Rèn luyện kỹ năng phân tích tổng hợp cho học sinh lớp 10 nâng cao qua hệ thống bài tập chương động lực học chất điểm

Trong lĩnh vực nghiên cứu các vấn đề bài tập từ trước đến nay đã có rấtnhiều công trình của các tác giả ở ngoài nước như L.I.Rêznicov,V.G.Razumôvxki…, ở Việt Nam Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn

Bộ giáo dục và đào tạo Trờng đại học vinh

====***====

Trần Thị thanh tâm

rèn luyện kỹ năng phân tích – tổng hợp cho học sinh lớp 10 nâng cao thông qua

Chỳng ta đang sống trong thế kỉ XXI, thế kỉ của trớ tuệ sỏng tạo Đất nước

ta đang bước vào thời kỳ CNH – HĐH Viễn cảnh cuộc sống tươi đẹp, nhưngcũng cú nhiều thỏch thức đũi hỏi ngành Giỏo dục và Đào tạo cú những đổi mới

căn bản, mạnh mẽ, vươn tới ngang tầm với sự phát triển chung của thế giới và

khu vực Sự nghiệp Giáo dục và Đào tạo phải góp phần quyết định vào việc bồi

dưỡng trí tuệ khoa học, năng lực sáng tạo cho thế hệ trẻ

Định hướng chung về đổi mới PPDH là phát huy tính tích cực, tự giác,chủ động, sáng tạo của học sinh phù hợp với đặc điểm từng lớp và môn học, bồidưỡng phương pháp tự học, khả năng làm việc theo nhóm, rèn luyện kỹ năngvận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứngthú học tập cho học sinh Nhiệm vụ của việc dạy học nói chung và dạy học bộmôn vật lí nói riêng là đào tạo nguồn nhân lực cho CHN – HĐH đất nước là đàotạo thế hệ trẻ thành những người vừa giỏi về lí thuyết và thành thạo về thựchành

Đổi mới sự nghiệp Giáo dục và Đào tạo phụ thuộc nhiều yếu tố, một yếu

tố quan trọng là đổi mới phương pháp dạy học trong đó có phương pháp dạy họcmôn vật lí Đáp ứng yêu cầu đổi mới của quá trình dạy học vật lí có thể dùng cácphương tiện dạy học khác nhau Bài tập vật lí là phương tiện dạy học thuộcnhóm các phương tiện thực hành, sử dụng nó hợp lí sẽ thực hiện được phươngpháp dạy học tích cực

Trong lĩnh vực nghiên cứu các vấn đề bài tập từ trước đến nay đã có rấtnhiều công trình của các tác giả ở ngoài nước như L.I.Rêznicov,V.G.Razumôvxki…, ở Việt Nam Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng,Phạm Xuân Quế (phương pháp giảng dạy vật lí ở các trường phổ thông, 2002),Phạm Hữu Tòng (phương pháp dạy bài tập vật lí, 1989)… các tác giả này quabiên soạn giáo trình phương pháp giảng dạy vật lí ở trường phổ thông từng thời

kỳ đã bổ sung hoàn chỉnh và nêu bật được tác dụng của bài tập vật lí trong dạyhọc, cách phân loại bài tập vật lí, soạn thảo các hệ thống bài tâp vật lí nhằmcủng cố, vận dụng kiến thức đã học và đề xuất những phương pháp giải bài tập,một số đề tài cụ thể của giáo trình vật lí phổ thông giúp ích rất nhiều cho giáoviên trong việc hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí

Hiện nay ở các trường THPT nhất là ở lớp đầu cấp (lớp 10) việc giải bàitập vật lí của học sinh còn nhiều hạn chế Tại lớp cũng như thời gian tự học ở nhàhọc sinh chưa biết làm thế nào để giải quyết trọn vẹn một bài tập vật lí Họ gặpphải nhiều vướng mắc, trong quá trình giải, họ thường liệt kê một cách không đầy

đủ các công thức rồi kết hợp chúng lại một cách ngẫu nhiên để có đáp số Cáchgiải như vậy hoàn toàn không thích hợp, kết quả nhận được không nêu bật lênđược ý nghĩa vật lí Chương “Động lực học chất điểm” thuộc phần cơ học trongsách giáo khoa vật lí 10 là rất khó, đòi hỏi học sinh phải có năng lực phân tích ,tổng hợp một cách sâu sắc thì mới có thể nắm được nội dung chương trình Việcvận dụng phương pháp phân tích - tổng hợp để giải bài tập vật lí chương “Độnglực học chất điểm” sẽ mở cho các em một hướng giải bài tập linh hoạt hơn; trên

cơ sở phân tích những dữ kiện đề ra, những đại lượng đã biết và những đại lượngchưa biết, phân tích những công thức đã học Sau đó tổng hợp các dữ liệu và tìm

ra hướng giải phù hợp, nhanh gọn

Hơn nữa trong những năm dạy học ở trường trung học phổ thông, bài tậpvật lí là một đề tài mà tôi tâm đắc và có nhiều trăn trở

Xuất phát từ những lí do trên đây tôi chọn đề tài “Rèn luyện kỹ năng phântích - tổng hợp cho học sinh lớp 10 thông qua hệ thống bài tập chương Động lựchọc chất điểm”

2 Mục đích nghiên cứu

Nâng cao chất lượng dạy học chương “Động lực học chất điểm” nói riêng

và dạy học phần cơ học lớp 10 nói chung thông qua việc hình thành cho họcsinh kỹ năng phân tích - tổng hợp khi giải bài tập vật lí chương “Động lực họcchất điểm” ở lớp 10 THPT

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiêncứu:

+ Phát triển kỹ năng phân tích - tổng hợp trong dạy học vật lí khi sử dụngbài tập

+ Học sinh lớp 10 THPT

- Phạm vi nghiên cứu:

Dạy học phần “Động lực học chất điểm”, đặc biệt là bài tập của chươngnày theo hướng rèn luyện kỹ năng phân tích - tổng hợp cho học sinh

4.Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng được hệ thống bài tập chương “Động lực học chất điểm”một cách phong phú, đa dạng và đề xuất tiến trình, hướng dẫn học sinh hìnhthành kỹ năng phân tích - tổng hợp khi giải thì sẽ nâng cao chất lượng và hiệuquả dạy học chương này nói riêng và dạy học vật lí nói chung

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu lý luận khái niệm kỹ năng, kỹ năng phân tích - tổng hợptrong dạy học vật lí

- Bài tập vật lí, vai trò bài tập vật lí trong dạy học bộ môn

- Nghiên cứu nội dung kiến thức lý thuyết và xây dựng hệ thống bài tậpphần “Động lực học chất điểm” trong chương trình vật lí phổ thông và các tàiliệu tham khảo

- Đề xuất phương pháp giải bài tập phần “Động lực học chất điểm” theođịnh hướng của đề tài

- Thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi và hiệu quả của phươngpháp giải bài tập mà đề tài đề xuất

6 Phương pháp nghiên cứu

* Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

- Nghiên cứu một số tài liệu, sách báo tham khảo có liên quan đến việc hìnhthành các kỹ năng tư duy cho học sinh trong dạy học vật lí

- Tìm hiểu cơ sở lý luận về việc giải bài tập vật lí đặc biệt chú ý đến vai trò vàhiệu quả của việc giải bài tập vật lí theo hướng hình thành kỹ năng phân tích - tổng hợp cho học sinh

- Điều tra thực tế tình hình dạy học chương “Động lực học chất điểm” ở cáctrường THPT

- Nghiên cứu nội dung kiến thức vật lí về chương “Động lực học chất điểm”

* Nghiên cứu thực nghiệm

- Sưu tầm, chọn lọc hệ thống bài tập hợp lí, đề xuất tiến trình hình thành kỹ năngphân tích - tổng hợp cho học sinh khi giải hệ thống bài tập này

- Soạn thảo giáo án cho tiết học bài tập vật lí ở chương “Động lực học chấtđiểm” theo tiến trình trên

- Thực nghiệm sư phạm để kiểm tra giả thuyết khoa học của đề tài

7 Cấu trúc luận văn

Luận văn có 3 phần:

* Phần mở đầu (4 trang, từ trang 1 đến 4)

* Phần nội dung (70 trang, từ trang 5 đến trang 75) Gồm 3 chương:

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

Chương 2: Một số biện pháp hình thành kĩ năng phân tích - tổng hợp cho họcsinh lớp 10 nâng cao thông qua hệ thống bài tập chương “Động lực học chất điểm”

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

* Phần kết luận (2 trang, từ trang 76 đến trang 77)

* Tài liệu tham khảo (2 trang, từ trang 78 đến trang 79)

* Phụ lục

8 Đóng góp của luận văn

* Về lý luận: Góp phần làm sáng tỏ nội dung “Rèn luyện kĩ năng phân tích tổng hợp cho học sinh” trong việc giải bài tập vật lí ở trường phổ thông

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

1 1 Khái niệm kỹ năng

1.1.1 Khái niệm về kỹ năng

Kỹ năng - khả năng vận dụng kiến thức (khái niệm, cách thức, phươngpháp…) để giải quyết một nhiệm vụ mới.

Bất cứ kỹ năng nào cũng dựa trên cơ sở lý thuyết Cơ sở lý thuyết – đó làkiến thức Kiến thức là kết quả của sự phản ánh Sự vận dụng kiến thức để khámphá, biến đối chính là kỹ năng Muốn kiến thức là cơ sở của kỹ năng thì kiếnthức đó phải phản ánh đầy dủ thuộc tính bản chất, được thử thách trong thực tiễn

và tồn tại trong ý thức với tư cách là công cụ của hành động

Vì thế hình thành kỹ năng chịu ảnh hưởng của các yếu tố sau đây:

1 Nội dung của bài tập, nhiệm vụ đặt ra được cụ thể hoá hay bị che phủ bởi nhữngyếu tố phụ làm lệch hướng tư duy có ảnh hưởng đến sự hình thành kỹ năng

2 Bài toán sẽ trở nên dễ dàng nếu học sinh biết gạt đi những yếu tố phụ mànhận ra mối quan hệ giữa các đại lượng

3 Tâm thế và thói quen

4 Khả năng khái quát hoá nhìn đối tượng một cách toàn thể

1.1.2 Hình thành kỹ năng

Thực chất của sự hình thành kỹ năng là việc làm cho học sinh nắm vữngmột hệ thống các thao tác tư duy và thao tác thực hành nhằm làm sáng tỏ nhữngthông tin chứa đựng trong bài tập, trong nhiệm vụ được giao và đối chiếu chúngvới những yêu cầu cụ thể rồi tìm cách hành động thích hợp để giải quyết bài tậphay nhiệm vụ đó

1.2 Khái niệm kĩ năng phân tích

Kỹ năng phân tích là khả năng vận dụng kiến thức để phân chia cái toàn

bộ (các sự vật, hiện tượng vật lí phức tạp) thành các yếu tố riêng lẻ (các bộ phận,các tính chất, các mối liên hệ) nhằm nhận thức các yếu tố riêng lẻ, xác định vịtrí, vai trò, chức năng các yếu tố riêng lẻ trong cái toàn bộ

Trong việc giải bài tập vật lí, kỹ năng phân tích là kỹ năng nói về khảnăng vận dụng kiến thức để phân chia một bài tập vật lí ra nhiều giai đoạn, mỗigiai đoạn là một bài tập nhỏ đơn giản và cả bài tập tạo thành một hệ thống gồm

nhiều bài tập nhỏ Để tìm ẩn số ta phải lần lượt đi giải các bài tập nhỏ đó Vànhư vậy việc giải một bài tập phải bắt đầu từ ẩn số.

1.3 Khái niệm về kĩ năng tổng hợp

Kỹ năng tổng hợp là kỹ năng nói về khả năng vận dụng kiến thức để liênkết các yếu tố riêng lẻ đã biết thành cái toàn bộ Sản phẩm của sự tổng hợpkhông phải là cái toàn bộ lúc đầu nữa (trước khi phân tích) mà là cái toàn bộ đãđược nhận thức tới các yếu tố, các mối liên hệ giữa các yếu tố trong sự thốngnhất giữa chúng

Trong việc giải bài tập vật lí, kỹ năng tổng hợp là kỹ năng nói về khảnăng vận dụng kiến thức để tìm hiểu và liên kết các dữ kiện Nghĩa là việc giảimột bài tập vật lí không bắt đầu từ ẩn số mà bắt đầu từ dữ kiện của bài toán đểtính toán (hoặc lập luận) tiến dần đến ẩn số phải tìm

1.4 Mối quan hệ giữa kĩ năng phân tích và kĩ năng tổng hợp

Kỹ năng phân tích và kỹ năng tổng hợp là hai mặt của một quá trình tưduy thống nhất Kỹ năng phân tích là cơ sở của kỹ năng tổng hợp, được tiếnhành theo hướng dẫn tới kỹ năng tổng hợp Kỹ năng tổng hợp diễn ra trên cơ sở

kỹ năng phân tích Kỹ năng phân tích và kỹ năng tổng hợp nhiều khi xen kẽnhau Kỹ năng phân tích càng sâu bao nhiêu thì kỹ năng tổng hợp càng trở nênđầy đủ bấy nhiêu, tri thức về sự vật, hiện tượng càng phong phú bấy nhiêu

1.5 Các bước của phương pháp phân tích - tổng hợp

Bước 1: Khảo sát đối tượng cần nhận thức (vật thể, quá trình, trạng thái) mộtcách toàn bộ

Nếu đối tượng cần nhận thức là vật thể thì ta không chỉ khảo sát đối tượng

ở hình thức bên ngoài của nó mà còn phải xem xét mục đích sử dụng và chứcnăng của đối tượng, dù rằng đối với một số vật thể học sinh đã biết về mục đích

sử dụng chúng

Bước 2: Phân chia đối tượng nhận thức thành các yếu tố, các bộ phận, các tínhchất, các mối liên hệ

Bước 3: Tách các yếu tố cơ bản (bản chất) ra khỏi các yếu tố không cơ bản(không bản chất).

Bước 4: Tập hợp các yếu tố cơ bản (bản chất) thành một đối tượng trừu tượng Ởbước này mối liên hệ giữa các yếu tố cơ bản (bản chất) đã làm rõ Nếu đối tượngcần nhận thức là vật thể thì vẽ sơ đồ diễn tả hiệu quả phối hợp các yếu tố này.Bước 5: Khái quát hoá và tìm mối liên hệ có tính quy luật, rút ra quy luật hoạtđộng cho tất cả các đối tượng tương tự

Bước 6: Kiểm tra sự khái quát hoá trên các đối tượng cùng loại nhưng khôngthuộc các đối tượng đã nghiên cứu

Việc chỉ ra mục đích và chức năng của cái toàn bộ (ở bước 1) dẫn tới phải

đi tìm các yếu tố cơ bản (bản chất) của cái toàn bộ (ở bước 2 và 3) Ở đây nhữngyếu tố không cơ bản (không bản chất) cho việc thực hiện chức năng của cái toàn

bộ cũng được nhận thức rõ Các bước 5 và 6 có ý nghĩa lớn dối với việc thunhận kiến thức Tuy nhiên khi sử dụng phương pháp phân tích tổng hợp khôngphải trường hợp nào cũng tiến hành đầy đủ các bước này

1.6 Tác dụng của bài tập vật lí trong việc rèn luyện kĩ năng phân tích và tổng hợp

Tác dụng của bài tập vật lí trong dạy học bộ môn vật lí có thể xem xétdưới góc độ của việc thực hiện các chức năng lý luận dạy học và việc thực hiệnnhiệm vụ của dạy học bộ môn

1.6.1 Bài tập vật lí trong các chức năng của lý luận dạy học

+ Chức năng thứ nhất của quá trình dạy học vật lí: Củng cố trình độ trithức và kỹ năng xuất phát cho học sinh Thực hiện chức năng này, giáo viên cóthể sử dụng nhiều phương tiện khác nhau Bài tập vật lí là một trong nhữngphương tiện rất có hiệu quả Bằng cách giao cho học sinh giải những bài tập cónội dung và phương pháp gắn với nội dung và phương pháp của vấn đề sắpnghiên cứu, giáo viên có thể giúp học sinh nhớ lại, củng cố vững chắc nền trithức đã học Do đó họ sẽ vững vàng hơn khi bước vào tiếp thu bài mới Hơn nữa

khi thấy sự liên quan lôgíc giữa kỹ năng cũ với vấn đề mới, học sinh càng hứngthú hơn và sẵn sàng hơn trong việc tham gia xây dựng bài mới.

Để củng cố trình độ xuất phát cho học sinh có thể kết hợp việc sử dụngphương tiện bài tập vật lí với các phương tiện thí nghiệm, các phương tiện nghenhìn Nhờ đó mà kiểm tra đánh giá và củng có trình độ tri thức lẫn kỹ năng thựchành thí nghiệm, kỹ năng quan sát, mô tả, giải thích các sự kiện, kỹ năng sửdụng đồ hoạ, sử dụng toán học, sử dụng ngôn ngữ của họ

+ Chức năng thứ hai của quá trình dạy học vật lí là: Hình thành tri thức và

kỹ năng mới cho học sinh Để sử dụng phương tiện bài tập dạy những bài có nộidung và kỹ năng mới cho học sinh, đòi hỏi giáo viên phải đầu tư thời gian và sứclực, thoát li khỏi sự ràng buộc của sách giáo khoa, phải có sự sáng tạo lớn Nếulàm được như vậy thì bài học sẽ rất sinh động, học sinh sẽ được huy động đểtham gia tích cực vào hoạt động dạy học

Ngoài ra, những bài tập có nội dung và số liệu gắn với thực tế đời sống vàsản xuất, những bài tập thí nghiệm, những bài tập ngắn gọn, những lời giải đưađến sự ngạc nhiên mới mẻ cho học sinh, sẽ là phương tiện tạo được tình huống cóvấn đề, kích thích được học sinh trong việc tham gia bài học mới

+ Chức năng thứ ba của quá trình dạy học vật lí là: Ôn luyện và củng cốtri thức và kỹ năng vật lí cho học sinh Ở đây bài tập vật lí là phương tiện đểgiáo viên giao cho học sinh những nhiệm vụ gắn liền với việc củng cố cácđường mòn liên hệ tạm thời của dây thần kinh trung ương về tri thức và kỹ năngvừa học ở lớp, để họ tập dượt việc tìm kiếm các mối liên hệ những kiến thức đãhọc và vận dụng chúng vào tình huống quen biết, quen biết có biến đổi và tìnhhuống mới lạ Như vậy, sau những bài học học sinh đều được giao những bài tậpnhất định Mức độ phức tạp của bài tập sẽ được tăng lên Số lượng bài tập cũng

có thể tăng theo năng lực của học sinh Nội dung các vấn đề cần phải ôn luyệncũng được giáo viên lựa chọn theo yêu cầu của chương trình, theo mức độ quantrọng của từng vấn đề trong chương trình

+ Chức năng thứ tư của quá trình dạy học vật lí là: Tổng kết hệ thốnghoá kiến thức của từng chương, từng phần và cả chương trình bộ môn Các bàitập vật lí trong chức năng tổng kết và hệ thống hoá tri thức nên là những bài tậptổng hợp, không nên chỉ dùng các bài tập dưới dạng các câu hỏi lí thuyết vụn vặt

và rời rạc Tốt nhất là giao cho học sinh những bài tập vừa có tính sáng tạo vừa

có tính tổng hợp Và việc tổng kết, hệ thống hoá tri thức của một phần vật lí cóthể được tiến hành dưới dạng tuần lễ bài học có định hướng thiết kế Đây là vấn

đề khá phức tạp, đòi hỏi sự gia công của giáo viên rất nhiều

+ Chức năng thứ năm của quá trình dạy học vật lí: Kiểm tra, đánh giátrình độ và chất lượng tri thức và kỹ năng của học sinh

1.6.2 Bài tập vật lí trong việc thực hiện các nhiệm vụ dạy học bộ môn

+ Bài tập giúp cho việc ôn tập, đào sâu, mở rộng kiến thức Trong khi giảicác bài tập, học sinh phải vận dụng những kiến thức khái quát, trừu tượng vàonhững trường hợp cụ thể rất đa dạng; nhờ thế mà học sinh nắm được những biểuhiện cụ thể của chúng trong thực tế, phát hiện ngày càng nhiều hiện tượng thuộcngoại diên của các khái niệm hoặc chịu sự chi phối của các định luật hay thuộcngoại vi ứng dụng của chúng Các sự vật, hiện tượng có thể bị chi phối bởi nhiềuđịnh luật, nhiều nguyên nhân đồng thời hay liên tiếp chồng chéo lên nhau Dovậy biểu hiện của chúng trong tự nhiên rất phức tạp Bài tập vật lí là một phươngtiện củng cố, ôn tập kiến thức sinh động Khi giải bài tập, học sinh phải nhớ lạicác kiến thức đã học, có khi sử dụng tổng hợp nhiều kiến thức thuộc nhiềuchương, nhiều phần của chương trình

+ Bài tập có thể là điểm khởi đầu để dẫn dắt đến kiến thức mới

+ Giải bài tập vật lí rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng lý thuyết vào thựctiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát Bài tập là một trongnhững phương tiện rất quý báu để rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng lý thuyếtvào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát đã thu nhậnđược để giải quyết các vấn đề thực tiễn Có thể xây dựng rất nhiều bài tập có nộidung thực tiễn, trong đó yêu cầu học sinh phải vận dụng kiến thức lý thuyết để

giải thích các hiện tượng thực tiễn hoặc dự đoán các hiện tượng có thể xảy ratrong thực tiễn ở những điều kiện cho trước.

+ Giải bài tập là một hình thức làm việc tự lực cao của học sinh Trongquá trình làm bài tập, do phải tự mình phân tích các điều kiện của đầu bài, tựxây dựng những lập luận, kiểm tra và phê phán những kết luận mà học sinh rút

ra được nêu tư duy học sinh được phát triển, năng lực làm việc tự lực của họđược nâng cao, tính kiên trì cần cù, vượt khó trong học tập được phát triển

+ Giải bài tập vật lí góp phần làm phát triển tư duy sáng tạo của học sinh.Nhiều bài tập vật lí không chỉ dừng lại trong phạm vi vận dụng những kiến thức

đã học mà còn giúp bồi dưỡng cho học sinh tư duy sáng tạo Đặt biệt là nhữngbài tập giải thích hiện tượng, bài tập thí nghiệm, bài tập thiết kế dụng cụ rất cóích về mặt này

+ Giải bài tập vật lí để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của học sinh.Tuỳ theo cách đặt câu hỏi kiểm tra, có thể phân loại được các mức độ nắm vữngkiến thức của học sinh, khiến cho việc đánh giá chất lượng kiến thức của họcsinh được chính xác

1.7 Các cách hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí

1.7.1 Việc lựa chọn các bài tập vật lí

Bài tập vật lí là một trong những phương tiện dạy học rất quan trọng Thờigian giành cho bài tập chiếm tỉ trọng khá lớn so với toàn bộ chương trình

Điều mà giáo viên cần quan tâm là làm sao để sử dụng bài tập vật lí trongcác phương pháp dạy học đạt hiệu quả cao nhất; trong điều kiện có nhiều dạngbài tập, số lượng bài tập ở SGK và sách tham khảo rất nhiều, giáo viên phải biếtcách lựa chọn các dạng bài tập, số lượng bài tập sao cho phù hợp với đối tươnghọc sinh, sao cho phục vụ được cả việc ôn luyện kiến thức lẫn cho việc học bàimới, sao cho thông qua bài tập để kiểm tra việc nắm kiến thức của học sinh

Các bài tập được chọn cần thoả mãn một số điểm sau:

- Phải đi từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp về mối quan hệ giữa những đạilượng và khái niệm đặc trưng cho quá trình hoặc hiện tượng, sao cho dần từng

bước học sinh hiểu được kiến thức, nắm được vững chắc và có kỹ năng vậndụng những kiến thức đó.

- Mỗi bài tập được lựa chọn phải là một mắt xích trong hệ thống các bài tậpđóng góp được một phần nào đó vào việc hoàn chỉnh các kiến thức cho học sinh,giúp họ hiểu được mối liên hệ giữa các đại lượng, cụ thể hoá các khái niệm vàvạch ra những nét mới nào đó chưa được sáng tỏ

- Hệ thống bài tập được chọn lựa phải giúp học sinh nắm được phương pháp giảitừng bài cụ thể

Như vậy học sinh bắt đầu việc giải bài tập bằng những bài tập định tính.Sau đó đến những bài tập định lượng, bài tập thí nghiệm, bài tập đồ thị và cácloại bài tập tổng hợp phức tạp hơn, với số lượng tăng dần về mối quan hệ giữacác đại lượng và khái niệm đặc trưng cho hiện tượng Việc giải các bài tập cótính toán tổng hợp, những bài có nội dung kỹ thuật, với dữ kiện không đầy đủ,những bài tập sáng tạo được coi là kết thúc việc giải một hệ thống những bài tập

đã lựa chọn cho những đề tài

1.7.2 Hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí

Trong quá trình dạy bài tập vật lí có ba kiểu hướng dẫn học sinh giải bàitập vật lí đó là:

a Hướng dẫn theo mẫu (hướng dẫn Algôrit)

Sự hướng dẫn hành động theo mẫu đã có thường được gọi là hướng dẫnangôrit Ở đây thuật ngữ angôrit được dùng với ý nghĩa là một quy tắc hànhđộng hay chương trình hành động được xác định một cách rõ ràng, chính xác,chặt chẽ, trong đó chỉ rõ cần thực hiện những hành động nào và theo trình tự nào

để đi đến kết quả

Hướng dẫn Algôrit là hướng dẫn chỉ rõ cho học sinh những hành động cụthể cần thực hiện và trình tự thực hiện các hành động đó để đạt kết quả mongmuốn Những hành động này được coi là hành động sơ cấp phải được học sinhhiểu một cách đơn giản và học sinh đã nắm vững

Kiểu hướng dẫn Algôrit không đòi hỏi học sinh tự mình tìm tòi xác địnhcác hành động cần thực hiện để giải quyết vấn đề đặt ra, mà chỉ đòi hỏi học sinhchấp hành các hành động đã được giáo viên chỉ ra, cứ theo đó học sinh diễn đạtđược kết quả, sẽ giải được bài tập đã cho Kiểu hướng dẫn Algôrit đòi hỏi giáoviên phải phân tích một cách khoa học việc giải bài toán để xác định được mộttrình tự chính xác, chặt chẽ của các hành động cần thực hiện để giải bài toán Cầnđảm bảo cho các hành động đó là hành động sơ cấp đối với học sinh Nghĩa làkiểu hướng dẫn này đòi hỏi phải xây dựng được Algôrit giải bài toán.

Kiểu hướng dẫn Algôrit thường được áp dụng khi cần dạy cho học sinhphương pháp giải một bài tập điển hình nào đó, nhằm rèn luyện cho học sinh kỹnăng giải một loại bài toán xác định nào đó Người ta xây dựng các Algôrit giảicho từng loại bài toán cơ bản, điển hình và luyện tập cho học sinh kỹ năng giảicác loại bài toán đó dựa trên việc làm cho học sinh nắm được Algôrit giải

Kiểu hướng dẫn Algôrit có ưu điểm là đảm bảo cho học sinh giải được bàitoán đã được giao một cách chắc chắn, nó giúp cho việc rèn luyện kỹ năng giảimột bài toán của học sinh có hiệu quả Tuy nhiên, nếu hướng dẫn cho học sinhgiải bài tập luôn luôn chỉ dùng kiểu hướng dẫn Algôrit thì học sinh chỉ quenchấp hành những hành động đã được chỉ dẫn theo một mẫu đã có sẵn, do đó ít

có tác dụng rèn luyện cho học sinh khả năng tìm tòi, sáng tạo, sự phát triển tưduy sáng tạo của học sinh bị hạn chế

b Hướng dẫn tìm tòi (Hướng dẫn Ơrixtic)

Hướng dẫn tìm tòi là kiểu hướng dẫn mang tính chất gợi ý cho học sinhsuy nghĩ tìm tòi phát hiện cách giải quyết vấn đề Ở đây, không phải là giáo viênchỉ dẫn cho học sinh chấp hành các hành động theo một hướng đã có để đi đếnkết quả, mà là giáo viên gợi mở để học sinh tìm cách giải quyết, tự xác định cáchành động cần thực hiện để đạt được kết quả

Kiểu hướng dẫn tìm tòi được áp dụng khi cần giúp đỡ học sinh vượt quakhó khăn để giải được bài tập, đồng thời vẫn đảm bảo yêu cầu phát triển tư duyhọc sinh, tạo điều kiện để học sinh tự lực tìm tòi cách giải quyết

Ưu điểm của kiểu hướng dẫn này là tránh được tình trạng giáo viên làmthay học sinh trong việc giải bài tập Nhưng vì kiểu hướng dẫn này đòi hỏi họcsinh phải tự lực tìm tòi cách giải quyết chứ không phải chỉ chấp hành các hànhđộng theo mẫu đã được chỉ ra, nên không phải bao giờ cũng có thể đảm bảo chohọc sinh giải được bài tập một cách chắc chắn Khó khăn của kiểu hướng dẫnnày là ở chỗ sự hướng dẫn của giáo viên phải làm sao không đưa học sinh đếnchỗ chỉ còn việc thực hành các hành động, theo mẫu, nhưng đồng thời sự hướngdẫn đó không thể là một sự hướng dẫn viển vông, quá chung chung không giúpích cho sự định hướng tư duy của học sinh.

c Hướng dẫn khái quát chương trình hoá

Định hướng khái quát chương trình hoá cũng là sự hướng dẫn cho họcsinh tự tìm tòi cách giải quyết vấn đề Nét đặc trưng của kiểu hướng dẫn này làgiáo viên hướng hoạt động tư duy của học sinh theo đường lối khái quát củaviệc giải quyết vấn đề Sự định hướng ban đầu đòi hỏi sự tự lực tìm tòi giảiquyết vấn đề của học sinh Nếu học sinh không đáp ứng được thì sự giúp đỡ tiếptheo của giáo vên là sự định hướng khái quát ban đầu, cụ thể hoá thêm một bướcbằng cách gợi ý thêm cho học sinh để thu hẹp phạm vi phải tìm tòi, giải quyếtcho vừa sức với học sinh Nếu học sinh vẫn không đủ khả năng tự lực tìm tòigiải quyết thì hướng dẫn của giáo viên trở thành hướng dẫn theo mẫu để đảmbảo cho học sinh hoàn thành được yêu cầu của một bước, sau đó tiếp tục yêu cầuhọc sinh tự lực tìm tòi giải quyết bước tiếp theo Nếu cần thì giáo viên lại giúp

đỡ thêm cho đến khi giải quyết xong vấn đề đặt ra

Kiểu hướng dẫn này được áp dụng khi có điều kiện hướng dẫn tiến trìnhhoạt động giải bài tập của học sinh, nhằm giúp cho học sinh tự giải được bài tập

đã cho, đồng thời dạy cho học sinh cách suy nghĩ trong quá trình giải bài tập

Kiểu hướng dẫn này có ưu điểm là kết hợp được việc thực hiện các yêucầu:

- Rèn luyện tư duy của học sinh trong quá trình giải bài tập

- Đảm bảo để học sinh giải được bài tập đã cho

Để làm tốt thì yêu cầu giáo viên phải theo sát tiến trình hoạt động giải bàitập và có sự điều chỉnh thích hợp với từng đối tượng của học sinh.

1.8 Thực trạng của việc dạy học bài tập vật lí ở trường trung học phổ thông hiện nay

Từ thực tế dạy học nhiều năm ở trường trung học phổ thông, dự giờ nhiềuđồng nghiệp đồng thời qua các đề bài kiểm tra chất lượng nắm vững kiến thức

và giải bài tập vật lí của học sinh các lớp ở trường trung học phổ thông Can LộcHuyện Can Lộc, tôi có một số nhận xét như sau:

1.8.1 Chất lượng nắm vững kiến thức và giải bài tập của học sinh

Kết quả các bài kiểm tra: Có 40% học sinh không giải được các bài tập cơbản tức là không nắm được các kiến thức cơ bản hoặc hiểu chúng một cách máymóc Trong 60% học sinh giải được các bài tập cơ bản thì chỉ có 25% học sinhgiải được bài tập tổng hợp Như vậy kỹ năng vận dụng lý thuyết vào thực tiễn,thói quen vận dụng kiến thức khái quát còn rất yếu Học sinh không hiểu thấuđáo phương pháp phân tích - tổng hợp để giải bài tập vật lí

Ở lớp học sinh không tích cực theo dõi quá trình giải bài tập trên bảng củathầy, của bạn, chỉ chú tâm vào việc ghi chép máy móc vào vở những phép tínhtoán cụ thể và kết quả cuối cùng Ở đa số học sinh không giải bài tập mà giáoviên cho về làm Hầu hết các bài tập trong sách bài tập nhiều học sinh không hềbiết đến Điều này chứng tỏ rằng do học sinh không biết cách thức làm thế nào

để giải một bài tập vật lí, dẫn đến không có hứng thú trong việc giải bài tập

Một số giáo viên đến tiết bài tập gọi học sinh lên bảng giải bài tập, kiểmtra đáp số đúng rồi cho chép vào vở Hơn nữa hiện nay đã có nhiều sách giải sẵncác bài tập trong sách giáo khoa và một số sách bài tập khác, học sinh học thuộchoặc chép vào vở một cách máy móc không cần suy nghĩ

1.8.2 Sử dụng bài tập giáo viên

1 Đa số học giáo viên lựa chọn các bài tập giải trên lớp hay ra về nhàchưa có mục đích rõ ràng, ít sử dụng bài tập củng cố trong tiết học Trong cáctiết luyện tập, giáo viên rèn luyện cho học sinh các phương pháp giải bài tập,

không chỉ rõ đâu là phương pháp phân tích đâu là phương pháp tổng hợp, chỉdành nhiều thời gian cho các bài tập mà nhiều học sinh trên lớp đã giải được

2 Khi giải bài tập, giáo viên áp đặt cho học sinh theo cách của mình chứkhông hướng dẫn cho họ độc lập suy nghĩ tìm kiếm lời giải Phần đông giáoviên khi giải bài tập cho học sinh chú ý quá nhiều các phép biến đổi toán học,tính toán cụ thể mà xem nhẹ việc phân tích đường lối giải, định hướng tư duycho học sinh

3 Nhiều giáo viên không dành thời gian thích đáng cho việc giải bài tập

cơ bản, không chú ý đến cách giải một bài tập tổng hợp bằng cách quy về cácbài tập cơ bản và ngược lại

1.9 Khái niệm về bài tập cơ bản, bài tập tổng hợp, bài tập về nhà

Căn cứ vào mức độ phức tạp của hoạt động tư duy của học sinh trong quátrình tìm kiếm lời giải bài tập vật lí, có thể phân nó ra ba loại: Bài tập cơ bản(BTCB), bài tập tổng hợp (BTTH), bài tập về nhà (BTVN)

1.9.1 Khái niệm về bài tập cơ bản

1.9.1.1 Khái niệm

BTCB là loại bài tập vật lí mà để tìm lời giải nó chỉ cần xác lập mối quan

hệ trực tiếp, tường minh giữa những cái đã cho và một cái phải tìm; tức là chỉdựa vào một kiến thức cơ bản mới học (vào một tính chất, một mối quan hệ, mộtphương pháp hoạt động mới) mà học sinh chỉ tái hiện, tái hiện chứ không thể tựtạo ra được

1.9.1.2 Tác dụng

BTCB có tác dụng củng cố kiến thức cơ bản vừa học, làm cho học sinhhiểu rõ ý nghĩa của các định luật và các công thức biểu diễn chúng, sử dụng cácđơn vị vật lí và thói quen cần thiết để giải những bài tập phức tạp hơn

1.9.2 Khái niệm về bài tập tổng hợp

1.9.2.1 Khái niệm

BTTH là loại bài tập vật lí mà việc tìm lời giải phải thực hiện một chuỗilập luận lôgic, biến đổi toán học qua nhiều mối quan hệ giữa những cái đã cho,cái phải tìm với những cái trung gian không cho trong đầu bài.

1.9.2.2 Tác dụng

BTTH có tác dụng đặt biệt giúp học sinh đào sâu, mở rộng kiến thức, thấy

rõ những mối liên hệ khác nhau giữa các phần của chương trình vật lí, tập chohọc sinh biết phân tích những hiện tượng thực tế phức tạp ra thành những phầnđơn giản tuân theo một định luật xác định

1.9.3 Khái niệm về bài tập về nhà

1.9.3.1 Khái niệm

BTVN là những bài tập mà giáo viên ra cho học sinh về nhà làm hoặc họcsinh tự mình sưu tầm trong các tài liệu; cao hơn nữa là học sinh tự lập các bàitập Loại bài tập về nhà có thể là BTCB và BTTH

1.9.4 Quan hệ giữa BTCB, BTTH và BTVN

BTCB, BTTH và BTVN có quan hệ chặt chẽ với nhau Muốn giải đượcmột BTTH, buộc phải giải thành thạo các BTCB, ngoài ra còn phải biết cáchphân tích BTTH để quy nó về các BTCB Quá trình hướng dẫn học sinh phươngpháp giải BTCB và BTTH ở lớp là rất cần thiết để học sinh tự mình xây dựngđược các BTCB và BTTH khác và giải dưới hình thức BTVN

1.10 Sơ đồ định hướng chung để giải các bài tập vật lí theo hướng sử dung phương pháp phân tích - tổng hợp

1.11 Các bước chung để giải bài tập vật lí Bước 1: Nghiên cứu kỹ đề bài - Lập bảng tóm tắt bằng kí hiệu các đại lượng đã cho và các đại lượng cần tìm - Mô tả lại tình huống được nêu trong bài tập, vẽ hình minh hoạ Nếu đề bài yêu cầu thì phải làm thí nghiệm hoặc vẽ đồ thị để thu được dữ kiện (trong trường hợp bài tập thí nghiệm hoặc bài tập đồ thị) Bước 2: Lập kế hoạch giải: - Xác lập mối liên hệ giữa các dữ kiện xuất phát với cái phải tìm - Đối chiếu các dữ liệu để nhận ra các định luật, công thức lý thuyết có liên quan - Xây dựng các bài toán trung gian theo hệ thống dẫn đến việc đáp ứng yêu cầu chung của bài toán Bước 3: Thực hiện lời giải: - Có thể đi theo lối phân tích: từ yêu cầu tìm các đại lượng bổ trợ mà xây dựng các bài toán trung gian thành hệ thống để đi đến đại lượng cần tìm - Có thể theo lối tổng hợp: nêu công thức tổng quát thoả mãn yêu cầu bài toán, sau đó tìm từng đại lượng trong công thức đó bằng cách giải bài toán phụ (bài toán trung gian), cuối cùng thay giá trị các đại lượng vào công thức tổng quát đó Bước 4: Kiểm tra, xác nhận kết quả: - Nhận xét và biện luận về lời giải và kết quả - Tìm lời giải khác, so sánh các lời giải khác (nếu có) (BTCB)2 (BTCB)1 (BTCB)2 (BTCB)n (BTTH)1 (BTCB)1 (BTCB)n (BTTH)2 (BTVN)

1.12 Kết luận chương 1

Chương này chủ yếu đi vào cơ sở lí luận và thực tiễn của việc hình thành

kỹ năng phân tích - tổng hợp cho học sinh lớp 10 thông qua hệ thống bài tậpchương “Động lực học chất điểm”

- Kỹ năng tổng hợp là khả năng vận dụng kiến thức để liên kết các yêu tốriêng lẻ đã biết thành cái toàn bộ Sản phẩm của sự tổng hợp không phải là cáitoàn bộ lúc đầu nữa (trước khi phân tích) mà là cái toàn bộ đã được nhận thứctới các yếu tố, các mối liên hệ giữa các yếu tố trong sự thống nhất chúng

- Kỹ năng phân tích và tổng hợp là hai mặt của một quá trình tư duythống nhất Kỹ năng phân tích là cơ sở của kỹ năng tổng hợp, được tiến hànhtheo hướng dẫn tới kỹ năng tổng hợp Kỹ năng tổng hợp diễn ra trên cơ sở kỹnăng phân tích Kỹ năng phân tích và kỹ năng tổng hợp nhiêu khi xen kẽ nhau

Kỹ năng phân tích càng sâu bao nhiêu thì kỹ năng tổng hợp càng trở nên đầy đủbấy nhiêu, tri thức về sự vật, hiện tượng càng phong phú bấy nhiêu

Về cơ sở thực tiễn:

Điều tra thực trạng nắm vững kiến thức cơ bản và kỹ năng giải bài tập củahọc sinh qua tổng hợp ý kiến của các nhà nghiên cứu giáo dục và của cá đồngnghiệp đã cho thấy: Nhìn chung việc giải bài tập của học sinh và phương phápdạy học bài tập của giáo viên vẫn chưa có những đổi mới đáng kể theo hướngnhằm góp phần vào việc nắm vững kiến thức đã chiếm lĩnh được, phát triển nănglực của học sinh trong việc giải quyết các vấn đề học tập và thực tiễn Phươnghướng khắc phục những tồn tại trên mà luận văn đưa ra là vận dụng các đặc trưng

của phép phân tích - tổng hợp vào tiến trình thử nghiệm xây dựng và hướng dẫnhọc sinh giải hệ thống bài tập chương “Động lực học chất điểm” Đó là tiến trìnhgiúp học sinh có được kỹ năng xác lập mối liên hệ hai chiều giữa các bài tập cơbản và bài tập tổng hợp Vì nắm được tiến trình đó, học sinh sẽ không chỉ nắmđược nội dung chương “Động lực học chất điểm” mà còn có được tiềm lực để giảiquyết những bài toán phức tạp có tính mới mẻ đối với họ khi học chương này và

cả khi học các chương, các phần tiếp theo

CHƯƠNG 2 MỘT SỐ BIỆN PHÁP HÌNH THÀNH KĨ NĂNG PHÂN TÍCH - TỔNG HỢP CHO HỌC SINH LỚP 10 NĂNG CAO THÔNG QUA HỆ THỐNG

BÀI TẬP CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM”

2.1 Đặc điểm và nội dung của chương “Động lực học chất điểm” ở lớp 10 2.1.1 Đặc điểm

Trong chương trình vật lí phổ thông phần “Động lực học chất điểm” đượcđưa vào chương 2 của chương trình vật lí lớp 10 Đây là một phần mới, cơ bản

và tương đối khó của cơ học lớp 10

Ba định luật Niutơn là những nguyên lí lớn, đặt nền móng cho sự pháttriển của cơ học Ba định luật là kết quả của hàng loạt quan sát và tư duy kháiquát hoá

Với quan niệm như vậy, sách giáo khoa không đưa ra ba định luật nàybằng con đường thực nghiệm Ở mỗi định luật, sách nêu lên những hiện tượng

có tính chất gợi mở để dẫn tới định luật Sau đó có thể có những thí nghiệmminh họa hoặc kiểm chứng GV có thể tuỳ điều kiện cụ thể mà nêu thêm những

ví dụ gợi mở khác, hoặc bố trí thí nghiệm minh hoạ khác

Hai khái niệm rất cơ bản được đề cập ở đây là lực và khối lượng Ta đềubiết rằng, học sinh không thể nào học một lần mà hiểu hết về lực và khối lượng.Những kiến thức về hai khái niệm này phải được hình thành và hoàn chỉnh dầntrong suốt quá trình HS học từ thấp đến cao Ở THCS, học sinh đã biết đượcrằng lực đặc trưng cho tác dụng của vật này lên vật khác, độ lớn của lực được đobằng lực kế Học sinh đã được rằng biết lực là một đại lượng vectơ, biết cáchbiễu diễn vectơ lực Về khối lượng, học sinh cũng đã biết đó là một đại lượngliên quan đến lượng chất tạo thành vật, biết cách dùng cân để đo khối lượng

Sách giáo khoa THPT kế thừa những kiến thức đó của SGK THCS đểhoàn thiện hai khái niệm này Khi học về định luật II Niutơn, học sinh đã biếtđược thước đo định lượng của lực, đó là tích ma và biết được định nghĩa chính

thức của đơn vị Niutơn Khi học về định luật III Niutơn học sinh sẽ hiểu thêmmột đặc điểm của lực là lực luôn xuất hiện từng cặp.

Với khái niệm khối lượng cũng vậy Trên cơ sở những hiểu biết sơ lược ởTHCS, đến khi học về định luật II Niutơn, học sinh sẽ thấy rõ mối liên hệ giữakhối lượng và quán tính Đến khi học về lực hấp dẫn, lại thấy mối liên hệ giữakhối lượng và khả năng hấp dẫn của một vật Về mặt lôgic thì có thể phân biệt

“khối lượng quán tính” và “khối lượng hấp dẫn”, nhưng trên thực nghiệm thì số

đo của hai đại lượng này luôn trùng nhau, nên ta gọi chung là “khối lượng”

Thực ra, đến đây những hiểu biết của học sinh về khối lượng cũng chưathật hoàn chỉnh Sau này (ở lớp 12), học sinh sẽ có thêm một số nhận thức mới

về khái niệm đó

Trong phần nghiên cứu về các loại lực cơ, cần chú ý rằng các kết luận vềđặc điểm của các lực (phương, chiều, độ lớn) đều rút ra bằng con đường quy nạpthực nghiệm Vì vậy, khi dạy các bài về lực đàn hồi và lực ma sát, cần vận dụngphương pháp thực nghiệm để rút ra các kết luận Với bài lực hấp dẫn, tuy khôngthể làm thí nghiệm để rút ra định luật vạn vật hấp dẫn, nhưng cần nêu rõ chínhNiutơn đã khái quát hoá những quan sát thực nghiệm để dẫn tới định luật này

Trong SGK có đề cập đến khái niệm lực quán tính Việc đưa ra khái niệmlực quán tính là một phương pháp lập luận nhằm áp dụng được các định luậtNiutơn trong hệ quy chiếu phi quán tính Đưa ra khái niệm lực quán tính giúpcho việc giải một số bài toán cơ học trở nên đơn giản hơn (chẳng hạn các bàitoán về tăng, giảm trọng lượng ở lớp 10, hoặc bài toán dao động của con lắc đơntrong hệ quy chiếu có gia tốc ở lớp 12 )

2.1.2 Cấu trúc

Tổng số tiết của chương này là 17 tiết, trong đó có 4 tiết bài tập và mộttiết kiểm tra học kì ở cuối chương

Hệ thống kiến thức của chương này rất rõ ràng và chặt chẽ:

- Cơ sở lí luận của cả chương là ba định luật Niu-tơn Được rút ra từ hàngloạt quan sát và tư duy khái quát hoá, ba định luật này đặt nền móng cho sự phát

triển của cơ học Vì vậy đây là kiến thức cơ bản quan trọng nhất của chươngnày.

- Một trong những đại lượng vật lí quan trọng được đề cập đến trong cácđịnh luật này là lực Muốn dùng các định luật này để nghiên cứu các hiện tượngvật lí, cần có những hiểu biết về các đặc trưng của các lực tham gia vào các hiệntượng đó Vì vậy, một phần tất yếu của chương này là phần nghiên cứu về cáclực trong cơ học (lực hấp dẫn, lực đàn hồi, lực ma sát.)

- Tiếp theo, là một số bài vận dụng các kiến thức về các định luật Niu-tơn

và các lực cơ học để nghiên cứu một số hiện tượng vật lí quan trọng

Ta có sơ đồ lôgic phần “Động lực học chất điểm”

2.2 Một số vấn đề cần nắm về nội dung, phương pháp giảng dạy

Xoay quanh ba định luật Niu-tơn có những vấn đề lí luận khá phức tạp.

Tuy nhiên, nội dung cần trình bày cho học sinh thì lại tương đối đơn giản Vìvậy, đối với học sinh ta cũng không cần đi vào các lí luận phức tạp đó Ở mỗiđịnh luật, cần trình bày một số hiện tượng thực tế để gợi mở, dẫn dắt học sinh đitới định luật Cần lưu ý rằng, đó chỉ là những ví dụ gợi mở chứ không phải lànhững thí nghiệm chứng minh để rút ra định luật

CÁC ĐỊNH LUẬT VỀ CHUYỂN ĐỘNG

ĐL I NIU ĐL II NIU

NINIU

ĐL III NIU QUÁN TÍNH KN KHỐI LƯỢNG

HỆ QUY CHIẾU

HỆ QUY CHIẾU KHÔNG QT

CƠ HỌC

CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT BỊ NÉM

TRỌNG LỰC

TRỌNG LƯỢNG THỰC HÀNH: ĐO HỆ SỐ MA SÁT

Nhưng khi dạy các bài về đặc điểm của các lực cơ học, hoặc các bài khảosát chuyển động thì cần tận dụng phương pháp thực nghiệm để rút ra kiến thứctrong bài học Những vấn đề sau đây nhất thiết dùng thí nghiệm để xây dựng bàihọc:

- Quy tắc hình bình hành lực

- Các đặc điểm của lực đàn hồi

- Các đặc điẻm của lực ma sát nghỉ, lực ma sát trượt

Về định luật II Niu-tơn, việc bố trí thí nghiệm để kiểm chứng lại địnhluật đối với một vật riêng lẻ là rất khó khăn Nhưng đến khi học sinh đã học về

hệ vật, có thể dùng định luật II Niu-tơn để tính được gia tốc của các vật trong hệ

và dùng thí nghiệm để kiểm chứng lại kết quả đó Như vậy ta đã gián tiếp kiểmchứng được định luật này

Nói chung, cách viết trong chương này rất chú trọng phương pháp thựcnghiệm Người dạy cần tận dụng các thí nghiệm để đưa học sinh vào tình huống

có vấn đề, từ đó giúp học sinh giải quyết vấn đề Điều đó đòi hỏi việc chuẩn bịthí nghiệm phải hết sức tỉ mỉ, chu đáo, và khi thực hiện trên lớp cũng phải rấtkhẩn trương, tranh thủ thời gian mới có thể kịp hoàn thành bài giảng

2.3 Những kiến thức cơ bản và kĩ năng

2.3.1 Kiến thức cơ bản

- Phát biểu được định nghĩa của lực và nêu được lực là đại lượng vectơ

- Phát biểu được quy tắc tổng hợp các lực tác dụng lên một chất điểm và phântích một lực thành hai lực theo các phương xác định

- Nêu được khái niệm quán tính của vật và kể được một số ví dụ về quán tính

- Phát biểu được định luật I Niutơn

Phát biểu được định luật vạn vật hấp dẫn, viết được hệ thức của định luật này Nêu được ví dụ về lực đàn hồi và những đặc điểm của lực đàn hồi của lò xo(điểm đặt, phương, chiều)

- Phát biểu được định luật Húc và viết hệ thức của định luật này đối với độ biếndạng của lò xo

- Nêu được đặc điểm của lực ma sát trượt, ma sát nghỉ và ma sát lăn Viết đượccông thức tính lực ma sát nghỉ cực đại và lực ma sát trượt.

- Nêu được mối quan hệ giữa lực, khối lượng và gia tốc được thể hiện trong địnhluật II Niutơn như thế nào và viết được hệ thức của định luật này

- Nêu được gia tốc rơi tự do là do tác dụng của trọng lực và viết được hệ thức:

P mg 

- Nêu được khái niệm khối lượng là số đo mức quán tính của vật

- Phát biểu được định luật III Niutơn và viết được hệ thức của định luật này

- Nêu được các đặc điểm của phản lực và lực tác dụng

- Nêu được lực hướng tâm trong chuyển động tròn đều là tổng hợp các lực tácdụng lên vật và viết được hệ thức: mv2 2

2.3.2 Các kĩ năng cần thiết

Trong quá trình dạy - học chương này, cần hình thành và củng cố các kĩnăng quan trọng sau:

- Vận dụng được định luật Húc để giải bài tập về sự biến dạng của lò xo

- Vận dụng công thức của lực hấp dẫn để giải các bài tập

- Vận dụng được công thức của lực ma sát để giả bài tập

- Biểu diễn được các vectơ lực và phản lực trong một số ví dụ cụ thể

- Vận dụng các định luật I, II, III Niutơn để giải được các bài toán đối với mộtvật, đối với hệ hai vật chuyển động trên mặt phẳng nằm ngang, nằm nghiêng

- Vận dụng được mối quan hệ giữa khối lượng và mức quán tính của vật để giảithích một số hiện tượng thường gặp trong đời sống và kỹ thuật

- Vận dụng quy tắc tổng hợp lực và phân tích lực để giải bài tập đối với vật chịutác dụng của ba lực đồng quy

- Kĩ năng diễn đạt các hiện tượng vật lí bằng hình vẽ (đặc biệt là cách biểu diễncác vectơ F a v  , , liên quan đến mỗi hiện tượng).

- Giải được bài toán về chuyển động của vật ném ngang, ném xiên

- Giải được bài tập về sự tăng, giảm và mất trọng lượng của vật

- Xác định được lực hướng tâm và giải được bài toán về chuyển động tròn đềukhi vật chịu tác dụng của một lực hoặc hai lực

- Giải thích được các hiện tượng liên quan đến lực quán tính li tâm

- Xác định được hệ số ma sát trượt bằng thí nghiệm

- Kĩ năng vận dụng kiến thức để giải các bài tập trắc nghiệm

2.4 Cơ sở để lựa chọn và xây dựng hệ thống bài tập

+ Từ thực trạng chất lượng kiến thức cơ bản và giải bài tập của học sinh chương

“Động lực học chất điểm”,

+ Từ những yêu cầu rèn luyện kĩ năng cơ bản giải bài tập chương “Động lực họcchất điểm”, trong đó kĩ năng phân tích, tổng hợp được đặc biệt chú ý Nên việclựa chọn hệ thống bài tập cần đảm bảo:

* Góp phần khắc phục những khó khăn chủ yếu, những sai lầm phổ biến của họcsinh khi giải bài tập vật lí

* Kích thích hứng thú học tập và phát triển tư duy của học sinh đồng thời kiểmtra, đánh giá chất lượng kiến thức, kĩ năng của học sinh về từng phần củachương trình Làm cho học sinh nắm chắc kiến thức, biết vận dụng kiến thức đãhọc để giải được các bài tập vật lí

* Số lượng bài tập phù hợp vời thời gian quy định của chương trình học, thờigian học ở nhà và vừa sức học sinh

* Bài tập cơ bản tương ứng với từng kiến thức, đầy đủ các loại Sắp xếp các bàitập từ dễ đến khó, đơn giản đến phức tạp

* Bài tập tổng hợp được phát triển một cách linh hoạt từ các bài tập cơ bản Từbài tập tổng hợp học sinh có thể tự mình xây dựng được các bài tập cơ bản rồihình thành các bài tập tổng hợp mới để về nhà giải Nhờ vậy mà học sinh hình

thành được năng lực phân tích, tổng hợp và họ nắm vững kiến thức một cách có

hệ thống, họ có thể vận dụng kiến thức một cách linh hoạt

2.5 Một số căn cứ đưa ra biện pháp thực hiện

1 Trong thực tế dạy học, bài tập vật lí được hiểu là một vấn đề được đặt ra đòihỏi phải giải quyết nhờ những suy luận lôgic, những phép toán và thí nghiệmdựa trên cơ sở các định luật và các phương pháp vật lí Hiểu theo nghĩa rộng thìmỗi vấn đề xuất hiện do nghiên cứu tài liệu giáo khoa cũng chính là một bài tậpđối với học sinh Sự tư duy định hướng một cách tích cực luôn luôn là việc giảibài tập

2 Đến một chừng mực nào đó, kĩ năng phân tích ,tổng hợp được hình thành vàqua rèn luyện trong quá trình giải bài tập vật lí, hành động đã được tự động hoá.Chính lúc đó, là kĩ xảo đã được hình thành

3 Hình thành kĩ năng phân tích, tổng hợp cần kết hợp với việc hình thành các kĩnăng thực hành thí nghiệm, kĩ năng quan sát, mô tả, giải thích các sự kiện, kỹnăng sử dụng đồ hoạ, sử dụng toán học, sử dụng ngôn ngữ

4 Căn cứ vào cấu trúc, nội dung các kiến thức trong sách giáo khoa vật lí lớp 10,phát hiện các kiến thức cần phân tích, tổng hợp chứa đựng các bài tập, để đưa ranhững hoạt động thích hợp nhằm hình thành kĩ năng phân tích - tổng hợp

5 Hình thành kĩ năng phân tích - tổng hợp phải căn cứ vào mức độ, yêu cầu củachương trình, sách giáo khoa và trình độ học sinh trong từng lớp, mà đưa ra cáchoạt động phù hợp

6 Các biện pháp thực hiện hình thành kĩ năng phân tích - tổng hợp phải cụ thể,

dễ thực hiện và theo sát sách giáo khoa

7 Căn cứ vào thực trạng dạy học bài tập vật lí hiện nay ở các trường trung họcphổ thông

2.6 Một số biện pháp thực hiện

1 Chú trọng đến việc rèn luyện cho học sinh biết cách giải bài tập một cáchkhoa học, đảm bảo đi đến kết quả một cách chính xác

2 Dùng phương pháp Grap để hướng dẫn cho học sinh giải các bài tập địnhlượng có tác dụng giúp cho họ rèn luyện tư duy trìu tượng, rèn luyện kĩ năngphân tích - tổng hợp, rèn luyện kĩ năng vận dụng lý thuyết đã học vào giải bàitập vật lí.

3 Hình thành cho học sinh một mô hình khái quát để giải quyết các bài tập, cácđối tượng cùng loại, giúp họ nhận dạng bài tập trong quá trình giải bài tập vật lí

4 Tăng cường việc xây dựng lập luận trong giải bài tập cho học sinh, giúp họbiết cách tìm tòi để nhận ra đại lượng đã cho, đại lượng cần tìm trong mối quan

mở rộng kiến thức cho học sinh khi giải bài tập vật lí Qua đó giúp họ thông hiểu

và có kĩ năng sử dụng phương pháp phân tích - tổng hợp để giải bài tập vật lí nóiriêng, trong học tập vật lí nói chung

b Yêu cầu

Hệ thống bài tập có nội dung:

+ Phù hợp với nội dung khoa học của chương “Động lực học chất điểm”trong sách giáo khoa vật lí 10 nâng cao THPT

+ Học sinh giải được các BTCB

+ Các BTCB đi từ dễ đến khó, bám sát mục tiêu bài học Học sinh có thểgiải được các BTTH dưới sự hướng dẫn của giáo viên và có thể tự xây dựngđược BTTH từ các BTCB, từ đó hình thành BTTH mới và BTVN.

2.7.2 Phương pháp biên soạn

* Dựa vào nội dung cơ bản của sách giáo khoa, tuyển chọn và biên soạndựa vào một số bài tập của tác giả trong và ngoài nước

* Xây dựng hệ thống bài tập áp dụng các biện pháp đã nêu:

- Xây dựng các BTCB sát nội dung bài học Hình thành BTTH từ cácBTCB theo sơ đồ định hướng sử dụng phương pháp phân tích, tổng hợp

- Giải quyết các BTCB và BTTH theo các bước chung để giải bài tập

về nhà thông qua bài tập tổng hợp

2.7.3 Xây dựng hệ thống bài tập chương “Động lực học chất điểm”

Đại lượng cần tìm: Lực tác dụng F vào vật

2 Phân tích: Đây là bài toán cho gia tốc chuyển động của vật và yêu cầu xácđịnh lực tác dụng vào vật Như vậy để tìm lực tác dụng vào vật thông qua gia tốc

và khối lượng ta sẽ áp dụng định luật II Niutơn: F = ma

3 Giải: Viết Grap tiến trình giải bài tập

Bài giải: Dùng phương pháp phân tích

1 Tóm tắt: Đại lượng đã cho: m1 = 2 tấn = 2.10-2 (kg

a1 = 0,3 m/s2

a2 = 0,2 m/s2

F1 = F2

Đại lượng cần tìm: Khối lượng m của hàng hoá trên xe

2 Phân tích: Đây là bài toán biết chuyển động của vật và yêu cầu xác định khốilượng của vật Ta thấy xe ô tô khi không chở hàng chịu tác dụng của hợp lực F1

gây ra gia tốc a1 theo định luật II Niutơn ta có : F1 m a1 1 Tương tự đối với xechở hàng chịu tác dụng của hợp lực F2 và gây ra gia tốc a2 và theo định luật II tacó: F2 m a2 2

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của xe ô tô Sau đó chiếu hai phươngtrình của định luật II lên chiều dương, kết hợp với giả thiết F1 = F2 Từ đó tatính được m2 là khối lượng của ô tô khi chở hàng Như vậy khối lượng hàng hoátrên xe là m = m2 - m1

3 Giải:

Ta có : F1 = m1a1

2.10 0,3

0, 2

m a m

Bài giải: Dùng phương pháp tổng hợp để giải

1.Tóm tắt: Đại lượng đã cho: m = 2 tấn = 2000 (kg)

v = 54 km/h = 15(m/s),

s = 20(m),

vt = 0

Đại lượng cần tìm: Lực hãm phanh F

2 Phân tích: Đây là loại bài toán về chuyển động của vật dưới tác dụng của lực

Ta đã biết các thông số của chuyển động là v, m, s ta sẽ tính được gia tốc chuyểnđộng của ô tô theo công thức: v2 - v02 = 2as Sau đó áp dụng định luật II Niu tơn

ta sẽ tính được lực hãm phanh của ô tô

3 Giải: Viết Grap tiến trình giải bài tập

) 15 ( 0 2

2 2

Độ lớn lực hãm phanh là: F = m a  2000  5 , 625  11250(N)

Fs

av

vom

Định luật II Niutơn

4 Nhận xét: Đây là bài toán về chuyển động dưới tác dụng của lực Nếu biết lực

F (hợp lực), ta tính được gia tốc a = m F , từ đó khảo sát chuyển động của vật (tìmđược đường đi, vận tốc, thời gian ) Và ngược lại, nếu biết các thông số củachuyển động thì dựa vào các công thức đã học ta tìm được gia tốc a và tìm đượclực tác dụng Lực tác dụng có thể là lực phát động (truyền gia tốc cho vật), hoặclực cản (hãm chuyển động)

(BTTH)2:

Một viên bi A chuyển động trên mặt phẳng nằm ngang với vận tốc 0,1m/

s Viên bi B chuyển động với vận tốc 0,3 m/s tới va chạm vào viên bi A từ phíasau Sau va chạm hai biên bi chuyển động với cùng một vận tốc là 0,15 m/s Sosánh khối lượng của hai viên bi đó

Bài giải: Dùng phương pháp tổng hợp

1 Tóm tắt: Đại lượng đã cho: v01 = 0,1(m/s)

Đây là loại bài toán về tương tác giữa hai vật Chọn chiều dương là chiều

chuyển động của hai viên bi Gọi a1, a2 lần lượt là gia tốc của viên bi A và viên

bi B thu được trong thời gian va chạmt Khi đó a1, a2 được xác định theo công

thức:

t

v v a t

v v a

v v a

t t

t

v v a

05 , 0 1 , 0 15 , 0

02 2 2

01 1 1

Suy ra :

t

m t

Dưới tác dụng của lực F, vật có khối lượng m1 thu được gia tốc a1= 1 m/

s2, vật có khối lượng m2 thu được gia tốc a2 = 3 m/s2 Tính gia tốc thu được của

vật có khối lượng

2

2

1 m m

m  khi chịu tác dụng của lực F

Bài giải: Dùng phương pháp tổng hợp

1 Tóm tắt: Đại lượng đã cho: m1, a1 = 1 (m/s)

Đại lượng cần tìm: Gia tốc a của vật m

2 Phân tích: Đây là bài toán cùng một lực tác dụng lên nhiều vật Bài toán đãcho a1, a2, F ta sẽ tính được m1, m2 theo định luật II Niutơn Biết m1, m2 (

2

2

1 m

m

m  ), F ta sẽ tính được gia tốc a của vật m theo định luật II Niutơn

3.Giải: Viết Grap tiến trình giải

a

F m m

F m m

F

a    (2)

2 1

2

m m

F m

F a

2 2

1

2 1

2 1

/ 5 , 1 3 1

3 1 2 2

2

s m a

a

a a a

F a

ĐS: mh = 82,5kg(BTTH)1’:Một ô tô có khối lượng m1 = 1000 kg đang chạy với vận tốc 18 km/hthì hãm phanh Biết lực hãm là 2000 N Tính quãng đường xe còn chạy thêmtrước khi dừng hẳn

ĐS: s = 6,25 (m)

(BTTH)2’: Xe lăn A khối lượng 200g đang chạy trên đường nằm ngang với vậntốc 2 m/s thì đụng vào xe lăn B đang đứng yên Sau va chạm xe A giật lùi vớivận tốc 0,5 m/s, còn xe B thì chuyển động với vận tốc 0,5 m/s Tính khối lượngcủa xe B

ĐS: mB = 1(kg)

(BTVN)’: Một lực Fkhông đổi truyền cho một vật có khối lượng m1 một gia tốcbằng 4 m/s2, truyền cho một vật khác có khối lượng m2 một gia tốc bằng 2 m/s2.Nếu đem ghép hai vật đó làm một thì lực đó truyền cho vật ghép một gia tốcbằng bao nhiêu?

ĐS: a 1,33 m/s2

Phần 2: Các lực cơ học (6 BTCB, 4 BTTH, 2 BTVN)

(BTCB)1:

Mặt Trăng và Trái Đất có khối lượng lần lượt là 7,4.1022 kg và 6.1024 kg,cách nhau 3,84.108 m Tính lực hút giữa chúng.

Bài giải: Dùng phương pháp tổng hợp để giải

1 Tóm tắt: Đại lượng đã cho: MT = 7,4.1022 kg

MD = 6.1024 kg

r = 3,84.108 m

G = 6,68.10-11

2 2

kg Nm

Đại lượng cần tìm: Lực hút F giữa Mặt Trăng và Trái Đất

2 Phân tích: Đây là loại bài toán về lực hấp dẫn do đó ta chỉ cần áp dụng Địnhluật vạn vật hấp dẫn ta có thể tính được lực hút giữa Mặt Trăng và Trái Đất theo

công thức: 2 D

r

M M G

3 Giải: Viết Grap tiến trình giải bài tập

Từ Grap ta có: Lực hút giữa Mặt Trăng và Trái Đất là:

20 2

8

24 22 11

) 10 84 , 3 (

10 6 10 4 , 7 10 68 ,

MD

r

F

Định luật vạn vật hấp dẫn

Bài giải: Dùng phương pháp phân tích để giải.

1 Tóm tắt: Đại lượng đã cho: g0 = 9,8 m/s2

g 

0 2

2

0

) (

)

R g g h R

R g

g

D

D D

2

5

4 ( 8 , 9 ) 4 / 1 1

Khi người ta treo quả cân khối lượng 300 g vào đầu dưới lò xo (đầu trên

cố định) thì lò xo dài 31cm Khi treo thêm quả cân 200 g nữa thì lò xo dài 33

cm Tính chiều dài tự nhiên và độ cứng của lò xo Lấy g = 10 m/s2

Bài giải: Dùng phương pháp phân tích

1 Tóm tắt: Đại lượng đã cho: m1 = 300 g = 0,3 kg

l1 = 31 cm = 0,31 m

m2 = 200 g = 0,2 kg

l2 = 33 cm = 0,33 m

g = 10 m/s2.

Đại lượng cần tìm: Chiều dài tự nhiên l0 và độ cứng k của lò xo

2 Phân tích: Khi treo vật có khối lượng m1 = 0,3 kg vào đầu dưới của lò xo thì

lò xo giãn ra một đoạn l l1  l0 Khi đó trọng lực P1 cân bằng với lực đàn hồicủa lò xo: P1 = Fdh1 suy ra m1g = k(l1 - l0) (1) Khi treo thêm vật có khối lượng

m2 = 0,2 kg vào đầu dưới của lò xo thì lò xo giãn ra một đoạn l2 l2  l0, khi đótổng trọng lực của (P1 + P2) cân bằng với lực đàn hồi của lò xo: P1 + P2 = Fdh2

suy ra m1g + m2g = k(l2 - l1) (2) Giải hệ phương trình (1) và (2) ta sẽ tìm được l0,k

10 2 , 0 1 2

1

m

N l

l

g m

100

10 3 , 0 33 , 0 100 1

Bài giải: Kết hợp phương pháp phân tích và tổng hợp

1 Tóm tắt: Đại lượng đã cho : m = 500 kg, s = 25 m

Fms

2 Phân tích: Muốn tìm lực kéo động cơ trước hết ta xác định gia tốc chuyểnđộng của ô tô Với s và v đã biết ta có thể xác định được gia tốc thông qua s và vtheo công thức: v2 - v02 = 2as.

Xét chuyển động của ô tô: ô tô chịu tác dụngcủa trọng lực P, phản lực N, lực

ma sát Fms, và lực kéo F của động cơ Theo định luật II Niutơn

a m F

Chọn hệ trục toạ độ xoy như hình vẽ, chiều

dương là chiều chuyển động của ô tô

Gia tốc chuyển động của ô tô là: 2 2 2

2 2

/ 5 , 0 25 2

0 5

v v

Bài giải: Kết hợp phương pháp phân tích và tổng hợpCâu a

1 Tóm tắt: Đại lượng đã cho: m = 3 kg Q

FF

2 Phân tích: Ta xét theo phương chuyển động, vật chịu tác dụng của trọng lực

P, phản lực Q của mặt bàn, lực ma sát giữa vật và mặt bàn Fms, lực F Theođịnh luật II Niutơn ta có: FQFms Pm a Chiếu phương trình này lên phươngchuyển động ta có: F - Fms = ma (1)

Khi vật chuyển động, lực ma sát là lực ma sát trượt có độ lớn F = N (N

là áp lực có độ lớn bằng phản lực Q), còn khi chưa chuyển động thì lực ma sátnghỉ có độ lớn: Fms <  N

Như vậy ta có F ms  N , với N có độ lớn chính bằng trọng lực P = mg củavật Do đó: F ms  N  0 , 2 3 10  6N

Nếu lực tác dụng có độ lớn 5 N < lực ma sát thì vật sẽ đứng yên Khi đó gia tốc

a = 0 Nếu lực tác dụng có độ lớn 7 N > lực ma sát thì vật chuyển động với giatốc a được xác định từ (1) Sau đó xác định v theo công thức: v = at

6 7