Đề tài Vài kinh nghiệm về giải bài tập định lượng môn vật lý ở trường trung học cơ sở

	1/ Tài liệu bồi dưỡng giáo viên dạy lớp 8, 9 môn vật lý
	2/ Đổi mới phương pháp dạy học ở trường THCS
	3/ Đổi mới phương pháp dạy và giải bài tập vật lý trung học cơ sở
	4/ Sách giáo khoa và sách bài tập vật lý lớp 7,8,9
B. NỘI DUNG
I. CƠ SỞ LÝ LUẬN:
	1. Mục tiêu và ý nghĩa:
	- Bài tập vật lý giúp học sinh hiểu, khắc sâu thêm phần lý thuyết và đặc biệt giúp học sinh có phương pháp giải bài tập. Biết vận dụng kiến thức vật lý để giải quyết các nhiệm vụ học tập và những vấn đề thực tế của đời sống là thước đo mức độ hiểu biết, kĩ năng của mỗi học sinh.
	- Bài tập vật lý giúp học sinh hiểu sâu hơn những qui luật vật lý, những hiện tượng vật lý, tạo điều kiện cho học sinh vận dụng linh hoạt, tự giải quyết những tình huống cụ thể khác nhau, để từ đó hoàn thiện về mặt nhận thức và tích lũy thành vốn riêng của mình.
	- Muốn làm được bài tập vật lý, học sinh phải biết vận dụng các thao tác tư duy, so sánh, phân tích, tổng hợp, khái quát hóa.... để xác định được bản chất vật lý, trên cơ sở đó chọn ra các công thức thích hợp cho từng bài tập cụ thể. Vì thế bài tập vật lý còn là phương tiện tốt để phát triển tư duy, óc tưởng tượng, sáng tạo, tính tự lực trong suy luận.
	- Bài tập vật lý là hình thức củng cố, ôn tập mở rộng hoặc đi sâu vào các trường hợp riêng lẻ của định luật mà nhiều khi nếu nhắc lại nhiều lần ở phần lý thuyết có thể làm cho học sinh nhàm chán.
	- Khi làm bài tập, học sinh bắt buộc phải nhớ lại kiến thức đã học và vận dụng, đào sâu kiến thức, do vậy đứng về mặt điều kiển hoạt động nhận thức của học sinh thì đây là phương tiện tự kiểm tra kiến thức, kĩ năng của học sinh. Trong việc giải bài tập, nếu học sinh tự giác, say mê tìm tòi thì nó còn có tác dụng rèn luyện cho các em những đức tính tốt như tinh thần tự lập, vượt khó, tính cẩn thận, tính kiên trì, và đặc biệt tạo niềm vui trí tuệ học tập.
	2. Phân loại bài tập vật lý:
	Có nhiều cách phân loại bài tập vật lý, hiện tại chưa có sự phân định rạch ròi, rõ ràng. Người ta thường phân loại theo nội dụng vật lý là bài tập cơ, nhiệt, điện, quang ... nhưng có nhiều bài tập lại có cả cơ, nhiệt, điện ... thì ta thường gọi là bài tập tổng hợp, bài tập có nội dung lịch sử, nội dung thực tế , có bài tập lại giống như câu hỏi không có số liệu cụ thể.
	Tuy nhiên, người ta có thể căn cứ vào dấu hiệu chủ yếu của từng loại, ý nghĩa và vai trò từng loại để xếp thành các loại bài tập sau:
	2.1 Bài tập định tính:
	- Ví dụ: 
	a. Tại sao khi dắt xe lên các bậc thềm cao, ta thường dùng mặt phẳng nghiêng ?
	b. Tại sao ở các đầu nối các thanh ray phải có các khoảng nhỏ ?
	2.2 Bài tập định lượng là loại bài tập có số liệu cụ thể, muốn giải được phải thực hiện một loạt các phép tính. Loại bài tập này giúp học sinh hiểu đầy đủ và sâu sắc hơn ý nghĩa vật lý, rèn luyện kỹ năng tính toán, vẽ hình tiến tới giải các bài tập tổng hợpcó nhiều nội dụng phức tạp hơn.
	2.3 Bài tập có nội dung thực tế: Là loại bài tập có liên quan trực tiếp đến đời sống thực tế, kỹ thuật sản xuất, các hiện tường tự nhiện và đặc biệt là thực tế lao động sinh hoạt hàng ngày. Những bài tập này có tác dụng rất lớn về mặt giáo dục kỹ thuật tổng hợp.
	Ví dụ:
	a. Tính tiền điện cho mỗi gia đình phải trả hàng tháng, nếu biết khoảng thời gian sử dụng điện mỗi ngày, công suất của từng loại dụng cụ điện.
	 b. Vẽ sơ đồ một bóng đèn ở cầu tháng sao cho có thể tắt, mở ở hai đầu trên và dưới cầu thang.
	2.4 Bài tập thí nghiệm: Là những bài tập khi giải phải tiến hành những thí nghiệm hoặc quan sát kiểm chứng cho lời giải lý thuyết hoặc tìm ra số liệu cụ thể. Bài tập thí nghiệm có tác dụng nâng cao chất lượng học tập, gây hứng thú gắn học với hành, lý thuyết với thực tiễn kích thích tính tích cực, tự lập, rèn luyện trí thông minh sáng tạo.
	Các bài tập thí nghiệm vật lý phải xây dựng bằng những vật liệu dễ kiếm, rẻ tiền, dễ làm, mức độ chính xác về định lượng cũng vừa phải, phải coi trọng về độ an toàn, tính khoa học.
	Ví dụ: Hãy dùng các dụng cụ đo đơn giản như thước dây và đồng hồ để xác định vận tốc trung bình của người đi bộ.
	2.5 Bài tập vui: Giờ bài tập dễ trở nên khô khan, mệt mỏi gây nhiều ức chế cho học sinh khi phải sử dụng nhiều những số liệu và các phép tính toán. Bài tập vui sẽ giúp học sinh bớt căng thẳng, niềm vui ở các bài tập vật lý phải mang tính trí tuệ cao.
	Ví dụ: Có một số kẹo sôcôla hình cầu, hình trụ và hình nón được đặt trên ba cái cân như hình vẽ. Những cái kẹo hình giống nhau có khối lượng bằng nhau Hãy nghĩ cách chia số kẹo trên thành hai phần vừa có khối lượng bằng nhau, vừa có số lượng bằng nhau:
	Ta chuyển hai kẹo hình cầu từ cân A và hai kẹo hình cầu từ cân C sang hai đĩa cân B thì cân B vẫn thăng bằng. Còn lại ở cân A và cân C có tổng số hai kẹo hình trụ và bốn kẹo hình nón, chia đôi cho mỗi đĩa B.
	2.6 Bài tập trắc nghiệm: Câu hỏi trắc nghiệm có nhiều phương án lựa chọn để trả lời, do đó có thể đo được những khả năng khác nhau về giá trị nội dung và độ tin cậy cao vì số câu hỏi nhiều hơn trong cùng thời gian làm bài của học sinh. Phương pháp học tập và làm bài trắc nghiệm mang tính khách quan nâng mức biết, mức hiểu, mức áp dụng, mức phân tích, mức tổng hợp lên cao hơn. Phải rèn luyện cho học sinh có thói quen đọc nhanh, làm nhanh. Câu hỏi bài tập tuy ngắn nhưng số liệu câu hỏi lại nhiều, thường hỏi rải khắp chương trình nên phải học hết, học kỹ, không thể học tủ, đoán mò đề thi. Khi làm bài phải lựa chọn phương án trả lời hợp lý nhất, nhanh nhất bài tập trắc nghiệm cũng có nhiều dạng.
	2.7 Bài tập tổng hợp: Là loại bài tập có sử dụng tới kiến thức của nhiều chương, ở nhiều lớp hoặc vừa có kiến thức cơ vừa có kiến thức điện .. loại bài tập này có tính chất hệ thống hóa kiến thức đã học, được dùng nhiều cho các bài tập tổng kết chương, ôn tập, đặc biệt là sử dụng nhiều ở lớp 9 là lớp cuối cấp, đã có đầy đủ kiến thức của các lớp 6,7,8. Những bài này giúp học sinh nhớ lại kiến thức ở lớp dưới, nay đã quên mà giáo viên cần nhắc lại hoặc muốn khắc sâu kiến thức của phần lý thuyết thông qua các bài tập.
	Ví dụ: Một cần cẩu mỗi phút đưa được 1200 viên gạch lên cao 6m, khối lượng mỗi viên là 1,8 kg.
	a. Tính công suất hữu ích của cần cẩu này.
	b. Khi làm việc dòng điện chạy qua động cơ bằng 15 A. Hiệu suất của cần cẩu là 65 %. Tìm công suất của mạch điện cung cấp cho cần cẩu và hiệu điện thế của mạch điện.
c. 70% công suất tiêu hao là để thắng ma sát, còn lại là mất mát do tỏa nhiệt trong động cơ .Tìm điện trở của động cơ ?	
* Cách giải:
	a. Khi đưa 1200 viên gạch lên cao 6m , cần cẩu đã thực hiện công có ích là:
	Ai = P . h = 1200 .1,8 .10 . 6 = 129600 J 
	Công suất hữu ích của cần cẩu là: 
	Pi = Ai : t = 129600 : 60 = 2.160 W
	b. Từ công thức H = Pi:Ptp => Ptp = Pi:H = 2.160 : 0,65 = 3.323 W
	Ta lại biết: P= U. I => U = P:I = 3.323 : 15 ≈ 222V
	c. Theo đề bài, công suất tiêu hao là: 3.323 . 0,35 = 1.163 W
	Vậy công suất tiêu hao do tỏa nhiệt bằng 30 % tổng công suất tiêu hao,
	Bằng P’ = 1.163 . 0,30 = 348,9 W
	Công suất tiêu hao này tính theo công thức : P’ = R . I2
	Suy ra: R= P’:I2 = 348,9: 152 = 348,9 : 225 ≈ 1,55 Ω
	II. THỰC TRẠNG VỀ VIỆC GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ CỦA HỌC SINH
	Qua nhiều năm giảng dạy vật lý ở trường THCS Chu Văn An, đối với học sinh vấn đề giải và sửa các bài tập vật lý gặp không ít khó khăn vì học sinh thường không nắm vững lý thuyết, không có giờ luyện tập, bài tập ở lớp (phân phối chương trình lý 8) hoặc nếu có thì rất ít ( lý 9), chưa có kỹ năng vận dụng kiến thức vật lý. Vì vậy các em giải bài tập một cách mò mẫm, không có định hướng rõ ràng, áp dụng công thức máy móc và nhiều khi không giải được, có nhiều nguyên nhân:
	- Học sinh chưa biết phương pháp để giải bài tập vật lý.
	- Chưa có những kỹ năng toán học cần thiết để giải bài tập vật lý.
	- Chưa xác định được mục đích của việc giải bài tập và tìm ra từ câu hỏi điều kiện của bài toán, xem xét các hiện tượng vật lý nêu trong đề bài tập để từ đó nắm vững bản chất vật lý, tiếp theo là xác định mối liên hệ giữa cái đã cho và cái phải tìm.
	Ví dụ:
	Có hai vật m1 và m2 làm bằng cùng một chất nhúng vào nước và dầu, cân ở vị trí cân bằng (hình vẽ) . Khi mở khóa K cho nước và dầu chảy ra hết, cân còn thăng bằng nữa không ? (OA=OB).
	Giải: 
Hiện tượng m1 và m2 thăng bằng trong nước và dầu là do cơ lực đẩy Ac– si- met lên m1 và m2. Bản chất vật lý của hiện tượng trên là khi không còn nước và dầu thì cân không còn thăng bằng nữa, vì lúc đó lực đẩy Ác – si- mét bằng O
	Gọi d là trọng lượng riêng của bản chất làm hai vật
	dn và dd lần lượt là trong lượng riêng của nước và của dầu
	V1 và V2 lần lượt là thể tích của m1 và m2 
	Trong nước và dầu, cân thăng bằng nên hợp lực P và lực đẩy F tác dụng lên m1 và m2 bằng nhau:
	P1- F1 = P2- F2
	dV1 – dnV1 = dV2 – ddV2 => V1(d-dn) = V2 (d-dd)
	Vì dn >dd suy ra d-dn V2 => P1 > P2
	Vậy cân không còn cân bằng nữa.
	Qua ví dụ trên, ta thấy việc tìm hiểu từ dữ liệu của bài toán phân tích các hiện tượng để đi đến bản chất vật lý là việc rất quan trọng giúp ta định hướng cách giải một bài toán vật lý.
	III. VIỆC ÁP DỤNG GIẢI BÀI TẬP ĐỊNH LƯỢNG MÔN VẬT LÝ TRONG DẠY HỌC
	Với những lý luận trên, muốn giải bài tập vật lý ta cần thực hiện các bước sau:
	Các bước cơ bản:
	Bước 1: Viết tóm tắt các dữ kiện:
	- Đọc kỹ đề bài (khác với thuộc đề bài), tìm hiểu ý nghĩa của thuật ngữ, có thể phát biểu tóm tắt ngắn gọn chính xác.
	- Dùng ký hiệu tóm tắt đề bài cho gì ? hỏi gì ? thống nhất đơn vị. Dùng hình vẽ để mô tả lại tình huống, minh họa nếu cần.
	Bước 2: Phân tích nội dung làm sáng tỏ bản chất vật lý, xác lập mối liên hệ của các dữ kiện có liên quan tới công thức nào của các dữ kiện xuất phát và rút ra cái cần tìm xác định phương hướng và vạch kế hoạch giải
	Bước 3: Chọn công thức thích hợp, kế hoạch giải: thành lập các phương trình nếu cần, chú ý có bao nhiêu ẩn số thì có bấy nhiêu phương trình.
	Bước 4: Lựa chọn cách giải cho phù hợp, tôn trọng trình tự, phải theo để thực hiện các chi tiết của dự kiến, nhất là khi gặp những bài tập phức tạp. Thực hiện cẩn thận các phép tính. Để tránh sai số (nếu có) nên thay bằng c