Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Xây dựng và sử dụng bài tập nghịch lí và ngụy biện trong dạy học phần Cơ học lớp 10 THPT theo hướng phát triển năng lực tư duy logic của học sinh

Chia sẻ: Buctranhdo Buctranhdo | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:48

Thêm vào BST

Báo xấu

37
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu sáng kiến là phát triển năng lực tư duy logic cho học sinh thông qua dạy học bài tập nghịch lí và ngụy biện phần Cơ học Vật lý lớp 10 THPT. Mời các bạn cùng tham khảo bài viết dưới đây để nắm nội dung của sáng kiến kinh nghiệm!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Xây dựng và sử dụng bài tập nghịch lí và ngụy biện trong dạy học phần Cơ học lớp 10 THPT theo hướng phát triển năng lực tư duy logic của học sinh

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐỀ TÀI: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP NGHỊCH LÍ VÀ NGỤY BIỆN TRONG DẠY HỌC PHẦN CƠ HỌC LỚP 10 THPT THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƯ DUY LOGIC CỦA HỌC SINH MÔN: VẬT LÍ NĂM HỌC: 2020 - 2021
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT PHAN ĐĂNG LƯU -------- SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐỀ TÀI: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP NGHỊCH LÍ VÀ NGỤY BIỆN TRONG DẠY HỌC PHẦN CƠ HỌC LỚP 10 THPT THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƯ DUY LOGIC CỦA HỌC SINH MÔN: VẬT LÍ Tác giả : Nguyễn Đức Hiền Tổ chuyên môn : Khoa học tự nhiên Số điện thoại : 0984 984 289 Năm thực hiện : 2020 - 2021 NĂM HỌC: 2020-2021
MỤC LỤC A. MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1 1. Lý do chọn đề tài ................................................................................................ 1 2. Mục đích nghiên cứu .......................................................................................... 2 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu....................................................................... 2 4. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................... 2 5. Những đóng góp mới của đề tài. ......................................................................... 2 6. Cấu trúc của đề tài: ............................................................................................. 2 B. NỘI DUNG....................................................................................................... 3 Chương 1. PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƯ DUY LOGIC BẰNG BÀI TẬP NGHỊCH LÍ VÀ NGỤY BIỆN TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG ....................................................................................................... 3 1.1. Năng lực tư duy logic của học sinh trong học tập Vật lý.................................. 3 1.1.1. Khái niệm ..................................................................................................... 3 1.1.2. Biểu hiện của năng lực tư duy logic trong học tập Vật lý.............................. 3 1.1.3. Biện pháp phát triển năng lực tư duy logic trong dạy học Vật lý. ................. 4 1.2. Bài tập nghịch lí, ngụy biện trong dạy học Vật lý ............................................ 6 1.2.1. Bài tập nghịch lí về Vật lý ............................................................................. 6 1.2.2. Bài tập ngụy biện về Vật lý ........................................................................... 6 1.3. Bài tập nghịch lí và ngụy biện với việc phát triển năng lực tư duy logic của học sinh .................................................................................................................. 7 1.4. Điều tra thực trạng sử dụng bài tập vật lý nghịch lí và ngụy biện vào dạy học vật lý ở trường phổ thông ....................................................................................... 7 1.4.1. Mục đích điều tra ......................................................................................... 7 1.4.2. Đối tượng và phương pháp điều tra .............................................................. 7 1.4.3. Kết quả điều tra ............................................................................................ 8 Chương 2. XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÝ NGHỊCH LÍ VÀ NGỤY BIỆN PHẦN CƠ HỌC LỚP 10 THPT THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƯ DUY LOGIC CỦA HỌC SINH ......................... 9 2.1. Vị trí, đặc điểm của phần Cơ học lớp 10 .......................................................... 9 2.2. Mục tiêu dạy học phần “Cơ học vật lý lớp 10 THPT”...................................... 9 2.3. Xây dựng hệ thống bài tập nghịch lí và ngụy biện phần “Cơ học Vật lý lớp 10 THPT” ................................................................................................................. 11 2.4. Thiết kế bài học sử dụng bài tập nghịch lí, ngụy biện phát triển năng lực tư duy logic. ............................................................................................................. 16 2.4.1. Kế hoạch dạy học bài học luyện tập giải bài tập Vật lý. ............................. 16 2.4.2. Kế hoạch dạy học xây dựng kiến thức mới .................................................. 22
2.4.3. Kế hoạch dạy học ôn tập hệ thống hóa kiến thức ........................................ 25 2.4.4. Kế hoạch dạy học kiểm tra đánh giá năng lực tư duy logic......................... 32 Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM .......................................................... 40 3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm ..................................................................... 40 3.2. Đối tượng và phương pháp thực nghiệm sư phạm ......................................... 40 3.2.1. Đối tượng ................................................................................................... 40 3.2.2. Phương pháp thực nghiệm sư phạm ............................................................ 40 3.3. Kết quả thực nghiệm sư phạm ....................................................................... 40 3.3.1. Đánh giá định tính ...................................................................................... 40 3.3.2. Đánh giá định lượng. .................................................................................. 41 4.4. Kết luận thực nghiệm sư phạm. ..................................................................... 41 C. KẾT LUẬN .................................................................................................... 42 1.1. Kết luận khoa học .......................................................................................... 42 1.2. Kiến nghị, đề xuất ......................................................................................... 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................. 43
DANH MỤC CHỮ CÁI VIẾT TẮT TT CHỮ VIẾT TẮT NỘI DUNG 1 GV Giáo viên 2 HS Học sinh 3 THPT Trung học phổ thông
A. MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Năng lực tư duy logic là thuộc tính tính tâm lí cá nhân cho phép cá nhân thực hiện được các thao tác tư duy (phương pháp phân tích-tổng hợp) để tư duy theo đúng các qui luật, qui tắc, nguyên tắc, phạm trù của logic học, giải quyết được các vấn đề nhờ thực hiện thành công các quá trình suy luận. Các thao tác tư duy logic góp phần quan trọng vào việc hình thành các năng lực chuyên biệt của môn Vật lý, như năng lực liên quan đến sử dụng kiến thức Vật lý, năng lực về phương pháp thực nghiệm, năng lực trao đổi thông tin, năng lực liên quan đến cá nhân. Trong quá trình dạy học Vật lý ở trường phổ thông bản thân tôi thấy việc lựa chọn bài tập Vật lý nhằm góp phần phát triển năng lực tư duy logic cho học sinh, đặc biệt bài tập Vật lý nghịch lí và ngụy biện giúp khắc phục một số sai lầm của học sinh về sự hiểu biết những khái niệm, hiện tượng và quá trình Vật lý đã có sẵn trước khi nghiên cứu chúng trong giờ học. Những quan niệm riêng của học sinh về các khái niệm, hiện tượng, quá trình Vật lý và các định luật Vật lý thường được hình thành tự phát mang yếu tố chủ quan thiếu tính khách quan không phản ánh đúng bản chất Vật lý trở thành quan niệm sai lệch. Khi sử dụng bài tập nghịch lí và ngụy biện là bài tập chứa đựng các yếu tố nghịch lí và các bài tập xây dựng các yếu tố ngụy biện, chủ yếu dựa trên các sai lầm của người học về nhận thức, vận dụng kiến thức Vật lý hoặc sai lầm về vận dụng các qui tắc logic. Yêu cầu người học phải chỉ ra được sai lầm trong lập luận. Các bài tập nghịch lí và ngụy biện có đặc điểm chung là các sai lầm được ẩn dấu một cách tinh vi, nếu chỉ nhìn nhận một cách hình thức thì không nhận ra được, cần phải xem xét, phân tích cặn kẽ, có luận cứ, luận chứng khoa học đầy đủ, chính xác thì mới hóa giải được nghịch lí ngụy biện đó. Trong quá trình giải bài tập Vật lý nói chung, bài tập nghịch lí và ngụy biện nói riêng đòi hỏi học sinh phải phân tích được vấn đề, trình bày kế hoạch giải quyết vấn đề và tổng hợp giải quyết vấn đề đạt kết quả, đó là các biểu hiện cơ bản của năng lực tư duy logic. Thực tế hiện nay trong dạy học môn Vật lý ở trường THPT bài tập nghịch lí và ngụy biện đa số được sử dụng ở dạng các bài tập định tính, hoặc các bài tập định lượng ở mức độ sử dụng các thao tác tư duy đơn giản trong xây dựng kiến thức mới hoặc luyện tập giải bài tập, đặc biệt trong kiểm tra đánh giá bài tập nghịch lí và ngụy biện hầu như chưa được sử dụng. Khi sử dụng bài tâp nghịch lí và ngụy biện giúp học sinh rèn luyện và phát triển tốt các kĩ năng như trình bày một vấn đề, phân tích vấn đề, xây dựng được chuỗi suy luận hợp logic và tổng hợp giải quyết thành công nhiệm vụ học tập. Vì vậy sẽ góp phần phát triển tốt năng lực tư duy logic cho học sinh, đồng thời mang lại hiệu quả cao trong quá trình dạy-học Vật lý. Trong phần “Cơ học Vật lý lớp 10 THPT” có rất nhiều đơn vị kiến thức liên quan có chứa đựng bài tập nghịch lí và ngụy biện như các chương: Động học chất điểm, động lực học chất điểm, các định luật bảo toàn...Xuất phát từ các lý do trên bản thân tôi chọn nghiên cứu đề tài “Xây dựng và sử dụng bài tập nghịch lí 1
và ngụy biện trong dạy học phần Cơ học lớp 10 THPT theo hướng phát triển năng lực tư duy logic của học sinh”. 2. Mục đích nghiên cứu Phát triển năng lực tư duy logic cho học sinh thông qua dạy học bài tập nghịch lí và ngụy biện phần Cơ học Vật lý lớp 10 THPT. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Đối tượng: Quá trình dạy học Vật lý, năng lực tư duy logic, bài tập nghịch lí và ngụy biện về Vật lý. - Phạm vi nghiên cứu: Phần Cơ học Vật lý 10 THPT. 4. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lý luận: Nghiên cứu các tài liệu liên quan đến năng lực tư duy logic và bài tập nghịch lí, ngụy biện, xây dựng cơ sở lý luận của đề tài. - Phương pháp điều tra: Sử dụng phiếu điều tra, phỏng vấn, trong việc điều tra thực trạng sử dụng bài tập nghịch lí, ngụy biện ở các trường THPT. - Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tổ chức thực nghiệm sư phạm để kiểm chứng giả thuyết khoa học của đề tài. - Phương pháp thống kê toán học: Xử lí kết quả điều tra và kết quả thực nghiệm sư phạm bằng công cụ toán học thống kê. 5. Những đóng góp mới của đề tài. - Hệ thống hóa cơ sở lí luận về phát triển năng lực tư duy logic cho học sinh thông qua các bài tập nghịch lí và ngụy biện. -Xây dựng được các bài tập nghịch lí, ngụy biện phần “Cơ học Vật lý lớp 10 THPT” có câu hỏi định hướng tư duy kèm theo. - Thiết kế 4 bài học phát triển năng lực tư duy logic phần “Cơ học Vật lý lớp 10 THPT”. 01 bài học xây dựng kiến thức mới. 01 bài học luyện tập giải bài tập Vật lý. 01 bài học ôn tập hệ thống hóa kiến thức. 01 bài kiểm tra đánh giá năng lực tư duy logic. 6. Cấu trúc của đề tài: Ngoài phần mở đầu và phần kết luận của sáng kiến gồm ba chương: Chương 1: Phát triển năng lực tư duy logic bằng bài tập nghịch lí và ngụy biện trong dạy học Vật lý ở trường phổ thông. Chương 2: Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập nghịch lí và ngụy biện phần Cơ học lớp 10 THPT theo hướng phát triển năng lực tư duy logic của học sinh. Chương 3: Thực nghiệm sư phạm. 2
B. NỘI DUNG Chương 1 PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƯ DUY LOGIC BẰNG BÀI TẬP NGHỊCH LÍ VÀ NGỤY BIỆN TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG 1.1. Năng lực tư duy logic của học sinh trong học tập Vật lý 1.1.1. Khái niệm Năng lực tư duy logic là thuộc tính tâm lí cá nhân cho phép cá nhân thực hiện được các thao tác tư duy (phương pháp phân tích-tổng hợp) để tư duy theo đúng các quy luật, qui tắc, nguyên tắc, phạm trù của logic học, giải quyết được vấn đề nhờ thực hiện thành công quá trình suy luận. 1.1.2. Biểu hiện của năng lực tư duy logic trong học tập Vật lý Đối với dạy học Vật lý, trong quá trình lĩnh hội kiến thức, kĩ năng mới, năng lực tư duy logic của người học thể hiện qua các kĩ năng: - Trình bày (ngôn ngữ nói) câu trả lời đúng, với lập luận chặt chẽ đối với các câu hỏi của giáo viên. Đặt câu hỏi trúng, rõ, gọn cho giáo viên hoặc chất vấn bạn bè khi thảo luận. Trong hoạt động vận dụng kiến thức, kĩ năng Vật lý, năng lực tư duy logic của người học thể hiện qua các kĩ năng: - Giới thiệu một vấn đề về Vật lý (bài tập, câu hỏi, tình huống có vấn đề về Vật lý) bằng ngôn ngữ nói, viết, mô hình hóa đảm bảo đúng, ngắn gọn, rõ ràng, chặt chẽ. - Phát hiện vấn đề trong bài toán nghịch lí và ngụy biện, các bài toán thiếu, thừa, sai dữ kiện. - Phân tích vấn đề, xác định được dữ kiện và ẩn số, phân tích hiện tượng phức tạp thành các hiện tượng đơn giản, so sánh với hiện tượng tương tự, tìm được cách thức giải quyết vấn đề, nêu tường minh con đường giải quyết vấn đề. - Xây dựng chuỗi suy luận hợp lí logic theo phương pháp phân tích (đi từ ẩn số đến các dữ kiện) hoặc theo phương pháp tổng hợp (đi từ dữ kiện đến ẩn số). - Giải được các bài tập định tính với chuỗi lập luận đúng, mạch lạc, rõ ràng, ngắn gọn. - Giải quyết thành công các nhiệm vụ học tập (bài tập, dự án học tập, báo cáo thí nghiệm, chuyên đề học tập, bài kiểm tra, tiểu luận...), và trình bày kết quả bằng ngôn ngữ (nói,viết) đảm bảo tính chính xác, ngắn gọn, rõ ràng, phù hợp các quy tắc, quy luật logic. - Phân tích, đánh giá đúng câu trả lời của bạn, có lí giải thuyết phục. 3
1.1.3. Biện pháp phát triển năng lực tư duy logic trong dạy học Vật lý. Phát triển năng lực tư duy logi cho người học là nhiệm vụ quan trọng của dạy học nói chung, dạy học Vật lý nói riêng. Các biện pháp để học sinh phát triển được năng lực tư duy logic trong dạy học Vật lý bao gồm: 1.1.3.1. Tạo mọi điều kiện phát triển ngôn ngữ cho người học. + Giảng dạy các khái niệm, đại lượng, định luật Vật lý đảm bảo tính chính xác, đầy đủ và có hệ thống. + Tạo điều kiện để người học phát biểu thành lời như yêu cầu học sinh mô tả cá hiện tượng Vật lý, phân tích, giải thích chúng, tìm trong các hiện tượng đang nghiên cứu những đại lượng đặc trưng và nêu được các định luật chi phối các hiện tượng. + Yêu cầu người học viết ra giấy câu trả lời miệng, tránh việc chỉ yêu cầu phát biểu lại nguyên văn các định nghĩa, định luật đơn thuần. + Khi giải bài tập Vật lý yêu cầu người học phân tích hiện tượng, phân tích dữ kiện, phân tích kết quả thu được. + Trong thực hành thí nghiệm, yêu cầu người học phát biểu mục đích, cách tiến hành, sơ đồ thí nghiệm, nhận xét kết quả thí nghiệm. + Trong ôn tập tổng kết, cần hệ thống hóa các kiến thức đã học theo một trình tự logic, chặt chẽ với cách trình bày đặc trưng như sử dụng bảng so sánh, sơ đồ bản đồ tư duy. + Luôn khuyến khích và kiên nhẫn lắng nghe ý kiến phát biểu của người học động viên ý kiến tranh luận từ các học sinh khác. 1.1.3.2. Rèn luyện kĩ năng thực hiện các thao tác tư duy và kĩ năng suy luận logic trong xây dựng kiến thức mới. + Sử dụng câu hỏi sao cho bắt buộc người học phải thực hiện các thao tác tư duy và suy luận logic. Câu hỏi là phương tiện dạy học truyền thống quan trọng không thể thiếu trong hoạt động dạy học, tuy nhiên không phải tất cả các loại câu hỏi đều bắt buộc người học thực hiện các thao tác tư duy. Nên cần có các thủ thuật khi sử dụng câu hỏi trong đàm thoại hướng tới phát triển năng lực tư duy logic của người học trong xây dựng kiến thức mới có một số điểm cần lưu ý như. Đặt câu hỏi khuyến khích học sinh đoán mò, lạm dụng câu hỏi khuyến khích trí nhớ thuần túy của học sinh, câu hỏi quá dài, gọi tên người học trước khi nêu câu hỏi, trả lời câu hỏi của người học khi biết một vài học sinh trong lớp có thể trả lời. Cho học sinh trả lời đồng thanh, không nhận xét đánh giá câu trả lời của học sinh. Vì vậy nên đặt các câu hỏi thực sự khuyến khích tư duy, câu hỏi phù hợp với kinh nghiệm sống của người học, đặt câu hỏi theo trình tự (câu trả lời của câu hỏi thứ nhất là cơ sở cho câu hỏi thứ hai…). Đa dạng hóa độ khó của câu hỏi để phù hợp các đối tượng học sinh. Dành đủ thời gian cần thiết (cho đến khi có ít nhất một cánh tay giơ lên). 4
Tiếp tục với câu trả lời sai để dò tư duy, khuyến khích người học suy nghĩ về câu trả lời, cố gắng khai thác ý đúng trong câu trả lời để khuyến khích học sinh, đồng thời tiếp tục với câu trả lời đúng để dẫn dắt các câu trả lời khác. Gọi cả học sinh xung phong, học sinh không xung phong và học sinh không chú ý trả lời câu hỏi, khuyến khích học sinh nêu câu hỏi và nhận xét câu trả lời của bạn, viết mục tiêu và tóm tắt bài học dưới dạng câu hỏi. + Phân tích các câu trả lời của học sinh để chỉ ra được chỗ sai trong khi thực hiện các thao tác tư duy, suy luận logic và hướng dẫn cách sữa chữa. Những sai lầm thường gặp là do không nhận ra những dấu hiệu đặc trưng của sự vật, hiện tượng, không phát hiện ra những biến đổi bên ngoài của các sự vật, hiện tượng. Có khi học sinh không nhận ra được các dấu hiệu bên ngoài của sự vật, hiện tượng có quan hệ với các khái niệm trừu tượng nào của Vật lý, không phân biệt những biến đổi có tính ngẫu nhiên và những biến đổi có tính qui luật. Một số sai lầm khác như: Không nắm được những khái niệm, những định luật Vật lý cần thiết làm tiền đề khi xây dựng một phán đoán hay một suy luận; Không thực hiện phép suy luận phù hợp với các quy tắc, quy luật của logic học. Để khắc phục những sai lầm trên giáo viên có thể sử dụng ba cách sau: Cách thứ nhất: Bổ sung, ôn tập lại cho học sinh những kiến thức cần có đã được học. Cách thứ hai: Tổ chức quan sát lại hiện tượng sau khi đã định hướng rõ hơn mục đích quan sát và kế hoạch quan sát. Cách thứ ba: Yêu cầu tách chuỗi suy luận thành các đoạn để phát hiện chỗ đúng, chỗ sai trong từng đoạn. + Sử dụng suy luận quy nạp khoa học, suy luận diễn dịch, suy luận tương tự trong xây dựng kiến thức mới. Sử dụng suy luận quy nạp khoa học trong xây dựng khái niệm, định luật Vật lý vừa phù hợp với đặc thù môn học, vừa có tác dụng về mặt phương pháp luận, học sinh được làm quen với quy nạp khoa học, qua đó dần từng bước hình thành kĩ năng suy luận quy nạp. Ví dụ có thể xây dựng định luật khúc xạ ánh sáng, định luật Bôi lơ-Ma ri ốt bằng khái quát hóa kết quả thí nghiệm. Suy luận diễn dịch là đi từ cái chung đến cái riêng. Trong Vật lý học có rất nhiều kiến thức (khái niệm, định luật) là hệ quả của những định luật tổng quát hơn và hợp thức hóa các hệ quả để trở thành các kiến thức thường được sử dụng. Đây là một biện pháp để rèn luyện kĩ năng suy luận logic của học sinh. Ví dụ suy ra định luật Ôm cho toàn mạch từ định luật bảo toàn năng lượng. Suy luận tương tự có nhiều cơ hội để sử dụng trong xây dựng kiến thức mới về Vật lý. Ví như hình thành khái niệm và các đại lượng đặc trưng cho từ trường trong sự so sánh tương tự với điện trường; Xây dựng các kiến thức về dao động điện từ, sóng điện từ, sóng ánh sáng sử dụng so sánh tương tự với dao động cơ, sóng cơ… 5
1.1.3.3. Bồi dưỡng năng lực tư duy logic trong giai đoạn vận dụng kiến thức. + Sử dụng bài tập định tính. Bài tập định tính là bài tập mà khi giải không sử dụng các phép tính toán định lượng, chỉ cần sử dụng chuỗi suy luận logic có thể kết hợp với một vài phép tính đơn giản (có thể tính nhẩm được). Bài tập định tính thường được thể hiện theo các hình thức như bài tập định tính dưới dạng câu hỏi bằng lời, bài tập định tính thể hiện thông qua mô hình, đồ thị hình vẽ hay sơ đồ, kèm theo các câu hỏi khai thác thông tin. Ngoài ra bài tập định tính có những bài tập định tính thể hiện bằng thí nghiệm đơn giản và yêu cầu giải thích kết quả của thí nghiệm. Các bước cơ bản giải bài tập định tính: Bước 1: Tìm hiểu đề bài. Đọc kĩ đề bài, tìm hiểu các thuật ngữ chứa đựng các dữ kiện và ẩn số, ghi tóm tắt đề bài, vẽ hình (nếu cần). Bước 2: Phân tích bản chất Vật lý của hiện tượng. Xác định các giai đoạn diễn biến của hiện tượng nêu trong đề bài; Phân tích để thấy rõ mỗi giai đoạn có liên quan đến những khái niệm, đại lượng Vật lý nào, giai đoạn đó chi phối những định luật Vật lý nào. Bước 3: Lập kế hoạch giải. Xây dựng chuỗi suy luận phân tích bắt đầu từ câu hỏi của bài tập và kết thúc bằng các dữ kiện của bài tập hoặc kết quả của thí nghiệm đã tiến hành, hoặc số liệu trong các bảng số liệu hay phát biểu các định luật, định nghĩa các khái niệm Vật lý. Bước 4: Thực hiện giải. Xây dựng chuỗi suy luận tổng hợp, bắt đầu từ sự phát biểu các định luật, định nghĩa khái niệm Vật lý thích ứng, hoặc mô tả các đặc tính, tính chất, trạng thái của sự vật hiện tượng nêu trong đề bài và kết thúc bằng trả lời câu hỏi của bài tập. Bước 5: Kiểm tra câu trả lời. Làm thí nghiệm để kiểm tra, giải bài tập bằng cách khác, đối chiếu với các nguyên lí tổng quát… Bài tập định tính là phương tiện để bồi dưỡng năng lực tư duy logic vì khi giải bài tập định tính là cơ hội để rèn luyện ngôn ngữ, là cơ hội để khắc sâu bản chất Vật lý của hiện tượng. Đồng thời giải bài tập định tính là cơ hội rèn luyện các thao tác tư duy, là cơ hội rèn luyện năng lực lập luận logic. 1.2. Bài tập nghịch lí, ngụy biện trong dạy học Vật lý 1.2.1. Bài tập nghịch lí về Vật lý Bài tập nghịch lí về Vật lý là những bài tập chứa đựng yếu tố nghịch lí (yếu tố trái ngược, không phù hợp với các kiến thức Vật lý hoặc không phù hợp với thực nghiệm/thực tế). 1.2.2. Bài tập ngụy biện về Vật lý Bài tập ngụy biện về Vật lý là bài tập xây dựng các ngụy biện, chủ yếu dựa 6
trên các sai lầm của người học về nhận thức, vận dụng kiến thức Vật lý hoặc sai lầm về vận dụng các quy tắc logic.Yêu cầu người học chỉ ra được sai lầm trong lập luận. Trong các bài tập nghịch lí thường có yếu tố ngụy biện, ngụy biện để đi đến nghịch lí. Các bài tập nghịch lí và ngụy biện có đặc điểm chung là các sai lầm được ẩn giấu một cách tinh vi, nếu chỉ nhìn nhận một cách hình thức thì không nhận ra được, cần phải xem xét, phân tích cặn kẽ, có luận cứ, luận chứng khoa học đầy đủ, chính xác thì mới hóa giải được nghịch lý/ngụy biện đó. 1.3. Bài tập nghịch lí và ngụy biện với việc phát triển năng lực tư duy logic của học sinh - Bài tập nghịch lí, ngụy biện thực chất là dạng bài tập định tính (dạng đặc biệt), do đó có vai trò phát triển năng lực tư duy logic của bài tập định tính. - Tính chất đặc biệt của bài tập nghịch lí, ngụy biện là chú ý đến chuỗi suy luận ngay từ dữ kiện, dữ kiện của bài tập loại này gồm: Dữ kiện của bài tập thông thường và lời giải (chuỗi suy luận dẫn đến nghịch lí đối với bài tập nghịch lí, chuỗi suy luận có ngụy biện đối với bài tập ngụy biện). Vì vậy bài tập nghịch lí, ngụy biện đã kích thích tư duy sâu (phân tích, so sánh) ngay từ khi đọc đề. - Là phương tiện bồi dưỡng tư duy độc lập và phản biện. Đây là ưu điểm nổi trội của dạng bài tập nghịch lí, ngụy biện, người học cần phải được đặt vào các tình huống để phê phán, phản biện, phát hiện sửa chữa cái sai để nhận thức và thực hành cái đúng một cách tích cực chủ động. - Giải bài tập nghịch lí, ngụy biện là điều kiện để hình thành kĩ năng xây dựng lập luận sắc sảo trên cơ sở phê phán những lập luận nêu trong đề bài. - Hình thức của bài tập nghịch lí, ngụy biện có nhiều khả năng kích thích tư duy, hứng thú của người học, bởi tính bất ngờ của những kết luận rút ra do những ngụy biện tinh vi. 1.4. Điều tra thực trạng sử dụng bài tập vật lý nghịch lí và ngụy biện vào dạy học vật lý ở trường phổ thông 1.4.1. Mục đích điều tra Tìm hiểu về thực trạng xây dựng và sử dụng bài tập nghịch lí và ngụy biện trong dạy học phần cơ học Vật lý lớp 10. 1.4.2. Đối tượng và phương pháp điều tra Giáo viên vật lý các trường THPT trên địa bàn huyện (Tổng số 25 giáo viên) và học sinh khối 10 trường tôi (Tổng số được khảo sát 125 em). 7
1.4.3. Kết quả điều tra Bảng 1. Kết quả điều tra mức độ xây dựng và sử dụng bài tập nghịch lí, ngụy biện của giáo viên. Mức độ Nội dung điều tra Thường xuyên Đôi lúc Chưa bao giờ Xây dựng và sử dụng bài tập nghịch lí, ngụy 5% 32% 63% biện trong dạy học kiến thức mới Xây dựng và sử dụng bài tập nghịch lí, ngụy 10% 40% 50% biện cho tiết bài tập Xây dựng và sử dụng bài tập nghịch lí, ngụy 15% 42% 43% biện cho tiết ôn tập và hệ thống hóa kiến thức Xây dựng và sử dụng bài tập nghịch lí, ngụy 10% 38% 52% biện cho kiểm tra đánh giá Bảng 2: Kết quả điều tra thái độ tiếp nhận các bài tập nghịch lí, ngụy biện của học sinh lớp 10 Mức độ Hứng thú Bình thường Không hứng thú 70% 30% 0% Như vậy qua điều tra cho thấy: Số lượng giáo viên thường xuyên xây dựng và sử dụng bài tập nghịch lí, ngụy biện trong dạy học Vật lý còn ít nhưng đối với học sinh khi tiếp nhận các bài tập nghịch lí, ngụy biện thì mức độ hứng thú khá cao. Nguyên nhân của vấn đề đó là : Để xây dựng và sử dụng các bài tập nghịch lí, ngụy biện đòi hỏi người giáo viên phải đầu tư công sức nhiều hơn, trong lúc nguồn tài liệu tham khảo về dạng bài tập này còn hạn chế. Trong lúc đó đây lại là những bài tập giúp học sinh khắc phục được các sai lầm về nhận thức và phát triển được năng lực tư duy logic nên đã tạo được hứng thú cho học sinh trong học tập. 8
Chương 2 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP NGHỊCH LÍ VÀ NGỤY BIỆN PHẦN CƠ HỌC LỚP 10 THPT THEO HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƯ DUY LOGIC CỦA HỌC SINH 2.1. Vị trí, đặc điểm của phần Cơ học lớp 10 Phần cơ học có vị trí quan trọng trong chương trìnhVật lý 10. Đó là sự tiếp nối trên cơ sở mở rộng mạch nội dung kiến thức phần cơ học ở THCS và tiền đề cho việc tiếp thu kiến thức phần dao động cơ ở chương trình Vật lý 12. Phần cơ học ở Vật lý lớp 10 gồm 4 chương: Chương I: Động học chất điểm. Chương II: Động lực học chất điểm. Chương III: Cân bằng và chuyển động vật rắn. Chương IV: Các định luật bảo toàn. 2.2. Mục tiêu dạy học phần “Cơ học vật lý lớp 10 THPT” Chương I: Động học chất điểm. - Lập luận để rút ra được công thức tính tốc độ trung bình, định nghĩa được tốc độ theo một phương. - Từ hình ảnh hoặc ví dụ thực tiễn, định nghĩa được độ dịch chuyển. - So sánh được quãng đường đi được và độ dịch chuyển. - Dựa vào định nghĩa tốc độ theo một phương và độ dịch chuyển, rút ra được công thức tính và định nghĩa được vận tốc. - Thực hiện thí nghiệm (hoặc dựa trên số liệu cho trước), vẽ được đồ thị độ dịch chuyển - thời gian trong chuyển động thẳng. - Tính được tốc độ từ độ dốc của đồ thị độ dịch chuyển - thời gian. - Xác định được độ dịch chuyển tổng hợp, vận tốc tổng hợp. - Vận dụng được công thức tính tốc độ, vận tốc. - Mô tả được một vài phương pháp đo tốc độ thông dụng và đánh giá được ưu, nhược điểm của chúng. - Thực hiện thí nghiệm (hoặc dựa trên số liệu cho trước), vẽ được đồ thị vận tốc - thời gian trong chuyển động thẳng. - Vận dụng đồ thị vận tốc - thời gian để tính được độ dịch chuyển và gia tốc trong một số trường hợp đơn giản. - Rút ra được các công thức của chuyển động thẳng biến đổi đều (không được dùng tích phân). 9
- Vận dụng được các công thức của chuyển động thẳng biến đổi đều. - Mô tả và giải thích được chuyển động khi vật có vận tốc không đổi theo một phương và có gia tốc không đổi theo phương vuông góc với phương này. - Thảo luận để thiết kế phương án hoặc lựa chọn phương án và thực hiện phương án, đo được gia tốc rơi tự do bằng dụng cụ thực hành. Chương II. Động lực học chất điểm. - Thực hiện thí nghiệm, hoặc sử dụng số liệu cho trước để rút ra được a ~ F, a ~ 1/m, từ đó rút ra được biểu thức a = F/m hoặc F = ma (định luật II Niu- tơn). - Từ kết quả đã có (lấy từ thí nghiệm hay sử dụng số liệu cho trước), hoặc lập luận dựa vào a = F/m, nêu được khối lượng là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật. - Phát biểu định luật I Niu-tơn và minh hoạ được bằng ví dụ cụ thể. - Vận dụng được mối liên hệ đơn vị dẫn xuất với 7 đơn vị cơ bản của hệ SI. - Nêu được: trọng lực tác dụng lên vật là lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vật; trọng tâm của vật là điểm đặt của trọng lực tác dụng vào vật; trọng lượng của vật được tính bằng tích khối lượng của vật với gia tốc rơi tự do. - Mô tả được bằng ví dụ thực tế về lực bằng nhau, không bằng nhau. - Mô tả được một cách định tính chuyển động rơi trong trường trọng lực đều khi có sức cản của không khí. - Phát biểu được định luật III Niu-tơn, minh hoạ được bằng ví dụ cụ thể; vận dụng được định luật III Niu- tơn trong một số trường hợp đơn giản. - Mô tả được bằng ví dụ thực tiễn và biểu diễn được bằng hình vẽ: Trọng lực; Lực ma sát; Lực cản khi một vật chuyển động trong nước (hoặc trong không khí); Lực nâng (đẩy lên trên) của nước; Lực căng dây. - Giải thích được lực nâng tác dụng lên một vật ở trong nước (hoặc trong không khí). Chương III. Cân bằng và chuyển động của vật rắn. - Dùng hình vẽ, tổng hợp được các lực trên một mặt phẳng. - Dùng hình vẽ, phân tích được một lực thành các lực thành phần vuông góc. - Thảo luận để thiết kế phương án hoặc lựa chọn phương án và thực hiện phương án, tổng hợp được hai lực đồng quy bằng dụng cụ thực hành. - Nêu được khái niệm momen lực, momen ngẫu lực; Nêu được tác dụng của ngẫu lực lên một vật chỉ làm quay vật. - Phát biểu và vận dụng được quy tắc momen cho một số trường hợp đơn giản trong thực tế. 10
- Thảo luận để rút ra được điều kiện để vật cân bằng: lực tổng hợp tác dụng lên vật bằng không và tổng momen lực tác dụng lên vật (đối với một điểm bất kì) bằng không. - Thảo luận để thiết kế phương án hoặc lựa chọn phương án và thực hiện phương án, tổng hợp được hai lực song song bằng dụng cụ thực hành. Chương IV. Các định luật bảo toàn. - Thực hiện thí nghiệm và thảo luận, phát biểu được định luật bảo toàn động lượng trong hệ kín. - Vận dụng được định luật bảo toàn động lượng trong một số trường hợp đơn giản. - Rút ra được mối liên hệ giữa lực tổng hợp tác dụng lên vật và tốc độ thay đổi của động lượng (lực tổng hợp tác dụng lên vật là tốc độ thay đổi của động lượng của vật). - Thực hiện thí nghiệm và thảo luận được sự thay đổi năng lượng trong một số trường hợp va chạm đơn giản. - Thảo luận để giải thích được một số hiện tượng đơn giản. - Trình bày được ví dụ chứng tỏ có thể truyền năng lượng từ vật này sang vật khác bằng cách thực hiện công. - Nêu được biểu thức tính công bằng tích của lực tác dụng và độ dịch chuyển theo phương của lực, nêu được đơn vị đo công là đơn vị đo năng lượng (với 1 J = 1 Nm); Tính được công trong một số trường hợp đơn giản. - Từ phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều với vận tốc ban đầu bằng không, rút ra được động năng của vật có giá trị bằng công của lực tác dụng lên vật. - Nêu được công thức tính thế năng trong trường trọng lực đều, vận dụng được trong một số trường hợp đơn giản. - Phân tích được sự chuyển hoá động năng và thế năng của vật trong một số trường hợp đơn giản. - Nêu được khái niệm cơ năng; Phát biểu được định luật bảo toàn cơ năng và vận dụng được định luật bảo toàn cơ năng trong một số trường hợp đơn giản. 2.3. Xây dựng hệ thống bài tập nghịch lí và ngụy biện phần “Cơ học Vật lý lớp 10 THPT” Bài 1. Một ô tô chuyển động trên quãng đường AB. Nữa quãng đường đầu ô tô chuyển động thẳng đều với vận tốc v1=50 km/h, nữa quãng đường còn lại ô tô chuyển động thẳng đều với vận tốc v2=75 km/h. Hãy xác định vận tốc trung bình của ô tô trên cả quãng đường AB. Giáo viên yêu cầu học sinh giải bài toán. 11
Học sinh A : Theo qui tắc tìm giá trị trung bình ta có: vtb= = 62,5 km/h Học sinh B : Theo công thức tính vận tốc trung bình: vtb= Ta có : = = = 60 km/h Cách giải của bạn nào đúng nếu không đồng ý hãy đưa ra ý kiến của em. Giáo viên hướng dẫn học sinh : Vận tốc trung bình được xác định như thế nào? Học sinh : vtb= Nếu chuyển động gồm nhiều chuyển động thẳng đều với các vận tốc khác nhau thì vận tốc trung bình được xác định như thế nào? v 1 t1  v 2 t 2  . . .  v n t n v tb  t1  t 2  . . .  t n Vì vậy công thức vtb= chỉ đúng nếu thời gian vật chuyển động trên nữa đoạn đường đầu và trên nữa đoạn đường sau bằng nhau, giả thiết này không có trong đề bài nên cách giải của học sinh B là đúng. Bài 2: Một ô tô đang chuyển động với vận tốc 15 m/s thì người lái xe bắt đầu hãm phanh cho xe chuyển động chậm dần đều. Sau thời gian 15s ô tô đi thêm được đoạn đường 125m thì vận tốc của vật chỉ còn 10 m/s. Để xác định gia tốc của ô tô ba học sinh đã giải như sau : 1 Học sinh A: Theo công thức s  v0 t  at 2  a  0,88m / s 2 2 v  v0 Học sinh B: Theo công thức a   a  1 / 3m / s 2 t v 2  v02 Học sinh C: Theo công thức v2  v02  2as  a   0,5m / s 2 2s Cách giải của bạn nào đúng? Nếu không đồng ý với các bạn em hãy đưa ra ý kiến của em. Dấu hiệu đã sử dụng trong bài tập này là dấu hiệu bài tập nghịch lí - ngụy biện, bằng cách cho thừa dữ kiện bài toán nên không thể có gia tốc nào thỏa mãn các dữ kiện đã cho. Nếu chúng ta bớt đi một trong hai dữ kiện quãng đường hay thời gian chuyển động thì bài toán mới có nghĩa. Bài 3. Một vật chuyển động thẳng biến đổi đều có phương trình: x=30+4t-t2 (m). Hỏi quãng đường vật đi được từ thời điểm t1  1s đến thời điểm t2  3 s là bao nhiêu? Có 2 học sinh đưa ra hai cách giải như sau : 12
Học sinh A: Tại thời điểm t1=1s vật có tọa độ x1=30+4.1-12=33m, tại thời điểm t2=3s vật có tọa độ x2=30+4.3-32=33m. Quãng đường vật đi được s= x2-x1=0. Học sinh B: Vật sẽ đổi chiều chuyển động khi v=v0+at=4-2t=0 ta có t=2s; Tại t1=1s vật có tọa độ x1=33m, tại t=2s vật có tọa độ x2=34m. Vì vậy quãng đường vật đi được từ t1=1s đến t=2s là s1=x2-x1=1m, tại t2=3s vật có tọa độ x3=33m khi đó vật đi được quãng đường s2=x2-x3=1m. Quãng đường cần tìm là s=s1+s2=2m. Cách giải của bạn nào đúng? Nếu không đồng ý với các bạn em hãy đưa ra ý kiến của em. Dấu hiệu đã sử dụng trong bài tập này là dấu hiệu bài tập nghịch lí - ngụy biện. Khi vật chuyển động thẳng chậm dần đều có lúc vật sẽ dừng lại (v=0). Nếu gia tốc của vật vẫn được duy trì thì vật sẽ chuyển động nhanh dần đều về phía ngược lại, nên khi tính quãng đường ta cần lưu ý để tính cả quãng đường chuyển động ngược trở lại của vật. Nên cách giải của học sinh B là đúng. Bài 4. Một hòn đá được ném thẳng đứng lên cao. Cần phải ném vật với vận tốc ban đầu bằng bao nhiêu để nó đạt tới độ cao 30m sau 6 giây và sau 3 giây? (Bỏ qua sức cản không khí). Lấy g=10m/s2. Một học sinh đã giải như sau: Áp dụng công thức h = v0t - với t=6s, h=30m ta có v0=35m/s ; Với t=3s, h=30m ta có v0=25m/s. Qua kết quả thu được cho ta thấy, để đưa một vật lên cùng một độ cao trong điều kiện bỏ qua sức cản không khí, vận tốc càng lớn thì càng cần thời gian lớn hơn. Nó mâu thuẩn với sự thật hiển nhiên là trên cùng một quãng đường vận tốc càng lớn thì càng tốn ít thời gian chuyển động. Em giải thích nghịch lí này như thế nào? Phần bài giải nêu trên cũng là dữ kiện, dựa vào dữ kiện ta thực hiện phép suy luận ngược lại. Với vận tốc ban đầu v0=35m/s, vật đạt tới độ cao 30m tại thời điểm nào thay vào phương trình h = v0t - ta có : 35t-5t2=30 phương trình có hai nghiệm t1=1s, t2=6s, tức là hòn đá đạt độ cao 30m lần thứ nhất (lúc đi lên) sau 1s và lần thứ hai (lúc rơi xuống) sau 6s kể từ khi ném. Tương tự với vận tốc ban đầu v0=25m/s, cũng thu được hai nghiệm t1=2s (lúc đi lên), t2=3s (lúc rơi xuống). Như vậy nghịch lí được giải quyết : Lời giải trình bày trong bài tập là tính khoảng thời gian vật ở độ cao 30m lúc rơi xuống, vật được ném lên với vận tốc ban đầu càng lớn thì độ cao cực đại càng lớn, do đó quãng đường vật di chuyển từ khi ném đến khi đi xuống đạt độ cao 30m càng lớn, thời gian càng lớn. Còn nếu xét thời gian vật đạt đến độ cao 30m lúc đi lên thì với vận tốc ban đầu v0=25m/s thời gian là 2s, với vận tốc ban đầu v0=35m/s thời gian là 1s, hoàn toàn phù hợp. Bài 5. Khi em đứng vào giữa hai chiếc bàn đặt gần nhau, mỗi tay đặt lên một bàn rồi dùng sức chống hai tay để nâng người lên khỏi mặt đất. Em hãy làm lại thí nghiệm như thế khi đẩy hai chiếc bàn ra xa nhau. Giả sử em vẫn dùng lực của hai tay có độ lớn như cũ nhưng không thể nâng người lên khỏi mặt đất, giải thích tại sao? 13
Giải thích: Mỗi lần đẩy bàn ra xa, góc giữa hai lực chống của hai tay tăng dần lên. Nếu ta vẫn giữ lực chống của hai tay như cũ thì hợp lực của hai lực sẽ nhỏ đi, nên không thể nhấc người lên được. Bài 6. Một học sinh khẳng định: Định luật III Niu- tơn là không đúng vì nếu lực tác dụng bằng phản lực thì không thể xảy ra bất kì một chuyển động nào? Vì lực đặt vào vật bằng bao nhiêu thì cũng gây ra một lực cản cân bằng với nó. Sai lầm của học sinh ở đâu? Trả lời: Sai lầm của học sinh là: Theo định luật III Niu- tơn lực tác dụng và phản lực là một cặp lực trực đối: Cùng giá, cùng độ lớn, ngược chiều và đặt vào hai vật khác nhau. Vì vậy chúng không thể cân bằng với nhau được. Bài 7. Theo định luật II Niu- tơn, gia tốc tỉ lệ thuận với lực tác dụng. Trọng lực càng lớn thì gia tốc rơi tự do càng lớn. Tuy nhiên gia tốc rơi tự do đối với tất cả các vật tại cùng một vị trí là như nhau. Giải quyết mâu thuẩn này như thế nào? Trả lời: Trọng lực tỉ lệ thuận với khối lượng. Do đó khối lượng tăng lên bao nhiêu lần thì trọng lực tăng lên bấy nhiêu lần, vì vậy tỉ số giữa chúng (tức là gia tốc rơi tự do) vẫn là đại lượng không đổi. Bài 8. Tại sao trái bóng bay đến chạm vào bức tường thì trái bóng bị bật ngược trở lại còn bức tường vẫn đứng yên? Dựa vào định luật II và định luật III Niu- tơn hãy giải thích hiện tượng trên? Trả lời: Khi bóng đập vào tường, bóng tác dụng lên tường một lực F, theo định luật III Niu- tơn tường tác dụng trở lại bóng phản lực F’ (hai lực này cùng độ lớn, nhưng ngược hướng). Theo định luật II Niu- tơn, vì bóng có khối lượng nhỏ nên lực F’gây ra gia tốc lớn, làm bóng bị bật ngựơc trở lại, còn khối lượng tường rất lớn nên gia tốc của tường nhỏ đến mức ta không quan sát được chuyển động của tường. Bài 9. Cho sợi dây một đầu buộc cố định, sợi dây mềm chưa bị kéo căng, nếu tác dụng lực F vào đầu dây còn lại. Xác định lực tác dụng lên toàn bộ sợi dây? Em đánh giá như thế nào về hai kết luận sau : - Học sinh A: Lực tác dụng lên toàn bộ sợi dây là F. - Học sinh B: Lực căng tại mỗi điểm của sợi dây là F, mà sợi dây gồm vô số điểm nên lực đặt vào toàn bộ sợi dây là vô cùng lớn. Trả lời : Kết luận của HS A là đúng còn kết luận của HS B là sai. Ở đây HS B chưa chú ý đến định luật III Niu- tơn. Theo định luật III Niu- tơn, tại mỗi cặp điểm liền nhau của sợi dây có xuất hiện cặp lực và phản lực. Do đó hai điểm lân cận sẽ tác dụng lên mỗi điểm của sợi dây những lực bằng nhau về độ lớn, cùng giá, ngược chiều. Như vậy, tất cả các lực đặt vào các điểm của sợi dây cân bằng nhau. Tại hai đầu của sợi dây có tác dụng lực F và phản lực của vật mà sợi dây được buộc chặt vào, lực này có độ lớn bằng F và ngược hướng với F. 14
Bài 10. Khi xảy ra va chạm giữa một ô tô và một xe máy thường chủ yếu là xe máy sẽ bị hư hỏng nhiều hơn ô tô. Nhưng theo định luật III Niu- tơn các lực tác dụng lên hai xe phải bằng nhau, các lực đó phải gây ra những hư hỏng giống nhau. Giải thích như thế nào về mâu thuẫn đó? Trả lời: Khi xảy ra tai nạn thì theo định luật III Niu- tơn ô tô sẽ tác dụng lên xe máy một lực và ngược lại, lực mà hai xe tác dụng lên nhau có điểm đặt tại hai vật khác nhau nhưng có cùng độ lớn và ngược hướng nhau. Theo định luật II Niu- tơn cả hai lực đó làm hai vật thu được hai gia tốc. Do xe máy có khối lượng nhỏ hơn xe ô tô nên sau tai nạn gia tốc của xe máy sẽ lớn hơn gia tốc của ô tô. Vì vậy sau tai nạn xe máy sẽ bị văng ra xa, mặt khác cấu trúc của ô tô bền vững hơn và chịu lực tốt hơn xe máy nên ít bị hư hỏng hơn. m1m2 Bài 11: Định luật vạn vật hấp dẫn được viết F  G ; Phân tích hệ thức r2 này dễ đưa đến một kết luận kỳ lạ: Khi khoảng cách giữa hai vật giảm đi vô hạn thì lực hút giữa chúng cũng tăng lên vô hạn và sẽ trở thành vô cùng lớn khi khoảng cách đó bằng không. Vậy thì tại sao ta vẫn có thể nâng một vật khỏi mặt một vật khác, hay đứng lên khỏi ghế đang ngồi mà không gặp khó khăn gì đặc biệt? m1m2 Trả lời: Định luật vạn vật hấp dẫn của Niu- tơn được viết F  G là cho r2 các chất điểm, đối với các vật thông thường muốn áp dụng đúng biểu thức định luật thì phải thỏa mãn: - Khoảng cách giữa hai vật rất lớn so với kích thước của chúng. - Các vật có dạng hình cầu. Khi ấy r là khoảng cách giữa hai tâm. Do đó bài toán ở đây là người và ghế thì biểu thức định luật không áp dụng được. Bài 12: Một vật có khối lượng 0,2 kg được phóng thẳng đứng từ mặt đất với vận tốc 10 m/s. Lấy g = 10 m/s2. Bỏ qua sức cản. Hỏi khi vật đi được quãng đường 8 m thì động năng của vật có giá trị bằng bao nhiêu? Một học sinh giải bài toán như sau: Khi chọn mốc thế năng tại mặt đất, ta có cơ năng của vật tại mặt đất W1= Wđ+ Wt = =10J, cơ năng của vật khi vật đi được quãng đường 8m là W2= Wđ+ Wt= Wđ +mgz= Wđ +16J. Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng ta suy ra được : Wđ=-6J (vô lí). Hãy chỉ ra sai lầm của học sinh. Trả lời: Vấn đề ở bài toán này là khi đi được quãng đường 8m thì vật đã đổi chiều chuyển động. Khi chọn mốc thế năng tại mặt đất, ta có cơ năng của vật tại mặt đất W1= Wđ+ Wt = =10J. Vật đi được quãng đường từ lúc ném đến lúc nó lên đến độ cao cực đại là : v -v02=2as thay số vào ta có, s=5m, vì vậy để đi được quãng 2 đường 8m khi đó vật đã đổi chiều chuyển động theo phương thẳng đứng xuống phía dưới thêm 3m khi đó vật cách mốc thế năng là 2m, ta có cơ năng tại vị trí này 15