Xây dựng và sử dụng bản đồ khái niệm vào dạy học chương `Các định luật bảo toàn` Vật lý 10 ban cơ bản với sự trợ giúp của website

cảm ơn sâu sắc Thầy hướng dẫn, TS. Phan Gia Anh Vũ đã tận tình hướng dẫn tác giả trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Tác giả chân thành cảm ơn các Thầy, Cô phản biện đã nhận xét và góp ý sữa chữa những thiếu sót để luận văn phát triển hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu, quý thầy cô trong tổ bộ môn Vật lý trường THPT Hồng Đức đã tạo điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành luận văn này. Cuối cùng tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với gia đình, bạn bè đã dành tình cảm, động viên và giúp đỡ trong những ngày học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Tác giả Đinh Thị Thu Hà MỤC LỤC 0TLỜI CẢM ƠN0T ...................................................................................................................... 2 0TMỤC LỤC0T ............................................................................................................................ 3 0TDANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT0T .................................................................................. 7 0TMỞ ĐẦU0T .............................................................................................................................. 8 0T1. Lý do chọn đề tài:0T .......................................................................................................... 8 0T2. Mục đích nghiên cứu:0T..................................................................................................... 9 0T3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:0T ................................................................................. 9 0T4. Giả thuyết khoa học:0T .................................................................................................... 10 0T5. Nhiệm vụ nghiên cứu0T ................................................................................................... 10 0T6. Phương pháp nghiên cứu:0T ............................................................................................. 10 0TChương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC XÂY DỰNG BĐKN VÀ THIẾT KẾ WEBSITE HỖ TRỢ DẠY HỌC NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, TỰ LỰC CỦA HỌC SINH0T ................................................................................................................ 12 0T1.1. Mục tiêu giáo dục trong giai đoạn hiện nay0T ............................................................... 12 0T1.1.1. Mục tiêu chung của giáo dục phổ thông hiện nay0T ............................................... 12 0T1.1.2. Mục tiêu giáo dục môn học Vật lý phổ thông hiện nay0T ....................................... 12 0T1.2. Cơ sở lý luận của dạy học Vật lí theo hướng phát huy tính tích cực, tự lực của học sinh0T .................................................................................................................................. 14 0T1.2.1. Phát huy tính tích cực hoạt động học tập vật lý của học sinh0T .............................. 14 0T1.2.1.1. Quan niệm về tính tích cực học tập [9]0T ........................................................ 14 0T1.2.1.2. Cơ sở tâm lí của việc phát huy tính tích cực học tập của học sinh [9], [29]0T .. 14 0T1.2.1.3. Những dấu hiệu của tính tích cực và các cấp độ biểu hiện [9]0T...................... 16 0T1.2.1.4. Các biện pháp tăng cường tính tích cực của học sinh khi dạy học Vật lí [17], [18], [35]0T .................................................................................................................. 17 0T1.2.2. Phát huy tính tự lực hoạt động học tập vật lý của học sinh [18], [32], [35]0T ......... 19 0T1.2.2.1. Đảm bảo cho học sinh có điều kiện tâm lý thuận lợi để tự lực hoạt động 0T ..... 19 0T1.2.2.2. Tạo điều kiện để HS có thể giải quyết thành công những nhiệm vụ được giao0T ................................................................................................................................. 19 0T1.2.2.3. Định hướng, giúp đỡ HS tự lực học tập trên lớp0T .......................................... 19 0T1.2.2.4. Định hướng, giúp đỡ HS tự lực học tập tại nhà0T ............................................ 20 0T1.3. Bản đồ khái niệm (BĐKN)0T ........................................................................................ 20 0T1.3.1 Tổng quan về BĐKN0T........................................................................................... 20 0T1.3.2. Cơ sở tâm lý học của BĐKN0T .............................................................................. 21 0T1.3.3. Một số đặc điểm cơ bản của BĐKN0T ................................................................... 23 0T1.3.4. Quá trình xây dựng và tiêu chuẩn đánh giá BĐKN0T ............................................. 23 0T1.3.4.1. Quá trình xây dựng BĐKN0T .......................................................................... 23 0T1.3.4.2. Tiêu chuẩn đánh giá BĐKN0T ........................................................................ 24 0T1.4. Website dạy học vật lý ở trường THPT [11], [26], [39]0T ............................................. 25 0T1.4.1. Website dạy học0T ................................................................................................. 25 0T1.4.2. Những định hướng sư phạm của việc sử dụng website dạy học vật lý0T ................ 25 0T1.4.2.1. Sử dụng website hỗ trợ quá trình dạy học của GV0T ....................................... 25 0T1.4.2.2. Sử dụng website hỗ trợ học tập của HS0T ....................................................... 26 0T1.4.2.3. Sử dụng website để kiểm tra, đánh giá kiến thức và kết quả học tập của học sinh0T .......................................................................................................................... 26 0T1.4.3. Các tiêu chí đánh giá website dạy học0T ................................................................ 26 0T1.4.3.1. Về mặt khoa học0T .......................................................................................... 26 0T1.4.3.2. Về mặt lý luận dạy học0T ................................................................................ 26 0T1.4.3.3. Về mặt sư phạm0T........................................................................................... 27 0T1.4.3.4. Về mặt kỹ thuật0T ........................................................................................... 27 0T1.4.4. Sử dụng website dạy học vật lý ở trường THPT0T ................................................. 27 0T1.4.4.1. Website DH hỗ trợ củng cố trình độ tri thức xuất phát0T ................................. 27 0T1.4.4.3. Website DH hỗ trợ ôn luyện, hình thành kĩ năng, kĩ xảo0T ............................. 27 0T1.4.4.4. Website dạy học hỗ trợ tổng kết, hệ thống hóa kiến thức0T ............................. 28 0T1.4.4.5. Website DH hỗ trợ kiểm tra, đánh giá kiến thức, kỹ năng0T ............................ 28 0T1.4.5. Những vấn đề cần lưu ý khi sử dụng website DH vật lý0T ..................................... 28 0TChương 2. XÂY DỰNG BĐKN VÀ THIẾT KẾ WEBSITE HỖ TRỢ DẠY HỌC CHƯƠNG “CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN” VẬT LÍ 10 BAN CƠ BẢN NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, TỰ LỰC CỦA HỌC SINH0T ...................................................... 30 0T2.1. Cấu trúc nội dung chương “Các định luật bảo toàn” lớp 10 (Cơ bản)0T ........................ 30 0T2.2. Xây dựng BĐKN chương “Các định luật bảo toàn” Vật lí 10 Ban Cơ bản0T ................ 32 0T2.2.1. BĐKN bài Động lượng. Định luật bảo toàn động lượng0T ..................................... 33 0T2.2.2. BĐKN bài Công và công suất0T ............................................................................ 34 0T2.2.3. BĐKN bài Động năng0T ........................................................................................ 35 0T2.2.4. BĐKN bài Thế năng0T ........................................................................................... 36 0T2.2.5. BĐKN bài Cơ năng0T ............................................................................................ 39 0T2.2.6. BĐKN chương “Các định luật bảo toàn”0T ............................................................ 40 0T2.3. Thiết kế Website dạy học chương “Các định luật bảo toàn” Vật lí 10 Ban Cơ bản0T .... 41 0T2.3.1. Mục đích của việc xây dựng website0T .................................................................. 41 0T2.3.2. Nội dung cơ bản của website0T .............................................................................. 41 0T2.4. Thiết kế tiến trình dạy học cụ thể0T .............................................................................. 49 0T2.4.1. Tiến trình dạy học bài “Công - Công suất”0T ......................................................... 49 0T2.4.2. Tiến trình dạy học bài “Động năng”0T ................................................................... 56 0T2.4.3. Tiến trình dạy học bài “Thế năng”0T ...................................................................... 62 0TChương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM0T .......................................................................... 79 0T3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm0T ...................................................... 79 0T3.2. Ðối tượng và nội dung của thực nghiệm sư phạm0T...................................................... 79 0T3.2.1. Ðối tượng thực nghiệm sư phạm0T ........................................................................ 79 0T3.2.2. Nội dung thực nghiệm sư phạm0T .......................................................................... 79 0T3.3. Tiến hành thực nghiệm sư phạm0T ............................................................................... 79 0T3.3.1. Chọn mẫu thực nghiệm0T ...................................................................................... 79 0T3.3.2. Các bước tiến hành thực nghiệm0T ........................................................................ 80 0T3.3.2.1. Chuẩn bị0T ...................................................................................................... 80 0T3.3.2.2. Tiến hành hoạt động dạy học trên lớp0T .......................................................... 80 0T3.3.3. Quan sát giờ học0T ................................................................................................. 81 0T3.4. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm0T ..................................................................... 81 0T3.4.1. Nhận xét về các tiết học0T ..................................................................................... 81 0T3.4.2. Xử lý kết quả các bài kiểm tra0T ............................................................................ 84 0T3.4.3. Kiểm định giả thuyết thống kê [8]0T ...................................................................... 89 0TKẾT LUẬN0T ........................................................................................................................ 92 0T ÀI LIỆU THAM KHẢO0T ................................................................................................. 93 0TPHỤ LỤC0T ........................................................................................................................... 97 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BĐKN: Bản đồ khái niệm DH: Dạy học ĐC: Đối chứng GV: Giáo viên HS: Học sinh KN: Khái niệm MVT: Máy vi tính PHT: Phiếu học tập PPDH: Phương pháp dạy học SGK: Sách giáo khoa SGV: Sách giáo viên THPT: Trung học phổ thông TN: Thực nghiệm TNSP: Thực nghiệm sư phạm MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài: Chúng ta đang sống trong thế kỷ XXI, thế kỷ của công nghệ thông tin và truyền thông, thế giới chuyển dần từ nền văn minh công nghiệp sang nền văn minh thông tin. Khối lượng kiến thức đồ sộ cung cấp cho nhân loại làm thay đổi bộ mặt xã hội, khoảng cách giữa các phát minh khoa học - công nghệ và sự áp dụng chúng vào thực tiễn ngày càng thu hẹp lại. Sự phát triển đó đã tạo nên những điều kiện thuận lợi nhưng đồng thời cũng đặt ra những thách thức mới trong xu thế hội nhập toàn cầu, đòi hỏi đất nước phải đào tạo ra những thế hệ trẻ thông minh, năng động và sáng tạo. Những người làm chủ thực sự của đất nước trong tương lai, có khả năng làm chủ nền khoa học kỹ thuật hiện đại, thích ứng với nền kinh tế toàn cầu, nền kinh tế tri thức. Thực tiễn đó đòi hỏi nền giáo dục mỗi quốc gia phải không ngừng đổi mới về cả nội dung cũng như phương pháp giáo dục và đào tạo con người. Trong chiến lược phát triển giáo dục 2001 – 2010 (ban hành kèm theo quyết định số 201/2001/QĐ – TTg ngày 28 tháng 12 năm 2001 của Thủ tướng chính phủ) ở mục 5.2 ghi rõ: “Đổi mới và hiện đại hóa phương pháp giáo dục. Chuyển từ việc truyền thụ tri thức thụ động thầy giảng, trò ghi sang hướng dẫn người học chủ động tư duy trong quá trình tiếp cận tri thức; dạy cho người học phương pháp tự học, tự thu nhận thông tin một cách có hệ thống, có tư duy phân tích tổng hợp. Phát triển năng lực của mỗi cá nhân; tăng cường tính chủ động, tích cực của học sinh, sinh viên trong quá trình học tập…”. Do đó đổi mới phương pháp dạy học là nhiệm vụ quan trọng hàng đầu của ngành Giáo dục – Đào tạo nhằm đáp ứng những nhu cầu mới của xã hội về đào tạo nguồn nhân lực. Trong quá trình đổi mới phương pháp dạy học, phương tiện dạy học đóng vai trò quan trọng. Phương tiện dạy học vừa là phương tiện cho hoạt động dạy, hoạt động học, vừa là nguồn thông tin, tri thức. Tăng cường sử dụng phương tiện dạy học hiện đại cũng là điều kiện cơ bản để thực hiện có hiệu quả nhiều phương pháp dạy học. Các phương tiện dạy học hiện đại với sự ứng dụng công nghệ thông tin ngày càng phổ biến với những ưu thế nổi trội đã tạo ra hiệu quả tích cực cho quá trình dạy và học. Chỉ thị 29/2001/CT - BGD&ĐT của Bộ trưởng Bộ Giáo dục và đào tạo đã nêu rõ “Công nghệ thông tin có tác động mạnh mẽ, làm thay đổi nội dung, phương pháp, phương thức dạy và học. Công nghệ thông tin là phương tiện tiến tới xã hội học tập…”. Mặc dù sách giáo khoa được biên soạn theo một trình tự logic, hợp lí nhưng vẫn còn nhiều học sinh không hiểu được mối liên kết giữa các kiến thức được trình bày trong một chương và giữa các chương với nhau nên các kiến thức trở nên rời rạc, dễ quên. Các câu hỏi trong SGK chỉ đạt được mục đích là yêu cầu HS thuộc các khái niệm hoặc định luật (mức cơ bản nhất trong hệ thống phân loại của Bloom). Sự lĩnh hội và phát triển khái niệm cộng với việc làm rõ mối quan hệ giữa các khái niệm là hoạt động trọng tâm của quá trình dạy học. Việc học của học sinh có ý nghĩa khi kiến thức mới được xây dựng trên cơ sở kiến thức đã có. Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp, học sinh có thể hiểu sai khái niệm. Vì vậy giáo viên cần biết vốn kiến thức của học sinh để giảng dạy cho thích hợp. Bản đồ khái niệm (BĐKN) là một công cụ để khám phá vốn khái niệm và mối quan hệ giữa các khái niệm của học sinh trước và sau khi học. BĐKN được xem như một công cụ phân tích dữ liệu có tính đơn giản và chính xác cao, rất có ích trong việc xây dựng bản tóm tắt về những tri thức, nhận ra những quan niệm sai lầm, chỉ ra lỗ hổng trong kiến thức, đề xuất ý tưởng, đánh giá học tập của học sinh…. Ngày nay, một trong những thành công của giáo dục hiện đại là áp dụng những thành tựu của khoa học kỹ thuật và công nghệ vào quá trình dạy học. Ứng dụng công nghệ thông tin và đặc biệt là website vào dạy học nói chung và dạy học Vật lí nói riêng đang là vấn đề có tính thời sự. Việc sử dụng website dạy học có tác dụng lớn đến sự kích thích hứng thú học tập cho học sinh. website dạy học vừa tạo ra môi trường thông tin khổng lồ, vừa là diễn đàn trao đổi, hợp tác có tính tương tác mạnh, là công cụ hỗ trợ đắc lực nhất cho việc đổi mới giáo dục trong giai đoạn hiện nay. BĐKN và Website đều có cấu trúc đồ họa dưới dạng bản đồ, có phân cấp, có liên kết. Vì vậy ta có thể phối hợp BĐKN và Website để tăng cường những ưu điểm của từng công cụ góp phần đổi mới phương pháp dạy học. Xuất phát từ cơ sở lý luận và thực tiễn nói trên, chúng tôi lựa chọn nghiên cứu đề tài: Xây dựng và sử dụng Bản đồ khái niệm vào dạy học chương “Các định luật bảo toàn” Vật lý 10 Ban Cơ bản với sự trợ giúp của Website. 2. Mục đích nghiên cứu: - Nghiên cứu vận dụng một cách chọn lọc và sáng tạo một số ý tưởng của BĐKN vào thực tiễn dạy học ở trường THPT. - Xây dựng BĐKN chương “Các định luật bảo toàn” Vật lí 10 Ban Cơ bản. - Xây dựng và sử dụng Website hỗ trợ dạy học chương “Các định luật bảo toàn” Vật lí 10 Ban Cơ bản dựa vào BĐKN theo định hướng đổi mới nhằm phát huy tính tích cực, tự lực của học sinh. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: - Đối tượng nghiên cứu: + Nội dung chương trình và PPDH môn Vật lí ở trường THPT. +Bản đồ khái niệm. + Một số phần mềm thiết kế Website hỗ trợ dạy học và sử dụng nguồn tài nguyên Internet trong dạy học Vật lí.. - Phạm vi nghiên cứu: + Nghiên cứu, thiết kế BĐKN và vận dụng vào dạy học Vật lí ở trường THPT với sự trợ giúp của Website. + Vận dụng đề tài vào việc dạy học Vật lí ở trường THPT Hồng Đức, Thành phố Buôn Ma Thuột, tỉnh ĐăkLăk. 4. Giả thuyết khoa học: Nếu xây dựng được BĐKN, vận dụng thiết kế Website đáp ứng các yêu cầu về khoa học, sư phạm và sử dụng nó một cách hợp lý trong quá trình dạy học sẽ góp phần đổi mới PPDH theo hướng phát huy tính tích cực, tự lực học tập của học sinh từ đó nâng cao chất lượng dạy học Vật lí ở trường THPT. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu: - Nghiên cứu cơ sở lí luận về đổi mới PPDH ở trường THPT. - Nghiên cứu chương trình SGK Vật lí 10 (Cơ bản), nội dung kiến thức và kỹ năng cần đạt được trong chương “Các định luật bảo toàn” Vật lí 10 Ban Cơ bản. - Nghiên cứu BĐKN và việc vận dụng vào dạy học Vật lí ở trường THPT. - Nghiên cứu khả năng ứng dụng một số phần mềm tin học trong việc thiết kế BĐKN và Website dạy học. - Xây dựng BĐKN và thiết kế Website hỗ trợ dạy học chương “Các định luật bảo toàn” Vật lí 10 Ban Cơ bản dựa vào BĐKN theo định hướng đổi mới nhằm phát huy tính tích cực, tự lực của học sinh. - Soạn thảo một số tiến trình dạy học chương “Các định luật bảo toàn” Vật Lí 10 Ban Cơ bản dựa trên BĐKN với sự trợ giúp của Website đã thiết kế. - Tiến hành TNSP của đề tài nhằm kiểm tra giả thuyết, đánh giá tính khả thi và hiệu quả của việc dạy và học. Nêu được các kết luận về ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài. 6. Phương pháp nghiên cứu: - Phương pháp nghiên cứu lí thuyết: + Nghiên cứu các văn kiện, nghị quyết của Đảng và Nhà nước, của Bộ GD&ĐT về đổi mới nội dung, chương trình, phương pháp dạy và học. + Nghiên cứu cơ sở lí luận dạy học Vật lí ở trường THPT. + Nghiên cứu cơ sở lí luận của BĐKN. + Nghiên cứu phần mềm thiết kế BĐKN và Website hỗ trợ dạy học. + Nghiên cứu chương trình, nội dung SGK, SGV và các tài liệu tham khảo liên quan đến nội dung phần “Các định luật bảo toàn”. - Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tiến hành TNSP để kiểm tra giả thuyết khoa học và tính khả thi của đề tài. - Phương pháp thống kê toán học: Sử dụng phương pháp thống kê toán học để xử lí kết quả TNSP và kiểm định giả thuyết thống kê để phân biệt kết quả học tập của hai nhóm đối chứng và thực nghiệm. Chương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA VIỆC XÂY DỰNG BĐKN VÀ THIẾT KẾ WEBSITE HỖ TRỢ DẠY HỌC NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, TỰ LỰC CỦA HỌC SINH 1.1. Mục tiêu giáo dục trong giai đoạn hiện nay 1.1.1. Mục tiêu chung của giáo dục phổ thông hiện nay Mục tiêu giáo dục là một hệ thống các chuẩn mực của một mẫu hình nhân cách cần hình thành ở một đối tượng được giáo dục nhất định. Đó là một hệ thống cụ thể các yêu cầu của xã hội trong mỗi thời đại. Mục tiêu giáo dục là kim chỉ nam chỉ đạo việc biên soạn chương trình, xác định nội dung, phương pháp, phương tiện, hình thức tổ chức dạy học và kiểm tra đánh giá quá trình dạy học. Theo khoản 1 Điều 27 của Luật giáo dục có nêu: “Mục tiêu của giáo dục phổ thông là giúp học sinh phát triển toàn diện về đạo đức, trí tuệ, thể chất, thẩm mỹ và các kỹ năng cơ bản, phát triển năng lực cá nhân, tính năng động và sáng tạo, hình thành nhân cách con người Việt Nam xã hội chủ nghĩa, xây dựng tư cách và trách nhiệm công dân, chuẩn bị cho học sinh tiếp tục học lên hoặc đi vào cuộc sống lao động, tham gia xây dựng và bảo vệ tổ quốc”. Mục tiêu giáo dục phổ thông hiện nay không chỉ dừng lại ở việc góp phần hoàn thành nội dung kiến thức mà còn quan tâm đến việc hình thành và rèn luyện kỹ năng và những năng lực cần thiết để thích ứng với những đòi hỏi mới của xã hội, đảm bảo có thể hòa nhập với cuộc sống chung của nhân loại. Một trong những nhiệm vụ để thực hiện mục tiêu đó là việc đổi mới phương pháp dạy học mà trọng tâm là nhằm phát huy tính tích cực, tự lực của HS. 1.1.2. Mục tiêu giáo dục môn học Vật lý phổ thông hiện nay Dựa trên mục tiêu giáo dục chung, Bộ Giáo dục & Đào tạo đã xác định mục tiêu cụ thể cho từng môn học, trong đó môn Vật lý có vai trò quan trọng trong việc thực hiện mục tiêu đào tạo của giáo dục phổ thông: Việc giảng dạy môn Vật lý có nhiệm vụ cung cấp cho HS một hệ thống kiến thức vật lý cơ bản ở trình độ phổ thông, bước đầu hình thành ở HS những kỹ năng và thói quen làm việc khoa học; góp phần tạo ra ở họ các năng lực nhận thức, năng lực hành động và các phẩm chất về nhân cách. Mục tiêu giáo dục thay đổi theo từng giai đoạn của lịch sử phát triển xã hội. Mục tiêu giáo dục môn học Vật lý trong nhà trường phổ thông được cụ thể hóa như sau: [4] 1. Chương trình Vật lý trong nhà trường phổ thông nhằm cung cấp cho HS một hệ thống kiến thức vật lý phổ thông, cơ bản và phù hợp với những quan điểm hiện đại, bao gồm: - Những khái niệm tương đối chính xác về các sự vật, hiện tượng, về quá trình vật lý thường gặp trong đời sống và sản xuất. - Những đại lượng, định luật và nguyên lý vật lý cơ bản được trình bày phù hợp với năng lực toán học và năng lực suy luận logic của học sinh. - Những nội dung chính của một số thuyết vật lý quan trọng nhất. - Các phương pháp chung của nhận thức khoa học và những hiểu biết về các phương pháp đặc thù của vật lý như phương pháp thực nghiệm, phương pháp mô hình hóa. - Những nguyên tắc cơ bản của các ứng dụng quan trọng nhất của vật lý trong đời sống và trong sản xuất. 2. Rèn luyện và phát triển các kỹ năng cơ bản - Quan sát các hiện tượng và các quá trình vật lý trong tự nhiên, trong đời sống hàng ngày hoặc trong các thí nghiệm, điều tra, sưu tầm, tra cứu tài liệu từ các nguồn khác nhau để thu thập các thông tin cần thiết cho việc học tập môn vật lý. - Sử dụng các công cụ đo phổ biến của vật lý, kỹ năng lắp ráp và tiến hành các thí nghiệm vật lý đơn giản. - Phân tích, tổng hợp và xử lý các thông tin thu được để rút ra kết luận, đề ra các dự đoán đơn giản về các mối quan hệ hay về bản chất của các hiện tượng hoặc quá trình vật lý, cũng như đề xuất phương án thí nghiệm để kiểm tra dự đoán đã đề ra. - Vận dụng được kiến thức để mô tả và giải thích các hiện tượng và quá trình vật lý, giải các bài tập vật lý và giải quyết các vấn đề đơn giản trong trong đời sống và sản suất ở mức độ phổ thông. - Sử dụng các thuật ngữ vật lý, các biểu, bảng, đồ thị để trình bày rõ ràng, chính xác những hiểu biết, cũng như những kết quả thu được qua thu thập và xử lý thông tin. 3. Hình thành và rèn luyện các thái độ, tình cảm - Có hứng thú học vật lý, yêu thích tìm tòi khoa học; trân trọng đối với những đóng góp của vật lý học cho sự tiến bộ của xã hội và đối với công lao của các nhà khoa học. - Có thái độ khách quan, trung thực; có tác phong tỉ mỉ, cẩn thận, chính xác và có tinh thần hợp tác trong việc học tập môn Vật lý, cũng như trong việc áp dụng các hiểu biết đã đạt được. - Có ý thức vận dụng những hiểu biết vật lý vào đời sống nhằm cải thiện điều kiện sống, học tập cũng như để bảo vệ và giữ gìn môi trường sống tự nhiên. Như vậy, nếu chỉ sử dụng các phương pháp giáo dục truyền thống thì không thể đáp ứng được yêu cầu của mục tiêu giáo dục. Do đó, để học sinh có thể nắm vững các kiến thức, đồng thời có hứng thú học tập và có thể vận dung kiến thức vào trong thực tế thì cần phải đổi mới phương pháp dạy học. 1.2. Cơ sở lý luận của dạy học Vật lí theo hướng phát huy tính tích cực, tự lực của học sinh 1.2.1. Phát huy tính tích cực hoạt động học tập vật lý của học sinh 1.2.1.1. Quan niệm về tính tích cực học tập [9] Tích cực là một phẩm chất vốn có của con người trong đời sống xã hội. Khác với động vật, con người không chỉ tiêu thụ những gì có sẵn trong thiên nhiên mà còn chủ động sản xuất ra những của cải vật chất cần thiết cho sự tồn tại và phát triển của xã hội, chủ động cải biến môi trường tự nhiên, cải tạo xã hội, sáng tạo ra nền văn hóa ở mọi thời đại. Kharlamov cho rằng “Tính tích cực là trạng thái hoạt động của chủ thể, có nghĩa là của người hành động. Tính tích cực nhận thức là trạng thái hoạt động của học sinh đặc trưng bởi khát vọng học tập, cố gắng trí tuệ và nghị lực cao trong quá trình nắm vững kiến thức.” Hình thành và phát triển tính tích cực xã hội là một trong những nhiệm vụ chủ yếu của giáo dục, nhằm đào tạo những con người năng động, thích ứng và góp phần phát triển cộng đồng. Có thể xem tính tích cực như là một điều kiện, đồng thời là một kết quả của sự phát triển nhân cách trong quá trình giáo dục. 1.2.1.2. Cơ sở tâm lí của việc phát huy tính tích cực học tập của học sinh [9], [29] Phát huy tính tích cực hoạt động là mục tiêu có tính khả thi mà việc dạy học ở mọi cấp học, bậc học ngày nay hướng tới.  Động cơ liên quan trực tiếp tới việc tạo ra và duy trì hứng thú hoạt động Động cơ học tập là một trong những yếu tố đặc biệt quan trọng có liên quan đến hoạt động dạy học. Động cơ học tập chính là động lực thúc đẩy, là yếu tố tác động đến chất lượng hoạt động học tập. Nhiệm vụ của người GV trong quá trình dạy là phải làm sao có thể hình thành được động cơ học tập cho HS. Nhìn chung, có rất nhiều yếu tố tác động đến việc hình thành động cơ học tập cho HS. Ví dụ như bản chất của nhiệm vụ học tập, đặc điểm cá nhân HS, bầu không khí tâm lí của lớp học, nhân cách và phong cách của GV. Tùy theo việc động cơ học tập có xuất phát từ bản thân hoạt động học hay không mà động cơ học tập được chia làm 2 loại chính: động cơ học tập bên ngoài và động cơ học tập bên trong. - Động cơ học tập bên ngoài (theo trường phái tâm lí học hành vi) là những động cơ học tập xuất phát từ bên ngoài hoạt động học tập và có tác dụng thúc đẩy việc học của HS. GV có thể sử dụng các hình thức khen thưởng, trách phạt theo những cách thức khác nhau (Skinner gọi là những “chương trình củng cố”) để thúc đẩy HS học tập. Động cơ học tập bên ngoài đa dạng, phong phú, dễ hình thành và có thể ảnh hưởng một cách tức thì đến hoạt động học tập. Tuy nhiên, động cơ học tập bên ngoài có thể gây “sức ép tâm lí” làm ảnh hưởng đến kết quả học tập của học sinh. - Động cơ học tập bên trong (theo trường phái tâm lí học nhận thức) nằm bên trong bản thân mỗi người và xuất phát từ chính hoạt động học, xuất hiện khi người học hoàn toàn không nhận được bất kỳ một phần thưởng bên ngoài nào mà phần thưởng thật sự nằm bên trong hoạt động học. Người học được tham gia thực hiện nhiệm vụ học tập, hy vọng khám phá những cái mới lạ, cố gắng để hiểu và giải quyết những vấn đề nhất định, mong muốn tiến bộ trong học tập. Động cơ học tập bên trong đóng vai trò đặc biệt quan trọng vì khi người học hình thành được loại động cơ này họ sẽ tham gia tích cực vào hoạt động học vì lợi ích của chính bản thân nên thường ít tạo nên sự căng thẳng, sức ép tâm lý, nó có tác dụng khuyến khích người học có hứng thú trong việc học thêm những tri thức mới, là điều kiện quan trọng để người học thực hiện mục tiêu “học suốt đời”. Tuy nhiên động cơ học tập bên trong rất khó hình thành và đòi hỏi về mặt thời gian. Để HS có động cơ học tập đúng, để nuôi dưỡng hứng thú học tập trong suốt quá trình học, GV cần dành một khoảng thời gian ngắn trước khi bắt đầu vào môn học để giới thiệu cho HS đặc điểm của môn học và những vấn đề lớn mà môn học giải quyết. Bên cạnh đó, GV cũng nên tạo điều kiện để HS có cơ hội tham gia tích cực vào hoạt động học, khuyến khích học sinh tham gia trao đổi thảo luận nhóm và cung cấp thông tin ngược tức thì về kết quả tiến bộ của HS.  Hứng thú là tiền đề của tự giác A.Kômenski xem việc tạo hứng thú là một trong các con đường chủ yếu để “làm cho học tập trong nhà trường trở thành niềm vui” chứ không phải là một gánh nặng. Lý luận dạy học hiện đại xem hứng thú là yếu tố có ý nghĩa to lớn không chỉ trong quá trình dạy học mà cả đối với sự phát triển toàn diện, sự hình thành nhân cách của HS, hứng thú là tiền đề của hoạt động có tính tự giác. Hứng thú và tự giác là hai yếu tố tâm lý đảm bảo tính tích cực và độc lập sáng tạo trong học tập. Điều đó cũng có nghĩa là không có hứng thú thì không có tự giác; không có hứng thú, không tự giác thì không có sự chủ động hoạt động, hoạt động sẽ là thụ động, là bắt chước. Khi HS không tham gia vào hoạt động hay tham gia một cách thụ động, không hứng thú và tự giác thì kết quả học tập thường nghèo nàn, những kiến thức được ghi nhớ máy móc sẽ mau quên; điều quan trọng hơn là nó không mang lại sự chuyển biến tích cực nào về tâm lý và nhận thức ở học sinh. Kinh nghiệm dạy học và các nghiên cứu thực nghiệm cho thấy để hình thành, phát triển hứng thú nhận thức của học sinh, cần có các đặc điểm sau đây: - Phát huy tối đa hoạt động tư duy tích cực của HS, tổ chức những tình huống có vấn đề đòi hỏi HS nêu giả thuyết, tranh luận giữa những ý kiến trái ngược nhau. - Dạy học ở trình độ phù hợp với trình độ phát triển của HS. Một nội dung quá dễ hoặc quá khó đều không gây được sự hứng thú, cần biết dẫn dắt để HS luôn tìm thấy cái mới. - GV tạo ra một bầu không khí thuận lợi cho lớp học. Bằng uy tín, tác phong gần gũi thân mật, GV sẽ chiếm được sự tin cậy của HS, tao ra sự hứng thú cho cả lớp và niềm vui học tập của từng HS.  Tự giác và hứng thú là hai yếu tố quan trọng tạo n._.ên và duy trì tính tích cực Tính tích cực là phẩm chất cần thiết của mọi hoạt động độc lập, là tiền đề của thành công. Tích cực có thể thể hiện cả khi người học ở trong vai trò chủ động hay thụ động. Tích cực một cách chủ động là cơ sở để tìm ra con đường, phương pháp hoạt động, giúp duy trì và tăng cường hứng thú hoạt động, giúp người học đạt được mục tiêu hoạt động. Phát huy tính tích cực, chủ động trong hoạt động học tập là điều kiện cần để lĩnh hội phương thức hành động, để rèn luyện kỹ năng, hình thành năng lực. Dạy học thường xuyên phát huy tính tích cực hoạt động là dạy học góp phần phát triển tư duy và sự sáng tạo.  Tích cực sản sinh tư duy độc lập Tích cực, chủ động, tự giác là các yếu tố cần thiết để tiếp nhận phương thức hành động. Nắm vững phương thức hành động là cơ sở để tư duy độc lập. Do đó, dạy học nếu không phát huy được tính tích cực, tự giác, chủ động của người học thì không thể giúp học sinh phát triển tư duy.  Tư duy độc lập là cơ sở để rèn luyện tư duy phản biện Tư duy độc lập có được nhờ hoạt động giải quyết các vấn đề vì thế tư duy độc lập là cơ sở của óc phản biện, đánh giá.  Tư duy độc lập, tư duy phản biện là điều kiện cần và là mầm mống của sự sáng tạo Sáng tạo thường chỉ liên quan đến tư duy tích cực chủ động, độc lập, tự tin. Người có trí sáng tạo không chịu suy nghĩ theo lề thói chung, không bị ràng buộc bởi những quy tắc hành động cứng nhắc đã được học, ít chịu ảnh hưởng của người khác. Dạy học có thể và cần phải phát huy óc sáng tạo của mỗi người tùy vào tiềm năng cá nhân và sự phát triển tư duy của HS qua hoạt động học tập. Tính tích cực và tư duy độc lập là mầm mống của tư duy sáng tạo. 1.2.1.3. Những dấu hiệu của tính tích cực và các cấp độ biểu hiện [9] Tính tích cực học tập có thể biểu hiện ở những hoạt động cơ bắp nhưng quan trọng là sự biểu hiện ở những hoạt động trí tuệ. Hai hình thức này thường đi liền nhau, song hoạt động hăng hái về cơ bắp mà đầu óc không suy nghĩ thì chưa phải tích cực học tập. Những dấu hiệu của tính tích cực theo G.I.Sukina(1979) là: - HS khao khát tự nguyện tham gia trả lời các câu hỏi của GV. Bổ sung các câu trả lời của bạn, thích được phát biểu ý kiến của mình về vấn đề nêu ra. - HS hay nêu thắc mắc, đòi hỏi phải giải thích cặn kẽ những vấn đề GV trình bày chưa cụ thể. - HS chủ động vận dụng linh hoạt những kiến thức, kỹ năng đã học để nhận thức những vấn đề mới. - HS mong muốn đóng góp với GV, với bạn những thông tin mới lấy từ những nguồn khác nhau, có khi vượt ra ngoài phạm vi bài học, môn học. Ngoài ra còn có những biểu hiện về mặt cảm xúc như sự thờ ơ hay hào hứng, phớt lờ hay ngạc nhiên, buồn chán hay thích thú trước nội dung của bài học nào đó hoặc khi tìm ra được lời giải thích cho một vấn đề hay một bài tập nào đó,… G.I.Sukina (1979) còn phân biệt những biểu hiện của tính tích cực học tập về mặt ý chí: Tập trung chú ý về vấn đề đang học, kiên trì làm cho xong bài tập, không nản trước các tình huống khó khăn, thái độ tiếc rẻ khi giờ học kết thúc… Có thể phân biệt 3 cấp độ biểu hiện tính tích cực từ thấp đến cao: - Bắt chước: HS bắt chước hành động, thao tác của GV, bạn bè. - Tìm tòi: HS độc lập, tự lực giải quyết bài tập nêu ra. - Sáng tạo: học sinh nghĩ ra cách giải mới, độc lập, đề xuất những giải pháp có hiệu quả, có sáng kiến lắp đặt những thí nghiệm để chứng minh bài học. Mức độ sáng tạo của học sinh là có hạn nhưng đó là mầm mống của sự sáng tạo sau này. 1.2.1.4. Các biện pháp tăng cường tính tích cực của học sinh khi dạy học Vật lí [17], [18], [35] Tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS có liên quan đến nhiều vấn đề, trong đó các yếu tố như động cơ, hứng thú học tập, năng lực, ý chí của cá nhân, không khí dạy học… đóng vai trò rất quan trọng. Các yếu tố này liên quan chặt chẽ với nhau và có ảnh hưởng tới việc tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS trong học tập. Trong đó nhiều yếu tố là kết quả của một quá trình hình thành lâu dài và thường xuyên, không phải là kết quả của một giờ học mà là kết quả của cả một giai đoạn, là kết quả của sự phối hợp nhiều người, nhiều lĩnh vực và cả xã hội. HS không thể tích cực trong khi vẫn mang tâm lý lo sợ, khi các em không có động cơ và hứng thú học tập. Do đó, GV là người góp phần quan trọng trong việc tạo ra những điều kiện tốt nhất để cho HS học tập, rèn luyện và phát triển.  Tạo tình huống có vấn đề nhằm tạo hứng thú học tập Tình huống có vấn đề là tình huống mà khi HS tham gia thì gặp khó khăn, HS ý thức được vấn đề, mong muốn giải quyết vấn đề đó và cảm thấy với khả năng của mình thì hy vọng có thể giải quyết được vấn đề đó. Tình huống này kích thích hoạt động nhận thức của HS. Tình huống có vấn đề trong dạy học vật lý phải xuất phát từ cái quen thuộc, cái đã biết, phải vừa sức với người học (không quá dễ, quá khó); phải chứa đựng một chướng ngại nhận thức mà HS không thể dùng tái hiện đơn thuần để tìm lời giải mà phải tìm tòi, phát hiện, phải cấu trúc lại mâu thuẫn nhận thức một cách sư phạm để đồng thời thực hiện cả hai tính chất trái ngược nhau (vừa sức học sinh, có cái quen biết nhưng lại không có lời giải sẵn). Cơ sở của tình huống có vấn đề là những hiện tượng, những sự kiện vật lí và những mối liên hệ nhân quả giữa chúng mà ta phải nghiên cứu trong bài học. Tuy nhiên chúng phải xuất hiện trước HS dưới những mối quan hệ gây được cho HS những cảm giác ngạc nhiên vì tính bất ngờ của chúng, vì giá trị nhận thức và thực tiễn cao, vì những mối liên hệ bất ngờ, vì tính chất nghịch lý, vì tính chất có vẻ “không thể xảy ra được”, vì tính chất bí ẩn và những đặc điểm khác nữa. Đấy là một việc làm khó vì trong thời đại hiện nay, không phải dễ làm cho HS ngạc nhiên vì có khá nhiều nguồn thông tin ngoại khóa như sách báo, vô tuyến truyền thanh, truyền hình, và đặc biệt là sự bùng nổ của internet. Tuy nhiên, có thể gây ra tình huống có vấn đề trong vật lý học bằng cách đàm thoại mở đầu đặc biệt, bằng câu hỏi độc đáo, bằng di chỉ lịch sử, bằng thí nghiệm vui, bằng hình vẽ và bằng nhiều phương tiện khác mà giáo viên tùy liệu sử dụng và sáng tạo.  Tổ chức các hình thức hoạt động học tập vật lý – vui chơi Có những hình thức hoạt động học tập của HS mang hình thức vui chơi nhưng rất có giá trị trong việc tạo hứng thú cho HS hoạt động và qua đó phát triển tư duy và giúp cho HS tự lực tìm kiếm kiến thức hoặc hiểu sâu kiến thức đã học. Những hình thức này là sự sáng tạo của GV trong quá trình dạy học.  Làm rõ vai trò của vật lý trong khoa học – kỹ thuật và đời sống Trong dạy học vật lý, GV cần làm sáng tỏ mối quan hệ biện chứng giữa vật lý học với khoa học – kỹ thuật và đời sống. Việc làm này có tác dụng rất to lớn trong việc tạo hứng thú cho HS. Để làm được điều này đòi hỏi có sự sáng tạo của GV với nhiều hình thức khác nhau. - Tạo ra các tình huống có vấn đề luôn gắn chặt và xuất phát từ thực tiễn. - Sử dụng kiến thức vật lý để giải thích các hiện tượng vật lý, giải các bài tập và bài toán có ý nghĩa thực tiễn, nêu rõ các ứng dụng của vật lý vào cuộc sống. - Giới thiệu và cho HS sưu tầm những ứng dụng của vật lý trong khoa học, kỹ thuật và đời sống. Nêu những thí dụ thực tiễn để hình thành kiến thức làm tăng tính thuyết phục và hứng thú đối với học sinh.  Tạo bầu không khí thân thiện trong lớp học GV cần có sự chia sẻ các suy nghĩ, các vấn đề học tập chung của lớp, của từng cá nhân, cần dạy học với tất cả nhiệt tình và trách nhiệm của người thầy. Trong quá trình hợp tác giữa GV và HS, giữa HS với nhau, cần thiết phải đảm bảo bầu không khí dân chủ và thuận lợi cho HS bày tỏ ý kiến của mình. Đó chính là việc tạo ra các điều kiện tâm lý để HS sáng tạo. 1.2.2. Phát huy tính tự lực hoạt động học tập vật lý của học sinh [18], [32], [35] 1.2.2.1. Đảm bảo cho học sinh có điều kiện tâm lý thuận lợi để tự lực hoạt động  Tạo mâu thuẫn nhận thức, gợi động cơ, hứng thú tìm cái mới Có thể gợi động cơ, hứng thú học tập bằng những tác động bên ngoài nhưng hiệu quả hơn cả vẫn là sự kích thích bên trong bằng mâu thuẫn nhận thức, mâu thuẫn giữa nhiệm vụ mới phải giải quyết và khả năng hiện có của HS còn bị hạn chế, chưa đủ, cần cố gắng vươn lên. Việc thường xuyên tham gia vào giải quyết những mâu thuẫn nhận thức sẽ tạo ra thói quen, lòng ham thích hoạt động trí óc có chiều sâu, tính tích cực, tự lực.  Tạo môi trường sư phạm thuận lợi HS lâu nay quen học thụ động, ít tự lực suy nghĩ nên thường rụt rè, lúng túng. GV cần phải động viên, giúp đỡ, khuyến khích HS mạnh dạn tham gia thảo luận, phát biểu ý kiến của riêng mình. 1.2.2.2. Tạo điều kiện để HS có thể giải quyết thành công những nhiệm vụ được giao  Lựa chọn một logic nội dung bài học thích hợp GV phân chia bài học thành những vấn đề nhỏ phù hợp với trình độ xuất phát của HS để HS tự lực hoạt động chiếm lĩnh kiến thức với sự cố gắng vừa phải.  Rèn luyện cho HS kỹ năng thực hiện một số thao tác cơ bản GV cần rèn luyện cho HS những thao tác chân tay như quan sát, lắp ráp, sử dụng các thiết bị thí nghiệm và có thể xử lý kết quả thí nghiệm… Bên cạnh đó, cần rèn luyện cả những thao tác tư duy như phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa, trừu tượng hóa…  Cho HS làm quen với các phương pháp nhận thức vật lý được sử dụng phổ biến Trong nhà trường, GV cần cho HS biết các nhà bác học đã thực hiện những hành động nào, trải qua những giai đoạn nào trên con đường đi tìm chân lý. Còn tùy theo trình độ HS, các điều kiện cụ thể mà GV có thể tổ chức cho HS tham gia trực tiếp vào một số giai đoạn của các phương pháp nhận thức đó. Các phương pháp nhận thức vật lý phổ biến là: phương pháp thực nghiệm, phương pháp tương tự, phương pháp mô hình, phương pháp thí nghiệm tưởng tượng. 1.2.2.3. Định hướng, giúp đỡ HS tự lực học tập trên lớp Trong dạy học, nếu GV đóng vai trò là người cung cấp, giảng giải kiến thức thì HS sẽ thụ động tiếp thu kiến thức đó. Ngược lại, nếu GV đặt ra yêu cầu quá cao so với khả năng của HS thì HS không thể đạt được mục tiêu kiến thức và kỹ năng mong muốn. Do đó, GV cần giúp đỡ, tạo điều kiện để HS tự lực suy nghĩ, tìm hướng giải quyết những vấn đề đặt ra. Đầu tiên, GV định hướng HS phải tự lực tìm tòi để giải quyết vấn đề đặt ra. Sau đó, nếu HS không tự giải quyết được thì GV cụ thể hóa, chi tiết hóa, gợi ý thêm để thu hẹp hơn phạm vi, mức độ tìm tòi giải quyết cho vừa sức HS. Nếu HS vẫn không đáp ứng được thì GV chuyển sang kiểu định hướng tái tạo để HS tự giải quyết vấn đề được giao. 1.2.2.4. Định hướng, giúp đỡ HS tự lực học tập tại nhà Học tập là hoạt động nhận thức của cá nhân, thông qua chính hoạt động quá trình nhận thức của cá nhân mới có thể thực hiện được. Việc học tập không chỉ diễn ra trên lớp học mà cần có sự tự học ở nhà của HS vì việc tiếp thu kiến thức trên lớp thường không thực hiện được đầy đủ do lượng kiến thức cần cung cấp cho HS rất lớn so với thời gian học tập trong nhà trường. Vì vậy, tự lực học tập tại nhà là hoạt động không thể thiếu và bắt buộc trong quá trình học tập của HS. GV có thể giúp đỡ HS học tập có kết quả tại nhà bằng việc hướng dẫn HS đọc trước sách giáo khoa và tự xác định những kiến thức mới trong bài học. Ngoài ra, GV có thể cho trước một số câu hỏi tổng quát hoặc câu hỏi chi tiết của bài học mới để HS đọc sách giáo khoa và tự lực trả lời các câu hỏi đó. GV cũng có thể giao cho HS tìm hiểu những thí dụ, những ứng dụng thực tiễn để làm phong phú thêm nội dung của bài học. 1.3. Bản đồ khái niệm (BĐKN) 1.3.1 Tổng quan về BĐKN Khái niệm vừa là kết quả, vừa là phương tiện của tư duy. Quá trình nhận thức của con người thực chất là quá trình hình thành và sử dụng khái niệm. Vì vậy, dạy và học khái niệm là vấn đề cốt lõi của quá trình dạy học. Trong dạy học, sử dụng BĐKN sẽ góp phần nâng cao chất lượng và hình thành phong cách tư duy cho HS. BĐKN là mô hình chiến lược giảng dạy do Novak và cộng sự của ông khởi xướng vào năm 1972 trong một khóa học tại Cornell. BĐKN là công cụ đồ họa để sắp xếp và trình bày kiến thức. Chúng bao gồm các KN và mối quan hệ giữa các KN được thể hiện dưới dạng đường nối giữa hai KN. Các từ trên đường nối là các từ (hay cụm từ) chỉ rõ mối quan hệ giữa hai khái niệm tạo ra các mệnh đề. Hình 1.1. BĐKN miêu tả cấu trúc của BĐKN (0TU 1.3.2. Cơ sở tâm lý học của BĐKN Trong mỗi cá nhân, quá trình nhận thức lặp lại sự nhận thức của nhân loại. Điều này thể hiện rõ ở những đứa trẻ dưới ba tuổi, khi chúng nhận ra những quy tắc trong thế giới xung quanh và bắt đầu nhận ra các ngôn ngữ hay những biểu tượng. Lúc đầu việc học các KN chủ yếu là quá trình học hỏi khám phá. Trẻ em nhận thức được những khuôn mẫu hay những quy tắc mà người lớn gán cho bằng những từ hay những biểu tượng. Đây là một khả năng kỳ lạ và là một trong những đặc điểm tiến hóa của loài người. Sau ba tuổi, ngôn ngữ là trung gian chính trong việc học các mệnh đề (mối liên hệ giữa các khái niệm) và các KN mới. Điều này diễn ra chủ yếu bằng một tiến trình học tiếp thu mà những ý nghĩa mới có được do việc đặt câu hỏi và hiểu được một cách rõ ràng về mối liên hệ giữa những KN và những mệnh đề mới. Sự lĩnh hội này được thực hiện khi mà những kinh nghiệm cụ thể đã có sẵn. Do đó, tính tích cực có vai trò quan trọng đối với hoạt động học của trẻ, điều này cũng đúng đối với người học ở bất kỳ độ tuổi nào và trong bất cứ bài học nào. Khi nghiên cứu quá trình học tập, Asubel đã tìm ra 2 kiểu học tập là học thụ động – học vẹt (rote learning) và học tích cực – học hiểu (meaningful learning). Trong đó, học hiểu có ý nghĩa tích cực đối với mỗi cá nhân vì những nội dung học được cần phải là những KN rõ ràng và được trình bày bằng ngôn ngữ và các ví dụ có liên quan đến kiến thức sẵn có của người học. BĐKN có thể giúp ích thỏa mãn điều kiện này bằng cách vừa liên kết những KN chung được người học tìm ra trước đó dẫn dắt đến những KN cụ thể hơn, vừa giúp phối hợp các kỹ năng học tập từng bước một làm cho kiến thức ngày càng rõ ràng hơn và được giữ vững trong sự phát triển hệ thống KN. Trong sự hiểu biết của chúng ta, trí nhớ của con người không phải là một cái thùng đơn giản để lấp đầy, mà là một tập hợp của hệ thống bộ nhớ tương quan phức tạp. Sơ đồ sau minh họa cho hệ thống bộ nhớ của trí nhớ con người và sự tác động qua lại giữa thông tin đưa vào với các vùng nhận tác động và vùng tâm lí. Hình 1.2. Các hệ thống bộ nhớ chủ chốt của não bộ đều tác động qua lại với nhau khi chúng ta đang học [14] Trong khi tất cả hệ thống bộ nhớ phụ thuộc lẫn nhau (thông tin chịu tất cả sự điều khiển), hệ thống bộ nhớ quyết định nhất đối với việc kết hợp chặt chẽ kiến thức vào bộ nhớ lâu dài là bộ nhớ đang hoạt động và bộ nhớ ngắn hạn. Đặc trưng giới hạn ở đây là ở bất cứ thời điểm nào bộ nhớ đang hoạt động chỉ có thể xử lý một số lượng nhỏ mối quan hệ hay các bộ phận tâm lý bất kỳ (Miller,1956). Điều này có nghĩa là mối quan hệ giữa hai hay ba KN là giới hạn khả năng xử lí của bộ nhớ đang làm việc. Ví dụ, nếu yêu cầu một người phải nhớ một danh sách 10 - 12 chữ cái hay chữ số trong vài giây, hầu hết mọi người chỉ nhớ được 5 - 9 kí tự trong số đó. Tuy nhiên, nếu chúng được nhóm lại để tạo thành một từ có nghĩa, các chữ số được nhóm lại theo số điện thoại hay những cái đã biết thì 10 hay hơn 10 chữ cái (chữ số) có thể được nhớ lại. Trong học vẹt, người học không có hoặc có ít sự hợp nhất của kiến thức mới với kiến thức đã có. Có hai lí do gây nên sự hạn chế trong nhận thức của lối học thụ động đó là: thứ nhất, kiến thức được học theo lối máy móc nên bị quên nhanh chóng nếu như không được nhắc lại nhiều lần; thứ hai, cấu trúc kiến thức hay cấu trúc nhận thức của người học không được tăng cường hay thay đổi để xóa đi những quan niệm sai lầm. Vì vậy, những khái niệm sai lầm sẽ vẫn còn và kiến thức được học sẽ có ít hay không có khả năng sử dụng trong việc học cao hơn hay giải quyết vấn đề (Novak, 2002). Do đó, để xây dựng những phần chính yếu bao quát của kiến thức đòi hỏi có sự phối hợp chặt chẽ giữa bộ nhớ đang hoạt động và bộ nhớ dài hạn khi kiến thức đang được thu nhận và xử lý (Anderson, 1992). Một trong những lí do khiến BĐKN tạo thuận lợi cho việc học hiểu là nó có tác dụng như một loại khuôn mẫu để giúp sắp xếp và cấu trúc kiến thức, dù cấu trúc đó bao gồm các KN hay mệnh đề tác động qua lại. Nhiều HS và GV ngạc nhiên khi thấy BĐKN là công cụ đơn giản nhưng có thể hỗ trợ việc học hiểu và tạo ra hệ thống kiến thức vững chắc, không những cho phép áp dụng kiến thức trong những ngữ cảnh mới mà còn giúp lưu giữ kiến thức trong thời gian dài (Novak, 1990; Novak & Wandersee, 1991). Sự hiểu biết về các quá trình ghi nhớ và quá trình kiến thức được đưa vào não bộ vẫn còn ít, nhưng dường như hiển nhiên rằng từ nhiều nguồn nghiên cứu khác nhau, bộ não của chúng ta làm việc để sắp xếp kiến thức theo một khuôn khổ có thứ bậc, điều này làm tăng khả năng học của người học (Bransford et al., 1999; Tsien, 2007). 1.3.3. Một số đặc điểm cơ bản của BĐKN Đặc điểm đầu tiên nổi bật nhất của BĐKN là những KN được trình bày một cách có thứ bậc. Những KN tổng quát nhất được nằm trên đỉnh của bản đồ, những KN cụ thể hơn được sắp xếp ở bên dưới. Sự sắp xếp theo cấu trúc thứ bậc này phụ thuộc vào ngữ cảnh trong đó kiến thức được đề cập đến. Đặc diểm thứ hai của BĐKN là các đường nối ngang qua. Đường nối này chỉ rõ mối liên hệ giữa các KN trong phạm vi kiến thức được trình bày. Trong sự sáng tạo tri thức mới, những đường nối ngang qua thường thể hiện những bước nhảy sáng tạo. Hai đặc điểm trên là những đặc trưng cơ bản của BĐKN, có ý nghĩa quan trọng của tư tưởng sáng tạo: cấu trúc có thứ bậc được thể hiện trong một bản đồ hay khả năng tìm kiếm và mô tả cho những vật nối ngang qua. Một đặc trưng cuối cùng của BĐKN là những ví dụ cụ thể của KN. Đó là những sự kiện hay vật thể, qua đó làm rõ hơn nghĩa của một KN nhất định. 1.3.4. Quá trình xây dựng và tiêu chuẩn đánh giá BĐKN 1.3.4.1. Quá trình xây dựng BĐKN Trong việc học cách xây dựng BĐKN, quan trọng nhất là KN khởi đầu trong một phạm vi kiến thức phải rất quen thuộc với người lập bản đồ. Cấu trúc của BĐKN phụ thuộc vào ngữ cảnh mà chúng được sử dụng, nó phụ thuộc vào cấu trúc của một văn bản, của một thí nghiệm, hoặc của một lĩnh vực hoạt động, một vấn đề hay một câu hỏi trong cuộc sống mà chúng ta cần tìm hiểu. Nghiên cứu nội dung giúp cho việc xác định cấu trúc thứ bậc của BĐKN. Điều đó còn giúp cho việc lựa chọn những lĩnh vực để xây dựng những BĐKN đầu tiên. Quy trình chung để xây dựng một BĐKN gồm các bước sau: Bước 1: Xây dựng câu hỏi trọng tâm Xây dựng câu hỏi trọng tâm là điểm khởi đầu để lập BĐKN. Câu hỏi trọng tâm là câu hỏi chỉ ra vấn đề mà BĐKN tập trung giải quyết. Mỗi BĐKN trả lời cho một câu hỏi trọng tâm, và một câu hỏi trọng tâm hay sẽ dẫn dắt đến một BĐKN có giá trị. Khi lập BĐKN nên chú ý không được xa rời câu hỏi trọng tâm và bản đồ đó phải trả lời được câu hỏi đặt ra. Bước 2: Xác định KN chính Sau khi đưa ra lĩnh vực lựa chọn và câu hỏi hoặc vấn đề cần xây dựng BĐKN, bước tiếp theo là xác định KN chính của lĩnh vực đó. Thông thường cứ 15 đến 25 KN sẽ đầy đủ để xây dựng 1 BĐKN. Những KN này có thể được liệt kê ra và từ danh sách đó sắp xếp những KN cần phải thiết lập từ cái chung nhất, các KN bao quát sẽ được xếp ở bên trên của danh sách còn những KN riêng biệt được xếp ở bên dưới của danh sách. Bước 3: Xây dựng một BĐKN sơ lược Sau khi đã xác định được các KN chính, bước tiếp theo là xác định các mối liên hệ giữa các KN đó để tạo ra các mệnh đề. Việc tìm ra các đường liên kết KN trong các phần hoặc các mảng kiến thức khác nhau trên bản đồ tương đối khó khăn nhưng lại rất ý nghĩa. Chúng minh họa sự liên kết giữa các kiến thức và là chìa khóa cho thấy người học hiểu gì về mối quan hệ giữa các phần trong bản đồ. Một BĐKN sẽ không bao giờ được hoàn thiện tuyệt đối. Sau khi BĐKN được lập nên, luôn cần phải xem xét và hiệu chỉnh bản đồ. Các KN có thể được thêm vào hoặc bớt đi, thậm chí là thay đổi từ nối. Sửa chữa lại bản đồ từ ba lần trở lên thường cho ra các bản đồ hay. Bước 4: Duyệt lại BĐKN Bản đồ cần được xem xét lại, các KN được định vị lại theo những phương thức giúp cho toàn bộ cấu trúc rõ ràng và đảm bảo tính khoa học hơn. 1.3.4.2. Tiêu chuẩn đánh giá BĐKN Các KN chính trên BĐ phải rõ ràng, ngắn gọn. Các đường nối phải thật chính xác, nổi bật nhất và có ích lợi nhất, tức phải tạo ra được các mệnh đề ý nghĩa. BĐKN phải ngắn gọn, súc tích và thể hiện mối quan hệ chính giữa các KN bằng cách đơn giản. Và đặc biệt chú ý, BĐKN phải trả lời được câu hỏi trọng tâm đã đặt ra. 1.4. Website dạy học vật lý ở trường THPT [11], [26], [39] 1.4.1. Website dạy học Website dạy học là một phương tiện dạy học được thiết kế và tạo ra nhờ các chức năng ưu việt của các phần mềm máy tính thông qua các siêu liên kết (đó là các tài liệu điện tử như: bài giảng điện tử, sách giáo khoa, bài tập, ôn tập, hệ thống tổng hợp kiến thức cơ bản hay những kiến thức chuyên sâu về các lĩnh vực khoa học…) trong đó gồm tập hợp các công cụ tiện ích và các siêu giao diện trình diễn các thông tin multimedia: văn bản, đồ thị, âm thanh, hình ảnh tĩnh, hình ảnh động… để hỗ trợ cho các hoạt động quản lý, đào tạo, giảng dạy, tự học và tham khảo của các nhà quản lý giáo dục, GV và HS. Website DH thực sự là một phương tiện hữu hiệu để phổ biến kiến thức, cung cấp thông tin, có thể coi nó như một lớp học ảo trên MVT hỗ trợ GV tổ chức hoạt động dạy học đồng thời là kho dữ liệu khổng lồ để HS nghiên cứu và tự học để đào sâu, mở rộng kiến thức. 1.4.2. Những định hướng sư phạm của việc sử dụng website dạy học vật lý 1.4.2.1. Sử dụng website hỗ trợ quá trình dạy học của GV Website với các phần mềm tương ứng được xem là phương tiện dạy học mới, hiện đại, kết hợp với các phương tiện dạy học truyền thống khác sẽ hỗ trợ cho GV trong quá trình dạy học. Sử dụng website để cung cấp một số tư liệu thông tin kiến thức hỗ trợ cho bài giảng mà những thông tin, tư liệu này không có trong tài liệu giáo khoa. Các thông tin được lấy từ website là những thông tin mới có tính cập nhật cao nên rất có ích cho HS, đặc biệt là tạo điều kiện để HS gắn liền lý thuyết với thực tiễn sản xuất. Sử dụng website kết hợp với các phương tiện dạy học truyền thống sẽ phát huy tính tích cực, sáng tạo và nâng cao hiệu quả sử dụng các phương tiện dạy học truyền thống. Các hình ảnh đồ họa, các mô hình hoặc các thí nghiệm ảo đã được thiết kế công phu trong tài nguyên website cung cấp cho HS những hình ảnh trực quan làm cơ sở cho việc phát triển năng lực tư duy và góp phần rèn luyện kỹ năng, hình thành kỹ xảo cho HS; đồng thời đó là cơ sở thực nghiệm giúp HS khái quát hoặc kiểm chứng các kiến thức vật lý. Với hệ thống bài giảng điện tử được tích hợp từ khâu tổ chức hoạt động dạy học đến khâu kiểm tra, GV có thể tạo hứng thú cho HS nắm vững kiến thức. Ngoài ra, website dạy học còn là công cụ giúp GV có thể trao đổi chuyên môn với nhau nhằm nâng cao trình độ, tay nghề qua đó giúp GV tích lũy kinh nghiệm và phát huy tính sáng tạo trong hoạt động giảng dạy của mình. 1.4.2.2. Sử dụng website hỗ trợ học tập của HS Website có thể hỗ trợ quá trình học tập của HS. Thông qua việc tự học trên website, HS rèn luyện được khả năng độc lập, tự chủ trong học tập, rèn luyện được phương pháp sử dụng internet và điều khiển website để lựa chọn, tìm kiếm và trao đổi thông tin. Website còn giúp HS ôn tập, củng cố, hệ thống hóa kiến thức đã học. HS có thể xem trước nội dung bài học trên website, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức để giải quyết các nhiệm vụ học tập. Bên cạnh đó với các bài ôn tập hoặc luyện tập, HS có thể làm đi làm lại nhiều lần ở một phần kiến thức với các mức độ khó dễ khác nhau làm cho kiến thức đó được củng cố sâu hơn. HS có thể tự đánh giá kết quả học tập của mình. Khi không có điều kiện đến lớp, HS có thể tận dụng thời gian ở nhà để nghiên cứu những nhiệm vụ học tập thông qua website và diễn đàn. 1.4.2.3. Sử dụng website để kiểm tra, đánh giá kiến thức và kết quả học tập của học sinh GV có thể xây dựng một hệ thống câu hỏi đưa lên website để kiểm tra, đánh giá kết quả học tập của HS. Thế mạnh của website trong lĩnh vực này là cho phép nhiều HS ở những vị trí địa lí khác nhau có thể tham gia làm bài kiểm tra trong những thời gian khác nhau phù hợp với điều kiện của mỗi cá nhân. Song kết quả đánh giá luôn được khách quan. Hơn nữa, các câu hỏi trắc nghiệm và các câu trả lời lại có khả năng trộn đảo vị trí nhờ các phần mềm chuyên dụng nên tránh được khuynh hướng học thuộc lòng một cách máy móc của HS. Từ đây có thể khẳng định được rằng website có khả năng phát huy tính tích cực, tự lực và sáng tạo của HS; đồng thời cho phép GV đánh giá một cách nhanh chóng, đảm bảo tính khách quan và chính xác những kiến thức mà HS tiếp thu được. 1.4.3. Các tiêu chí đánh giá website dạy học 1.4.3.1. Về mặt khoa học Thể hiện ở tính chính xác về nội dung khoa học chứa đựng trong website. Vì website vùa là tài liệu học tập, vừa là tài liệu tra cứu nên nội dung phải phù hợp với chương trình và khả năng tiếp thu của HS. Các thuật ngữ khoa học, các khái niệm, định nghĩa, các từ ngữ chuyên ngành… phải chính xác và nhất quán với chương trình và sách giáo khoa hiện hành. 1.4.3.2. Về mặt lý luận dạy học Website dạy học phải thực hiện được đầy đủ các giai đoạn của quá trình dạy học, từ khâu củng cố trình độ xuất phát, hình thành tri thức mới, ôn tập, hệ thống hóa kiến thức cho đến kiểm tra, đánh giá kiến thức của HS. 1.4.3.3. Về mặt sư phạm Website dạy học phải khai thác triệt để khả năng hỗ trợ, trình diễn thông tin đa phương tiện trực quan, sinh động các hiện tượng, các quá trình vật lý…Thông qua đó, nó kích thích hứng thú học tập, phát huy tính tích cực, khả năng sáng tạo của HS, giúp HS khắc sâu kiến thức đã lĩnh hội, rèn luyện khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Tuy nhiên, GV phải xây dựng trước cấu trúc kịch bản cho quá trình trình diễn thông tin, cân nhắc kỹ lưỡng việc sử dụng các hiệu ứng, màu sắc, phim ảnh,…vì nếu quá lạm dụng thì sẽ phản tác dụng trong dạy học. 1.4.3.4. Về mặt kỹ thuật Website DH là sự liên kết của nhiều site, mỗi site đảm nhận một chức năng nào đó nên cấu trúc của site cần rõ ràng, các đối tượng phải được sắp xếp một cách hợp lý phù hợp với tiến trình của một giờ học, có hệ thống liên kết và chỉ dẫn rõ ràng. Giao diện của website DH phải thân thiện để dễ thao tác, dễ sử dụng. Các hiệu ứng tương tác phải khéo léo, không nên quá lạm dụng khả năng trình diễn thông tin. Bên cạnh đó, dữ liệu phải được cập nhật nhanh chóng, chính xác; website phải dễ sử dụng, phần mềm thiết kế ổn định, có khả năng thích ứng cao với các thế hệ máy tính và các hệ điều hành. 1.4.4. Sử dụng website dạy học vật lý ở trường THPT 1.4.4.1. Website DH hỗ trợ củng cố trình độ tri thức xuất phát Sử dụng website nêu các hiện tượng, các câu hỏi để HS giải thích một hiện tượng, một quá trình mới, dẫn dắt HS vào tình huống có vấn đề; từ đó xuất hiện nhu cầu nhận thức mới ở HS, giúp hình thành động cơ học tập tích cực. Những hình ảnh sinh động kết hợp với màu sắc, âm thanh…để mô phỏng một quá trình, hiện tượng giúp nâng cao tính trực quan, kích thích hứng thú học tập ở HS. 1.4.4.2. Website DH hỗ trợ hình thành tri thức, kỹ năng mới Website DH phối hợp các hình ảnh tĩnh, hình ảnh động; mô phỏng, minh họa các hiện tượng, quá trình, các thí nghiệm vật lý giúp HS hình thành biểu tượng ban đầu trong trí nhớ và những quan niệm ban đầu về vấn đề nghiên cứu, cũng có thể làm nổi bật mối quan hệ giữa sự kiện đang khảo sát với hiện tượng đã biết. Từ đó góp phần phát triển khả năng lĩnh hội, xây dựng tri thức mới ở HS. 1.4.4.3. Website DH hỗ trợ ôn luyện, hình thành kĩ năng, kĩ xảo Với các câu hỏi lý thuyết, các bài tập tự luận và đặc biệt là các bài tập trắc nghiệm trên website DH sẽ giúp HS củng cố, vận dụng và khắc sâu kiến thức, rèn luyện kỹ năng giải bài tập. Website DH tỏ ra có nhiều ưu điểm với chức năng này vì có khả năng hệ thống hóa tri thức một cách logic lại không hạn chế nội dung, số lần và mức độ ôn tập của HS. 1.4.4.4. Website dạy học hỗ trợ tổng kết, hệ thống hóa kiến thức Với các tiện ích multimedia như văn bản, âm thanh, hình ảnh tĩnh, hình ảnh động, đồ thị,…website DH thể hiện tính ưu việt rất rõ trong việc hệ thống hóa, tổng kết kiến thức. Đặc biệt, với chức năng của BĐKN, GV có thể kết hợp với website để xây dựng site tổng kết giúp HS khắc sâu và ghi nhớ kiến thức một cách thật bền vững. 1.4.4.5. Website DH hỗ trợ kiểm tra, đánh giá kiến thức, kỹ năng Trong website DH, GV xây dựng hệ thống câu hỏi trắc nghiệm khách quan nhờ các phần mếm chuyên dụng để giúp HS tự ôn tập và kiểm tra kiến thức. Thế mạnh của chương trình là đánh giá một cách chính xác, nhanh chóng và khách quan kết quả của HS. Từ đó giúp HS đánh giá khả năng của mình, đồng thời giúp cho GV có những điều chỉnh hợp lí trong quá trình DH. 1.4.5. Những vấn đề cần lưu ý khi sử dụng website DH vật lý Website DH là một phương tiện dạy học hiện đại. Tuy nhiên nó không thể hoàn toàn thay thế các phương tiện dạy học truyền thống và càng không thể thay thế vai trò của người GV, vì tự bản thân nó không có khả năng thực hiện các nhiệm vụ của quá trình dạy học. Chất lượng của quá trình dạy học bao giờ cũng bắt nguồn từ người GV với sự hỗ trợ tích cực đúng mức và phù hợp của các phương tiện dạy học. Khi sử dụng Website DH, GV phải hiểu được ý định của người thiết kế website để nắm được định hướng, cách triển khai bài học một cách hiệu quả nhất. Do đó, khi thiết kế website DH cần chú ý tới các yêu cầu về mặt sư phạm và có hướng dẫn sử dụng cụ thể. Để nâng cao chất lượng và hiệu quả của việc sử dụng website DH, GV cần có sự hiểu biết nhất định về lĩnh vực tin học và biết cách khắc phục các trở ngại kỹ thuật do thiết bị gây nên để có khả năng làm chủ phươn._.lượng của lực F ur theo 1v r , 2v r và m. - Viết phương trình định luật II cho vật. - Dựa vào công thức tính gia tốc suy ra xung lượng của lực F ur . Câu 3: Em hãy kể tên một số hệ cô lập mà em biết? Câu 4: Nếu trên mặt phẳng nằm ngang hoàn toàn nhẵn vật (1) có khối lượng mR1R chuyển động với vận tốc 1v r va chạm vào vật (2) có khối lượng mR2R đang chuyển động với vận tốc 2v r . Sau va chạm vận tốc của chúng là , ,1 2,v v ur uur . Hãy so sánh độ biến thiên động lượng của hai vật. - Lực tương tác giữa hai vật liên hệ với nhau như thế nào? - Dựa vào định lý biến thiên động lượng, so sánh độ biến thiên động lượng của hai vật. Câu 5: Xét một vật khối lượng m R1R chuyển động trên mặt phẳng ngang nhẵn với vận tốc 1v r đến va chạm với vật khối lượng mR2R đang nằm yên trên mặt phẳng ngang ấy. Biết rằng sau va chạm hai vật nhập lại làm một, chuyển động với cùng vận tốc v r . Xác định v r . Câu 6: Ban đầu tên lửa đứng yên. Khi lượng khí có khối lượng m phụt ra phía sau với vận tốc v r thì tên lửa có khối lượng M sẽ chuyển động thế nào? Tính vận tốc V r của nó ngay sau khi khí phụt ra? - Tính động lượng của hệ tên lửa – khối khí tại thời điểm ban đầu và lúc khí phụt ra. - Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ cô lập gồm tên lửa và khối khí. II. PHT Bài 24. Công và công suất Câu 1: Khi nào có công cơ học? Công thức tính công của lực F r và điều kiện áp dụng? Đơn vị của công? Câu 2: Nếu một lực tác dụng lên vật và làm cho vật chuyển dời theo phương vuông góc với phương của lực thì công của lực đó bằng bao nhiêu? Câu 3: Làm thế nào tìm được công của lực F r không đổi tác dụng lên một vật khi điểm đặt cửa lực đó chuyển dời một đoạn s theo hướng hợp với hướng của lực góc α? - Công của lực F r có phụ thuộc vào góc α hợp bởi hướng của lực F r và hướng dịch chuyển của vật không? - Vậy công của lực F r phụ thuộc trực tiếp vào góc α hay phụ thuộc vào 1 hàm nào của góc α (sinα, cosα, tanα, cotanα)? - Hãy dự đoán công thức tính công của lực F r không đổi hợp với phương ngang góc α khi kéo một vật trượt trên mặt phẳng nằm ngang một đoạn đường s. Câu 4: Để kiểm chứng sự đúng đắn của công thức các em vừa dự đoán, các em có thể áp dụng nó để giải bài tập sau và so sánh kết quả với cách giải bằng phép phân tích lực: Một người kéo một hòm gỗ trượt trên sàn nhà bằng một dây có phương hợp với phương nằm ngang góc 30P0P. Biết lực kéo F r bằng 150N. Tính công của lực đó khi hòm trượt đi được 20m. Câu 5: Em hãy biện luận sự phụ thuộc của công của lực F r vào góc α và cho ví dụ? Câu 6: Em hãy nhắc lại định nghĩa công suất và viết công thức tính công suất? Câu 7: Em hãy vận dụng kiến thức vừa xây dựng để giải bài tập sau: Cần cẩu MR1R nâng được 800 Kg lên cao 5m trong 30s. cần cẩu MR2R nâng được 1000kg lên cao 6m trong 1 phút. Trong hai trường hợp đều coi vật chuyển động nhanh dần đều. a. Tính công của lực kéo của hai cần cẩu trên. Lấy g = 10m/sP2P. b. Tính công suất của mỗi cần cẩu trong ví dụ trên và cho biết cần cẩu nào làm việc mạnh hơn? III. PHT Bài 25. Động năng Câu 1: Chúng ta xét các vật như dòng nước lũ đang chảy mạnh có thể làm cho nhà cửa, cây cối, các vật dụng… bị cuốn trôi; Búa đang chuyển động đóng đinh lún sâu vào cột; Một ô tô tải chuyển động có thể kéo một ô tô con phía sau cùng chuyển động; Máy cày kéo trục đất trên đồng ruộng…Em nhận thấy các vật ấy có thuộc tính gì chung? Câu 2: Đại lượng nào đặc trưng cho khả năng thực hiện công của một vật đang chuyển động và nó được xác định như thế nào? Để trả lời câu hỏi đó các em hãy giải bài toán sau: Một ô tô có khối lượng m đang chuyển động với vận tốc v trên mặt phẳng nằm ngang. Xe tác dụng lên khối gỗ một lực F r không đổi theo phương ngang làm cho khối gỗ đi được quãng đường s. Tìm công lớn nhất mà xe có thể thực hiện được? Bỏ qua ma sát. - Công lớn nhất mà xe có thể thực hiện được chính là công của lực F r dùng để kéo vật cho đến khi xe dừng lại. Viết công thức tính công của lực F? - Tính quãng đường s xe đi được cho đến khi dừng hẳn. Câu 3: Ý nghĩ vật lý và đơn vị của động năng là gì? Câu 4: Từ biểu thức của động năng em hãy cho biết động năng có những đặc điểm gì? Câu 5: Một vật có khối lượng m đang chuyển động với vận tốc vR1R. Dưới tác dụng của lực F ur không đổi làm vật đi được quãng đường s theo hướng của lực và đạt vận tốc vR2R. Hãy tìm công của lực F ur Câu 6: Từ kết quả bài toán vừa giải, em hãy rút ra mối liên hệ giữa độ biến thiên động năng của vật với công của ngoại lực tác dụng lên vật. Câu 7: Dựa vào biểu thức của định lý động năng, em hãy cho biết khi nào động năng của một vật thay đổi? Cụ thể, khi nào động năng của vật tăng lên và khi nào động năng của một vật giảm xuống? Câu 8: Các em hãy vận dụng kiền thức vừa xây dựng để giải bài tập sau và so sánh với cách giải bằng phương pháp động lực. Một ô tô có khối lượng 1 tấn đang chuyển động với vận tốc 36 km/h thì tài xế phát hiện có chướng ngại vật cách xe 30m. Người tài xế hãm phanh với lực hãm là 2000N. Hỏi xe có đâm vào chướng ngại vật hay không? Vì sao? IV. PHT Bài 26. Thế năng Câu 1: Công thức trọng lực của một vật khối lượng m? Câu 2: Dựa vào độ lớn của gia tốc rơi tự do, em hãy cho biết nếu xét khoảng không gian từ Hà Nội đến TP. Hồ Chí Minh thì trọng trường có đều không? Câu 3: Một búa máy từ độ cao z rơi xuống đập vào cọc, làm cọc đi sâu vào đất một đoạn s. Điều đó chứng tỏ búa máy ở độ cao z có khả năng gì? Câu 4: Làm thế nào để tính được thế năng trọng trường của một vật có khối lượng m ở độ cao z so với mặt đất? - Trong quá trình vật rơi từ độ cao z xuống mặt đất, nếu bỏ qua sức cản của không khí thì vật chịu tác dụng của những lực nào? - Công mà vật thực hiện khi rơi từ độ cao z xuống mặt đất bằng công của trọng lực P r . Câu 5: Em hãy đưa ra công thức tính thế năng trọng trường? Ý nghĩa và đơn vị của thế năng trọng trường? Câu 6: Nếu vật ở tại mặt đất thì thế năng trọng trường của vật bằng bao nhiêu? Câu 7: Một vật có khối lượng m rơi từ độ cao zR1R xuống độ cao zR2R dưới tác dụng của trọng lực. Hãy tìm công của trọng lực tác dụng lên vật. Câu 8: Một vật chuyển động trong trọng trường từ vị trí (1) đến vị trí (2) theo những đường đi khác nhau thì công của trọng lực có giá trị như thế nào? Câu 9: Hiệu thế năng của một vật chuyển động trong trọng trường có phụ thuộc vào việc chọn gốc thế năng hay không? Câu 10: Xét một lò xo bị nén lại hay bị kéo dãn thì khi được buông ra nó sẽ làm cho vật gắn vào đầu lò xo chuyển động. Vậy lò xo khi bị biến dạng có khả năng gì? Câu 11: Một lò xo có độ cứng k bị kéo dãn một đoạn ∆l dọc theo trục của lò xo. Tìm công lớn nhất mà lò xo thực hiện được khi kéo một vật. Câu 12: Ý nghĩa vật lý của thế năng đàn hồi là gì? Nó phụ thuộc vào đại lượng nào? Câu 13: Tìm công của lực đàn hồi làm vật gắn ở đầu lò xo dịch chuyển từ vị trí có độ biến dạng 1l∆ đến vị trí có độ biến dạng 2l∆ . Câu 14: Tính thế năng trọng trường của một vật khối lượng 2 Kg khi đặt tại điểm M có độ cao 2m so với mặt đất và khi đặt tại điểm N ở đáy giếng sâu 5m trong hai trường hợp sau: d. Chọn mặt đất làm mốc thế năng. e. Chọn đáy giếng làm mốc thế năng. f. Tìm công của trọng lực khi vật rơi từ M đến N. Công của trọng lực có phụ thuộc vào việc chọn mốc thế năng không? Lấy g = 10 m/sP2P. Câu 15: Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm lò xo có độ cứng k = 40 N/m và vật nặng có khối lượng 100g. Kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng một đoạn 5cm rồi thả nhẹ cho dao động. Xác định thế năng của hệ lò xo – vật khi vật ở vị trí cân bằng và vị trí có độ dãn lớn nhất. V. PHT Bài 27. Cơ năng Câu 1: Em hãy nhắc lại khái niệm cơ năng đã được học ở lớp 8? Câu 2: Hãy viết biểu thức cơ năng của một vật chuyển động trong trọng trường và cho biết đơn vị của cơ năng. Câu 3: Khi búa máy có khối lượng m rơi từ độ cao zR1R xuống độ cao zR2R bất kỳ thì trong quá trình chuyển động đó động năng và thế năng của nó có thay đổi không? Vì sao? Câu 4: Một vật có khối lượng m chuyển động từ độ cao zR1R xuống độ cao zR2R chỉ dưới tác dụng của trọng lực. Hãy tìm mối liên hệ giữa động năng và thế năng của vật ở các vị trí khác nhau? - Khi vật chuyển động từ độ cao z R1R đến độ cao zR2R thì công của trọng lực được xác định như thế nào? - Trong quá trình chuyển động, vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực P ur . Sử dụng định lý động năng để tính công của trọng lực. Câu 5: Từ định luật bảo toàn cơ năng em hãy rút ra quy luật biến đổi của động năng và thế năng? Câu 6: Xét hệ con lắc lò xo gồm vật có khối lượng m gắn vào lò xo có độ cứng k (khối lượng không đáng kể) đặt trên mặt phẳng ngang không ma sát. Một đầu con lắc gắn cố định. Kéo vật lệch khỏi vị trí cân bằng một đoạn rồi thả nhẹ, vật sẽ dao động quanh vị trí cân bằng. Trong quá trình chuyển động của hệ con lắc lò xo thì động năng và thế năng của nó có thay đổi không? Vì sao? Câu 7: Một vật có khối lượng m được gắn vào đầu một lò xo nằm ngang, một đầu lò xo cố định. Cho vật chuyển động không ma sát từ vị trí lò xo có độ biến dạng ∆lR1R đến vị trí có độ biến dạng ∆lR2R dưới tác dụng của lực đàn hồi. Hãy tìm mối liên hệ giữa động năng và thế năng của vật ở các vị trí khác nhau. - Sử dụng định lý động năng để tính công của lực đàn hồi. - Khi vật chuyển động dưới tác dụng của lực đàn hồi (lực thế) thì công của lực đàn hồi được tính bằng công thức nào? Câu 8: Từ hai ví dụ vừa xét ở trên, em hãy cho biết đặc điểm chung của những vật chỉ chịu tác dụng của lực thế (lực đàn hồi, trọng lực)? Câu 9: Em hãy vận dụng kiến thức vừa xây dựng giải bài tập sau và so sánh với cách giải bằng phương pháp động lực học. Một ô tô đang chuyển động thẳng đều trên đường nằm ngang với vận tốc 54km/h thì lên dốc. Hãy tìm quãng đường ô tô đi được trên dốc cho đến khi dừng lại biết góc nghiêng của mặt dốc so với mặt phẳng ngang là α=30P0P. Bỏ qua ma sát và lấy g=10m/sP2P. PHỤ LỤC 2. Các bài kiểm tra đánh giá kết quả TNSP I. Bài kiểm tra 15 phút Đề 1 Câu 1. Hệ không được coi hệ kín là: A. Hệ hai vật chuyển động không ma sát trên mặt phẳng ngang. B. Hệ hai vật chuyển động không ma sát trên mặt phẳng nghiêng. C. Hệ “người và thuyền” chuyển động trên mặt nước. D. Hệ “súng và đạn” đặt nằm ngang trước và sau khi bắn. Câu 2. Một vật khối lượng m đang chuyển động ngang với vận tốc v thì va chạm vào vật khối lượng 2m đang đứng yên. Sau va chạm, hai vật dính vào nhau và chuyển động với cùng vận tốc là: A. v3 B. 3 v C. 3 2v D. 2 v Câu 3. Hai em học sinh có khối lượng lần lượt 45 kg và 40 kg đang đứng gần nhau chuẩn bị trượt patin. Đột nhiên em thứ nhất đẩy em thứ hai chuyển động với vận tốc 1,2 m/s. Khi đó vận tốc của em thứ hai là: A. 1,35 m/s. B. 1,40 m/s. C. 1,45 m/s. D. 1,45 m/s. Câu 4. Nếu khối lượng của một vật giảm 4 lần và vận tốc tăng lên 2 lần, thì động năng của vật sẽ: A. tăng 2 lần B. không đổi C. giảm 2 lần D. giảm 4 lần Câu 5. Một người có khối lượng 50 kg, ngồi trên ôtô đang chuyển động với vận tốc 72km/h. Động năng của người đó với ô tô là: A. 129600J B. 500J C. 10000J D. 0J Câu 6. Động năng của vật thay đổi trong trường hợp: A. Vật đứng yên. B. Vật chuyển động thẳng đều. C. Vật chuyển động tròn đều. D. Vật chuyển động biến đổi đều. Câu 7. Một người chèo thuyền ngược dòng sông. Do nước chảy xiết nên thuyền không tiến được so với bờ sông. So với bờ sông người này: A. Thực hiện công phát động. B. Thực hiện công cản. C. Vừa thực hiện công phát động, vừa thực hiện công cản. D. Không thực hiện công. Câu 8. Gọi α là góc hợp bởi phương của lực tác dụng và phương dịch chuyển của vật. Công của lực là công phát động nếu: A. Góc α là góc tù. B. Góc α là góc nhọn. C. Góc α bằng 2 π . D. Góc α bằng π . Câu 9. Một người nhấc một vật có khối lượng 4kg lên cao 0,5m. Sau đó mang vật di chuyển theo phương ngang một đoạn 1m. Lấy g = 10m/sP2P. Người đó đã thực hiện một công bằng: A. 60J B. 20J C. 40J D. 100J Câu 10. Một động cơ điện cung cấp công suất 18kW cho một cần cẩu nâng 1200kg lên cao 30m. Thời gian tối thiểu để thực hiện công việc đó là A. 0,05s B. 20s C. 2s D. 0,2s Đề 2 Câu 1. Điều nào sau đây là UsaiU khi nói về động lượng? A. Động lượng là một đại lượng vectơ. B. Vec tơ động lượng cùng chiều với vectơ vận tốc của vật. C. Động lượng có đơn vị là kg.m/sP2P. D. Giá trị của động lượng phụ thuộc vào hệ quy chiếu. Câu 2. Trong quá trình nào sau đây, động lượng của ô tô được bảo toàn? A. Ô tô tăng tốc. B. Ô tô giảm tốc. C. Ô tô chuyển động tròn đều. D. Ô tô chuyển động thẳng đều trên đường có ma sát. Câu 3. Hai xe lăn khối lượng 10kg và 2,5kg chuyển động ngược chiều nhau trên một mặt phẳng nằm ngang không ma sát với vận tốc tương ứng là 6m/s và 3m/s, đến va chạm với nhau. Sau va chạm, chúng dính vào nhau và chuyển động với cùng một vận tốc. Độ lớn vận tốc sau va chạm là A. 3,8m/s B. 4,2m/s C. 4,8m/s D. 5,4m/s Câu 4. Nếu khối lượng của một vật tăng lên 4 lần và vận tốc giảm đi 2 lần thì động năng của vật sẽ A. không đổi. B. tăng 2 lần. C. tăng 4 lần. D. giảm 2 lần. Câu 5. Một vật có khối lượng 1kg rơi tự do từ độ cao h = 5m xuống đất, lấy g = 10m/sP2P. Động năng của vật ngay trước khi chạm đất là: A. 50J B. 500J C. 250 J D. 100J Câu 6. Động năng là đại lượng: A. Vô hướng, luôn dương. B. Vô hướng, có thể dương hoặc bằng không. C. Véc tơ, luôn dương. D. Véc tơ, có thể dương hoặc bằng không. Câu 7. Khi một vật chuyển động từ điểm A đến điểm B trong trọng trường thì công của trọng lực trong chuyển động đó có giá trị bằng: A. độ biến thiên thế năng của vật tại A và tại B. B. thương thế năng của vật tại A và tại B. C. tổng thế năng của vật tại A và tại B. D. hiệu thế năng của vật tại A và tại B. Câu 8: Một gàu nước khối lượng 10kg được kéo đều lên cao 5m trong khoảng thời gian 1 phút 40 giây. Lấy g = 10m/sP2P. Công suất trung bình của lực kéo bằng: A. 5W B. 4W C. 6W D. 7W Câu 9: Một người kéo một hòm gỗ trượt trên sàn nhà bằng một dây hợp với phương ngang góc 30PoP. Lực tác dụng lên dây bằng 150N. Công của lực đó khi hòm trượt 20m bằng: A. 2866J B. 1762J C. 2598J D. 2400J Câu 10: Một vật sinh công âm khi: A. Vật chuyển động nhanh dần đều. B. Vật chuyển động chậm dần đều. C. Vật chuyển động tròn đều. D. Vật chuyển động thẳng đều. I. Bài kiểm tra 45 phút A. Trắc nghiệm (7 điểm) Câu 1: Chọn phát biểu UsaiU về động lượng: A. Động lượng là một đại lượng động lực học liên quan đến tương tác, va chạm giữa các vật. B. Động lượng đặc trưng cho sự truyền chuyển động giữa các vật tương tác. C. Động lượng tỷ lệ thuận với khối lượng và tốc độ của vật. D. Động lượng là một đại lượng véc tơ ,được tính bằng tích của khối lượng với véctơ vận tốc. Câu 2: Một vật có khối lượng 0,5kg trượt không ma sát trên một mặt phẳng ngang với vận tốc 5m/s đến va chạm vào một bức tường thẳng đứng theo phương vuông góc với tường. Sau va chạm vật đi ngược trở lại phương cũ với vận tốc 2m/s. Thời gian tương tác là 0,2 s. Lực F r do tường tác dụng có độ lớn bằng: A. 7,5N B. 17,5N C. 175N D. 1,75N Câu 3: Một vật có khối lượng m chuyển động với vận tốc 3m/s đến va chạm với một vật có khối lượng 2m đang đứng yên. Sau va chạm, hai vật dính vào nhau và cùng chuyển động với vận tốc bao nhiêu? A. 2m/s B. 4m/s C. 3m/s D. 1m/s Câu 4: Một động cơ điện cung cấp công suất 15kW cho 1 cần cẩu nâng vật 1000kg chuyển động đều lên cao 30m. Lấy g = 10m/sP2P. Thời gian để thực hiện công việc đó là: A. 20s B. 5s C. 15s D. 10s Câu 5: Động năng của vật tăng khi: A. Vận tốc của vật v > 0. B. Gia tốc của vật a > 0. C. Gia tốc của vật tăng. D. Các lực tác dụng lên vật sinh công dương. Câu 6: Một vật rơi tự do từ độ từ độ cao 120m. Lấy g=10m/sP2P .BỏP Pqua sức cản. Tìm độ cao mà ở đó động năng của vật lớn gấp đôi thế năng: A. 10m B. 30m C. 20m D. 40 m Câu 7: Chọn phương án đúng và tổng quát nhất: Cơ năng của hệ vật và Trái Đất bảo toàn khi: A. Không có các lực cản, lực ma sát. B. Vận tốc của vật không đổi. C. Vật chuyển động theo phương ngang. D. Lực tác dụng duy nhất là trọng lực (lực hấp dẫn). Câu 8: Một vật có khối lượng 0,2 kg được phóng thẳng đứng từ mặt đất với vận tốc 10m/s. Lấy g = 10m/sP2P. Bỏ qua sức cản. Hỏi khi vật đi được quãng đường 8m thì động năng của vật có giá trị bằng bao nhiêu? A. 16J B. -6J C. 8J D. 6J Câu 9: Một vật có khối lượng m = 2kg đang nằm yên trên một mặt phẳng nằm ngang không ma sát. Dưới tác dụng của lực 5N vật chuyển động và đi được 10m. Tính vận tốc của vật ở cuối chuyển dời ấy . A. v = 25 m/s B. v = 7,07 m/s C. v = 15 m/s D. v = 50 m/s Câu 10: Công thức nào sau đây thể hiện mối liên hệ giữa động lượng và động năng? A. 2 2đ pW m = B. 2đ pW m = C. 2đ mW p = D. 22đW mp= Câu 11: Khi một chiếc xe chạy lên và xuống dốc, lực nào sau đây có thể khi thì tạo ra công phát động khi thì tạo ra công cản? A. Thành phần pháp tuyến của trọng lực. B. Lực kéo của động cơ. C. Lực phanh xe. D. Thành phần tiếp tuyến của trọng lực. Câu 12: Một lò xo có hệ số đàn hồi k = 20N/m. Người ta kéo lò xo giãn dài thêm 10cm. Khi thả lò xo từ độ giãn 10cm xuống 4cm, lò xo sinh ra một công: A. 0,036J B. 0,084J C. 0,116J D. 0,10J Câu 13: Một lò xo có độ cứng k = 250N/m được đặt nằm ngang. Một đầu gắn cố định, một đầu gắn một vật khối lượng m = 0,1kg có thể chuyển động không ma sát trên mặt phẳng nằm ngang. Kéo vật lệch khỏi vị trí cân bằng một đoạn cml 5=∆ rồi thả nhẹ. Vận tốc lớn nhất mà vật có thể đạt được là: A. 2,5 m/s B. 5 m/s C. 7,5 m/s D. 1,25 m/s Câu 14: Vật nào sau đây UkhôngU có khả năng sinh công? A. Dòng nước lũ đang chảy mạnh. B. Viên đạn đang bay. C. Búa máy đang rơi xuống. D. Hòn đá đang nằm trên mặt đất. B. Tự luận (3 điểm) Một hòn bi có khối lượng 20g được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc 4m/s từ độ cao 1,6m so với mặt đất. Chọn gốc thế năng tại mặt đất, lấy g = 10m/sP2P. a. Tìm độ cao cực đại mà bi đạt được. b. Tìm vị trí hòn bi có thế năng bằng động năng. c. Nếu có lực cản 5N tác dụng thì độ cao cực đại mà vật lên được là bao nhiêu? PHỤ LỤC 3. Tiến trình dạy học bài “Động lượng. Định luật bảo toàn động lượng” I. Xác định mục tiêu bài học 1. Trong giờ học - HS phát hiện ra khi có một lực đủ mạnh tác dụng lên vật trong thời gian ngắn sẽ làm biến đổi chuyển động của vật. - HS vận dụng được kiến thức cũ để xây dựng định lý biến thiên động lượng. - Từ định luật II và định luật III Niutơn, HS suy luận được định luật bảo toàn động lượng. - HS vận dụng được định luật bảo toàn động lượng đối với trường hợp va chạm mềm và chuyển động bằng phản lực. 2. Sau giờ học - Nêu được khái niệm và lấy được ví dụ về hệ kín. - Phát biểu được định nghĩa; viết được công thức và biểu diễn được vectơ động lượng. Nêu được đơn vị của động lượng. - Phát biểu được định luật bảo toàn động lượng, viết được công thức của định luật bảo toàn động lượng đối với hệ gồm hai vật. - Vận dụng được định luật bảo toàn động lượng để giải bài toán va chạm mềm, bài toán đạn nổ và giải thích được nguyên tắc chuyển động bằng phản lực. II. Chuẩn bị của GV và HS 1. Giáo viên - Chuẩn bị phiếu học tập (phụ lục 1). - Chuẩn bị BGĐT, máy tính, máy chiếu. 2. Học sinh Ôn lại các kiến thức: - Công thức tính gia tốc. - Định luật II và định luật III Niutơn. III. Tiến trình giảng dạy cụ thể UHoạt động 1U: Tìm hiểu khái niệm xung lượng của lực Trợ giúp của GV Hoạt động của HS +GV đặt vấn đề: Chúng ta xét các ví dụ sau: - Cầu thủ A bằng một cú đá vô lê đã đưa bóng vào lưới đối phương - Hòn bi–a đang chuyển động nhanh, chạm vào thành bàn đổi hướng. +Lực tác dụng có độ lớn rất lớn và thời gian tác dụng lực ngắn. - Khẩu súng bị giật lại phía sau khi bắn viên đạn đi. Em hãy cho biết độ lớn của lực tác dụng và thời gian tác dụng lực trong các ví dụ trên? + Sau khi bị lực tác dụng, các vật: quả bóng, hòn bi- a và khẩu súng ở trên có chung đặc điểm là gì? + Tóm lại, lực có độ lớn đáng kể tác dụng lên một vật trong khoảng thời gian rất ngắn có thể gây ra biến đổi đáng kể trạng thái chuyển động của vật. Khi một lực F ur tác dụng lên một vật trong khoảng thời gian t∆ thì tích .F t∆ ur được định nghĩa là xung lượng của lực F ur trong khoảng thời gian t∆ ấy. Chú ý rằng lực F ur không đổi trong khoảng thời gian tác dụng t∆ . + Dựa vào định nghĩa xung lượng của lực, em hãy cho biết đơn vị của xung lượng của lực? + Sau khi bị tác dụng lực, các vật đều biến đổi chuyển động + Đơn vị của xung lượng của lực là N.s UHoạt động 2U: Xây dựng khái niệm động lượng và định lý biến thiên động lượng Trợ giúp của GV Hoạt động của HS + GV đặt vấn đề: Xét một vật có khối lượng m, đang chuyển động với vận tốc 1v r . Tác dụng lên vật một lực F ur có độ lớn không đổi trong thời gian t∆ thì vận tốc của vật đạt tới 2v r . Hãy tìm xung lượng của lực F ur theo 1v r , 2v r và m. Nếu HS không tự lực hành động, GV gợi ý: - Viết phương trình định luật II cho vật. - Dựa vào công thức tính gia tốc suy ra xung lượng của lực F ur . + HS hoạt động nhóm: - Phương trình định luật II Niutơn: F ma= ur r - Theo công thức tính gia tốc: 2 1v va t − = ∆ uur urr + Vế phải của (1) xuất hiện độ biến thiên của đại lượng p mv= ur r . Đại lượng p ur được gọi là động lượng của một vật. Động lượng là đại lượng đặc trưng cho sự truyền chuyển động của các vật thông qua tương tác. Vậy động lượng của một vật được định nghĩa như thế nào? + Em hãy cho biết động lượng là đại lượng có hướng hay vô hướng? Nếu là đại lượng có hướng thì vectơ động lượng được xác định như thế nào? + Đơn vị của động lượng là gì? + GV dẫn dắt: Dựa vào biểu thức (1) em hãy cho biết giữa độ biến thiên động lượng của vật trong khoảng thời gian t∆ và xung lượng của lực tác dụng lên vật trong khoảng thời gian đó có liên hệ như thế nào? + Trong trường hợp vật chịu tác dụng của nhiều lực thì độ biến thiên động lượng của vật bằng xung lượng của tổng các lực tác dụng lên vật trong khoảng thời gian đó. Đây được xem như là một cách diễn đạt khác của định luật II Niutơn. 2 1 2 1. (1) v vF m t F t mv mv − ⇒ = ∆ ⇒ ∆ = − uur urur ur uur ur + Động lượng của một vật khối lượng m đang chuyển động với vận tốc v r là đại lượng được xác định bằng công thức: p mv= ur r . + Động lượng p ur là đại lượng có hướng, hướng của vectơ động lượng p ur cùng hướng với hướng của vận tốc v r của vật. + Đơn vị của động lượng là kg.m/s. + HS hoạt động nhóm: 2 1 2 1 . . F t mv mv F t p p p ∆ = − ⇔ ∆ = − = ∆ ur uur ur ur uur uur ur Độ biến thiên động lượng của một vật tromg một khoảng thời gian nào đó bằng xung lượng của lực tác dụng lên vật trong khoảng thời gian đó. UHoạt động 3U: Tìm hiểu khái niệm hệ kín và xây dựng định luật bảo toàn động lượng Trợ giúp của GV Hoạt động của HS + GV thông báo khái niệm hệ cô lập: Một hệ nhiều vật được gọi là hệ cô lập (hay hệ kín) khi không có ngoại lực tác dụng lên hệ hoặc nếu có thì ngoại lực ấy cân bằng nhau. Trong một hệ cô lập, chỉ có các nội lực tương tác giữa các vật, các nội lực này trực đối nhau từng đôi một. Em hãy kể tên một số hệ cô lập mà em biết? + Ghi nhận khái niệm hệ cô lập và lấy ví dụ: - Hòn bi va chạm với nhau trên mặt phẳng nằm ngang, ma sát không đáng kể. - Hệ súng và đạn ở thời điểm bắn. - Hệ vật và trái đất… + GV dẫn dắt: Khi hai vật tương tác với nhau thì mỗi vật đều thu gia tốc, nghĩa là vận tốc của mỗi vật đều bị thay đổi. Nếu trên mặt phẳng nằm ngang hoàn toàn nhẵn vật (1) có khối lượng m R1R chuyển động với vận tốc 1v r va chạm vào vật (2) có khối lượng mR2R đang chuyển động với vận tốc 2v r . Sau va chạm vận tốc của chúng là , ,1 2,v v ur uur . Hãy so sánh độ biến thiên động lượng của hai vật. Nếu HS không tự lực hành động, GV gợi ý: - Lực tương tác giữa hai vật liên hệ với nhau như thế nào? - Dựa vào định lý biến thiên động lượng, so sánh độ biến thiên động lượng của hai vật. + Nếu 1 2p p p= + ur uur uur thì biến thiên của hệ bằng tổng các biến thiên động lượng của mỗi vật: 1 2 0p p p∆ = ∆ + ∆ = ur uur uur r Như vậy biến thiên động lượng của hệ bằng không, tức động lượng của hệ không đổi. Kết quả này có thể mở rộng cho hệ cô lập gồm nhiều vật và đây chính là nội dung của định luật bảo toàn động lượng. Em hãy phát biểu nội dung của định luật. + Em hãy viết biểu thức của định luật bảo toàn động lượng đối với hệ gồm hai vật (1) và (2) ở ví dụ trên + HS hoạt động nhóm: - Theo định luật III Niutơn: 2 1F F= − uur uur - Áp dụng định lý biến thiên động lượng: 1 1 2 2 2 1 . . F t p F t p p p ∆ = ∆ ∆ = ∆ ⇒ ∆ = −∆ uur uur uur uur uur uur Hay 1 2 0p p∆ + ∆ = uur uur r + Động lượng của một hệ cô lập là đại lượng bảo toàn. 1 2p p p= + ur ur ur = không đổi + Ta có: 1 2 0p p∆ + ∆ = uur uur r Mà: , 1 1 1 , 2 2 2 p p p p p p ∆ = − ∆ = − r r r r r r , , 1 1 2 2 , , 1 2 1 2 ( ) ( ) 0p p p p p p p p ⇒ − + − = ⇔ + = + rr r r r r r r r Hay , ,1 1 2 2 1 1 2 2m v m v m v m v+ = + r r r r (2) UHoạt động 4U: Vận dụng định luật bảo toàn động lượng đối với bài toán va chạm mềm Trợ giúp của GV Hoạt động của HS + GV dẫn dắt để đề xuất vấn đề: Xét một vật khối lượng mR1 R chuyển động trên mặt phẳng ngang nhẵn với vận tốc 1v r đến va chạm với vật khối lượng mR2R đang nằm yên trên mặt phẳng ngang ấy. Biết rằng sau va chạm hai vật nhập lại làm một, chuyển động với cùng vận tốc v r . Xác định v r . + Va chạm giữa hai vật mR1R, mR2R mà sau va chạm hai vật dính vào nhau và cùng chuyển động được gọi là va chạm mềm. Bài toán va chạm mểm áp dụng được đinh luật bảo toàn động lượng. + HS hoạt động nhóm: Vì không có ma sát nên các ngoại lực tác dụng lên hệ hai vật (gồm có các trọng lực và các phản lực) cân bằng nhau.Hệ hai vật { }1 2,m m là một hệ cô lập. Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: 1 1 1 2 1 1 1 2 ( )m v m m v m vv m m = + ⇒ = + r r rr UHoạt động U5: Tìm hiểu chuyển động bằng phản lực Trợ giúp của GV Hoạt động của HS + Yêu cầu HS thổi quả bóng, tay giữ miệng quả bóng. Sau đó thả tay ra, quả bóng chuyển động như thế nào? Giải thích? + GV dẫn dắt: Chuyển động của của bóng bay trong thí nghiệm trên là chuyển động bằng phản lực, nó có chung nguyên tắc với chuyển động của tên lửa trong vũ trụ. Vậy chúng ta có thể tính được vận tốc của quả bóng ngay sau khi thả tay hoặc vận tốc của tên lửa khi vừa được phóng lên hay không? Để tìm được câu trả lời, các em hãy giải bài toán với nội dung sau: Ban đầu tên lửa đứng yên. Khi lượng khí có khối lượng m phụt ra phía sau với vận tốc v r thì tên lửa có khối lượng M sẽ chuyển động thế nào? Tính vận tốc V r của nó ngay sau khi khí phụt ra? Nếu HS không tự lực hành động, GV gợi ý: - Tính động lượng của hệ tên lửa – khối khí tại thời điểm ban đầu và lúc khí phụt ra. + Khi thả tay ra, quả bóng chuyển động ngược chiều với luồng khí từ trong bóng phụt ra. + HS hoạt động nhóm: - Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ cô lập gồm tên lửa và khối khí. + GV hướng dẫn HS chế tạo chiếc xe phản lực. - Dụng cụ gồm: một chai coca rỗng loại lớn, một nút cao su, một chiếc van ruột xe đạp, bốn hộp tròn đựng băng keo, hai chiếc nan hoa xe đạp, vài cái đinh rệp (đinh mũ), tấm gỗ rộng khoảng 6mm, thanh nẹp gỗ, dây thép, bơm xe. - Cách làm: khoét lỗ trên nút cao su để lắp van ruột xe đạp vào. Dùng các con ốc vít vặn chặt vào với nút cao su. Khoan các lỗ tâm ở 4 hộp đựng băng keo để làm bánh xe. Xỏ hai chiếc nan hoa xe đạp qua để làm trục xe. Cố định hai trục bánh xe vào hai đầu miếng gỗ bằng đinh rệp, chú ý, hai trục bánh xe phải song song nhau. Đặt chai coca lên giá xe, phía đầu xe dùng nẹp kê cao lên; xong buộc chặt vào giá xe. Trong chai chứa khoảng hơn ½ thể tích nước, dùng nút cao su đã có sẵn van nút chặt lại. Và như vậy, ta có chiếc xe phản lực. Đặt xe trên đoạn đường nhựa phẳng, hoặc trên - Động lượng ban đầu của hệ tên lửa – khối khí: 0tp = rr Khi khí phụt ra, động lượng của hệ: sp mv MV= + rr r - Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho hệ cô lập tên lửa – khối khí: t sp p= r r 0 mv MV mvV M ⇔ = + ⇒ = − r rr rr Dấu “-” chứng tỏ V r ngược hướng với v r , nghĩa là tên lửa bay về phía trước ngược hướng với hướng khí phụt ra. sân bóng rổ. Đầu xe hướng về phía khoảng trống rộng, dùng bơm để bơm hơi vào chai qua van. Khi trong chai đạt đến một áp suất cao nhất định nào đó, sẽ đánh bật nút chai ra, và nước cũng sẽ bị hơi cao áp đẩy phụt ra phía sau. Đồng thời với vòi nước phụt ra phía sau, chiếc xe tiến lên phía trước. Chiếc xe không có thiết bị động lực nào, tại sao có thể chạy được? Đó là vì đã lợi dụng nguyên lí phản lực. Khi ta bơm khí vào chai, thực tế là ta đã cung cấp năng lượng cho xe. Khi áp suất trong chai lớn đến mức nút chai không giữ được nữa, bật ra, nước sẽ theo đó phụt qua miệng chai, chiếc xe nhận được một phản lực, tốc độ nước và khối lượng nước phụt ra phía sau càng lớn thì tốc độ xe càng lớn. Vì vậy, ta cố gắng nút thật chặt nút cao su để chịu được áp suất lớn, khối lượng không khí nhiều, tốc độ nước phụt ra sẽ càng lớn. Các nhà du hành vũ trụ khi thực hiện việc “đi bộ trong không gian” cũng phải lợi dụng nguyên lí chuyển động phản lực này. Họ mang một bình khí nén sau lưng, lợi dụng tốc độ và phương pháp luồng khí phụt ra để thực hiện việc di chuyển và đổi hướng trong không gian. UHoạt động U6: Củng cố Trợ giúp của GV Hoạt động của HS + GV yêu cầu các nhóm xây dựng BĐKN để củng cố, khắc sâu bài học. + GV nhận xét BĐKN của các nhóm. Sau đó chiếu BĐKN đã được GV xây dựng trước để HS so sánh và sửa chữa BĐKN của nhóm mình nếu thấy các mối liên hệ chưa rõ ràng. + HS hoạt động nhóm. ._.