Hướng dẫn giải cỏc bài tập cú đặc trưng sỏng tạo

7. Cấu trỳc luận văn

2.4. Hướng dẫn giải cỏc bài tập cú đặc trưng sỏng tạo

Về nguyờn tắc dạy học sinh giải cỏc bài tập cú đặc trưng sỏng tạo vẫn tuõn thủ theo cỏc bước dạy giải bài tập vật lý thụng thường. Cỏc bước cơ bản đú gồm cú:

Bước 1: Đọc kĩ đề bài, giải thớch cỏc thuật ngữ, viết túm tắt cỏc dữ kiện, thể hiện cỏc dữ kiện đú trờn hỡnh vẽ (nếu thấy cần thiết).

Bước 2: Xỏc định xem kiến thức lý thuyết – cơ sở để giải bài tập đú là gỡ? (định luật, định lý, cụng thức,...).

Bước 3: Sử dụng cỏc định luật, cụng thức cụ thể nào? Ở giai này cần sử dụng cỏc cụng thức ở dạng tổng quỏt, đặc biệt chỳ ý cỏc biểu thức vectơ).

Bước 4: Tiến hành giải bài tập.

Bước 5: Biện luận, nhận xột kết quả thu được.

Tuy nhiờn với bài tập mang đặc trưng sỏng tạo cần chỳ ý một số khớa cạnh sau đõy:

* Cựng với những kiến thức cơ bản để sử dụng như cỏc bài tập thụng

thường nhưng cần ở học sinh tư duy “đặc biệt”, vượt ra khỏi khuụn khổ tư

Nguyễn Thị Thắm - K31B - Lý GVHD: PGS.TS Tạ Tri Phương

Chẳng hạn ở bài tập 13, một số học sinh cho rằng việc kộo vật nặng M lờn cao được hay khụng chỉ phụ thuộc vào “ lực kộo” mà anh ta tạo ra. Do đú,

nếu kộo “mạnh” thỡ luụn luụn kộo được vật đú lờn. Hay với bài 11, nếu chỉ

hỡnh thức nhỡn vào cỏc số liệu cỏc em đều đoỏn là trong hai trường hợp đú gia tốc đều như nhau vỡ lực kộo ở trường hợp đầu (F=9,8 N) cũng bằng trọng lực (đúng vai trũ lực kộo) ở trường hợp sau (P = 1kg . 9,8m/s2 = 9,8 N).

* Trong một số trường hợp, kiến thức cần sử dụng lại “ ẩn” sau những

kiến thức mà cỏc em đó cú, và nếu khụng cú sự tư duy sỏng tạo thỡ sẽ dẫn đến những sai lầm khi giải chỳng. Chẳng hạn với bài tập số 10, mới nhỡn qua cỏc em cho rằng cả hai vật chuyển động với cựng gia tốc dưới tỏc dụng của lực F nhưng trong thực tế lại khụng phải như vậy.

* Ngoài ra, trong cỏc bài tập cú đặc trưng sỏng tạo cần đặc biệt chỳ ý đến loại bài thiết kế và bài tập cú những phương phỏp giải khỏc nhau độc đỏo.

Với cỏc bài tập thiết kế, quan trọng nhất là phải để cho học sinh tưởng tượng được cơ cấu của thiết kế như thế nào? Chỉ sau khi hỡnh dung được cơ cấu đú, học sinh mới cú thể sử dụng cỏc kiến thức cơ bản vào việc thiết kế cỏc cơ cấu, dụng cụ hoặc giải thớch được nguyờn tắc vận hành chỳng.

Dướii đõy chỳng tụi sẽ trỡnh bày một số vớ dụ mang tớnh định hướng trong khi hướng dẫn học sinh giải cỏc bài tập.

Bài 1:

GV: Trong bài này phải vận dụng kiến thức nào để giải thớch?

HS: Theo định luật III Newton thỡ lực kộo của hai người là như nhau. GV: Trong trường hợp này, tỏc dụng lờn hai người cũn vật nào khụng ?

HS: Xột theo phương ngang ngoài lực kộo giữa hai người cũn cú lực ma sỏt nghỉ của mặt đất tỏc dụng vào mỗi người. Lỳc này xuất hiện vai trũ của vật thứ ba là mặt đất. Do đú, theo phương ngang mỗi người chịu tỏc dụng của hai lực là: lực kộo của người và lực ma sỏt nghỉ của mặt đất. Người nào tỏc dụng vào mặt đất một lực lớn hơn thỡ mặt đất sẽ tỏc dụng lại lực ma sỏt nghỉ lớn hơn và người đú sẽ thắng.

Nguyễn Thị Thắm - K31B - Lý GVHD: PGS.TS Tạ Tri Phương

Nhận xột:

- Học sinh thường nghĩ rằng lực kộo từ tay người nọ tới tay người kia là bằng nhau thỡ người nọ khụng thể kộo được người kia.

- Học sinh cần cú sự tư duy sỏng tạo để chỉ ra vai trũ của vật thứ ba tỏc dụng trong trường hợp này. Vật thứ ba ở đõy là mặt đất.

Bài 7:

GV: Xỏc định mục đớch của thớ nghiệm? HS: Mục đớch thớ nghiệm

+ Chỉ ra Fmst< Fmsn cực đại.

+ Tớnh được độ chờnh lệch giữa hai lực ma sỏt khi vật trượt đều. GV: Để chỉ ra Fmst< Fmsn cực đại ta phải làm gỡ ?

HS: Ta cho hai vật nằm trờn nhau lỳc đú sẽ xuất hiện lực ma sỏt nghỉ. tại chỗ tiếp xỳc giữa hai vật. Gắn lực kế bằng đĩa vào một vật và dựng tay kộo vật cũn lại đến khi hai vật bắt đầu trượt thỡ giỏ trị của lực kộo tại thời điểm đú là lực ma sỏt nghỉ cực đại. Điều chỉnh lực kộo sao cho hai vật trượt đều thỡ giỏ trị chỉ trờn lực kế là lực ma sỏt trượt.

GV: Dựng tay kộo để vật trượt đều rất khú. Hóy thiết lập phương ỏn điều chỉnh vật trượt đều ?

HS: Ta nối vật được kộo với một đĩa cõn thụng qua một rũng rọc cố định. Điều chỉnh lực kộo bằng cỏch điều chỉnh lượng cỏt cho vào đĩa cõn.

GV : Vẽ sơ đồ thớ nghiệm ? HS: Thớ nghiệm gồm một lực kế bằng đĩa (2), tấm vỏn cú kớch thước 10x60 đến 80cm (3), quả nặng (1), một rũng rọc cố định và đĩa cõn (4) được mắc với nhau như hỡnh vẽ

1 2

3

Nguyễn Thị Thắm - K31B - Lý GVHD: PGS.TS Tạ Tri Phương

Tiến hành thớ nghiệm

Mắc hệ thống cỏc vật như hỡnh vẽ.

Khi tăng dần cỏt vào đĩa (4), số chỉ của lực kế tăng dần tới giỏ trị cực

đại rồi vật bị “bứt” ra khỏi mặt phẳng. Nếu cứ để cho hệ chuyển động ta sẽ cú

chuyển động nhanh dần (lắp vào xe một băng giấy và cho băng giấy chạy qua đồng hồ rung), ta thấy rất rừ điều đú.

Muốn cho xe chuyển động đều ta lấy bớt cỏt trong đĩa ra. Điều này cho thấy lực ma sỏt trượt nhỏ hơn lực ma sỏt nghỉ cực đại.

- Lưu ý

Cần tạo thớ nghiệm sao cho hiện tượng diễn ra một cỏch khỏch quan chứ khụng phụ thuộc vào cảm giỏc trực quan như kộo cho vật trượt đều, nõng dần mỏng nghiờng cho đến khi vật trượt đều.

Nhận xột:

- Học sinh thường khú hỡnh dung ra mụ hỡnh của thớ nghiệm.

- Bằng những kiến thức đó học, học sinh cú thể tư duy sỏng tạo ra cỏch dựng lực kế để đo lực và dựng cỏt cho vào đĩa cõn để điều chỉnh cho vật trượt đều.

Bài 10:

GV: Lỳc đầu giỏ trị của lực F

nhỏ thỡ hai vật chuyển động như thế nào?

HS: Lỳc đầu F

cũn nhỏ hai vật

chưa dịch chuyển với nhau, cả hai vật cựng cú gia tốc:

F a

M m



 (1)

GV: Lực nào truyền cho m gia tốc đú? HS : Lực đú là lực ma sỏt nghỉ Fms ma (2) m M F N 

Nguyễn Thị Thắm - K31B - Lý GVHD: PGS.TS Tạ Tri Phương Từ (1) và (2) suy ra: ms F F ma m M m   

GV: Khi F tăng thỡ giỏ trị của lực ma sỏt nghỉ như thế nào?

HS: Khi F tăng, lực ma sỏt nghỉ cũng tăng nhưng khụng thể tăng mói, giỏ trị cực đại của Fms là :

Fmsmax k N0 k mg0

GV: Điều kiện để xỏc định lực F cực đại để hai vật cũn cựng chuyển động với nhau?

HS: Giỏ trị cực đại của F để hai vật cũn cựng chuyển động với nhau như một vật được xỏc định từ điều kiện :

k mg0 m F M m

 

F k g M0 ( m)

GV: Lực cực đại này so với lực cực tiểu cần tỡm như thế nào?

HS: Đú cũng chớnh là lực tối thiểu để hai vật bắt đầu dịch chuyển với nhau.

Vậy lực F tối thiểu tỏc dụng vào M để hai vật m và M bắt đầu dịch chuyển đối với nhau.

Nhận xột:

- Trong bài này khi hỏi học sinh lực nào truyền cho m gia tốc thỡ học sinh cú thể trả lời đú là lực kộo F. Tuy nhiờn, ở đõy học sinh cần tư duy trực giỏc để chỉ ra đú khụng phải là lực kộo F mà đú là lực ma sỏt nghỉ.

- Học sinh cũng cần cú sự tư duy sỏng tạo để chỉ ra lực cực đại để hai vật cựng chuyển động với nhau cũng là lực cực tiểu để hai vật bắt đầu dịch chuyển đối với nhau.

Nguyễn Thị Thắm - K31B - Lý GVHD: PGS.TS Tạ Tri Phương

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2

Trong chương 2, chỳng tụi đó trỡnh bày hai vấn đề cơ bản là nờu cấu trỳc kiến thức đề tài, xõy dựng và dạy giải một số bài tập mang đặc trưng sỏng

tạo trong phần “Động lực học chất điểm” vật lớ lớp 10 THPT (chương trỡnh

nõng cao).

Dựa vào cơ sở lớ luận đó trỡnh bày ở chương 1, xuất phỏt từ mức độ nội dung kiến thức để rốn luyện năng lực sỏng tạo cho học sinh, chỳng tụi đó xõy dựng hệ thống bài tập ở cỏc dạng khỏc nhau cú đặc trưng sỏng tạo. Dựa trờn cơ sở cỏc bước giải bài tập vật lý hướng dẫn học sinh suy nghĩ, tỡm ra hướng giải bằng cỏch vận dụng những kiến thức đó cú và khả năng tư duy sỏng tạo trong từng bài tập cụ thể. Thụng qua hệ thống bài tập này sẽ gúp phần rốn luyện năng lực sỏng tạo cho học sinh.

Nguyễn Thị Thắm - K31B - Lý GVHD: PGS.TS Tạ Tri Phương

KẾT LUẬN CHUNG

Đối chiếu với mục đớch cần nghiờn cứu, đề tài về cơ bản đó hoàn thành cỏc nhiệm vụ đặt ra:

* Nghiờn cứu năng lực sỏng tạo của học sinh trong hoạt động giải bài tập vật lý trong sự so sỏnh với hoạt động của nhà khoa học khi vận dụng kiến thức đó học để phỏt hiện kiến thức mới.

* Trờn cơ sở nghiờn cứu chương trỡnh sỏch giỏo khoa, sỏch bài tập, cỏc loại sỏch tham khảo đó xỏc định được những kiến thức cơ bản của chương này và đưa ra được một số bài tập cú đặc trưng sang tạo ở cỏc dạng khỏc nhau nhằm rốn luyện năng lực sang tạo cho học sinh

Qua quỏ trỡnh thực hiện đề tài, chỳng tụi thấy rằng cú thể phỏt triển đề tài với nội dung kiến thức khỏc nhau cũng gúp phần rốn luyện năng lực sỏng tạo cho học sinh.

Túm lại, đề tài mà chỳng tụi nghiờn cứu đó hoàn thành cỏc nhiệm vụ và đạt được cỏc mục đớch đó đề ra. Tuy nhiờn, do thời gian thực hiện đề tài cú hạn nờn vẫn cũn cú sự hạn chế.

Nguyễn Thị Thắm - K31B - Lý GVHD: PGS.TS Tạ Tri Phương

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Đào Thị Hà, Nghiờn cứu việc tổ chức hoạt động ngoại khoỏ về “ Lực ma sỏt” lớp 10 trung học phổ thụng nhằm phỏt huy tớnh tớch cực và bồi dưỡng năng lực sỏng tạo của học sinh, Luận văn thạc sĩ, Khoa Vật Lý Trường ĐHSP Hà Nội.

2. Nguyễn Thanh Hải, Bài tập định tớnh và cõu hỏi thực tế vật lớ 10, Nxb Giỏo dục năm 2006.

3. Nguyễn Ngọc Hưng, Thớ nghiệm vật lớ với dụng cụ tự làm từ chai nhựa và vỏ lon - Tập I: Cơ học, Nxb Đại học sư phạm.

4. Vũ Thanh Khiết, Kiến thức cơ bản nõng cao vật lý THPT tập I, Nxb Hà Nội năm 2005.

5. Nguyễn Thế Khụi (Tổng chủ biờn), Vật lớ 10 nõng cao, Nxb Giỏo dục năm 2007.

6. Nguyễn Đức Lõm, Nghiờn cứu việc tổ chức hoạt động ngoại khoỏ về lực hướng tõm ở lớp 10 theo hướng phỏt huy tớnh tớch cực và phỏt triển năng 7. Nguyễn Đức Minh, Ngụ Văn Khoỏt, Hỏi đỏp về những hiện tượng vật lớ -

Tập I – Cơ học, Nxb Khoa học và Kĩ thuật Hà Nội năm 1970.

8. Nguyễn Đức Thõm (chủ biờn), Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuõn Huế, Phương phỏp dạy học vật lớ ở trường phổ thụng, Nxb Đại học sư phạm.

9. PGS.TS. Nguyễn Đức Thõm, Chiến lược dạy học vật lý ở trường trung học cơ sở, Nxb Hà Nội năm 2006.

10. Nguyễn Thị Thuần, Luận văn thạc sĩ.

11. Nguyễn Anh Thi, 252 bài toỏn cơ học, Nxb Giỏo dục năm 2005.

12. David. Halliday - Robert. Resnick - Jearl Waker, Cơ sở vật lý - Tập một – cơ học – I, Nxb Giỏo dục năm 2006.

Nguyễn Thị Thắm - K31B - Lý GVHD: PGS.TS Tạ Tri Phương

PHỤ LỤC Bài 2:

Giải thớch :

Trọng lực tỉ lệ thuận với khối lượng. Do đú, sự tăng khối lượng bao nhiờu lần thỡ trọng lực cũng tăng bấy nhiờu lần. Kết quả là tỉ số giữa trọng lực và khối lượng (chớnh là gia tốc) vẫn là đại lượng khụng đổi.

Nhận xột :

- Học sinh thường nghĩ tới mối liờn hệ giữa gia tốc và lực tỏc dụng khi dựa vào biểu thức của định luật II Newton.

- Học sinh cần tư duy sỏng tạo để chỉ ra tớnh chất của trọng lực luụn tỉ lệ thuận với khối lượng. Từ đú dựa vào định luật II Newton chỉ ra g

là đại lượng khụng đổi.

Bài 3 :

Giải thớch :

Ta thấy rằng với cỏc bỏnh xe ở toa thỡ ma sỏt cản trở chuyển động nhưng đối với cỏc bỏnh xe ở đầu tàu thỡ lực ma sỏt đúng vai trũ là lực phỏt động. Nếu bụi dầu mỡ vào cỏc thanh day để làm giảm ma sỏt thỡ làm cho cỏc bỏnh xe ở đầu tàu quay trũn khụng chuyển động được.

Nhận xột :

- Học sinh cần tư duy trực giỏc để thấy rằng thanh day đường sắt liờn quan đến chuyển động của tàu hoả.

- Học sinh cần tư duy sỏng tạo để chỉ ra tỏc dụng của lực ma sỏt đối với cỏc bỏnh xe khỏc nhau như thế nào?

Bài 4 : Giải thớch : Lực hấp dẫn 1 2 2 hd m m F G r

Nguyễn Thị Thắm - K31B - Lý GVHD: PGS.TS Tạ Tri Phương

Hai vật vành khăn và quả cầu cú thoả món điều kiện trờn khụng?

Ta cú: 1 2 2 hd m m F G r

 chỉ ỏp dụng với hai chất điểm hoặc hai vật hỡnh cầu được coi là chất điểm đặt tại tõm của hỡnh cầu. Vành khăn khụng được coi là chất điểm nờn khụng nghiệm đỳng định luật vạn vật hấp dẫn.

Nhận xột:

- Để giải thớch được hiện tượng mõu thuẫn trong bài toỏn thỡ học sinh cần tư duy tới điều kiện để ỏp dụng định luật vạn vật hấp dẫn.

- Học sinh cũng cần để ý tới điều kiện để vật được coi là chất điểm. Bài 5 :

Giải thớch :

Khụng phải là một mõu thuẫn! Khi gỗ (cỏn rỡu) bị dớnh ướt, những thớ gỗ nhỏ trờn bề mặt nở ra, phồng lờn một chỳt ớt (cú khi ta khụng cú cảm giỏc thấy được). Kết quả là ma sỏt giữa tay và cỏn rỡu tăng lờn. Ở đõy nước khụng đúng vai trũ như dầu mỡ bụi trơn mà cú tỏc dụng làm thay đổi hệ số ma sỏt giữa tay và cỏn rỡu.

Nhận xột:

Học sinh thường cho rằng chỉ đơn giản vỡ dầu mỡ khỏc với nước. Tuy nhiờn ở đõy học sinh cần tư duy để chỉ ra rằng nước khi

cho vào gỗ thỡ sẽ làm gỗ nở ra và lỳc này ma sỏt sẽ tăng lờn.

Bài 6:

- Mục đớch thớ nghiệm

Chỉ ra tớnh quỏn tớnh của dũng nước chuyển động. - Chế tạo dụng cụ và bố trớ thớ nghiệm.

Cắt bỏ đỏy một chai nhựa 1,25l và đục trờn lắp chai này một lỗ để gắn chặt vào đú đoạn ống nhựa trong

Nguyễn Thị Thắm - K31B - Lý GVHD: PGS.TS Tạ Tri Phương

cú đường kớnh 0,8cm, dài 3cm. Lồng khớt vào đầu trờn của vỏ ống này một đoạn vỏ bỳt bi cú lỗ ở trờn với đường kớnh 0,3cm. Lại lồng ra ngoài vỏ bỳt bi này một ống nhựa dài 10cm cú đầu được thu nhỏ thành vũi phun. Cho vào trong ống nhựa cú vũi phun này một viờn bi cú đường kớnh 0,4cm. Nhờ vậy, viờn bi và lỗ ở đầu ống tạo thành một cỏi van, van này đúng mở mỗi khi chai lờn xuống. Chai nhựa được đặt trong chậu nước sõu 20 cm.

- Tiến hành thớ nghiệm và kết quả thớ nghiệm.

Khi dựng tay cho chai đột ngột lờn phớa trờn, đột ngột lờn phớa dưới thỡ sẽ thấy:

Sau mỗi lần lờn xuống, nước trong ống dõng lờn. Sau nhiều lần như thế nú sẽ phun ra ngoài qua vũi phun.

- Giải thớch kết quả

Nguyờn nhõn làm nước dõng lờn và phun ra ngoài là do quỏn tớnh của