Tích cực hóa tư duy cho học sinh qua bài toán về chuyển động biến đổi đều trong chương 1 động học chất điểm vật lý 10 nâng cao

Định hướng và rèn luyện tư duy cho học sinh qua một số bài tập trắc nghiệm của chuyển động biến đổi đều...9 2.3.3... Quá trình giải BT là quá trình vận dụng lý thuyết vào giảiquyết các n

MỤC LỤC

1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Lý do chọn đề tài 1

1.2 Mục đích nghiên cứu 1

1.3 Đối tượng nghiên cứu 1

1.4 Phương pháp nghiên cứu 1

2 NỘI DUNG 2

2.1 CƠ SỞ LÝ LUẬN 2

2.2 THỰC TRẠNG CỦA VẤN ĐỀ TRƯỚC KHI ÁP DỤNG SKKN 3

2.3 GIẢI PHÁP THỰC HIỆN 5

2.3.1 Định hướng giải bài tập chuyển động biến đổi đều 5

2.3.2 Định hướng và rèn luyện tư duy cho học sinh qua một số bài tập trắc nghiệm của chuyển động biến đổi đều 9

2.3.3 Rèn luyện tư duy cho học sinh qua một số bài tập hay,lạ, khó của chuyển động biến đổi đều 12

2.4 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 15

TÀI LIỆU THAM KHẢO 18

DANH MỤC 19

1 MỞ ĐẦU

1.1 Lý do chọn đề tài

Vật lý học là một trong những môn học có hệ thống bài tập (BT) rất đa

dạng và phong phú Quá trình giải BT là quá trình vận dụng lý thuyết vào giảiquyết các nhiệm vụ học tập cụ thể, qua đó rèn luyện được khả năng vận dụng trithức, rèn luyện được tính kiên trì, tính chủ động và sáng tạo của người học.Việcgiải BTVL có tác dụng rất tích cực đến việc giáo dục và phát triển nhân cách của

HS, mặt khác đây cũng là thước đo đích thực trong việc nắm vững kiến thức, rènluyện kỹ năng, hình thành kỹ xảo của HS

Là một giáo viên, tôi thực sự trăn trở lo cho công tác chuyên môn của mình.Công tác này chắc chắn tất cả giáo viên khác cũng rất quan tâm Làm sao chochuyên môn của mình được nâng cao hơn? Việc quan trọng nhất tôi nghĩ làm saocho học sinh của mình thực sự yêu thích môn Vật lý và từ đó không ngừng tìm hiểurèn luyện tư duy qua các bài tập khó của Vật lý Vậy muốn làm được điều đó mìnhphải làm gì? Làm ra sao? Làm bằng phương pháp nào? Cách nào?

Xuất phát từ thực tế trên, với một số kinh nghiệm trong quá trình giảng

dạy và qua tham khảo một số tài liệu, tôi chọn đề tài “ Tích cực hóa tư duy cho

học sinh qua bài toán về chuyển động biến đổi đều trong chương 1 động học chất điểm vật lý 10 nâng cao.” nhằm tìm cách để giải bài tập một cách dể hiểu, cơ

bản, từ thấp đến cao, giúp học sinh có kỹ năng giải quyết tốt các bài tập, hiểu được

ý nghĩa vật lý của từng bài đã giải, rèn luyện thói quen làm việc độc lập, sáng tạo,phát triển khả năng tư duy, giúp các em học tập môn Vật lý tốt hơn

1.2 Mục đích nghiên cứu

Mục đích nghiên cứu của đề tài để nâng cao chất lượng giảng dạy, nhất là chấtlượng học sinh giỏi Giúp các em học sinh có thể làm tốt bài toán chuyển động biếnđổi đều trong chương động lực học chất điểm vật lý lớp 10, trong các kỳ thi họcsinh giỏi các cấp, cũng như kỳ thi THPT quốc gia sau này Góp phần làm cho các

em thấy cái hay, cái đẹp của môn vật lý, tạo động lực giúp các em học tốt hơn

1.3 Đối tượng nghiên cứu

Nghiên cứu kiến thức về chuyển động biến đổi đều trong chương 1 động lựchọc chất điểm vật lý lớp 10 nâng cao

1.4 Phương pháp nghiên cứu

-Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

-Phương pháp nghiên cứu tài liệu và sản phẩm hoạt động sư phạm

-Phương pháp thống kê,tổng hợp, so sánh

2 NỘI DUNG

2.1 CƠ SỞ LÝ LUẬN

2.11 Vận tốc tức thời Chuyển động thẳng biến đổi đều

 Vận tốc tức thời là vận tốc tại một thời điểm

 Vectơ vận tốc tức thời của một vật là một vectơ có gốc tại vật chuyển động,

có hướng của hướng chuyển động và có độ dài tỉ lệ với độ lớn của vận tốctức thời theo một tỉ lệ xích nào đó

 Chuyển động thẳng biến đổi đều là chuyển động thẳng có độ lớn của vận tốctức thời hoặc tăng hoặc giảm đều theo thời gian Nếu vận tốc tức thời tăngđều thì đó là chuyển động nhanh dần đều Nếu giảm dần đều thì đó là chuyểnđộng chậm dần đều

2.12 Gia tốc trong chuyển động thẳng biến đổi đều

 Là đại lượng vật lí đặt trưng cho sự biến đổi nhanh hay chậm của vận tốc

 Phương không đổi theo phương quỹ đạo

 Chiều không đổi: Nếu a.v > 0 (a, v cùng hướng) thì vật chuyển độngnhanh dần đều Nếu a.v < 0 (a, v ngược hướng) thì vật chuyển độngchậm dần đều

2.13 Vận tốc trong chuyển động thẳng biến đổi đều

 Độ lớn thay đổi, tăng đều hoặc giảm đều theo thời gian

 Nếu v > 0 thì vật chuyển động cùng chiều dương trục tọa độ, nếu v < 0 thìvật chuyển động theo chiều âm (ngược chiều dương) trục tọa độ

 Đồ thị vận tốc - thời gian: v v  0  at  y ax b   nên đồ thị có dạng đườngthẳng, có hệ số góc là a, đồ thị đi lên nếu a > 0, đi xuống nếu a < 0

 Khi chọn chiều dương là chiều chuyển động thì: chuyển động nhanh dần đều

a > 0; chuyển động chậm dần đều a < 0

2.14 Công thức quãng đường

2.2 THỰC TRẠNG CỦA VẤN ĐỀ TRƯỚC KHI ÁP DỤNG SKKN.

2.2.1 Điều tra khảo sát trước khi thực hiện đề tài.

*Về phía GV:

-GV hay áp đặt HS giải BT theo cách riêng của mình mà không hướng dẫn HSđộc lập suy nghĩ tìm kiếm lời giải để từ đó rèn luyện cho HS kỹ năng tự học, tư duyđộc lập của các em chưa được tôn trọng

- Khi ra BT trên lớp cũng như về nhà, đa số GV sử dụng BT từ SGK và SBT màchưa có sự đầu tư khai thác những BT phù hợp với trình độ của HS GV ngại tìmkiếm tài liệu để khai thác hệ thống BT phong phú, chưa quan tâm đến hệ thống BTđịnh hướng hoạt động học tập cho HS trong giờ học để kích thích tư duy của các

em, giúp các em độc lập trong khi giải BT

3.Khi làm bài tập Vật lý em có nắm được các bước giải của bài tập vật lý không?

a.Có b Có nhưng lộn xộn c.Không

4 Sau mỗi tiết học vật lý em có biết sử dụng công thức để giải các bài tập trong SGK không?

a Có b Có nhưng còn lúng túng c.Không

5 Sau mỗi tiết bài tập vật lý em có tìm thêm nhiều bài tập ngoài sách giáo khoa để làm không?

a.Rất nhiều b.Rất ít c Không tìm 6.Bài tập vật lý có giúp gì em trong cuộc sống không?

a Giúp nhiều b Có nhưng không nhiều c Không

Kết quả thu được như sau:

Trả lời

câu hỏi

Tổng số họcsinh

Trả lời câu hỏia

Trả lời câu hỏib

Trả lời câu hỏi c

-Giải bài tập vật lý chỉ mang tính chất đối phó, nhiệm vụ giao phải làm

-Chưa có phương pháp giải bài tập Vật lý.Vì do khả năng nắm vững và phân loạicác loại bài tập của học sinh chưa rõ ràng

-Khi giải bài tập Vật lý còn nhiều lúng túng Thời gian ở nhà để làm các bài tập Vật

lý nâng cao là rất ít

-Bài tập Vật lý chưa đi sâu vào tiềm thức các em

* Từ những nguyên nhân trên dẫn đến học sinh chỉ làm bài tập Vật lý cho qua loa,khi gặp các bài tập khó thì các em không chịu tư duy suy nghĩ mà chỉ làm một cáchmáy móc dập khuôn hoặc nói khó quá không làm được, các em chưa nghĩ đượcrằng nếu mình biết làm các bài tập Vật lý có chất lượng sẽ giúp bản thân củng cốkiến thức giúp các em một cách tư duy trừu tượng Mặt khác chính những kiến thức

đó của Vật lý có rất nhiều ứng dụng trong thực tế đời sống

2.2.2 Biện pháp khắc phục.

* Mục đích của đề tài là: “Tích cực hoá tư duy học sinh trong giờ học vật lý”

nhằm giúp các em có phương pháp học tập tốt, lĩnh hội được toàn bộ các kiến thứctrong các giờ học, từ đó vận dụng giải được các bài tập khó, vận dụng được vàotrong cuộc sống một cách thiết thực và có hiệu quả tôi đưa ra một số biện pháp:

- Khi dậy một hiện tượng Vật lý tôi gợi lại kinh nghiệm sống của học sinh, tiếnhành thí nghiệm, tốt nhất là tổ chức cho các nhóm học sinh tiến hành thí nghiệm đểhọc sinh có được những biểu tượng rõ ràng, chính xác về hiện tượng đang nghiêncứu.Trên cơ sở những biểu tượng này của học sinh, bằng những câu hỏi định hướnghợp lí, tôi hướng dẫn học sinh phát hiện được những dấu hiệu chung, bản chất củahiện tượng

-Khi dạy một bài tập vật lý tôi chú trọng sự trao đổi thảo luận của các học sinhtrong quá trình giải mỗi bài tập Trong quá trình giảng dạy, tôi đã phân luồng đốitượng HS bằng phương pháp chia nhóm Kết hợp nhuần nhuyễn các phương phápgợi mở, nêu vấn đề cho HS thảo luận để phát huy tối đa tính tích cực, chủ độngtrong học tập của HS nhằm giúp HS hứng thú với bài toán vật lý

2.3 GIẢI PHÁP THỰC HIỆN

2.3.1 Định hướng giải bài tập chuyển động biến đổi đều.

Bài 1: Một ô tô đang chuyển động biến đổi Cứ 10 phút một lần người ta ghi lại số

chỉ của đồng hồ đo tốc độ gắn trên xe

a.Các số liệu đã ghi cho biết điều gì?

b.Căn cứ vào các số liệu trên ta có thể tính được tốc độ trung bình và gia tốc của xe

không? Vì sao?

* Định hướng rèn luyện kỹ năng cho HS

Với BT này HS sẽ được rèn luyện kỹ năng về thu thập thông tin cũng như kỹnăng phân tích và suy luận

* Gợi ý sử dụng BT

GV có thể dùng BT này trong quá trình nghiên cứu kiến thức về tốc độ tức thờitrong bài “Chuyển động thẳng biến đổi đều”, giúp HS phân biệt được sự khác nhaugiữa tốc độ trung bình và tốc độ tức thời

Bài

2 : Một vật chuyển động thẳng nhanh dần đều từ trạng thái đứng yên Trong

giây thứ 3 nó đi được 5m Hỏi trong giây thứ 4 nó đi được một quãng đường là baonhiêu?

* Định hướng rèn luyện kỹ năng cho HS

Với BT này, HS sẽ được rèn luyện kỹ năng về vận dụng tri thức, kỹ năng phântích cũng như suy luận

* Định hướng giải BT

Để giải được BT này, HS không thể vận dụng công thức tính quãng đường vàthế dữ kiện vào là tìm được kết quả mà đòi hỏi các em phải thực hiện các thao tác

tư duy như: phân tích, suy luận, so sánh… Vì vậy trong quá trình giải, HS có thể bếtắc GV có thể định hướng cho các em bằng các câu hỏi sau:

- Quãng đường đi của vật được tính theo công thức nào?

- Quãng đường đi được trong giây thứ ba có gì khác so với đi trong ba giây?Công thức tính quãng đường đi được trong giây thứ ba?

- Quãng đường đi được trong giây thứ tư khác với quãng đường đi được trongbốn giây ở điểm nào? Công thức tính quãng đường đi được trong giây thứ tư?

Với những định hướng trên, HS sẽ giải quyết được yêu cầu mà BT đã nêu ra

* Gợi ý sử dụng BT

Đây là BT GV có thể dùng trong khâu củng cố, vận dụng kiến thức, giao nhiệm

vụ về nhà hoặc cho HS làm kiểm tra sau khi các em học xong bài “Chuyển độngthẳng biến đổi đều”

Bài 3: Hãy đề xuất một phương án thí nghiệm để kiểm tra xem chuyển động của

hòn bi có phải là chuyển động thẳng nhanh dần đều hay không? Dụng cụ gồm có:một máng nghiêng nhẵn (đặt nghiêng vừa phải), một hòn bi, một thước đo và mộtđồng hồ bấm giây (Lưu ý: độ nghiêng của máng được giữ cố định trong các lần thảbi)

* Định hướng rèn luyện kỹ năng cho HS

Qua BT này, không những rèn luyện cho HS những kỹ năng thu thập, xử lýthông tin, vận dụng tri thức mà còn giúp HS rèn luyện kỹ năng thực hành thínghiệm, kỹ năng suy đoán và lập luận

* Định hướng giải BT

Với BT trên, thì không ít HS ban cơ bản sẽ gặp khó khăn Để HĐTH của các emđạt hiệu quả, GV có thể gợi ý cho HS như sau:

- Máng nghiêng, hòn bi được nêu ra trong bài với mục đích gì?

- Thước và đồng hồ bấm giây dùng để xác định đại lượng nào?

- Sau khi xác định được quãng đường đi và thời gian, biểu thức nào chứng tỏđược chuyển động của hòn bi là chuyển động thẳng nhanh dần đều?

Với những gợi ý trên, và dưới sự hướng dẫn của GV, HS sẽ xây dựng đượcphương án thí nghiệm như sau:

- Dùng thước đo để đánh dấu khoảng cách từ đỉnh máng nghiêng (nơi thả hònbi) đến một số vị trí có độ dài lần lượt s1, s2, s3,…

- Lần lượt thả bi không vận tốc đầu, dùng đồng hồ đo thời gian chuyển động t1,

t2, t3,… ứng với các quãng đường s1, s2, s3,… nói trên

- Nghiệm lại bằng phép tính xem quãng đường đi được có tỉ lệ với bình phươngthời gian chuyển động hay không Nếu có thì chuyển động của hòn bi là chuyểnđộng nhanh dần đều

* Gợi ý sử dụng BT

GV dùng BT này sau khi HS học xong bài “Chuyển động thẳng biến đổi

đều”, có thể dùng trong khâu củng cố, vận dụng kiến thức hoặc giao nhiệm vụ về

nhà cho HS

Bài 4: Lúc 7h, có hai xe đạp cùng xuất phát, xe thứ nhất lên dốc chậm dần đều với

vận tốc lúc qua A là 36km/h và gia tốc là 0,2m/s2 Xe thứ hai xuống dốc nhanh dần

đều qua B, với vận tốc ban đầu là 7,2km/h và gia tốc là 20cm/s2 Biết khoảng cách

AB là 12 km

a.Viết phương trình chuyển động của hai xe.

b.Xác định thời điểm và vị trí hai xe gặp nhau.

* Định hướng rèn luyện kỹ năng cho HS

GV dùng BT này sẽ góp phần rèn luyện cho HS kỹ năng vận dụng tri thức, kỹ

năng tính toán, phân tích và suy luận

* Định hướng giải BT

Đây là BT mang tính chất tổng hợp của hai dạng chuyển động thẳng biến đổi đều,

nên HS có thể lúng túng khi giải GV có thể định hướng cho HS những câu hỏi sau:

- Trong chuyển động thẳng nhanh dần đều và chuyển động thẳng chậm dần đều,

vectơ vận tốc và gia tốc có hướng như thế nào?

- Phương trình chuyển động của chuyển động thẳng biến đổi đều có dạng như

thế nào?

- Hai xe gặp nhau thì tọa độ của chúng có gì đặc biệt?

Bên cạnh đó, GV cũng nên gợi ý để HS cả lớp cùng chọn gốc thời gian, gốc tọa

độ và chiều chuyển động là như nhau

Với nội dung định hướng như trên, HS sẽ giải quyết được yêu cầu BT đặt ra

* Gợi ý sử dụng BT

GV dùng BT này để củng cố kiến thức cho HS sau khi các em học xong bài

“Chuyển động thẳng biến đổi đều” Hoặc có thể cho HS kiểm tra hay giao nhiệm

vụ về nhà, giúp HS hiểu và vận dụng kiến thức được vững vàng và sâu sắc hơn

Bài 5: Hình (1) là đồ thị vận tốc chuyển động của ba vật.

a Hãy cho biết tính chất chuyển động của mỗi vật?

b Sau bao lâu vận tốc của ba vật bằng nhau?

c Hãy lập phương trình chuyển động của các vật I, II,

III?

* Định hướng rèn luyện kỹ năng cho HS

Đây là BT mang tính chất tổng hợp nhiều dạng đồ thị

của nhiều loại chuyển động Vì vậy, HS sẽ được rèn

luyện kỹ năng về: vận dụng kiến thức; kỹ năng đọc, vẽ

đồ thị; kỹ năng phân tích, tổng hợp, suy luận và kỹ năng

lập phương trình chuyển động

4 3

1 2

5 6

3 t(s)

v(m/s)

0

I II

III

Hình 1 Mô tả vận tốc chuyển

Do đây là BT tổng hợp của nhiều dạng đồ thị nên trong quá trình giải, có thể HS

sẽ gặp bế tắc, GV cần định hướng cho HS như sau:

- Chuyển động thẳng nhanh dần đều và chuyển động thẳng chậm dần đều về bảnchất khác nhau ở điểm nào?

- Giá trị cụ thể của vận tốc đầu, nhìn vào đồ thị ta có thể xác định được không?

- Gia tốc trong chuyển động thẳng biến đổi đều được tính theo biểu thức nào?

- Phương trình của chuyển động thẳng đều, chuyển động thẳng nhanh dần đều

và chuyển động thẳng chậm dần đều có dạng như thế nào?

Với câu hỏi định hướng của GV, HS sẽ nhớ lại các kiến thức đã học và sẽ giảiquyết được yêu cầu BT đặt ra dễ dàng và nhanh chóng

* Gợi ý sử dụng BT

Vì tính chất tổng hợp của BT nên rất phù hợp khi GV dùng trong khâu củng cố,vận dụng, giao nhiệm vụ về nhà cho HS, hoặc GV có thể dùng trong giờ BT, giờkiểm tra

Bài 6: Vào lúc 8h, ô tô thứ nhất chuyển động nhanh dần đều từ A đến B, biết

khoảng cách từ A đến B là L, vận tốc ban đầu của ô tô là v1(m/s), gia tốc a1(m/s2).Sau khoảng thời gian t1 (ô tô thứ nhất chưa đến B), ô tô thứ hai chuyển động nhanhdần đều theo chiều ngược lại từ B đến A với vận tốc v2(m/s), gia tốc a2(m/s2) Hãyxác định vị trí và thời điểm hai xe gặp nhau?

* Định hướng rèn luyện kỹ năng cho HS

Đây là BT tổng quát về phương trình chuyển động của hai vật, xác định thờiđiểm và vị trí gặp nhau của hai vật bất kỳ Vì vậy, HS sẽ được rèn luyện các kỹnăng: vận dụng, phân tích, tổng hợp, so sánh và suy luận

* Định hướng giải BT

Vì tính chất tổng quát của BT nên HS có thể sẽ bế tắc trong quá trình tìm lờigiải, GV cần định hướng cho HS như sau:

- Dựa vào đề bài, cho chúng ta xác định được những đại lượng nào?

- Hai xe chuyển động ngược chiều nhau thì vận tốc và gia tốc của xe xuất phát

từ A và từ B sẽ có giá trị như thế nào?

- Hai xe gặp nhau thì tọa độ của chúng có gì đặc biệt?

- Phải chọn gốc tọa độ, gốc thời gian và chiều chuyển động ra sao để giải BTthuận tiện nhất?

Với những câu hỏi định hướng của GV, HS sẽ thực hiện các thao tác tư duy đểgiải quyết được yêu cầu BT đã nêu ra

* Gợi ý sử dụng BT

GV dùng BT này trong khâu củng cố, vận dụng kiến thức, hoặc có thể cho các

em kiểm tra hay giao nhiệm vụ về nhà

Để hoạt động tổng hợp của các em ở nhà đạt kết quả tốt hơn, GV có thể chonhững dữ kiện L, v1, v2, a1, a2 bằng những con số cụ thể Cho xe xuất phát từ A: