ph­¬ng ph¸p gi¶i bµi tËp vËt lÝ thcs

--------------------

 

 

I-  LÝ do chän ®Ò tµi:

     §èi víi häc sinh phæ th«ng, vÊn ®Ò gi¶i vµ ch÷a c¸c bµi tËp gÆp kh«ng Ýt khã kh¨n v× häc sinh kh«ng n¾m v÷ng lÝ thuyÕt vµ kü n¨ng vËn dông kiÕn thøc vËt lÝ. V× vËy c¸c em gi¶i mét c¸ch mß mÉm, kh«ng cã ®Þnh h­íng râ rµng, ¸p dông c«ng thøc m¸y mãc vµ nhiÒu khi kh«ng gi¶i ®­îc. Cã thÓ cã nhiÒu nguyªn nh©n:

   - Häc sinh ch­a cã ph­¬ng ph¸p khoa häc ®Ó gi¶i bµi tËp vËt lÝ.

   - Ch­a x¸c ®Þnh ®­îc môc tiªu gi¶i bµi tËp lµ t×m ra tõ c©u hái, ®iÒu kiÖn cña bµi to¸n, xem xÐt c¸c hiÖn t­îng vËt lÝ nªu trong bµi tËp ®Ó tõ ®ã n¾m v÷ng b¶n chÊt vËt lÝ, tiÕp theo x¸c ®Þnh ®­îc mçi liªn hÖ c¸i ®· cho vµ c¸i ph¶i t×m.

 

II-    Môc tiªu vµ ý nghÜa cña ®Ò tµi

    Bµi tËp v¹t lÝ gióp c¸c em hiÓu, kh¾c s©u thªm phÇn lý thuyÕt vµ ®Æc biÖt gióp häc sinh cã ph­¬ng ph¸p gi¶i bµi tËp.

    BiÕt vËn dông kiÕn thøc vËt lÝ ®Ó gi¶i quyÕt c¸c nhiÖm vô häc tËp vµ nh÷ng vÊn ®Ò thùc tÕ cña ®êi sèng.

    Bµi tËp vËt lÝ gióp c¸c em hiÓu s©u h¬n nh÷ng quy luËt vËt lÝ, nh÷ng hiÖn t­îng vËt lÝ, t¹o ®iÒu kiÖn cho häc sinh vËn dông linh ho¹t tù gi¶i quyÕt nh÷ng t×nh huèng cô thÓ  kh¸c nhau ®Ó tõ ®ã hoµn thiÖn vÒ mÆt nhËn thøc vµ tÝch luü thµnh vèn riªng cña m×nh.

    Muèn lµm ®­îc ®­îc bµi tËp vËt lÝ, ph¶i biÕt vËn dông c¸c thao t¸c t­ duy,  so s¸nh, ph©n tÝch, tæng hîp, kh¸i qu¸t ho¸... §Ó x¸c ®Þnh b¶n chÊt vËt lÝ trªn c¬ së ®ã chän ra c¸c c«ng thøc thÝch hîp cho tõng bµi tËp cô thÓ. V× thÕ bµi tËp vËt lÝ cßn lµ ph­¬ng tiÖn rÊt tèt ®Ó ph¸t triÓn t­ duy, ãc t­ëng t­îng, s¸ng t¹o, tÝnh tù lùc trong suy luËn.

     Bµi tËp vËt lÝ lµ h×nh thøc cñng cè, «n tËp, më réng hoÆc ®i s©u vµo c¸c tr­êng hîp riªng lÎ cña ®Þnh luËt.

     Khi lµm bµi tËp, häc sinh b¾t buéc ph¶i nhí l¹i kiÕn thøc ®· häc vµ vËn dông, ®µo s©u kiÕn thøc, do vËy, ®øng vÒ mÆt ®iÒu khiÓn ho¹t ®éng nhËn thøc th× ®©y lµ ph­¬ng tiÖn tù kiÓm tra kiÕn thøc kû n¨ng cña häc sinh. Trong viÖc gi¶i bµi tËp nÕu häc sinh tù gi¸c, say mª t×m tßi th× nã cã t¸c dông rÌn luyÖn cho c¸c em nh÷ng ®øc tÝnh tèt nh­ tinh thÇn tù lËp, v­ît khã, tÝnh cÈn thËn, tÝnh kiªn tr× vµ ®Æc biÖt t¹o niÒm vui trÝ tuÖ trong häc tËp.

 

 

 

III-  Ph­¬ng ph¸p gi¶i bµi tËp vËt lÝ

1.    Ph©n lo¹i bµi tËp vËt lÝ

       Cã thÓ cã nhiÒu c¸ch ph©n lo¹i bµi tËp vËt lÝ. Ng­êi ta cã thÓ ph©n ra theo néi dung vËt lÝ lµ bµi tËp C¥ - NHIÖT - §iÖn ... Nh­ng cã rÊt nhiÒu bµi néi dung l¹i cã c¶ C¥, NHiÖt, §iÖn, ... th× ta th­êng gäi lµ bµi tËp tæng hîp, bµi tËp cã néi dung lÞch sö, néi dung thùc tÕ cã bµi l¹i gièng nh­ c©u hái kh«ng cã sè hiÖu cô thÓ. Tuy nhiªn ta vÉn c¨n cø vµo dÊu hiÖu chñ yÕu cña tõng lo¹i, ý nghÜa vai trß cña tõng lo¹i ®Ó xÕp thµnh c¸c lo¹i bµi tËp sau:

1.1  Bµi tËp ®Þnh tÝnh, ®Þnh l­îng

a)    Bµi tËp ®Þnh tÝnh:

       Lµ lo¹i bµi khi gi¶i kh«ng cÇn tÝnh to¸n cô thÓ hoÆc chØ cÇn tÝnh nhÈm ®¬n gi¶n. Muèn gi¶i bµi tËp nµy häc sinh cÇn vËn dông kiÕn thøc nh»m ph¸t hiÖn b¶n chÊt vËt lÝ ®­îc nªu bËt lªn, vËn dông tri thøc kû n¨ng ®· biÕt ®i tíi kÕt luËn cuèi cïng, cßn nh÷ng chi tiÕt kh«ng b¶n chÊt ®­îc l­îc bít.

       VÝ dô: Gi¶i thÝch t¹i sao giê cao ®iÓm ®Ìn kh«ng s¸ng b»ng lóc ®ªm khuya?

       Bµi tËp ®Þnh tÝnh th­êng dïng ®Ó minh ho¹ nh÷ng øng dông thùc tÕ hay trong sinh ho¹t hµng ngµy nªn ph¶i ng¾n gän, rÌn luyÖn thãi quªn v©n dông kiÕn thøc vËt lÝ ®Ó gi¶i thÝch c¸c hiÖn t­îng gÇn gòi víi ®êi sèng, thiªn nhiªn. Thùc chÊt lo¹i bµi tËp nµy lµ nh÷ng c©u hái.

b)  Bµi tËp ®Þnh l­îng:

       Lµ lo¹i bµi tËp cã sè liÖu cô thÓ, muèn gi¶i ®­îc ph¶i thùc mét lo¹t c¸c phÐp tÝnh.

       VÝ dô: Mét bãng ®Ìn cã ghi 3V - 3W. TÝnh c­êng ®é dßng ®iÖn ®Þnh møc qua bãng ®Ìn? NÕu hiÖu ®iÖn thÕ 2 ®Çu bãng ®Ìn lµ 2,5V, lóc ®ã c­êng ®é dßng ®iÖn qua bãng ®Ìn lµ bao nhiªu? Bãng ®Ìn s¸ng b×nh th­êng kh«ng? V× sao?

1.2  Bµi tËp cã néi dung thùc tÕ:

       Lµ lo¹i bµi tËp cã liªn quan trùc tiÕp tíi ®êi sèng thùc tÕ, kÜ thuËt, s¶n xuÊt, c¸c hiÖn t­îng thiªn nhiªn vµ ®Æc biÖt lµ thùc tÕ lao ®éng, sinh ho¹t hµng ngµy (mµ häc sinh th­êng gÆp). Nh÷ng bµi tËp nµy cã dông rÊt lín vÒ mÆt gi¸o dôc kÜ thuËt tæng hîp.

       VÝ dô: Em h·y tÝnh tiÒn ®iÖn mµ gia ®×nh em ph¶i tr¶ cho mét ngµy ®ªm sö dông ®iÖn. Gi¶ sö gi¸ 1KW ®iÖn ph¶i tr¶ 700 ®ång.

       Lo¹i bµi tËp nµy ®¬n gi¶n rÊt quen thuéc, gÇn gòi víi häc sinh trong tõng gia ®×nh ë tõng ®Þa ph­¬ng vµ g©y ®­îc høng thó cho c¸c em khi gi¶i bµi tËp.

       HoÆc: VÏ mét s¬ ®å 1 bãng ®Ìn ë cÇu thang sao cho cã thÓ t¾t më ë hai ®Çu trªn vµ d­íi cÇu thang.

 

 

1.3  Bµi tËp thÝ nghiÖm:

       Lµ nh÷ng lo¹i bµi khi gi¶i ph¶i tiÕn hµnh nh÷ng thÝ nghiÖm hoÆc quan s¸t kiÓm chøng cho lêi gi¶i lý thuyÕt hoÆc t×m ra sè liÖu cô thÓ. Lo¹i bµi nµy cã nhiÒu t¸c dông vÒ gi¸o dôc gi¸o d­ìng vµ gi¸o dôc kÜ thuËt tæng hîp. Mét ­u ®iÓm n÷a cña lo¹i bµi nµy lµ häc sinh ph¶i biÕt ®Çy ®ñ qu¸ tr×nh vËt lÝ cña bµi tËp chø kh«ng ph¶i chØ ¸p dông c«ng thøc mét c¸ch m¸y mãc.

       Bµi tËp thÝ ngiÖm cã t¸c dông n©ng cao chÊt l­îng häc tËp, g©y høng thó, g¾n häc víi hµnh, lý thuyÕt víi thùc tiÔn, kÝch thÝch tÝnh tÝch cùc, tù lËp, rÌn luyÖn trÝ th«ng minh s¸ng t¹o.

       §Ó häc sinh dÔ dµng thùc hiÖn ®­îc c¸c lo¹i bµi tËp thÝ nghiÖm th× th­êng c¸c bµi to¸n thÝ nghiÖm vËt lÝ ph¶i x©y dùng b»ng nh÷ng vËt liÖu dÔ kiÕm, rÎ tiÒn, dÔ lµm. Møc ®é chÝnh x¸c vÒ ®Þnh l­îng còng võa ph¶i.

       Ph¶i h­íng dÉn kÜ n¨ng thùc hµnh cho häc sinh, ph¶i ®­îc coi träng vÒ ®é an toµn, tÝnh khoa häc. VÝ dô: Cã mét nguån ®iÖn, hiÖu ®iÖn thÕ U, mét d©y dÉn ®iÖn trë R = 2, mét Ampe kÕ. H·y x¸c ®Þnh ®iÖn trë Rx cña mét d©y dÉn kh¸c chøa hÕt gi¸ trÞ.

       Cã thÓ m¾c m¹ch ®iÖn

nh­ s¬ ®å I1.R = I2.Rx = U

I1 vµ I2 ®äc ®­îc ë Ampe kÕ

 

Suy ra: Rx =

 

 

 

 

 

 

1.4  Bµi tËp vui:

       Giê bµi tËp dÔ trë thµnh kh« khan, mÖt mái, g©y nhiÒu øc chÕ cho häc sinh khi ph¶i sö dông nhiÒu nh÷ng sè liÖu vµ c¸c phÐp to¸n.

       NÕu ®· cã vËt lÝ vui, thiªn v¨n vui, c¬ häc vui, ... th× t¹i sao l¹i kh«ng cã bµi tËp vui? Trß ch¬i « ch÷ còng cã thÓ xem lµ bµi tËp vui.

       Khæng Tö còng ®· tõng khuyªn häc trß cña m×nh: H·y t×m mét niÒm vui trong häc tËp "HiÓu mµ häc kh«ng b»ng thÝch mµ häc, thÝch mµ häc kh«ng b»ng vui mµ häc" TÊt nhiªn niÒm vui ë c¸c bµi tËp vËt lÝ ph¶i mang tÝnh trÝ tuÖ cao.

 

 

 

VÝ dô: T¹i sao chim ®Ëu trªn ®­êng d©y ®iÖn cao thÕ l¹i kh«ng l¹i kh«ng bÞ  ®iÖn giËt? HoÆc t¹i sao c¸c dßng s«ng l¹i quanh co?...

1.5  Bµi tËp cã tÝnh nghÞch lý, nguþ biÖn, bµi tËp tÝnh lÞch sö:

       C¸c hiÖn t­îng xÈy ra trong thiªn nhiªn, c¸c tr­êng hîp th­êng gÆp trong ®êi sèng kÜ thuËt ®Òu tu©n theo quy luËt khoa häc vµ gi¶i thÝch theo tri thøc vËt lÝ ®· biÕt. TÊt nhiªn cã rÊt nhiÒu hiÖn t­îng, sù kiÖn ®Ó gi¶i thÝch chi tiÕt, cÆn kÏ l¹i kh«ng ®¬n gi¶n. Tho¹t nh×n cã thÓ gi¶i thÝch sai, lÝ luËn kh«ng chÆt chÏ, t­ëng ®óng mµ ho¸ sai, cã m©u thuÉn, ph¶i lý luËn vµ hiÓu s©u h¬n míi gi¶i thÝch ®óng. TÊt nhiªn t¹o cho häc sinh høng thó t×m tßi khoa häc ®ã lµ nh÷ng nghÞch lý nguþ biÖn, nh­: Buæi s¸ng nh×n mÆt lín h¬n buæi tr­a, hoÆc viªn sái r¬i nhanh h¬n l«ng ngçng v× nã nÆng h¬n,... C¸c c©u tr¶ lêi cña häc sinh cho thÇy, c« th­êng ph¹m sai lÇm tinh vi rÊt khã nhËn thÊy, viÖc ph¸t sinh sai lÇm th­êng næ ra c¸c cuéc tranh luËn s«i næi, høng thó, bæ Ých hîp víi "lÏ th«ng th­êng" nh­ng l¹i m©u thuÉn víi kiÕn thøc vËt lÝ.

       C¸c bµi to¸n nghÞch lý nguþ biÖn vÒ vËt lÝ, bµi tËp cã néi dung lÞch sö lµ nh÷ng bµi to¸n ®Æc biÖt mµ ph­¬ng ph¸p gi¶i chung nhÊt lµ ph©n tÝch vµ t×m ra nguyªn nh©n cña sù hiÓu sai c¸c kh¸i niÖm, ®Þnh luËt vµ lý thuyÕt vËt lÝ.

       VÝ dô: TruyÒn thuyÕt kÓ r»ng: Hoµng tö Hå Nguyªn Trõng, con trai Hå Quý Ly lµ mét nhµ kÜ thuËt rÊt giái. Mét lÇn trong cung ®iÖn cã mét c¸i cét ®¸ ch¹m kh¾c c«ng phu cao vµ to nh­ng l¹i bÞ nghiªng vµ cã nguy c¬ ®æ. Kh«ng thÓ dïng søc ng­êi ®Ó dùng chiÕc cét cho th¼ng l¹i. VÞ Hoµng tö tµi ba Êy ®· vËn dông hiÓu biÕt sù co gi·n v× nhiÖt ®· gi¶i thµnh c«ng bµi to¸n dùng l¹i cét ®¸ ®ã.

       Em h¹y dù ®o¸n xem c¸ch lµm thÕ nµo ®Ó dùng l¹i cét ®¸ ®ã?

1.6  Bµi tËp tr¾c nghiÖm:

       C©u hái tr¾c nghiÖm cã nhiÒu ph­¬ng ¸n ®Ó lùa chän ®Ó tr¶ lêi do ®ã cã thÓ ®o ®­îc nh÷ng møc kh¶ n¨ng kh¸c nhau vÒ gi¸ trÞ néi dung vµ ®é tin cËy cao v× sè c©u hái nhiÒu h¬n trong cïng mét thêi gian lµm bµi cña häc sinh.

       Ph­¬ng ph¸p häc tËp vµ lµm bµi tr¾c nghiÖm mang tÝnh kh¸ch quan n©ng møc biÕt, møc hiÓu, møc sö dông, møc ph©n tÝch, møc tæng hîp , møc thÈm ®Þnh lªn cao h¬n. RÌn luyÖn cho häc sinh cã thãi quen ®äc nhanh, lµm nhanh. C©u hái bµi tËp tuy ng¾n nh­ng sè l­îng c©u hái l¹i nhiÒu th­êng hái ®Òu kh¾p ch­¬ng tr×nh nªn ph¶i häc hÕt, häc kÜ, kh«ng thÓ häc tñ, ®o¸n mß.

2.     Ph­¬ng ph¸p gi¶i bµi to¸n vËt lÝ

2.1   C¸c b­íc c¬ b¶n:

a)     ViÕt tãm t¾t c¸c d÷ kiÖn:

 

 

 

§äc kÜ ®Çu bµi (kh¸c víi thuéc ®Çu bµi), t×m hiÓu ý nghÜa cña nh÷ng thuËt ng÷, cã thÓ ph¸t biÓu tãm t¾t ng¾n gän, chÝnh x¸c.

       Dïng ký hiÖu tãm t¾t ®Ò bµi cho g×, hái g×? Dïng h×nh vÏ ®Ó m« t¶ l¹i t×nh huèng, minh ho¹ (nÕu cÇn).

b)    Ph©n tÝch néi dung lµm s¸ng tá b¶n chÊt vËt lÝ, x¸c lËp mçi quan hÖ cña c¸c d÷ kiÖn xuÊt ph¸t vµ rót ra c¸i cÇn t×m, x¸c ®Þnh ph­¬ng h­íng vµ v¹ch ra kÕ ho¹ch gi¶i.

c)     Chän c«ng thøc thÝch hîp, kÕ ho¹ch gi¶i: LËp c¸c ph­¬ng tr×nh (nÕu cÇn) víi chó ý cã bao nhiªu Èn sè th× cã bÊy nhiªu ph­¬ng tr×nh.

d)     Lùa chän c¸ch gi¶i cho phï hîp.

e)     KiÓm tra, x¸c nhËn kÕt qu¶ vµ biÖn luËn

       VÝ dô minh ho¹: Mét bÕp ®iÖn ®­îc m¾c vµo m¹ch ®iÖn cã U = 100V, mét ®iÖn trë r m¾c nèi tiÕp víi nã. Khi dßng ®iÖn qua bÕp, ®iÖn ®· æn ®Þnh, r cã gi¸ trÞ 1,5, c«ng suÊt tiªu thô cña bÕp lµ P = 666W.

 a/  TÝnh ®iÖn trë cña bÕp (Rb).

 b/  HiÖu ®iÖn thÕ ë 2 cùc cña bÕp?

   Gi¶i

       Cho:  U = 100V

       (r nt Rb ), r = 1,5

       P = 666W

       Hái:   a/  Rb = ?

        b/  Ub = ?

a/  Theo c«ng thøc:     P = U.I = I2(Rb + r) = I2.Rb + I2.r

     Theo ®Ò bµi ta cã:  I2.Rb = 666 (W)   (1)

 

         I  =     (2)

 

 

      Thay (2) vµo (1) ta cã:                  . Rb = 666 (3)

 

   (3)  Rb2 - 12Rb + 2,2 = 0 (3')

      Gi¶i ph­¬ng tr×nh (3') ta ®­îc:    Rb1 = 11,8

      Rb2 = 0,20

        

b/  UbÕp = U - Ur = 100 - I.r

 

 

     *Víi Rb1 = 11,8 th×  I1 =                =                       = 7,51(A)

 

      VËy Ub1 = U - I1.r = 100 - 7,51 . 1,5 =  88,7(V)    

 

      *Víi Rb2 = 0,20 th×  I2 =                =                       = 59(A)

 

       VËy Ub2 = U - I2.r = 100 - 59 . 1,5 = 11,5 (V)

       §Õn ®©y, theo b­íc 5 (b­íc e) ta ph¶i kiÓm tra x¸c nhËn kÕt qu¶ vµ biÖn luËn.

       Hai kÕt qu¶ nµy ®Òu cho c«ng suÊt tiªu thô cña bÕp lµ 666W. Nh­ng kÕt qu¶ thø hai dÊn ®Õn I2 = 59A lµ kÕt qu¶ kh«ng thÓ chÊp nhËn ®­îc.

       V× vËy ®¸p sè cña bµi lµ Rb = 11,8 vµ Ub = 88,7V

       Tõ c¸ch ph©n tÝch 5 b­íc ®Ó gi¶i bµi tËp vËt lÝ vµ thÝ dô minh ho¹, ta cã thÓ tãm t¾t c¸c b­íc gi¶i bµi tËp vËt lÝ theo s¬ ®å sau:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2   ý nghÜa vËt lÝ vµ ý nghÜa to¸n häc cña c¸c d÷ kiÖn:

a)     To¸n häc gióp ta diÔn ®¹t c¸c ®Þng luËt vËt lÝ vµ lµ c«ng cô quan träng gióp ta lËp luËn ®Ó t×m ra mçi quan hÖ gi÷a c¸c ®¹i l­îng vËt lÝ.

 

        VÝ dô:    I =

 

 

       Cßn nÕu R =                th×  R kh«ng tØ lÖ thuËn víi U, kh«ng tØ lÖ nghÞch víi I

 

b)     Mét häc sinh lµm phÐp tÝnh sau:  7,62 m - 3,62 m = 4,00 m vÒ mÆt to¸n hoc, 2 sè 0 lµ thõa cã thÓ viÕt gän h¬n lµ 4m. Nh­ng vÒ mÆt vËt lÝ c¸ch viÕt 4 m vµ 4,00 m cã nghÜa kh¸c nhau,  viÕt 4,00 m nghÜa lµ phÐp ®o chÝnh x¸c ®Õn cm.

       ViÖc lµm trßn sè ®èi víi bµi tËp vËt lÝ lµ ph¶i lu«n chó ý ®Õn d÷ kiÖn vµ ý nghÜa cña c¸c phÐp ®o.

 

IV-  Tæng kÕt

       Khi h­íng dÉn häc sinh gi¶i bµi tËp vËt lÝ, gi¸o viªn cÇn h­íng dÉn häc sinh thùc hiÖn c¸c b­íc ®Ó häc sinh trë thµnh thãi quen vµ lµm ®­îc nh­ vËy th× mét bµi tËp sau khi gi¶i xong sÏ rÊt chÆt chÏ vµ logic.

      NghÜa ®µn, th¸ng 5 n¨m 2008

           Ng­êi viÕt

 

                  NguyÔn Hång Linh