4. Giả thuyết khoa học
2.1.Đặc điểm chung của nhóm kiến thức “Các định luật bảo toàn” SGK Vật
Vật lí 10
Trong chương trình SGK Vật lí 10 nâng cao (hiện hành) chia làm hai mảng: cơ học và nhiệt học, trong đó phần cơ học chia làm năm phần, “ các
định luật bảo toàn” nằm ở phần thứtư, trình bày những khái niệm những định luật phản ánh mối quan hệ qua lại giữa các nhóm sự vật hiện tượng khác nhau
và đều chịu sự chi phối của các định luật bảo toàn.
Việc tìm ra các định luật bảo toàn là một bước tiến cách mạng trong sự
phát triển của vật lí học và khoa học nói chung, có vai trò quan trọng trong vật lí học và trong khoa học nói chung và trong cơ học nói riêng.
2.1.1. Đối với vật lí học
- Ý nghĩa khoa học:
Các ĐLBT là “sợi chỉ đỏ” xuyên suốt toàn bộ giáo trình vật lí, là chân lí “hòn đá thử vàng” dùng để kiểm tra tính đúng đắn của bất kì một thuyết
nào. Ngoài ra các ĐLBT là cơ sở tính toán trong vật lí thực nghiệm và trong kĩ thuật.
- Ý nghĩa phát triển tư duy:
+ Phát triển tư duy quy nạp: Cho phép con người áp dụng các ĐLBT vào
các lĩnh vực chưa được nghiên cứu tỉ mỉ để dựđoán, phát hiện ra vấn đề mới. + Phát triển tư duy diễn dịch: Cho phép dùng các ĐLBT để giải thích các
định luật riêng lẻ.
Vật chất không thể tự nhiên sinh ra và không thể tự nhiên mất đi...
Chúng giúp hình thành và hoàn thiện khái niệm về chuyển động, một trong những khái niệm cơ bản của chủ nghĩa duy vật biện chứng. Chuyển động
không đơn thuần là sự chuyển dời trong không gian theo thời gian mà còn là sự chuyển hóa của những hình thái chuyển động này sang hình thái chuyển
động khác của vật chất, trong đó có sự dời chỗ trong không gian dễđược nhận biết hơn cả.
2.1.2. Đối với cơ học nói riêng
- Các ĐLBT là phần cuối của cơ học nên sử dụng tất cả các kiến thức đã học trong các phần trước, đây là dịp để củng cố kiến thức của HS, rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức.
- Các ĐLBT trong cơ học có tầm quan trọng đặc biệt, chúng có tính tổng quát hơn cả định luật Niutơn vì chúng gắn với tính chất của không gian, thời gian. Chẳng hạn ĐLBT động lượng là hệ quả của tính đồng nhất của không gian.
- Các ĐLBT cung cấp một phương pháp giải các bài toán cơ học rất hữu hiệu, bổ sung cho phương pháp động lực học và là phương pháp duy nhất nếu không biết rõ lực tác dụng (Trường hợp va chạm, nổ...). Ngoài ra các ĐLBT
còn có vai trò giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho HS qua việc ứng dụng của vật lí và kĩ thuật: động cơ phản lực, hiệu suất của máy...
- Các ĐLBT trong cơ học được phân thành hai nhóm kiến thức: + Nhóm kiến thức vềĐLBT động lượng.
+ Nhóm kiến thức vềĐLBT năng lượng.
Nhóm kiến thức về ĐLBT động lượng:
Nội dung như sau: “Tổng động lượng của hệkín được bảo toàn” hay nói cách khác “sự tương tác giữa các vật ở bên trong một hệ kín không làm thay
Trong phạm vi cơ học cổ điển, ĐLBT động lượng tương đương với ba
định luật Niutơn, ứng dụng của định luật này là ứng dụng của định luật kia.
ĐLBT động lượng được nghiệm đúng trong hệ kín, tức là hệ các vật chỉ tương tác với nhau, không tương tác với môi trường ngoài. Trong hệ kín chỉ
có nội lực từng đôi trực đối, không có ngoại lực. Trong các hiện tượng va chạm, nổ... hệ vật có thể coi là hệ kín trong thời gian ngắn mà hiện tượng đó (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
xảy ra.
Nhóm kiến thức về ĐLBT năng lượng:
Từ khái niệm “công” do Pông-xơ-lê (Pháp) đưa ra (1826) A = F.S trong đó S là chuyển dời điểm đặt theo phương của lực. Biểu thức này cho biết dấu hiệu bên ngoài của công, biết cách tính công nhưng chưa biết ý nghĩa của khái niệm công.
Cuối thế kỉ 19 mới xuất hiện khái niệm năng lượng và ĐLBT năng lượng thì mới rõ bản chất của khái niệm công. Công là một trong những hình thức làm biến đổi năng lượng của hệ (ngoài truyền nhiệt). Sốđo công bằng độ biến thiên truyền năng lượng của hệ: truyền từ vật này sang vật khác hay chuyển từ
dạng này sang dạng khác.
- Khái niệm năng lượng có sau khái niệm công và là một trong những khái niệm khó nhất của khoa học.
- Năng lượng là hàm đơn giá của trạng thái (trạng thái được xác định bởi: tọa độ, xung lượng, ánh sáng, nhiệt độ, thểtích, cường độđiện trường, cường
độ từtrường,...)
- Năng lượng là một đại lượng vật lí, đặc trưng cho khả năng thực hiện công của một vật hay hệ vật. Nó gắn liền với vật chất, nghĩa là vật ở dạng vật chất nào cũng mang năng lượng.
- Nội dung: Trong hệ kín có sự chuyển hóa năng lượng từ dạng này sang dạng khác nhưng năng lượng tổng cộng được bảo toàn.