Đề tài Sử dụng ý nghĩa của các đại lượng vật lý trong việc giải bài toán trắc nghiệm

Cộng hòa xã hội chủ nghĩa việt nam Độc lập -Tự do- Hạnh phúc Đề tài sáng kiến kinh nghiệm Sử dụng ý nghĩa của các đại lượng vật lý trong việc giải bài toán trắc nghiệm I.Sơ yếu lí lịch Họ và tên : Đỗ Phú Cường Ngày,tháng,năm sinh : 01-03-1977 Ngày,tháng,năm vào ngành: 05-09-1998 Chức vụ : Giáo viên Đơn vị công tác : Tổ Vật lý-Công nghệ-Thể dục Trường THPT Vạn Xuân Trình độ chuyên môn : Đại học Sư Phạm Bộ môn giảng dạy : Vật lý Ngoại ngữ : Tiếng Anh Trình độ chính trị : Sơ cấp II. Nội dung của đề tài Tên đề tài Sử dụng ý nghĩa của các đại lượng vật lý trong việc giải bài toán trắc nghiệm Lí do chọn đề tài -Tôi đã hỏi rất nhiều học sinh câu hỏi như thế này(và nhiều câu hỏi tương tự về các đại lượng vật lý khác): Một ôtô đang chuyển động thẳng đều,sau thời gian t=3h ôtô đi được quãng đường S=180km,thương số cho chúng ta biết điều gì? Hầu hết các em học sinh đã trả lời : thương số đó cho ta biết vận tốc của ôtô. Tôi hỏi tiếp: vận tốc của ôtô cho ta biết điều gì ? tại sao? Các em chỉ trả lời được vận tốc cho biết ôtô đi nhanh hay chậm mà không biết lí do vì sao.Qua nhiều lần như vậy tôi nhận thấy rằng các khi học về một đại lượng vật lí,hs chỉ chú ý nhớ đến tên gọi và công thức liên quan của đại lượng ấy mà không chú ý đến ý nghĩa hay “nghĩa đen” của đại lượng đó. -Với việc đổi mới hình thức kiểm tra,thi cử ( từ tự luận sang trắc nghiệm),yêu cầu về thời gian,độ chính xác là rất cao do đó rất cần có những “phương pháp” đặc biệt để giải quyết bài toán.Một trong những “phương pháp” đặc biệt đó là sử dụng được “nghĩa đen” của các đại lượng vật lí thay vì sử dụng những công thức liên quan đến đại lượng để tính toán. -Tôi chọn đề tài này nhằm hai mục đích: 1. Thông qua quá trình thực hiện đề tài giúp cho các em học sinh ghi nhớ,khắc sâu ý nghĩa của các đại lượng vật lí. 2. Cung cấp cho hs một cách làm nhanh bài toán trắc nghiệm. Nội dung chính của đề tài 1.Cở sở lí thuyết: Thông thường một đại lượng vật lí được xây dựng với: - định nghĩa tên gọi đơn vị công thức sử dụng ý nghĩa ví dụ: Đại lượng vận tốc Định nghĩa: Đại lượng vật lí đặc trưng cho sự nhanh hay chem. của chuyển động Tên gọi : vận tốc Đơn vị : m/s Công thức sử dụng : v = ý nghĩa : quãng đường đi được trong một đơn vị thời gian Rõ ràng rằng khi nắm vững và sử dụng thành thạo về ý nghĩa vật lí thì hs sẽ sử lí bài toán nhanh hơn rất nhiều việc sử dụng công thức tính toán và sai sót cũng giảm thiểu rất nhiều ( do khả năng nhớ chính xác công thức,khả năng tính toán) 2. Một số ví dụ,bài toán minh họa: ** Đại lượng vật lí thứ nhất : Gia tốc trong chuyển động thẳng đều. “nghĩa đen”: vật cđ biến đổi đều với gia tốc a (m/s) nghĩa là cứ sau mỗi giây vận tốc của vật tăng hoặc giảm một lượng là a (m/s) Bài toán1:Một ôtô đang chuyển động thẳng đều với vận tốc 2m/s thì tăng tốc cđ nhanh dần đều với gia tốc 2m/s2.Tính vận tốc của ôtô sau 5s kể từ lúc tăng tốc. C1: Dùng công thức. Chọn trục tọa độ Ox trùng quỹ đạo cđ,chiều dương cùng chiều cđ thì v = v0 + a.t = 2 + 2.5 =12m/s C2: Dùng ý nghĩa của gia tốc. Cứ sau mỗi giây vận tốc tăng 2m/s,nên sau 5s vận tốc tăng thêm 10m/s, vậy vận tốc sau 5s là 12m/s. Bài toán2:Một ôtô đang chuyển động thẳng đều với vận tốc 20m/s thì hãm phanh cđ chậm. dần đều với gia tốc 2m/s2.Tính vận tốc của ôtô sau 5s kể từ lúc tăng tốc. C1: Dùng công thức. Chọn trục tọa độ Ox trùng quỹ đạo cđ,chiều dương cùng chiều cđ thì v = v0 - a.t = 20 - 2.5 =10m/s C2: Dùng ý nghĩa của gia tốc. Cứ sau mỗi giây vận tốc giảm 2m/s,nên sau 5s vận tốc giảm bớt 10m/s, vậy vận tốc sau 5s là 10m/s. Bài toán3:Một ôtô đang chuyển động thẳng đều với vận tốc 20m/s thì hãm phanh cđ chậm dần đều với gia tốc 2m/s2.Sau bao lâu thì ôtô dừng lại? C1: Dùng công thức. Chọn trục tọa độ Ox trùng quỹ đạo cđ,chiều dương cùng chiều cđ thì v = v0 - a.t nên t = = = 10s C2: Dùng ý nghĩa của gia tốc. Cứ sau mỗi giây vận tốc giảm 2m/s,khi dừng lại vận tốc bằng 0,tức là vận tốc giảm 20m/s nên cần thời gian là 10 s. Bài toán 4.Một ôtô đang chuyển động thẳng biến đổi đều,trong khoảng thời gian từ giây thứ 3 đến giây thứ 8 vận tốc ôtô tăng từ 36km/h đến 54km/h.Hỏi vận tốc của xe ở giây thứ 13? C1: Dùng công thức. v1= 36km/h = 10m/s v2 = 54 km/h = 15 m/s Gia tốc của xe : a = Vận tốc của xe tại thời điểm giây thứ 13: v3= v1 + a.(t3-t1) = 10 + 1.( 13-3) = 20 m/s C2: Dùng ý nghĩa của gia tốc. Trong 8-3=5s vận tốc tăng 5m/s vậy cứ mỗi giây vận tốc tăng 1m/s.Từ giây thứ 3 đến giây thứ 13( 10s) vận tốc tăng thêm 10m/s nên vận tốc ở giây thứ 13 là 10 +10 = 20m/s. ** Đại lượng vật lí thứ hai: Độ cứng của lò xo. “nghĩa đen”: Lò xo có độ cứng k (N/m) nghĩa là để lò xo biến dạng 1m thì cần tác dụng một lực có độ lớn k (N) Bài toán 5:Một lò xo khi chịu tác dụng lực F= 2 N thì dãn ra x=1cm.Độ cứng của lò xo ? C1: Sử dụng công thức. Khi đó lực đàn hồi có độ lớn bằng lực F. Độ cứng k = F/x = 2/1 =2 N/cm = 200N/m C2: Sử dụng ý nghĩa của độ cứng: Để lò xo dãn 1cm cần tác dụng một lực là 2N, nên để lò xo dãn 100cm cần tác dụng một lực 2.100=200N.Vậy k= 200N/m. Bài toán 6.Một lò xo có chiều dài tự nhiên l0=25 cm,độ cứng k=100N/m treo thẳng đứng .Lấy g=10 m/s2.Để lò xo có chiều dài l =30 cm ta phải treo vào đầu dưới của lò xo một vật có khối lượng là bao nhiêu. C1: Sử dụng công thức: Khi lò xo dài 30 cm thì độ biến dạng x= l- l0= 30cm -25 cm = 5 cm =0,05m Treo vật có khối lượng m để lò xo biến dạng x thì k.x =m.g nên m= C2: Sử dụng ý nghĩa của độ cứng: k= 100N/m có nghĩa để lò xo giãn 100cm cần tác dụng một lực là 100N tức là cần treo một vật nặng 10kg,vậy để lò xo giãn 30 -25 =5 cm cần treo một vật nặng 0,5 kg Bài toán 7.Một lò xo có khối lượng không đáng kể được treo vào điểm cố định .Đầu dưới của lò xo treo vật khối lượng m1=100g thì lò xo dài l1=31 cm,treo thêm vật m2=100g thì lò xo dài l2=32 cm.Lấy g = 10m/s2,độ cứng của lò xo bằng. C1: Sử dụng công thức: Chiều dài tự nhiên của lò xo là l0. Khi treo vật m1: k.( l1 – l0 ) =k(0,31 –l0) = m1.g = 0,1.10=1 Khi treo vật m2+m1: k.( l2 - l0 ) = k.(0,32 –l0)=(m2+m1).g = (0,1 +0,1).10 = 2 Giải hệ hai phương trình ta được l0 = 30 cm , k = 100 N/m C2: Sử dụng ý nghĩa của độ cứng: Treo thêm vật nặng 100g,tức là tác dụng lực 1N,lò xo giãn thêm 1cm,vậy để lò xo giãn 100 cm cần tác dụng một lực bằng 100N.Độ cứng của lò xo là 100N/m ** Đại lượng vật lí thứ ba : Công suất “nghĩa đen”: Công thực hiện trong một đơn vị thời gian Bài toán 8: Một ôtô đang chuyền động thẳng đều,công suất của đầu máy là P=10kw.Tính công của đầu máy trong t=30 phút. C1: Sử dụng công thức: Công của đầu máy A= P.t = 10000.0,5 = 5000 J C2: Sử dụng ý nghĩa của công suất P = 10kw nghĩa là cứ một giờ đầu máy thực hiện một công là 10000 J vây trong 0,5 giờ đầu máy thực hiện công là 5000 J. ** Đại lượng vật lí thứ tư : áp suất “nghĩa đen”: áp lực tác dụng lên một đơn vị diện tích. Bài toán 9. áp lực tác dụng lên S=1 cm2 đáy bình bằng bao nhiêu biết áp suất tại đáy bình là p=1,2.105 N/m. C1: Sử dụng công thức: áp lực F = p.S = 1,2.105 .10-4 = 12 N C2: Sử dụng ý nghĩa của áp suất: Cứ 104 cm2 chịu một lực 120000 N tác dụng,vậy 1 cm2 sẽ chịu một lực 12 N tác dụng, Bài toán 10. Dùng áp kế thủy ngân để đo áp suất.Khi cột thủy ngân cao h=76 cm Hg thì áp lực tác dụng lên 1dm2 là bao nhiêu,biết khối lượng riêng của thủy ngân D=13600 kg/m3,g =10 m/s2 . C1: Sử dụng công thức: áp suất p = = 13600.10.0,76=103360 N/m2 C2 Sử dụng ý nghĩa của áp suất: áp lực cần tính : cứ 100 dm2 chịu tác dụng của lực 103360 N vậy 1 dm2 sẽ chịu một lực là 1033,6 N ** Đại lượng vật lí thứ năm :Hệ số nở dài của vật rắn ** Đại lượng vật lí thứ sáu : Nhiệt nóng chảy ** Đại lượng vật lí thứ bảy: Số Avôgađrô +Ngoài ra còn có thể kể đến khá nhiều đại lượng vật lí như thế trong chương trình vật lí lớp 11,lớp 12 mà trong khuôn khổ của đề tài này( thực hiện với các học sinh lớp 10 năm học 2007-2008,trường THPT Vạn Xuân) tôi không nêu ra. +Khi đọc đến đây hẳn có ai đó sẽ hỏi rằng có sự khác biệt nào trong hai cách giải cho mỗi bài toán ở trên ? Sẽ là không có sự khác biệt nếu như chỉ nhìn vào lời giải cho mỗi bài đã trình bày ở trên, sự khác biệt sẽ là rõ ràng khi bạn lưu ý rằng khi sử dụng cách thứ hai chúng ta hầu như không phải tính toán,những điều mà tôi viết ra ở cách giải thứ 2 là những suy luận diễn ra trong đầu chúng ta do đó diễn ra rất nhanh,đáp ứng về yêu cầu thời gian,hơn nữa lại tránh được cho ta phảI sử dụng các thao tác toán học. Phạm vi và thời gian thực hiện đề tài Lớp 10A1 và lớp 10A2 Trường THPT Vạn Xuân năm học 2007-2008 III.Nội dung thực hiện đề tài Khảo sát thực tế 1.Tình hình thực tế trước khi thực hiện đề tài Trước khi thực hiện đề tài này tôi thấy rằng bất cứ khi nào tôi cho bài tập là học sinh lại chăm chăm lập công thức và chúi vào để tính toán ,nói chung là việc làm này có kết quả song thời gian thì mất khoảng từ 5 đến 8 phút cho mỗi bài ,kết quả này là khó chấp nhận cho việc giải một bài toán trắc nghiệm . Chẳng hạn tôi đã cho học sinh ở hai lớp 10A1 và 10A2 làm các bài toán 3,bài toán 7 ở trên,kết quả thu được như sau: Bài toán3:Một ôtô đang chuyển động thẳng đều với vận tốc 20m/s thì hãm phanh cđ chậm dần đều với gia tốc 2m/s2.Sau bao lâu thì ôtô dừng lại? ở cả hai lớp 100% hs làm theo cách 1 C1: Dùng công thức. Chọn trục tọa độ Ox trùng quỹ đạo cđ,chiều dương cùng chiều cđ thì v = v0 - a.t nên t = = = 10s 100% học sinh cho kết quả đúng song người nhanh nhất cũng mất 2 phút Bài toán 7.Một lò xo có khối lượng không đáng kể được treo vào điểm cố định .Đầu dưới của lò xo treo vật khối lượng m1=100g thì lò xo dài l1=31 cm,treo thêm vật m2=100g thì lò xo dài l2=32 cm.Lấy g = 10m/s2,độ cứng của lò xo bằng. Vẫn là 100% học sinh sử dụng cách 1 để làm bài C1: Sử dụng công thức: Chiều dài tự nhiên của lò xo là l0. Khi treo vật m1: k.( l1 – l0 ) =k(0,31 –l0) = m1.g = 0,1.10=1 Khi treo vật m2+m1: k.( l2 - l0 ) = k.(0,32 –l0)=(m2+m1).g = (0,1 +0,1).10 = 2 Giải hệ hai phương trình ta được l0 = 30 cm , k = 100 N/m Kết quả khảo sát lớp 10A1 % Học sinh làm được 10 20 30 30 Thời gian (phút) 3 5 7 10 Kết quả khảo sát lớp 10A2 % Học sinh làm được 5 15 20 40 Thời gian (phút) 3 5 7 10 2.Biện pháp thực hiện đề tài + Khi học về một đại lượng vật lí nào đó tôi đặc biệt chú trọng các em về ý nghĩa của đại lượng đó và yêu cầu học sinh phải ghi nhớ. + Từng bước yêu cầu học sinh sử dụng ý nghĩa của đại lượng vật lí trong các bài toán trên lớp,trong thời gian kiểm tra bài cũ. + Cho các em làm quen với cách giải bằng cách cho các em làm các bài toán đơn giản như các bài toán 1,2 ở trên. IV. kết quả có đối chứng Qua một thời gian,tôI đã cho học sinh làm lại các bài toán trên ,kết quả thu được như sau Bài toán3:Một ôtô đang chuyển động thẳng đều với vận tốc 20m/s thì hãm phanh cđ chậm dần đều với gia tốc 2m/s2.Sau bao lâu thì ôtô dừng lại? ở cả hai lớp 100% hs làm theo cách 2,thời gian làm bài chỉ tính bằng giây Bài toán 7.Một lò xo có khối lượng không đáng kể được treo vào điểm cố định .Đầu dưới của lò xo treo vật khối lượng m1=100g thì lò xo dài l1=31 cm,treo thêm vật m2=100g thì lò xo dài l2=32 cm.Lấy g = 10m/s2,độ cứng của lò xo bằng. Vẫn là 100% học sinh sử dụng cách 2 để làm bài Kết quả khảo sát lớp 10A1 100% Học sinh làm được 20 30 30 20 Thời gian (phút) 0,5 1 1,5 2 Kết quả khảo sát lớp 10A2 100 % Học sinh làm được 10 20 40 30 Thời gian (phút) 0,5 1 2 3 Ngoài kết quả thu được ở trên, tôi còn nhận thấy rõ rằng học trò của tôi đã dần từ bỏ thói quen lệ thuộc quá nhiều vào cái máy tính,khả năng tư duy của các em cũng tiến bộ rõ rệt V. những kiến nghị sau khi thực hiện đề tài Để nâng cao hiệu quả công tác dạy-học,đòi hỏi sự nỗ lực của chính bản thân học sinh và của ỗi giáo viên,nhưng không thể thiếu được sự hợp tác toàn diện của các thầy cô giáo,đặc biệt là các thầy cô trong cùng nhóm chuyên môn,vì vậy theo tôI ,chúng ta cần phải tổ chức tốt các buổi hội thảo chuyên đề để cùng nhau nghiên cứu các phương pháp mới,cùng nhau xây dựng hệ thống ngân hàng câu hỏi cho phù hợp,phong phú. Trên đây là một đề tài nho nhỏ của tôi.Mặc dù đã cố gắng rất nhiều nhưng chắc chắn trong quá trình thực hiện đề tài vẫn không tránh khỏi thiếu sót ,rất mong nhận được sự góp ý chân thành của các thầy cô. Tôi xin trân thành cảm ơn. Hoài Đức ngày 10 tháng 5 năm 2008 Tác giả Đỗ Phú Cường ý kiến nhận xét, đánh giá,xếp loại của hội đồng khoa học cơ sở Chủ tịch hội đồng