Nâng cao chất lượng dạy học vật lí nhờ việc phát hiện, xử lí quan niệm sai lầm của học sinh thể hiện qua chương các định luật bảo toàn vật lí lớp 10

Mục đớch của đề tài Đề xuất một số biện phỏp khi sử dụng bài tập để phỏt hiện, xử lý nhữngquan niệm của HS gúp phần nõng cao chất lượng dạy học phần “Các định luậtbảo toàn” vật lớ 10 ban

Bộ giáo dục và đào tạo Trờng đại học Vinh

=====  =====

nâng cao chất lợng dạy học vật lí

nhờ việc phát hiện - xử lý quan niệm sai lầm

của học sinh

(Thể hiện qua chơng “Các định luật bảo toàn”

Vật l lớp 10) Í lớp 10)

Luận văn cử nhân s phạm Chuyên ngành: Phơng pháp giảng dạy Vật lí

Cán bộ hớng dẫn

: PGS.TS Nguyễn Quang Lạc

Sinh viên thực hiện

: Ngô Thị Phơng Điệp

Vinh - 2009 MỤC LỤC

Mở đầu 4

1 Lớ do chọn đề tài 4

2 Mục đớch chọn đề tài 5

3 Đối tượng nghiờn cứu 5

4 Giả thuyết khoa học 5

5 Nhiệm vụ của đề tài 5

6 Phương phỏp nghiờn cứu 6

1

7 Cấu trúc luận văn 6

Nội dung 7

Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài 7

1.1 Cơ sở lí luận 7

1.1.1 Quan niệm của HS đối với chất lượng dạy học 7

1.1.1.1 Quan niệm 7

1.1.1.2 Quan niệm của HS 7

1.1.1.3 Ảnh hưởng của quan niệm HS đến chất lượng dạy học 8

1.1.2 Khai thác những quan niệm của HS trong dạy học vật lí 9

1.2 Cơ sở thực tiễn 9

1.3 Đề xuất biện pháp phát hiện, xử lí những quan niệm sai lầm của HS 10

1.3.1 Biện pháp chung 10

1.3.1.1 Tạo điều kiện thuận lợi cho giờ học diễn ra 10

1.3.1.2 Phát hiện quan niệm của HS 11

1.3.1.3 Làm cho HS thấy được sự vô lí của các quan niệm sai lệch và hướng dẫn cho các em tìm kiến thức mới 12

1.3.1.4 Tạo điều kiện cho HS tự HĐ để đến với kiến thức mới 13

1.3.1.5 Liên hệ vận dụng .14

1.3.2 Giải pháp của đề tài 15

1.4 Kết luận chương 1 15

Chương 2: Phát hiện và xử lí những quan niệm sai lầm của HS trong dạy học vật lí chương “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN”- vật lí lớp 10, nhờ việc sö dông BTVL 17

2.1 BTVL 17

2.1.1 Vai trò, chức năng của BTVL 17

2.1.2 Tác dụng của BTVL trong việc phát hiện và xử lí quan niệm sai lầm của HS 20

2.2 Vai trũ, ý nghĩa của cỏc định luật bảo toàn trong chơng trình vật lớ phổ

thụng 22

2.3 Cỏc định luật bảo toàn trong chơng trình vật lí 10 cơ bản 23

2.3.1 Định luật bảo toàn động lợng 23

2.3.2 Định luật bảo toàn cơ năng 23

2.4 Những sai lầm phổ biến của HS khi vận dụng kiến thức về các định luật bảo toàn 23

2.4.1 Một số sai lầm khi xác định hệ kín 23

2.4.2 Một số sai lầm khi sử dụng định luật bảo toàn động lợng 26

2.4.3 Một số sai lầm khi xác định thế năng 33

2.4.4 Một số sai lầm khi giải bài tập về công 34

2.4.5 Một số sai lầm khi giải bài tập về động năng 38

2.4.6 Một số sai lầm khi vận dụng định luật bảo toàn cơ năng và bảo toàn năng lợng 40

2.4.7 Một số sai lầm khi giải các bài tập về va chạm 42

2.5 Thực trạng của việc khai thỏc cỏc quan niệm HS trong dạy học chương “Cỏc định luật bảo toàn” vật lí 10 bằng việc sử dụng BTVL 44

2.6 Kết luận chương 2 46

Chương 3: Soạn thảo tiến trỡnh dạy học của một số bài, mục trong chương “Cỏc định luật bảo toàn” - vật lớ 10 cơ bản, theo định hướng của đề tài 47

3.1 Giỏo ỏn số 1 47

3.2 Giỏo ỏn số 2 52

3.3 Giỏo ỏn số 3 56

3.4 Nhận xét về việc phát hiện và khắc phục quan niệm của HS 60

3.5 Kết luận chơng 3 61

Kết luận 63

Tài liệu tham khảo 65

3

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Đất nước ta đang trong thời kì hội nhập kinh tế thế giới, và loài ngườiđang chứng kiến sự phát triển như vũ bão của khoa học công nghệ Sự nghiệpcông nghiệp hóa - hiện đại hóa đÊt nước là nhiệm vụ đang được đặt lên hàngđầu Trước tình hình đó xã hội đặt ra những yêu cầu ngày càng cao đối vớicon người xã hội chủ nghĩa Đó phải là những người lao động có phẩm chấtđạo đức tốt, có tri thức khoa học, biết vận dụng kĩ thuật vào công cuộc xâydựng và phát triển đÊt nước ngày càng giàu mạnh Chính vì vậy mà sự nghiệpgiáo dục của nước ta đã, đang và sẽ được nhà nước ta xem như quốc sáchhàng đầu

Vật lí là cơ sở của nhiều ngành khoa học kĩ thuật Những ứng dụng của

nó là vô cùng to lớn, đặc biệt là trong các lĩnh vực hiện đại Nó còn là mộtphương tiện quan trọng để con người chinh phục vũ trụ, khám phá thế giới

Nhận thức được tầm quan trọng của khoa học vật lÝ, yêu cầu cấp báchcủa xã hội, những con người đóng vai trò là nhà giáo dục cần đưa thế hệ trẻđến với khoa học vật lÝ bằng cả sự say mê đến từng bạn trẻ, từng HS củamình

Thế nhưng, thực tế cho thấy, việc học vật lÝ ở trường THPT chưa thực

sự có chất lượng hoặc chất lượng chưa cao Một trong những nguyên nhâncủa tình trạng này là do trong quá trình học vật lÝ các em vẫn còn mang trongmình những quan niệm, những hiểu biết sai lầm Vì vậy, để nâng cao chấtlượng dạy học môn vật lÝ một trong những công việc mà nhà giáo dục cầnphải làm đó là tìm ra những biện pháp để phát hiện, xử lý những quan niệmcủa HS

5

Từ những lý do trờn mà em đó chọn đề tài này, hi vọng cỏc biện phỏp

mà đề tài đưa ra sẽ gúp phần nõng cao chất lượng dạy học vật lí ở trườngTHPT

2 Mục đớch của đề tài

Đề xuất một số biện phỏp khi sử dụng bài tập để phỏt hiện, xử lý nhữngquan niệm của HS gúp phần nõng cao chất lượng dạy học phần “Các định luậtbảo toàn” vật lớ 10 ban cơ bản nói riêng và dạy học vật lí ở trường THPT nóichung

3 Đối tượng nghiờn cứu

- Vai trò, chức năng của BTVL trong dạy học

- Các quan niệm của HS khi học vật lí ở trờng THPT

- Nội dung chương “ Cỏc định luật bảo toàn ” vật lớ lớp 10 cơ bản

- Phơng pháp dạy học chơng “ Các định luật bảo toàn” khi có sự pháthiện, xử lí quan niệm của HS

- Vai trũ chức năng của BTVL đối với việc phát hiện và xử lí quan niệmcủa HS trong dạy học

4 Giả thuyết khoa học

Nếu biết cỏch sử dụng, khai thỏc vai trũ, chức năng của BTVL như mộtphương tiện giỳp chỳng ta phỏt hiện và xử lý quan niệm của HS thỡ cú thể gúpphần nõng cao chất lượng dạy học bộ mụn vật lí ở trờng THPT

5 Nhiệm vụ của đề tài

- Nghiờn cứu ảnh hưởng của quan niệm HS đối với chất lượng dạy họcvật lớ

- Nghiờn cứu tỏc dụng của BTVL

- Đề xuất biện phỏp để phỏt hiện, xử lý quan niệm của HS bằng việc sửdụng BTVL

- Soạn thảo tiến trỡnh dạy học một số bài, mục trong chương “Cỏc địnhluật bảo toàn” vật lớ lớp 10 cơ bản theo định hướng của đề tài

6 Phương phỏp nghiờn cứu

- Nghiên cứu lí luận: tâm lý học, giáo dục học, tâm lý sư phạm, lý luậndạy học,…

- Nghiên cứu thực nghiệm:

+ Tổng kết kinh nghiệm bản thân, tham khảo ý kiến thầy cô, bạn bè đểphát hiện những quan niệm của HS vµ có biện pháp xử lý thích hợp

+ Xây dựng tiến trình dạy học một số bài, môc trong chương “ Các địnhluật bảo toàn ” lớp 10 cơ bản theo hướng của đề tài

7 Cấu trúc luận văn:

- Phần mở đầu

- Phần nội dung

+ Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài

+ Chương 2: Phát hiện và xử lý những quan niệm của HS trong dạy họcvật lí chương “Các định luật bảo toàn” lớp 10 cơ bản nhờ việc sử dụngBTVL

+ Chương 3: Soạn thảo tiến trình dạy học một số bài trong chương “Cácđịnh luật bảo toàn” vật lí 10 cơ bản theo định hướng của đề tài

1.1.1.2 Quan niệm của HS

Quan niệm của HS là những hiểu biết của họ về những sự vật hiệntượng, quá trình của tự nhiên và xã hội nói chung, của vật lÝ nói riêng mà các

em đã có được thông qua sinh hoạt và đời sống thường ngày trước khi họđược nghiên cứu trong giờ học

Như vậy, HS luôn mang theo những quan niệm đời thường đến trườngkhi học vật lí Những quan niệm này là khác nhau đối với những HS khácnhau

Những quan niệm này có nguồn gốc rất phong phú, đa dạng: qua kinhnghiệm sống hàng ngày, qua HĐ thực tiễn, xuất phát từ ngôn ngữ cuộc sống,

… và qua cả những giờ học trước

Cũng như quan niệm nói chung, quan niệm của HS cũng mang tính bảothủ, cố hữu và mang tính cá biệt cao Ta có thể dễ dàng nhận thấy rằng phầnlớn những quan niệm đó là chưa phản ánh đúng hoặc phản ánh một cách sai

lệch bản chất của các sự vật hiện tượng hay một quá trình vật lÝ Tuy nhiêncũng có những quan niệm không sai lệch nhưng chưa hoàn chỉnh hoặc chưathật chính xác với bản chất khoa học Chúng ta phải đi xem xét, nghiên cứuảnh hưởng của những quan niệm đó đến quá trình dạy học như thế nào để cóbiện pháp xử lý thích hợp.

1.1.1.3 Ảnh hưởng của quan niệm HS đến quá trình dạy học

Chúng ta đã biết vật lÝ học là bộ môn mà đối tượng nghiên cứu của nógắn liền chặt chẽ với các sự kiện trong đời sống hàng ngày của HS Đặc điểmnày đã cho thấy tại sao HS chúng ta thường có những quan niệm phong phú

về các hiện tượng, các quá trình vật lÝ Điều đó sẽ tạo điều kiện cho GV cóthể khai thác những quan niệm phù hợp víi tri thøc khoa häc phục vụ choviệc dạy học của mình Mặt khác, những quan niệm sai lệch của HS về cáchiện tượng, quá trình vật lÝ sẽ được nghiên cứu trong giờ học thường gây khókhăn cho các em trong quá trình nhận thức Bởi đặc điểm của nó là cố hữu,bảo thủ và đã ăn sâu vào nếp nghĩ của các em Đó chính là những trở ngạitrong dạy học vật lÝ ở trường THPT Bởi vậy, nếu không có biện pháp khắcphục, giúp các em tự xóa bỏ đi những quan niệm sai lầm thì những kiến thức

mà các em thu nhận được trong giờ học sẽ trở nên méo mó, sai lệch với bảnchất vật lÝ Kết quả là dần dần trong cấu trúc tư duy của HS sẽ hình thành vàtồn tại những hiểu biết sai lệch và bằng những hiểu biết này các em sẽ nhìnnhận, giải thích các sự kiện, hiện tượng và quá trình theo cách riêng của mình.Đến một lúc nào đó, các em nhận được câu trả lời từ chính sự vật, hiện tượng,kết quả của quá trình (nó trái ngược với cách nhìn nhận của các em) thì các

em sẽ cảm thấy hoang mang, nghi ngờ những gì mình đã được học Từ đó lạidẫn đến việc các em sẽ mất đi niềm tin vào chính mình, mất đi niềm tin vàokhoa học vật lÝ Đó là một hậu quả vô cùng tai hại nếu ta không có biện pháp

xử lý, khắc phục kịp thời

1.1.2 Khai thác những quan niệm HS trong dạy học vật lÝ

9

Một người GV giỏi chuyờn mụn đó đành, để thành cụng trờn con đườnggiảng dạy cũn phải nắm và biết khai thỏc những quan niệm của HS Trước khicung cấp kiến thức mới cho cỏc em, người GV cần biết được cỏc em đó cúnhững hiểu biết gỡ về vấn đề đú và những hiểu biết đú như thế nào? Sai, đỳnghay chưa đỳng?

Từ những phõn tớch ở trờn, ta thấy rằng, trong quỏ trỡnh dạy học người

GV khụng được chồng chất kiến thức mới lờn những quan niệm cỏc em đó cú,

mà phải biết cỏch tận dụng, phỏt huy những quan niệm đỳng; bổ sung, chuẩnhúa lại những quan niệm chưa đỳng, chưa thật chớnh xỏc; đồng thời phải cúbiện phỏp để đưa những quan niệm sai lệch ra khỏi nhận thức và nếp nghĩ củacỏc em

1.2. Cơ sở thực tiễn

Thực trạng cho thấy, trong cỏc tiết học vật lí ở cỏc trường THPT việckhai thỏc cỏc quan niệm của HS trong dạy học là chưa thực sự được quan tõmchỳ ý Vấn đề này cú thể cú nhiều nguyờn nhõn: Sự bú hẹp của thời gian,lượng kiến thức trong một tiết học khỏ nhiều, bản thõn người GV chưa quantõm, chỳ ý, chưa biết cỏch tận dụng, khai thỏc những phương tiện dạy học đểthực hiện điều đú… Kết quả là chất lượng dạy học vật lí ở cỏc trường THPT

là chưa cao Điều này thể hiện rất rừ ở số lượng HS yờu thớch mụn vật lí, kếtquả học tập mụn vật lí của cỏc em trong cỏc bài thi, bài kiểm tra…còn thấp sovới các môn học khác

1.3. Đề xuất biện phỏp phỏt hiện, xử lý những quan niệm của HS

1.3.1 Biện phỏp chung

Dựa trờn cơ sở lớ luận và thực tiễn về dạy học, cơ sở lớ luận và thực tiễn

về quan niệm của HS, căn cứ vào nội dung, phương phỏp, hỡnh thức tổ chức

và phương tiện dạy học vật lí ở trường phổ thụng hiện nay, một số nhà giáodục đã đề xuất một số biện phỏp phỏt hiện và xử lý quan niệm của HS trongquỏ trỡnh dạy học vật lí:

1.3.1.1 Tạo điều kiện thuận lợi cho giờ học diễn ra

Tạo những điều kiện tâm lý thuận lợi cho giờ học diễn ra là tiền đề chotiến trình dạy học được triển khai một cách có hiệu quả Thông thường tronglớp học, người GV là người quyết định mọi vấn đề, do đó dễ tạo ra không khínặng nề, căng thẳng trong giờ học, tạo ra khoảng cách giữa GV và HS Điều

đó dẫn đến sự thiếu hợp tác giữa thầy và trò trong dạy học Không khí căngthẳng sẽ làm cho tư duy của HS bị ức chế bởi những lo sợ không đáng có Tất

cả những điều đó sẽ làm giảm hứng thú học tập, năng lực nhận thức, năng lực

tư duy sáng tạo của HS Bởi vậy, trước hết người GV phải bằng những hiểubiết và kinh nghiệm sư phạm của mình để tạo ra một môi trường thuận lợi,không khí thoải mái cho giờ học diễn ra, cụ thể:

- Người GV có thể xóa đi khoảng cách giữa thầy và trò bằng sự cởi mở,chân thành và thân thiện đối với HS Trong giờ học cần sự nghiêm túc nhưngkhông có nghĩa là lúc nào cũng cần cứng nhắc, đôi khi cần một chút khôi hài(trong khuôn khổ cho phép) làm xóa tan không khí mệt nhọc, căng thẳng,thay vào đó là một không khí vui tươi làm cho các em có hứng thú và yêuthích môn học hơn

- Biết cách động viên, khích lệ nhiệt tình các em trong học tập

- Tạo cho HS niềm tin, sự yêu mến và tôn trọng thầy cô giáo…

1.3.1.2 Phát hiện quan niệm của HS

Chúng ta đã biết HS khi đến lớp đã có sẵn những quan niệm về cáchiện tượng và các quá trình vật lÝ được nghiên cứu trong giờ học Vì vậy GVcần phải khai thác được các quan niệm đó trong quá trình dạy học Muốn vậy,trước hết cần phải có biện pháp để có thể phát hiện những quan niệm đó, phảibiết HS của mình có những quan niệm như thế nào về các hiện tượng, các quátrình vật lÝ sắp được nghiên cứu trong giờ học, làm cơ sở cho việc đề xuất cácgiải pháp sư phạm nhằm khắc sâu những quan niệm phù hợp, bổ sung nhữngquan niệm chưa đầy đủ và khắc phục những quan niệm sai lệch của HS

11

Tuy nhiên việc phát hiện ra các quan niệm của HS không phải lúc nàocũng đơn giản, thuận lợi, bởi HS thường nhút nhát khi nói lên quan điểm củamình do nhiều nguyên nhân, có thể là do thiếu tự tin, do bản tính, khôngquen, hay cũng có thể là do sợ hãi,… Chính vì vậy, để phát hiện ra nhữngquan niệm của HS người GV phải dùng đến tài nghệ sư phạm của mình mộtcách phù hợp, khéo léo để có thể đạt được mục đích của mình, cụ thể:

- Tạo môi trường sư phạm thích hợp, không khí chân thành, thân thiện(như đã phân tích ở trên) là điều kiện thuận lợi để HS tự bộc lộ quan niệm củamình một cách tự nhiên

- Thông qua các bài tập, chuyện kể, phim ảnh, các thí nghiệm hợp línhằm đặt HS đối diện với những tình huống học tập để các em tự bộc lộ quanniệm của mình Tốt nhất là đưa HS vào tình huống học tập dưới dạng tìnhhuống có vấn đề

- Phương pháp đánh giá có thể khuyến khích hoặc ức chế tư duy của HS,khuyến khích hoặc hạn chế việc tự bộc lộ quan niệm của HS Điều này ta rấthay gặp trong các giờ học nói chung và giờ học vật lÝ nói riêng Thường thìngười thầy giáo chỉ quan tâm đến những ý kiến đúng mà gạt qua những ý kiến

mà được coi là “ngây ngô” Điều này là rất sai lầm, không chỉ riêng việcngười thầy sẽ không phát hiện và khai thác được các quan niệm của HS màcòn làm cho HS không dám tự bộc lộ quan điểm của mình Bởi vậy, người

GV phải biết lắng nghe, chịu đựng trước những ý kiến của HS, biết cách nhậnxét và đánh giá nhằm khuyến khích hứng thú và nhiệt t×nh học tập của HS

- Cho HS làm các bài kiểm tra về nhà, trình bày cách hiểu của mình vềmột vấn đề một vấn đề nào đó (nếu có thể)

- Tổ chức cho HS thảo luận theo nhóm về một đề tài vật lÝ nào đó Quatranh luận, các em sẽ phải tự bộc lộ quan niệm của mình về vấn đề được nóiđến, đồng thời họ sẽ phải đưa ra những lập luận, chứng cứ của mình để bảo vệ

quan điểm của mình Qua đó GV sẽ dễ dàng phát hiện được những quan niệmcủa HS.

1.3.1.3 Làm cho HS thấy được sự vô lí của các quan niệm sai lệch và hướng dẫn cho các em tìm kiếm kiến thức mới

Sau khi phát hiện được các quan niệm của HS, làm sao để HS có thể tựxóa bỏ được những quan niệm sai lầm của mình?

Để làm được điều đó, trước hết người thầy giáo phải khai thác sâu, tìmnguyên nhân chỗ sai của các em Qua đó giúp các em nhận ra rằng quan niệmcủa mình về những gì sắp được nghiên cứu hoàn toàn trái ngược với tri thứckhoa học Từ đó tạo ra trong tư duy của các em sự xung đột tâm lý giữa quanniệm cũ và kiến thức mới, giữa những điều các em đang nghĩ với thực tế đangdiễn ra Kết quả là các em rơi vào trạng thái ngạc nhiên và lúc này tính tò mòvốn rất nhạy cảm đối với tuổi HS đã được kích thích, thôi thúc các em đi tìmcâu giải đáp Đó chính là tiền đề để hình thành động cơ và hứng thú học tậpcủa HS, là nhân tố phát huy tính tích cực, tự giác và sáng tạo của các em tronghọc tập Các em sẽ không ngại khó khăn, thậm chí sẽ hăng hái đi tìm kiếmcâu trả lời cho thắc mắc của mình Qua sự tự vận động đó các em thu nhậnđược kiến thức mới tức là tư duy của các em được phát triển Vì thế kiến thứcmới các em có được (dưới sự hướng dẫn của GV nếu cần) hoàn toàn là do sự

nỗ lực, tự giác của bản thân, mà không phải do ép buộc, miễn cưỡng Từ đócác quan niệm sai lệch của HS cũng dần được khắc phục một cách triệt để Cụthể:

- Bằng thí nghiệm, bằng câu hỏi gắn với thực tế, bằng những tìnhhuống có vấn đề, GV cho HS nắm được các hiện tượng và các quá trình vật lí.Qua đó chỉ cho HS thấy được sự vô lí trong các quan niệm sai lệch của HSmột cách thuyết phục, từ đó dẫn dắt các em đi tìm kiến thức mới Bởi những

gì các em thấy các em mới tin, nhất là những điều trái ngược với quan niệmsẵn có của các em

13

- Logic bµi học cũng cần phải được chú ý khi giảng dạy, nhằm giúp HStheo dõi bài học một cách dễ dàng và những kết luận rút ra hợp logic sẽ dễthuyết phục Bởi vậy người GV cần xây dựng logic dạy học một cách chặt chẽ

em tự nhận ra sai lầm đồng thời cũng tự mình khắc phục những sai lầm đó

1.3.1.4 Tạo điều kiện cho HS tự HĐ để đến với kiến thức mới

Sau khi các em đã gạt bỏ được những quan niệm sai lầm của mình thì

sẽ có một “khoảng trống” cần được bổ sung Người GV cần phải tạo điều kiện

để kiến thức khoa học mới lấp vào “khoảng trống” đó Có nhiều cách để làmviệc này, nhưng tốt nhất (như đã phân tích ở trên) thì nên cho HS tự HĐ (dưới

sự hướng dẫn, định hướng của GV) Những kiến thức mà các em tự chiếmlĩnh được sẽ có sức bền, sâu sắc hơn so với việc GV cung cấp kiến thức chohọ

Trong quá trình xây dựng kiến thức mới bằng việc thảo luận thì câu trảlời của những thắc mắc chính là những kiến thức mới HS cần thu nhận Để cókết luận hoàn chỉnh, GV cần bổ sung, điều chỉnh những chỗ chưa chính xác

và chỉ ra cho HS những kiến thức cần lĩnh hội Cụ thể:

- Đàm thoại với HS: Để đạt được mục đích vừa nêu trên, GV cần chuẩn

bị một hệ thống câu hỏi, chú ý đến các câu hỏi nêu vấn đề, câu hỏi phụ, câuhỏi gợi ý,… Vai trò của nó không phải là ở chỗ giúp HS trả lời hoặc giải bài

tập mà ở chỗ luyện cho các em cách suy nghĩ, cách phân tích tæng hợp kiếnthức để giải quyết vấn đề Cho nên cần coi trọng gợi ý và gợi ý sao cho khéo,

1.3.1.5 Liên hệ vận dụng

Đây là bước rất quan trọng, nó giúp HS chuyÓn những kiến thức thunhận được thành vốn kiến thức của mình nhằm khắc phục triệt để những quanniệm sai lệch, hạn chế khả năng phục hồi của các quan niệm sai lệch trong tưduy HS Ngoài ra, nó còn góp phần rèn luyện cho HS kỹ năng và thói quenthường xuyên vận dông lý thuyết vào thực tiễn, thực hiện “học đi đôi vớihành” Cụ thể:

- Liên hệ với thực tế nhằm giúp HS có cái nhìn về thế giới tự nhiêndưới một quan điểm vật lí thống nhất

- Trong giờ học GV có thể đặt thêm các câu hỏi về lĩnh vực kinh tế, xãhội, đạo đức,… nếu bài học cho phép

- Cho HS liên hệ kiến thức mới với kiến thức đã học nhằm nối kết kiếnthức thành một khối chặt chẽ (có thể thông qua việc làm bài tập, thí nghiệm,

…)

1.3.2 Giải pháp của đề tài

Nói chung, tùy điều kiện, tùy từng đối tượng HS mà người GV chän ramét hoÆc mét sè phương tiện, biện pháp thích hợp để đạt được mục đích củamình một cách có hiệu quả nhất

Dựa vào vai trò, chức năng của BTVL, dựa vào logic đã nêu ở phầnbiện pháp chung, đề tài này đưa ra giải pháp: Sử dụng BTVL vào việc phát

15

hiện và xử lí quan niệm của HS Do điều kiện thời gian có nhiều hạn chế,trong đề tài này em xin được cụ thể hóa giải pháp này cho chương “Các địnhluật bảo toàn” vật lí lớp 10 cơ bản.

1.4 Kết luận chương 1

Trong chương này đề tài đã đi sâu nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễncủa sự ảnh hưởng và tác động từ các quan niệm HS đến quá trình dạy học,trong đó chú ý nhiều hơn đến các quan niệm sai lầm Từ đó đề ra các hướng,các biện pháp chung nhằm khai thác, phát hiện và xử lí các quan niệm của HSmột cách chi tiết theo logic:

- Tạo không khí sư phạm cởi mở và tạo điều kiện thuận lợi cho giờ họcdiễn ra thoải mái Từ đó kích thích HS bộc lộ quan niệm của họ một cách sôinổi, tự nhiên

- Làm cho HS thấy được sự vô lí của các quan niệm sai lệch và hướngdẫn các em đi tìm kiến thức mới

- Tạo điều kiện cho HS tự vận động để đi đến kiến thức mới

- Liên hệ vận dụng

Dựa trên logic này, đề tài cũng đã đề xuất ra phương án sử dụng BTVLvào việc phát hiện, xử lí quan niệm của HS nói chung và quan niệm sai lầmcủa HS nói riêng nhằm nâng cao chất lượng dạy học vật lí ở trường phổthông

CHƯƠNG 2 PHÁT HIỆN VÀ XỬ LÍ NHỮNG QUAN NIỆM SAI LẦM CỦA HỌC SINH TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN”

LỚP 10 CƠ BẢN NHỜ VIỆC SỬ DỤNG BTVL

2.1 BTVL

2.1.1 Vai trò, chức năng của BTVL

BTVL là một trong những phương tiện dạy học vật lÝ rất quan trọng.Thời gian dành cho việc sử dụng loại phương tiện này chiếm một tỷ trọng lớn

so với toàn bộ chương trình Nhiều tài liệu lí luận dạy học vật lÝ coi BTVL làmột trong những phương tiện thực hành Có tài liệu coi BTVL như là mộtphương pháp dạy học vật lÝ Đề tài này đề cập đến BTVL với sự kết hợp cảhai cách hiểu trên

BTVL được hiểu là một vấn đề được đặt ra đòi hỏi được giải quyết nhờvận dụng những suy luận logic, những phép toán và những thí nghiệm dùatrên cơ sở các định luật và các phương pháp vật lÝ Theo nghĩa rộng thì mộtvấn đề xuất hiện khi nghiên cứu tài liệu sách giáo khoa cũng được xem là mộtbài tập đối với HS

- Xét theo lí luận dạy học thì BTVL có những chức năng sau:

+ Củng cố trình độ tri thức và kĩ năng xuất phát cho HS:

Để thực hiện chức năng này thì BTVL là một phương tiện rÊt có hiệuquả Bằng cách giao cho HS giải những bài tập có nội dung và phương phápgắn với nội dung và phương pháp của vấn đề sắp được nghiên cứu, GV có thểgiúp HS nhớ lại, củng cố kiến thức đã học một cách vững chắc Do đó họ sẽvững vàng hơn khi bước vào tiếp thu bài mới Hơn nữa, khi thấy được sự liênquan logic giữa tri thức và kỹ năng cũ với vấn đề mới, HS càng hứng thú hơnvới việc tham gia xây dựng bài mới Bởi vì một mặt họ thấy tính hữu ích củatri thức đã học, mặt khác họ vững tin hơn vào khả năng của mình

+ Đặt vấn đề nhận thức:

Nhiều loại bài tập thực hiện chức năng này rất tốt như bài tập nghịch

lý, bài tập thí nghiệm, bài tập - câu hỏi thực tế,… trước khi vào bài học,nghiên cứu một vấn đề mới, GV có thể đặt ra cho HS các bài tập có dạng trên

và liên quan đến hiện tượng, quá trình vật lÝ sắp được nghiên cứu, vừa tạo chocác em cảm giác hưng phấn, kích thích tính tò mò, ham học, vừa định hướngcho các em cái đích mà các em cần đạt được sau khi nghiên cứu vấn đề đó.Khi đã định hướng được thì sự quan sát, chú ý có chủ định sẽ được nâng cao

mà không bị “loãng”, khắc phục được tình trạng GV giảng bài, HS không biếtthầy cô đang làm gì? Tại sao lại làm như thế? Bài học này có mục đích gì? …

+ Hình thành tri thức, kỹ năng mới cho HS:

Một số bài tập thực hiện được chức năng này nhưng không phải nhiều

Có lúc trong dạy học một số đề tài mà việc hình thành tri thức mới thực chất

là hệ thống hóa nhiều vấn đề riêng lẻ đã học để khái quát hóa quy nạp mà có(ví dụ như bài “Định luật bảo toàn cơ năng” vật lí lớp 10 cơ bản) Kết quả củanhững bài tập loại này sẽ được khái quát hóa lại thành định luật, hệ quả, trithức mới cho HS Cũng có trường hợp ngược lại, có những đề tài, bài học mànội dung của nó chính là sự diễn dịch: vận dụng trường hợp tổng quát chotừng trường hợp cụ thể (ví dụ khi dạy kiến thức “Động cơ phản lực” vật lÝ lớp

10 cơ bản)

+ Ôn luyện, củng cố kiến thức, kỹ năng cho HS:

Đây là lĩnh vực mà BTVL phát huy tác dụng tốt nhất Bởi vì BTVL làphương tiện để GV giao cho HS những nhiệm vụ gắn liền với việc củng cốcác đường mòn liên hệ tạm thời của thần kinh trung ương về tri thức và kỹnăng vừa học ở lớp, để họ tập dượt việc tìm kiếm các mối liên hệ giữa kiếnthức đã học và vận dụng chúng vào các tình huống: từ quen biết, quen biết cóbiến đổi đến tình huống mới lạ

19

Qua việc làm bài tập, không những rèn luyện cho HS năng lực ghi nhớ,củng cố tri thức, kỹ năng đã học mà còn bắt buộc họ phải có những HĐ sángtạo, như tìm ra mối liên hệ, những kỹ năng mà trong dạy học vật lÝ họ chưa cóđiều kiện thực hành, thử nghiệm,…

+ Tổng kết, hệ thống hóa kiến thức của từng chương, từng phần và cảchương trình bộ môn:

Các bài học có nhiệm vụ củng cố tri thức lý thuyết đơn thuần, nhưngBTVL vẫn có thể được sử dụng rất có hiệu quả trong những trường hợp: Một

là, GV ra bài tập theo một chuỗi liên kết với nhau Để giải được loại bài tập

đó, HS sẽ phải lần lượt sử dụng đến tất cả các tri thức đã học của chương hoặcphần tri thức lý thuyết định tổng kết và hệ thống hóa Hai là, qua từng phầnnhỏ tri thức đã tổng kết, GV đưa ra những bài tập điển hình mà phải nhờ vàonhững tri thức ấy mới giải quyết được Làm như vậy vừa đỡ nhàm chán vừagiúp các em ghi nhớ được lâu hơn, hiểu rõ bản chất vật lÝ hơn là việc bắt HSnhắc đi nhắc lại lý thuyết

+ Kiểm tra, đánh giá chất lượng tri thức, kỹ năng của HS:

BTVL giúp GV kiểm tra được trình độ lĩnh hội tri thức của HS, kỹnăng thực hành, kỹ năng tính toán, kỹ năng vận dụng lý thuyết để giải quyếtnhững tình huống cụ thể của thực tiễn Ngoài ra khi dùng BTVL dưới dạng tựluận nó còn giúp GV kiểm tra và đánh giá được năng lực tư duy và kỹ năng

sử dụng ngôn ngữ của HS

- Xét theo chức năng thực hiện nhiệm vụ bộ môn:

+ Giáo dưỡng: BTVL là một phương tiện không thể thiếu Bởi vìBTVL giúp HS khắc sâu nội dung kiến thức, giúp họ đào sâu và xây dựng cácmối liên hệ giữa các bộ phận kiến thức với nhau Nhờ đó mà kiến thức trở nênsống động, có ý nghĩa trong việc giải quyết những vấn đề thực tiễn đặt ra

+ Phát triển: BTVL là phương tiện giúp HS phát triển năng lực nhậnthức Thông qua việc giải BTVL, HS có được khả năng hình thành và phát

triển các thao tác tư duy như so sánh, phân tích, tổng hợp và khái quát hóa,biết lập kế hoạch giải quyết một vấn đề, kể cả những vấn đề có tính kỹ thuật,sáng tạo Điều này được thực hiện khi HS quen với bài tập thí nghiệm, các bàitập gắn với giải quyết các vấn đề thực tiễn sản xuất và đời sống Nhờ đó màBTVL góp phần đào tạo HS thành những người biết nhận thức thực tiễn vàcải tạo thực tiễn.

+ Giáo dục tư tưởng, đạo đức và nhân cách cho HS:

BTVL cũng là phương tiện giúp HS rèn luyện được những phẩm chấttâm lý quan trọng như sự kiên trì, nhẫn nại, có tính kế hoạch trong HĐ nhậnthức, rèn luyện tính tự lực, tự giác trong HĐ học tập

+ Giáo dục kỹ thuật tổng hợp và hướng nghiệp:

Nhiều BTVL có nội dung kỹ thuật, nhiều bài gắn với thực tế và nhiềubài tập thí nghiệm có tác dụng giúp cho HS củng cố được những kỹ năng thựchành, những hiểu biết cần thiết theo nội dung của giáo dục kỹ thuật tổng hợp

và hướng nghiệp

2.1.2.Tác dụng của BTVL trong việc phát hiện, xử lí quan niệm của HS

Ở trên ta đã xét đến tác dụng chung của BTVL Nhưng ở đây chúng taquan tâm sâu hơn đến BTVL ở khía cạnh phát hiện, xử lí quan niệm của HS,đặc biệt là những quan niệm sai lầm khi học vật lí Cách khai thác này đượcxem như là một biện pháp quan trọng để nâng cao chất lượng và hiệu quả củadạy học vật lí

Đối với tác dụng này của BTVL, chúng ta sẽ lưu ý những loại bài tập

có nội dung gắn liền với thực tế, thí nghiệm, mang tính nghịch lý – ngụy biệnbởi những bài tập này sẽ phát huy hiệu quả tác dụng của BTVL trong việcphát hiện - xử lí quan niệm của HS Cụ thể tác dụng đó như sau:

- Phát hiện ra quan niệm nói chung và quan niệm sai lệch nói riêng:Khi đưa ra một vấn đề nào đó của vật lÝ (nhất là các hiện tượng gần gũitrong cuộc sống), HS có thể đưa ra ngay câu trả lời theo hiểu biết sẵn có của

21

bản thân và hiểu biết này thường không phải là câu trả lời đúng, khi đó GV cóthể giải thích hoặc đưa ra kết quả Song nếu chỉ dừng lại ở đấy thì với bài tậptương tự HS lại mắc sai lầm Cũng hiện tượng và quá trình ấy, ta đưa ra dướidạng một bài tập có nội dung sát víi sinh hoạt thực tế, thí nghiệm hay nghịch

lý - ngụy biện thì lại khác Những bài tập này đã cho kết quả và nó trái vớinhững gì HS đang nghĩ, buộc họ phải đi tìm lời giải thích cho sự vô lÝ đó

- Khắc phục quan niệm sai lệch của HS:

Sau khi các em bộc lộ quan niệm về vấn đề nghiên cứu thì GV hướngdẫn bằng những câu hỏi như vấn đề, gợi ý cho các em suy nghĩ để tìm câu trảlời đúng Nhận thức được tính đúng đắn của vấn đề các em sẽ dÇn dÇn bỏ điquan niệm sai lệch trước đây

- Củng cố và khắc sâu kiến thức đã học:

Một giờ dạy có sử dụng các dạng bài tập như thế này sẽ giúp các em đàosâu kiến thức về mọi khía cạnh trong đời sống, kỹ thuật Các em nhận thấyđược phạm vi sử dụng kiÕn thøc vật lÝ, liên hệ, ứng dụng trong thực tế Loạibài tập này dù là định tính hay định lượng đều có thể sử dụng vào các mụcđích như: tập dượt, ôn tập, củng cố, khắc sâu kiến thức hay kiểm tra kiến thức

HS một cách thuận tiện

Khác với các loại bài tập khác, loại bài tập này có nhiều chi tiết thú vị.Hiện tượng, quá trình đưa ra rất gần gũi với đời sống, lại diễn ra trước mắt(đối với tình huống do thí nghiệm đưa lại),… làm các em thấy hứng thú khigiải Vì lẽ đó mà tác dụng củng cố và khắc sâu kiến thức, khả năng khắc phụcquan niệm sai lệch của HS hơn hẳn những chú ý suông trong SGK

Để thấy rõ điều này, ta sẽ cụ thể hóa qua chương “Các định luật bảotoàn” vật lí lớp 10 cơ bản Trước hết ta hãy điểm qua nội dung và tầm quantrọng của chương

2.2 Vai trò, ý nghĩa của các định luật bảo toàn trong chương trình vật lí phổ thông

Trong vật lí học, cỏc định luật bảo toàn cú một vai trũ và ý nghĩa rấtquan trọng: Cỏc định luật bảo toàn là những định luật tổng quỏt nhất của vật líhọc Chỳng được trỡnh bày dưới một hỡnh thức dễ hiểu, bằng những phộp toỏnđơn giản Do đú cho phộp chỳng ta nghiờn cứu những quỏ trỡnh xảy ra trongcỏc vật thể mà ta chưa biết mối liờn hệ nội tại giữa cỏc quỏ trỡnh ấy Khi đúviệc vận dụng cỏc định luật bảo toàn trở thành phương phỏp bảo toàn vàphương phỏp này đó thõm nhập vào HĐ nghiờn cứu và học tập vật lí, đem lạihiệu quả cao.

Chớnh sự tổng quỏt cao đó quyết định tớnh khoa học, tớnh phương phỏpluận và tớnh triết học của cỏc định luật này

- Cỏc định luật bảo toàn là phần cuối của phõn mụn cơ học nờn cần sửdụng tất cả cỏc kiến thức đó học trong cỏc phần trước Đõy là điều kiện đểcủng cố kiến thức, rốn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức cho HS

- Cỏc định luật bảo toàn cung cấp một phương phỏp giải cỏc bài toỏn cơhọc rất hữu hiệu, bổ sung cho phương phỏp động lực học và là phương phỏpduy nhất nếu khụng biết rừ cỏc lực tỏc dụng (vớ dụ như trong cỏc trường hợp

va chạm, nổ, …)

- Cỏc định luật bảo toàn gúp phần giỏo dục kỹ thuật tổng hợp thụng quaviệc học cỏc ứng dụng của cỏc định luật và cụng thức vào kỹ thuật: Động cơphản lực, hiệu suất của mỏy,…

2.3 Cỏc định luật bảo toàn trong chương trỡnh vật lớ lớp 10 cơ bản

2.3.1 Định luật bảo toàn động lượng.

- Nội dung: Trong một hệ kín, động lợng của hệ là một đại lợng đợcbảo toàn

- Phạm vi áp dụng định luật:

+ Tổng hợp các ngoại lực tác dụng lên hệ bằng 0

+ Nội lực rất lớn so với ngoại lực

+ Thời gian tơng tác giữa các vật trong hệ là rất ngắn (PF t  0)

23

+ Nếu theo một phơng nào đó các ngoại lực tác dụng lên hệ triệt tiêu thì

động lợng theo phơng đó đợc bảo toàn

2.3.2 Định luật bảo toàn cơ năng

- Nội dung: Trong hệ kín không có ma sát (lực cản) thì cơ năng của hệ

là một đại lợng đợc bảo toàn

cú ngoại lực tỏc dụng nờn khi chọn hệ cỏc em cảm thấy băn khoăn liệu cúđỳng hay khụng Để phát hiện sai lầm này ta có thể sử dụng một số BTVL sau

đây

Vớ Dụ 1: Một viờn đạn khối lượng m =12g được đặt vào nũng sỳng thỡ

lũ xo bị nộn một đoạn d = 3,2 cm so với trạng thỏi nghỉ của nú Hỏi khi bắnthỡ viờn đạn rời nũng sỳng với vận tốc bằng bao nhiờu? Hệ số đàn hồi của lũ

xo là 7,5 N/m Giả thiết khụng cú ma sỏt và nũng sỳng nằm ngang

? Lời giải của HS:

Xột chuyển động của viờn đạn

Giả thiết là khụng cú ma sỏt nhưng đõy khụng phải là hệ kớn vỡ lũ xotỏc dụng lực lờn viờn đạn, do đú khụng thể ỏp dụng được định luật bảo toàn

cơ năng cho hệ này

! Sai lầm này là do HS chỉ xột chuyển động của đạn, dẫn đến hệ khụngkớn Đó là hệ kớn thỡ phải cú 2 vật trở lờn Vỡ vậy khụng ỏp dụng được địnhluật bảo toàn cơ năng để giải bài toỏn này

- Lời giải đỳng:

Xột hệ gồm lũ xo của sỳng - đạn:

Gọi Et là cơ năng của hệ ở trạng thỏi đầu (trước khi bắn)

Es là cơ năng của hệ ở trạng thỏi sau (ngay sau khi bắn)

Ban đầu cơ năng của hệ là thế năng của lũ xo :

Hệ này kớn vỡ lũ xo tỏc dụng lực lờn viờn đạn là nội lưc

Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng ta cú :

2 2

2

1 2

1

mv kd

v  = 0,032 3

10 12

750

 = 8 ( m/s)

Vớ dụ 2: Một khẩu sỳng khối lượng M (khụng kể đạn) lăn tự do (trờn

bỏnh xe gắn với đế súng) từ trạng thỏi nghỉ theo một đường dốc cú gúcnghiờng  so với phương nằm ngang Sau khi đi được đoạn đường l thỡ khẩusỳng bắn ra theo phương ngang một viờn đạn cú khối lượng m Cú thể xỏcđịnh vận tốc v của đạn bằng phương phỏp sử dụng định luật bảo toàn haykhụng? Biết rằng ngay sau khi bắn khẩu sỳng dừng lại

? Lời giải của HS:

Khẩu sỳng lăn tự do theo đường dốc cú nghĩa là trong quỏ trỡnh lăn núchịu tỏc dụng của trọng lực P= (M m)g và phản lực N của mặt dốc (Lực

! Sai lầm của HS: HS quá rập khuôn khi xét điều kiện áp dụng định luậtbảo toàn động lượng Ngoài điều kiện không có ngoại lực, định luật bảo toànđộng lượng vẫn đúng trong trường hợp nếu theo một phương nào đó tổngngoại lực tác dụng lên vật bằng 0 hoặc quá trình t¬ng tác xảy ra ngắn, khi đó:

M  '  '  

(vx : là vận tốc của hệ ngay trước lúc nổ, theo phương ngang

v’: là vận tốc đạn ngay sau khi nổ, theo phương ngang)

Ta lại có: v x v cos  và v 2 2 g.l sin 

2.4.2 Một số sai lầm khi sử dụng định luật bảo toàn động lượng.

Nguyên nhân dẫn đến sai lầm khi sử dụng định luật bảo toàn độnglượng để giải bài tập là do HS không nắm vững điều kiện áp dụng định luậtbảo toàn động lượng Mặt khác, động lượng là một đại lượng vÐct¬ nên mỗithành phần của nó có thể được bảo toàn riêng biệt, miễn là các thành phầntương ứng của hợp lực các ngoại lực bằng không Bên cạnh đó, khi viết cácbiểu thức động lượng cho mỗi trạng thái, HS quên mất đang dùng hệ quychiếu nào!

Ví dụ 1: Một tên lửa khối lượng tổng cộng 100 tấn đang bay với vận

tốc 200m/s đối với trái đất thì phụt ra (tức thời) 20 tấn khí với vận tốc 500m/sđối với tên lửa Tính vận tốc của tên lửa sau khi phụt khí trong 2 trường hợp:

a) Khi phụt ra phía sau

b) KhÝ phụt ra phía trước

Bỏ qua lực hút của trái đất và sức cản của không khí

? Lời giải của HS:

Gọi V là vận tốc của tên lửa trước khi phụt khí

V' là vận tốc của tên lửa sau khi phụt khí

v là vận tốc của khí do tên lửa phụt ra

§éng lîng cña hÖ trước khi phụt khí: P M v

§éng lîng cña hÖ sau khi phụt khí: P' = M  mV' + m v

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: P = P'

Chọn chiều dương cña trục tọa độ trùng với chiều V

a) KhÝ phôt ra phÝa sau (V  0 , v 0)

 V' 

20 100

500 20 200 100





= 375 (m/s)b) Khí phụt ra phía trước (V > 0, v > 0)

! Sai lầm của lời giải này ở chỗ: Khi xác định vận tốc của khí thì v 

500 m/s là vận tốc của khí đối với tên lửa, trong lúc đó V = 200 m/s là vậntốc của tên lửa so với trái đất, nghĩa là không cùng chung một hệ quy chiếu

- Lời giải đúng:

27

Gọi V là vận tốc của tên lửa đối với trái đất trước khi phụt khí

V'là vận tốc của tên lửa đối với trái đất sau khi phụt khí

v k là vận tốc của khí phụt ra đối với tên lửa

v là vận tốc của khí phụt ra đối với trái đất

Động lượng của hệ trước khi phụt khí: P= M V

Động lượng của hệ sau khi phụt khí: P'= M  mV'+ m v

Theo định lí cộng vận tốc: v v k  V

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng:

P P'  M V  (M  m)V' m v  M V  (M  m)V' m(v k V) (1)Chọn chiều dương của trục tọa độ trùng với chiều của V Chiếu (1) lêntrục tọa độ:

a) Khí phụt ra phía sau: v k ngược chiều với V

(1)  MV M  mV' m v k V

 V' 

m M

mv V m

V >0  V'cùng chiều với V ( V ' V : tên lửa tăng tốc)

b) Khí phụt ra phía trước: v k cùng chiều với V

(1) MV M  mV' mv k V



m M

mv V m M

V > 0 V'cùng chiều với V (V ' V : tên lửa giảm tốc)

Ví dụ 2: Một xe chở đầy cát, đỗ trên đường nằm ngang Toàn bộ xe có

khối lượng M  5000Kg Một viên đạn có khối lượng m5Kg bay dọctheo đường hợp với phương nằm ngang một góc  = 300, với vận tốc v

400 m/s tới đập vào xe cát Sau khi gặp xe, viên đạn nằm ngập trong cát Tìmvận tốc của xe (bỏ qua ma sát giữa xe và đường)

? Lời giải của HS: Xét hệ gồm xe và đạn

Ngoại lực tỏc dụng lờn hệ: Trọng lực, phản lực của mặt đường Hai lựcnày cõn bằng nhau nờn hệ kớn.

Gọi v' là vận tốc của hệ ngay sau khi đạn gặp xe

Trước khi đạn gặp xe, động lượng của hệ: P m v

Sau khi đạn gặp xe, động lượng của hệ: P'  (M m)v'

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: P P'  m v 

)

(M  m v'

Chuyển về phương trỡnh đại số:

' )

m M

mv v



 '

Thay số: ' 50005.4005





v 0,4 (m/s)

! Sai lầm của lời giải:

HS cho rằng, ngoại lực tỏc dụng lờn hệ xe cỏt + đạn gồm trọng lực vàphản lực phỏp tuyến của đường, hai lực này cõn bằng nhau nờn cho rằng hệnày kớn theo mọi phương HS đó khụng chỳ ý trước khi đạn gặp xe thỡ đạnchuyển động theo phương hợp với phương ngang một gúc  =300 Thực ra hệnày chỉ kớn theo phương ngang.Vỡ vậy chỉ cú thành phần động lượng theophương ngang là được bảo toàn

- Lời giải đỳng;

Xột hệ gồm đạn + xe cỏt, theo phương ngang: tổng cỏc ngoại lực tỏcdụng lờn hệ bằng 0 nờn động lượng theo phương ngang được bảo toàn

Động lợng của hệ trước khi đạn gặp xe: P m v P x mv cos 

Động lợng của hệ ngay sau khi đạn gặp xe:

30 cos 400

 = 0,32 (m/s)

29

Ví dụ 3: Một quả bóng khối lượng m đang bay với vận tốc v thì đập

vào một bức tường và bật trở lại với cùng vận tốc Độ biến thiên động lượngcủa quả bóng là bao nhiêu?

? Lời giải của HS:

Vì thời gian tương tác giữa bóng và tường rất ngắn cho nên ta có thể ápdụng định luật bảo toàn động lượng:

Xét hệ bóng - tường:

Động lượng của hệ trước khi va chạm : P  mv

Động lượng của hệ sau khi va chạm : P ' mv

 Biến thiên động lượng: PP' Pmv mv 0

! Nguyên nhân sai:

Động lượng là một đại lượng vÐct¬, phụ thuộc vào vận tốc Ở đây HSquên rằng vận tốc của quả bãng sau khi va chạm đã đổi hướng so với khichưa va chạm Khi giải loại bài tập này c¸c em kh«ng chän chiÒu d¬ng sÏ dÔm¾c sai lÇm

- Lời giải đúng:

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của quả bóng trước khi vachạm với tường

Xét hệ bóng – tường:

Động lượng của hệ trước khi va chạm: P = m v  P  mv

Động lượng của hệ ngay sau khi va chạm: P'= m v' 

mv mv

Ví dụ 4: Một khí cầu với khối lượng M có một thang dây mang một

người có khối lượng m Khí cầu và người đang đứng yên ở trên không thìngười leo thang với vận tốc v0 đối với thang Tính vận tốc của người và khícầu Bỏ qua sức cản của không khí

? Lời giải của HS:

Xét hệ gồm người – khí cầu  Hệ này kín vì trọng lực cân bằng vớilực đẩy Acsimet

Gọi v, V là vận tốc của người và khí cầu đối với trái đất sau khi ngêileo thang

Chọn trục tọa độ thẳng đứng, chiều dương hướng lên Vì ban đầu khícầu và người đang đứng yên nên vận tốc của người đối với đất bằng vận tốccủa người đối với khí cầu  v  v0

Trước khi người leo thang: P = 0

Sau khi người leo thang: P' = m v + M V

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng ta có: P=P'

là vận tốc của người đối với trái đất

Lời giải đúng:

Xét hệ người - khí cầu  đây là hệ kín vì trọng lực cân bằng với lựcđẩy Acsimet

Gọi v là vận tốc của người đối với trái đất sau khi ngêi leo thang

V là vận tốc của khí cầu đối với trái đất sau khi ngêi leo thang

0

v là vận tốc của người đối với khí cầu

Áp dụng công thức cộng vận tốc: vv0 V (1)

31

Chọn trục tọa độ thẳng đứng, chiều dương hướng lên

 v0  0 , v 0 , V  0

(1)  vv0 V (2)

Trước khi người leo thang, động lượng của hệ: P  0

Sau khi người leo thang, động lượng của hệ: P' m vM V

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: P  P'

M m

v v



 1

0

(4)

Thay (4) vào (3)  v0

m M

m V

v v



 1

0

m M

m V







Ví dụ 5: Một viên đạn khối lượng m đang bay thẳng đứng lên cao, đến

điểm cao nhất thì nổ làm 3 mảnh Có hai ý kiến cho rằng:

A: Ba mảnh bay theo các phương bất kỳ

B: Ba mảnh phải có phương chuyển động nằm trong cùng một mặtphẳng

Hỏi ai đúng? Ai sai? Tại sao?

? Lời giải của HS:

Các em luôn quan niệm rằng khi đạn bay (hay bất kỳ một vật nào đó)

nổ thì các mảnh vỡ luôn bay theo các phương bất kỳ

Đáp án A là đúng

! Nguyên nhân sai:

Các em cho rằng hiện tượng này giống với hiện tượng nổ trong thực tế.Nhưng ở bài toán này viên đạn chỉ vỡ làm 3 mảnh, còn trong thực tế thì đạn

nổ thành vô số mảnh Và các em chưa lưu ý đến dữ kiện: khi đạn bắt đầu nổthì đạn đang đứng yên