Luận văn Phối hợp các phương pháp và phương tiện dạy học hiện đại để phát triển hứng thú và năng lực tự lực học tập cho học sinh qua các hoạt động giải bài tập vật lí phần cơ học (chương trình vật lí 10 nâng cao)

ng xây dựng mô hình để thay thế vật gốc trong nghiên cứu, nhƣng giáo viên có thể sử dụng mô hình với mục đích sƣ phạm nhƣ một phƣơng tiện trực quan nhằm tạo cho học sinh hiểu rõ vấn đề nào đó. Trong dạy học trƣớc đây, để tạo ra các mô hình trực quan, giáo viên phải vẽ tranh hoặc tạo các mô hình tĩnh. Hiện nay, với sự hỗ trợ tích cực của máy Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 54 vi tính, giáo viên dễ dàng tạo ra các mô hình nhƣ: hình vẽ tĩnh, hình động (sử dụng hiệu ứng hoạt hình, ví dụ: mô phỏng chuyển động của vật bị ném, vật trƣợt trên mặt phẳng nghiêng, con lắc đơn, con lắc lò xo, …), các phần mềm mô phỏng (ví dụ: mô phỏng chuyển động nhiệt của các phân tử, mô phỏng sự biến đổi của số đƣờng cảm ứng từ gửi qua tiết diện của khung dây dẫn kín…). Trong dạy học bài tập Vật lí, việc sử dụng chức năng mô phỏng của máy vi tính để giúp học sinh dễ dàng nhận ra bản chất của hiện tƣợng nêu ra trong mỗi bài toán. Nhờ vậy, học sinh định hƣớng, lựa chọn phƣơng pháp giải bài toán nhanh và chính xác hơn, phát huy tốt năng lực tự lực học tập của học sinh. 1.7 NGHIÊN CỨU THỰC TRẠNG DẠY HỌC BÀI TẬP VẬT LÍ VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA CÁC THIẾT BỊ DẠY HỌC HIỆN ĐẠI 1.7.1 Mục đích Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài, chúng tôi điều tra, khảo sát thực trạng dạy học bài tập Vật lí với mục đích: - Tìm hiểu việc sử dụng các phƣơng pháp dạy học bài tập Vật lí, các loại bài tập Vật lí, các phƣơng tiện dạy học hiện đại hỗ trợ hoạt động dạy học của giáo viên THPT. - Tìm hiểu hứng thú và năng lực tự lực giải bài tập Vật lí của học sinh. - Trên cơ sở điều tra thực tế, phân tích hạn chế, khó khăn để tìm ra nguyên nhân, biện pháp khắc phục nhằm phát triển hứng thú và năng lực tự lực học tập của học sinh qua các giờ giải bài tập Vật lí. 1.7.2 Phƣơng pháp Để đạt đƣợc mục đích nói trên, chúng tôi đã sử dụng các phƣơng pháp: - Điều tra qua giáo viên: Trao đổi trực tiếp, dùng phiếu điều tra, hỏi ý kiến, xem giáo án, dự giờ. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 55 - Trao đổi với lãnh đạo nhà trƣờng, tổ trƣởng tổ chuyên môn, tham quan các phòng dạy giáo án điện tử. - Điều tra qua học sinh: trao đổi trực tiếp, dùng phiếu điều tra. 1.7.3 Kết quả điều tra Chúng tôi đã thực hiện điều tra, trao đổi với giáo viên và học sinh lớp 10 THPT ở các trƣờng trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên: Trƣờng THPT Lê Hồng Phong, Trƣờng THPT Phổ Yên, Trƣờng THPT Đồng Hỷ. Căn cứ vào thông tin thu nhận đƣợc qua điều tra, chúng tôi rút ra một số nhận xét sau đây: * Về điều kiện cơ sở vật chất, thiết bị dạy học Hiện nay với sự đầu tƣ về cơ sở vật chất, trang thiết bị dạy học của Sở GD&ĐT cùng với các Trƣờng THPT, điều kiện dạy học đã khá thuận lợi. Phòng học đảm bảo chất lƣợng, các trƣờng đầu có phòng học chuyên môn, phòng học giáo án điện tử, phòng thí nghiệm. Qua trao đổi với lãnh đạo của một số trƣờng, chúng tôi nhận thấy các thiết bị dạy học hiện đại nhƣ máy vi tính, máy chiếu Projector, máy chiếu camera, một số phần mềm dạy học, … đều đã đƣợc trang bị. Lãnh đạo các nhà trƣờng cũng rất khuyến khích giáo viên sử dụng công nghệ thông tin và sƣu tầm, phổ biến cho đồng nghiệp các phần mềm dạy học, phim học tập, đồng thời các trƣờng cũng đang tiếp tục xây dựng , bố trí tăng cƣờng các phòng học sử dụng công nghệ thông tin. * Đối với giáo viên: - Tất cả các giáo viên Vật lí đƣợc hỏi ý kiến đều xác định mục đích chính của giờ giải bài tập là củng cố, khắc sâu kiến thức và rèn luyện phƣơng pháp giải bài tập. Hình thức tổ chức giải bài tập chủ yếu là giáo viên nêu đề bài, tổ chức cho cả lớp thảo luận, phân tích để giải bài toán. Song các giờ bài tập vẫn chủ yếu thiên về giải các bài tập định lƣợng trong sách giáo khoa và sách bài tập. Chỉ có một số ít giáo viên biên soạn các bài tập theo hệ thống và bài tập tổng hợp kiến thức. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 56 - Thực hiện theo định hƣớng đổi mới phƣơng pháp dạy học, hầu hết các giáo viên Vật lí ở THPT đã có sự tìm hiểu và vận dụng phƣơng pháp dạy học phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh nhƣ đàm thoại, phát hiện và giải quyết vấn đề, tổ chức hoạt động nhóm, … Tuy nhiên tuỳ theo năng lực sƣ phạm mà khả năng vận dụng đem lại hiệu quả khác nhau. - Việc sử dụng các phƣơng tiện dạy học hiện đại trong dạy học Vật lí vẫn đang còn là vấn đề cần đƣợc quan tâm. 30% giáo viên đƣợc hỏi ý kiến cho trả lời “chƣa bao giờ sử dụng các phƣơng tiện kĩ thuật hiện đại”. Khoảng 20% giáo viên đã sử dụng thành thạo và sử dụng thƣờng xuyên các thiết bị nhƣ máy vi tính, máy chiếu Projector, máy chiếu camera, phần mềm dạy học… Số còn lại cũng đã biết sử dụng các phƣơng tiện trên nhƣng chỉ dùng chủ yếu trong các giờ thao giảng, thi giáo viên giỏi. Mặc dù vậy, tất cả giáo viên đƣợc hỏi đều ý thức đƣợc rằng việc sử dụng phƣơng tiện hiện đại vào dạy học Vật lí là rất hữu ích. - Trong các giờ bài tập, 30% giáo viên đƣợc hỏi cho rằng học sinh khá hứng thú với các giờ bài tập Vật lí và có khoảng 40% học sinh có khả năng tự lực trong học tập. Số còn lại đánh giá học sinh có khả năng tự lực học tập chỉ vào khoảng 15%, trong các giờ giải bài tập học sinh ít hứng thú mà còn có những học sinh có tâm lý ngại vì sợ bị kiểm tra bài cũ, kiểm tra việc làm bài tập ở nhà hoặc bị gọi lên bảng giải bài tập. - Các nguyên nhân chủ yếu học sinh kém hứng thú trong học Vật lí đƣợc các giáo viên chỉ ra đó là: do học sinh chƣa nắm vững kiến thức, chƣa thấy rõ đƣợc các ý nghĩa thực tiễn của các kiến thức Vật lí trong đời sống, có thói quen ỷ lại, lƣời suy nghĩ, do các tác động tâm lí của gia đình, xã hội. Ngoài ra còn do giáo viên chƣa có phƣơng pháp giảng dạy hợp lí. * Đối với học sinh: (thống kê trên tổng số 300 học sinh đƣợc hỏi ý kiến) Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 57 - Về hứng thú học tập môn Vật lí: chỉ có khoảng 20% học sinh thích học môn Vật lí, thích tìm hiểu ý nghĩa của các kiến thức Vật lí và vận dụng vào thực tiễn cuộc sống. Khoảng 25% học sinh không thích môn Vật lí và chƣa bao giờ quan tâm đến việc vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Số còn lại chỉ coi môn Vật lí là môn học bình thƣờng, thỉnh thoảng mới để ý tới tính ứng dụng thực tiễn của các kiến thức Vật lí đƣợc học. - Về năng lực tự lực học tập: 20% học sinh tự đánh giá khả năng tự học của mình ở mức khá hoặc tốt, đó chính là những học sinh thích học môn Vật lí và học khá giỏi bộ môn này. 55% học sinh đánh giá mình có khả năng tự lực học tập ở mức trung bình, thể hiện việc chuẩn bị bài ở nhà của các em chỉ là học lí thuyết và làm các bài tập (dễ và trung bình) của bài đã học. Số còn lại tự đánh giá lực học yếu, ở nhà các em chỉ học thuộc lòng lí thuyết và làm những bài tập dễ đƣợc giao. - Về việc học tập với sự hỗ trợ của các phương tiện dạy học hiện đại: 45% học sinh thích đƣợc học các giờ học sử dụng phƣơng tiện dạy học hiện đại vì dễ hiểu bài và tạo hứng thú. Khoảng 10% học sinh không thích học trong các giờ học giáo án điện tử vì thấy dễ bị phân tán, tốc độ quá nhanh và cũng chẳng thấy có gì hơn các giờ học bình thƣờng. 45% còn lại đánh giá các giờ học giáo án điện tử ở mức độ bình thƣờng. - Vấn đề học sinh quan tâm khi giải bài tập Vật lí: Phần lớn các em quan tâm đến việc tìm ra đáp án cho bài toán. Những học sinh ở mức độ trung bình, yếu thì lại quan tâm tới độ khó, dễ của bài toán. Chỉ có số ít các em để ý tới tính thực tiễn của hiện tƣợng nêu ra trong bài toán. Trong các giờ học bài tập Vật lí, học sinh mong muốn nắm đƣợc phƣơng pháp giải bài tập chung, củng cố, khắc sâu, vận dụng kiến thức đã học, sau đó là giải đƣợc một số bài tập trong sách giáo khoa và sách bài tập. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 58 1.7.4 Những nguyên nhân cơ bản và biện pháp khắc phục * Về phía giáo viên: - Nguyên nhân: Một số giáo viên vẫn còn nặng về truyền tải nội dung kiến thức mà chƣa chú trọng đến việc dạy học gắn liền với cuộc sống, giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho học sinh. Trong việc sử dụng công nghệ thông tin vào dạy học đòi hỏi sự đầu tƣ cả trí tuệ, sức lực và thời gian, chính vì thế nhiều giáo viên có tâm lí ngại vất vả. Thêm nữa, số phòng học sử dụng công nghệ thông tin chƣa nhiều trong khi số giáo viên cần dùng các phòng học này lại đông nên có khi giáo viên chuẩn bị bài mà không có phòng để dạy dẫn đến giảm hứng thú. - Biện pháp khắc phục: Tăng cƣờng tự bồi dƣỡng kĩ năng sử dụng công nghệ thông tin trong dạy học; trao đổi với đồng nghiệp, với tổ chuyên môn để cùng xây dựng hệ thống giáo án sử dụng các phƣơng pháp dạy học tích cực và phƣơng tiện dạy học hiện đại nhằm phát triển hứng thú và năng lực học tập cho học sinh; tăng cƣờng đọc các tài liệu tham khảo để tìm hiểu ý nghĩa thực tiễn, các ứng dụng của các kiến thức Vật lí phổ thông trong cuộc sống, trong kĩ thuật, trong công nghiệp, từ đó làm phong phú hơn cho bài giảng và giúp học sinh thấy rõ vai trò đích thực của bộ môn Vật lí. * Về phía học sinh: - Nguyên nhân: Các em chƣa có hiểu biết đúng đắn về vai trò của bộ môn Vật lí trong thực tiễn cuộc sống, chƣa có phƣơng pháp học tập đúng đắn. Hiện nay một nguyên nhân khá cơ bản tác động mạnh đến sự hình thành nhân cách của học sinh đó là tác động của xã hội, gia đình, sự phát triển ồ ạt không có sự kiểm soát của các quán điện tử, Internet. Các yếu tố này làm phân tán mạnh mẽ tƣ tƣởng của học sinh, nhất là học sinh THPT. - Biện pháp khắc phục: Tăng cƣờng giáo dục tƣ tƣởng, đạo đức cho học sinh; Tạo hứng thú trong học tập, động viên khích lệ kịp thời; Bồi dƣỡng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 59 phƣơng pháp học tập để nâng cao năng lực tự lực học tập cho học sinh; phối hợp giữa nhà trƣờng, gia đình và các tổ chức xã hội để giáo dục học sinh… * Về phía nhà trƣờng: Cần quan tâm đặc biệt tới việc bồi dƣỡng giáo viên về đổi mới phƣơng pháp và ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học; Tăng cƣờng điều kiện phòng học, trang bị các thiết bị dạy học hiện đại; Tổ chức các hội thảo khoa học về ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học để giáo viên học hỏi, trao đổi kinh nghiệm với nhau; Động viên, khuyến khích giáo viên sử dụng hiệu quả các phƣơng pháp dạy học và phƣơng tiện dạy học hiện đại. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 60 KẾT LUẬN CHƢƠNG I Từ các cơ sở lí luận và thực tiễn về các phƣơng pháp dạy học tích cực và phƣơng tiện dạy học hiện đại và thực trạng về việc dạy học bài tập Vật lí, sử dụng phƣơng tiện dạy học hiện đại đã trình bày ở trên, chúng tôi hƣớng tới việc phối hợp các phƣơng pháp và phƣơng tiện dạy học hiện đại nhằm phát triển hứng thú và năng lực tự lực học tập của học sinh trong dạy học bài tập Vật lí ở lớp 10 THPT nhƣ sau: - Lựa chọn các phƣơng pháp và các hình thức tổ chức dạy học nhằm tạo hứng thú và phát triển năng lực tự lực học tập của học sinh. - Lựa chọn các phƣơng tiện dạy học hiện đại phù hợp phƣơng pháp và nội dung bài dạy. - Lựa chọn hệ thống bài tập gồm nhiều loại bài tập khác nhau (định tính, định lƣợng, bài tập thí nghiệm, bài tập đồ thị), trong đó nội dung bài tập gắn liền với các hiện tƣợng thực tiễn cuộc sống, kĩ thuật. Dựa trên cơ sở lí luận và thực tiễn, chúng tôi áp dụng vào thiết kế các bài giảng bài tập Vật lí phần Cơ học của lớp 10 THPT nhằm tạo động cơ, hứng thú học tập cho học sinh, tạo không khí học tập sôi nổi trong các giờ học, từ đó phát triển ý thức và năng lực tự lực học tập của học sinh. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 61 CHƢƠNG II: PHỐI HỢP CÁC PHƢƠNG PHÁP VÀ PHƢƠNG TIỆN DẠY HỌC HIỆN ĐẠI ĐỂ TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP PHẦN CƠ HỌC (CHƢƠNG TRÌNH TỰ CHỌN NÂNG CAO – BAN CƠ BẢN) 2.1 VỊ TRÍ VÀ VAI TRÒ CỦA PHẦN CƠ HỌC (VẬT LÍ 10) 2.1.1 Vị trí và vai trò của phần cơ học (Vật lí 10) * Vị trí: Phần cơ học là phần đầu tiên trong chƣơng trình Vật lí lớp 10, cũng là phần mở đầu trong chƣơng trình Vật lí THPT. * Vai trò: Phần cơ học trong chƣơng trình Vật lí 10 là một phần kiến thức hết sức cơ bản, có vai trò tạo dựng nền tảng cho tƣ duy Vật lí của học sinh. Việc nghiên cứu các khái niệm, đại lƣợng, định luật Vật lí, các phƣơng pháp phát hiện và giải quyết vấn đề khi gặp một hiện tƣợng Vật lí nào đó sẽ dần dần hình thành trong tƣ duy của học sinh nhƣ một phƣơng pháp luận trong quá trình học tập Vật lí. Ví dụ: - Các khái niệm nhƣ chuyển động, vận tốc, lực, công, năng lƣợng … là những khái niệm không chỉ sử dụng trong Cơ học mà là những khái niệm phổ biến trong mọi phần của Vật lí (Điện từ trƣờng, lƣợng tử ánh sáng, Vật lí hạt nhân, …). - Các định luật nhƣ ba Định luật của Niutơn, Định luật bảo toàn động lƣợng, Định luật bảo toàn năng lƣợng cũng là những định luật chung cho mọi vấn đề của Vật lí cổ điển và chúng cũng đƣợc vận dụng vào Vật lí học hiện đại. - Phƣơng pháp động lực học, phƣơng pháp dùng định luật bảo toàn là những phƣơng pháp hết sức cơ bản trong việc giải quyết các vấn đề trong Vật lí học. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 62 Chính vì vậy, giảng dạy phần Cơ học trong chƣơng trình Vật lí lớp 10 đã trở thành một nhiệm vụ khá nặng nề đối với giáo viên Vật lí. Công việc này giống nhƣ việc xây nền móng cho một ngôi nhà cao tầng, nền móng có tốt thì ngôi nhà mới bền vững. 2.1.2 Cấu trúc nội dung phần cơ học - Vật lí 10 Chƣơng trình Vật lí theo chƣơng trình cơ bản (Ban chuẩn) đƣợc triển khai thực hiện từ năm 2006 đƣợc phân bố nhƣ sau: Loại bài học Nội dung Lý thuyết Bài tập Thực hành Kiểm tra Cộng Chƣơng I: Động học chất điểm 9 2 3 1 15 Chƣơng II: Động lực học chất điểm 8 2 2 0 12 Chƣơng III: Cân bằng và chuyển động của vật rắn 7 2 0 1HK 10 Chƣơng IV: Các định luật bảo toàn 8 2 0 0 10 Trong nội dung kiến thức chƣơng I, học sinh sẽ đƣợc khảo sát về các dạng chuyển động cơ bản, thƣờng gặp trong thực tiễn (chuyển động thẳng đều, chuyển động thẳng biến đổi đều, chuyển động tròn đều) và các đại lƣợng đặc trƣng cho chuyển động (vận tốc, gia tốc, đƣờng đi). Phƣơng pháp nghiên cứu và giải quyết vấn đề chủ yếu là phƣơng pháp toạ độ và phƣơng pháp véctơ. Đây là những kiến thức và phƣơng pháp mang tính phổ thông và cơ bản. Giúp học sinh hiểu và vận dụng tốt kiến thức và phƣơng pháp nghiên cứu trong chƣơng I sẽ tạo hứng thú và bƣớc đầu phát triển năng lực tự lực học tập của học sinh. Tuy nhiên cần lƣu ý về đối tƣợng chuyển động cần khảo sát phải thoả mãn điều kiện đƣợc coi nhƣ những chất điểm. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 63 Sang chƣơng II, học sinh bắt đầu đi sâu vào tìm hiểu nguyên nhân dẫn đến các vật có đƣợc trạng thái chuyển động nhƣ đã xét ở chƣơng I. Các vật đƣợc nghiên cứu trong mối quan hệ với các vật khác. Những khái niệm cần làm rõ bản chất đó là các lực cơ học, khối lƣợng, quán tính. Đặc biệt cần làm cho học sinh hiểu và vận dụng thành thạo ba định luật của Niutơn. Phƣơng pháp nghiên cứu và giải quyết vấn đề cơ bản của chƣơng này là phƣơng pháp động lực học. Khi vận dụng phƣơng pháp này, học sinh đã phải thuần thục phƣơng pháp toạ độ và phƣơng pháp véctơ. Trong chƣơng III, học sinh sẽ phải khảo sát trạng thái chân bằng và chuyển động của các vật rắn không còn đơn giản nhƣ xét với chất điểm. Vẫn trên cơ sở phƣơng pháp động lực học ở chƣơng II, nhƣng khi biểu diễn lực tác dụng lên vật rắn, học sinh cần chú ý tới điểm đặt và giá của lực. Mặt khác trong chƣơng này, học sinh phải làm quen với khái niệm mômen lực và chuyển động quay của vật quanh một trục dƣới tác dụng của mômen lực. Ngoài ra, khi xét đến vật rắn chuyển động tịnh tiến, giáo viên cần giúp học sinh thấy rõ sự tƣơng tự nhƣ khảo sát chuyển động của chất điểm. Ở chƣơng VI – Các định luật bảo toàn - học sinh cần nắm đƣợc các khái niệm: động lƣợng, công, công suất, năng lƣợng, động năng, thế năng, cơ năng; các định luật bào toàn động lƣợng, định luật bảo toàn cơ năng, định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lƣợng. Trong chƣơng này, định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lƣợng vƣợt qua phạm vi của một định luật Vật lí thông thƣờng mà nó đóng vai trò phƣơng pháp luận. Thông qua việc khảo sát chuyển động của các vật dƣới tác dụng của các lực bảo toàn, vật dƣới tác dụng của các lực không phải lực bảo toàn, bài toán va chạm đàn hồi, va chạm mềm, giáo viên cần làm rõ vai trò của định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lƣợng, từ đó hình thành cho học sinh phƣơng pháp tƣ duy theo quan điểm này. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 64 2.2 XÂY DỰNG CÁC CHỦ ĐỀ BÀI TẬP VẬT LÍ PHẤN CƠ HỌC (CHƢƠNG TRÌNH TỰ CHỌN NÂNG CAO) Ở các trƣờng THPT hiện nay, khi lựa chọn phƣơng án phân ban, nhiều trƣờng thực hiện theo phƣơng án chọn Ban cơ bản (Ban chuẩn), trong đó có một số lớp học tự chọn nâng cao Toán, Lí, Hoá. Một số trƣờng tổ chức cho các lớp mũi nhọn học tự chọn Toán, Lí, Hoá theo sách giáo khoa cơ bản và trong các giờ tự chọn, giáo viên sẽ củng cố, rèn luyện kĩ năng, bổ sung kiến thức nâng cao cho học sinh. Một số trƣờng khác lại cho học sinh nhóm này học theo sách giáo khoa ban khoa học tự nhiên. Tuy nhiên theo nhận định chung, đối với học sinh các trƣờng không thuộc các khu vực thành phố, thị xã thì phƣơng án học theo sách cơ bản và giáo viên biên soạn các chủ đề tự chọn nâng cao là phù hợp với học sinh hơn cả. Đối với trƣờng THPT Lê Hồng Phong, Trƣờng THPT Phổ Yên, THPT Bắc Sơn … đều đang thực hiện theo phƣơng án này một cách có hiệu quả. Căn cứ vào thực tiễn giảng dạy, chúng tôi xây dựng các chủ đề bài tập dành cho các lớp mũi nhọn của ban cơ bản trong các giờ tự chọn nâng cao. Tuy nhiên, đây cũng có thể là các chủ đề dùng cho mọi đối tƣợng học sinh. Quan điểm xây dựng các chủ đề bài tập mà chúng tôi muốn đƣa ra ở đây là lựa chọn bài tập theo từng nội dung kiến thức (theo từng chƣơng của chƣơng trình sách giáo khoa), sắp xếp theo từng loại: bài tập định tính, bài tập định lƣợng, bài tập đồ thị, bài tập thí nghiệm. Với sự sắp xếp này, giáo viên có thể dễ lựa chọn các bài tập cho từng giờ giải bài tập Vật lí ở trên lớp. Mặt khác, có thể cung cấp cho học sinh hệ thống bài tập này để học sinh tự học tập, tự nâng cao kiến thức. Các chủ đề về động học chất điểm 2.2.1 Bài tập định tính * Hệ quy chiếu: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 65 1. Một đoàn máy kéo có vận tốc nhƣ nhau, đi ngang qua một ô tô đứng yên. Hỏi: a. Đối với ô tô thì những máy kéo này có chuyển động không? b. Đối với máy kéo này thì máy kéo kia có chuyển động không? c. Đối với máy kéo thì ô tô có chuyển động không? 2. Hãy xét chuyển động của chiếc van xe đạp khi xe đang chuyển động trên đƣờng thẳng. Đối với trục của bánh xe thì quỹ đạo chuyển động của van xe có hình gì? Đối với mặt đất thì quỹ đạo của van xe có hình gì? 3. Một toa tàu chuyển động thì bộ phận nào chuyển động, bộ phận nào đứng yên đối với mặt đƣờng, đối với thành toa tàu? 4. Các vì sao trên trời ban đêm chuyển động ra sao? Giải thích hiện tƣợng bằng khái niệm hệ quy chiếu * Chuyển động thẳng đều: 1. Trong số các phƣơng trình sau đây thì phƣơng trình nào mô tả chuyển động thẳng đều: a. s = 2t + 3 b. s = 5t 2 c. s = 3t d. v = 7 e. v = 4 - t 2. Một vật chuyển động trên hai đoạn đƣờng với các vận tốc trung bình v1, v2. Trong điều kiện nào thì vận tốc trung bình trên cả đoạn dƣờng bằng trung bình cộng của hai vận tốc * Chuyển động thẳng biến đổi đều: 1. Một xe đang nằm yên thì mở máy chuyển động nhanh dần đều với gia tốc không đổi a. a. Sau thời gian t, vận tốc tăng v. Sau thời gian t kế tiếp, vận tốc tăng thêm v’. So sánh v’ và v. b. Sau thời gian t, vận tốc xe tăng v. Để vận tốc tăng thêm cùng một lƣợng v thì liền đó xe phải chạy trong khoảng thời gian t’. So sánh t’ và t. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 66 c. Giả sử trong thời gian t đầu tiên xe có gia tốc a1 và cuối thời gian này vận tốc xe tăng v. Trong thời gian t kế tiếp, xe có gia tốc a2 và cuối thời gian này vận tốc xe tăng thêm v’ = 2v. So sánh a1 và a2. 2. Có hai xe chuyển động thẳng trong điều kiện mô tả nhƣ hình dƣới. Các phƣơng trình toạ độ là: x1 = v0t , x2 = ½ at2 a. Thời điểm xe (2) đạt vận tốc đều của xe (1) đƣợc tính bởi biểu thức nào? b. Thời điểm xe (2) đuổi kịp xe (1) đƣợc tính theo biểu thức nào? c. Xác định biểu thức tính quãng đƣờng xe (2) đã đi cho tới lúc đuổi kịp xe (1) 3. Hai đoàn xe lửa chạy ngƣợc chiều nhau. Một đoàn đi nhanh dần lên phía bắc. Đoàn kia đi chậm dần xuống phía nam. Hỏi gia tốc của hai đoàn xe lửa đó có hƣớng nhƣ thế nào? 4. Trong trƣờng hợp nào thì quãng đƣờng đi đƣợc sau giây đầu tiên trong chuyển động nhanh dần đều có giá trị không bằng nửa gia tốc? 5. Ba vật đƣợc ném nhƣ sau: vật thứ nhất ném xuống dƣới không có vận tốc ban đầu, vật thứ hai ném xuống dƣới có vận tốc ban đầu, vật thứ ba ném lên trên. Có thể nói gì về gia tốc của các vật ấy? Bỏ qua sức cản của không khí. 6. Một vật nặng đƣợc treo bằng một sợi dây vào chiếc khí cầu đang bay đều lên trên với một vận tốc nào đó. Hỏi chuyển động của vật nặng sẽ ra sao nếu sợi dây bị đứt? Bỏ qua sức cản của không khí. *Chuyển động tròn đều: 1. Có một chất điểm chuyển động tròn đều. Đặt Mv  là vectơ vận tốc tại vị trí M của chất điểm đƣợc chọn làm chuẩn. 0v  1 a  2 O x Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 67 a. Sau các khoảng thời gian nào thì véc tơ vận tốc của chất điểm vuông góc với Mv  ? b. Sau 1/3 vòng thì chất điểm có véc tơ vận tốc hợp với Mv  một góc bao nhiêu? c. Sau một khoảng thời gian nhỏ nhất bao nhiêu thì véc tơ vận tốc hợp với Mv  một góc 600? 2. Coi chuyển động của trái đất quanh trục NS là chuyển động tròn đều. Xét các vị trí thuộc ba nhóm sau: (1). Trên cùng một kinh tuyến (không tính điểm trên trục). (2). Trên cùng một vĩ tuyến khác xích đạo. (3). Trên xích đạo. a. Những vị trí có cùng tốc độ góc thuộc các nhóm nào? b. Những vị trí có cùng tốc độ dài thuộc các nhóm nào? c. Những vị trí có cùng gia tốc hƣớng tâm thuộc các nhóm nào? d. Những vị trí có véc tơ gia tốc hƣớng tâm cùng hƣớng về tâm trái đất là những vị trí thuộc các nhóm nào? *Tính tƣơng đối của chuyển động – Công thức cộng vận tốc: 1. Một xe chuyển động thẳng đều trên đƣờng với vận tốc v. Vào một lúc nào đó xét một bánh xe và các điểm có vị trí nhƣ trong hình vẽ. Trong số các điểm đã cho, hãy chỉ ra (các) vị trí có đặc điểm sau: a. có vận tốc tức thời đối với mặt đất lớn nhất? Giá trị lớn nhất ấy là bao nhiêu? b. có vận tốc tức thời đối với mặt đất triệt tiêu (tâm quay tức thời)? c. hai điểm có cùng độ lớn của vận tốc đối với mặt đất? M Mv  M N P Q Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 68 2. Một ngƣời đứng ở M thì chợt nhìn thấy xe chở khách ở N đang chuyển động thẳng đều với vận tốc v2. Ngƣời này tức thì chạy thẳng đều với vận tốc v1 và gặp xe ở vị trí P trên đƣờng. a. Đối với hệ quy chiếu gắn với xe chở khách thì quỹ đạo của ngƣời là đoạn thẳng nào? b. Xác định biểu thức của v1? c. Ngƣời này có thể chạy thẳng đều để gặp đƣợc xe ô tô với vận tốc thích hợp có hƣớng chuyển động ở bên trong góc nào? 2.2.2 Bài tập định lƣợng Bài 1: Một ngƣời đi từ A đến B theo chhuyển động thẳng. Nửa đoạn đƣờng đầu ngƣời ấy đi với vận tốc trung bình 16km/h. Trong nửa thời gian còn lại, ngƣời ấy đi với vận tốc 10km/h và sau đó đi bộ với vận tốc 4km/h. Tính vận tốc trung bình trên cả đoạn đƣờng. Bài 2: Một ô tô khởi hành từ Hà Nội lúc 7h sáng, chạy về hƣớng Ninh Bình với vận tốc 60km/h. Sau khi đi đƣợc 45 phút, xe dừng lại 15 phút rồi tiếp tục chạy với vận tốc đều nhƣ lúc đầu. Lúc 7h 30 phút sáng, một ô tô thứ hai khởi hành từ Hà Nội đuổi theo xe thứ nhất với vận tốc đều 70km/h. a. Tìm vị trí mỗi xe và khoảng cách giữa chúng lúc 8h sáng. b. Hai xe gặp nhau lúc nào và ở đâu? Bài 3: Một electron chuyển động trong ống đèn hình của một máy thu hình. Nó tăng tốc đều đặn từ vận tốc 3.104m/s đến vận tốc 5.106m/s trên một đoạn đƣờng bằng 2cm. Hãy tính: a. Gia tốc của electron trong chuyển động đó. b. Thời gian electron đi hết quãng đƣờng đó. M N H P x d a 1v  2v  Mx // NP Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 69 Bài 4: Một ô tô chạy đều trên một con đƣờng thẳng với vận tốc 50m/s vƣợt quá tốc độ cho phép và bị cảnh sát giao thông phát hiện. Chỉ sau 1s khi ô tô đi qua một cảnh sát, anh này phóng xe đuổi theo với gia tốc không đổi bằng 3m/s 2 . a. Hỏi sau bao lâu thì cảnh sát đuổi kịp ô tô? b. Quãng đƣờng anh cảnh sát đi đƣợc là bao nhiêu? Bài 5: Một bạn học sinh tung một quả bóng cho bạn khác ở trên tầng 2 cao 4m. Quả bóng đi lên theo phƣơng thẳng đứng và bạn này giơ tay ra bắt đƣợc quả bóng sau 1,5s. a. Hỏi vận tốc ban đầu của quả bóng là bao nhiêu? b. Hỏi vận tốc của quả bóng lúc bạn này bắt đƣợc là bao nhiêu? Bài 6: Để