phân tích chương trình Vât Lý phổ thông

II.2.2.Những lưu ý về phương pháp dạy học Khái niệm cđ thẳng đều là một khái niệm đơn giản, dễ tiếp thu đối với HS, nhưng thí nghiệm minh họa về cđ thẳng đều lại tương đối khó thực hiện

PHÂN TÍCH CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ THPT Phần 1: NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN VỀ CẤU TRÚC NỘI DUNG CỦA

CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ THPT VIỆT NAM

I NHIỆM VỤ, NỘI DUNG CỦA HỌC PHẦN.

Học phần “ phân tích chương trình vật lí THPT” thuộc môn phương pháp giảng dạy vật lí trong nhà trường ĐHSP nhằm cung cấp cho sinh viên ngành sư phạm những vấn đề chính sau đây:

Làm cho sinh viên nắm được cấu trúc chương trình, nội dung các kiến thức cơ bản của vật lí phổ thông và những con đường hình thành chúng

Từ những kiến thức vật lí mà sinh viên đã được trang bị trong các năm học, yêu cầu sinh viên phân tích được một cách sâu sắc các kiến thức cơ bản của vật lí THPT, biết được những điểm cần lưu ý về phương pháp dạy học những kiến thức cơ bản đó (Đây

là nhiệm vụ chính của học phần này)

Trên cơ sở hiểu các kiến thức vật lí THPT một cách sâu sắc, sinh viên phải có khả năng soạn được những phương án dạy học theo những yêu cầu định bước về nội dung

và phương pháp cho những đối tượng cụ thể (nhất là hiện nay ở trường THPT có nhiều đối tượng khác nhau) nhằm phục vụ cho chuyên môn nghề nghiệp của sinh viên sau khi tốt nghiệp

Ngoài ra các học phần còn yêu cầu sinh viên biết được những ưu, nhược điểm của chương trình và phương hướng cải tiến chương trình trong tương lai

Học phần cũng dành một số thời gian thích ứng để sinh viên hoàn thiện kĩ năng giải bài tập vật lí phổ thông

II SƠ LƯỢC VỀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CHƯƠNG TRÌNH VLPT VIỆT NAM (Từ 1955 đến nay)

Sau chiến thắng Điện Biên Phủ, hòa bình lập lại ở miền Bắc Từ năm 1955, ở miền Bắc nước ta xây dựng hệ thống giáo dục phổ thông hệ 10 năm, được chia thành 3 cấp học (cấp 1, cấp 2 và cấp 3) Trong đó, vật lí được học một cách có hệ thống từ đầu cấp 2 (lớp 6) đến hết cấp 3 (lớp 12)

Năm 1975, sau khi giả phóng miềm Nam, ở nước ta tồm tại 2 hệ thống giáo dục phổ thông:

− Ở miền Bắc vẫn giừ hệ 10 năm như trước

− Ở miền Nam vẫn giữ hệ 12 năm (trong đó vật lí được học từ lớp 8 đến hết lớp 12)

Trong cả 2 hệ thống trên, chương trình vật lí được cấu tạo từ 2 bậc:

Tuy nhiên, để đáp ứng với yêu cầu của sự nghiệp CNH-HĐH đất nước và xu thế chung của giáo dục phổ thông trên toàn thế giới Từ năm 1994 chúng ta đã thí điểm chương trình THPT chuyên ban Trong chương trình này chia thành 3 ban:

− Ban A: khoa học tự nhiên

− Ban B: khoa học tự nhiên và xã hội

− Ban C: khoa học xã hội

Sau một thời gian dạy thí điểm ở một số trường THPT trong cả nước, chương trình này bộc lộ nhiều bất cập, không phù hợp với thực tiễn (một trong những bất cập cơ bản là sự chênh lệch giữa các ban rất cao, VD: ở lớp 12 ban C không học vật lí…) Vì vậy chương trình này không được triển khai đại trà, chúng ta tiếp tục nghiên cứu phân ban theo hướng mới phù hợp hơn

Sau một thời gian thí điểm từ năm 2006-2007 thực hiện chương trình THPT chuyên ban trong cả nước Chương trình này được chia thành 3 ban như sau:

− Ban cơ bản

− Ban khoa học tự nhiên

− Ban khoa học xã hội và nhân văn

Đây là chương trình theo hướng phân ban rộng, ngoài kiến thức của ban cơ bản (chuẩn), học sinh tự chọn một số môn nâng cao: toán, lí, hóa, sinh

Còn đối với Ban khoa học xã hội và nhân văn, các môn học nâng cao là: văn, sử, địa, ngoại ngữ Ngoài loại hình trường THPT chia làm 3 ban như trên, còn có loại trường THPT kĩ thuật (bắt đầu thí điểm từ năm 2005-2006), THPT chuyên (năng khiếu), THPT nội trú (dành cho học sinh dân tộc thiểu số)

III NHỮNG ĐẶC ĐIỂM VỀ CẤU TRÚC, NỘI DUNG CỦA CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ THPT HIỆN HÀNH (chương trình cơ bản (chuẩn); và nâng cao) III.1 Những căn cứ để xây dựng chương trình vật lí.

III.1.1 Mục đích, yêu cầu giáo dục nói chung, dạy học nói riêng.

Đất nước ta đang bước vào giai đoạn CNH-HĐH với mục tiêu đến năm 2020, Việt Nam sẽ từ một nước nông nghiệp về cơ bản trở thành nước công nghiệp, hội nhập với cộng đồng quốc tế Nhân tố quyết định thắng lợi của công cuộc CNH-HĐH và hội nhập quốc tế là con người Việc này cần được bắt đầu từ giáo dục phổ thông, mà trước hết phải bắt đầu từ việc xác định mục tiêu đào tạo, đó là phải trang bị cho thế hệ trẻ:

− Những kiến thức hiện đại

− Năng lực sáng tạo cái mới

− Phẩm chất con người mới (nhân sinh quan, thế giới quan…)

Trước hết chúng ta xét tới mục đích: trang bị cho thế hệ trẻ kiến thức hiện đại, nhất là trong thế kỉ XXI này, thế kỉ của trí tuệ Hiện nay do sự phát triển nhanh, mạnh mang tính bùng nổ của khoa học công nghệ làm kiến thức tăng theo hàm số mũ… Người ta

đã tính rằng, một chuyên giai làm việc trong một chuyên môn hẹp của KHKT (ví dụ: với vật lí chất rắn, chuyên môn hẹp là: vật lí bán dẫn, vật lí kim loại, vật lí điện môi, vật lí các vật liệu từ, vật lí màng mỏng, vi điện tử…) thì mỗi ngày có khoảng gần

2000 trang tài liệu đc in ra trên thế giới nói về các vấn đề mà chuyên gia đó cần tìm hiểu… Vậy vấn đề đặt ra cho nhà trường phổ thông là dạy cái gì? Thời gian dạy là

bao nhiêu? Xu hướng chung của giáo dục phổ thông trên thế giới hiện nay vẫn là không tăng thời gian học, để khi ra trường con người ở vào tuổi sáng tạo, sung sức nhất phục vụ xã hội (tuổi 25 trở ra) Học vấn mà nhà trường phổ thông trang bị không thể thâu tóm được mọi tri thức mong muốn, đó chỉ là những kiến thức cơ bản, với môn vật lí ở trường phổ thông vẫn dạy vật lí cổ điển là chủ yếu.

Với mục đích trang bị cho thế hệ trẻ năng lực sáng tạo, yếu tố này càng chiếm vị trí quan trọng hơn trong công cuộc CNH-HĐH hiện nay Rõ rang nhà trường phổ thông chỉ trang bị được một phần kiến thức cơ bản, vì vậy phải coi trọng việc dạy phương pháp, dạy cách đi tới chiếm lĩnh kiến thức của loài người, trên cơ sở đó tiếp tục học tập suốt đời Phải làm sao cho học sinh khi ra trường trước hết là thích nghi được với cuộc sống, sau đó là phát triển được những năng lực của mình

III.1.2 Những thành tựu của kha học kĩ thuật hiện đại.

Việc xây dựng chương trình vật lí ở nhà trường phổ thông dựa vào những thành tựu của khoa học hiện đại là rất khó khăn, vì đại đa số nội dung chương trình vật lí phổ thông vẫn là vật lí học cổ điển Nhưng chương trình yêu cầu các kiến thức của vật lí học cổ điển phải được trình bày sao cho phù hợp với tinh thần của vật lí học hiện đại (như gắn nhiệt độ với chuyển động phân tử, gắn từ trường với dòng điện…), một số thành tựu lớn trong thực tế phải được thông báo cho học sinh (ví dụ: vô tuyến điện, siêu dẫn, quang dẫn, vi tính…) Tuy nhiên, kĩ thuật hiện đại đã tạo ra cho nhà trường phổ thông các trang thiết bị mới, có thể thay đổi cách dạy giúp học sinh hiểu được nhiều vấn đề phức tạp, ví dụ: các thiết bị đo lường, trực quan… như có thể dùng giao thoa kế Maikenxơn để đo vận tốc ánh sáng, sử dụng máy vi tính trong dạy học…

III.1.3 Phương pháp nghiên cứu vật lí cũng ảnh hưởng tới việc xây dựng chương trình vật lí.

Trong vài chục năm gần đây, kiến thức về phương pháp nhận thức đã trở thành một loại kiến thức cơ bản quan trọng trong dạy học các bộ môn khoa học ở trường phổ thông Việc đưa học sinh vào vị trí chủ thể của hoạt động nhận thức, thông qua hoạt động tự giác, tích cực, tự lực của bản thân học sinh để chiếm lĩnh kiến thức, hình thành năng lực đã trở thành một chiến lược dạy học mới, theo chiến lược đó cần phải

tổ chức quá trình học tập của học sinh giống như quá trình tìm tòi của các nhà khoa học Bởi vậy rất cần thiết phải xác định rõ những phương pháp nghiên cứu vật lí nào cần đưa vào trường phổ thông, mức độ và cách thức đưa vào như thế nào, thể hiện cụ

thể trong chương trình và sách giáo khoa ở việc hướng dẫn giáo viên tổ chức quá trình nhận thức vật lí như thế nào để đem lại hiệu quả dạy học, góp phần nâng cao chất lượng dạy học.

Có thể nói rằng mỗi nhà khoa học lớn đạt được những thành công rực rỡ là nhờ đã sáng tạo được những phương pháp nghiên cứu thích hợp, những phương pháp đó được hoàn chỉnh dần dần theo sự phát triển của lịch sử vật lí Có những phương pháp chung như phương pháp quy nạp, phương pháp diễn dịch, có những phương pháp đặc thù như phương pháp thực nghiêm, phương pháp mô hình, có những phương pháo riêng như phương pháp nhiệt động lực học, phương pháp tương tự điện-cơ, quang-cơ, phương pháp tiên đề kết hợp suy luận toán học

Ở bậc THPT, chưa phải là đào tạo những chuyên gia về từng lĩnh vực, cần ưu tiên giới thiệu những phương pháp có giá trị sử dụng rộng rãi để sau này học sinh có thể

sử dụng trong nhiều lĩnh vực hoạt động, có khi còn ra ngoài phạm vi vật lí học, trong

đó có các phương pháp quy nạp, diễn dịch, phương pháp thực nghiệm, phương pháp

mô hình hóa, phương pháp tương tự Mặt khác, rõ ràng là ở bậc THPT, học sinh chưa thể hoàn toàn tự lực sử dụng các phương pháp như một nhà nghiên cứu thực thụ, hơn nữa trong khoa học cũng không có phương pháp nào là vạn năng có thể giúp ta giải quyết được mọi vấn đề trong mọi lĩnh vực, cho nên cũng không thể chỉ dạy cho học sinh một phương pháp của một nhà bác học nào đó, mặc dù phương pháp đó dẫn đến những thành công rực rỡ (TD: phương pháp tiên đề kết hợp với suy luận toán học của Anhxtanh)

Bởi vậy ở những trường phổ thông, giáo viên cần cung cấp cho học sinh những giai đoạn chính của những phương pháp nhận thức vật lí phổ biến Trong khi khảo sát mỗi vấn đề của chương trình vật lí học sinh cần được biết những việc chủ yếu cần làm

để giải quyết vấn đề đó Còn tùy theo trình độ hiểu biết, kĩ năng, kĩ xảo, nội dung của mỗi vấn đề, học sinh dưới sự hướng dẫn của giáo viên có thể trực tiếp, tự lực thực hiện một số giai đoạn của phương pháp nhận thức được sử dụng Thí dụ như phương pháp thực nghiệm theo nghĩa rộng gồm 4 giai đoạn:

a) Quan sát, nêu câu hỏi

b) Xây dựng giả thuyết (câu trả lời dự đoán)

c) Dùng suy luận logic hay suy luận toán học suy ra hệ quả có thể kiểm nghiệm trong thực tế

d) Tổ chức thí nghiệm kiểm tra hệ quả lí thuyết ở tiên đề rút ra kết luận về sự đúng đắn hay sai lầm của giải thuyết.

Cần làm cho học sinh làm quen với phương pháp thực nghiệm bằng cách cho họ trải qua cả 4 giai đoạn khi áp dụng phương pháp này Còn để học sinh trực tiếp thực hiện một số giai đoạn nào đó phải tùy theo trình độ cụ thể Thí dụ như việc đề ra giả thuyết nhiều khi vượt quá khả năng học sinh, giáo viên có thể đề xuất giả thuyết rồi suy ra hệ quả và giáo viên làn thí nghiệm kiểm tra dưới hình thức thí nghiệm biểu diễn…

Cách trình bày của sgk vật lí hiện nay cũng thể hiện rõ: phương pháp thực nghiệm là phương pháp cần được lưu ý đặc biệt ở bậc THPT Nghoài phương pháp thực nghiệm phương pháp mô hình hóa trong dạy học vật lí cũng được nhấn mạnh Xuất phát từ ý kiến của Anhxtanh “ Trong sự cố gắng để tìm hiểu hiện thực, chúng ta phần nào giống như một người muốn tìm hiểu cơ cấu của một cái đồng hồ lớn Anh ta thấy mặt

số của đồng hồ và các kim chuyển động, nghe thấy tiếng đồng hồ tích tắc, nhưng không có cách nào để mở rõ đồng hồ Nếu anh ta tài giỏi thì anh ta có thể vẽ được một bức tranh nào đó về bộ máy để giải đáp tất cả những gì anh ta quan sát thấy, nhưng anh ta không bao giờ có thể hoàn toàn tin chắc rằng đó là bức tranh duy nhất

có thể giải thích được những điều anh ta quan sát được Anh ta sẽ không bao giờ có được khả năng so sánh bức tranh của mình với bộ máy thực và thậm chí anh ta không thể tưởng tượng được khả năng đó hay ý nghĩa sự so sánh như vậy Một số người cho rằng “ tiến trình nhận thực khoa học là tiến trình mô hình hóa”

Khái niệm mô hình hóa và phương pháp mô hình hóa đã được sử dụng rất nhiều lần

từ sgk lớp THCS, thí dụ như mô hình phân tử về cấu tạo chất, mô hình cấu tạo nguyên tử (gọi là mẫu nguyên tử), mô hình đường sức điện trường, đường cảm ứng… Tuy nhiên cả chương trình và sgk đều không một lần nhắc đến từ mô hình hoặc phương pháp mô hình Sự dè dặt đó dẫn đến sự hiểu lầm, lẫn lộn giữa thực thể vật lí

và mô hình Mỗi mô hình chỉ phản ánh được một số tính chất của thực thể vật lí Trình độ tư duy của con người càng phát triển, công cụ quan sát, đo lường càng tinh

vi thì con người càng xây dựng được những mô hình ngày càng hoàn chỉnh, càng tiệm cận với chân lí khách quan hơn Nhờ có mô hình ta có thể hiểu được, giải thích được nhiều hiện tượng và dự đoán được những hiện tượng mới Nếu không có khái niệm mô hình và phương pháp mô hình hóa thì học sinh không thể hiểu được tại sao khi thì nói ánh sáng là sóng, khi thì nói ánh sáng là các hạt gián đoạn, lúc lại nói ánh sáng có lưỡng tính sóng hạt, thực ra ánh sáng là gì? Khi đi vào thế giới vi mô, thế giới

của các trường không quan sát được bằng giác quan, bắt buộc phải dùng mô hình Việc lẩn tránh không cho học sinh làm quen với khái niệm mô hình và phương pháp

mô hình hóa sẽ cản trở rất nhiều quá trình nhận thức của học sinh vì họ thiếu một dụng cụ có hiệu quả để nghiên cứu tự nhiên, nói đúng hơn, học sinh đã sử dụng một cách không tự giác công cụ này Thật là không hợp lí khi ta yêu cầu học sinh phải biết mẫu nguyên tử của Bo, của Rudơpho đều chỉ giải thích được một số hiện tượng mà lại không cho học sinh biết rằng vì các mẫu đó chỉ là những mô hình chưa đầy đủ.Như vậy, rõ ràng là việc hình thành và trang bị cho học sinh phương pháp mô hình hóa và vận dụng phương pháp này trong dạy học vật lí ở nhà trường THPT là rất cần thiết Trong thực tế dạy học vật lí hiện nay, vấn đề này cần được quan tâm nhiều hơn nữa của các nhà xây dựng chương trình vật lí

III.1.4 Những thành tự của khoa học giáo dục.

Một trong nhưng căn cứ để xây dựng chương trình nữa là những thành tựu mới của KHGD, đặc biệt là những thành tựu của tâm lí học liên quan đến lí luận nhận thức Trong những thành tựu này, trước hết phải kể đến những thành tựu của các nhà khoa học Xô Viết (Liên Xô cũ), và nổi bật là công trình “lí thuyết về vùng phát triển gần” của Vưgôxky: “Ông cho rằng chỗ tốt nhất của sự phát triển của trẻ em là vùng phát triển gần Vùng đó là khoảng cách giữa trình độ hiện tại của học sinh và trình độ phát triển cao hơn cần vươn tới” Nói một cách hình ảnh đó là chỗ trống giữa nơi mà con người phải giải quyết vấn đề đang đứng với nới mà người đó phải đạt đến được với sự

nỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ của người lớn hay những người ngang hàng nhưng

có khả năng hơn một chút… Sau đó là công trình về lí thuyết hoạt động của trép: “Học tập là một hoạt động, vì vậy muốn học sinh phát triển phải tổ chức quá trình học tập đó sao cho hoạt động của học sinh chuyển dần đến vùng phát triển gần”

Lê-ven-Ở phương Tây có lí thuyết thích nghi (tóm tắt: muốn dạy bơi, hãy quẳng nó xuống nước), quan điểm này cho rằng dạy học phải tạo ra môi trường cho học sinh tự xoay

sở, phải tạo ra hứng thú, yêu cầu mạnh mẽ, kể cả kích thích về mặt vật chất để học sinh đem hết sức mình, khả năng của mình tham gia vào quá trình dạy học

Chính những thành tựu đó đã dẫn tới những luận điểm mới trong giáo dục Chẳng hạn: Vừa sức có nghĩa là cố gắng lên thì làm được (điều này khác với quan niệm cũ), không thể đòi hỏi học sinh thuộc bài ngay tại lớp được, bài học kết thúc vẫn chưa hết vấn đề đối với học sinh, vì vậy học sinh cần có sự giao tiếp, nỗ lực của bản thân, cộng

thêm với sự giúp đỡ của đối tượng hơn mình một chút… Cũng từ những thành tựu đó xuất hiện quan điểm dạy học lấy học sinh làm trung tâm, chủ thể của quá trình dạy học.

− Quan điểm cũ: Vai trò của thầy lấn áp, học sinh chỉ còn ghi nhớ thụ động, dần dần đãn tới phương pháp gợi mở, phương pháp nêu vấn đề…

− Quan điểm mới: Thầy đóng vai trò người tổ chức, chỉ đạo hoạt động của học sinh, tăng trò nói, trò làm (hoạt động hơn), để học sinh tập khái quát hóa, tập nhận xét, suy luận… để chiếm lĩnh kiến thức

Sự thay đổi về phương pháp dạy học là rất hấp dẫn, điều đó thay đổi được chất lượng,

tư duy của học sinh Nhưng nó đòi hỏi phải có đầy đủ sgk, thí nghiệm, thời gian dạy

và cả chất lượng người thầy… Đây là một trọng tâm của việc đổi mới chương trình sgk THPT hiện nay

III.2 Những đặc điểm về cấu trúc và nội dung của chương trình vật lí THPT hiện hành.

III.2.1 Một số đặc điểm của trường THPT.

Cấp THPT gồm 3 năm học từ lớp 10 đến lớp 12, là cấp học cuối cùng của giáo dục phổ thông, nối tiếp THCS và có trách nhiệm đào tạo thế hệ trẻ học sinh đã qua các cấp học trước đó của nhà trường phổ thông Cấp học này một mặt cần chuẩn bị cho học sinh những tri thức và kĩ năng về khoa học xã hội và nhân văn, khoa học tự nhiên, kĩ thuật để học sinh có thể được tiếp tục đào tạo ở đại học, mặt khác cần hình thành và hoàn chỉnh học vấn phổ thông cho đa số học sinh để họ tham gia lao động sản xuất, xây dựng xã hội và khi đó họ có điều kiện học lên

Để chuẩn bị nguồn nhân lực phục vụ sự nghiệp phát triển kinh tế xã hội của đất nước, đáp ứng nhu cầu của cá nhân người học, giáo dục phổ thông cần thực hiện nguyên tắc dạy học phân hóa Đây là một sự đổi mới quan trọng so với cách học trước Mô hình dạy học phân hóa bằng hình thức phân ban cũng đã trải qua vài giai đoạn thí điểm Năm 1994, chúng ta đã tiến hành thí điểm chương trình phân ban theo 3 ban: Ban A: khoa học tự nhiên

Ban B: khoa học tự nhiên-xã hội

Ban C: khoa học xã hội

Chương trình phân ban này chỉ tập trung vào việc đổi mới nội dung kiến thức, sự chênh lệch về nội dung kiến thức của các môn giữa các ban là rất lớn, nhưng chương trình chưa có thay đổi gì về yêu cầu đối với phương pháp giáo dục của giáo viên và học sinh… Và còn nhiều lí do khác nữa, nên sau 3 năm thí điểm ở một số trường trong cả nước, chương trình này không được triển khai đại trà trong cả nước.

Chương trình phân ban hiện nay cũng được chia thành 3 ban:

− Ban khoa học tự nhiên

− Ban khoa học xã hội và nhân văn

− Ban cơ bản

Việc phân ban được tiến hành theo hướng, học sinh THPT trong cả nước phải được học một chương trình chuẩn thống nhất; đồng thời từng bước phát triển việc dạy và học các môn nâng cao theo các ban:

− Với ban khoa học tự nhiên các môn nâng cao là toán, lí, hóa, sinh

− Với ban khoa học xã hội và nhân văn các môn nâng cao là văn, sử, địa, tiếng nước ngoài

Ban cơ bản học sinh tự chọn một số môn học nâng cao Với mục đích : nhằm phân hóa, hướng nghiệp và nâng dần trình độ chung của giáo dục phổ thông

So với chương trình cũ, chương trình THPT cơ bản hiện nay có 1 số điểm mới cụ thể như sau:

+ Trước hết là thể hiện sự phân hóa qua bố trí thời lượng dạy học chênh lệch cho 8 môn phân hóa

+ mức độ phân hóa không quá lớn, đảm bảo theo yêu cầu từ chương trình chuẩn( mặt bằng học vấn phổ thông) nâng lên 20% cả về thời lượng và nội dung của từng môn học phân hóa

+ điều chỉnh giãn số tiết ở 1 số môn ở chương trình chuẩn như : ngữ văn từ 11 tiết/ tuần trong cả 3 năm xuống còn 9,5 tiết/tuần , toán từ 14 tiết/ tuần trong cả 3 năm xuống còn 10 tiết/ tuần , lý từ 9 tiết/ tuần trong cả 3 năm xuống còn 6 tiết/ tuần ( cụ thể ở lớp 10 môn vật lý từ 3 tiết/tuần giảm xuống còn 3 tiết/tuần) để có thời lượng cho các môn học mới, cho dạy học tự chọn và các hoạt động gd khác( như hướng nghiệp,

hđ gd ngoauf giờ lên lớp…) đảm bảo sự cân đối giữa các lĩnh vực tri thức của mặt bằng học vấn phổ thông.

Một đặc điểm nổi bật của chương trình THPT cơ bản hiện nay là chương trình đặc biệt chú trọng tới việc đổi mới về phương pháp dạy học thể hiện qua những yêu cầu đặt ra đối với GV cũng như HS, và cả ở cách trình bày mới của sgk hiện nay

III.2.2 Cấu trúc và nội dung của chương trình vật lý THPT CB.

- Chương trình vật lý THPT hiện nay vẫn được chia thành các phần lớn: LS, nhiệt, điện, quang, vật lý NT và HN, vẫn giữ cấu trúc cổ điển nhưng có điều chỉnh

+ các kiến thức về dđ và song được tách riêng ra và dạy ở lớp 12 thành 2 tuyến:

* dđ cơ học, dòng xoay chiều, dđ điện từ cao tần

* song cơ học, song âm, song điện từ

+ có sự sắp xếp lại giãu các phần ở các lớp cho hợp lý hơn

Điều này thuận lợi hơn cho HS về công cụ toán, cần nhất là về lượng giác

- Nội dung chương trình vật lý THPT CB được phân phối cụ thể như sau:

- lớp 11: +nhiệt + điện từ học

- lớp 12: + dđ và song + quang học + vật lý hạt nhân

Riêng với lý 10: so với chương trình CCGD vừa qua, chương trình THPT chuyên ban có một só điểm khác về nội dung như sau: ( chương trình ban cơ bản)

+ các vấn đề về nhiệt học được học trọn vẹn ở lớp 10

+ trong chương ‘’ cơ sở của nhiệt động lực học’’ có đề cập đến nguyên lý thứ 2 của NĐLH

Chương trình nâng cao vật lý 10 có them:

+ trong chương ‘’ động lực học chất điểm’’ có đề cập đến khái niệm ‘’ lực quán tính’’

và đưa ra thuật ngữ ‘’ trọng lực biểu kiến’’ nhằm làm rõ vấn đề ‘’ tăng , giảm và mất trọng lượng ‘’

+ trong chương “ cơ học chất lỏng” có đề cập đến định luật pascal và ở THCS, HS chưa đc học

+ trong chương “ thuyết ĐHPT và chất khí lý tưởng, có đề cập đến pt mendeleev

clapeyron-+ trong chương “ các định luật bảo toàn” có đưa vào 3 đinh luật kê-ple

PHẦN II.

Phân tích nội dung và phương pháp giảng dạy một số đề tái trong sgk

vật lý THPT Chương 1: ĐỀ TÀI ĐỘNG HỌC

I/ Cơ học cổ điển và việc giảng dạy cơ học cổ điển ở trường THPT Phạm vi ứng dụng của nó.

Cơ học đc nghiên cứu ở trường THPT với tính chất là nghiên cứu dạng chuyển động đơn giản nhất của vật chất nhiệm vụ quan trọng nhất của cơ học là xác định vị trí của vật trong không gian theo thời gian(hay nghiên cứu cách xác định vị trí củ vật ở thời điiểm khác nhau thông thường cơ học đc chia thành các phần : động học, động lực học…

Động học mô tả sự chuyển động của các vật nhưng chưa đề cập tới vấn đề là tại sao vật lại chuyển động như thế này( chẳng hạn chuyển động tròn đều hoặc chuyển động nhanh dần đều) mà không như thế kia

Đlh nghiên cứu sự chuyển động của vật lien hệ với nguyên nhân( các tương tác giữa các vật) gây ra một đặc trưng nào đó của chuyển động Ba định luật ĐLH đã

đc Niuton trình bày vào năm 1687 làm cơ sở của cơ học cổ điển( hay còn gọi là cơ học niuton)

Các định luật niuton( cũng như tất cả các định luật vật lý còn lại) đã xuất hiện

do sự xqh một số lượng lớn các sự kiện thực nghiệm sự đúng đắn của chúng đc xác nhận bằng sự phù hợp giữa thuwch nghiệm với những kết luận rú ra từ định luật đó

Cơ học newton đã đạt đc nhiều thành tựu to lớn trong suốt 2 thế kỷ, đối với nhiều nhà vật lý của TK XIX đã tin vào sức mạnh toàn năng của nó Người ta đã cho rằng giải thích một hiện tượng vật lý bất kỳ có nghĩa là đưa nó về quá trình cơ học tuân theo các định luật newton Tuy nhiên với sự phát triển của khoa học con người

đã phát hiện ra các sự kiện mới không nằm trong phạm vi của cơ học cổ điển những

sự kiện này đã đc giải thích trong các thuyết mới là thuyết tương đối hẹp và cơ học lượng tử

Trong thuyết tương đối hẹp, do Anhxtanh(Einstein) xây dựng vào năm 1905 Người

ta đã xét lại tận gốc quan niệm của Newton về không gian và thời gian Sự xét xét lại này đã đưa đến việc xây dựng “ môn cơ học các vận tốc lớn” hoặc như người ta gọi

nó là cơ học tương đối tính Tuy nhiên môn cơ học mới này không dẫn đến sự phủ nhận hoàn toàn môn cơ học Newton đã có Các pt của cơ học tương đối tính tại giới hạn ( đối với các vận tốc nhỏ hơn nhiều so với vận tốc ánh sáng) đều chuyển thành các pt cơ học cổ điển như vậy, cơ học cổ điển đã nằm trong cơ học tương đối tính như một trường hợp riêng của nó và gần như giữ nguyên tác dụng trước đây của nó đối với việc mà tất cả chuyển động xảy ra với các vận tốc nhỏ hơn nhiều so với vận tốc ánh sáng

ra đời trong những năm 20 của thế kỷ XX do sự phát triển của vật lý nguyên tử các phương trình của cơ học lượng tử tại giới hạn ( đối với các khối lượng lớn hơn khối lượng nguyên tố) cũng cho các pt cơ học cổ điển do đó cơ học cổ đinẻ cũng nằm trong cơ học lương tử như là một trường hợp giới hạn của nó

Như vậy , sự phát triển của khoa học đã không xóa booormaf đã chứng tỏ sự vận dụng hạn chế của nó Cơ hoc cổ điển dựa trên các định luật newton là môn cơ học cuat các vật có khối lượng lớn( so với khối lượng nguyên tử), chuyển động với vận tốc nhỏ( so với vận tốc ánh sáng)

Nội dung cơ học đc nghiên cứu trong SGK lớp 10 hiện nay đc chia thành 4 phần tương ứng với 4 chương:

- chương 1: động học chất điểm

- chương 2: động lực học chất điểm

- chương 3: cân bằng và chuyển động các vật rắn

- chương 4: các định luật bảo toàn

(riêng các phần sóng cơ và dđ song cơ học đc tách riêng ra và đc dạy ở lớp 12)

II/ Động học chất điểm

II.1/ Đại cương về nhiệm vụ và nội dung

Phần “ động học” nghiên cứu các dạng chuyển động mà không xét đến nguyên nhân làm biến đổi chuyển động vì vậy nhiệm vụ của động học là mô tả chính xác các dạng chuyển động cơ học để có thể đoán đc vị trí của vật trong không gian ở những thời điểm khác nhau( giải quyết nhiệm vụ chung cơ bản cơ học) sự mô tả mọi tính chất của chuyển động đều phải dựa vào việc xác định mối liên hệ giữa đường đi hay độ rời với thời gian

+ đối với chuyển động thẳng đều thì mối quan hệ đó tương đối đơn giản

+ nhưng đối với những chuyển động biến đổi thì mối quan hệ đó thay đỏi liên tục theo thời gian muốn mô tả chúng cần phải mô tả những đại lượng vi phân, và những phép tính tích phân Nhờ có phép tính vi phân mà ta xác định đc 2 đại lượng đặc trưng cho trạng thái cđ của 1 vật là vận tốc và gia tốc:

dt

s d v

v d a

đc vận dụng để nghiên cứu các dạng cđ Do yêu cầu của chương trình nâng cao, SGK vật lý 10 (chương trình nâng cao), khái niệm vận tốc đc xây dựng qua các vecto độ rời.

t

M M v

độ dời và đường đi trong các cđ đó

Chúng ta cần phải lưu ý rằng, việc hình thành khía niệm Vt cho HS lớp 10 THPT vẫn gặp khó khăn chưa thể vượt qua, đó là vì HS không có khái niệm về giới hạn họ chưa hiểu đc là tỉ số

Phần động học trong SGK cơ bản trước hết đề cập đến một số khái niệm chung như:

cđ cơ học, hệ quy chiếu, vận tốc, gia tốc, tính tương đối của cđ, công thức công vận tốc

Sau đó nghiên cứu những đặc điểm của 3 dạng cđ: cđ thẳng đều , cđ thẳng biến đổi đều và cđ đều, biểu diễn những quy luật của các dạng cđ đó( bằng giả thiết và đồ thị)

Sự rơi tự do đc xem như một thí dụ thực tế về mottj cđ nhanh dần đều, phổ biến trong

tự nhiên

II.2/ Chuyển động thẳng đều

II.2.1 Nội dung

Có nhiều cách định nghĩa khác nhau về cđ thẳng đều:

+ cđ thẳng đều là cđ thẳng trong đó vật đi đc những quãng đường bằng nhau trong những khoảng thời gian bằng nhay bất kỳ định nghĩa này đc đưa ra trong tình huống người ta hình thành cđ thẳng đều trước khi hình thành khái niệm vận tốc theo định nghĩa này người ta chỉ xác định đc cđ thảng đều sau khi cđ đã diễn ra.

+ cđ thẳng đều là cđ thẳng trong đó vận tốc tức thời của vật không thay đổi( về phương chiều và độ lớn) theo thời gian Định nghĩa nay đc dung sau khi đã hình thành khái niệm vận tốc tức thời với định nghĩa này ta có thể the dõi đc cđ thẳng đều trong quá trình cđ đang diễn ra

+ cđ thẳng đều là cđ thẳng mà tốc độ trung bình trên mọi đoạn đường là như nhau Định nghĩa này đc dùng sau khi hình thành khái niệm tốc độ trung bình Cách hình thành này có một ưu điểm là tránh việc dùng khía niệm vận tốc tức thời, một khái niệm dù sao cũng khá trừu tượng đối với HS khi mới làm quen với những vấn đề động học

II.2.2.Những lưu ý về phương pháp dạy học

Khái niệm cđ thẳng đều là một khái niệm đơn giản, dễ tiếp thu đối với HS, nhưng thí nghiệm minh họa về cđ thẳng đều lại tương đối khó thực hiện vì vậy khi thực hiện thí nghiệm này(như trong SKG chẳng hạn) cần sự phối hợp của 2 HS, một HS quan sát

vị trí cũ của vật cđ và ra lệnh cho HS thứ 2 ghi thời gian( để xác định cđ này là cđ thảng đều)

SGK cũ xây dựng khái niệm cđ thẳng đều trước -> định nghĩa vận tốc của cđ thẳng đều-> xây dưng khái niệm Vtb -> vận tốc tức thời

SGK hiện nay dùng khái niệm tốc độ trung bình để định nghĩa cđ thẳng đều, vì vậy khi dạy khái niệm này có thẻ theo trình tự như sau:

+ trước hết yêu cầu HS nhắc lại định nghĩa Vtb đã học ở lớp 8( vận tốc tb của 1 cđ không đều trên một quãng đường đc tính bằng công thức

Vtb=s/t trong đó: s là quãng đường đi đc

t là khoảng thời gian để đi hết quãng đường đórồi đặt ra tình huống: nếu chọn trục tọa độ ngược với chiều cđ -> khi đó Vtb sẽ có giá trị âm, ta nói Vtb có giá trị đại số trong trường hợp khi không nói đổi chiều cđ mà chỉ

muốn nhấn mạnh đc độ lớn của vận tốc tb thì người ta dùng tốc đọ tb, như vậy tốc độ

tb là giá trị số học của vận tốc tb

tốc độ tb= quãng đường đi đc/ thời gian chuyển động

+ sau đó cùng HS tiến hành thí nghiệm đo tốc độ tb của 1 cđ( ví dụ như cđ của 1 xe lăn trên máng nghiêng…)qua việc đo quãng đường đi được trong những khoảng thời gian tương ứng bất kỳ(tốt nhất là bằng nhau) Từ bảng số liệu -> yêu cầu HS tính tốc

độ TB trên từng đoạn đường và trên các đoạn đường cđ để dẫn HS tới nhận xét: tốc

độ TB trên những đoạn bằng nhau là khác nhau

Tuy nhiên có những cđ mà tốc độ tb không đổi trong suốt quá trình cđ, những cđ đó

đc gọi là cđ đều, còn nếu quỹ đạo là những đường thẳng thì đc gọi là cđ thẳng đều từ

đó định nghĩa “ cđ thẳng đều là cđ có quỹ đạo là đường thẳng và có tốc độ tb như nhau trên mọi quãng đường”

+ tiếp theo, từ định nghĩa cđ đều và công thức Vtb =s/t ta suy ra công thức tính quãng đường đi đc S trong cđ thẳng đều

S=Vtb.t=v.t , v là vận tốc của vật( trong cđ thẳng đều Vtb=v)( mặc dù ở lớp 8 HS đã biết định nghĩa sơ bộ về vận tốc V=s/t của cddnois chung, nhưng không dùng tính quãng đường đi đc đối với cđ biến đổi vì v khác nhau trong từng đoạn đường khác nhau)

+ để đưa ra pt cđ và đồ thị tọa độ thời gian của cđ thẳng đều cho HS ta cần lưu ý:

* ptcđ là pt biểu diễn sự phụ thuộc của tọa độ của vật vào thời gian, về mặt nguyên tắc một cách chặt chẽ ptcđ có thể thu đc nhờ cách giải các pt vi phân

a= đối với cđ thẳng biến đổi đều

Nhưng điều đó không thực hiện đc ở lớp 10, nên chúng ta phải dùng 1 phương pháp khác, nguyên tắc chung của phương pháp này như sau: muốn lập ptcđ ta phải chọn 1

hệ trục tọa độ rồi chiếu các đại lượng đặc trưng cho cđ lên các trục đó Như vậy muốn xác định tọa độ của điểm M0 ta phải chiếu vecto O M0 lên các đoạn truc đó, thí dụ:

Theo phép tính vecto O M =O M0 +M0M

chiếu lên trục Ox ta đc: X=X0 + Sx (1)

Trong đó X0 là tọa độ ban đầu

Nếu ta biết sự phụ thuộc của Sx vào thời gian Sx(t) thì ta có thể hoàn toàn xác định đc

x theo thời gian

Nghĩa là X=X0 + Sx(t) là ptcđ

Đối với chuyển động thẳng dều để thuận tiện người ta chọn trục tọa độ Ox, Ox // hoặc trùng với đường thẳng quỹ đạo, chiều dương chọn tùy ý( có thể cùng hoặc ngược chiều cđ)

Giả sử có một chất điểm M xuất phát từ một điểm A trên đường thẳng Ox với vân tốc

v, điểm A cách gốc O một khoảng OA=X0

Lấy mốc thời gian là lúc vật bắt đầu cđ Tọa độ của chất điểm sau thời gian cđ t sẽ là

Đơn giản nhất là ta chọn t0=0 là lúc vật bắt đầu cđ

X0=0 tại mỗi vật bắt đầu cđ ( gốc O trùng A)Khi đó ptcđ có dạng đơn giản nhất S=vt

+ để vẽ đồ thị tọa độ-thời gian của cđ thẳng đều cho HS ta cần xuất phát từ 1 ví dụ cđ thẳng đều cụ thể, vận dụng pt X=X0+ vt ta yêu cầu HS lập bảng (x,t) và nối các điểm xác định đc trên hệ trục tọa độ có trục hoành là truc thời gian t, trục tung là trục tọa độ

x đồ thị tọa độ-thời gian biểu diễn sự phụ thuộc của tọa độ cđ của vật vào thời gian.+ cuối cùng ở phần củng cố vận dụng : GV có thể yêu cầu HS nhắc lại định nghĩa về

cđ thẳng đều, viết pt đường đi và phương trình cđ của chuyển động thẳng đều, và yêu cầu HS hoàn thành 1 phiếu học tập đã đc chuẩn bị sẵn, ra bài tập về nhà cho HS

II.3: Chuyển động thẳng biến đổi đều:

II.3.1: Nội dung





=+Trong trường hợp chuyển động thẳng đều thì vận tốc là một đại lượng không đổi:

 Như vậy, vận tốc của chuyển động thẳng đều và vận tốc tức thời của chuyển động biến đổi đều chỉ là một và đều được suy ra từ công thức định nghĩa tổng quát của vận tốc

- Nhưng ở lớp 10 học sinh chưa học khái niệm đạo hàm viecto nên không thể xây dựng khái niệm vật tốc theo cách như trên

- Trong sách giáo khoa sau khi đề cập đến vận tốc của chuyển động thẳng đều thì đi ngay đến khái niệm vecto vận tốc Trong sách giáo khoa cơ bản thì phải đến bài “chuyển động thẳng biến đổi đều” sau khi hình thành khái niệm vận tốc tức thời ta mới đề cập đến vecto vận tốc, việc sắp đặt này có hàm ý là chỉ có vận tốc tức thời mới có tính chất vecto

• Về khái niệm gia tốc:

- Tổng quát: gia tốc là đại lượng vecto và được xác định bằng đạo hàm của vận tốc theo thời gian:

2

2

dt

s d dt

v d a

+ Gia tốc tiếp tuyến att : đặc trưng cho sự biến đổi về độ lớn của vận tốc.+ Gia tốc pháp tuyến: đặc trưng cho sự biến đổi về phương của vận tốc

- Trong trường hợp đặc biệt của chuyển động thẳng biến đổi thì không có thành phần gia tốc pháp tuyến và lúc đó gia tốc đặc trưng cho sự biến thiên nhanh hay chậm về độ lớn của vận tốc v

- Riêng với chuyển động biến đổi, thì gia tốc trung bình được định nghĩa là:

t

v t

v v

+ Nếu là chuyển động thẳng biến đổi đều thì a=const

+ Nếu là chuyển động tròn đều gia tốc hướng tâm đặc trưng cho sự thay đổi về phương của vận tốc; aht=const vì sự thay đổi về phương rất đều đặn

- SGK cũ xây dựng khái niệm chung về gia tốc rồi đi đến gia tốc trong

chuyển động biến đổi đều

- SGK cơ bản hiện nay xây dựng khái niệm vận tốc rồi đi đến gia tốc trong chuyển động biến đổi đều trong đó có chuyển động nhanh dần đều, cuối cùng mới đưa ra khái niệm gia tốc trong chuyển động nhanh dần đều cách tiếp cận này với mục đích cho phù hợp với tư duy của học sinh ban cơ bản

và ban khoa học xã hội: vận tốc tăng (giảm) đều đặn

t a

v = ∆

∆

- Ta cần lưu ý về dấu của gia tốc cho học sinh

• Về công thức tính quãng đường đi trong chuyển động thẳng biến đổi:

- Trong SGK cũ: dựa vào phương pháp đồ thị vận tốc (tìm công thức tính đường đi dựa vào diện tích của hình thang nằm giữa đồ thị v(t) và trục hoành)

- Trong SGK chuẩn hiện nay, vì sự hạn chế của thời gian do đó cách tiếp cận

về vấn đề này như sau: xuất phát từ 3 cơ sở

+ Công thức: s = vtb t (liên hệ giữa quãng đường đi được và tốc độ trung bình)

+ Công thức:v=v0 +at (công thức tính vận tốc tức thời của chuyển động thẳng nhanh dần đều)

+ Và điều thừa nhận: nếu vận tốc tăng thì theo thời gian thì

(v v)

v tb = 0 + 2 1

Ta đi đến ngay công thức tính quãng đường đi được trong chuyển động thẳng

v

s= +

II.3.2: Những lưu ý về phương pháp giảng dạy:

Tiến trình giảng dạy bài này có thể như sau:

Trước hết kiểm tra bài cũ: yêu cầu học sinh định nghĩa chuyển động thẳng đều, vận tốc là như nhau tại mọi thời điểm vật chuyển động, khi biết vận tốc chuyển động của vật thì đó cũng là vận tốc của vật tại mỗi thời điểm bất kỳ Tuy nhiên trong thực

tế, các chuyển động thẳng ta gặp thường là các chuyển động thẳng nhưng không đều, vận tốc của chuyển động đó ở mỗi thời điểm khác nhau là khác nhau (ví dụ: chuyển động của bi lăn trên máng nghiêng Rõ ràng trong các chuyển động biến đổi đó, vận tốc ở mỗi thời điểm khác nhau là khác nhau Và được gọi là vận tốc tức thời

Vậy độ lớn của vận tốc tức thời có thể được xác định như thế nào?

Ta tiếp tục cùng học sinh đi đến nhận xét: để tính vt phải xét quãng đường đi của vật trong khoảng thời gian rất ngắn ∆t(có thể tiếp tục đặt ra câu hỏi: tại sao lại phải xét ∆s trong ∆t rất ngắn, câu trả lời phải là để có thể coi chuyển động của vật trong khoảng thời gian đó là chuyển động đều thì mới có thể áp dụng được công thức:

Từ đó đưa ra đại lượng

Nguyên tắc chung: nam châm quay làm đĩa nhôm quay theo, lò xo xoắn ruột gà gây nên momen cản khi momen quay bằng momen cản thì đĩa không quay nữa, lúc

đó kim đồng hồ gắn với đĩa cho ta biết giá trị vận tốc tức thời ở thời điểm quan sát

Để dẫn học sinh tới khái niệm vecto vận tốc có thể đặt ra vấn đề vận tốc tức thời có phụ thuộc vào việc chọn chiều dương của hệ trục tọa độ không? Để dẫn học sinh tới nhận xét, tại mỗi điểm trên quỹ đạo vận tốc tức thời của vật không những có một độ lớn nhất định mà còn có phương và chiều xác định, vì vậy để đặc trưng cho chuyển động về sự nhanh hay chậm và cả về phương và chiều người ta đưa ra khái niệm vecto vận tốc tức thời được định nghĩa như sau: “vecto vận tốc tức thời của một vật tại một điểm là một vecto có gốc tại vật chuyển động, có hướng của chuyển động

và có độ dài tỉ lệ với độ lớn của vận tốc tức thời theo một tỉ lệ xích nào đó”

Sau khi xây dựng cho học sinh khái niệm vận tốc tức thời ta định nghĩa cho học sinh thế nào là chuyển động thẳng biến đổi, rồi chuyển động thẳng biến đổi đều và các trường hợp riêng của nó là chuyển động thẳng nhanh dần đều và chuyển động thẳng chậm dần đều

+ Trong chuyển động thẳng biến đổi đều độ lớn của vận tốc tức thời hoặc tăng đều, hoặc giảm đều theo thời gian

Tiếp theo, trong phần nghiên cứu về chuyển động thẳng nhanh dần đều ta đưa

ra cho học sinh khái niệm gia tốc Dựa vào đặc điểm của chuyển động thẳng nhanh dần đều vận tốc tăng đều theo thời gian, ta dẫn học sinh tới nhận xét

0

0

t t

v v t

Từ

0

0

t t

v v t

2

1

at t

v

s= +

2 0

0

2

1

at t

v x

Cuối cùng vận dụng những kiến thức đã nghiên cứu về chuyển động thẳng nhanh dần đều ta đề cập đến chuyển động thẳng chậm dần đều 1 cách ngắng gọn để rút ra:

+ Gia tốc trong chuyển động thẳng chậm dần đều: (lưu ý ở đây a ngược chiều với v,v0)

+ Vận tốc của chuyển động thẳng chậm dần đều: v=v0 +at(a ngược dấu với v0), (a có giá trị đại số)

+ Công thức tính quãng đường đi được và phương trình chuyển động của chuyển động thẳng chậm dần đều:

2 0

0

2 0

2 1 2 1

at t v x x

at t v s

+ +

=

+

=

(vẫn cần lưu ý học sinh: a ngược dấu v0)

 Chú ý: bài chuyển động thẳng biến đổi đều được phân phối dạy trong 2 tiết,

có thể bố trí như sau:

- Tiết 1:

I.Vận tốc tức thời Chuyển động thẳng biến đổi đều

II.Chuyển động thẳng nhanh dần đều

1.Gia tốc của chuyển động thẳng nhanh dần đều

2.Vận tốc của chuyển động thẳng nhanh dần đều

III.Chuyển động thẳng chậm dần đều

II.4 : tính tương đối của chuyển động Công thức cộng vận tốc:

II.4.1: Nội dung:

- Tư tưởng về tính tương đối và chuyển động được thể hiện trong cả giáo trình vật lý

+ Định nghĩa chuyển động cơ học: là sự thay đổi vị trí của vật đối với vật khác (mốc) Mốc: tùy chọn

+ Để xác định vị trí của vật trong không gian theo thời gian ta phải đối

chiếu vị trí của nó trong 1 hệ quy chiếu (mốc để tính không gian và thời gian)

Hệ quy chiếu: 1 hệ trục tọa độ + mốc ; 1 đồng hồ + mốc tính thời gian

(về nguyên tắc: tùy ý chọn)

- Vì vậy đối với hệ quy chiếu này thì chuyển động có những tính chất này; đối với hệ quy chiếu khác thì chuyển động có tính chất khác => thể hện tính tương đối của chuyển động

- Tính tương đối của chuyển động chỉ ra:

+ có những đại lượng là tương đối: tọa độ, vận tốc, quỹ đạo…

+có những đại lượng là tuyệt đối: khoảng cách không gian, khoảng thời gian giữa 2 biến cố

- Đối với hệ quy chiếu quán tính: các định luật vật lý có dạng không đổi đối với hệ quy chiếu khác nhau (nguyên lý tương đối)

- Tính tương đối của chuyển động có tác dụng hình thành thế giới quan một cách sâu sắc

II.4.2: Những lưu ý về phương pháp giảng dạy:

Tiến trình giảng dạy bài này có thể như sau

- Trước hết phần kiểm tra bài cũ, ngoài các kiến thức bài trước cần kiểm tra, giáo viên có thể đặt thêm câu hỏi yêu cầu học sinh nhắc lại về tính tương đối của chuyển động và đứng yên đã được học ở lớp 8? Nêu ví dụ cụ thể

- Câu trả lời có thể là: chuyển động và đứng yên có tính tương đối Ví dụ: 1 người đang ngồi trên một ô tô đang chạy Người đó đứng yên so với ô tô nhưng lại chuyển động so với cây cối bên đường…

- Từ đó giáo viên chỉ ra: ở lớp 8, khi giải thích về tính tương đối ta mới chỉ dừng lại ở mức độ giải thích một vật được coi là chuyển động hay đứng yên phụ thuộc vào việc chọn 1 vật mốc Nhưng nếu ta chọn 2 vật mốc mà so với

cả 2 vật đó vật ta xét đều chuyển động với tốc độ khác nhau thì ta phải giải thích như thế nào? Và làm thế nào để ta có thể tìm được những tốc độ khác nhau đó?

- Để giải quyết vấn đề này, trước hết ta tìm hiểu kĩ hơn về tính tương đối của chuyển động, qua việc xét cùng 1 chuyển động cụ thể trong các hệ quy chiếu khác nhau ta đưa ra các kết luận:

+ Hình dạng quỹ đạo của chuyển động trong các hệ quy chiếu khác nhau là khác nhau; quỹ đạo có tính tương đối

+ Vận tốc của vật chuyển động đối với các hệ quy chiếu khác nhau thì khác nhau: vận tốc có tính tương đối.

- Sau mỗi kết luận có thể yêu cầu học sinh lấy thêm các ví dụ minh họa

- Tiếp theo để chuyển sang phần công thức cộng vận tốc giáo viên có thể đặt vấn đề như sau: trong thực tế ta thường gặp các trường hợp sau: một vật thứ nhất chuyển động với vận tốc v12 so với vật thứ 2 Nhưng vật thứ 2 lại

chuyển động với vận tốc v23 so với vật thứ 3 Vậy vật thứ nhất so với vật thứ

3 sẽ chuyển động với vận tốc như thế nào?

- Ở đây cần lưu ý học sinh: để giải quyết bài toán như vậy, ta phải xét chuyển động của vật trong các hệ quy chiếu khác nhau Ta thấy, hệ quy chiếu có thể gắn với vật mốc đứng yên, có thể gắn với vật mốc chuyển động Do vậy, có

2 loại hệ quy chiếu: hệ quy chiếu đứng yên và hệ quy chiếu chuyển động

Từ đó đưa ra các khái niệm vận tốc tuyệt đối, vận tốc tương đối và vận tốc kéo theo

+ Vận tốc của vật so với hệ quy chiếu đứng yên được gọi là vận tốc tuyệt đối

+ Vận tốc của vật so với hệ quy chiếu chuyển động được gọi là vận tốc tương đối

+ Vận tốc của hệ quy chiếu chuyển động so với hệ quy chiếu đứng yên được gọi là vận tốc kéo theo

- Sau đó, từ 1 hiện tượng rất quen thuộc của con thuyền chạy xuôi và chạy ngược dòng sông Xuất phát từ lập luận số học, ta đi đến công thức đại số và sau đó là công thức vecto của công thức cộng vận tốc:

23 12

v  =  +  (1)(1) Là vận tốc tuyệt đối bằng tổng các vecto của vận tốc tương đối và vận tốc kéo theo

II.5: Phương pháp giải bài tập phần “động học”

Phần bài tập trong SGK mới, sau mỗi bài học hoặc sau mỗi chương được đổi mới theo các hướng sau đây:

II.5.1: Đa dạng hóa các kiểu bài tập:

- Bài tập truyền thống như SGk cũ: trong phần “động học” có thể chia thành

2 dạng bài tập đồ thị và bài tập tính toán (còn gọi là bài tập tự luận)

- Có 2 loại bài tập đồ thị

+ Cho một số đặc trưng động học rồi yêu cầu học sinh vẽ đồ thị và từ đó suy

ra 1 số đặc trưng động học khác

+ Cho biết trước đồ thị rồi yêu cầu học sinh suy ra các đồ thị khác

- Bài tập tính toán: khi giải cần lưu ý:

+ Chọn hện tọa độ, gốc tính thời gian: thường chọn chiều dương trục tọa độ

là chiều chuyển động của vật (lúc đó v0,vt là dương)

Gốc tọa độ là nơi bắt đầu khảo sát chuyển động (x0=0)

Gốc thời gian là lúc bắt đầu khảo sát (t0=0)

+ Nếu cần khảo sát 2 chuyển động trên cùng một đường thẳng, cùng một lúc chỉ cần chọn hệ quy chiếu, 1 gốc thời gian

- Cần nhớ lấy các công thức, quy ước về dấu:

as v

v

at t

v x

x

at v

2 0

0 0

=

−

+ +

s = − (quãng đường luôn dương)

+ v0, vt dương nếu trùng với chiều dương của trục tọa độ đã chọn, ngược lại là âm

+ Dấu của a căn cứ vào dấu của vận tốc (v0, vt) và đặc điểm cụ thể của chuyển động Nếu là chuyển động nhanh dần đều a cùng dấu với vận tốc, chuyển động chậm dần đều a ngược dấu với vận tốc và ngược lại

- Ngoài những bài tập truyền thống cũ, SGK chuẩn còn đưa thêm vào 1 số bài khác sau đây:

+ Bài tập trắc nghiệm khách quan (TNKQ)

Có nhiều bài tập TNKQ, ví dụ:

*Câu hỏi nhiều lựa chọn:

*Câu hỏi ghép đôi:

*Điền vào chỗ trống

+ Dạng bài tập thí nghiệm làm nhanh

II.5.2: Coi trọng các bài tập có trong thực tế:

Giải thích các hiện tượng…

CHƯƠNG 2 ĐỀ TÀI: Động lực học chất điểm

I Đại cương về nhiệm vụ và nội dung

- Đề tài dlh ở chương trình lớp 10 thpt nghiên cứu những khái niệm và tính chất cơ bản của đlh nhằm giải quyết một nhiệm vụ cơ bản của cơ học là xác định vị trí của vật trong không gian theo thời gian

Ở phần động học ta đã xét sự khác nhau bên ngoài của các dạng chuyển động dựa vào gia tốc, nghĩa là nếu biết gia tốc của cđ và các đkiện ban đầu(vị trí, vận tốc ban đầu) thì ta xác định được vị trí và vận tốc của vật ở bất kì thời điểm nào trong tương lai

Nhưng những yếu tố nào xác định gia tốc của vật?đây chính là nhiệm vụ của đlh, vậy có thể nói: nhiệm vụ của đlh là xét nguyên nhân gây ra gia tốc cđ của vật

Có 2 nguyên nhân

• Nguyên nhân bên ngoài: lực tác dụng lên vật,

• Nguyên nhân bên trong: được quy định bởi khối lượng của vật

- Nội dung cơ bản của đlh

 Các khái niệm cơ bản: lực và khối lượng

 Các định luật cơ bản: 3 định luật newton

 Các kĩ năng cơ bản: phương pháp đlh

II Các khái niện lực và khối lượng

1 Logic của việc hình thành các khái niệm lực và khối lượng

-Lực và khối lượng là hai khái niệm cơ bản của đlh , hai khái niệm này được hình thành trong mii liên hệ chặt chẽ với 3 định luật Niwton, xét về mặt logic thì không thể hình thành khái niệm lực mà không cần đến khái niệm khối lượng

Xét hai vật tác dụng tương hỗ với nhau,

Sau tương tác vật 1 có gia tốc

2

Thực nghiệm cho thấy: độ lớn = hằng số

, - Lực và khối lượng là hai khái niệm cơ bản của đlh, hai khái niệm này được hình thành trong mối lien hệ chặt chẽ với 3 định luật Niwton, xét

về mặt logic thì không thể hình thành khái niệm lực mà không cần đến khái niệm khối lượng và ngược bao giờ cũng ngược chiều

Nếu chọn m2 làm chuẩn thì ta xác định được m1

Vậy đơn vị khối lượng trở thành đơn vị cơ bản, từ đó đưa ra định nghĩa: khối lượng là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật sau đó mới đưa ra khái niệm lực F = ma

Ưu điểm: chặt chẽ về mặt khoa học, nhưng khó tiếp thu với học sinh, nhất là học sinh chương trình cơ bản

- Phương án 2: ( SGK hiện nay)

Nghiên cứu khái niệm lực trước (định tính) rồi từ đó nghiên cứu định luật 2 (có sử dụng sự hiểu biết sơ bộ của học sinh về khái niệm khối lượng ở thcs) sau đó định nghĩa lực thông qua định luật 2 = m rồi mới xây dựng khái niệm khối lượng

Ưu điểm: dễ tiếp thu đối với hs ( vì đi từ đơn giản đến phức tạp)

Nhược: có nhiều chỗ chưa chặt chẽ, vd cách đo lực ntn khi chưa học định luật 2N

Quá trình hình thành 2 khái niệm lực và khối lượng phải trải qua một thời gian tương đối dài

2 Khái niệm lực

Trước kia người ta cho rằng lực có hai biểu hiện

Biểu hiện tĩnh: gây ra biến dạng

Biểu hiện đlh: gây ra gia tốc của cđ

Do đó người ta định nghĩa lực là đại lượng vật lí đặc trương cho tác dụng giữa vật này với vật khác mà kết quả gây ra gia tốc và làm vật biến dạng

Nhưng hiện nay có quan điểm cho rằng lực chỉ có 1 tác dụng đlh là gây ra gia tốc còn biến dạng là hệ quả của sự chuyển động không đều giữa các phần tử của vật ( biến dạng là sự chuyển động tương đối giữa các phần tử cấu tạo nên vật) hơn nữa vật không phải bao giờ cũng biến dạng dưới tác dụng của lực Vd: xét vật rơi tự do, mọi phần tử của vật dưới tác dụng của trọng lực cùng rơi với gia tốc g, không có sự cđ tương đối giữa các phần tử, vậy vật không biến dạng

Dưới tác dụng của lực bao giờ biểu hiện đlh cũng có (gây ra gia tốc) ngay cả khi dưới tác dụng của lực vật không chuyển động, ( = 0)

Tuy nhiên cũng có ý kiến cho rằng không phải mọi hiện tượng biến dạng đều

có thể coi là hệ quả của tác dụng gây gia tốc của lực

Vd: hiện tượng giãn nở nhiệt khi đốt nóng một vật, nghĩa là truyền nhiệt cho vật thì vật nóng lên, nội năng tang, đồng thời vật giãn nở, nghĩa là một phần nhiệt biến thành công gây gia tốc cho vật

Do chưa có sự thống nhất về ý kiến về cơ chế biến dạng nên ta tránh đề cập đến vấn đề này,

Chương trình vật lí hiền nay vẫn chấp nhận định nghĩa lực có hai biểu hiện , cách này tuy về logic chưa chặt chẽ xong dễ hiểu và nhất là có thể dựa vào sự

biến dạng để đo lực ngay từ đầu không phải chờ đến cuối phần đlh, nhưng cũng vì thế mà qtr hình thành khái niệm lực cần nhiều giai đoạn

Lực là một đại lượng vecto tác dụng của lực phụ thuộc vào cường độ, phương, chiều, điểm đặt của lực hay mọi phép tính vecto đều thỏa mãn với lực

Công thức: F = ma vừa là công thức định nghĩa lực, vừa là biểu thức của định luật 2N

Đó là công thức định nghĩa lực khi ta dựa vào khối lượng và gia tốc mà vật thu được để tìm độ lớn của của lực

Đó là biểu thức đl 2N khi ta đo ba đại lượng F,m,a bằng những cách hoàn toàn độc lập với nhau ta thu được mqh giữa chúng là F = ma Lúc này độ lớn của lực được xác định bằng những định luật khác: định luật Húc, đl vạn vật hấp dẫn, đl ma sát…

3 Khái niệm khối lượng

Khái niệm khối lượng có mặt trong 2 định luật độc lập với nhau

• Định luật 2N: m = : khối lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật (klg qtinh)

• Định luật vạn vật hấp dẫn: F = G đặc trưng cho sự hút với nhau (khối lượng hd)

Về nguyên tắc thì hai định luật hoàn toàn độc lập với nhau, vậy trong lịch sử vật lí đã xây dựng 2 khái niệm, khối lượng quán tính và khối lượng hấp dẫn

Về sau các công trình thực nghiệm về độ chính xác cao đã CM không thể phân biệt được sự khác nhau giữa klg quán tính và khối lượng hd

Về mặt lí thuyết: bằng nguyên lí tương đương trong thuyết tương đối Anhxtanh đã chỉ ra hai đại lượng này là một và ta gọi là khối lượng ( lúc biển hiền là khối lượng quán tính, lúc biểu hiện là khối lượng hấp dẫn) bởi thế ở trường thpt ta chỉ nghiên cứu một lần khối lượng quán tính và dùng chung cho trường hợp khối lượng hấp dẫn

Lưu ý:

• Từ định luật 1N ta đưa ra khái niệm quán tính: mọi vật đều có quán tính

• Khái niệm mức quán tính được rút ra từ định luật 2N nó không đo được nếu không có lực td hay lực td cân bằng nhau, mức quán tính của các vật khác nhau là khác nhau

Chương trình hệ 10 năm cũ định nghĩa khối lượng “ khối lượng là số đo mức quán tính và được đo bằng tỉ số giữa các lực td lên vật và gia tốc mà vật thu được dưới tác dụng của lực”

Tuy nhiên trong thực tế khối lượng được xác định nhờ phép cân chứ không phải từ công thức m = và nếu được xác định từ công thức đó thì đơn vị khối lượng trở thành đơn vị dẫn suất chứ ko phải là đơn vị cơ bản,

vì vậy chương trình hiện nay định nghĩa “ khối lượng là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật”

Về mặt hình thức thì định luật 1 có thể suy ra từ định luật 2, xem như một trường hợp đặc biệt nhưng điều này chỉ đúng về phương diện toán học

Về mặt vật lí, đl 1 vẫn được coi là đl độc lập vì nó chứa đựng một nội dung rất quan trọng, nó cho ta thấy đặc điểm của không gian và thời gian gắn với hqc quán tính, thời gian là đồng nhất còn không gian là đồng nhất và đẳng hướng

Xét trong hqc quán tính có một vật A đặt tại một điểm bất kì, nếu không

có lực td, A đã nằm yên, sẽ nằm yên (tại mọi thời điểm) giả sử A đang

cđ với vận tốc theo một hướng nào đó bất kì, nếu không có lực tác dụng thì nó vẫn giữ nguyên vị trí theo phương đó

Vậy định luật 1N có thể xem như định nghĩa của hqc qt và nội dung của định luật chính là ở chỗ nó khẳng định sự tồn tại của hqc qt mà cơ học Niwton được xác định trên quan điểm này.

Mặt khác, theo đl 2N khi F=0 (Fhluc= 0) thì a = 0, nhưng khi A=0 thì trạng thái động học cụ thể của vật sẽ ra sao hay sau một thời gian t vật sẽ

ở đâu Khi ấy không phải nhờ đl 2N mà chính là đl 1N mới giúp ta xđ trạng thái trong đó của vật theo đl 1N, nếu vật đang đứng yên thì tiếp tục đứng yên, đang cđ thì tiếp tục cđ thẳng đều với vận tốc mà nó có lúc ấy,

đó là một lí do nữa để chúng ta không thể coi đl 1N là trường hợp riêng của đl 2N

Định luật 1N nghiệm đúng trong hqc qt (hệ gắn với 1 vật cô lập trong không gian) thực nghiệm cho thấy rằng hqc có gốc ở mặt trời hướng theo những ngôi sao được chọn thích hợp là một hqc qt (hệ nhật tâm)

Tuy nhiên cũng có thể coi hệ gắn với mặt đất là hqt vì gia tốc rất nhỏ

b Định luật 2N.

Là đl cơ bản của đlh, vì nhờ nó ta xác định gia tốc của cđ tức là xđ được dạng cđ nếu biết them các điều kiện ban đầu thì ta hoàn toàn giải quyết được bài toán cơ bản về chuyển động của các vật

Định luật 2N đươc phát biểu “ gia tốc của một vật cùng hướng với lực tác dụng lên vật, độ lớn của gia tốc tỉ lệ thuận với độ lớn của lực và tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật

Trong đó:

là tổng hợp các lực bên ngoài tác dụng lên vật

m là khối lượng của vật hay của nhiều vật hay nhiều vật lien kết chặt chẽ với nhau trong khi cđ dưới tác dụng của lực F

vì lực và khối lượng không phụ thuộc vào nhau nên ko thể phát biểu lực tác dụng lên vật tỉ lệ thuận với gia tốc của vật, hay không thể phát biểu khối lượng của vật tỉ lệ thuận với khối lượng và tỉ lệ nghịch với gia tốc

c Định luật 3N

Định luật 3N được xác định đặc tính của sự tương tác giữa các vật “ trong mọi trường hợp khi vật A tác dụng lên vật B một lực thì vật B cũng

tác dụng lên A một lực, hai lực này cùng giá, cùng độ lớn nhưng ngược chiều

= cách phát biểu như vậy, đl 3N đúng với mọi trường hợp tương tác

• Không phụ thuộc vào bản chất của các vật tương tác

• Không phụ thuộc vào vận tốc của vật tương tác, trường hợp này không phải bao giờ cũng đúng

Định luật 2N chỉ nói đến đặc tính của sự tương tác, nhưng không đề cập đến nguyên nhân của đặc tính đó, tức là nó chỉ cho ta biết rằng nếu có lực tác dụng thì nhất thiết phải có phản lực, mà không cho biết vì sao như vậy

Chú ý:

• Các lực tác dụng tương hỗ bao giờ cũng cùng bản chất

• Hai lực này là hai lực trực đối

• Đl này không cho ta biết kết quả của sự tương tác giữa các vật ntn, lực và phản lực đặt lên hai vật khác nhau cho nên có thể gây ra kết quả khác nhau

• Khi chỉ có hai vật tác dụng tương hỗ thì kết quả thu được gia tốc ngược chiều nếu ta thấy kết quả của sự tương tác đó chỉ có một vật chuyển động thì đó là vì vật kia có khối lượng quá lớn, nó thu được gia tốc quá nhỏ mà ta không thấy nó cđ

• Nếu thấy kết quả của sự tương tác là hai vật cđ về cùng một phía thì ta phải kết luận rằng có một vật thứ ba nữa tham gia vào quá trình tương tác

• Định luật 3N có tác dụng giáo dục thế giới quan duy vật biện chứng rất rõ, tác dụng giữa các vật là tác dụng tương hỗ

2 Những lưu ý về phương pháp giảng dạy.

a.Phương pháp giảng dạy đl 1N

Phải thừa nhận các đl N như những nguyên lí vì nó đk N phát biểu trên cơ sở của việc khái quát hóa rất nhiều sự kiện quan sát được kể cả trong lĩnh vực thiên văn kết hợp với trực giác thiên tài của ông, chính vì thế về mặt nguyên tắc chúng ta không

thể tạo ra thí nghiệm riêng lẻ có đủ tư cách để rút ra thí nghiệm này, vậy các định luật

N được trình bày trong SGK chỉ là thí nghiệm minh họa, vậy ta có thể giảng dạy đl 1N theo tiến trình:

Trước hết kiểm tra bài cũ, ôn lại các kiến thức về trạng thái cân bằng, ta đặt ra cho học sinh các câu hỏi, tại sao một vật đứng yên, một vật chuyển động thẳng đều, rồi từ một ví dụ cụ thể dùng tay đẩy quyển sách nằm trên bàn, thôi đẩy hình như quyển sách dừng lại ngay, để đặt ra cho học sinh câu hỏi, lực có cần thiết để duy trì chuyển động của một vật hay không?

sau đó giáo viên thông báo qua nhiều quan sát, thí nghiệm đầu tiên là Galile sau đó là Newton đã khái quát hóa thành một định luật làm nền tảng cho cơ học, định luật đó được phát biểu “ nếu một vật không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực có hợp lực bằng không thì vật đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên, đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều”

Để làm cho học sinh hiểu rõ thêm về định luật GV có thể nhắc lại thí nghiệm

có tính chất lịch sử của galile về chuyển động của viên bi trên máng nghiêng

Ở đây cũng cần nói thêm, mấy thế kỉ qua ta không tạo ra thí nghiệm nào kiểm chứng trực tiếp định luật 1N vì không loại bỏ được hoàn toàn lực ma sát và lực hút của trái đất hiện nay với kĩ thuật “đệm không khí” người ta có thể tạo ra được thí nghiệm này

Tiếp theo là từ đl 1N ta đưa ra cho hs khái niệm quán tính, định luật 1 cho phép

ta phát hiện ra mọi vật đều có một tính chất mà nhờ đó vật lien tục chuyển động được

cả khi lực tác dụng vào nó mất đi, tính chất đó gọi là quán tính “ qt là tính chất của mọi vật có xu hướng bảo toàn vận tốc cả về hướng và độ lớn”

Từ đây ta có thể đưa ra cho học sinh nhận xét: muốn truyền cho vật vận tốc nào

đó hay muốn thay đổi vận tốc của vật không những cần có lực tác dụng mà còn cần cả thời gian nữa, điều này có tác dụng giáo dục tổng hợp cho học sinh

Cuối cùng ta có thể lấy một vài vd cho học sinh thấy những biểu hiện khác trong đời sống hang ngày như oto đang chạy phanh đột ngột, rẽ gấp, tra búa vào cán…

b.Phương pháp giảng dạy định luật 2N

Để giảng dạy định luật 2N ta có thể theo tiến trình sau:

Trước hết bằng thí dụ sơ bộ chỉ ra cho học sinh thấy không chỉ có lực tác dụng vào vật mà cả khối lượng của vật cũng ảnh hưởng đến gia tốc của nó, rồi thông báo tổng quát hóa rất nhiều kết quả quan sát và thí nghiệm kể cả trong lĩnh vực thiên văn Newton đã xác định được mối quan hệ giữa ba đại lượng, lực, khối lượng, và gia tốc như sau “ gia tốc của một vật cùng hướng với lực tác dụng lên vật, độ lớn của gia tốc

tỉ lệ thuận với độ lớn của lực và tỉ lệ nghịch với khối lượng của nó

Hai miếng gỗ giống hệt nhau thì có khối lượng bằng nhau vì chúng chứa cùng một lượng vật chất như nhau

Hai miếng gỗ giống hệt nhau ghép lại thì có khối lượng gấp đôi khối lượng miếng gỗ vì nó chứa gấp đôi

Newton cũng đã dùng khái niệm khối lượng với cách phát biểu như vậy khi phát biểu những định luật của mình,

Tuy nhiên với cách hiểu như vậy ta chỉ có thể so sánh được các vật cùng chất, còn các vật khác chất không so sánh được,

Chỉ sau khi phát hiện định luật 2N ý nghĩa của khái niệm khối lượng mới được bộc lộ đầy đủ, để thấy được điều này ta xét khối lượng có lien quan đến khối lượng ntn

Theo đl 2N: F = ma hay m = với cùng F tác dụng

Vật có m lớn thu được gia tốc nhỏ, biến thiên vận tốc nhỏ, mức quán tính lớn,Vật có m nhỏ, thu được gia tốc lớn, biến thiên vận tốc nhanh, mức quán tính nhỏ

Vậy có thể dùng khối lượng đặc trưng cho mức quán tính của mỗi vật, từ đó đưa ra định nghĩa khối lượng “ là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật”

Với cách hiểu này ta có thể dùng khối lượng để so sánh các vật bất kì dù chúng

là một chất hay nhiều chất khác nhau, vật nào có khối lượng lớn hơn thì có mức quán tính lớn hơn và ngược lại

Sau đó ta chỉ ra cho học sinh thấy các tính chất của khối lượng

+ Khối lượng là một đại lượng vô hướng, dương và không đổi đối với mỗi vật + Khối lượng co tính chất cộng

- Cuối cùng ta nhắc lại cho HS khái niệm trọng lực và đưa ra khái niệm trọng lượng cho HS:

Trọng lực là lực của Trái Đất tác dụng vào các vật, gây ra cho chúng gia tốc rơi tự do, kỳ hiệu là

Các tính chất của trọng lực:

+ Có phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống dưới

+ Điểm đặt tại trọng tâm mỗi vật

+ Tỉ lệ với khối lượng của vật

Biểu thức của trọng lực: P=m g

Độ lớn của trọng lực lên mỗi vật gọi là trọng lượng của vật, ký hiệu P

Trọng lượng của vật được đo bằng lực kế

IV CÁC LỰC CƠ HỌC

IV.1 Đại cương

- Để tính được chuyển động của một vật ta phải xác định được các lực tác dụng lên nó Vì vậy cần phải nghiên cứu các loại lực Nếu đi sâu vào nghiên cứu thì phải nói rằng trong tự nhiên có 4 loại lực: Lực hấp dẫn, lực điện từ, lực hạt nhân và lực tương tác yếu Các lực hạt nhân và lực tương tác yếu có bán kính tác dụng vi mô nên không xuất hiện trong cơ học cổ điển, là cơ học của các vật

vĩ mô Các lực điện từ thể hiện ra dưới nhiều dạng, đối với các vật vĩ mô thì có hai dạng: đó là lực đàn hồi và lực ma sát Vì vậy ta có thể nói, trong cơ học có

ba loại lực:

+ Lực hấp dẫn+ Lực đàn hồi+ Lực ma sát

- Trong phần này sách giáo khoa bắt đầu đề cập đến việc phân biệt 2 khái niệm Trọng lực và Trọng lượng Có nhiều quan điểm khác nhau về vấn đề này

+ Trọng lực theo nghĩa gần đúng là lực hút của Trái Đất lên vật

2 2 1

r

m m G

F hd = ( G là hằng số hấp dẫn)

Vì vật còn tham gia vào chuyển động tự quay của Trái Đất nên ngoài lực hút của Trái Đất nó còn chịu một lực Q gọi là lực quán tính ly tâm

Hợp lực P=Fhd +Q là trọng lực theo nghĩa chính xác

Vậy, trọng lực theo nghĩa chính xác là lực hút của Trái Đất khi có kể đến

sự tự quay của Trái Đất

Vì Q phụ thuộc vào vĩ độ nênP cũng phụ thuộc vào vĩ độ, kéo theo gia tốc rơi tự do

Ngoài ra trọng lực còn phụ thuộc vào độ cao ,

nhưng giảm chậm khi độ cao tăng(khoảng 1% khi lên cao 30m)

+ Trọng lượng

Một quan điểm cho rằng trọng lượng của vật là lực mà vật tác dụng lên giá đỡ hay dây treo do hệ giữ của lực hút Trái Đất.(SGK hệ 10 năm cũ và SGK Liên Xô, Vật lý 8-1977)

Theo quan điểm này thì ngay trong đời sống hàng ngày ta vẫn phải phân biệt hai khái niệm Trọng lực và Trọng lượng

Trọng lực : tác dụng vào vật, đặt tại trọng tâm vật

Trọng lượng : tác dụng vào giá đỡ hay dây treo vật

Xét tại một nơi : trọng lực có phương, chiều và độ lớn không đổi còn trọng lượng thì có phương, chiều và độ lớn thay đổi, tăng theo gia tốc hệ quy chiếu mà vật đang đứng yên trong đó

Ví dụ: trường hợp đơn giản, hệ quy chiếu chuyển động thẳng đứng xuống dưới với gia tốc a thì trọng lượng có độ lớn:

ma P

N = − (trọng lượng phu thuộc vào độ lớn gia tốc a)

Như vậy, trọng lượng của vật là lực tác dụng lên giá đỡ hay dây treo do hệ giữ không đổi của lực hút Trái Đất (như định nghĩa) mà còn của gia tốc hệ quy chiếu mà vật đứng yên trong đó.

Nếu vật nằm trên mặt phẳng nghiêng

thì định nghĩa như thế chưa đủ, và nếu vật

được treo vào hai dây thì trọng lượng của

vật lại là một lực không có thực vì nó là

hợp lực của hai lực có thực đặt vòa hai vật

khác nhau ( hai dây treo) nhưng ta khồng

xác định được điểm đặt của lợp lực này

• SGK cải cách giáo dục cho rằng: trọng lượng của vật là hợp lực của trọng lực

và lực quán tính tác dụng lên vật ( điểm đặt vào vật)

qt

hd F F

Trong hệ quy chiếu quán tính thì trọng lực và trọng lượng là một ([])

Trong hệ quy chiếu không quán tính thì chúng khác nhau

Vì thế có thể coi trọng lượng là một khái niệm mở rộng của trọng lực nhằm đáp ứng hiện tượng mới (tăng, giảm và không trọng lượng)

Theo quan điểm này thì trong các hệ quy chiếu gắn với Trái Đất, tức là trong đời sống hàng ngày ta có thể dùng lẫn lộn hai khái niệm này vì lực quán tính rất nhỏ, không đáng kể