thực tiễn
2.1.3.1. Các bƣớc cần thực hiện khi thiết kế dạy học vật lí gắn với thực tiễn
Xác định mục tiêu
Mục tiêu cần đạt đƣợc sau khi học xong một chƣơng sẽ đƣợc xác định dựa trên mục tiêu đào tạo, mục tiêu của môn học, của chƣơng, của bài học, tùy theo nhu cầu, trình độ của HS.
Mục tiêu kiến thức
- Phát biểu đƣợc định nghĩa lực, nêu đƣợc quy tắc tổng hợp và phân tích lực. - Phát biểu đƣợc điều kiện cân bằng của một chất điểm.
- Phát biểu đƣợc định luật I Niu-tơn, hiểu ý nghĩa của định luật. - Nêu đƣợc quán tính của vật và kể một số ví dụ thực tế về quán tính.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
49
- Nêu đƣợc mối liên hệ giữa lực, gia tốc và khối lƣợng, phát biểu cũng nhƣ viết đƣợc định luật II Niu-tơn.
- Hiểu đƣợc khối lƣợng, tính chất khối lƣợng.
- Nêu đƣợc gia tốc rơi tự do, viết đƣợc biểu thức trọng lực.
- Phát biểu đƣợc định luật III Niu-tơn, viết đƣợc biểu thức của định luật. - Nêu đƣợc đặc điểm của lực và phản lực.
- Phát biểu đƣợc định luật vạn vật hấp dẫn và viết đƣợc hệ thức của định luật này.
- Phát biểu đƣợc định luật Húc và viết hệ thức của định luật này.
- Nêu đƣợc đặc điểm của các lực ma sát, viết đƣợc biểu thức lực ma sát.
Kĩ năng
Trong quá trình học cũng nhƣ sau khi học xong một chƣơng HS sẽ đƣợc rèn luyện những kĩ năng cần thiết cho việc học tập kiến thức thực tại và nó cũng góp phần hình thành kĩ năng trong quá trình học tập ở những mức độ cao hơn và trong cuộc sống của bản thân HS nhƣ:
- Vận dụng kiến thức đã học vào thực tiễn cuộc sống một cách linh hoạt: các vấn đề về quán tính, an toàn trong giao thông đi lại, ban đầu giải thích các hiện tƣợng thủy triều, v.v.… một cách khoa học, đồng thời thấy đƣợc tầm quan trọng của khoa học trong đời sống qua việc vận dụng cũng nhƣ những phát minh giúp cho con ngƣời đỡ vất vả hơn trong cuộc sống hiện đại nhƣ: máy giặt, máy rửu bát,…
- Vận dụng kiến thức đã học để giải đƣợc các bài tập về lực đàn hồi, lực hấp dẫn, lực ma sát đồng thời vận dụng tốt các định luật I, II, III Niu-tơn để giải các bài tập đối với một vật, hoặc hệ nhiều vật, vận dụng giải bài toán chuyển động ném ngang.
- Thu thập thông tin từ các nguồn, khả năng tìm hiểu thực tế, sƣu tầm tài liệu, khai thác trên tất các phƣơng tiện thông tin đại chúng cũng nhƣ trên mạng internet.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
50
- Xử lý thông tin: phân tích, so sánh, tổng hợp, suy luận, khái quát hóa,… để rút ra kết luận.
- Truyền đạt thông tin, tranh luận nhóm, thảo luận, báo cáo kết quả thực hiện. - Bƣớc đầu hình thành khả năng tự bảo vệ ý kiến, làm việc tập thể, khả năng phân công công việc trong nhóm.
- Thiết kế, lắp ráp và thực hiện các thí nghiệm với những dụng cụ đơn giản, gần gũi trong cuộc sống, dễ tìm.
Thái độ
- Tạo sự hứng thú trong học tập môn vật lí, đồng thời yêu thích say mê khoa học qua việc biết đƣợc ý nghĩa thực tiễn của kiến thức, những ứng dụng của vật lí học trong đời sống, giảm bớt những căng thẳng trong học tập làm cho môn học trở nên gần gũi và dễ học hơn.
- Sẵn sàng áp dụng kiến thức đã học để áp dụng vào các hoạt động thực tiễn.
- Tác phong làm việc khoa học, trung thực, nghiêm túc, khách quan trong khoa học.
- Tinh thần hợp tác trong học tập, có ý thức và tinh thần trách nhiệm luôn nỗ lực để hoàn thành nhiệm vụ, đồng thời có thái độ chia sẽ cũng nhƣ học hỏi ở mọi ngƣời xung quanh trong quá trình học tập cũng nhƣ trong lao động.
Nhƣ vậy, nếu thực hiện đƣợc các mục tiêu đã đặt ra thì việc dạy học gắn với thực tiễn cuộc sống không những đáp ứng đƣợc đầu đủ các mục tiêu của việc dạy học, kiến thức HS thu nhận đƣợc không còn ở mức độ kiến thức lý thuyết mà nâng lên nhằm phát huy kĩ năng ở một mức độ cao hơn là đƣa các kiến thức đã biết vào cuộc sống thực tiễn, HS thấy đƣợc sự cần thiết của môn học, đồng thời lấy lại hứng thú học tập.
2.1.3.2. Xác định một số vấn đề thực tiễn của chƣơng
Các vấn đề thực tiễn để ứng dụng kiến thức thì rất nhiều, nhƣng việc đƣa các vấn đề nào để cho HS giải quyết là một việc rất quan trọng khi dạy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
51
học phụ thuộc vào điều kiện cũng nhƣ HS từng vùng miền khác nhau mà GV đƣa ra những vấn đề cho phù hợp. Ví dụ: Tìm hiểu về hoạt động của máy giặt là chẳng hạn thì chỉ phù hợp đối với những HS ở vùng thành thị hơn HS nông thôn vì ở nông thông còn rất nhiều HS có hoàn cảnh gia đình rất khó khăn, rất nhiều HS chƣa nhìn thấy máy giặt lần nào thì làm sao có thể tìm hiểu về nguyên tắc hoạt động của nó.
Dựa vào mục tiêu, nội dung kiến thức của chƣơng và sự ứng dụng của các kiến thức để xác định các vấn đề thực tiễn mang vừa phù hợp với khả năng và trình độ vận dụng kiến thức nên chúng tôi chỉ đƣa một số vấn đề để HS giải quyết nhƣ sau:
- Vấn đề 1: Quán tính, việc con ngƣời vận dụng quán tính trong đời sống vào trong giao thông.
- Vấn đề 2: Quan sát, phân tích, giải thích hiện tƣợng kéo co.
- Vấn đề 3: Tìm hiểu sơ lƣợc về lịch sử hình thành các cây cầu đơn giản ở vùng núi khó khăn.
- Vấn đề 4: Tìm hiểu việc ảnh hƣởng của lực ma sát trong đời sống và trong việc đi xe đạp, các vấn đề chƣa biết xung quanh việc đi xe đạp, cách khắc phục.
- Vấn đề 5: Tìm hiểu về hiện tƣợng thủy triều, ứng dụng khai thác năng lƣợng sạch từ nguồn nƣớc và những đề phòng khi hiện thủy triều rút sâu.
- Vấn đề 6: Tìm hiểu về môn đẩy tạ và ném lao...v.v…
2.1.3.3. Xây dựng hệ thống bài tập định lƣợng gắn với thực tiễn
Việc thiết kế hệ thống bài tập định lƣợng gắn với thực tiễn rất cần thiết cho việc rèn kĩ năng cũng nhƣ việc vận dụng kiến thức đã học vào giải quyết nhiệm vụ học tập. Hệ thống bài tập định lƣợng với số liệu và những tình huống xảy ra trong thực tế phần nào giúp cho HS thấy đƣợc tính ứng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
52
dụng của các kiến thức vật lí. Căn cứ vào yêu cầu của môn học và trình độ HS lớp cơ bản chúng ta xác định hệ thống bài tập nhƣ sau:
HỆ THỐNG BÀI TẬP ĐỊNH LƢỢNG GẮN VỚI THỰC TIỄN (PHT2)
1. Hai xe 1 và 2 có khối lƣợng 1,5 kg đều đƣợc gắn lò xo vào giữa. Một vật có khối lƣợng m chƣa biết đƣợc buộc vào xe 1. Đẩy xe 2 vào để nén các lò xo và sau đó thả ra. Độ lớn của hai xe là a1 = 0,51 m/s2 và a2 = 1,14 m/s2 xe này có bánh nhỏ và đƣợc bôi trơn. Hãy xác định m.
2. Hai tàu thủy mỗi tàu có khối lƣợng 50.000 tấn ở cách nhau 1 km. So sánh lực hấp dẫn giữa chúng với trọng lƣợng của quả cân có khối lƣợng 20 g. Lấy g = 9,8 m/s2.
3. Một hộp gỗ có khối lƣợng m = 2,5 kg đang nằm yên trên mặt sàn nằm ngang. Hệ số ma sát trƣợt giữa vật và mặt sàn là 0,2. Lấy g = 9,8 m/s2.
a. Nếu tác dụng vào hộp gỗ một lực nằm ngang có độ lớn 3,5 N thì hộp có chuyển động không? Lực ma sát tác dụng vào hộp khi ấy bằng bao nhiêu và có hƣớng nhƣ thế nào?
b. Cũng hỏi tƣơng tự nhƣ trên nhƣng với lực tác dụng là 5 N.
4. Đặt một cái ly lên trên 1 tờ giấy nhẹ đặt trên bàn rồi dùng tay kéo tờ giấy theo phƣơng ngang.
a. Cần truyền cho tờ giấy một gia tốc bao nhiêu để ly bắt đầu trƣợt trên tờ giấy? Biết hệ số ma sát giữa cái ly và tờ giấy là 0,3, g = 10 m/s2.
b. Trong điều kiện trên, lực tác dụng lên tờ giấy sẽ là bao nhiêu? Biết hệ số ma sát trƣợt giữa giấy và bàn lúc này là 0, 2 khối lƣợng của ly m = 50g. c.Kết quả trong câu b trên có thay đổi không nếu ly có nƣớc.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
53
5. Một tủ lạnh có trọng lƣợng 890 N chuyển động thẳng đều trên sàn nhà. Hệ số ma sát trƣợt giữa tủ lạnh và sàn nhà là 0,51. Hỏi lực đẩy tủ lạnh theo phƣơng ngang bằng bao nhiêu? Với lực đẩy tìm đƣợc có thể làm cho tủ lạnh chuyển động từ trạng thái nghỉ đƣợc không?
6. Một xe tải có khối lƣợng m1 = 5 tấn, kéo một xe con có m2 = 1 tấn bằng dây cáp có độ cứng k = 2.106
N/m, kể từ lúc bắt đầu chạy, 2 xe chạy nhanh dần đều sau 20 s đi đƣợc 200 m. Xác định độ dãn của dây cáp và lực kéo xe tải chuyển động, bỏ qua ma sát của mặt đƣờng.
7. Một cô gái đẩy một xe trƣợt trên đƣờng nằm ngang. Khi xe có tốc độ là 2,5 m/s cô gái thả tay ra và xe tự trƣợt một khoảng dài s = 6,4 m trƣớc khi dừng lại. Xác định hệ số ma sát giữa xe và mặt đƣờng.
8. Giả sử xe trƣợt thả ra khi tốc độ của nó là 18 km/h dọc theo đƣờng nằm ngang hệ số số ma sát là k giữa xe và mặt đƣờng là 0,50. Xe sẽ trƣợt đƣợc một quãng đƣờng bao xa trƣớc khi dừng.
9. Một ngƣời kéo một hòm gỗ 40 kg với vận tốc không đổi trên một sàn nằm ngang nhờ một dây nối với hòm gỗ. Góc giữa dây và phƣơng ngang là 600, hệ số ma sát giữa hòm gỗ và sàn là 0,3. Hãy xác định lực căng của dây.
10. Một ôtô có khối lƣợng 2 tấn bắt đầu khởi hành khi không chở hàng nó đi với gia tốc 0,3 m/s2, khi ôtô có chở chở thêm thùng hàng thì đi với gia tốc 0,2 m/s2. Biết rằng hợp lực tác dụng vào ôtô trong hai trƣờng hợp đều bằng nhau. Tìm khối lƣợng của hàng?
11. Để xách một túi đựng thức ăn, một ngƣời tác dụng vào túi một lực bằng 35 N hƣớng lên. Hãy miêu tả “phản lực” theo định luật III Niu-tơn bằng cách chỉ ra: độ lớn của phản lực, hƣớng của phản lực, phản lực tác dụng vào vật nào? Vật nào gây ra phản lực này?
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
54
vật có khối lƣợng m chƣa biết đƣợc buộc vào xe 1. Đẩy xe 2 vào để nén các lò xo và sau đó thả ra. Độ lớn gia tốc của hai xe là a1 = 0,51 m/s2 và a2 = 1,14 m/s2 các xe này có bánh nhỏ và đƣợc bôi trơn. Hãy xác định m.
2.1.3.4. Xây dựng hệ thống bài tập định tính mang tính thực tiễn và các ứng dụng của kiến thức trong đời sống
Bài tập định tính mang tính thực tiễn sẽ tạo điều kiện cho HS đào sâu, cũng cố kiến thức, chúng cũng là phƣơng tiện kiểm tra kiến thức và kỹ xảo thực hành của HS phổ thông. Bài tập định tính mang tính thực tiễn sẽ tạo điều kiện cho HS phân tích các hiện tƣợng, làm phát triển tƣ duy logic, khả năng phán đoán, mơ ƣớc sáng tạo, kĩ năng vận dụng những kiến thức lý thuyết để giải thích hiện tƣợng tự nhiên, trong đời sống, trong kĩ thuật.
BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH MANG TÍNH THỰC TIỄN VÀ CÁC ỨNG DỤNG CỦA KIẾN THỨC TRONG ĐỜI SỐNG (PHT3) Bài 10- Ba định luật Niu-tơn
Định luật I Niu-tơn
1. Trong các pha đuổi bắt tội phạm, ta luôn thấy những ngƣời phạm tội thƣờng xuyên rẽ đột ngột sang các hƣớng khác. Mục đích để làm gì? Giải thích hiện tƣợng trên?
2. Khi nhảy cao và nhảy xa chân của chúng ta phải nhƣ thế nào khi chạm đất? Tại sao phải nhƣ vậy?
3. Đang chạy bỗng dƣng bị vấp vào một cục đá thì cơ thể chúng ta sẽ chuyển động nhƣ thế nào? Tại sao nhƣ vậy?
4. Nhận xét chuyển động của các cánh quạt đang quay khi đột ngột mất điện. Giải thích?
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
55 trên xe có xu hƣớng nhƣ thế nào?
6.Khi rửa rau xong ta hay vảy vảy rổ rau. Ta làm việc đó nhằm mục đích gì?
7.Khi làm vƣờn, nhổ cỏ lúa ta thấy khi ngƣời nông dân thƣờng nhổ từ từ, tại sao nhƣ vậy?
8.Tại sao ngƣời ngồi trong ôtô, máy bay (hay những động cơ có vận tốc lớn) thì phải thắt dây an toàn?
9. Sau khi đo nhiệt độ cơ thể ngƣời bằng ống cặp sốt (nhiệt kế), ngƣời ta thấy bác sĩ vẫy mạnh chiếc ống cặp sốt làm cho thủy ngân trong ống tuột xuống. Bác sĩ làm nhƣ vậy để làm gì? Tƣơng tự hiện tƣợng này, khi HS sử dụng bút mực, cây bút mực viết không ra ta hay làm gì?
10. Tại sao một vận động viên muốn đạt thành tích cao về môn nhảy xa thì lại phải luyện tập chạy nhanh ?
11. Cho một chồng sách khoảng 12-18 quyển xếp thẳng đứng, ngay ngắn, một quyển sách phía dƣới hơi chìa ra. Hãy nêu phƣơng án lấy quyển sách đó ra, sao cho chồng sách không lật đổ hoặc dịch chuyển ít nhất.
Định luật II Niu-tơn
1. Rất khó đóng đinh vào một bức vách làm bằng ván mỏng vì lúc đó tấm ván mỏng bị uốn đi. Ta nên làm thế nào để đóng đinh vào một cách dễ dàng?
2. Một hành khách đi trên xe bus cho biết, lúc xe qua chỗ đƣờng xấu, xe bị “xóc” (dồng) làm nhiều ngƣời ngồi trên xe rất khó chịu. Nhƣng khi xe đông khách, lại thấy êm hơn, kể cả khi qua chỗ đƣờng xấu. Cảm giác đó có đúng không, hãy giải thích?
Tƣơng tự: Khi đi xe máy trên các đoạn đƣờng đá gồ ghề nếu có chở thêm ngƣời thì chạy êm hơn khi đi một mình. Tại sao?
3. Một chiếc ôtô tải và một chiếc ôtô con đang chạy cùng tốc độ, nếu cả hai xe đƣợc phanh lại bằng một lực hãm nhƣ nhau, dự đoán xem xe nào
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
56 dừng lại trƣớc, nguyên nhân tại sao?
4. Một chiếc cân đĩa, khi không có vật nào trên đĩa, nó hơi bị lệch một chút về bên trái. Hỏi nếu dùng cân này, ngƣời mua sẽ lợi hay thiệt nếu chỉ cần đặt vật lên đĩa bên trái còn đĩa bên phải để quả cân?
5. Tại sao máy bay phải chạy một quãng đƣờng dài trên đƣờng băng mới cất cánh đƣợc?
Định luật III Niu-tơn
1.Một bác nông dân dùng dao chẻ củi ta thấy dao chặt đứt từng khúc củi, nhƣng vô tình có một cục đá, dao bị chặt vào đá con dao sẽ bị nhƣ thế nào? Giải thích tại sao?
2.Tại sao chúng ta đi bộ đƣợc một cách dễ dàng?
3.Khi đi bộ xa hoặc leo núi, nếu ta chống gậy thì đỡ mỏi chân. Tại sao ? 4.Khi chèo thuyền, muốn cho thuyền tiến hoặc lùi, phải chèo nhƣ thế nào ? 5.Hùng và Long đi giày patanh, mỗi ngƣời cầm một đầu sợi dây. Hỏi hai ngƣời sẽ chuyển động nhƣ thế nào nếu:
-Hai ngƣời cùng kéo dây về phía mình ?
-Hùng giữ nguyên một đầu dây, chỉ có Long kéo ?