Sáng kiến kinh nghiệm Phương pháp giải bài tập Vật lý

Nội dung text: Sáng kiến kinh nghiệm Phương pháp giải bài tập Vật lý

1. Phòng giáo dục Triệu Sơn Sáng kiến kinh nghiệm Đề tài: Phương pháp giải bài tập vật lý Người viết: Lê Văn Tuân Đơn vị: Trường THCS An Nông Năm học: 2005 - 2006
2. Mục lục Phần 1: Tác dụng của bài tập vật lý trong việc giảng dạy vật lý ở THCS. Phần 2: Cách giải bài tập vật lý I - Phân loại bài tập vật lý II - Phương pháp giải bài tập vật lý III - Tổ chức làm bài tập Phần 3: Kết luận 2
3. Phần 1: Tác dụng của bài tập vật lý trong việc giảng dạy vật lý ở THCS. Bài tập vật lý là 1 khâu quan trọng trong quá trình dạy và h ọc vật lý. Việc giải bài tập vật lý có những tác dụng sau: 1- Giúp củng cố, đào sâu mở rộng những kiến thức cơ bản củ a bài giảng. 2- Là 1 phương tiện rất tốt để xây dựng và củng cố những k ỹ năng, kỹ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn , rèn luyện thói q uen gắn lý thuyết với thực hành, với đời sống với lao động sản xu ất . 3- Nó là một hình thức ôn tập sinh động những điều đã học. Ngoài ra ta có thể dùng bài tập làm 1 hình thức ôn tập trực tiếp; hoặc dùng các câu hỏi, các bài tập để đến những vấn đề cần ôn tậ p hoặc dùng các bài tập tổng hợp mà việc giải đòi hỏi phải ôn lại n hiều phần của chương trình . Những bài tập thuộc loại này, ngoài tác dụng ôn tập, còn có tác dụng khái quát hoá, hệ thống hoá nh ững kiến thức mà học sinh đã được học. 4- Nó là một biện pháp rất quý báu để phát triển năng lực l àm việc độc lập, năng lực tư duy của học sinh . 5- Nó còn có tác dụng sâu sắc về mặt giáo dục tư tưởng đạo đức. Qua các bài tập lịch sử còn có thể cho học sinh thấy quá trìn h phát minh những tư tưởng và quan điểm khoa học tiến bộ, nhữ ng phát minh của các nhà khoa học. Qua việc giải bài tập còn luy ện cho học sinh phẩm chất độc lập suy nghĩ, tính kiên trì dũng cả m khắc phục khó khăn, tính chính xác khoa học, kích thích học tậ p bộ môn. 6. Bài tập vật lý còn là một phương tiện rất có hiệu lực để ki ểm tra khiến thức, kỷ năng kỹ xảo vận dụng kiến thức, kiểm tra năng lực tư duy của người làm bài tập. Qua những điều đa nói ở trên, ta thấy bài tập vật lý có tác d ụng giáo dưỡng và giáo dục lớn vì thế, trong việc giải bài tập vật l ý, mục đích cơ bản không phải chỉ tìm ra đáp số của nó mà người giải phải hiểu được sâu sắc hơn các khái niệm các định luật vật lý , tập vận dụng chúng vào những vấn đề thực tế trong cuộc sống, t rong lao động. Vì vậy theo tôi để đạt được những yêu cầu trên giá 3
4. o viên phải hướng dân và phân loại dạng bài tập để học sinh hiểu cụ thể và nắm được sâu sắc hơn. Phần 2: Cách giải bài tập vật lý I. Phân loại bài tập vật lý. Có rất nhiều kiểu bài tập vật lý: Phân loại theo mục đích, th eo nội dung theo cách giải, theo cách cho dữ kiện, theo mức độ kh ó dễ của bài tập Tuy nhiên có hai kiểu phân loại cơ bản thường hay được dùng: Phân loại theo nội dung và phân loại theo cách gi ải. 1. Phân loại theo nội dung. - Phân loại bài tập theo chuyên đề: Phân cơ học - nhiệt học - điện học - quang học. - Phân loại theo tính chất trừu tượng hay cụ thể của nội dun g. Ví dụ về bài tập có nội dung trừu tượng: " Hãy xác định lực cần thiết để nâng một vật có khối lượng m lên độ cao là h". - Phân loại theo tính chất lịch sữ, theo tính chất vui, theo tí nh chất giả tạo của các dữ kiện. 2. Phân loại theo cách giải. a. Bài tập câu hỏi ( bài tập định tính). - Muốn giải loại bài tập này phải dựa vào những khái niệm, những định luật vật lý đã học, xây dựng những suy luận lô gíc để phân tích, giải thích các hiện tượng nêu trên bài tập. - Loại bài tập này có tác dụng lớn trong việc cũng số kiến th ức đã học, giúp nắm sâu bản chất của hiện tượng vật lý, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiến đời sống, rèn luyện năn g lực quan sát, bồi dưỡng năng lực tư duy lô gíc, tư duy sáng tạo. b. Bài tập định lượng. - Loại bài tập dượt: Muối giải loại bài tập này, chỉ phải vận dụng 1 vài định luật, 1 vài công thức, loại bài tập này phần lớn ở SGK. - Loại bài tập tổng hợp, muối giải loại bài tập này phải vận dụng nhiều khái niệm, nhiều định luật , nhiều công thức, có khi t huộc phạm vi nhiều bài. 4
5. c) Bài tập thí nghiệm: Để giải loại bài tập này phải biết cách tiến hành thí nghiệm và phải biết cách vận dụng các công thức c ần thiết để tính toán ra kết quả . II - Phương pháp giải bài tập vật lý. A - Phương pháp suy luận. 1) Giải bài tập bằng phương pháp phân tích. Theo phương pháp này, xuất phát điểm của suy luận là đại l ượng cần tìm. Người giải phải tìm xem , đại lượng chưa biết nàu c ó liên quan với những đại lượng nào khác và một khi biết sự liên hệ này thì biểu diễn nó thành những công thức tương ứng. Nếu 1 vế của công thức là đại lượng cần tìm vế kia chỉ gồm những dữ ki ện của bài tập thì công thức ấy cho ta đáp số của bài tập. Nếu tro ng công thức còn những đại lượng khác chưa biết thì đối với mỗi đ ại lượng đó cần tìm 1 biểu thức liên hệ nó với đại lượng vật lý khá c, cứ làm như thế cho đến khi nào biểu diễn được hoàn toàn đại lư ợng cần tìm bằng những đại lượng đã biết thì bài toán đã được giải xong. Ví dụ: Cho 1 dây hợp kim có tiết diện 1,5mm2 và điện trở mấ t là 4 .10-5 Ωm để làm lò sưởi điện. Hỏi cần phải lấy chiều dài của dây dẫn là bao nhiêu, để duy trì được nhiệt độ của phòng luôn kh ông đổi, nếu mỗi giờ gian phòng này bị mất 1 nhiệt lượng bằng 71 2800 cal, qua các cửa sổ và tường, cho hiệu điện thế của mạng điệ n là 220v. - Chiều dài của dân dẫn được xác định theo công thức. l R.S R = p l = (1) S p - Ta phải xác định R: U R = (2) I - Ta phải xác định I Từ công thức: A= UIt A I = (3) U.t - Điện năng tiêu thụ trong 1 h phải bằng nhiệt lượng mất đi 1h để cho nhiệt độ của phòng không đổi. Q 0,24 A = Q A = (4) 0,24 5
6. - Sơ đồ luận giải (4) - (3) - (2) - (1) l = 55m . 2) Giải bài tập bằng phương pháp tổng hợp: Theo phương pháp này, suy luận không bắt đầu tư đại lượng cần tìm mà bắt đầu từ các đại lượng đã biết có nêu trong bài. Dùn g công thức liên hệ các đại lượng này với các đại lượng chưa biết, ta đi 1 đạt lượng chưa biết là đại lượng cần tìm. Ví dụ: ( Đề bài như ví dụ trên) . - Muốn nhiệt độ phòng không đổi thì nhiệt lượng do dòng đi ện qua lò sưởi toả ra trong thời gian thuộc phải bằng nhiệt lượng Q mà gian phòng mất trong thời gian đó. Q = 0,24. I2Rt (1) U - Trong đó: I = (2) R l - Nhưng : R = p . ( 3) S 0,24U 2t (2) (1) Q = l p. s (3) 0,24.ut.S l = = 55 (m) S Nhìn chung khi giải bất kỳ một bài toán vật lý nào ta đều d ùng cả 2 phương pháp phân tích và tổng hợp. Phép giải bắt đầu b ằng cách phân tích các điều kiện của bài tập để hiểu được đề bài phải có 1 sự tổng hợp kèm theo ngay để kiểm tra lại mức độ đúng đắn của sự phân tích điều kiện ấy. Muốn lập được kế hoạch giải phải đi đầu phân tích nội dung vật lý của bài tập tổng hợp những dữ kiện đã cho với những quy luật vật lý đã biết, ta mới xây dựng được lời giải và kết quả cuối cùng. Như vậy có thể nói trong quá t rình giải bài tập, tổng hợp . B - trình tự giải các bài tập vật lý Trong khi giải bài tập ta có thể tiến hành theo các bước sau: - Hiểu kỹ đề bài. - Phân tích nội dung bài tập và vạch kế hoạch giải . - Thực hiện kế hoạch giải. 6
7. - Kiểm tra lại lời giải, đánh giá tính chất thực tế của kết qu ả Mỗi bước gồm 1 số khâu, một số việc cụ thể tuy nhiên trong khi tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể của bài toán để có thêm bớt ho ặc thay đổi các bước giải. 1) Hiểu kỹ đầu bài - Đọc kỹ đầu bài: Bài tập nói gì ? Cái gì là dữ kiện " cái gì ph ải tìm ? những dữ kiện đã đủ để xác định cái phải tìm hay chưa ? t hiếu hay thừa ? - Tóm tắt bài tập bằng cách dùng các ký hiệu chữ đã quy địn h để viết các dữ kiện và ẩu số. Nếu số trị các dữ kiện không được biểu diễn theo cái đơn vị đo lường thống nhất thì phải đổi theo cá c đơn vị thống nhất . - Vẽ hình nếu bài tập có liên quan đến hình vẽ hoặc nếu cần phải vẽ hình để diễn đạt đề bài. Cố gắng vẽ càng đúng tỷ lệ xích càng tốt. Trên hình vẽ cần ghi rõ cái gì biết, cái gì chưa biết. 2) Phân tích nội dung bài tập, lập kế hoạch giải. - Quá trình xây dựng kế hoạch giải chính là quá trình tìm hiểu con đường đi từ cái chưa biết cẩn số, đến những cái đã biết (d ữ kiện) để rồi dựa vào những cái đã biết ấy, tìm ra cái chưa biết. - Trong quá trình này, cần đặc biệt chú ý: a) Tìm sự liên hệ giữa những cái chưa biết và những cái đã b iết. b) Nếu chưa tìm được trực tiếp các mối liên hệ ấy thì có thể phải xét một số bài tập phụ để gián tiếp tìm ra mối liên hệ ấy. c) Cuối cùng phải xây dựng được 1 dự kiện về kế hoạch giải Muốn vạch được 1 dữ kiện về kế hoạch giải, cần xác định đư ợc ý cơ bản chỉ đạo cách giải, cần biết phải dùng những kiến thức gì, dựa vào những suy luận nào, thực hiện những phép tình gì để đi đến kết quả cuối cùng. Do đó trước khi làm bài tập, cần ôn tập, nắm thật vững nhữ ng điều đã học có liên quan đến bài tập. Tuyệt đối không lao ngay vào làm bài tập khi chưa nắm chắc lý thuyết. 3) Thực hiện kế hoạch giải. - Trong khâu này, cần chú ý. 7
8. a) Tôn trọng trình tự phải theo để thực hiện các chi tiết của dự kiện, nhất là khi gặp một bài tập phức tạp . b) Thực hiện một cách cẩn thận các phép tính số học đại số h oặc hình học. Hướng dẫn học sinh giải bằng chữ và chỉ thay giá t rị bằng số trong biểu thức cuối cùng . c) Khi tính toán bằng số, phải chú ý đảm bảo những trỉ số củ a kết quả đều có ý nghĩa. 4) Kiểm tra đánh giá kết quả . - Qua việc nhìn lại kết quả và con đường đã đi ta có thể loại bỏ những kết quả không phù hợp hoặc những phép tính nhầm lẫ n đồng thời hiểu vấn đề sâu sắc hơn, có thể tìm ra một cách giải mới gọn hơn, chặt chẽ hơn. - Trong quá trình kiểm tra đánh giá kết quả cần chú ý các khâu sau đây. a) Kiểm tra lại trị số của kết quả , có đúng không ? vì sao ? c ó phù hợp với thực tế không. b) Kiểm tra lại các phép tính, có thể dùng phép tính nhẫm v à dùng cách làm tròn số để tính cho nhanh nếu chỉ cần xét độ lớn của kết quả trong phép tính. c) Nếu có điều kiện , nêu phân tích, tìm một cách giải khác, đi đến cùng 1 kết quả đó. Kiểm tra xem còn con đường nào ngắn hơn không . III - Tổ chức làm bài tập 1) Dùng bài tập để kiểm tra kiến thức cũ. - Gọi 1 số học sinh lần lượt lên bảng để giải 1 số bài tập cho trước hoặc mới ra. - Cho gọi 1 số học sinh giải bài tập vào cở hoặc trên giấy. - Có khi cho bài tập để kiểm tra, viết cả lớp trong khoảng 10 -15 phút. - Những cách làm này giúp kiểm tra kiến thức của học sinh , nâng cao trách nhiệm của học sinh đối với việc làm bài tập. Tuy nhiên trong cách này thường có thiếu sót, thời gian kiểm tra thư ờng hay bị kéo dài quá thời gian quy định, khiến cho thời gian trì nh bày kiến thức bị thu hẹp lại. 2) Dùng bài tập để nghiên cứu kiến thức mới. 8