Chuẩn KT, KN quy định trong chương
trỡnh
Mức độ thể hiện cụ thể của chuẩn
KT, KN Ghi chỳ
Viết được cụng thức tớnh động lượng và nờu được đơn vị đo động lượng
[Thụng hiểu]
Động lượng của một vật khối lượng m đang chuyển động với vận tốc v
r
là đại lượng được xỏc định bởi cụng thức :
p mv
r r
Động lượng là một đại lượng vectơ cựng hướng với vận tốc của vật. Động lượng cú đơn vị đo là kilụgam một trờn
giõy (kg.m/s). Phỏt biểu và
viết được hệ thức của định luật bảo toàn động lượng đối với hệ hai vật.
[Thụng hiểu]
Định luật bảo toàn động lượng : Động lượng của một hệ cụ lập là một đại lượng bảo toàn.
Hệ thức của định luật bảo toàn động lượng đối với hệ hai vật là p1 p2
r r = = khụng đổi. Xột hệ cụ lập gồm hai vật tương tỏc, thỡ ta cú: 1 2 1 2 p p p ' p ' r r r r trong đú, p , p1 2 r r là cỏc vectơ động lượng của hai vật trước khi tương tỏc, p ', p '1 2
r r
là cỏc vectơ động lượng của hai vật sau khi tương tỏc. Một hệ nhiều vật được gọi là hệ cụ lập (hay hệ kớn) khi khụng cú ngoại lực tỏc dụng lờn hệ hoặc nếu cú thỡ cỏc ngoại lực ấy cõn bằng nhau. Động lượng của hệ là tổng động lượng của cỏc vật trong hệ. Vận dụng định luật bảo toàn động lượng để giải được cỏc bài tập đối với hai vật va chạm mềm.
[Vận dụng]
Biết cỏch giải bài tập đối với bài toỏn hai vật va chạm mềm:
Vật khối lượng m1 chuyển động trờn mặt phẳng ngang, nhẵn với vận tốcv1
r
, đến va chạm với một vật khối lượng m2 đứng yờn trờn mặt phẳng ngang ấy. Sau va chạm, hai vật nhập làm một, chuyển động với cựng một vận tốcv
r
.
Va chạm này gọi là va chạm mềm. Hệ này là hệ cụ lập. Áp dụng định luật bảo toàn động lượng, ta cú: 1 1 1 2 m v (m m )v r r , suy ra 1 1 1 2 m v v m m r r . Nờu được nguyờn tắc chuyển động bằng phản lực. [Thụng hiểu]
Một tờn lửa lỳc đầu đứng yờn. Sau khi lượng khớ với khối lượng m phụt ra phớa sau với vận tốcv
r
, thỡ tờn lửa với khối lượng M chuyển động với vận tốcV
ur
ta tớnh được : m V v M ur r
Tờn lửa bay lờn phớa trước ngược với hướng khớ phụt ra, khụng phụ thuộc vào mụi trường bờn ngoài là khụng khớ hay chõn khụng. Đú là nguyờn tắc của chuyển động bằng phản lực. 2. CễNG VÀ CễNG SUẤT Chuẩn KT, KN quy định trong chương trỡnh
Mức độ thể hiện cụ thể của chuẩn
KT, KN Ghi chỳ Phỏt biểu được định nghĩa và viết được cụng thức tớnh cụng. Vận dụng được cỏc cụng thức [Thụng hiểu]
Định nghĩa cụng trong trường hợp tổng quỏt: Khi lực F
ur
khụng đổi tỏc dụng lờn một vật và điểm đặt của lực đú chuyển dời một đoạn s theo hướng hợp với hướng của lực một gúc , thỡ cụng thực hiện bởi lực được tớnh theo cụng thức :
A Fscos
a) Nếu nhọn thỡ A > 0 và khi đú A gọi là cụng phỏt động.
b) Nếu =90o thỡ A = 0 và lực vuụng gúc với phương chuyển dời khụng sinh cụng.
c) Nếu tự thỡ A < 0 và lực cú tỏc dụng cản trở lại chuyển động, khi đú A gọi là cụng cản (hay cụng õm).
Trong hệ SI, đơn vị cụng là jun (J). 1 jun là cụng thực hiện bởi lực cú độ lớn
ễn tập kiến thức về cụng ở chương trỡnh vật lớ cấp THCS. Cụng suất là đại lượng đo bằng cụng sinh ra trong một đơn vị thời gian. Cụng thức tớnh cụng suất: P =A t Trong hệ SI, cụng suất đo bằng oỏt, kớ hiệu là oỏt (W).
A Fscos và P =A P =A
t .
dời 1 một theo phương của lực. [Vận dụng]
Biết cỏch tớnh cụng, cụng suất và cỏc đại lượng trong cỏc cụng thức tớnh cụng và cụng suất. 3. ĐỘNG NĂNG Chuẩn KT, KN quy định trong chương trỡnh
Mức độ thể hiện cụ thể của chuẩn KT,
KN Ghi chỳ
Phỏt biểu được định nghĩa và viết được cụng thức tớnh động năng. Nờu được đơn vị đo động năng.
[Thụng hiểu]
Năng lượng mà một vật cú được do nú đang chuyển động gọi là động năng.
Động năng của một vật khối lượng m đang chuyển động với vận tốc v được xỏc định theo cụng thức :
Wđ = 1
2 mv2
Trong hệ SI, đơn vị của động năng là jun (J). ễn tập kiến thức về động năng đó học ở chương trỡnh vật lớ cấp THCS. 4. THẾ NĂNG Chuẩn KT, KN quy định trong chương trỡnh
Mức độ thể hiện cụ thể của chuẩn
KT, KN Ghi chỳ
Phỏt biểu được định nghĩa thế năng trọng
[Thụng hiểu]
Thế năng trọng trường của một vật là dạng năng lượng tương tỏc giữa
Cụng của trọng lực khụng phụ thuộc hỡnh dạng đường đi của vật mà chỉ phụ
trường của một vật và viết được cụng thức tớnh thế năng này. Nờu được đơn vị đo thế năng.
Trỏi Đất và vật ; nú phụ thuộc vào vị trớ của vật trong trọng trường.
Khi một vật khối lượng m đặt ở độ cao z so với mặt đất (trong trọng trường của Trỏi Đất) thỡ thế năng trọng trường của vật được định nghĩa bằng cụng thức :
Wt = mgz
Thế năng trờn mặt đất bằng khụng (z = 0). Ta núi, mặt đất được chọn là mốc (hay gốc) thế năng.
Trong hệ SI, đơn vị đo thế năng là jun (J).
thuộc cỏc vị trớ đầu và cuối. Trọng lực được gọi là lực thế hay lực bảo toàn. Khi tớnh độ cao z, ta chọn chiều của trục z hướng lờn trờn. Khi vật dịch chuyển từ vị trớ (1) đến vị trớ (2) bất kỡ, ta luụn cú : A12 = 1 2 t t W W Cụng A12 của trọng lực bằng hiệu thế năng của vật tại vị trớ đầu 1 t W và tại vị trớ cuối 2 t W , tức là bằng độ giảm thế năng của vật. Viết được cụng thức tớnh thế năng đàn hồi. [Thụng hiểu]
Thế năng đàn hồi bằng cụng của lực đàn hồi. Cụng thức tớnh thế năng đàn hồi là
Wt =1
2k (l)2
trong đú, k là độ cứng của vật đàn hồi, l = l l0 là độ biến dạng của vật, Wt là thế năng đàn hồi.
Mọi vật, khi biến dạng đàn hồi, đều cú khả năng sinh cụng, tức là mang một năng lượng. Năng lượng này được gọi là thế năng đàn hồi. Cụng của lực đàn hồi chỉ phụ thuộc độ biến dạng đầu và độ biến dạng cuối của lũ xo, vậy lực đàn hồi cũng là lực thế.
Chuẩn KT, KN quy định trong chương trỡnh
Mức độ thể hiện cụ thể của chuẩn KT,
KN Ghi chỳ
Phỏt biểu được định nghĩa cơ năng và viết được biểu thức của cơ năng.
[Thụng hiểu]
Cơ năng của một vật bằng tổng động năng và thế năng của nú.
Biểu thức của cơ năng là W = Wđ +Wt , trong đú Wđ là động năng của vật, Wt là thế năng của vật.
Đơn vị của cơ năng là jun (J).
Phỏt biểu được định luật bảo toàn cơ năng và viết được hệ thức của định luật này.
[Thụng hiểu]
Khi một vật chuyển động trong trọng trường chỉ chịu tỏc dụng của trọng lực, thỡ cơ năng của vật là một đại lượng bảo toàn: W = 1
2 mv2+ mgz = hằng số.
Khi một vật chỉ chịu tỏc dụng của lực đàn hồi, gõy bởi sự biến dạng của một lũ xo đàn hồi, thỡ trong quỏ trỡnh chuyển động của vật, cơ năng, được tớnh bằng tổng động năng của vật và thế năng đàn hồi của lũ xo, là một đại lượng bảo toàn. W=1 2mv2+ 1 2k(l)2 = hằng số Nếu vật cũn chịu tỏc dụng thờm của lực cản, lực ma sỏt, thỡ cơ năng của vật sẽ biến đổi. Cụng của cỏc lực cản, lực ma sỏt bằng độ biến thiờn của cơ năng.
Vận dụng định luật bảo toàn cơ năng để giải được bài toỏn chuyển động của một vật.
[Vận dụng]
Biết cỏch tớnh động năng, thế năng, cơ năng và ỏp dụng định luật bảo toàn cơ năng để tớnh cỏc đại lượng trong cụng thức của định luật bảo toàn cơ năng.
Chỉ xét một vật chịu tác dụng của trọng lực hoặc lực đàn hồi.
2.3 Xõy dựng một số bài tập mang đặc trưng sỏng tạo đề tài "Cỏc định luật bảo toàn" SGK vật lớ 10 - THPT.
2.3.1. Khỏi quỏt một số vấn đề dựng làm cơ sở cho việc biờn soạn hệ thống bài tập mang đặt trưng sỏng tạo.
2.3.1.1. Những yờu cầu đổi mới trong chương trỡnh vật lớ phổ thụng trong giai đoạn hiện nay..
Ngoài mục tiờu cơ bản, khụng thay đổi của giỏo dục THPT như: Phỏt triển những kết quả của THCS hoàn thiện học vấn phổ thụng, chuẩn bị cho học sinh cú thể tiếp tục học lờn đại học, trung học chuyờn nghiệp, học nghề, hoặc đi vào những lao động trực tiếp cú kĩ thuật,… Chương trỡnh THPT trong thời kỳ CNH - HĐH đó nờu trong nghị quyết TW4 khoỏ VII, nghị quyết TW2 khoỏ VIII, trong luật Giỏo dục và Nghị quyết của Quốc Hội khoỏ X. Cỏc yờu cầu này được thể hiện cụ thể trong bản “quy định tạm thời về mục tiờu và kế hoạch dạy học của trường THPT số 04/2002/QD-BGD & ĐT”. Đặc biệt là những yờu cầu về kĩ năng như: Kĩ năng vận dụng kiến thức vào cỏc tỡnh huống học tập mới, vào thực tiễn sản xuất và đời sống; kĩ năng thu nhập, xử lớ và truyền đạt thụng tin, khả năng phỏt triển và giải quyết vấn đề, năng lực độc lập suy nghĩ, sỏng tạo trong tư duy hành động, thúi quen tự học cú phương phỏp,…
Cú một khú khăn rất lớn đối với việc xõy dựng chương trỡnh là: Khụng thể đề ra những mục tiờu như những khẩu hiệu hành động mà phải tớnh toỏn đến khả năng thực hiện cụ thể những mục tiờu đú ở trường phổ thụng.
* Về kiến thức
Trong chương trỡnh mới, trỏnh hết sức đi vào những chi tiết lớ thuyết cú tớnh hàn lõm và những chi tiết của cỏc cụng nghệ. Những chi tiết lớ thuyết cú tớnh hàn lõm được hiểu là những vấn đề lớ thuyết chỉ cú tầm quan trọng về mặt hoàn chỉnh hệ thống lớ thuyết mà ớt được sử dụng trong thực tế nhất là vượt quỏ yờu cầu của học vấn phổ thụng. Thớ dụ: Sự phúng điện thành miền, từ trường trong lũng một ống dõy điện cú chiều dài hữu hạn,… Mặt khỏc ta lại
mạnh dạn đưa vào chương trỡnh một số ứng dụng quan trọng của vật lớ trong khoa học kĩ thuật hiện đại như: cỏc linh kiện bỏn dẫn và vi điện tử Laser, thuyết tương đối, … về nội dung thớ nghiệm, chương trỡnh cú đưa ra những yờu cầu phấn đấu sử dụng những thiết bị thớ nghiệm vật lớ phổ thụng hiện đại như: Đệm khụng khớ, cỏc mỏy đo điện tử hiện số,… cũng làm quen với cỏc phương phỏp đo vật lớ hiện đại như: Phương phỏp hoạt nghiệm, phương phỏp dũng liờn tục, phương phỏp sử dụng cỏc đặc tuyến,…
Đặc biệt, trong điều kiện rất eo hẹp về quỹ thời gian, chỳng ta đó cố gắng đưa thiờn văn học vào chương trỡnh phổ thụng. Vấn đề về 3 định luật Kep-Le và chuyển động của cỏc vệ tinh được giảng dạy ở lớp 10 và chương cuối cựng của lớp 12 (từ siờu vi mụ đến vĩ mụ).
* Về kĩ năng
Mức độ yờu cầu kĩ năng của chương trỡnh mới lại cao hơn hẳn chương trỡnh hiện hành. Thực vậy, trong chương trỡnh hiện hành ta chỉ hạn chế 3 yờu cầu kĩ năng cụ thể là: Kĩ năng vận dụng kiến thức mới để giải thớch cỏc hiện tượng vật lớ đơn giản và kĩ năng thực hành vật lớ. Trong chương trỡnh vật lớ mới, ngoài 3 yờu cầu kĩ năng rốn luyện cỏc kĩ năng tiến trỡnh khoa học, đú là kĩ năng thu thập thụng tin xử lớ thụng tin và truyền đạt thụng tin.
* Về thỏi độ, tỡnh cảm, tỏc phong
Chương trỡnh vật lớ THPT mới nhấn mạnh trước hết đến việc tạo hứng thỳ học tập mụn vật lớ ở học sinh núi chung.
Chương trỡnh cũng chỳ ý đặc biệt đến yờu cầu rốn luyện cho học sinh ý thức sẵn sàng ỏp dụng những hiểu biết về vật lớ của mỡnh vào cỏc hoạt động trong gia đỡnh và xó hội để cải thiện đời sống và bảo vệ mụi trường, tinh thần nỗ lực phấn đấu cỏ nhõn kết hợp chặt chẽ với tinh thần tỏc phong lao động học tập và nghiờn cứu.
Trong cụng trỡnh [29] Razumovxki định nghĩa bài tập sỏng tạo như:
“Bài tập sỏng tạo là bài tập trong đú xuất hiện những yờu cầu mà việc giải thớch chỳng phải dựa trờn cỏc kiến thức của cỏc quy luật vật lớ nhưng trong đú lại thiếu những chỉ dẫn trực tiếp hoặc giỏn tiếp dựa vào hiện tượng, định luật vật lớ nào để giải quyết bài toỏn và những nguyờn tắc đú mang đặc trưng luyện tập, thực chất đó chứa đựng trong cỏc điều kiện của bài toỏn đú. Trong cỏc bài tập sỏng tạo việc quan trọng nhất là phải tỡm kiếm những nguyờn tắc giải quyết bài toỏn và những nguyờn tắc đú mang đặc trưng luyện tập, thực chất đó chứa đựng trong cỏc điều kiện của bài toỏn”.
Dựa trờn định nghĩa này và khỏi quỏt hoỏ những vấn đề về NLST cũng như rốn luyện NLST cho HS trong dạy học vật lớ đó trỡnh bày ở trờn, cú thể coi một BT là bài tập sỏng tạo nếu thoả món cỏc yờu cầu sau đõy:
- Phải dựa trờn cỏc hiện tượng, quy luật vật lớ mà HS đó cú, đó biết (khụng đỏnh đố HS).
- Chưa cú những chỉ dẫn trực tiếp hoặc giỏn tiếp cần sử dụng kiến thức cụ thể nào.
- Nguyờn tắc giải quyết BT là điều mới mẻ, chưa cú. Tuy nhiờn những nguyờn tắc đú lại đó chứa đựng trong cỏc điều kiện của BT.
- Kết quả của BT (sản phẩm của sự sỏng tạo) khụng quan trọng bằng con đường tỡm ra kết quả đú (kết quả HS cú thể quờn nhưng con đường để dẫn HS tỡm ra kết quả sẽ dần hỡnh thành, phỏt triển và sẽ trở thành năng lực).
Vớ dụ : Sau khi học xong bài "đo thể tớch chất lỏng" SGK vật lớ 6 - THCS cú thể ra bài tập cú nội dung sau đõy: Một chiếc can chứa 10 lớt nước và hai chiếc can khỏc cú thể tớch 5 lớt và 8 lớt. Làm thế nào để trong chiếc can chứa nước chỉ cũn lại 7 lớt nước ?
Bài tập này là BTST vỡ mặc dự phải dựng đến kiến thức "đo thể tớch của chất lỏng " nhưng lại khụng cú những điều kiện như trong bài học (bỡnh chia
độ). Tuy nhiờn những điều kiện này lại nằm trong cỏc dữ kiện của bài toỏn (can 8 lớt và can 5 lớt). Rừ ràng ở đõy việc giải được bài toỏn khụng quan trọng bằng con đường tỡm ra kết quả giải bài toỏn. Chắc chắn việc đổ nước từ can 10 lớt vào can 8 lớt, rồi lại đổ nước từ can 8 lớt vào can 5 lớt và cuối cựng đổ 5 lớt nước vào can đầu tiờn sẽ in đậm mói trong tư duy HS.
Cũng từ định nghĩa trờn cú thể khẳng định việc tỡm được nguyờn tắc giải bài toỏn đú chớnh là sự biểu hiện của NLST.
Trong cụng trỡnh của mỡnh, Razumovxki cũng đưa ra cỏc dạng cơ bản của bài tập sỏng tạo gồm:
* Bài tập nghiờn cứu - thớ nghiệm.
Đõy là dạng cơ bản nhất, thường được sử dụng trong giờ lờn lớp, được sử dụng rộng rói khi nghiờn cứu tài liệu cũng như khi củng cố, khắc sõu kiến thức đó lĩnh hội. Trong tiết học, bài tập loại này được hiểu hoặc trong hỡnh thức cụng việc thực hành - Nghiờn cứu hoặc trong hỡnh thức thớ nghiệm nghiờn cứu đồng loạt (từ 10 -20 phỳt).
* Bài tập sỏng tạo ở nhà.
Đõy là bài tập mà học sinh được phộp thực hiện trong thời hạn 3-6 ngày (hoặc nhiều hơn). Với loại bài tập này cần chỳ ý khụng nờn giao những bài tập mà khi thực hiện lại cần những vật liệu hay dụng cụ mà học sinh khụng cú sẵn.
* Bài tập thiết kế
Dạng này gồm cú: