và p2 (xác định trên thước đã chia độ)

Dựa vào công thức (3) xác định khối lượng m2

Cách 2: Đo bằng phương pháp tương tác

GV: Nếu có hai vật khối lượng khác nhau khi tương tác với nhau thì gia tốc các vật thu được có đặc điểm gì?

HS: Khi áp dụng định luật 2 và định luật 3 Niu tơn cho thấy gia tốc các vật thu được tỉ lệ nghịch với khối lượng của các vật

GV: Lấy ví dụ thí nghiệm tương tác có thể xác định khối lượng của vật m2 chưa biết?

*Hướng dẫn: Về nguyên tắc chúng ta dùng thí nghiệm tương tác để đo khối lượng của vật chưa biết nhưng trong thực tế do ngoài lực tương tác giữa hai vật còn có những lực phụ khác Để thực hiện được thí nghiệm này chúng ta cần loại

bỏ các lực phụ tác dụng hoặc có phương án để tính toán các lực phụ

GV: Trong điều kiện thí nghiệm ở trường phổ thông có thể thiết kế được thí nghiệm tương tác như thế nào để đo khối lượng?

HS hoặc GV hướng dẫn: Trong thí nghiệm ở trường phổ thông chúng ta có thể tiến hành thí nghiệm đo khối lượng của các vật bằng cách cho các vật chuyển động trên đệm không khí (để loại bỏ ma sát) Cho hai vật tương tác với nhau trong trường hợp vận tốc ban đầu của các vật bằng không Gọi thời gian tương tác giữa các vật là t, vận tốc các vật thu được sau tương tác là :

v1 = a1t; v2 = a2t (4)

Theo định luật 2 và 3 Niu tơn thì gia tốc các vật thu được tỉ lệ nghịch với khối lượng các vật 1

2 2

1

m

m a

a

 (5)

Từ (4) và (5) ta có : 1

2 2

1

m

m v

v

 (6) Các vật sẽ thu được các vận tốc tỉ lệ nghịch với khối lượng của các vật GV: Thiết kế thí nghiệm về tương tác giữa các vật trên đệm không khí?

HS: Dụng cụ: vật m1 và m2, lò xo, đệm không khí, thước thẳng hoặc thước dây Thí nghiệm: Nén lò xo vào giữa vật bằng dây chỉ và đặt hai vật trên đệm không khí

Đốt sợi chỉ thông qua lò xo hai vật tương tác với nhau trong thời gian t thu được các vận tốc v1, v2