Chương 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN
1.2. Bài tập thí nghiệm Vật lý
1.2.3. Phương pháp giải bài tập thí nghiệm
Bài tập thí nghiệm là phương tiện rất tốt trong viêc bồi dưỡng tư duy Vật lý, nâng cao năng lực cảm tính và lý tính cho học sinh. Việc giải bài tập thí nghiệm giúp học sinh rèn luyện các phẩm chất tâm lý quan trọng như sự kiên trì, nhẫn nại, ý trí vượt khó, tính cẩn trọng tỉ mỉ tính có kế hoạch trong hoạt động nhận thức.
Bài tậpTN định tính Bài tập TN định lượng
Làm TN, quan sát, mô tả, giải thích
Điều gì xảy ra
…?
Tại sao lại xảy ra như vậy ?
1. Làm thế nào để đo…với các thiết bị ? 2. Nêu PATN đo
…với các thiết bị …
MĐ1: Cho thiết bị hướng dẫn cách làm thí nghiệm, yêu cầu đo đạc, tìm quy luật.
MĐ2: Cho thiết bị
Yêu cầu: Lập PATN, làm thí nghiệm đo đạc, tìm quy luật.
MĐ3: Yêu cầu: Lựa chọn thiết bị, lập PATN, làm thí nghiệm.
Bài tập thí nghiệm
Thiết kế phương án TN
Thiết lập, minh hoạ quy luật Vật lý Đo lường đại
lượng Vật lý
Ba mức độ
Các hiện tượng Vật lý xảy ra trong tự nhiên rất phong phú và đa dạng nhưng có sự định hướng của GV thông qua bài tập thí nghiệm HS có thể quan sát và giả thích các hiện tượng đó.
Giải bài toán Vật lý là quá trình tìm hiểu điều kiện bài toán, xem xét hiện tượng Vật lý được đề cao và dựa trên kiến thức Vật lý. Bài tập thí nghiệm Vật lý là một dạng của bài tập Vật lý nên tuân theo phương pháp cơ bản để giải bài toán Vật lý làm rõ những điều kiện mà trong đó mối liên hệ phụ thuộc cần nghiên cứu có thể xảy ra.
Các bước chung để giải bài tập thí nghiệm Vật lý:
Bước1: Tìm hiểu đề bài
- Đọc kĩ đề ra, tìm các quy luật thuật ngữ quan trọng để xác định mục đích, yêu cầu của nội dung bài tập.
- Phân biệt dữ kiện đã cho và yêu cầu cần tìm
Bước 2: Phân tích nội dung của bài tập để làm sáng tỏ bản chất Vật lý của những hiện tượng mô tả trong bài tập.
- Bài tập thuộc dạng nào (định tính hay định lượng)
- Nội dung bài tập liên quan đến các hiện tượng, quá trình Vật lý nào?
Mối liên hệ giữa các hiện tượng ra sao và diễn biến như thế nào ? - Đối tượng xét ở trạng thái ổn định hay biến đổi ?
- Có những đặc tính, định lượng nào đã biết và chưa biết ?
- Đặc điểm, tính chất, cách sử dụng hoặc công cụ của các dụng cụ thí nghiệm ?
- Đại lượng cần tìm có thể đo trực tiếp hay gián tiếp?
- Mối quan hệ giữa đại lượng đã cho và đại lượng cần tìm biểu hiện ở các kiến thức Vật lý nào?
Bước 3: Xây dựng phương án thí nghiệm
- Xác định sự phụ thuộc cần kiểm tra, khảo sát, đề ra những phương án khả dĩ.
- Từ các phương án đề ra, lựa chọn phương án tối ưu, thiết kế sơ đồ thí nghiệm, lựa chọn dụng cụ đo thích hợp.
- Xác định các bước thí nghiệm, lập bảng nghi các đại lượng cần đo.
Bước 4: Tiến hành thí nghiệm, ghi kết quả quan sát hay đo được - Chú ý các thao tác sử dụng các dụng cụ đo lường
- Tìm phạm vi xác định của các đại lượng Vật lý cần đo.
- Lắp giáp thí nghiệm theo sơ đồ.
- Tiến hành đo các đại lượng, ghi kết quả, xác định sai số.
Bước 5: xử lý kết quả và rút ra kết luận
- Thay giá trị thu được của các đại lượng Vật lý vào công thức cần kiểm tra, khảo sát và tính toán.
- Đánh giá mức độ chính xác của việc cần nghiên cứu, so sánh kết quả thực nghiệm và kết quả lý thuyết, nếu cần vẽ đồ thị và ghi các điểm thực nghiệm.
- Rút ra kết luận về kết quả thu được, nhận xet ứng dụng của kết quả đó vào thực tế.
Cho các dụng cụ sau:
Ví dụ
Một bản mặt thủy tinh song song Một compa
Một thước thẳng Một tờ giấy trắng
Hãy trình bày và giải thích một phương án thực nghiệm để xác định chiết suất của bản thủy tinh?
Bước 1: Tìm hiểu mối liên giữa chiết suất với góc tới và góc khúc xạ.
Bước 2: Đây là dạng bài tập định tính, nội dung bài tập liên quan đến hiện tượng khúc xạ, dụng cụ đo chỉ có thước thẳng, giấy trắng, compa, bản mặt song song nên ta cần tìm mối liên hệ giữa chiết suất và các góc lệch
Bước 3: Tiến hành phương án thí nghiệm để xác định tia tới, tia khúc xạ, tia ló và các góc tương ứng. Tờ giấy trắng, thước thẳng giúp ta vẽ được tia tới tia khúc xạ, tia ló khi đi qua bản mặt song song. Còn compa giúp ta vẽ được vòng tròn. Tiến hành theo phương án thí nghiệm để khảo sát đường đi của tia sáng qua bản mặt song song.
Bước 4: Đặt bản thủy tinh song song lên tờ giấy nằm trên mặt bàn.Vẽ một tia tới mặt trên của bản song song SO, đánh dấu điểm O. Dùng thước thẳng ngắm từ bên kia bản song song. Sao cho thước có phương PQ trùng với phương SO. Tia ló có phương PQ, đánh dấu điểm P.
Cất bản song song, nối OP
Dùng compa vẽ đường tròn tâm O cắt tia tới và tia ló tại M và N.
Vẽ pháp tuyến tại O, gọi khoảng cách từ M, N tới pháp tuyến là a, b.
Ta tính được chiết suất của bản mặt thủy tinh song song:
b a i n i'
sin sin