7. Cấu trỳc luận văn
2.2.1.Kiến thức cơ bản phần cơ học vật lý 10 nõng cao THPT
Cơ học là một phần của vật lớ học nghiờn cứu hiện tượng chuyển động cơ học của cỏc vật. Chuyển động cơ học của vật thể là sự thay đổi vị trớ của nú trong khụng gian đối với cỏc vật thể khỏc theo thời gian. Cơ học phải trả lời được những vấn đề liờn quan đến chuyển động của cỏc vật.
Chương trỡnh cơ học vật lớ 10 nõng cao được chia làm 5 phần. Mỗi phần giải quyết những nhiệm vụ nhận thức nhất định để đưa tới giải quyết bài toỏn cơ bản của cơ học. Về cơ bản, cấu trỳc phần cơ học lớp 10 nõng cao cú thể biểu diễn bằng sơ đồ sau: Vật CĐ như thế nào? Vỡ sao vật CĐ như vậy? Vỡ sao vật cõn bằng? Đại lượng nào bảo toàn? Chất khớ và chất lỏng cđ như thế nào? Động học Động lực học Tĩnh học Cỏc định luật bảo to nà Cơ học chất lưu CƠ HỌC
Động học: Nội dung cơ bản là cỏc khỏi niệm và đại lượng mụ tả chuyển động của một vật. Động học nghiờn cứu cỏc dạng chuyển động cơ học bắt đầu từ dạng đơn giản nhất là chuyển động thẳng đều đến phức tạp hơn là chuyển động thẳng khụng đều bao gồm chuyển động thẳng biến đổi đều, chuyển động cong, chuyển động trũn, chuyển động biến đổi trờn quỹ đạo cong, … Logic cơ bản khi trỡnh bày phần động học là đi từ cỏi riờng, cỏi đơn giản đến cỏi tổng quỏt, phức
tạp. Đú là logic qui nạp.
Động lực học: Nội dung cơ bản là ba định luật Niutơn, cỏc khỏi niệm cơ bản như: lực và khối lượng, cỏc định luật riờng cho từng loại lực cơ học. Cỏc đặc điểm của phần này là: Cỏc định luật Niutơn là những nguyờn lớ lớn, những nguyờn lớ này làm nền tảng cho việc tỡm kiếm cỏc định luật vật lớ khỏc cũng như cho việc xõy dựng và phỏt triển cơ học. Với quan niệm đú, SGK trỡnh bày ba định luật dưới dạng tiờn đề chứ khụng phải bằng con đường qui nạp thực nghiệm. Lực và khối lượng là hai khỏi niệm cơ bản mà Niutơn đó sử dụng để khỏi quỏt hoỏ và định lượng những kết quả quan sỏt về hiện tượng tương tỏc giữa cỏc vật cũng như về chuyển động của chỳng. Hai khỏi niệm này được hỡnh thành trong mối liờn hệ chặt chẽ với ba định luật Niutơn. Xột về mặt logic, khụng thể hỡnh thành được khỏi niệm lực mà khụng cần đến khỏi niệm khối lượng, ngược lại cũng khụng thể hỡnh thành khỏi niệm khối lượng mà bỏ qua khỏi niệm lực. Do nhấn mạnh vai trũ trực giỏc trong việc hỡnh thành hai khỏi niệm lực và khối lượng nờn SGK trỡnh bày cỏch hỡnh thành hai khỏi niệm theo hai giai đoạn: giai đoạn trực giỏc và giai đoạn logic. Tĩnh học: Là phần cơ học nghiờn cứu sự cõn bằng của cỏc vật. Cỏc định luật Niutơn là cơ sở để xột điều kiện cõn bằng của vật. Trong trường phổ thụng khụng đề cập đến điều kiện cõn bằng tổng quỏt của một vật rắn mà chỉ xột cỏc trường hợp riờng bắt đầu từ đơn giản: điều kiện cõn bằng của chất điểm chịu tỏc dụng của hai lực, ba lực, điều kiện cõn bằng của vật rắn khụng cú chuyển động quay… đến phức tạp hơn là tỡm điều kiện cõn bằng của vật rắn cú trục quay cố định, điều kiện cõn bằng của vật rắn cú mặt chõn đế. Theo quan niệm động lực học thỡ đứng yờn chỉ là trường hợp đặc biệt của trạng thỏi cõn bằng khi v = 0. Do
vậy cú thể sử dụng cỏc kiến thức của phần động lực học để nghiờn cứu điều kiện cõn bằng của vật rắn.
Cỏc định luật bảo toàn: Đõy là phần tổng hợp của phần cơ học lớp 10, cú sử dụng tất cả cỏc kiến thức đó học ở ba phần trước đõy và cú một số khỏi niệm trừu tượng như: động năng, năng lượng, động lượng, thế năng, cụng, cụng suất, … Do đú, cỏc định luật trong phần này cú tớnh tổng quỏt rất cao vỡ chỳng gắn với tớnh chất khụng gian và thời gian.Núi chung, cỏc bài toỏn cơ học đều cú thể giải bằng PP động lực học. Nhưng trong thực tế, cú rất nhiều bài toỏn quan trọng lại khụng cần phải tớnh toỏn chi tiết (hoặc khụng thể tớnh toỏn được vỡ quỏ phức tạp) mà chỉ cần xỏc định trạng thỏi cuối cựng của của chuyển động dựa vào cỏc điều kiện ban đầu. Do vậy, cỏc định luật bảo toàn đó thực sự cung cấp thờm một PP giải cỏc bài toỏn cơ học rất hữu hiệu, bổ sung cho PP động lực học. Cỏc định luật bảo toàn khụng phụ thuộc vào vào quỹ đạo của cỏc hạt và tớnh chất của cỏc lực tương tỏc. Giải cỏc bài toỏn cơ học bằng hai PP bao giờ cũng dẫn đến cựng một kết quả, nhưng khi sử dụng cỏc định luật bảo toàn trong một số bài tập thường nhận được kết quả nhanh hơn.
Cơ học chất lưu: Đõy là chương cuối của phần cơ học lớp 10 nõng cao. Trong chương này chủ yếu là vận dụng một số định luật tổng quỏt của cơ học cho chất lỏng ở trạng thỏi đứng yờn, sau đú là cho chất lỏng chuyển động. Và cú thể ỏp dụng cho cả chuyển động của chất khớ trong những điều kiện tương tự.