Đề tài Bồi dưỡng học sinh khá giỏi môn Vật Lý

MỤC LỤC I. TÊN ĐÊ TÀI:............................................................................................. 2 II. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI............................................................. 2 III. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI……………………………………………… 3 IV. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU …………………………. 3 1. Đối tượng nghiên cứu: .................................................................... 3 2. Phạm vi nghiên cứu: ........................................................................ 3 V. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.............................................................. 3 VI. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU...................................................................... 3 Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN................................................................. 3 Chương 2: THỰC TRẠNG CÔNG TÁC ÔN HỌC SINH GIỎI BỘ MÔN VẬT LÝ 9 Ở TRƯỜNG THCS XÃ BẰNG KHÁNH........................... 4 Chương 3: MỘT SỐ GIẢI PHÁP CỤ THỂ CHO CÔNG TÁC ÔN HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 9 Ở TRƯỜNG THCS XÃ BẰNG KHÁNH........ 5 1.Đối với học sinh.................................................................................. 5 2. Đối với giáo viên................................................................................ 6 2.1- Lựa chọn đúng đối tượng học sinh....................................... 7 2.2- Xây dựng chương trình bồi dưỡng........................................7 3. Một số bài tập cụ thể ......................................................................... 8 3.1. Một số bài tập chuyên đề cơ học.......................................... 8 3.2. Một số bài tập chuyên đề nhiệt học.....................................14 3.3. Một số bài tập chuyên đề điện học..................................... 16 3.4. Một số bài tập chuyên đề quang học................................... 19 VII. MỘT SỐ KẾT QUẢ ĐẠT...................................................................... 21 VIII. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.............................................................. 21 1. Kết luận:........................................................................................... 21 2. Kiến nghị: ........................................................................................ 22 IX. TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................ 24 ĐỀ TÀI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM NĂM HỌC 2011- 2012 I. TÊN ĐÊ TÀI: BỒI DƯỠNG HỌC SINH KHÁ GIỎI MÔN VẬT LÝ 9 II. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Trong giai đoạn đổi mới của đất nước, Đảng ta chủ trương đẩy mạnh hơn nữa công tác giáo dục, và coi đây là một trong những yếu tố đầu tiên, yếu tố quan trọng góp phần phát triển kinh tế - xã hội. Mục tiêu của giáo dục là: “Nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực và bồi dưỡng nhân tài”. Bồi dưỡng nhân tài cho đất nước là một trong những nhiệm vụ của ngành giáo dục, xem trọng “hiền tài là nguyên khí của quốc gia” công tác bồi dưỡng học sinh giỏi ở các trường THCS hiện nay đã được tổ chức thực hiện trong nhưng năm qua. Bồi dưỡng học sinh giỏi là nhiệm vụ then chốt trong mỗi nhà trường, là thành quả để tạo lòng tin với phụ huynh và là cơ sở tốt để xã hội hoá giáo dục. Qua nhiều năm giảng dạy bộ môn tại trường THCS xã Bằng Khánh, tôi cũng đã thu được một số kết quả trong công tác ôn học sinh giỏi, đã có các học sinh đạt giải nhất, giải nhì và giải khuyến khích cấp huyện vào các năm học 2004- 2005; 2005- 2006; 2008- 2009. Với mong muốn công tác ôn luyện này đạt kết quả tốt, thường xuyên và khoa học hơn, góp phần hoàn thành mục tiêu giáo dục, nâng cao chất lượng giáo dục của địa phương, tôi chọn đề tài sáng kiến kinh nghiệm năm học này là: “ Bồi dưỡng học sinh khá giỏi bộ môn vật lý 9”. III. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Khảo sát thực trạng công tác bồi dưỡng và chất lượng học sinh giỏi môn vật lý 9 của trường THCS . Đề xuất một số biện pháp thực hiện công tác bồi dưỡng để nâng cao chất lượng học sinh giỏi giỏi môn vật lý 9 của trường THCS , góp phần hoàn thành mục tiêu giáo dục của nhà trường. IV. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1. Đối tượng nghiên cứu: Học sinh khá giỏi bộ môn vật lý lớp 9 trường THCS 2. Phạm vi nghiên cứu: Đề tài này tôi áp dụng trong trường THCS xã trong thời gian từ năm học 2011 - 2012 và có thể tiếp trong các năm học sau với tinh thần rút ra những bài học kinh nghiệm và có sửa chữa, bổ sung cho phù hợp với các đối tượng và giai đoạn cụ thể. V. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Phương pháp quan sát: Quan sát thức tế, thực trạng về công tác chỉ đạo, công tác bồi dưỡng, quá trình học tập, chất lượng học tập của HS giỏi. Phương pháp nghiên cứu tài liệu. Nghiên cứu sách, báo, giáo trình có liên quan đến công tác bồi dưỡng HS giỏi. Nghiên cứu chất lượng HS giỏi những năm trước. Nghiên cứu công tác chỉ đạo của nhà trường đối với công tác bồi dưỡng HS giỏi. Phương pháp tổng kết kinh nghiệm. VI. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN Các kết quả thực tế cho thấy số học sinh được xem là có năng lực nhận thức, tư duy, vốn sống... nổi trội hơn các em khác chiếm từ 5-10% tổng số học sinh. Các tài năng xuất hiện từ rất sớm. Vì vậy trên thế giới, người ta luôn quan tâm đến việc phát hiện và bồi dưỡng nhân tài ngay từ những năm tháng trẻ còn nhỏ tuổi. Ở nước ta, từ nhiều năm nay vấn đề này cũng được quan tâm. Đồng thời với việc thực hiện nhiệm vụ phát hiện và bồi dưỡng nhân tài cho đất nước, tổ chức thi học sinh giỏi còn có tác dụng thúc đẩy phong trào thi đua dạy tốt, học tốt, việc bồi dưỡng học sinh giỏi có tác dụng tích cực trở lại đối với giáo viên. Để có thể bồi dưỡng học sinh giỏi, người giáo viên luôn phải học hỏi, tự bồi dưỡng kiến thức để nâng cao trình độ chuyên môn và năng lực sư phạm cũng như phải bồi dưỡng lòng yêu nghề, tinh thần tận tâm với công việc. Vật lý là môn khoa học thực nghiệm, các sự vật hiện tượng vật lý rất quen thuộc gần gũi với các em. Việc tạo lòng say mê yêu thích và hứng thú tìm tòi kiến thức lại phụ thuộc rất nhiều vào nghiệp vụ sư phạm của người thầy. Qua giảng dạy và tìm hiểu tôi nhận thấy phần lớn các em chưa có thói quen vận dụng những kiến thức đã học vào giải bài tập vật lý một cách có hiệu quả, nhất là đối với các bài tập khó dành cho học sinh khá giỏi. Chương 2: THỰC TRẠNG CÔNG TÁC BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI BỘ MÔN VẬT LÝ 9 .... Dân cư chủ yếu làm nghề nông lại phân bố không đồng đều, nhận thức của người dân trong việc giáo dục học tập cho con em mình chưa cao. Mặt khác, các em học sinh ở đây cũng phải phụ giúp gia đình nhiều việc nên thời gian giành cho học tập không nhiều. Đồng thời, trường Tiểu học và Trường THCS lại chung cơ sở vật chất nên không có phòng học để phục vụ cho công tác ngoại khóa, thực hiện các chuyên đề sinh hoạt, .... Tất cả những vấn đề đó làm ảnh hưởng không nhỏ tới công tác dạy của giáo viên, việc học của học sinh, nhất là công tác ôn luyện học sinh giỏi. Trong nhiều năm thực hiện công tác này, cô trò chúng tôi đã phải khắc phục nhiều khó khăn. Các buổi chiều đến bồi dưỡng, vì không có lớp cô trò phải mượn phòng thiết bị, thư viện của nhà trường làm phòng học. Để học sinh có nhiều thời gian ôn tập và tham khảo kiến thức trên mạng internet, được sự đồng ý của Ban giám hiệu nhà trường, tôi đã xin phép phụ huynh học sinh, cho các em ra nhà riêng để tiện cho việc ôn luyện. Ngay từ đầu năm học 2011- 2012, tôi đã khảo sát chất lượng môn vật lý 9 và có số liệu cụ thể như sau: Tổng số học sinh: 38 em, trong đó Giỏi Khá T.Bình Yếu kém Số lượng 4 6 23 4 1 Tỉ lệ 10,5% 15,7% 60,7% 10,5% 2,6% Qua những số liệu trên cho thấy chất lượng bộ môn chưa có chiều sâu, vậy làm thế nào để có những phương pháp tối ưu trong công tác ôn học sinh giỏi của bộ môn để đạt kết quả tốt nhất? Đó là câu hỏi mà bản thân người giáo viên trực tiếp giảng dạy như tôi đã trăn trở qua nhiều năm nay và đề tài này giúp tôi đang dần đi tìm câu trả lời. Sau đây là một số giải pháp cụ thể tôi đưa ra để giải quyết vấn đề trên. Chương 3: MỘT SỐ GIẢI PHÁP CỤ THỂ CHO CÔNG TÁC ÔN HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 9 Ở TRƯỜNG THCS XÃ BẰNG KHÁNH. Đối với học sinh Để tự tin và học giỏi môn Vật lý trong nhà trường, học sinh cần có phương pháp học tập sao cho khoa học, hợp lý: Đọc và soạn bài kỹ trước khi đến lớp. Chú ý ghi lại những từ ngữ quan trọng, những vấn đề còn chưa rõ trong bài để khi đến lớp khi nghe thầy cô giảng bài học sinh sẽ tiếp thu nhanh hơn. Phải mạnh dạn hỏi ngay những gì còn chưa hiểu với thầy cô, bạn bè. Về nhà làm tất cả các bài tập trong sách giáo khoa và sách bài tập. Muốn vậy phải học đều tất cả các môn, đặc biệt là môn Toán, vì đây là môn học giúp ta có được tư duy logic và tính toán chính xác, rất cần trong việc giải các bài tập Vật lý. Cần có lòng yêu thích môn học, có yêu thích mới có hứng thú trong học tập. Đây là một trong những yếu tố rất cần thiết để học tốt môn này. Vậy bằng cách nào? Phải thường xuyên đọc sách Vật lý vui, tham gia các hoạt động liên quan đến Vật lý như tham gia câu lạc bộ Vật lý ở trường, trên Internet,… Luôn đặt câu hỏi "Tại sao?" trước những vấn đề, những tình huống thuộc môn vật lý dù là đơn giản để từ đó khơi gợi tính tò mò, đòi hỏi phải được lý giải . Như vậy dần dần sẽ tìm thấy được những cái hay, cái thú vị của bộ môn này mà yêu thích nó. Rèn luyện một trí nhớ tốt vì có như thế mới nắm bắt được bài mới ở lớp cũng như các kiến thức đã học trước đó. Rèn luyện như thế nào? Đó là : trước khi học bài mới nên xem lại các bài học cũ. Như thế sẽ mất nhiều thời gian chăng? Câu trả lời là "Không" vì những bài đó mình đã học, đã biết, đã nhớ nên xem lại sẽ rất nhanh. Khi được tái hiện lần nữa, sẽ giúp nhớ được lâu hơn, chắc hơn. Luôn tìm tòi mở rộng kiến thức. Chương trình trong sách giáo khoa vốn là kiến thức chuẩn, căn bản nhưng không thể giải thích cặn kẽ hết mọi vấn đề vì thời lượng chương trình không cho phép. Cho nên, để hiểu rõ và nắm chắc kiến thức trong sách giáo khoa chúng ta cũng cần tìm đọc thêm sách tham khảo ( không phải là sách giải bài tập). Đồng thời, nên làm bài tập thật nhiều, bắt đầu từ những bài đơn giản rồi đến những bài tập khó…Việc làm bài tập nhiều sẽ giúp rèn luyện tư duy nhanh, tích luỹ thêm kiến thức bổ sung cho lý thuyết; đọc thêm nhiều sách thì mới nắm chắc và hiểu đúng, sâu sắc hơn những kiến thức. 2. Đối với giáo viên Tục ngữ có câu: " Không thầy đố mày làm nên". Nếu học sinh có kiến thức cơ bản tốt, có tố chất thông minh, mà không được bồi dưỡng nâng cao tốt thì sẽ ít hiệu quả hoặc không có hiệu quả. Đồng thời giáo viên lại phải lựa chọn đúng đối tượng học sinh vào bồi dưỡng và phải tự soạn thảo chương trình bồi dưỡng một cách hợp lý, khoa học, sáng tạo. Ngoài ra giáo viên cần tập cho các em có phương pháp tự học, tự đọc và tự nghiên cứu tài liệu ở nhà. Hướng cho các em có ý chí, quyết tâm, biết đặt ra mục tiêu của mình cần vươn tới, đạt được cái đích mà mình đã đặt ra. 2.1- Lựa chọn đúng đối tượng học sinh: Cần tổ chức thi chọn lọc qua vài vòng loại để lựa chọn chính xác đối tượng học sinh vào bồi dưỡng. Giáo viên cần đánh giá học sinh một cách khách quan, chính xác, không chỉ qua bài thi mà cả qua việc học tập bồi dưỡng hằng ngày. Việc lựa chọn đúng không chỉ nâng cao hiệu quả bồi dưỡng, mà còn tránh bỏ sót học sinh giỏi và không bị quá sức đối với những em không có tố chất. 2.2- Xây dựng chương trình bồi dưỡng Hiện nay có rất nhiều sách nâng cao và các tài liệu tham khảo, Internet,... song chương trình bồi dưỡng của Huyện nhà chưa có sách hướng dẫn chi tiết, cụ thể từng tiết, từng buổi học như trong chương trình chính khoá. Vì thế soạn thảo chương trình bồi dưỡng là một việc làm hết sức quan trọng và rất khó khăn nếu như chúng ta không có sự tham khảo, tìm tòi và chọn lọc tốt. Giáo viên cần soạn thảo nội dung bồi dưỡng dẫn dắt học sinh từ cái cơ bản của nội dung chương trình học chính khoá, tiến dần tới chương trình nâng cao (tức là trước hết phải khắc sâu kiến thức cơ bản của nội dung học chính khoá, từ đó vận dụng để mở rộng và nâng cao dần). Cần soạn thảo chương trình theo vòng xoáy: Từ cơ bản tới nâng cao, từ đơn giản tới phức tạp. Đồng thời cũng phải có ôn tập củng cố. Ví dụ: Cứ sau 2, 3 tiết củng cố kiến thức cơ bản và nâng cao thì cần có một tiết luyện tập để củng cố kiến thức; và cứ sau 5, 6 tiết thì cần có một tiết ôn tập để củng cố khắc sâu. Khi soạn thảo một tiết học chúng ta cần có đầy đủ những nội dung: - Kiến thức cần truyền đạt (lý thuyết, hay các công thức có liên quan đến tiết dạy) - Bài tập vận dụng. - Bài tập về nhà luyện thêm (tương tự bài ở lớp). Một số giờ ôn tập, Giáo viên cần giúp các em tổng hợp các dạng bài, các phương pháp giải theo hệ thống. Vì hầu hết các em chưa tự mình hệ thống đựơc mà đòi hỏi phải có sự giúp đỡ của giáo viên. Ví dụ như khi dạy chương điện học thì cần phải học theo chuyên đề: Mạch điện tương đương. Bài toán chia dòng. Phép chia thế. Vai trò của Ampe kế trong sơ đồ. Vai trò của Vôn kế trong sơ đồ. Các quy tắc chuyển mạch Mạch cầu Công - công suất. Tác dụng nhiệt của dòng điện. Điều cần thiết, giáo viên cần đầu tư nhiều thời gian, tham khảo nhiều tài liệu để đúc rút, soạn thảo cô đọng nội dung chương trình bồi dưỡng. Cần lưu ý rằng: Tuỳ thuộc vào thời gian bồi dưỡng, khả năng tiếp thu của học sinh mà lựa chọn mức độ bài khó và từng dạng luyện tập nhiều hay ít. 2.3- Dạy như thế nào cho đạt hiệu quả? Trước hết cần chọn lọc những phương pháp giải dễ hiểu nhất để hướng dẫn học sinh, không nên máy móc theo các sách giải. Cần vận dụng đổi mới phương pháp giảng dạy phù hợp với nội dung từng bài; phát huy tính tích cực, độc lâp, tự giác của học sinh; tôn trọng và khích lệ những sáng tạo của học sinh. Những bài hướng dẫn kiến thức mới, giáo viên cần lấy ví dụ và ra bài tập mang tính chất vui chơi, gắn với thực tế để gây hứng thú học tập cho học sinh đồng thời giúp các em ghi nhớ được tốt hơn. Tuy nhiên, những bài toán như thế, giáo viên cần phải tìm hiểu kỹ, thử và kiểm tra kết quả nhiều lần. Khi ra các bài tập cụ thể giáo viên chỉ nên gợi mở để học sinh tìm tòi ra cách giải; không nên giải cho học sinh hoàn toàn hoặc để các em không giải được rồi thì chữa hết cho các em. Ngựợc lại, đối với các bài tập mẫu, cần chữa bài giáo viên lại phải giải một cách chi tiết (không nên giải tắt) để giúp học sinh hiểu sâu sắc bài toán; đặc biệt là những bài toán khó những bài học sinh sai sót nhiều. Đồng thời uốn nắn những sai sót và chấn chỉnh cách trình bày của học sinh một cách kịp thời. 3. Một số bài tập cụ thể 3.1. Một số bài tập chuyên đề cơ học Bài 1: Một động tử xuất phát từ A chuyển động trên đường thẳng hướng về điểm B với vận tốc ban đầu v1= 32m/s. Biết rằng cứ sau mỗi giây vận tốc của động tử lại giảm đi một nửa và trong mỗi giây đó động tử chuyển động đều. a) Sau bao lâu động tử đến được điểm B, biết rằng khoảng cách AB = 60m b) Ba giây sau kể từ lúc động tử xuất phát, một động tử khác cũng xuất phát từ A chuyển động về B với vận tốc không đổi v2 = 31m/s. Hai động tử có gặp nhau không? Nếu có hãy xác định thời điểm gặp nhau đó. * Hướng dẫn bài 1 : a) Thời gian chuyển động, vận tốc và quãng đường đi được của động tử có thể biểu diễn bởi bảng sau : Giây thứ 1 2 3 4 5 6 Vận tốc (m/s) 32 16 8 4 2 1 Quãng đường (m) 32 48 56 60 62 63 Căn cứ vào bảng trên ta thấy : Sau 4s động tử đi được 60m và đến được điểm B b) Cũng căn cứ vào bảng trên ta thấy hai động tử sẽ gặp nhau tại điểm cách A một khoảng là 62m. Để được quãng đường này động tử thứ hai đi trong 2s: s2 = v2t = 31.2 = 62(m) Trong 2s đó động tử thứ nhất đi được : s1 = 4 + 2 = 6m (Quãng đường đi được trong giây thứ 4 và 5). Vậy để gặp nhau động tử thứ nhất đi trong 5 giây còn đông tử thứ hai đi trong 3s B C A Bài 2: Một thiết bị đóng vòi nước tự động bố trí như hình vẽ. Thanh cứng AB có thể quay quanh một bản lề ở đầu A. Đầu B gắn với một phao là một hộp kim loại rỗng hình trụ, diện tích đáy là 2dm2, trọng lượng 10N. Một nắp cao su đặt tại C, khi thanh AB nằm ngang thì nắp đậy kín miệng vòi AC = BC. Áp lực cực đại của dòng nước ở vòi lên nắp đậy là 20N. Hỏi mực nước lên đến đâu thì vòi nước ngừng chảy. Biết khoảng cách từ B đến đáy phao là 20cm. Khối lượng thanh AB không đáng kể * Hướng dẫn bài 2 : B C A F2 F h Trọng lượng của phao là P, lực đẩy Acsimét tác dụng lên phao là F1, ta có: F1 = V1D = S.hD Với h là chiều cao của phần phao ngập nước, D là trọng lượng riêng của nước. Lực đẩy tổng cộng tác dụng lên đầu B là: F = F1 – P = S.hD – P (1) Áp lực cực đại của nước trong vòi tác dụng lên nắp là F2 đẩy cần AB xuống dưới. Để nước ngừng chảy ta phải có tác dụng của lực F đối với trục quay A lớn hơn tác dụng của lực F2 đối với A: F.BA > F2.CA (2) Thay F ở (1) vào (2): BA(S.hD – P) > F2.CA Biết CA = BA. Suy ra: S.hD – P > Þ h > Þ h > » 0,8(3) m Vậy mực nước trong bể phải dâng lên đến khi phần phao ngập trong nước vượt quá 8,4cm thì vòi nước bị đóng kín. Bài 3: Hai quả cầu bằng kim loại có khối lượng bằng nhau được treo vào hai đĩa của một cân đòn. Hai quả cầu có khối lượng riêng lần lượt là D1 = 7,8g/cm3; D2 = 2,6g/cm3. Nhúng quả cầu thứ nhất vào chất lỏng có khối lượng riêng D3, quả cầu thứ hai vào chất lỏng có khối lượng riêng D4 thì cân mất thăng bằng. Để cân thăng bằng trở lại ta phải bỏ vào đĩa có quả cầu thứ hai một khối lượng m1 = 17g. Đổi vị trí hai chất lỏng cho nhau, để cân thăng bằng ta phải thêm m2 = 27g cũng vào đĩa có quả cầu thứ hai. Tìm tỉ số hai khối lượng riêng của hai chất lỏng. * Hướng dẫn bài 3 : Do hai quả cầu có khối lượng bằng nhau. Gọi V1, V2 là thể tích của hai quả cầu, ta có D1. V1 = D2. V2 hay Gọi F1 và F2 là lực đẩy Acsimet tác dụng vào các quả cầu. Do cân bằng ta có: (P1- F1).OA = (P2+P’ – F2).OB Với P1, P2, P’ là trọng lượng của các quả cầu và quả cân; OA = OB; P1 = P2 từ đó suy ra: P’ = F2 – F1 hay 10.m1 = (D4.V2- D3.V1).10 Thay V2 = 3 V1 vào ta được: m1 = (3D4- D3).V1 (1) Tương tự cho lần thứ hai ta có; (P1- F’1).OA = (P2+P’’ – F’2).OB Þ P’’ = F’2 - F’1 hay 10.m2=(D3.V2- D4.V1).10 Þ m2= (3D3- D4).V1 (2) Þ m1.(3D3 – D4) = m2.(3D4 – D3) Þ ( 3.m1 + m2). D3 = ( 3.m2 + m1). D4 Þ = 1,256 Bài 4: Người ta nhúng vào trong thùng chất lỏng một ống nhẹ dài hình trụ đường kính d; ở phía dưới ống có dính chặt một cái đĩa hình trụ dày h, đường kính D, khối lượng riêng của vật liệu làm đĩa là . Khối lượng riêng của chất lỏng là L ( với > L). Người ta nhấc ống từ từ lên cao theo phương thẳng đứng. Hãy xác định độ sâu H (tính từ miệng dưới của ống lên đến mặt thoáng của chất lỏng) khi đĩa bắt đầu tách ra khỏi ống. D d H h F1 P F2 D d H h * Hướng dẫn bài 4  : F1 là áp lực của chất lỏng tác dụng vào mặt dưới của đĩa. F2 là áp lực của chất lỏng tác dụng lên phần nhô ra ngoài giới hạn của ống ở mặt trên của đĩa. P là trọng lượng của đĩa. Đĩa bắt đầu tách ra khỏi ống khi: P + F2 = F1 (1) Với: F1 = p1S =10.(H+h).L .S = 10.(H+h).L F2 = p2S' =10.H.L.( - ) P = 10..V = 10..h Thế tất cả vào (1) và rút gọn: D2.h. + (D2 - d2)H. L = D2 (H + h) L = Bài 5: Trong bình hình trụ,tiết diện S chứa nước có chiều cao H = 15cm .Người ta thả vào bình một thanh đồng chất, tiết diện đều sao cho nó nổi trong nước thì mực nước dâng lên một đoạn h = 8cm. a)Nếu nhấn chìm thanh hoàn toàn thì mực nước sẽ cao bao nhiêu? (Biết khối lượng riêng của nước và thanh lần lượt là D1= 1g/cm3 ; D2 = 0,8g/cm3 b)Tính công thực hiện khi nhấn chìm hoàn toàn thanh, biết thanh có chiều dài l = 20cm ; tiết diện S’ = 10cm2. * Hướng dẫn bài 5 : Gọi tiết diện và chiều dài thanh là S’ và l. Ta có trọng lượng của thanh: P = 10.D2.S’.l Thể tích nước dâng lên bằng thể tích phần chìm trong nước : H h l P F1 S’ V = ( S – S’).h Lực đẩy Acsimet tác dụng vào thanh : F1 = 10.D1(S – S’).h Do thanh cân bằng nên: P = F1 Þ 10.D2.S’.l = 10.D1.(S – S’).h Þ (*) Khi thanh chìm hoàn toàn trong nước, nước dâng lên một lượng bằng thể tích thanh. Gọi Vo là thể tích thanh. Ta có : Vo = S’.l H h P F2 S’ F l Thay (*) vào ta được: Lúc đó mực nước dâng lên 1 đoạn Dh ( so với khi chưa thả thanh vào) Từ đó chiều cao cột nước trong bình là: H’ = H +Dh =H + H’ = 25 cm Lực tác dụng vào thanh lúc này gồm : Trọng lượng P, lực đẩy Acsimet F2 và lực tác dụng F. Do thanh cân bằng nên : F = F2 - P = 10.D1.Vo – 10.D2.S’.l F = 10( D1 – D2).S’.l = 2.S’.l = 0,4 N Từ pt(*) suy ra : Do đó khi thanh đi vào nước thêm 1 đoạn x có thể tích DV = x.S’ thì nước dâng thêm một đoạn: Mặt khác nước dâng thêm so với lúc đầu: nghĩa là : Vậy thanh được di chuyển thêm một đoạn: x +. Và lực tác dụng tăng đều từ 0 đến F = 0,4 N nên công thực hiện được: 3.2. Một số bài tập chuyên đề nhiệt học Nhiệt học là một trong bốn phần kiến thức vật lí cơ bản được trang bị cho học sinh trung học cơ sở. Lượng kiến thức của phần này không nhiều so với các phần khác, bài tập của phần này cũng không quá khó nhưng lại gặp thường xuyên trong các kì thi học sinh giỏi các cấp. Song vì các em ít được tiếp xúc với bài tập định lượng, số giờ bài tập ở lớp 8 lại không có nên việc định hướng giải bài tập nhiệt học rất khó khăn với các em và các em chưa có phương pháp giải. Bài 1: Hãy trình bày một phương án xác định nhiệt dung riêng của một chất lỏng L không có phản ứng hoá học với các chất khi tiếp xúc. Dụng cụ gồm : 01 nhiệt lượng kế có nhiệt dung riêng là CK, nước có nhiệt dung riêng là CN, 01 nhiệt kế, 01 chiếc cân Rô-bec-van không có bộ quả cân, hai chiếc cốc giống hệt nhau (cốc có thể chứa khối lượng nước hoặc khối lượng chất lỏng L lớn hơn khối lượng của nhiệt lượng kế), bình đun và bếp đun. * Hướng dẫn bài 1 : Bước 1: Dùng cân để lấy ra một lượng nước và một lượng chất lỏng L có cùng khối lượng bằng khối lượng của NLK. Thực hiện như sau: - Lần 1 : Trên đĩa cân 1 đặt NLK và cốc 1, trên đĩa cân 2 đặt cốc 2. Rót nước vào cốc 2 cho đến khi cân bằng, ta có mN = mK. - Lần 2 : Bỏ NLK ra khỏi đĩa 1, rót chất lỏng L vào cốc 1 cho đến khi thiết lập cân bằng. Ta có: mL = mN = mK Bước 2 : Thiết lập cân bằng nhiệt mới cho mL, mN và mK. - Đổ khối lượng chất lỏng mL ở cốc 1 vào NLK, đo nhiệt độ t1 trong NLK. - Đổ khối lượng nước mN vào bình, đun đến nhiệt độ t2. - Rót khối lượng nước mN ở nhiệt độ t2 vào NLK, khuấy đều. Nhiệt độ cân bằng là t3. Bước 3 : Lập phương trình cân bằng nhiệt : Từ đó ta tìm được : Bài 2: Rót nước ở nhiệt độ t1 = 200C vào một nhiệt lượng kế (Bình cách nhiệt). Thả trong nước một cục nước đá có khối lượng m2 = 0,5kg và nhiệt độ t2 = - 150C. Hãy tìm nhiệt độ của hỗn hợp sau khi cân bằng nhiệt được thiết lập. Biết khối lượng nước đổ vào m1 = m2. Cho nhiệt dung riêng của nước C1 = 4200J/Kgđộ; Của nước đá C2 = 2100J/Kgđộ; Nhiệt nóng chảy của nước đá l = 3,4.105J/kg. Bỏ qua khối lượng của nhiệt lượng kế * Hướng dẫn bài 2 : Khi được làm lạnh tới 00C, nước toả ra một nhiệt lượng bằng: Q1 = m1.C1(t – 0) = 0,5.4200.20 = 42 000J Để làm “nóng” nước đá tới 00C cần tốn một nhiệt lượng: Q2 = m2.C2(0 – t2) = 0,5.2100.15 = 15 750J Bây giờ muốn làm cho toàn bộ nước đá ở 00C tan thành nước cũng ở 00C cần một nhiệt lượng là: Q3 = l.m2 = 3,4.105.0,5 = 170 000J Nhận xét: + Q1 > Q2 : Nước đá có thể nóng tới 00C bằng cách nhận nhiệt lượng do nước toả ra + Q1 – Q2 < Q3 : Nước đá không thể tan hoàn toàn mà chỉ tan một phần. Vậy sau khi cân bằng nhiệt được thiết lập nước đá không tan hoàn toàn và nhiệt độ của hỗn hợp là 00C 3.3. Một số bài tập chuyên đề điện học R 2 R 3 R U V Bài 1: Có 3 điện trở giá trị lần lượt bằng R; 2R; 3R mắc nối tiếp với nhau vào hiệu điện thế U không đổi. Dùng một vôn-kế (điện trở RV) để đo lần lượt hiệu điện thế giữa 2 đầu điện trở R và 2R thì được các trị số U1 = 40,6 V và U2 = 72,5 V. Nếu mắc vôn-kế này vào 2 đầu điện trở 3R thì vôn-kế này chỉ bao nhiêu? R 2 R 3 R U V * Hướng dẫn bài 1 : Gọi I1 là cường độ dòng điện trong mạch chính ở lần đo thứ nhất. Ta U = U1 + I1(2R + 3R) (1) Với I1 = . Thay vào (1): U = U1 + ()(2R + 3R) U = 6U1 + 5U1 (2) Làm tương tự với lần đo thứ hai: U = U2 + I2(R + 3R) Với I2 = => U = 3U2 + 4U2 (3) Với lần đo thứ ba: U = U3 + I3(R + 2R). Trong đó: I3 = Thế vào ta được: U = 2U3 + 3U3 (4) Từ (2) và (3) ta có: 6U1 + 5U1 = 3U2 + 4U2 => = => U = 304,5(V) . Thay vào (4) => U3 = 105 (V) Bài 2: Cho các sơ đồ mắc biến trở sau (hình a; b). Giá trị tối đa của biến trở và của điện trở đều bằng R. Đối với mỗi sơ đồ, hãy khảo sát sự biến thiên của điện trở toàn mạch theo x (x là phần điện trở nằm bên phải của biến trở). Vẽ các đường biểu diễn trên cùng một hệ toạ độ (trục tung : điện trở toàn phần; trục hoành : x). x x Hình b Hình a B C A B C A y R/2 R/4 0 R/2 R x * Hướng dẫn bài 2 : Gọi ya và yb lần lượt là điện trở toàn phần của mạch điện trong sơ đồ hình a và hình b. Ta có: ya = (1) và yb = (2) Lập bảng giá trị sau: x