8. Cấu trúc khóa luận
2.5. Kiểm tra đánh giá
2.5.1. Các năng lực thành phần có thể phát triển ở học sinh
Những năng lực thành phần của năng lực chuyên biệt môn Vật lí có thể phát triển cho học sinh trong dạy học chuyên đề “Định luật bảo toàn cơ năng” Vật lí 10 nâng cao được liệt kê dưới bảng sau:
Nhóm nãng
lực
Năng lực thành phần
Mô tả mức độ thực hiện trong chủ đề
Năng lực sử dụng kiến thức K1: Trình bày được kiến thức về các hiện tượng, đại lượng, định luật, nguyên lí vật lí cơ bản, các phép đo, các hằng số vật lí
- Nêu được điều kiện có sự bảo toàn cơ năng của vật trong quá trình tương tác,va chạm.
- Phát biểu được nội dung định luật bảo toàn cơ năng.
K2: Trình bày được mối quan hệ giữa các kiến thức vật lí
-Chỉ ra được sự biến đổi giữa động năng và thế năng của vật trong quá trình chuyển động.
- Viết được biểu thức độ lớn của định luật bảo toàn cơ năng trong hai trường hợp: vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực và vật chịu tác dụng của lực đàn hồi.
K3: Sử dụng được kiến thức vật lí để thực hiện các nhiệm vụ học tập
- Giải được các bài tập liên quan đến độ lớn của cơ năng.
- Giải được các bài tập cơ bản về năng lượng.
38 thích, dự đoán, tính toán, đề ra giải pháp, đánh giá giải pháp,…) kiến thức vật lí vào các tình huống thực tiễn
tượng trong tự nhiên liên quan đến sự bảo toàn cơ năng, sự chuyển hóa năng lượng: + Dao động của con lắc trong đồng hồ quả lắc.
+ Năng lượng thủy điện.
-Giải được các bài toán có liên hệ nhiều phần kiến thức và gắn với thực tiễn:
+ Các bài toán về va chạm. Năng lực về phƣơng pháp P1: Ðặt ra những câu hỏi về một sự kiện vật lí
- Đặt ra những câu hỏi liên quan tới các hiện tượng năng lượng: Tại sao nước ở những thác cao có thế năng dự trữ sẽ chuyển hóa thành động năng,có thể làm quay tuabin của máy phát và tạo ra điện năng...
- Đặt ra những câu hỏi liên quan đến dao động của con lắc đơn,con lắc lò xo...
P2: Mô tả được các hiện tượng tự nhiên bằng ngôn ngữ vật lí và chỉ ra các quy luật vật lí trong hiện tượng đó
Mô tả được những hiện tượng liên quan đến sự chuyển động và tương tác tiếp xúc bằng ngôn ngữ vật lí. P3: Thu thập, đánh giá, lựa chọn và xử lí thông tin từ các nguồn khác nhau để giải quyết vấn đề
-Thu thập, đánh giá, lựa chọn và xử lí thông tin từ các nguồn khác nhau: đọc sách giáo khoa Vật lí, sách tham khảo, báo chí, các thông tin khoa học, Internet… để tìm hiểu về các vấn đề liên quan đến sự bảo toàn và
39
trong học tập vật lí chuyển hóa năng lượng. P5: Lựa chọn và sử
dụng các công cụ toán học phù hợp trong học tập vật lí.
Lựa chọn kiến thức về tương quan tỷ lệ thuận và tương quan tỷ lệ nghich để xử lí các kết quả thí nghiệm khi xây dựng kiến thức về độ lớn của cơ năng.
P6: Chỉ ra được điều kiện lí tưởng của hiện tượng vật lí
Chỉ ra điều kiện để cơ năng của một vật chuyển động bảo toàn, điều kiện xảy ra các loại va chạm.
P7: Ðề xuất được giả thuyết; suy ra các hệ quả có thể kiểm tra được
- Đề xuất được dự đoán về mối quan hệ giữa độ lớn của động năng và thế năng.
P8: Xác định mục đích, đề xuất phương án, lắp ráp, tiến hành xử lí kết quả thí nghiệm và rút ra nhận xét
-Đề xuất được phương án thí nghiệm: Dụng cụ thí nghiệm cần thiết, hợp lí, cách thức bố trí và lên được kế hoạch tiến hành thí nghiệm.
- Lựa chọn được các vật dụng trong đời sống để thực hiện được thí nghiệm.
-Lắp ráp được thí nghiệm kiểm tra giả thuyếtvề mối liên hệ trên.
- Tiến hành xử lí kết quả thí nghiệm kiểm tra giả thuyết trên và rút ra nhận xét.
P9: Biện luận tính đúng đắn của kết quả thí nghiệm và tính đúng đắn các kết luận được khái quát hóa từ
-Biện luận về sai số của kết quả thí nghiệm và các nguyên nhân gây lên sai số: đo góc chưa chính xác.
40 kết quả thí nghiệm
này
X1: Trao đổi kiến thức và ứng dụng vật lí bằng ngôn ngữ vật lí và các cách diễn tả đặc thù của vật lí
HS trao đổi những kiến thức để mô tả chuyển động, tìm nguyên nhân của sự biến đổi năng lượng bằng ngôn ngữ vật lí: công, động năng, thế năng, cơ năng…
Năng lực trao đổi thông tin
X2: Phân biệt được những mô tả các hiện tượng tự nhiên bằng ngôn ngữ đời sống và ngôn ngữ vật lí
Sử dụng được các đại lượng vật lí như công, động năng, thế năng, cơ năng hoặc các khái niệm về hiện tượng…để mô tả sự chuyển động của vật trong không gian.
X3: Lựa chọn, đánh giá được các nguồn thông tin khác nhau,
So sánh những nhận xét từ kết quả thí nghiệm của nhóm mình với các nhóm khác và kết luận nêu ở sách giáo khoa Vật lí 10 về giá trị của cơ năng.
X4: Mô tả được cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của các thiết bị kĩ thuật, công nghệ
Hiểu được cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của đồng hồ quả lắc...
X5: Ghi lại được các kết quả từ các hoạt động học tập vật lí của mình (nghe giảng, tìm kiếm thông tin, thí nghiệm,
- Ghi chép các nội dung hoạt động nhóm. - Biểu diễn kết quả thí nghiệm dưới dạng bảng biểu.
41 làm việc nhóm…).
X6: Trình bày các kết quả từ các hoạt động học tập vật lí
- Trình bày được số liệu đo đạc dưới dạng bảng biểu, đồ thị. Giải thích kết quả đo được.
- Trình bày được kết quả hoạt động nhóm dưới các hình thức: văn bản, báo cáo thí nghiệm.
X7: Thảo luận được kết quả công việc của mình và những vấn đề liên quan dưới góc nhìn vật lí
Thảo luận đúng trọng tâm và với việc dùng các ngôn ngữ khoa học về các kết quả thực hiện các nhiệm vụ học tập của bản thân và của nhóm.
X8: Tham gia hoạt động nhóm trong học tập vật lí
Phân công công việc hợp lí để đạt hiệu quả cao nhất khi thực hiện các nhiệm vụ: Chọn vật liệu, người làm thí nghiệm, người xử lí số liệu hoặc người báo cáo.
C1: Xác định được trình độ hiện có về kiến thức, kĩ nãng , thái độ của cá nhân trong học tập vật lí
- Xác định được trình độ hiện có về tương tác, chuyển động thông qua các bài kiểm tra ngắn ở lớp, tự giải bài tập ở nhà.
- Đánh giá được kỹ năng về thí nghiệm, thái độ học tập và hoạt động nhóm thông qua Phiếu đánh giá đồng đẳng. Năng lực cá thể C2: Lập kế hoạch và thực hiện được kế hoạch, điều chỉnh kế hoạch học tập vật lí nhằm nâng cao trình độ bản thân. - Lập kế hoạch, có sự cố gắng thực hiện được kế hoạch. Đặc biệt là việc đề ra và điều chỉnh kế hoạch thực hiện các thí nghiệm ở nhà.
42 C4: So sánh và đánh
giá được - dưới khía cạnh vật lí- các giải pháp kĩ thuật khác nhau về mặt kinh tế, xã hội và môi trường
So sánh đánh giá được các giải pháp khác nhau trong việc thiết kế, chế tạo máy chuyển hóa năng lượng như từ thế năng chuyển thành động năng và tạo ra điện năng…để có những vận dụng trong đời sống một cách hiệu quả.
C6: Nhận ra được ảnh hưởng vật lí lên các mối quan hệ xã hội và lịch sử
Biết được những kiến thức về năng lượng, hiện tượng va chạm và việc sử dụng những kiến thức đó trong thực tiễn có ảnh hưởng đến cuộc sống xã hội.
2.5.2. Các hình thức đánh giá
- Đánh giá thường xuyên các hoạt động học tập của cá nhân và nhóm thông qua kết quả thực hiện các nhiệm vụ học tập trên Phiếu học tập.
- Kiểm tra nhanh bằng các câu hỏi trắc nghiệm khách quan.
- Đánh giá đồng đẳng khi thực hiện thí nghiệm ở nhà giữa các thành viên trong nhóm.
- Đánh giá qua bài kiểm tra.
2.5.3. Ví dụ một số câu hỏi và bài tập
Câu 1: (Nhận biết; K1, P2, X2). Chọn phát biểu đúng?
Khi một người lên gác cao theo các bậc thang:
A. Thế năng trọng trường của người (hoặc thế năng của hệ người- Trái Đất) đã tăng.
B. Thế năng trọng trường không đổi vì người đã cung cấp một công để thắng công của trọng lực.
43
C. Để tính độ biến thiên của thế năng trọng trường, bắt buộc phải lấy mức không của thế năng ở mặt đất.
D. Nếu mức không của thế năng được chọn ở tầng cao nhất thì khi người càng lên cao, thế năng trọng trường sẽ giảm dần đến mức cực tiểu và bằng không.
Câu 2: (Nhận biết; K1, P2, X1, X2). Thế năng của bóng gôn ở trong
hố đối với mặt đất ở miệng hố là một đại lượng nhỏ hơn không.Giải thích.Có trường hợp nào động năng của vật có giá trị âm không? (g = 9.8 m/s2
).
Câu 3: (Thông hiểu; K2, P2). Một hòn bi có khối lượng 20g được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc 4 m/s từ độ cao 1.6 m so với mặt đất.
a, Tính trong hệ quy chiếu mặt đất các giá trị động năng, thế năng, cơ năng của hòn bi tại lúc ném vật.
b, Tìm độ cao cực đại mà bi đạt được.
Câu 4: (Thông hiểu; K2, P2). Giữ một vật khối lượng 0.25 kg ở một
đầu lò xo đặt thẳng đứng với trạng thái ban đầu chưa bị biến dạng.Ấn cho vật đi xuống làm lò xo bị nén một đoạn là 10 cm.Tìm thế năng tổng cộng của hệ vật-lò xo tại vị trí này.Lò xo có độ cứng 500 N/m và bỏ qua khối lượng của nó.Cho g = 10 m/s2 và chọn mức không của thế năng tại vị trí lò xo không biến dạng.
Câu 5: (Nhận biết; K1, P2, C1). Một quả đạn pháo đang chuyển động
thì nổ và bắn ra thành hai mảnh.Cho biết đáp án nào sau đây là đúng? A. Động lượng và cơ năng toàn phần đều không bảo toàn. B. Động lượng và động năng bảo toàn.
C. Chỉ cơ năng được bảo toàn. D. Chỉ động lượng được bảo toàn.
44
Câu 6: (Thông hiểu; K1, X1, X2, C1). Cho hệ cơ gồm các vật A, B, C, có khối lượng m1 = 3kg, m2 = 5kg, m3 = 2kg,
nối với nhau bằng các sợi dây không giãn, khối lượng dây và ròng rọc không đáng kể. Bỏ qua mọi ma sát.
a. Áp dụng định lí động năng tính gia tốc các vật?
b. Tính lực căng dây nối giữa hai vật A, B. Lấy g = 10m/s2.
Câu 7: (Thông hiểu; K2, P5, C1). Một vật có khối lượng m = 3 kg được đặt ở một vị trí trong trọng trường và có thế năng bằng Wt1 = 500 J.Thả tự do cho vật rơi tới mặt đất, tại đó thế năng của vật bằng Wt2 = -900 J.
a, Hỏi vật đã rơi từ độ cao nào so với mặt đất?
b, Hãy xác định thế năng ứng với mốc tính thế năng đã chọn. c, Tìm vận tốc của vật khi đi qua vị trí này.
Câu 8: (Vận dụng thấp; K1, P5, C1). Một vật bắt đầu chuyển động trên một mặt dốc có hình dạng bất kì từ độ cao 1m so với mặt nằm ngang.Tìm vận tốc của vật khi nó tới chân dốc.Bỏ qua ma sát giữa vật và mặt dốc.
Câu 9: (Vận dụng thấp; K1, P2, P5, C1). Một khẩu súng đồ chơi có một lò xo dài 10 cm, lúc bị nén chỉ còn dài 4 cm thì có thể bắn thẳng đứng một viên đạn có khối lượng 30 g lên cao 6m.Tìm độ cứng của lò xo.Bỏ qua lực cản của không khí.
Câu 10: (Vận dụng thấp; K1, P2, P5, X1, X2, C1). Một vận động viên đẩy tạ đẩy một quả tạ nặng 2 kg dưới một góc nào đó so với phương nằm
A B
45
ngang. Quả tạ rời khỏi tay vận động viên ở độ cao 2m so với mặt đất. Tính công của trọng lực thực hiện được kể từ khi quả tạ rời khỏi tay vận động viên cho đến lúc rơi xuống đất. (Lấy g = 10 m/s2
)
Câu 11: (Thông hiểu; K1, P2, X2, C1). Người ta gắn một quả cầu
nặng vào thanh nhẹ cứng AB như hình vẽ.Hỏi nếu dựng thẳng đứng lên thì trường hợp nào trong hai trường hợp sau quả cầu sẽ đổ xuống nhanh hơn: tì đầu A hay tì đầu B lên sàn.Cho biết trong cả hai trường hợp sàn đều không trơn.
Câu 12: (Thông hiểu; K1, K3, P2, X1, X2, C1). Viên đạn khối lượng
10g đang bay với vận tốc 600m/s thì gặp một bức tường. Đạn xuyên qua tường trong thời gian 1/1000s. Sau khi xuyên qua tường vận tốc của đạn còn 200m/s. Lực cản trung bình của tường tác dụng lên đạn bằng bao nhiêu?
Câu 13: (Vận dụng thấp; K2, P5, X1, C1). Một người nâng một cái thang đang đặt nằm dưới đất và dựng nó vào một bức tường theo góc nghiêng 600 so với mặt đất.Tìm độ biến thiên thế năng trọng trường của thang.Cho biết thang dài 5 m và có khối lượng 8 kg.Lấy g = 10 m/s2.
Câu 14: (Thông hiểu; K1, P2, X2, C1). Ném ngang một hòn đá khối
lượng 2 kg với vận tốc 5 m/s từ tầng gác có độ cao12 m so với mặt đất.Bỏ qua lực cản của không khí.
a,Xác định cơ năng tại thời điểm ném.
b, Khi vật rơi tới độ cao cách mặt đất 2 m thì vận tốc của nó bằng bao nhiêu?
46
Câu 15: (Thông hiểu; K1, K2, P5, C1). Một lò xo có độ cứng k = 10
N/m và chiều dài tự nhiên lo = 10 cm.Treo vào nó một quả cân khối lượng m = 100 g.Lấy vị trí cân bằng của quả cân làm gốc tọa độ.Tính thế năng tổng cộng của hệ lò xo - quả cân khi quả cân được giữ ở các vị trí sao cho lò xo có chiều dài bằng 5, 10, 20, 30 cm.Lấy g = 10 m/s2 và bỏ qua khối lượng của lò xo.
Câu 16: (Vận dụng; K4, P5, X2). Một người có khối lượng 60 kg đi
đều trên đường nằm ngang với vận tốc 2m/s. Lấy g= 10m/s2
. Biết chiều cao chân người là 1m và khoảng cách giữa hai gót chân khi bước đi là 80 cm. Tính công mà người sản ra khi di chuyển được đoạn đường 100m.
Câu 17: (Thông hiểu; K1, P5, X1, C1).
Một vật trượt không ma sát trên một rãnh phía dưới uốn lại thành vòng tròn có bán kính R (như hình vẽ), từ độ cao h so với mặt phẳng nằm ngang
và không có vận tốc ban đầu. Hỏi độ cao h ít nhất phải bằng bao nhiêu để vật không rời khỏi quỹ đạo tại điểm cao nhất của vòng tròn.
Câu 18:(Vận dụng; K2, P5, X2, C1). Một người khối lượng m1=60kg
đứng trên một xe goòng khối lượng m2=240kg đang chuyển động trên đường ray với vận tốc 2m/s. Tính vận tốc của xe nếu người nhảy về phía trước xe với vận tốc 4m/s đối với xe (lúc sau).
Câu 19:(Thông hiểu; K1, P5, C1). Đường tròn có đường kính AC=2R=1m. Lực F có phương song song với AC, có chiều không đổi từ A đến C và có độ lớn 600N. Tính công của F khi điểm đặt của F vạch nên nửa đường tròn AC.
Câu 20:(Vận dụng; K1, P2, P5, X2, C1). Búa máy khối lượng 500kg
rơi từ độ cao 2m và đóng vào cọc làm cọc ngập thêm vào đất 0,1m. Lực đóng cọc trung bình là 80000N. Tính hiệu suất của máy?
47
CHƢƠNG 3
DỰ KIẾN THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM
3.1. Mục đích dự kiến thực nghiệm
Kiểm tra tính đúng đắn của các giả thuyết khoa học thông qua dạy học bài “Định luật bảo toàn cơ năng” - Vật lí 10 nâng cao nhằm nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức cơ bản và phát triển năng lực cho HS.
Căn cứ vào kết quả dự kiến thực nghiệm sư phạm để đánh giá khả năng tiếp cận kiến thức dựa vào các phương pháp mới mà chúng tôi đề ra và cách sử dụng chúng trong dạy học của GV và HS.
3.2. Đối tƣợng dự kiến thực nghiệm
Trong khuôn khổ của khóa luận, chúng tôi đề cập tới các nội dung kiến thức Vật lí của học sinh lớp 10 THPT. Sau khi cân nhắc, nghiên cứu đặc biệt là để thuận tiện cho quá trình thực tập sư phạm, tôi dự kiến chọn trường