Phương pháp dạy học bài tập bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý phần Động lực học chất điểm lớp 10 nâng cao

MỤC LỤC

Tác dụng của bài tập vật lý trong việc bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý

+ Năng lực khái quát hóa các dữ kiện riêng lẻ để đề xuất một phương án giải quyết vấn đề nêu ra (qua các thao tác phân tích, so sánh, tổng hợp các dấu hiệu của hiện tượng vật lý);. Qua những vấn đề đã trình bày ở trên cho thấy bài tập vật lý có tác dụng rất to lớn trong việc phát hiện và bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý, giúp người giáo viên nhận định đúng đối tượng học sinh có năng khiếu và định hướng tiếp tục bồi dưỡng để tạo nguồn nhân tài cho đất nước.

Phân loại các bài tập vật lý

- Bài tập tính toán(bài tập định lượng): Dựa vào các công thức, định lý, định luật biểu thị mối quan hệ giữa các đại lượng vật lý từ đó tính toán suy ra kết quảcụ thể. Tuy nhiên cho đến nay vẫn chưa có sự thống nhất về tiêu chuẩn phân loại bài tập vật lý, vì trong bất kỳ loại bài tập nào cũng chứa đựng một vài yếu tố của một hay nhiều loại bài tập khác.

Các cách hướng dẫn HS giải bài tập vật lý 1. Việc lựa chọn các bài tập vật lý

Kiểu hướng dẫn algôrit không đòi hỏi HS tự mình tìm tòi xác định các hành động cần thực hiện để giải quyết vấn đề đặt ra, mà chỉ đòi hỏi HS chấp hành các hành động đã được GV chỉ ra, cứ theo đó HS diễn đạt được kết quả, sẽ giải được bài tập đã cho. Tuy nhiên, nếu hướng dẫn cho HS giải bài tập luôn luôn chỉ dùng kiểu hướng dẫn algôrit thì HS chỉ quen chấp hành những hành động đã được chỉ dẫn theo một mẫu đã có sẵn, do đó ít có tác dụng rèn luyện cho HS khả năng tìm tòi, sáng tạo, sự phát triển tư duy sáng tạo của HS bị hạn chế.

Phương pháp giải bài tập vật lý

- Định hướng tìm tòi, là kiểu định hướng trong đó giáo viên không chỉ ra cho học sinh một cách tường minh các kiến thức và cách thức hoạt động mà học sinh cần áp dụng, mà giáo viên chỉ đưa ra cho học sinh những gợi ý sao cho học sinh có thể tự tìm tòi, huy động hoặc xây dựng những kiến thức và cách thức hoạt động thích hợp để giải quyết bài toán. Quá trình giải bài tập vật lý thực chất là quá trình tìm hiểu điều kiện của bài tập, xem xét hiện tượng vật lý được đề cập và dựa trên kiến thức vật lý để nghĩ tới những mối quan hệ có thể có của cáí đã cho và cái phải tìm, sao cho có thể thấy được cái phải tìm có liên hệ trực tiếp hoặc gián tiếp với cái đã cho.

Thực trạng việc bồi dưỡng học sinh giỏi trong dạy học chương

Chương “Động lực học chất điểm” được SGK vật lý lớp 10 nâng cao xây dựng trên nguyên tắc kế thừa những kiến thức mà HS đã được học ở THCS; bổ sung, mở rộng và nâng cao kiến thức bằng cách tìm hiểu đầy đủ, sâu sắc hơn về các khái niệm, hiện tượng vật lý trên cả hai mặt định tính và định lượng. Ở chương này nếu giáo viên đứng lớp có nhiều kinh nghiệm, bằng hệ thống bài tập thích hợp dễ dàng phát hiện ngay ra các học sinh có năng khiếu về vật lý được thể hiện qua sự nhạy bén khi tư duy, thể hiện ở việc tính toán nhanh đưa ra lời giải đúng…qua đó có thể bước đầu thành lập đội để bồi dưỡng thêm.

Những định hướng cơ bản để xây dựng hệ thống bài tập phần

HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM”. THEO ĐỊNH HƯỚNG BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI. toán học nhất định, độ khó nâng lên từng bước để phát triển tư duy học sinh).

Đặc điểm và nội dung của chương “Động lực học chất điểm” ở lớp 10

Với bài lực hấp dẫn, tuy không thể làm thí nghiệm để rút ra định luật vạn vật hấp dẫn, nhưng cần nờu rừ chớnh Niutơn đó khỏi quỏt húa những quan sỏt thực nghiệm để dẫn tới định luật này. Đưa ra khái niệm lực quán tính giúp cho việc giải một số bài toán cơ học trở nên đơn giản hơn (chẳng hạn các bài toán về tăng, giảm và mất trọng lượng; về nêm chuyển động ở lớp 10…, hoặc bài toán dao động của con lắc đơn trong HQC có gia tốc ở lớp 12…).

Một số vấn đề cần nắm về nội dung, phương pháp giảng dạy Xoay quanh ba định luật Niutơn có những vấn đề lí luận khá phức tạp

Muốn dùng các định luật này để nghiên cứu các hiện tượng vật lý, cần có những hiểu biết về các đặc trưng của các lực tham gia vào các hiện tượng đó. Nhưng đến khi HS đã học về hệ vật, có thể dùng định luật II Niutơn để tính được gia tốc của các vật trong hệ và dùng thí nghiệm để kiểm chứng lại kết quả đó.

Các kỹ năng cần thiết

Về định luật II Niutơn, việc bố trí thí nghiệm để kiểm chứng về định luật đối với một vật riêng lẽ là rất khó khăn. - Giải thích được các hiện tượng liên quan đến lực quán tính và lực quán tính li tâm.

Hệ thống bài tập động lực học chất điểm

Đây là bài tập giúp học sinh giải thích được nguyên nhân gây biến đổi trạng thái chuyển động, đồng thời bài tập cũng nêu ra một mâu thuẫn nếu học sinh khụng nắm vững kiến thức thỡ khụng thể làm rừ được hiện tượng vật lý xảy ra trong bài tập. Thay (9) vào công thức tính T; biến đổi ta được. Ngoài cách này các em còn có thể giải theo cách dùng HQC gắn với vật chuyển động để giải bài tập này. Trong đó có 4 bánh phát động. Trên trần toa xe có một quả cầu nhỏ khối lượng 200g treo trên trần bằng dây nhẹ, không dãn. a) Tính thời gian ngắn nhất từ lúc khởi hành đến lúc tàu đạt vận tốc 20 km/h. Tính góc lệch của dây treo so với phương thẳng đứng và lực căng dây treo. b) Sau thời gian trên, tàu hãm phanh. HS: Chọn chiều (+) là chiều chuyển động của m1 khi có lực tác dụng. Áp dụng định luật II Niu tơn ta có:. Ở trường hợp này, ta phải có điều kiện m2>m1. Ở trường hợp này, ta phải có điều kiện m1>m2. Khi hướng dẫn học sinh giải bài tập này giáo viên đã rèn luyện cho học sinh kỹ năng phân tích và tổng hợp. Biết áp dụng định luật II Niu tơn để tìm lực tác dụng. Biết giải quyết điều kiện để bài toán có nghiệm. Bài tập 8: Xe chuyển động thẳng trên đoạn đường AB chịu tác dụng bởi lực F1 và tăng tốc từ 0 đến 10 m/s trong thời gian t. Trên đoạn đường BC, xe chịu tác dụng của lực F2 và tăng tốc đến 15 m/s cũng trong thời gian t. b) Xe chuyển động trên đoạn đường CD trong thời gian 2t vẫn dưới tác dụng của lực F2. Biết A, B, C, D cùng nằm trên một đường thẳng. Hệ thống câu hỏi gợi ý cách giải. Câu hỏi 1: Hãy nêu phương án giải bài tập này?. HS: a) Chọn chiều chuyển động của vật, áp dụng biểu thức vận tốc để tìm gia tốc từ đó tính F1, F2.

Đõy là bài tập giỳp học sinh giải thớch được nguyờn nhõn gừy bi?n d?i tr?ng thỏi chuyển động, đồng thời bài tập cũng nêu ra một mâu thuẫn nếu học sinh khụng nắm vững kiến thức thỡ khụng thể làm rừ được hiện tượng vật lý xảy ra trong bài tập.

Hình 2.4 a Hình 2.4 b
Hình 2.4 a Hình 2.4 b

Ta kéo một vật bằng một lực F có phương song song với mặt phẳng nghiêng như hình vẽ 2. Biết hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng

Mục đích thực nghiệm sư phạm

Cụ thể cần xem xét sự phù hợp của hệ thống bài tập được đưa ra trong đề tài đối với việc phát hiện và bồi dưỡng học sinh trung học phổ thông có năng khiếu vật lý hay không?. - Kiểm nghiệm lại xem hệ thống bài tập mà đề tài đưa ra có phù hợp với trình độ nhận thức của học sinh; có giúp học sinh mở rộng kiến thức hơn, phát huy được tính tích cực và phát triển năng lực tư duy sáng tạo hay không.

Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm

Khảo sát vấn đề áp dụng hệ thống bài tập trong đề tài qua thực nghiệm sư phạm để thấy được tính khả thi và sự ưu việt của hệ thống bài tập đã xây dựng. - Qua hệ thống bài tập này với các hướng dẫn và phương pháp giải, nhằm kiểm nghiệm lại tính thiết thực của đề tài.

Đánh giá kết quả

+ Về nội dung kiến thức: toàn bộ hệ thống kiến thức về các bài tập phần định luật I, II, III Niu tơn, bài tập về lực hấp dẫn, lực đàn hồi, lực ma sát, chuyển động ném ngang, ném xiên…, riêng ở phần bài tập này nếu thành thạo loại bài tập này học sinh rất dễ áp dụng cho phần giải các bài tập liên quan đến véc tơ lực ở chương sau. +Về mặt phương pháp giải bài tập vật lý: các em đã thông thạo một số bước giải cơ bản như phương pháp chọn hệ quy chiếu cho bài toán trở nên đơn giản, phương pháp lập hệ phương trình, giải phương trình và biện luận, phương pháp lập tỷ số khi so sánh…có thể vận dụng rất tốt khi làm các bài tập ở chương tiếp theo.