Sáng kiến kinh nghiệm Phương pháp chọn mốc trong giải bài toán chuyển động của một vật trên dòng nước

Nội dung tài liệu: Sáng kiến kinh nghiệm Phương pháp chọn mốc trong giải bài toán chuyển động của một vật trên dòng nước

1. Ph­¬ng ph¸p chän mèc trong gi¶i bµi to¸n chuyÓn ®éng cña mét vËt trªn dßng n­íc MỤC LỤC Trang Phần 1. MỞ ĐẦU 1. Mục đích của sáng kiến 2 2. Đóng góp của sáng kiến 3 Phần 2. NỘI DUNG. Chương 1: Cơ sở khoa học của sáng kiến 4 1. Cơ sở lí luận. 4 2. Cơ sở thực tiễn. 9 Chương 2: Thực trạng vấn đề mà sáng kiến đề cập đến. 11 Chương 3: Những giải pháp mang tính khả thi 12 1. Giải pháp thứ nhất. 13 2. Giải pháp thứ hai 17 Chương 4: Kiểm chứng các giải pháp đã triển khai của sáng kiến 23 Phần 3. KẾT LUẬN 1. Những vấn đề quan trọng nhất được đề cập đến của sáng kiến. 25 2. Hiệu quả thiết thực của sáng kiến 25 3. Kiến nghị với các cấp quản lý. 26 Phần 4. PHỤ LỤC Tài tiệu tham khảo 27 Sáng kiến kinh nghiệm Trang 1
2. Ph­¬ng ph¸p chän mèc trong gi¶i bµi to¸n chuyÓn ®éng cña mét vËt trªn dßng n­íc Phần 1. MỞ ĐẦU 1. Mục đích của sáng kiến kinh nghiệm: Sáng kiến kinh nghiệm này giúp tôi hiểu sâu hơn về chuyên đề chuyển động cơ học, từ đó vận dụng vào việc giảng dạy đạt kết quả cao hơn, bên cạch đó việc thực hiện sáng kiến cũng là một cơ hội để tôi trau dồi kiến thức cùng đồng nghiệp để cùng tham khảo và đóng góp ý kiến nhằm nâng cao chất lượng giảng dạy của môn học. Để hoàn thành sáng kiến này tôi tìm hiểu về phương pháp chọn mốc qua SGK và các tài liệu tham khảo, từ đó tìm một số dạng bài tập áp dụng phương pháp này để vận dụng và đem ra áp dụng cho học sinh để so sánh kết quả của việc vận dụng với không vận dụng phương pháp này. * Tính mới của sáng kiến Tính mới của sáng kiến kinh nghiệm này là đã đưa được cách giải mới cho bài toán chuyển động của vật trên trên dòng nước. Với cách giải thông thường: Khi không sử dụng phương pháp chọn mốc thì bài toán của học sinh sẽ phức tạp, quá trình biến đổi, tính toán phức tạp hơn học sinh phải lập các phương trình chuyển động, từ đó mới tìm được vận tốc dòng nước, do đó hiệu quả sẽ không cao, nhiều em không làm được bài. Với cách giải mà sáng kiến kinh nghiệm đề cập: Học sinh vận dụng vào bài giải tốt hơn, hiệu quả hơn vì khi sử dụng phương pháp chọn mốc thì học sinh tìm ngay được thời gian t1=t2, do đó tìm ngay được quãng đường và có thể tìm ngay được vận tốc của dòng nước từ đó bài giải của học sinh ngắn gọn hơn, làm đơn giản hơn. * Ưu điểm nổi bật của sáng kiến được áp dụng vào thực tiễn tại đơn vị Trong các dạng toán về chuyển động thì có dạng toán canô và một chiếc bè cùng chuyển động từ một điểm trên dòng nước canô chuyển động vượt qua bè sau một thời gian và quay lại gặp bè lần sau là dạng toán chuyển động tương đối khó với học sinh THCS. Trong quá trình giải học sinh rất khó thực hiện được bởi vì khi đó canô chuyển động trên dòng sông tham gia đồng thời vào hai chuyển Sáng kiến kinh nghiệm Trang 2
3. Ph­¬ng ph¸p chän mèc trong gi¶i bµi to¸n chuyÓn ®éng cña mét vËt trªn dßng n­íc động và khi chuyển động xuôi dòng, ngược dòng thì vận tốc của canô so với bờ lại khác nhau. Hơn nữa, khi đó bè cũng trôi trên dòng sông, do quãng đường canô chuyển động so với bờ khi xuôi dòng bao giờ cũng lớn hơn quãng đường canô chuyển động so với bờ khi ngược dòng về gặp bè. Khi đưa phương pháp chọn mốc vào vận dụng để giải những bài tập đó thì học sinh được thực hiện dễ dàng hơn, hiệu qủa hơn, bởi vì khi sử dụng phương pháp đó thì ta có thể coi vật tham gia vào một chuyển động, vận tốc của vật cả quá trình đi lẫn về đều không đổi do đó học sinh dễ làm bài hơn. Học sinh được biết và hiểu về phương pháp chọn mốc với một bài tập mà học sinh có thể áp dụng được, từ đó các em có ngay định hướng giải và cũng có thể định hướng ra kết quả của bài tập do đó bài giải sẽ được học sinh thực hiện nhanh hơn, chất lượng tốt hơn. 2. Đóng góp của sáng kiến. - Về khoa học: giúp học sinh có tư duy logic, hình thành kỹ năng giải bài tập vật lí dạng: “chuyển động của một vật trên dòng nước” - Về kinh tế: tiết kiệm thời gian và công sức của học sinh trong việc học môn vật lí lớp 8 THCS, tiết kiệm kinh kế cho học sinh trong việc mua sách tham khảo - Về xã hội: Giúp học sinh thêm yêu môn học, có hứng thú học môn học góp phần nào đó hạn chế thời gian học sinh có thể chọn những loại hình giải trí không lành mạnh Sáng kiến kinh nghiệm Trang 3
4. Ph­¬ng ph¸p chän mèc trong gi¶i bµi to¸n chuyÓn ®éng cña mét vËt trªn dßng n­íc Phần 2. NỘI DUNG Chương 1: Cơ sở khoa học của sáng kiến. 1. Cơ sở lý luận của sáng kiến a. Khái niệm về bài tập vập lí. Cũng như một số bộ môn khoa học tự nhiên, giảng dạy vật lí gắn liền với dạy giải bài tập vật lí. Giữa bài tập và lí thuyết có mối quan hệ chặt chẽ với nhau. Đứng ở một góc độ nào đó thì bài tập vật lí được coi là phương pháp dạy học vật lí. Vậy bài tập vật lí là gì? Theo lí luận về phương pháp dạy bài tập vật lí : Bài tập vật lí là một yêu cầu được học tập đặt ra cho học sinh và được học sinh giải quyết trên cơ sở các lí luận lôgic, nhờ các phép tính toán, nhờ thí nghiệm; dựa trên những kiến thức về khái niệm, định luật và các thuyết của vật lí học. Thật ra trong các giờ học vật lí, mỗi một vấn đề xuất phát do nghiên cứu tài liệu giáo khoa chính là một bài tập đối với học sinh. Học sinh tư duy tìm câu trả lời, giải đáp cho vấn đề thắc mắc chính kà học sinh đã giải bài tập. Với khái niệm về bài tập vật lí như trên thì bài tập vật lí có vai trò như thế nào và được sử dụng với mục đích gì trong dạy học vật lí ? b.Vai trò của bài tập vật lí trong dạy học vật lí Trong quá trình dạy học vật lí các bài tập vật lí có tầm quan trọng đặc biệt. Chúng được sử dụng theo những mục đích khác nhau. * Bài tập vật lí có thể được sử dụng như là phương tiện nghiên cứu tài liệu mới khi trang bị kiến thức mới cho học sinh nhằm đảm bảo cho học sinh lĩnh hội được kiến thức mới một cách sâu sắc và vững chắc. * Bài tập vật lí là một phương tiện rèn luyện cho học sinh khả năng vận dụng kiến thức, liên hệ lí thuyết với thực tế, học tập với đời sống. * Bài tập vật lí là một phương tiện có tầm quan trọng đặc biệt trong việc rèn luyện tư duy, bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học cho học sinh. Bởi vì giải bài tập là một hình thức làm việc tự lực căn bản của học sinh. Trong khi giải bài tập học sinh phải phân tích điều kiện trong đề bài, tự xây dựng những lập luận, Sáng kiến kinh nghiệm Trang 4
5. Ph­¬ng ph¸p chän mèc trong gi¶i bµi to¸n chuyÓn ®éng cña mét vËt trªn dßng n­íc thực hiện việc tính toán, khi cần thiết thì phải tiến hành các thí nghiệm, thực hiện các phép đo. Trong những điều kiện đó tư duy lôgich, năng lực làm việc độc lập của học sinh được nâng cao. * Bài tập vật lí là một phương tiện ôn tập, củng cố kiến thức đã học một cách sinh động và có hiệu quả. Khi giải các bài tập đòi hỏi học sinh nhớ lại các công thức, định luật, kiến thức đã học, có khi đòi hỏi phải vận dụng một cách tổng hợp các kiến thức đã hiểu rõ hơn và ghi nhớ vững chắc những kiến thức đã học. * Thông qua việc giải bài tập có thể rèn luyện cho học sinh những đức tính tốt như tinh thần tự lập, tính cẩn thận, tính kiên trì, tinh thần vượt khó. * Bài tập vật lí là một phương tiện để kiểm tra đánh giá kiến thức kĩ năng của học sinh một cách chính xác. c. Phân loại bài tập vật lí. -Người ta phân loại bài tập vật lí theo nhiều đặc điểm: Theo nội dung, theo phương thức cho điều kiện và phương thức giải, theo yêu cầu định tính hay định lượng của việc nghiên cứu vấn đề theo yêu cầu luyện tập kĩ năng hay phát triển tư duy sáng tạo của học sinh trong quá trình dạy học. * Theo phương thức cho điều kiện hoặc phương thức giải người ta phân biệt bài tập bằng lời, bài tập thực nghiệm, bài tập tính toán bài tập đồ thị. * Theo yêu cầu luyện tập kĩ năng, phát triển tư duy học trong quá trình dạy học người ta phân biệt các bài tập luyện tập và bài tập sáng tạo. d. Các bước chung của việc giải một bài tập vật lí Theo các bước chung của tiến trình giải bài tập, giáo viên có thể kiểm tra hoạt động giải bài tập của học sinh và có thể hướng dẫn giúp đỡ học sinh giải bài tập có hiệu quả. Nói chung, tiến trình giải bài tập trải qua bốn bước: Tìm hiểu đề bài; xác lập mối liện hệ của các giữ kiện xuất phát với cái phải tìm; rút ra kết quả cần tìm; kiểm tra xác nhận kết quả. * Bước thứ nhất. Tìm hiểu đề bài, tóm tắt bài. - Đọc, ghi ngắn gọn các dữ kiện xuất phát và các cái phải tìm. Sáng kiến kinh nghiệm Trang 5
6. Ph­¬ng ph¸p chän mèc trong gi¶i bµi to¸n chuyÓn ®éng cña mét vËt trªn dßng n­íc - Mô tả lại tình huống được nêu trong bài tập, vẽ hình minh hoạ. Nếu đề bài yêu cầu thì phải làm thí nghiệm hoặc vẽ đồ thị để thu được dữ kiện (trong trường hợp bài tập thí nghiệm hoặc bài tập đồ thị). * Bước thứ hai. Xác lập mối liên hệ của các dữ kiện xuất phát với cái phải tìm. * Bước thứ ba. Luận giải, rút ra kết quả cần tìm: Từ các mối liên hệ cơ bản đã xác lập được tiếp tục luận giải, tính toán rút ra kết quả cần tìm. Chú ý: Hoạt động giải bài tập trong thực tế có khi không thấy tách bạch rõ từng bước thứ ba với bước thứ hai như vừa nói trên. Không phải bao giờ người ta cũng xác lập xong hệ phương trình rồi mới bắt đầu luận giải với hệ phương trình để rút ra kết quả cần tìm. Có thể là sau khi xác lập được một mối liên hệ vật lí cụ thể nào đó, thì người ta thực hiện ngay sự luận giải với mối liên hệ đó (biến đổi phương trình đó), rồi tiếp sau đó mới lại xác lập một mối liên hệ vật lí khác. Nghĩa là sự biến đổi các phương trình cơ bản đã xác lập được xen kẽ với việc tiếp tục xác lập các phương trình cơ bản tiếp theo. Tuy nhiên như đã nói ở mục trước, ở đây vẫn thể hiện hai hoạt động kế tiếp nhau. Đó là việc vận dụng kiến thức vật lí vào điều kiện cụ thể của bài tập để xác lập một mối liên hệ cụ thể nào đó và việc luận giải tiếp theo với mối liên hệ đã xác lập được này. Vì vậy khi khái quát hoá phương trình giải một bài tập ta vẫn có thể chỉ ra được đâu là những phương trình cơ bản cụ thể cần xác lập để sự luận giả từ các phương trình đó cho phép rút ra kết quả cần tìm. * Bước thứ tư. Kiểm tra xác nhận kết quả, kết luận. Để có thể xác nhận kết quả vừa tìm được cần kiểm tra lại việc giải theo một hoặc một số cách sau đây: - Kiểm tra đã trả lời hết các câu hỏi chưa, đã xét hết các trường hợp chưa. - Kiểm tra lại xem tính toán có đúng không. - Kiểm tra thứ nguyên xem có phù hợp không. - Xem xét kết quả về ý nghĩa thực tế xem có phù hợp không. - Kiểm tra bằng thực nghiệm xem có phù hợp không. - Giải bài tập theo cách khác xem có cho cùng kết quả không. Sáng kiến kinh nghiệm Trang 6
7. Ph­¬ng ph¸p chän mèc trong gi¶i bµi to¸n chuyÓn ®éng cña mét vËt trªn dßng n­íc e. Hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí *Hướng dẫn theo mẫu (hướng dẫn Angôrit) Sự hướng dẫn hành động theo một mẫu đã có thường được gọi là hướng dẫn angôrit. Ở đây thuật ngữ angôrit được dùng với ý nghĩa là một quy tắc hành động được xác định một cách rõ ràng, chính xác và chặt chẽ, trong đó chỉ rõ cần thực hiện những hành động nào và theo trình tự nào để đi đến kết quả. Kiểu hướng dẫn angôrit có ưu điểm là nó đảm bảo cho học sinh giải được bài tập đã được giao một cách chắc chắn, nó giúp cho việc rèn luyện kĩ năng giải bài tập của học sinh có hiệu quả. Tuy nhiễn, nếu việc hướng dẫn học sinh giải bài tập, luôn luôn chỉ áp dụng kiểu hướng angôirt thì học sinh chỉ quen chấp hành những hành động đã được chỉ dẫn theo một mẫu đã có sẵn, do đó ít có tác dụng rèn luyện cho học sinh khả năng tìm tòi, sáng tạo, sự phát triển tư duy sáng tạo của học sinh bị hạn chế. *Hướng dẫn tìm tòi (hướng dẫn Ơrixtic) Hướng dẫn tìm tòi là kiểu hướng dẫn mang tính chất gợi ý cho học sinh suy nghĩ tìm tòi phát hiện cách giải quyết không phải là giáo viên chỉ dẫn cho học sinh chỉ việc chấp hành các hành động theo một mẫu đã có để đi tới kết quả mà là giáo viên gợi mở để học sinh tự tìm cạch giải quyết, tự xác định các hành động cần thực hiện để đạt được kết quả. Kiểu hướng dẫn tìm tòi được áp dụng khi cần giúp đỡ học sinh vượt qua khó khăn để giải được bài tập, đông thời vẫn đảm bảo yêu cầu phát triển tư duy học sinh, muốn tạo điều kiện để học sinh tự lực tìm tòi cách giải quyết. Ưu điểm của kiểu hướng dẫn này là tránh được tình trạng giáo viên làm thay học sinh trong việc giải bài tập. Nhưng vì kiểu hướng dẫn này đòi hỏi học sinh phải tự lực tìm tòi cách giải quyết chứ không phải là học sinh chỉ việc chấp hành các hành động theo mẫu đã được chỉ ra, nên không phải bao giờ cũng có thể đảm bảo cho học sinh giải bài tập một cách chắc chắn *Định hướng khái quát chương trình hoá Định hướng khái quát chương trình hoá cũng là sự hướng dẫn cho học sinh tìm tòi cách giải quyết (chứ không thông báo ngay cho học sinh cái có sẵn). Nét Sáng kiến kinh nghiệm Trang 7
8. Ph­¬ng ph¸p chän mèc trong gi¶i bµi to¸n chuyÓn ®éng cña mét vËt trªn dßng n­íc đặc trưng của kiểu hướng dẫn này là, giáo viên định hướng hoạt động tư duy của hoặc sinh theo đường lối khái quát của việc giải quyết vấn đề. Sự định hướng ban đầu đòi hỏi sự tự lực tìm tòi giải quyết của học sinh. Nếu học sinh không đáp ứng được thì sự giúp đỡ tiếp theo của giáo viên là sự phát triển định hướng khái quát ban đầu, cụ thể hoá thêm một bước bằng cách gợi ý thêm một bước Bằng cách gợi ý thêm cho học sinh, để thu hẹp hơn phạm vi để tìm tòi, giải quyết cho vừa với sức học sinh. Nếu học sinh vẫn không đủ khả năng tự lực tìm tòi giải quyết bước tiếp theo. Nếu cần thì giáo viên lại giúp đỡ thêm. Cứ như vậy cho đến khi giải quyết xong vấn đề đặt ra. . Kiểu hướng dẫn này có ưu điểm là kết hợp được việc thực hịên các yêu cầu: *) Rèn luyện tư duy của học sinh trong quá trình giải bài tập. *) Đảm bảo cho học sinh giải được bài tập đã cho. Tuy nhiên, sự hướng dẫn như vậy đòi hỏi phải theo sát tiến trình hoạt động giải bài tập của học sinh, không thể chỉ dựa vào những lời hướng dẫn có thể soạn sẵn, mà phải kế hợp được việc định hướng với việc kiểm tra kết quả hoạt động của học sinh để điều chỉnh sự giúp đỡ, thích ứng với trình độ học sinh. *Những yêu cầu cơ bản đối với câu hỏi định hướng tư duy của học sinh Câu hỏi phải được diễn đạt chính xác về ngữ pháp và về nội dung khoa học. Chỉ khi đó câu hỏi mới có nội dung chính xác. Câu hỏi phải diễn đạt được chính xác điều muốn hỏi. Chỉ khi đó câu hỏi mói có khả năng thực hiện chức năng điều khiển tư duy học sinh theo ý đồ của giáo viên và chỉ khi đó giáo viên mới có thể căn cứ vào sự trả lời của học sinh (đúng hay sai đáp án) để đánh giá trình độ học sinh. Nội dung hỏi đáp ứng được yêu cầu định hướng đúng đắn tư duy của học sinh trong tình huống học tập cụ thể đang xét. Chỉ khi đó câu hỏi mới được coi là câu hỏi có giá trị trong việc điều khiển tư duy học sinh. Câu hỏi phải vừa sức học sinh. Chỉ khi đó mới có thể hi vọng thu được câu trả lời có giá trị từ phía học sinh và việc điều khiển tư duy học sinh mới có hiệu quả. *Soạn phương án hướng dẫn học sinh giải bài tập Sáng kiến kinh nghiệm Trang 8
9. Ph­¬ng ph¸p chän mèc trong gi¶i bµi to¸n chuyÓn ®éng cña mét vËt trªn dßng n­íc Muốn cho việc lên lớp về bài tập đạt hiệu quả, đáp ứng được những đòi hỏi của dạy học về bài tập vật lí thì việc chuẩn bị phương án lên lớp về bài tập, nói chung, và nói riêng là việc chuẩn bị phương án hướng dẫn học sinh giải bài tập, cần được coi trọng đúng mức, nó phải được thực hiện một cách khoa học. Theo đó, ta có thể vạch ra một tiến trình hợp lí cho việc soạn phương án hướng dẫn học sinh giải một bài tập cụ thể, gồm các công đoạn sau đây: Phân tích phương án giải bài tập cụ thể này theo trình tự sau: +Trình bầy một cách trực quan, tóm tắt đề bài bằng các kí hiệu, số liệu và hình vẽ. +Biểu diễn một cách trực quan, cô đọng các mối liên hệ cơ bản cần xác lập để giải được bài tập, cùng với những kiến thức cơ bản đã vận dụng và tình huống cụ thể đã xem xét để xác lập được các mối liên hệ đó. + Khái quát hoá tiến trình luận giải, biểu thị trực quan, cô đọng tiến trình này. +Trình bầy sự tính toán biện luận cụ thể để có được kết quả cuối cùng. * Xác định phương án hướng dẫn học sinh giải bài tập đã cho theo các bước: +Lựa chọn, xác định kiểu hướng dẫn phù hợp với mục đích sư phạm. +Xác định tiến trình hoạt động dạy học cho việc hướng dẫn học sinh giải bài tập. +Soạn thảo các câu hỏi hoặc lời hướng dẫn cụ thể sẽ sử dụng khi lên lớp, tương ứng với từng bước của tiến trình hướng dẫn đã vạch ra. 2. Cơ sở thực tiễn của sáng kiến Đặc điểm tình hình nhà trường : - Trường THCS Lãng Ngâm có cơ sở vật chất phục vụ cho việc giảng dạy tương đối tốt, phòng học và phòng thực hành vật lý kiên cố, sạch sẽ đúng qui cách, có đồ dùng đầy đủ cho các khối lớp. - Bản thân được tham gia các chuyên đề do Phòng, Sở tổ chức, được đi dự giờ đồng nghiệp của các giáo viên trong trường và trường bạn. - Phòng Giáo Dục và Đào Tạo Gia Bình và nhà trường quan tâm tới chất lượng giáo dục chung và của môn Vật lí nói chung. Sáng kiến kinh nghiệm Trang 9
10. Ph­¬ng ph¸p chän mèc trong gi¶i bµi to¸n chuyÓn ®éng cña mét vËt trªn dßng n­íc - Học sinh trường THCS Lãng Ngâm đa phần là các em ngoan chịu khó trong học tập, các em có đầy đủ sách giáo khoa, sách bài tập. -Với bậc học THCS kiến thức về phần chuyển động mà SGK đưa ra còn rất đơn giản, rất ít học sinh mới làm quen về kiến thức về chuyển động, hệ thống kiến thức mà học sinh nhận được còn nghèo nàn, học sinh gặp nhiều khó khăn trong việc giải bài tập để đáp ứng yêu cầu của giáo viên đưa ra. -Với bậc THCS kiến thức về toán học còn đơn giản, kỹ năng biến đổi, giải toán còn yếu. Khi gặp một bài tập mà học sinh không định dạng được, không vận dụng được các nguyên lý thì sẽ gặp khó khăn trong việc giải và tìm ra đáp số + Trong công tác bồi dưỡng học sinh khá, giỏi thì yêu cầu học sinh phải giải được các bài tập đó, nhưng nếu không có phương pháp định hướng nhanh thì học sinh sẽ không tìm được cách giải. Vì vậy học sinh phải có được phương pháp định hướng bài tập, kỹ năng giải bài tập, khi gặp dạng bài tập nào học sinh phải định hướng ngay ra cách giải hoặc suy luận ra đáp số của bài. -Khi học sinh chưa có những nguyên lý, cũng như không vận dụng được thì việc giải bài tập sẽ khó khăn hơn rất nhiều so với học sinh đã biết cách vận dụng các kiến thức vật lý. Khi vận dụng học sinh có thể nhìn ngay ra kết quả, việc biến đổi cũng đơn giản đi. Do đó việc tìm ra các nguyên lý vật lý là rất cần thiết với người thày để giúp học sinh học tốt hơn. -Đề tài này chỉ áp dụng với một dạng bài tập cụ thể đó là dạng bài tập “Chuyển động của một vật trên đòng nước” bởi vì dạng này ta có thể chọn mốc là những vật chuyển động hay đứng yên mà các em học sinh chưa nghĩ đến. Sáng kiến kinh nghiệm Trang 10
11. Ph­¬ng ph¸p chän mèc trong gi¶i bµi to¸n chuyÓn ®éng cña mét vËt trªn dßng n­íc Chương 2: Thực trạng vấn đề mà sáng kiến đề cập Thực trạng của việc hướng dẫn học sinh làm bài tập vật lý tại trường THCS Lãng Ngâm Trong phần chuyển động - vật lý lớp 8 yêu cầu đối với học sinh về kiến thức là : nắm vững công thức tính vận tốc, có kiến thức và tư duy toán học cơ bản đảm bảo cho việc giải bài tập chính xác và nhanh chóng. Về kỹ năng học sinh biết tiến hành các thí nghiệm kiểm tra hay thí nghiệm nghiên cứu để rút ra kiến thức, vận dụng được các công thức để giải bài tập. Giải thích được một số hiện tượng thực tế có liên quan Trong quá trình giảng dạy môn vật lý giáo viên thường sử dụng phương pháp chia nhóm để học sinh thảo luận và tìm ra kết quả cho câu hỏi và giáo viên thường kết luận đúng, sai và không hướng dẫn gì thêm, việc giảng dạy vật lý nhất là bài tập vật lý như thế sẽ không đạt được kết quả cao, vì trong lớp có các đối tượng học sinh giỏi, khá, trung bình, yếu, kém nên khả năng tư duy của các em rất khác nhau, đối với học sinh yếu, kém hay trung bình không thể tư duy kịp và nhanh như học sinh khá, giỏi nên khi thảo luận các em chưa thể kịp hiểu ra vấn đề và nhất là khi thảo luận nhóm, giáo viên lại hạn chế thời gian hoặc thi xem nhóm nào đưa ra kết quả nhanh nhất thì thường các kết quả này là tư duy của các học sinh khá, giỏi trong nhóm. Vì thế nếu giáo viên không chú trọng đến việc hướng dẫn học sinh phương pháp giải bài tập vật lý thì học sinh sẽ đoán mò không nắm vững được kiến thức trong chương. Thực tế về trình độ học tập của học sinh qua khảo sát đầu năm môn vật lý ở các lớp 8 như sau: Khi chưa sử dụng phương pháp chọn mốc: Số học sinh Điểm trên TB Tỷ lệ % 34 7 20,6% Sáng kiến kinh nghiệm Trang 11
12. Ph­¬ng ph¸p chän mèc trong gi¶i bµi to¸n chuyÓn ®éng cña mét vËt trªn dßng n­íc Chương 3: Những giải pháp thực hiện. Từ khái niệm về chuyển động mà SGK đưa ra “Chuyển động là sự thay đổi vị trí của vật này so với vật khác’’Vật được so sánh được gọi là Vật mốc trong chuyển động, từ đó ta có thể chọn mốc là một vật bất kỳ, vật làm mốc có thể là một vật đứng yên trên mặt đất hay một vật chuyển động trên mặt đất do đó vật được chọn làm mốc có thể là các vật trên mặt đất VD: Nhà, cây Hoặc mốc có thể là một chiếc xe đang chuyển động, một người đang chạy, dòng nước đang chảy Từ khái niệm trên ta có thể nói : Nếu vật A chuyển động so với vật B thì ta có thể nói vật B chuyển động so với vật A. Do đó nếu một người đang chạy trên đường thì ta có thể nói người đó đang chuyển động so với cây bên đường (Chọn cây bên đường làm mốc) Nếu có hai vật cùng chuyển động cùng chiều với vận tốc bằng nhau khi đó nếu chọn những vật gắn cố định trên mặt đất làm mốc thì cả hai vật ta có thể nói chúng chuyển động, nhưng nếu chọn mốc là một trong hai vật thì ta có thể nói hai vật đó không chuyển động so với nhau. Nếu hai vật chuyển động cùng phương đều cách nhau một khoảng nào đó về gặp nhau, vận tốc của hai vật cách khác nhau khi đó nếu chon một vật làm mốc thì bài giải có thể giải đơn giản hơn, bài giải không cần thiết phải lập các phương trình chuyển động, vì khi đó ta có được vận tốc của vật này so với vật kia là: V12=V1+V2 (Khi hai vật chuyển động ngược chiều) và V 12=V1-V2 (khi hai vật chuyển động cùng chiều).Vậy nếu ta biết được vận tốc của hai vật thì ta tìm được V12, từ đó ta tính được thời gian chúng gặp nhau ( Khi biết khoảng cách giữa chúng) hoặc tính được khoảng cách giữa chúng khi biết thời gian chúng giặp nhau. Ta chỉ cần sử dụng công thức S =V.t mà không cần kết hợp các phương pháp khác với nhau. Khi một vật chuyển động trên một dòng sông, vật đó chuyển động xuôi dòng hay ngược dòng rồi quay lại để giặp một vật khác trôi trên dòng sông. Sáng kiến kinh nghiệm Trang 12
13. Ph­¬ng ph¸p chän mèc trong gi¶i bµi to¸n chuyÓn ®éng cña mét vËt trªn dßng n­íc Trên cơ sở đó ta có được, nếu một vật chuyển động từ mốc tới vị trí A với vận tốc V mất tời gian t 1 thì khi vật đó chuyển động từ A trở lại mốc cũng với vận tốc V mất thời gian t2 thì ta có. S 2  t2 V Do S = S vì cùng một quãng đường t = t S  1 2 1 2 t 1 1 V  1. Giải pháp thứ nhất: Hướng dẫn học sinh giải bài tập. Ví dụ 1: Hai vật chuyển động cùng chiều từ hai điểm Avà B cách nhau một khoảng S, vật chuyển động từ A đuổi theo vật chuyển động từ B, biết vận tốc của chúng lần lượt là VA và VB. Hỏi sau bao lâu chúng gặp nhau ? Từ điều kiện đầu bài ta có: Nếu chọn vật chuyển động từ B (Vật có vận tốc nhỏ) làm mốc thì ta có chuyển động từ A cách mốc là S khi đó vật chuyển động từ A so với mốc là VAB=VA- VB . Do đó ta có được thời gian vật chuyển động từ A đuổi kịp vật chuyển động từ B là: S S t = VAB VA VB Vậy khi đó ta có thể tìm được thời gian hai vật đuổi kịp nhau theo phương pháp chọn mốc mà không phải lập các phương trình chuyển động. Ví dụ 2: Một chiếc thuyền và một chiếc bè thả trôi trên mặt sông cùng xuất phát từ một điểm A trên dòng sông, thuyền xuôi dòng sau một thời gian t1 tới điểm B thì quay trở lại và gặp bè mất thời gian t 2, biết vận tốc của thuyền so với nước là V không đổi cả khi suôi và khi ngược dòng, vận tốc của dòng nước so với bờ là V’. Hãy so sánh thời gian từ khi thuyền bắt đầu chuyển động từ A tới B với thời gian thuyền từ B quay lại gặp bè. Từ điều kiện của đầu bài ta thấy khi thuyền quay lại thì phải gặp bè ở tại điểm C khác điểm A bởi vì bè luôn trôi cùng dòng nước do đó quãng đường chuyển động của thuyền so với bờ khi xuôi dòng sẽ lớn hơn quãng đường của Sáng kiến kinh nghiệm Trang 13
14. Ph­¬ng ph¸p chän mèc trong gi¶i bµi to¸n chuyÓn ®éng cña mét vËt trªn dßng n­íc thuyền so với bờ khi ngược dòng, nhưng vận tốc của thuyền so với bờ khi suôi lớn hơn vận tốc của thuyền so với bờ khi ngược dòng. Khi ta áp dụng phương pháp chọn mốc trong chuyển động vào bài ta có: Chọn chiếc bè trôi trên sông làm mốc (Mốc chuyển động trên mặt đất), do vận tốc của thuyền khi xuôi dòng và khi ngược dòng không đổi, mà bè luôn trôi cùng dòng nước, nên ta có vận tốc của thuyền so với bè cả khi suôi dòng và khi ngược dòng cũng không đổi (về độ lớn) hay vận tốc của thuyền so với mốc khi chuyển động từ mốc đến một điểm nào đó và vận tốc của thuyền từ điểm đó chuyển động quay trở lại mốc không đổi. Do quãng đường từ mốc đến một điểm là không đổi nên ta có được thời gian thuyền chuyển động từ mốc ra xa bằng thời gian thuyền từ điểm đó quay lại mốc. Do đó ta có thời gian thuyền chuyển động xuôi từ điểm A tới điểm B bằng thời gian thuyền từ điểm B chuyển động ngược dòng quay trở lại gặp bè vì cùng một quãng đường mà vận tốc của vật không đổi cả khi đi lẫn khi về. Xét bài tập ví dụ: Một chiếc thuyền và một chiếc bè thả trôi trên dòng sông, cùng xuất phát từ một điểm A trên dòng sông, canô chuyển động một thời gian rồi quay trở lại gặp bè. Chứng minh rằng thời gian kể từ khi canô từ điểm A đến khi quay trở lại t1 bằng thời gian kể từ khi canô quay lại đến khi gặp bè t2. Giải bài toán khi: a. Canô xuôi dòng. b. Canô ngược dòng. Bài giải. Cách 1: Giải thông thường. a.Xét khi canô chuyển động xuôi dòng, rồi quay trở lại gặp bè. Gọi vận tốc của canô so với dòng nước là V, Gọi vận tốc của dòng nước so với bờ là V’. Giả sử điểm mà canô quay trở lại gặp bè là C. Gọi quãng đường từ A đến B là S1, từ A đến C là S , từ C đến B là S2. Vận tốc của canô so với bờ khi xuôi dòng từ A đến B là V1=V+V’ Sáng kiến kinh nghiệm Trang 14
15. Ph­¬ng ph¸p chän mèc trong gi¶i bµi to¸n chuyÓn ®éng cña mét vËt trªn dßng n­íc Vận tốc của canô so với bờ khi ngược dòng từ A đến C là V2=V-V’ Vận tốc của bè so với dòng nước là V ( Vì bè trôi cùng dòng nước). Thời gian canô xuôi dòng từ A đến B là t1 Thời gian canô ngược dòng từ B đến C là t2 Thời gian bè trôi từ A đến C là t A C B Do đó ta có: t =t1+t2 S1 S1 Với: t1= ' ; V1 V V S 2 S 2 t2 = ' ; V2 V V t= S t ' S1 = t1(V+V’) ; S2=t2( V-V’) ; S=V’.t mà S1= S2+S t1(V+V’)=t2(V-V’)+t.V’ : mặt khác: t=t1+t2 t1(V+V’)=t2(V-V’)+(t1+t2).V’ t1V=t2V t1=t2 Vậy ta có thời gian khi canô xuôi dòng từ A tới B bằng thời gian canô ngược dòng từ B tới khi gặp bè. b.Xét canô chuyển động ngược dòng sau đó quay trở lại gặp bè Gọi vận tốc của canô so với dòng nước là V, Vận tốc của dòng nước so với bờ là V’. Giả sử điểm mà canô quay trở lại gặp bè là C. Gọi quãng đường từ A đến B là S1, từ A đến C là S2 từ C đến B là S. Vận tốc canô so với bơ khi ngược dòng từ A đến B là V1=V+V’ Vận tốc của canô so với bờ khi xuôi dòng từ B tới C là V2=V-V’ Vận tốc của bè so với dòng nước là V. Thời gian canô ngược dòng từ A đến B là t1 Thời gian canô xuôi dòng từ B đến C là t2 Sáng kiến kinh nghiệm Trang 15
16. Ph­¬ng ph¸p chän mèc trong gi¶i bµi to¸n chuyÓn ®éng cña mét vËt trªn dßng n­íc Thời gian bè trôi từ A tới C là t. Do đó ta có: t=t1+t2 S1 S1 Với:t 1= ' ; V1 V V S S t2 = ' ; V2 V V S t = 2 ; t ' S1=t1(V-V’); S=t2(V+V’); S2=t.V’ Mặt khác S = S1+S2 Vậy ta có: t2(V+V’) = t1(V-V’)+tV’ Hay: t2(V+V’) = t1V - t1V’ + t1V’ +t2V’ t2V = t1V t1=t2 Vậy ta có thời gian khi canô ngược dòng từ A đến B bằng thời gian canô xuôi dòng từ B tới khi gặp bè tại C, khi đó bè trôi được quãng đường từ A tới C. Vậy ta luôn có được thời gian kể từ khi canô rời bè từ điểm A chuyển động đi đến khi quay trở lại (t1) bằng thời gian từ khi canô quay lại đến khi gặp bè lần thứ hai (t2) dù canô xuôi dòng trước hay ngược dòng trước: Cách 2 (Giải bài toán khi sử dụng phương pháp chọn mốc ). Chọn chiếc bè trôi trên dòng sông làm mốc, do vận tốc của canô so với nước khi xuôi dòng và khi ngược dòng không đổi mà bè luôn trôi cùng dòng nước nên ta có vận tốc của canô so với bè cả khi canô xuôi dòng và khi ngược dòng cũng không đổi (Về độ lớn), hay vận tốc củ canô so với mốc khi chuyển động từ mốc đến một điểm nào đó và vận tốc của canô từ điểm đó chuyển động quay trở lại, mốc không đổi. Do quãng đường từ mốc đến một điểm là không đổi nên ta có được thời gian canô chuyển động từ mốc ra xa bằng thời gian ca nô từ điểm đó quay trở lại mốc. Do đó ta luôn có thời gian canô chuyển động từ điểm A đến điểm B khi quay lại bằng thời gian canô từ khi quay lại đến khi gặp bè, dù cho canô chuyển Sáng kiến kinh nghiệm Trang 16
17. Ph­¬ng ph¸p chän mèc trong gi¶i bµi to¸n chuyÓn ®éng cña mét vËt trªn dßng n­íc động xuôi hay ngược dòng trước. Vì trong cả hai trường hợp thì ta đều có vận tốc của ca canô với dòng nước là không đổi hay vận tốc của canô so với dòng nước là không đổi. Nhận xét hai cách giải: Ta thấy sử dụng phương pháp chọn mốc thì ta chứng minh được ngay thời gian canô từ khi rời bè đến khi quay trở lại bằng thời gian canô từ khi quay lại đến khi gặp bè, bởi vì ta chỉ ra được vận tốc của canô so với mốc chuyển động là không đổi và khi đó thì thời gian một vật chuyển động từ mốc ra xa bằng thời gian vật đó chuyển động quay trở lại. Còn khi không sử dụng phương pháp chọn mốc thì ta phải thiết lập các phương trình chuyển động, kết hợp các điều kiện lại và biến đổi thì ta mới tìm ra được kết quả, hơn nữa quá trình biến đổi không đơn giản với học sinh THCS. Trong quá trình biến đổi học sinh có thể bị nhầm lẫn dẫn đến kết quả sai. Mặt khác khi sử dụng phương pháp chọn mốc thì học sinh có thể nhận ra ngay kết quả, còn khi không sử dụng phương pháp chọn mốc thì ngay ban đầu học sinh chưa thể hình dung ra kết quả của bài. 2. Giải pháp thứ hai: Vận dụng lí thuyết vào bài tập cụ thể. Bài tập1. Một chiếc thuyền đánh cá đang chuyển động ngược dòng sông thì làm rớt một cái phao. Do không phát hiện kịp thời nên thuyền tiếp tục chuyển động thêm 30 phút nữa (kể từ khi rớt phao) thì mới quay lại và gặp phao tại nơi cách chỗ làm rớt 5km. Tìm vận tốc dòng nước, biết vận tốc của thuyền đối với dòng nước là không đổi cả khi xuôi dòng và khi ngược dòng. V’ V C A B Bài giải: Cách 1: (Không sử dụng phương pháp chọn mốc) Gọi điểm A là điểm làm rớt phao khi thuyền chuyển động tới điểm B trong 30 phút thì quay lại và điểm gặp phao là C. Sáng kiến kinh nghiệm Trang 17