Chương “Động lực học vật rắn” là chương đầu tiên trong chương
trình Vật lí lớp 12 nâng cao, mà ở chương trình cơ bản không đề cập đến.
Kiến thức chương này khá rộng, là sự kết hợp giữa phần động học với động lực học của chuyển động quay. Nếu khai thác tốt có thể nâng cao
kiến thức, phát triển tri thức cho học sinh phổ thông, phát triển năng lực GQVĐ, bồi dưỡng học sinh giỏi. Ngoài ra nội dung kiến thức gần gũi với
hoạt động trong cuộc sống hàng ngày. Do đó khi dạy GV nên chú trọng
vào các VĐ gắn liền với thực tiễn và các bài tập đưa ra có độ phân biệt
giữa kiến thức đã được học ở lớp 10 (chưa thể giải được) cần vận dụng
những kiến thức mới. Dẫn đến việc hiểu và vận dụng giải các bài tập HS thường mắc một số các sai lầm sau:
(i) Hiểu chưa đầy đủ về hệ chuyển động.
Ví dụ 1: Để chuyển một vật có khối lượng m = 20kg lên độ cao 5m người ta dùng một ròng rọc cố định có dạng một trụ tròn đặc có bán kính 10 cm và khối lượng M= 5kg. Biết lực kéo F có độ lớn không đổi và bằng 300N (hình vẽ). Bỏ qua ma sát của ổ trục của ròng rọc và khối lượng của dây.
a. Tính thời gian kéo vật lên đến độ cao trên. b. Tính lực căng của dây treo.
Với bài toán về hệ có ròng rọc ở lớp 10, đã bỏ qua khối lượng của ròng rọc. Nếu theo tư duy cũ mà không quan tâm đến khối lượng ròng rọc dẫn đến kết quả tính gia tốc: a= F-mmg (sai)
GV nêu ra vấn đề: Nếu thế kết quả trên không phụ thuộc vào ròng ròng. Từ đó HS thấy được thiếu sót khi khảo sát hệ.
(ii) Hiểu chưa đúng về đặc điểm của chuyển động.
Ví dụ 2: Một hình trụ đặc đồng chất có mômen quán tính I=
2
mr
2 lăn không trượt, không vận tốc ban đầu trên mặt
phẳng nghiêng như hình vẽ. Tìm vận tốc của
khối tâm khi nó hạ độ cao một khoảng h.
Nếu như coi vật là một chất điểm hoặc không xét đến chuyển động lăn, HS sẽ dễ dàng đưa ra kết quả bằng việc áp dụng định luật bảo toàn cơ năng hoặc phương pháp động lực học ở lớp 10, kết quả không phụ thuộc vào đặc điểm chuyển động của vật.
GV có nhiệm vụ chỉ cho HS thấy được sự khác nhau giữa chuyển động tịnh tiến với chuyển động vừa quay vừa tịnh tiến. Từ đó đưa ra những gợi ý về lời giải theo cả hai phương pháp động lực học với định luật bảo toàn cơ năng.
2.2.2. Những khó khăn trong đánh giá kết quả học tập của học sinh và trong dạy học chương “Động lực học vật rắn”