Luận văn Thạc sĩ Giáo dục học: Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập sáng tạo phần Cơ học lớp 10 THPT dựa trên một số nguyên tắc của TRIZ nhằm bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH

Huỳnh Ngọc Nguyên

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP

SÁNG TẠO PHẦN CƠ HỌC LỚP 10 THPT DỰA

TRÊN MỘT SỐ NGUYÊN TẮC CỦA TRIZ NHẰM

BỒI DƯỠNG TƯ DUY SÁNG TẠO CHO HỌC SINH

Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học môn Vật lý

Mã số: 60 14 10

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS. PHẠM THỊ PHÚ

Thành phố Hồ Chí Minh – 2010

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian học Cao học ở trường Đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí Minh, tôi luôn nhận

được sự hướng dẫn, giúp đỡ rất tận tình từ quí thầy cô trong khoa, các thầy cô trong nhà trường. Tôi

xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:

- Ban giám hiệu trường Đại học Sư phạm tp. Hồ Chí Minh.

- Các thầy cô khoa Vật lý, đặc biệt là các thầy cô trong Tổ Phương pháp giảng dạy, phòng

Khoa học công nghệ sau đại học, các thầy cô trong nhà trường đã tận tâm hướng dẫn, giúp đỡ

tôi trong suốt khóa học.

- Đặc biệt, tôi xin chân thành biết ơn cô PGS. TS. Phạm Thị Phú, Khoa Vật lý trường Đại học

Vinh, tp Vinh, Nghệ An đã trực tiếp hướng dẫn tận tình, động viên và giúp đỡ tôi hoàn thành

luận văn này.

- Ban giám hiệu và các thầy cô trong Tổ vật lý, các em học sinh lớp 10 năm học 2009 – 2010

trường THPT Nguyễn Huệ, Quận 9, TP. Hồ Chí Minh đã giúp đỡ tôi trong quá trình hoàn

thành luận văn này.

- Ban giám hiệu và các thầy cô trong Tổ vật lý trường THPT Nguyễn Hữu Huân, Quận Thủ

Đức và trường THPH Nguyễn Công Trứ, Quận Gò Vấp, TP. Hồ Chí Minh đã giúp đỡ chúng

tôi trong quá trình hoàn thành luận văn này.

- Tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè và đặc biệt là các bạn cùng lớp Cao học ngành Lý

luận và phương pháp dạy học vật lý khóa 18 đã giúp đỡ, tạo điều kiện để tôi có thể hoàn

thành luận văn này.

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2010

Tác giả

Huỳnh Ngọc Nguyên

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu và kết quả nghiên cứu

nêu trong luận văn này là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kì một công trình nào khác.

Tác giả

Huỳnh Ngọc Nguyên

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BT : Bài tập

BTCS : Bài tập cơ sở

BTST : Bài tập sáng tạo

BTLT : Bài tập luyện tập

BTVL : Bài tập vật lí

ĐC : Đối chứng

ĐH : Đại học

GV : Giáo viên

HS : Học sinh

KHTN : Khoa học tự nhiên

LV : Luận văn

SGK : Sách giáo khoa

SGV : Sách giáo viên

SBT : Sách bài tập

THPT : Trung học phổ thông

TN : Thực nghiệm

NC : Nâng cao

NXB : Nhà xuất bản.

MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài

Sự phát triển của nền văn minh nhân loại đã vươn cao sau ba làn sóng nông nghiệp hóa, công

nghiệp hóa và công nghệ thông tin. Theo một số dự báo khoa học, làn sóng thứ tư của sự phát triển thế

giới chính là tăng cường tính sáng tạo, phát triển nguồn nhân lực sáng tạo.

Do vậy, mục tiêu, nhiệm vụ cuối cùng của giáo dục là phải “đi tắt, đón đầu” sự phát triển, phải

tạo ra được những người “dùng được ngay”, không phải mất thời gian để đào tạo lại. Điều này được cụ

thể trong luật giáo dục, ban hành năm 2005 Chương I, Điều 5 về phương pháp giáo dục: “Phương pháp

giáo dục phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, tư duy sáng tạo của người học; bồi dưỡng cho

người học năng lực tự học, khả năng thực hành, lòng say mê học tập, ý chí vươn lên”. Trong những

năm qua, các hoạt động tích cực nhằm đổi mới, nâng cao chất lượng giáo dục để đáp ứng các mục tiêu

trên được thực hiện ngày càng nhiều. Tuy nhiên, các biện pháp đổi mới phương pháp giáo dục hầu hết

đã chú trọng tới việc phát huy, bồi dưỡng tính tích cực, tự giác, chủ động của học sinh, còn tư duy sáng

tạo chưa được đề cập nhiều.

Sự sáng tạo không phải là bất logic. Quá trình tư duy sáng tạo hoàn toàn có thể dạy được cho

học sinh bằng một trong những lý thuyết khá ưu việt là “Lý thuyết giải các bài toán sáng chế” (TRIZ).

Trên thế giới, TRIZ được nhiều trường học và công ty dạy và học như các môn học truyền thống

(Toán, Lý, Hóa, quản trị kinh doanh, …). Còn ở Việt Nam, trong chương trình giáo dục và đào tạo

chưa có môn học về TRIZ. Năm 1977 TRIZ được dạy dưới dạng ngoại khóa cho sinh viên, năm 1991

Trung tâm Sáng tạo Khoa học – Kỹ thuật thuộc trường Đại học Tổng hợp TpHCM (nay là Trường Đại

học Khoa học tự nhiên, Đại học quốc gia TpHCM) ra đời và là cơ sở chính thức, đầu tiên giảng dạy,

đào tạo và nghiên cứu TRIZ.

Việc nghiên cứu và ứng dụng TRIZ vào thực tiễn dạy học, đặc biệt là dạy một môn khoa học

thực nghiệm như vật lí sẽ góp phần dạy kỹ năng tư duy sáng tạo cho học sinh. Điều này làm cho mục

đích của giáo dục đạt được sẽ toàn diện hơn. Hiện nay ở nước ta đã có một số ít luận văn thạc sĩ nghiên

cứu vận dụng TRIZ vào dạy học vật lí.

Bên cạnh đó, đối với các em học sinh mới vào cấp ba thì môi trường học tập hoàn toàn mới mẻ,

các em luôn mong muốn ở thầy cô có những đổi mới giúp các em yêu thích môn học. Đặc biệt, các

hiện tượng Cơ học rất quen thuộc mà học sinh lại thường gặp trong đời sống hàng ngày, giúp cho các

em hiểu biết về thế giới xung quanh sẽ dễ dàng kích thích sự say mê, chủ động học môn vật lí. Do vậy,

tôi chọn đề tài “Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập sáng tạo phần Cơ học lớp 10 trung học phổ

thông dựa trên một số nguyên tắc của TRIZ nhằm bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh” với mong

muốn giúp các em có thể vận dụng kiến thức cơ bản trong nhà trường, từng bước biết cách giải bài toán

mà các em gặp trong thực tế, từ đó thỏa mãn nhu cầu tìm tòi, học tập của các em và đồng thời góp phần

đổi mới phương pháp dạy học vật lí ở trường phổ thông, nâng cao chất lượng dạy học.

2. Mục đích nghiên cứu của đề tài

Vận dụng TRIZ xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo về Cơ học lớp 10 trung học phổ thông

(THPT) và đề xuất phương án sử dụng vào dạy học nhằm bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh.

3. Khách thể và đối tượng nghiên cứu

- Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học.

- Đối tượng nghiên cứu: Quá trình dạy và học bài tập vật lí.

4. Phạm vi nghiên cứu

Cơ học lớp 10 THPT.

5. Giả thuyết khoa học

- Có thể vận dụng TRIZ xây dựng hệ thống bài tập sáng tạo phần “Cơ học lớp 10 THPT” đảm

bảo yêu cầu về tính khoa học, sư phạm, khả thi trong điều kiện hiện nay của trường THPT nước ta.

- Việc sử dụng TRIZ hướng dẫn học sinh giải bài tập sáng tạo (BTST) trong các bài học vật lí

truyền thống sẽ góp phần bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh, nâng cao chất lượng dạy học.

6. Nhiệm vụ nghiên cứu

6.1 Tìm hiểu về phương pháp luận sáng tạo (TRIZ).

6.2 Tìm hiểu khái niệm bài tập sáng tạo về vật lí, mối quan hệ giữa BTST và TRIZ với việc bồi

dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh trong dạy học.

6.3 Phân tích mục tiêu dạy học theo chuẩn kiến thức kỹ năng và theo định hướng nghiên cứu nội

dung kiến thức Cơ học 10 THPT.

6.4 Tìm hiểu thực tế việc dạy và học bài tập Cơ học 10 THPT ở một số trường THPT thuộc

TpHCM.

6.5 Vận dụng TRIZ xây dựng các bài tập sáng tạo về vật lí phù hợp thực tế trong dạy học Cơ học

lớp 10 THPT.

6.6 Đề xuất phương án sử dụng hệ thống bài tập sáng tạo đã xây dựng để bồi dưỡng tư duy sáng tạo

cho học sinh.

6.7 Tiến hành thực nghiệm sư phạm ở trường THPT nhằm xác định mức độ phù hợp, tính khả thi và

tính hiệu quả của dạy và học bài tập Cơ học lớp 10 THPT.

7. Phương pháp nghiên cứu

7.1 Phương pháp nghiên cứu lí luận

- Nghiên cứu các tài liệu nhằm tìm hiểu mục tiêu dạy học vật lí trong giai đoạn hiện nay, việc

bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh.

- Nghiên cứu các tài liệu nhằm tìm hiểu lý thuyết về phương pháp luận sáng tạo và đổi mới.

- Nghiên cứu chương trình sách giáo khoa, sách giáo viên, sách bài tập (định tính và định lượng)

để xác định mục tiêu nội dung, trọng tâm, cấu trúc logic của các kiến thức Cơ học lớp 10 THPT mà

học sinh cần nắm vững.

7.2 Phương pháp điều tra

Tìm hiểu thực tế dạy và học bài tập Cơ học lớp 10 thông qua dự giờ, trao đổi với giáo viên, sử

dụng phiếu điều tra, phân tích kết quả học tập và ý kiến của học sinh, giáo viên, đề xuất một số nguyên

nhân của những khó khăn, sai lầm và hướng khắc phục.

7.3 Phương pháp thực nghiệm

Sử dụng phương pháp thực nghiệm vật lí và phương pháp thực nghiệm sư phạm.

8. Kết quả đóng góp của đề tài

8.1 Về lí luận

+ Nghiên cứu phương pháp luận sáng tạo nhằm bồi dưỡng tư duy và năng lực sáng tạo cho học

sinh.

+ Xây dựng được mô hình vận dụng một số nguyên tắc của TRIZ xây dựng BTST về vật lí

nhằm bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh.

+ Xây dựng mô hình vận dụng nguyên tắc của TRIZ đặt câu hỏi định hướng tư duy học sinh giải

bài tập nhằm bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh.

8.2 Về thực tiễn

+ Xây dựng được 25 BTST về Cơ học 10.

+ Đề xuất 5 phương án sử dụng BTST trong dạy học vật lí.

+ Giúp học sinh gắn kết kiến thức đã học với việc giải quyết các bài toán thực tế, tạo sự hứng

thú trong học tập vật lí.

+ Giúp học sinh được tiếp cận với phương pháp luận sáng tạo (TRIZ) để nâng cao hiệu quả tư

duy sáng tạo.

9. Cấu trúc luận văn

MỞ ĐẦU (4 trang)

Chương 1- CƠ SỞ LÍ LUẬN XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP SÁNG TẠO DẠY HỌC VẬT LÍ

Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG (21 trang)

Chương 2- XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP SÁNG TẠO PHẦN CƠ HỌC - VẬT LÍ LỚP 10 VÀ

CÁC HÌNH THỨC SỬ DỤNG CHÚNG TRONG DẠY HỌC (51 trang)

Chương 3- THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM (10 trang) KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ (3 trang)

Chương 1

CƠ SỞ LÍ LUẬN XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP SÁNG TẠO DẠY HỌC

VẬT LÍ Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

Trong phần cơ sở lí luận xây dựng hệ thống bài tập vật lí ở trường THPT, chúng tôi giải quyết

ba vấn đề sau:

- Tư duy sáng tạo.

- Dạy học sáng tạo.

- Vận dụng các nguyên tắc sáng tạo của TRIZ để xây dựng BTST trong dạy học vật lí.

1.1 Tư duy sáng tạo

1.1.1 Khái niệm tư duy

Tư duy là một trong ba mặt cơ bản của đời sống tâm lý con người (nhận thức, tình cảm và hành

động). Nhận thức là một quá trình. Ở con người quá trình này gắn với mục đích nhất định nên nhận

thức của con người là một hoạt động. Quy luật chung của mọi hoạt động nhận thức mà con người phải

tuân theo đã được Lênin tổng kết: “từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng và từ tư duy trừu

tượng đến thực tiễn – đó là con đường biện chứng của sự nhận thức chân lí, của sự nhận thức hiện thực

khách quan”.

Hoạt động nhận thức của con người gồm hai giai đoạn:

+ Nhận thức cảm tính (cảm giác và tri giác): là giai đoạn đầu trong toàn bộ hoạt động nhận thức,

nó phản ánh những thuộc tính bề ngoài, cụ thể của sự vật hiện tượng đang trực tiếp tác động vào giác

quan của con người.

+ Nhận thức lí tính (tư duy và trừu tượng): là giai đoạn nhận thức cao hơn, mới về chất so với

nhận thức cảm tính, nó phản ánh những thuộc tính bên trong, những mối liên hệ bản chất của sự vật,

hiện tượng trong hiện thực khách quan mà con người chưa biết.

Vậy, tư duy là một quá trình tâm lí thuộc nhận thức lí tính, phản ánh những thuộc tính bản chất,

những mối liên hệ và quan hệ bên trong có tính qui luật của sự vật, hiện tượng trong hiện thực khách

quan mà con người chưa biết.[31, tr.71]

1.1.2 Khái niệm sáng tạo

Theo từ điển triết học, “Sáng tạo là quá trình hoạt động của con người tạo ra những giá trị vật

chất, tinh thần mới về chất. Các loại hình sáng tạo được xác định bởi đặc trưng nghề nghiệp như khoa

học kĩ thuật, tổ chức quân sự. Có thể nói sáng tạo có mặt trong mọi lĩnh vực của thế giới vật chất và

tinh thần” [27, tr.24].

Theo Phan Dũng, “Sáng tạo là hoạt động tạo ra bất kì cái gì có đồng thời tính mới và tính ích

lợi” [4, tr.14].

+ “Tính mới” là bất kì sự khác biệt nào của đối tượng cho trước so với đối tượng tiền thân của

nó (đối tượng cùng loại ra đời trước đó về mặt thời gian).

+ “Tính ích lợi” được tạo ra nhờ tính mới và rất đa dạng. Tính ích lợi chỉ thể hiện ra khi đối

tượng cho trước “làm việc” theo đúng chức năng và trong phạm vi áp dụng của nó.

Theo định nghĩa này thì kết quả sáng tạo phải có đồng thời tính mới và tính ích lợi, nếu chỉ có

tính mới hoặc chỉ có tính ích lợi thì không được coi là sáng tạo.

Nhìn từ các góc độ khác nhau, sáng tạo của con người được xem xét ở nhiều phương diện, khía

cạnh khác nhau và nó có các mức độ cao, thấp khác nhau. Nếu xuất phát từ các nhu cầu cá nhân và

nhằm thỏa mãn các nhu cầu cá nhân thì người ta có thể chia sáng tạo của con người thành hai loại [4,

tr.30]:

+ Sáng tạo nhằm nhận thức (biết, hiểu, giải thích…) hiện thực khách quan cũng như chính bản

thân mình; loại này thuộc khái niệm phát minh.

+ Sáng tạo nhằm biến đổi (cải tạo…) hiện thực khách quan cũng như chính bản thân mình; loại

này thuộc khái niệm sáng chế, có mức độ sáng tạo rất nhiều và được bảo hộ độc quyền.

Để đánh giá đối tượng cho trước có phải là sáng tạo hay không, người ta dùng chương trình gồm

năm bước [4, tr.16]:

+ Chọn đối tượng tiền thân

+ So sánh đối tượng cho trước với đối tượng tiền thân

+ Tìm tính mới của đối tượng cho trước

+ Trả lời câu hỏi: “Tính mới đó đem lại lợi ích gì? Trong phạm vi áp dụng nào?”

+ Kết luận theo định nghĩa sáng tạo.

Sáng tạo và luôn mong muốn sáng tạo là nhu cầu của con người. Sáng tạo là hoạt động có ý

nghĩa quan trọng đối với đời sống con người, tạo sự phát triển toàn diện của xã hội, tạo sự thay đổi từ

lĩnh vực này sang lĩnh vực khác. Có thể nói ai cũng đều đã từng sáng tạo trong cuộc đời của mình.

Trong nhà trường, sáng tạo của học sinh hầu hết còn hẹp, chỉ mới và ích lợi đối với bản thân học sinh

mà thôi. Do vậy, dạy học nói chung và dạy học vật lí nói riêng phải giúp học sinh rèn luyện sáng tạo để

nhắm tới mục tiêu cao hơn là đào tạo những người có khả năng sáng tạo ra những công trình có tính

mới và tính ích lợi ở mức nhân loại.

1.1.3 Tư duy sáng tạo

Theo Phan Dũng [4, tr.20], “ Tư duy sáng tạo là quá trình suy nghĩ đưa người giải:

+ từ không biết cách đạt đến mục đích đến biết cách đạt đến mục đích, hoặc

+ từ không biết cách tối ưu đạt đến mục đích đến biết cách tối ưu đạt đến mục đích trong một số

cách đã biết”

Ở đây, tính mới thể hiện ở chỗ người giải tự suy nghĩ từ “không biết cách” đến “biết cách” đồng

thời tính mới đem lại tính ích lợi là đạt được mục đích. Do vậy, theo định nghĩa về sáng tạo thì quá

trình suy nghĩ giải quyết vấn đề và ra quyết định là tư duy sáng tạo. Khái niệm tư duy sáng tạo chỉ phản

ánh phần suy nghĩ giải quyết vấn đề, một phần trong toàn bộ quá trình thực hiện giải quyết vấn đề.

Ngoài ra, nếu nhìn theo góc độ thông tin – tâm lí thì tư duy sáng tạo là quá trình biến đổi thông

tin thành tri thức, tri thức đã biết thành tri thức mới bằng các hiện tượng tâm lí. Rõ ràng, các vấn đề cần

giải quyết có trong thực tế đều chứa đựng thông tin, tri thức đã biết; khi giải quyết được vấn đề thì lời

giải chính là những thông tin mới đem lại ích lợi (đạt được mục đích) tức là trở thành tri thức cho

người giải.

Như vậy, có ba cách nói được coi là tương đương:

+ Tư duy sáng tạo.

+ Quá trình suy nghĩ giải quyết vấn đề và ra quyết định.

+ Quá trình biến đổi thông tin thành tri thức, tri thức đã biết thành tri thức mới.

1.2 Dạy học sáng tạo

Dạy học sáng tạo với nội hàm là dạy tư duy sáng tạo nhằm đào tạo những con người năng động,

sáng tạo trong học tập và lao động sản xuất đáp ứng được sự phát triển nhanh và đầy biến động của xã

hội hiện đại [22, tr.12-24].

1.2.1 Cơ sở sinh lí của sáng tạo [27, tr.45]

Một cơ sở sinh lí quan trọng của sáng tạo là sự phát triển của não bộ. Nếu trước đây, bán cầu

não trái được cho là ưu thế, còn bán cầu não phải thì không ưu thế thì hiện nay những nghiên cứu về

hoạt động song hành giữa hai bán cầu não chứng minh sự hoạt động tích cực của cả bán cầu đại não là

tiền đề quan trọng để sự sáng tạo xuất hiện. Khoa học về não cho thấy hai bán cầu não có chức năng

khác nhau.

Bán cầu não trái là trung tâm điều khiển các chức năng trí tuệ như trí nhớ, ngôn ngữ, lí luận, tính

toán, sắp xếp, phân loại, viết, phân tích, tư duy qui nạp. Bán cầu não phải là trung tâm điều khiển các

chức năng như trực giác, ngoại cảm, thái độ và xúc cảm, liên kết về thị giác và không gian, cảm giác

âm nhạc, nhịp điệu, vũ điệu, các loại hoạt động phối hợp thể lực, các quá trình tư duy suy diễn.

Các chức năng của bán cầu não trái có đặc điểm là tuần tự, hệ thống trong khi bán cầu não phải

có đặc điểm là ngẫu hứng, tản mạn. Bán cầu não trái có thể ghép các mảnh rời rạc thành một tổng thể

có tổ chức, trong khi bán cầu não phải nhìn thấy cái tổng thể bằng trực giác, linh cảm sau đó mới đến

từng chi tiết.

Tư duy của bán cầu não trái là tố chất phát triển trí thông minh. Tư duy của bán cầu não phải là

tố chất của sự sáng tạo.

Hai bán cầu não cần phải hoạt động cân bằng và phối hợp với nhau để con người phát triển toàn

diện, hài hòa, để sức khỏe tinh thần và thể chất được cân bằng.

Như vậy bên trong mỗi con người bình thường đều có tố chất của sự sáng tạo và tố chất đó có

thể phát triển theo thời gian thông qua quá trình học tập. Dạy học có thể và cần phải khơi gợi, phát huy

tiềm năng sáng tạo của mỗi người. Những quan niệm cảm tính, chủ quan, thậm chí sai lầm như sáng

tạo là bất logic, có được sự sáng tạo là do bẩm sinh, thiên phú, quá trình sáng tạo không thể nhận thức

được… cần phải thay đổi.

1.2.2 Cơ sở tâm lí của dạy học sáng tạo

Dạy học sáng tạo lấy lí thuyết thích nghi của Jean Piaget và lí thuyết về vùng phát triển gần của

Vưgốtxki làm cơ sở.

- Lí thuyết thích nghi của Piaget [29, tr.63]:

Những phẩm chất mới của con người được phát triển thông qua các giai đoạn:

Mất cân bằng – điều ứng – đồng hóa – thích nghi – lập lại cân bằng ở trình độ cao hơn.

Như vậy, bằng hoạt động tích cực, tự lực, con người sáng tạo ra chính bản thân mình, những

phẩm chất mới của mình.

- Lí thuyết về vùng phát triển gần của Vưgốtxki [29, tr.64]:

Chỗ tốt nhất để phát triển những phẩm chất tâm lí là vùng phát triển gần. Đó là vùng nằm giữa

khả năng đang có và nhiệm vụ mới phải thực hiện mà ta chưa biết cách làm, nhưng nếu có sự cố gắng

cá nhân và có sự giúp đỡ của những người cùng trình độ hoặc có trình độ cao hơn thì có thể tự lực thực

hiện được.

Như vậy:

+ Nếu trao cho học sinh nhiệm vụ nằm trong vùng phát triển gần thì học sinh cố gắng một chút

có thể hoàn thành được.

+ Sự giúp đỡ của bạn bè và của giáo viên có thể hỗ trợ cho học sinh tìm cách vượt qua khó

khăn, hoàn thành nhiệm vụ.

1.2.3 Cơ sở lí luận dạy học

Trong dạy học sáng tạo, HS chiếm lĩnh được tri thức theo phương pháp nghiên cứu của các nhà

khoa học. Cơ sở lý thuyết của dạy học sáng tạo là sự giống nhau về bản chất của hoạt động nhận thức

“cái mới” họ tìm ra là phát minh khoa học mà nhân loại chưa một ai biết, còn HS khám phá “cái mới”

khoa học và hoạt động học tập, bản chất đó thể hiện tính mới mẻ trong nhận thức: đối với nhà khoa học

đối với bản thân mình; và “cái mới” là bản chất của sự sáng tạo. Trong vật lí học, V.G Ra-zu-mốp-xki

trình bày quá trình sáng tạo dưới dạng chu trình như sau:

Hệ quả lôgic Mô hình

Sự kiện Thực nghiệm

Hình 1.1. Chu trình nhận thức sáng tạo của Ra-zu-mốp-xki.

Quá trình sáng tạo diễn ra theo chu trình gồm bốn giai đoạn như trên, trong đó khó khăn nhất,

đòi hỏi sự sáng tạo cao nhất là giai đoạn từ những sự kiện khởi đầu đề xuất mô hình giả thuyết. Trong

giai đoạn này không có con đường suy luận lôgic mà chủ yếu dựa vào trực giác; ở đây tư duy trực giác

giữ vài trò quan trọng bắt buộc phải đưa ra một phỏng đoán mới, một giải pháp mới chưa hề có, một

hoạt động sáng tạo thực sự.

1.2.4 Sáng tạo học - Cơ sở lý luận quan trọng trong dạy học sáng tạo

Sáng tạo học ra đời rất sớm, cách nay tới mười bảy thế kỉ nhưng bị rơi vào quên lãng rồi được

nhớ lại vào những năm 1940, 1950 và mới được chú ý phát triển khoảng vài chục năm gần đây.

Nguyên nhân quan trọng nhất làm khoa học nói chung, sáng tạo học nói riêng bị quên lãng là vì

lúc bấy giờ loài người hoàn toàn thỏa mãn với kết quả tư duy sáng tạo của mình. Nhưng cuối chiến

tranh thế giới lần thứ hai đến nay, khi cuộc cách mạng công nghệ, đặc biệt từ cách mạng khoa học kĩ

thuật mà trong đó khoa học trở thành lực lượng sản xuất trực tiếp, đã làm tăng tính cấp bách của nhu

cầu xã hội, đòi hỏi phát triển các khoa học. Từ đây, sáng tạo học được nhớ lại, được phát triển.

Đề cập tư duy sáng tạo, những nhà nghiên cứu theo cách tiếp cận truyền thống lấy con người

(chủ thể sáng tạo) làm đối tượng nghiên cứu. Họ thường nghĩ ngay tới quá trình tâm lí xảy ra bên trong

bộ óc, tập trung mọi chú ý vào đó và quan niệm rằng đi tìm các qui luật sáng tạo tức là đi tìm các qui

luật tâm – sinh lí của con người. Đến nay, theo kiểu tiếp cận truyền thống này, hàng trăm công cụ

(mẹo, thủ thuật, lời khuyên, nguyên tắc, phương pháp, chương trình, thủ tục, mô hình, algôrit…) đã

được xây dựng để phát huy mặt mạnh của các yếu tố, quá trình như suy luận, liên tưởng, tưởng tượng,

linh tính, trí nhớ, tiềm thức, vô thức… và khắc phục các mặt yếu của chúng. Các công cụ trên nhiều khi

được gọi chung là các phương pháp tích cực hóa tư duy. Có thể kể đến những công cụ thông dụng như:

phương pháp đối tượng tiêu điểm, phương pháp não công, phương pháp phân tích hình thái, phương

pháp các câu hỏi kiểm tra, phương pháp sử dụng các phép tương tự, phương pháp bản đồ trí óc, tư duy

chiều ngang, sáu chiếu mũ tư duy, phương pháp bảy lần tìm kiếm, sơ đồ xương cá, sơ đồ Pareto, …

Trong khi cách tiếp cận truyền thống chủ yếu nhằm vào khắc phục các nhược điểm không phải

cơ bản nhất của quá trình suy nghĩ tự nhiên như tính ì tâm lí cản trở sáng tạo, năng suất phát ý tưởng

thấp … thì Genrich Saulovich Altshuller (Nga, 1926 –1998) cho rằng đi tìm các các qui luật sáng tạo

tức là đi tìm các qui luật phát triển khách quan, người sáng tạo tốt là người sau khi nắm được các qui

luật nói trên biết điều khiển tư duy, hành động đi theo các qui luật đó.

Altshuller là người khởi xướng, trực tiếp xây dựng và phát triển TRIZ ở Nga. TRIZ (theo tiếng

Nga là Теория решения изобретательских задач, chuyển tự là Teoriya Resheniya Izobreatatelskikh

Zadatch, tên tiếng anh là Theory of Inventive Problem Solving hay tên viết tắt quốc tế là TRIZ) là một

lý thuyết hoàn chỉnh giải các bài toán sáng chế chứ không đơn thuần là một trong số các phương pháp

sáng tạo. TRIZ tập trung nỗ lực vào việc xây dựng cơ chế định hướng từ bài toán đến lời giải và ngày

càng hoàn thiện cơ chế đó giúp người giải bài toán có tư duy định hướng. TRIZ được xây dựng dựa

trên ý tưởng, tiếp cận tiên tiến của các khoa học có phạm vi áp dụng rộng rãi như Triết học biện chứng,

Lý thuyết thông tin… đồng thời khía cạnh chủ quan của sáng tạo (qui luật, hiện tượng tâm lí của con

người) cũng được tính đến để phương pháp sáng tạo của TRIZ trở nên thân thiện với người sử dụng.

Hiện nay, hệ thống công cụ của TRIZ thuộc loại hoàn chỉnh nhất trong lĩnh vực sáng tạo và đổi mới,

gồm có: 40 nguyên tắc sáng tạo cơ bản, 9 qui luật phát triển hệ thống, 11 biến đổi mẫu, hệ thống 76

chuẩn dùng giải bài toán sáng chế, chương trình giải các bài toán – ARIZ…

Trong TRIZ có một số khái niệm rất cơ bản và có ý nghĩa đối với dạy học sáng tạo như [4, tr.21-

28, tr.106]:

- Sáng tạo và tư duy sáng tạo (đã giới thiệu ở 1.1.2 và 1.1.3)

- Bài toán cụ thể được phát biểu đúng hay gọi tắt là bài toán đúng, thường được giải trong

trường học. Lời phát biểu của bài toán đúng có hai phần, phần giả thiết gồm những cái cho trước và

phần kết luận chỉ ra những cái cần tìm. Đặc điểm chung của loại bài toán đúng là những gì cho trong

giả thiết đủ để giải bài toán, không thiếu, không thừa và kết luận chỉ ra cái cần tìm rất rõ ràng, cụ thể

chứ không chung chung.

- Những bài toán gặp trong thực tế có tên gọi là các tình huống vấn đề xuất phát. Chúng chính là

các bài toán sáng tạo. Người giải phải tự phát biểu bài toán; phần giả thiết có thể thiếu hoặc thừa hoặc

là vừa thừa vừa thiếu; phần kết luận nêu mục đích chung chung, không rõ ràng, không chỉ ra cụ thể đi

tìm cái gì.

- Các mức sáng tạo – các mức khó của bài toán sáng tạo đã được G.S. Altshuller nghiên cứu và

phân thành năm mức. Nếu chỉ xem xét đến giai đoạn tìm ý tưởng giải bài toán thì mức sáng tạo được

xếp tăng dần từ mức một tới mức năm khi nhìn theo các góc độ khác nhau như sau:

+ Phân loại theo “tính mới”: sử dụng ngay ý tưởng có sẵn; lựa chọn ý tưởng tối ưu trong vài ý

tưởng có sẵn; cải tiến ý tưởng có sẵn; đưa ra ý tưởng mới; đưa ra nguyên lí hoạt động mới nhờ vậy có

được loại hệ thống mới.

 

0 .a 10

1 .a 10

2 .a 10



)

 

; ; ; + Phân loại theo “phương pháp thử và sai”, cụ thể là theo:

3 a 10 .(

10

a 10 .(

 

Tæng sè c¸c phÐp thö cã thÓ cã cña bµi to¸n cho tríc Tæng sè c¸c lêi gi¶i cã thÓ cã cña bµi to¸n cho tríc

; còn  được xác định là . Trong đó, a 10

+ Phân loại theo “sử dụng kiến thức”: sử dụng kiến thức của nghề, nơi bài toán nảy sinh là đủ để

giải bài toán; sử dụng kiến thức của ngành chứa nghề, nơi bài toán nảy sinh; sử dụng kiến thức của bộ

môn khoa học, là cơ sở của ngành; sử dụng kiến thức của bộ môn khoa học, không phải là khoa học cơ

sở; sử dụng kiến thức tổng hợp của nhiều bộ môn khoa học.

+ Phân loại theo “tính ích lợi” đối với nhân loại: mức sáng tạo càng cao thì ích lợi đối với sự

phát triển của nhân loại càng lớn. Trên thức tế, các sáng tạo mức năm đã tạo ra bước ngoặt trên con

đường phát triển của nhân loại.

+ Phân loại theo “số lượng người tham gia giải bài toán”: mức khó của bài toán càng cao, số

lượng người tham gia giải bài toán càng đông.

+ Phân loại theo “thời lượng dùng để giải bài toán”: mức khó của bài toán càng cao, thời gian

giải bài toán càng kéo dài. Những bài toán mức năm có khi kéo dài cả thế kỉ.

+ Phân loại theo “chi phí (tiền) dùng để giải bài toán”: mức khó của bài toán càng cao, chi phí

giải bài toán càng lớn.

+ Phân loại theo “tính ích lợi (lợi nhuận) cho tác giả của một sáng tạo”: mức sáng tạo càng cao,

ích lợi (lợi nhuận) cho tác giả của một sáng tạo càng đến chậm và càng ít.

Mỗi mức sáng tạo đều có ý nghĩa quan trọng riêng. Việc phân loại các mức sáng tạo là dành cho

các sáng tạo có tính mới thế giới và thuộc loại sáng tạo sáng chế, được bảo hộ bằng luật sở hữu trí tuệ.

Việc phân loại cũng đòi hỏi chúng ta không đánh giá sáng tạo chung chung nữa mà cần phải đi vào cụ

thể. Các sáng tạo mức thấp chủ yếu phụ thuộc vào năng lực cá nhân và mỗi người bình thường đều có

khả năng đạt được. Đối với mức sáng tạo càng cao thì chúng không chỉ phụ thuộc vào năng lực cá nhân

mà càng phụ thuộc nhiều vào môi trường. Do đó, để có mức sáng tạo cao, ngoài việc bồi dưỡng các

năng lực cá nhân về tư duy sáng tạo cũng cần phải tạo dựng môi trường thuận lợi cho mỗi cá nhân có

được kiến thức rộng, tập thể làm việc đồng bộ, được đầu tư thích đáng…

Với mục đích nghiên cứu dạy tư duy sáng tạo trong môn vật lí ở trường phổ thông bằng việc sử

dụng các bài tập sáng tạo (bài toán sáng tạo trong dạy học) thì các nguyên tắc sáng tạo của TRIZ có ý

nghĩa nhất định.

1.3 Vận dụng các nguyên tắc sáng tạo của TRIZ xây dựng bài tập sáng tạo trong dạy học vật lí

1.3.1 Bài tập sáng tạo về vật lí

Bài tập vật lí được hiểu là một vấn đề được giải quyết nhờ những suy nghĩ lôgic, những phép

toán và thí nghiệm trên cơ sở các định luật và các phương pháp vật lí.

Các bài tập vật lí có thể hiện diện ở tất cả các giai đoạn của quá trình lĩnh hội môn học này, tức

là từ bước bắt đầu đặt vấn đề nghiên cứu một đề mục cho đến bước nghiên cứu giải quyết vấn đề, bước

vận dụng, củng cố, luyện tập, ôn tập hoặc mở rộng, đào sâu tri thức thực hành...

Vật lí học có quan hệ với con đường hành xử của tự nhiên, tức là với các định luật tự nhiên.

Cũng như việc học tập môn vật lí nói chung, việc giải bài tập vật lí ở nhà trường nói riêng không thể

chỉ dừng lại ở sự tìm cách vận dụng các công thức vật lí để giải cho xong các phương trình và đi tới

đáp số. Quan trọng hơn là giải bài tập vật lí phải giúp HS hiểu sâu hơn các hiện tượng vật lí xảy ra

trong thế giới tự nhiên xung quanh ta, trong các đối tượng của nền công nghệ văn minh mà ta đang sử

dụng để từ sự hiểu biết sâu sắc đó mà thúc đẩy HS giải quyết những vấn đề khác nhau của cuộc sống và

công nghệ sau này.

Các bài tập giáo khoa của chúng ta thường rất khác xa so với những bài toán mà HS sẽ gặp

trong cuộc sống. Nếu không hiểu thấu đáo vật lí học và nhất là không quen với việc giải bài tập vật lí

một cách thông minh sáng tạo thì HS sẽ khó lòng giải quyết tốt những bài toán thực của cuộc sống.

Bài tập vật lí rất đa dạng, phong phú và có nhiều cách gọi tên, phân loại khác nhau dựa theo việc

chọn tiêu chí khác nhau. Nếu căn cứ tính chất của quá trình tư duy khi giải bài tập là tính chất tái hiện

(tái hiện cách thức thực hiện) hay tính chất sáng tạo thì có thể chia thành hai loại [24, tr.34-36]:

+ Bài tập luyện tập (BTLT) là loại bài tập dùng để rèn luyện kỹ năng áp dụng những kiến thức

xác định giải các bài tập theo một khuôn mẫu đã có. Tính chất tái hiện của tư duy thể hiện ở chỗ: HS so

sánh bài tập cần giải với các dạng bài tập đã biết và huy động cách thức giải đã biết; trong đề bài các

dữ kiện đã hàm chứa angôrit giải. Loại bài tập luyện tập này tương ứng với bài toán đúng của TRIZ

+ Bài tập sáng tạo (BTST) là loại bài tập mà giả thiết không có thông tin đầy đủ liên quan đến

hiện tượng, quá trình vật lí, có những đại lượng vật lí được ẩn dấu; điều kiện bài toán không chứa đựng

chỉ dẫn trực tiếp hoặc gián tiếp về angôrit giải hay kiến thức vật lí cần sử dụng cho việc giải bài tập, đề

bài che giấu dữ kiện khiến người giải liên hệ tới một angôrit đã có. Với BTST người giải phải vận dụng

kiến thức linh hoạt trong những tình huống mới (chưa biết), phát hiện điều mới (về kiến thức, kỹ năng

hoạt động hoặc thái độ ứng xử mới). BTST là một phương tiện dùng cho việc bồi dưỡng các phẩm chất

của tư duy sáng tạo (tính linh hoạt, mềm dẻo, độc đáo, nhạy cảm). Loại BTST này cũng phù hợp với

khái niệm bài toán sáng tạo của TRIZ

1.3.2 Các dấu hiệu nhận biết bài tập sáng tạo về vật lí

Theo Ra-zu-môp-xki, BTST được chia thành hai loại: bài tập nghiên cứu (trả lời câu hỏi “tại

sao”) và bài tập thiết kế (trả lời câu hỏi “làm thế nào”).

Có thể nhận biết các BTST dựa trên những dấu hiệu sau [24, tr.34-36]:

a) Bài tập có nhiều cách giải

Dạng bài tập này sẽ tạo cho HS thói quen nhìn nhận vấn đề dưới nhiều góc độ, kích thích tính

sáng tạo của HS.

b) Bài tập có hình thức tương tự nhưng có nội dung biến đổi

Loại bài tập này thường có nhiều câu hỏi, câu hỏi một là bài tập luyện tập, các câu hỏi tiếp theo

có hình thức tương tự, nếu vẫn áp dụng phương pháp giải như trên thì sẽ dẫn đến bế tắc vì nội dung câu

hỏi đã có sự biến đổi về chất.

c) Bài tập thí nghiệm

Bài tập thí nghiệm vật lí gồm bài tập thí nghiệm định tính, bài tập thí nghiệm. Bài tập thí nghiệm

định tính yêu cầu thiết kế thí nghiệm theo một mục đích cho trước, thiết kế một dụng cụ vật lí hoặc yêu

cầu làm thí nghiệm theo chỉ dẫn quan sát và giải thích hiện tượng xảy ra. Bài tập thí nghiệm định

lượng gồm bài tập đo đạc các đại lượng vật lí, minh họa quy luật vật lí bằng thí nghiệm.

d) Bài tập cho thiếu, thừa hoặc sai dữ kiện

Việc nhìn nhận các vấn đề trong loại bài tập này có tác dụng rèn luyện tư duy phê phán, tư duy

sáng tạo cho HS. Để giải quyết được vấn đề của BT này HS cần phải có sự phát hiện ra những điều

chưa hợp lí và có được sự lí giải cần thiết, tự cung cấp số liệu cho bài toán thiếu dữ kiện, nếu là đề toán

sai thì phải tìm ra chỗ sai và chọn giải pháp tối ưu làm cho đề toán hết sai. Bài tập này còn gặp trong

trường hợp HS cần có ý tưởng để đề xuất hoặc thiết kế vận dụng tri thức để đạt được yêu cầu nào đó

trong cuộc sống hay trong kĩ thuật.

e) Bài tập nghịch lí, ngụy biện

Đây là dạng bài tập chứa đựng một sự ngụy biện nên dẫn đến nghịch lí: kết luận rút ra mâu

thuẫn với thực tiễn hay mâu thuẫn với nguyên tắc, định luật vật lí đã biết. Loại bài tập này cũng có tác

dụng bồi dưỡng tư duy phê phán, phản biện cho HS; giúp cho tư duy có tính nhạy bén.

f) Bài toán hộp đen

Theo Bun-xơ-man, bài toán hộp đen gắn liền với việc nghiên cứu đối tượng mà cấu trúc bên

trong là đối tượng nhận thức mới (chưa biết), nhưng có thể đưa ra mô hình cấu trúc của đối tượng nếu

cho các dữ kiện. Giải bài toán hộp đen là quá trình sử dụng kiến thức tổng hợp, phân tích mối quan hệ

giữa đầu vào”, đầu ra” để tìm thấy cấu trúc bên trong của hộp đen. Tính chất quá trình tư duy của HS

khi giải bài toán hộp đen tương tự với quá trình tư duy của người kĩ sư nghiên cứu cấu trúc của chiếc

đồng hồ mà không có cách nào tháo được chiếc đồng hồ đó ra; anh ta phải đưa ra mô hình cấu trúc của

chiếc đồng hồ, vận hành mô hình đó, điều chỉnh mô hình cho đến khi hoạt động của nó giống như chiếc

đồng hồ thật thì khi đó mô hình sáng tạo của người kĩ sư phản ánh đúng cấu tạo của chiếc đồng hồ thật.

Chính vì vậy bài toán hộp đen ngoài chức năng giáo dưỡng còn có tác dụng bồi dưỡng tư duy sáng tạo

cho HS.

Trên đây là những dấu hiệu bề ngoài để nhận biết một bài tập sáng tạo về vật lí. Để giải loại bài

tập này, HS phải học cách thức hoạt động mà các nhà khoa học vật lí đã sử dụng để nghiên cứu các

hiện tượng vật lí và khám phá ra những quy luật chi phối các hiện tượng đó. Để tạo ra được những bài

tập như vậy, một trong những cách thức là dựa vào các nguyên tắc của TRIZ.

Xu thế dạy học hiện nay coi trọng việc dạy cho HS chiến lược giải bài tập không những hữu ích

đối với việc giải các bài tập giáo khoa mà còn cần để thiết hình thành cho HS một phong cách khoa học

tiếp cận bài toán nói chung. Đó là một điều vô cùng quan trọng đối với hoạt động lao động tương lai

của họ.

1.3.3 Chiến lược tổng quát giải bài tập vật lí

Người ta phân biệt chiến lược giải bài tập tổng quát và chiến lược giải bài tập chung về vật lí.

Theo các tác giả P.Zitzewitz và R.Neff thì chiến lược tổng quát giải bài tập có thể coi là một con

đường, một kế hoạch tổng thể tiến công vào việc giải bài tập. Nó gồm sáu bước như sau [21, tr.35]:

1. Diễn đạt thành lời bài tập.

2. Định rõ tính chất bài tập, tức là phân tích thông tin để cung cấp và xác định cái gì đã biết, cái

gì cần biết để giải được bài tập.

3. Khám phá, tức là động não tìm các chiến lược tổ chức thông tin đã cho và tìm được cái cần

biết.

Đây là một bước cực kì quan trọng của toàn bộ quá trình giải bài tập vật lí. Khám phá tức là học

cách đối chiếu các thông tin đã cho (dữ kiện) với các thông tin yêu cầu phải tìm (đáp số) để đạt đến lời

giải của bài tập. Đó cũng là quá trình phải đi đến những thông tin mới, có giá trị gợi mở cho mình

phương hướng tìm tòi khai thác dữ kiện hữu ích, tìm ra các con đường có thể đi theo để đạt kết quả. Đó

cũng là những chiến lược chung về giải bài tập vật lí và những chiến lược cụ thể ứng với từng lớp hoặc

từng loại bài tập vật lí nhất định. Các chiến lược giải bài tập vật lí về thực chất là những phương pháp

nghiên cứu đặc thù của vật lí học. Học sinh sẽ phải vận dụng chúng dần từng bước vào việc giải bài tập

vật lí để cuối cùng nắm vững chính nội dung khoa học vật lí cũng như các phương pháp của khoa học

vật lí để có thể sử dụng một cách thành thạo và sáng tạo vật lí học trong cuộc sống lao động của mình

sau này. Có thể kể một số chiến lược chung như sau:

- Lập một bảng các số liệu hoặc một đồ thị.

- Làm một mô hình để quan sát sự hoạt động, diễn biến của hiện tượng.

- Hành động như mô tả trong bài tập (khi cần cũng tiến hành cả việc nghiên cứu thực nghiệm)

- Phỏng đoán kết quả của hiện tượng mô tả và kiểm tra lại. Chiến lược này có thể gọi là thử và

sai”.

- Đi giật lùi từ cái cần tìm đến cái đã cho trong bài tập.

- Giải một bài tập đơn giản hơn hoặc một bài tập tương tự.

- Hỏi chuyên gia (hoặc tìm tài liệu đọc thêm).

4. Kế hoạch, tức là quyết định chọn một chiến lược hoặc một nhóm chiến lược và lập các bước

phụ cho chiến lược đã chọn.

5. Thực thi kế hoạch

Trong quá trình giải bài tập thì các kĩ năng tính toán, kĩ năng thực hành vật lí quyết định sự

thành công của công việc giải bài tập. Mỗi bài tập là một dịp tốt giúp HS rèn luyện kĩ năng.

6. Đánh giá, tức là khẳng định điều đã làm được, khẳng định đã giải xong bài tập và tại sao giải

được hoặc tại sao không giải được.

Trong kế hoạch tổng thể gồm sáu bước giải bài tập vật lí luôn có mặt có chiến lược chung giải

bài tập hiểu như là những phương pháp chung của vật lí học vận dụng vào việc giải các bài tập vật lí đa

dạng. Trong khi học giải các bài tập vật lí theo chiến lược cụ thể, cần yêu cầu HS phải nhanh chóng

khái quát hóa về những chiến lược (phương pháp) giải từng lớp bài tập tương đối bao quát.

Để hoạt động giải bài tập vật lí của HS đạt kết quả tốt, GV cần phải trợ giúp HS bằng hệ thống

câu hỏi định hướng tư duy.

1.3.4 Định hướng tư duy cho học sinh trong quá trình giải bài tập vật lí

Tùy theo nội dung của bài tập và mục đích sư phạm của việc giải bài tập, có ba kiểu định hướng

tư duy cho học sinh [28, tr.113]

+ Hướng dẫn tìm tòi qui về kiến thức đã biết, phương pháp đã biết

Hướng dẫn tìm tòi qui về kiến thức đã biết, phương pháp đã biết có nghĩa là: lúc mới tiếp xúc

với vấn đề cần giải quyết, không thấy ngay mối quan hệ của nó với những cái đã biết, không thể áp

dụng ngay một quy tắc, một định luật hay một cách làm đã biết mà cần phải tìm tòi bằng phương pháp

phân tích, tổng hợp, so sánh để tìm ra dấu hiệu tương tự với cái đã biết (phương pháp tương tự). Kiểu

hướng dẫn này thường gặp khi HS vận dụng kiến thức đã biết nhưng chưa có phương pháp, quy trình

hữu hiệu.

Trong quá trình hướng dẫn HS giải bài tập, GV cần sử dụng câu hỏi định hướng tư duy giúp HS

nhận ra phương pháp tương tự để giải quyết vấn đề.

+ Hướng dẫn tìm tòi sáng tạo từng phần

Kiểu hướng dẫn này thường được sử dụng khi nghiên cứu tài liệu mới. Ở đây không thể hoàn

toàn sử dụng những kiến thức đã biết, không có con đường suy luận lôgic để suy ra từ cái đã biết mà

đòi hỏi có sự sáng tạo thật sự, một bước nhảy vọt trong nhận thức (tình huống cần vận dụng các nguyên

tắc sáng tạo). Các câu hỏi định hướng của GV phải hướng HS vào việc sử dụng các nguyên tắc sáng

tạo để giải quyết vấn đề. Việc được tập dượt vận dụng các nguyên tắc sáng tạo trong những tình huống

như vậy nhiều lần sẽ tích lũy cho HS kinh nghiệm, có sự nhạy cảm phát hiện vấn đề, đề xuất được giải

pháp sáng tạo để vượt qua khó khăn.

+ Hướng dẫn tìm tòi sáng tạo khái quát

Ở kiểu hướng dẫn này, GV chỉ hướng dẫn HS xây dựng phương hướng chung giải quyết vấn đề,

còn việc vạch kế hoạch chi tiết và thực hiện kế hoạch đó HS tự làm. Kiểu hướng dẫn này áp dụng cho

đối tượng HS khá và giỏi. Trong điều kiện không tách những HS khá ra thành một lớp riêng, GV vẫn

có thể sử dụng kiểu hướng dẫn này kết hợp với kiểu hướng dẫn tìm tòi sáng tạo từng phần. Học sinh

khá thì có thể tích cực tham gia thảo luận ngay từ khi xác định phương hướng và lập kế hoạch tổng thể,

còn HS yếu hơn thì tham gia vào giải quyết từng phần cụ thể của kế hoạch đó.

Trên đây là các kiểu định hướng tư duy của HS trong quá trình giải BTST. Số lượng loại bài tập

này trong SGK còn ít, điều đó đòi hỏi mỗi GV cần phải biết cách xây dựng BTST để sử dụng trong quá

trình dạy học.

1.3.5 Mối quan hệ giữa TRIZ và BTST về vật lí

Đối tượng của TRIZ là vấn đề/bài toán sáng chế (nội dung kỹ thuật) [23, tr.52-55]: là tình huống

người giải biết mục đích cần đạt nhưng không biết cách đạt đến mục đích hoặc không biết cách tối ưu

đạt đến mục đích trong một số cách đã biết.

Bài tập sáng tạo về vật lí với nội hàm nêu trên có bản chất tương tự với vấn đề/ bài toán của

TRIZ, chỉ khác ở phạm vi và mức độ sáng tạo, hơn nữa đa số các sáng chế đều dựa trên nguyên tắc của

vật lí học là nội dung của các kiến thức cơ bản được vận dụng giải các bài tập sáng tạo về vật lí. Vậy có

thể vận dụng một số nguyên tắc sáng tạo của TRIZ xây dựng các BTST để hướng dẫn HS tư duy giải

BTST, qua đó bồi dưỡng kỹ năng tư duy sáng tạo cho HS.

1.3.6 Giới thiệu một số nguyên tắc sáng tạo của TRIZ sử dụng trong luận văn

Một nội dung quan trọng của TRIZ là hệ thống 40 nguyên tắc (thủ thuật) sáng tạo.

Theo Phan Dũng [10, tr.9-10] thì:

“Thủ thuật là các thao tác tư duy đơn giản, có tính định hướng nhất định. Có thể coi thủ thuật là

lời chỉ dẫn: cần phải suy nghĩ về hướng nào. Các thủ thuật này gọi là cơ bản vì, ở mức độ nào đó,

chúng giống như các nguyên tố hóa học, là cơ sở đơn giản nhất mà từ đó cấu tạo nên các hợp chất.

Trong khi lựa chọn các thủ thuật, các nhà nghiên cứu đặc biệt tập trung sự chú ý vào các lĩnh

vực sáng chế chủ đạo (mũi nhọn) nơi có nhiều ý tưởng tiên tiến và độc đáo. Do vậy, các thủ thuật được

chọn ra, là những thủ thuật mạnh, khá bền vững với thời gian và mang tính khách quan cao, chúng

được gọi là các nguyên tắc”.

Với mục đích xây dựng BTST dùng cho dạy học, là một hoạt động sáng tạo của GV rất cần phải

sử dụng nguyên tắc sáng tạo. Tuy nhiên, căn cứ vào nội dung dạy học, đặc điểm sinh lí, tâm lí của HS

và khả năng vận dụng của bản thân, chúng tôi chỉ sử dụng một số nguyên tắc xác định. Sau đâu là

những nguyên tắc dễ sử dụng và phù hợp với dạy học.

1. Nguyên tắc phân nhỏ

- Chia đối tượng thành những phần độc lập.

- Làm đối tượng trở nên tháo lắp được.

- Tăng mức độ phân nhỏ của đối tượng.

2. Nguyên tắc tách khỏi

Tách phần “gây phiền phức” ra khỏi đối tượng hay tách phần cần thiết ra khỏi đối tượng.

3. Nguyên tắc kết hợp

- Kết hợp các đối tượng đồng nhất hay đối tượng dùng cho hoạt động kế cận.

- Kết hợp về mặt thời gian các hoạt động đồng nhất hay kế cận.

4. Nguyên tắc đảo ngược

- Thay vì hành động theo yêu cầu bài toán thì hành động ngược lại.

- Làm thành phần chuyển động của đối tượng (hay môi trường bên ngoài) thanh đứng yên và

ngược lại đứng yên thành chuyển động.

- Lật ngược đối tượng.

5. Nguyên tắc linh động

- Cần thay đổi các đặc trưng của đối tượng hay môi trường bên ngoài để chúng tối ưu trong

từng giai đoạn làm việc.

- Phân chia đối tượng thành những phần có khả năng dịch chuyển với nhau.

6. Nguyên tắc giải thiếu hoặc thừa

Nếu bài toán khó nhận được hiệu quả cần thiết 100% thì nên nhận ít hơn một chút, lúc đó bài

toán có thể đơn giản và dễ giải hơn.

7. Nguyên tắc sử dụng các dao động Cơ học

- Làm đối tượng dao động hay tăng tần số dao động.

- Sử dụng tần số công hưởng.

- Thay vì dùng các bộ rung Cơ học có thể dùng các bộ rung áp điện.

- Sử dụng siêu âm kết hợp với trường điện từ.

8. Nguyên tắc liên tục tác động có ích

- Thực hiện công việc một cách liên tục ( tất cả các phần của đối tượng cần làm vịêc ở chế độ

đủ tải).

- Khắc phục vận hành không tải và trung gian.

- Chuyển chuyển động tịnh tiến qua lại thành chuyển động quay.

9. Nguyên tắc quan hệ phản hồi

- Thiết lập quan hệ phản hồi.

- Nếu đã có quan hệ phản hồi , hãy thay đổi nó.

10. Nguyên tắc sử dụng trung gian

Sử dụng đối tượng trung gian, chuyển tiếp.

11. Nguyên tắc tự phục vụ

- Đối tượng phải tự phục vụ bằng cách thực hiện các thao tác phụ trợ, sữa chữa.

- Sử dụng phế liệu, chất thải, năng lượng dư.

12. Nguyên tắc sao chép (copy)

- Thay vì sử dụng những cái không được phép, phức tạp, đắt tiền, dễ vỡ, không tiên lợi thì ta sử

dụng bản sao.

- Thay thế đối tượng bằng bản sao quang học (ảnh, hình vẽ) với các tỉ lệ cần thiết.

- Nếu không sử dụng bản sao quang học được ở vùng ánh sáng nhìn thấy thì chuyển sang sử

dụng bản sao hồng ngoại, tử ngoại.

13. Nguyên tắc thay thế sơ đồ Cơ học

- Thay thế sơ đồ Cơ học bằng điện,quang,nhiệt, âm hay mùi vị.

- Sử dụng điện trường hay từ trường trong tương tác với đối tượng.

- Chuyển các trường đứng yên sang chuyển động, trường cố định sang thay đổi theo thời gian,

trường đồng nhất sang có cấu trúc nhất định.

- Sử dụng các trường kết hợp với các hạt sắt từ .

14. Sử dụng kết cấu khí và lỏng

Thay cho các phần đối tượng ở thể rắn sử dụng các kết cấu khí và lỏng : nạp khí, nạp chất lỏng,

đệm không khí, thuỷ tĩnh, thuỷ phản lực

15. Nguyên tắc thay đổi các thông số hoá lý của đối tượng

- Thay đổi trạng thái đối tượng

- Thay đổi nồng độ hay độ đậm đặc

- Thay đổi độ dẻo

- Thay đổi nhiệt độ, thể tích

1.3.7 Phương pháp xây dựng bài tập sáng tạo về vật lí dựa trên nguyên tắc sáng tạo của TRIZ

Dựa vào chu trình sáng tạo khoa học trong vật lí học, sự tương tự về bản chất của quá trình nhận

thức của HS khi học tập vật lí và của nhà vật lí khi nghiên cứu vật lí; quan hệ giữa TRIZ và BTST,

phương pháp xây dựng BTST để bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho HS được đề xuất như sau [23, tr.52-

55]:

+ Lựa chọn một hoặc một số bài tập cơ sở (đó có thể là bài tập luyện tập hoặc bài tập sáng tạo);

+ Giải các bài tập cơ sở dạng tổng quát;

+ Phân tích hiện tượng vật lí, giả thiết, kết luận cũng như lời giải và kết quả bài tập;

+ Vận dụng các nguyên tắc sáng tạo để xây dựng các bài tập mới bằng cách trả lới các câu hỏi

- Có thể phát biểu bài tập theo một cách khác không? Có thể bỏ bớt các dữ kiện của bài tập

không? Có thể thay đổi các dữ kiện của bài tập không? (nguyên tắc linh động);

- Có thể thay đổi một số dữ kiện trong bài tập để hiện tượng vật lí mô tả trong bài tập trở thành

mâu thuẫn với các định luật vật lí không? (nguyên tắc đảo ngược);

- Có thể thay đổi các thông số vật lí của đối tượng trong bài tập để biến nó thành bài tập khác

không? (nguyên tắc thay đổi thông số lí hóa của đối tượng);

- Có thể cụ thể hóa bài tập không? (nguyên tắc phân nhỏ);

- Có thể chuyển bài tập thành bài tập tổng quát hơn không? Có thể kết hợp các bài tập thành bài

tập tổng quát không? Có bài tập nào khác liên quan có thể sử dụng thêm để xây dựng bài tập mới?

(nguyên tắc kết hợp);

- Có thể làm cho bài tập dễ hơn không? (nguyên tắc giải thiếu hoặc giải thừa);

- Bài tập có ứng dụng trong thực tiễn như thế nào? (nguyên tắc vạn năng);

- Có thể dùng ứng dụng đó để phát biểu thành bài tập mới được không? (nguyên tắc linh động,

nguyên tắc kết hợp);

+ Đánh giá về tính sáng tạo (tính mới và tính ích lợi) của bài tập đã biến đổi được so với các bài

tập cơ sở (xem xét dưới góc độ bồi dưỡng tư duy sáng tạo và óc thực tiễn cho HS). Khẳng định tính

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

sáng tạo của BT xây dựng được.

Chúng ta biết rằng, vật lí là một môn khoa học tự nhiên, vật lí phổ thông chủ yếu là vật lí thực

nghiệm có tác dụng to lớn trong việc bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh. Trong chương 1, chúng

tôi đã trình bày cơ sở lí luận cho việc xây dựng và sử dụng BTST về vật lí để khẳng định BTST về vật

lí là một phương tiện hiệu quả nhằm bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho HS.

Phát triển tư duy nói chung, tư duy sáng tạo nói riêng là một nhiệm vụ của dạy học vật lí. Phát

triển tư duy sáng tạo ở học sinh bằng cách rèn luyện những thao tác, hành động, phương pháp nhận

thức cơ bản nhằm chiếm lĩnh kiến thức vật lí, vận dụng sáng tạo để giải quyết vấn đề trong học tập và

hoạt động thực tiễn sau này.

Trong chương 1, chúng tôi đã trình bày cơ sở lí luận cho việc xây dựng và sử dụng BTST về vật

lí để khẳng định BTST về vật lí là một phương tiện có hiệu quả nhằm bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho

HS. Những vấn đề cơ bản được trình bày trong chương có thể tóm tắt như sau:

Tư duy sáng tạo là quá trình suy nghĩ giải quyết vấn đề và ra quyết định. Tư duy sáng tạo cần

cho tất cả mọi người. Việc bồi dưỡng tư duy sáng tạo phải dựa vào quy luật hình thành và phát triển

của nó.

Dạy học sáng tạo là dạy học nhằm bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho HS. Dạy học sáng tạo được

thực hiện trên các cơ sở sau: cơ sở sinh lí học, cơ sở tâm lí học, cơ sở lí luận dạy học, cơ sở phương

pháp luận sáng tạo và cơ sở thực tiễn.

Các biện pháp để bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho HS bao gồm: Áp dụng rộng rãi phương pháp

dạy học nêu và giải quyết vấn đề ở các mức độ khác nhau, lôi cuốn HS tham gia vào giải quyết các vấn

đề học tập; tăng cường sử dụng các phương tiện dạy học; luyện tập thao tác tư duy với các BTST; bồi

dưỡng phương pháp tự học, ...

BTST về vật lí là bài tập mà giả thuyết không có đủ thông tin đầu đủ liên quan đến hiện tượng,

quá trình vật lí, có những đại lượng vật lí được ẩn dấu, điều kiện bài tập không chứa đựng hướng dẫn

trực tiếp và gián tiếp về angôrít giải hay kiến thức vật lí cần sử dụng. Việc giải BTST phải trải qua giai

đoạn chuyển nó về BT đúng cần giải.

Theo tinh thần lí luận dạy học hiện đại, phát triển tư duy vật lí được đặt ngang tầm với nhiệm vụ

trang bị tri thức. Thậm chí trong chừng mực nhất định đối với những học sinh có thiên hướng trở thành

nhà nghiên cứu thì nó còn quan trọng hơn.

Trên cở sở nghiên cứu cơ sở lí luận, chương 2 chúng tôi sẽ tiến hành xây dựng hệ thống BTST,

các phương án sử dụng BTST trong dạy học và các giáo án để chuẩn bị cho các tiết học có sử dụng

BTST.

Chương 2

XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP SÁNG TẠO PHẦN CƠ HỌC LỚP 10 VÀ

ĐỀ XUẤT CÁC HÌNH THỨC SỬ DỤNG CHÚNG TRONG DẠY HỌC

2.1 Mục tiêu dạy học của phần Cơ học lớp 10

Cơ học là một phần của vật lí học, khảo sát những quá trình đơn giản nhất của vật lí học, đó là

sự dời chỗ của các vật thể trong không gian, sự dời chỗ đó gọi là chuyển động cơ. Mục đích của Cơ

học là xác định vị trí của một vật vào một thời điểm bất kì, dựa vào sự tương tác của các vật khác với

vật ấy.

Phần của Cơ học khảo sát chuyển động của một vật mà chưa xét tới tác dụng của những vật

khác làm biến đổi chuyển động ấy gọi là động học. Phần của Cơ học có xét đến tác dụng của những vật

khác lên chuyển động của một vật gọi là động lực học. Phần của Cơ học khảo sát trạng thái cân bằng

của vật dưới tác dụng của các vật khác gọi là tĩnh học.

Nội dung Cơ học lớp 10 được trình bày thành 5 chương, mỗi chương giải quyết những nhiệm vụ

nhận thức nhất định để đưa tới giải quyết bài toán cơ bản của Cơ học. Ngoài mục tiêu theo chuẩn (theo

các tài liệu [3], [4], [17]), thì theo định hướng bồi dưỡng tư duy sáng tạo, chúng tôi quan tâm đến các

mục tiêu sau:

- Chương I: Động học chất điểm.

Nắm vững đặc điểm của các loại chuyển động và các đại lượng vật lí đặc trưng cho từng loại

chuyển động đó. Biết áp dụng các kiến thức đã học để giải thích các hiện tượng thực tiễn. Nắm được

quy trình thực hiện một thí nghiệm vật lí đơn giản, biết cách đo các đại lượng cơ bản (tọa độ, thời gian,

...) của vật chuyển động thẳng. Bước đầu biết cách xử lí các kết quả đo lường.

- Chương II: Động lực học chất điểm.

Hiểu được điều kiện và đặc điểm của các loại lực cơ và biết cách vận dụng các kiến thức đó vào

một số trường hợp cụ thể; có khả năng đề xuất phương án thí nghiệm để xác định từng loại lực và các

đại lượng liên quan.

- Chương III: Tĩnh học vật rắn.

Phân biệt được điều kiện cân bằng của vật rắn trong từng trường hợp cụ thể. Vận dụng được

những kiến thức đã học để giải thích một số hiện tượng và giải các bài toán liên quan.

- Chương IV: Các định luật bảo toàn.

Hiểu rõ đặc điểm của các đại lượng vật lí như động lượng, công, công suất, năng lượng, động

năng, thế năng. Biết được phạm vi áp dụng của các định luật bảo toàn và có khả năng vận dụng các

định luật bảo toàn đó trong việc giải thích một số hiện tượng và giải một số các bài tập liên quan.

- Chương V: Cơ học chất lưu.

Hiểu và áp dụng được nguyên lí Pa-xcan trong một số các bài tập đơn giản. Hiểu được định luật

Béc-nu-li và một số ứng dụng. Vận dụng các kiến thức đã học để giải thích các hiện tượng vật lí trong

thực tế và giải các bài tập liên quan.

Cơ học

Vật chuyển động như thế nào?

Đại lượng nào bảo toàn?

Chất lưu chuyển động như thế nào? Đại lượng nào bảo toàn?

Vì sao vật cân bằng

Vì sao vật chuyển động như vậy?

Tĩnh học vật rắn

Động học chất điểm

Động lực học chất điểm

Các định luật bảo toàn

Cơ học chất lưu

Bài toán cơ bản của Cơ học

2.2 Logic trình bày kiến thức phần Cơ học lớp 10

Sơ đồ 2.1: Cấu trúc logic phần Cơ học lớp 10

Chúng tôi lựa chọn phần Cơ học lớp 10 để nghiên cứu dạy BTST vì các hiện tượng Cơ học rất

gần gũi trong thực tế nên các em có thể liên hệ các kiến thức đã học với các hiện tượng thực tế tương

đối dễ dàng. Các thí nghiệm về Cơ học dễ thực hiện và có thể thực hiện ngay tại lớp học. Nội dung

kiến thức phần Cơ học tương đối vừa sức với các em học sinh trong việc tiếp thu. Mặt khác, các em đã

từng làm quen với Cơ học ở chương trình vật lí cấp 2 cũng giúp các em rất nhiều trong việc vận dụng

các kiến thức đã học.

2.3 Tìm hiểu thực trạng dạy bài tập nói chung, BTST nói riêng phần Cơ học lớp 10

2.3.1 Mục đích tìm hiểu

Tìm hiểu thực tế việc dạy và học bài tập Cơ học 10 THPT ở một số trường THPT ở TP. Hồ Chí

Minh.

2.3.2 Đối tượng tìm hiểu

Chúng tôi tìm hiểu thông qua việc phát phiếu hỏi ý kiếm của 15 GV vật lí. Trong đó có: 9 GV

trường Nguyễn Huệ, Quận 9; 4 GV trường Nguyễn Hữu Huân, Thủ Đức và 2 GV trường Nguyễn Công

Trứ, Quận Gò Vấp.

Chúng tôi thăm dò ý kiến của 95 HS của hai lớp thực nghiệm sau khi các em đã được học

BTST.

2.3.3 Phương pháp tìm hiểu

Thông qua phiếu thăm dò ý kiến (Mẫu phiếu điều tra ở phụ lục 2)

2.3.4 Kết quả tìm hiểu

a) Nhận thức của giáo viên về BTST

Thông qua việc thống kê kết quả điều tra (phụ lục 2), kết hợp với việc trao đổi với đồng nghiệp

về việc nghiên cứu thực tế giảng dạy vật lí của giáo viên một số trường THPT, chúng tôi rút ra được

các nhận xét như sau:

- Một số GV xác định đúng mục đích, yêu cầu của tiết dạy bài tập vật lí, đó là ngoài việc củng

cố và kiểm tra kiến thức cơ bản còn quan tâm tới việc hình thành và phát triển năng lực sáng tạo cho

HS.

- Tuy nhiên đa số GV đều thiên về vai trò kiểm tra, đánh giá kiến thức của HS thông qua việc

giải bài tập vật lí. Nhiều GV cho rằng giải bài tập vật lí là để rèn kĩ năng vận dụng các công thức vật lí,

họ cho rằng bài tập vật lí càng hay nếu tính phức tạp về mặt toán học của nó càng cao.

- Nhiều GV chưa hiểu một cách đầy đủ về BTST và vai trò của BTST trong dạy học, chưa biết

cách biên sọan BTST, chưa quan tâm đến việc soạn câu hỏi định hướng tư duy cho HS trong quá trình

giải bài tập nói chung, BTST nói riêng.

b) Sử dụng BTST trong dạy học

- Trong quá trình dạy bài tập vật lí, GV còn ít đưa ra câu hỏi định hướng tư duy cho HS, chưa

xây dựng câu hỏi định hướng tư duy tích cực đối với từng loại bài tập và từng loại đối tượng HS.

- Khi dạy bài tập vật lí, GV thường chú ý nhiều đến những biến đổi toán học mà ít chú ý đến

việc phân tích, định hướng tư duy cho HS.

- Các bài tập mà GV chọn lọc để đưa vào tiết bài tập thường là những bài tập luyện tập áp dụng

những kiến thức đơn thuần, thiên về toán học. Loại BTST còn ít được dùng trong dạy học. Việc GV tự

tìm tòi, biên soạn và giảng dạy BTST còn ít.

2.3.5 Nguyên nhân và thực trạng

a) SGK và SBT: Số lượng BTST trong SGK và SBT chưa nhiều.

Trong SGK vật lí 10 cơ bản và nâng cao, phần Cơ học thì số lượng BTST rất ít, mỗi chương chỉ

có khoảng 2, 3 BTST. Còn trong SBT thì số lượng BTST có nhiều hơn nhưng vẫn còn hạn chế, SBT cơ

bản, số lượng BTST chỉ chiếm khoảng 5%, còn SBT nâng cao thì tỉ lệ có cao hơn, chiếm khoảng 10%,

đặc biệt là các BTST về thí nghiệm, bài tập liên quan đến các hiện tượng vật lí trong thực tế.

b) Trong thi cử và kiểm tra: Trong các kì thi Tốt nghiệp, tuyển sinh Đại học và Cao đẳng, trong

những năm gần đây môn vật lí đề thi dưới hình thức trắc nghiệm. Các đề thi có nhiều BTST hơn, ngày

càng có tính phân hóa trình độ học sinh. Đặc biệt là Đề thi tuyển sinh Đại học và Cao đẳng năm 2010,

có khoảng 20% là BTST. Đây là một tín vui cho việc đưa BTST vào dạy học. Tuy nhiên tỉ lệ này vẫn

còn hạn chế so với các BT chủ yếu kiểm tra khả năng học thuộc công thức và các BT thường rơi vào

các dạng mà HS đã ôn luyện trước đó. Do vậy, việc dạy học hiện nay thường chủ yếu phục vụ mục

đích thi cử nên cũng góp phần dẫn đến việc GV chưa coi BTST là thật sự cần thiết.

c) Trong các tài liệu tham khảo: Các tài liệu tham khảo cho GV và HS rất đa dạng, phong phú

nhưng số lượng BTST cũng còn ít, chỉ có một số ít các cuốn sách có số lượng BTST tương đối.

Trong các tuyển tập đề thi Olympic các cấp, số lượng các BTST nhiều hơn trong SGK và SBT,

chiếm khoảng 20%. Các đề thi Olympic luôn có các BTST nhưng tỉ lệ này vẫn còn khiêm tốn.

Hiện nay, trên thị trường đã xuất hiện một số cuốn sách dành cho những học sinh có năng khiếu

và yêu thích vật lí, các cuốn sách này dành một phần đáng kể cho BTST. Chúng tôi có thể kể đến như:

- Những bài tập định tính về vật lí câp ba của M.E. Tultrinxi, NXB giáo dục năm 1978.

- Hỏi đáp vật lí 10 của Nguyễn Văn Thuận (chủ biên) và nhóm tác giả, NXB giáo dục năm

2006.

- Những bài tập hay về thí nghiệm Vật lí của V. Langué, NXB Giáo dục 1998.

- Giải toán Vật lí THPT một số phương pháp của Lê Nguyên Long, An Văn Chiêu, Nguyễn

Khắc Mão, NXB Giáo dục năm 2003.

…

Thực trạng trên đòi hỏi mỗi GV cần phải xây dựng cho mình hệ thống BTST và phương án sử

dụng chúng để đạt hiệu quả dạy học cao nhất.

2.4 Xây dựng hệ thống BTST phần Cơ học lớp 10

Theo các phương pháp đã trình bày ở chương 1, chúng tôi xây dựng hệ thống BTST phần Cơ

học lớp 10 gồm 25 bài. Với mỗi bài tập, nội dung và thứ tự trình bày như sau:

- Bài tập cơ sở.

- Nguyên tắc sáng tạo sử dụng trong bài toán.

- Bài tập sáng tạo.

- Câu hỏi định hướng tư duy.

- Lời giải tóm tắt.

Bài tập 1

BTCS. Một hòn bi lăn theo cạnh của một mặt bàn hình chữ nhật cao h = 1,25 m. Khi ra khỏi mép bàn, nó rơi xuống nền nhà tại điểm cách mép bàn L = 1,50 m (theo phương ngang)? Lấy g = 10 m/s2. Tính

thời gian rơi của bi và tốc độ của bi lúc rời khỏi bàn. [Bài tập số 6, SGK Vật lí 10 [3], trang 88 ]

+ Sử dụng nguyên tắc sao chép (copy) và nguyên tắc đảo ngược để biến BTCS thành BTST1; Sử dụng

nguyên tắc linh động để chuyển BTST1 thành BTST2.

BTST1. Xác định vận tốc tối đa của ngón tay khi búng. Đồ dùng: cục tẩy (gôm), thước dây.

BTST2. Nhờ một thước dây, làm thế nào để xác định vận tốc quả bóng do một nam sinh ném lớn hơn

vận tốc một quả bóng do một nữ sinh ném là bao nhiêu?

+ Câu hỏi định hướng tư duy:

BTST1

- Ta phải búng cục tẩy theo phương nào?

- Thước dây dùng để làm gì?

- Để thực hiện yêu cầu đề ra, ta cần dựa vào kiến thức về hiện tượng vật lí nào?

- Nếu không được sử dụng đồng hồ để đo thời gian, liệu ta có thể thực hiện được yêu cầu của đề bài?

BTST2

- Thước dây dùng để làm gì?

- Để thực hiện yêu cầu đề ra, ta cần dựa vào kiến thức về hiện tượng vật lí nào?

- Hai em ném ngang hay ném xiên vật thì mới có thể so sánh được tốc độ ném của hai em?

- Nếu không được sử dụng đồng hồ để đo thời gian, liệu ta có thể thực hiện được yêu cầu của đề bài?

+ Nguyên tắc sáng tạo sử dụng trong bài toán:

Sử dụng nguyên tắc linh động để giải bài toán sáng tạo mà không cần dùng đồng hồ; sử dụng

nguyên tắc giải thiếu hoặc thừa để bỏ qua sức cản của không khí và lấy gần đúng gia tốc trọng trường

g  9,8 m/s2.

Sử dụng nguyên tắc thay đổi thông số lí hóa để thay đổi yêu cầu đề bài từ xác định tốc độ búng

của ngón tay đến so sánh tốc độ ném của hai em.

+ Lời giải tóm tắt:

BTST1



2h g

 v s

Cục tẩy được ném từ độ cao h thì thời gian bay của nó là: ; Tầm bay xa của cục tẩy là:



v.t



g 2h

2h g

. Khi đó, ta xác định được vận tốc tới đa của cục tẩy là: .

Dùng thước dây để đo tầm bay xa s và độ cao h mà từ đó cục tẩy được búng, g là gia tốc rơi tự

do, ta lấy gần đúng g  9,8 m/s2. Từ đó, ta xác định được vận tốc tối đa của ngón tay khi búng cục tẩy.

BTST2

Cho hai bạn nam sinh và nữ sinh lần lượt ném quả bóng theo phương ngang (ném ngang). Sau

đó dùng thước dây đo tầm bay xa S1, S2 mà hai em ném được (Hình 2.1).



2h g

; Tầm bay xa Ném quả bóng được ném từ độ cao h thì thời gian bay của quả bóng là:



v.t



2h g

. của quả bóng:

Gọi v1, v2 là vận tốc ném của bạn nam và bạn nữ thì tầm bay xa của quả bóng do hai em thực



S 1

v .t 1

v 1

v .t 2

2h 1 g

2h g

v 1 v

h 1 h

S 1 S

h h

S 1   S 2

v 1   v 2

hiện được là:

 2v

 1v

Như vậy, để giải bài tập này ta chỉ cần dùng

thước dây để đo tầm bay xa S1, S2 của quả bóng và các

độ cao h1, h2 từ đó bóng được ném đi. Để đơn giản, ta

h1 = h2

có thể cho h1 = h2 bằng cách cho người thấp hơn đứng

trên một bệ cao thích hợp hoặc người cao cúi người



v 1 v

S 1 S 2

xuống. Khi đó, ta có:

Bài tập 2 Hình 2.1 BTCS. Giả sử tuyết rơi theo phương thẳng đứng với

vận tốc 8 m/s. Một người lái xe trên đường thẳng nằm ngang với vận tốc 10 m/s. Người này thấy tuyết

rơi lệch với phương thẳng đứng một góc bao nhiêu?

+ Sử dụng nguyên tắc đảo ngược (thay vì xác định góc lệch của giọt mưa, ta xác định vận tốc của giọt

mưa) và nguyên tắc linh động để chuyển BTCS thành BTST.

BTST. Trong thời tiết lặng gió, làm thế nào để xác định vận tốc rơi của các giọt mưa ngay trước khi

chúng đập vào cửa bên kính ô tô đang chuyển động mà em ngồi trong đó theo các vết mà chúng để lại

khi em chỉ có thước thẳng và đồng hồ đeo tay.

+ Câu hỏi định hướng tư duy:

- Em đang ngồi bên trong ô tô, dựa vào hiện tượng gì để đo vận tốc của giọt mưa?

- Để thực hiện yêu cầu của bài toán, xe phải chuyển động như thế nào?

- Tại sao phải có điều kiện là trong trường hợp thời tiết lặng gió?

- Các vết mà giọt mưa để lại trên kính của cửa bên có hình dạng như thế nào?

- Ta phải dùng kiến thức vật lí nào mới giải quyết được yêu cầu của bài toán?

+ Nguyên tắc sáng tạo sử dụng trong bài toán:

Sử dụng nguyên tắc giải thiếu hoặc thừa (xem ô tô chuyển động thẳng đều và việc thực hiện yêu

cầu của bài toán trong trường hợp thời tiết lặng gió).

+ Lời giải tóm tắt:

 1,3v

 2,3v

là vận tốc của giọt mưa (1) so với mặt đất (3); là vận tốc của ô tô (2) so với mặt đất

 1,2v

(3)  là vận tốc của mặt đất so với xe; là vận tốc của giọt mưa so với xe (Hình 2.2). Theo Gọi  3,2v





 v 1,2

 v 1,3

 v 3,2

công thức cộng vận tốc:

 2,3v

Như vậy, nếu xe chuyển động thẳng đều và trong điều kiện thời tiết

 3,2v

lặng gió, giọt mưa sẽ để lại một vết thẳng trên kính cửa bên của ô tô và vết



2,3

tan

 



  v 1,3

2,3  tan

3,2 v 1,3

v 1,3

thẳng này hợp với phương thẳng đứng một góc  vói:

2,3v

Vận tốc của xe so với đất bạn có thể hỏi tài xế (dựa vào tốc kế

 1,3v

 1,2v

gắn trên xe); tan có thể đo được tương đối chính xác dựa vào việc vẽ một

tam giác vuông có đỉnh tại vị trí giọt mưa bắt đầu chạm vào ô tô và đo độ

dài của hai cạnh góc vuông. Hình 2.2

Bài tập 3

BTCS. Hai quả bóng có khối lượng m1 = 50 g, m2 = 70 g ép sát vào nhau trên mặt phẳng ngang. Khi

buông tay, quả bóng I lăn được 3,6 m thì dừng. Hỏi quả bóng II lăn được quãng đường bằng bao nhiêu?

Biết hệ số ma sát lăn giữa hai quả bóng và mặt sàn bằng nhau.

+ Sử dụng nguyên tắc đảo ngược, nguyên tắc thay đổi thông số lí hóa: thay đổi cách hỏi để chuyển

BTCS thành BTST.

BTST. Ở một sân trượt pa-tanh hai bạn học sinh An và Nam muốn so sánh trọng lượng với nhau. Hỏi

hai bạn phải làm thế nào nếu hai bạn ấy chỉ có một thước dây?

+ Câu hỏi định hướng tư duy:

- Thường muốn so sánh trọng lượng, ta phải dùng cân. Trong trường hợp này, hai bạn sẽ làm gì để có

thể so sánh trọng lượng với nhau?

- Nếu hai hai bạn đẩy nhau thì lực mà người này tác dụng lên người kia tuân theo định luật vật lí nào?

- Vận tốc của hai bạn khi bắt đầu rời nhau có độ lớn như thế nào với nhau?

- Thước dây dùng để làm gì trong trường hợp hai bạn đẩy nhau?

- Hai bạn sau khi đẩy nhau sẽ chuyển động như thế nào? Tính chất của chuyển động là gì?

- Mối liên hệ giữa vận tốc của hai bạn sau khi rời nhau phụ thuộc vào khoảng cách từ chỗ đẩy nhau tới

chỗ dừng lại như thế nào?

+ Nguyên tắc sáng tạo sử dụng trong bài toán:

- Nguyên tắc quan hệ phản hồi: Cho hai bạn đẩy nhau và dựa vào khoảng cách từ chỗ đẩy nhau

tới chỗ dừng lại của hai bạn để so sánh trọng lượng với nhau.

- Nguyên tắc giải thiếu hoặc thừa: Xem như hệ số ma sát lăn giữa bánh xe xe của giày trượt của

hai bạn học sinh với sàn là bằng nhau.

+ Lời giải tóm tắt:

Hai bạn học sinh cần đẩy nhau và đo khoảng cách S1 và S2 từ chỗ đẩy nhau đến chỗ hai bạn

dững lại hoàn toàn.

Khi hai bạn đẩy nhau thì lực mà người này tác dụng lên người kia có độ lớn bằng nhau và ngược

hướng, tuân theo định luật III Newton.

Trước khi đẩu nhau, hai bạn đứng yên, nên sau khi đẩy nhau động lượng của hai bạn có độ lớn

 m v m v

1 1

m 1   m

v 2 v 1

bằng nhau, ta có:

Sau khi hai bạn rời nhau, chuyển động của cả hai bạn là chậm dần đều dưới tác dụng của lực ma

sát lăn giữa mặt sàn với giày trượt của hai bạn. Áp dụng định luật II Newton và công thức độc lập với





2 k m g m a ; 0 v 1

1 1

2a S 1 1

2   v 1

k gS 1 1

thời gian đối với bạn An, ta có:



 , từ đó các hệ thức trên ta suy ra

k 1

2 2

k gS 2

Tương tự đối với bạn Nam, ta có: . Giả sử



m 1 m

v 2 v 1

S 2 S 1

P m g m 1 1 1   P m g m 2 2

S 2 S 1

được:

Vì S1 và S2 có thể đo được, nên bài toán đã được giải xong. Tuy nhiên, để cho kết quả đáng tin

cậy ta tiến hành phép đo nhiều lần và lấy giá trị trung bình.

Bài tập 4

BTCS. Một đèn tín hiệu giao thông được treo ở ngã tư nhờ một

0,5 m

dây cáp có trọng lượng không đáng kể. Hai đầu dây cáp được

4 m

giữ bằng hai cột đèn AA và A’A’ cách nhau 8 m. Đèn nặng 6

kg, được treo vào điểm giữa O của dây cáp làm dây võng

A’

B’

xuống 0,5 m như Hình 2.3a. Tính lực căng của dây.

+ Sử dụng nguyên tắc linh động và nguyên tắc đảo ngược để

Hình 2.3a chuyển BTCS thành BTST.

BTST. Dùng một bộ quả cân và một thước dây, làm thế nào để xác định được một sợi dây chịu đựng

được một lực lớn nhất là bao nhiêu?

+ Câu hỏi định hướng tư duy:

- Quả cân dùng để làm gì?

- Nếu ta dùng quả cân để treo vào giữa đoạn dây thì lực căng dây ở hai đoạn dây có độ lớn như thế nào

với nhau?

- Khi kéo đầu B từ trái sang phải thì lực căng của dây có độ lớn như thế nào?

- Khi nào thì lực căng dây đạt giá trị lớn nhất.

- Nếu vừa treo quả cân vào và dây thẳng đứng mà dây đã bị đứt thì ta sẽ làm thế nào?

- Nếu ta đã kéo đầu B để sợi dây căng nằm ngang mà dây vẫn không bị đứt thì ta sẽ làm như thế nào?

+ Nguyên tắc sáng tạo sử dụng trong bài toán:

Nguyên tắc sử dụng trung gian: Dùng quả cân để xác định lực căng lớn nhất của sợi dây.

+ Lời giải tóm tắt:

 P '

 P 

Để thực hiện yêu cầu của đề bài, ta buộc quả cân vào



 1T

 2T

dây như hình 2.3b, sau đó kéo đầu B từ trí sang phải sao cho

O  P

điểm B ở cùng độ cao với điểm A.

Hình 2.3b

 . Sử dụng điều

 T T 1 2

Lực căng của dây treo ở hai nhánh OA và OB có độ lớn bằng nhau:

   P ' P 0        

  P 0

 P '

 P

   T T 2 1

cos

   

kiện cân bằng của điểm O, ta có:

P 2T

P 2 cos



Ta có: .

Khi kéo đầu B sang phải làm cho góc  tăng, cos giảm nên lực căng dây T tăng. Lực căng dây

lớn nhất cần tìm đạt được lúc dây đứt. Khi đó ta xác định được vị trí của điểm B và điểm O, dùng

cos

 

 1 sin

 

AB 2AO

   

  

thước dây để đo đoạn AO và AB, ta sẽ xác định được cos.

Trọng lực P = mg, ta lấy g  9,8 m/s2. Từ đó xác định được lực căng dây lớn nhất của sợi dây.

Trong trường hợp dây được ở  = 0 (để sợi dây theo phương thẳng đứng), ta cần gấp đôi dây và

tiến hành thí nghiệm như trên. Khi đó, ta lấy kết quả cuối cùng chia cho hai sẽ ra giá trị lực căng dây

lớn nhất cần tìm.

Bài tập 5

BTCS1. Một khối gỗ hình hộp chữ nhật có trọng lượng 10 N, hệ số ma sát nghỉ giữa khúc gỗ và sàn

nằm ngang là n = 0,5. Tìm lực lớn nhất tác dụng lên khối gỗ theo phương song song với mặt sàn để

khối gỗ bắt đầu trượt.

 F

A’

BTCS2. Xác định lực cần thiết để làm lật khối gỗ quanh điểm A. Biết

chiều cao của khối gỗ là b = 50 cm, đáy là hình vuông có cạnh a = 20 cm.

Lực tác dụng lên khối gỗ đặt tại A’ và song song với mặt trên của khối gỗ

(Hình 2.4a).

+ Sử dụng nguyên tắc kết hợp để chuyển BTCS1 và BTCS2 thành BTST.

BTST. Cho một khối gỗ hình hộp chữ nhật có một cạnh lớn hơn hẳn hai

cạnh kia. Chỉ dùng thước dây, hãy xác định hệ số ma sát nghỉ giữa khối gỗ Hình 2.4a đó trên mặt sàn của phòng.

 Khi đó độ lớn của lực F

+ Câu hỏi định hướng tư duy:  - Nếu đặt lực F có độ lớn tăng lần tại A’ hoặc thấp hơn một chút thì khối gỗ sẽ chuyển động thế nào?

 - Muốn cho khố gỗ bắt đầu chuyển động, điểm đặt của lực F

phụ thuộc vào trọng lượng của khối gỗ như thế nào?

phải như thế nào?

 - Khi khối gỗ bắt đầu chuyển động thì độ lớn của lực F

bằng độ lớn của lực nào?

 - Nếu điểm đặt của lực F

 không thể biết được độ lớn của lực F

ở một vị trí bất kì và khối gỗ bắt đầu trượt. Nhưng ta lại không có lực kế nên

và trọng lượng của khối gỗ. Vậy ta có tìm được hệ số ma sát

nghỉ không?

 - Nếu điểm đặt của lực F

 Vậy có thể có một vị trí nào trên khối gỗ để đặt lực F

cao quá hoặc thấp quá thì ta không giải quyết được yêu cầu của bài toán.

để giải quyết được yêu cầu của bài toán này

không?

 để tạo ra momen thắng momen của lực lực P

 tắc thay đổi thông số lí hóa của đối tượng: Thay vì xác định độ lớn của lực F

+ Nguyên tắc sáng tạo sử dụng trong bài toán:  Nguyên tắc phản trọng lực: Dùng lực F ; Nguyên

tác dụng vào khối gỗ, ta

xác định hệ số ma sát nghỉ giữa khối gỗ với mặt sàn.

+ Lời giải tóm tắt:

 Nếu ta đặt lực F

tại A’ hoặc thấp hơn một chút rồi tăng dần độ

 thì momen của lực F

lớn của nó thì khối gỗ bị lật chứ không bị trượt. Khi khối gỗ bắt đầu bị lật

 P có độ lớn bằng nhau

và momem của trọng lực

 F

 F.h P.

a 2

(Hình 2.4b). Khi đó:

 Nếu ta đặt lực F

 khối gỗ thì khi khối gỗ bắt đầu trượt, độ lớn của lực F

ở gần đáy của khối gỗ và tăng dần độ lớn của

 P

bằng độn lớn của

 msnF . Khi đó:

F F

   

msn

Hình 2.4b lực ma sát nghỉ

n , ta phải kết hợp hai trường hợp ở trên. Bây giờ ta phải

 tìm điểm đặt của lực F

Để có thể tính được hệ số ma sát nghỉ

sao cho trạng thái chuyển động của khối hộp chuyển từ trường hợp bắt đầu

n được tính như sau:

 F.h P.



 

trượt đến trường hợp bắt đầu bị lật. Khi đó, hệ số ma sát nghỉ

  n

a 2

F P

a 2h

;  .

 Ta dùng thước dây để đo cạnh a của mặt đáy và độ cao h của điểm đặt của lực F

khi đó, ta sẽ

n .

xác định được hệ số ma sát nghỉ

Từ kết quả trên, ta cần nói thêm là phương pháp trên chỉ có thể thực hiện được nếu độ cao b của

khối gỗ thỏa mãn điều kiện:



a  2

Bài tập 6 BTCS. Một viên bi lăn trên một mặt phẳng nghiêng một góc  = 30o so với mặt phẳng ngang. Xác định

hệ số ma sát lăn giữa viên bi với mặt nghiêng.

+ Sử dụng nguyên tắc linh động, nguyên tắc sao chép copy để chuyển BTCS thành BTST1; BTST1

thành BTST2; Nguyên tắc thay đổi thông số lí hóa để chuyển BTST2 thành BTST3.

BTST1. Giả sử có một ván gỗ, một thanh gỗ cùng loại và một thước dây. Làm thế nào để xác định

được hệ số ma sát nghỉ giữa gỗ đối với gỗ?

BTST2. Làm thế nào để xác định độ dốc của một đoạn đường khi chỉ có một thanh gỗ và một lực kế.

BTST3. Làm thế nào để xác định hệ số ma sát trượt của một thanh gỗ trên một mặt phẳng nghiêng mà

chỉ dùng một lực kế. Biết rằng độ nghiêng của mặt phẳng là không đổi và không đủ lớn để cho thanh tự

trượt mà không cần lực tác dụng bên ngoài.

+ Câu hỏi định hướng tư duy:

BTST1.

- Khi thanh gỗ nằm cân bằng trên ván gỗ nghiêng một góc  thì (các) lực nào tác dụng lên vật?

- Ta làm thế nào để thanh gỗ chuyển động?

- Lực ma sát nghỉ cực đại đạt được trong trường hợp nào?

- Viết công thức tính hệ số ma sát nghỉ của vật.

BTST2.

- Nếu ta đặt thanh gỗ trên đoạn đường dốc thì các lực nào tác dụng lên thanh gỗ làm nó cân bằng?

- Muốn xác định độ dốc, ta phải tác dụng lực để trạng thái chuyển động của thanh gỗ như thế nào?

- Lực tác dụng lên thanh để thanh chuyển động lên đều hoặc xuống đều được xác định như thế nào?

- Nếu chỉ tác dụng lực một lần để thanh chuyển động lên đều hoặc xuống đều thì có xác định được độ

dốc của mặt đường không?

BTST3.

- Tương tự như BTST2, ta sẽ xác định hệ số ma sát trượt giữa thanh gỗ với mặt phẳng nghiêng như thế

nào?

+ Nguyên tắc sáng tạo sử dụng trong bài toán:

Nguyên tắc phẩm chất cục bộ: Thay đổi độ nghiêng của ván gỗ đến khi thanh gỗ bắt đầu chuyển

động.

+ Lời giải tóm tắt:

BTST1.

Ta để thanh lên tấm ván, rồi nâng một đầu tấm ván lên cho tới khi thanh bắt đầu chuyển động

 của trọng lực P

 1P

của thanh gỗ có độ lớn bằng độ lớn của thẳng đều (Hình 2.5). Khi đó thành phần

 F





P sin

  

P cos

   

tan

 

P 1

F msnMax

h 

. Khi đó: lực ma sát nghỉ cực đại msnMax

n .

Dùng thước dây để xác định  và h thì ta sẽ xác định được hệ số ma sát nghỉ

BTST2.

Dùng lực kế để móc vào một đầu thanh gỗ và kéo thanh gỗ đi lên và đi xuống đều trên mặt

phẳng nghiêng (đoạn đường dốc). Ta giữ cho lực tác dụng lên thanh gỗ có phương song song với mặt

phẳng nghiêng.

 1F

 

P cos

 của trọng lực P

Trong trường hợp thanh gỗ được kéo lên đều, lực tác dụng lên thanh gỗ là có độ lớn bằng

 và độ lớn của thành phần

 1P

của thanh tổng độ lớn của lực ma sát trượt ms F

 

P cos

 

P sin



F 1

song song với mặt tiếp xúc. Khi đó, ta có:

 2F

có độ Trong trường hợp thanh gỗ chuyển động đều xuống dưới, lực tác dụng lên thanh gỗ là

 

P cos

 

P sin



F 2

lớn bằng:



2P sin

    sin

 F F 1 2

 F F 1 2 2P

Từ hai biểu thức trên, ta có:

2F , P có thể xác định được bằng lực kế, từ đó ta tính được sin  và suy ra

Độ lớn của các lực 1F ,

được độ dốc của mặt đường (góc ).

BTST3.

Tương tự như BTST2, ta xác định được biểu thức các lực tác dụng lên thanh để thanh chuyển

cos

 

F F  1 2  2 P t



sin

 

cos

   1



động lên đều và xuống đều theo mặt phẳng nghiêng. Từ đó ta có:

F F  1 2 2P

  

  

F F  1 2  2 P t

  

  

. Từ đây ta suy ra được hệ số ma sát trượt: Vì

  t

 F F 2 1   (F F ) 2

Bài tập 7

BTCS. Có thể đặt một đồng tiền kim loại ở khoảng cách tối đa tới tâm của đĩa hát của một máy quay

0,5

đĩa bằng bao nhiêu để khi đĩa hát quay với tần số 45 vòng/phút, đồng tiền vẫn còn nằm yên? Biết hệ số

  n

. ma sát nghỉ giữa đồng tiền và đĩa hát là

+ Sử dụng nguyên tắc linh động, nguyên tắc đảo ngược để chuyển từ BTCS thành BTST.

BTST. Một máy đĩa đang quay. Chỉ dùng một thước dây và một đồng tiền kim loại. Làm thế nào để

xác định tần số quay của đĩa hát?

+ Câu hỏi định hướng tư duy:

- Đồng tiền kim loại dùng để làm gì?

- Khi đặt đồng tiền gần hay xa tâm của đĩa thì đồng tiền dễ bị văn ra ngoài hơn?

- Khi đồng tiền chuyển động tròn đều cùng với đĩa thì lực nào đóng vai trò là lực hướng tâm?

- Hệ số ma sát giữa đồng tiền và đĩa hát được xác định như thế nào?

- Lực ma sát nghỉ giữa đồng tiền và đĩa hát đạt được giá trị cực đại trong trường hợp nào?

+ Nguyên tắc sáng tạo sử dụng trong bài toán:

Nguyên tắc kết hợp: Kết hợp việc đo bán kính Rmax (giá trị lớn nhất của khoảng cách từ đồng

n để giải

tiền đến tâm đĩa) mà đồng tiền không bị văn ra ngoài và bài toán xác định hệ số ma sát nghỉ

Đo Rmax

Biết

Nguyên tắc linh động

n , f . Xác

Nguyên tắc kết hợp

Xác định tần số f

định Rmax.

Nguyên tắc đảo ngược

Đo

n

BTST.

+ Lời giải tóm tắt:

Đặt đồng tiền lên trên đĩa hát và ở gần tâm đĩa thì đồng tiền quay cùng với đĩa. Lực ma sát nghỉ



 

2 2 4 f .mR

F msn

 F ma ht

sẽ đóng vai trò là lực hướng tâm.

Khi di chuyển đồng tiền càng ra xa tâm đĩa (R tăng) thì lực ma sát nghỉ tăng dần và đạt giá trị

cực đại khi đồng tiền bị văn ra ngoài. Gọi Rmax là giá trị lớn nhất của khoảng cách từ đồng tiền đến tâm

đĩa mà đồng tiền không bị văn ra ngoài. Khi đó, ta có:



 

2 2 4 f .mR

  f

m ax

1  2

 R

max

n có thể được xác định thông qua thí nghiệm bằng cách đặt đồng tiền trên

Hệ số ma sát nghỉ

tan

đĩa và xác định góc nghiêng giới hạn 0 của đĩa để đồng tiền bắt đầu trượt trên đĩa (BTST1 của Bài tập

  n

 . 0

6). Khi đó:

Giá trị Rmax có thể được đo bằng thước. Như vậy, ta đã giải quyết được yêu cầu của bài toán.

Bài tập 8

BTCS. Một khẩu súng có khối lượng M = 500 kg có nòng súng nằm ngang, bắn viên đạn khối lượng m

= 10 kg. Vận tốc của viên đạn khi vừa ra khỏi nòng súng có độ lớn là v = 100 m/s. Tính vận tốc giật lùi

của súng.

+ Sử dụng nguyên tắc sao chép copy để chuyển BTCS thành BTST.

BTST. Một nhà du hành vũ trụ đã ra ngoài không gian nhưng do sự cố, dây nối giữa nhà du hành với

con tàu bị tuột. Để quay về con tàu vũ trụ, nhà du hành phải làm gì? Biết trên người nhà du hành có đeo

một bình ôxi.

+ Câu hỏi định hướng tư duy:

- Nhà du hành có thể đi bộ về tàu của mình được không?

- Lúc này nhà du hành sẽ làm gì với bình ôxi?

- Chuyển động của nhà du hành trong trường hợp này gọi là chuyển động gì?

- Nhà du hành đã áp dụng định luật vật lí nào?

- Nếu trên người nhà du hành không có vật gì thì có cách nào khác để quay về tàu của mình không?

+ Nguyên tắc sáng tạo sử dụng trong bài toán:

- Nguyên tắc quan hệ phản hồi: Nhà du hành ném bình ôxi về một hướng để chuyển động theo

hướng ngược lại.

- Nguyên tắc biến hại thành lợi: Ném bình ôxi (thiết bị hỗ trợ nhà du hành duy trì cuộc sống

ngoài không gian) để quay trở về con tàu của mình.

+ Lời giải tóm tắt:

Nhà du hành phải ném một bình ôxi ngược hướng với hướng trở quay về tàu con tàu của mình.

Nếu không có vật gì trong người thì tình thế sẽ rất bi thảm, người đó sẽ không thể trở về tàu được.

Chuyển động của nhà du hành trong trường hợp này gọi là chuyển động bằng phản lực. Theo định luật



m M

bảo toàn động lượng, nhà du hành vũ trụ sẽ chuyển động hướng về tàu vũ trụ của mình với vận tốc:

Trong đó, M và m lần lượt là khối lượng của vật và khối lượng của bình ôxi, v là độ lớn vận tốc

của bình ôxi.

Bài tập 9

BTCS. Vệ tinh địa tĩnh là vệ tinh nhân tạo của Trái Đất, quay quanh Trái Đất bằng chu kì tự quay của

Trái Đất là 24 giờ, sao cho vệ tinh này dường như luôn đứng yên đối với một điểm ở mặt đất. Một vệ tinh địa tĩnh chuyển động chuyển động trên quỹ đạo có bán kính tính từ tâm Trái Đất là 4,23.107 m.

Nm 2 kg

Cho hằng số hấp dẫn: G = 6,67.10-11 . Xác định tốc độ dài của vệ tinh và khối lượng của Trái Đất.

+ Sử dụng nguyên tắc linh động để chuyển BTCS thành BTST.

BTST. Khi tới gần một hành tinh lạ, một con tàu vũ trụ sau khi đã tắt các động cơ của nó và chuyển

động trên một quỹ đạo tròn quanh hành tinh ấy, các nhà du hành bắt đầu tiến hành nghiên cứu. Hãy đề

xuất phương pháp xác định khối lượng riêng của vật chất tạo nên hành tinh đó nếu chỉ dùng một đồng

hồ.

+ Câu hỏi định hướng tư duy:

- Khi động cơ của tàu vũ trụ tắt máy thì lực nào làm cho tàu vũ trụ chuyển động tròn đều quanh hành

tinh?

- Công thức tính lực hướng tâm theo chu kì quay của tàu vũ trụ quanh hành tinh?

- Nếu coi hành tinh có dạng hình cầu thì thể tích và khối lượng hành tinh được tính như thế nào?

+ Nguyên tắc sáng tạo sử dụng trong bài toán:

- Nguyên tắc giải thiếu hoặc thừa: Xem hành tinh có dạng hình cầu và bán kính quỹ đạo của

hành tinh bằng bán kính của hành tinh.

- Nguyên tắc sao chép copy: Cách giải của BTST gần giống với BTCS.

+ Lời giải tóm tắt:

Nếu con tàu vũ trụ quay quanh một hành tinh khi động cơ ngừng hoạt động thì lực hấp dẫn giữa

tàu vũ trụ với hành tinh đóng vai trò là lực hướng tâm. Gọi M là khối lượng hành tinh, m là khối lượng

con tàu, R là khoảng cách từ con tàu đến tâm hành tinh và T là chu kì quay của con tàu quanh hành



2   

m R m

R M

 

tinh.

F hd

  F ht

 4 2 T

 4 G.T

Mm 2 R

Ta có:

3 R D

Gọi D là khối lượng riêng của hành tinh và xem gần đúng hành tinh có dạng hình cầu thì:

4   3

. Từ hai biểu thức trên, ta tính được khối lượng riêng D của hành tinh theo công thức:



 3 G.T

Chu kì T của tàu vũ trụ quanh hành tinh được xác định bằng đồng hồ. Kết quả trên là gần đúng

vì chúng ta xem gần đúng tàu vũ trụ chuyển động ở sát bề mặt hành tinh. Trên thực tế, tàu vũ trụ

chuyển động ở một độ cao nào đó so với bề mặt của hành tinh nên bán kính quỹ đạo của tàu vũ trụ

quanh hành tinh khác bán kính của hành tinh.

Bài tập 10

BTCS1. Người ta bắn một viên đạn có khối lượng 10 g vào một bay cát được treo thẳng đứng bằng

một sợi dây. Sau khi viên đạn nằm trong bao cát, cả hai cùng chuyển động với vận tốc 0,5 m/s. Biết

khối lượng của bao cát là 12 kg. Tìm vận tốc của viên đạn khi chạm vào bao cát.

BTCS2. Một con lắc đơn gồm vật nặng có khối lượng m treo vào một sợi dây nhẹ không co giãn có

chiều dài 1 m. Khi vật ở vị trí cân bằng thì dây treo có phương thẳng đứng. Ta cần truyền cho vật một

vận tốc bằng bao nhiêu thì vật lên đến vị trí cao nhất khi dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc 60o?

- Sử dụng nguyên tắc linh động, nguyên tắc đảo ngược, nguyên tắc tổng hợp để chuyển BTCS1 và

BTCS2 thành BTST.

BTST. Với một khúc gỗ đã biết khối lượng, hai sợi dây mảnh có chiều dài bằng nhau và một thước

dây. Hãy xác định vận tốc của một viên đạn đã biết khối lượng.

+ Câu hỏi định hướng tư duy:

- Chúng ta sẽ cho viên đạn bắn vào khúc gỗ. Sự va chạm này thuộc loại va chạm nào?

- Vận tốc của khúc gỗ và đạn (nằm trong khúc gỗ) liên hệ với vận tốc của đạn trước khi xuyên qua

khúc gỗ tuân theo định luật bảo toàn nào?

- Chỉ dùng thước dây, làm thế nào để xác định vận tốc của khúc gỗ và đạn (nằm trong khúc gỗ) sau khi

viện đạn xuyên vào khúc gỗ?

- Nếu ta không có thước dây mà chỉ có thước đo góc và đã biết chiều hai của hai sợi dây treo khúc gỗ

thì có xác định được độ cao tối đa h mà khúc gỗ lên được không?

+ Nguyên tắc sáng tạo sử dụng trong bài toán:

- Nguyên tắc quan hệ phản hồi: Cho viên đạn xuyên vào khúc gỗ, thông qua chuyển động của

khúc gỗ để xác định vận tốc của viên đạn.

- Nguyên tắc phân nhỏ: Chia bài toán thành hai giai đoạn: Đo độ cao tối đa h của khối gỗ để xác

định vận tốc của khúc gỗ sau va chạm; Thông qua va chạm mềm giữa viên đạn và khúc gỗ để xác định

vận tốc của viên đạn.

+ Lời giải tóm tắt:

Ta cho viên đạn bắn vào khúc gỗ (giả sử khúc gỗ đủ dài để



viên đạn nằm trong khúc gỗ). Gọi M, m lần lượt là khối lượng

của khúc gỗ và viên đạn), v là độ lớn vận tốc của viên đạn trước

khi xuyên vào khúc gỗ, V là độ lớn vận tốc của khúc gỗ + viên

đạn nằm trong nó sau va chạm. Theo định luật bảo toàn động

 v



 (M m)V

  v

 M m m

M Hình 2.6

lượng:

Ta xác định vận tốc V của hệ thông qua việc đo độ cao h

 (M m)V (M m)gh



1 2

bằng thước dây mà khối gỗ bị đẩy lên cao so với lúc đầu. Theo định luật bảo toàn cơ năng:



2gh

 M m m

Từ hai biểu thức ở trên ta xác định được vận tốc v của đạn theo công thức:

Nếu trong trường hợp này ta không dùng một thước dây mà dùng một thước đo góc và đã biết

chiều dài  của hai sợi dây treo khúc gỗ thì ta có thể xác định độ cao h thông qua việc đo góc lệch 





 (1 cos )



giữa dây treo so với phương thẳng đứng. Khi đó:

Bài tập 11

BTST. Có hai viên bi bằng thép, một trong hai viên đã biết khối lượng, bột dẻo, giá thí nghiệm, thước

đo góc, hai sợi dây cùng chiều dài. Hãy xác định khối lượng của viên bi còn lại.

+ Câu hỏi định hướng tư duy:

- Va chạm giữa hai viên bi nếu dùng bột dẻo gắn vào viên bi hai là va chạm gì?

- Thông qua việc đo góc, ta xác định được đại lượng nào?

- Trong va chạm giữa hai viên bi ở trên thì đại lượng nào của hệ được bảo toàn?

- Vận tốc của viên bi một trước va chạm và và tốc của hệ hai viên bi sau va chạm liên hệ với nhau như

thế nào?

- So sánh kết quả bài toán nếu ta dùng bột dẻo và không dùng bột dẻo?

+ Nguyên tắc sáng tạo sử dụng trong bài toán:

- Nguyên tắc linh động, nguyên tắc kết hợp được dùng để chuyển BTCS1 và BTCS2 (Ở Bài tập

10) thành BTST.

- Nguyên tắc quan hệ phản hồi: Cho hai viên bi va chạm với nhau, thông qua việc đo góc lệch

của dây treo để xác định vận tốc của các viên bi, từ đó xác định được khối lượng của viên bi thứ hai.

- Nguyên tắc sử dụng dao động Cơ học: Dùng dây treo để nối hai viên bi và cho chúng dao

động.

- Nguyên tắc giải thiếu hoặc thừa: Coi khối lượng của mẫu bột

dẻo rất nhỏ và có thể bỏ qua, bỏ qua sức cản của không khí đối với hai

1

2

viên bi.

+ Lời giải tóm tắt:

Giả sử viên bi thứ nhất có khối lượng m1 đã biết khối lượng, còn

1m h

viên bi thứ hai có khối lượng m2 chưa biết (Hình 2.7). Buột viên bi thứ

m

hai vào một sợi dây có chiều dài  và để nó ở vị trí cân bằng (dây treo

có phương thẳng đứng), trên viên bi thứ hai có gắn một mẫu bột dẻo

khối lượng m rất nhỏ. Buột viên bi thứ nhất vào một sợi dây có cùng Hình 2.7

1 (được đo bằng thước đo góc). Do có mẫu bột

chiều dài là  , kéo nó để cho dây treo lệch một góc

dẻo nên khi bi thứ nhất chuyển động đến vị trí cân bằng thì va chạm mềm với viên bi thứ hai, sau va

chạm thì hai viên bi dính vào nhau và chuyển động đến vị trí cao nhất khi dây treo hợp với phương

2 . Theo định luật bảo toàn động lượng:



 m m

 



 m v

m v 1 1

thẳng đứng một góc

Vì khối lượng của mẫu bột m khá nhỏ so với khối lượng của hai viên bi nên có thể bỏ qua.

1m trong quá trình chuyển động của vật

Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho viên bi thứ nhất

2m và hệ gồm hai viên bi sau va chạm, ta được:





 2g (1 cos

); v



 2g (1 cos



)

v 1

 1

sin



trước khi va chạm vào viên bi thứ hai

v , v vào biểu thức trên ta được: 1

 m m 1

 1 m 1

 1 cos  1 cos

 1 

   

   

sin

 1 2  2 2

     

     

Thay

Bài tập 12

 F

BTCS. Một thanh sắt dài, đồng chất, tiết diện đều, được đặt trên bàn sao

1 4

cho chiều dài của nó nhô ra khỏi bàn. Tại đầu nhô ra, người ta đặt lực

 F

Hình 2.8a thẳng đứng hướng xuống. Khi lực đạt tới giá trị 40 N thì đầu kia của

thanh bắt đầu bênh lên (Hình 2.8a). Hỏi trọng lượng của thanh sắt bằng bao nhiêu?

+ Sử dụng nguyên tắc linh động, nguyên tắc sao chép copy để chuyển BTCS thành BTST.

BTST. Một người lớn cần phải vượt qua một con suối, từ bờ trái sang bờ phải và một chú bé cần qua

theo chiều ngược lại. Mỗi một bên bờ đều có một tấm ván nhưng lại hơi ngắn so với bề rộng của con

suối. Hỏi hai người đó cần phải làm như thế nào để cả hai đều đạt được mục đích của mình?

+ Câu hỏi định hướng tư duy:

- Để qua được suối thì hai tấm ván phải được đặt như thế nào?

- Từng người qua trước hay cả hai người đi qua suối cùng lúc?

- Nếu qua lần lượt từng người thì tấm ván của người đi qua trước phải đặt phía trên hay phía dưới tấm

ván kia?

- Trong trường hợp người lớn qua trước và chú bé đứng yên tại chỗ thì điều kiện nào phải thỏa để hai

tấm ván vẫn ở thế cân bằng?

- Nếu người thứ nhất đi qua trước rồi thế chỗ cho người kia thì có cần đổi vị trí phía trên và phía dưới

của hai tấm ván không?

+ Nguyên tắc sáng tạo sử dụng trong bài toán:

Nguyên tắc thay đổi sơ đồ Cơ học: Ghép hai tấm ván lại với nhau và từng người qua suối, sau đó

thay đổi vị trí cho nhau.

+ Lời giải tóm tắt:

- Phải đặt tấm ván của người qua trước lên trên tấm ván của người

qua sau (Giả sử người lớn qua trước).

- Người lớn đi qua trước còn chú bé đứng yên tai chỗ.

- Sau đó người lớn đứng ở vị trí của chú bé để thế chỗ cho chú bé và

chú bé đi qua bờ bên kia. Hình 2.8b (Nguồn: [18], tr.56) - Khi người lớn đi qua trước, còn chú bé đứng yên thì để tấm ván

vẫn cân bằng thì tổng momen lực của trọng lực của ngưới lớn và trọng lực của hai tấm ván đối với trục

quay đi qua mép bờ hồ phía chú bé phải nhỏ hơn momen của trọng trọng lực của chú bé đối với trục

quay này.

- Khi người lớn và chú bé đã ở cùng một phía, để chú bé đi qua bờ bên kia thì tấm ván bên phía bờ suối

chỗ chú bé đứng vẫn để phía dưới tấm ván ở phía bên kia suối.

- Theo hình vẽ minh họa phía dưới thì người lớn qua trước rồi thế chỗ cho chú bé qua sau.

Bài tập 13

BTCS. Ba bạn Việt, Nam, An cùng đẩy một chiếc ghế. Hai bạn Việt và Nam cùng tác dụng lên ghế các lực có cùng độ lớn bằng 50 N, và có phương hợp với nhau một góc 60o. Hỏi An phải tác dụng vào ghế

một lực có độ lớn và phương, chiều thế nào để ghế đứng yên?

+ Sử dụng nguyên tắc linh động, nguyên tắc đảo ngược được dùng để chuyển BTCS thành BTST.

BTST. Để kéo một xe ô tô bị sa lầy, một người để nghị tất cả các hành khách trên xe xúm nhau buộc

dây vào xe và cùng kéo sợi dây để trực tiếp đưa xe ra khỏi chỗ lầy.

Anh lái xe lại đề nghị một cách làm khác: buộc một đầu dây thừng vào xe và buộc đầu dây còn

lại vào một cái cây hoặc một cái cọc thật chắc bên đường. Sau đó vài người cùng nắm vào khoảng giữa

sợi dây vào kéo sợi dây theo phương vuông góc với đường nối giữa xe và sợi cây. Anh lái xe còn nói,

khoảng cách từ xe đến cây để buộc dây thừng càng dài thì việc kéo xe sa lầy càng dễ dàng.

Bạn có tán thành ý kiến anh lái xe này không? Hãy giải thích tại sao?

+ Câu hỏi định lướng tư duy:

- Theo ý kiến anh lái xe thì lực tác dụng lên xe và lực do mọi người tác dụng lên xe có bằng nhau

không?

- Xe sẽ chuyển động theo hướng nào? Có cùng hướng với hướng của lực kéo không?

- Tại sao nói khoảng cách từ xe đến cây để buộc dây thừng càng dài thì việc kéo xe sa lầy càng dễ

dàng?

+ Nguyên tắc sáng tạo sử dụng trong bài toán:

Nguyên tắc thay đổi sơ đồ Cơ học: Thay vì kéo trực tiếp xe bằng dây thừng thì người lái xe đề

nghị buộc dây thừng giữa xe và một cái cây, sau đó kéo sợi dây theo phương vuông góc giữa đường nối

giữa xe và sợi cây.

 F

+ Lời giải tóm tắt:

Lực

 1F



Giải pháp kéo xe ra khỏi lầy của anh lái xe có

 2F

thể mô ta như hình vẽ phía dưới. Ý kiến của anh lái xe

Dây thừng

rất hay và có thể kéo xe ra khỏi chỗ lầy dễ dàng hơn

Cây

cách thứ nhất mà mọi người đề nghị.

 mọi người xúm lại để thực hiện là F

Với đề nghị của anh lái xe, nếu lực kéo của Hình 2.9

thì lực tác dụng

 có độ lớn lớn hơn độ lớn của lực F

 1F

lên xe là . Khi đó xe sẽ di chuyển theo hướng của lực (Hình

2.9).

 Nếu ta gọi  là góc hợp bởi hướng của lực F

 1F

và thì khi đó độ lớn của lực tác dụng lên xe

 được tính theo độ lớn của lực kéo của mọi người F

như sau:



  

F 2F cos 1

F 1

F 2 cos



Nếu khoảng cách từ xe đến cây càng lớn thì góc  càng lớn nên cos  càng nhỏ dẫn đến độ lớn

 của lực F

càng lớn. Như vậy sáng kiến của anh lái xe là rất hay và chúng ta có thể giải thích được dựa

vào kiến thức vật lí đã học.

Bài tập 14

BTCS1. Một chiếc xe chạy theo một khúc quanh trên một mặt đường nằm ngang. Bán kính khúc quanh là 300 m và hệ số ma sát nghỉ giữa bánh xe và mặt đường là 0,20. Cho g = 10 m/s2. Tính vận tốc lớn

nhất mà xe không bị trượt.

BTCS2. Một chiếc xe chạy theo một đường vòng quanh có bán kính 300 m với vận tốc không đổi. Mặt đường nghiêng với phương ngang một góc 20o. Giả sử không có ma sát giữa bánh xe với mặt đường. Cho g = 10 m/s2. Hỏi vận tốc của xe phải bằng bao nhiêu?

BTCS3. Một chiếc xe chạy theo một đường vòng quanh có bán kính khúc quanh là 300 m và hệ số ma sát nghỉ giữa bánh xe và mặt đường là 0,20. Mặt đường nghiêng với phương ngang một góc 20o. Cho g = 10 m/s2. Hỏi vận tốc của xe phải thay đổi trong giới hạn nào để xe không bị trượt?

+ Sử dụng nguyên tắc linh động, nguyên tắc tổng hợp để chuyển BTCS1, BTCS2 và BTCS3 thành

BTST.

BTST. Tại sao các nhà thiết kế đường ở những chỗ lượn vòng phải nâng mặt được thành một mặt

nghiêng về phía tâm đường tròn? Nếu bạn đi vào một đoạn đường cong đã biết góc nghiêng của mặt

đường và hệ số ma sát nghỉ. Làm thế nào để cảnh báo cho mọi người biết đoạn đường này chỉ cho phép

bạn đi với vận tốc tối đa và tối thiểu bằng bao nhiêu?

 N

Lời giải tóm tắt BTCS1

Lực ma sát nghỉ sẽ đóng vai trò là lực hướng tâm (Hình

 msnF



    

F msn

mv R

 P

 N



 

 gR 24, 5

2.10a). Ta có:

max

m/s Hình 2.10a



Lời giải tóm tắt BTCS2

 F

Để xe chuyển động thẳng đều thì hợp lực của trọng

 lực P

 và phản lực N

O ’

phải hướng vào tâm của đường tròn

 P



quỹ đạo (Hình 2.10b). Từ hình vẽ, ta có:

Hình 2.10b

F P tan



 

  v

gR tan

 

2v R

m/s



P tan

Từ kết quả này ta kết luận thêm:

  . Khi đó, hợp lực của trọng lực P

 F m ht

v R

+ Nếu v > 33 m/s thì xe bị trượt lên dốc vì

 và phản lực N

không đủ để đóng vai trò là lực hướng tâm.

+ Nếu v < 33 m/s thì xe bị trượt xuống dốc.

Tuy nhiên trong thực tế, giữa bánh xe và mặt

 N

đường còn có lực ma sát nghỉ nên vận tốc của xe nằm

trong một giớ hạn nào đó.

O’



gR tan

  m/s: 33

Lời giải tóm tắt BTCS3



 msnF

+ Khi vận tốc v

Theo lập luận ở BTCS2, nếu thì xe có xu hướng

  P



bị trượt lên dốc (Hình 2.10c). Khi đó, lực ma sát nghỉ

có phương dọc theo dốc và hướng xuống phía dưới.

msn

Hình 2.10c trình định luật II Newton:

 ma



(*) Phương    N P F  

P sin

 



 

cos





cos

 

P sin



F msn

F cos ht

F msn



mv R 2

N P cos



 

sin





sin

 

P cos



F sin ht

      

mv R

      

Chiếu (*) lên trục Ox và lên trục Oy, ta được:

cos

 

P sin

  

sin

 

P cos



F msn

   N n

mv R

  

  



)



cos

  

sin

P(sin

  

cos )

  



  

     

cos 

mv R

gR(sin cos

n sin



)





42, 72

Vì

max

0 0, 2 cos 20 ) o

gR(sin cos

     

cos n  sin

10.300(sin 20 0  cos 20

 0, 2s in20

cm/s. 

lớn Khi ta so sánh kết quả này với kết quả BTCS2 thì khi mặt đường nghiêng một góc  thì maxv

cos

  

sin

tan

78, 69

hơn rất nhiều.

1         

Điều kiện để bài toán có nghiệm: .



gR tan

  m/s: 33

+ Khi vận tốc v

Theo lập luận ở BTCS2, nếu thì xe có xu hướng

bị trượt xuống dốc (Hình 2.10d). Khi đó, lực ma sát

 N

nghỉ có phương dọc theo dốc và hướng lên phía trên.

O’

msn

trình định luật II Newton:

 ma



 msnF

(*) Phương    N P F  



P sin

 



 

cos





P sin

 

cos



F msn

F cos ht

F msn

mv x R



 P



mv R 2

Chiếu (*) lên trục Ox và lên trục Oy, ta được:



 





 



N P cos

sin

P cos

F sin ht

      

mv R

Hình 2.10d

N P sin

 

cos

  

sin

 

P cos



F msn

   n

mv R

  

  



)

cos

sin

P(sin

cos )



  

  

  



  

mv R

gR(sin cos

     

cos n sin 



)





21, 41

Vì

min

0 0, 2 cos 20 ) o

gR(sin cos

     

cos n  sin

10.300(sin 20  cos 20

 0, 2s in20

sin

  

cos

       

tan

11,54

cm/s. 

. Điều kiện để bài toán có nghiệm:

Kết luận: Để xe không bị trượt thì vận tốc của xe nằm trong khoảng: 21,41 m/s  v  42,72 m/s.

+ Câu hỏi định hướng tư duy:

- Trong trường hợp xe chạy theo một khúc quanh trên một mặt đường nằm ngang thì lực nào đóng vai

trò là lực hướng tâm? Tốc độ lớn nhất của xe để xe không bị trượt là bao nhiêu?

- Trong trường hợp xe chạy theo một khúc quanh trên một mặt đường nằm ngang thì vận tốc lớn nhất

của xe để xe không bị trượt càng lớn nếu hệ số ma sát nghỉ như thế nào?

- Trong trường hợp xe chạy theo một khúc quanh trên mặt đường nghiêng một góc  về phía tâm khúc

quanh, nếu bỏ qua mọi ma sát thì lực nào là lực hướng tâm?

- Vận tốc của vận càng lớn khi lực hướng tâm càng lớn. Dựa vào điều đó, em hãy giải thích tại sao các

nhà thiết kế đường ở những chỗ lượn vòng phải nâng mặt được thành một mặt nghiêng về phía tâm

đường tròn?

- Trong trường hợp xe chạy theo một khúc quanh trên mặt đường nghiêng một góc  về phía tâm khúc

quanh thì xe có xu hướng trượt lên hay trượt xuống dốc? Tương ứng với mỗi trường hợp thì lực ma sát

nghỉ có hướng như thế nào?

- Trong trường hợp xe có xu hướng trượt lên dốc và trượt xuống dốc, em hãy dựa vào định luật II

Newton để xác định vận tốc lớn nhất và nhỏ nhất mà xe đạt được.

+ Các nguyên tắc sáng tạo sử dụng trong bài toán:

- Nguyên tắc phân nhỏ: Chia BTST thành từng trường hợp: Trường hợp mặt đường ngang (góc

nghiêng  = 0), trường hợp bỏ qua mọi ma sát và trường hợp có ma sát để giải.

- Nguyên tắc sao chép copy: Giải BTST trên cơ sở cách giải các BTCS.

+ Lời giải tóm tắc:

 

Trường hợp mặt đường nằm ngang, vận tốc lớn nhất xe đạt được mà không bị trượt là

max

 Trường hợp mặt đường nghiêng một góc  và bỏ qua mọi ma sát, hợp lực của trọng lực P

và

 phản lực N



gR tan

 thì xe có xu hướng bị trượt xuống dốc. Khi đó, lực ma sát nghỉ có

đóng vai trò là lực hướng tâm.

Khi vận tốc v



gR tan

phương dọc theo dốc và hướng lên phía trên.

 thì xe có xu hướng bị trượt lên dốc. Khi đó, lực ma sát nghỉ có

Khi vận tốc v

phương dọc theo dốc và hướng xuống dưới.



)

Tốc độ tối đa của xe mà xe không bị trượt lên dốc:



max

gR(sin cos

     

cos 

n sin

gR(tan  

   n  tan

)

Tốc độ tối thiểu của xe mà xe không bị trượt xuống dốc:



min

gR(sin cos

     

cos )  n  sin

gR(tan  

   n  tan

Biện luận:

tan    : Xe không bao giờ bị trượt xuống dốc.

tan

 

+ Khi

  n

1 

tan  

ở trên được thỏa mãn. + Khi : Biểu thức maxv và minv

1 

+ Khi . : Ta không tìm được giá trị của maxv và minv

Tuy nhiên trong thực tế, khi góc  quá lớn thì xe có thể bị lật. Khi đó, ta phải xét tới momen của

các lực đối với trục quay đi qua các bánh xe ở gần tâm của vòng tròn.

Bài tập 15

BTST. Mặt đường ở những chỗ lượn vòng thường nghiêng về phía tâm đường tròn. Em hãy thử làm

nhà thiết kế, hãy đưa ra phương án thiết kế để góc nghiêng của mặt đường tối ưu nhất mà xe chạy với

một tốc độ cho trước an toàn. Ta xem hệ số ma sát nghỉ giữa bánh xe và mặt đường coi như đã biết.

+ Câu hỏi định hướng tư duy:

- Với góc nghiêng của mặt đường và hệ số ma sát nghỉ giữa bánh xe và mặt đường đã biết thì tốc độ tối

đa và tối thiểu để xe không bị trượt là gì?

- Nếu biết tốc độ tối đa cho phép và hệ số ma sát nghỉ giữa bánh xe và mặt đường có thể đo được. Từ

đó đề xuất phương án thiết kế mặt đường.

- Với góc nghiêng của mặt đường như trên, vận tốc tối thiểu của xe để xe không bị trượt xuống dốc?

+ Nguyên tắc sáng tạo được sử dụng trong bài toán:

- Nguyên tắc đảo ngược, nguyên tắc thay đổi thông số lí hóa: Thay vì xác định tốc độ tối đa và

tối thiểu của xe để xe không bị trượt, đề bài cho tốc độ tối đa, ta suy ra được góc nghiêng của mặt

đường.

- Nguyên tắc quan hệ phản hồi: Thay đổi giá trị của hệ số ma sát nghỉ (thay đổi thiết kế vật liệu

làm đường) ta sẽ có các kết quả khác nhau của góc nghiêng của mặt đường.

+ Lời giải tóm tắt:



)



max

gR(sin cos

     

cos 

n sin

gR(tan  

   n  tan

- Tốc độ tối đa của xe mà xe không bị trượt lên dốc:

Bán kính cong của đoạn đường R và gia tốc g có thể đo được. Từ đó ta tính được góc nghiêng .

)

- Tốc độ tối thiểu của xe mà xe không bị trượt xuống dốc:



min

     

gR(tan  

gR(sin cos

cos )  n  sin

   n  tan

Bài tập 16. Bí mật về quả bóng bàn.

BTCS. Để hai tờ giấy mỏng, phẳng và song song với nhau và đặt gần nhau. Dùng miệng thổi vào giữa

hai tờ giấy. Quan sát hiện tượng và giải thích?

+ Sử dụng nguyên tắc sao chép copy để chuyển BTCS thành BTST.

BTST. Dùng giấy cuộn lại thành một ống dài, đường kính nhỏ, rồi đặt quả bóng bàn ở trên miệng ống;

giơ ống lên phía trên và thổi từ đầu dưới của ống. Lần thứ nhất hãy thổi nhẹ, lần thứ hai thổi mạnh hơn,

lần thứ ba thổi mạnh hơn nữa. Mô tả trạng thái động học của quả bóng bàn. Có thể thổi để quả bong

bay khỏi miệng ống được không, vì sao?

+ Câu hỏi định hướng tư duy.

- Khi thổi thì vận tốc của không khí bên dưới quả bóng bàn như thế nào với bên trên? Khi đó áp suất

của không khí bên dưới quả bóng bàn như thế nào so với bên trên?

- Khi bạn thổi càng mạnh thì vận tốc dòng khí và áp suất khí ở dưới và ở trên quả bóng bàn chệch lệch

như thế nào?

- Ta giải bài toán này dựa theo định luật vật lí nào?

+ Nguyên tắc sáng tạo được sử dụng trong bài toán:

Nguyên tắc liên tục tác động có ích: Ta liên tục thổi để tạo ra sự chêch lệch áp suất làm cho quả

bóng bàn không bị bay lên.

+ Lời giải tóm tắt:

Sau khi quả bóng bàn bị thổi lên, dòng khí (do thổi tạo ra) dễ khuyếch tán ra xung quanh qua

khe hở giữa ống và quả bóng bàn. Dòng khí này có tốc độ cao, nên áp suất khí sẽ giảm theo định luật

Bec-nu-li, mà quả bóng bàn ở phía đối diện với phía bị dòng khí tác động (phần trên quả bóng bàn) một

lực chịu khí áp tưng đối lớn. Chính khí áp ở phía trên quả bóng bàn đã giữ quả bóng không bị thổi bay

đi. Vì vậy quả bóng bay không thể bay khơi miệng ống được.

Bài tập 17

BTCS. Bài tập định tính về định luật Bec-nu-li.

+ Sử dụng nguyên tắc sao chép copy để chuyển BTCS thành các BTST.

BTST1. Tờ bìa bị thổi bay cũng không rơi.

Tìm một lõi ống chỉ dùng trong máy khâu. Cắt lấy một miếng

bìa hình vuông, đặt lõi chỉ thẳng đứng, dùng tay đỡ miếng bìa sát phía

đầu dưới của lõi chỉ. Từ đầu trên của lõi chỉ, ta thổi mạnh hơi, đồng

thời bỏ tay đỡ miếng bìa ra. Bạn sẽ thấy tờ bìa không rơi xuống mà

vẫn lơ lửng sát phần phía dưới của lõi chỉ. Giải thích.

BTST2. Giải thích tại sao khi máy bay chuyển động với vận tốc đủ Hình 2.11 (Nguồn [32])

lớn thì nó tự nâng lên và bay lên cao?

+ Câu hỏi định hướng tư duy:

- Áp suất tĩnh của chất khí và vận tốc của dòng khí phụ thuộc như thế nào với nhau?

- Không khí có thể lọt qua giữa lõi ống chỉ và tờ giấy không?

- So sánh vận tốc của dòng khí phía trên và phía dưới tờ giấy.

- So sánh áp suất không khí phía trên và phía dưới tờ giấy.

- Lực nào giữ cho tờ giấy bị thổi mà không bị rơi?

- Khi máy bay chuyển động thì lực nâng máy bay là do sự chênh lệch áp suất như thế nào?

+ Nguyên tắc sáng tạo được sử dụng trong bài toán:

Nguyên tắc phản trọng lực: Tạo sự chênh lệch áp suất trên và dưới tờ giấy để nâng tờ giấy, làm

cho tờ giấy không bị rơi.

+ Lời giải tóm tắt:

Khi bạn dùng sức để thổi thì dòng khí tốc độ cao sẽ thoát ra từ khe hở giữa phần dưới lõi chỉ và

tờ bìa. Áp suất khí ở chỗ khe hở đó nhỏ hơn khí áp ở mặt dưới của tờ bìa, do đó tờ bìa bị không khí

phía dưới nâng lên, không rơi.

Đó cũng chính là nguyên lí bay lên của máy bay. Mặt trên của cánh máy bay được thiết kế có

hình lòng mo, còn mặt dưới thì phẳng. Khi máy bay bay về phía trước, dòng khí ở mặt trên của cánh

máy bay có tốc độ lớn hơn dòng khí ở phía dưới cánh tạo ra sự chênh lệch của áp suất không khí phía

trên và phía dưới cánh máy bay, do vậy máy bay có được lực nâng lên tương đối lớn.

Bài tập 18

BTCS. Em hãy dùng một dây thép nhỏ uốn thành một hình bầu dục (ô van), lấy một sợi chỉ bông buộc

ngang trên vòng thép đó, rồi nhúng tất cả vào trong nước xà phòng một lúc rồi nhấc ra. Khi đó, em sẽ

thấy trên vòng thép có dính một lớp màng mỏng nước xà phòng. Nếu em dùng que nhỏ chọc thủng

màng nhỏ bên trái sợi chỉ thì sợi chỉ sẽ bị màng xà phòng ở phía bên phải kéo, trở thành một vòng cong

hướng về phía bên phải; nếu em phá màng xà phòng ở bên phải thì sợi chỉ sẽ bị mang xà phòng bên trái

kéo về, trở thành một vòng cong hướng về phía bên trái.

Nếu buộc sợi sắt một vòng bằng sợi chỉ, cũng ngâm vào nước xà phòng rồi nhấc ra, thì khi phá

màng xà phòng trong vòng thì sợi chỉ nhanh chóng trở thành một vòng tròn xoe.

Em hãy làm thí nghiệm xác nhận hiện tượng trên và giải thích?

+ Sử dụng nguyên tắc linh động, nguyên tắc đảo ngược để chuyển BTCS thành BTST.

BTST. Đồng xu nổi trên mặt nước.

Lấy tờ thiếc mỏng cắt thành hình như đồng xu nhỏ. Cẩn thận đặt “đồng xu” đó dưới chậu nước,

bạn sẽ thấy “đồng xu” đó nổi lên trên mặt nước. Hãy thực hiện thí nghiệm và giải thích.

+ Câu hỏi định hướng tư duy:

- Em hãy quan sát thấy mặt nước xung quanh đồng xu có dạng như thế nào?

- Lực nào đã làm cho đồng xu nổi lên?

+ Nguyên tắc sáng tạo được sử dụng trong bài toán:

- Nguyên tắc phản trọng lực: Tổng hợp các lực căng bề mặt tác dụng lên đồng xu cân bằng với

trọng lực của nó làm cho đồng xu nổi lên.

- Nguyên tắc sao chéo copy: Giải BTST theo logic giải BTCS.

+ Lời giải tóm tắt:

Bề mặt chất lỏng có khuynh hướng co lại tới mức nhỏ nhất và lực làm chất lỏng co lại gọi là lực

căng bề mặt và đồng xu nổi lên được là do lực căng bề mặt này. Khi đặt đồng xu trên mặt nước, ta nhìn

thấy mặt nước ở xung quanh đồng xu bị lõm xuống, chứng tỏ “đồng xu” muốn chìm xuống nhưng mặt

nước lại giữ nó lại. Ngoài ra, phía dưới “đồng xu” có hình thành một lớp đệm không khí. Đó cũng là

một lý do để đồng xu nổi lên trên mặt nước.

Bài tập 19

BTCS. Bài tập định tính về lực căng mặt bề mặt của chất lỏng.

+ Sử dụng nguyên tắc sao chéo copy, nguyên tắc linh động, nguyên tắc đảo ngược để chuyển BTCS

thành BTST.

BTST. Con thuyền tự động.

Cắt con thuyền nhỏ bằng bìa cứng, rồi khoét ở đuôi thuyền một lỗ nhỏ, nhét vào lỗ đó một cục

tròn mực bút bi (mực có dầu), đặt thuyền vào chậu đựng nước sạch thì em sẽ thấy con thuyền tự nó

chạy lên phía trước. Em hãy giải thích hiện tượng này.

+ Câu hỏi định hướng tư duy:

- Cục mực được nhét vào một lỗ nhỏ được khoét ở đuôi thuyền có tác dụng gì?

- Con tàu chạy được về phía trước là do lực nào kéo nó?

- Lực căng bề mặt phía trước và phía sau con tàu có giá trị khác nhau không?

+ Nguyên tắc sáng tạo được sử dụng trong bài toán:

- Nguyên tắc sử dụng trung gian: Thông qua cục mực để giảm lực căng bề mặt của nước, làm

cho lực căng bề mặt ở sau thuyền nhỏ hơn so với lực căng bề mặt ở trước thuyền. Nhờ vậy mà thuyến

tiến về phía trước.

+ Lời giải tóm tắt:

Còn thuyền chạy lên phía trước hoàn toàn là do có lực căng bề mặt của nước. Mực bút bi làm

giảm lực căng bề mặt của nước, làm lực căng bề mặt của nước ở phía trước thuyền lớn hơn lực căng bề

mặt ở sau thuyền tạo ra lực kéo lôi thuyền tiến lên, cho tới khi mực bút bi phá vỡ lực căng bề mặt của

toàn bộ nước trong chậu thì con thuyền mới dừng lại, không tiến lên phía trước nữa.

Bài tập 20

BTCS. Bài tập về tác dụng lực lên vật và gây ra gia tốc cho vật và bài tập về sự va chạm của vật vào

tường.

+ Sử dụng nguyên tắc linh động, nguyên tắc thay đổi thông số lí hóa để chuyển BTCS thành BTST.

BTST. Pháo bắn ra “cuộn khói”.

Tìm một bìa cứng dài chừng 250 mm, rộng chừng 150

mm, dùng keo dán chặt lại. Dùng bìa cứng che hai đầu ống. Ở

giữa mặt sau của một đầu ống, đục một lỗ tròn đường kính

khoảng 10 mm. Như vậy là khẩu pháo “cuộn khói” đã được làm

Hình 2.12 (Nguồn [32]) xong (Hình 2.12).

Đốt cháy một cây nến, đặt lên bàn. Cách ngọn nến 300 mm, đặt yên vị khẩu pháo “cuộn khói”

sao cho lỗ nhỏ của ống pháo đối chuẩn với ngọn nến. Sau đó cho đầy khói vào trong ống pháo. Em chỉ

bóp nhẹ phần đáy ống pháo vài cái, là ống pháo phun ra liên tiếp những vòng khói khiến ngọn lửa bị

những vòng khói tới “công kích” và tắt rụi đi! Em hãy giải thích hiện tượng trên.

+ Câu hỏi định hướng tư duy:

- Nguyên nhân làm ngọn lửa tắt là gì?

- Em hãy giải thích sự tạo thành luồng khí chuyển động về phía ngọn lửa?

- Nếu không nạp khói vào ống pháo thì ngọn lửa có bị tắt không?

+ Nguyên tắc sáng tạo được sử dụng trong bài toán:

- Nguyên tắc chia nhỏ, nguyên tắc sao chép copy: Giải BTST theo logic giải các BTCS.

- Nguyên tắc cầu (tròn) hóa: Làm khẩu pháo có dạng hình trụ, kín một đầu, đầu kia khoét một lỗ tròn

để tạo ra luồng khí chuyển động về phía lỗ tròn mỗi khi ta bóp nhẹ phần đáy của ống pháo.

+ Lời giải tóm tắt:

Khi bạn bóp nhẹ phần đáy của ống pháo, tấm bìa cứng đáy ống bị ép, sinh ra chấn động, dẫn đến

trong ống tạo ra luồng khí tiến về phía trước (phía đầu ống pháo). Do bìa xung quanh cản trở luồng khí,

khiến luồng khí nhanh chóng hướng tập trung vào lỗ tròn, phun ra phía lỗ tròn tạo thành những vòng

khói. Ngọn lửa nến bị các vòng khói liên tiếp thổi vào làm cho nó tắt đi.

Nếu ta không nạp khói vào ống pháo thì vẫn có thể làm ngọn lửa tắt. Nạp khói vào chỉ để cho dễ

quan sát, đồng thời tăng thêm thú vị thí nghiệm.

Bài tập 21

BTCS1. Em hãy dùng cạnh của bàn tay để chém nước và xoè bàn tay ra đập xuống mặt nước. Hai lần

làm như thế, em có cảm giác thế nào?

BTCS2. Mở bàn tay để đập nước, một lần đập nhanh, một lần đập từ từ. Cảm giác cuả em thế nào?

+ Sử dụng nguyên tắc linh động, nguyên tắc đảo ngược để chuyển BTCS thành BTST.

BTST. Hòn đá “chạy ” trên mặt nước.

Chúng ta đều biết rằng: Hòn đá nặng hơn nước, thả vào nước là chìm xuống. Thế thì vì sao nó

lại có thể nhảy tâng tâng trên mặt nước?

+ Lời giải tóm tắt BTCS:

BTCS1: Khi tay chạm vào nước thì tay chịu tác dụng của phản lực của nước, ta gọi đó là trở lực

của nước tác dụng lên tay. Trở lực trong hai trường hợp trên khác nhau: khi xoè bàn tay vỗ nước thì trở

lực lớn, do diện tích tiếp xúc của tay và nước lớn. Điều này chứng tỏ trở lực của nước và diện tích tiếp

xúc có mối tương quan.

BTCS2: Khi đập nhanh vào nước thì thấy trở lực của nước càng lớn hơn một chút. Điều này

chứng tỏ: Trở lực của nước và tốc độ tác động lực có mối tương quan.

+ Câu hỏi định hướng tư duy:

- Lực nào làm cho viên đá nhảy tâng tâng trên mặt nước mà không bị chìm?

- Lực này phụ thuộc vào những yếu tố nào?

- Để cho viên đá có thể nhảy tâng tâng nhiều lần trước khi chìm thì ta cần chọn viên đá đó có đặc điểm

như thế nào?

- Em hãy mô tả trạng thái chuyển động của viên đá khi “chạy” trên mặt nước?

- Tại sao sau một số lần tâng tâng trên mặt nước thì hòn đá bị chìm?

- Em hãy tìm hiểu về các kỉ lục ném thia lia hòn đá trên mặt nước mà con người đã đạt được.

+ Nguyên tắc sáng tạo được sử dụng trong bài toán:

Nguyên tắc phản trọng lực: Khi viên đá chuyển động với vận tốc nhất định trên mặt nước thì

mặt nước tạo ra trở lực làm cho hòn đá không bị chìm.

+ Lời giải tóm tắt BTST:

Thực nghiệm khoa học này sẽ giới thiệu với bạn những “bí quyết” trong ném thia lia: Mấu chốt

là cần chọn hòn đá phẳng, càng dẹt càng tốt (mỏng), rồi đứng cúi sát mặt nước dùng sức lia thật nhanh

hòn đá trên mặt nước. Khi đó hòn đá sẽ nảy trên mặt nước theo dao động giảm dần cho tới khi tốc độ

của nó chậm dần thì mới chìm hẳn xuống. Ta kết luận rằng chính tốc độ đã khiến hòn đá không chìm.

Kỳ thực đó mới chỉ nói bên ngoài của hiện tượng, chưa nói đến bản chất. Nước ở đây xét cho

cùng có tác dụng gì?

Chúng ta thường nói: “Mềm như nước”, ý nói nước là vật mềm nhất. Nhưng ai đã từng đứng ở

cầu nhảy để nhảy xuống nước hẳn có kinh nghiệm về việc bị nước đập vào người, thậm chí tới chấn

thương. Đó là trở lực của nước gây nên. Vậy, ta kết luận rằng trở lực cuả nước là nguyên nhân làm hòn

đá nhảy tâng tâng trên mặt nước.

Bài tập 22

BTCS. Bài tập về sự chuyển động bằng phản lực.

+ Sử dụng nguyên tắc linh động, nguyên tắc đảo ngược để chuyển

BTCS thành BTST.

BTST. Chế tạo mô hình tàu ngầm.

Lấy một quả bóng bay, có hình hơi dài, lồng vào vòi nước để Hình 2.13 (Nguồn [32])

nạp đầy nước. Tìm một nút chai nhựa đục ở giữa nút một lỗ nhỏ

(đường kính 1-2 mm), đút vào miệng quả bóng bay, dùng dây cao su quấn chặt lại. Khi đó, nước trong

quả bóng có thể phun qua lỗ nhỏ. Sau đó thả quả bóng chứa đầy nước đó vào trong nước. Do tỷ lệ khối

lượng của quả bóng và nút chai nhựa cũng không khác nhau mấy, nên quả bóng không nổi nên mặt

nước, cũng không chìm xuống đáy nước. Nước trong quả bóng sẽ có thể phun qua lỗ nhỏ. Sau đó thả

quả bóng chứa đầy nước đó vào trong nước. Em hãy quan sát hiện tượng và giải thích.

+ Câu hỏi định hướng tư duy:

- Tại sao quả bóng bay không nổi cũng không bị chìm?

- Vì sao quả bóng chuyển động được về phía trước?

+ Nguyên tắc sáng tạo được sử dụng trong bài toán:

Nguyên tắc quan hệ phản hồi: Nước từ trong bong bóng phun ra đã làm cho bong bóng tiến về

phía trước.

+ Lời giải tóm tắt:

Do tỷ lệ khối lượng của quả bóng và nút chai nhựa cũng không khác nhau mấy, nên quả bóng

không nổi trên mặt nước, cũng không chìm xuống đáy nước.

Do tác dụng của nước phun, quả bóng từ từ tiến về phía trước, tựa như một chiếc tàu ngầm vậy.

Bài tập 23

BTCS. Bài tập về chuyển động bằng phản lực.

+ Sử dụng nguyên tắc linh động, nguyên tắc đảo ngược chuyển BTCS thành BTST.

BTST. Em hãy tìm hiểu mô hình và chế tên lửa nước.

+ Câu hỏi định hướng tư duy:

- Em hãy nêu nguyên tắc hoạt động của tên lửa nước?

- Nguyên liệu để làm tên lửa nước?

- Các bộ phận của tên lửa nước là gì?

- Cách chế tạo từng bộ bộ như thế nào?

+ Nguyên tắc sáng tạo được sử dụng trong bài toán:

- Nguyên tắc sao chép copy: Chế tạo tên lửa nước theo các hướng dẫn mà giáo viên đưa ra hoặc

học sinh tự tìm hiểu.

- Nguyên tắc sử dụng kết cấu khí và lỏng: Dùng khí và nước bơm vào để tạo lực đẩy làm tên lửa

bay lên.

+ Lời giải tóm tắt của BTST : Báo cáo của học sinh ở phụ lục 3.

Bài tập 24

BTCS. Các định trong tâm của các vật phẳng, mỏng.

BTST. Thiết kế mô hình các tư thế nhảy cao để chứng minh thành tích nhảy cao có ảnh hướng tới vị trí

của trọng tâm.

+ Lời giải tóm tắt BTCS:

Dùng dây treo mô hình lên, theo chiều của dây treo vẽ một đường thẳng, sau đó lại chuyển đến

một chỗ khác để treo và lại vẽ một đường thẳng; giao điểm của hai đường đó là trọng tâm của mô hình.

Nếu hai đường không cắt nhau trên mô hình thì cần kéo dài chúng để cắt nhau ở ngoài mô hình (khi đó

trọng tâm ở ngoài thân thể). Hiểu được phương pháp này, chúng ta có thể tìm ra vị trí trọng tâm ở các

tư thế ở thân thể con người.

+ Lời giải tóm tắt:

Hình 2.14 (Nguồn [32])

Trọng tâm con nguời ở đâu? Vấn đề này không thể giải quyết trong chốc lát là xong. Do trọng

tâm rất “ linh động”, tuỳ nơi tuỳ lúc mà thay đổi vị trí của nó. Khi đứng thẳng thì trọng tâm ở quãng

lưng. Nhưng khi bạn giơ cánh tay lên, hoặc giơ chân lên thì trọng tâm đã thay đổi rồi. Khi gập lưng thì

trọng tâm rơi ra phía ngoài thân thể. Cho nên sự linh động của trọng tâm là do sự thay đổi về tư thế của

chính bạn. Dùng phương pháp thực nghiêm có thể thuận tiên để lý giải sự thay đổi của trọng tâm. Bạn

có thể dùng bìa cứng để có thể làm một mô hình người, bao gồm đầu, thân trên, chân dưới và tứ chi

hợp thành. Các bộ phận có thể khâu lại liên tiếp để có thể chuyển động để có thể chuyển động và tạo ra

một số tư thế khác nhau. Trong huấn luyện thể dục, ngươì ta cũng thường dùng phương pháp tương tự

để nghiên cứu trọng tâm con người.

Chúng ta sẽ dùng mô hình này nghiên cứu trọng tâm của vận động viên nhảy cao. Chúng ta đều

biết kỷ lục nhảy cao của thế giới không ngừng được lập mới, phải chăng lực bật nhảy của nguời hiện

đại tốt hơn người cổ đại?

Các nhà khoa học thông qua rất nhiều thực nghiệm thấy rằng: lực nhảy bật lên của con người

đều sai biệt không nhiều, chừng khoảng 1 mét, ngay với vận động viên nhảy cao ưu tú cũng không

nhảy cao hơn bao nhiêu. Toàn bộ trọng lượng của cơ thể con người có thể xem như tập trung ở trọng

tâm, cho nên sức bật nhảy lên chỉ quyết ở độ cao mà trọng tâm có khả năng nâng lên được. Khi đứng

thẳng, trọng tâm đứng cách mặt đất 1 mét, độ cao bật nhảy là một mét, khi bạn nhảy độ cao trọng tâm

được nâng lên cách mặt đất 2 mét.

Nhưng quy định của bộ môn nhảy cao là yêu cầu vận động viên nhảy qua xà: Đây là bí mật để

thành tích nhảy cao không ngừng nâng lên.

Nhảy cao có nhiều tư thế: kiểu nhảy úp, kiểu úp bụng, kiểu ưỡn lưng, không còn ai dùng kiểu

nhảy qua trọng tâm nữa. Vì sao vậy?

Bây giờ chúng ta dùng thực nghiệm để tìm câu trả lời.

Đem mô hình người xếp thành 3 kiểu nhảy cao: kiểu nhảy bước, kiểu úp bụng và kiểu uỡn lưng,

sau đó xác định trọng tâm của chúng.

Bạn sẽ thấy khi vận động viên dùng kiểu nhảy bước để nhảy xà thì trọng tâm ở cánh tay, khi

dùng kiểu áp bụng thì trọng tâm ở dưới một chút, khi dùng kiểu ưỡn lưng thì trọng tâm ở thấp nhất: ở

phần dưới của cơ thể

Hình 2.15a (Nguồn [33])

Hình 2.15b (Nguồn [33])

Do khi vượt xà, trọng tâm càng tốt thì thành tích nhảy cao càng tốt; khi bạn áp dụng chính xác

kiểu nhảy ưỡn lưng để qua xà, trọng tâm thấp hơn thân thể khoảng 300 mm. Người có thân cao 2 mét,

có sức bật 1 mét thì độ cao trọng tâm của người đó đạt 2,30 mét. Còn nguời đó áp dụng kiểu nhảy bước

thì xà đặt ở mức hai mét thì cũng không nhảy qua nổi!

Bài tập 25. Bí mật con lật đật không bị đổ ngã

BTST: Chế tạo con lật đật bằng vỏ quả trứng.

+ Lời giải tóm tắt: Báo cáo của học sinh ở phụ lục 3.

2.5 Các phương án sử dụng BTST vào dạy học phần Cơ học lớp 10

Căn cứ vào đặc điểm của dạng bài tập ; căn cứ vào mục đích, ý nghĩa của việc xây dựng hệ

thống BTST; căn cứ vào chương trình, thời gian giảng dạy trên lớp cũng như thực tế trình độ học sinh

THPT hiện nay, chúng tôi đề xuất một số hình thức sử dụng hệ thống bài tập sáng tạo đã được xây

dựng như sau:

2.5.1 BTST trong tiết học luyện tập giải BTVL

Mục tiêu của tiết học luyện tập giải BT là rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức lý thuyết để giải

BT nhằm làm cho kiến thức lý thuyết trở nên sâu sắc và hoàn thiện. Việc đưa BTST vào tiết học loại

này bước đầu giúp các em thấy thích thú được sáng tạo, từng bước giúp các em yêu thích môn học.

Cấu trúc của một tiết học luyện tập giải BTVL có sử dụng BTST như sau:

- Bài tập trắc nghiệm khách quan.

- Bài tập luyện tập.

- Bài tập sáng tạo.

Bài tập sáng tạo được sử dụng vào giai đoạn sau khi HS đã có kỹ năng giải BTVL. Phương án

sử dụng BTST trong tiết học luyện tập giải BTVL cũng có hạn chế vì thời gian không cho phép.

Các bài tập đã xây dựng có thể sử dụng cho tiết học loại này là: BT 1, 2, 7, 8, 9, 10, 11.

Sau đây chúng tôi giới thiệu Giáo án 1 (Phụ lục 1).

2.5.2 BTST trong tiết ôn tập, tổng kết, hệ thống hóa kiến thức

Mục tiêu của tiết học ôn tập, tổng kết, hệ thống hóa kiến thức là để củng cố và khắc sâu kiến

thức, giúp HS biết cách vận dụng kiến thức một cách linh hoạt trong từng trường hợp cụ thể. Thông

qua tiêt học, HS có cái nhìn khái quát, tổng thể về các nội dung kiến thức trong chương trong chương.

BTST trong tiết học này rất quan trọng, góp phần hình thành tư duy sáng tạo cho HS, giúp các

em có thể sử dụng các nguyên tắc sáng tạo để giải các BTST.

Cấu trúc của tiết ôn tập, tổng kết, hệ thống hóa kiến thức có sử dụng BTST:

- Ôn tập kiến thức giáo khoa.

- Bài tập luyện tập.

- Bài tập sáng tạo.

Các bài tập đã xây dựng có thể sử dụng cho tiết học loại này là: BT 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12,

14, 14, 16, 17.

Sau đây chúng tôi giới thiệu Giáo án 2 (Phụ lục 1).

2.5.3 BTST trong tiết học bồi dưỡng HS năng khiếu vật lí

Mục tiêu của tiết học sử dụng BTST trong tiết trong bồi dưỡng HS năng khiếu vật lí là để phát

hiện, tuyển chọn HS giỏi, có khả năng tư duy sáng tạo, đồng thời sử dụng BTST trong tiết học này sẽ

giúp bồi dưỡng tư duy độc lập suy nghĩ, sáng tạo trong việc đưa ra cách giải của các BTST.

Cấu trúc của tiết học bồi dưỡng HS năng khiếu vật lí:

- Bài tập luyện tập.

- Bài tập sáng tạo.

Các bài tập đã xây dựng có thể sử dụng cho tiết loại này là: Từ BT 1 đến BT 25.

Sau đây chúng tôi giới thiệu Giáo án 3 (Phụ lục 1).

2.5.4 BTST phát hiện HS năng khiếu vật lí

Mục tiêu của việc đưa bài tập sáng tạo là để phát hiện HS có năng khiếu vật lí, có tư duy sáng

tạo, có khả năng độc lập giải quyết vấn đề.

Cấu trúc của đề thi tuyển: 50% BTLT và 50 % BTST.

Các bài tập đã xây dựng có thể sử dụng cho tiết học loại này là: Từ BT 1 đến BT 20.

Ví dụ đề thi tuyển HS giỏi lớp 10.

ĐỀ THI TUYỂN HỌC SINH GIỎI LỚP 10

I. Mục tiêu

- Tuyển chọn HS cho đội tuyển HS giỏi của trường.

- Thời gian làm bài là 90 phút.

* Ý tưởng sư phạm: Để phát hiện HS giỏi vật lí.

- Điều kiện cần: Nắm vững kiến thức và có kỹ năng cơ bản (Bài tập 1)

- Điều kiện đủ 1: Có kỹ năng suy luận logic và suy luận toán học (Bài tập 1, 5).

- Điều kiện đủ 2: Có năng khiếu vật lí – giải được BTST về vật lí (Bài tập 2, 3, 4).

II. Cấu trúc đề thi

- Nội dung đề thi thuộc chương 1 và chương 2 phần Cơ học lớp 10.

- Đề thi gồm 5 câu, mỗi câu 2 điểm.

- Các bài tập trong đề thi gồm 50% BTLT và 50% BTST.

III. Nội dung đề thi

Bài 1: (BTCS - Bài tập 1 LV)

Một hòn bi lăn theo cạnh của một mặt bàn hình chữ nhật cao h = 1,25 m. Khi ra khỏi mép bàn,

nó rơi xuống nền nhà tại điểm cách mép bàn L = 1,50 m. (theo phương ngang)? Lấy g = 10 m/s2.

1) Tính thời gian rơi của bi và tốc độ của bi lúc rời khỏi bàn.

2) Tính tốc độ của bi khi chạm đất.

Bài 2: (Bài tập 3 LV)

Ở một sân trượt pa-tanh hai bạn học sinh An và Nam muốn so sánh trọng lượng với nhau. Hỏi

chúng phải làm thế nào nếu chúng chỉ có một thước dây?

Bài 3: (Bài tập 6 LV)

1) Em hãy phân biệt lực ma sát nghỉ và lực ma sát trượt.

2) Em hãy thiết kế phương án đo hệ số ma sát nghỉ và hệ số ma sát trượt giữa gỗ với gỗ. Dụng

cụ: Một ván gỗ, một thanh cùng loại gỗ đó, lực kế và một thước dây.

Bài 4: (Bài tập 13 LV)

Để kéo một cái xe ô tô bị sa lầy, một người để nghị tất cả các hành khách trên xe xúm nhau buộc

dây vào xe và cùng kéo sợi dây để trực tiếp đưa xe ra khỏi chỗ lầy.

Anh lái xe lại đề nghị một cách làm khác: buộc một đầu dây thừng vào xe và buộc đầu dây còn

lại vào một cái cây hoặc một cái cọc thật chắc bên đường. Sau đó vài người cùng nắm vào khoảng giữa

sợi dây vào kéo sợi dây theo phương vuông góc với đường nối giữa xe và sợi cây. Anh lái xe còn nói,

khoảng cách từ xe đến cây để buộc dây thừng càng dài thì việc kéo xe sa lầy càng dễ dàng.

Bạn có tán thành ý kiến anh lái xe này không? Hãy giải thích tại sao?

Bài 5: (Bài tập 14 LV)

Một chiếc xe chạy theo một khúc quanh trên một mặt đường nằm ngang. Bán kính khúc quanh

là 300 m và hệ số ma sát nghỉ giữa bánh xe và mặt đường là 0,20. Cho g = 10 m/s2.

1) Tính vận tốc lớn nhất mà xe không bị trượt.

2) Tại sao các nhà thiết kế đường ở những chỗ lượn vòng phải nâng mặt được thành một mặt

nghiêng về phía tâm đường tròn?

IV. Đáp án và thang điểm

Bài 1: (2 điểm)



0,5s

2h g

................................................................. (0,5 điểm) 1) Thời gian rơi:

  

 m/s .......... (0,5 điểm)

L v t 0

L t

Vận tốc của viên bi lúc rời khỏi bàn:



   



(gt)



5,83

v ; v o

2 0

2) Ta có: m/s ............................... (1 điểm)

Bài 2: (2 điểm)

Lời giải tóm tắt Bài tập 3 LV

Bài 3: (2 điểm)

1) Phân biệt lực ma sát nghỉ và lực ma sát trượt ..................................... (1 điểm)

2) Lời giải tóm tắt Bài tập 6 LV ............................................................. (1 điểm)

Bài 4: (2 điểm)

Lời giải tóm tắt Bài tập 13 LV



      v

 

 gR 24,5

Bài 5: (2 điểm)

F msn

max

mv R

m/s ........................ (1 điểm) 1)

2) Các nhà thiết kế đường ở những chỗ lượn vòng phải nâng mặt được thành một mặt nghiêng về phía

tâm đường tròn là để một thành phần phản lực mặt đường đóng vai trò lực tạo ra lực hướng tâm.

(1 điểm)

2.5.5 BTST trong hoạt động ngoại khóa vật lí

Tất cả các HS yêu thích môn vật lí đều có thể tham gia các hoạt động ngoại khóa này. GV thành

lập nhóm “các nhà kỹ sư trẻ”, giao một số BTST để HS có thể lựa chọn và thiết kế trước ở nhà. Hình

thức sáng tạo này giúp các em thể hiện khả năng sáng tạo trong việc giải các BT khó, BT thí nghiệm và

giúp các em có thể chế tạo ra những sản phẩm sáng tạo dựa trên kiến thức mà các em đã được học.

Các bài tập đã xây dựng có thể sử dụng cho tiết học loại này là: Từ BT 21 đến 25.

Chúng tôi xin giới thiệu Giáo án 4 về buổi sinh hoạt ngoại khóa.

SINH HOẠT CÂU LẠC BỘ VẬT LÝ - THIẾT KẾ SẢN PHẨM SÁNG TẠO

Giáo án thực nghiệm 4

I. Mục tiêu

* Kiến thức: Củng cố kiến thức về chuyển động bằng phản lực, sự cân bằng của vật rắn, cách xác định

trọng tâm của vật rắn.

* Kỹ năng:

- Rèn luyện kỹ năng thực hành, thí nghiệm.

- Rèn luyện kỹ năng vận dụng các nguyên tắc sáng tạo: Nguyên tắc quan hệ phản hồi để chế tạo

các sản phẩm như tên lửa nước, con lật đật, mô hình tàu ngầm…

- Rèn luyện kỹ năng thiết kế và chế tạo sản phẩm.

- Rèn luyện kỹ năng trình bày báo cáo thí nghiệm.

- Rèn luyện kỹ năng làm việc theo nhóm.

* Thái độ:

- Rèn luyện khả năng làm việc khoa học, tỉ mĩ, cẩn thận, chính xác.

- Bồi dưỡng lòng yêu khoa học, kỹ thuật, thái độ hợp tác trong lao động.

* Ý tưởng sư phạm: Tìm hiểu khả năng vận dụng kiến thức đã học vào thực tiễn và trau dồi tư duy

sáng tạo cho HS.

- Điều kiện cần: Nắm vững kiến thức và hiểu được nguyên tắc hoạt động hay các bước tiến hành

thiết kế thí nghiệm (Bài tập 22, 23, 24, 25 LV).

- Điều kiện đủ 1: Có khả năng thu thập thông tin, tập hợp kiến thức từ nhiều nguồn và kỹ năng

lập kế hoạch thực hiện công việc được giao (Bài tập 22, 23, 24, 25 LV).

- Điều kiện đủ 2: Có lòng đam mê sáng tạo – giải được BTST về thiết kế sản phẩm thí nghiệm

vật lí (Bài tập 22, 23, 24, 25 LV).

II. Chuẩn bị

Giáo viên:

+ Giao bài tập 22, 23, 24, 25 luận văn cho các nhóm và hỗ trợ kinh phí cho mỗi nhóm. Các sản

phẩm mà các em có thể lựa chọn gồm: Thiết kế tên lửa nước, chế tạo mô hình tàu ngầm, chế tạo con lật

đật bằng vỏ quả trứng, thiết kế mô hình cơ thể người để chứng minh thành tích nhảy cao phụ thuộc vào

tư thế nhảy.

+ Định hướng tư duy cho HS bằng hệ thống câu hỏi trong các bài tập trên.

+ Chuẩn bị giáo án buổi sinh hoạt.

+ Máy chiếu, màn chiếu, thiết bị âm thanh, máy ghi hình.

+ Chuẩn bị giải thưởng.

Học sinh:

Làm việc theo nhóm để thiết kế các sản phẩm ở nhà. Chuẩn bị phần thuyết trình về sản phẩm

của nhóm và trình diễn sản phẩm.

III. Tiến trình dạy học

- Mỗi nhóm chọn một hoặc nhiều hơn các sản phẩm mà GV đưa ra để chuẩn bị thiết kế. HS phải

chuẩn bị trình bày cơ sở lí thuyết, sản phẩm sáng tạo của nhóm, cách thức tiến hành, chuẩn bị file trình

chiếu và phân công các thành viên trong nhóm biểu diễn kết quả sáng tạo của nhóm, đánh giá kết quả

hoạt động của các thành viên trong nhóm. Báo cáo của một nhóm được trình bày ở phụ lục 4.

- Các nhóm phải nộp báo cáo trước cho GV xem để phân công thứ thự trình bày báo cáo của các

nhóm.

- Buổi sinh hoạt gồm hai phần. Phần 1, các nhóm thuyết trình về sản phẩm (Báo cáo thí nghiệm)

của mình ở phòng thao giảng (trình bày bằng power point và chiếu lên màn chiếu) để các nhóm khác

theo dõi, nhận xét, đặt câu hỏi và giáo viên chấm điểm. Phần 2, các nhóm thuyết trình về sản phẩm và

biểu diễn nguyên tắc hoạt động của sản phẩm do nhóm mình phụ trách.

- GV chấm điểm cho các sản phẩm dựa vào các tiêu chí: Bài báo cáo về sản phẩm, khả năng

thuyết trình; hình thức (đẹp, trực quan), tính khoa học. Mỗi tiêu chí được tối đa 10 điểm. Sau khi cộng

điểm tất cả các tiêu chí sẽ công bố giải thưởng cho từng sản phẩm của mình.

III. Tổng kết bài học

- GV nhận xét về buổi sinh hoạt ngoại khóa, phát thưởng và kết luận về buổi sinh hoạt.

- Thông qua buổi sinh hoạt, khuyến khích các em tìm hiểu và giải thích các hiện tượng vật lí

trong đời sống, tiếp tục tìm tòi, thiết kế những sản phẩm mà mình yêu thích.

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2

Trên cơ sở dựa vào mục tiêu dạy học của phần Cơ học lớp 10, vận dụng phương pháp xây dựng

BTST đã trình bày ở chương 1, chúng tôi đã xây dựng được hệ thống BTST gồm 25 bài. Trong đó

chương I có 2 bài (BT 1, 2) ; chương II có 10 bài (BT 3, 6, 7, 9, 13, 14, 15, 20, 21, 23) ; chương III có

4 bài (BT 8, 10, 11, 22) ; chương IV có 5 bài (BT 4, 5, 12, 24, 25) và chương V có 4 bài (BT 16, 17,

18, 19).

Trong quá trình xây dựng hệ thống BTST, chúng tôi đã trình bày theo nội dung và thứ tự theo

logic trình bày bài tập sáng chế của TRIZ như sau:

- Bài tập cơ sở.

- Nguyên tắc sáng tạo sử dụng để chuyển BTCS thành BTST.

- Bài tập sáng tạo.

- Nguyên tắc sáng tạo sử dụng để giải BTST.

- Câu hỏi định hướng tư duy.

- Lời giải tóm tắt.

Trong chương 2, chúng tôi đã đề xuất được các phương án sử dụng BTST trong các tiết học và

và đã đề xuất các BT trong hệ thống BTST đã được xây dựng cho từng phương án cụ thể để có thể phát

huy tối đa khả năng tư duy sáng tạo của HS và chúng ta có thể đạt được mục đích trong quá trình dạy

học.

Để kiểm tra tính khả thi và hiệu quả của hệ thống BTST đã xây dựng, chúng tôi đã thiết kế giáo

án và sẽ tiến hành thực nghiệm sư phạm.

Qua chương 2 này, chúng tôi nhận thấy rằng ứng với mỗi bài học cụ thể trong chương trình, nếu

GV chịu khó tìm tòi và sáng tạo sẽ làm cho tiết học BTVL trở nên mới mẻ hơn rất nhiều, trong mỗi tiết

học BTVL, GV đều có thể thêm vào các BTST sau khi các em đã nắm chắc lý thuyết và phương pháp

giải các bài tập cơ bản. Điều này sẽ giúp các em liên hệ được BTVL trong trường học với các bài toán

thực tế. Việc xây dựng hệ thống các BTST, các phương án sử dụng chúng và các giáo án cụ thể góp

phần tạo cơ sở vững chắc cho quá trình thực nghiệm sư phạm sau này.

Chương 3

THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

3.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm

Thực nghiệm sư phạm được tiến hành nhằm mục đích kiểm nghiệm tính khả thi và tính hiệu quả

của hệ thống BTST đã xây dựng. Thực nghiệm sư phạm nhằm trả lời các câu hỏi sau:

1. GV THPT có khả năng xây dựng và giảng dạy BTST không? Họ có hứng thú không?

2. HS lớp 10 THPT ban Cơ bản và ban KHTN có học các bài tập sáng tạo đã xây dựng được

không? HS có cảm thấy hứng thú không?

3. BTST đã xây dựng có tác dụng nâng cao chất lượng dạy học không?

4. Thông qua việc dạy các BTST đã xây dựng, chúng ta có thể bồi dưỡng cho học sinh các

nguyên tắc sáng tạo không?

3.2 Đối tượng thực nghiệm sư phạm

- Học sinh lớp 10A5 và 10A7 ban Cơ bản; lớp 10A1 và 10A2 ban KHTN năm học 2009 – 2010

của trường THPT Nguyễn Huệ, Quận 9, TP. Hồ Chí Minh.

Để chọn đối tượng trong quá trình thực nghiệm, chúng tôi đã tìm hiểu khả năng và chất lượng

học tập của các lớp mà chúng tôi dự định làm thực nghiệm thông qua các biện pháp sau:

- Trao đổi với giáo viên chủ nhiệm, giáo viên dạy vật lí ở lớp đó trong năm học này.

- Thông qua điểm thi tốt nghiệp THCS môn toán.

- Cho HS kiểm tra 15 phút môn vật lí.

Trong các lớp trên, tôi trực tiếp giảng dạy các lớp 10A1, 10A5; 10A7.

Kết quả tìm hiểu cho thấy lực học của lớp 10A5 và 10A7 là tương đương nhau và chúng tôi

chọn lớp 10A7 là lớp thực nghiệm, lớp 10A5 là lớp đối chứng. Lớp 10A1 và 10A2 là hai lớp có lực học

khá tốt và tuơng đương nhau và chúng tôi chọn lớp 10A1 làm lớp thực nghiệm và 10A2 làm lớp đối

chứng.

3.3 Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm

Quá trình thực nghiệm sư phạm có các nhiệm vụ sau:

- Kiểm tra thái độ và khả năng của học sinh trong việc lĩnh hội các kiến thức và bồi dưỡng tư

duy sáng tạo thông qua việc giảng dạy các BTST về vật lí đã xây dựng. Từ đó đánh giá sơ bộ hệ thống

BTST phần Cơ học lớp 10.

- Đánh giá tính khả thi và hiệu quả của các phương án dạy học đã được nêu ra, tức là kiểm tra

xem những phương án dạy học đã nêu có tính khả thi và thực sự hiệu quả hơn các phương án dạy học

trước đây đã và đang thực hiện. Từ đó có sự điều chỉnh, bổ sung và hoàn thiện chúng.

3.4 Nội dung thực nghiệm

3.4.1 Công tác chuẩn bị

Trước khi tiến hành thực nghiệm, chúng tôi đã thực hiện công việc chuẩn bị như sau:

- Giáo án giảng dạy, dụng cụ thí nghiệm.

- Trao đổi với Ban giám hiệu nhà trường về mục đích thực nghiệm và xin phép triển khai kế

hoạch thực nghiệm.

- Gặp trực tiếp giáo viên vật lí lớp mà tôi không trực tiếp giảng dạy (10A2) để trao đổi về mục

đích, nhiệm vụ và nội dung các giáo án thực nghiệm và xin phép mượn lớp để thực hiện thực nghiệm.

3.4.2 Tiến hành thực nghiệm

Trong quá trình tiến hành thực nghiệm, chúng tôi đã triển khai giáo án thực nghiệm 1,2,3 cho

lớp 10A7; Giáo án thực nghiệm 4 cho các lớp 10A1, 10A5, 10A7.

Giáo án 1: Bài tập về tính tương đối của chuyển động, công thức cộng vận tốc.

Giáo án 2: Bài tập ôn tập chương II: Động lực học chất điểm.

Giáo án 3: Bài tập ôn tập chương IV: Các định luật bảo toàn.

Giáo án 4: Bài tập sinh hoạt ngoại khóa (Câu lạc bộ vật lí)

Ở các lớp đối chứng, chúng tôi tiến hành giáo án với các bài tập luyện tập có nội dung tương tự

như các bài tập trong giáo án 1, 2, 3.

Tiến hành quan sát, ghi chép, thăm dò ý kiến của HS sau mỗi giờ thực nghiệm và cho HS làm

bài kiểm tra sau các tiết thực nghiệm đối với giáo án 1, 2, 3. Các đề kiểm tra của lớp đối chứng trùng

với lớp thực nghiệm.

3.5 Kết quả thực nghiệm

3.5.1 Lựa chọn tiêu chí đánh giá

a) Đánh giá hiệu quả và chất lượng của quá trình

Để đánh giá chất lượng và hiệu quả của quá trình, chúng tôi dựa vào mức độ lĩnh hội kiến thức

và mức độ tư duy sáng tạo của HS thông qua chất lượng các câu trả lời của các em khi được GV hỏi

(đánh giá định tính), và sản phẩm (tên lửa nước, lật đật, …) mà các em chế tạo được và kết quả các bài

kiểm tra (đánh giá định lượng).

Ngoài ra, chúng tôi còn tổ chức thăm dò, tìm hiểu ý kiến của HS các lớp thực nghiệm về việc sử

dụng BTST trong quá trình dạy học để tăng cường sự tư duy và tính sáng tạo của HS để từ đó có sự

điều chỉnh cho phù hợp.

b) Đánh giá thái độ học tập của học sinh

Để đánh giá thái độ học tập của HS, chúng tôi dựa vào:

- Không khí lớp học.

- Số học sinh tham gia xây dựng bài có hiệu quả.

- Ý thức làm bài tập về nhà của học sinh.

c) Tính khả thi của các quá trình đã nêu

Tính khả thi của các quá trình được dựa vào các tiêu chí sau đây:

- Thời gian cho việc chuẩn bị dạy: Đối với quá trình dạy học nói trên thì thời gian chuẩn bị

không nhiều lắm so với quá trình dạy học cũ.

- Khả năng của học sinh: Việc vận dụng các nguyên tắc sáng tạo trong việc giải BTST là phù

hợp với năng lực nhận thức của học sinh THPT.

- Khả năng và thái độ của giáo viên: Giáo viên vật lí có khả năng giảng dạy BTST cho HS.

3.5.2 Đánh giá kết quả

a) Đánh giá định tính

Trong quá trình giảng dạy lớp thực nghiệm theo phương pháp mới, chúng tôi có nhận xét như

- Đối với lớp thực nghiệm:

+ HS lớp 10 ban Cơ bản và ban KHTN đều có khả năng học BTST. Các BTST đề cập tới các

vấn đề thực tiễn lôi kéo sự chú ý của tất cả các đối tượng HS, nhưng phù hợp nhất là HS có học lực

trung bình khá trở lên. Việc sử dụng BTST cùng với các phương pháp tích cực hóa tư duy thích hợp đã

tạo ra môi trường dạy học có sự tương tác tích cực giữa GV và HS, HS và HS, có tác dụng to lớn trong

việc bồi dưỡng phương pháp nhận thức, bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho HS.

+ Việc vận dụng các nguyên tắc sáng tạo để giải BTST trong vật lí là một vấn đề mới mẻ và hấp

dẫn đối với học sinh, lôi cuốn sự chú ý suy nghĩ, tích cực tranh luận và cảm thấy tự tin hơn, đồng thời

cũng góp phần nâng cao khả năng làm việc nhóm của các em. Thông qua các tiết học BTST, chúng tôi

nhận thấy các em luôn mong muốn được sáng tạo.

- Đối với lớp đối chứng: Việc giải bài tập luyện tập chỉ có tác dụng củng cố kiến thức, không tạo

được không khí học tập sôi nổi, hạn chế trong việc kích thích sự phát triển tư duy sáng tạo của HS.

b) Đánh giá định lượng

Các bài kiểm tra của lớp thực nghiệm sau khi thực hiện giáo án 1, 2, 3 được tiến hành chấm, xử

lí kết quả theo phương pháp thống kê toán học thông qua việc đánh giá các tham số: giá trị trung bình, phương sai, độ lệch chuẩn và hệ số biến thiên 

 2X,S , S, V .

n X i



  i 0



0 X 10 i

iX là điểm số 

in là số HS đạt điểm

iX ;

, trong đó: ; + Điểm trung bình:



n X X i

N là tổng số HS làm bài kiểm tra.





 i 1



+ Phương sai:

  N 1



.100%

S

S X

+ Hệ số biến thiên: + Độ lệch chuẩn:

iX của các bài kiểm tra

Bảng 3.1: Bảng thống kê điểm số

Số HS đạt điểm Lần Số Lớp KT HS 1 2 3 5 6 8 9 10 7 4

50 1 2 3 5 6 8 9 10 7 4 ĐC 1 51 TN 2 4 5 7 10 7 0 0 9 6

50 ĐC 1 2 4 5 8 9 5 0 13 4 2 51 TN 2 4 5 9 11 4 1 0 8 6

50 ĐC 0 3 4 7 9 8 3 1 11 5 3 51 TN 2 4 5 9 11 4 1 0 7 7

Bảng 3.2: Bảng phân phối tần suất

Số % HS đạt điểm Lần Số Lớp KT HS 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2

ĐC 50 10 12 14 20 18 14 0 0 4 8 1 TN 51 1.96 3.922 7.843 7.843 9.804 15.686 25.49 17.647 9.804 0

2 ĐC 50 10 12 18 22 16 8 2 0 4 8

TN 51 0 5.882 7.843 9.804 13.725 17.647 21.569 15.686 5.882 1.961

Bảng 3.3: Bảng phân phối tần suất tích lũy

ĐC 50 4 8 10 14 18 22 14 8 2 0 3 TN 51 0 5.882 7.843 9.804 11.765 15.686 23.529 15.686 7.843 1.961

Số % HS đạt điểm nhỏ hơn hoặc bằng Lần Số Lớp KT HS 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

ĐC 50 4 12 22 34 48 68 86 100 100 100 1 TN 51 1.96 5.88 13.73 21.57 31.37 47.06 72.55 90.20 100 100

ĐC 50 4 12 22 34 52 74 90 98 100 100 2 TN 51 0 5.88 13.73 23.53 37.26 54.90 76.47 92.16 98.04 100

ĐC 50 4 12 22 36 54 76 90 98 100 100 3 TN 51 0 5.88 13.73 23.53 35.29 50.98 74.51 90.20 98.04 100

Bảng 3.4: Bảng tính các tham số thống kê

Số Lần KT Lớp HS

50 ĐC Z1 = 5.26 4.0739 2.0184 38.372 1 2.2245 51 TN 6.157 4.1349 2.0334 33.027

50 ĐC Z2 = 5.14 3.8371 1.9589 38.11 2 2.1416 51 TN 5.9804 3.9396 1.9848 33.189

50 ĐC Z3 = 5.08 3.7894 1.9466 38.32 3 51 TN 2.5242 6.0784 4.1137 2.0282 33.368

KT lần 1

-5

KT lần 2

KT lần 3

ĐC

Hình 3.1: Đồ thị phân phối tần suất điểm 3 lần kiểm tra của lớp đối chứng (ĐC) và lớp thực nghiệm

(TN)

KT lần 1

120

100

KT lần 2

120

100

KT lần 3

120

100

ĐC

Hình 3.2: Đồ thị phân phối tần suất tích lũy điểm 3 lần kiểm tra của lớp đối chứng (ĐC) và lớp thực

nghiệm (TN)

Dựa vào những tham số đã tính toán ở trên, đặc biệt là từ bảng thông số thông kê (Bảng 3.4), đồ

thị phân phối tần suất và phân phối tần suất tích lũy ứng với các lần kiểm tra, chúng tôi có thể rút ra kết

luận sơ bộ như sau:

- Điểm trung bình của các bài kiểm tra ở lớp thực nghiệm cao hơn lớp đối chứng.

- Đường tích lũy ứng với lớp thực nghiệm nằm bên phải và về phía dưới đường tích lũy của lớp

đối chứng cho thấy kết quả học tập lớp thực nghiệm bước đầu tốt hơn lớp đối chứng, ở lớp thực

nghiệm có nhiều điểm số cao hơn so với lớp đối chứng.

c) Kiểm định giả thuyết thống kê

Qua tính toán và phân tích kết quả ở trên, chúng tôi thấy rằng điểm trung bình cộng của lớp thực

nghiệm cao hơn lớp đối chứng. Để kiểm định kết quả là do ngẫu nhiên hay thực chất, chúng tôi tiến

hành phân tích các đại lượng thống kê.

TNX và

DCX , cụ thể là

X

là không Gọi H0 là giả thuyết thống kê: Sự khác nhau giữa

thực chất, do ngẫu nhiên mà có với mức ý nghĩa  = 0,05.

TNX và

DCX , cụ thể là

X

là thực chất, Gọi H1 là giả thuyết thống kê: Sự khác nhau giữa

do tác động của phương pháp mới mà có chứ không phải do ngẫu nhiên.





2 TN

2 DC



S N





0, 45



Để kiểm định giả thuyết G1 ta sử dụng đại lượng kiểm chứng Z được tính theo công thức:



t

  1 2 2

. Tra bảng ta suy Từ mức ý nghĩa  = 0,05, ta suy ra được giá trị tới hạn Zt:

ra được: Zt = 1,65.

So sánh kết quả tính toán qua thực nghiệm ta thấy, đại lượng kiểm chứng Z qua các lần kiểm tra

đều lớn hơn Zt, nên ta có thể bác bỏ giả thuyết H0 và chấp nhận giả thuyết H1. Nhưng vậy, điểm trung

bình cộng của lớp thực nghiệm cao hơn điểm trung bình cộng của lớp đối chứng là thực chất. Điều đó

cho phép kết luận dạy học với BTST đã mang lại hiệu quả cao hơn so với dạy học thông thường.

Ngoài ra, hệ số biến thiên giá trị điểm số V của lớp thực nghiệm nhỏ hơn lớp đối chứng. Điều

này chứng tỏ độ phân tán về điểm số quanh giá trị trung bình của lớp thực nghiệm nhỏ hơn lớp đối

chứng, phản ánh đúng thực tế hoạt động học tập của HS ở lớp thực nghiệm tích cực hơn so với lớp đối

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3

chứng nên kết quả cao hơn.

Sau khi tiến hành thực nghiệm sư phạm và xử lí kết quả thực nghiệm, chúng tôi đưa ra một số

kết luận sau:

- Đa số GV vật lí THPT đều có thể dạy được BTST.

- HS THPT lớp 10 ban Cơ bản và ban KHTN đều có khả năng học được BTST. Hầu hết các em

đều rất thích thú với loại bài tập này, đặc biệt các em HS khá, giỏi thực sự hứng thú và say mê đối với

BTST.

- BTST đã góp phần nâng cao chất lượng dạy học. Việc dạy học sáng tạo với BTST đã tạo ra

một môi trường dạy - học có sự tương tác tích cực giữa GV và HS, HS với HS, có tác dụng to lớn trong

việc bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho HS.

- Chúng ta có thể bồi dưỡng các nguyên tắc sáng tạo cho HS thông qua dạy BTST vật lí THPT.

- Các BTST được xây dựng phù hợp với thời lượng lên lớp ở giờ học chính khóa, giờ học tự

chọn, bồi dưỡng HS giỏi, sinh hoạt ngoại khóa (câu lạc bộ vật lí).

- Khi thực hiện giải các BTST về vật lí, các câu hỏi định hướng tư duy cho HS phải hướng vào

việc vận dụng các nguyên tắc sáng tạo. Tuy nhiên, việc sử dụng BTST trong dạy học vật lí còn có một

số hạn chế như: BTST chỉ phát huy tác dụng khi HS nắm vững kiến thức cơ bản nên nó không thể thay

thế hoàn toàn bài tập luyện tập. BTST đem lại hiệu quả cao với đối tượng là HS có học lực từ trung

bình khá trở lên.

Để đưa BTST vào các tiết học BTVL, GV phải mất nhiều thời gian hơn để chuẩn bị giáo án

nhưng kết quả thu được là rất nhiều, đa số các em HS rất hứng thú với tiết học này, thông qua tiết học

đã giáo dục cho các em lòng đam mê khoa học, kích thích sự tìm tòi, khám phá của các em. BTST đã

đem đến một luồng sinh khí mới cho quá trình dạy học vật lí, giúp cho tiết học không bị khô khan mà

trở nên sinh động. Chúng tôi nhận thấy rằng BTST rất có ích trong việc phát hiện và bồi dưỡng HS có

năng khiếu về môn học, nhất là trong các buổi sinh hoạt ngoại khóa, sinh hoạt câu lạc bộ vật lí để tăng

cường quá trình tư duy sáng tạo, tạo tiền đề cho quá trình sáng tạo của các em sau này.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho HS là một trong những nhiệm vụ quan trọng của dạy học vật lí ở

trường phổ thông. Bồi dưỡng tư duy sáng tạo chính là bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề và ra quyết

định, đó cũng là tiêu chuẩn đánh giá và đào tạo người lao động trong thời đại mới.

BTST là một phương tiện có hiệu quả nhằm thực hiện dạy học sáng tạo. Trong đề tài này chúng

tôi đã nghiên cứu về tư duy sáng tạo, quy luật hình thành và phát triển của tư duy sáng tạo, cơ sở khoa

học và thực tiễn của việc dạy học sáng tạo, nghiên cứu các phương pháp xây dựng BTST và hình thức,

biện pháp thực hiện dạy học sáng tạo với BTST phần Cơ học lớp 10. Đề tài đã giải quyết được những

vấn đề sau:

Về mặt lí luận:

- Làm rõ vai trò của việc bồi dưỡng tư duy sáng tạo trong dạy học.

- Làm rõ cơ sở khoa học và thực tiễn của việc dạy học sáng tạo.

- Phân tích được vai trò của BTST và tác dụng của nó trong quá trình dạy học.

Về mặt nghiên cứu ứng dụng:

- Luận văn đã đề xuất được phương pháp xây dựng BTST trong dạy học vật lí.

- Luận văn đã xây dựng được 25 BTST phần Cơ học lớp 10 có thể sử dụng cho cả HS ban Cơ

bản và ban KHTN và hệ thống câu hỏi định hướng tư duy cho HS trong quá trình giải. Các câu hỏi mà

luận văn đưa ra dựa trên cơ sở các nguyên tắc sáng tạo của Lý thuyết giải bài toán sáng chế (TRIZ) do

Alshuler đề xuất.

- Luận văn cũng đã đề xuất các hình thức và biện pháp dạy học với BTST đã xây dựng và áp

dụng những hình thức, biện pháp này trong thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá tính khoa học và thực

tiễn của hệ thống BTST đã xây dựng, khả năng và hiệu quả của các hình thức, biện pháp đã sử dụng.

Tuy nhiên, việc sử dụng BTST trong dạy học vật lí vẫn còn một số khó khăn:

- Lý thuyết về BTST là một lý thuyết mới được áp dụng vào giảng dạy vật lí ở nước ta trong

thời gian gần đây nên GV còn chưa quen với lý thuyết này.

- Số lượng BTST trong SGK và SBT chưa nhiều, đòi hỏi GV phải tự xây dựng hệ thống BTST.

Việc xây dựng hệ thống BTST tốn nhiều thời gian và đòi hỏi GV phải rất nỗ lực.

Việc dạy học sáng tạo thông qua BTST là một hướng mới và tích cực trong việc bồi dưỡng tư

duy và năng lực sáng tạo cho HS, cần được phát huy và nhân rộng trong thời gian tới. Việc dạy học

BTST và bồi dưỡng các nguyên tắc sáng tạo thông qua BTST ở trường THPT trong môn vật lí có tác

dụng tích cực trong việc nâng cao chất lượng dạy học, đặc biệt là bồi dưỡng năng lực tư duy cho HS,

góp phần vào quá trình đổi mới phương pháp dạy học ở trường THPT. Trong thời gian tới, chúng tôi sẽ

tiếp tục hoàn chỉnh hệ thống BTST phần Cơ học và tiếp tục xây dựng hệ thống BTST cho các phần

khác trong chương trình vật lí THPT.

Để có thể đưa BTST vào dạy học, cần phải có sự nổi lực của GV, tổ bộ môn, nhà trường và các

cấp quản lí giáo dục, chúng tôi có một số kiến nhị như sau:

- Trước hết GV phải tự tìm tòi, học hỏi và thường xuyên cập nhật các kiến thức và hiểu biết của

mình về BTST thông qua các tạp chí về giáo dục, các trang mạng hoặc thông qua trao đổi với đồng

nghiệp để tự xây dựng cho mình một hệ thống các BTST thật hay và từng bước áp dụng vào quá trình

dạy học của mình.

- Về phía tổ bộ môn vật lí, để có thể từng bước đưa BTST vào dạy học, chúng tôi đề nghị các

GV trong tổ phải thường xuyên trao đổi, rút kinh nghiệm về việc xây dựng và sử dụng BTST trong các

buổi thảo luận chuyên môn. GV có thể chia sẻ những hiểu biết của mình và tranh luận với đồng nghiệp

về các vấn đề liên quan đến BTST. Tổ bộ môn vật lí của các trường có thể xây dựng cho tổ một hệ

thống BTST cho từng chương, từng bài. Qua từng học kì, từng năm học, GV trong tổ sẽ góp ý để hoàn

thiện các bài tập và thêm vào đó những bài tập hay hơn. Trong các tiết học BTVL có sử dụng BTST,

GV có thể mời đồng nghiệp dự giờ, góp ý, rút kinh nghiệm để GV có thể ngày một dạy tốt hơn các tiết

học này.

- Về phía nhà trường, chúng tôi đề nghị Ban giám hiệu nên tạo mọi điều kiện và khuyến khuyến

GV sử dụng BTST trong dạy học để góp phần đổi mới trong dạy học, giúp các em yêu thích học tập và

sáng tạo. Để tạo điều kiện cho GV đưa BTST vào dạy học, nhà trường nên tạo điều kiện về mặt trang

thiết bị như phòng học bộ môn, phòng thí nghiệm với các thiết bị thí nghiệm tương đối đầu đủ.

BTST thật sự có ích trong quá trình dạy học, đặc biệt là đối với các em HS khá, giỏi nên để đưa

BTST vào dạy học thành công, nhà trường nên tạo điều kiện thuận lợi để thành lập câu lạc bộ vật lí và

tạo điều kiện để câu lạc bộ này hoạt động thường xuyên và hiệu quả. Tổ bộ môn và nhà trường mạnh

dạn đưa BTST vào các đề thi, kiểm tra và đặc biệt là sử dụng BTST trong tuyển chọn và bồi dưỡng HS

khá, giỏi.

- Chúng tôi đề nghị Sở giáo dục trong các đợt tập huấn về chuyên môn nên tập huấn cho GV về

việc xây dựng và sử dụng BTST trong dạy học và thường xuyên tổ chức thảo luận hoặc báo cáo khoa

học về BTST để giúp cho GV từng bước đổi mới mình, góp một phần nhỏ giúp đất nước ta có thể theo

kịp sự phát triển của khoa học, kỹ thuật với các nước trên thế giới.

- Để góp phần đưa BTST vào dạy học, Bộ giáo dục và đào tạo nên đưa nhiều BTST hơn nữa vào

các đề thi tốt nghiệp, tuyển sinh Đại học và Cao đẳng nhằm phân hóa được trình độ HS, phát hiện được

nhân tài cho đất nước. Trong tương lại, SGK và SBT cần có nhiều BTST hơn nữa để nhằm phát hiện,

bồi dưỡng HS khá, giỏi, góp phần phát triển toàn diện HS.

BTST là một công cụ hữu hiệu trong dạy học vật lí nói riêng và trong quá trình dạy học, nó góp

phần rèn luyện cho HS tư duy khoa học, tư duy sáng tạo, lòng đam mê khoa học, đam mê khám phá.

Đưa BTST vào dạy học là một hướng tích cực trong quá trình đổi mới giáo dục. Chúng tôi hi vọng

rằng, trong tương lai không xa, GV phổ thông đều có thể xây dựng và sử dụng BTST trong dạy học,

góp phần đào tạo ra những HS không những nắm kiến thức mà còn biết vận dụng kiến thức đã học vào

cuộc sống, cùng nhau đào tạo ra những người có ích cho đất nước.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Nguyễn An, Bùi Kim Phượng, Nguyễn Thị Bích Hạnh, Ngô Đình Qua (1996), Lý luận dạy học,

Ban Ấn Bản Phát Hành Nội Bộ trường ĐHSP Tp HCM.

[2] Ban tổ chức kì thi (2009), Tuyển tập đề thi Olympic 30 tháng 4, lần thứ XIV, NXB Đại học Sư

phạm.

[3] Lương Duyên Bình và nhóm tác giả (2006), Vật lí 10 – SGK, SGV, SBT, NXB Giáo dục.

[4] Bộ Giáo dục và đào tạo (2006), Tài liệu bồi dưỡng giáo viên thực hiện chương trình, SGK lớp 10,

NXB Giáo dục.

[5] Hoàng Chúng (1982), Phương pháp thống kê toán học trong khoa học giáo dục, NXB Giáo dục.

[3] Phan Dũng (1994), Phương pháp luận sáng tạo khoa học – kỹ thuật giải quyết vấn đề và ra quyết

định, giáo trình tóm tắt, Trung tâm sáng tạo khoa học – kỹ thuật (TSK) trường ĐHKHTN – ĐH

Quốc gia Tp HCM.

[4] Phan Dũng (2004), Phương pháp luận sáng tạo và đổi mới , Trung tâm sáng tạo khoa học – kỹ

thuật (TSK) trường ĐHKHTN – ĐH Quốc gia Tp HCM.

[5] Phan Dũng (2005), Thế giới bên trong con người sáng tạo, Trung tâm sáng tạo khoa học – kỹ

thuật (TSK) trường ĐHKHTN – ĐH Quốc gia Tp HCM.

[6] Phan Dũng (2006), Tư duy logic,biện chứng và hệ thống, Trung tâm sáng tạo khoa học – kỹ thuật

(TSK) trường ĐHKHTN – ĐH Quốc gia Tp HCM.

[7] Phan Dũng (2007), Các thủ thuật (nguyên tắc) sáng tạo cơ bản phần 1, Trung tâm sáng tạo khoa

học – kỹ thuật (TSK) trường ĐHKHTN – ĐH Quốc gia Tp HCM.

[8] Phan Dũng (2008), Các thủ thuật (nguyên tắc) sáng tạo cơ bản phần 2, Trung tâm sáng tạo

khoa học – kỹ thuật (TSK) trường ĐHKHTN – ĐH Quốc gia Tp HCM.

[9] Phan Dũng (2009), Các phương pháp sáng tạo, Trung tâm sáng tạo khoa học – kỹ thuật (TSK)

trường ĐHKHTN – ĐH Quốc gia Tp HCM.

[10] Phan Dũng (1994), Sổ tay sáng tạo: Các thủ thuật (Nguyên tắc) cơ bản, Sở khoa học công nghệ

và môi trường.

[11] Phan Dũng (1992), Làm thế nào để sáng tạo? hay Khoa học về sáng tạo tự giới thiệu, Ủy ban

Khoa học và Kỹ thuật Tp HCM.

[12] David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walwer (1999): Cơ sở Vật lí tập 1 và 2, NXB Giáo dục.

[13] Nguyễn Mạnh Hùng (2006), Tổ chức hoạt động nhận thức của học sinh theo hướng phát triển

năng lực tìm tòi sáng tạo, giải quyết vấn đề và tư duy khoa học, Tài liệu bồi dưỡng thường xuyên

GV THPT chu kì III (2004 – 2007), ĐHSP Tp HCM.

[14] Nguyễn Mạnh Hùng (2001), Phương pháp dạy học Vật lí ở trường phổ thông, Khoa Vật lí trường

ĐHSP Tp HCM.

[15] Đỗ Xuân Hội (2006), Phương pháp giải bài tập và trắc nghiệm vật lí 10, tập 1 và 2, NXB Giáo

dục.

[16] Vũ Thanh Khiết, Vũ Đình Túy (2008), Các đề thi học sinh giỏi Vật lí, NXB Giáo dục.

[17] Nguyễn Thế Khôi và nhóm tác giả (2006), Vật lí 10 nâng cao, SGK, SGV, NXB Giáo dục

[18] V. Langué (1998), Những bài tập hay về thí nghiệm Vật lí, NXB Giáo dục.

[19] Lê Nguyên Long, An Văn Chiêu, Nguyễn Khắc Mão (2003), Giải toán Vật lí THPT một số

phương pháp, NXB Giáo dục.

[20] Lê Nguyên Long (1999), Hãy trở thành người thông minh sáng tạo, NXB Giáo dục.

[21] Lê Nguyên Long (2000), Giải bài toán vật lí như thế nào?, tập 1, NXB Giáo dục.

[22] Phạm Thị Phú, Vũ Thị Minh, Vận dụng một số nguyên tắc sáng tạo của TRIZ xây dựng bài tập

sáng tạo dùng trong dạy học môn vật lí, Tạp chí Giáo dục số đặc biệt 10/2009, trang 12 – 14.

[23] Phạm Thị Phú, Nguyễn Đình Thước, Nguyễn Thị Xuân Bằng, Nghiên cứu vận dụng một số

nguyên tắc sáng tạo của TRIZ xây dựng bài tập sáng tạo dùng trong dạy học môn vật lí ở trường

phổ thông, Tạp chí Dạy và Học ngày nay số 3/2009, trang 52 – 55.

[24] Phạm Thị Phú, Nguyễn Đình Thước, Bài tập sáng tạo về vật lí ở trường THPT, Tạp chí Giáo dục

số 163 kỳ 2, tháng 5/2007, trang 34 – 36.

[25] Phạm Thị Phú (1999), Bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm cho học sinh nhằm nâng cao hiệu quả

dạy học Cơ học lớp 10 phổ thông trung học, Luận án Tiến sĩ giáo dục, Đại học Sư phạm Vinh.

[26] Sở Giáo dục và đào tạo TP HCM, Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong (2006), Tuyển tập 10

năm đề thi Olympic 30 tháng 4 vật lí 11, NXB Giáo dục.

[27] Huỳnh Văn Sơn (2009), Giáo trình tâm lí học sáng tạo, Việt Nam .

[28] Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế (2002), Phương

pháp dạy học Vật lí ở trường phổ thông, NXB Đại học sư phạm.

[29] Phạm Hữu Tòng, Phạm Xuân Quế, Nguyễn Đức Thâm (2005), Tài liệu bồi dưỡng thường xuyên

giáo viên THPT chu kì 3: 2004 – 2007, Viện nghiên cứu sư phạm.

[30] Lê Trọng Tường và nhóm tác giả (2006), Bài tập vật lí 10 nâng cao, NXB Giáo dục.

[31] Nguyễn Quang Uẩn, Trần Hữu Luyến, Trần Quốc Thành (1996), Tâm lí học đại cương, Ban Ấn

Bản Phát Hành Nội Bộ trường ĐHSP Tp HCM.

[32] http://baigiang.violet.vn/present/show?entry_id=3226088

[33] http://www.dongluchocchatdiem.com/indexchuan.html

PHỤ LỤC 1 CÁC GIÁO ÁN THỰC NGHIỆM

BÀI TẬP VỀ TÍNH TƯƠNG ĐỐI CỦA CHUYỂN ĐỘNG CÔNG THỨC CỘNG VẬN TỐC

Giáo án thực nghiệm 1

Tiết Bài tập theo phân phối chương trình tuần thứ 9 của Ban Cơ bản.

I. Vị trí bài học II. Mục tiêu giảng dạy 1. Kiến thức:

- HS khắc sâu kiến thức về tính tương đối của quỹ đạo, của vận tốc. - HS vận dụng linh hoạt công thức cộng vận tốc trong từng trường hợp cụ thể. - Đánh giá kết quả học tập của học sinh sau bài học, tạo cơ sở để điều chỉnh phương pháp dạy - học phù hợp với HS.

2. Kỹ năng:

- Vận dụng đúng và chính xác công thức cộng vận tốc trong từng trường hợp. - Rèn luyện kỹ năng phân tích và biện luận bài toán. - Rèn luyện kỹ năng thu thập và xử lí thông tin. - Luyện tập khả năng phỏng đoán, khả năng đề xuất phương án thí nghiệm. - Rèn luyện kỹ năng vận dụng các nguyên tắc sáng tạo (nguyên tắc linh động, nguyên tắc đảo

ngược, nguyên tắc chia nhỏ, nguyên tắc tổng hợp, …) trong quá trình giải bài tập. * Ý tưởng sư phạm: Để củng cố kiến thức đã học và kiểm tra khả năng vận dụng kiến thức đã học.

- Điều kiện cần: Nắm vững kiến thức và có kỹ năng cơ bản (Bài tập 1)

- Điều kiện đủ 1: Có kỹ năng suy luận logic và suy luận toán học (Bài tập 1, 5).

- Điều kiện đủ 2: Có năng khiếu vật lí – giải được BTST về vật lí (Bài tập 2, 3, 4).

3. Thái độ:

Giúp HS yêu thích môn vật lí, có khả năng vận dụng kiến thức đã học để giải thích các hiện tượng trong đời sống, nhìn nhận các hiện tượng vật lí một cách khoa học. Giáo dục tinh thần đoàn kết, thái độ hợp tác trong lao động. * Ý tưởng sư phạm: Để củng cố kiến thức bài học và rèn luyện tư duy sáng tạo cho HS.

- Điều kiện cần: Nắm vững kiến thức và có kỹ năng cơ bản (Bài tập 4, 6 SGK)

- Điều kiện đủ 1: Có kỹ năng suy luận logic và suy luận toán học (Bài tập 3, 5, 7, 8 SGK, Bài

tập 1 của Hoạt động 3).

- Điều kiện đủ 2: Có năng khiếu vật lí – giải được BTST về vật lí (Bài tập 2 của Hoạt động 3).

III. Chuẩn bị 1. Giáo viên:

- Giáo án. - Hệ thống câu hỏi và bài tập. - Đề kiểm tra và đáp án.

2. Học sinh:

- Học kỹ bài học về tính tương đối của cuyển động và công thức cộng vận tốc ở bài học trước. - Chuẩn bị bài tập ở nhà theo yêu cầu của giáo viên ở tiết học trước và chuẩn bị kiểm tra.

IV. TIẾN TRÌNH DẠY- HỌC Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ và chuẩn bị của HS: 5 phút.

Nội dung

HS nhớ lại các kiến thức đã học. Hoạt động của HV - Nhớ lại kiến thức và trả lời câu hỏi - Củng cố lại kiến thức

Hoạt động của GV - Đặt câu hỏi để học sinh trả lời: + Câu 1/trang 37: Nêu một ví dụ về tính tương đối của chuyển động. + Câu 2/trang 37: Nêu một ví dụ về tính tương đối của vận tốc của chuyển động. + Câu 3/trang 37: Trình bày công thức cộng vận tốc trong trường hợp các chuyển động cùng phương, cùng chiều và cùng phương, ngược chiều.

Hoạt động 2: Hướng dẫn HS giải bài tập trong SGK (Các BT này HS đã chuẩn bị kỹ trước ở nhà theo yêu cầu của giáo viên): 20 phút.

Nội dung đạt được

Bài 4/trang 38 SGK Chọn D: Trái Đất đứng yên, Mặt Trời và Mặt Trăng quay quanh Trái Đất. Bài 6/trang 38 SGK Chọn B: Tàu H chạy, tàu N đứng



yên. Bài 5/trang 38 SGK Gọi 1: Thuyền buồm; 2 là nước; 3 là bờ sông. Vận tốc của thuyền so với bờ:

v 1,3

s 1 t

10 1

km/h.



100 / 3m 0,1/ 3km 



2 km / h

2,3

s t

2,3

 v 1,2



1/ 60 h 1ph Công thức cộng vận tốc:  v 1,3

 v  thuyền chuyển động ngược











Vận tốc của nước so với bờ:

2,3

v 1,3

Vì dòng nước nên: v v 1,3 1,2 làm

v 1,2 = 12 km/h  Chọn C. Bài 7/trang 38 SGK Chọn chiều dương là chiều chuyển động của hai xe: vBA = vBĐ + vĐA = 60 – 40 = 20 km/h. vAB = -vBA = -20 km/h.

+ Một HS đọc và trả lời bài tập. + Các HS khác lắng nghe và nhận xét. + Nghiên cứu kĩ đề bài. + Vận dụng công thức cộng vận tốc để giải bài. + Một HS trình trên bày bài bảng. + Một HS nhận xét kết quả. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Bài 4/trang 38 SGK Bài 6/trang 38 SGK + Yêu cầu một học sinh đọc và chọn phương án đúng, giải thích tại sao chọn phương án đó. + Nhận xét, kết luận. Bài 5/trang 38 SGK Bài 7/trang 38 SGK Bài 8/trang 38 SGK + Yêu cầu HS đọc kĩ đề bài, tóm tắt đề bài. + Yêu cầu một HS trình bày làm bài trên bảng. + Yêu cầu một học sinh khác nhận xét kết quả. + Nhận xét, kết luận.

Bài 8/trang 38 SGK Chọn chiều dương là chiều chuyển động của A. vBA = vBĐ + vĐA = - 10 - 15 = -25 km/h.

Hoạt động 3: Hướng dẫn học sinh giải BTST: 18 phút.

Hoạt động của HS

 2,3v

Nội dung đạt được Bài tập 1: Tuyết rơi theo phương thẳng đứng với vận tốc 8 m/s. Một người lái xe trên đường thẳng nằm ngang với vận tốc 10 m/s. Người này thấy tuyết rơi lệch với phương thẳng đứng một góc bao nhiêu?

 3,2v



 1,2v

 1,3v

 1,3v

 1,2v

 2,3v  2,3v

Hoạt động của GV Mở rộng nội dung bài học: Trong trường hợp vận tốc tương đối và vận tốc kéo theo có phương vuông góc nhau thì ta áp dụng quy tắc hình bình hành hoặc quy tắc ba điểm để xác định hướng của vectơ vận tốc tuyệt đối.

 1,3v

 2,3v

 1,2v

+ Lời giải tóm tắt: Gọi là vận tốc của giọt mưa

 1,3v

 1,2v



 v 3,2

 v 1,2





 3,2v là vận tốc của giọt với xe; mưa so với xe. Theo công thức  cộng vận tốc:  v 1,3 Từ hình vẽ, ta có:

2 2,3

2 v 1,3

 



  



tan

1, 25

51,38

10 8

3,2 v 1,3

(1) so với mặt đất (3); là vận tốc của ô tô (2) so với mặt đất (3) là vận tốc của mặt đất so 

Áp dụng định lí Pi-ta-go: 2 v 1,2 + Đọc Bài tập 1 (BTCS) và yêu cầu HS suy nghĩ và trả lời. + Hướng dẫn, định hướng HS giải BTCS. * Tạo tình huống có vấn đề: Chúng ta có thể phát triển Bài tập 1 (BTCS) thành một bài toán thực tiễn để xác định + HS ghi nhận, tiếp thu. + Suy nghĩ và trả lời. + Làm việc theo nhóm (hai bàn thành một nhóm), các nhóm làm việc độc lập và đưa ra bài toán của mình. + Đưa ra BTST (nguyên tắc Baì tập 2: Trong thời tiết lặng gió, làm thế nào để xác định vận tốc rơi của các giọt mưa ngay trước khi chúng đập vào cửa kính ô tô đang chuyển động mà em ngồi

 3,2v



 1,3v

 1,2v

trong đó theo các vết mà chúng để lại trên kính cửa bên của một ô tô đang chuyển động khi người này chỉ em chỉ có thước thẳng và đồng hồ đeo tay dùng một thước đo góc. + Lời giải tóm tắt:  2,3v

đảo ngược). + Một nhóm trình bày trước lớp, các nhóm khác lắng nghe, nhận xét và bổ xung cho phù hợp. + Bài toán chỉ giải được nếu ta giả sử xe chuyển động thẳng đều (thực tế thì không hẳn xe chuyển động thẳng đều được) (nguyên tắc giải thiếu hoặc thừa).

2,3



tan

 

  v 1,3

3,2 v 1,3

Tương tử BTCS, ta có hình vẽ như trên. Nếu xe chuyển động thẳng đều và trong điều kiện thời tiết lặng gió, giọt mưa sẽ để lại một vết thẳng trên kính cửa bên của ô tô và vết thẳng này hợp với phương thẳng đứng một góc  vói: v v

2,3  tan v 1,3 Vận tốc của xe so với đất 2,3v bạn có thể hỏi tài xế (dựa vào tốc kế gắn trên xe); tan có thể đo được tương đối chính xác nhờ đồng hồ đeo tay hoặc dựa vào việc vẽ một tam giác vuông có đỉnh tại vị trí giọt mưa bắt đầu chạm vào ô tô và đo độ dài của hai cạnh góc vuông.

vận tốc giọt mưa không? Khi đó chúng ta cần có những giả thuyết gì? * Định hướng giúp HS giải quyết vấn đề: + Yêu các các nhóm làm việc độc lập và đưa ra phương án giải quyết Bài tập 2. + Yêu cầu một nhóm trình bày và các nhóm khác nhận xét. + Câu hỏi định hướng tư duy: - Em đang ngồi bên trong ô tô, dựa vào hiện tượng gì để đo vận tốc của giọt mưa? - Để thực hiện yêu cầu của bài toán, xe phải chuyển động như thế nào? - Tại sao phải có điều kiện là trong trường hợp thời tiết lặng gió? - Các vết mà giọt mưa để lại trên kính của cửa bên có hình dạng như thế nào? - Ta phải dùng kiến thức vật lí nào mới giải quyết được yêu cầu của bài toán? - Đồng hồ đeo tay dùng để làm gì? - Nếu không dùng đồng hồ đeo tay để đo góc thì ta phải làm thế nào?

- Củng cố, tổng kết và nhận xét về tiết học: 2 phút. - Chuẩn bị cho Bài kiểm tra số 1 (Phụ lục 3)

BÀI TẬP ÔN TẬP CHƯƠNG II: ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM

Giáo án thực nghiệm 2

Tiết bài tập cuối chương Động lực học chất điểm. Tiết 24 theo phân phối chương trình lên lớp

I. Vị trí bài học tuần thứ 12. II. Mục tiêu giảng dạy 1. Kiến thức: - Củng cố và khắc sâu kiến thức về các loại lực cơ: Lực hấp dẫn, lực đàn hồi, lực ma sát, lực

hướng tâm.

- Giúp HS biết cách vận dụng kiến thức một cách linh hoạt trong từng trường hợp cụ thể. - Đánh giá kết quả học tập của học sinh. Tạo cơ sở để điều chỉnh phương pháp day - học phù

hợp với đối tượng HS.

2. Kỹ năng:

- Vận dụng đúng và chính xác công thức công thức về các loại lực cơ trong các bài toán cụ thể. - Rèn luyện kỹ năng phân tích và biện luận bài toán. - Rèn luyện kỹ năng thu thập và xử lí thông tin. - Luyện tập khả năng phỏng đoán, khả năng đề xuất phương án thí nghiệm. - Rèn luyện kỹ năng vận dụng các nguyên tắc sáng tạo (nguyên tắc linh động, nguyên tắc đảo

ngược, nguyên tắc chia nhỏ, nguyên tắc tổng hợp, …) trong quá trình giải bài tập.

3. Thái độ:

Giúp HS yêu thích môn vật lí, có khả năng vận dụng kiến thức đã học để giải thích các hiện tượng trong đời sống, nhìn nhận các hiện tượng vật lí một cách khoa học, có khả năng giải các bài toán thực tế trong đời sống. Giáo dục tinh thần đoàn kết, thái độ hợp tác trong lao động. * Ý tưởng sư phạm: Để củng cố kiến thức chương II và rèn luyện tư duy sáng tạo cho HS.

- Điều kiện cần: Nắm vững kiến thức và có kỹ năng cơ bản (Bài tập 1)

- Điều kiện đủ 1: Có kỹ năng suy luận logic và suy luận toán học (Bài tập 3, 5).

- Điều kiện đủ 2: Có năng khiếu vật lí – giải được BTST về vật lí (Bài tập 2, 4, 6).

III. Chuẩn bị 1. Giáo viên:

- Giáo án. - Hệ thống câu hỏi và bài tập. - Đề kiểm tra và đáp án.

2. Học sinh:

- Ôn lại các đặc điểm của các loại lực cơ và các công thức tương ứng. - Chuẩn bị làm bài kiểm tra ngay sau khi kết thúc bài học.

IV. TIẾN TRÌNH DẠY- HỌC Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ và chuẩn bị của HS: 10 phút.

Nội dung đạt được

Hoạt động của GV - Đặt câu hỏi để HS trả lời: + Câu 1: Phát biểu định luật vạn vật hấp dẫn và viết hệ thức Hoạt động của HS - Nhớ lại kiến thức và trả lời câu hỏi

- Củng cố lại kiến thức.

của lực hấp dẫn. + Câu 2: Phát biểu định luật Húc. Viết biểu thức của định luật. + Câu 3: Nêu các đặc điểm của lực ma sát trượt và lực ma sát nghỉ. + Câu 4: Phát biểu và viết công thức của lực hướng tâm.

Hoạt động 2: Hướng dẫn HS giải BTST về lực hấp dẫn: 25 phút.

Nội dung đạt được Bài tập 1: Vệ tinh địa tĩnh là vệ tinh nhân tạo của Trái Đất, quay quanh Trái Đất bằng chu kì tự quay của Trái Đất, là 24 giờ, sao cho vệ tinh này dường như luôn đứng yên đối với một điểm ở mặt đất. Một vệ tinh địa tĩnh chuyển động chuyển động trên quỹ đạo có bán kính tính từ tâm Trái Đất là 4,23.107 m. Cho hằng

Nm 2 kg



sô hấp dẫn: G = 6,67.1011 .



3, 08.10



86400s

 T

Xác định vận tốc dài của vệ tinh và khối lượng của Trái Đất. + Lời giải tóm tắt: Vận tốc dài của vệ tinh bằng quãng đường chia cho thời gian thực hiện quãng đường: 2 R 2 .4, 23.10 m m/s



  M

6, 02.10 kg

Mm mv  R R 2 Rv G

Lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vệ tinh đóng vai trò là lực hướng tâm:

Bài tập 2: Khi tới gần một hành tinh lạ, một con tàu vũ trụ sau khi đã tắt các động cơ của nó và chuyển động trên một quỹ đạo tròn quanh hành tinh ấy, các nhà du hành bắt đầu tiến hành nghiên Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh + HS ghi nhận, tiếp + Đọc Bài tập 1 (BTCS) thu. và yêu cầu HS suy nghĩ và trả lời. + HS làm việc theo nhóm và đưa ra câu trả + Hướng dẫn, định lời (Trình bày vào phiếu hướng để làm bài). HS giải Bài tập 1. + Yêu cầu một nhóm + Đặt câu hỏi: Giả sử trình bày, các nhóm em đang ở trên một con khác theo dõi, nhận xét, tàu vũ trụ đi nghiên cứu bổ xung. vật chất của một hành tinh nào đó. Để biết khối + Dự đoán: đồng hồ, lượng riêng của hành tinh máy định vị, thiết bị xác đó, chúng ta cần có những định độ cao, … dụng cụ gì? + HS lúng túng. Đây là tiếp câu hỏi: + Đặt một tình huống mà học Chúng ta chỉ dùng một sinh bất ngờ. đồng hồ thì có thể thực hiện được yêu cầu của bài toán không? + HD HS suy nghĩ, thảo luận. + Yêu các các nhóm làm việc độc lập và đưa ra phương án giải quyết Bài tập 2. + Phát biểu Bài tập 2 + Yêu cầu một nhóm (BTST) sử dụng nguyên trình bày và các nhóm tắc linh động, nguyên khác nhận xét. tắc đảo ngược. + Giải BTST trên cơ + Câu hỏi định hướng tư sở xem hành tinh có duy:

tính

dạng hình cầu và bán kính quỹ đạo của hành tinh bằng bán kính của hành tinh (Nguyên tắc giải thiếu hoặc thừa). + Một nhóm trình bày theo cách giải BTST logic giải BTCS (nguyên tắc sao chép copy).



 

2 m R

F hd

  F ht





R M

 

Mm 2 R

 4 G.T

Mm 2 R  4 2 T

cứu. Hãy đề xuất phương pháp xác định khối lượng riêng của vật chất tạo nên hành tinh đó nếu chỉ dùng một đồng hồ. + Lời giải tóm tắt: Nếu con tàu vũ trụ quay quanh một hành tinh khi động cơ nhừng hoạt động thì lực hấp dẫn giữa tàu vũ trụ với hành tinh đóng vai trò là lực hướng tâm. Gọi M là khối lượng hành tinh, m là khối lượng con tàu, R là khoảng cách từ con tàu đến tâm hành tinh và T là chu kì quay của con tàu quanh hành tinh. Ta có: - Khi động cơ của tàu vũ trụ tắt máy thì lực nào làm cho tàu vũ trụ chuyển động tròn đều quanh hành tinh? - Công lực thức hướng tâm theo chu kì quay của tàu vũ trụ quanh hành tinh? - Nếu coi hành tinh có dạng hình cầu thì thể tích và khối lượng hành tinh được tính như thế nào? + Nhận xét, kết luận.

3 R D

Gọi D là khối lượng riêng của hành tinh và xem gần đúng hành thì: tinh có dạng hình cầu

4   3

. Từ hai biểu thức



 3 G.T Chu kì T của tàu vũ trụ quanh hành tinh được xác định bằng đồng hồ. Kết quả trên là gần đúng vì chúng ta xem gần đúng tàu vũ trụ chuyển động ở sát bề mặt hành tinh. Trên thực tế, tàu vũ trụ chuyển động ở một độ cao nào đó so với bề mặt của hành tinh nên bán kính quỹ đạo của tàu vũ trụ quanh hành tinh khác bán kính của hành tinh.

trên, ta tính được khối lượng riêng D của hành tinh theo công thức:

Hoạt động 3: Hướng dẫn HS giải BTST về lực ma sát: 25 phút.

Hoạt động của học sinh

+ HS ghi nhận, tiếp thu. Nội dung đạt được Bài tập 3: Giả sử có một ván gỗ, một thanh cùng loại gỗ đó và một thước dây. Làm thế Hoạt động của giáo viên * Tạo tình huống có vấn đề: Chúng ta chuyển qua loại lực thứ hai là lực ma sát. Các

 của trọng lực P

 1P

P cos





nào để xác định được hệ số ma sát nghỉ giữa gỗ đối với gỗ? Lời giải tóm tắt:

tan

 

   n

   h 

Ta để thanh lên tấm ván, rồi nâng một đầu tấm ván lên cho tới khi thanh bắt đầu chuyển động thẳng đều. Khi đó thành phần của thanh gỗ có độ lớn bằng độ lớn của lực ma sát nghỉ cực  . Khi đó: đại msnMax F  P sin F P 1 msnMax

n .

tắc

 1F

P cos

P sin

 

 



em hãy thiết kế thí nghiệm để xác định hệ số ma sát nghỉ giữa một ván gỗ với một thanh gỗ cùng loại? * Định hướng giúp HS giải quyết vấn đề: - Khi thanh gỗ nằm cân bằng trên ván gỗ nghiêng một góc  thì (các) lực nào tác dụng lên vật? - Ta làm thế nào để thanh gỗ chuyển động? - Lực ma sát nghỉ cực đại đạt được trong trường hợp nào? - Viết công thức tính lực ma sát nghỉ cực đại, từ đó suy ra hệ số ma sát nghỉ của vật. * Tạo tình huống có vấn đề tiếp theo: Phát triển Bài tập 3 thành Bài tập 4. Em hãy xác định hệ số ma sát trượt giữa một ván gỗ với một thanh gỗ cùng loại? Ta có cần thêm một dụng cụ nào không? * Định hướng giúp HS giải quyết vấn đề: Chúng ta phải cho vật chuyển động như thế nào? (trạng thái chuyển động) So sánh kết quả nhận được với kết quả Bài tập 3? Nhận xét các câu trả lời của các nhóm. + Phát biểu bài tập 3. + HS làm việc theo nhóm và đưa ra câu trả lời các câu hỏi của GV (Trình bày vào phiếu làm bài). Thay đổi độ nghiêng của ván gỗ đến khi thanh gỗ bắt đầu chuyển động thì lực ma sát nghỉ cân bằng với thành phần tiếp tuyến của trọng lực (Nguyên tắc phẩm chất cục bộ). + Yêu cầu một nhóm trình bày, các nhóm khác theo dõi, nhận xét, bổ xung. tập 2. + Phát biểu bài linh động, (Nguyên nguyên tắc thay đổi thông số lí hóa để chuyển Bài tập 3 thành Bài tập 4). + HS làm việc theo nhóm và đưa ra câu trả lời các câu hỏi của GV. Nhóm nào xong trước thì có thể xung phong phát biểu.

Dùng thước dây để xác định  và h thì ta sẽ xác định được hệ số ma sát nghỉ Bài tập 4: Dùng thêm lực kế. Các em hãy xác định hệ số ma sát trượt giữa một ván gỗ với một thanh gỗ cùng loại như trên? So sánh kết quả nhận được với kết quả Bài tập 3. + Lời giải tóm tắt: Dùng lực kế để móc vào một đầu thanh gỗ và kéo thanh gỗ đi lên (hoặc đi xuống đều) trên ván gỗ có góc nghiêng cố định. Ta giữ cho lực tác dụng lên thanh gỗ có phương song song với mặt phẳng nghiêng. Trong trường hợp thanh gỗ được kéo lên đều, lực tác dụng lên thanh gỗ là có độ lớn bằng: F 1

Trong trường hợp thanh gỗ

P sin

 



F 2

chuyển động đều xuống dưới,  lực tác dụng lên thanh gỗ là 2F có độ lớn bằng:   P cos

Từ hai biểu thức trên, chúng ta có thể suy ra hệ số ma sát trượt.

Hoạt động 3: Hướng dẫn HS giải BTST về lực hướng tâm: 25 phút.

Hoạt động của HS

loại tiền kim

0,5

làm việc

  n



F msnMax  

max





max

trong

Nội dung đạt được Bài tập 5: Có thể đặt một tại đồng khoảng cách tối đa tới tâm của đĩa hát của một máy quay đĩa bằng bao nhiêu để khi đĩa hát quay với tần số 45 vòng/phút, đồng tiền vẫn còn nằm yên? Biết hệ số ma sát nghỉ giữa đồng tiền và đĩa hát là Lời giải tóm tắt: Lực ma sát nghỉ sẽ đóng vai trò là lực hướng tâm. Khi di chuyển đồng tiền càng ra xa tâm đĩa (R tăng) thì lực ma sát nghỉ tăng dần và đạt giá trị cực đại khi đồng tiền bị văn ra ngoài. Gọi Rmax là giá trị lớn nhất của khoảng cách từ đồng tiền đến tâm đĩa mà đồng tiền không bị văn ra ngoài. F htMax 2 2 4 f .mR    g n 2 2  4 f

+ HS ghi nhận, tiếp thu. theo + HS nhóm và đưa ra bài giải (Trình bày vào phiếu làm bài). + Một nhóm trình bày, các nhóm khác theo dõi, nhận xét, bổ xung. Dự đoán: Xác định tần n . số f, hệ số ma sát nghỉ Bài tập 6: Một máy đĩa Hoạt động của GV * Tạo tình huống có vấn đề: Đặt một vật lên một đĩa quay đều thì lực nào đóng vai trò là lực hướng tâm? Đọc bài tập 5 cho HS. * Định hướng giúp HS giải quyết vấn đề: - Đồng tiền kim loại dùng để làm gì? - Khi đặt đồng tiền gần hay xa tâm của đĩa thì đồng tiền dễ bị văn ra ngoài hơn? - Khi đồng tiền chuyển động tròn đều cùng với đĩa thì lực nào đóng vai trò là lực hướng tâm? - Lực ma sát nghỉ giữa đồng tiền và đĩa hát đạt được trường hợp nào? - Hệ số ma sát giữa đồng tiền và đĩa hát được xác định như thế nào? * Tạo tình huống có vấn đề tiếp theo: tập 5, Dựa vào Bài chúng ta có thể phát triển

tắc



F msnMax  

F htMax 2 2 4 f .mR  

max

  f

1  2

 R

  n

 . 0

đang quay. Chỉ dùng một thước dây và một đồng tiền kim loại. Làm thế nào để xác định tần số quay của đĩa hát? + Lời giải tóm tắt:

max n có Hệ số ma sát nghỉ thể được xác định thông qua thí nghiệm bằng cách đặt đồng tiền trên đĩa và xác định góc nghiêng giới hạn 0 của đĩa để đồng tiền bắt đầu trượt trên đĩa (Bài tập 3). Khi đó: tan Giá trị Rmax có thể được đo bằng thước. Như vậy, ta đã giải quyết được yêu cầu của bài toán.

+ Phát biểu bài tập 6. (Nguyên linh động, nguyên tắc thay đổi thông số lí hóa để chuyển Bài tập 5 thành Bài tập 6). + Ta sẽ xác định hệ số ma sát nghỉ theo Bài tập 3 ở trên. + Kết hợp việc đo bán kính Rmax (giá trị lớn nhất của khoảng cách từ đồng tiền đến tâm đĩa) mà đồng tiền không bị văn ra ngoài và bài toán xác định hệ số n để giải Bài ma sát nghỉ tập 6. (Nguyên tắc kết hợp) Bài toán này theo hướng thực nghiệm như thể nào? * Định hướng giúp HS giải quyết vấn đề: Nếu dựa vào Bài tập 3 n thì ta phải để xác định xác định tần số quay f trước như bằng mắt thường thì rất khó nên ta loại phương án này. Em hãy phát biểu Bài tập 6. - Ta sẽ xác định hệ số n như thế ma sát nghỉ nào? - Ta xác định giá trị Rmax như thế nào?

- Củng cố và tổng kết, nhận xét giờ học: 3 phút. - Dặn HS chuẩn bị cho bài thực hành: 2 phút. - Chuẩn bị cho Bài kiểm tra số 2 (phụ lục 3)

BÀI TẬP ÔN TẬP CHƯƠNG IV: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN

Giáo án thực nghiệm 3

Tiết bài tập cuối chương Các định luật bảo toàn. Tiết 47 theo phân phối chương trình lên lớp

I. Vị trí bài học tuần thứ 24. II. Mục tiêu giảng dạy 1. Kiến thức: - Củng cố và khắc sâu kiến thức về các định luật bảo toàn: Bảo toàn động lượng, bảo toàn cơ năng; Công và công suất.

- Giúp HS biết cách vận dụng kiến thức một cách linh hoạt trong từng trường hợp cụ thể. - Đánh giá kết quả học tập của học sinh sau bài học. Tạo cơ sở để điều chỉnh phương pháp day - học phù hợp với đối tượng HS.

2. Kỹ năng:

- Vận dụng đúng và chính xác các định luật bảo toàn trong các bài toán cụ thể. - Rèn luyện kỹ năng phân tích và biện luận bài toán. - Rèn luyện kỹ năng thu thập và xử lí thông tin. - Luyện tập khả năng phỏng đoán, khả năng đề xuất phương án thí nghiệm. - Rèn luyện kỹ năng vận dụng các nguyên tắc sáng tạo (nguyên tắc linh động, nguyên tắc đảo ngược, nguyên tắc chia nhỏ, nguyên tắc tổng hợp, …) trong quá trình giải bài tập.

3. Thái độ:

- Điều kiện cần: Nắm vững kiến thức và có kỹ năng cơ bản (Bài tập 1)

- Điều kiện đủ 1: Có kỹ năng suy luận logic và suy luận toán học (Bài tập 2).

- Điều kiện đủ 2: Có năng khiếu vật lí – giải được BTST về vật lí (Bài tập 3).

III. Chuẩn bị 1. Giáo viên:

- Giáo án. - Hệ thống câu hỏi và bài tập. - Đề kiểm tra và đáp án.

2. Học sinh:

- Ôn lại nội dung các định luật bảo tòan; công và công suất. - Chuẩn bị làm bài kiểm tra 1 tiết kết thúc chương.

IV. TIẾN TRÌNH DẠY- HỌC Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ và chuẩn bị của HS: 10 phút.

Hoạt động của học sinh Nội dung đạt được

- Nhớ lại kiến thức và trả lời câu hỏi Hoạt động của giáo viên - Đặt câu hỏi để HS trả lời: + Câu 1: Hệ cô lập là gì? Phát biểu định luật bảo toàn động lượng. + Câu 2: Phát biểu định

- Củng cố lại kiến thức.



Nội dung đạt được

+ HS ghi nhận, tiếp thu. + HS làm việc theo nhóm và đưa ra câu trả lời các câu hỏi của GV. + Một nhóm trình bày, các nhóm khác theo dõi, nhận xét, bổ xung. - Nhà du hành ném bình ôxi về một hướng để chuyển động theo hướng ngược lại. (Nguyên tắc quan hệ phản hồi) - Ném bình ôxi (thiết bị hỗ trợ nhà du hành duy sống ngoài trì cuộc không gian) để quay trở về con tàu của mình tắc biến hại (Nguyên thành lợi). + HS ghi nhận, tiếp thu. + Đưa ra dự đoán. - Dùng một con lắc thử đạn. + Giải Bài tập 2: Làm việc cá nhân. + Làm việc theo nhóm lý động năng. + Câu 3: Phát biểu định luật bảo toàn cơ năng. Hoạt động 2: Hướng dẫn HS giải các dạng bài tập: 30 phút. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh * Tạo tình huống có vấn đề: Đọc Bài tập 1 cho HS. * Định hướng giúp HS giải quyết vấn đề: - Nhà du hành có thể đi bộ về tàu của mình được không? - Lúc này nhà du hành sẽ làm gì với bình ôxi để có thể chuyển động? - Chuyển động của nhà du hành trong trường hợp này gọi là chuyển động gì ? - Nhà du hành đã áp dụng định luật vật lí nào? - Nếu trên người nhà du hành không có vật gì thì có cách nào khác để quay về tàu của mình không? + Nhận xét và kết luận. * Tạo tình huống có vấn đề tiếp theo: Làm thế nào để có thể xác định vận tốc của một viên đạn dựa vào định luật bảo toàn động lượng. Giới thiệu về con lắc thử đạn. Trước hết, chúng ta xét sự chuyển hóa năng lượng của vật treo vào sợi dây Bài tập 1: Một nhà du hành vũ trụ đã ra ngoài không gian như do một sự cố, dây nối người với con tàu bị tuột. Để quay về con tàu vũ trụ, nhà du hành phải làm gì? Biết trên người nhà du hành có đeo một bình ôxi. + Lời giải tóm tắt: Nhà du hành phải ném một bình ôxi ngược hướng với hướng trở quay về tàu con tàu của mình. Nếu không có vật gì trong người thì tình thế sẽ rất bi thảm, người đó sẽ không thể trở về tàu được. Chuyển động của nhà du hành trong trường hợp này gọi là chuyển động bằng phản lực. Theo định luật bảo toàn động lượng, nhà du hành vũ trụ sẽ chuyển động hướng về tàu vũ trụ của mình với vận tốc: m M Trong đó, M và m lần lượt là khối lượng của vật và khối lượng của bình ôxi, v là độ lớn vận tốc của bình ôxi. Bài tập 2: (BTCS) Một con lắc đơn gồm vật nặng có khối lượng m treo vào một sợi dây nhẹ không co giãn có chiều dài 1 m. Khi vật ở vị trí cân bằng thì dây treo có phương thẳng đứng. Ta cần truyền cho vật một vận tốc bằng bao nhiêu thì vật lên đến vị trí cao nhất khi dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc 600? Đây là dạng Bải tập dễ áp

dụng Định luật bảo toàn cơ năng và HS có thể trả lời được. Bài tập 3: (BTST) Với một khúc gỗ đã biết khối lượng, hai sợi dây mảnh có chiều dài bằng nhau và một thước dây. Hãy xác định vận tốc của một viên đạn đã biết khối lượng. + Lời giải tóm tắt:



 (M m)V

  v

 M m m

Ta cho viên đạn bắn vào khúc gỗ (giả sử khúc gỗ đủ dài để viên đạn nằm trong khúc gỗ). Gọi M, m lần lượt là khối lượng của khúc gỗ và viên đạn), v là độ lớn vận tốc của viên đạn trước khi xuyên vào khúc gỗ, V là độ lớn vận tốc của khúc gỗ + viên đạn nằm trong nó sau va chạm. Theo định luật bảo toàn động lượng: mảnh của con lắc. Từ đó đưa ra Bài tập 2. Định hướng để HS đưa ra Bài tập 3 (BTST). * Định hướng giúp HS giải quyết vấn đề: - Chúng ta sẽ cho viên đạn bắn vào khúc gỗ. Sự va chạm này thuộc loại va chạm nào? - Vận tốc của khúc gỗ và đạn (nằm trong khúc gỗ) liên hệ với vận tốc của đạn trước khi xuyên qua khúc gỗ tuân theo định luật bảo toàn nào? - Chỉ dùng thước dây, làm thế nào để xác định vận tốc của khúc gỗ và đạn (nằm trong khúc gỗ) sau khi viện đạn xuyên vào khúc gỗ? - Nếu ta không có thước dây mà chỉ có thước đo góc và đã biết chiều hai của hai sợi dây treo khúc gỗ thì có xác định được độ cao tối đa h mà khúc gỗ lên được không?

 (M m)V (M m)gh



1 2

2gh



Ta xác định vận tốc V của hệ thông qua việc đo độ cao h bằng thước dây mà khối gỗ bị đẩy lên cao so với lúc đầu. Theo định luật bảo toàn cơ năng:

Từ hai biểu thức ở trên ta xác định được vận tốc v của đạn theo công thức:  M m m

để phát biểu Bài tập 3. (Nguyên tắc linh động, nguyên tắc đảo ngược, nguyên tắc tổng hợp) - Cho viên đạn xuyên vào khúc gỗ, thông qua chuyển động của khúc gỗ để xác định vận tốc của viên đạn (Nguyên tắc quan hệ phản hồi). - Chia bài toán thành hai giai đoạn: Đo độ cao tối đa h của khối gỗ để xác định vận tốc của khúc gỗ sau va chạm; Thông qua va chạm mềm giữa viên đạn và khúc gỗ để xác định vận tốc của viên đạn (Nguyên tắc phân nhỏ). + Một nhóm trình bày trước lớp, các nhóm khác lắng nghe, nhận xét và bổ xung cho phù hợp. + Nhận xét về cách giải Bài tập. Nếu trong trường hợp này ta không dùng một thước dây mà dùng một thước đo góc và đã



 (1 cos )



biết chiều dài  của hai sợi dây treo khúc gỗ thì ta có thể xác định độ cao h thông qua việc đo góc lệch  giữa dây treo so với phương thẳng đứng. Khi đó: 

Bài tập về nhà: Bài tập 11 (LV). Có hai viên bi bằng thép, một trong hai viên đã biết khối lượng, bột dẻo, giá thí nghiệm, thước

đo góc, hai sợi dây cùng chiều dài. Hãy xác định khối lượng của viên bi còn lại. - Củng cố và tổng kết, nhận xét giờ học: 3 phút. - Dặn HS chuẩn bị Bài tập về nhà: 2 phút. - Đề kiểm tra số 3 (phụ lục 3).

PHỤ LỤC 2 PHIẾU THĂM DÒ Ý KIẾN GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH PHIẾU THĂM DÒ Ý KIẾN CỦA GIÁO VIÊN VỀ VIỆC SỬ DỤNG BÀI TẬP VẬT LÍ (BTVL) NÓI CHUNG, BÀI TẬP SÁNG TẠO (BTST) VỀ VẬT LÍ NÓI RIÊNG TRONG QUÁ TRÌNH DẠY HỌC

Kính gửi quý Thầy, Cô dạy vật lí! Chúng tôi đang nghiên cứu các vấn đề liên quan tới việc giảng dạy Bài tập vật lí hiện nay ở các trường THPT ở TP. Hồ Chí Minh. Để có những số liệu khách quan trong quá trình nghiên cứu, chúng tôi mong muốn được quý Thầy, Cô cho ý kiến của mình qua bảng câu hỏi sau đây. Chúng tôi xin cam đoan rằng bảng trả lời của quý Thầy, Cô chỉ được sử dụng vì mục đích khoa học và không công bố ra ngoài. Xin chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô!

Tên giáo viên (có thể không viết): ……………………… Trường: …………………………………………………. Để quý thầy cô có thể cho ý kiến khách quan, chính xác, chúng tôi xin được trình bày sơ lược về

một khái niệm mới xuất hiện trong thời gian gần đầy là Bài tập sáng tạo (BTST).

Bài tập sáng tạo (BTST) là loại bài tập mà giả thiết không có thông tin đầy đủ liên quan đến hiện tượng, quá trình vật lí, có những đại lượng vật lí được ẩn dấu; điều kiện bài toán không chứa đựng chỉ dẫn trực tiếp hoặc gián tiếp về angôrit giải hay kiến thức vật lí cần sử dụng cho việc giải bài tập, đề bài che giấu dữ kiện khiến người giải liên hệ tới một angôrit đã có. Các dấu hiệu nhận biết bài tập sáng tạo về vật lí

+ Bài tập có nhiều cách giải + Bài tập có hình thức tương tự nhưng có nội dung biến đổi Loại bài tập này thường có nhiều câu hỏi, câu hỏi một là bài tập luyện tập, các câu hỏi tiếp theo có hình thức tương tự, nếu vẫn áp dụng phương pháp giải như trên thì sẽ dẫn đến bế tắc vì nội dung câu hỏi đã có sự biến đổi về chất.

+ Bài tập thí nghiệm Bài tập thí nghiệm vật lí gồm bài tập thí nghiệm định tính, bài tập thí nghiệm định lượng. + Bài tập cho thiếu, thừa hoặc sai dữ kiện Để giải quyết được vấn đề của BT này HS cần phải có sự phát hiện ra những điều chưa hợp lí và có được sự lí giải cần thiết, tự cung cấp số liệu cho bài toán thiếu dữ kiện, nếu là đề toán sai thì phải tìm ra chỗ sai và chọn giải pháp tối ưu làm cho đề toán hết sai.

+ Bài tập nghịch lí, ngụy biện Đây là dạng bài tập chứa đựng một sự ngụy biện nên dẫn đến nghịch lí: kết luận rút ra mâu thuẫn với thực tiễn hay mâu thuẫn với nguyên tắc, định luật vật lí đã biết.

+ Bài toán hộp đen Bài toán hộp đen gắn liền với việc nghiên cứu đối tượng mà cấu trúc bên trong là đối tượng nhận thức mới (chưa biết), nhưng có thể đưa ra mô hình cấu trúc của đối tượng nếu cho các dữ kiện.

Trên đây là những dấu hiệu để nhận biết một BTST về vật lí. Để giải loại bài tập này, HS phải học cách thức hoạt động mà các nhà khoa học vật lí đã sử dụng để nghiên cứu các hiện tượng vật lí và khám phá ra những quy luật chi phối các hiện tượng đó. Để tạo ra được những bài tập như vậy, một trong những cách thức là dựa vào các nguyên tắc sáng tạo của TRIZ.

Ví dụ: Bài tập giáo khoa (BTGK): Một hòn bi lăn theo cạnh của một mặt bàn hình chữ nhật cao h = 1,25 m. Khi ra khỏi mép bàn, nó rơi xuống nền nhà tại điểm cách mép bàn L = 1,50 m. (theo phương ngang)? Lấy g = 10 m/s2. Tính thời gian rơi của bi và tốc độ của bi lúc rời khỏi bàn.

Bài tập sáng tạo (BTST): Nhờ một thước dây, làm thế nào để xác định vận tốc quả bóng do một nam sinh ném lớn hơn vận tốc một quả bóng do một nữ sinh ném là bao nhiêu?

Ngoài ra, phương pháp dùng để học sinh (HS) suy luận là phương pháp tự nhiên: phương pháp thử và sai, phương pháp này chưa hiệu quả trong việc giúp các em đưa ra các ý tưởng sáng tạo để giải quyết vấn đề. Hiện nay chúng ta đang có một công cụ tư duy hiệu quả giúp mỗi người bình thường đều có thể đưa ra các ý tưởng sáng tạo, đó chính là phương pháp luận sáng tạo mà hạt nhân của nó là 40 nguyên tắc sáng tạo (TRIZ) Sau đây là hệ thống các câu hỏi, quý Thầy, Cô khoanh tròn các gợi ý mà Thầy, Cô lựa chọn. 1. Xin quý Thầy, Cô đánh giá chung về vai trò của BTVL trong dạy học: (Chọn 1 ý)

A. Không quan trọng C. Tương đối quan trọng

B. Đôi lúc quan trọng D. Rất quan trọng 2. Theo Thầy, Cô thì tác dụng của BTVL đối với việc học VL của HS được sắp xếp theo thứ tự ưu tiên như thế nào? (Thầy, Cô ghi thêm số thứ tự ưu tiên từ 1  5)

B. Hiểu bài………….. D. Làm tốt bài KT, thi………. A. Nhớ công thức……… C. Phát triển tư duy….. E. Phát triển các kĩ năng ……..

3. Bên cạnh truyền đạt kiến thức và kĩ năng cho HS thì Thầy, Cô quan tâm về việc rèn luyện tư duy sáng tạo cho HS như thế nào? (Chọn 1 ý) A. quan tâm rèn luyện thường xuyên. B. thỉnh thoảng có rèn luyện. C. chưa chú ý, chỉ quan tâm đến kiến thức và các kĩ năng cần thiết của bài học, môn học 4. Theo Thầy, Cô thì BTST phù hợp với đối tượng HS nào? B. HS có học lực từ Khá trở lên.

A. HS có học lực từ Giỏi trở lên. C. HS có học lực từ Trung bình trở lên. D. Tất cả HS trong lớp.

5. Theo Thầy, Cô thì BTST nên được sử dụng trong ở hình thức nào? (Thầy, Cô ghi thêm số thứ tự ưu tiên từ 1  5)

Tiết học luyện tập giải bài tập Tiết ôn tập kiến thức Đề thi tuyển HS giỏi của trường Tiết học bồi dưỡng HS khá, giỏi Trong sinh hoạt câu lạc bộ vật lí ……. ……. ……. ……. ……. 6. Theo quý Thầy, Cô thì sự cần thiết nhất để sử dụng BTST trong dạy học là gì? (Chọn 1 ý)

A. Giúp HS nhớ được các công thức lâu hơn B. Giúp HS hiểu sâu hơn các kiên thức trong bài học C. Giúp HS vận dụng được kiến thức đã học D. Giúp HS có thể làm tốt bài kiểm tra và thi E. Rèn luyện tư duy sáng tạo cho HS

7. Theo Quý Thầy, Cô thì lợi ích mà BTST đem lại là gì? (Thầy, Cô ghi thêm số thứ tự ưu tiên từ 1  5)

Giúp HS gắn kết giữa kiến thức vật lí với đời sống, khoa học kĩ thuật. ……. ……. Giúp HS hiểu kiến thức vật lí sâu sắc hơn. ……. Giúp HS nắm vững cách giải BTVL. ……. Giúp HS cảm thấy môn vật lí gần gũi và có ích. ……. Giúp HS rèn luyện tư duy sáng tạo

8. Theo cảm nhận của Thầy, Cô thì sử dụng BTST có làm HS hứng thú hơn khi học vật lí không? A. Có. B. Không. C. Không có ý kiến.

9. Theo Thầy, Cô thì để giúp các em giải BTST, GV có cần phải chuẩn bị hệ thống các câu hỏi định hướng tư duy không?

A. Rất cần thiết. C. Không cần. B. Cần. D. Không có ý kiến.

10. Thầy cô đã biết và tìm hiểu các nguyên tắc sáng tạo của TRIZ chưa? B. Có quan tâm.

A. Rất quan tâm. C. Biết nhưng không quan tâm lắm. D. Chưa biết. Xin chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô. Kính chúc quý Thầy, Cô hoàn thành tốt nhiệm vụ của mình

và thành công trong cuộc sống.

BẢNG THỐNG KÊ KẾT QUẢ THĂM DÒ Ý KIẾN CỦA GIÁO VIÊN

STT NỘI DUNG KHẢO SÁT

1 Đánh giá chung về vai trò của BTVL

3 0 0 5 2 8 7 0 1 7 8 0 4 0 0 4 5 0 0 6 Số lượng 0 0 4 11 2 Tác dụng của BTVL đối với việc học VL của HS 0 0 10 5 0

0 0 0 6 9

A. Không quan trọng B. Đôi lúc quan trọng C. Tương đối quan trọng D. Rất quan trọng Thứ tự ưu tiên A. Nhớ công thức B. Hiểu bài C. Phát triển tư duy D. Làm tốt bài KT, thi E. Phát triển các kĩ năng A. quan tâm rèn luyện thường xuyên. B. thỉnh thoảng có rèn luyện. 7 6 3

C. chưa chú ý 2 Mức độ quan tâm về việc rèn luyện tư duy sáng tạo cho HS

4 BTST phù hợp với đối tượng HS nào?

1 2 5 4 3 5 8 1 1

1 1 6 0 7

1 5 0 7 2

thi tuyển HS 5 5 1 2 3 4 BTST nên được sử dụng ở hình thức nào?

3 7 0 0 5

7 2 1 1 4

4 6 Sự cần thiết nhất để sử dụng BTST trong dạy học 0

A. HS có học lực từ Giỏi trở lên. B. HS có học lực từ Khá trở lên. C. HS có học lực từ Trung bình trở lên. D. Tất cả HS trong lớp Thứ tự ưu tiên Tiết học luyện tập giải bài tập Tiết ôn tập kiến thức Đề giỏi của trường Tiết học bồi dưỡng HS khá, giỏi Trong sinh hoạt câu lạc bộ vật lí A. Giúp HS nhớ được các công thức lâu hơn B. Giúp HS hiểu sâu hơn các kiên thức trong bài học C. Giúp HS vận dụng được kiến thức đã học D. Giúp HS có thể làm tốt bài kiểm tra và thi E. Rèn luyện tư duy sáng tạo cho HS

1 2 3 4 5 9

7 6 4 4 1 0 Lợi ích mà BTST đem lại Thứ tự ưu tiên Giúp HS gắn kết giữa kiến thức vật lí với đời sống, khoa học kĩ thuật.

2 6 3 2 2

1 1 0 7 6

1 2 4 5 3

5 2 4 0 4

Giúp HS hiểu kiến thức vật lí sâu sắc hơn. Giúp HS nắm vững cách giải BTVL. Giúp HS cảm thấy môn vật lí gần gũi và có ích. Giúp HS rèn luyện tư duy sáng tạo A. Có. B. Không. C. Không có ý kiến. A. Rất cần thiết. B. Cần. C. Không cần. 11 0 4 11 4 0 9

D. Không có ý kiến. 0

BTST có làm HS hứng thú hơn khi học vật lí không Để giúp HS giải BTST, GV có cần chuẩn bị hệ thống các câu hỏi định hướng tư duy không? Thầy cô đã biết và tìm hiểu các nguyên tắc sáng tạo của TRIZ chưa A. Rất quan tâm. B. Có quan tâm. C. Biết nhưng không quan tâm lắm. D. Chưa biết. 2 2 4 7

PHIẾU THĂM DÒ Ý KIẾN HỌC SINH

Các em học sinh thân mến ! Nhằm giúp việc học vật lí của các em trở nên hứng thú và bổ ích hơn, gắn kết kiến thức vật lí học ở trường với thực tế đời sống và khoa học kĩ thuật nhiều hơn. Trong thời gian qua, cô đã bước đầu giúp các em làm quen với phương pháp tư duy sáng tạo, đó là sử dụng các nguyên tắc sáng tạo khi suy nghĩ và giải quyết vấn đề, cô đã đưa vào chương trình học chương Cơ học lớp 10, các bài tập sáng tạo (BTST) bên cạnh bài tập giáo khoa quen thuộc mà các em vẫn rèn luyện trước đây. Sau khi học và làm các BTST ấy, so sánh với các bài tập giáo khoa, các em hãy cho biết ý kiến của mình một cách thành thật nhé! Các câu hỏi nhiều lựa chọn, các em chỉ khoanh tròn một đáp án thôi. Xin cảm ơn các em rất nhiều! 1. BTST và câu hỏi định hướng tư duy của giáo viên có vừa sức của em không?

A. Rất khó. C. Vừa sức. B. Hơi khó. D. Dễ.

2. Theo em, thời gian để em làm BTST như thế nào? B. Nhiều. D. Ít. A. Rất nhiều. C. Vừa phải.

3. So với khi giải bài tập luyện tập, việc giải BTST tốn công sức của em như thế nào?

A. Nhiều hơn. C. Ít hơn. B. Như nhau. D. Tùy từng bài tập.

4. Theo em, BTST nên được sử dụng trong các tiết học loại nào sau đây? Em hãy đánh thứ tự ưu tiên từ 1  5 vào khoảng trống nhé.

Tiết học luyện tập giải bài tập Tiết ôn tập kiến thức Đề thi tuyển HS giỏi của trường Tiết học bồi dưỡng HS khá, giỏi Trong sinh hoạt câu lạc bộ vật lí ………….. ………….. ………….. ………….. …………..

Không

5. Em có hứng thú khi làm BTST không ? B. Thích. A. Rất thích. C. Bình thường (như làm các bài tập giáo khoa) D. Không hứng thú

Có Giúp em gắn kết giữa kiến thức vật lí với đời sống, khoa học kĩ thuật. … … Giúp em hiểu kiến thức vật lí sâu sắc hơn. … Giúp em nắm vững cách giải BTVL. … Giúp em cảm thấy môn vật lí gần gũi và có ích.

6. Sau khi học BTST trong các tiết học giải bài tập vật lí và sinh hoạt ngoại khóa vừa rồi, lợi ích mà BTST đem lại là gì? Các em đánh dấu X vào ô Có hoặc Không nhé.

… … … …

7. Theo em, các nguyên tắc sáng tạo có giúp em định hướng suy nghĩ và giải quyết vấn đề tốt hơn không?

A. Giúp ích rất nhiều. C. Có giúp ích đôi chút. B. Giúp ích nhưng chưa nhiều. D. Không giúp ích gì cả.

8. Em có mong muốn được học và làm BTST ở nhiều phần học, môn học khác không? B. Không A. Có C. Không có ý kiến

9. Em có mong muốn được tìm hiểu và rèn luyện để mình có thể vận các nguyên tắc sáng tạo trong tư duy giải quyết vấn đề không? B. Sao cũng được.

A. Rất mong muốn. C. Không cần thiết.

10. Em hãy vui lòng nêu cảm nghĩ của mình về BTST và việc vận dụng các nguyên tắc sáng tạo để tư duy giải quyết vấn đề khi học vật lí. …………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………

BẢNG THỐNG KÊ KẾT QUẢ THĂM DÒ Ý KIẾN CỦA HỌC SINH

STT NỘI DUNG KHẢO SÁT

BTST và câu hỏi định hướng tư duy của giáo viên có vừa sức không

2 Thời gian để làm BTST

3 A. Rất khó. B. Hơi khó. C. Vừa sức. D. Dễ. A. Rất nhiều. B. Nhiều. C. Vừa phải. D. Ít. A. Nhiều hơn. B. Như nhau C. Ít hơn. Số lượng 12 25 43 15 22 41 42 0 76 19 0

D. Tùy từng bài tập. 0 So với khi giải bài tập luyện tập, việc giải BTST tốn công sức của em như thế nào?

3 4 1 62 25

3 2 2 18 70

8 40 35 12 0 4

BTST nên được sử dụng trong các tiết học loại nào?

0 0 69 17 9

0 12 32 48 3

51 25

5 7 Em có hứng thú khi làm BTST không ?

12 Có Không

93 2

6 Lợi ích mà BTST đem lại 78 45 17 50

90 5

7 Các nguyên tắc sáng tạo có giúp em định hướng suy Tiết học luyện tập giải bài tập Tiết ôn tập kiến thức Đề thi tuyển HS giỏi của trường Tiết học bồi dưỡng HS khá, giỏi Sinh hoạt CLB vật lí A. Rất thích. B. Thích. C. Bình thường (như làm các bài tập giáo khoa) D. Không hứng thú Giúp em gắn kết giữa kiến thức VL với đời sống, khoa học kĩ thuật. Giúp em hiểu kiến thức VL sâu sắc hơn Giúp em nắm vững cách giải BTVL. Giúp em cảm thấy môn vật lí gần gũi và có ích A. Giúp ích rất nhiều. B. Giúp ích nhưng chưa nhiều. C. Có giúp ích đôi chút. 54 35 6

0 D. Không giúp ích gì cả.

A. Có B. Không 87 6 8

C. Không có ý kiến 2

A. Rất mong muốn. 82

5 B. Sao cũng được. 9

C. Không cần thiết. 8

10 Đa số các em cảm thấy yêu thích các tiết học có sử dụng BTST, đặc biệt là rất thích tham gia các hoạt động ngoại khóa.

nghĩ và giải quyết vấn đề tốt hơn không? Em có mong muốn được học và làm BTST ở nhiều phần học, môn học khác không? Em có mong muốn được tìm hiểu và rèn luyện để mình có thể vận các nguyên tắc sáng tạo trong tư duy giải quyết vấn đề không? Cảm nghĩ của mình về BTST và việc vận dụng các nguyên tắc sáng tạo để tư duy giải quyết vấn đề khi học vật lí

PHỤ LỤC 3 CÁC ĐỀ KIỂM TRA

Bài kiểm tra số 1

TÍNH TƯƠNG ĐỐI CỦA CHUYỂN ĐỘNG – CÔNG THỨC CỘNG VẬN TỐC

Hình thức: Trắc nghiệm. Thời gian làm bài: 15 phút. * Mục tiêu:

- Kiểm tra khả năng vận dụng kiến thức và kỹ năng sau bài học. - Kiểm tra khả năng vận dụng các nguyên tắc sáng tạo để giải BTVL. Câu 1: Ghép nội dung của cột bên trái với nội dung của cột bên phải thành một câu có nội dung đúng.

a) vận tốc của vật đối với hệ quy chiếu đứng yên. b) vận tốc tương đối cộng với vận tốc kéo theo. c) vận tốc của vật đối với hệ quy chiếu chiểu động. d) tính tương đối của quỹ đạo. đ) tính tương đối của vận tốc. e) vận tốc của hệ quy chiếu chuyển động đối với hệ quy chiếu đứng yên. 1. Sự phụ thuộc của quỹ đạo chuyển động vào hệ quy chiếu thể hiện 2. Sự phụ thuộc của vận tốc chuyển động vào hệ quy chiếu thể hiện 3. Vận tốc tuyệt đối là 4. Vận tốc tương đối là 5. Vận tốc kéo theo là 6. Vận tốc tuyệt đối bằng

C. 90 km/h. B. 50 km/h. D. Không thể tính được.

D. Tàu H chạy, tàu N đứng yên.

Câu 2: Một người ngồi trên xe A chuyển động thẳng với vận tốc 40 km/h, thấy xe B chạy cùng trên đường thẳng theo chiều ngược lại với vận tốc có độ lớn bằng 90 km/h. Vận tốc của xe B đối với mặt đất bằng: A. 130 km/s. Câu 3: Chọn phát biểu sai. A. Quỹ đạo của một vật là tương đối, đối với các hệ quy chiếu khác nhau thì quỹ đạo của vật là khác nhau. B. Vận tốc của vật là tương đối. Trong các hệ quy chiếu khác nhau, vận tốc của cùng một vật là khác nhau. C. Khoảng cách giữa hai điểm trong không gian là tương đối. D. Tọa độ của một chất điểm phụ thuộc vào hệ quy chiếu. Câu 4: Một hành khách ngồi trong toa tàu H, nhìn qua cửa sổ thấy toa tàu N bên cạnh và gạch lát sân ga chuyển động cùng chiều nhưng với vận tốc khác nhau. Chọn kết luận đúng. A. Tàu H và tàu N chạy ngược chiều nhau. B. Tàu H và tàu N chạy cùng chiều nhau. C. Tàu H đứng yên, tàu N chạy. Câu 5: Một hành khách ngồi trong toa tàu H, nhìn qua cửa sổ thấy toa tàu N bên cạnh và gạch lát sân ga chuyển động ngược chiều nhau. Chọn kết luận đúng. A. Tàu H đứng yên, tàu N chạy. B. Tàu H và tàu N chạy cùng chiều nhau và vận tốc tàu H nhỏ hơn vận tốc tàu N. C. Tàu H và tàu N chạy ngược chiều nhau. D. Tàu H và tàu N chạy cùng chiều nhau và vận tốc tàu H lớn hơn vận tốc tàu N. Câu 6: Tại sao trạng thái đứng yên hay chuyển động của một chiếc ô tô có tính tương đối? A. Vì chuyển động của ô tô được quan sát ở các thời điểm khác nhau. B. Vì chuyển động của ô tô được xác định bởi những người quan sát khác nhau đứng bên lề đường. C. Vì chuyển động của ô tô không ổn định: lúc đứng yên, lúc chuyển động.

B. Nằm ngang. D. Xiên về phía sau xe.

D. v = 8,00 km/h. C. v = 5 km/h.

D. Vì chuyển động của ô tô được quan sát trong các hệ quy chiếu khác nhau (gắn với đường và gắn với ô tô). Câu 7: Trong thời tiết lặng gió, giả sử em đang ngồi trong một chiếc ô tô đang chuyển động thẳng đều. Các giọt mưa đập vào cửa kính ô tô sẽ để lại các vết trên kính cửa bên của ô tô có hình dạng như thế nào? A. Thẳng đứng. C. Xiên về phía trước xe. Câu 8: Trong thời tiết lặng gió, giả sử em đang ngồi trong một chiếc ô tô đang chuyển động thẳng đều. Để xác định được vận tốc rơi của các giọt mưa ngay trước khi chúng đập vào cửa kính ô tô theo các vết mà chúng để lại trên kính cửa bên của một ô tô, em cần những dụng cụ nào? A. Thước thẳng và điện thoại di động (để bấm các phép tính). B. Thước đo góc và điện thoại di động (để bấm các phép tính). C. Đồng hồ đeo tay và điện thoại di động (để bấm các phép tính). D. Không thể xác định được. Câu 9: Một chiếc thuyền chuyển động thẳng ngược chiều dòng nước với vận tốc 6,5 km/h đối với dòng nước. Vận tốc chảy của dòng nước đối với bờ sông là 1,5 km/h. Vận tốc v của thuyền đối với bờ sông có độ lớn bằng bao nhiêu? A. v  6,70 km/h. B. v  6,3 km/h. Câu 10: Hành khách A đứng trên toa tàu, nhìn qua cửa sổ toa sang hành khách B ở toa tàu bên cạnh. Hai toa tàu đang đỗ trên hai đường tàu song song với nhau trong sân ga. Bỗng A thấy B chuyển động về phía sau. Tình huống nào sau đây chắc chắc không xảy ra? A. Cả hai toa tàu cùng chạy về phía trước. A chạy nhanh hơn. B. Cả hai toa tàu cùng chạy về phía trước. B chạy nhanh hơn. C. Toa tàu A chạy về phía trước. Toa tàu B đứng yên. D. Toa tàu A đứng yên. Toa tàu B chạy về phía sau.

ĐÁP ÁN

Câu 1: 1d; 2đ; 3a; 4c; 5e; 6b. Câu 2: B; Câu 3: C; Câu 4: A; Câu 5: B; Câu 6: D; Câu 7: D; Câu 8: A; Câu 9: C; Câu 10: B.

Bài kiểm tra số 2

KIỂM TRA 1 TIẾT CHƯƠNG ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM

Hình thức: Tự luận. Thời gian làm bài: 45 phút. * Mục tiêu:

- Kiểm tra kiến thức chương 1. - Kiểm tra khả năng vận dụng các nguyên tắc sáng tạo để giải BTVL. Câu 1: (1 điểm)

Phát biểu và viết hệ thức định luật II Niu-tơn.

Phát biểu nội dung định luật Húc. Viết biểu thức của định luật và giải thích các đại lượng có

Câu 2: (1 điểm) trong công thức. Câu 3: (2 điểm)

Làm thế nào để xác định hệ số ma sát trượt giữa một thanh gỗ trên một mặt phẳng nghiêng mà chỉ dùng một lực kế. Biết rằng độ nghiêng của mặt phẳng là không đổi và không đủ lớn để cho thanh tự trượt mà không cần lực tác dụng bên ngoài. Câu 4: (3 điểm) Vệ tinh địa tĩnh là vệ tinh nhân tạo của Trái Đất, quay quanh Trái Đất bằng chu kì tự quay của Trái Đất, là 24 giờ, sao cho vệ tinh này dường như luôn đứng yên đối với một điểm ở mặt đất. Một vệ tinh địa tĩnh chuyển động chuyển động trên quỹ đạo có bán kính tính từ tâm Trái Đất là 4,23.107 m, bán

Nm 2 kg

kính của Trái Đất là 6400 km. Cho hằng sô hấp dẫn: G = 6,67.10-11 . Xác định khối lượng riêng

của Trái Đất.. Câu 5: (2 điểm)

Một chiếc xe chạy theo một đường vòng quanh có bán kính 300 m với vận tốc không đổi. Mặt đường nghiêng với phương ngang một góc 200. Giả sử không có ma sát giữa bánh xe với mặt đường. Cho g = 10 m/s2. Hỏi vận tốc của xe phải bằng bao nhiêu?

ĐÁP ÁN Câu 1: (1 điểm)

Phát biểu định luật II Niu-tơn (0,5 điểm) Viết hệ thức định luật (0,5 điểm)

Câu 2: (1 điểm) Phát biểu nội dung định luật Húc ..................................................... (0,5 điểm). Viết biểu thức của định luật và giải thích các đại lượng có trong công thức ...... (0,5

Bài tập 6 (Chương 2)

m R ' m

R ' M

3 R '



2  



 

điểm). Câu 3: (2 điểm) Câu 4: (3 điểm) Bài tập 9 (Chương 2)

F hd

F   ht

 4 2 T

 4 G.T

Mm 2 R '

3 R D

..... (1 điểm) Ta có:

4   3

Khối lượng của hành tinh: ............................................ (0,5 điểm)



R ' R

  3 .  2 G.T 

3   

Khối lượng riêng D của hành tinh theo công thức: kg/m3 ........ (1

3 5, 465.10





điểm)

3  -11 6,67.10 .(24.3600)

4,23.10 6400.10

  

  

Thay số: ................ (0,5 điểm)

Câu 5: (2 điểm)

F P tan



 

  v

gR tan

 ............................................. (1 điểm)

Bài tập 14 (Chương 2) Vẽ hình ............................................................................................. (0,5 điểm)

2v R

Ta có:

Thay số: v 33 m/s ......................................................................... (0,5 điểm)

Bài kiểm tra số 3

KIỂM TRA 1 TIẾT CHƯƠNG CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN

Hình thức: Tự luận (5 điểm) và Trắc nghiệm (5 điểm). Thời gian làm bài: 45 phút. * Mục tiêu:

- Kiểm tra kiến thức chương 3. - Kiểm tra khả năng vận dụng các nguyên tắc sáng tạo để giải BTVL.

Phần 1: TỰ LUẬN Câu 1: (3 điểm)

Một viên đạn được bắn vào một khúc gỗ được treo hai sợi dây mảnh có chiều dài bằng nhau có khối lượng gấp 10 lần khối lượng viên đạn, dài 8 m. Sau đó viên đạn nằm trong khối gỗ và cả hai cùng chuyển động làm cho dây treo lệch so với phương thẳng đứng một góc 800. Hãy xác định vận tốc của một viên đạn. Câu 2: (2 điểm) - Nêu một thí dụ về sự chuyển hóa động năng và thế năng trong trường hợp vật chịu tác dụng của

lực đàn hồi. - Khi nào động năng của vật: a) biến thiên? b) tăng lên? c) giảm đi?

 1v

đuổi theo một ôtô B có khối

. Động lượng của xe A đối với hệ quy chiếu gắn với xe B là:





 

 

Phần 2: TRẮC NGHIỆM Câu 1: Một ôtô A có khối lượng m1 đang chuyển động với vận tốc  lượng m2 chuyển động với vận tốc 2v 

 p AB  p AB

  vm 1 1   vm 1 2

 2 v  1 v

 p AB  p AB

  vm 1 1   vm 1 2

 2 v  1 v

B. D.

2100 500

km /

/ h

2200km / h

2600

2000

1600

so với h . Sau đó

1  v

B. D. C.





A. C. Câu 2: Một tàu vũ trụ có khối lượng M đi trong không gian sâu thẳm với vận tốc 1  v Mặt Trời. Nó ném đi tầng cuối cùng có khối lượng 0,2 M với tốc độ đối với tàu là  u tốc độ của tàu là: A. 1    v 1v Câu 3: Một thám tử khối lượng m đang chạy trên bờ sông thì nhảy lên một chiếc ca nô khối lượng M đang chạy với vận tốc V song song với bờ. Biết thám tử nhảy lên canô theo phương vuông góc với bờ sông. Vận tốc của ca nô sau khi thám tử nhảy lên là:

MV  Mm





A. B.

  VmM M   VmM M

73,1

3 

C. D.

)

MV mM   Câu 4: Công suất là đại lượng là đại lượng được tính bằng: A. Tích của công và thời gian thực hiện công. B. Tích của lực tác dụng và vận tốc. C. Thương số của công và vận tốc. D. Thương số của lực và thời gian tác dụng lực. Câu 5: Kéo một xe goòng bằng một sợi dây cáp với một lực bằng 150N. Góc giữa dây cáp và mặt phẳng ngang bằng 30o. Công của lực tác dụng lên xe để xe chạy được 200m có giá trị (Lấy C. 15000 J A. 51900 J Câu 6: Dưới tác dụng của lực bằng 5N lò xo bị giãn ra 2 cm. Công của ngoại lực tác dụng để lò xo giãn ra 5 cm là: A. 0,25 J

B. 30000 J D. 25950 J

C. 0.3125 J B. 0,15 J D. 0,75 J



2kx

Câu 7: Xét chuyển động của con lắc đơn như hình vẽ. Chọn gốc thế năng tại O. Phát biểu nào sau đây sai? A. Động năng của vật cực đại tại A và B, cực tiểu tại O. B. Khi vật chuyển động từ A tới O thì thế năng giảm, còn động năng tăng. C. Cơ năng của vật tại A, B và M bằng nhau. D. Cơ năng của vật tại M bằng tổng động năng và thế năng của vật tại đó. Câu 8: Một vật được ném thẳng đứng từ dưới lên cao. Trong quá trình chuyển động của vật thì A. Thế năng của vật giảm, trọng lực sinh công dương. B. Thế năng của vật giảm, trọng lực sinh công âm. C. Thế năng của vật tăng, trọng lực sinh công dương. D. Thế năng của vật tăng, trọng lực sinh công âm. Câu 9: Một lò xo có độ cứng k, bị kéo giãn ra một đoạn x . Thế năng đàn hồi lò xo được tính bằng biểu thức

Wt 

1 2

2 xk

Wt 

1 2

B. C. D. A.

40

21

45

42 ĐÁP ÁN

D. B. C. Câu 10: Một khối gỗ có khối lượng M = 8 kg nằm trên mặt phẳng trơn, nối nối với lò xo có độ cứng k = 100 N/m. Viên đạn có khối lượng m = 20 g bay theo phương ngang với vận tốc 0v = 600 m/s cùng phương với trục lò xo đến xuyên vào khối gỗ và dính trong gỗ. Hỏi lò xo bị nén một đoạn tối đa là bao nhiêu? A. l





2gh



 2g (1 cos )

 

2.10.8(1 cos80 ) 11,5





Phần 1: TỰ LUẬN Câu 1: (3 điểm) Bài tập 10 (Chương 2) Vận tốc của một viên đạn:

 M m m

 10m m m

m/s

Câu 2: (2 điểm) Nêu một thí dụ về sự chuyển hóa động năng và thế năng trong trường hợp vật chịu tác dụng của

lực đàn hồi ...................................................................................................... (1 điểm) Khi nào động năng của vật: a) biến thiên? b) tăng lên? c) giảm đi? ...... (1 điểm)

Phần 2: TRẮC NGHIỆM 1A; 2A; 3B; 4B; 5D; 6C; 7A; 8D; 9A; 10C.

PHỤ LỤC 4 BÁO CÁO THỰC HÀNH CỦA HỌC SINH Báo cáo thực hành: CHẾ TẠO TÊN LỬA NƯỚC

Các thành viên của nhóm: Lớp 10 A1 Nguyễn Việt Vương. Nhóm trưởng: Các thành viên: Đoàn Minh Thiện, Nguyễn Thế Hậu, Lê Trường Liêm, Nguyễn Ngọc Châu.

1. Mục đích

- Củng cố kiến thức về chuyển động bằng phản lực. - Chế tạo tên lửa nước đẹp và có thể bay xa. - Hướng dẫn cho các bạn đam mê sáng tạo tự mình có thể làm được những tên lửa nước đẹp, bay xa để tham gia cuộc thi bắn tên lửa nước trong trường.

2. Cơ sở lý thuyết

Tên lửa nước hoạt động theo nguyên tắc chuyển động bằng phản lực. Đây là một đồ chơi có thể được chế tạo từ những vật liệu đơn giản quanh ta nhưng rất lí thú và bổ ích. Đúng ra, phải gọi là “Tên lửa khí nén và nước” mới đúng. Bởi vì, lực đẩy chủ yếu của tên lửa là không khí ta bơm vào, còn nước chỉ góp một phần lực đẩy. Gọi “tên lửa nước” là cách gọi tắt để phân biệt với tên lửa khí nén thuần túy. Lực đẩy của khí khi bị nén dễ thấy nhất là khi ta thổi căng một quả bóng bay, đột nhiên thả tay ra, quả bóng bay về phía trước vì khí thoát ra phía sau.

3. Dụng cụ

- 2 vỏ chai nước ngọt, dung tích 1,2 lít (một chai để nguyên, một chai cắt lấy phần đầu thôi). - 1 tờ giấy A3 cứng; một tấm la-phông nhỏ (nếu không có la-phông thì giấy bìa cứng cũng được).

- Ống nước PVC đường kính 40 mm được cắt thành: 1 đoạn 5 cm; 4 đoạn dài 15 cm; 2 đoạn dài 20 cm; 1 đoạn dài 35 cm.

- 4 đầu bịt ống 21 mm; 3 co chữ T; 8 sợi dây rút nhựa; 1 van xe; 1 miếng xăm xe. - Keo dán ống nước PVC; 1 cuộn keo lụa quấn ống nước.

4. Cách thức tiến hành

- Dùng một đầu chai khác cùng loại để làm đầu tên lửa. - Chụp phần đầu của chai nước bị cắt vào phần đuôi của chai còn nguyên rồi quấn tấm bìa bóng cứng quanh thân của chai nước (để tạo mặt trụ, sau này sẽ gắn cánh vào cho dễ). Dùng băng dán dính lại. - Cắt tấm la-phông (bìa cứng) thành hình cái cánh của tên lửa, bạn có thể tùy ý làm rất nhiều hình dạng cánh khác nhau theo ý thích.

- Nhét một ít giấy báo cũ vào phần đầu nhọn của tên lửa (để phần đầu hơi nặng để dễ bay); Dùng băng keo gắn cố định đầu và cánh tên lửa vào phần thân. Như vậy ta đã có một tên lửa hoàn chỉnh rồi đó! LÀM DÙ CHO TÊN LỬA.

- Dùng vải dù hay ni-lông diện tích 1m2 (1m x 1m), cắt tròn. - Xỏ từ 8 (hoặc 12 lỗ). - Dùng dây dù cột thành 8 đoạn bằng nhau luồn vào 8 lỗ

trên dù.

- Cột thắt nút 8 đầu dây. LÀM BỆ PHÓNG TÊN LỬA. * Khóa tên lửa

- Dùng 8 sợi dây rút nhựa quấn quanh đoạn ống 35 cm - Cột cố định 6 sợi dây lại và dùng keo nến để gia cố thêm - Luồn ống 40cm vào để các khóa ngàm dây rút vào ngạnh ở

cổ chai

* Van bơm

- Dùng 1 van xe máy - Lấy 1 đầu bịt ống 21 mm, dùng mũi dao hơ nóng, để khoét 1 lỗ tròn có đường kính bằng đường kính van xe.

- Dùng xăm xe (ruột xe) làm ron chống xì hơi. Cắt một mẩu xăm xe hình tròn nhét vừa vào đầu bịt ống 21 mm. Khoét 1 lỗ nhỏ để xỏ vừa van xe. Để phần cao su này giữa van và đầu bịt. Vặn ốc xiết chặt van với đầu bịt. * Giàn phóng

- Gắn các đoạn ống nước và dùng keo dán ống nước để cổ định. - Ống phóng tên lửa cố định góc bắn trong khoảng 70o – 80o so với mặt đất.

5. Những chú ý khi tiến hành chế tạo tên lửa nước * Không dùng các chất bôi trơn như nhớt hay mỡ bò để bôi lên giàn phóng. Các chất này tác động lên nhựa PVC và chai làm thay đổi kích thước, khiến tên lửa không bay được.

* Gìàn phóng phải được gắn thật chắc. Yếu tố quyết định cho việc phóng thành công của tên lửa nước nằm chính ở giàn phóng. Giàn phóng càng chắc chắn và kín hơi sẽ tạo được áp suất mạnh để phóng tên lửa.

Báo cáo thực hành: CHẾ TẠO CON LẬT ĐẬT BẰNG VỎ QUẢ TRỨNG

Các thành viên của nhóm: Lớp 10A7

Nhóm trưởng: Các thành viên:

Nguyễn Lan Hương. Lương Minh Tân, Phạm Thị Kim Ngân, Trần Ngọc Tú, Nguyễn Cẩm Nhung, Nguyễn Hoàng Thiện, Nguyễn Bá Trường Dinh, Nguyễn Lan Hương, Bùi Thành Nhân, Nguyễn Phúc Hải. 1. Mục đích

- Củng cố kiến thức về momen lực và sự cân bằng của vật rắn. - Biết cách chế tạo con lật đật bằng vỏ quả trứng.

2. Cơ sở lý thuyết

 - Momen lực là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực. Momen của một lực F

M F.d

khi tác dụng vào vật được tính bằng công thức:

trong đó, d gọi là cách tay đòn, là khoảng cách từ trục quay tới giá của lực.

- Nếu một vật chịu tác dụng của hai lực mà hai lực lực này tạo ra momen ngược nhau (một lực làm vật quay cùng chiều kim đồng hồ, còn lực kia làm cho vật quay theo chiều ngược lại). Trong trường hợp hai momen này có độ lớn bằng nhau thì vật cân bằng. Còn trường hợp momen của hai lực không bằng nhau thì vật sẽ quay theo tác dụng của lực mà momen của lực đó lớn hơn.

 2P

 1P

B O

3. Dụng cụ

- Một quả trứng ngỗng. - Một ống kim tiêm. - Một ít muối ăn. - Một ít sáp đèn cầy. - Một vài viên bi xe đạp.

4. Cách thức tiến hành - Khoét một lỗ nhỏ ở đầu nhỏ của quả trứng, dùng ống kim tiêm để rút hết lòng đỏ và lòng trắng của quả trứng ra ngoài, sau đó bơm nước muối vào để rửa sạch bên trong quả trứng.

- Bỏ vài viên bi xe đạp vào trong vỏ quả trứng, đổ sáp đèn cầy đang nóng chảy rồi vào trong trứng để cố định các viên bi ở đáy của quả trứng. Mục đích của việc làm này là để cho phần đáy của con lật đật nặng hơn các phần khác. - Trang trí con lật đật cho đẹp mắt theo ý thích (có thể làm thêm đầu, hai tay bằng các loại vật

liệu nhẹ như mút xốp và vẻ trang trí lên thân con lật đật). 5. Những chú ý khi tiến hành chế tạo con lật đật

- Phải để vỏ quả trứng thẳng đứng rồi mới sáp vào sao cho con lật đật có thể đứng thẳng. - Khi trang trí con lật đật, phải để cho phần đáy luôn nhẵn bóng.

MỘT SỐ HÌNH ẢNH THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

Luận văn Thạc sĩ Giáo dục học: Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập sáng tạo phần Cơ học lớp 10 THPT dựa trên một số nguyên tắc của TRIZ nhằm bồi dưỡng tư duy sáng tạo cho học sinh

Chủ đề:

Luận văn thạc sĩ quản lý giáo dục

Luận văn thạc sĩ đào tạo giáo viên

Huỳnh Ngọc Nguyên

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP

SÁNG TẠO PHẦN CƠ HỌC LỚP 10 THPT DỰA

TRÊN MỘT SỐ NGUYÊN TẮC CỦA TRIZ NHẰM

BỒI DƯỠNG TƯ DUY SÁNG TẠO CHO HỌC SINH

 2X,S , S, V .

  i 0





  N 1

Tài liệu liên quan

Luận văn Thạc sĩ: Nâng cao chất lượng giáo dục lý luận chính trị ở Trường Chính trị tỉnh Bắc Giang dưới ánh sáng tư tưởng Hồ Chí Minh

Luận án Tiến sĩ: Năng lực vượt khó trong hoạt động sư phạm của giáo viên trung học cơ sở ở các tỉnh trung du và miền núi phía Bắc

Luận án Tiến sĩ: Quản lý bồi dưỡng năng lực tổ chức hoạt động trải nghiệm cho giáo viên tiểu học các tỉnh Đồng bằng sông Hồng theo lý thuyết học tập tại nơi làm việc

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Quản lý bồi dưỡng năng lực tổ chức hoạt động trải nghiệm cho giáo viên tiểu học các tỉnh Đồng bằng sông Hồng theo lý thuyết học tập tại nơi làm việc

Luận án Tiến sĩ: Phát triển năng lực giáo dục kỹ năng sống cho giáo viên tiểu học thành phố Hà Nội trong bối cảnh đổi mới giáo dục

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Phát triển năng lực giáo dục kỹ năng sống cho giáo viên tiểu học thành phố Hà Nội trong bối cảnh đổi mới giáo dục

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Đam mê nghề nghiệp của giáo viên trung học cơ sở

Luận án Tiến sĩ: Dạy học chủ đề phương trình, bất phương trình ở trường trung học phổ thông nước CHDCND Lào theo quan điểm hoạt động

Luận án Tiến sĩ: Bồi dưỡng năng lực dạy học tích hợp cho sinh viên ngành Sư phạm Khoa học Tự nhiên

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Bồi dưỡng năng lực dạy học tích hợp cho sinh viên ngành Sư phạm Khoa học Tự nhiên

Tài liêu mới

Luận án Tiến sĩ: Trích xuất mạch vành và phát hiện bất thường trên mạch vành hỗ trợ trong chẩn đoán

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Trích xuất mạch vành và phát hiện bất thường trên mạch vành hỗ trợ trong chẩn đoán

Luận án Tiến sĩ: Tổng hợp, đặc trưng và ứng dụng của vật liệu khung cơ kim loại trên cơ sở Bismuth

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Tổng hợp, đặc trưng và ứng dụng của vật liệu khung cơ kim loại trên cơ sở Bismuth

Luận án Tiến sĩ: Tác động của trách nhiệm xã hội đến tài sản thương hiệu, sự hài lòng và ý định quay lại của du khách - Trường hợp các điểm đến ở khu vực Đông Nam Bộ, Việt Nam

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Tác động của trách nhiệm xã hội đến tài sản thương hiệu, sự hài lòng và ý định quay lại của du khách - Trường hợp các điểm đến ở khu vực Đông Nam Bộ, Việt Nam

Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu chế tạo vật liệu xúc tác quang trên nền TiO₂, ZnO biến tính bởi chấm lượng tử Graphene pha tạp nitơ và nano bạc

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu chế tạo vật liệu xúc tác quang trên nền TiO₂, ZnO biến tính bởi chấm lượng tử Graphene pha tạp nitơ và nano bạc

Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu phát triển các mô hình sinh kế bền vững dựa vào canh tác nông nghiệp của người dân ở vùng đệm Vườn quốc gia Tà Đùng

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu phát triển các mô hình sinh kế bền vững dựa vào canh tác nông nghiệp của người dân ở vùng đệm Vườn quốc gia Tà Đùng

Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu tổng hợp dung dịch Ferrate (FeO₄²⁻) bằng phương pháp điện hoá và ứng dụng trong xử lý nước thải

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu tổng hợp dung dịch Ferrate (FeO₄²⁻) bằng phương pháp điện hoá và ứng dụng trong xử lý nước thải

Tóm tắt Đề án Thạc sĩ: Đào tạo nguồn nhân lực trong bối cảnh chuyển đổi số tại Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông

Đề án Thạc sĩ: Đào tạo nguồn nhân lực trong bối cảnh chuyển đổi số tại Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông

Luận án Tiến sĩ: Tác động của văn hoá doanh nghiệp đến năng lực sáng tạo của nhân viên các doanh nghiệp ICT Việt Nam - Nghiên cứu trường hợp Tập đoàn FPT

AI tóm tắt

Giới thiệu tài liệu

Đối tượng sử dụng

Từ khoá chính

Nội dung tóm tắt

Giới thiệu

Về chúng tôi

Việc làm

Quảng cáo

Liên hệ

Chính sách

Thoả thuận sử dụng

Chính sách bảo mật

Chính sách hoàn tiền

DMCA

Hỗ trợ

Hướng dẫn sử dụng

Đăng ký tài khoản VIP

093 303 0098

support@tailieu.vn

Phương thức thanh toán

Theo dõi chúng tôi

Facebook

Youtube

TikTok