SKKN phương pháp giải bài tập thực hành nhằm nâng cao chất lượng học sinh khá, giỏi ở trường THCS thăng long

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HỐ PHỊNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NÔNG CỐNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP THỰC HÀNH GÓP PHẦN NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG HỌC SINH KHÁ, GIỎI TRƯỜNG THCS THĂNG LONG Người thực hiện: Hà Thị Hằng Chức vụ: Giáo viên Đơn vị công tác: Trường THCS Thăng Long SKKN thuộc mơn: Vật Lý NƠNG CỐNG, NĂM 2021 MỤC LỤC Tên mục TRANG I PHẦN MỞ ĐẦU 01 01 02 02 03 03 03 03 04 04 05 06 19 19 19 20 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu II NỘI DUNG Cơ sở lý luận vấn đề Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm Các giải pháp giải vấn đề 3.1 Cơ sở lý thuyết 3.2 Phương pháp giải cụ thể 3.3 Các ví dụ minh họa Hiệu sáng kiến KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 3.1 Kết luận: 3.2 Kiến nghị I PHẦN MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài: Môn Vật lý sở nhiều ngành kỹ thuật quan trọng, hiểu biết nhận thức Vật lý có giá trị to lớn đời sống sản xuất, đặc biệt cơng cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước Khác với môn khác, Vật lý môn khoa học thực nghiệm Gắn liền với đời sống người Mục đích việc dạy – học Vật lý không dừng lại việc truyền thụ cho học sinh kiến thức, kỹ Vật lý mà lồi người tích lũy đươc, mà cịn đặc biệt quan tâm đến việc bồi dưỡng cho học sinh lực suy nghĩ độc lập, không dập khuôn, lực sáng tạo, lực hành động thực tiễn để tạo kiến thức mới, phương pháp mới, lực giải vấn đề nhạy bén, hiệu quả, thiết thực phù hợp với hiệu thực tế Người lao động xưa quan niệm “Trăm hay không tay quen”, lý thuyết hay khơng thực hành giỏi Điều cho thấy người xưa đề cao vai trò thực hành Ngày xã hội phát triển, quan niệm lý thuyết thực hành hiểu khác Học hành lúc đôi, tách rời Điều chủ tịch Hồ Chí Minh khẳng định: “Học với hành phải đôi, học mà không hành vơ ích, hành mà khơng học hành khơng trơi chảy.” Vì nghị Hội nghị Trung ương khóa XI “Về đổi bản, toàn diện giáo dục đào tạo” khẳng định “nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện, trọng phát triển lực kỹ thực hành, vận dụng kiến thức vào thực tiễn” Phát triển khả sáng tạo kỹ thực hành mà cụ thể thông qua việc cho học sinh tiếp cận sâu vào dạng tập thực hành điều vơ cần thiết, giúp học sinh có mối liên hệ chặt chẽ lí thuyết vận dụng thực tế, ứng dụng kiến thức vào đời sống Qua thực tế giảng dạy Vật lý trường THCS nói chung trình bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi mơn Vật lý nói riêng, tơi nhận thấy Bài tập thực hành thường chiếm phần điểm đề thi học sinh giỏi cấp, thường đóng vai trị câu khó để phân loại học sinh, phần có số dạng phương pháp giải phong phú Thông thường học sinh nắm phương pháp giải tập vận dụng làm tốt tập chương trình, nhiên gặp tốn thực hành học sinh gặp phải khó khăn lúng túng khó tìm hướng giải tốn cách xác Đặc biệt tốn giới hạn cho số dụng cụ thí nghiệm việc xác định giá trị đại lượng cho trước toán phức tạp học sinh Vì việc tổng hợp, khái quát thành phương pháp giải toán thực hành mơn vật lí chìa khố giúp học sinh biến toán thực nghiệm phức tạp thành tốn đơn giản, có lối riêng cách rõ ràng, từ dễ dàng vận dụng vào giải tập thực hành khác chương trình mơn Việc nắm vững phương pháp giải tốn thực hành góp phần nâng cao chất lượng đội tuyển học sinh giỏi mơn vật lí nói chung, qua giúp em chủ động việc tiếp thu kiến thức môn học, giúp em học đôi với hành, khơi dậy em lịng đam mê khoa học nói chung mơn Vật lý nói riêng Mặt khác, thị trường chưa có tài liệu tham khảo làm tốt việc phân loại tập thực nghiệm Phương pháp giải chưa xây dựng thành hệ thống gây khó khăn cho học sinh giáo viên giảng dạy Chính việc tiếp cận tập thực nghiệm học sinh nhiều hạn chế, Nên nhìn thấy tập thường em bình tĩnh hoang mang Với mong muốn nâng cao chất lượng giảng dạy tập thực nghiệm giúp học sinh trường, khối lớp tiếp cận hệ thống tập thực nghiệm dễ dàng hơn, nhiều hơn, đặc biệt bồi dưỡng, nâng cao chất lượng học sinh giỏi trường, huyện mạnh dạn chọn đề tài " Phương pháp giải tập thực hành nhằm nâng cao chất lượng học sinh khá, giỏi trường THCS Thăng Long” Mục đích nghiên cứu: Hình thành cho học sinh cách tổng quan phương pháp giải số dạng tập thực hành Tìm phương pháp để giải toán thực nghiệm thuộc phần: Cơ học, nhiệt học điện học, quang học Qua góp phần nâng cao chất lượng đội tuyển học sinh giỏi môn Vật lý Đối tượng phạm vi nghiên cứu: a Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu sở lý luận phương pháp giải số dạng tập thực hành trình bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi môn Vật lý khối khối trường THCS Thăng Long b Phạm vi nghiên cứu: Các tập có nội dung thực hành chương trình bơi dưỡng học sinh giỏi mơn Vật lý THCS Để tài tập trung nghiên cứu, phân loại số dạng tập thực nghiệm cơ, nhiệt, điện, quang học ứng dụng phương pháp dạy học theo định hướng phát triển lực vào bồi dưỡng học sinh giỏi phần tập thực nghiệm Phương pháp nghiên cứu: Để thực nhiệm vụ nghiên cứu nêu trên, thực phương pháp nghiên cứu sau : - Phương pháp quan sát: - Phương pháp nghiên cứu tài liệu - Phương pháp thực nghiệm - Phương pháp dạy học theo định hướng phát triển lực học sinh - Phương pháp bàn tay nặn bột - Phương pháp phân loại dạng tập phù hợp với khả nắm bắt kiến thức học sinh - Phương pháp tổng kết kinh nghiệm Áp dụng vào trình dạy bồi dưỡng đội tuyển HSG II PHẦN NỘI DUNG Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm Bài tập thực nghiệm dạng tập khó học sinh Các em thường sợ, ngại, chưa chủ động việc tự tìm cách giải khó tìm phương pháp giải cho tốn Các em mơ hồ, chưa phân định đơn vị kiến thức rành rọt cho tượng, đại lượng vật lí có nội dung tập tương ứng, lúng túng xác định đề, chí đọc đề mà khơng định hướng cách giải Thực trạng chung học sinh giáo viên trình giải hướng giải tập là: - Đối với giáo viên thường ngại sâu vào dạng tập này, kiểu tập khó, thường phải tư duy, khơng có nhiều tài liệu tham khảo - Đối với học sinh, kiểu khơng gặp, gặp khó nên địi hỏi em phải vận dụng linh hoạt sáng tạo cách làm Vì kết học tập chưa cao Bài tập thực nghiệm tập mặt kết thí nghiệm khảo sát Các tập giải cách vận dụng tổng hợp kiến thức lý thuyết thực nghiệm, kỹ hoạt động trí óc thực hành, vốn hiểu biết vật lý, kỹ thuật thực tế đời sống Việc giải tập thực nghiệm đòi hỏi học sinh phải tự xây dựng phương án, lựa chọn phương tiện, xác định điều kiện thích hợp, tự thực thí nghiệm theo quy trình, quy tắc để thu thập, xử lý kết nhằm giải cách khoa học, tối ưu toán cụ thể đặt Loại tập có tác dụng toàn diện việc đào tạo, giúp học sinh nắm vững kiến thức, kỹ lý thuyết thực nghiệm môn vật lý Các dạng tập sử dụng với nhiều mục đích, vào thời điểm khác Thơng qua tập thực nghiệm, học sinh bồi dưỡng, phát triển lực tư duy, lực thực nghiệm, lực hoạt động tự lực, sáng tạo, bộc lộ rõ khả sở trường, sở thích vật lý Giải tập thí nghiệm hình thức hoạt động nhằm nâng cao chất lượng học tập, tăng cường hứng thú, gắn học với hành, lý luận với thực tế, kích thích tính tích cực, tự lực, trí thơng minh, tài sáng tạo, tháo vát… học sinh Đây biện pháp để phát học sinh khá, giỏi vật lý Bài tập thực nghiệm tạo học sinh động học tập, hăng say tò mò khám phá xây dựng kiến thức mới, gây cho học sinh hứng thú, tự giác tư độc lập, tích cực sáng tạo Thơng qua tập thực nghiệm tạo học sinh khả tổng hợp kiến thức lý thuyết thực nghiệm, kỹ hoạt động trí óc thực hành cách khéo léo, vốn hiểu biết vật lý, kỹ thuật thực tế đời sống nhằm phát huy tốt khả suy luận, tư lôgic Với tập thực nghiệm, học sinh đề xuất phương án thí nghiệm khác gây khơng khí tranh luận sơi lớp Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm Giải tập vật lí hoạt động tự lực quan trọng học sinh học tập vật lí Trong hệ thống tập vật lí trường THCS nay, chủ yếu yêu cầu học sinh vận dụng kiến thức học để giải thích, dự đốn số tượng thực tế hay tính tốn số đại lượng trường hợp cụ thể Một thực trạng trường THCS nhiều giáo viên nặng “chữa tập” cho học sinh chưa ý mức đến việc hướng dẫn học sinh suy nghĩ, lập luận để tìm lời giải Do học sinh tiếp thu kiến thức cách thụ động, đặc biệt tìm lời giải cho tập, em thích làm tập mà áp dụng công thức, thay số tính tốn nêu lại, phát biểu lại kiến thức học Bài toán thực nghiệm giúp em khắc phục nhược điểm Các giải pháp giải vấn đề 3.1 Cơ sở lí thuyết: Bài tập thực nghiệm phương tiện tốt để phát triển tư học sinh Việc giải tập loại giúp học sinh hiểu rõ chất tượng, quy luật vật lý rèn luyện cho học sinh ý đến việc phân tích nội dung vật lý Câu hỏi tập thực nghiệm thường sử dụng sau: - Làm để đo … với thiết bị…? - Hãy tìm cách xác định… với thiết bị…? - Nêu phương án đo … với dụng cụ… ? Những tập yêu cầu học sinh đo đạc đại lượng vật lý với thiết bị sẵn có đề bài, tìm quy luật mối liên hệ phụ thuộc đại lượng có với đại lượng cần tìm Với đặc trưng kiểu thực trạng đưa giải pháp sau: Xây dựng chương trình bồi dưỡng đưa hệ thống tập theo phần phân loại tập theo dạng giúp học sinh dễ nhớ, dễ hiểu dễ vận dụng Hệ thống dạng tập thành bước giải Phát huy vai trị thảo luận nhóm q trình dạy học theo đinh hướng phát triển lực Tăng cường kiểm tra, chấm, chữa dạng tập thực nghiệm, lồng ghép tập thực nghiệm kiểm tra Muốn làm tốt tập có nội dung thực nghiệm ta cần nắm vững kiến thức sau: A Đối với phần học + Hệ thức liên hệ khối lượng, khối lượng riêng thể tích D= m V + Điều kiện cân loại máy đơn giản + Biểu thức áp suất, ngun lí bình thơng + Biểu thức xác định lực học như: trọng lượng vật P= dVV= 10.m; lực đẩy ác-si-mét FA= dlV… + Cấu tạo, cách sử dụng vai trò dụng cụ thí nghiệm (Thước thẳng, lực kế, bình chia độ, bình tràn, cân ) B Đối với phần nhiệt học: + Kỹ phân tích diễn biến trình trao đổi nhiệt vật +Phương trình cân nhiệt: Qtỏa = Qthu + Các đặc điểm, trạng thái vật trình chuyển thể (nóng chảy, đơng đặc, bay hơi, ngưng tụ) + Các cơng thức tính nhiệt lượng thu vào, tỏa (Q= m.C ∆ t) tương ứng với trình tăng nhiệt độ, giảm nhiệt độ; nóng chảy, đơng đặc (Q= m λ ); bay hơi, ngưng tụ( Q= m.L) + Sự liên quan kiến thức học nhiệt học + Cấu tạo, cách sử dụng vai trị dụng cụ thí nghiệm (Nhiệt kế, nhiệt lượng kế, cân ) + Định luật bảo toàn lượng C Đối với phần điện học: + Biểu thức định luật ơm I= U R + Các tính chất đoạn mạch nối tiếp, song song + Công thức tính điện trở R= ρ l d2 , tiết diện tròn S= π.r = π S + Các cơng thức tính cơng, cơng suất, biểu thức định luật Jun-len-xơ + Cấu tạo, cách sử dụng vai trị dụng cụ thí nghiệm (Ampe kế, vôn kế, thước, ) D Đối với phần quang học: + Sử dụng định luật truyền thẳng ánh sáng + Sử dụng định luật phản xạ ánh sáng + Thấu kính: a Thấu kính hội tụ: - Đặc điểm: Đường tia sáng + Tia tới song song với trục cho tia ló qua tiêu điểm F + Tia tới qua tiêu điểm F, cho tia ló song song với trục + Tia tới qua quang tâm O, truyền thẳng - Tính chất ảnh: d > f ảnh thật, ngược chiều với vật d < f ảnh ảo, lớn chiều vật b Thấu kính phân kì: - Đặc điểm: Đường tia sáng + Tia tới song song với trục chính, cho tia ló kéo dài qua tiêu điểm F + Tia tới hướng tới tiêu điểm F, cho tia ló song song với trục + Tia tới qua quang tâm O, tia ló truyền thẳng - Tính chất ảnh: ảnh ảo, chiều , nhỏ vật 3.2 Phương pháp giải cụ thể: Các bước chung để giải tập thực nghiệm - Bước 1: Đọc kĩ đầu để tìm hiểu mục đích, u cầu nội dung tập - Bước 2: Phân tích nội dung tập: Giúp học sinh có thói quen phân tích đầu bài, hình dung tượng Vật lí xảy tốn như: + Bài tập thuộc loại nào? + Nội dung tập đề cập đến tượng,đại lượng vật lý nào? + Bài tập cho biết gì? Đại lượng tốn cho, đại lượng cần tìm? * Cần tìm gì? u cầu gì? * Có cần vẽ hình khơng? Nếu có vẽ nào? Ghi tóm tắt - Bước 3: Đề phương án giải: Tìm mối quan hệ đại lượng, sử dụng phép biến đổi tốn học để tìm đại lượng cần xác định thông qua dụng cụ cho sẵn đề bài.(như lập Phương trình biến đổi đại số) - Bước 4: Suy phép đo đại lượng chưa biết thông qua dụng cụ biết dựa vào công thức vừa suy - Bước 5: Biện luận sai số rút kết luận Tuy sử dụng linh hoạt từ mà rút ngắn bước Có thể kết luận khơng cần kết luận 3.3 Các ví dụ minh họa: A Phần học Bài 1: Hãy nêu phương án xác định khối lượng riêng thủy ngân với dụng cụ sau: + Lọ thủy tinh rỗng đủ lớn + Nước có khối lượng riêng D + Cân đồng hồ có độ xác cao Hướng dẫn giải: Bước 1: Ta dùng cân để đo khối lượng lọ, nước thủy ngân Bước 2: + Dùng cân xác định khối lượng riêng lọ rỗng m + Đổ đầy nước vào lọ xác định khối lượng lọ nước m ⇒ Khối lượng nước lọ m n = m - m + Đổ ra, đổ đầy thủy ngân vào lọ Dùng cân xác định khối lượng lọ thủy ngân m ⇒ Khối lượng thủy ngân lọ là: m Hg = m - m (2) Bước 3: + Thể tích nước lọ tính là: V = mn m1 − m = D D (1) + Do dung tích lọ không đổi nên khối lượng riêng thủy ngân tính: D Hg = m Hg V (3) m −m  Thay (1) (2) vào (3) ta có: DHg = D m − m   Bài 2: Cho cân có khối lượng m làm từ hai kim loại A B, khối lượng riêng kim loại D1, D2 a) Dùng bình chia độ đủ lớn lượng nước cần thiết Hãy nêu cách làm thí nghiệm để xác định thể tích cân b) Xác định tỉ lệ thể tích kim loại A B cân theo m, D 1, D2 thể tích cân Hướng dẫn giải: Bước 1: a) Lấy lượng nước vừa đủ cho vào bình chia độ (đủ để ngập cân cho cân vào nước khơng trào ngồi) Ghi số đo mực nước ban đầu (a) Cho cân vào bình, ghi mực nước (b) Lấy V = b – a thể tích cân b) Gọi thể tích thể tích kim loại A kim loại B cân V 1, V2 (V1,V2 > 0) Ta có V = V1 + V2 ⇒ V1 = V – V2 Lại có m = D1V1 + D2V2 ⇒ m = D1(V- V2) + D2V2 ⇒ m = D1V – D1V2 + D2V2 m − D1V ⇒ V2 = D2 − D1 m − D2V D2V − m Tương tự V1 = D1 − D2 = D2 − D1 Do V1 D2V − m = V2 m − D1V Bài 3: Hãy nêu phương án xác định tỉ số khối lượng riêng hai chất lỏng cho trước nhờ dụng cụ sau: + Hai bình chứa chất lỏng khác + Địn bẩy, hai nặng có khối lượng + Giá đỡ, thước thẳng Hướng dẫn giải: Bước 1: Dùng thước thẳng để đo chiều dài cánh tay đòn lA Bước 2: A FA C lB B P P + Nhúng chìm nặng vào chất lỏng 1, hệ thống cân ta có: (P- F A ) l A = P lB (1) + Sau nhấc nặng nước nhúng chìm vào chất lỏng 2, hệ thống cân ta có: (P- F ' A ) l A' = P l ' B (2) Trong P trọng lượng vật; F A FA’ lực đẩy Ác-si-mét chất lỏng chất lỏng 2; l A , lB cánh tay đòn tương ứng nhúng vật vào ' ' chất lỏng 1; l A , lB cánh tay đòn tương ứng nhúng vật vào chất lỏng Bước 3: l B Từ (1) ta có: l = A P − FA F F l −l = 1− A ⇔ A = A B P P P lA FA' l A' − l ' B = Từ (2) ta có: P l 'A (3) (4) ' ' F ' A lA ( lA − l B ) = Chia (4) cho (3) ta có: FA l ' A ( l A − lB ) (5) Với FA= 10DV ; FA’= 10D’V; D D’ khối lượng riêng chất lỏng Thay FA FA’ vào biểu thức (5) ta có: ' ' D' lA ( lA − l B ) = D l ' A ( l A − lB ) (*) Đo l A , lB , l ' A , l ' B thước thay vào biểu thức (*) ta xác định tỉ số khối lượng riêng D' hai chất lỏng cho D Bài 4: Cho cốc nước, cốc chất lỏng khơng hịa tan nước, ống thủy tinh hình chữ U, thước đo chiều dài Hãy nêu phương án xác định khối lượng riêng chất lỏng Hướng dẫn giải: Bước 1: Dùng thước thẳng để đo chiều cao cột chất lỏng +++ Bước 2: +++ +++ + Đổ nước chất lỏng cần xác định khối lượng +++ +++ riêng vào hai nhánh ống chữ U; dùng thước +++ +++ +++ ’ đo độ cao cột chất lỏng hai nhánh so +++ h +++ h +++ với điểm đó; h độ cao cột nước, +++ A +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ B10 h’ độ cao cột chất lỏng Bước 3: + Ta có pA = pB ⇔ 10Dh = 10D’h’ (1) Với D D’ khối lượng riêng nước Từ (1) ⇒ D’ = D chất lỏng h (2) h' Với D = 1000kg/m3; h h’ đo thước nên ta xác định khối lượng riêng D’ chất lỏng theo biểu thức (2) Bài 5: Một cầu sắt bên có phần rỗng Hãy nêu cách xác định thể tích phần rỗng với dụng cụ có phịng thí nghiệm Biết khối lượng riêng sắt Ds Hướng dẫn giải: Bước 1: Dụng cụ cần: Cân cân, bình chia độ, (bình tràn cầu to bình chia độ) bình nước, cốc Bước 2: + Cân cầu ta khối lượng m suy thể tích phần đặc (sắt) cầu Vđ = m D + Đổ lượng nước vào bình chia độ cho đủ chìm vật, xác định thể tích lượng nước đổ vào V1 + Thả cầu vào bình chia độ, mực nước dâng lên, xác định thể tích V2 Bước 3: + Thể tích cầu V= V2 – V1 + Thể tích phần rỗng bên cầu Vr= V – Vđ = V2 – V1- m D Bâu 6: Hãy xác định khối lượng riêng viên sỏi Cho dụng cụ sau : lực kế, sợi dây( khối lượng dây không đáng kể), bình có nước Biết viên sỏi bỏ lọt ngập bình nước, trọng lượng riêng nước d0 Hướng dẫn giải: Bước 1: Lực kế dùng để đo trọng lượng vật, hợp lực tác dụng vào vật nhúng vật vào nước Bước 2: + Buộc viên sỏi sợi dây treo vào móc lực kế để xác định trọng lượng P viên sỏi ngồi khơng khí + Nhúng cho viên sỏi ngập nước, lực kế giá trị P1 + Xác định lực đẩy Acsimet : FA = P – P1 ( với FA = V.do) Bước 3: FA + Xác định thể tích vật : V= d + Xác định trọng lượng riêng viên sỏi : P P P = = d0 FA P - P1 d= V d0 11 P với d= 10D; d0= 10D0 ⇒ D = D0 P - P ( *) Từ xác định khối lượng riêng viên sỏi D công thức (*) B Phần nhiệt học: Bài 1: Cho dụng cụ: Nước (đã biết nhiệt dung riêng C ), nhiệt lượng kế (đã biết nhiệt dung riêng C k ), nhiệt kế, cân, cân, bình đun bếp điện Hãy nêu phương án để xác định nhiệt dung riêng chất lỏng (xem chất lỏng không gây tác dụng hóa học suất thời gian làm thí nghiệm) Hướng dẫn giải: Bước 1: Cân dùng để xác định khối lượng nhiệt lượng kế, nước chất lỏng; nhiệt kế dùng để xác định nhiệt độ ban đầu nước chất lỏng, nhiệt độ hệ thống có cân nhiệt Bước 2: + Dùng cân xác định khối lượng nhiệt lượng kế m k ; khối lượng chất lỏng m1 + Dùng nhiệt kế đo nhiệt độ chất lỏng t + Đổ chất lỏng có (m , C , t ) vào nhiệt lượng kế + Lấy lượng nước có khối lượng m đổ vào bình đun dùng bếp điện đun đến nhiệt độ t (t > t ) + Rót lượng nước vào nhiệt lượng kế (đã có chất lỏng đó) + Dùng nhiệt kế đo nhiệt độ t hệ có cân nhiệt Bước 3: + Áp dụng phương trình cân nhiệt ta có: Qtỏa = Qthu ⇔ m C (t - t) = (m k C k + m C )(t - t ) ⇒C = m0 C (t − t ) ( − mk C k ) m t − t1 Bài 2: Nêu phương án xác định nhiệt dung riêng vật rắn (c) với dụng cụ sau: Nước (đã biết nhiệt dung riêng c 2), nhiệt lượng kế (đã biết nhiệt dung riêng c1), nhiệt kế, cân cân, bình đun, bếp điện, dây buộc Hướng dẫn giải Bước 1: Dùng cân xác định khối lượng vật rắn (m); khối lượng nhiệt lượng kế (m1) Bước 2: Đổ nước vào nhiệt lượng kế (Lưu ý lượng nước đủ để nhúng ngập hoàn toàn vật rắn), Dùng cân xác định khối lượng nhiệt lượng kế có nước bên (M), suy khối lượng nước m2 = M – m1 Bước 3: Dùng nhiệt kế đo nhiệt độ nước nhiệt lượng kế (t 1), nhiệt độ ban đầu nhiệt lượng kế Bước 4: 12 Đổ nước vào bình đun (Lưu ý lượng nước đủ để nhúng ngập hoàn toàn vật rắn), Dùng dây buộc vật rắn nhúng ngập hồn tồn vật rắn vào bình đun Dùng bếp điện nung nóng nước vật rắn bình đun + Sau khoảng thời gian dùng nhiệt kế đo nhiệt độ nước bình đun (t2), nhiệt độ vật rắn Bước 5: Lấy nhanh vật khỏi bình đun thả vật vào nhiệt lượng kế, đo nhiệt độ có cân nhiệt (t) Ta có: Nhiệt lượng vật tỏa : Qtỏa = m.c.(t2 - t) Nhiệt lượng nhiệt lượng kế nước nhiệt lượng kế thu vào : Qthu = (m1.c1 + m2.c2 )(t – t1 ) Theo phương trình cân nhiệt Qtỏa = Qthu m.c.(t2 - t) = (m1.c1 + m2.c2 )(t – t1 ) ( m1c1 +m2 c2 )(t −t1 ) ⇒ c= m(t −t ) + Ta có: Nhiệt lượng bình chia độ nước bình chia độ tỏa + Lặp lại thí nghiệm từ đến lần để lấy giá trị trung bình cho xác Lưu ý: Vì dụng cụ cho khơng có cân nên việc xác định khối lượng Bài : Hãy nêu phương án xác định nhiệt dung riêng dầu hỏa dụng cụ sau : + Bình nước + Cân ( khơng có cân) + nhiệt kế ; nhiệt lượng kế( biết nhiệt dung riêng C k ) + Dầu hỏa, bếp điện + Hai cốc đun giống Hướng dẫn giải: Bước : Dùng cân đo khối lượng nước, dầu theo khối lượng nhiệt lượng kế ; dùng nhiệt kế đo nhiệt độ phịng thí nghiệm, nhiệt độ nước sau đun, nhiệt độ hệ thống có cân nhiệt Bước : + Đặt cốc rỗng nhiệt lượng kế lên đĩa cân A, đặt cốc rỗng cịn lại lên đĩa cân B Rót nước vào cốc đĩa cân B cân thăng ta có khối lượng nước khối lượng nhiệt lượng kế( m n = m k ) + Bỏ nhiệt lượng kế xuống, rót dầu vào cốc đĩa cân A cân thăng ta có : m d + m C = m C + m n ⇒ m d = m n = m k = m + Rót dầu vào nhiệt lượng kế, dùng nhiệt kế đo nhiệt độ dầu, nước, nhiệt lượng kế nhiệt độ t phòng + Đặt cốc đun chứa nước lên bếp điện đun đến nhiệt độ t + Đổ nước nhiệt độ t vào nhiệt lượng kế chứa dầu nhiệt độ t khuấy đều, dùng nhiệt kế đo nhiệt độ t hệ thống cân nhiệt 13 Bước : + Gọi C , C , C nhiệt dung riêng nước, dầu nhiệt lượng kế Áp dụng phương trình cân nhiệt ta có: Qtỏa = Q thu mC (t - t) = (mC + mC )(t- t ) ⇒C = C1 (t − t ) − C3 t − t1 Bài 4: Hãy nêu phương án để xác định nhiệt nóng chảy nước đá dụng cụ sau: - Nhiệt lượng kế( biết nhiệt dung riêng Ck) - Nhiệt kế - Cân có cân - Nước( biết nhiệt dung riêng Cn) - Nước đá tan 00C Hướng dẫn giải: Bước 1: Dùng cân đo khối lượng nhiệt lượng kế, nước nước đá Bước 2: + Cân nhiệt lượng kế để xác định khối lượng mk + Rót lượng nước nguội vào nhiệt lượng kế, dùng cân xác định khối lượng hỗn hợp nhiệt lượng kế nước M ⇒ khối lượng nước rót vào là: m1= M- mk + Dùng nhiệt kế xác định nhiệt độ t1 nhiệt lượng kế nước + Lấy miếng nước đá tan thả vào nhiệt lượng kế Xác định nhiệt độ có cân nhiệt t + Cân lại nhiệt lượng kế có khối lượng tổng cộng M’ ⇒ khối lượng nước đá là: m2= M’- M Bước 3: Khi có cân nhiệt ta có: Qtỏa = Qthu ⇔ (mkCk+ m1Cn)(t1- t) = m2 λ + m2Cn(t-t2) ⇒λ= mk C k + m1C n (t1 − t ) − C n (t − t ) m2 Bài 5: Lập phương án xác định nhiệt hóa nước với dụng sau : nước( biết nhiệt dụng riêng c n), bình đun( biết nhiệt dung riêng c 2), bếp điện, nhiệt kế, đồng hồ, cân cân Hướng dẫn giải Bước 1: Dùng cân để cân bình m2 Bước 2: Cho lượng nước nhỏ vào bình đem cân bình nước có khối lượng M Suy khối lượng nước m = M –m2 Bước 3: Dùng nhiệt kế đo nhiệt độ nước t1 14 Bước 4: Đun nước đến sôi đồng thời dùng đồng hồ đo T 1, nước bắt đầu sôi đo nhiệt độ t2 theo dõi đồng hồ đun nước thêm thời gian T2 Bước 5: Cân lại bình (M’) để xác định lượng nước hóa m3 = M – M’ Coi bếp tỏa nhiệt đều, coi lượng nước bình hấp thụ tỉ lệ thuận với thời gian đun : ⇔ (mcn + m2c2 )(t − t1 ) T1 = Lm3 T2 ⇒ (mcn + m2 c2 )(t2 − t1 )T2 m3T1 L= C Phần điện: Bài 1: Cho dụng cụ sau: ampe kế có điện trở xác định, vơn kế có điện trở lớn, thước đo chiều dài,một thước kẹp đo đường kính dây, ắc quy, dây nối đủ dùng có điện trở khơng đáng kể đoạn dây MN cần xác định điện trở suất Hãy nêu phương án xác định điện trở suất đoạn dây MN Hướng dẫn giải Gọi điện trở đoạn MN R; điện trở suất dây Mn ρ V Bước 1: Mắc mạch điện hình a R A Ampe kế I1, vôn kế giá trị U1 N Hình a M U1 Điện trở ampe kế là: RA = I1 Bước 2: Mắc mạch điện hình b Ampe kế I2, vơn kế giá trị U2 U2 Rtđ = I U2 U U1 ⇒ R = I - RA = I - I1 Hình b Rx N M A V + Dùng thước đo chiều dài dây MN l + Dùng thước kẹp đo đường kính dây MN d πd2 Ta có tiết diện dây : S = + Từ công thức : R = ρ l S suy điện trở suất dây MN: R.S l ρ= Bài 2: Cho nguồn điện chiều, ampe kế (R A nhỏ không đáng kể), điện trở biết trị số R, điện trở chưa biết trị số R x , dây nối U , khố K Hãy tìm giá trị điện trở Rx A Hướng dẫn giải R Rx A 15 Bước 1: Mắc mạch điện hình vẽ: Lần lượt mắc ampe kế vào đoạn mạch có R Rx đo cường độ dòng điện tương ứng I1, I2 Bước 2: Do mạch mắc //, ta có: I1 R = I2 Rx I1 R ⇒ Rx = I Bai 3: Cho ampe kế, vơn kế có điện trở lớn, ắc quy số dây nối Hãy xác định điện trở vật dẫn X Hướng dẫn giải V Rx Bước 1: Xác định điện trở ampe kế cách mắc A mạch điện sơ đồ hình a → Đọc số ampe kế: I1, vôn kế: U1 U1 ⇒ điện trở ampe kế: RA = I Hình a Bước 2: Mắc vơn kế sơ đồ hình b → Đọc số ampe kế: I2, vôn kế: U2 ⇒ điện trở đoạn mạch: Rx + RA Rx U2 = I2 A V Hình b U2 U2 U1 ⇒ Rx = I – RA = I - I Bài 4: Cho dụng cụ sau: Nguồn điện có hiệu điện khơng đổi; điện trở R0 biết trị số điện trở R x chưa biết trị số; vơn kế có điện trở R v chưa xác định Hãy trình bày sở lý thuyết cách tiến hành xác định trị số điện trở R v điện trở Rx + _ Hướng dẫn giải: Bước 1: Cở sở lý thuyết: Xét mạch điện hình a Rx R0 Gọi U hiệu điện đầu đoạn mạch Hình a U1 số vôn kế V + Mạch gồm (RV//R0) nt Rx, theo _ tính chất đoạn mạch nối tiếp ta có: R0 Hình b Rx V 16 Rv R0 Rv Rv + R0 Rv R0 U1 = = = Rv R0 U Rv + Rx + Rx Rv R0 + Rv Rx + R0 Rx Rv + R0 (1) Xét mạch điện hình b Gọi U2 số vôn kế Mạch gồm R0 nt (Rv//Rx) Theo tính chất đoạn mạch nối tiếp ta có: Rv Rx Rvx Rv + Rx Rv Rx U2 = = = Rv Rx U R0 + Rvx + R0 Rv R0 + Rv Rx + R0 Rx Rv + Rx (2) Chia vế (1) (2) ta có U1 R0 = (3) U Rx Bước 2: Cách tiến hành: - Dùng vôn kế đo hiệu điện đầu đoạn mạch U - Mắc sơ đồ mạch điện Hình a,, đọc số vôn kế U1 - Mắc sơ đồ mạch điện Hình b, đọc số vơn kế U2 - Thay U1; U2; R0 vào (3) ta xác định Rx - Thay U1; U; R0; Rx vào (1) Giải phương trình ta tìm Rv Bài 5: Hãy nêu phương án xác định điện trở R A ampe kế dụng cụ sau: + Nguồn điện có hiệu điện U khơng đổi + Ampekế có điện trở R A cần xác định, điện trở R biết giá trị + Biến trở R b có điện trở tồn phần lớn R + Hai công tắc điện K , K , đoạn dây dẫn đủ dùng Hướng dẫn giải: Bước 1: Ampe kế đo cường độ dịng điện, vơn kế đo hiệu điện Bước 2: + Mắc mạch điện theo sơ đồ sau: R0 U K A K Rb + Chỉ đóng K : ampekế giá trị I C Ta có: U= I ( R A + R0 ) (1) + Chỉ K : điều chỉnh biến trở để có giá trị R b= R ampekế giá trị I 17 + Giữ chạy C vị trí có giá trị R sau đóng K K Khi ampekế giá trị I Bước 3: R0 Rb Ta có: U= I R A + I R + R với R b = R 0 b ⇒ U= I R A + I R0 (2) Từ (1) (2) ta có: I ( R A + R0 ) = I R A + I  ⇔ R A ( I − I ) = R0  I −  ⇔ RA = R0 ( I − I ) 2( I − I ) R0 I2   2 Bài 6: Cho đoạn mạch hình vẽ r Nguồn điện có hiệu điện U không đổi điện A B U trở r đặt hộp có hai đầu A B Cho dụng cụ sau: - Một ampe kế có điện trở RA có số - Một vơn kế có điện trở RV có số đúng; dây nối có điện trở khơng đáng kể Hãy trình bày cách xác định hiệu điện U điện trở r đoạn mạch Hướng dẫn giải Bước 1: Vì dụng cụ đo không giới hạn khả đo nên ta mắc vôn kế ampe kế // với nối vào hai điểm A, B ta có sơ đồ mạch hình vẽ: Khi ampe kế giá trị I1, Vôn kế giá trị U1 V U1 r A RA = I1 (1) U R A RV r+ Mặt khác: U1 = U – r R A + RV Hình a (2) Bước 2: Mắc nối tiếp ampe kế với vôn kế, ta có: Khi ampe kế giá trị I2, Vơn kế giá trị U2 U2 RV = I r A (3) V Hình b 18 U Và I2 = r + R A + RV (4) Giải hệ phương trình: (1), (2), (3), (4) ⇒ Tìm U r theo U1 , U2 , I1 , I2 Bài 7: Cho bóng đèn, nguồn điện, dây nối, ampe kế (R A nhỏ không đáng kể), thước, biến trở biết trị số R Hãy xác định công suất bóng đèn Hướng dẫn giải Hình a Bước 1: Mắc đèn ampe kế nối tiếp vào mạch điện hình vẽ a, đọc số ampe kế I A Bước 2: Mắc mạch điện hình vẽ b, thay bóng đèn biến trở, di chuyển chạy cho ampe kế lại trị số I A Khi cơng suất bóng đèn cơng suất phần điện trở có dịng điện chạy qua: P = I2Ro Hình b Bước 3: Dùng thước đo chiều dài phần điện trở Ro lo, đo chiều dài toàn biến trở l l R = Ta có: l o Ro lo lo R ⇒ Ro = l ⇒ P = I2R l Bài 8: Cho điện trở biết trị số R , điện trở chưa biết trị số R x , vôn kế, nguồn điện, dây nối Hãy xác định công suất tiêu thụ Rx Hướng dẫn giải U Mắc mạch điện hình vẽ Lần lượt mắc vơn kế // với R Rx đo hiệu điện tương ứng U1, U2 Rx R U1 U = R Rx Do mạch mắc nối tiếp, ta có: U2 R ⇒ Rx = U1 V V U 22 U 2U1 Ta dễ dàng tính được: Px = R x = R D Phần quang: Bài 1: Dùng bóng điện trịn nhỏ đủ sáng, gương phẳng nhỏ hình tròn, K án thựcD C phương thước thẳng để đo gần chiều cao trần nhà Em nêu cách đo Hướng dẫn giải Bước 1: Đo đường kính gương AB = a, đo chiều ngang nhà MN Đặt gương xuống sàn nhà cách S hai bên tường AH B Bước 2: Đặt đèn sáng S trước gương đường vng góc M N 19 S s với gương tâm gương cho vùng sáng đèn phát phản xạ qua gương lên trần nhà có đường kính sát hai mép trần nhà Bước 3: Đo khoảng cách HS = c Dùng tam giác đồng dạng để tính HK ∆ S’AB ∆ S’CD mà S’H S’K S'H AB SH ⇒AB = = CD S'H + HK hai đường cao tương đương nên CD SK Mặt khác S’H = SH nên SH ( CD - AB ) c ( b -a ) = AB a HK = Bài Em đứng bờ hồ Hồn Kiếm tay em có đoạn gậy thẳng, gương phẳng nhỏ thước đo chiều dài Em trình bày cách xác định chiều cao tháp Rùa so với bờ hồ Hướng dẫn giải Gọi AB tháp Rùa có độ cao AB = H Bước 1: Lúc đầu đặt gương nằm ngang tâm gương nằm điểm C bờ hồ Cắm gậy thẳng đứng I Một tia sáng BC cho tia phản xạ CM gặp gậy M1 đặt M1 ta nhìn thấy ảnh B’ đỉnh tháp rùa Đánh dấu vị trí M gậy đo đoạn IM = h khoảng cách CI Bước 2: Dịch chuyển gương tới D cho điểm D nằm đường thẳng AC cách C CD = l Nhìn vào gương dịch chuyển mắt nhìn thấy ảnh B’ gương D Bước 3: Sau điều chỉnh mắt để độ cao h, điểm M2 Ta cắm gậy xuống đất, chân gậy điểm K Đo khoảng cách DK s CA AB ' H = = ∆ CIM1: CI IM h C ∆ CAB’ (1) s DA AB ' H = = KM h (2) DK ∆ DAB’ ∆ DKM2: 20 l H DA CA DA − CA = = = Từ (1) (2) suy h = DK CI DK − CI DK − CI (3) hl Từ (3) tính chiều cao H tháp rùa: H = DK − CI Bài 3: Trình bày phương pháp đo tiêu cự thấu kính hội tụ Dụng cụ gồm : + Một thấu kính hội tụ cần đo tiêu cự + Một vật sáng có dạng chữ L + Một nến + Một thước thẳng có độ chia nhỏ 1mm + Một ảnh + Một giá quang học có giá đỡ vật, thấu kính ảnh Hướng dẫn giải • Phân tích : Xét toán dựng ảnh A’B’ vật AB đặt cách thấu kính hội tụ khoảng OA = d = 2f Dựa vào hình vẽ , chứng minh trường hợp khoảng cách từ vật từ ảnh đến thấu kính : OA = OA’ (d = d’) Thật từ hình vẽ ta có : s ∆ OIF’ s ABO A’B’F’ ⇒ ⇒ OI OF' A' B ' = F ' A' ⇔ AB OF' A ' B ' = F ' A ' (1) AB OA A ' B ' = OA ' (2) B OF' OA Từ (1) (2) ta có : F ' A ' = OA ' A f OF' OA d ⇔ OA '− OF' = OA ' ⇔ d '− f = d ' d Lại có: d = 2f ⇒ d '− I O F’ A' F B' d d d ' d2 d = d ' ⇔ = d’d - d2 d d ' ⇔ = ⇔ d = d’ ⇒ AB = A’B’ Gọi L khoảng cách từ vật đến ảnh ( màn) ta có : 21 d +d' L = d + d’ = 4f ⇒ f = = Vậy cần dịch chuyển vật cho ảnh rõ nét với điều kiện ảnh có chiều cao vật (h’= h) d = d’ Từ xác định f • Cách tiến hành : + Dùng thước đo chiều cao h vật + Cố định thấu kính giá quang học, đặt vật ảnh sát gần cách thấu kính + Dịch vật xa thấu kính khoảng thu ảnh vật rõ nét ( ảnh thật , ngược chiều) ảnh có kích thước vật (h’ = h) + Kiểm tra lại hai điều kiện d = d’, h’ = h + Xác định khoảng cách từ vật tới : L = d + d’ L d +d' + Tính tiêu cự thấu kính theo công thức : f = = 4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm: Sau gần hai tháng áp dụng giải pháp nêu thấy kết học sinh giải toán thực nghiệm khả quan Các em đội tuyển học sinh giỏi giải toán dạng phức tạp nhiều so với toán chương trình SGK Bài tập thí nghiệm có tác dụng việc đào sâu củng cố kiến thức, kết hợp vận dụng lý thuyết vào thực tế, làm phát triển học sinh tư sáng tạo, tư logic phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức trình học vật lý Tiến hành tập thí nghiệm làm cho em tham gia cách sơi nổi, tập trung suy nghĩ, tích cực tham gia thảo luận để đề xuất phương án thí nghiệm(các cách giải) để giải tốn, qua góp phần phát huy tính tư sáng tạo em Tiến hành thực nghiệm sư phạm đội tuyển học sinh giỏi lớp trường THCS Thăng Long năm học 2018- 2019 thu kết quả: Điểm Điểm 5- Điểm đến Điểm đến 10 SL SL SL SL Tỷ lệ 25% Sĩ số Tỷ lệ 0% Tỷ lệ 25% Tỷ lệ 50% III PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: 22 Bài tập thực nghiệm thường thấy tài liệu tham khảo lại thấy nhiều kỳ thi chọn học sinh giỏi cấp Bên cạnh tập thực nghiệm phương tiện hữu ích giúp học sinh vận dụng lí thuyết vào thực tế, rèn kỹ thực hành điểm yếu học sinh nói chung Qua phần tập kích thích học sinh tìm tịi, sáng tạo Để nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi môn vật lí trường THCS, việc cho học sinh tiếp cận với tập thực nghiệm cần thiết có vai trị quan trọng, định đến chất lượng dạy học mơn vật lí Trong đề tài, tơi cố gắng trình bày phương án giải ngắn gọn, dễ hiểu Tuy nhiên thân nhận thấy đôi chỗ cần giải vấn đề sâu hoặcthể lời giải đôi chỗ vắn tắt, việc phân loại chưa thực đầy đủ dạng Kính mong đồng chí bạn đồng nghiệp, trao đổi góp ý để giúp tơi hồn thiện chuyên môn Kiến nghị: Để nâng cao chất lượng dạy học trường THCS kiến nghị lên cấp quản lí giáo dục - Một là: Xác định rõ vai trị thí nghiệm dạy học vật lý, đề cập mạnh đến việc giải tập thông qua thí nghiệm - Hai là: Đưa thêm hệ thống tập thí nghiệm vào hệ thống tập nhà - Ba là: Thay đổi dần quan điểm kiểm tra, đánh giá theo hướng nâng dần vai trị thí nghiệm thông qua tập thực nghiệm XÁC NHẬN CỦA NHÀ TRƯỜNG Nông Cống, ngày 10 tháng năm 2021 Tôi xin cam đoan SKKN viết, không chép nội dung người khác Trần Thị Loan Hà Thị Hằng 23 Tài liệu tham khảo Tuyển chọn giới thiệu đề thi vào lớp 10 chun lí, Ths Nguyễn Phú Đổng (Chủ biên) nhóm giáo viên chuyên vật lí, NXB Thành Phố Hồ Chí Minh Chiến thắng kì thi lớp vào lớp 10 chuyên – NXB Thanh niên 500 tập vật lí chọn lọc, PGS-PTS Vũ Thanh Khiết (Chủ biên) Đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh qua năm Sưu tầm đề thi học sinh giỏi tỉnh mạng Internet 24 ... " Phương pháp giải tập thực hành nhằm nâng cao chất lượng học sinh khá, giỏi trường THCS Thăng Long? ?? Mục đích nghiên cứu: Hình thành cho học sinh cách tổng quan phương pháp giải số dạng tập thực. .. muốn nâng cao chất lượng giảng dạy tập thực nghiệm giúp học sinh trường, khối lớp tiếp cận hệ thống tập thực nghiệm dễ dàng hơn, nhiều hơn, đặc biệt bồi dưỡng, nâng cao chất lượng học sinh giỏi trường, ... tế, rèn kỹ thực hành điểm yếu học sinh nói chung Qua phần tập kích thích học sinh tìm tịi, sáng tạo Để nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi mơn vật lí trường THCS, việc cho học sinh tiếp