SKKN: Phương pháp giải một số dạng bài tập về khối lượng riêng, trọng lượng riêng phục vụ công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý THCS

Phương pháp giải một số dạng bài tập về khối lượng riêng, trọng lượng riêng  <br /> phục vụ công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý THCS<br /> <br /> MUC LUC<br /> ̣ ̣<br /> <br /> ̣ ̣                                                                                                                                     <br />  MUC LUC  <br /> ...................................................................................................................................<br />    <br />  1<br />  Phần thứ nhất: MỞ ĐẦU                                                                                                           <br />  <br /> ..........................................................................................................<br />    <br />  1<br />  Phần thứ 2: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ                                                                                          <br />  <br /> .........................................................................................<br />    <br />  3<br /> ̀ ̣ ̉                                                                                                           <br />  TAI LIÊU THAM KHAO  <br /> .........................................................................................................<br />     <br />  19<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Phần thứ nhất: MỞ ĐẦU<br /> I. Đặt vấn đề<br /> <br /> 1. Lý do lý luận<br /> <br /> Từ xưa đến nay,Bộ Giáo dục và Đào tạo (GD&ĐT) đã rất quan tâm tới  <br /> công   tác   đào   tạo   và   phát   triển   học   sinh   giỏi   nhằm   kịp   thời   “   động   viên, <br /> khuyến khích người dạy và người học phát huy năng lực sáng tạo, dạy giỏi,  <br /> học giỏi; góp phần thúc đẩy việc cải tiến, nâng cao chất lượng dạy và học,  <br /> chất lượng công tác quản lý, chỉ đạo của các cấp quản lý giáo dục; đồng thời <br /> phát hiện người học có năng khiếu về  môn học để  tạo nguồn bồi dưỡng, <br /> thực hiện mục tiêu đào tạo nhân tài cho đất nước” [1]. Trong năm 2018, cả <br /> 38/38 lượt học sinh thuộc 7 đội tuyển dự  Olympic khu vực và quốc tế  đều <br /> đoạt huy chương, trong đó có 13 huy chương vàng, 14 huy chương bạc, 11  <br /> huy chương đồng. Thống kê của Bộ  Giáo dục cho thấy với 13 huy chương  <br /> vàng,  năm 2018 cũng là năm đoàn học sinh giỏi của Việt Nam đoạt thành tích <br /> cao trong các kỳ thi Olympic khu vực và quốc tế so với những năm trước đây. <br /> Lý giải về những bước tiến này, Bộ GD&ĐT cho rằng đó là do Bộ quan tâm,  <br /> <br /> <br /> Trang 1<br />  Phương pháp giải một số dạng bài tập về khối lượng riêng, trọng lượng riêng  <br /> phục vụ công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý THCS<br /> <br /> có những điều chỉnh tích cực như duy trì và đổi mới kỳ thi chọn học sinh giỏi <br /> các cấp. <br /> Trong dạy học vật lý, bài tập vật lý đóng một vai trò quan trọng, đặc <br /> biệt là trong việc bồi dưỡng học sinh giỏi. Thông quá giải bài tập vật lý học  <br /> sinh thu nhận được các khái niệm mới, phương pháp giải một bài tập nào <br /> đó… giúp học sinh vận dụng, khắc sâu kiến thức, phát triển năng lực nhận <br /> thức và giải quyết vấn đề.<br /> Qua nhiều năm bồi dường học sinh giỏi tôi nhận thấy các bài tập về <br /> trọng lượng riêng, khối lượng riêng chiếm một phần không nhỏ  trong cấu  <br /> trúc các đề thi học sinh giỏi các cấp.Vì thế chúng ta cần dành thời gian quan <br /> tâm nhiều đến phần kiến thức này.<br /> 2. Lý do thực tiễn<br /> <br /> Bài tập về  khối lượng riêng, trọng lượng riêng khi học trong chương  <br /> trình Vật lý 6 các em mới chỉ  nhận biết những khái niệm, bài tập vận dụng  <br /> cơ bản nhất. Một số đề  tài khác cũng đã phân loại và giải một số  bài tập về <br /> khối lượng riêng trọng lượng riêng nhưng còn  ở  mức đơn giản trong sách  <br /> giáo khoa, chỉ đưa ra bài giải chứ chưa hướng dẫn giải từng bước cụ thểcho  <br /> học sinh. Do vậy, các em gặp nhiều khó khăn khi gặp phải những dạng bài  <br /> tập này. Vì thế, tôi mạnh dạn đưa ra đề tài:“Phương pháp giải một số dạng  <br /> bài  tập  về   khối  lượng riêng,  trọng  lượng riêng  phục vụ   công tác  bồi  <br /> dưỡng học sinh giỏi Vật lý THCS”mà tôi đúc rút được trong quá trình ôn <br /> luyện học sinh giỏi. Hy vọng rằng các bạn đồng nghiệp và các em học sinh  <br /> sau khi tham khảo đề tài này sẽ  có kỹ năng giải các bài toán về trọng lượng <br /> riêng, khối lượng riêng trong các đề thi học sinh giỏi.<br /> II. Mục đích nghiên cứu<br /> <br /> Đề  tài hệ  thống lại các kiến thức lý thuyết cần thiết về  trọng lượng  <br /> riêng, khối lượng riêng và phân loại các bài tập thành các loạilà định tính và <br /> định lượng.  Ứng với mỗi loại là hướng dẫn giải, đặc biệt trong đề  tài này, <br /> với bài tập định lượng tôi đưa ra được hướng dẫn giải dưới dạng sơ đồ khối  <br /> vô cùng hiệu quả.<br /> <br /> Trang 2<br />  Phương pháp giải một số dạng bài tập về khối lượng riêng, trọng lượng riêng  <br /> phục vụ công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý THCS<br /> <br /> Đề tài được viết ra nhằm mục đíchtìm ra phương pháp hướng dẫn học <br /> sinh giải các bài tập về khối lượng riêng, trọng lượng riêng nhanh, hiệu quả,  <br /> dễ dàng, giúp học sinh tiếp thu nhanh kiến thức, đạt được kết quả  cao trong <br /> các kì thi học sinh giỏi do các cấp tổ chức.<br /> Phần thứ 2: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ<br /> I. Cơ sở lí luận của vấn đề<br /> <br /> Vật lý là môn khoa học giúp học sinh nắm bắt quy luật vận động của <br /> thế  giới vật chất, biết phân tích và vận dụng những quy luật  ấy vào thực <br /> tiễn. Trong nhiều trường hợp dù giáo viên có trình bày tài liệu một cách mạch  <br /> lạc, phát biểu định luật chính xác, làm thí nghiệm đúng yêu cầu và có kết quả <br /> chính xác thì đó chỉ  là điều kiện cần chứ  chưa đủ  để  học sinh hiểu và nắm  <br /> sâu sắc kiến thức. Chỉ  thông qua giải các bài tập Vật lý dưới hình thức này <br /> hay hình thức khác tạo điều kiện cho học sinh vận dụng kiến thức đã học để <br /> giải quyết các tình huống cụ  thể  thể  kiến thức đó mới trở  nên sâu sắc và  <br /> hoàn thiện. Bài tập giúp học sinh vận dụng những kiến thức đó để giải quyết  <br /> những nhiệm vụ của học tập và những vấn đề mà thực tiễn đặt ra.<br /> Phương pháp giải bài tập Vật lý là khả  năng định hướng, vận dụng <br /> một cách có mục đích, sáng tạo các kiến thức của mình trong việc tìm lời giải <br /> hợp lý nhất cho một bài tập. Học sinh có phương pháp tốt sẽ  biết cách phân  <br /> tích đề bài  để từ đó phân loại được bài tập, xác định được hướng giải quyết  <br /> đúng và trình bày lời giải một các logic, chính xác.<br /> Một số đề tài khác cũng nghiên cứu và phân loại bài tập về khối lượng  <br /> riêng trọng lượng riêng nhưng còn một số hạn chế sau:<br /> + Đã phân loại bài tập nhưngcác dạng bài tập  ở  mức  ởmức cơ  bản  <br /> trong sách giáo khoa.<br /> + Chưa đưa ra hết hệ thống kiến thức cần thiết liên quan cần sử dụng <br /> để vận dụng làm bài tập.<br /> + Chỉ  đưa ra bài giải chứ chưa hướng dẫn giải từng bước giải cụ thể <br /> cho các học sinh nên học sinh gặp nhiều khó khăn, không nắm chắc được bản  <br /> chất nên dễ nhầm lẫn và dễ quên kiến thức.<br /> <br /> Trang 3<br />  Phương pháp giải một số dạng bài tập về khối lượng riêng, trọng lượng riêng  <br /> phục vụ công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý THCS<br /> <br /> Các giải pháp đưa ra trong đề tài khối lượng riêng và trọng lượng riêng <br /> của chương trình Vật lý THCS này tôi đã khắc phục được một số hạn chế ở <br /> các đề tài trước như sau:<br /> + Đã phân loại bài tập theo hai phương thức giải chính là bài tập định <br /> tính và bài tập định lượng,  ứng với mỗi loại tội đã lựa chọn, sắp xếp các  <br /> dạng bài tập tuần tự từ dễ tới khó để hướng dẫn giải cho học sinh.<br /> + Đưa ra hệ  thống đầy đủ  kiến thức liên quan cần thiết để  vận dụng <br /> làm bài tập.<br /> + Đối với các dạng bài tập định lượng, tôi đưa ra hướng dẫn giải dưới  <br /> dạng sơ  đồ  khối để  học sinh có thể  phân tích đề  bài, xác định được hướng  <br /> giải đúng và trình bày một cách logic, hợp lý. Giúp học sinh tự tin hơn khi tiếp <br /> cận những bài tập nâng cao khi tham gia các kì thi tìm kiếm học sinh giỏi do  <br /> các cấp tổ chức.<br /> II. Thực trạng vấn đề<br /> <br /> Xuất phát từ nhiện vụ đào tạo của nhà trường là đào tạo thế hệ trẻ cho  <br /> đất nước phát triển toàn diện về  mọi mặt. Xuất phát từ  nguyên lý của giáo <br /> dục“học phải đi đôi với hành”, trong quá trình ôn luyện học sinh giỏi tôi luôn <br /> chú trọng tới cung cấp cho các em một hệ  thống các kiến thức logic, tổng  <br /> quát và phương pháp giải từng dạng bài ngắn gọn nhất, dễ hiểu nhất.<br /> Trước khi chuẩn bị  thực hiện đề  tài, tôi đã tiến hành khảo sát chất  <br /> lượng học sinh giỏi về khả năng giải bài tập trọng lượng riêng, khối lượng <br /> riêng để kiểm tra kiến thức của học sinh. Bản thân tôi đưa ra 6 bài tập trọng  <br /> lượng riêng, khối lượng riêng gồm 3 bài tập định tính, 3 bài tập định lượng <br /> với mức độ khó dễ khác nhau thì thu được kết quả như sau:<br /> <br /> Số lượng   Bài tập định tính Bài tập định lượng<br /> học sinh  <br /> Làm đúng Làm sai Làm đúng Làm sai<br /> Năm học tham gia<br /> (Tỉ lệ %) (Tỉ lệ   (Tỉ lệ %) (Tỉ lệ %)<br /> (Tỉ lệ %)<br /> %)<br /> 2016­2017 3 Hs 1 Hs 2 Hs 0 Hs 3 Hs<br /> Trang 4<br />  Phương pháp giải một số dạng bài tập về khối lượng riêng, trọng lượng riêng  <br /> phục vụ công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý THCS<br /> <br /> 100% 33,3% 66,7% 0% 100%<br /> Qua kết quả khảo sát, tôi nhận thấy việc giải bài tập cơ bản về trọng  <br /> lượng riêng các em làm tương đối tốt, những những bài tập nâng cao thì các <br /> em gặp không ít khó khăn khi giải. Những khó khăn mà các em thường gặp <br /> phải trong quá trình giải gồm: không làm được do không định hướng được  <br /> cách giải, đổi đơn vị sai, nhầm lẫn giữa các đại lượng vật lý, quên công thức <br /> tính,trình bày bài giải lủng củng...nên các em dễ mất điểm đáng tiếc mặc dù <br /> nó không quá khó.<br /> Nhận thấy những điểm yếu trên tôi đã suy nghĩ để tìm ra giảipháp giúp  <br /> khắc phục những khó khăn để  có thể  tiếp tốt nhất kiến thức được truyền  <br /> đạt. Sau một thời gian tìm tòi, bằng tất cả kinh nghiệm có được, tôi đã viết ra <br /> đề  tài  “phương pháp giải một số  dạng bài tập về  khối lượng riêng, trọng  <br /> lượng riêng phục vụ công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý THCS” . Đề tài <br /> đưa ra hệ  thống các kiến thức, các công thức cơ  bản nhất phục vụ cho việc  <br /> làm bài tập. Sau đó, đề  tài đã phân riêng từng dạng,  ứng với mỗi dạng là <br /> hướng dẫn các bước phân tích đề, các bước để  giải và cuối cũng là bài giải  <br /> hoàn chỉnh.<br /> Khi đưa ra thử nghiệm đề tài, học sinh của tôi đã tiếp thu nhanh những  <br /> kiến thức được truyền đạt, đồng thời làm được những bài tập tương tự, tư <br /> duy được và làm được những bài tập đã có sự  biến đổi dựa tên sườn những  <br /> bài tập  đã học.<br /> III. Các giải pháp đã tiến hành đề giải quyết vấn đề<br /> <br /> Để hỗ trợ cho đề tài, tôi đã khái quát đầy đủ kiến thức cần thiết để áp  <br /> dụng làm bài tập. Cụ thể như sau:<br /> 1. Hệ thống kiến thức<br /> <br /> 1.1. Khối lượng riêng<br /> <br /> ­ Khái niệm: Khối lượng riêng của một chất là khối lượng của 1m3 <br /> chất đó.<br /> ­ Kí hiệu: D<br /> <br /> <br /> Trang 5<br />  Phương pháp giải một số dạng bài tập về khối lượng riêng, trọng lượng riêng  <br /> phục vụ công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý THCS<br /> <br /> <br /> ­ Công thức tính: Khối lượng riêng( D)=   hay D=<br /> <br /> ­ Đơn vị: kg/m3 hay g/cm3<br />  ­ Tính khối lượng riêng, khối lượng hay thể tích của vật:<br /> <br /> D =   m = D.V       V = <br /> <br /> Lưu ý:Khối lượng m có đơn vị là kg, thể tích V có đơn vị là m3thì  khối <br /> lượng riêng D có đơn vị  là kg/m3; khối lượng m có đơn vị  là g, thể  tíchV có <br /> đơn vị là cm3 thìD có đơn vị là g/cm3. Nên nếu thể tích hay khối lượng của vật <br /> có đơn vị không tương ứng thì ta phải đổi đơn vị cho tương ứng rồi mới giải.<br /> ­ Cách đổi đơn vị của khối lượng riêng:<br /> + Đổi từ kg/m3 sang g/cm3<br /> <br /> Ta có: x (  ) = x.    (  ) =    (g/cm3)<br /> <br /> Hay ta có thể nhớ: Muốn đổi x từ kg/m3 sangg/cm3 ta chỉ việc lấy x chia <br /> cho 1000.<br /> + Đổi từ g/m3 sang kg/m3<br /> <br /> Ta có: x (  ) = x.    (  ) =x.1000  (g/cm3)<br /> <br /> Hay ta có thể nhớ: Muốn đổix từ g/cm3 sang kg/m3 ta chỉ việc lấy x nhân <br /> cho 1000.<br /> 1.2.Trọng lượng riêng<br /> <br /> ­ Khái niệm: Trọng lượng riêng của một chất là trọng lượng của 1m3 <br /> chất đó.<br /> ­ Kí hiệu: d<br /> <br /> ­ Công thức tính:       Trọng lượng riêng (d) =   hay d =<br /> <br /> ­ Đơn vị: kg/m3 hay g/cm3<br /> <br /> ­ Tính trọng lượng riêng, trọng lượng hay thể tích của vật<br /> <br /> <br /> Trang 6<br />  Phương pháp giải một số dạng bài tập về khối lượng riêng, trọng lượng riêng  <br /> phục vụ công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý THCS<br /> <br /> <br /> d =   P = d.V       V = <br /> <br /> Lưu ý: Trong các công thức này trọng lượng P có đơn vị là N, thể tích V <br /> có đơn vị là m3, trọng lượng riêng d có đơn vị là N/m3. Nếu đơn vị của thể tích <br /> V chưa phải là m3 thì phải đổi về m3.<br /> 1.3. Mối quan hệ giữa khối lượng riêng (D) và trọng lượng riêng (d)<br /> <br /> Ta có: d =  hay D =<br /> <br /> Với hệ thống kiến thức cơ bản nêu trên, tasẽ  lần lượt tìm hiểu các <br /> dạng bài tập cụ thể cũng như phương pháp giải cho từng dạng như sau:<br /> 2. Phương pháp giải<br /> <br /> 2.1. Bài tập định tính<br /> <br /> Bài tập định tính (BTĐT) là những bài tập mà khi giải, học sinh không <br /> cần thực hiện các phép tính phức tạp mà phải sử  dụng những phép suy luận <br /> lôgic trên cơ sở hiểu rõ bản chất của các khái niệm, định luật vật lý và nhận <br /> biết được những biểu hiện của chúng trong các trường hợp cụ thể.<br /> Đối với loại BTĐT, việc xác lập lời giải thường gây cho học sinh  <br /> nhiều khó khăn vì nó đòi hỏi phải lập luận một cách lôgic, có căn cứ đầy đủ <br /> và xác đáng về  mặt kiến thức. Thực tế giảng dạy cho thấy, do ít được vận  <br /> dụng kiến thức vào thực tiễn, ít được tiếp cận với các dạng BTĐT trong quá <br /> trình học tập, nên đứng trước những BTĐT, học sinh thường có xu hướng  <br /> đưa ra những lời giải đáp không thỏa đáng, hời hợt, thậm chí không chính xác.<br /> 2.1.1. Phương pháp giải bài toán thực hành đo một đại lượng vật  <br /> lý nào đó<br /> <br /> Để giải các bài toán thực hành đo một đại lượng vật lý nào đó ta cần:<br /> ­ Viết công thức đại lượng tính đó ra.<br /> ­ Để  xác định các đại lượng trong công thức ta xem xét các dụng cụ  có  <br /> sẵn có thể dùng để đo được đạt lượng nào, ta tiến hành đo đại lượng đó. Nếu  <br /> <br /> <br /> <br /> Trang 7<br />  Phương pháp giải một số dạng bài tập về khối lượng riêng, trọng lượng riêng  <br /> phục vụ công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý THCS<br /> <br /> không thể đo trực tiếp ta ta phải tìm bước đo trung gian để tính đại lượng cần <br /> đo đó.<br /> ­ Khi đo xong các đại lượng có trong công thức, ta tính đại lượng cần đo  <br /> theo công thức đã viết.<br /> Lưu ý: Khi tính giátrị của các đại lượng cần đo, ta cần lưu ý đơn vị của <br /> các đại lượng liên quan, nếu đơn vị chưa hợp lý thì phải đổi cho hợp lý.<br /> Bài tập1: Hãy nói cách xác định trọng lượng riêng của vật không thấm <br /> nước, có hình dạng bất kỳ để vật lọt vào bình chia độ.Biết rằng dụng cụ chỉ <br /> có bình chia độ và lực kế.<br /> Giải:<br /> <br /> Bước 1:Xác định trọng lượng P của vật không thấm nước bằng lực kế.<br /> Bước 2:Xác định thể tích V của vật không thấm nước bằng bình chia <br /> độ.<br /> Lấy nước vào bình chia độ ghi mực nước ban đầu V1 , cho bức tượng <br /> vào ghi mực nước dâng tới mực V2 .<br /> Xác định V = V2 – V1<br /> P<br /> Bước 3: Tính trọng lượng riêng theo công thức d =  V − V<br /> 2 1<br /> <br /> <br /> Bài tập 2: Bạn Trâm có một bức tượng vũ nữ nhỏ, muốn xác định xem  <br /> bức tượng có khối lượng riêng là bao nhiêukg/m3trong khi bạn chỉ có một lực <br /> kế  và một bình chia độ  có thể  bỏ  lọt bức tượng vào.Em hãy giúp Trâm làm <br /> việc đó.<br /> Giải:<br /> <br /> Bước 1: Dùng lực kế để xác định trọng lượng của bức tượng (N), tính <br /> khối lượng của bức tượng bằng công thức m=P/10 (kg)<br /> Bước 2: Đo thể tích của vật bằng bình chia độ<br /> Lấy nước vào bình chia độ ghi mực nước ban đầu V1, cho bức tượng <br /> vào ghi mực nước dâng tới mực V2 .<br /> <br /> Trang 8<br />  Phương pháp giải một số dạng bài tập về khối lượng riêng, trọng lượng riêng  <br /> phục vụ công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý THCS<br /> <br /> Xác định V = V2 – V1 được thể tích bức tượng V, đổi ra đơn vị m3<br /> <br /> Bước 3: Tính khối lượng riêng theo công thức D = (kg/m3)<br /> <br /> Bài tập 3:Hãy xác định khối lượng riêng của thủy ngân. Cho dụng cụ <br /> gồm:<br /> + Lọ thủy tinh rỗng đủ lớn.<br /> + Nước có trọng lượng riêng D.<br /> + Cân đồng hồ  có độ  chính xác cao, có giới hạn đo (GHĐ) và độ  chia <br /> nhỏ nhất (ĐCNN) phù hợp.<br /> Giải:<br /> <br /> Bước 1: Dùng cân để xác định khối lượng lọ rỗng: m<br /> Bước 2:  Đổ nước đầy lọ rồi xác định khối lượng của lọ nước:m1<br />  Khối lượng của nước là mn =  m1 ­ m <br /> <br /> Bước 3:Dung tích của lọ là cũng là thể tích của nước là:<br /> <br /> V=Vn = <br /> <br /> Bước 4:Đổ hết nước ra, đổ thủy ngân đầy lọ, dùng cân để xác định khối <br /> lượng của lọ thủy ngân: m2<br />  Khối lượng của thủy ngân là:     mtn = m2 ­ m<br /> <br /> Bước 5:Dung tích của lọ không đổi nên khối lượng riêng của thủy ngân là: <br /> <br /> Dtn =  D<br /> <br /> 2.1.1. Phương pháp giải bài toán kiểm tra vật đặc rỗng.<br /> <br /> Để giải các bài toán kiểm tra vật đặc rỗng ta cần:<br /> ­ Xác định khối lượng riêng của vật.<br /> ­ Xác định khối lượng riêng của chất tạo nên vật<br /> ­ So sánh D vật và D chất tạo vật<br /> + Nếu D vật = D chất tạo vật : vật đặc<br /> <br /> Trang 9<br />  Phương pháp giải một số dạng bài tập về khối lượng riêng, trọng lượng riêng  <br /> phục vụ công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý THCS<br /> <br /> + Nếu D vật