(SKKN 2022) SÁNG tạo đồ THỊ TRONG CHƯƠNG TRÌNH vật lý 10 BẰNG PHẦN mềm GEOGEBRA GIÚP học SINH lớp 10 sớm làm QUEN với DẠNG bài TOÁN có đồ THỊ TRONG vật lý

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁTRƯỜNG THPT QUẢNG XƯƠNG 1 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM SÁNG TẠO ĐỒ THỊ TRONG CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÝ 10 BẰNG PHẦN MỀM GEOGEBRA GIÚP HỌC SINH LỚP 10 SỚM LÀM QUEN VỚI

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ

TRƯỜNG THPT QUẢNG XƯƠNG 1

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

SÁNG TẠO ĐỒ THỊ TRONG CHƯƠNG TRÌNH VẬT

LÝ 10 BẰNG PHẦN MỀM GEOGEBRA GIÚP HỌC SINH LỚP 10 SỚM LÀM QUEN VỚI DẠNG BÀI TOÁN

CÓ ĐỒ THỊ TRONG VẬT LÝ

Người thực hiện: Vũ Trọng Cường Chức vụ: Giáo viên

SKKN thuộc môn: Vật Lý

Mục lục

1 Mở đầu 1

1.1 Lí do chọn đề tài 1

1.2 Mục đích của nghiên cứu 1

1.3 Đối tượng nghiên cứu 1

1.4 Phương pháp nghiên cứu 2

2 Nội dung sáng kiến kinh nghiệm 2

2.1 Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm 2

2.2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 2

2.3 Giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề 3

2.4 Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáo dục, với bản thân, đồng nghiệp và nhà trường 18

3 Kết luận, kiến nghị 19

3.1 Kết luận 19

3.2 Kiến nghị 20

Tài liệu tham khảo 21

1 Mở đầu

1.1 Lí do chọn đề tài

Hiện nay ngành giáo dục đang tích cực đổi mới về mọi mặt, thi cử vàđánh giá học sinh là một trong những đổi mới đó Nội dung đề thi THPT QuốcGia cũng có tính phân hóa ngày càng cao theo các mức độ kiến thức khác nhau

Để làm tốt đề thi đạt kết quả cao không chỉ yêu cầu học sinh nắm vững kiếnthức, vận dụng tốt và linh hoạt mà còn yêu cầu từ phía giáo viên phải có kiếnthức bao quát, phương pháp dạy học tốt đồng thời phải có trong tay một hệthống bài tập mới mẻ, sáng tạo giúp học sinh làm quen và luyện tập

Phần vận dụng và vận dụng cao trong các đề thi những năm gần đâythường xuyên xuất hiện các bài toán có đồ thị Nên những đề kiểm tra, những đềthi thử giáo viên cũng cần phải đưa những bài toán đồ thị vào để học sinh dầnlàm quen với dạng toán này Lúc này giáo viên vật lý khi biên soạn tài liệu dạy,

đề thi, đề kiểm tra cần có kĩ năng vẽ đồ thị cho các bài toán vật lý Tuy nhiên, ởcác tài liệu tham khảo, những đồ thị được vẽ đa số chưa đẹp, chưa sắc nét Cóthể người viết tài liệu chưa có một phần mềm tốt để vẽ đồ thị, hoặc kĩ năng sửdụng các phần mềm vẽ đồ thị chưa tốt Phần mềm vẽ đồ thị hiện nay rất nhiều,nhưng để chọn được một phần mềm ưng ý phục vụ cho công việc giảng dạy,sáng tạo tài liệu cũng không phải dễ dàng Bởi lẽ, khả năng tùy chỉnh của cácphần mềm chưa cao Chẳng hạn, việc tùy chỉnh kiểu dáng các trục tọa độ, kiểudáng đồ thị, các giá trị trên các trục, đường lưới Bài viết này xin được chia sẻvới các bạn cách vẽ đồ thị cho các bài tập vật lý bằng phần mềm Geogebra, rấtđơn giản mà khả năng tùy chỉnh tuyệt vời Từ đó có thể giúp giáo viên tự sángtạo ra cho mình một thư viện bài toán đồ thị vô cùng đa dạng

Bước lên lớp 12 và đặc biệt trong quá trình ôn luyện thi tốt nghiệp các emhọc sinh mới được tiếp xúc và rèn luyện với bài toán đồ thị, nên rất nhiều emcảm thấy bỡ ngở lạ lẫm và mất phương hướng khi làm dạng toán này Từ kinhnghiệm bản thân đã nhiều năm ôn luyện cho học sinh tôi thấy cần thiết phải chocác em học sinh lớp 10 sớm tiếp cận làm quen với dạng toán có đồ thị trong vật

Sáng tạo một cách đơn giản các bài tập đồ thị vật lý trong chương trìnhvật lý 10 bằng phần mềm Geogebra.

1.3 Đối tượng nghiên cứu

- Quá trình dạy và học với học sinh lớp 10 trường THPT Quảng Xương 1

- Phần mềm Geogebra để tạo ra các bài toán đồ thị trong chương trình Vật Lýlớp 10

1.4 Phương pháp nghiên cứu

Trong quá trình nghiên cứu tôi đã sử dụng một số phương pháp sau:

- Phương pháp nghiên cứu lý luận

- Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

- Phương pháp điều tra và quan sát

- Phương pháp phân tích, đánh giá

- Phương pháp thống kê, tổng hợp, so sánh

2 Nội dung sáng kiến kinh nghiệm

2.1 Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm

2.1.1 Đồ thị

Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa hai đại lượng vật lý thông qua hình vẽ Bài tập đồ thị giúp học sinh hiểu sâu hơn các hiện tượng và mối quan hệ giữa các đại lượng trong vật lý một cách trực quan

2.1.2 Phân loại bài tập đồ thị

Các bài tập phải từ dễ đến khó để học sinh tiếp cận từ từ, dễ hiểu và dần hình thành kỹ năng rồi vận dụng một cách linh hoạt

Mỗi bài tập đều tương ứng với kiến thức các em đang được học trong chương trình vật lý 10

Hệ thống bài tập phải giúp học sinh nắm được phương pháp giải từng dạng cụ thể

Hệ thống bài tập giúp học sinh có kỹ năng vận dụng toán học vào vật lý, đồng thời rút ngắn thời gian sử lý các thông tin trong bài

2

2.1.3 Nguyên tắc xây dựng thư viện bài toán đồ thị trong vật lý 10

- Thư viện bài tập được sắp xếp theo các chủ đề về nội dung kiến thức: + Bài tập đồ thị trong chuyển động thẳng đều

+ Bài tập đồ thị trong chuyển động thẳng biến đổi đều

+ Bài tập đồ thị trong chuyển động ném ngang

+ Bài tập đồ thị liên quan tới các lực cơ học

+ Bài tập đồ thị trong chất khí

- Hướng dẫn học sinh cách đọc đồ thị trong bài toán đồ thị vật lý

2.2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm

Bài toán đồ thị là bài toán đòi hỏi học sinh vận dụng kiến thức tổng hợp,

có khả năng phân tích, đọc đồ thị mới giải quyết được vấn đề Để giúp học sinh giải quyết tốt các bài toán đồ thị, giáo viên cần có một hệ thống bài tập đa dạng Tuy nhiên hiện nay các tài liệu về bài toán đồ thị trong vật lí không nhiều, việc nhân bản hoặc sáng tạo mới bài toán đồ thị đối với đa số giáo viên đang gặp khókhăn, đặc biệt là việc vẽ đồ thị và thiết kế bài toán đồ thị Qua tìm hiểu tôi nhận thấy đa số giáo viên đều cho rằng rất mất thời gian để xây dựng một bài toán đồ thị, vì ngoài kiến thức lý thuyết thì việc vẽ đồ thị phù hợp, chính xác, xác định hình dạng, giao điểm, cực trị… mất thời gian và khó thực hiện nên rất ngại xây dựng hệ thống loại bài tập này

Về phía học sinh, đa số đều ngại giải bài toán đồ thị vì các em ít được làmloại toán này, không được rèn luyện nhiều nên kỹ năng sử lý bài toán yếu.Nguyên nhân bắt nguồn từ chỗ thiếu hệ thống bài tập rèn luyện Thực tế, họcsinh chỉ được làm các bài toán đồ thị trong đề thi thử một số trường hoặc đề thiTHPT Quốc gia

2.3 Giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề

- Bước 3: Giải bài toán, tìm đại lượng cần tìm.

- Bước 4: Biện luận và kết luận

2.3.2 Sáng tạo thư viện bài tập đồ thị bằng phần mềm Geogbra

2.3.2.1 Hướng dẫn tải về và cài đặt phần mềm Geogebra

Để tải phần mềm người dùng chỉ cần vào Google gõ: “Geogebra”, sẽ xuấthiện trang như hình dưới

Tiếp theo chọn kết quả hiển thị ngay đầu trang: “

https://www.geogebra.org”

Tiếp đến chọn “Tải xuống ứng dụng”

Tiếp theo chọn “Geogebra Classic 6 – Tải về”

4

Kích chuột vào phần mềm đã tải về ở góc trái bên dưới màn hình để phần mềmđược cài đặt.

Như vậy chúng ta đã cài đặt xong, kích chuột vào biểu tượng để chúng ta tiếnhành sáng tạo các bài toán đồ thị theo ý muốn

2.3.2.2 Hướng dẫn sử dụng phần mềm

Bước 1: Mở phần mềm

Bước 2: Nhập hàm số vào khung nhập lệnh

Ví dụ: Nhập hàm số của phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều có dạng

f ( x )=2+ 2 x +x2

Bước 3: Vẽ trục tọa độ Ox và Oy

Vào chọn vẽ véc tơ ta lần lượt vẽ hai trục Ox và Oy

Đồng thời nhấn chuột phải chọn “Show Axes” để ẩn hệ trục mặc định của phầnmềm

6

Tiếp theo chọn điểm để đặt tên gốc O, tên trục Ox, trục Oy.

Bước 4: Cắt để lấy phần đồ thị cần dùng

- Chọn hai điểm trên đồ thị

- Nhập vào ô nhập lệnh “function” rồi chọn “Function(<Function>,<Start Value>,<End x-Value>)

x-Chọn ẩn hàm f ta sẽ thu được phần đồ thị cần dùng theo mục đích

Sau đó chúng ta có thể ẩn lưới

10

Bước 5: Lưu đồ thị đã vẽ được

Vào mục “Hồ sơ” chọn “Lưu lại” hoặc dung tổ hợp phím Ctrl và S

Đánh tên đồ thị cần lưu và lưu vào thư mục để sử dụng

y

O

yb

Bước 6: Xuất hình ảnh đồ thị ra trang Word

Vào “Hồ sơ” chọn “chỉnh sửa” sau đó chọn “sao chép vùng làm việc vào

bộ nhớ” cuối cùng vào trang Word và dán hình ảnh vào vị trí lựa chọn

Hình ảnh dễ dàng chỉnh sửa kích thước và có thể chèn thêm thông số nếu cần

2.3.2.3 Kiến thức toán học

a) Đồ thị hàm hằng số y = b:

Đồ thị hàm hằng số y = b là đường thẳng song song

với trục Ox, cắt trục Oy tại điểm (0, b)

b) Đồ thị hàm hằng số x = b là đường thẳng song song

với trục Oy, cắt trục Ox tại điểm (b, 0)

c) Đồ thị hàm bậc nhất y = ax + b là đường thẳng cắt trục

Ox tại điểm

12

(-b/a, 0), cắt trục Oy tại điểm (0, b)

Vật xuất phát cùng chiều dương Vật xuất phát ngược chiều dương Vật xuất phát tại gốc tọa độ O

αα

2.3.2.7 Đồ thị liên quan tới các lực cơ học.

Lực đàn hồi và độ biến dạng của con lắc lò

xo nằm ngang Lực đàn hồi và độ biến dạng của con lắc lò

Đồ thị thế năng đàn hồi – độ biến

2.3.2.9 Một số bài toán sáng tạo đồ thị trong vật lý lớp 10:

Ví dụ 1: Từ vị trí A, một vật được ném ngang với

tốc độ vo Sau đó 1s, tại vị trí B có cùng độ cao với A

người ta ném thẳng đứng một vật xuống dưới với tốc

độ ban đầu vo' Biết AB = 6m và hai vật gặp nhau

trong quá trình chuyển động Lấy g = 10 m/s2 Giá trị

của vo và vo' là

A 3 m/s; 10 m/s B 2 m/s; 12,5 m/s.

C 5 m/s; 16,5 m/s D 3,2 m/s; 8,5 m/s.

Ví dụ 2: Đồ thị thế năng đàn hồi cuả một lò xo theo

độ biến dạng như hình vẽ Độ cứng k của lò xo bằng

A 80 N/m.

B 100 N/m.

C 120 N/m

D 140 N/m

Ví dụ 3: Hình bên là đồ thị biểu diễn sự phụ

thuộc của động lượng p và động năng Wđ

của một vật có khối lượng m = 3kg và vận

tốc chuyển động của nó Giá trị của a và b

trên đồ thị là

A a = 2; b = 6 B a = 1,5; b = 4,5.

20

2 3 4

O 40 160

trên treo vào một điểm cố định,

đầu dưới gắn vào một vật nặng dao

động điều hòa theo phương thẳng

đứng Hình vẽ bên là đồ thị biểu

diễn sự phụ thuộc của thế năng hấp

dẫn và thế năng đàn hồi vào li độ

x Tốc độ của vật nhỏ khi đi qua vị

trí lò xo không biến dạng bằng

A 90 cm B. 86,6 cm

C 96,5 cm D 78,6 cm.

Ví dụ 5: Một chất điểm chuyển động trên một

đường thẳng Đồ thị tọa độ theo thời gian của

chất điểm được mô tả như hình vẽ Tốc độ

trung bình của chất điểm trong khoảng thời

gian từ 0 đến 5s là

A. 1,6cm/s B. 6,4cm/s

C. 4,8cm/s D 2,4cm/s

Ví dụ 6: Hình vẽ là đồ thị tọa độ - thời gian

của hai xe máy I và II xuất phát từ A chuyển

động thẳng đếnB Gốc tọa độ O đặt tạiA Gọi

v1 và v2 lần lượt là tốc độ của xe I và xe II

Tổng (v1+ v2) gần giá trị nào nhất sau đây?

A.56km/h B. 100km/h

O V

P

(1) (2)

Ví dụ 8: Một lượng khí lý tưởng thực hiện 4 quá

trình như hình vẽ trên đồ thị Trong quá trình nào thểtích của khí không đổi?

A 1 → 2 B 2 → 3

C 3→ 4 D 4 → 1

Ví dụ 9: Hình bên là đồ thị biểu diễn mối

liên hệ giữa động lượng và động năng của

hai vật nào đó Hỏi tỉ số khối lượng của hai

vật đó có thể nhận giá trị nào sau đây?

A. 1/2 B 1/3

C. 1/4 D 1/5.

Ví dụ 10: Hai con lắc lò xo dao dộng

điều hòa cùng phương, vị trí cân

bằng của hai con lắc nằm trên một đường

thẳng vuông góc với phương dao động

của hai con lắc Đồ thị lực phục hồi F

phụ thuộc vào li độ x của hai con lắc

được biểu diễn như hình bên Chọn mốc

thế năng tại vị trí cân bằng Tỉ số cơ năng

của con lắc (1) và cơ năng của con

lắc (2) là

A 1 B. 1,5 C 4/3 D 2/3.

Ví dụ 11: Trên cùng mặt phẳng thẳng đứng, tại hai

điểm A và B có cùng độ cao nhưng cách nhau 5m

Tại A vật m1 được ném theo phương ngang từ A đến

B với vận tốc ban đầu vo = 2,5 m/s, cùng lúc đó tại B

thả rơi không vận tốc ban đầu vật m2, biết g = 10 m/

s2 Hình bên biểu diễn tọa độ hai vật

trong hệ trục tọa độ có gốc tại điểm A

Hỏi giá trị của b bằng bao nhiêu?

A. 5 m B 20 m.

22

C. 3 m/s D 12,5 m.

Ví dụ 12: Hai con lắc lò xo thẳng đứng Chiều dương từ trên xuống Độ lớn lực

đàn hồi tác dụng nên mỗi con lắc có đồ thị phụ thuộc thời gian như hình vẽ Tỉ

số cơ năng của con lắc (1) và (2) là

A 0,56 B. 0,72

C 0,94 D 0,35.

Ví dụ 13: Một con lắc lò xo một

đầu cố định, một đầu treo vật m

Khi vật m chuyển động giữa hai

điểm M và N thì lực đàn hồi và

chiều dài của lò xo có mối quan hệ

được cho bởi đồ thị hình vẽ Độ

cứng của lò xo bằng

A 40 N/m B 100 N/m.

C. 50 N/m D 80 N/m.

Ví dụ 14: Một vật m = 1 kg chuyển động thẳng

nhanh dần đều không vận tốc ban đầu với gia tốc a

Hình bên là đồ thị động năng của vật theo thời gian

Độ lớn của a bằng

A 0,5 m/s2 B 1 m/s2

C 1,5 m/s2 D. 2 m/s2

Ví dụ 15: Một vật được ném từ một điểm

M với vận tốc ban đầu vo = 20 m/s lên trên

theo phương hợp với phương nằm ngang

2.4 Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáo dục, với bản thân, đồng nghiệp và nhà trường.

Từ thực tế giảng dạy đã áp dụng đề tài, tôi thấy chất lượng dạy và học củathầy trò chúng tôi đã tăng lên rõ rệt, đây là một niềm vui lớn của thầy và trò

Đối với bản thân: trình độ tin học, kỹ năng vẽ đồ thị các bài toán vật lýcủa tôi đã được nâng lên rõ rệt Từ việc chỉ quen soạn bài, gõ các văn bản và cáccông thức vật lý thông thường trên Word, Powpoint thì nay đã có thể vẽ đượccác đồ thị của các đại lượng vật lý một cách thuần thục, rõ ràng Từ đó cũngnắm rõ hơn bản chất các bài toán vật lý, đưa ra được cách giải thích, các phương

án giải bài tập cho học sinh được dễ hiểu, dễ tiếp cận hơn

Đồng thời tôi có trong tay một thư viện các bài toán có đồ thị trong vật lý

10 được sắp xếp koa học, có hệ thống sử dụng thuận tiện cho các buổi dạy củamình đạt hiệu quả tốt hơn

Đối với học sinh: ý thức học tập và sự hứng thú khám phá kiến thức Vậttăng lên rõ rệt Phát huy được tính tích cực, chủ động và sáng tạo trong học tập.Đặc biệt các em không còn cảm giác e ngại mỗi khi gặp bài toán có đồ thị trongvật lý, mà ngược lại còn hào hứng đón nhận và giải quyết bài toán một cáchnhanh chóng, chính xác

Từ khi tôi thực hiện đề tài này chất lượng môn học của những lớp tôi đảmnhận tăng lên rõ rệt Cụ thể là:

3.1.1 Những bài học kinh nghiệm

Cần sớm đưa dạng toán đồ thị vào các tiết bài tập cho học sinh lớp 10 đểcác em kịp thời tiếp cận với xu hướng của đề thi THPT hiện nay Việc làm nàykhông chỉ góp phần đổi mới phương pháp dạy học theo chuẩn kiến thức và kĩnăng theo tiêu chí dạy học thân thiện mà còn giúp các em học sinh lớp 10 sớmlàm quen, tiếp cận với dạng toán đồ thị trong vật lý

Khi học sinh tiếp cận với dạng toán đồ thị, các em được hiểu sâu hơn về mốiliên hệ giữa các đại lượng vật lý mà còn kích thích khả năng sáng tạo, khám phákhoa học trong mỗi học sinh, tạo hứng thú trong hoạt động học tập

Để sáng tạo một bài toán đồ thị nào đó, giáo viên cần lưu ý một số vấn đề sau:

- Cần có ý tưởng về mối liên hệ giữa các đại lượng vật lý

- Hình dung về các hàm số và dạng đồ thị tương ứng cần sáng tạo

- Thông số xuất hiện trên đồ thị để khai thác và thông số cần tìm

- Thao tác vẽ đồ thị trên phần mềm Geogbra sao cho chính xác, đẹp, sắc nét và

nhanh

Cần cung cấp dạng bài tập này một cách khoa học, từ đơn giản tới phứctạp để các em học sinh làm quen, tiếp cận dần tránh trường hợp các em bị rối và

sợ dạng bài toán đồ thị trong vật lý

Muốn thực hiện được thành công sự sáng tạo ra bài toán có đồ thị trongvật lý thầy cô cần có trình độ tin học ở một mức độ nhất định, phải có điều kiện

cơ sở vật chất, trang thiết bị hiện đại, đặc biệt là lòng nhiệt tình, ham học hỏi vàbiết vươn lên Trò phải chịu khó, có hứng thú, tinh thần tự giác chủ động tronghọc tập

3.1.2 Nhận định khả năng ứng dụng SKKN

tài này Mong bạn bè, đồng nghiệp góp ý, xây dựng để đề tài hoàn thiện hơn nữacũng như bản thân tôi tiến bộ hơn trong chuyên môn.

3.2 Kiến nghị

* Đối với các cấp:

- Quan tâm giúp đỡ tạo điều kiện đưa Internet vào trường học một cách đồng bộ

- Có chế độ ưu đãi với mạng giáo dục, nhất là cho giáo viên

- Trong các kỳ thi của giáo viên khuyến khích nhiều đối với những tiết dạy cóứng dụng công nghệ thông tin và trở thành nhiệm vụ của từng người

- Mở các lớp dạy, tập huấn, nâng cao trình độ tin học cho giáo viên và kĩ năngsoạn bài giảng điện tử, trực tuyến

- Quan tâm và nhân rộng hơn những đơn vị dẫn đầu trong bước đột phá đưamạng Internet vào trường học như trường chúng tôi

* Đối với giáo viên:

- Tự học, tự rèn luyện về trình độ tin học, khả năng làm việc trên các phần mềm

để phục vụ cho môn mình giảng dạy theo kịp bước tiến của xã hội, nếu không sẽ

bị tụt hậu, tự đào thải mình

- Ứng dụng công nghệ thông tin vào dạy học, kết hợp dạy truyền thống với dạyhọc bằng công nghệ thông tin để phát huy được tính tích cực, chủ động, sáng tạocủa bản thân và học sinh

- Luôn sáng tạo, tìm tòi những bài toán mới kích thích trí tưởng tượng, khả năngsáng tạo của học sinh Luôn đổi mới mình, đổi mới tư duy, đổi mới công cụ làmviệc và đổi mới cả hệ thống bài tập ôn luyện cho học sinh qua từng năm giảng dạy

XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thanh Hóa, ngày 20 tháng 5 năm 2022

Tôi xin cam đoan đây là SKKN củamình viết, không sao chép nộidung của người khác

Người viết:

26