I. PHẦN MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Năm học 2014 - 2015 là năm học: “Tiếp tục triển khai đồng bộ các giải pháp đổi mới giáo dục phổ thông theo mục tiêu phát triển năng lực và phẩm chất học sinh; nâng cao kỹ năng ngoại ngữ, tin học; rèn luyện năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn; phát triển năng lực sáng tạo và tự học. Tiếp tục triển khai đổi mới phương pháp dạy và học gắn với đổi mới hình thức, phương pháp thi, kiểm tra và đánh giá kết quả giáo dục theo hướng đánh giá năng lực người học; kết hợp đánh giá trong quá trình với đánh giá cuối kỳ, cuối năm học.” (Trích chỉ thị số: 3008/CT-BGDĐT) Một trong những nhiệm vụ trọng tâm của Năm học 2014 - 2015 là Tiếp tục triển khai đổi mới phương pháp dạy và học. Vì vậy trong đổi mới phương pháp giáo dục thì phát triển trí tuệ và năng lực sáng tạo của học sinh có ý nghĩa quan trọng. Để có hiệu quả cao trong giảng dạy thì người giáo viên phải thường xuyên nghiên cứu, sử dụng những thành quả của những môn khoa học có liên quan, cần phải tiếp thu những thành tựu tiên tiến, những kinh nghiệm và phương pháp giảng dạy theo hướng đổi mới. Vật lí học là một trong những môn khoa học về tự nhiên, nhiệm vụ chủ yếu của nó là nghiên cứu các hiện tượng Vật lí, tìm nguyên nhân, khám phá ra các định luật Vật lí phục vụ lợi ích của con người. Vật lí là cơ sở cho nhiều ngành kỹ thuật. Những thành tựu của Vật lí và kỹ thuật phục vụ rất nhiều cho cuộc sống của con người trên mọi mặt. Môn Vật lí là một trong những môn học lý thú, hấp dẫn trong nhà trường phổ thông, đồng thời nó cũng được áp dụng rộng rãi trong thực tiễn đời sống hàng ngày của mỗi con người chúng ta. Hơn nữa môn học này càng ngày lại càng yêu cầu cao hơn để đáp ứng kịp với công cuộc công nghiệp hóa – hiện đại hóa đất nước, nhằm từng bước đáp ứng mục tiêu giáo dục đề ra "Nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài", góp phần xây dựng Tổ quốc ngày một giàu đẹp hơn. Trong khuôn khổ nhà trư¬ờng phổ thông, bài tập Vật lí thư¬ờng là những vấn đề không quá phức tạp, có thể giải đư¬ợc bằng những suy luận lô gíc, bằng tính toán hoặc thực nghiệm dựa trên cơ sở những quy tắc Vật lí, phư¬ơng pháp Vật lí đã quy định trong ch¬ương trình học. Như¬ng bài tập Vật lí lại là một khâu quan trọng trong quá trình dạy và học Vật lí. Qua thực tế giảng dạy bộ môn Vật lí ở tr¬ường trung học cơ sở Minh Hòa nói chung bộ môn Vật lí 9 nói riêng, tôi nhận thấy học sinh còn gặp rất nhiều khó khăn, lúng túng khi giải các bài tập Vật lí. Đặc biệt là các bài tập về Điện học trong chương trình Vật lí 9, đây là loại bài tập các em cho là khó, điều này ít nhiều ảnh hưởng đến chất l¬ượng dạy và học. Ta đã biết ở giai đoạn 1 (lớp 6 và lớp 7) vì khả năng tư duy của học sinh còn hạn chế, vốn kiến thức toán học chưa nhiều nên sách giáo khoa chỉ đề cập đến những khái niệm, những hiện tượng Vật lí quen thuộc thường gặp hàng ngày. Ở giai đoạn 2 (lớp 8 và lớp 9) khả năng tư duy của các em đã phát triển, đã có một số hiểu biết ban đầu về khái niệm cũng như hiện tượng Vật lí hằng ngày. Do đó việc học tập môn Vật lí ở lớp 9 đòi hỏi cao hơn nhất là một số bài tập về điện lớp 9 mà các em được học. Nếu các em được hướng dẫn một số điểm cơ bản thì những loại toán này không phải là khó. Hơn nữa trong chương trình Vật lí trung học cơ sở hiện hành, thời lượng học Vật lí được bố trí trong tuần rất ít (1 tiết/tuần đối với lớp 6, 7, 8 và 2 tiết tuần đối với lớp 9). Do vậy, thời gian dành cho việc giải bài tập Vật lí trên lớp rất hạn chế, nên học sinh thường gặp không ít khó khăn về phương pháp giải bài tập Vật lí nói chung, bài tập điện học nói riêng, lại càng khó khăn hơn cho việc giải bài tập mở rộng, nâng cao. Từ những khó khăn trên, việc tìm ra phương pháp giải khoa học, ngắn gọn, ít tốn thời gian các dạng bài tập Vật lí là điều cần thiết để hướng dẫn cho học sinh. Hơn nữa, trong phần điện học, các dạng bài tập thường khó hơn so với các phần khác, nên việc đúc kết kinh nghiệm thành một tài liệu về phương pháp giải các dạng bài tập phần điện học trung học cơ sở là một nhu cầu cần thiết. Từ những lý do trên, để giúp học sinh có một định hướng về phương pháp giải bài tập điện học Vật lí lớp 9 nên tôi lựa chọn đề tài: “Hướng dẫn học sinh giải bài tập điện học, Vật lí 9”.
Trang 1I PHẦN MỞ ĐẦU
1 Lí do chọn đề tài
Năm học 2014 - 2015 là năm học: “Tiếp tục triển khai đồng bộ các giải
pháp đổi mới giáo dục phổ thông theo mục tiêu phát triển năng lực và phẩm chất học sinh; nâng cao kỹ năng ngoại ngữ, tin học; rèn luyện năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn; phát triển năng lực sáng tạo và tự học Tiếp tục triển khai đổi mới phương pháp dạy và học gắn với đổi mới hình thức, phương pháp thi, kiểm tra và đánh giá kết quả giáo dục theo hướng đánh giá năng lực người học; kết hợp đánh giá trong quá trình với đánh giá cuối kỳ, cuối năm học.” (Trích chỉ thị số: 3008/CT-
BGDĐT)
Một trong những nhiệm vụ trọng tâm của Năm học 2014 - 2015 là Tiếp tục triển khai đổi mới phương pháp dạy và học Vì vậy trong đổi mới phương pháp giáo dục thì phát triển trí tuệ và năng lực sáng tạo của học sinh có ý nghĩa quan trọng Để có hiệu quả cao trong giảng dạy thì người giáo viên phải thường xuyên nghiên cứu, sử dụng những thành quả của những môn khoa học có liên quan, cần phải tiếp thu những thành tựu tiên tiến, những kinh nghiệm và phương pháp giảng dạy theo hướng đổi mới
Vật lí học là một trong những môn khoa học về tự nhiên, nhiệm vụ chủ yếu của nó là nghiên cứu các hiện tượng Vật lí, tìm nguyên nhân, khám phá ra các định luật Vật lí phục vụ lợi ích của con người
Vật lí là cơ sở cho nhiều ngành kỹ thuật Những thành tựu của Vật lí và
kỹ thuật phục vụ rất nhiều cho cuộc sống của con người trên mọi mặt
Môn Vật lí là một trong những môn học lý thú, hấp dẫn trong nhà trường phổ thông, đồng thời nó cũng được áp dụng rộng rãi trong thực tiễn đời sống hàng ngày của mỗi con người chúng ta Hơn nữa môn học này càng ngày lại càng yêu cầu cao hơn để đáp ứng kịp với công cuộc công nghiệp hóa – hiện đại
hóa đất nước, nhằm từng bước đáp ứng mục tiêu giáo dục đề ra "Nâng cao dân
Trang 2trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài", góp phần xây dựng Tổ quốc ngày
một giàu đẹp hơn
Trong khuôn khổ nhà trường phổ thông, bài tập Vật lí thường là những vấn đề không quá phức tạp, có thể giải được bằng những suy luận lô gíc, bằng tính toán hoặc thực nghiệm dựa trên cơ sở những quy tắc Vật lí, phương pháp Vật lí đã quy định trong chương trình học Nhưng bài tập Vật lí lại là một khâu quan trọng trong quá trình dạy và học Vật lí
Qua thực tế giảng dạy bộ môn Vật lí ở trường trung học cơ sở Minh Hòa nói chung bộ môn Vật lí 9 nói riêng, tôi nhận thấy học sinh còn gặp rất nhiều khó khăn, lúng túng khi giải các bài tập Vật lí Đặc biệt là các bài tập về Điện học trong chương trình Vật lí 9, đây là loại bài tập các em cho là khó, điều này ít nhiều ảnh hưởng đến chất lượng dạy và học
Ta đã biết ở giai đoạn 1 (lớp 6 và lớp 7) vì khả năng tư duy của học sinh còn hạn chế, vốn kiến thức toán học chưa nhiều nên sách giáo khoa chỉ đề cập đến những khái niệm, những hiện tượng Vật lí quen thuộc thường gặp hàng ngày Ở giai đoạn 2 (lớp 8 và lớp 9) khả năng tư duy của các em đã phát triển,
đã có một số hiểu biết ban đầu về khái niệm cũng như hiện tượng Vật lí hằng ngày Do đó việc học tập môn Vật lí ở lớp 9 đòi hỏi cao hơn nhất là một số bài tập về điện lớp 9 mà các em được học Nếu các em được hướng dẫn một số điểm
cơ bản thì những loại toán này không phải là khó
Hơn nữa trong chương trình Vật lí trung học cơ sở hiện hành, thời lượng học Vật lí được bố trí trong tuần rất ít (1 tiết/tuần đối với lớp 6, 7, 8 và 2 tiết tuần đối với lớp 9)
Do vậy, thời gian dành cho việc giải bài tập Vật lí trên lớp rất hạn chế, nên học sinh thường gặp không ít khó khăn về phương pháp giải bài tập Vật lí nói chung, bài tập điện học nói riêng, lại càng khó khăn hơn cho việc giải bài tập
mở rộng, nâng cao Từ những khó khăn trên, việc tìm ra phương pháp giải khoa học, ngắn gọn, ít tốn thời gian các dạng bài tập Vật lí là điều cần thiết để hướng dẫn cho học sinh Hơn nữa, trong phần điện học, các dạng bài tập thường khó hơn so với các phần khác, nên việc đúc kết kinh nghiệm thành một tài liệu về
Trang 3phương pháp giải các dạng bài tập phần điện học trung học cơ sở là một nhu cầu cần thiết.
Từ những lý do trên, để giúp học sinh có một định hướng về phương pháp
giải bài tập điện học Vật lí lớp 9 nên tôi lựa chọn đề tài: “Hướng dẫn học sinh
giải bài tập điện học, Vật lí 9”.
2 Mục đích nghiên cứu
Hình thành cho học sinh một cách tổng quan về phương pháp giải một bài tập Vật lí, cụ thể là bài tập về điện học, từ đó các em có thể vận dụng một cách thành thạo và linh hoạt trong việc giải các bài tập điện học trong chương trình Vật lí lớp 9, nâng cao hiệu quả của bài tập, giúp các em nắm vững kiến thức trong quá trình học tập
3 Đối tượng nghiên cứu.
Phương pháp giải bài tập điện học,Vật lí 9
4 Phạm vi nghiên cứu
Đề tài được thực hiện với học sinh lớp 9A Trường trung học cơ sở Minh Hòa, huyện Hữu Lũng, tỉnh Lạng Sơn
5 Phương pháp nghiên cứu.
5.1 Nghiên cứu lí luận.
- Các tài liệu liên quan tới việc sử dụng bài tập trong dạy học Vật lí
- Lí luận về sử dụng bài tập Vật lí trong dạy học
- Các tài liệu nói về phương pháp giải bài tập Vật lí
5.2 Phương pháp điều tra sư phạm.
- Điều tra trực tiếp bằng cách dự giờ phỏng vấn
- Điều tra gián tiếp bằng cách sử dụng phiếu điều tra
5.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm.
- Áp dụng đề tài vào dạy học thực tế từ đó thu thập thông tin để điều chỉnh cho phù hợp
Trang 4II PHẦN NỘI DUNG
1 Cơ sở lý thuyết
Phương pháp dạy học là một bộ phận hợp thành của quá trình sư phạm nhằm đào tạo thế hệ trẻ có tri thức khoa học, về thế giới quan và nhân sinh quan, thói quen và kỹ năng thực hành, vận dụng kiến thức vào thực tế
Phương pháp dạy học có mối liên hệ biện chứng với các nhân tố khác của quá trình dạy học Những phương pháp dạy học phải thống nhất biện chứng giữa việc giảng dạy của giáo viên với việc học tập của học sinh Đồng thời góp phần
có hiệu quả vào việc thực hiện tốt các khâu của quá trình dạy học Xác định kế hoạch giáo dục, giáo dưỡng, phát triển bộ môn một cách nhịp nhàng, cụ thể hoá nhiệm vụ dạy học trên cơ sở đặc điểm của học sinh, điều chỉnh kế hoạch dạy học cho sát với diễn biến thực tế, tổ chức và hướng dẫn học sinh học tập ở trên lớp cũng như ở nhà phù hợp với dự định sư phạm
Đối với môn Vật lí ở trường phổ thông, bài tập Vật lí đóng một vai trò hết sức quan trọng, việc hướng dẫn học sinh làm bài tập Vật lí là một hoạt động dạy học, là một công việc khó khăn, ở đó bộc lộ rõ nhất trình độ của người giáo viên Vật lí trong việc hướng dẫn hoạt động trí tuệ của học sinh, vì thế đòi hỏi người giáo viên và cả học sinh phải học tập và lao động không ngừng Bài tập Vật lí sẽ giúp học sinh hiểu sâu hơn những qui luật Vật lí, những hiện tượng Vật lí
Thông qua các bài tập ở các dạng khác nhau tạo điều kiện cho học sinh vận dụng linh hoạt những kiến thức để tự lực giải quyết thành công những tình huống cụ thể khác nhau thì những kiến thức đó mới trở nên sâu sắc hoàn thiện
và trở thành vốn riêng của học sinh Trong quá trình giải quyết các vấn đề, tình huống cụ thể do bài tập đề ra học sinh phải vận dụng các thao tác tư duy như so sánh phân tích, tổng hợp khái quát hoá để giải quyết vấn đề, từ đó sẽ giúp giải quyết giúp phát triển tư duy và sáng tạo, óc tưởng tượng, tính độc lập trong suy nghĩ, suy luận nên bài tập Vật lí gây hứng thú học tập cho học sinh
2 Cơ sở thực tiễn
Trang 5Trước khi thực hiện đề tài qua tìm hiểu và trao đổi với đồng nghiệp tôi nhận thấy:
- Đa số học sinh lớp 9A trường THCS Minh Hòa ham mê học bộ môn Vật
lí, nhưng khi làm các bài tập vật lí các em thường lúng túng trong việc định hướng giải, có thể nói hầu như các em chưa biết cách giải cũng như trình bày lời giải
Trước khi thực hiện đề tài tôi đã tiến hành kiểm tra và khảo sát đối với học sinh ở lớp 9 trường trung học cơ sở Minh Hòa bằng một số bài tập cơ bản
Kết quả thu được như sau:
2.1 Kết quả khảo sát
Môn Lớp HS Số
KẾT QUẢ
Ghi chú
- Đa số các em chưa có định hướng chung về phương pháp học lý thuyết, biến đổi công thức, hay phương pháp giải một bài tập Vật lí
- Kiến thức toán còn hạn chế nên không thể tính toán được mặc dù đã thuộc lòng các công thức
- Do phòng thí nghiệm, phòng thực hành còn thiếu nên các tiết dạy chất lượng chưa cao, dẫn đến học sinh tiếp thu các công thức, định luật còn hời hợt
- Đọc đề hấp tấp, qua loa, khả năng phân tích đề, tổng hợp đề còn yếu, lượng thông tin cần thiết để giải toán còn hạn chế
Trang 6- Vẽ sơ đồ mạch điện còn lúng túng Một số vẽ sai hoặc không vẽ được do
đó không thể giải được bài tập
- Một số chưa thuộc công thức và ký hiệu các đại lượng trong công thức, một số khác không biết biến đổi công thức, còn nhầm lẫn giữa các công thức mạch điện nối tiếp và mạch điện song song
- Chưa có thói quen định hướng cách giải một cách khoa học trước những bài tập điện học lớp 9
3 Nội dung đề tài
3.1 Phương pháp chung để giải bài tập Điện học
Bài tập Vật lí nói chung, bài tập điện học nói riêng được hiểu là những bài làm để học sinh tập vận dụng những kiến thức khái quát đã được xây dựng trong các bài học lý thuyết để giải quyết một vấn đề cụ thể Những vấn đề cần giải quyết thường được trình bày dưới hai dạng: giải thích hiện tượng và dự đoán hiện tượng Giải thích hiện tượng nghĩa là chỉ rõ nguyên nhân nào đã dẫn đến hiện tượng đó, tức là nguyên nhân đó liên quan đến một số tính chất của sự vật hoặc một số định luật Vật lí đã biết Như vậy, giải thích hiện tượng không phải tiến hành tùy tiện theo suy nghĩ chủ quan của mình mà phải dựa trên những kiến thức đã biết, được coi là chân lý Dự đoán hiện tượng cũng phải căn cứ vào những tính chất của sự vật, những định luật đã biết để dự đoán vì những tính chất hay những định luật là những kiến thức khái quát chung cho một loại hiện tượng
Vì việc giải thích hay dự đoán có thể là định tính hay định lượng nên người ta thường chia bài tập thành hai loại: bài tập định tính và bài tập định lượng Với bài tập định tính, ta chỉ cần thực hiện lập luận logic để chỉ ra nguyên nhân của hiện tượng hay dự đoán hiện tượng sẽ xảy ra Đối với bài tập định lượng, ta phải tính toán cụ thể giá trị của một số đại lượng đặc trưng cho hiện tượng Đối với trình độ trung học cơ sở, bài tập định tính có tầm quan trọng đặc biệt vì nó yêu cầu học sinh phải nắm vững các tính chất, quy luật của sự vật, hiện tượng và biết cách trình bày lập luận chặt chẽ, hợp lý Trong khi đó, bài tập định lượng thường chỉ sử dụng những phép tính đơn giản dựa trên những công
Trang 7thức đơn giản, ít khi đòi hỏi phải lập những phương trình hay hệ phương trình phức tạp Xu thế chung hiện nay là giảm bớt phần tính toán phức tạp để tránh trường hợp học sinh áp dụng công thức một cách hình thức, máy móc
Hơn nữa, quá trình giải bài tập định lượng phải được bắt đầu bằng việc xét mặt định tính của hiện tượng bằng cách lập luận để chỉ ra công thức được áp dụng biểu thị cho tính chất nào của đại lượng Vật lí hay của định luật Vật lí nào
Nói một cách khác, mỗi bài tập định lượng đều hàm chứa một bài tập định tính mở đầu
3.2 Phương pháp hướng dẫn học sinh suy nghĩ để tìm tòi lời giải
Hoạt động giải bài tập Vật lí nói chung hay bài tập điện học nói riêng theo đúng nghĩa của nó phải là hoạt động tự lực của học sinh trong quá trình vận dụng kiến thức Vật lí vào giải quyết từng vấn đề cụ thể Để giúp học sinh thực
sự biết vận dụng kiến thức điện học cho việc giải bài tập, người giáo viên phải
có phương pháp hướng dẫn học sinh biết phân tích hiện tượng được nêu ra trong
đề bài, nhận rõ sự diễn biến của hiện tượng, xác định được những tính chất, nguyên nhân, quy luật chi phối diễn biến của hiện tượng Dù là bài tập định lượng, tính toán thì cũng phải bắt đầu từ sự phân tích định tính để có thể chọn những công thức tính toán phù hợp Mặt khác, người thày cần phải nắm rõ phương pháp suy luận logic hay phương pháp nhận thức Vật lí để hướng dẫn cho học sinh thực hiện các phương pháp đó mỗi khi có điều kiện
Suy nghĩ tìm lời giải là hoạt động xảy ra trong trí não, không quan sát được Do đó người thầy không thể làm mẫu để học sinh bắt chước, họ chỉ có thể đưa ra một hệ thống những câu hỏi để chỉ dẫn, dẫn dắt, định hướng cho học sinh suy nghĩ Căn cứ vào kết quả trả lời của học sinh mà biết được kết quả đúng hay sai, để điều chỉnh những câu hỏi sau cho dễ hơn, sâu rộng hơn Để xây dựng hệ thống câu hỏi hướng dẫn thích hợp, người giáo viên cần phải giải trước bài tập theo trình tự các bước giải nhằm lường trước những khó khăn gặp phải mà học sinh gặp phải rồi căn cứ vào đó mà đặt câu hỏi hướng dẫn Quá trình hướng dẫn học sinh suy nghĩ để tìm tòi lời giải có thể thực hiện theo từng bước như sau:
Trang 8- Trước hết, cần phải rèn luyện cho học sinh thói quen thực hiện các bước giải bài tập Vật lí, tránh làm tắt, làm vội Trong mỗi bước giải có một số việc phải làm nhất định, đặc biệt là cần chú ý khâu phân tích hiện tượng Vật lí Nếu học sinh được luyện tập nhiều lần thì sẽ quen với các bước giải.
- Hướng dẫn học sinh phân tích hiện tượng bằng cách đưa ra đưa ra những câu hỏi gợi ý cho học sinh lưu ý đến những dấu hiệu có liên quan đến các hiện tượng đã biết, hoặc chi phối bởi các quy luật, những tính chất đã biết Thông thường, mỗi phần trong chương trình Vật lí có một số hiện tượng điển hình cần nhớ Khi phân tích đã quy về được hiện tượng điển hình đó thì việc tìm lời giải
sẽ trở nên dễ dàng hơn
- Hướng dẫn học sinh xây dựng lập luận trong quá trình giải Đây là bước
mà học sinh cần thực hiện nhiều phép suy luận dưới sự trợ giúp, hướng dẫn của người giáo viên Thí dụ đối với loại bài tập giải thích hiện tượng, giáo viên có thể hướng dẫn cho học sinh tiến hành suy luận theo các bước chung như sau:
+ Phân tích hiện tượng đã cho trong đề bài thành những hiện tượng điểm hình đã biết
+ Nhớ lại và phát biểu thành lời những tính chất, định luật chi phối hiện tượng điển hình đó
+ Xây dựng một lập luận nhằm xác lập mối liên hệ giữa hiện tượng điển hình chung (quy luật chung) với hiện tượng cụ thể trong đề bài qua một chuỗi những luận hai đoạn mà thực chất là luận ba đoạn rút gọn (tìm tiên đề thứ nhất, biết tiên đề thứ hai và kết luận)
+ Phối hợp tất cả những lập luận trên để lý giải nguyên nhân của hiện tượng đã được cho biết trong đề bài
Việc hiểu và vận dụng những quy tắc của logic học để đảm bảo xây dựng được những luận ba đoạn đúng quy tắc, dẫn đến những kết luận đúng là khá rắc rối đối với học sinh trung học cơ sở Vì vậy, giáo viên nên chọn một số hình thức suy luận đúng để tập cho học sinh áp dụng cho quen dần Khi học sinh thực hiện sai thì có thể đưa ra câu hỏi, gợi ý bổ sung để giúp học sinh phát hiên ra
Trang 9chỗ sai Chẳng hạn như nếu phát hiện học sinh hiểu sai định luật dùng làm tiên
đề thứ nhất thì yêu cầu học sinh nhắc lại định luật đó
4 Các giải pháp thực hiện
4.1 Các bước chung để giải một bài tập điện học
Bước 1 Tìm hiểu đề bài
- Tìm hiểu ý nghĩa Vật lí của các từ ngữ trong đề bài và diễn đạt lại bằng ngôn ngữ Vật lí
- Biểu diễn các đại lượng Vật lí bằng các ký hiệu, các chữ cái quen dùng theo quy ước trong sách giáo khoa
- Vẽ hình (nếu cần thiết)
- Tóm tắt đề bài: xác định dữ kiện đã cho và dữ kiện cần tìm của bài tập
Bước 2 Phân tích hiện tượng
- Xác định xem hiện tượng nêu trong đề bài thuộc phần kiến thức Vật lí nào, có liên quan đến những khái niêm nào, định luật nào, quy tắc nào
- Nếu gặp hiện tượng Vật lí phức tạp thì cần phân tích ra thành những hiện tượng đơn giản, chỉ bị chi phối bởi một nguyên nhân, một quy tắc hay một định luật Vật lí xác định
- Tìm hiểu xem hiện tượng Vật lí đó diễn biến qua những giai đoạn nào, mỗi giai đoạn tuân theo những định luật nào, quy tắc nào
Bước 3 Xây dựng lập luận cho việc giải bài tập
- Trình bày có hệ thống các lập luận logic để tìm ra mối liên hệ giữa dữ kiện đã cho và dữ kiện cần tìm của bài tập Có thể trình bày lập luận theo hai phương pháp: phương pháp phân tích và phương pháp tổng hợp
Phân tích là bắt đầu từ dữ kiện cần tìm, thông qua các mối quan hệ trung
gian, ta xác lập các mối quan hệ dần đến dữ kiện đã cho Cuối cùng, ta tìm được mối liên hệ trực tiếp giữa dữ kiện cần tìm và dữ kiện đã cho Đối với học sinh trung học cơ sở thì dùng phương pháp phân tích thì học sinh dễ hiểu hơn, có thể định hướng sự tìm tòi của học sinh dễ dàng, có hiệu quả hơn ở học sinh
Trang 10Tổng hợp là bắt đầu từ những dữ kiện đã cho, thông qua các mối quan hệ
trung gian, ta xác lập các mối quan hệ dần đến dữ kiện cần tìm Cuối cùng, ta tìm được mối liên hệ trực tiếp giữa dữ kiện đã cho và dữ kiện cần tìm
Sau đây là một bài tập được giải bằng hai cách: phân tích và tổng hợp:
có điện trở suất là 0,4.10 -4Ωm để làm một lò sưởi điện sưởi ấm một gian phòng.
Hỏi cần phải lấy chiều dài của dây dẫn này là bao nhiêu để duy trì nhiệt
độ của phòng luôn luôn không đổi nếu mỗi giờ gian phòng này bị mất một nhiệt lượng bằng 2 970 000J qua các cửa sổ và các bức tường Biết nguồn điện cung
cấp cho lò sưởi có điện áp là 220V”
Hướng dẫn giải bằng phương pháp phân tích
Đại lượng cần tìm ở đây là chiều dài của dây hợp kim Ta tìm mối liên hệ giữa chiều dài của dây dẫn với các đại lượng khác trong bài
Ta biết rằng muốn nhiệt độ của phòng luôn luôn không đổi thì trong mỗi giờ nhiệt lượng lò sưởi cung cấp phải bằng nhiệt lượng mà phòng mất đi Nhiệt lượng do lò sưởi cung cấp tương đương với điện năng mà lò sưởi tiêu thụ Điện năng lại phụ thuộc điện trở của dây hợp kim đồng Điện trở này lại do chiều dài của dây qui định
Nếu gọi chiều dài của dây là l, điện trở của dây là R, điện trở suất của nó
là ρ và tiết diện của nó là S, thì chiều dài của dây dẫn liên hệ với điện trở của
Trang 11dòng điện toả ra Ta đã dùng định luật Ôm trong (2) Vậy mối liên hệ giữa I và
A là: A = I.U.t trong đó t là thời gian dòng điện chạy qua dây
Từ đó suy ra:
.
A I
U t
= (3)
Trong công thức trên, điện năng tính ra Jun Điện năng này tương đương với nhiệt lượng Q mà dòng điện cung cấp (và với nhiệt lượng mà gian phòng mất đi) trong thời gian t theo biểu thức: Q =A (4)
Ở vế phải của biểu thức (4), tất cả các đại lượng đều đã biết Bây giờ cần thay thế biểu thức sau vào biểu thức trước và cứ thế đi dần từ biểu thức cuối lên biểu thức đầu:
Thay (4) vào (3) được:
.
Q I
Q
Thay (2)’ vào (1) được
2
U t S l
−
−
Vậy chiều dài dây hợp kim đồng là 220m
Hướng dẫn giải bằng phương pháp tổng hợp
Muốn nhiệt độ trong phòng luôn luôn không đổi thì nhiệt lượng do dòng điện qua lò sưởi tỏa ra trong một thời gian t nào đó (ở đây là 1giờ) phải bằng nhiệt lượng Q mà gian phòng mất đi trong thời gian đó
Theo định luật Jun - Len xơ: Q = I2.R.t (1)
Trang 12Trong đó R là điện trở của dây dẫn của lò sưởi, I là cường độ dòng điện qua lò sưởi.
Theo định luật Ôm, ta có: I U
U t Q
l S
ρ
Từ đó rút ra:
2
U t S l
−
−
Vậy chiều dài dây hợp kim đồng là 220m
Như vậy dùng phương pháp tổng hợp, ta cũng tìm được chiều dài của dây
lò sưởi như khi dùng phương pháp phân tích
- Nếu cần tính toán định lượng thì lập các công thức có liên quan đến đại lượng cho biết, đại lượng cần tìm Sau đó thực hiện các phép biến đổi toán học
để đưa về một phương trình chứa các đại lượng đã biết và ẩn số là đại lượng cần tìm
- Đổi đơn vị các đại lượng về cùng một hệ đơn vị và thức hiện tính toán
Bước 4 Thực hiện giải toán:
- Dựa vào bước phân tích trên ta đã tìm được mối liên hệ giữa điều đã biết
và điều phải tìm (tức là học sinh đã tìm ra được công thức cho việc giải bài tập
đó thông qua các công thức đã học.)
- Sắp xếp lại các công thức và thay số
