Hướng dẫn học sinh làm một số dụng cụ đơn giản để kiểm chứng kiến thức vật lí

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁTRƯỜNG THPT YÊN ĐINH 1 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM HƯỚNG DẪN HỌC SINH LÀM MỘT SỐ DỤNG CỤ ĐƠN GIẢN ĐỂ KIỂM CHỨNG KIẾN THỨC VẬT LÝ Người thực hi

Trang 1

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ

TRƯỜNG THPT YÊN ĐINH 1

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

HƯỚNG DẪN HỌC SINH LÀM MỘT SỐ DỤNG CỤ ĐƠN GIẢN ĐỂ KIỂM CHỨNG KIẾN THỨC VẬT

LÝ

Người thực hiện: Nguyễn Văn Thúy

Chức vụ: Giáo viên

SKKN thuộc lĩnh vực: môn vật lý

THANH HÓA NĂM 2021

Trang 2

1 Mở đầu

1.1 Lí do chọn đề tài

Mục đích của việc học là gì: học để biết, để hiểu, để thi, để làm, để vận dụng vào thực tiễn đời sống… Với quan điểm đổi mới sách giáo khoa của Bộ GD và ĐT trong lần cải cách này là sau khi học thì học sinh làm được gì Do đó đối với chương trình giáo dục ngày nay đòi hỏi người giáo viên và học sinh không ngừng đổi mới nhằm nâng cao phương pháp dạy và học, đồng thời phải luôn đảm bảo được chất lượng giáo dục, đào tạo trí tuệ và nhân cách sống Để đạt được những hiệu quả như mong muốn, người giáo viên phải nắm bắt được tâm lí học sinh đối với môn học mình đang giảng dạy, từ đó có những phương pháp dạy – học hợp lí, tạo hứng thú, giúp học sinh dễ dàng tiếp nhận kiến thức và ghi nhớ Vật lí là một môn khoa học mang tính tư duy, tính ứng dụng cao, đa phần các kiến thức có được trong môn Vật lý chủ yếu được đúc rút qua thực nghiệm, nên dạy và học Vật lí muốn đạt kết quả tốt cần có sự kết hợp hài hòa giữa lí thuyết và thực nghiệm Học lý thuyết và áp dụng lý thuyết đó trong thực tiễn là một trong các tiêu chí quan trọng trong tất cả các môn học, không chỉ riêng cho Vật lí, nhằm giúp học sinh cảm thụ và ghi nhận kiến thức được lĩnh hội từ thực tế lâu dài và sâu sắc hơn Vì thế việc lồng ghép các thí nghiệm kiểm chứng hay minh họa vào các tiết dạy Vật lí là cần thiết và phù hợp với đặc trưng của bộ môn Để giải quyết được vấn đề trên thì người giáo viên khi giảng dạy môn Vật lí có thể chủ động làm các thiết bị thí nghiệm đơn giản và hướng dẫn học sinh có thể tự làm, tự thực hiện quá trình làm thí nghiệm, quá trình kiểm chứng Từ đó kích thích được tư duy sáng tạo của các

em đồng thời rèn luyện kĩ năng, thao tác kỹ thuật cho học sinh Từ những lý do trên tôi đưa ra sáng kiến kinh nghiệm:

Hướng dẫn học sinh làm một số dụng cụ đơn giản để kiểm chứng kiến thức Vật lí

Đề tài này tập trung vào việc hướng dẫn sơ lược cách tạo ra những sản phẩm đơn giản làm từ các vật liệu hằng ngày, dễ tìm nhưng thể hiện được những hiện tượng Vật lí rất đời thường, đôi khi ít được quan tâm tới

1.2 Mục đích nghiên cứu

a Kiến thức.

Giúp học sinh tiếp cận kiến thức một cách thực tế, trực quan, giúp các em “sờ,

nắm” được kiến thức

b Kĩ năng

Giúp học sinh tự xây dựng phương án thí nghiệm, thiết kế, tự làm được một số

Trang 3

Rèn luyện cho các em kĩ năng làm việc theo nhóm, thói quen quan sát và nhìn nhận vấn đề

1.3 Đối tượng nghiên cứu

Học sinh khối 10 và chương trình vật lý 10

1.4 Phương pháp nghiên cứu

Thí nghiệm, thực nghiệm kiểm chứng

2 Nội dung sáng kiến kinh nghiệm

2.1 Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm

1.1 Cơ sở vật lý

Môn vật lý là một môn khoa học thực nghiệm, phần đa các kiến thức trong môn vật lý có được đều do thông qua thực tế, xây dựng lý thuyết, xây dựng phương án thí nghiệm, làm thí nghiệm thực nghiệm kiểm chứng Do đó khi truyền đạt kiến thức cho học sinh nếu ta thực hiện theo tiến trình trên thì việc tiếp thu kiến thức sẽ dễ dàng hơn rất nhiều

1.2 Cơ sở thực tiễn

Ngày nay, nhiều tài liệu, sách in khoa học được xuất bản rộng rãi, nhằm mục đích đáp ứng nhu cầu học hỏi, mở rộng kiến thức thực tế cho học sinh và người đọc

ở mọi lứa tuổi Đặc biệt, có hàng loạt các đầu sách mang nội dung nâng cao kỹ năng thực hành từ việc ứng dụng các kiến thức phổ thông đơn giản, điển hình như

“Trò chơi khoa học vui” của tác giả Vũ Kim Dũng (Nhà xuất bản Văn hóa – Thông tin), “Những thí nghiệm đơn giản bạn có thể làm ở nhà” của tác giả Tomislav Sencanski (Nhà xuất bản Kim Đồng) hay “Vật lí vui” của tác giả Ia.I.Pê – Ren – Man (Nhà xuất bản giáo dục) …Không chỉ thế, hiện nay cũng có rất nhiều trang mạng điện tử cũng tập trung vào những chủ đề này Đặc biệt là yêu cầu của xã hội hiện nay là cần những người có khả năng làm việc, khả năng thực hành giỏi hơn là lý thuyết giỏi Nên việc trang bị cho học sinh một số kĩ năng trong thực hành là rất cần thiết

2.2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm

Đa phần trong quá trình học tập thì học sinh tiếp thu kiến thức một cách thụ động và đa phần là học lý thuyết xuông, đôi khi các em không thể hiểu được kiến thức mình học có được áp dụng gì trong đời sống hay trong khoa học kỹ thuật không Hơn nữa các em ít được thực hành và vận dụng vào thực tiễn dẫn đến kĩ năng thực hành vận dụng kiến thức đã học vào thực tiễn còn kém

2.3 Các sáng kiến kinh nghiệm hoặc giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề

Xuất phát từ tình hình thực tiễn như trên tôi mạnh dạn đưa ra sáng kiến kinh nghiệm “Hướng dẫn học sinh làm một số dụng cụ đơn giản để kiểm chứng các kiến

Trang 4

thức vật lý” Đề tài này chủ yếu tập trung vào cách thức tạo những sản phẩm hoạt động dựa trên các kiến thức khoa học của chương trình Vật lí lớp 10 liên quan đến định luật bảo toàn động lượng và chuyển động bằng phản lực; va chạm mềm, va chạm đàn hồi, định luật Bec-nu-li,cân bằng của vật rắn, sự giãn nở vì nhiệt của vật rắn Thông qua một số các gợi ý và hướng dẫn kèm theo hình ảnh minh họa trong đề tài, hi vọng người đọc đón nhận và có thể tự thao tác tạo nên sản phẩm vật lí đơn giản, giúp ích cho nhu cầu học tập, vui chơi hay giảng dạy của mình Ở đây trong phạm vi của một sáng kiến kinh nghiệm nên tôi chỉ đưa ra một vài dụng cụ cơ bản và dễ làm

2.3.1 Thiết kế dụng cụ trong bài cân bằng của vật rắn: Làm chú hề thăng

bằng

- Cơ sở lý thuyết: Xét sự cân bằng của các vật có một điểm tựa hay một trục quay cố định Vật sẽ ở trạng thái cân bằng khi trọng lực tác dụng lên vật có giá đi qua điểm tựa hoặc trục quay

Có ba dạng cân bằng là cân bằng bền, cân bằng không bền và cân bằng phiếm định

Khi kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng một chút mà trọng lực của vật có xu hướng : + Kéo nó trở về vị trí cân bằng, thì đó là vị trí cân bằng bền

+ Kéo nó ra xa vị trí cân bằng thì đó là vị trí cân bằng không bền

+ Giữ nó đứng yên ở vị trí mới thì đó là vị trí cân bằng phiếm định

Nguyên nhân gây ra các dạng cân bằng khác nhau đó là vị trí trọng tâm của vật + Trường hợp cân bằng không bền, trọng tâm ở vị trí cao nhất so với các vị trí lân cận

+ Trường hợp cân bằng bền, trọng tâm ở vị trí thấp nhất so với các vị trí lân cận + Trường hợp cân bằng phiếm định, trọng tâm không thay đổi hoặc ở một độ cao không đổi

Vậy muốn tăng mức vững vàng của cân bằng thì ta làm sao để trọng tâm của vật thấp nhất có thể

- Dụng cụ chuẩn bị: 1 tấm bìa cứng, keo dán giấy, keo nến, 2 bu lông hoặc 2 động xu, hình chú hề ( như hình)

- Cách làm: dùng keo dán giấy dán hình chú hề vào tấm bìa cứng sau đó cắt theo hình đã dán Dán 2 đồng xu hoặc 2 bu lông vào phần tay của chú hề

- Sản phẩm: sau khi làm ta thu được sản phẩm như hình ảnh

Trang 5

- Nguyên tắc hoạt động: khi chưa dán bu lông vào 2 bàn tay thì chú hề không thể thăng bằng được, còn khi dán vào thì khả năng thăng bằng tốt hơn, nếu

bu lông càng nặng thì khả năng thăng bằng cang cao

- Ứng dụng: khi muốn tăng mức vững vàng của một vật nào đó thì ta cố gắng hạ thấp trọng tâm của vật: lọ hoa, lục bình, chai nước, chân quạt, chân cắm ô

2.3.2 Thiết kế dụng cụ trong bài: va chạm mềm và va chạm đàn hồi :

Làm con lắc va chạm liên thông

- Cơ sở lý thuyết: trong va chạm đàn hồi xuyên tâm ta có vận tốc của mỗi vật sau va chạm được xác định theo công thức

2 1

2 2 1 2 1 ' 1

2

m m

v m v m m v







2 1

2 2 2 1 2 ' 2

2

m m

v m v m m v







Nhận xét: nếu hai qua cầu có khố lượng bằng nhau: m 1 m2 thì v1' v2 ;v2' v1=> Có sự trao đổi vận tốc, khi đó vận tốc của vật này sẽ truyền hoàn toàn cho vật kia Nếu ta cho các vật có cùng khối lượng va chạm đàn hồi xuyên tâm với nhau và bỏ qua hao phí thì tốc độ của vật cuối sẽ bằng tốc độ của vật đầu tiên

- Dụng cụ chuẩn bị: 1 giá đỡ bằng gỗ hoặc bằng kim loại, 5 viên bi có móc treo có độ đàn hồi tốt: bi sắt hoặc bi ve, dây treo nhẹ

- Cách làm: treo các viên bi vào bằng 2 dây theo kiểu chữ V, sao cho khi dao động thì các viên bi chỉ chuyển động trong cùng một mặt phẳng ( không bị dung, lắc) và vị trí cân bằng của các viên bi sát vào nhau

Trang 6

- Sản phẩm: sau khi làm ta thu được một vài sản phẩm của học sinh như hình ảnh

Trang 7

- Nguyên tắc hoạt động: kéo viên bi ngoài cùng đến khi dây treo lệch 1 góc nhất định rồi thả nhẹ, vì quá trình va chạm liên tiếp giữa các viên bi là va chạm đàn hồi xuyên tâm nên viên bi cuối sẽ có vận tốc bằng vận tốc của viên bi ngoài cùng, theo định luật bảo toàn cơ năng viên bi cuối cũng sẽ lên đến độ cao như viên bi ban đầu, quá trình trên sẽ lặp đi lặp lại Thực tế thì do có hao phí nên hệ sẽ chuyển động tắt dần, hệ sẽ chuyển động càng lâu nếu hao phí càng nhỏ

2.3.3 Thiết kế dụng cụ trong bài: chuyển động bằng phản lực - làm ô tô

phản lực hoặc tên lửa nước

- Cơ sở lý thuyết: trong một hệ kín đứng yên, nếu có một phần của hệ chuyển động theo một hướng, phần còn lại của hệ phải chuyển động theo hướng ngược lại, chuyển động theo nguyên lý trên được gọi là chuyển động bằng phản lực

- Dụng cụ chuẩn bị: 1 ô tô đồ chơi, 1 quả bóng bay, ống hút nước dây buộc

- Cách làm: thiết kế hệ thống ống dẫn khí trên xe hợp lý, thổi khí vào quả bóng bay và buộc chặt vào hệ thống dẫn khí trên ô tô đã được thiết kế từ trước

- Sản phẩm: sau khi làm ta thu được sản phẩm như hình

Trang 8

Cấu tạo của hệ thống ống khí của ô tô Ô tô sau khi thổi khí

- Nguyên tắc hoạt động: hệ gồm quả bóng bay( đã thổi) và ô tô là một hệ kín,

do đó khi ta bỏ bịt đầu ống khí thì khí sẽ phụt về phía sau và ô tô chuyển động về phía trước theo nguyên tắc chuyển động bằng phản lực Ô tô càng nhẹ, ma sát càng nhỏ thì xe sẽ đi càng nhanh và càng xa

- Ứng dụng: chế tạo động cơ phản lực, chế tạo tên lửa

2.3.4 Thiết kế dụng cụ trong bài: ứng dụng của định luật Béc-lu-ni

- Cơ sở lý thuyết: trong một ống dòng nằm ngang, tổng áp suất động và áp suất tĩnh tại một điểm bất kỳ là hằng số Do đó khi áp suất động tăng lên thì áp suất tĩnh giảm xuống

- Dụng cụ chuẩn bị: 1 bình đựng nước bằng nhựa có nắp, 2 ống nước, kéo, dao cắt giấy, keo nến

- Cách làm: đục các lỗ trên nắp bình sau đó gắn các ống hút như hình vẽ

- Sản phẩm: sau khi làm ta thu được một vài sản phẩm do học sinh tự làm như hình

Trang 9

- Nguyên tắc hoạt động: đổ đầy nước vào bình chứa, sau đó dùng hơi thổi mạnh vào ống nằm ngang Theo định luật Bec nu li khi đó áp suất tĩnh tại ống thẳng đứng sẽ giảm xuống và nhỏ hơn áp suất khí quyển, nước ở trong bình sẽ bị đẩy lên và theo dòng hơi bay ra ngoài ( Chú ý trên nắp bình phải khoét thủng thêm

1 lỗ và mực nước đổ vào phải ngập ống thẳng đứng)

- Ứng dụng: để làm bình tưới cây, pha sơn, phun tinh dầu…

Trang 10

2.3.5 Thiết kế dụng cụ trong bài: sự nở vì nhiệt của chất rắn - Làm băng

kép

- Cơ sở lý thuyết: khi nhiệt độ thay đổi thì kích thước của vật cũng bị tha đổi, nếu xét theo một phương thì gọi là sự nở dài, còn xét theo tất cả các phương thì gọi là nở khối Các kim loại khác nhau thì có hệ số nở dài khác nhau Cho 2 thanh kim loại khác nhau về hệ số nở dài khác nhau được gắn chặt với nhau khi bị đốt nóng do 2 thanh có hệ số nở dài khác nhau thì sẽ thanh sẽ bị cong về phía thanh kim loại co hệ số nở dài nhỏ hơn Tùy theo yêu cầu kĩ thuật của dụng cụ người ta sẽ thiết kế để băng kép cong theo chiều mong muốn

- Dụng cụ chuẩn bị: 2 thanh kim loại có kích thước giống hệt nhau, một bằng nhôm và một bằng sắt, đinh tán, đục sắt, búa, đèn cồn

- Cách làm: đục các lỗ thủng trên 2 thanh kim loại, sau đó dùng đinh tán cố định chặt 2 thanh kim loại với nhau

Trang 11

- Sản phẩm: sau khi làm ta thu được sản phẩm như hình

Trang 12

Băng kép trước khi bị đốt nóng Băng kép khi bị đốt nóng

- Nguyên tắc hoạt động: khi bị đốt nóng do thanh nhôm có hệ số nở dài lớn hơn thanh sắt nên khi đó nó sẽ có chiều dài lớn hơn thanh sắt và làm băng kép bị bẻ cong về phía thanh thép

- Ứng dụng: làm các thiết bị đóng mở tự động hoạt động dựa vào nhiệt độ

2.4 Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáo dục, với bản thân, đồng nghiệp và nhà trường

Đề tài của tôi đã được kiểm nghiệm trong các năm học giảng dạy vật lý lớp

10, được học sinh đồng tình và đạt được kết quả khả quan Các em hứng thú học tập hơn, có thể kiểm chứng được các kiến thức vật lý đã học, từ đó có niềm tin sâu sắc vào bộ môn và ghi nhớ kiến thức một cách bản chất, lâu dài

3 Kết luận, kiến nghị

3.1 Kết luận

Đề tài đã giải quyết được các vấn đề sau:

- Đưa một số kiến thức vật lý đến gần hơn với cuộc sống đời thường, để quá trình tiếp thu kiến thức cảm thấy dễ dàng, gần gũi, thân quen không có gì là xa lạ

Trang 13

- Giúp các em rèn luyện kỹ năng làm việc theo nhóm, kỹ năng thực hành vật lý, nâng cao khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn đời sống

- Giúp học sinh rèn luyện kỹ năng phát hiện và giải quyết vấn đề

3.2 Kiến nghị

Đề tài đã được thử nghiệm ở trường phổ thông, xong việc áp dụng còn

ở một phạm vi hẹp Do vậy, để đề tài được kiểm nghiệm và mang lại hiệu quả thiết thực hơn cần được thử nghiệm trên một phạm vi rộng hơn

Với trình độ còn hạn chế, kiến thức thì rộng nên bài viết này chắc còn có sai sót Kính mong được sự góp ý và trao đổi chân tình của quý đồng nghiệp để đề tài được hoàn thiện hơn và có tác dụng hữu ích hơn Xin chân thành cảm ơn

XÁC NHẬN CỦA LÃNH ĐẠO Thanh Hóa, ngày 16/05/2021

Tôi xin cam đoan đây là SKKN do mình viết không sao chép của người khác

Tác giả

Nguyễn Văn Thúy

Định dạng
Số trang	15
Dung lượng	2,16 MB