SKKN Sử dụng bài tập thí nghiệm trong dạy học chương động lực học vật rắn Vật lí 12 nâng cao
Như chúng ta đã biết, Vật lí là môn khoa học thực nghiệm, do đó hầu hết các kiến thức vật lí đều được rút ra từ những quan sát và thí nghiệm. Chính vì vậy trong dạy học vật lí ở trường phổ thông, TN là một phương tiện rất quan trọng trong việc tổ chức hoạt động nhận thức cho HS, TN có vai trò to lớn trong việc nâng cao hứng thú học tập bộ môn, góp phần vào việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp và hướng nghiệp cho học sinh trung học phổ thông.
MỤC LỤC
I. MỞ ĐẦU........................................................................................................ 2
1. Lí do chọn đề tài......................................................................................... 2
2. Mục đích nghiên cứu .................................................................................. 3
3. Đối tượng nghiên cứu ................................................................................. 3
4. Đối tượng khảo sát, thực nghiệm ................................................................ 3
5. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................ 3
6. Phạm vi và kế hoạch nghiên cứu................................................................. 3
II. PHẦN NỘI DUNG........................................................................................ 4
1. Một số vấn đề về bài tập thí nghiệm............................................................ 4
3. Một số giải pháp ......................................................................................... 5
1. Kết luận .................................................................................................... 10
2. Kiến nghị.................................................................................................. 10
BẢNG CHỮ CÁI VIẾT TẮT
Viết tắt
BTTN
BTVL
CNTT
GV
Viết đầy đủ
Bài tập thí nghiệm
Bài tập vật lí
Công nghệ thông tin
Giáo viên
HS
Học sinh
MVT
PPDH
SBT
Máy vi tính
Phương pháp dạy học
Sách bài tập
SGK
THPT
TN
Sách giáo khoa
Trung học phổ thông
Thí nghiệm
VL
Vật lí
SỬ DỤNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG
ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN VẬT LÍ 12 NÂNG CAO
I. MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Như chúng ta đã biết, Vật lí là môn khoa học thực nghiệm, do đó hầu hết
các kiến thức vật lí đều được rút ra từ những quan sát và thí nghiệm. Chính vì
vậy trong dạy học vật lí ở trường phổ thông, TN là một phương tiện rất quan
trọng trong việc tổ chức hoạt động nhận thức cho HS, TN có vai trò to lớn trong
việc nâng cao hứng thú học tập bộ môn, góp phần vào việc giáo dục kĩ thuật
tổng hợp và hướng nghiệp cho học sinh trung học phổ thông.
Dạy học bài tập là hoạt động quan trọng trong dạy học các môn khoa học tự
nhiên ở trường THPT. Bài tập thí nghiệm là dạng bài tập đặc trưng của môn Vật
lí. Bài tập thí nghiệm là những bài tập khi giải phải làm thí nghiệm hoặc phải
quan sát để thu thập dữ liệu cho việc giải bài tập, dự kiến hoặc phải nghiên cứu
sự phụ thuộc giữa các thông số để giải bài tập hoặc kiểm tra lại lời giải lí thuyết.
Như vậy BTTN vừa là bài tập vừa là thí nghiệm nên nó phát huy tốt chức năng
của cả hai hoạt động đặc thù này.
Để BTTN phát huy tốt những chức năng của nó, người GV cần có phương
pháp giảng dạy phù hợp. Từ trước đến nay, việc dạy BTTN trên lớp thường theo
phương pháp truyền thống: GV ra đề, HS giải và trình bày phương án trả lời lên
bảng hoặc giấy, sau đó GV kết luận, nếu có điều kiện thì GV thực hiện thí
nghiệm thực cho HS quan sát. Phương pháp dạy lí tưởng nhất là GV và HS thực
hiện thí nghiệm kiểm chứng phương án nêu ra. Tuy nhiên, thực tế không phải
BTTN nào cũng dễ dàng thực hiện được trên lớp, có nhiều nguyên nhân của việc
này, như điều kiện cơ sở vật chất và dụng cụ, sự hạn chế thời gian, yêu cầu về
đảm bảo an toàn ... Nếu không thực hiện thí nghiệm thực mà GV không tìm
được phương pháp khác trực quan hóa phương án nêu ra thì BTTN không thể
phát huy hết được vai trò của mình, việc giảng dạy BTTN sẽ không đạt hiệu quả
như mong muốn. Mặt khác, nếu GV thực hiện được thí nghiệm thực, nhưng nếu
không có phương tiện hỗ trợ thì việc phân tích cơ chế của hiện tượng xảy ra
(như phân tích lực, chuyển động, ...) cũng gặp khó khăn và một số HS sẽ khó
hiểu được sâu sắc về thí nghiệm mà GV vừa thực hiện. Như vậy yêu cầu đặt ra
để việc dạy BTTN vật lí có hiệu quả là GV phải có phương tiện hỗ trợ khi thực
hiện thí nghiệm thực và phải có phương án thay thế nếu không thực hiện được
thí nghiệm.
Chương Động lực học vật rắn vật lí 12 nâng cao là các chương có nhiều
kiến thức gần gũi với đời sống, GV có thể sử dụng BTTN khi giảng dạy, tuy
nhiên BTTN phần này khó thực hiện thí nghiệm thực, các BTTN trong sách giáo
khoa cũng chưa được chú trọng nhiều nên học sinh còn khó khăn trong việc lĩnh
hội, vận dụng tri thức vào thực tiễn. Chúng ta nên có một hệ thống BTTN thuộc
chương này, đồng thời đề ra phương án giảng dạy phù hợp với sự hỗ trợ của
MVT nhằm thực hiện tốt mục tiêu rèn luyện cho HS phương pháp ứng dụng
những kiến thức vật lí vào thực tiễn, góp phần nâng cao hơn nữa hiệu quả học
tập.
2
Xuất phát từ những lí do trên, chúng tôi chọn đề tài: “Sử dụng bài tập thí
nghiệm trong dạy học chương động lực học vật rắn vật lí 12 nâng cao”.
2. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng được phương án sử dụng hệ thống BTTN với sự hỗ trợ của MVT
trong tiến trình dạy học chương “Động lực học vật rắn” vật lí 12 nâng cao.
3. Đối tƣợng nghiên cứu
- Hoạt động dạy và học chương “Động lực học vật rắn” Vật lí 12 nâng cao.
- BTTN vật lí.
4. Đối tƣợng khảo sát, thực nghiệm
Học sinh lớp 12 nâng cao trường THPT Lê Lợi.
5. Phƣơng pháp nghiên cứu
Nghiên cứu lý thuyết
- Nghiên cứu các văn kiện của Đảng và nhà nước, các văn bản của Bộ
GD&ĐT có liên quan đến tiến trình đổi mới phương pháp dạy học ở trường
THPT.
- Nghiên cứu các tài liệu về lý luận dạy học, tâm lý học, giáo dục học và các
tài liệu có liên quan đến việc đổi mới phương pháp dạy học.
- Nghiên cứu cơ sở lý luận của phương pháp thực nghiệm.
- Nghiên cứu nội dung, chương trình sách giáo khoa vật lí lớp 12.
Phƣơng pháp điều tra thực tiễn
- Điều tra thông qua đàm thoại và phát phiếu điều tra với giáo viên và học
sinh về thực trạng, những thuận lợi và khó khăn về mọi mặt của việc sử dụng thí
nghiệm, thực hành trong dạy học Vật lí ở bậc THPT.
- Điều tra giáo viên và học sinh để tìm hiểu thực trạng của việc xây dựng và
sử dụng hệ thống BTTN nhằm rèn luyện và phát triển kỹ năng tư duy trong dạy
học vật lí ở một số trường THPT.
Phƣơng pháp thực nghiệm
- Tiến hành thực nghiệm nhằm đánh giá hiệu quả của đề tài.
6. Phạm vi và kế hoạch nghiên cứu
- Phạm vi nghiên cứu:
+ Nội dung chương trình: Chương “Động lực học vật rắn” vật lí 12 nâng
cao.
+ Địa bàn nghiên cứu: Trường THPT Lê Lợi, Đông Hà, Quảng Trị.
- Kế hoạch nghiên cứu: Thời gian từ 01/9/2014 đến 22/5/2015.
3
II. PHẦN NỘI DUNG
1. Một số vấn đề về bài tập thí nghiệm
a. Khái niệm
BTTN là những bài tập mà trong khi giải phải tiến hành những thí nghiệm,
những quan sát hoặc để kiểm chứng lời giải lý thuyết hoặc tìm các số liệu, dự
kiến dùng cho việc giải bài tập hoặc nghiên cứu sự phụ thuộc giữa các đại lượng
vật lí. Những thí nghiệm này có thể cho giáo viên tiến hành để học sinh quan sát,
có thể cho học sinh tự thực hiện ở lớp, ở phòng thí nghiệm hay ở nhà. Bài tập thí
nghiệm vừa mang tính lý thuyết vừa mang tính thực nghiệm nó có tác dụng lớn
trong việc bồi dưỡng cho học sinh phương pháp thực nghiêm, phương pháp cơ
bản của nhận thức vật lí.
b. Phân loại
Có nhiều cách để phân loại BTTN vật lí, trong đó cách phân loại theo tính
chất được sử dụng rộng rãi nhất. Có thể tóm tắt bằng sơ đồ:
2. Thực trạng việc sử dụng BTTN hiện nay
a. Thực trạng BTTN trong các tài liệu dạy học đã xuất bản
*Về SGK và sách bài tập Vật lí 10,12: Trong SGK và SBT Vật lí 10, 12
nâng cao không có BTTN về vật rắn. Hiện nay SGK và SBT là hai tài liệu cơ
bản dùng cho đa số GV và HS. Chính vì thế nhiều học sinh không biết BTTN là
thế nào, bởi họ không được làm quen với dạng bài tập đó.
*Về các tài liệu tham khảo khác: Qua điều tra và khảo sát các tài liệu
tham khảo Vật lí 10, 12 của một số tác giả như: Vũ Thanh Khiết, Lê Văn Thông,
Đỗ Sanh, Lương Duyên Bình…thì chúng tôi nhận thấy trong các tài liệu tham
khảo đó không có mặt BTTN. Điều đó cũng dễ hiểu vì mục đích của các tài liệu
tham khảo là hấp dẫn học sinh bằng các dạng toán, bài tập…để HS có thể làm
4
tốt hơn các bài kiểm tra, thi ở trên lớp và các kì thi khác chứ không rèn luyện
cho HS kỹ năng thực hành thí nghiệm.
b. Thực trạng sử dụng BTTN trong trƣờng học
Qua khảo sát nhanh các giáo viên dạy vật lý ở trường THPT Lê Lợi, tôi
nhận thấy:
Hầu hết GV không sử dụng BTTN hoặc sử dụng rất ít BTTN trong dạy học.
GV chỉ dạy BTTN khi ôn thi HS giỏi, đây là các BTTN ở mức độ khó, không
phù hợp với đại đa số HS. Hầu hết các bài kiểm tra, đánh giá của các trường đều
không có BTTN.
Nếu có sử dụng BTTN, GV cũng không thực hiện đầy đủ quy trình giảng
dạy, đặc biệt là việc tiến hành thí nghiệm kiểm chứng chưa thực hiện tốt. GV
cũng chưa tìm được biện pháp khắc phục thích hợp để nâng cao hiệu quả của
việc giảng dạy BTTN.
c. Một số nguyên nhân cơ bản
Khách quan:
Cơ sở vật chất: Việc giải BTTN đòi hỏi phải làm thí nghiệm. Vì vậy, phải
có thiết bị thí nghiệm. Trong điều hiện cơ sở vật chất còn thiếu thốn ở các
trường phổ thông hiện nay chỉ đáp ứng một phần nhỏ với những thiết bị đơn
giản. Ngoài ra, việc thí nghiệm cũng đòi hỏi phải có không gian và thời gian.
Trong điều kiện lớp học với 40 đến 50 học sinh thời gian 45 phút không đáp ứng
được yêu cầu về thí nghiệm. Việc không phát huy được tác dụng của bài tập đã
làm hạn chế chất lượng dạy và học vật lí và không phát huy được khả năng tư
duy, sáng tạo của học sinh.
Sách giáo khoa và tài liệu tham khảo: Việc sách giáo khoa có rất ít, thậm
chí không có BTTN khiến HS và GV đánh giá thấp tầm quan trọng của dạng bài
tập này. Do sách giáo khoa như vậy nên cũng có rất ít sách tham khảo viết về
BTTN, điều này gây nhiều khó khăn cho GV khi cần tìm tài liệu để nghiên cứu.
Kiểm tra và thi cử: Trong các tiết kiểm tra thông thường trên lớp cho đến
các kỳ thi tốt nghiệp, đại học, cao đẳng dạng BTTN hầu như không có. BTTN
chỉ xuất hiện với số lượng ít ở kì thi HS giỏi. Áp lực thi cử hiện nay rất nặng nề
nên thi như thế nào thì GV phải dạy học như thế đó, đây là hạn chế rất lớn trong
việc sử dụng BTTN trong dạy học.
Chủ quan:
Nhiều GV chưa biết vượt lên hoàn cảnh, chưa khắc phục được khó khăn để
hướng đến mục tiêu giảng dạy môn Vật lí đúng như một môn khoa học thực
nghiệm. GV chưa có nhận thức đúng đắn về BTTN, do vậy chưa cố gắng tìm tòi
nghiên cứu các biện pháp để đưa BTTN vào tiết dạy sao cho có hiệu quả nhất.
Nhiều GV có trình độ CNTT còn hạn chế chưa khai thác hết chức năng của
MVT trong dạy học. Một số GV kĩ năng thực hành TN chưa tốt, có tâm lí ngại
làm TN vì vất vả và mất nhiều thời gian, do ngại làm thí nghiệm nên GV cũng
ngại đưa BTTN vào dạy học.
3. Một số giải pháp
a. Trong tình hình hiện nay, để có thể sử dụng tốt bài tập thí nghiệm
trong dạy học, giáo viên cần thực hiện một số biện pháp:
5
- Tự nâng cao ý thức về vai trò của bài tập thí nghiệm trong dạy học, coi đó
là một loại bài tập có vai trò tương đương những bài tập truyền thống khác.
- Chủ động xây dựng cho mình một ngân hàng bài tập thí nghiệm, phân loại
theo chương và theo tính chất để dễ dàng quản lý.
- Trong các sinh hoạt chuyên môn của tổ cần thảo luận, trao đổi thêm về
phương pháp giảng dạy bài tập thí nghiệm có hiệu quả. Sử dụng hộp thư chung
của tổ để trao đổi những bài tập hay hoặc những vấn đề cần làm sáng tỏ thêm.
- Cần có kế hoạch đưa bài tập thí nghiệm vào các đề thi và đề kiểm tra định
kỳ.
b. Một số bài tập thí nghiệm minh họa:
Qua quá trình nghiên cứu và giảng dạy, tôi đã sưu tầm và biên soạn một số
bài tập thí nghiệm. Trong khuôn khổ sáng kiến kinh nghiệm này, tôi xin đưa ra
một số bài tập ví dụ tiêu biểu, đồng thời đề ra phương pháp giảng dạy phù hợp
tương ứng với từng bài tập như sau:
Bài tập 1. Hãy tìm phương án xác định chiều quay bên trong của một máy
xay sinh tố nếu trong tay bạn chỉ có một sợi dây.
Hƣớng dẫn: Treo máy xay sinh tố bằng một sợi dây, điểm treo tại đỉnh
máy. Cho máy hoạt động, do định luật bảo toàn momen động lượng, chiều quay
bên trong máy theo một chiều nào đó thì phần vỏ sẽ quay theo chiều ngược lại.
Bài tập sử dụng để dạy kiến thức về định luật bảo toàn mômen động lượng.
Đây là thí nghiệm đơn giản, rõ ràng, giáo viên có thể thực hiện trên lớp.
Bài tập 2. Quan sát cấu tạo của máy bay trực thăng, ta thấy có một cánh
quạt lớn có trục quay thẳng đứng ở trước và một cánh quạt nhỏ ở đuôi. Hãy giải
thích tác dụng của cánh quạt ở đuôi. Thực hiện một thí nghiệm để minh họa cho
lập luận của bạn với các dụng cụ: một cánh quạt gắn với mô tơ điện, một bàn
quay tự do quanh trục thẳng đứng.
Hƣớng dẫn:
Khi cánh quạt lớn quay, nó tạo ra một momen động lượng hướng dọc theo
trục quay, để thỏa mãn định luật bảo toàn momen động lượng, thân máy bay sẽ
quay theo hướng ngược lại. Cánh quạt đuôi có nhiệm vụ hết sức quan trọng là
triệt tiêu momen động lượng do cánh quạt chính tạo ra, đảm bảo thân máy bay
không bị quay tròn.
Ngoài ra nhờ việc thay đổi công suất của cánh quạt đuôi mà máy bay có thể
chuyển hướng sang phải sang trái dễ dàng.
Cũng có loại máy bay trực thăng không cần cánh quạt đuôi , khi đó người ta
dùng 2 cánh quạt chính quay ngược chiều nhau. Lực nâng của 2 cánh quạt này
đều hướng lên trên nhưng momen động lượng thì triệt tiêu lẫn nhau. Khi muốn
đổi hướng bay người ta phải thay đổi công suất của một trong 2 cánh quạt để
momen của một trong hai thắng thế.
Bài tập sử dụng để dạy kiến thức về định luật bảo toàn mômen động lượng.
Giáo viên có thể thực hiện mô hình thí nghiệm minh họa: Gắn mô tơ gắn với
cánh quạt theo phương thẳng đứng trên một góc bàn quay, bật cho cánh quạt
chạy, ta thấy bàn quay theo chiều ngược chiều quay của cánh quạt.
6
Giáo viên có thể chiếu video về cấu tạo và hoạt động của máy bay trực
thăng, thực hiện thí nghiệm thực trên bàn xoay, biểu diễn mô hình thí nghiệm đó
bằng powerpoint hoặc flash để thấy rõ hướng vectơ momen động lượng.
Bài tập 3. Ở các loại súng hiện đại, mặt trong của nòng súng có đường
xoắn ốc, còn gọi là đường khương tuyến. Đường khương tuyến có tác dụng làm
đầu đạn khi ra khỏi nòng sẽ chuyển động xoay quanh trục của nó, khi đó đường
đạn đi sẽ ổn định hơn. Tác dụng của đường khương tuyến dựa trên cơ sở vật lí
nào? Hãy thiết kế một thí nghiệm đơn giản để minh họa nhận định: một vật vừa
quay quanh trục vừa bay theo phương trục quay sẽ có đường bay ổn định hơn
vật chỉ bay mà không quay.
Hƣớng dẫn:
Khi viên đạn vừa bay vừa quay quanh trục vừa
tiến tới như Hình vẽ thì momen động lượng
L
của
viên đạn có phương trùng với đường bay. Do ma sát
không đáng kể, trọng lực trong trường hợp này
không gây ra momen lực nên momen động lượng
của viên đạn coi như bảo toàn. Viên đạn sẽ chuyển động sao cho hướng của
L
giữ nguyên như cũ, nhờ đó mà đường đi của viên đạn ổn định hơn khi viên đạn
không quay. Ngoài ra viên đạn quay còn có tác dụng khác là làm tăng sức công
phá khi gặp mục tiêu.
Bài tập sử dụng để dạy kiến thức về định luật bảo toàn mômen động lượng.
Giáo viên có thể thực hiện thí nghiệm minh họa sau: Sử dụng một vật dạng hình
thoi, phía đuôi có lắp cánh định hướng, nếu các cánh này hoàn toàn thẳng: khi
phóng thì vật không quay quanh trục, nếu các cánh này có độ xoáy: khi phóng
thì vật quay quanh trục. Ta thấy với vật có cánh xoáy thì đường bay ổn định
hơn.
Ngoài ra, giáo viên nên chiếu video quay chậm viên đạn bay khỏi nòng
súng để thấy rõ chuyển động quay của nó. Việc thực hiện thí nghiệm thực về vật
có gắn cánh định hướng cần có không gian rộng ngoài lớp học, do vậy GV có
thể thực hiện trước thí nghiệm ở nhà, quay video và chiếu cho HS xem. Đồng
thời GV nên có hình vẽ biểu diễn vectơ momen động lượng của vật để HS thấy
rõ.
Bài tập 4. Một bánh xe đạp có trục quay được treo nằm
ngang bằng 2 sợi dây thẳng đứng. Tác động để bánh xe quay
nhanh quanh trục. Khi bánh xe đang quay, nếu ta cắt bớt một
sợi dây thì trục bánh xe sẽ có phương như thế nào? Thực
hiện thí nghiệm kiểm tra dự đoán và giải thích hiện tượng
xảy ra.
L
Hƣớng dẫn:
Nếu cắt bớt một sợi dây thì trục bánh xe vẫn giữ nguyên
phương như cũ.
Giải thích: Do momen ngoại lực gần bằng 0 nên momen
động lượng của bánh xe coi như bảo toàn. Ở đây ta xét sự
L
bảo toàn về hướng của momen động lượng. Hướng của
7
tương ứng với chiều quay bánh xe như hình vẽ. Phương trục bánh xe được giữ
sao cho hướng của không đổi.
L
Bài tập sử dụng để dạy kiến thức về định luật bảo toàn mômen động lượng.
Đây là thí nghiệm có tính bất ngờ gây được hứng thú cho HS. GV nên thực hiện
thí nghiệm thực đồng thời chiếu Hình vẽ mô tả hướng vectơ momen động lượng.
Bài tập 5. Cho một thanh thẳng đồng chất chiều dài l, khối lượng M quay
gần như tự do quanh trục đi qua một đầu thanh. Tìm phương án xác định vận tốc
vật khối lượng m được bắn ngang, biết rằng vật m có khả năng bám dính tốt và
trong tay bạn có một thước đo góc.
Hƣớng dẫn:
Bắn vật m cho bám dính vào đầu dưới thanh M, thanh M quay 1 góc cực
đại (Giả sử vận tốc vật m không quá lớn nên thanh không bị quay tròn quanh
trục). Quá trình trên có thể chia thành 2 giai đoạn:
Gọi vận tốc vật m ngay trước khi va chạm vào đầu thanh là v. Va chạm
giữa thanh và vật m là va chạm mềm: momen động lượng bảo toàn, cơ năng
không bảo toàn.
Momen động lượng trước va chạm: L1 = mvl
1
Momen động lượng sau va chạm: L2 = ml2 Ml2
3
mvl
1
ml2 Ml2
3
mv
1
L1 = L2
m M l
3
Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng:
1
1
1
1
m2v2
1
m2v2
1
W m M l2.2 m M l2.
1
2
2
3
2
3
m M l2
2 m M
3
3
l
M
2
W2 Mg (1 cos) mgl(1 cos) gl
m (1 cos)
2
M
M
W1 = W2 v 2gl 1
1
(1 cos)
3m
2m
Các giá trị g, l, M, m đã biết, dùng thước đo góc
ta tính được vận tốc v.
Bài tập sử dụng để dạy kiến thức tổng hợp về động năng quay, bảo toàn
mômen động lượng. Giáo viên có thể sử dụng thí nghiệm ảo để minh họa.
Bài tập 6. Cho một cây gậy thẳng có một đầu nặng, một đầu nhẹ. Một
người muốn giữ thăng bằng cây gậy thẳng đứng trên đầu ngón tay. Hỏi người đó
nên đặt đầu nặng hay đầu nhẹ của cây gậy lên đầu ngón tay để giữ gậy thẳng
đứng dễ hơn? Hãy làm thí nghiệm kiểm tra và giải thích.
Hƣớng dẫn:
Vật có momen quán tính đối với trục quay càng lớn thì càng khó thay đổi
tốc độ góc (tức là có sức ì lớn). Ta thấy khi để đầu nhẹ cây gậy ở trên đầu ngón
tay thì momen quán tính của gậy lớn hơn khi để đầu nặng ở trên đầu ngón tay vì
8
khi đầu nhẹ ở ngón tay thì khối lượng phân bố ở xa trục quay hơn. Do vậy nếu
đặt đầu nhẹ trên đầu ngón tay thì dễ giữ thăng bằng hơn.
Bài tập sử dụng để dạy kiến thức về mômen quán tính. Giáo viên nên thực
hiện thí nghiệm thực, kết hợp hình vẽ sự phân bố khối lượng trên cây gậy.
Bài tập 7. Có một trục quay hình trụ bán kính r, chiều dài l đang quay đều
quanh trục của nó. Hãy tìm phương án xác định tốc độ góc của nó bằng một viên
phấn và một đồng hồ bấm giây.
Hƣớng dẫn:
Khi trục đang quay, tì viên phấn vào thân trục, di chuyển chậm viên phấn
dọc theo trục từ đầu đến cuối trong thời gian
.
t
Khi trục dừng quay, đếm số vòng xoắn n trên trục. Suy ra góc mà trục quay
được trong thời gian trên là n.2
2n
.
Vậy tốc độ góc của trục là
.
t
t
Bài tập sử dụng để dạy kiến thức về tốc độ góc trong chuyển động tròn đều.
Thí nghiệm rất dễ thực hiện, giáo viên có thể làm trên lớp hoặc yêu cầu học sinh
làm ở nhà rồi quay video để trình diễn cho cả lớp xem.
Bài tập 8. Tìm phương án tính tốc độ xe đạp dựa vào số vòng quay của pê-
đan.
Hƣớng dẫn:
Do đĩa A và líp B truyền động với nhau bằng xích nên tốc độ dài 1 điểm
trên mép A và B là như nhau.
ARA
vA vB ARA BRB B
RB
Do líp B và bánh xe C gắn với nhau nên tốc độ góc của B và C như nhau:
C B
C
A
B
RB
RA
RC
Suy ra tốc độ dài của một điểm trên mép ngoài bánh xe C là:
ARARC
vC CRC BRC vC
RB
n.2 n.
Nếu mỗi phút pê-đan quay được n vòng thì: A
60
30
nRARC
Vậy công thức tính tốc độ của xe là: vC
30RB
Từ các lập luận trên, ta đo bán kính của đĩa A, líp B, bánh xe C lần lượt
được các giá trị RA, RB, RC. Lưu ý tất cả bán kính đều tính từ tâm đến mép ngoài
9
(có thể đo đường kính rồi chia đôi để được bán kính). Đạp xe đều trong 1 phút
(sử dụng đồng hồ bấm giây để tính thời gian), đếm số vòng quay được của pê-
đan là n. Thay các giá trị n, RA, RB, RC vào công thức tính vC.
Bài tập sử dụng để dạy kiến thức về các phương trình chuyển động quay
đều của vật rắn. Giáo viên yêu cầu HS làm thực nghiệm và báo cáo kết quả. Bài
tập thích hợp cho buổi ngoại khóa ở sân trường. Giáo viên có thể tổ chức kiểm
chứng ngay các kết quả của học sinh.
c. Kết quả đạt đƣợc
Qua quan sát các giờ học có sử dụng BTTN, tôi nhận thấy:
- Việc sử dụng các BTTN với sự hỗ trợ của MVT đã làm không khí lớp học
sôi nổi hơn, HS có hứng thú với nhiệm vụ do GV đặt ra, từ đó HS luôn đặt mình
vào trạng thái tích cực làm việc để cùng thảo luận các vấn đề.
- Thông qua việc giải các BTTN, HS không chỉ hiểu được kiến thức mà còn
rèn luyện được các kĩ năng thực hành TN, kĩ năng thiết kế và lắp đặt các dụng
cụ TN.
III. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Kết luận
Qua việc nghiên cứu đề tài, tôi nhận thấy: Việc đưa BTTN vào dạy học là
có cơ sở khoa học và phù hợp với định hướng trong công tác giảng dạy bộ môn
vật lí; bước đầu đã cho thấy hiệu quả trong việc kích thích sự chủ động sáng tạo
của HS. Nhưng để dạy BTTN có hiệu quả, GV cần có thực sự tâm huyết, cố
gắng và thường xuyên học hỏi. Nếu dạy theo phương pháp truyền thống thì
không kích thích sự hứng thú của HS, từ đó làm giảm hiệu quả của loại bài tập
này. Việc ứng dụng CNTT trong dạy học BTTN đã mang lại hiệu quả tốt: HS
hứng thú với bài học, HS yếu kém có thể dễ dàng hiểu bản chất vật lí của các thí
nghiệm, GV làm chủ được thời gian, khắc phục một phần sự thiếu thốn cơ sở vật
chất hiện nay ở các trường học. HS có sự chủ động, sáng tạo, có niềm đam mê
môn vật lí nên kết quả học tập cao hơn.
2. Kiến nghị
Bộ Giáo dục và Đào tạo cần chỉ đạo việc biên soạn BTTN trong các sách
giáo khoa, sách bài tập và sách tham khảo về vật lí, đưa nội dung BTTN vào các
kì thi quốc qua. Các cấp quản lí trực tiếp cần có những chỉ đạo cụ thể về việc sử
dụng thí nghiệm và BTTN trong dạy học.
Quảng Trị, ngày 27 tháng 5 năm 2015
Tôi xin cam đoan đây là SKKN của
mình viết, không sao chép nội dung
của người khác.
XÁC NHẬN CỦA
HIỆU TRƢỞNG
Nguyễn Hải Phƣớc
10
11
11 trang
06/08/2024
1160
Bạn đang xem tài liệu "SKKN Sử dụng bài tập thí nghiệm trong dạy học chương động lực học vật rắn Vật lí 12 nâng cao", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.
File đính kèm:
- skkn_su_dung_bai_tap_thi_nghiem_trong_day_hoc_chuong_dong_lu.pdf
