Qua nhiều năm bồi dường học sinh giỏi tôi nhận thấy các bài tập về trọng lượng riêng, khối lượng riêng chiếm một phần không nhỏ trong cấu trúc các đề thi học sinh giỏi các cấp.Vì thế chú
Trang 1MỤC LỤC
MỤC LỤC 1
Phần thứ nhất: MỞ ĐẦU 2
I Đặt vấn đề 2
II Mục đích nghiên cứu 3
Phần thứ 2: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 3
I Cơ sở lí luận của vấn đề 3
II Thực trạng vấn đề 4
III Các giải pháp đã tiến hành đề giải quyết vấn đề 6
1 Hệ thống kiến thức 6
1.1 Khối lượng riêng 6
1.2 Trọng lượng riêng 7
1.3 Mối quan hệ giữa khối lượng riêng (D) và trọng lượng riêng (d) 7
2 Phương pháp giải 7
2.1 Bài tập định tính 7
2.2 Bài tập định lượng 10
IV Tính mới của giải pháp 14
V Phạm vi áp dụng 14
VI Phạm vi ảnh hưởng 14
VII Hiệu quả SKKN 15
Phần thứ 3: KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 15
I Kết luận 15
II Kiến nghị 16
TÀI LIỆU THAM KHẢO 18
Trang 2Phần thứ nhất: MỞ ĐẦU
I Đặt vấn đề
1 Lý do lý luận
Từ xưa đến nay,Bộ Giáo dục và Đào tạo (GD&ĐT) đã rất quan tâm tới công tác đào tạo và phát triển học sinh giỏi nhằm kịp thời “ động viên, khuyến khích người dạy và người học phát huy năng lực sáng tạo, dạy giỏi, học giỏi; góp phần thúc đẩy việc cải tiến, nâng cao chất lượng dạy và học, chất lượng công tác quản lý, chỉ đạo của các cấp quản lý giáo dục; đồng thời phát hiện người học có năng khiếu về môn học để tạo nguồn bồi dưỡng, thực hiện mục tiêu đào tạo nhân tài cho đất nước” [1] Trong năm 2018, cả 38/38 lượt học sinh thuộc 7 đội tuyển dự Olympic khu vực và quốc tế đều đoạt huy chương, trong
đó có 13 huy chương vàng, 14 huy chương bạc, 11 huy chương đồng Thống kê của Bộ Giáo dục cho thấy với 13 huy chương vàng, năm 2018 cũng là năm đoàn học sinh giỏi của Việt Nam đoạt thành tích cao trong các kỳ thi Olympic khu vực và quốc tế so với những năm trước đây Lý giải về những bước tiến này, Bộ GD&ĐT cho rằng đó là do Bộ quan tâm, có những điều chỉnh tích cực như duy trì và đổi mới kỳ thi chọn học sinh giỏi các cấp
Trong dạy học vật lý, bài tập vật lý đóng một vai trò quan trọng, đặc biệt
là trong việc bồi dưỡng học sinh giỏi Thông quá giải bài tập vật lý học sinh thu nhận được các khái niệm mới, phương pháp giải một bài tập nào đó… giúp học sinh vận dụng, khắc sâu kiến thức, phát triển năng lực nhận thức và giải quyết vấn đề
Qua nhiều năm bồi dường học sinh giỏi tôi nhận thấy các bài tập về trọng lượng riêng, khối lượng riêng chiếm một phần không nhỏ trong cấu trúc các đề thi học sinh giỏi các cấp.Vì thế chúng ta cần dành thời gian quan tâm nhiều đến phần kiến thức này
2 Lý do thực tiễn
Bài tập về khối lượng riêng, trọng lượng riêng khi học trong chương trình Vật lý 6 các em mới chỉ nhận biết những khái niệm, bài tập vận dụng cơ bản nhất Một số đề tài khác cũng đã phân loại và giải một số bài tập về khối lượng riêng trọng lượng riêng nhưng còn ở mức đơn giản trong sách giáo khoa, chỉ đưa
ra bài giải chứ chưa hướng dẫn giải từng bước cụ thểcho học sinh Do vậy, các
Trang 3em gặp nhiều khó khăn khi gặp phải những dạng bài tập này Vì thế, tôi mạnh dạn đưa ra đề tài:“Phương pháp giải một số dạng bài tập về khối lượng riêng,
trọng lượng riêng phục vụ công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý THCS”mà
tôi đúc rút được trong quá trình ôn luyện học sinh giỏi Hy vọng rằng các bạn đồng nghiệp và các em học sinh sau khi tham khảo đề tài này sẽ có kỹ năng giải các bài toán về trọng lượng riêng, khối lượng riêng trong các đề thi học sinh giỏi
II Mục đích nghiên cứu
Đề tài hệ thống lại các kiến thức lý thuyết cần thiết về trọng lượng riêng, khối lượng riêng và phân loại các bài tập thành các loạilà định tính và định lượng Ứng với mỗi loại là hướng dẫn giải, đặc biệt trong đề tài này, với bài tập định lượng tôi đưa ra được hướng dẫn giải dưới dạng sơ đồ khối vô cùng hiệu quả
Đề tài được viết ra nhằm mục đíchtìm ra phương pháp hướng dẫn học sinh giải các bài tập về khối lượng riêng, trọng lượng riêng nhanh, hiệu quả, dễ dàng, giúp học sinh tiếp thu nhanh kiến thức, đạt được kết quả cao trong các kì thi học sinh giỏi do các cấp tổ chức
Phần thứ 2: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
I Cơ sở lí luận của vấn đề
Vật lý là môn khoa học giúp học sinh nắm bắt quy luật vận động của thế giới vật chất, biết phân tích và vận dụng những quy luật ấy vào thực tiễn Trong nhiều trường hợp dù giáo viên có trình bày tài liệu một cách mạch lạc, phát biểu định luật chính xác, làm thí nghiệm đúng yêu cầu và có kết quả chính xác thì đó chỉ là điều kiện cần chứ chưa đủ để học sinh hiểu và nắm sâu sắc kiến thức Chỉ thông qua giải các bài tập Vật lý dưới hình thức này hay hình thức khác tạo điều kiện cho học sinh vận dụng kiến thức đã học để giải quyết các tình huống cụ thể thể kiến thức đó mới trở nên sâu sắc và hoàn thiện Bài tập giúp học sinh vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những nhiệm vụ của học tập và những vấn đề mà thực tiễn đặt ra
Phương pháp giải bài tập Vật lý là khả năng định hướng, vận dụng một cách có mục đích, sáng tạo các kiến thức của mình trong việc tìm lời giải hợp lý nhất cho một bài tập Học sinh có phương pháp tốt sẽ biết cách phân tích đề bài
Trang 4để từ đó phân loại được bài tập, xác định được hướng giải quyết đúng và trình bày lời giải một các logic, chính xác
Một số đề tài khác cũng nghiên cứu và phân loại bài tập về khối lượng riêng trọng lượng riêng nhưng còn một số hạn chế sau:
+ Đã phân loại bài tập nhưngcác dạng bài tập ở mức ởmức cơ bản trong sách giáo khoa
+ Chưa đưa ra hết hệ thống kiến thức cần thiết liên quan cần sử dụng để vận dụng làm bài tập
+ Chỉ đưa ra bài giải chứ chưa hướng dẫn giải từng bước giải cụ thể cho các học sinh nên học sinh gặp nhiều khó khăn, không nắm chắc được bản chất nên dễ nhầm lẫn và dễ quên kiến thức
Các giải pháp đưa ra trong đề tài khối lượng riêng và trọng lượng riêng của chương trình Vật lý THCS này tôi đã khắc phục được một số hạn chế ở các
đề tài trước như sau:
+ Đã phân loại bài tập theo hai phương thức giải chính là bài tập định tính
và bài tập định lượng, ứng với mỗi loại tội đã lựa chọn, sắp xếp các dạng bài tập tuần tự từ dễ tới khó để hướng dẫn giải cho học sinh
+ Đưa ra hệ thống đầy đủ kiến thức liên quan cần thiết để vận dụng làm bài tập
+ Đối với các dạng bài tập định lượng, tôi đưa ra hướng dẫn giải dưới dạng
sơ đồ khối để học sinh có thể phân tích đề bài, xác định được hướng giải đúng
và trình bày một cách logic, hợp lý Giúp học sinh tự tin hơn khi tiếp cận những bài tập nâng cao khi tham gia các kì thi tìm kiếm học sinh giỏi do các cấp tổ chức
II Thực trạng vấn đề
Xuất phát từ nhiện vụ đào tạo của nhà trường là đào tạo thế hệ trẻ cho đất nước phát triển toàn diện về mọi mặt Xuất phát từ nguyên lý của giáo dục“học phải đi đôi với hành”, trong quá trình ôn luyện học sinh giỏi tôi luôn chú trọng tới cung cấp cho các em một hệ thống các kiến thức logic, tổng quát và phương pháp giải từng dạng bài ngắn gọn nhất, dễ hiểu nhất
Trang 5Trước khi chuẩn bị thực hiện đề tài, tôi đã tiến hành khảo sát chất lượng học sinh giỏi về khả năng giải bài tập trọng lượng riêng, khối lượng riêng để kiểm tra kiến thức của học sinh Bản thân tôi đưa ra 6 bài tập trọng lượng riêng, khối lượng riêng gồm 3 bài tập định tính, 3 bài tập định lượng với mức độ khó
dễ khác nhau thì thu được kết quả như sau:
Năm học
Số lượng học sinh tham gia (Tỉ lệ %)
Bài tập định tính Bài tập định lượng Làm đúng
(Tỉ lệ %)
Làm sai (Tỉ lệ
%)
Làm đúng (Tỉ lệ %)
Làm sai (Tỉ lệ %)
2016-2017 3 Hs
100%
1 Hs 33,3%
2 Hs 66,7%
0 Hs 0%
3 Hs 100% Qua kết quả khảo sát, tôi nhận thấy việc giải bài tập cơ bản về trọng lượng riêng các em làm tương đối tốt, những những bài tập nâng cao thì các em gặp không ít khó khăn khi giải Những khó khăn mà các em thường gặp phải trong quá trình giải gồm: không làm được do không định hướng được cách giải, đổi đơn vị sai, nhầm lẫn giữa các đại lượng vật lý, quên công thức tính,trình bày bài giải lủng củng nên các em dễ mất điểm đáng tiếc mặc dù nó không quá khó
Nhận thấy những điểm yếu trên tôi đã suy nghĩ để tìm ra giảipháp giúp khắc phục những khó khăn để có thể tiếp tốt nhất kiến thức được truyền đạt Sau một thời gian tìm tòi, bằng tất cả kinh nghiệm có được, tôi đã viết ra đề tài
“phương pháp giải một số dạng bài tập về khối lượng riêng, trọng lượng riêng
phục vụ công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý THCS” Đề tài đưa ra hệ thống
các kiến thức, các công thức cơ bản nhất phục vụ cho việc làm bài tập Sau đó,
đề tài đã phân riêng từng dạng, ứng với mỗi dạng là hướng dẫn các bước phân tích đề, các bước để giải và cuối cũng là bài giải hoàn chỉnh
Khi đưa ra thử nghiệm đề tài, học sinh của tôi đã tiếp thu nhanh những kiến thức được truyền đạt, đồng thời làm được những bài tập tương tự, tư duy được và làm được những bài tập đã có sự biến đổi dựa tên sườn những bài tập
đã học
Trang 6III Các giải pháp đã tiến hành đề giải quyết vấn đề
Để hỗ trợ cho đề tài, tôi đã khái quát đầy đủ kiến thức cần thiết để áp dụng làm bài tập Cụ thể như sau:
1 Hệ thống kiến thức
1.1 Khối lượng riêng
- Khái niệm: Khối lượng riêng của một chất là khối lượng của 1m3 chất đó
- Kí hiệu: D
- Công thức tính: Khối lượng riêng( D)= hay D=
- Đơn vị: kg/m3 hay g/cm3
- Tính khối lượng riêng, khối lượng hay thể tích của vật:
D = m = D.V V =
Lưu ý:Khối lượng m có đơn vị là kg, thể tích V có đơn vị là m 3thì khối
lượng riêng D có đơn vị là kg/m 3 ; khối lượng m có đơn vị là g, thể tíchV có đơn
vị là cm 3 thìD có đơn vị là g/cm 3 Nên nếu thể tích hay khối lượng của vật có đơn vị không tương ứng thì ta phải đổi đơn vị cho tương ứng rồi mới giải
- Cách đổi đơn vị của khối lượng riêng:
+ Đổi từ kg/m 3 sang g/cm 3
Ta có: x ( ) = x ( ) = (g/cm3)
Hay ta có thể nhớ: Muốn đổi x từ kg/m 3 sangg/cm 3 ta chỉ việc lấy x chia cho
1000
+ Đổi từ g/m 3 sang kg/m 3
Ta có: x ( ) = x ( ) =x.1000 (g/cm3)
Hay ta có thể nhớ: Muốn đổix từ g/cm 3 sang kg/m 3 ta chỉ việc lấy x nhân
cho 1000
Trang 71.2.Trọng lượng riêng
- Khái niệm: Trọng lượng riêng của một chất là trọng lượng của 1m3 chất đó
- Kí hiệu: d
- Công thức tính: Trọng lượng riêng (d) = hay d =
- Đơn vị: kg/m3 hay g/cm3
- Tính trọng lượng riêng, trọng lượng hay thể tích của vật
d = P = d.V V =
Lưu ý: Trong các công thức này trọng lượng P có đơn vị là N, thể tích V
có đơn vị là m 3 , trọng lượng riêng d có đơn vị là N/m 3 Nếu đơn vị của thể tích V chưa phải là m 3 thì phải đổi về m 3
1.3 Mối quan hệ giữa khối lượng riêng (D) và trọng lượng riêng (d)
Với hệ thống kiến thức cơ bản nêu trên, tasẽ lần lượt tìm hiểu các dạng bài tập cụ thể cũng như phương pháp giải cho từng dạng như sau:
2 Phương pháp giải
2.1 Bài tập định tính
Bài tập định tính (BTĐT) là những bài tập mà khi giải, học sinh không cần thực hiện các phép tính phức tạp mà phải sử dụng những phép suy luận lôgic trên cơ sở hiểu rõ bản chất của các khái niệm, định luật vật lý và nhận biết được những biểu hiện của chúng trong các trường hợp cụ thể
Đối với loại BTĐT, việc xác lập lời giải thường gây cho học sinh nhiều khó khăn vì nó đòi hỏi phải lập luận một cách lôgic, có căn cứ đầy đủ và xác đáng về mặt kiến thức Thực tế giảng dạy cho thấy, do ít được vận dụng kiến thức vào thực tiễn, ít được tiếp cận với các dạng BTĐT trong quá trình học tập, nên đứng trước những BTĐT, học sinh thường có xu hướng đưa ra những lời giải đáp không thỏa đáng, hời hợt, thậm chí không chính xác
Trang 82.1.1 Phương pháp giải bài toán thực hành đo một đại lượng vật lý nào đó
Để giải các bài toán thực hành đo một đại lượng vật lý nào đó ta cần:
- Viết công thức đại lượng tính đó ra
- Để xác định các đại lượng trong công thức ta xem xét các dụng cụ có sẵn
có thể dùng để đo được đạt lượng nào, ta tiến hành đo đại lượng đó Nếu không thể đo trực tiếp ta ta phải tìm bước đo trung gian để tính đại lượng cần đo đó
- Khi đo xong các đại lượng có trong công thức, ta tính đại lượng cần đo theo công thức đã viết
Lưu ý: Khi tính giátrị của các đại lượng cần đo, ta cần lưu ý đơn vị của
các đại lượng liên quan, nếu đơn vị chưa hợp lý thì phải đổi cho hợp lý
Bài tập1: Hãy nói cách xác định trọng lượng riêng của vật không thấm
nước, có hình dạng bất kỳ để vật lọt vào bình chia độ.Biết rằng dụng cụ chỉ có bình chia độ và lực kế
Giải:
Bước 1:Xác định trọng lượng P của vật không thấm nước bằng lực kế Bước 2:Xác định thể tích V của vật không thấm nước bằng bình chia độ.
Lấy nước vào bình chia độ ghi mực nước ban đầu V1 , cho bức tượng vào ghi mực nước dâng tới mực V2
Xác định V = V2 – V1
Bước 3: Tính trọng lượng riêng theo công thức d =
2 1
P
Bài tập 2: Bạn Trâm có một bức tượng vũ nữ nhỏ, muốn xác định xem
bức tượng có khối lượng riêng là bao nhiêukg/m3trong khi bạn chỉ có một lực kế
và một bình chia độ có thể bỏ lọt bức tượng vào.Em hãy giúp Trâm làm việc đó
Giải:
Bước 1: Dùng lực kế để xác định trọng lượng của bức tượng (N), tính
khối lượng của bức tượng bằng công thức m=P/10 (kg)
Bước 2: Đo thể tích của vật bằng bình chia độ
Trang 9Lấy nước vào bình chia độ ghi mực nước ban đầu V1, cho bức tượng vào ghi mực nước dâng tới mực V2
Xác định V = V2 – V1 được thể tích bức tượng V, đổi ra đơn vị m3
Bước 3: Tính khối lượng riêng theo công thức D = (kg/m3)
Bài tập 3:Hãy xác định khối lượng riêng của thủy ngân Cho dụng cụ
gồm:
+ Lọ thủy tinh rỗng đủ lớn
+ Nước có trọng lượng riêng D
+ Cân đồng hồ có độ chính xác cao, có giới hạn đo (GHĐ) và độ chia nhỏ nhất (ĐCNN) phù hợp
Giải:
Bước 1: Dùng cân để xác định khối lượng lọ rỗng: m
Bước 2: Đổ nước đầy lọ rồi xác định khối lượng của lọ nước:m1
Khối lượng của nước là mn = m1 - m
Bước 3:Dung tích của lọ là cũng là thể tích của nước là:
V=Vn =
Bước 4:Đổ hết nước ra, đổ thủy ngân đầy lọ, dùng cân để xác định khối lượng
của lọ thủy ngân: m2
Khối lượng của thủy ngân là: mtn = m2 - m
Bước 5:Dung tích của lọ không đổi nên khối lượng riêng của thủy ngân là:
2.1.1 Phương pháp giải bài toán kiểm tra vật đặc rỗng.
Để giải các bài toán kiểm tra vật đặc rỗng ta cần:
- Xác định khối lượng riêng của vật
- Xác định khối lượng riêng của chất tạo nên vật
Trang 10- So sánh D vật và D chất tạo vật
+ Nếu D vật = D chất tạo vật : vật đặc
+ Nếu D vật< D chất tạo vật : vật rỗng
Bài tập 1: Có một quả cầu bằng sắt, làm thế nào để biết quả cầu đó đặc
hay rỗng? Biết khối lượng riêng của sắt là 7800N/m3
Giải
- Dùng cân để đo khối lượng của quả cầu mqc
- Dùng bình tràn để đo thể tích của quả cầu Vqc
- Dùng công thức để tính khối lượng riêng của quả cầu Dqc =
- So sánh Dqc và D sắt
+ Nếu Dqc = 7800 thì kết luận quả cầu đặc
+ Nếu Dqc<7800 thì kết luận quả cầu rỗng
Bài tập 2: “Nhà vua giao cho người thợ kim hoàn đúc cho vua một chiếc
vương miện bằng vàngđặc có khối lượng 9,65kg Hỏi làm thế nào để kiểm tra xem người thợ kim hoàn có gian lận hay không?” [2,tr.80]
Giải
Bước 1: Dùng cân để đo khối lượng mvm của vương miện Nếu
+ mvm<9.65kg thì chắc chắn người thợ đã bớt vàng
+ mvm>9.65kg thì chắc chắn người thợ đã bớt vàng và trộn vào đó một kim loại khác
+ mvm =9.65kg thì tiến hành bước 2
Bước 2: Tính thể tích của 9.65kg vàng theo công thức Vv= =
0,0005 (m3)
Bước 3: Dùng bình tràn để đo thể tích của chiệc vương miện Vvmtheo đơn
vị m3
Bước 4: So sánh Vvm và Vv
+ Nếu Vvm = V vthì kết luận người thợ kim hoàn không gian lận
+ Nếu Vvm> V vthì kết luận người thợ kim hoàn đã gian lận.Hoặc vương miện đó là vàng nguyên chất thì nó là rỗng