Muốn làm được bài tập Vật lí, học sinh phải biết cách vận dụng các thao tác tư duy, so sánh, phân tích, tổng hợp, khái quát hoá để xác định được bản chất Vật lí, trên cơ sở đó chọn ra cá
Trang 1PHẦN MỞ ĐẦU
1 Lý do chọn đề tài
Trong thực tế dạy học bộ môn Vật lí thì bài tập Vật lí được hiểu là một vấn
đề được đặt ra đòi hỏi phải giải quyết nhờ những suy luận logic, những phép toán
và thí nghiệm dựa trên cơ sở các định luật các phương pháp Vật lí Hiểu theo nghĩa rộng thì mỗi vấn đề xuất hiện do nghiên cứu tài liệu giáo khoa cũng chính là một bài tập đối với học sinh Sự tư duy một cách tích cực luôn luôn là việc vận dụng kiến thức đã học để giải bài tập
Trong quá trình dạy học môn Vật lí, các bài tập Vật lí có tầm quan trọng đặc biệt Bài tập Vật lí giúp học sinh hiểu và khắc sâu thêm phần lí thuyết đặc biệt giúp học sinh có phương pháp giải bài tập
Biết vận dụng kiến thức Vật lí để giải quyết các nhiệm vụ học tập và những vấn đề thực tế của đời sống, là thước đo mức độ hiểu biết, kĩ năng thực hành của mổi học sinh
Bài tập Vật lí giúp học sinh hiểu sâu hơn những quy luật Vật lí, những hiện tượng Vật lí, tạo điều kiện cho học sinh vận dụng linh hoạt, tự giải quyết những vấn đề cụ thể khác nhau để từ đó hoàn thiện về mặt nhận thức và tích luỹ vốn riêng của học sinh
Muốn làm được bài tập Vật lí, học sinh phải biết cách vận dụng các thao tác
tư duy, so sánh, phân tích, tổng hợp, khái quát hoá để xác định được bản chất Vật
lí, trên cơ sở đó chọn ra các công thức thích hợp cho từng bài tập cụ thể Vì thế bài tập Vật lí còn là phương tiện rất tốt để phát triển tư duy, óc tưởng tượng sáng tạo, tính tự lực trong suy luận
Bài tập Vật lí là hình thức củng cố, ôn tập mở rộng và đi sâu vào các trường hợp riêng lẻ của định luật mà nhiều khi nếu nhắc lại nhiều lần ở phần lí thuyết có thể làm học sinh nhàm chán
Khi làm bài tập bắt buộc học sinh phải nhớ lại kiến thức đã học và vận dụng, đào sâu kiến thức do vậy đứng về mặt điều khiển nhận thức thì đây là phương tiện
tự kiểm tra kiến thức, kỹ năng của học sinh Trong việc giải bài tập, nếu học sinh
tự giác, say mê tìm tòi thì nó còn có tác dụng rèn luyện cho các em đức tính tốt
Trang 2như tinh thần tự lập vượt khú, tớnh cẩn thận, tớnh kiờn trỡ và đăc biệt tạo niềm vui trớ tuệ trong học tập
Hiện nay để việc thực hiện tốt chương trỡnh sỏch giỏo khoa mới và dạy học theo phương phỏp đổi mới cú hiệu quả thỡ việc hướng dẫn học sinh biết phõn loại, nắm vững phương phỏp và làm tốt cỏc bài tập trong chương trỡnh sỏch giỏo khoa
đó gúp phần khụng nhỏ trong việc thực hiện thành cụng cụng tỏc dạy học theo phương phỏp đổi mới
Ở chương III: “Quang Học”: là một trong những chương quan trọng của chương trỡnh Vật lớ lớp 9 nhằm giỳp học sinh nắm được kiến thức về: Hiện tượng khỳc xạ ỏnh sỏng, thấu kớnh hội tụ, thấu kớnh phõn kỡ, ảnh của một vật tạo bởi thấu kớnh hội tụ, thấu kớnh phõn kỡ mắt, mỏy ảnh, Mắt cận mắt lóo, kớnh lỳp, ỏnh sỏng, màu sắc cỏc vật dưới ỏnh sỏng, cỏc tỏc dụng của ỏnh sỏng; kỹ năng thực hành thớ nghiệm để rỳt ra kiến thức mới, vận dụng cỏc định luật, kiến thức hỡnh học để giải bài tập Vỡ vậy để giỳp học sinh nắm vững cỏc kiến thức trong chương này và vận dụng cỏc kiến thức đó học để làm tốt cỏc dạng bài tập Vật lớ trong chương III, tụi
đó chọn đề tài : “Phõn loại và hướng dẫn học sinh lớp 9 làm bài tập Vật lớ trong chương III: Quang học” để làm đề tài nghiờn cứu.
2 Điểm mới của đề tài
Sỏng kiến này chưa cú ai nghiờn cứu Đề tài này cú điểm mới là: Phõn loại
và hướng dẫn học sinh lớp 9 làm bài tập Vật lớ chương III: Quang Học
Để thực hiện tốt chơng trình sách giáo khoa mới môn Vật lớ lớp 9 và dạy, học theo phơng pháp đổi mới đạt hiệu quả cao thì đòi hỏi giáo viên phải nghiên cứu, tìm tòi để đề ra đợc những phơng pháp giảng dạy có hiệu quả nhằm hớng dẫn học sinh biết phân loại, nắm vững phơng pháp và làm tốt các dạng bài tập trong chơng trình sách giáo khoa
Phõn loại và hướng dẫn học sinh làm bài tập Vật lớ lớp 9 chương III: Quang học
Bổ sung Phạm vi ỏp dụng của đề tài theo lĩnh vực
Trang 3PHẦN NỘI DUNG
1 Thực trạng của việc hướng dẫn học sinh làm bài tập Vật lí khi chưa
áp dụng đề tài.
* Đặc điểm tình hình nhà trường:
Ngôi trường nơi tôi giảng dạy có cơ sở vật chất phục vụ cho việc giảng dạy tương đối tốt, phòng học và phòng thực hành Vật lí kiên cố, sạch sẽ đúng qui cách,
có đồ dùng đầy đủ cho các khối lớp Học sinh trường đa phần là các em ngoan chịu khó trong học tập, các em có đầy đủ sách giáo khoa, sách bài tập Đội ngũ giảng dạy môn Vật lí ở trường có 2 giáo viên
Trong chương III: Quang Học Vật lí lớp 9 yêu cầu đối với học sinh về kiến thức là: nắm vững khái niệm về hiện tượng khúc xạ ánh sáng Nhận dạng được các loại thấu kính, dựng được ảnh của một vật qua thấu kính Vận dụng kiến thức hình học để tính được chiều cao ảnh, chiều cao vật, khoảng cách từ vật tới thấu kính, từ ảnh tới thấu kính So sánh được giữa mắt và máy ảnh, tìm hiểu được các tật khúc
xạ của mắt Hiểu biết nhất định về kính lúp Nắm được những hiểu biết ban đầu về ánh sáng , màu sắc
Về kỹ năng học sinh biết tiến hành các thí nghiệm kiểm tra hay thí nghiệm nghiên cứu để rút ra kiến thức, vận dụng được các kiến thức hình học để giải bài tập Giải thích được một số hiện tượng về Mắt cận mắt lão và một số hiện tượng
có liên quan đến hiện tượng khúc xạ ánh sáng Màu sác các vật dưới ánh sáng trắng và ánh sáng màu
Trong quá trình giảng dạy môn Vật lí giáo viên thường sử dụng phương pháp chia nhóm để học sinh thảo luận và tìm ra kết quả cho câu hỏi và giáo viên thường kết luận đúng, sai và không hướng dẫn gì thêm, việc giảng dạy Vật lí nhất
là bài tập Vật lí như thế sẽ không đạt được kết quả cao, vì trong lớp có các đối tượng học sinh giỏi, khá, trung bình, yếu, kém nên khả năng tư duy của các em rất khác nhau, đối với học sinh yếu, kém hay trung bình không thể tư duy kịp và nhanh như học sinh khá, giỏi nên khi thảo luận các em chưa thể kịp hiểu ra vấn đề
và nhất là khi thảo luận nhóm, giáo viên lại hạn chế thời gian hoặc thi xem nhóm nào đưa ra kết quả nhanh nhất thì thường các kết quả này là tư duy của các học sinh khá, giỏi trong nhóm Vì thế nếu giáo viên không chú trọng đến việc hướng
Trang 4dẫn học sinh phương pháp giải bài tập Vật lí thì học sinh sẽ đoán mò không nắm vững được kiến thức trong chương
Thực tế về trình độ học tập của học sinh qua khảo sát cuối học kì 1 môn Vật
lí ở 4 lớp 9A, 9B, 9C, 9D như sau:
Số
liệu
Lớp
Số bài
kiểm
tra
Đánh giá chung về chất lượng (kết quả, so sánh, đối tượng…)
2 Giải pháp:
* Phân loại và hướng dẫn học sinh lớp 9 làm bài tập Vật lí trong chương III: Quang Học
2.1 Dạng bài tập định tính hay bài tập câu hỏi:
Đó là những bài tập Vật lí mà khi giải học sinh không cần tính toán hay chỉ làm những phép toán đơn giản có thể nhẫm được
Bài tập định tính có tầm quan trọng đặc biệt vì nhiều bài tập tính toán có thể giải được phải thông qua những bài tập định tính Vì vậy việc luyện tập, đào sâu kiến thức và mở rộng kiến thức của học sinh về một vấn đề nào đó cần được bắt đầu từ bài tập định tính Đây là loại bài tập có khả năng trau dồi kiến thức và tạo hứng thú học tập của học sinh
Để giải quyết được bài tập định tính đòi hỏi học sinh cần vận dụng kiến thức nhằm phát hiện bản chất Vật lí được nêu bật lên, vận dụng tri thức kỹ năng đã biết
đi tới kết luận cuối cùng, còn những chi tiết không bản chất được lượt bớt Với các bài tập định tính ta có thể chia ra là hai loại: Loại bài tập định tính đơn giản và loại bài tập định tính phức tạp
2.1.1 Loại bài tập định tính đơn giản:
- Giải bài tập định tính đơn giản học sinh chỉ cần vận dụng một hai khái niệm hay định luật đã học là có thể giải quyết được dạng bài tập này nên dùng để củng cố, khắc sâu khái niện hay định luật như các ví dụ sau :
Trang 5Ví dụ 1: Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là hiện tượng ánh sáng :
A Truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác
B Truyền từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác bị gãy khúc tại mặt phân cách giữa hai môi trường
C Truyền thẳng từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác
D Truyền theo một đường công từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác
Hãy chọn đáp án đúng ?
- Với bài tập này giáo viên nên đưa ngay sau khi học sinh học xong bài hiện tượng khúc xạ ánh sáng
+ (Đáp án B là đúng )
Ví dụ 2: Chiếu một chùm tia sáng song song và vuông góc với mặt thấu kính
hội tụ, chùm tia ló thu được có đặc điểm gì?
A Chùm tia ló cũng là chùm tia song song
B Chùm tia ló là chùm tia hội tụ
C Chùm tia ló là chùm tia phân kì
D Chùm tia ló là chùm hội tụ tại quang tâm của thấu kính
+ Đáp án đúng là B
Với bài này giúp học sinh khắc sâu thêm đường đi của các tia sáng khi đi qua thấu kính hội tụ Muốn làm tốt loại bài tập này yêu cầu học sinh phải ghi nhớ tốt các khái niệm, tính chất, định luật đã học
2.1.2.Dạng bài tập định tính phức tạp :
Đối với các bài tập dạng định tính phức tạp thì việc giải các bài tập này là giải một chuỗi các câu hỏi định tính Những câu hỏi này đòi hỏi học sinh phải dựa vào việc vận dụng một định luật Vật lí, một tính chất Vật lí nào đó Khi giải các bài tập định tính phức tạp này ta thường phân tích ra ba giai đoạn :
+ Phân tích điều kiện câu hỏi
+ Phân tích các hiện tượng Vật lí mô tả trong câu hỏi, trên cơ sở đó liên hệ với định luật Vật lí, định nghĩa, một đại lượng Vật lí hay một tính chất Vật lí liên quan
Trang 6+ Tổng hợp các điều kiện đã cho và kiến thức tương ứng để giải.
Ví dụ 3: Quan sát chiếc đũa cắm trong một cóc nước, ta thấy chiếc đũa
dường như bị gãy khúc tại giao điểm của nó và mặt nước Đồng thời ta nhìn thấy phần đũa ngập dưới nước dường như to hơn bình thường Hãy giải thích tại sao + Đây là một câu hỏi khó, đòi hỏi học sinh phải tư duy vận dụng các kiến thức đã học trong chương để giải quyết, nên giáo viên có thể đưa ra một số câu hỏi gợi ý để học sinh suy nghĩ và giải quyết lần lượt :
+ Giáo viên có thể hướng bằng cách đưa ra một số câu hỏi sau :
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của trò
- GV: Câu hỏi này liên quan đến phần
kiến thức nào?
- GV: Yêu cầu học sinh nhớ lại xem
khi nào ta nhìn thấy một vật?
- GV: Ta nhìn thấy phần đũa ngập
trong nước thì có ánh sáng đi từ đâu
đến đâu và qua những môi trường
nào?
- GV: Theo hiện tượng khúc xạ ánh
sáng thì khi ánh sáng truyền từ môi
trường trong suốt này sang môi trường
trong suốt khác thì xãy ra hiện tượng
gì?
- GV: Vậy việc mắt nhìn thấy phần
đũa trên không khí và phần đũa dưới
nước ánh sáng có đi theo một đường
nhất định vào mắt không?
- GV: Như vậy cùng một chiếc đũa
nhưng ta lại có hai đường truyền của
ánh sáng từ phần trên và phần dưới
của chiếc đũa đến mắt điều đó làm
mắt ta nhìn thấy hình dạng của chiếc
- HS : Hiện tượng khúc xạ ánh sáng
- HS: Mắt ta nhìn thấy một vật khi có
ánh sáng từ vật đó truyền vào mắt ta
- HS : ánh sáng từ phần đũa dưới nước
đi vào mắt qua hai môi trường là nước
và không khí
- HS: ánh sáng bị gãy khúc tại mặt
phân cách giũa hai môi trường
- HS : không mà ánh sáng đi theo hai
đường khác nhau đến mắt
- HS : ta thấy chiếc đũa dường như bị
gãy khúc tại giao điểm của nó và mặt nước Đồng thời ta nhìn thấy phần đũa ngập dưới nước dường như to hơn bình thường Do hiện tượng khúc xạ ánh sáng
Trang 7đũa ra sao?
+ Trên đây là một số câu hỏi gợi ý phân tích giúp các đối tượng học sinh yếu, trung bình, có thể tìm ra câu trả lời giải nhanh chóng và dễ hiểu sau đó giáo viên có thể đưa ra câu hỏi mang tính tổng hợp
+ Trên cơ sở đó ta có thể dần dần trang bị cho học sinh phương pháp suy nghĩ logic và lập luận có căn cứ
2.2 Dạng bài tập Toán vẽ
Đây là dạng bài tập muốn thực hiện đúng yêu cầu học sinh nắm tốt đường đi của các tia sáng qua các loại thấu kính , Đặc điểm của từng loại thấu kính để xác loại thấu kính, quang tâm, tiêu điểm
Nắm được bản chất của vật và ảnh
+ Vật là giao của các tia tới , còn ảnh là giao của các tia ló
+ Vật và ảnh nằm trên một đường thẳng khi đường thẳng đó trùng với tia sáng đi qua quang tâm của thấu kính
Nắm được đường truyền của các tia sáng đặc biệt đi qua thấu kính
+ Dùng tia tới song song với trục chính để xác định tiêu điểm F của thấu kính (tia tới song song với trục chính cho tia ló hội tụ tại tiêu điểm đối với thấu kính hội tụ và cho tia ló loe rộng ra trên đường truyền nhưng đường kéo dài phải
đi qua tiêu điểm F đối với thấu kính phân kì)
Hai tiêu điểm F và F’ nằm đối xứng nhau qua quang tâm
Ví dụ 4: Dựng ảnh của vật sáng AB tạo bởi thấu kính hội tụ trong trường hợp sau:
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
? Muốn dựng ảnh của vật sáng AB ta
chỉ cần dựng ảnh của điểm sáng nào?
Và làm sao từ ảnh của điểm sáng đó
dựng được ảnh của vật sáng AB
HS: Ta chỉ cần dựng ảnh của điểm sáng
B Từ điểm ảnh của điểm sáng B ta hạ đường thẳng vuông góc với trục chính cắt trục chính tại điểm nào thì điểm đó
B
A F O F’
Trang 8? Vậy muốn dựng ảnh của điểm sáng B
ta nên sử dụng những tia sáng đặc biệt
nào?
? Làm thế nào để xác định được ảnh của
điểm sáng B?
GV: Yêu cầu HS dựng ảnh của vật sáng
AB vào vë
chính là điểm ảnh của A HS: Sử dụng 2 trong 3 tia sáng dặc biệt tia sáng đi qua quang tâm và tia sáng song song với trục chính và tia sáng đi qua tiêu điểm F
HS: ảnh của điểm sáng B là điểm giao của hai tia ló ứng với hai tia tới xuất phát từ B
HS: Dựng ảnh
Đây là loại bài tập tương đối đơn giản vận dụng ngay sau khi hoc bài ảnh của một vật tạo bởi thấu kính hội tụ Bài tập loại này giúp cho học sinh yếu , trung bình vận dụng được để ghi nhớ kiến thức’
Ví dụ 5 Cho AB là vật , A’B’ là ảnh, A và A’ nằm trên trục chính Đây là thấu kính gì?Hãy xác định quang tâm tiêu điểm của thấu kính này?
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
GV: ảnh A’B’ cùng chiều hay ngược
chiều vật AB?
Đối với loại thấu kính gì vật thật qua
thấu kính cho ảnh ngược chiều?
HS : Ảnh ngược chiều với vật HS: Vật thật cho ảnh ngược chiều nên
nó chính là thấu kính hội tụ HS: Trùng với tia sáng khi đi qua quang
B
A’
A
B’
B I
F’ A’
A F O
B’
Trang 9? điểm sỏng và điểm ảnh của nú nằm
trờn một đường thẳng thỡ đường thẳng
này trựng với tia sỏng đặc biệt nào khi
đi qua thấu kớnh?
? Vậy làm cỏch nào để xỏc định quang
tõm của thấu kớnh trờn?
? Để xỏc định tiờu điểm F của thấu kớnh
nờn sử dụng tia sỏng đặc biệt nào? Vỡ
sao sử dụng tia sỏng đú?
Yờu cầu học sinh xỏc định tiờu điểm F
và F’
tõm của thấu kớnh
HS:Nối BB’cắt trục chớnh tại điểm nào thỡ điểm đú chớnh là quang tõm O
HS: Sử dụng tia tới song song với trục chớnh Vỡ khi sử dụng tia tới này nú cho tia lú hội tụ tại tiờu điểm và tia lú lại đi qua điểm ảnh
HS Từ B dựng tia tới song song với trục chính cắt thấu kính tại I Nối I với B’ cắt trục chính tại điểm nào thì điểm đó là tiêu điểm F lấy F’đối xứng với F qua quang tâm O
Đõy là loại bài tập tương đối khú cần chỳ trọng loại bài tập này cho đối tượng học sinh khỏ giỏi
*Tương tự giỏo viờn cú thể ra cỏc bài tập dạng này cho loại thấu kớnh phõn kỡ
Cỏch vẻ ảnh của một vật qua mỏy ảnh: vỡ vật kớnh của mỏy ảnh là một thấu kớnh hội tụ nờn cỏch vẻ ảnh cũng giống như cỏch vẻ ảnh tạo bởi thấu kớnh hội tụ nhưng chỳ ý khi vẻ hỡnh khụng cần phải đỳng tỉ lệ và ảnh của một vật tạo bởi mỏy ảnh luụn là ảnh thật ngược chiều với vật và nhỏ hơn vật Hoặc cỏch vẻ ảnh một vật qua kớnh lỳp)
Loại bài tập này giỳp học sinh nắm chắc hơn về đặc điểm của thấu kớnh đồng thời nắm tốt tớnh chất ảnh của một vật tạo bởi thấu kớnh Vận dụng , khai thỏc được đường truyền của cỏc tia sỏng đặc biệt qua thấu kớnh
I B
A’
F O F’ A
B’
Trang 102.3.Dạng bài tập định lượng:
Đó là dạng bài tập muốn giải đựơc phải thực hiện một loạt các phép tính :
Để làm tốt loại bài tập này giáo viên cần hướng dẫn học sinh đọc kỹ đề, tìm hiểu ý nghĩa thuật ngữ mới (nếu có), nắm vững các dữ kiện đâu là ẩn số phải tìm Phân tích nội dung bài tập, làm sáng tỏ bản chất Vật lícủa các hiện tượng mô
tả trong bài tập
Xác định phương pháp giải và vạch ra kế hoạch giải bài tập
Đối với bài tập tính toán ta có thể phân làm các dạng cụ thể để giải
2.3.1 Xác định vị trí ảnh khi biết tiêu cự và vị trí của vật đặt trước thấu kính
Phương pháp giải:
Vẻ ảnh của một vật tạo bởi thấu kính
Áp dụng tính chất của các cặp tam giác đồng dạng để suy ra các đại lượng
cần tìm
Ví dụ 6 : Một thấu kính hội tụ có tiêu cự OF = f= 10cm Vật sáng AB đặt
thẳng góc với trục chính và cách thấu kính một đoạn OA =d=30cm
a) Xác định vị trí và tính chất của ảnh tạo bởi thấu kính
b) Cho nh cao 3cm , tìm ảnh cao 3cm , tìm độ cao của vật ? độ cao của vật ? cao c a v t ?ủa vật ? ật ?
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
GV yêu cầu HS tóm tắt bài toán
GV: Y/C HS dùng các tia sáng đặc biệt
để dùng ảnh của vật sáng AB
GV: Để tìm vị trí của ảnh và chiều cao
của vật ta nên sử dụng các cặp tam giác
Tóm tắt: OF=OF’= f = 10cm OA= d = 30cm; A’B’= 3cm
OA’ = ?
AB = ?
-HS: Dựng ảnh
-HS: Tam giác OAB đồng dạng với
tam giác OA’B’ có OA/OA’=OB/O’B’=AB/A’B’ (1)
B I
F’ A’
A F O B’