Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Giải thích sơ đồ:

Giải thích sơ đồ:

Tải bản đầy đủ - 0trang

chuyển động tròn - kết luận về tương tác giữa gia tốc của hai vật - lực là

nguyên nhân của gia tốc - lực là đại lượng vật lý. Tiếp đến bằng thí nghiệm

dẫn đến kết quả là cùng một lực truyền cho các vật khác nhau những gia tốc

khác nhau nhưng tích của các khối lượng này với các gia tốc mà lực đó tạo

nên là khơng thay đổi. Cũng cần khái quát kết quả thu được đó đối với lực

đàn hồi sang các dạng lực khác. Định luật II Newton nghiên cứu những vấn

đề liên quan đến việc định nghĩa các khái niệm lực, thực chất được chứa đựng

trong định luật II, đồng thời cũng là hệ quả được suy ra từ định luật II.

* Nhánh thứ ba: Đề cập đến một khái niệm quan trọng nhất của cơ học

– khái niệm khối lượng. Để hoàn thiện khái niệm này cần tuần tự nghiên cứu

các vấn đề: tương tác, tương quan của hai vật tương tác, mức quán tính, khối

lượng, tính cộng được của khối lượng và mẫu khối lượng, phương pháp đo

khối lượng bằng thực nghiệm.

* Nhánh thứ tư: Liên quan đến định luật III. Ở đây sẽ nghiên cứu những

vấn đề đặc trưng hai mặt của tương tác đưa đến định luật III với tính cách là

hệ quả của sự kiện thực nghiệm về sự không đổi của thương số, của gia tốc

của hai vật tương tác và định luật II, cũng như dựa trên sự hiểu biết của học

sinh về khái niệm lực.

2.3. Biên soạn một số bài tập có đặc trưng sáng tạo trong chương “Động lực

học chất điểm” vật lí lớp 10 (nâng cao).

2.3.1. Nguyên tắc biên soạn.

Khi biên soạn một số bài tập mang đặc trưng sáng tạo, chúng tôi xuất

phát từ những tình hình thực tế sau đây:

- Các bài tập trong sách giáo khoa về cơ bản là những bài tập nhằm mục

đích để học sinh ứng dụng các kiến thức về khái niệm, định luật, quy tắc,

… vào những trường hợp cụ thể, từ đơn giản đến phức tạp, gồm cả các bài



Khãa ln tèt

nghiƯp



39



tập định tính và định lượng. Theo nhận xét của chúng tôi trong sách giáo khoa

chưa có những bài tập mang đặc trưng sáng tạo.

- Vì sáng tạo của học sinh là sáng tạo những cái mà người khác có thể đã biết.

Tuy nhiên, nó vẫn tuân thủ theo nguyên tắc là sản phẩm của nó khơng được

bắt chước, làm theo, khơng có sẵn mẫu. Do đó các bài tập mang đặc trưng

sáng tạo thường thể hiện ở các khía cạnh say đây:

+ Khơng thể chỉ áp dụng cơng thức một cách máy móc mà trong quá

trình sử dụng các kiến thức vật lý cần phải có những trực giác, những “đột

biến” trong tư duy. Điều đó thường thể hiện ở chỗ học sinh cần đưa ra những

hệ quả mới, phương pháp mới.

+ Các bài tập mang đặc trưng sáng tạo không nhất thiết phải là những

bài tập khó về nội dung kiến thức mà chỉ cần có “cái nhìn mới ” so với các bài

tập khác cùng nội dung.

- Trong chu trình sáng tạo khoa học của Radumôpxki về cơ bản ở mọi giai

đoạn đều có hoạt động sáng tạo nhưng chúng ta đặc biệt chú ý đến các giai

đoạn sau:

+ Đưa ra dự đoán (giả thuyết).

+ Từ giả thuyết rút ra hệ quả có thể kiểm chứng được.

+ Đề xuất phương án thí nghiệm để kiểm tra hệ quả.

Do đó các bài tập mang đặc trưng sáng tạo cũng cần thiết kế sao cho

phù hợp với chu trình đó.

2.3.2. Một số bài tập có đặc trưng sáng tạo

Bài 1: Hai học sinh đứng yên trên nền nhà kéo tay nhau. Lực tác dụng

từ tay người nọ tới tay người kia có bằng nhau khơng? Vì sao người nọ có thể

kéo được tay người kia?

Bài 2: Theo định luật II Newton thì gia tốc tỉ lệ với lực tác dụng. Vậy

trong sự rơi tự do lực càng lớn thì gia tốc rơi tự do cũng càng lớn. Tuy nhiên





gia tốc rơi tự do g của tất cả các vật là như nhau. Hãy giải thích tại sao?



Bài 3: Bơi dầu mỡ có tác dụng làm giảm ma sát. Nhưng tại sao người ta

không bôi dầu cho các thanh day đường sắt?

Bài 4: Từ một thí nghiệm đo lực hấp dẫn khi một quả cầu dịch chuyển

trên một trục một quả cầu khác có dạng vành tròn. Người ta thấy rằng khi quả

cầu chuyển động lại gần vành, trước hết lực hút giữa chúng tăng lên. Đến một

vị trí nào đó lực hút cực đại cho quả cầu tiếp tục tiến gần tới vành thì lực hút

lại giảm đi. Như vậy đã có trường hợp khối lượng giảm làm lực hấp dẫn giảm

theo. Kết quả này dường như mâu thuẫn với định luật vạn vật hấp dẫn. Hãy

giải thích tại sao có mâu thuẫn đó?

Bài 5: Việc bôi dầu mỡ lên các bề mặt làm việc của các chi tiết máy có

tác dụng làm giảm ma sát. Tuy nhiên trên thực tế có một trường hợp “ lạ” là

khi bổ củi, việc giữ cán rìu bằng tay khơ lại khó hơn khi tay ướt, phải chăng

đây là một mâu thuẫn? Hãy giải thích tại sao?

Bài 6: Thiết kế thí nghiệm chỉ ra tính quán tính của dòng nước chuyển

động ?

Bài 7: Làm thế nào biết được khi vật trượt đều, lực ma sát trượt nhỏ

hơn lực ma sát nghỉ cực đại. Có thể làm thí nghiệm để biết độ chênh lệch giữa

hai lực ma sát đó là bao nhiêu khơng ?

Bài 8: Thiết kế thí nghiệm chứng tỏ lực hướng tâm tác dụng lên chất

lỏng và có thể tác dụng lên chất khí?

Bài 9: Làm thế nào để các chất trong chất lỏng vẩn lắng nhanh chóng?

Bài 10: Một vật có khối lượng m đặt trên vật có khối lượng M. Lực ma

sát cực đại giữa hai vật này được đặc trưng bằng hệ số ma sát k0 . Giữa vật M

và mặt nằm ngang khơng có ma sát. Xác định lực F tối thiểu tác dụng vào M

để hai vật m và M bắt đầu dịch chuyển đối với nhau.

Bài 11: Một vật có khối lượng M = 2kg nằm trên mặt bàn nhẵn nằm

ngang (hình vẽ). Vật bắt đầu chuyển động với gia tốc là bao nhiêu nếu:



a. Dây được kéo bởi lực F = 9,8(N).

b. Treo vật có khối lượng m = 1kg vào sợi dây.

2



(Bỏ qua khối lượng của ròng rọc và dây treo, lấy g = 9,8 m/s ).

M



F



Bài 12: Một vật có khối lượng m được ném lên với vận tốc ban đầu

vo=18 (m/s) từ độ cao h = 20m. Xác định độ cao cực đại mà vật đạt được

trong các trường hợp:

a. Vật được ném thẳng đứng lên trên.

b. Vật được ném xiên góc   30 . (Bỏ

2



qua mọi ma sát, lấy g = 10 m/s ).

Bài 13: Một dây vắt qua ròng rọc có một đầu mang vật khối lượng

M=52kg. Đầu kia có một người khối lượng m = 50kg. Người ấy có thể đứng

trên mặt đất và kéo dây nâng vật lên được không?



M



m



Bài 14: Một vật có khối lượng m = 2kg được treo vào trần của một toa

xe lửa bằng một sợi dây. Khi toa xe chạy trên đường sắt nằm ngang với gia

tốc a, người ta thấy dây treo vật hợp với phương thẳng đứng một góc   30 .

2



Tính gia tốc a, lực căng dây treo và lực quán tính. Lấy g = 10 (m/s ).



Bài 15: Xe cần chuyển động với gia tốc là bao nhiêu để vị trí của m1, m2

vẫn không thay đổi? Cho hệ số ma sát giữa các vật và thành xe là k = 0,3.

Trên đây tơi đã đưa ra các bài tập có đặc trưng sáng tạo thuộc

chương “Động lực học chất điểm”. Các bài tập trên được xây dựng chia làm

ba loại :

- Bài tập nghiên cứu (từ bài 1 đến bài 5).

- Bài tập thiết kế (từ bài 6 đến bài 9).

- Bài tập có cách giải sáng tạo hoặc có các cách giải khác nhau (từ bài 10 đến

bài 15).

2.4. Hướng dẫn giải các bài tập có đặc trưng sáng tạo

Về nguyên tắc dạy học sinh giải các bài tập có đặc trưng sáng tạo vẫn

tuân thủ theo các bước dạy giải bài tập vật lý thông thường. Các bước cơ bản

đó gồm có:

Bước 1: Đọc kĩ đề bài, giải thích các thuật ngữ, viết tóm tắt các dữ

kiện, thể hiện các dữ kiện đó trên hình vẽ (nếu thấy cần thiết).

Bước 2: Xác định xem kiến thức lý thuyết – cơ sở để giải bài tập đó là

gì? ( định luật, định lý, công thức,...).

Bước 3: Sử dụng các định luật, công thức cụ thể nào? Ở giai này cần sử

dụng các công thức ở dạng tổng quát, đặc biệt chú ý các biểu thức vectơ).

Bước 4: Tiến hành giải bài tập.

Bước 5: Biện luận, nhận xét kết quả thu được.

Tuy nhiên với bài tập mang đặc trưng sáng tạo cần chú ý một số khía cạnh

sau đây:

* Cùng với những kiến thức cơ bản để sử dụng như các bài tập thông thường

nhưng cần ở học sinh tư duy “đặc biệt”, vượt ra khỏi khn khổ tư duy

hình thức quen thuộc.



Chẳng hạn ở bài tập 13, một số học sinh cho rằng việc kéo vật nặng M

lên cao được hay không chỉ phụ thuộc vào “ lực kéo” mà anh ta tạo ra. Do đó,

nếu kéo “mạnh” thì ln ln kéo được vật đó lên. Hay với bài 11, nếu chỉ

hình thức nhìn vào các số liệu các em đều đốn là trong hai trường hợp đó gia

tốc đều như nhau vì lực kéo ở trường hợp đầu (F=9,8 N) cũng bằng trọng lực

2



(đóng vai trò lực kéo) ở trường hợp sau (P = 1kg . 9,8m/s = 9,8 N).

* Trong một số trường hợp, kiến thức cần sử dụng lại “ ẩn” sau những kiến

thức mà các em đã có, và nếu khơng có sự tư duy sáng tạo thì sẽ dẫn đến

những sai lầm khi giải chúng. Chẳng hạn với bài tập số 10, mới nhìn qua các





em cho rằng cả hai vật chuyển động với cùng gia tốc dưới tác dụng của lực F

nhưng trong thực tế lại khơng phải như vậy.



* Ngồi ra, trong các bài tập có đặc trưng sáng tạo cần đặc biệt chú ý

đến loại bài thiết kế và bài tập có những phương pháp giải khác nhau độc đáo.

Với các bài tập thiết kế, quan trọng nhất là phải để cho học sinh tưởng

tượng được cơ cấu của thiết kế như thế nào? Chỉ sau khi hình dung được cơ

cấu đó, học sinh mới có thể sử dụng các kiến thức cơ bản vào việc thiết kế các

cơ cấu, dụng cụ hoặc giải thích được nguyên tắc vận hành chúng.

Dướii đây chúng tơi sẽ trình bày một số ví dụ mang tính định hướng

trong khi hướng dẫn học sinh giải các bài tập.

Bài 1:

GV: Trong bài này phải vận dụng kiến thức nào để giải thích?

HS: Theo định luật III Newton thì lực kéo của hai người là như nhau.

GV: Trong trường hợp này, tác dụng lên hai người còn vật nào khơng ?

HS: Xét theo phương ngang ngồi lực kéo giữa hai người còn có lực

ma sát nghỉ của mặt đất tác dụng vào mỗi người. Lúc này xuất hiện vai trò

của vật thứ ba là mặt đất. Do đó, theo phương ngang mỗi người chịu tác dụng

của hai lực là: lực kéo của người và lực ma sát nghỉ của mặt đất. Người nào

tác dụng vào mặt đất một lực lớn hơn thì mặt đất sẽ tác dụng lại lực ma sát

nghỉ lớn hơn và người đó sẽ thắng.



Nhận xét:

- Học sinh thường nghĩ rằng lực kéo từ tay người nọ tới tay người kia là bằng

nhau thì người nọ không thể kéo được người kia.

- Học sinh cần có sự tư duy sáng tạo để chỉ ra vai trò của vật thứ ba tác dụng

trong trường hợp này. Vật thứ ba ở đây là mặt đất.

Bài 7:

GV: Xác định mục đích của thí nghiệm?

HS: Mục đích thí nghiệm

+ Chỉ ra Fmst< Fmsn cực đại.

+ Tính được độ chênh lệch giữa hai lực ma sát khi vật trượt đều.

GV: Để chỉ ra Fmst< Fmsn cực đại ta phải làm gì ?

HS: Ta cho hai vật nằm trên nhau lúc đó sẽ xuất hiện lực ma sát nghỉ.

tại chỗ tiếp xúc giữa hai vật. Gắn lực kế bằng đĩa vào một vật và dùng tay kéo

vật còn lại đến khi hai vật bắt đầu trượt thì giá trị của lực kéo tại thời điểm đó

là lực ma sát nghỉ cực đại. Điều chỉnh lực kéo sao cho hai vật trượt đều thì giá

trị chỉ trên lực kế là lực ma sát trượt.

GV: Dùng tay kéo để vật trượt đều rất khó. Hãy thiết lập phương án

điều chỉnh vật trượt đều ?

HS: Ta nối vật được kéo với một đĩa cân thơng qua một ròng rọc cố

định. Điều chỉnh lực kéo bằng cách điều chỉnh lượng cát cho vào đĩa cân.

1

GV : Vẽ sơ đồ thí nghiệm ?

2

HS: Thí nghiệm gồm một

lực kế bằng đĩa (2), tấm ván có



3



kích thước 10x60 đến 80cm (3),

quả nặng (1), một ròng rọc cố

định và đĩa cân (4) được mắc với

nhau như hình vẽ



4



Tiến hành thí nghiệm

Mắc hệ thống các vật như hình vẽ.

Khi tăng dần cát vào đĩa (4), số chỉ của lực kế tăng dần tới giá trị cực

đại rồi vật bị “bứt” ra khỏi mặt phẳng. Nếu cứ để cho hệ chuyển động ta sẽ có

chuyển động nhanh dần (lắp vào xe một băng giấy và cho băng giấy chạy qua

đồng hồ rung), ta thấy rất rõ điều đó.

Muốn cho xe chuyển động đều ta lấy bớt cát trong đĩa ra. Điều này cho

thấy lực ma sát trượt nhỏ hơn lực ma sát nghỉ cực đại.

- Lưu ý

Cần tạo thí nghiệm sao cho hiện tượng diễn ra một cách khách quan

chứ không phụ thuộc vào cảm giác trực quan như kéo cho vật trượt đều, nâng

dần máng nghiêng cho đến khi vật trượt đều.

Nhận xét:

- Học sinh thường khó hình dung ra mơ hình của thí nghiệm.

- Bằng những kiến thức đã học, học sinh có thể tư duy sáng tạo ra cách

dùng lực kế để đo lực và dùng cát cho vào đĩa cân để điều chỉnh cho vật

trượt đều.

Bài 10:





GV: Lúc đầu giá trị của lực F nhỏ thì hai

vật chuyển động như thế nào?





HS: Lúc đầu F còn nhỏ hai vật



m

M



chưa dịch chuyển với nhau, cả hai vật cùng có gia tốc:

a



F



(1)



Mm



GV: Lực nào truyền cho m gia tốc đó?

HS : Lực đó là lực ma sát nghỉ

Fms  ma



(2)





N



F



Từ (1) và (2) suy ra:

 ma  m



F



Fms



Mm



GV: Khi F tăng thì giá trị của lực ma sát nghỉ như thế nào?

HS: Khi F tăng, lực ma sát nghỉ cũng tăng nhưng không thể tăng mãi,

giá trị cực đại của Fms là :

Fmsmax  k0 N  k0 mg



GV: Điều kiện để xác định lực F cực đại để hai vật còn cùng chuyển

động với nhau?

HS: Giá trị cực đại của F để hai vật còn cùng chuyển động với nhau

như một vật được xác định từ điều kiện :

k0 mg  m



F

Mm



 F  k0 g (M  m)



GV: Lực cực đại này so với lực cực tiểu cần tìm như thế nào?

HS: Đó cũng chính là lực tối thiểu để hai vật bắt đầu dịch chuyển với

nhau.

Vậy lực F tối thiểu tác dụng vào M để hai vật m và M bắt đầu dịch

chuyển đối với nhau.

Nhận xét:

- Trong bài này khi hỏi học sinh lực nào truyền cho m gia tốc thì học sinh có

thể trả lời đó là lực kéo F. Tuy nhiên, ở đây học sinh cần tư duy trực giác để

chỉ ra đó khơng phải là lực kéo F mà đó là lực ma sát nghỉ.

- Học sinh cũng cần có sự tư duy sáng tạo để chỉ ra lực cực đại để hai vật

cùng chuyển động với nhau cũng là lực cực tiểu để hai vật bắt đầu dịch

chuyển đối với nhau.



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Giải thích sơ đồ:

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×