Vận dụng lý thuyết phát triển bài tập dạy học bài tập chương động lực học chất điểm vật lý 10 chương trình cơ bản

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH --- LÊ THỊ TUYẾT HOA VẬN DỤNG LÝ THUYẾT PHÁT TRIỂN BÀI TẬP DẠY HỌC BÀI TẬP CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” VẬT LÝ 10 CHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN Vi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

-

LÊ THỊ TUYẾT HOA

VẬN DỤNG LÝ THUYẾT PHÁT TRIỂN BÀI TẬP

DẠY HỌC BÀI TẬP CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” VẬT LÝ 10 CHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN

Vinh, năm 2012

LỜI CẢM ƠN

Tác giả xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với cô giáo, PGS.TS Phạm Thị Phú, người đã định hướng đề tài, tận tình hướng dẫn, động viên và giúp đỡ tác giả trong suốt thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn

Tác giả luận văn xin chân thành cảm ơn Khoa đào tạo Sau đại học, tổ bộ môn phương pháp giảng dạy Vật lý Trường Đại học Vinh, các thầy giáo, cô giáo khoa Vật lý Trường Đại học Vinh cùng Trung Tâm Giáo Dục Thường Xuyên - Huyện Thanh Bình - Tỉnh Đồng Tháp

Cuối cùng, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đối với gia đình, những người thân yêu đã động viên, giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn này

Tác giả

Lê Thị Tuyết Hoa

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i1

BẢNG VIẾT TẮT………i5

MỞ ĐẦU……… 1

CHƯƠNG 1 LÝ THUYẾT PHÁT TRIỂN BÀI TẬP TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG 11

1.1 Bài tập trong dạy học vật lý 11

1.1.1 Định nghĩa bài tập 11

1.1.3 Phân loại bài tập vật lý 13

1.2 Lý thuyết phát triển bài tập vật lý [`11] 16

1.2.1 Khái niệm phát triển bài tập vật lý 16

1.2.2 Tại sao trong dạy học BTVL cần vận dụng lý thuyết phát triển BTVL? 16

1.2.4 Phát triển BTVL trong dạy học BTVL 20

1.2.5 Quy trình xây dựng BTVL một chương trình theo lý thuyết phát triển BTVL [11]20 1.3 Các cách hướng dẫn HS giải bài tập vật lý 21

1.3.1.Hướng dẫn giải theo mẫu (Hướng dẫn Algôrit [18, 41 – 49] 21

1.3.2.Hướng dẫn tìm tòi (Ơrixtic) [18, 43 – 44] 22

1.3.3 Định hướng khái quát chương trình hóa [18, 47 – 48] 22

1.4 Sử dụng bài tập trong dạy học vật lý theo lý thuyết phát triển bài tập [11] 23

Trong dạy học Vật lý cần phải phát triển (mở rộng) vì: 23

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” 26

THEO LÝ THUYẾT PHÁT TRIỂN BÀI TẬP VẬT LÝ 26

2.1 Vị trí, đặc điểm chương “Động lực học chất điểm” trong chương trình Vật lý lớp10 26 2.2 Mục tiêu dạy học chương “Động lực học chất điểm” 26

* Kiến thức 26

* Kỹ năng 27

2.3 Nội dung kiến thức cơ bản chương “Động lực học chất điểm” 28

2.3.1 Grap hóa nội dung chương “Động lực học chất điểm” theo sách vật lý lớp 10 chương trình chuẩn 28

2.3.2 Những đơn vị kiến thức cơ bản trong chương “Động lực học chất điểm” 29

2.4 Xây dựng bài tập cơ bản chương “Động lực học chất điểm” 30

Bài tập cơ bản 1 30

Bài tập cơ bản 2 30

Bài tập cơ bản 3 31

Bài tập cơ bản 4 31

Bài tập cơ bản 5 32

2.6 Xây dựng hệ thống bài tập cơ chương “Động lực học chất điểm” theo lý thuyết phát triển BTVL 32

2.6.1 Phát triển bài tập cơ bản 1 32

2.6.2 Phát triển BTCB 2 36

2.6.3 Phát triển BTCB 3 40

2.6.4 Phát triển BTCB 4 44

2.6.5 Phát triển BTCB 5 48

2.7 Thiết kế một số giáo án bài tập vận dụng lý thuyết phát triển bài tập dạy chương “Động lực học chất điểm” 53

2.7.1 Giáo án 1 Bài tập ba định luật New-tơn và các lực học (lực đàn h i và lực hấp dẫn) 53

2.7.2 Giáo án 2 Bài tập Động lực học 57

2.7.3 Giáo án 3 T ng kết chương “Động lực học chất điểm” 61

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 68

3.1 Mục đích c a thực nghiệm sư phạm 68

3.2 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 68

3.3 Phương pháp thực nghiệm 68

3.4 Nội dung thực nghiệm sư phạm 69

3.5 Kết quả thực nghiệm sƣ phạm 69

3.5.1 Phân t ch định lư ng 69

3.5.2 Phân t ch định t nh, đánh giá 72

KẾT LUẬN 74

TÀI LIỆU THAM KHẢO .75

PHỤ LỤC 77

Phụ lục 1 Các phiếu học tập 77

Phụ lục 2 Minh chứng thực nghiệm sƣ phạm……… 75

BẢNG VIẾT TẮT

Viết tắt Cụm từ

BT bài tập BTCB bài tập cơ bản BTTH bài tập tổng hợp

DH dạy học ĐLH CĐ………động lực học chất điểm

HS học sinh

GV giáo viên SGK sách giáo khoa SGV sách giáo viên THPT trung học phổ thông KHTN khoa học tự nhiên KTCB kiến thức cơ bản

PA phương án LTN lớp thực nghiệm LĐC lớp đối chứng LLDH lý luận dạy học

MỞ ĐẦU

1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Trong dạy học, bài tập nói chung và bài tập Vật lý nói riêng hỗ trợ đắc lực cho việc

c ng cố tri thức, đào sâu, mở rộng kiến thức, hoàn thiện kiến thức lý thuyết đã học một cách sinh động có hiệu quả Bài tập Vật lý có ý nghĩa quan trọng trong việc kiểm tra đánh giá kiến thức, tính tự lực, tính cẩn thận, tính kiên trì, tinh thần vượt khó c a học sinh, qua đó phát triển tư duy học sinh và khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn và đời sống

Việc dạy học vật lý ở trung tâm giáo dục thường xuyên Thanh Bình chưa phát huy được hết vai trò c a bài tập vật lý trong việc thực hiện các nhiệm vụ dạy học Đặt biệt trong giai đoạn khi mà thi tốt nghiệp THPT và tuyển sinh đại học sử dụng trắc nghiệm khách quan, tình hình sử dụng bài tập trong thực tế dạy học ngày càng xa rời các chức năng lý luận dạy học c a bài tập vật lý Chính điều này ảnh hưởng nhiều đến chất lượng học tập môn Vật

lý

Trong các công trình nghiên cứu đổi mới phương pháp dạy học bài tập vật lý tôi quan tâm đến lý thuyết phát triển bài tập Tinh thần cơ bản c a lý thuyết này là từ một bài tập cơ bản, đơn giản ban đầu biến đổi để có các bài tập mới có độ khó khác nhau tùy thuộc vào đối tượng học sinh và mục đích sử dụng; một bài tập phức tạp là tổ hợp các bài tập cơ bản, việc giải một bài tập tổng hợp phức tạp chính là việc phân tích để nhận thấy các bài cơ bản Trong đó, vận dụng lý thuyết này trong dạy học bài tập sẽ giảm được áp lực luyện giải bài tập, học sinh không chỉ ch động giải bài tập được giao mà còn ch động đặt được bài tập để giải

Trong quá trình dạy bài tập vật lý, giáo viên chọn giải bài tập từ đơn giản đến phức tạp

dắt HS liên tưởng đến kiến thức đã học được dễ dàng, do đó tôi chọn lý thuyết phát triển bài tập cho đề tài luận văn thạc sĩ c a mình

Trong chương trình Vật lý THPT, chương “Động lực học chất điểm” là chương quan trọng c a chương trình Vật lý 10, nó có nội dung gần gũi với cuộc sống thường nhật, có nhiều khả năng thực hiện nhiệm vụ giảng dạy vật lý gắn với đời sống, làm cho môn học gần gũi, tạo cho học sinh thói quen ứng dụng kiến thức vật lý vào cải thiện, nâng cao chất lượng cuộc sống Vì thế tôi chọn bài tập chương “Động lực học chất điểm” để xây dựng hệ thống bài tập vật lý theo lý thuyết phát triển

Với mong muốn góp phần vào việc nâng cao chất lượng giáo dục nói chung đồng thời làm tăng vai trò chức năng BTVL ở trung học phổ thông, tôi chọn đề tài: “Vận dụng lý thuyết phát triển bài tập dạy học bài tập chương “Động lực học chất điểm” Vật Lý 10 chương trình chuẩn

2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Xây dựng được hệ thống BT chương “Động lực học chất điểm” (Vật lý 10 cơ bản) theo

lý thuyết phát triển BTVL và đề xuất các phương án sử dụng nhằm góp phần nâng cao chất lượng dạy học vật lý

3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

4 GIẢ THUYẾT KHOA HỌC

Có thể xây dựng và sử dụng hệ thống BTVL chương “Động lực học chất điểm” theo lý thuyết phát triển BT đảm bảo các yêu cầu về khoa học cơ bản, về tâm lý học, lý luận dạy học

(LLDH) và đảm bảo tính khả thi như đề xuất trong luận văn này; từ đó góp phần nâng cao chất lượng dạy học

5 NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU

5.1 Nghiên cứu cơ sở lý luận dạy học bài tập vật lý

5.2 Nghiên cứu, tìm hiểu lý thuyết phát triển bài tập vật lý

5.3 Tìm hiểu mục tiêu, nội dung dạy học chương “Động lực học chất điểm” chương trình chuẩn

5.4 Xây dựng hệ thống bài tập chương “Động lực học chất điểm” theo lý thuyết phát triển bài tập vật lý

5.5 Đề xuất phương án dạy học bài tập với hệ thống bài tập đã xây dựng lý thuyết phát triển bài tập

5.6 Thực nghiệm sư phạm

6 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

6.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

- Nghiên cứu tài liệu về dạy học nhằm phát triển tư duy trong hoạt động nhận thức c a học sinh

- Nghiên cứu cơ sở lý luận c a bài tập vật lý

- Nghiên cứu chương trình sách giáo khoa, sách bài tập và sách tham khảo để phân tích cấu trúc logic, nội dung kiến thức ở chương “Động lực học chất điểm” ở lớp 10 chương trình chuẩn

6.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

Xây dựng một số phương án mẫu để phát triển bài tập cơ bản thành bài tập phức tạp ở phần động lực học chất điểm

Thực hiện một số phương án đã xây dựng vào dạy học để kiểm tra giả thuyết khoa học

6.3 Phương pháp thống kê toán học

Dùng phương pháp này để xử lý kết quả thực nghiệm sư phạm, từ đó rút ra kết luận đồng thời đề xuất việc vận dụng cho các phần khác c a chương trình vật lý

7 ĐÓNG GÓP MỚI CỦA ĐỀ TÀI

* Về lý luận: Góp phần hiện thực hóa lý thuyết phát triển BT trong DHVL

* Về ứng dụng:

- Xây dựng được hệ thống BTVL dùng cho DH chương “Động lực học chất điểm” theo

lý thuyết phát triển BTVL đảm bảo tính khoa học, sư phạm và khả thi, hiệu quả trong việc nâng cao chất lượng dạy học gồm: 5 BTCB, 25 BTVL theo năm hướng phát triển BTVL

- Thiết kế 3 tiến trình DH sử dụng các BT đã xây dựng gồm 2 bài học BTVL, 1 bài học

BT tổng kết chương

8 CẤU TRÚC LUẬN VĂN

* Mở đầu

* Nội dung gồm 3 chương:

Chương 1: Lý thuyết phát triển bài tập trong dạy học vật lý ở trường

ph thông (14 trang)

Chương 2: Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập chương “Động lực học chất điểm” theo

lý thuyết phát triển bài tập vật lý

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

* Kết luận

 Tài liệu tham khảo

CHƯƠNG 1 LÝ THUYẾT PHÁT TRIỂN BÀI TẬP TRONG DẠY

1.1 Bài tập trong dạy học vật lý

1.1.1 Định nghĩa bài tập

Trong thực tiễn dạy học cũng như trong các tài liệu giảng dạy, BTVL được hiểu là một vấn đề đặt ra cần phải giải quyết nhờ những suy luận logic, những phép toán và thí nghiệm dựa trên cơ sở các định luật Vật lý, các phương pháp Vật lý [18, 7] Trong từ điển tiếng Việt hai thuật ngữ “bài tập” và “bài toán” được giải nghĩa khác nhau Bài tập là bài ra cho HS làm

để vận dụng những điều đã học; còn bài toán là những vấn đề cần giải quyết bài toán xuất hiện trong mọi lĩnh vực c a cuộc sống: bài toán giao thông ở Việt nam, bài toán ô nhiễm môi trường toàn cầu, bài toán chất lượng giáo dục đại học… Cũng có ý kiến cho rằng cần phân biệt hai thuật ngữ “bài tập Vật lý” và “bài toán Vật lý” Bởi vì, “bài tập Vật lý” có nghĩa là tập vận dụng kiến thức lý thuyết đã học một cách đơn giản vào những trường hợp

cụ thể; còn “bài toán Vật lý” được sử dụng để hình thành kiến thức mới trong khi giải quyết một vấn đề mới được đặt ra chưa có câu trả lời, hoặc chưa có cách giải quyết Kiến thức mới này được suy ra từ những kiến thức cũ Bên cạnh đó trong một số tài liệu lý luận dạy học bộ môn các tác giả lại chỉ dùng hoặc thuật ngữ “bài tập Vật lý”, hoặc “bài toán Vật lý” song cùng cách hiểu chung Giải bài tập (bài toán) Vật lý là tập vận dụng các quy tắc, khái niệm,

1.1.2 Tác dụng của bài tập trong dạy hoc vật lý

Trong quá trình dạy học, các bài tập vật lý có tầm quan trọng đặc biệt Chúng có những tác dụng sau [18,7-9]:

a Bài tập giúp cho việc ôn tập đào sâu, mở rộng kiến thức

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

c Giải BTVL rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn; rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát

d Giải BTVL là một trong những hình thức làm việc tự lực cao c a HS

e Giải BTVL góp phần làm phát triển tư duy sáng tạo c a HS

f Giải BTVL để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức c a HS

g BT là một yếu tố rất quan trọng c a quá trình dạy học Trong thực tế, một bài giảng, một giờ lên lớp có hiệu quả, có thỏa mãn yêu cầu nâng cao tính tích cực, sáng tạo c a

HS hay không đều phụ thuộc rất lớn vào hệ thống BT (bao gồm cả câu hỏi, BT nhận thức, …) có lý thú, có được biên soạn tốt không

h Giải BTVL là một trong những hình thức luyện tập ch yếu và được tiến hành nhiều nhất trong hoạt động dạy học Do vậy, BTVL có tác dụng cực kì quan trọng trong việc hình thành, rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng và tìm tòi kiến thức cho HS Chúng được sử dụng trong những tiết học với những mục đích khác nhau

i BTVL là một phương tiện ôn tập, đào sâu, c ng cố và mở rộng kiến thức đã học, giúp

HS thấy được những ứng dụng muôn hình, muôn vẻ trong thực tiễn các kiến thức đã học Giúp luyện tập cho HS óc phân tích để nhận biết được các hiện tượng phức tạp

bị chi phối bởi nhiều định luật, nhiều nguyên nhân Khi giải các BT đòi hỏi HS không những phải tái hiện các kiến thức mà còn phải vận dụng một cách tổng hợp các kiến thức đã học, do đó HS sẽ hiểu rõ hơn và ghi nhớ vững chắc hơn kiến thức đó

j BTVL được sử dụng như là các phương tiện nghiên cứu tài liệu mới, trang bị kiến thức mới cho HS Một khi các BT được vận dụng một cách khéo léo thì có thể dẫn dắt suy nghĩ c a HS đến các hiện tượng mới từ đó bắt đầu xây dựng khái niệm mới để giải thích được hiện tượng mới vừa phát hiện Như vậy đảm bảo cho HS lĩnh hội được kiến thức mới một cách sâu sắc và vững chắc

k BTVL là phương tiện rèn luyện cho HS kỹ năng, kỹ xảo vận dụng kiến thức, liên hệ

lý thuyết với thực tiễn, học tập với đời sống Bằng việc xây dựng các BT có nội dung sát với thực tiễn đời sống, trong đó để giải được nó yêu cầu HS phải vận dụng kiến thức đã học để giải thích các hiện tượng hoặc dự đoán các hiện tượng có thể xảy ra với những điều kiện cho trước

l BTVL là phương tiện để kiểm tra đánh giá kiến thức, kỹ năng c a HS một cách chính xác Tuỳ theo cách thức đặt câu hỏi kiểm tra có thể đánh giá được mức độ nắm vững kiến thức c a HS, đánh giá được kỹ năng tư duy sáng tạo c a HS khá chính xác

m BTVL là một phương tiện có tầm quan trọng đặc biệt trong việc rèn luyện tư duy, bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học cho HS Bởi vì, giải BTVL là hình thức làm việc tự lực căn bản c a HS Trong quá trình giải BTVL HS phải tự phân tích điều kiện trong đề bài, tự xây dựng những lập luận, thực hiện việc tính toán, khi cần thiết phải tiến hành cả thí nghiệm, thực hiện các phép đo, xác định sự phụ thuộc hàm số giữa các đại lượng để kiểm tra các kết luận c a mình Trong những điều kiện đó tư duy logic, tư duy sáng tạo c a HS được phát triển, năng lực làm việc độc lập, làm việc nhóm c a HS được nâng cao

n Thông qua giải BTVL có thể rèn luyện được những đức tính tốt như: tính độc lập, tính cẩn thận, kiên trì, vượt khó

1.1.3 Phân loại bài tập vật lý

1.1.3.1 Phân loại BTVL theo các phương tiện giải [13, 340 – 345]:

a) Bài tập định t nh: Là những BT mà khi giải, HS không cần thực hiện các phép tính

đưa lý thuyết vừa học lại gần với đời sống xung quanh, làm tăng thêm ở HS hứng thú với môn học, tạo điều kiện phát triển óc quan sát c a HS Bài tập định tính có thể là BT đơn giản, trong đó chỉ áp dụng một định luật, một quy tắt Phương pháp giải những BT loại này bao gồm những suy luận logic dựa trên các định luật Vật lý nên chúng là phương tiện rất tốt

để phát triển tư duy HS Khi giải bài tập định tính, HS phải hiểu rõ bản chất c a các khái niệm, định luật Vật lý và nhận biết được những biểu hiện c a chúng trong các trường hợp cụ thể đồng thời rèn luyện cho HS hiểu rõ bản chất các hiện tượng Vật lý và những quy luật c a chúng, dạy cho HS biết áp dụng kiến thức vào thực tiễn, rèn luyện kỹ năng phân tích nội dung Vật lý ở các bài tập tính toán

b) Bài tập t nh toán: Là những BT mà muốn giải chúng, khi giải phải xác định sự phụ

thuộc về lượng giữa các đại lượng phải tìm bằng cách thực hiện một loạt các phép tính, kết quả thu được là một đáp số định lượng, tìm giá trị c a một đại lượng Vật lý

c) Bài tập th nghiệm: Là BT đòi hỏi phải làm thí nghiệm để kiểm chứng lời giải lý

thuyết hoặc tìm số liệu cần thiết cho việc giải BT Ch yếu là những thí nghiệm đơn giản HS

có thể làm ở nhà với dụng cụ đơn giản dễ tìm hay ở phòng thí nghiệm Vật lý c a trường BT thí nghiệm có thể có dạng định tính hoặc định lượng và vận dụng các định luật Vật lý để lý giải các hiện tượng Vật lý BT thí nghiệm có tác dụng giáo dưỡng, giáo dục và kỹ năng tổng hợp rất tốt, là sáng tỏ mối quan hệ giữa lý thuyết và thực tiễn

d) Bài tập đ thị: Là BT trong đó các số liệu được dùng làm dữ kiện để giải phải tìm

trong các đồ thị cho trước hoặc ngược lại, đòi hỏi HS phải biểu diễn quá trình diễn biến c a hiện tượng nêu trong BT bằng đồ thị

1.1.3.2 Phân loại dựa theo nội dung [18, 10 – 11]:

BT được chia theo các tài liệu Vật lý như BT cơ học, BT nhiệt học, BT điện học, BT quang học, BTVL hạt nhân, BT có nội dung trừu tượng, BT có nội dung cụ thể, BT có nội dung kĩ thuật tổng hợp, BT có nội dung lịch sử, BT vui… Sự phân chia này chỉ có tính chất tương đối

1.2.3.3 Phân loại dựa theo phương pháp cho điều kiện hoặc phương thức giải [18, 12 – 16]

BT bằng lời, BT tính toán, BT thực nghiệm, BT đồ thị Sự phân chia này có tính chất quy ước vì khi giải chúng có thể phải phối hợp nhiều phương thức Ví dụ như khi giải các

BT thí nghiệm phải lập luận bằng lời, trong nhiều trường hợp vừa tính toán vừa phải vẽ đồ thị

1.2.3.4 Theo yêu cầu luyện tập kĩ năng, phát triển tư duy HS trong quá trình dạy học [18, 17]

Người ta phân biệt các BT luyện tập và BT sáng tạo Các BT luyện tập thường dùng để luyện tập cho HS những kiến thức để giải các BT theo mẫu, không đòi hỏi tư duy sáng tạo

c a HS mà ch yếu giúp HS rèn luyện để nắm vững phương pháp giải đối với một loại BT nhất định đã được chỉ dẫn Các bài tập sáng tạo, khi giải chúng đòi hỏi ở HS tư duy sáng tạo,

có tác dụng hình thành và phát triển năng lực sáng tạo cho HS

1.2.3.5 Phân loại theo mức độ phức tạp (hay theo số lượng KTCB được sử dụng) [19, 231]

Bài tập cơ bản (BTCB) và bài tập tổng hợp (BTTH) BTCB chỉ nhằm c ng cố, vận dụng những kiến thức, kĩ năng đã học ở mức độ đơn giản, khi giải HS sử dụng một đơn vị kiến thức cơ bản, loại bài tập này phù hợp với HS có học lực trung bình và học lực yếu trở xuống BTTH được biên soạn dựa trên cơ sở mở rộng hệ thống kiến thức, kỹ năng cơ bản, khi giải BTTH HS cần phải nhận ra các KTCB trong BTTH hay nhận ra nhiều BTCB phối hợp với nhau trong BTTH, loại bài tập này phù hợp với HS có học lực trung bình trở lên Trong luận văn này, chọn cách phân loại BT dựa vào mức độ phức tạp

Gồm 2 loại: Bài tập cơ bản (BTCB) và bài tập tổng hợp (BTTH)

Trong luận văn này, chọn cách phân loại BT dựa vào mức độ phức tạp

Như vậy, bài tập trong DHVL rất đa dạng, phong phú, phát huy chức năng ở tất cả các nhiệm vụ c a DHVL và được sử dụng trong tất cả các yếu tố cấu trúc c a quá trình dạy học

Vì vậy, trong thực tiễn dạy học đôi khi dạy học BT bị tuyệt đối hóa đến cực đoan Đối với

GV dạy BTVL đảm bảo phát huy chức năng lí luận DH c a BT là rất khó, GV phải tự xác định mục tiêu, lựa chọn BT, phương pháp dạy học BT; lý thuyết phát triển BTVL ra đời nhằm giải quyết khó khăn nêu trên

1.2 Lý thuyết phát triển bài tập vật lý [`11]

1.2.1 Khái niệm phát triển bài tập vật lý

BTCB: là bài tập mà khi giải chỉ cần sử dụng một đơn vị kiến thức cơ bản (Một khái niệm hoặc một định luật vật lý), có sơ đồ cấu trúc như sau:

BTTH: là BT mà khi giải cần sử dụng từ hai đơn vị kiến thức trở lên Như vậy, BTTH

là tổ hợp các BTCB Thực chất c a việc giải BTTH là việc nhận ra các BTCB trong các BTCB đó

Phát triển bài tập là biến đổi một BTCB thành các BTTH theo các phương án khác nhau

1.2.2 Tại sao trong dạy học BTVL cần vận dụng lý thuyết phát triển BTVL?

Vai trò c a BTVL trong dạy học vật lý là hết sức quan trọng, việc sử dụng chúng trong giờ học lại càng quan trọng trong việc phát triển tính tích cực nhận thức c a học sinh Trong quá trình dạy học HS thường gặp nhiều BT cùng dạng, tuy chúng có thể khác nhau về cách cho giả thiết và kết luận, khác nhau về cách diễn đạt nhưng lại dùng những công thức, kiến thức giống nhau để lập luận và tìm ra lời giải HS giải BT cùng một dạng, không phát huy

Sơ đồ 1

Hiện tượng Vật lý

1 KTCB

Ẩn số x

Kết luận Giả thiết

Dữ kiện a, b, c

được các đối tượng HS khá và giỏi, gây nhàm chán Do đó, đối với các BT cùng dạng, hoặc

sử dụng kiến thức như nhau để giải thì GV nên chọn BT điển hình để giải Sau đó thông qua

BT điển hình nhận xét, đánh giá, chỉ ra lời giải cho các BT khác

Đại đa số HS khi gặp BTTH thường không biết giải hoặc khó khăn lắm mới nhận ra BTCB trong BTTH Do đó, việc chuyển BTTH thành các BTCB là công việc khó khăn nhất

c a HS vì các em khó phát hiện BT mình gặp bao gồm những BTCB nào Do đó, GV hãy xuất phát từ BTCB và biến nó thành BTTH Nếu làm được điều này thì khi gặp các BTTH, các BT cùng dạng với BT vừa chữa HS dễ dàng tìm được lời giải Nói như vậy có nghĩa là thông qua BTCB HS nắm được BTTH; thông qua lời giải BTCB HS có lời giải c a BTTH

1.2.3 Các phương án phát triển bài tập vật lý

Việc phát triển BTVL cần phải trải qua các hoạt động: Chọn BTCB, phân tích các cấu trúc c a BTCB, mô hình hoá BTCB theo các phương pháp khác nhau Chọn BTCB là hành động có tính quyết định cho việc c ng cố kiến thức, kỹ năng nào? Hành động này bao gồm việc [15]:

+ Xác định mục tiêu: cần c ng cố KTCB nào? Nội dung c a kiến thức đó, phương trình liên hệ các đại lượng, công thức biểu diễn

+ Chọn hoặc đặt đề BT

+ Xác định dữ kiện, ẩn số

+ Mô hình hoá đề bài và hướng giải

Từ BTCB, có thể phát triển thành những BTTH muôn hình muôn vẻ Về mặt lý luận có thể khái quát thành 5 hướng phát triển BT như sau:

1.2.3.1 Phương án 1: Hoán vị giả thiết và kết luận c a BTCB để được các BTCB khác

có độ khó tương đương

1.2.3.2 Phương án 2: Phát triển giả thiết BTCB

Dữ kiện bài toán không liên hệ trực tiếp với ẩn số x bằng phương trình biểu diễn KTCB mà liên hệ gián tiếp thông qua cái chưa biết trung gian a, b, nhờ phương trình biểu diễn KTCB khác Phát triển giả thiết BTCB là thay giả thiết c a BT đó bằng một số BTCB khác buộc tìm các đại lượng trung gian là cái chưa biết liên hệ dữ kiện với ẩn số

Mức độ phức tạp phụ thuộc vào số bài toán trung gian (số cái chưa biết) Tuỳ thuộc vào đối tượng HS mà tăng hoặc giảm số bài toán trung gian

1.2.3.3 Phương án 3: Phát triển kết luận BTCB

Cái cần tìm (ẩn số x1, x2) không liên hệ trực tiếp với dữ kiện bằng một KTCB mà thông qua các ẩn sổ trung gian X, Y Phát triển kết luận là thay kết luận c a BTCB bằng một số BTCB trung gian để tìm ẩn số trung gian liên kết dữ kiện a,b,c và các ẩn số x1, y1

Giả thiết a, b,

c Cho a, b, x Cho a, c, x Cho b, c, x

Tìm c

Tìm a Tìm b

Kết luận x BTCB cũ:

Các

BTCB

mới:

Sơ đồ 2

Mức độ phức tạp phụ thuộc số bài toán trung gian (số ẩn số trong bài toán trung gian) 1.2.3.4 Phương án 4: Đồng thời phát triển giả thiết và kết luận c a BTCB (tức là kết hợp phương án 2 và phương án 3)

1.2.3.5 Phương án 5: Đồng thời phát triển giả thiết, kết luận và hoán vị giả thiết kết luận (kết hợp cả 4 hướng trên)

f (Y, y1) KTCB x2 Ẩn số x2

Ẩn số trung gian

Y

Dữ kiện a, b, c

Sơ đồ 4

1.2.4 Phát triển BTVL trong dạy học BTVL

Việc phát triển bài tập phụ thuộc vào các yếu tố sau:

- Mục tiêu giáo dưỡng: cần c ng cố, khắc sâu kiến thức nào

- Nội dung kiến thức c a bài tập

- Trình độ năng lực tư duy, khả năng làm việc tích cực, độc lập c a học sinh và mục tiêu phát triển tương ứng

- Thời gian tiết học

1.2.5 Quy trình xây dựng BTVL một chương trình theo lý thuyết phát triển BTVL [11]

1.2.5.1 Giáo viên xác định hệ thống BTCB c a chương trình

1.2.5.2 Học sinh giải BTCB ( tập dượt để hiểu rỏ và ghi nhớ kiến thức cơ bản)

Sơ đồ 6

Giả thiết

1.2.5.3 Giáo viên khái quát hóa phương pháp BTCB và phân tích bài tập Các dữ kiện a,b,c,… liên hệ với x bằng những phương trình, kiến thức cơ bản là hàm f ( a,b,c) bằng f Nắm được phương trình này sẽ giải quyết được hàng loạt bài tập khác

1.2.5.4 Giáo viên phát triển bài tập bằng cách hoán vị giả thiết, kết luận để được BTCB có độ khó tương đương

1.2.5.5 Giáo viên yêu cầu học sinh phát triển bài tập theo hướng 1 (làm theo mẫu) bằng ngôn ngữ nói

1.2.5.6 Giáo viên phát triển BTCB theo hướng phát triển giả thiết hoặc phát triển kết luận

1.2.5.7 Giáo viên hướng dẫn phát triển bài tập theo cách phát triển đồng thời giả thiết, kết luận hoặc phát triển kết luận và hoán vị chúng Ở giai đoạn này tính tự lực c a HS đã được nâng lên về chất: HS vừa là người đặt vấn đề vừa là người giải quyết vấn đề

1.3 Các cách hướng dẫn HS giải bài tập vật lý

1.3.1.Hướng dẫn giải theo mẫu (Hướng dẫn Algôrit [18, 41 – 49]

- Sự hướng dẫn hành động theo một mẫu đã có được gọi là hướng dẫn Algôrit Thuật ngữ Algôrit được dùng với ý nghĩa là một quy tắc hành động hay một chương trình hành động được xác định một cách rõ ràng, chính xác và chặt chẽ, chỉ cần thực hiện những hành động theo trình tự mà quy tắc đã chỉ ra thì chắc chắn sẽ đi đến kết quả

- Hướng dẫn Algôrit là sự hướng dẫn chỉ rõ cho HS những hành động cụ thể và trình tự thực hiện các hành động đó để đạt kết quả mong muốn Những hành động này được coi là hành động sơ cấp phải được HS hiểu một cách đơn giản và HS đã nắm vững

- Kiểu hướng dẫn Algôrit đòi hỏi GV phải phân tích một cách khoa học việc giải BT để xác định được một trình tự chính xác, chặt chẽ c a các hành động cần thực hiện để giải được

BT, tức là xây dựng được Algôrit giải BT GV đảm bảo cho các hành động đó là hành động

sơ cấp đối với HS

- Ưu điểm: kiểu hướng dẫn Algôrit chỉ đòi hỏi HS chấp hành các hành động đã được

GV chỉ ra, cứ theo đó HS sẽ diễn đạt được kết quả, sẽ giải được BT đã cho Phương thức này đảm bảo cho HS giải được BT đã giao một cách chắc chắn, nó giúp cho việc rèn luyện kỹ năng giải BT c a HS có hiệu quả Tuy nhiên, kiểu Algôrit tạo nên thói chỉ quen chấp hành những hành động đã được chỉ dẫn theo một mẫu có sẵn mà không phát huy tư duy tìm tòi, sáng tạo ở HS [15, 18] Phương thức này phù hợp với những HS đã nắm vững KTCB

- Kiểu hướng dẫn Algôrit thường được áp dụng khi dạy cho HS phương pháp giải một

BT điển hình nào đó, nhằm luyện tập cho HS kỹ năng giải một BT xác định nào đó Người

ta xây dựng các Algôrit giải cho từng loại BTCB, điển hình và luyện tập cho HS kỹ năng giải các loại BT đó để HS nắm được các Algôrit giải

1.3.2.Hướng dẫn tìm tòi (Ơrixtic) [18, 43 – 44]

- Hướng dẫn tìm tòi là kiểu hướng dẫn mang tính chất gợi ý cho HS suy nghĩ tìm tòi phát hiện cách giải quyết vấn đề Ở đây, GV chỉ gợi mở để HS tự tìm cách giải quyết, tự xác định các hành động cần thực hiện để đạt được kết quả

- Kiểu hướng dẫn tìm tòi được áp dụng khi cần giúp đỡ cho HS vượt qua khó khăn để giải được BT, đồng thời vẫn đảm bảo được yêu cầu phát triển tư duy c a HS, tạo điều kiện

để HS tự lực tìm tòi cách giải quyết

- Ưu điểm: tránh được tình trạng GV làm thay HS trong việc giải BT Vì thế, HS phải

tự lực tìm tòi cách giải BT chứ không phải chỉ chấp hành các hành động theo mẫu đã được chỉ ra, nên không phải bao giờ cũng đảm bảo cho HS giải được BT một cách chắc chắn Do

đó, GV phải hướng dẫn sao cho không đưa HS đến angôrit giải BT Sự hướng dẫn đó phải tập trung hướng tư duy HS vào phạm vi cần tìm tòi phát hiện cách giải BT

1.3.3 Định hướng khái quát chương trình hóa [18, 47 – 48]

Định hướng khái quát chương trình hoá là sự hướng dẫn cho HS tự tìm tòi cách giải

BT GV hướng hoạt động tư duy c a HS theo đường lối khái quát c a việc giải BT Quá trình này qua các bước sau:

Bước 1: Ban đầu đòi hỏi sự tự lực tìm tòi giải BT c a HS

Bước 2: Nếu yêu cầu HS ở bước 1 không đáp ứng được thì sự giúp đỡ tiếp theo c a

GV là gợi ý thêm cho HS để thu hẹp phạm vi phải tìm tòi, giải quyết cho vừa sức với HS

Bước 3: Nếu sự hướng dẫn HS ở bước 2 vẫn không đ khả năng tự lực tìm tòi giải

quyết thì GV hướng dẫn theo mẫu để đảm bảo cho HS hoàn thành được yêu cầu đặt ra, sau

đó yêu cầu HS tự lực tìm tòi giải quyết bước tiếp theo

Bước 4: Nếu cần GV giúp đỡ thêm cho đến khi giải xong BT

Kiểu hướng dẫn này được áp dụng khi có điều kiện hướng dẫn tiến trình hoạt động giải

BT c a HS, nhằm giúp HS tự giải được BT đã cho, đồng thời dạy cho HS cách suy nghĩ trong quá trình giải BT

Ưu điểm: kết hợp được việc thực hiện các yêu cầu:

+ Rèn luyện tư duy c a HS trong quá trình giải BT

+ Đảm bảo để HS giải được BT đã cho

Phương thức định hướng khái quá chương trình hóa đòi hỏi GV phải căn cứ vào trình

độ nhận thức c a HS để có sự điều chỉnh thích hợp với từng đối tượng HS đồng thời phải theo sát tiến trình hoạt động giải BT c a HS

Tóm lại: Trong dạy học BTVL điều quan trọng là người GV phải biết phối hợp để phát

huy ưu điểm đồng thời hạn chế khó khăn hay nhược điểm c a từng kiểu hướng dẫn trên sao cho việc giải BT c a HS có hiệu quả nhất [15, 20]

1.4 Sử dụng bài tập trong dạy học vật lý theo lý thuyết phát triển bài tập [11]

Trong dạy học Vật lý cần phải phát triển (mở rộng) vì:

- BTVL số lượng rất nhiều, đa dạng trong khi số tiết luyện tập giải bài tập rất hạn chế (15-20% tổng số tiết học) Vì vậy trong tiết luyện tập cần chọn bài tập điển hình về nội dung

và phương pháp Từ bài tập đó phân tích dưới nhiều góc độ khác nhau để rút ra kết luận cho hàng loạt các bài tập khác (Thông qua một bài tập mà hướng dẫn HS phương pháp giải hàng loạt các bài tập có nội dung liên quan)

- HS làm quen với việc giải BT c a GV và tập cho HS sự phát triển BT, từ đó các em

dễ dàng nhận ra các BT cơ bản trong một BT tổng hợp tức là giải được BT đó Đây cũng là một hướng dạy tự học cho HS

- Việc phát triển BTVL trong dạy học VL có tác dụng bồi dưỡng tư duy linh hoạt, nhạy bén, mềm dẻo; hạn chế lối tư duy áp đặt một chiều từ phía GV

Phát triển BTVL như thế nào? Phát triển BTVL cần phải trải qua 2 hoạt động

chính:

- Chọn BT cơ bản; Phân tích cấu trúc BT cơ bản; Mô hình hóa BT cơ bản

- Phát triển BT từ BT cơ bản theo các phương án khác nhau

Chọn BT cơ bản là hành động có tính quyết định cho việc c ng cố kiến thức, kỹ năng nào Hành động này bao gồm việc:

+ Xác định mục tiêu: cần c ng cố kiến thức cơ bản nào? Nội dung c a kiến thức đó? Phương trình liên hệ các đại lượng, công thức biểu diễn…?

c a bài tập vật lý, đặt biệt là nâng cao tính ch động học tập c a học sinh trong hoạt động giải bài tập vật lý, biến học thành tự học

Phát triển BT Vật lý vừa thực hiện tốt chức năng giáo dưỡng (ôn tập, c ng cố, hệ thống hoá kiến thức) vừa góp phần tăng cường hoạt động tự ch chiếm lĩnh kiến thức kỹ năng c a

HS, vừa phát triển năng lực diễn đạt ngôn ngữ c a HS Ở đây mọi HS đều tham giải BT để chiếm lĩnh kiến thức, kỹ năng, không còn thụ động tìm các đề bài để giải mà vai trò c a họ còn lớn hơn đó là đặt các đề bài và hiển nhiên việc giải quyết chúng nằm trong tầm tay c a các em

Vậy thông qua việc phát triển BT Vật lý không những kiến thức c a HS được rèn luyện

và nâng cao mà tính tích cực ch động đề xuất các vấn đề giải quyết cũng được nâng lên biến học thành tự học, hạn chế việc HS đến các lớp học thêm, lò luyện thi, góp phần hạn chế tiêu cực trong giáo dục

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP

CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM”

THEO LÝ THUYẾT PHÁT TRIỂN BÀI TẬP VẬT LÝ

2.1 Vị trí, đặc điểm chương “Động lực học chất điểm” trong chương trình Vật lý lớp10

Chương “Động lực học chất điểm” là chương thứ hai c a Vật lý lớp 10, chương trình chuẩn

Chương “Động lực học chất điểm”chứa đựng những nguyên lý lớn, đặt nền móng cho

sự phát triển c a cơ học; đồng thời trang bị các khái niệm nền tảng làm cơ sở nghiên cứu cân bằng và chuyển động c a vật rắn, các định luật bảo toàn Sự sắp xếp này có tính kế thừa, phù hợp với lôgic nội dung c a chương trình Do đó, chương “Động lực học chất điểm”có vị trí quan trọng trong chương trình vật lý 10 nói riêng và vật lý phổ thông nói chung

2.2 Mục tiêu dạy học chương “Động lực học chất điểm”

2.2.1 Mục tiêu theo chuẩn

- Hiểu rõ và phát biểu được ba định luật Niu-tơn, viết được phương trình c a định luật

II và III

- Hiểu được điều kiện xuất hiện và đặc điểm c a các lực cơ

- Vận dụng được các kiến thức nói trên vào một số trường hợp cụ thể

* Kiến thức

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

- Nêu được quy tắc tổng hợp và phân tích lực

- Phát biểu được điều kiện cân bằng c a một chất điểm dưới tác dụng c a nhiều lực

- Nêu được quán tính c a vật là gì và kể được một số ví dụ về quán tính

- Phát biểu được định luật I Niu-tơn

- Phát biểu được định luật vạn vật hấp dẫn và viết được hệ thức c a định luật này

- Nêu được ví dụ về lực đàn hồi và những đặc điểm c a lực đàn hồi c a lò xo (điểm đặt, hướng)

- Phát biểu được định luật Húc và viết hệ thức c a định luật này đối với độ biến dạng

c a lò xo

- Viết được công thức xác định luật ma sát trượt

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

Niu Nêu được gia tốc rơi tự do là do tác dụng c a ngoại lực và viết được hệ thức Pm g

- Nêu được khối lượng là số đo mức quán tính

- Phát biểu được định luật III Niu-tơn và viết được hệ thức c a định luật này

- Vận dụng được định luât Húc để giải được bài tập đơn giản về sự biến dạng c a lò xo

- Vận dụng được công thức c a lực hấp dẫn để giải các bài tập đơn giản

- Vận dụng được công thức tính lực ma sát trượt để giải các bài tập đơn giản

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

- Vận dụng được các định luật I, II, III Niu-tơn để giải các bài tập đối với một vật hoặc

- Xác định được lực hướng tâm và giải được bài toán về chuyển động tròn đều khi vật chịu tác dụng c a một hoặc hai lực

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

2.2.2 Mục tiêu theo định hướng nghiên cứu

Ngoài việc thực hiện mục tiêu theo chuẩn, dạy học chương này theo định hướng nghiên cứu c a đề tài chúng tôi còn nhằm mục tiêu tăng cường tính tích cực tự lực c a HS trong hoạt động giải BTVL HS biết cách vận dụng bài tập mới từ BTCB c a chương để tự lực huy động kiến thức, giải, từ đó c ng cố khắc sâu nắm vững hệ thống kiến thức cơ bản c a chương

2.3 Nội dung kiến thức cơ bản chương “Động lực học chất điểm”

2.3.1 Grap hóa nội dung chương “Động lực học chất điểm” theo sách vật lý lớp 10 chương trình chuẩn

CẤU TRÚC LOGIC CHƯƠNG “ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM”

Định luật 1

Định luật 2

Định luật 3

Quán tính

Khối lượng

Lực hấp dẫn

Lực đàn hồi

Lực

ma sát

Lực hướng tâm

Chuyển động li tâm

Định luật Húc

Giới hạn đàn hồi

c a lò

xo

Định luật vạn vật hấp dẫn

Trọng lực

Lực và phản lực

Lực

Tổng

hợp lực Phân tích lực

Sơ đồ 7

2.3.2 Những đơn vị kiến thức cơ bản trong chương “Động lực học chất điểm”

Theo chương trình khung do Bộ giáo dục quy định, áp dụng từ năm học 2011 – 2012

Sở giáo dục & đào tạo Đồng Tháp căn cứ vào quy định đó phân chương “Động lực học chất điểm” thành 11 tiết, bao gồm 8 tiết lý thuyết, 2 tiết BT, 1 tiết ôn tập

Các đơn vị KTCB trong chương là:

KTCB1 Điều kiện cân bằng c a chất điểm F F1F2 0

KTCB2 Định luật I Newton Nếu một vật không chịu tác dụng c a lực nào hoặc chịu

tác dụng c a các lực có hợp lực bằng không, thì vật đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên,đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều

KTCB3 Định luật II Newton:

m

F

a

+ Gia tốc c a một vật cùng hướng với lực tác dụng lên vật

+ Độ lớn c a gia tốc tỉ lệ với độ lớn c a lực và tỉ lệ nghịch với khối lượng c a vật

KTCB4 Định luật III Newton: FAB F BA

Hệ thống bài tập c a chương theo lý thuyết phát triển BTVL cần ph kín được 8 KTCB nêu trên

2.4 Xây dựng bài tập cơ bản chương “Động lực học chất điểm”

Căn cứ vào 8 KTCB chương “ Động lực học chất điểm” và lý thuyết phát triển BTVL, chúng tôi chọn 5 KTCB để thiết lập 5 BTCB như sau

Bài tập 1 Một quả bóng có khối lượng 500g đang nằm trên mặt đất thì bị đá bằng một

lực 250N Gia tốc c a quả bóng là bao nhiêu?

Giải

Áp dụng định luật II Niu-tơn ta có:

) / ( 500 5 0

250 2

s m m

r

m m G

Kết luận a

10.4.10.410.67.6

3 3 11 2

2

r

m m G

)(101.0

l k

Bài tập cơ bản 4

F mst  t.N

Bài tập 4 Người ta đẩy một cái thùng theo phương ngang, thùng chịu một áp lực 550N

chuyển động trên mặt phẳng ngang Hệ số ma sát trượt giữa thùng và mặt phẳng là 0,35 Tính lực ma sát trượt giữa thùng và mặt phẳng ngang

Giải Lực ma sát giữa thùng và mặt phẳng ngang là:

) ( 5 192 550 35 0

Bài tập 5 Một quả nặng khối lượng 0,5 kg được buộc vào đầu sợi dây dài 1 m, quay

tròn trong mặt phẳng nằm ngang với vận tốc không đổi 10 m/s Tìm lực hướng tâm tác dụng lên quả nặng.[16, 43]

Giải Lực hướng tâm tác dụng lên quả nặng:

50( )

1

10.5

2

N r

mv

2.6 Xây dựng hệ thống bài tập cơ chương “Động lực học chất điểm” theo lý thuyết phát triển BTVL

2.6.1 Phát triển bài tập cơ bản 1

Theo phương án 1 (PA1), hoán vị giả thiết và kết luận

F  ma

Bài tập 6 Một quả bóng có khối lượng 500 g đang nằm trên mặt đất thì bị đá bằng một

lực,làm quả bóng bay đi với gia tốc 400 m/s2 Hỏi lực tác dụng vào quả bóng bằng bao nhiêu?

Giải Lực tác dụng vào quả bóng:

) ( 200 400 5

Giả thiết cho

m,v,r

Kết luận

Fht Lực hướng tâm

Theo phương án 2 (PA2), trong BTCB 1, để tìm gia tốc ta có thể cho lực tác dụng hoặc khối lượng vật một cách gián tiếp Tuy nhiên, tùy vào đối tượng học sinh mà chúng

ta phát triển giả thiết ở các mức độ khác nhau Ví dụ cho m thông qua trọng lượng P

m

F

Bài tập 7 Một quả bóng có trọng lượng 5N đang nằm trên mặt đất thì bị đá bằng một

lực 250N Gia tốc c a quả bóng là bao nhiêu?

Giải Khối lượng c a quả bóng:

)(5.010

5

kg g

p m mg

Gia tốc c a quả bóng:

) / ( 500 5 0

250 2

s m m

Bài tập 8 Một quả bóng có khối lượng 500g đang nằm trên mặt đất thì bị đá bằng một

lực 250N Nếu thời gian quả bóng tiếp xúc với bàn chân là 0,02s, thì bóng sẽ bay với tốc độ bằng bao nhiêu?[4, 33]

Giải

Áp dụng định luật II Niu-tơn ta có:

) / ( 500 5 0

250 2

s m m

F

a  

Tốc độ bay c a quả bóng:

) / ( 10 02 0 500 0

Bài tập 9 Một ôtô khối lượng 1,5 tấn lên dốc trên bảng chỉ đường ghi độ dốc 0,1, tài

xế điều khiển xe chuyển động thẳng đều, hệ số ma sát mặt đường là 0,2 Hỏi tài xế phải thao tác (cài số, tăng ga) để lực phát động c a động cơ là bao nhiêu?

Bài tập này bao gồm các BTCB sau

1 Tìm gia tốc khi biết vật chuyển động thẳng đều: sử dụng KTCB

t

v a





 (phát triển giả thiết: cho gián tiếp gia tốc qua dữ kiện chuyển động thẳng đếu)

2 Tìm hợp lực gây gia tốc cho xe khi biết khối lượng và gia tốc (BTCB 1): sử

dụng KTCB: F hl ma

3 Phân tích lực theo phương chuyển động: sử dụng KTCB

+ vật chuyển động lên theo mặt phẳng nghiêng theo chiều chuyển động có lực kéo (lực phát động)

+ vật chuyển động lên theo mặt phẳng nghiêng ngược chiều chuyển động: lực

ma sát, thành phần psin (phát triển kết luận)

4 Tìm thành phần trọng lực kéo vật xuống dưới mặt phẳng nghiêng: sử dụng

KTCB psin(sin 0 , 1 độ dốc mặt phẳng nghiêng) (phát triển kết luận)

5 Tìm lực ma sát khi biết hệ số ma sát và phương chuyển động: sử dụng KTCB

cos

;Q P kQ

f ms   (phát triển kết luận)

Do đó nếu HS giải BT này sẽ c ng cố khắc sâu và hệ thống hóa được 5 KTCB trong đó

có 4 KTCB về Động lực học; sử dụng Bài Tập 9 cho tiết học ôn tập chương “Động lực học chất điểm” sẽ thực hiện được chức năng giáo dưỡng c a Bài tập

Theo phương án 5, trong thực tế có những bài toán tổng hợp khó hơn, chúng ta có thể xuất phát từ bài tập cơ bản bằng cách hoán vị, vừa phát triển giả thiết và kết luận

Bài tập 10 Một lực không đổi tác dụng vào một vật có khối lượng 5,0 kg làm vận tốc

c a nó tăng dần từ 2,0 m/s đến 8,0 m/s trong 3,0 s Hỏi lực tác dụng vào vật là bao nhiêu và

a

Cho m, v, t

Cho t

Giải Gia tốc c a vật:

) / ( 2 3

2

0

s m t

v v t

5 N ma

F  

Quãng đường vật đi được:

) ( 15 3 2 2

1 3 2 2

2 2

1

r

m m G

F hd 

Do m1 = m2 = m Khối lượng c a mỗi con tàu:

Giả thiết cho

Fhd,r

Kết luận m

G

r F

2



6 11

2 10 2

2

10.6.110

.67.6

2000.10.668.2

Vậy m1 = m2 = m = 1.3.103(kg)

Theo phương án 2

Bài tập 12 Trái Đất hút Mặt Trăng với một lực bằng bao nhiêu? Cho biết bán kính c a

Trái Đất là 6400 km và khoảng cách từ tâm Trái Đất đến tâm Mặt Trăng bằng 60 lần bán kính Trái Đất;khối lƣợng c a Mặt Trăng là 7,3.1022

kg và khối lƣợng c a Mặt Trăng nhỏ hơn khối lƣợng c a Trái Đất 81 lần.[4, 36]

Giải

Ta có: m1 = 81m2 = 81.7,3.1022 = 591,3.1022 (kg)

r = 60 RT Đ = 60.6400 = 384.103 (km) = 384.106 (m) Lực hút giữa Trái Đất và Mặt Trăng:

)(10.2)

10.384(

10.3,7.10.3,59110.67,6

2 6

22 22

11 2

2

r

m m G

Bài tập 13 Hai xe tải giống nhau,mỗi xe có khối lƣợng 2,0.104 kg, ở cách xa nhau 40

m Hỏi lực hấp dẫn giữa chúng bằng bao nhiêu phần trọng lƣợng P

c a mỗi xe? Lấy g = 9,8 m/s2

.[4, 35]

Giải Lực hấp dẫn giữa hai xe tải:

)(10.7,140

10.2.10.0,210.67,6

2

4 4 11

2 2 1

N r

m m G

Trọng lƣợng c a mỗi xe tải:

P = mg = 2.104.10 = 2.105 (N) Vậy P > Fhd

Bài tập 14 Một xe tải có khối lượng 2,0.104

kg và một xe con có khối lượng bằng ½ khối lượng xe tải, chúng ở cách xa nhau 40 m Hỏi lực hấp dẫn giữa chúng bằng bao nhiêu? Cần phải tăng khoảng cách giữa hai xe lên bao nhiêu để lực hút giữa chúng giảm đi hai lần?

Giải

Ta có: m2=1/2.m1 = ½.2.104 = 104(kg) Lực hút giữa hai xe:

)(10.3,840

10.10.2.10.67,6

2

4 4 11 2

2 1

N r

m m G

Ta lại có:

)(321410

.3,8

10.10.210.67,6.2

2

4 4 11 2

1 '

2 1 2

' 2

' 2 1 '

m F

m m G F

m m G r r

m m G F

hd hd

 r’ = 56,6 (m)

Theo phương án 5

Bài tập 15 Một con tàu vũ trụ bay về hướng Mặt Trăng Hỏi con tàu đó ở cách tâm

Trái Đất bằng bao nhiêu lần bán kính Trái Đất thì lực hút c a Trái Đất và c a Mặt Trăng lên con tàu sẽ cân bằng nhau? Cho biết khoảng cách từ tâm Trái Đất đến tâm Mặt Trăng bằng 60 lần bán kính Trái Đất; khối lượng c a Mặt Trăng nhỏ hơn khối lượng c a Trái Đất 81 lần.[4, 36]

Cho r

M1 và M2 lần lƣợt là khối lƣợng c a Trái Đất và c a Mặt Trăng

R là bán kính Trái Đất và m là khối lƣợng c a con tàu vũ trụ

Lực hút c a Trái Đất tác dụng lên con tàu:

2 1

.

x

m M G

F hd 

Lực hút c a Mặt Trăng lên con tàu:

2 2 '

)60(

x R

m M G

19

)60(

2 1

x R x

x R

m M G x

m M G

Bài tập 16 Một lò xo có chiều dài tự nhiên 10 cm và có độ cứng 40 N/m Giữ cố định

một đầu và tác dụng vào đầu kia một lực 1,0 N để nén lò xo Khi ấy, chiều dài c a nó là bao nhiêu? [4, 37]

Giải Theo định luật Húc

025 , 0 1 , 0

025 , 0 40 1

l l

k

F l l k

F đh đh

KTCB 3

Tìm lCho Fđh, k, l0