Trong qu¸ tr×nh gi¶ng d¹y bé m«n VËt lÝ ë trêng THCS viÖc h×nh thµnh cho học sinh phơng pháp, kỹ năng giải bài tập Vật lí là hết sức cần thiết, để từ đó giúp các em đào sâu, mở rộng nhữn[r]
(1)a- PhÇn më ®Çu I Lý Trong viÖc n©ng cao chÊt lîng gi¸o dôc nãi chung vµ chÊt lîng bé m«n nãi riªng ViÖc c¶i tiÕn ph¬ng ph¸p d¹y häc lµ mét nh©n tè quan träng, bªn c¹nh viÖc båi dìng kiÕn thøc chuyªn m«n, viÖc ph¸t huy tÝnh tÝch cùc cña häc sinh cã ý nghĩa quan trọng Bởi vì xét cho cùng công việc giáo dục phải đợc tiến hành trên sở tự nhận thức, tự hành động, việc khơi dậy phát triển ý thức lực t duy, bồi dỡng phơng pháp tự học là đờng phát triển tối u giáo dục Còng nh häc tËp c¸c bé m«n kh¸c, häc VËt lÝ l¹i cµng cÇn ph¸t triÓn n¨ng lực tích cực, lực t học sinh để không phải biết mà còn phải hiểu để giải thích tợng Vật lí nh áp dụng kiến thức và kỹ vào các hoạt động sống gia đình và cộng đồng Trong khu«n khæ nhµ trêng phæ th«ng, bµi tËp VËt lÝ thêng lµ nh÷ng vÊn đề không quá phức tạp, có thể giải đợc suy luận lô gíc, tính toán thực nghiệm dựa trên sở quy tắc Vật lí, phơng pháp Vật lí đã quy định chơng trình học Nhng bài tập Vật lí lại là khâu quan trọng qu¸ tr×nh d¹y vµ häc VËt lÝ Việc giải bài tập Vật lí giúp củng cố đào sâu, mở rộng kiến thức b¶n cña bµi gi¶ng, x©y dùng cñng cè kü n¨ng kü x¶o vËn dông lý thuyÕt vµo thùc tiễn, là biện pháp quý báu để phát triển lực t học sinh, có tác dụng sâu sắc mặt giáo dục t tởng, đạo đức lớn Vì việc giải bài tập Vật lí mục đích cuối cùng không phải tìm đáp số, điều này quan trọng và cần thiết, mục đích chính việc giải là chỗ ngời làm bài tập hiểu đợc sâu sắc các khái niệm, định luật Vật lí, vận dụng chúng vào vấn đề thực tế sống, lao động Qua thùc tÕ gi¶ng d¹y VËt lÝ ë trêng THCS nãi chung bé m«n VËt lÝ 8, nãi riªng, t«i nhËn thÊy häc sinh cßn gÆp rÊt nhiÒu khã kh¨n lóng tóng gi¶i các bài tập Vật lí, điều này ít nhiều ảnh hởng đến chất lợng dạy và học Vừa qua cùng với đổi phơng pháp dạy học chung ngành giáo dục, đồng thời thân tự kiểm tra, tổng kết tình hình dạy học Vật lí, cùng với việc tiếp thu các chuyên đề, thấy đợc tác dụng giáo dỡng và giáo dục lớn học sinh giải bài tập Vật lí Từ đó vận dụng vào quá trình giảng dạy, tôi thấy có hiệu so với trớc đây, chất lợng học sinh đợc nâng cao rõ rệt Xuất phát từ lí trên, tôi định chọn đề tài: “ Hớng dẫn học sinh phơng giải bài tập Vật Lý - THCS” nhằm giúp học sinh nắm đợc kiến thức bản, mở rộng và hiểu sâu kiến thức Từ dó nâng cao đợc chất lợng bé m«n VËt lÝ vµ biÕt vËn dông vµo thùc tÕ (2) II Tổng quan vấn đề nghiên cứu Việc dạy học Vật lí trờng phổ thông cha phát huy đợc hết vai trß cña bµi tËp VËt lÝ thùc hiÖn c¸c nhiÖm vô d¹y häc D¹y häc sinh gi¶i bài tập Vật lí là công việc khó khăn và đó bộc lộ rõ trình độ ng ời giáo viên việc hớng dẫn hoạt động trí tuệ học sinh Về vấn đề này đã có nhiều tài liệu tham khảo nhiều tác giả khác dành cho học sinh, hầu hết đáp ứng đợc yêu cầu giúp học sinh rèn luyÖn kÜ n¨ng gi¶i bµi tËp VËt lÝ, cñng cè vµ n©ng cao kiÕn thøc VËt lÝ Song nhìn chung thờng ghép với các chủ đề cụ thể XuÊt ph¸t tõ tÇm quan träng cña bµi tËp d¹y häc VËt lÝ vµ gióp häc sinh có phơng pháp kỹ giải bài tập Vật lí, từ đó nắm vững kiến thức để vận dụng vào sống cách thiết thực và có hiệu tôi chọn đề tài: “ Híng dÉn häc sinh ph¬ng ph¸p gi¶i bµi tËp VËt lÝ - THCS” III Mục đích nghiên cứu H×nh thµnh cho häc sinh mét c¸ch tæng quan vÒ ph¬ng ph¸p gi¶i mét bµi tập Vật lí, từ đó các em có thể vận dụng cách thành thạo và linh hoạt viÖc gi¶i c¸c bµi tËp, n©ng cao hiÖu qu¶ cña bµi tËp, gióp c¸c em n¾m v÷ng kiÕn thøc qu¸ tr×nh häc tËp IV đối tợng - phạm vi - thời gian nghiên cứu §èi tîng nghiªn cøu: Ph¬ng ph¸p gi¶i bµi tËp VËt lÝ Phạm vi nghiên cứu: Đề tài đợc thực với học sinh số lớp khèi 8, trêng THCS ……… – S«ng L« - VÜnh Phóc Thêi gian thùc hiÖn: N¨m häc 2011 – 2012 V nhiÖm vô nghiªn cøu Nghiªn cøu lÝ luËn vÒ ph¬ng ph¸p gi¶i bµi tËp VËt lÝ Nghiªn cøu lÝ luËn vÒ sö dông bµi tËp vËt lÝ d¹y häc VËt lÝ Nghiªn cøu ch¬ng tr×nh néi dung kiÕn thøc c¸c bµi häc VËt lÝ ë cÊp THCS Nghiªn cøu qu¸ tr×nh h×nh thµnh vµ ph¸t triÓn néi dung d¹y häc VËt lÝ ë cÊp THCS Nghiên cứu tình hình dạy và học Vật lí Đặc biệt quan tâm đến hoạt động sử dụng bài tập Vật lí VI ph¬ng ph¸p nghiªn cøu Nghiên cứu lí luận Cụ thể là nghiên cứu các vấn đề: - C¸c tµi liÖu liªn quan tíi viÖc sö dông bµi tËp d¹y häc VËt lÝ - LÝ luËn vÒ sö dông bµi tËp VËt lÝ d¹y häc - C¸c tµi liÖu nãi vÒ ph¬ng ph¸p gi¶i bµi tËp VËt lÝ Ph¬ng ph¸p ®iÒu tra s ph¹m (3) - §iÒu tra trùc tiÕp b»ng c¸ch dù giê pháng vÊn - §iÒu tra gi¸n tiÕp b»ng c¸ch sö dông phiÕu ®iÒu tra Ph¬ng ph¸p thùc nghiÖm s ph¹m - áp dụng đề tài vào dạy học thực tế từ đó thu thập thông tin để điều chØnh cho phï hîp B- néi dung ch¬ng I c¬ së lÝ luËn I mục đích hớng dẫn học sinh phơng pháp giải bài tập vật lí Bài tập Vật lí giúp cho học sinh ôn tập, đào sâu, mở rộng kiến thức Trong giai đoạn xây dựng kiến thức học sinh đã nắm đợc cái chung các khái quát các khái niệm, định luật và là các khái niệm trìu tợng Trong các bài tập học sinh phải vận dụng kiến thức khái quát, trìu tợng đó vào trờng hợp cụ thể đa dạng, nhờ mà học sinh nắm đợc biểu hiÖn rÊt cô thÓ cña chóng thùc tÕ vµ ph¹m vi øng dông cña chóng Ngoµi nh÷ng øng dông quan träng kü thuËt bµi tËp VËt lÝ gióp cho häc sinh thÊy đợc ứng dụng muôn hình muôn vẻ thực tiễn các kiến thức đã häc Còn khái niệm, định luật Vật lí thì đơn giản nhng biểu chúng tự nhiên thì phức tạp Do đó bài tập vật lí giúp luyện tập cho học sinh phân tích để nhận biết đợc trờng hợp phức tạp đó Bài tập vật lí là phơng tiện củng cố, ôn tập kiến thức sinh động Khi giải bài tập vật lí học sinh phải nhớ lại các kiến thức đã học, có phải sử dụng tæng hîp c¸c kiÕn thøc cña nhiÒu ch¬ng nhiÒu phÇn cña ch¬ng tr×nh Bài tập có thể là điểm khởi đầu để dẫn đến kiến thức Nhiều bài tập đợc sử dụng khéo léo có thể dẫn học sinh đến suy nghĩ tợng xây dựng khái niệm để giải thích tîng míi bµi tËp ph¸t hiÖn 3.Gi¶i bµi tËp vËt lý rÌn luyÖn kü n¨ng, kü x¶o, vËn dông lý thuyÕt vµo thùc tiÔn, rÌn luyÖn thãi quen vËn dông kiÕn thøc kh¸i qu¸t (4) Bài tập vật lý là phơng tiện quý báu để rèn luyện kỹ n¨ng, kü x¶o vËn dông lý thuyÕt vµo thùc tiÔn, rÌn luyÖn thãi quen vËn dông kiÕn thức khái quát đã thu nhận đợc để giải các vấn đề thực tiễn Gi¶i bµi tËp lµ mét nh÷ng h×nh thøc lµm viÖc tù lùc cao cña häc sinh Trong lµm bµi tËp ph¶i tù m×nh ph©n tÝch c¸c ®iÒu kiÖn cña ®Çu bµi, tù x©y dùng nh÷ng lËp luËn, kiÓm tra vµ phª ph¸n nh÷ng kÕt luËn mµ häc sinh rót đợc nên từ học sinh đợc phát triển lực làm việc tự lực nâng cao, tính kiên trì đợc phát triển Gi¶i bµi tËp gãp phÇn lµm ph¸t triÓn t s¸ng t¹o cña häc sinh Cã nhiÒu bµi tËp vËt lý kh«ng chØ dõng l¹i ph¹m vi vËn dông nh÷ng kiến thức đã học mà còn giúp bồi dỡng cho học sinh t sáng tạo Đặc biệt là nh÷ng bµi tËp gi¶i thÝch hiÖn tîng, bµi tËp thÝ nghiÖm Giải bài tập vật lý là phơng tiện để kiểm tra mức độ nắm vững kiÕn thøc cña häc sinh Tuỳ theo cách bài tập ta có thể phân loại đợc các mức độ nắm vững kiến thức học sinh giúp việc đánh giá chất lợng học sinh đợc chính xác II.Ph©n lo¹i bµi tËp vËt lý Sơ đồ phân loại bài tập vật lí Ph©n lo¹i theo ph¬ng tiÖn gi¶i : Bµi tËp gi¶i thÝch Bµi hiÖn tËp t îng dù ®o¸n Bµi hiÖn tËp t îng thÝ nghiÖ m Bµi tËp vËt lÝ Bµi tËp định tÝnh Bµi tËp định l îng Bµi tËp thÝ nghiÖ m Bµi tËp đồ thÞ (5) Phân loại theo mức độ Bµi tËp vËt lÝ Bµi tËp tËp dît Bµi tËp tæng hîp Bµi tËp s¸ng t¹o ch¬ng II c¸c gi¶i ph¸p thùc hiÖn kh¶o s¸t thùc tÕ tổ chức chuyên đề Híng dÉn häc sinh häc tËp vËt lÝ ë nhµ kiÓm tra §¸nh gi¸ chÊt lîng I kh¶o s¸t thùc tÕ Thực trạng trớc thực đề tài Trớc thực đề tài qua giảng dạy trờng THCS Đức Bác, qua tìm hiểu và trao đổi với đồng nghiệp tôi nhận thấy: - §a sè häc sinh ham mª häc bé m«n VËt lÝ, nhng lµm c¸c bµi tËp vËt lí các em thờng lúng túng việc định hớng giải, có thể nói hầu nh các em cha biÕt c¸ch gi¶i còng nh tr×nh bµy lêi gi¶i Theo t«i, thùc tr¹ng nªu trªn cã thÓ mét sè nguyªn nh©n sau: + Học sinh cha có phơng pháp tổng quan để giải bài tập Vật lí + Học sinh cha biết vận dụng các kiến thức, định luật Vật lí + Néi dung cÊu tróc ch¬ng tr×nh s¸ch gi¸o khoa míi hÇu nh kh«ng dµnh thời lợng cho việc hớng dẫn học sinh giải bài tập hay luyện tập ( đặc biệt là chơng trình vật lí các lớp: 6, 7, 8), dẫn đến học sinh không có điều kiện bổ sung, më réng vµ n©ng cao kiÕn thøc còng nh rÌn kü n¨ng gi¶i bµi tËp VËt lÝ Số liệu điều tra trớc thực đề tài Trớc thực đề tài tôi đã tiến hành kiểm tra và khảo sát học sinh ë c¸c líp: 9A, 8B trêng THCS b»ng mét sè bµi tËp c¬ b¶n t¬ng øng với mức độ nội dung kiến thức khối lớp Kết thu đợc nh sau: (6) Giái Kh¸ TB YÕu - KÐm Líp SÜ sè 9A 39 SL % SL % 20,5 SL 20 % 51,3 SL 11 % 28,2 8A 41 0 14,6 21 51,2 14 34,2 III.Tæ CHøC CHUY£N §Ò Ngoài việc nắm vững kiến thức, để có kỹ tốt việc giải bài tập Vật lí đòi hỏi học sinh phải nắm vững phơng pháp giải nh cách trình bày lời giải, phải có kỹ phân loại đợc các dạng bài tập Vì để giúp học sinh nắm vững phơng pháp giải bài tập vật lí, năm học này tôi đã kết hợp với tổ chuyên môn tổ chức cho học sinh học chuyên đề “Hớng dẫn học sinh phơng pháp giải bài tập Vật lí - THCS” Trong chuyên đề này tôi chia thành nội dung, hớng dẫn học sinh: Tr×nh tù gi¶i mét bµi tËp vËt lÝ Hai phơng pháp suy luận để giải các bài tập vật lí ¸p dông ph¬ng ph¸p gi¶i bµi tËp vËt lÝ vµo mét sè bµi tËp c¬ b¶n Tr×nh tù gi¶i mét bµi tËp vËt lÝ - Phơng pháp giải bài tập Vật lí phụ thuộc nhiều yếu tố: mục đích yêu cầu bài tập, nội dung bài tập, trình độ các em, v.v Tuy nhiên cách gi¶i phÇn lín c¸c bµi tËp VËt lÝ còng cã nh÷ng diÓm chung - Th«ng thêng gi¶i mét bµi tËp vËt lÝ cÇn thùc hiÖn theo tr×nh tù sau ®©y: 1.1.HiÓu kü ®Çu bµi - §äc kü dÇu bµi: bµi tËp nãi g×? c¸i g× lµ d÷ kiÖn? c¸i g× ph¶i t×m? -Tóm tắt đầu bài cách dùng các ký hiệu chữ đã qui ớc để viết các kiện và ẩn số, đổi đơn vị các kiện cho thống nhất(nếu cần thiết ) - Vẽ hình , bài tập có liên quan đến hìng vẽ cần phải vẽ hình để diễn đạt đề bài Cố gắng vẽ dúng tỉ lệ xích càng tốt Trên hình vẽ cần ghi rõ d÷ kiÖn vµ c¸i cÇn t×m 1.2 Ph©n tÝch néi dung bµi tËp, lËp kÕ ho¹ch gi¶i - Tìm liên hệ cái cha biết (ẩn) và cái đẵ biết (dữ kiện) - Nếu cha tìm đợc trực tiếp các mối liên hệ thì có thể phải xét số bài tập phụ để gián tiếp tìm mối liên hệ - Phải xây dựng đợc dự kiến kế hoạch giải 1.3 Thùc hiÖn kÕ ho¹ch gi¶i (7) - Tôn trọng trình tự phải theo để thực các chi tiết dự kiến, là gÆp mét bµi tËp phøc t¹p - Thực cách cẩn thận các phép tính số học, đại số hình học Nªn híng dÉn häc sinh lµm quen dÇn víi c¸ch gi¶i b»ng ch÷ vµ chØ thay gi¸ trÞ số các đại lợng biểu thức cuối cùng - Khi tính toán số, phải chú ý đảm bảo trị số kết cã ý nghÜa 1.4 Kiểm tra đánh giá kết - Kiểm tra lại trị số kết quả: Có đúng không? Vì sao? Có phù hợp với thùc tÕ kh«ng? - KiÓm tra l¹i c¸c phÐp tÝnh: cã thÓ dïng c¸c phÐp tÝnh nhÈm vµ dïng c¸ch làm tròn số để tính cho nhanh cần xét độ lớn kết phép tính - Nếu có điều kiện, nên phân tích, tìm cách giải khác, đến cùng kết đó Kiểm tra xem còn đờng nào ngắn không 2.Hai phơng pháp suy luận để giải các bài tập vật lí XÐt vÒ tÝnh chÊt thao t¸c cña t duy, gi¶i c¸c bµi tËp vËt lÝ, ngêi ta thêng dïng ph¬ng ph¸p ph©n tÝch vµ ph¬ng ph¸p tæng hîp 2.1 Gi¶i bµi tËp b»ng ph¬ng ph¸p ph©n tÝch - Theo phơng pháp này, xuất phát điểm suy luận đại lợng cần tìm Ngời giải phải tìm xem đại lợng cha biết này có liên quan với đại lợng Vật lí nào khác và biết liên hệ này thì biểu diễn nó thành công thức tơng ứng Nếu vế công thức là đại lợng cần tìm còn vế gồm liệu bài tập thì công thức cho đáp số bài tập Nếu công thức còn đại lợng khác cha biết thì đại lợng đó, cần tìm biểu thức liên hệ với nó với các đại lợng Vật lí khác; làm nh nào biểu diễn đợc hoàn toàn đại lợng cần tìm đại lợng đã biết thì bài toán đã đợc giải xong Nh vËy còng cã thÓ nãi theo ph¬ng ph¸p nµy, ta míi ph©n tÝch mét bµi tËp phức tạp thành bài tập đơn giản dựa vào quy tắc tìm lời giải mà lần lợt giải các bài tập đơn giản này Từ đó tìm dần lời giải các bài tập phøc t¹p nãi trªn Thí dụ ta hãy dùng phơng pháp phân tích để giải bài tập sau: §Ò bµi: “ Ngời ta dùng loại dây hợp kim đồng có tiết diện 10 mm và có điện trở suất là 0,4.10-4 m để làm lò sởi điện sởi ấm gian phòng Hỏi cần phải lấy chiều dài dây dẫn này là bao nhiêu để trì nhiệt độ phòng (8) luôn luôn không đổi gian phòng này bị nhiệt lợng 970 000J qua c¸c cöa sæ vµ c¸c bøc têng BiÕt nguån ®iÖn cung cÊp cho lß sëi cã ®iÖn ¸p lµ 220V” Híng dÉn gi¶i: - §¹i lîng cÇn t×m ë ®©y lµ chiÒu dµi cña d©y hîp kim Ta t×m mèi liªn hÖ chiều dài dây dẫn với các đại lợng khác bài - Ta biết muốn nhiệt độ phòng luôn luôn không đổi thì giê nhiÖt lîng lß sëi cung cÊp ph¶i b»ng nhiÖt lîng mµ phßng mÊt ®i NhiÖt lîng lò sởi cung cấp tơng đơng với điện mà lò sởi tiêu thụ Điện lại phụ thuộc điện trở dây hợp kim đồng Điện trở này lại chiều dài dây qui định a NÕu gäi chiÒu dµi cña d©y lµ l, ®iÖn trë cña d©y lµ R, ®iÖn trë suÊt cña nã lµ vµ tiÕt diÖn cña nã lµ S, th× chiÒu dµi cña d©y dÉn liªn hÖ víi ®iÖn trë cña l S R = nã b»ng c«ng thøc: l R.S Do dã: (1) b Trong biểu thức chiều dài có đại lợng cha biết đó là điện trở R dây Điện trở này đo tỉ số hiệu điện U với cờng độ dòng R U I ®iÖn I qua d©y: (2) c Đại lợng cha biết là cờng độ dòng điện I thì liên hệ với các đại lợng khác định luật Ôm và công thức biểu diễn lợng A dòng điện toả Ta đã dùng định luật Ôm (2) Vậy mối liên hệ I và A là: A = I.U.t đó t là thời gian dòng điện chạy qua dây; từ đó suy ra: I A U t (3) d Trong công thức trên, điện tính Jun Điện này tơng đơng víi nhiÖt lîng Q mµ dßng ®iÖn cung cÊp (vµ víi nhiÖt lîng mµ gian phßng mÊt ®i) thêi gian t theo biÓu thøc: Q =A (4) vế phải biểu thức (4), tất các đại lợng đã biết Bây cần thay thÕ biÓu thøc sau vµo biÓu thøc tríc vµ cø thÕ ®i dÇn tõ biÓu thøc cuèi lªn biÓu thøc ®Çu: (9) - Thay (4) vào (3) đợc: - Thay (3)’ vào (2) đợc: I Q U t (3)’ U t R Q (2)’ U t.S l Q. - Thay (2)’ vào (1) đợc (1)’ -Thay các đại lợng trên các trị số chúng vào (1)’ +Víi:U = 220 V t = 1h = 3600s S = 10 mm2 = 10.10-4 m2 Q = 970 000 J = 0,4.10-4 m + Ta đợc: 2202.3600.1,5.10 l 220(m) 2970000.0, 4.10 - Vậy chiều dài dây hợp kim đồng là 220m 2.2 Gi¶i bµi tËp b»ng ph¬ng ph¸p tæng hîp Theo phơng pháp này, suy luận không các đại lợng cần tìm mà các đại lợng đã biết có nêu bài Dùng công thức liên hệ các đại lợng này với các đại lợng cha biết, ta dần đến công thức cuối cùng đó có đại lợng cha biết là đại lợng cần tìm Theo ph¬ng ph¸p tæng hîp, bµi tËp nªu vÝ dô trªn cã thÓ gi¶i nh sau: a Muốn nhiệt độ phòng luôn luôn không đổi thì nhiệt lợng dòng điện qua lò sởi toả thời gian t nào đó (ở đây là 1giờ) phải nhiệt lợng Q mà gian phòng thời gian đó Theo định luật Jun - Len xơ thì Q = I2.R.t (1) đó R là điện trở dây dẫn lò sởi, I là cờng độ dòng điện qua lò sởi I U R b Theo định luật Ôm, ta có: (2) c Nhng ®iÖn trë cña d©y dÉn l¹i phô thuéc kÝch thíc vµ b¶n chÊt cña d©y dÉn theo c«ng thøc: R l S (3) đó là điện trở suất, l là chiều dài dây dẫn, S là tiết diện dây dẫn (10) d Thay các biểu thức (2) và (3) vào biểu thức (1), ta đợc: U t Q l S l - Từ đó rút ra: (4) U t.S Q. (1)’ - Thay các đại lợng trên trị số chúng, ta đợc: l 2202.3600.1,5.10 220( m) 2970000.0, 4.10 - Vậy chiều dài dây hợp kim đồng là 220m Nh dùng phơng pháp tổng hợp, ta tìm đợc chiều dài dây lò sởi nh dùng phơng pháp phân tích Nhìn chung, giải bài toán vật lí nào ta phải dùng hai ph¬ng ph¸p: ph©n tÝch vµ tæng hîp PhÐp gi¶i b¾t ®Çu b»ng c¸ch ph©n tÝch c¸c điều kiện bài tập để hiểu đợc đề bài Phải có tổng hợp kèm theo để kiểm tra lại mức độ đúng đắn phân tích các điều kiện Muốn lập đợc kÕ ho¹ch gi¶i, ph¶i ®i s©u vµo ph©n tÝch néi dung vËt lÝ cña bµi tËp Tæng hîp kiện đã cho với quy luật vật lí đã biết, ta xây dựng đợc lời gi¶i vµ kÕt qu¶ cuèi cïng Nh ta có thể nói là quá trình giải bài tập vật lí ta đã dùng phơng ph¸p ph©n tÝch - tæng hîp IV.¸p dông ph¬ng ph¸p gi¶i bµi tËp vËt lÝ vµo mét sè bµi tËp c¬ b¶n 1.Bµi to¸n Bỏ cầu đồng thau khối lợng kg đợc nung nóng đến 100o C vào thùng sắt có khối lợng 500g đựng 2kg nớc 20o C Bỏ qua trao đổi nhiệt với môi trờng Tìm nhiệt độ cuối cùng nớc Biết nhiệt dung riêng đồng thau, sắt, nớc lần lợt là: c1= 380 J/kg.K; c2=460 J/kg.K; c3= 4200 J/kg.K Híng dÉn gi¶i: * Tìm hiểu các điều kiện đã cho bài - Khối lợng cầu đồng thau, thïng s¾t vµ níc - Tãm t¾t: m1 = kg c1 = 380 J/kg.K t1 = 100o C (11) - Nhiệt độ ban đầu cầu đồng thau, thïng s¾t vµ níc - NhiÖt dung riªng cña chÊt cÊu t¹o nªn c¸c vËt m2 = 500g = 0,5 kg c2 = 460 J/kg.K t2 = 20o C m3 = 2kg c3 = 4200 J/kg.K t3 = t t? * Ph©n tÝch bµi to¸n - Đây là bài toán trao đổi nhiệt hệ vật (gồm vật) Điều quan trọng phải hiểu bài toán yêu cầu tìm nhiệt độ cuối cùng nớc, nhng là nhiệt độ chung hệ kết thúc quá trình trao đổi nhiệt Để giải bài toán nµy cÇn ¸p dông ph¬ng tr×nh c©n b»ng nhiÖt: Qto¶ =Qthu vµo - Do phải xác định đợc vật nào là vật toả nhiệt, vật nào là vật thu nhiệt, viết đợc công thức tính nhiệt lợng toả vào hay thu vào c¸c vËt: Q = mc t -Với lu ý bài toán này nhiệt độ ban đầu hai vật thu nhiệt ( thïng s¾t vµ níc) lµ b»ng nhau( t2 = t3) - Trên sở phơng trình cân nhiệt vừa lập đợc kết hợp với kiện đã cho bài toán để suy đại lợng cần tìm (t) *Bµi gi¶i - Nhiệt lợng cầu đồng thau toả hạ nhiệt độ từ 100 o C đến to C (nhiệt độ có cân nhiệt) là: Q1 = m1.c1(t1 – t) - Nhiệt lợng mà thùng sắt (Q2) và nớc (Q3) thu vào để tăng nhiệt độ từ 20o C đến to C là: Q2 = m2.c2(t – t2) (1) Q3 = m3.c3(t –t2) (2) - ¸p dông ph¬ng tr×nh c©n b»ng nhiÖt ta cã: Q1 = Q2 + Q3 (3) tõ (1),(2) vµ (3) m1.c1(t1 – t) = m2.c2(t –t2) + m3.c3(t –t2) t ( m1c1 + m2c2 + m3c3 ) = m1c1t1 + ( m2c2 + m3c3 ) t2 m1c1t1 (m2 c2 m3 c3 )t2 t = m1c1 m2 c2 m3 c3 - Thay các đạt lợng trên trị số chúng ta đợc: (12) 1.380 (0,5.460 2.4200).20 19, 2(o C ) t = 1.380 0,5.460 2.4200 - Vậy nhiệt độ cuối cùng nớc là 19,2 oC 2.Bµi to¸n Mét Êm ®iÖn cã hai ®iÖn trë: R1 = vµ R2 = NÕu bÕp chØ dïng mét điện trở R1 thì đun sôi ấm nớc 10 phút Tính thời gian cần thiết để đun sôi Êm níc trªn khi: a ChØ dïng R1 b Dïng R1 nèi tiÕp R2 c Dïng R1 song song R2 (BiÕt kh«ng cã sù mÊt nhiÖt m«i trêng vµ m¹ng ®iÖn cã hiÖu ®iÖn thÕ không đổi) Híng dÉn gi¶i: * Tìm hiểu các điều kiện đã cho bài - Cho biÕt gi¸ trÞ cña hai ®iÖn trë - Thêi gian ®un s«i níc chØ dïng ®iÖn trë R1 R1 = ; R2 = t1 = 10 phót t2 ? t3 ? R1nt R2 t4 ? R1//R2 * Ph©n tÝch bµi to¸n -Bài toán này xuất phát từ định luật Jun-len xơ với biểu thức: Q =I2.R.t (1) đó nhiệt lợng mà nớc thu vào nhiệt lợng các điện trở toả - Theo điều kiện đầu bài thì sử dụng biểu thức (1) định luật Junlen xơ, thì việc giải bài toán phức tạp không thực đợc Vậy bài toán này mối liên hệ các đại lợng để tìm cấu trúc công thức quan trọng, đóng vai trò định đến thành công - Nh ta đã biết từ công thức (1) Ta có thể viết đợc số biểu thức tơng đơng trên sở mối liên hệ số đại lợng công thức với các đại lợng khác, để việc tính toán không làm bài toán phức tạp - Tãm t¾t: ThËt vËy: v× U = I.R nªn (1) Q = U.I.t (2) U2 t nªn (2) Q = R (3) U mặt khác theo định luật Ôm: I = R (13) - Từ đây nên chọn công thức nào để giải bài toán, điều này đòi hỏi nhanh nh¹y, suy diÔn cao Nếu chọn (2) thì còn đại lợng I cha biết, đó chọn công thức (3) - Cần biểu diễn các đại lợng cần tính + Gi¸ trÞ ®iÖn trë cña Êm trêng hîp: 1/ R = R1 2/ R = R2 3/ R = R1 + R2 R1 R2 1 4/ R R1 R2 hay R = R1 R2 -Víi chó ý r»ng nhiÖt lîng mµ d©y ®iÖn trë cña Êm to¶ trêng hîp lµ nh - Hiệu điện các trờng hợp là không đổi * Bµi gi¶i - Gäi thêi gian ®un s«i níc trêng hîp lÇn lît lµ: t1, t2, t3, t4 - Do không có nhiệt môi trờng nên nhiệt lợng cần để đun sôi nớc b»ng nhiÖt lîng mµ d©y ®iÖn trë cña Êm to¶ U2 t Q= R - ¸p dông c«ng thøc: cho c¸c trêng hîp ta cã: (Theo c«ng thøc (3) ) a ChØ dïng d©y R1: U2 t1 R Q1 = (1) ChØ dïng d©y R2: U2 t2 Q2 = R2 (2) tõ (1) vµ (2) b Khi dïng R1 nèi tiÕp R2: tõ (1) vµ (3) U2 U2 t1 t2 R1 R = t2 R2 t1 10 15( ph) R1 U2 t3 R R Q3 = (3) U2 U2 t1 t3 R1 = R1 R2 t3 R1 R2 46 t1 10 25( ph) R1 (14) b Khi dïng R1 song song R2: 1 U t4 R1 R2 Q4 = tõ (1), (2) vµ (4) (4) 1 t4 t1 t2 t4 t1 t2 10.15 6( ph) t1 t2 10 15 v Híng dÉn häc sinh häc tËp vËt lÝ ë nhµ Qua thùc tÕ gi¶ng d¹y VËt lÝ ë trêng THCS, t«i nhËn thÊy víi cÊu tróc cña ch¬ng tr×nh VËt lÝ THCS lµ hÇu hÕt kh«ng cã hoÆc cã rÊt Ýt c¸c tiÕt bµi tËp, thªm n÷a thêi lîng cña mét tiÕt häc trªn líp cã h¹n, häc sinh chñ yÕu tiÕp thu kiÕn thức lí thuyết cách giải các bài tập đơn giản và số tiết học có tiết/ tuần các khối lớp 6, 7, và tiết / tuần lớp Nh không có đủ lợng thời gian để giáo viên mở rộng và nâng cao kiến thức nh rèn luyện kỹ giải bài tập cho học sinh Do đó bên cạnh việc tổ chức các chuyên đề thì biện pháp tốt để rèn luyện kỹ giải bài tập cho học sinh để học sinh có thể thờng xuyên đợc luyện giải nhiều dạng bài tËp kh¸c nhau, còng nh tiÕp xóc víi c¸c d¹ng bµi tËp cã tÝnh chÊt më réng vµ nâng cao, để từ đó học sinh có thể vận dụng cách linh hoạt các cách giải dạng bài tập đó là : “Hớng dẫn học sinh học tập vật lí nhà.” ViÖc häc sinh tù häc ë nhµ cã mét ý nghÜa lín lao vÒ mÆt gi¸o dôc vµ gi¸o dỡng Nếu việc học nhà học sinh đợc tổ chức tốt giúp các em rèn luyện thãi quen lµm viÖc tù lùc, gióp c¸c em n¾m v÷ng tri thøc, cã kü n¨ng, kü x¶o Ngợc lại việc học tập nhà học sinh không đợc quan tâm tốt làm cho các em quen thói cẩu thả, thái độ tắc trách việc thực nhiệm vụ mình dẫn đến nhiều thói quen xấulàm cản trở đến việc học tập Công việc học tập học sinh nhà có đặc điểm riêng sau: + TiÕn hµnh mét thêi gian ng¾n, kh«ng cã sù híng dÉn trùc tiÕp cña giáo viên, mặc dù là công việc chính giáo viên giao cho học sinh phải tự m×nh hoµn thµnh, tù kiÓm tra c«ng viÖc m×nh lµm + Công việc này đợc thực theo hứng thú, nhu cầu và lực häc sinh + DÔ bÞ chi phèi bëi ngo¹i c¶nh kh¸c Cã thÓ coi qu¸ tr×nh häc tËp cña häc sinh ë nhµ bao gåm c¸c giai ®o¹n : trớc hết phải nhớ lại điều đã học lớp sau đó rèn luyện sáng tạo Mỗi (15) giai ®o¹n cã mét néi dung c«ng viÖc cô thÓ ViÖc häc tËp cña häc sinh ë nhµ phô thuéc phÇn lín vµo viÖc d¹y häc trªn líp cña gi¸o viªn V× vËy gi¸o viªn cÇn ph¶i c¨n cø vµo t×nh h×nh tiÕp thu kiÕn thøc cña häc sinh mµ giao cho c¸c em nh÷ng c«ng viÖc cã tÝnh chÊt bæ sung phục hồi tài liệu đã học nh : nghiên cứu sách giáo khoa, vẽ hình … Trong dạy vần đề nào đó cần suy nghĩ việc giao cho học sinh các bài tập nhà Chính việc giao bài làm cách có hệ thống đảm bảo cho việc học tập học sinh có quy luật chặt chẽ, nhờ đó mà học sinh có thể tự lực giải các bài tập kể bài tập khó, vì đã có chuẩn bị các bài tập dÔ ViÖc häc sinh hoµn thµnh tèt c¸c bµi tËp ë nhµ kh«ng nh÷ng chØ gióp c¸c em nắm vững tri thức đã học nh rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo cần thiết, mà còn gióp c¸c em chuÈn bÞ tèt nhÊt cho viÖc tiÕp thu kiÕn thøc míi V× thÕ bªn c¹nh bài làm phục hồi, luyện tập và sáng tạo trên sở kiến thức đã học cần ph¶i giao cho häc sinh nh÷ng bµi lµm mang nh÷ng yÕu tè chuÈn bÞ cho viÖc tiÕp thu chi thức Có nh đảm bảo đợc việc tiếp thu cách tích cực, tự lực tri thức Ta cã thÓ giao bµi tËp vÒ nhµ cho häc sinh b»ng nhiÒu h×nh thøc : + Giao bµi tËp thêi gian truy bµi ®Çu giê + Giao bµi tËp sau tiÕt häc + Giao bµi tËp theo hÖ thèng bµi tËp SGK, SBT, s¸ch tham kh¶o … + Giao bài tập theo dạng, theo chuyên đề Một biện pháp quan trọng để đảm bảo công tác hớng dẫn học nhà có kết là cần có biện pháp kiểm tra, động viên, khích lệ kịp thời và phï hîp : + KiÓm tra vë ghi, vë bµi tËp + Cho ®iÓm khuyÕn khÝch nh÷ng häc sinh cã nhiÒu cè g¾ng hoÆc chuyÓn biÕn häc tËp, VI KÕt qu¶ thùc hiÖn Tõ viÖc híng dÉn häc sinh ph¬ng ph¸p gi¶i mét bµi tËp vËt lý nªu trªn, năm học 2011 – 2012 tôi thấy đa số học sinh đã vận dụng các linh ho¹t vµo viÖc gi¶i bµi tËp, häc sinh cã kh¶ n¨ng t tèt h¬n, cã kü n¨ng vËn dông kiÕn thøc vµo gi¶i bµi tËp tèt h¬n, linh ho¹t h¬n Cô thÓ th«ng qua kh¶o s¸t chÊt lîng häc sinh sau “Híng dÉn häc sinh phơng pháp giải bài toán Vật lý - THCS” tôi thu đợc kết nh sau: Kết so sánh đối chứng * Kết khảo sát trớc thực đề tài (16) Giái Kh¸ TB YÕu - KÐm Líp SÜ sè 9A 39 SL % SL % 20,5 SL 20 % 51,3 SL 11 % 28,2 8A 41 0 14,6 21 51,2 14 34,2 * Kết khảo sát sau thực đề tài Giái Kh¸ TB YÕu Líp SÜ sè 9A 39 SL % 15,4 SL 15 % 38,5 SL 14 % 35,8 SL % 10,3 8A 41 12,2 18 43,9 13 31,7 12,2 Qua so sánh đối chứng kết tôi thấy tỉ lệ điểm: Khá, Giỏi tăng, điểm yÕu gi¶m cô thÓ lµ: - §èi víi líp 9: Giái t¨ng 15,4% ; Kh¸ t¨ng 18,0% ; YÕu gi¶m 17,9% - §èi víi líp 8: Giái t¨ng 12,2% ; Kh¸ t¨ng 29,3% ; YÕu gi¶m 22,0% C- kÕt luËn I bµi häc kinh nghiÖm Trong qu¸ tr×nh gi¶ng d¹y bé m«n VËt lÝ ë trêng THCS viÖc h×nh thµnh cho học sinh phơng pháp, kỹ giải bài tập Vật lí là cần thiết, để từ đó giúp các em đào sâu, mở rộng kiến thức bài giảng, vận dụng tèt kiÕn thøc vµo thùc tÕ, ph¸t triÓn n¨ng lùc t cho c¸c em, gãp phÇn n©ng cao chÊt lîng gi¸o dôc, cô thÓ lµ : + Giúp học sinh có thói quen phân tích đầu bài, hình dung đợc các tợng Vật lí xảy bài toán sau tìm hớng giải + Trong mét bµi tËp gi¸o viªn cÇn híng cho häc sinh nhiÒu c¸ch gi¶i (nÕu cã thÓ ) §Ó kÝch thÝch sù høng thó, say mª häc tËp cho häc sinh rÌn thãi quen t×m tßi lêi gi¶i hay cho mét bµi to¸n VËt lÝ + Kh¾c s©u cho häc sinh n¾m ch¾c c¸c kiÕn thøc bæ trî kh¸c Cã nh vËy viÖc gi¶i bµi tËp VËt lÝ cña häc sinh míi thuËn lîi vµ hiÖu qu¶ Để làm đợc điều này: - Gi¸o viªn cÇn tù båi dìng n©ng cao nghiÖp vô chuyªn m«n, thêng xuyªn trao đổi, rút kinh nghiệm với đồng nghiệp - N¾m v÷ng ch¬ng tr×nh bé m«n toµn cÊp häc - Giáo viên cần hớng dẫn học sinh nghiên cứu kỹ các kiến thức cần nhớ để «n tËp, nhí l¹i kiÕn thøc c¬ b¶n, kiÕn thøc më réng, lÇn lît nghiªn cøu kü c¸c phơng pháp giải bài tập sau đó giải các bài tập theo hệ thống từ dễ đến khó, so sánh các dạng bài tập để khắc sâu nội dung kiến thức và cách giải Trên sở đó häc sinh tù h×nh thµnh cho m×nh kü n¨ng gi¶i bµi tËp (17) Trên dây là số kinh nghiệm mà thân tôi đã rút đợc từ thực tế qua qu¸ tr×nh gi¶ng d¹y bé m«n VËt lÝ ë trêng THCS nãi chung, còng lµ kinh nghiệm rút đợc sau thực đề tài này nói riêng II KÕt luËn chung Dạy học nhằm góp phần quan trọng để hình thành nhân cách ngời lao động mới, sáng tạo, thích nghi với xã hội ngày càng phát triển Do phơng pháp dạy học môn phải thực đợc các chức nhận thức, phát triển và gi¸o dôc, tøc lµ lùa chän ph¬ng ph¸p d¹y häc bé m«n cho häc sinh n¾m v÷ng tri thøc, kü n¨ng, kü x¶o vµ vËn dông tri thøc vµo thùc tiÔn Đặc biệt Vật lí là môn khoa học thực nghiệm đòi hỏi phát huy cao độ tính tích cực, độc lập sáng tạo học sinh quá trình lĩnh hội tri thức ChÝnh v× vËy lùa chän ph¬ng ph¸p d¹y häc bé m«n vËt lÝ, ngêi gi¸o viªn cÇn c¨n vào phơng pháp đặc thù khoa học lấy hoạt động nhận thức học sinh lµm c¬ së xuÊt ph¸t Sau thời gian nghiên cứu tìm hiểu, đợc quan tâm giúp đỡ ban giám hiệu nhà trờng nh tổ chuyên môn tôi đã thực thành công việc: “ Hớng dÉn häc sinh ph¬ng ph¸p gi¶i bµi tËp vËt lÝ – CÊp THCS” víi mong muèn: ph¸t triÓn n¨ng lùc rÌn luyÖn kü n¨ng, kü x¶o cho häc sinh viÖc häc tËp bé m«n VËt lÝ Nh»m n©ng cao chÊt lîng bé m«n nãi riªng, gãp phÇn n©ng cao chÊt lîng gi¸o dôc nãi chung Tuy nhiªn v× diÒu kiÖn thêi gian, còng nh t×nh h×nh thùc tÕ nhËn thøc cña học sinh địa phơng nơi tôi công tác và lực cá nhân có hạn, nên việc thực đề tài này hẳn không tránh khỏi thiếu sót Kính mong các đồng chí và các bạn đồng nghiệp, trao đổi và góp ý để giúp tôi hoàn thiện chuyên m«n T«i xin ch©n träng c¶m ¬n ! §øc B¸c, ngµy 05 th¸ng 11 n¨m 2012 Ngêi viÕt phÝ thÞ bÝnh Tµi liÖu tham kh¶o - Ph¬ng ph¸p gi¶ng d¹y vËt lÝ - NXB Gi¸o dôc - SGV VËt lÝ 8, - NXB Gi¸o dôc - SGK VËt lÝ 8, - NXB Gi¸o dôc (18) - Hêng dÉn lµm bµi tËp vµ «n tËp vËt lÝ 8, - NXB Gi¸o dôc - Bµi tËp VËt lÝ THCS - NXB §¹i häc Quèc gia TP HCM - Bµi tËp VËt lÝ chän läc dµnh - PTS Vò Thanh KhiÕt - PTS Vò ThÞ Oanh – cho häc sinh THCS - NguyÔn Phóc ThuÇn Môc lôc Néi dung PhÇn më ®Çu A Trang I Lý chọn đề tài II Tổng quan vấn đề nghiên cứu III Mục đích nghiên cứu IV §èi tîng - ph¹m vi- thêi gian nghiªn cøu V NhiÖm vô nghiªn cøu VI Ph¬ng ph¸p nghiªn cøu B CH- I Nội dung đề tài C¬ së lÝ luËn I Mục đích hớng dẫn học sinh pp giải bài tập vật lí II Ph©n lo¹i bµi tËp vËt lÝ CH- II C¸c gi¶i ph¸p thùc hiÖn I Kh¶o s¸t thùc tÕ II Tổ chức chuyên đề 10 IV ¸p dông pp gi¶i bµi tËp vËt lÝ vµo c¸c bµi tËp c¬ b¶n 12 V Híng dÉn häc sinh häc tËp vËt lÝ ë nhµ 17 VI KÕt qu¶ thùc hiÖn 23 C KÕt luËn 24 I Bµi häc kinh nghiÖm 24 II KÕt luËn chung 25 ý kiến đánh giácủa hội đồng tđkt ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… (19) ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… T/M hội đồng Chñ tÞch ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………… Hoµ Th¹ch, ngµy th¸ng n¨m 2008 NguyÔn V¨n B¾c ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… (20) ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… (21)