SSKKN phương pháp giải bài tập bảo toàn động lượng

SKKN phương pháp giải bài tập bảo toàn động lượng tham khảo

MỤC LỤC

I. TÓM TẮT ĐỀ TÀI 2

II. GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 3

III. PHƯƠNG PHÁP 4

1. Khách thể nghiên cứu 4

2. Thiết kế nghiên cứu 5

3. Quy trình nghiên cứu 6

4. Đo lường và thu thập dữ liệu 7

IV. PHÂN TÍCH DỮ LIỆU VÀ BÀN LUẬN KẾT QUẢ 7

V. KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 9

VI. TÀI LIỆU THAM KHẢO 10

VII. PHỤ LỤC 11

TÊN ĐỀ TÀI

HƯỚNG DẪN HỌC SINH LỚP GIẢI BÀI TẬP VỀ ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG BẰNG CÁCH PHÂN LOẠI VÀ ĐƯA RA PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN NHẰM NÂNG CAO KẾT QUẢ HỌC TẬP CỦA HỌC SINH LỚP 10CB6 TRƯỜNG THPT QUANG TRUNG

Trong phần cơ học vật lý 10, động lượng là một khái niệm Vật lý trừu tượngđối với học sinh Trong các bài toán có ứng dụng định luật bảo toàn động lượng,học sinh thường gặp khó khăn trong việc biểu diễn các vectơ động lượng và cònhạn chế trong việc vận dụng toán học vào bài toán vật lý Mặc khác, động lượngcũng là một đại lượng có tính tương đối phụ thuộc vào hệ quy chiếu, học sinhthường quên đặc điểm này nên hay nhầm lẫn khi giải bài tập

Từ những hạn chế và khó khăn nêu trên, chúng tôi đã nghiên cứu, phân loại

và đưa ra phương pháp giải các bài tập về các định luật bảo toàn động lượng đểnâng cao kỹ năng giải bài tập cho học sinh lớp 10CB6 trường THPT Quang Trung

Nghiên cứu được tiến hành trên học sinh lớp 10CB6 trường THPT QuangTrung là lớp thực nghiệm và lớp 10CB5 là lớp đối chứng Kết quả cho thấy tácđộng có ảnh hưởng tốt đến kỹ năng giải bài tập của học sinh lớp 10CB6 về địnhluật bảo toàn động lượng

Điểm trung bình trước tác động:

Kết quả kiểm tra T_test cho thấy: p = 0.00013 < 0.05

Dữ liệu cho thấy sự khác biệt lớn đối với điểm trung bình của bài kiểm tratrước và sau tác động Điều đó chứng minh khi sử dụng giải pháp phân loại và đưa

ra phương pháp giải các bài tập cơ bản về định luật bảo toàn động lượng đã làmtăng kết quả giải bài tập cho lớp 10CB6 trường TPPH Quang Trung

II GIỚI THIỆU

1 Hiện trạng

Qua quá trình giảng dạy chương trình Vật lý lớp 10 ở trường THPT QuangTrung chúng tôi nhận thấy học sinh gặp rất nhiều khó khăn khi giải bài tập về độnglượng đặc biệt là các bài toán áp dụng định luật bảo toàn động lượng Học sinh gặpkhó khăn trên là do những nguyên nhân sau::

+ Học sinh chưa vận dụng được định luật bảo toàn động lượng vào các bàitoán cụ thể

+ Học sinh mất căn bản toán học đặc biệt là các phép tính về vectơ

+ Kỹ năng giải bài tập của học sinh còn yếu

+ Bản thân học sinh không chịu khó học hỏi, tìm hiểu kiến thức mới

Để giúp học sinh củng cố về kiến thức tón học và biết cách vận dụng địnhluật bảo toàn động lượng vào các bài toán cụ thể, chúng tôi đã chọn giải pháp phânloại và đưa ra phương pháp giải toán về định luật bảo toàn động lượng

2 Giải pháp thay thế

Nhằm nâng cao chất lượng giải toán của học sinh, thay vì để học sinh vậndụng lý thuyết để giải bài tập thì giáo viên hướng dẫn học sinh phân loại và đưa raphương pháp giải toán về định luật bảo toàn động lượng

3 Những nghiên cứu gần đây

Vấn đề sử dụng giải pháp phân loại và đưa ra phương pháp giải các bài tập cơbản về định luật bảo toàn động lượng đã có nhiều bài viết trình bày Ví dụ:

- Tìm hiểu nội dung kiến thức cơ bản về định luật bảo toàn động lượng củaPhạm Đức Cường, Trường ĐHSP TPHCM

- Rèn luyện kỹ năng giải bài tập về định luật bảo toàn động lượng thông quacác câu hỏi định hướng tư duy của Nguyễn Trường Giang, Trường Đại học Giáodục

Những giải pháp này có tác dụng nâng cao kết quả học tập của học sinhnhưng chưa phù hợp với học sinh phổ thông nên chúng tôi đã kết hợp và đã đưa ragiải pháp mới

Việc phân loại và đưa ra phương pháp giải các bài tập về các định luật bảotoàn động lượng đã làm nâng cao kết quả giải bài tập cho học sinh.

III PHƯƠNG PHÁP

1 Khách thể nghiên cứu

Khách thể được sử dụng để thực hiện nghiên cứu đề tài là học sinh lớp10CB6 và lớp 10CB5 trường THPT Quang Trung vì các đối tượng này có nhiềuthuận lợi cho việc nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng về cả phía đối tượnghọc sinh và giáo viên

* Giáo viên:

1 Nguyễn Thị Thu Hà – Giáo viên dạy lớp 10CB6 ( Lớp thực nghiệm)

2 Trần Văn Lũy – Giáo viên dạy lớp 10CB5 ( Lớp đối chứng)

Ý thức học tập của học sinh hai lớp: Các em đều ngoan, tích cực, chủ độngtham gia học tập

2 Thiết kế nghiên cứu

Giáo viên chọn thiết kế 2: Kiểm tra trước và sau tác động đối với các nhóm

Bảng kiểm chứng xác định nhóm tương đương

Sau khi áp dụng giải pháp thay thế vào nhóm thực nghiệm, giáo viên chohọc sinh làm bài kiểm tra 15 phút khi học xong giải pháp phân loại và đưa raphương pháp giải bài tập về định luật bảo toàn động lượng và lấy kết quả này làmbài kiểm tra sau tác động Cụ thể:

- Bài kiểm tra trước tác động: Giáo viên ra một đề cho hai lớp cùng làm

- Bài kiểm tra sau tác động: Giáo viên cho một đề cho hai lớp cùng làm

- Tiến hành kiểm tra và chấm bài

Bảng thiết kế nghiên cứu:

Kiểm tra sau TĐ

Lớp 10CB6

(Thực nghiệm) O1

Dạy học có hướng dẫn phânloại và đưa ra phương phápgiải các bài tập cơ bản về địnhluật bảo toàn động lượng

Ở thiết kế này, chúng tôi sử dụng phép kiểm chứng T-Test độc lập

3 Quy trình nghiên cứu

* Chuẩn bị bài của giáo viên

- Chúng tôi đã tham khảo các tài liệu – các đề tài nghiên cứu liên quan đến các bàitập về định luật bảo toàn động lượng Cả hai cùng nhau thảo luận và sau đó đãthống nhất:

Giáo viên Trần Văn Lũy dạy lớp 10CB5: (Lớp đối chứng): Thiết kế bài họckhông có phân loại và đưa ra phương pháp giải bài tập về định luật bảo toàn độnglượng, các tiến trình lên lớp khác vẫn hoạt động bình thường.

Giáo viên Nguyễn Thị Thu Hà dạy lớp 10CB6: (Lớp thực nghiệm): Thiết kếbài học có phân loại và đưa ra phương pháp giải bài tập về định luật bảo toàn độnglượng

+ Hệ thống hóa kiến thức liên quan về định luật bảo toàn động lượng

+ Phân loại các dạng bài tập về định luật bảo toàn động lượng

+ Soạn bài tập mẫu và bài tập áp dụng cho học sinh

- Chuẩn bị kiểm tra có mức độ tương đương: bài kiểm trước tác động và sau tácđộng

* Tiến hành dạy thực nghiệm:

Giáo viên Nguyễn Thị Thu Hà dạy lớp 10CB6: Tổ chức dạy học có sử dụngphân loại và đưa ra phương pháp giải bài tập về định luật bảo toàn động lượng.Thời gian thực nghiệm là các tiết bồi dưỡng lớp 10CB6 Trường THPT QuangTrung tuần chuyên môn thứ 20, 21 năm học 2014 - 2015 (phụ lục V)

4 Đo lường và thu thập dữ liệu

Trước khi tác động đề tài, chúng tôi đã cho các em học sinh thực hiện

một bài kiểm tra (phụ lục II) Sau khi thu bài, chúng tôi đã hướng dẫn lại họcsinh cách tính và cho đáp án Chúng tôi đã chấm bài kiểm tra theo đáp án vàthang điểm rõ ràng, thông báo kết quả mà học sinh đạt được

Chúng tôi tiến hành tác động vào lớp thực nghiệm bằng cách phân loại vàđưa ra phương pháp giải bài tập, giải bài tập mẫu và hướng dẫn cho học sinh vềnhà làm bài tập áp dụng (phụ lục V) trong hai tuần

Sau tác động chúng tôi cho học sinh thực hiện một bài kiểm tra (phụ lụcIII)

Để kiểm tra độ tin cậy của dữ liệu, chúng tôi tiến hành kiểm tra nhiều lầntrên cùng một nhóm vào các thời điểm gần nhau Kết quả cho thấy, sự chênh lệch

về điểm số không cao, điều đó chứng tỏ dữ liệu thu được là đáng tin cậy

Bài tập đưa ra để kiểm chứng có nội dung cụ thể phản ánh đầy đủ rõràng và khái quát được vấn đề chúng tôi nghiên cứu

Sau hơn hai tuần áp dụng các giải pháp đã nêu trên chúng tôi nhận thấykết quả giải bài tập về định luật bảo toàn động lượng của học sinh lớp 10CB6trường THPT Quang Trung tốt hơn Đa số các em học sinh đã chủ động khigiải loại bài tập này các em đã chủ động và hứng thú hơn

IV PHÂN TÍCH DỮ LIỆU VÀ BÀN LUẬN KẾT QUẢ

1 Phân tích dữ liệu

Tổng hợp kết quả chấm bài kiểm tra sau tác động:

Nhóm thực nghiệm (10CB6)

Nhóm đối chứng (10CB5)

Chênh lệch giá trị trung

Như trên đã chứng minh rằng kết quả 2 nhóm trước tác động là tương

đương Sau tác động kiểm chứng chênh lệch ĐTB bằng T-Test cho kết quả P = 0.00013 < 0.05, cho thấy: sự chênh lệch giữa điểm trung bình giữa nhóm thực

nghiệm và nhóm đối chứng là có ý nghĩa, tức là chênh lệch kết quả ĐTB nhóm

thực nghiệm cao hơn ĐTB nhóm đối chứng là không ngẫu nhiên mà do kết quả của

sự tác động

Chênh lệch giá trị trung bình chuẩn (SMD): SMD = 0.82 Điều đó cho thấy,

mức độ ảnh hưởng của dạy học có sử dụng phân loại và đưa ra phương pháp giải

bài tập về định luật bảo toàn động lượng là lớn.

Giả thuyết đã được kiểm chứng: Việc sử dụng phân loại và đưa ra phươngpháp giải bài tập về định luật bảo toàn động lượng của học sinh lớp 10 trườngTHPT Quang Trung

Biểu đồ so sánh điểm trung bình trước tác động và sau tác động

của nhóm thực nghiệm và nhóm đối chứng

Giả thuyết của đề tài Hướng dẫn học sinh lớp 10CB6 Trường THPT

Quang Trung giải bài tập về định luật bảo toàn động lượng bằng cách phân loại

và đưa ra phương pháp giải nhằm nâng cao kết quả học tập đã được kiểm

chứng

2 Bàn luận kết quả:

- Kết quả của bài kiểm tra sau tác động của lớp thực nghiệm là điểm trung bình =

7.833, kết quả bài kiểm tra tương ứng của lớp đối chứng là điểm trung bình = 6.647.

Độ chênh lệch điểm số giữa hai nhóm là 1.186 Điều đó cho thấy điểm trung bình của

hai lớp đối chứng và thực nghiệm đã có sự khác biệt rõ rệt, lớp được tác động có điểmtrung bình cao hơn lớp đối chứng

- Chênh lệch giá trị trung bình chuẩn của hai bài kiểm tra là SMD = 0.82.

Điều này có nghĩa mức độ ảnh hưởng của tác động là lớn

- Phép kiểm chứng T-Test điểm trung bình sau tác động của hai lớp là p = 0.00013 < 0.005 Kết quả này khẳng định sự chênh lệch điểm trung bình của hai

lớp không phải là do ngẫu nhiên mà là do tác động

Qua kết quả thu nhận được trong quá trình ứng dụng, chúng tôi nhận thấyrằng việc thực hiện giải pháp phân loại và đưa ra phương pháp giải các bài tập cơbản về định luật bảo toàn động lượng làm nâng cao kỹ năng giải bài tập cho họcsinh, học sinh tích cực, hứng thú học tập đồng thời vẫn thu nhận được kiến thức và

kỹ năng khi giáo viên giảng dạy Nhờ đó mà học sinh khi học vật lí có sự tập trungđối với môn học Thực hiện giải pháp phân loại và đưa ra phương pháp giải cácbài tập về định luật bảo toàn động lượng đã làm tăng kết quả học tập của học sinhhơn rất nhiều

* Kết luận

- Việc thực hiện giải pháp phân loại và đưa ra phương pháp giải các bài tập

về định luật bảo toàn động lượng đã làm nâng cao kết quả học tập cho học sinh lớp10CB6 trường THPT Quang Trung

- Kết quả khi vận dụng giải pháp: đã làm cho học sinh hứng thú hơn trongmôn học và giải quyết được yêu cầu của thực tiễn

* Khuyến nghị

- Thường xuyên tổ chức các lớp tập huấn để bồi dưỡng chuyên môn, nghiệp

vụ cho giáo viên

- Giáo viên phải thường xuyên tìm tòi để đọc, tham khảo tài liệu nhằm phục

vụ tốt hơn cho quá trình dạy học vật lí

- Với kết quả của đề tài này, chúng tôi mong rằng các bạn đồng nghiệp quantâm, chia sẻ và có thể ứng dụng đề tài này trong quá trình dạy học để tạo hứng thú

và nâng cao kết quả học tập cho học sinh

Tây Ninh, ngày 20 tháng 03 năm 2015

Nhóm nghiên cứu

Nguyễn Thị Thu Hà Trần Văn Lũy

1 Sách giáo viên Vật lí 10 (chuẩn) NXB giáo dục

2 Sách giáo khoa Vật lí 10 (chuẩn) NXB giáo dục

3 Sách bài tập Vật lí 10 (chuẩn) NXB giáo dục

4 Dự án Việt – Bỉ: Tài liệu nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng (Nhà xuất bảnĐại học sư phạm)

5 Tìm hiểu nội dung kiến thức cơ bản về các định luật bảo toàn động lượng củaPhạm Đức Cường, Trường ĐHSP TPHCM

6 Rèn luyện kỹ năng giải bài tập chương Các định luật bảo toàn vật lý 10 thôngqua các câu hỏi định hướng tư duy của Nguyễn Trường Giang, Trường Đại họcGiáo dục

VII CÁC PHỤ LỤC

PHỤ LỤC I

KẾ HOẠCH NCKHSPƯD Tên đề tài : Hướng dẫn học sinh lớp 10CB6 Trường THPT Quang Trung giải bài tập về định luật bảo toàn động lượng bằng cách phân loại và đưa ra phương pháp giải nhằm nâng cao kết quả học tập.

Có, việc phân loại và đưa ra phương pháp giải các bài tập cơ bản

về định luật bảo toàn động lượng đã làm nâng cao kết quả họctập vật lý cho học sinh lớp 10CB6 trường THPT Quang Trung

4 Thiết kế

Kiểm tra trước tác động và sau tác động đối với các nhóm tương đương

Nhóm trước tác động Kiểm tra Tác động sau tác động Kiểm tra

5 Đo lường

1 Bài kiểm tra của học sinh

2 Kiểm chứng độ tin cậy của bài kiểm tra

3 Kiểm chứng độ giá trị của bài kiểm tra

6 Phân tích Sử dụng phép kiểm chứng T-test độc lập và mức độ ảnh hưởng

7 Kết quả Kết quả đối với vấn đề nghiên cứu có ý nghĩa không ?

Nếu có ý nghĩa, mức độ ảnh hưởng như thế nào ?

PHỤ LỤC V

KẾ HOẠCH BÀI HỌC Tuần: 20, 21 Tiết bồi dưỡng: 40, 41, 42, 43

ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG

I MỤC TIÊU

- Cũng cố lý thuyết về định luật bảo toàn động lượng

- Rèn luyện kỹ năng giải bài tập cơ bản phần định luật bảo toàn động lượng

- Rèn luyện tính tích cực trong học tập cho học sinh

2/ Động lượng

+ Động lượng pr

của một vật là đại lượng đo bằng tích khối lượng và vectơ vận tốc

vr của vật, được xác định theo công thức p m vr  r

+ Động lượng là một đại lượng vectơ được kí hiệu pr

+ Vectơ động lượng pr

có cùng hướng vectơ vận tốc vr

của vật

+ Đơn vị của động lượng trong hệ SI là kg.m/s.

3/ Định luật bảo toàn động lượng

Động lượng của hệ cô lập là đại lượng bảo toàn

Trong một hệ kín, nếu có một phần của hệ tách ra và chuyển động theo mộthướng, thì phần còn lại của hệ chuyển động theo hướng ngược lại Chuyển độngtheo nguyên tắc như thế gọi là chuyển động bằng phản lực.

B PHÂN LOẠI CÁC DẠNG BÀI TẬP VỀ ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG

I CỦNG CỐ KIẾN THỨC TOÁN HỌC

Ta có: a b cr r r+ Nếu : br��cr �a b c 

+ Nếu : br��cr �a b c

+ Nếu : brcr � �a b2 c2

+ Nếu : br

hợp cr một góc  và độ lớn b = c thì a 2 cosb  (với  là góchợp bởi br

Bước 2: Viết biểu thức tính vectơ động lượng của hệ : pr  pr1  pr2

Bước 3: Biễu diễn giản đồ vectơ động lượng

Bước 4: Căn cứ vào giản đồ vectơ chuyển biểu thức vectơ thành biểu thức

đại số

Bước 5: Thay số tính kết quả theo yêu cầu bài toán.

Bài tập mẫu 1: Hai vật có khối lượng m1 = 1kg và m2 = 5kg chuyển độngvới các vận tốc v1 = 3m/s và v2 = 1m/s Tính tổng động lượng của hệ trong trườnghợp : vr1 ��vr2

2.3cos 60  3( / )kg m s

Bài tập mẫu 5: Hai vật có khối lượng m1 = 1kg và m2 = 2kg chuyển độngvới các vận tốc v1 = 5m/s và v2 = 1m/s Tính tổng động lượng của hệ (Vẽ hình)trong trường hợp : vr 1

Bài tập vận dụng :

Bài 1 : Một hệ gồm hai vật có khối lượng m1 = 200g và m2 = 600g chuyển độngvới các vận tốc v1 = 6m/s và v2 = 2m/s Tính tổng động lượng của hệ ( Vẽ hình)trong các trường hợp ( Vẽ hình mỗi trường hợp) :

Dạng 2: Bài toán va chạm đàn hồi xuyên tâm

Nhận dạng: Sau va chạm mỗi vật chuyển động với vận tốc riêng

Phương pháp:

Bước 1: Vẽ hình (gồm 2 hình: trước va chạm, sau va chạm) và chọn chiều

dương

Chú ý: Nếu chưa biết chiều chuyển động của vật nào thì giả sử vectơ vận tốc

của vật hướng theo chiều dương

Bước 2 : Biện luận hệ cô lập.

Bước 3: Ta có prt  prs

1 01 2 02 1 1 2 2 (1)

m v m v m v m v

Bước 4: Chiếu (1) lên chiều dương�đại lượng cần tìm

Bước 5: Kết luận: Nếu kết quả ra giá trị dương thì vật chuyển động cùng

chiều giả sử ban đầu (cùng chiều dương) và ngược lại nếu kết quả ra giá trị âm thìvật chuyển động ngược chiều giả sử ban đầu ( ngược chiều dương)

Bài tập mẫu: Hai xe lăn nhỏ có khối lượng m1= 300g, m2=2kg chuyển độngtrên mặt phẳng ngang ngược chiều nhau với vận tốc tương ứng là 2m/s và 0,8m/s.Sau va chạm xe lăn thứ nhất giật lùi lại với vận tốc 1,5m/s Xác định chiều và độlớn vận tốc của xe lăn thứ hai sau va chạm Bỏ qua mọi lực cản

Nhận dạng: Vì sau va chạm hai xe lăn chuyển động với vận tốc riêng nên

dây là va chạm đàn hồi

Tóm tắt

m1=300g = 0,3 kg

m2= 2kg