Sáng kiến kinh nghiệm Hướng dẫn học sinh giải một số dạng bài tập vật lí về các định luật chất khí

Nội dung text: Sáng kiến kinh nghiệm Hướng dẫn học sinh giải một số dạng bài tập vật lí về các định luật chất khí

1. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO LONG AN TRƯỜNG THPT HẬU NGHĨA  SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐỀ TÀI : HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP VẬT LÍ VỀ CÁC ĐỊNH LUẬT CHẤT KHÍ GIÁO VIÊN: NGUYỄN HOÀI THANH Tổ : VẬT LÍ NĂM HỌC : 2008-2009
2. Sở GD & ĐT Long An Trường THPT Hậu Nghĩa 2 MỞ ĐẦU I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI : 1. Đổi mới phương pháp dạy học là khắc phục phương pháp truyền thụ một chiều, rèn luyện thói quen, nếp sống tư duy sáng tạo của người học. Để thực hiện được nhiệm vụ này cần phải bồi dưỡng được cho học sinh phương pháp học tập để phát triễn tư duy nhận thức và kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tế. Muốn nâng cao chất lượng học tập bộ môn Vật Lý phải có nhiều yếu tố song hành trong đó viêc áp dụng các phương pháp hướng dẫn giải bài tập Vật Lý đóng vai trò hết sức quan trọng. Trong quá trình giải bài tập trắc nghiệm Vật lý lớp 10 nói chung và bài tập chương các định luật chất khí nói riêng, học sinh còn nhiều lúng túng, nhiều em chưa có phương pháp giải phù hợp, linh hoạt chưa biết vận dụng phương pháp phân tích - tổng hợp để giải bài tập một cách có hiệu quả. 2. Bài tập vật lí là một trong những công cụ không thể thiếu được trong quá trình dạy học. Với tính chất là một phương tiện dạy học, bài tập vật lí giữ vị trí đặc biệt quan trọng trong việc hoàn thành dạy học vật lí : - Bài tập vật lí giúp học sinh hiểu sâu hơn những quy luật vật lí, biết phân tích chúng và ứng dụng chúng vào những vấn đề thực tiển . - Thông qua các bài tập vật lí, với sự vận dụng linh hoạt kiến thức đã học để tự lực giải quyết tốt những tình huống có vấn đề thì các kiến thức đó trở nên sâu sắc, hoàn thiện hơn. - Bài tập vật lí là phương tiện tốt để phát triển óc tưởng tượng, tính độc lập trong suy luận, tính kiên trì trong việc khắc phục khó khăn. - Bài tập vật lí là một hình thức cũng cố, ôn tập, hệ thống hóa kiến thức trong một chương hay một phần. - Đứng về mặt điều khiển hoạt động nhận thức thì bài tập vật lí còn là phương tiện kiểm tra kiến thức và kĩ năng của học sinh . 3. Việc vận dụng phương pháp phân tích - tổng hợp để giải bài tập vật lý ở chương này sẽ mở cho các em một hướng giải bài tập linh hoạt hơn: trên cơ sở những dữ kiện đề ra, phân tích những đại lượng và tìm mối liên hệ giữa những đại lượng đó dựa trên các định luật vật lýđã học, tổng hợp lại và tìm ra hướng giải phù hợp và đúng nhất của bài toán, nhờ đó rèn luyện khả năng phân tích - tổng hợp, tư duy sáng tạo cho học sinh. II. MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI - Thấy được tầm quan trọng của các bài tập vật lí trong việc dạy học vật lý . - Trình bày một số bài tập chương “Các định luật chất khí” vật lí 10 THPT. - Nêu rỏ vai trò và ý nghĩa của bài tập vật lí trong quá trình ôn tập cũng cố khắc sâu kiến thức . III. Ý TƯỞNG CỦA ĐỀ TÀI : Có thể chọn và sắp xếp một hệ thống bài tập trong chương “Các định luật chất khí” vật lí 10 THPT và thông qua việc giải chúng để nâng cao năng lực phân tích - tổng hợp cho học sinh lớp 10 THPT . Nhằm giúp học sinh giải nhanh được các bài tập trác nghiệm vật lí . Nguyễn Hoài Thanh 2
3. Sở GD & ĐT Long An Trường THPT Hậu Nghĩa 3 IV. NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI : - Học sinh nhận biết được các bước tư duy phân tích - tổng hợp. - Vận dụng các bước của tư duy phân tích - tổng hợp vào việc giải bài tập nói chung. - Thông qua hệ thống bài tập trong chương “Các định luật chất khí” vật lí 10 THPT làm cho học sinh hiểu và rèn luyện cho học sinh các thao tác tư duy phân tích - tổng hợp trong từng bước giải các bài toán tự luận và trắc nghiệm . Nguyễn Hoài Thanh 3
4. Sở GD & ĐT Long An Trường THPT Hậu Nghĩa 4 NỘI DUNG CHƯƠNG I CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC SỬ DỤNG BÀI TẬP VẬT LÝ NHẰM RÈN LUYỆN KỸ NĂNG PHÂN TÍCH - TÔNG HỢP CHO HỌC SINH I. CƠ SỞ LÍ LUẬN : 1. Vai trò và ý nghĩa của bài tập vật lý trong quá trình dạy học. - Bài tập vật lý với tư cách là một phương tiện dạy học giữ vị trí đặc biệt quan trọng trong việc hoàn thành nhiệm vụ dạy học. - Bài tập vật lý giúp học sinh hiểu sâu hơn những quy luật vật lý, những hiện tượng vật lý. Biết phân tích chúng và ứng dụng chúng vào những vấn đề thực tiễn. - Bài tập vật lý đóng vai trò to lớn trong việc phát triển tư duy phân tích - tổng hợp, phát triển tính độc lập suy nghĩ, tính kiên trì trong việc khắc phục khó khăn. - Các hình thức khác nhau của bài tập vật lý tạo điều kiện cho học sinh vận dụng linh hoạt các định luật, định lí và thuyết vật lý để tự lực giải quyết thành công những tình huống cụ thể khác nhau thì những kiến thức đó mới trở thành sâu sắc hoàn thiện và trở thành tri thức riêng của mình. 2. Các bước giải bài tập vật lý : Bài tập vật lý rất đa dạng và phong phú nhưng chúng ta có thể nêu ra khái quát chung về phương pháp giải gồm các bước sau: -Bước 1: Tìm hiểu đề bài: Nghiên cứu kỹ đề bài, lập được bảng tóm tắt bằng ký hiệu toán học -Bước 2: Xác lập mối liên hệ: Phân tích dữ liệu và tìm thêm dữ liệu trong kho tri thức liên quan, xây dựng các bài toán trung gian theo hệ thống dẫn đến việc đáp ứng yêu cầu chung của bài toán. Cụ thể dùng phương pháp phân tích từ những đại lượng phải tìm đi ngược lại xem xét những kiến thức nào liên quan đến nó, trong những kiến thức này tìm con đường nào gần nhất đến dự kiện đã cho . -Bước 3: Giải tìm ra kết quả: Có thể theo lối cuốn chiếu đi từ từng bài toán trung gian trong hệ thống đã thiết lập . Có thể theo lối tổng hợp nêu công thức tổng quát thoã mãn yêu cầu, sau đó tìm từng đại lượng trong công thức đó bằng cách giải bài toán phụ, cuối cùng thay giá trị vào các công thức tổng quát. -Bước 4: Kiểm tra xác nhận kết quả: Kiểm tra tính toán đã chính xác chưa, giải quyết hết yêu cầu bài toán đặt ra chưa, kết quả thu được có phù hợp thực tế không và kiểm tra thứ nguyên của các đại lượng vật lý đã tìm. * Đối với bài tập vật lý trắc nghiệm khách quan các bước thực hiện vẫn như trên, riêng bước thực hiện lời giải thì được làm ở giấy nháp, còn kết quả lời giải là việc chọn ra đáp án đúng . 3. Phương pháp phân tích tổng hợp : a, Các bước của phương pháp “phân tích- tổng hợp”. Bước 1: Khảo sát đối tượng cần nhận thức một cách toàn bộ. Nếu đối tượng cần nhận thức là vật thể thì ta khồng chỉ khảo sát đối tượng ở hình thức bề ngoài của nó mà còn phải xem Nguyễn Hoài Thanh 4
5. Sở GD & ĐT Long An Trường THPT Hậu Nghĩa 5 xét mục đích sử dụng và chức năng của đối tượng dù rằng đối với một số vật thể học sinh đã biết nhiều về mục đích sử dụng của chúng. Bước 2: Phân chia đối tượng cần nhận thức thành các yếu tố, các bộ phận các tính chất, các mối liên hệ. Bước 3: Tách các yếu tố cơ bản bản chất ra khỏi các yếu tố không cơ bản không bản chất Bước 4: Tập hợp các yếu tố cơ bản thành một đối tượng trừu tượng. Mối liên hệ chức năng giữa các yếu tố cơ bản được làm rõ. Nếu đối tượng nhận thức là vật thể thì vẽ sơ đồ diễn tả hiệu quả phối hợp của các yếu tố này. Bước 5: Khái quát hoá và tìm mối liên hệ có tính quy luật, rút ra quy luật hoạt động cho tất cả các đối tượng tương tự. Bước 6: Kiểm tra lại sự khái quát hoá trên các đối tượng cùng loại nhưng không thuộc đối tượng nghiên cứu. b, Cách hướng dẫn học sinh giải bài tập của phương pháp “phân tích- tổng hợp”. - Hướng dẫn theo mẫu (angorit): là kiểu hướng dẫn trong đó chỉ rõ cho học sinh những hành động cụ thể cần thực hiện và trình tự thực hiện các hành động đó để đạt được kết quả mong muốn. Những hành động này được gọi là hành động sơ cấp, được học sinh hiểu một các đơn giản và nắm vững nó . - Hướng dẫn tìm tòi(oristic) : là kiểu hướng dẫn mang tính gợi ý cho học sinh suy nghĩ, tìm tòi phát hiện cách giải quyết vấn đề, giáo viên gợi mở để học sinh tự tìm cách giải quyết, tự xác địng các hành động cần thực hiện để đạt được kết quả. - Hướng dẫn khái quát chương trình hoá: là kiểu hướng dẫn học sinh tự đi tìm cách giải quyết, giáo viên định hướng tư duy của học sinh theo đường lối khái quát của việc giải quyết vấn đề. Sự định hướng ban đầu đòi hỏi học sinh tự lực tìm tòi giải quyết. Nếu học sinh không đáp ứng được thì sự giúp đỡ tiếp theo của giáo viên là sự phát triển định hướng khái quát ban đầu, cụ thể hoá thêm một bước bằng cách gợi ý thêm cho học sinh để thu hẹp phạm vi tìm tòi, giải quyết, cho vừa sức học sinh. Nếu học sinh vẫn chưa tìm tòi, giải quyết được thì hướng dẫn của giáo viên chuyển dần thành hương dẫn theo mẫu để đảm bảo cho học sinh hoàn thành được yêu cầu của bước 1, từ đó tiếp tục yêu cầu học sinh tự tìm tòi, giải quyết bước tiếp theo. Nếu cần giáo viên sẽ giúp đỡ thêm, cứ như vậy cho đến khi giải quyết xong vấn đề . Nguyễn Hoài Thanh 5
6. Sở GD & ĐT Long An Trường THPT Hậu Nghĩa 6 CHƯƠNG II : PHƯƠNG PHÁP LÀM BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT CHẤT KHÍ ” VẬT LÍ 10 NHẰM RÈN LUYỆN KỸ NĂNG PHÂN TÍCH TỔNG HỢP CHO HỌC SINH . I. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN ĐỊNH LUẬT BÔI-LƠ - MA-RI-ỐT: A. Kiến thức cơ bản : 1. Quá trình đẳng nhiệt : Quá trình biến đổi trạng thái trong đó nhiệt độ được giữ không đổi gọi là quá trình đẳng nhiệt . 2. Định luật Bôi-Lơ - Ma-ri-ốt : Trong quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ nghịch với thể tích. 1 p : hay pV = hằng số p V T2>T1 3.Đường đẳng nhiệt: Đường biểu diễn sự phụ biến thiên T2 của áp suất theo thể tích khi nhiệt độ không đổi gọi là đường đẳng nhiệt. T1 Trong hệ toạ độ(p,V) đường này là O đường hypebol . V B. bài tập mẫu : BÀI 1: Nén khí đẳng nhiệt từ thể tích 10 lít đến 4 lít thì áp suất tăng lên bao nhiêu lần? A. 6 B. 0.4 C. 2.5 D. 2 Bước 1. Tóm tắt đề: Đại lượng đã biết: V1= 10 lít ; V2 = 4 lít p Đại lượng cần tìm: Tỉ số : 2 ? p1 Bước 2. Phân tích bài tập và kế hoạch giải: Xác định rỏ lượng khí không đổi nén đẳng nhiệt, nên xác định sự tăng áp suất ta áp dụng định luật B-M Bước 3. Thực hiện kế hoạch giải: Áp dụng định luật B-L: p1V1 p2V2 p V Suy ra: 2 1 2,5 ( CHỌN ĐÁP ÁN C ) p1 V2 Bước 4. Củng cố: Chú ý: khi tính tỉ số độ lớn của cùng một đại lượng thì có thể dùng một đơn vị tuỳ ý chung cho cả mẫu số và tử số . Nguyễn Hoài Thanh 6
7. Sở GD & ĐT Long An Trường THPT Hậu Nghĩa 7 BÀI 2: Một bọt khí ở đáy hồ sâu 6 m nổi lên đến mặt nước. Hỏi thể tích của bọt khí tăng lên bao nhiêu lần? A. 1,6 lần B. 2 lần C. 6 lần D.2,6 lần Giải: Bước 1. Tóm tắt đề: Đại lượng đã cho: áp P1 ở độ sâu 6 m trong nước; áp suất khí quyển P2 V Đại lượng cần tìm: Tỉ số 2 ? V1 Bước 2. Phân tích bài tập và kế hoạch giải: Cần tính các đại lượng đã cho thành số, sau đó áp dụng định luật B-L p 1atm 1,013.105 Pa Ta có: 2 p1 p2 p Trong đó p là độ chênh áp suất ứng với độ chênh h của độ sâu là 6 m trong nước( nước có khối lượng riêng là =1000kg/m3). p g h 1000.9.81.6 58860 Pa Bước 3. Thực hiện kế hoạch giải: Theo định luật B-M: p1V1 p2V2 5 V2 p1 1,6016.10 Suy ra : 5 1,58 V1 p2 1,013.10 Vậy thể tích bọt khí tăng lên 1,6 lần ( chọn câu A ) Bước 4. Củng cố: Chú ý: áp suất khí quyển khi không cho biết cụ thể thì phải coi là bằng 1 atm II. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM KHÁCH QUAN ĐỊNH LUẬT SÁC-LƠ : A. Kiến thức cơ bản : 1. Quá trình đẳng tích: Quá trình biến đổi trạng thái khi thể tích không đổi là quá trình đẳng tích. 2. Định luật sác-lơ: Trong quá trình đẳng tích của một lượng khí nhất định, áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ thuyệt đối. P p p = hằng số hay 1 2 T T1 T 2 p V1 V2>V1 3. Đường đẳng tích : Đường biểu diễn sự biến thiên Của áp theo nhiệt độ khi thể V2 tích không đổi gọi là đường đẳng tích . O T(k) Nguyễn Hoài Thanh 7