CHUONG 4: XÂY DỰNG TIEN TRÌNH DẠY HỌC CHU ĐÈ "PHƯƠNG
3.2. Bố trí, lắp ráp các dụng cụ/thiết bị thực nghiệm
s* Rubric đánh giá
em,
thực nghĩ.^
rap các dung
én phương án bố trí
ém và Bo trí lap t bị thực nghi
hi
hành vi Dự ki tê
a a
iso
cu/thiét bị thực nghiệm lánh giá chỉ
Lựa chọn, xây dung các dung cu/t Bang 4.7. Rubric d
86
Chỉ số hành vi
3.1. Lựa chọn, xây dung các dung
cụthiết bị thực
nghiệm
Mức
độ Tiêu chí chất lượng
HS xây dựng được phương án bo trí thực nghiệm đưới sự hướng đẫn hoàn toàn của GV.
HS xây dựng được phương án bồ trí thực nghiệm với
ít hơn 2 sự hướng dẫn, gợi ý của GV.
HS tự xây dựng được phương an bé trí thực nghiệm.
HS lựa chọn được các dụng cụ, thiết bị thực nghiệm
đưới sự hướng dan hoàn toàn của GV.
HS lựa chọn được các dụng cụ, thiết bị thực nghiệm
với ít hơn 2 sự hướng dan, gợi ý của GV.
HS tự lựa chọn được các dụng cụ, thiết bị thực |
nghiệm.
3.2. Bồ trí lắp rap các dụng cụ(thiết bị thực
nghiệm
HS bố trí lắp ráp được bộ dụng cụ thực nghiệm dưới |
sự hướng dan hoàn toàn của GV,
HS bỏ trí lắp ráp được bộ dụng cụ thực nghiệm với ít hơn 2 lần hướng dẫn, gợi ý của GV.
HS tự bồ trí lắp ráp được bộ dụng cụ thực nghiệm.
NHIỆM VỤ 2: LẬP KE HOẠCH TIEN HANH THÍ NGHIỆM, THU THẬP VÀ XỬ LÍ SÓ LIỆU
s* Thanh phan của năng lực thực nghiệm cần đánh giá:
2.4. Dự kiến phương án tiễn hành thực nghiệm, thu thập và xử lí đữ liệu
s* Rubric đánh giá:
Bảng 4.8. Rubric đánh giá chỉ số hành vi Dự kién phương an tiễn hành thực nghiệm,
thu thập và xứ lí dữ liệu
a Tiêu chí chất lượng
Ị HS xây dựng được các bước tiên hành thực nghiệm,
2.4. Dự kiên phương phương án xử lí dữ liệu sau khi mở hết gợi ý.
án tiến hành thực 2 HS xây dựng được các bước tiên hành thực nghiệm,
nghiệm, thu thập và phương án xử lí dữ liệu sau khi mở ít hơn 3 gợi ý.
xử lí dữ liệu 4 HS tự xây dựng được các bước tiên hành thực
. nghiệm, phương án xử lí dữ liệu.
NHIỆM VỤ 3: TIỀN HÀNH THÍ NGHIỆM VÀ THU THẬP DỮ LIỆU
s* Thanh phan của năng lực thực nghiệm cân đánh giá:
3.3. Tiến hành các bước thực nghiệm
87
3.4. Thu thập dữ liệu thực nghiệm s+ Rubric đánh giá:
Chỉ số hành vi Tiêu chí chất lượng
HS tiến hành được các bước thực nghiệm dưới sự giúp
đỡ hoản toàn của GV.
HS tiễn hành được các bước thực nghiệm sau khi nhận
được ít hơn 3 hướng dân, giúp đỡ từ GV.
HS tự tiên hành được các bước thực nghiệm.
HS thu thập được dữ liệu thực nghiệm dưới sự hướng
dẫn hoàn toàn của GV.
HS thu thập được dữ liệu thực nghiệm với it hơn 2 lan
hướng dẫn, giúp đỡ của GV.
HS tự thu thập được đữ liệu thực nghiệm.
3.3. Tiến hành các
bước thực nghiệm
3.4. Thu thập dữ liệu thực nghiệm
NHIEM VỤ 4: XỬ LÍ DU’ LIEU VÀ RUT RA KET LUẬN s* Thanh phần của năng lực thực nghiệm cần đánh giá:
4.1. Xử lí được sai số và biểu diễn kết quả của phép đo 4.2. Rút ra các kết luận vật lí
s* Rubric đánh giá:
Bảng 4.10. Rubric đánh giá chỉ số hành vi Xư lí sai số và biểu diễn kết quả phép do
và Rit ra các kết luận vật lí
Chỉ số hành vi Tiêu chí chất lượng
HS tính được sai sô và biêu diễn được kết qua băng một
trong các hình thức biêu đạt (đồ thị. bảng biểu, ...) dưới
sự hướng dẫn hoàn toàn của GV.
HS tính được sai sô và biêu diễn được kết quả băng một
trong các hình thức biểu đạt (đỗ thị, bảng biéu, ...) sau
khi nhận được it hon 2 hướng dan của GV.
HS tự tính được sai sô và biêu diễn được kết quả bang
một trong các hình thức biéu đạt (đô thi, bảng biểu, ...).
4.2. Rút ra các HS kết luận được kết quả thực nghiệm từ giá trị sai sô.
kết luận vật lí dạng đồ thị dưới sự hướng dẫn hoàn toàn của GV.
4.1. Xử lí sai số
88
HS kết luận được kết qua thực nghiệm từ giá trị sai số, dạng đồ thị sau khi nhận được ít hơn 2 hướng dẫn của
GV.
HS tự kết luận được kết qua thực nghiệm từ giá trị sai sỐ, dạng đồ thị.
2. Bảng kiểm 1 (Hoạt động 4: Hình thành kiến thức — Rút ra phương trình trạng
thái khí lí tưởng)
Bang 4.11. Bang kiểm đánh giá Hoạt động 4
khí từ trạng thái (1') sang trạng thái (2)
Biên đôi toán học hai biêu thức trên đề đưa ra được biêu thức liên hệ:
Cau 2.
3. Bảng kiểm 2 (Hoạt động 5.2: Lập phương án xử lí số liệu dé kiểm chứng
phương trình trang thái khí lí tưởng — Nhiệm vu 1)
Bảng 4.12. Bảng kiếm đánh giá Nhiệm vụ I của Hoạt động 5.2
Yêu cầu
HS nộp sản phẩm đúng thời hạn qui định.
HS ghi được ít nhat 4 dòng so liệu khác nhau.
HS tính toán được | trong 2 loại sai số: sai số tỉ đối trung bình hoặc sai số tỉ đối cực đại.
HS đưa ra được kết luận phù hợp dựa vào sai số tính được
4. Bảng kiểm 3 (Hoạt động 5.2: Lập phương án xử lí số liệu dé kiếm chứng
phương trình trạng thái khí li tưởng — Nhiệm vụ 2)
89
Bảng 4.13. Bang kiểm đánh gia Nhiệm vụ 2 của Hoạt động 5.2
Đánh giá
HS nộp sản phâm đúng thời hạn qui định.
HS lập được danh sách các dụng cụ thí nghiệm kiêm chứng phương trình trạng thai khí lí tưởng.
HS trình bày được (bằng hình vẽ, ảnh chụp, video, ...} bố trí. |
thi nghiệm kiểm chứng phương trình trang thái khí li tưởng.
HS trình bày được các bước tiên hành thí nghiệm, trong đó nêu rõ cơ chế đo các thông số trạng thái.
HS lay được ít nhất 3 dòng số liệu.
HS tính toán được sai số tỉ đôi hoặc biêu diễn được kết quả
dưới dạng đồ thị.
4.2.5.3. Tài liệu nghiên cứu lí thuyết dành cho HS (Hoạt động 1)
Trang thái của một lượng khí được xác định bang thê tích
V. áp suất p và nhiệt độ tuyệt đối T.
P ˆ ri P a cẤ ees ^
PHAN I: của một lượng khí. Giữa các thông số trạng thai của một lượng
THÔNG SỐ
TRẠNG THÁI CỦA MỘT
KHỎI KHÍ
khí có những mỗi liên hệ xác định.
Ta có thé tong hợp các thông số trạng thái của khối khí
qua bảng sau:
Don vị (Hệ SI)
Áp suất
Nhiệt độ tuyệt đôi
Quá trình biến đổi trạng thái (gọi tat là quá trình) là sự
PHAN 2: :
£ 5 chuyên từ trạng thái này sang trạng thái khác của một lượng khi.
QUÁ TRÌNH _ . Trong hau hét các quá trình tự nhiên, cả ba thông so trạng- a ky eg “vn + : ^ £
thái đều thay đôi. Tuy nhiên, người ta có thê thực hiện những
TRÌNH
quá trình trong đó chỉ có hai trong ba thông số biến đôi, thông
90
PHẢN 3:
ĐỊNH LUẬT
BOYLE
PHAN 4:
ĐỊNH LUẬT
CHARLES
số con lại không đôi. Những quá trình nảy được gọi là đăng quá
trình.
Phát biểu: Khi giữ không đổi nhiệt độ của một khối lượng
khí xác định thi áp suất gây ra bởi khí tỉ lệ nghịch với thé tích
của nó.
Biéu thức:
pV = hằng số Đường đăng nhiệt:
Đường biểu điễn sự biến thiên của áp suất theo thẻ tích khi nhiệt độ không đôi gọi là đường đẳng nhiệt. Trong hệ tọa độ (p, V), đường đăng nhiệt có dạng một nhánh của hyperbol vuông
góc.
Ứng với các nhiệt độ khác nhau của cùng một lượng khí
có các đường đăng nhiệt khác nhau. Đường đăng nhiệt ở trên ứng với nhiệt độ cao hơn đường đăng nhiệt ở đưới.
p
Phát biêu: Khi giữ không đôi áp suất của một khối lượng khí xác định thì thê tích của khí tỉ lệ với nhiệt độ tuyệt đôi.
Biéu thức:
Đường ding áp;
Đường biểu dién sự biến thiên của thể tích theo nhiệt độ (V,T), đường đăng áp có dạng một đường thăng đi qua gốc tọa
Ứng với các áp suất khác nhau của cùng một lượng khí
có những đường đăng áp khác nhau. Đường ở trên ứng với áp
suất nhỏ hơn,
V
4.2.5.4. Câu hỏi và đáp an gợi ý nhắm hỗ trợ HS trong thi nghiệm khao sát định luật
Boyle (Hoạt động 2.1; 2.2; 2.3; 2.4)
Bang 4.14. Danh sách van dé gợi ý va đáp án cho thí nghiệm khảo sát định luật Boyle
Gợi ý giải quyết
Khi piston đứng yên, áp suất khôi khí cân
bằng với áp lực ta đặt lên khối khí.
Lam sao dé tính áp suất khối p=g?PoF
khí từ khói lượng mà ta đặt lên | Trong đó, F là lực ta đặt lên khôi khí, tính
khối khí? bằng Mg, với M là tổng khối lượng đặt lên
tăng khôi lượng lên bao nhiêu dé thấy rõ sự thay đôi thé tích của khối khí?
Gia sử ban đầu, ta khảo sát khối khí có Ðạ =
Po + “22, V, = 16 ml.
Lúc sau, ta thấy rõ sự thay đôi thé tích khôi khí, tức là piston đi chuyển 1-2 vạch. Khi này,
V„ = 14ml. Từ đó, ta tính toán xem p, =
Mog, : a 1m ee ae
Po + = băng chính xác bao nhiêu, từ đó suy
ra được M;.
Lay Mạ — M, sẽ ra được khôi lượng mà ta cần đặt thêm đề quan sát rõ sự thay đồi thẻ tích.
Đối với ống tiêm thủy tinh:
Sau một thời gian, khí sé rò ri
ra ngoài và khối khí khảo sát sẽ không còn là khối khí ban đầu. Làm thé nao dé dam bảo trong suốt quá trình khảo sát,
ta chi khảo sát một khối lượng khí nhất định?
Gia sử ta muốn khảo sát khối khí có thê tích
15 ml. Sau khi bỏ quả cân lên, khóa van 3
chiều lại và thả tay ra, ta đọc thông số thé tích.
Sau đó, ta mở van 3 chiêu ra, kéo piston lại vị trí ban đầu (15 ml), đặt lên một số lượng quả cân khác, khóa van 3 chiều lại và thả tay ra, ta đọc thông số thé tích mới.
Đối với ống tiêm nhựa: Ma sát xuất hiện giữa piston và
cylinder là lớn. Điều này làm chỉ số thể tích không chính
xác. Ví dy, khi ta đặt quả cân
1 kg lên, piston sẽ thụt xuống một đoạn. Nhưng khi ta tiếp tục lắc lr piston, piston lại thụt xuống thêm một đoạn. Đâu mới là thé tích của khói khí lúc này? Làm sao đề loại bỏ sai số
do ma sắt tạo nên?
Đôi với ông tiêm thủy tỉnh:
Khi ta đọc giá trị thẻ tích, xuất hiện sai số ngẫu nhiên lớn (cách đặt mắt của người đọc SỐ
liệu, thị sai, ...) Lam sao dé khắc phục sai số này mỗi khi
ta đọc giá trị thê tích.
De kiêm chứng giả thuyết
pV = hang số, ta có thé vẽ đỗ
Có hai phương an, cho độ chính xác khác
nhau.
Phương án 1: sau khi đặt quả cân lên, ta lắc lư
piston dé loại bỏ ma sát nghỉ giữa piston và thành dng tiêm. Sau đó mới đọc thông số thẻ
tích.
Phương án 2: sau khi đặt qua cân lên, ta dn piston xuống một đoạn rồi thả tay ra, ghi nhận thông số Vang. Sau đó, ta kéo piston lên một đoạn rồi thả tay ra, ghi nhận thông số Vign. The tích V của khối khí sẽ xap xi trung bình cộng
của Vang và Vien:
Thay vi doc gia tri thé tích 1 lần, ta lặp lại thao tác thí nghiệm và đọc giá trị thẻ tích nhiều lần (3— 4 lần), sau đó lay trung bình giá trị các lần
đọc.
Đô thị (p, V) có dạng đường cong.
Tuy nhiên, ta có thé biến đổi:
=° + = hang số
V
Tức là p tỉ lệ thuận với 1/V.
Vậy, ta tính thêm một cột 1/V, và vẽ đỏ thị
(p,1/V). Khi này, nếu đô thị có dạng đường thing đi qua gốc tọa độ, ta có thé kết luận kết
quả thí nghiệm hợp lí.
số liệu dé vẽ thành một đường cong rõ nét. Làm thé nào đề vẽ đồ thị thé hiện mối liên hệ
pV = hằng số nhưng có dạng
khác để quan sát hơn?
Danh sách các van đề gợi ý và đáp án được chúng tôi chuẩn bị dưới dạng các bìa thư đán kín cho mỗi nhóm như hình sau:
ihe sw ns jh be. tực chứu AL
badd tượng coe qua nặag AM sa gre BZ đa che? Gites bent lần Bly số Bện te pa 4 —
Tene tn at ok vec da i
Hình 4.5. Bia thư dan kin chúa dap an cho các cau hoi gợi ý (Thí nghiệm khảo sat định luật Boyle)
4.2.5.5. Câu hỏi và đáp án gợi ý nhằm hỗ trợ HS trong thi nghiệm minh họa định
luật Charles (Hoạt động 3.1; 3.2; 3.3; 3.4)
Bảng 4.15. Danh sách vấn đẻ gợi ý và đáp an cho thi nghiệm minh họa định luật
Charles
Ta nên chọn ông tiêm có độ phan giải nhỏ
hon, từ đó, ta có thé quan sát dé dang sự
Dé quan sát rõ sự thay đổi thé | thay đôi thé tích.
Giữa hai lần lay số liệu, ta phải
tang/giam nhiệt độ của nước bao
nhiêu độ dé thay rõ sự thay đổi thé tích của khối khí?
Ta nên khảo sát khối khí với thê tích ban dau là bao nhiêu? Do néu
thẻ tích ban đầu quá lớn, chiếm gan het ống tiêm, khi nhúng vào nước nóng thì thẻ tích khí sẽ tăng, đây toàn bộ phân nước trong ông
ra ngoài.
Ta thực hiện đo nhiệt độ của phan
nước bao quanh ống tiêm. chứ không phải là khối khí trong ong tiêm. Làm sao dé đảm bao rằng giá trị nhiệt độ ta đo được xap xi với nhiệt độ của khối khí.
(Gợi ý: Khi ta dé muỗng kim loại vào nồi nóng, một lúc sau muỗng
mới nóng lên)
Ta tính toán băng lí thuyết. Do đây là quá trình đăng áp, nên áp dụng biểu thức của định luật chất khí trong quá trình đăng áp:
TT,VV