Thiết kế tiến trình giảng dạy bài định luật bảo toàn động lượng SGK vật lý 10 nâng cao theo phương pháp thực nghiệm

Khoá luận tốt nghiệp

Trần Thị Thanh Mai

MỞ ÐẦU
1.Lý do chọn đề tài.
Chúng ta đã và đang bước những bước đi đầu tiên của thế kỷ XXI - thế
kỷ của trí tuệ, của nền văn minh hiện đại, thời kỳ của sự bùng nổ tri thức và
khoa học công nghệ,…Nhưng xã hội dù có hiện đại hố, phát triển cao đến
đâu thì sự phát triển đó cũng địi hịi mỗi con người phải được hồn thiện về
giáo dục. Vì vậy để hoà nhập với tốc độ phát triển của nền khoa học và kỹ
thuật trên thế giới thì sự nghiệp giáo dục cũng phải nhanh chóng đổi mới
nhằm tạo ra những con người có đủ trình độ kiến thức, năng lực, trí tuệ sáng
tạo và phẩm chất đạo đức tốt. Chính vì vậy, trong sự nghiệp đổi mới tồn diện
của đất nước ta hiện nay, đổi mới nền giáo dục là một trong những vấn đề
hàng đầu. Công cuộc đổi mới này đòi hỏi nhà trường phải tạo ra những con
người lao động tự chủ, năng động và sáng tạo. Bởi lẽ đó, Nghị quyết TW lần
thứ 4, ban chấp hành TW Đảng Cộng Sản Việt nam, khoá VIII đã khẳng định
“Đổi mới phương pháp dạy và học ở các cấp học, bậc học, áp dụng những
phương pháp giáo dục hiện đại để bồi dưỡng cho học sinh năng lực sáng tạo,
năng lực giải quyết vấn đề”. Nghị Quyết TW 2 khoá VIII cũng nhấn mạnh
“Đổi mới mạnh mẽ phương pháp giáo dục, khắc phục lối truyền thụ một
chiều, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học”. Rõ ràng su thế đổi
mới giáo dục để đào tạo con người cho thế kỷ XXI đang đặt ra biết bao yêu
cầu mới cho người giáo viên.
Một trong những phương hướng đổi mới phương pháp quan trọng trong
việc dạy các môn khoa học ở trường phổ thông là nghiên cứu và vận dụng
chính phương pháp nghiên cứu của bộ mơn khoa học đó vào dạy học sao cho
có thể tổ chức quá trình học tập của học sinh giống như quá trình tìm tịi của
Trường ĐHSP Hà Nội 2

K29D – Vật lý


Khoá luận tốt nghiệp

Trần Thị Thanh Mai

các nhà khoa học. Với Vật lý học, phương pháp thực nghiệm là một trong
những phương pháp đặc trưng quan trọng nhất. Phương pháp thực nghiệm
khơng những là mục tiêu kiến thức mà cịn là công cụ quan trọng để học sinh
sử dụng trong học tập nhằm xây dựng và chiếm lĩnh kiến thức, qua đó phát
triển năng lực sáng tạo của mình.
Trong chương trình Vật lý trung học phổ thơng (THPT), hầu hết các
kiến thức Vật lý đều được xây dựng dựa trên quan sát thí nghiệm hoặc được
kiểm tra lại bằng thí nghiệm. Học sinh có nhiều cơ hội đề làm quen với các
giai đoạn của phương pháp thực nghiệm trong quá trình xây dựng kiến thức,
đặc biệt là các giai đoạn địi hỏi sự sáng tạo như: đưa ra dự đốn và đề xuất
phương án thí nghiệm, kiểm tra dự đốn. Học sinh thường xuyên được tham
gia vào việc thu thập thơng tin từ việc làm thí nghiệm cũng như xử lý thơng
tin. Nhờ đó có thể rút ra được kết quả, kiểm chứng lại kết quả, nhớ kết quả lâu
hơn góp phần phát huy tính tích cực, năng lực sáng tạo, năng lực thực hành
của học sinh trong giờ học Vật lý.
Tuy nhiên thực tế cho thấy việc dạy học ở các trường phổ thơng vẫn
chưa thốt khỏi tình trạng chung: dạy chay, độc thoại còn đang còn phổ biến,
học sinh chưa được đưa vào vị trí chủ thể của nhận thức mà tiếp thu kiến thức
một cách thụ động, thừa hành, bắt chước theo một khn mẫu đã có.
Với mong muốn góp phần tăng cường chất lượng hiệu quả dạy và học
theo tinh thần đổi mới chúng tôi chọn đề tài “Thiết kế tiến trình dạy học bài
“Định luật bảo toàn động lƣợng” Vật lý 10 nâng cao theo phƣơng pháp
thực nghiệm”.

2.Mục đích nghiên cứu.
Trên cơ sở lý luận của phương pháp thực nghiệm, đề xuất việc sử dụng
thí nghiệm phục vụ cho việc giảng dạy bài “Định luật bảo toàn động lượng”
Trường ĐHSP Hà Nội 2

K29D – Vật lý


Khoá luận tốt nghiệp

Trần Thị Thanh Mai

Vật lý nâng cao lớp 10 THPT theo hướng phát huy tính tích cực tham gia vào
tiến trình tìm tịi chiếm lĩnh kiến thức của học sinh.
3.Đối tƣợng nghiên cứu
Hoạt động dạy của giáo viên và hoạt động học của học sinh trong quá
trình dạy học bài “Định luật bảo toàn động lượng” Vật lý nâng cao lớp 10
THPT
4.Giả thuyết khoa học của đề tài.
Xây dựng và sử dụng hợp lý các phương án thí nghiệm thích hợp sẽ tạo
điều kiện thận lợi cho quá trình tổ chức hoạt động nhận thức của học sinh theo
hướng phát huy tính tích cực tham gia vào tiến trình giải quyết vấn đề, chiếm
lĩnh kiến thức của học sinh.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu.
-Nghiên cứu lý luận phương pháp thực nghiệm trong dạy học Vật lý.
-Nghiên cứu nội dung kiến thức về định luật bảo toàn động lượng theo
chương trình Vật lý nâng cao lớp 10 THPT và các tài liệu có liên quan nhằm
xác định mức độ nội dung và các kiến thức cơ bản, các kĩ năng mà học sinh
cần nắm vững.
-Xây dựng và bố trí hệ thống các thí nghiệm thích hợp cần tiến hành

trong dạy học bài “Định luật bảo toàn động lượng” nhằm tạo điều kiện thuận
lợi để tổ chức hoạt động nhận thức của học sinh trong quá trình giải quyết vấn
đề.
-Soạn thảo tiến trình dạy học “Định luật bảo tồn động lượng” Vật lý
nâng cao lớp 10 THPT theo hướng rèn luyện cho học sinh hoạt động sáng tạo
trong học tập bằng phương pháp thực nghiệm.
Trường ĐHSP Hà Nội 2

K29D – Vật lý


Khoá luận tốt nghiệp

Trần Thị Thanh Mai

6.Phƣơng pháp nghiên cứu.
a.Nghiên cứu lý luận: Dựa trên những tài liệu có liên quan đến đề tài.
b.Phương pháp điều tra: Điều tra để tìm hiểu những khó khăn của học
sinh khi tiếp thu bài giảng định luật bảo toàn động lượng theo các phương
pháp truyền thống.
c.Thiết kế và thử nghiệm các thiết bị cải tiến theo phương án dạy học
của đề tài.
7.Cấu trúc luận văn.
Luận văn gồm:
Mở đầu
Nội dung
Chương 1. Cơ sở lý luận của phương pháp thực nghiệm
Chương 2. Thiết kế tiến trình dạy học bài “Định luật bảo tồn động
lượng” Vật lý 10 nâng cao theo phương pháp thực nghiệm.
Kết luận

Tài liệu tham khảo

Trường ĐHSP Hà Nội 2

K29D – Vật lý


Khoá luận tốt nghiệp

Trần Thị Thanh Mai

NỘI DUNG
CHƢƠNG 1: NHỮNG CƠ SỞ LÝ LUẬN
CỦA PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM
1.Nội dung của phƣơng pháp thực nghiệm trong nghiên cứu Vật
lý và trong dạy học Vật lý ở trƣờng phổ thông.
1.1.Phƣơng pháp thực nghiệm trong nghiên cứu Vật lý.
1.1.1.Con đƣờng nhận thức Vật lý.
Lênin đã khái quát những thành tựu của rất nhiều nhà khoa học trên con
đường đi tìm chân lý và đã chỉ ra “Từ trực quan sinh động đến tư duy trừu
tượng, rồi từ tư duy trừu tượng trở về thực tiễn” V.G Razumopxki đã trình
bày những khía cạnh chính của quá trình sáng tạo khoa học dưới dạng chu
trình như sau: Từ việc khái quát những sự kiện ban đầu đi đến xây dựng mơ
hình trừu tượng giả định (giả thuyết); từ mơ hình dẫn đến việc rút ra hệ quả lý
thuyết; kiểm tra bằng thực nghiệm những kết quả đó....
Ta có thể mơ tả q trình nhận thức Vật lý chi tiết hơn gồm các giai
đoạn điển hình sau: thực tiễn → vấn đề → giả thuyết → hệ quả → định
luật→lý thuyết → thực tiễn.

1.1.2.Quá trình phát triển của Vật lý học và sự ra đời của

phƣơng pháp thực nghiệm.
... Phải đến thế kỷ XVII, Galilê mới xây dựng được phương pháp mớiphương pháp thực nghiệm làm cho Vật lý thực sự trở thành một khoa học độc
lập, mở đường giải phóng khoa học.
Galilê đã sử dụng một cách hệ thống và đã đề ra phương pháp thực
nghiệm trong Vật lý. Trước một hiện tượng tự nhiên cần tìm hiểu, Galilê bắt
Trường ĐHSP Hà Nội 2

K29D – Vật lý


Khoá luận tốt nghiệp

Trần Thị Thanh Mai

đầu bằng quan sát để xác định rõ vấn đề cần nghiên cứu, đưa ra một cách giải
thích lý thuyết có tính chất dự đốn. Từ lý thuyết đó, ơng rút ra những kết
luận có thể kiểm tra được bằng thực nghiệm. Sau đó ông bố trí thí nghiệm
thích hợp tạo điều kiện thí nghiệm và phương tiện thí nghiệm tốt nhất để có
thể đạt được kết quả chính xác tin cậy được. Cuối cùng ông đối chiếu kết quả
thu được bằng thực nghiệm với lý thuyết ban đầu.

1.1.3.Nội dung của phƣơng pháp thực nghiệm.
Xuất phát từ quan sát và thực nghiệm, nhà khoa học xây dựng một giả
thuyết. Giả thuyết đó khơng chỉ đơn giản là sự tổng qt hố các thí nghiệm
đã làm, nó chứa đựng một cái gì mới mẻ, khơng có sẵn trong từng thí nghiệm
cụ thể. Bằng phép suy luận lơgic và bằng tốn học nhà khoa học có thể từ giả
thuyết đó mà rút ra một số hệ quả, tiên đốn một số sự kiện mới trước đó chưa
biết đến. Những hệ quả và sự kiện mới đó lại có thể dùng thực nghiệm kiểm
tra lại được. Nếu sự kiểm tra đó thành cơng, nó khẳng định sự đúng đắn của
giả thuyết và khi đó giả thuyết được coi là một định luật Vật lý chính xác

1.2.Phƣơng pháp thực nghiệm trong dạy học Vật lý.
1.2.1 Nội dung của phƣơng pháp thực nghiệm trong dạy học Vật
lý.
Giáo viên tổ chức tình huống dạy học và hướng dẫn hoạt động nhận
thức của học sinh tương tự như các nhà khoa học sử dụng phương pháp thực
nghiệm trong quá trình sáng tạo khoa học nhằm phát huy tính tích cực, tự
giác,tính sáng tạo của hoạt động học tập của học sinh.

1.2.2.Các giai đoạn của phƣơng pháp thực nghiệm trong dạy
học Vật lý.
Giai đoạn 1: Làm xuất hiện vấn đề.
Trường ĐHSP Hà Nội 2

K29D – Vật lý


Khoá luận tốt nghiệp

Trần Thị Thanh Mai

Giai đoạn 2: Xây dựng dự đoán (xây dựng giả thuyết).
Giai đoạn 3: Từ giả thuyết dùng suy luận lơgic hay suy luận tốn học
suy ra một hệ quả, có thể nhận biết trong thực tiễn.
Giai đoạn 4: Đề xuất và thực hiện một phương án thí nghiệm để kiểm
tra xem hệ quả dự đốn trên có phù hợp hay khơng?
Giai đoạn 5: Ứng dụng kiến thức.

1.2.3.Phối hợp phƣơng pháp thực nghiệm và các phƣơng pháp
nhận thức khác trong dạy học Vật lý.

Khi áp dụng phương pháp thực nghiệm, thường phối hợp các phương
pháp nhận thức khác như phương pháp phân tích - tổng hợp, phương pháp
quy nạp diễn dịch.

1.3.Vai trò của phƣơng pháp thực nghiệm trong nghiên cứu
khoa học và trong dạy học Vật lý.
1.3.1.Phƣơng pháp thực nghiệm trong khoa học.
1.3.2.Phƣơng pháp thực nghiệm trong dạy học Vật lý.
1.4.Rèn luyện cho học sinh THPT sử dụng phƣơng pháp thực
nghiệm trong dạy học Vật lý
1.4.1.Sự khác nhau giữa hoạt động nhận thức của nhà khoa học
và hoạt động nhận thức của học sinh.
(a)Nhà khoa học phải tìm ra cái mới, giải pháp mới mà trước đây lồi
người chưa hề biết đến. Cịn học sinh tìm lại cho bản thân mình cái mà lồi
người đã biết.

Trường ĐHSP Hà Nội 2

K29D – Vật lý


Khoá luận tốt nghiệp

Trần Thị Thanh Mai

(b)Về thời gian, nhà khoa học có thể mất nhiều tháng, nhiều năm, thậm
trí cả cuộc đời để tìm ra một định luật. Cịn học sinh thì chỉ có 45 phút trên
lớp, nửa giờ, thậm chí là 15 phút.
(c)Nhà khoa học có nhiều thiết bị thí nghiệm, máy móc tinh vi. Cịn
học sinh chỉ có những dụng cụ sơ sài, đơn giản...

1.4.2.Các biện pháp rèn luyện cho học sinh sử dụng phƣơng
pháp thực nghiệm.
(a)Thiết kế tiến trình dạy học một bài học Vật lý theo các giai đoạn của
phương pháp thực nghiệm.
(b)Xây dựng tình huống có vấn đề - tạo khơng khí học tập thuận lợi.
(c)Tổ chức các hình thức hoạt động đa dạng trong giờ học.
(d)Lựa chọn, cung cấp cho học sinh những phương tiện, công cụ cần
thiết để thực hiện các hành động học tập tự lực.
(e)Cho học sinh làm quen với các phương pháp nhận thức Vật lý khác.
(f)Xác định và lựa chọn các mức độ thích hợp yêu cầu học sinh tự lực
thực hiện các giai đoạn của phương pháp thực nghiệm.

1.4.3.Rèn luyện cho học sinh hoạt động nhận thức theo các giai
đoạn của phƣơng pháp thực nghiệm.
1.4.3.1.Giai đoạn 1: Làm xuất hiện vấn đề.
1.4.3.2.Giai đoạn 2: Xây dưng dự đoán
1.4.3.3Giai đoạn 3: Suy luận rút ra hệ quả
1.4.3.4 Giai đoạn 4: Đề xuất và thực hiện một phương án thí nghiệm kiểm
tra.
1.4.3.5.Giai đoạn 5: Ứng dụng kiến thức.

1.5.Thí nghiệm Vật lý.

Trường ĐHSP Hà Nội 2

K29D – Vật lý


Khoá luận tốt nghiệp

Trần Thị Thanh Mai

1.5.1.Các chức năng của thí nghiệm trong dạy học Vật lý.
1.5.1.1. Theo quan điểm của lý luận nhận thức.
1.5.1.2.Theo lý luận của lý luận dạy học.

1.5.2.Các loại thí nghiệm trong dạy học Vật lý.
Theo mục đích sử dụng thí nghiệm Vật lý ở trường phổ thơng có thể
chia làm hai loại sau:
Thí nghiệm biểu diễn và thí nghiệm thực tập.

1.5.3.Vai trị của thí nghiệm trong phƣơng pháp thực nghiệm
Thí nghiệm đóng vai trị quan trọng ở giai đoạn đầu và giai đoạn cuối
của phương pháp thực nghiệm.

1.6.Thực tiễn của việc sử dụng phƣơng pháp thực nghiệm trong
dạy học Vật lý ở trƣờng THPT.
1.6.1. Những tồn tại của việc sử dụng phƣơng pháp thực nghiệm
ở trƣờng THPT.
1.6.2.Nguyên nhân của những tồn tại.
1.6.3. Đề xuất hƣớng khc phc.
1.6.4.Những hạn chế và biện pháp cải tiến của bộ thí
nghiệm hiện có trong phòng thí nghiệm.
(+)Hạn chế :
Xe lăn bằng nhôm nhẹ, máng nhôm chỉ có một rÃnh
nên

khi ta đẩy xe

dễ bị lệch ra khỏi rÃnh .

Ma sát giữa bánh xe và máng nhôm rất lớn ảnh
h-ởng tới kết quả phép đo.

Trng HSP H Ni 2

K29D Vt lý


Khoỏ lun tt nghip

Trn Th Thanh Mai

Máng nhôm ngắn cũng ảnh h-ởng tới chuyển động
của xe.
Trục quay của xe d-ợc gắn liền nên ma sát lớn.
(+)Biện pháp cải tiến:
Nhằm khắc phục những hạn chế của bộ thí nghiệm
hiện có chúng tôi đà cải tiến theo h-ớng sau:
Dùng xe lăn bằng ngỗ có khối l-ợng đủ lớn,sử
dụng máng ngỗ có hai rÃnh và đ-ợc bôi trơn,giảm
đáng kể ma sát giữa bánh xe và rÃnh tr-ợt.
Thiết kế máng ngỗ đủ dài .
Trục bánh xe thiết kế hình van và đ-ợc bôi trơn
bằng mỡ làm giảm đ-ợc ma sát của chuyển động
quay của b¸nh xe.

1.7.Tổng kết chƣơng 1.
Việc thiết kế tiến trình dạy học một kiến thức có hiệu quả bằng thí

nghiệm phải thực hiện một cách khoa học theo các bước:
-Thiết lập sơ đồ biểu đạt logic của tiến trình nhận thức khoa học đối với
kiến thức cần dạy, đáp ứng đòi hỏi phương pháp luận của tiến trình khoa học
xây dựng kiến thức phù hợp với trình độ nhận thức của học sinh.
-Xác định việc định hướng học sinh có hiệu quả, đảm bảo phát triển
được trí tuệ của học sinh thì cần định hướng hành động học của học sinh theo
kiểu định hướng khái qt hố, chương trình hố.
-Để phát huy tính tích cực, tự chủ xậy dựng kiến thức của học sinh cần
phải thiết kế các phương án thí nghiệm, các thiết bị thí nghiệm phù hợp trong
việc tổ chức tình huống, định hướng hoạt động học của học sinh.
Tất cả những điều trên sẽ được chúng tôi vận dụng để xây dựng tiến
trình dạy học bài “Định luật bảo toàn động lượng” ở chương 2 của luận văn
Trường ĐHSP Hà Nội 2

K29D – Vật lý


Khố luận tốt nghiệp

Trần Thị Thanh Mai

Ch-¬ng 2. ThiÕt kÕ tiến trình dạy học bài
Định luật bảo toàn động lượng Sách Vật lý
10 nâng cao theo ph-ơng pháp thực nghiệm
2.1.Những đặc điểm yêu cầu mới của ch-ơng trình
Vật lý THPT.
2.1.1.Về kiến thức.
Nhìn chung mức độ yêu cầu kiến thức của ch-ơng
trình Vật lý THPT mới ban khoa học tự nhiên là ngang
với ch-ơng trình Vật lý THPT trong cải cách giáo

dục.
Một mặt , trong ch-ơng trình mới tránh đi vào
những chi tiết lý thuyết có tính hàn lâm và những
chi tiết của các công nghệ. Mặt khác, lại đ-a vào
ch-ơng tr×nh mét sè øng dơng quan träng cđa VËt lý
trong khoa học và kỹ thuật hiện đại nh-: các linh
kiện bán dẫn và vi điện tử, thuyết t-ơng đối, máy
lạnh, ...v.v. Về nội dung thí nghiệm ch-ơng trình có
đ-a ra yêu cầu phải phấn đấu sử dụng những thiết bị
thí nghiệm Vật lý phổ thông hiện đại nh- đệm không
khí,

các

máy

đo

điện

tử

số,

dao

động

ký

điện

tử...v.v. Cũng nh- làm quen với các ph-ơng pháp đo
Vật lý hiện đại nh- ph-ơng pháp hoạt nghiệm, ph-ơng
Trng HSP H Nội 2

K29D – Vật lý


Khoỏ lun tt nghip

Trn Th Thanh Mai

pháp dòng liên tục. đặc biệt đà đ-a thiên văn học
vào ch-ơng trình phổ thông, vấn đề ba định luật
kêple và chuyển động của các vệ tinh đ-ợc giảng dạy
ở lớp 10 và lớp 12.
2.1.2.Về kỹ năng .
Mức độ yêu cầu về kỹ năng của ch-ơng trình mới
cao hơn hẳn ch-ơng trình trong sách cải cách giáo
dục cũ. Trong ch-ơng trình cũ ta chỉ hạn chế trong
phạm vi ba yêu cầu kỹ năng cụ thể là: Kỹ năng vận
dụng kiến thức để giải thích các hiện t-ợng Vật lý
đơn giản, kỹ năng giải bài tập và kỹ năng thực hành.
Trong ch-ơng trình mới ngoài ba yêu cầu nói trên còn
có yêu cầu rèn luyện các kỹ năng theo tiến trình
khoa học. Đó là kỹ năng thu thập thông tin, xử lý
thông tin và truyền đạt thông tin.
2.1.3.Về thái độ, tình cảm, tác phong.
Ch-ơng trình Vật lý THPT mới nhấn mạnh tr-ớc hết

đến việc tạo høng thó häc tËp ë häc sinh ban khoa
häc tù nhiên và việc làm cho học sinh ban khoa học
xà hội không ngại học môn Vật lý.
Ch-ơng trình cũng chú ý đặc biệt đến yêu cầu rèn
luyện cho học sinh ý thức sẵn sàng áp dụng những
hiểu biết về Vật lý của mình vào các hoạt động trong
gia đình và xà hội để cải thiện đời sống và bảo vệ
môi tr-ờng, tinh thần nỗ lực phấn đấu cá nhân kết
hợp chặt chẽ với tinh thần hợp tác trong lao động,
học tập và nghiên cứu.
Trng HSP H Ni 2

K29D Vt lý


Khoỏ lun tt nghip

Trn Th Thanh Mai

2.2.Một số đặc điểm về nội dung và ph-ơng pháp
trình bày tài liệu trong SGK Vật lý 10 nâng cao.


Về nội dung.
Phần đầu mỗi ch-ơng giới thiệu ngắn gọn nội dung

của ch-ơng.
Trong ch-ơng Động lực học chất điểm đề cập đến
khái niệm lực quán tính và đ-a ra thuật ngữ trọng
lực biểu kiến.

Trong ch-ơng Cơ học chất l-u đề cập đến định
luật pascal.
Ch-ơng Thuyết đng học phân tử và chất khí lý
t-ởng đề cập đến ph-ơng trình

Mendeleep Claperon.

Các vấn đề về chất rắn, chất lỏng, hơi khô, hơi
bÃo hoà tr-ớc học ở lớp 11 nay đ-a vào ch-ơng trình
lớp 10.
Đ-a thêm vào ch-ơng trình các định luật Kêple.


Về hình thức và ph-ơng pháp trình bày.
Sử dụng nhiều thí nghiệm, có nhiều hình vẽ và

hình ảnh thực tế thu hút sự chú ý của học sinh.

2.3.Lôgic của tiến trình trình bày tri thức bài
Định luật bảo toàn động lượng trong SGK Vật lý
10 nâng cao.

Trường ĐHSP Hà Nội 2

K29D – Vật lý


Khoỏ lun tt nghip

Trn Th Thanh Mai

Hệ kín

Các định
luật bảo
toàn
Định luật bảo
toàn động
l-ợng

T-ơng tác

Động

của hai vật
trong hệ kín



l-ợng

Định luật bảo

Thí nghiệm

toàn động

kiểm chứng

l-ợng

Giải thích sơ đồ.
Xét một hệ vật thì mỗi vật bên trong hệ có thể

chịu tác dụng của nhiều lực, từ các vật bên trong hệ
và cả từ các vật bên ngoài hệ. Bài toán sẽ đơn giản
hơn nếu hệ mà ta khảo sát là hệ kín, nghĩa là chỉ có
nội lực mà không có ngoại lực, hoặc nếu có thì những
lực này triệt tiêu lẫn nhau.
Khi khảo sát các hệ kín ng-ời ta thấy có một số
đại l-ợng Vật lý đặc tr-ng cho trạng thái của hệ
đ-ợc bảo toàn. Ng-ời ta đà thiết lập đ-ợc một số
định

luật

bảo

toàn

nh-

định

luật

bảo

toàn

khối

l-ợng, định luật bảo toàn động l-ợng, định luật bảo
toàn năng l-ợng.
Nghiên cứu định luật bảo toàn động l-ợng.
(+)Xét t-ơng tác cđa hai vËt trong mét hƯ kÝn

Trường ĐHSP Hà Nội 2

K29D – Vật lý


Khoá luận tốt nghiệp

Trần Thị Thanh Mai








Ta cã: m1.v1  m2 .v2  m1.v '1  m2 .v '2
(+)§-a ra định nghĩa động l-ợng


p mv

(+)Rút ra biểu thức định luật bảo toàn động

l-ợng

p p'

(+)Kiểm tra lại bằng thí nghiệm
Nh- vậy logic trình bày tài liệu bài này trong
Sgk Vật lý 10 nâng cao đà không sử dụng thí nghiệm
mà đ-ợc rút ra từ hai định luật của Niu-tơn là định
luật II và định luật III .
Ưu điểm của logic trình bày tài liệu này ở chỗ
đà đ-a vào một cách tự nhiên các điều kiện sử dụng
định luật đó là tính quán tính của hệ quy chiếu (vì
định luật II,III chỉ đúng trong hệ quy chiếu quán


tính ) và tính chất hệ kín của các vật ( F  0 ).
Tuy nhiªn nã mang tÝnh chÊt trõu t-ợng vì chỉ
dựa hoàn toàn vào lý thuyết và cuối cùng vẫn phải sử
dụng thí nghiệm để kiểm chứng .

2.4 . Thiết kế tiến trình dạy học bài Định luật
bảo toàn động l-ợng SGK Vật lý 10 nâng cao theo
ph-ơng ph¸p thùc nghiƯm .

Trường ĐHSP Hà Nội 2

K29D – Vật lý


Khoỏ lun tt nghip

Trn Th Thanh Mai

2.4.1.Sơ đồ biểu đạt logic của tiến trình nhận thức
khoa học xây dựng một số kiến thức vật lý cụ thể.

Vấn đề đòi hỏi
kiểm nghiệm /
ứng dụng thực
tiễn
Điều kiện cần sử dụng để tìm câu
trả lời cho vấn đề đặt ra, một
mặt nhờ suy luận, mặt khác nhờ
thí nghiệm và quan sát
Bài toán Giải
pháp
Giải
bài
toán
bằng
suy
luận lý
thuyết
Kết luận (Thu đ-ợc

Giải
bài
toán
bằng
thí

nghiệm
và quan
sát
Kết luận (Thu đ-ợc

nhờ suy luận lý

nhờ quan sát và

thuyết)

thí nghiệm )
Kết luận

2.4.2.Sơ đồ tiến trình khoa học xây dựng các kiến
thức Định luật bảo toàn động lượng SGK Vật lý 10
nâng cao.

Trng HSP H Nội 2

K29D – Vật lý


Khố luận tốt nghiệp

Trần Thị Thanh Mai

Sù cÇn thiÕt cđa việc đ-a ra
ph-ơng pháp dùng các định
luật bảo toàn khi giải các

bài toán cơ học
Thuật ng Bảo toàn trong
cuộc sống và trong Vật lý
học
Điều kiện áp dụng các định
luật bảo toàn (Hệ kín)

Hình thành khái niệm động l-ợng và
định luật bảo toàn động l-ợng bằng
ph-ơng pháp thực nghiệm

Xét một hệ kín gồm hai vật

Thí nghiệm:

có

Dụng cụ:

khối

l-ợng

t-ơng

m1 , m2

tác với nhau. Ban đầu chúng

1.Hai xe lăn

có vectơ vận tốc lần l-ợt lµ


v1 vµ v 2 .

Gäi F 1 lµ lùc do vật 2 tác

2.Máng ngang

dụng

lên

vật

1.

Theo

định

luật II Niu-tơn ta có:




v1
v '1  v1
F1  m1 a1  m1

 m1
t
t

T-¬ng tù, gäi F2 là lực do

3.Băng giấy luồn qua khe của
bộ rung, một đầu gắn vào xe
1, một đầu thả lỏng.
4.Bộ rung dùng để xác định
thời gian.
Tiến hành thí nghiệm
Dùng

tay

đẩy

xe

động với vận tốc

1 chuyển

v đến va

vật 1 tác dụng lên vật 2.

chạm với xe 2 đứng yên. Lá

Theo định luật II Niu-tơn ta

thép mỏng ở đầu xe 1 sẽ cắm

cũng có:

vào cái kẹp ở đầu xe 2 làm





v2
v '2 v 2
F2 m2 a2 m2
m2
t
t

Nh-ng

theo

định

cho hai xe gắn chặt vào nhau

luật

Trng

HSP H Ni 2
Niu-ton:

K29D Vt lý

Dùng bộ cần rung đánh dấu vị



F1 F2 ;


VËy: m1 v1'  v1  m2 v2'  v2







III

vµ cïng chun ®éng víi vËn


tèc v ' theo chiỊu cđa v1 .



trí của xe sau những khoảng

thời

gian

bằng

nhau


Khoỏ lun tt nghip
Chuyển

vế

và

Trn Th Thanh Mai

biến

đổi

ta

đ-ợc:




m1 v1 m2 v2 m1 v1' m1 v2'

Đ-a

ra

định

nghĩa

Đo

những

khoảng

cách

giữa các vết mực liên tiếp
s tr-ớc

động

va chạm và s ' sau

va chạm, ta xác nhận đ-ợc
các chuyển động tr-ớc và sau

l-ợng:

p mv
Suy ra định luật bảo toàn

va chạm đều là chuyển động
đều với vận tốc t-ơng ứng

s
s '
và v '
t
t

động l-ợng
 ' '
p1  p2  p1  p2

lµ: v1

Mở rộng ta có

từng xe và cả hệ sau đó so

Tính động l-ợng mv cho
sánh các giá trị tr-ớc và


  
 '
p1  p2  ...  p n  p1'  p2'  ...  p n
  

Gäi p  p1  p2  ...

Ph¸t biĨu định luật:
'
p p

sau va chạm
Kết quả:
ần
TN

LTr-ớc va chạm

Sau va ch¹m

Xe 1

Xe1

v1

Xe 2
m1v1

v2

m2 v2

v'

Xe2
m1v '

v'

m2 v '

m1 
m2 

ThÝ nghiƯm kiĨm chøng

m1 
m2 
m1 
m2 

NhËn xÐt: Trong ph¹m vi sai

2.4.3.Tiến trình giảng dạy số
bài
luật
bảotấttoàn
ta Định
nhận thấy
trong
cả
động l-ợng SGK Vật lý 10 nâng
cao thí
theo

ph-ơng
các lần
nghiệm
đều pháp
thu
thực nghiệm.

đ-ợc kết quả m1v1 m1v ' m2v '

1.Mục tiêu.
(+)Kiến thức:
Nắm đ-ợc khái niệm thế nào là hệ kín
Hình thành và nắm vững khái niệm động l-ợng và
định luật bảo toàn động l-ợng.
(+)Kĩ năng:

Trng ĐHSP Hà Nội 2

K29D – Vật lý


Khoỏ lun tt nghip

Trn Th Thanh Mai

Vận dụng định bảo toàn động l-ợng để giải bài
toán và giải thích các hiện t-ợng.
Rèn kỹ năng lập luận lôgic, phát triển t- duy
Rèn kỹ năng thực nghiệm: thu thập và sử lý thông
tin

(+)T- t-ởng :
Xây dựng thế giới quan duy vật biện chứng
Tạo hứng thú trong nghiên cứu tài liệu mới
Xây dựng tinh thần đoàn kết giúp đỡ nhau trong
học tập
2.Chuẩn bị của giáo viên

và học sinh

(+)Giáo viên
Bộ đồng hồ rung
Hai xe lăn
Máng ngang
Băng giấy
(+)Học sinh:
Ôn lại định luật II,III Niu-tơn, công thức gia
tốc.
3.Thiết kế hoạt động dạy học.
Hoạt động của học Trợ giúp của giáo viên
sinh
Hoạt động 1: xác Chúng ta đà nghiên cứu xong 3
định

vấn

đề

cần định luật Niu-tơn.HÃy viết biểu

nghiên cứu:

HS:


F
a
m

Trng HSP H Ni 2

thức của định luật II Niu-tơn?


Nh- vậy biết lực F tác dụng lên


vật m có thÓ suy ra gia tèc a .

K29D – Vật lý


Khoỏ lun tt nghip

Trn Th Thanh Mai
Biết

gia

tốc,

ta

có

thể

tìm

đ-ợc vận tốc hay không?
HS:



Đúng vậy, khi biết lực F

ta còn có thể biết đ-ợc chuyển
động

của

vật

tức

là

đÃ

giải

quyết đ-ợc bài toán cơ bản của

động

lực

học.

Tuy

nhiên

định

HS:

Khối

l-ợng luật II Niu-tơn chỉ đúng trong

của

vật

không điều kiện khối l-ợng của vật mà

thay

đổi

trong ta xét nh- thế nào?

quá

trình

t-ơng

tác

Tuy

nhiên

trong

thực

tế

có

những tr-ờng hợp ta không thể
xác

định

đ-ợc

khối

l-ợng

của

vật liên tục thay đổi. Ví dụ
trong

các

trình

vụ

chuyển

nổ,

trong

quá

động

của

tên

lửa...
Trong những điều kiện nhCá nhân học vậy
sinh
vấn

nhận
đề

của

để

thức chất
bài không

Trng HSP H Ni 2

xác

chuyển
thể

định
động

dùng

vị

trí

của

đ-ợc

tính

vật
các

ta

định

K29D – Vật lý


Khoỏ lun tt nghip

Trn Th Thanh Mai

học

luật

Niu-tơn

mà

phải

đi

theo

con đ-ờng khác. Đó chính là con
đ-ờng

dùng

các

định

luật

bảo

toàn. Bài học hôm nay chúng ta
sẽ đi nghiên cứu định luật bảo
toàn đầu tiên đó là định luật
bảo toàn động l-ợng
Hoạt động 2: Tìm
hiểu về thuật ngữ
bảo toàn

Trong cuộc sống hàng ngày
các em từng đ-ợc nghe nói tới
bảo

toàn

vốn,

bảo

toàn

lực

l-ợng. Vậy những khái niệm bảo
toàn này đ-ợc hiểu nh- thế nào?
HS:

Bảo

đây

có

không

toàn
nghĩa

thay

ở
là

đổi,

ban đầu bao nhiêu Trong vật lý học, ng-ời ta cũng
thì

giữ

lúc

sau

nguyên

vẫn sử dụng các khái niệm bảo toàn
nh- nh-

vậy.

bảo

toàn

năng

l-ợng,

bảo

toàn động l-ợng, bảo toàn công
thì khái niệm bảo toàn ở đây
cũng

đ-ợc

hiểu

là

những

đại

l-ợng này có giá trị không đổi
theo thời gian.
Các định luật

bảo toàn

cho ta một ph-ơng pháp mới có
Trng HSP Hà Nội 2

K29D – Vật lý


Khoỏ lun tt nghip

Trn Th Thanh Mai
vai

trò

rất

quan

trọng

trong

nghiên cứu Vật lý vì chúng có
Cá nhân tiếp thu, lĩnh vực áp dụng rất rộng rÃi
ghi nhớ
Hoạt động 3
Sự cần thiết đ-a
ra

khái

niệm

hệ

kín

Khi ta xét một hệ vật
thì thông th-ờng mỗi vật trong
hệ chịu tác dụng của những lực
nào?

HS: Mỗi vật trong
hệ chịu tác dụng
của nhiều lực từ
các vật trong hệ

Trong

lẫn các vật ngoài thời
hệ

gian

những

xuất

tr-ờng

hiện

lực

hợp
rất

ngắn nh-: va chạm, vụ nổ thì
rất

khó

trong

việc

xác

định

h-ớng và c-ờng độ của lực
Trong
này

không

những

thể

tr-ờng

dùng

các

hợp
định

luật

Niu-tơn

để

giải

các

bài

toán

chuyển

động

của

các

vật

trong hệ. HÃy giải thích điều
HS: Vì:
Có

này?
nhiều

lực tác dụng nên
khó

khăn

về

mặt

toán học
Trng HSP H Ni 2

K29D Vt lý


Khoỏ lun tt nghip

Trn Th Thanh Mai

Những
tr-ờng

hợp

không

Để

đơn

giản

ng-ời

biết cả h-ớng và nghiên cứu những hệ mà
độ

lớn

của

lực trong

hệ

chỉ

th-ơng

ta

các vật
tác

với

thì không thể áp nhau mà không t-ơng tác với các
dụng

đ-ợc

các vật ngoài hệ. Ng-ời ta gọi đó

định luật Niu-tơn

là những hệ kín hay hệ cô lập.
Thông báo khái niệm hệ kín

HS:Ghi khái niệm
hệ kín

Hệ vật và trái đất có phải
hệ kín hay không ?

HS:Hệ vật và trái
đất không phải hệ
kín vì vẫn có lực
hấp dẫn từ các
thiên thể trong
vũ trụ .

Thông

báo:

trong

thực

tế

trên trái đất khó có thể thực
hiện đ-ợc một hệ tuyệt đối kín
vì

không

thể

nào

triệt

tiêu

đ-ợc hoàn toàn lực ma sát các
lực cản và lực
Cá nhân
tiếp thu thông
báo

hấp dẫn .Nh-ng

nếu các lực đó là nhỏ thì một
cách gần đúng ta có thể coi hệ
vật và trái đất là hệ kín.
Trong các vụ nổ, va chạm
các

nội

lực

xuất

hiện

th-ờng

rất lớn so với các ngoại lực
thông th-ờng nên hệ vật có tể
coi gần đúng là hệ kín trong
Trng HSP H Ni 2

K29D – Vật lý


Khoỏ lun tt nghip

Trn Th Thanh Mai
thời

gian

ngắn

xảy

ra

hiện

t-ợng.
Hoạt

động

4:Hình

thành

khái

niệm

động

l-ợng,

định chuyển động không ma sát trên

luật

bảo

toàn mạt phẳng nằm ngang, 2 xe giống

động l-ợng .

Xét

nhau

và

hệ

có

gồm

khối

2

xe

l-ợng

lăn

bằng

nhau. Xe 1 chuyển động với vận
HS:Xe
đứng



thứ
yên,

chuyển

nhất tốc v1 đến va chạm với xe 2 đang
xe

động

2 đứng yên. Quan sát
với t-ợng gì xảy ra?

thấy

hiện

vận tốc v1 sau va
chạm.
Hệ gồm 2 xe lăn tr-ớc
HS:

Cả

tr-ớc

và và sau va chạm có đ-ợc coi là

sau va chạm ngoại kín hay không?
lực gồm có trọng
lực

và

phản

lực

của mặt ngang tác
dụng lên hệ luôn
cân

bằng

nên

Tr-ớc và sau va chạm hệ

hệ có sự biến đổi khác nhau, vậy

là hệ kín.

đại l-ợng nào của hệ đ-ợc bảo
toàn?

HS:Vận tốc của hệ
tr-ớc

và

chạn

bằng

nên

vận

sau
tốc

va

nhau
của

hệ đ-ợc bảo toàn.
Trng HSP H Ni 2

Tăng khối l-ợng xe 1 lên
gấp đôi và cho chuyển động đến
K29D Vt lý


Khoỏ lun tt nghip

Trn Th Thanh Mai
va

chạm

vào

xe

2

đang

yên.Quan

sát

vận

tốc

đứng

của

hai

xe?
HS: Cả hai xe đều
chuyển
chí

động

vận

thậm

tốc

của

xe 2 còn lớn hơn
vận tốc của xe 1
tr-ớc va chạm.

Vậy có phải trong hệ kín
vận tốc đ-ợc bảo toàn hay không
?

HS:

Vận

tốc

của

hệ không đ-ợc bảo
toàn.

Khi

thay

đổi

khối

l-ợng

của một trong hai xe thì thấy

vận tốc không đ-ợc bảo toàn.Nhvậy

đại

l-ợng

bảo

toàn

không

chỉ liên quan đến vận tốc mà
còn

liên

quan

đến

khối

l-ợng

của các vật trong hệ,đại l-ợng
mới

này

đóng

vai

trò

truyền

chuyển động.
Vì vận tốc và khối l-ợng
HS:

Tăng

khối không cùng đơn vị nên ta xét

l-ợng thì vận tốc tích hoặc th-ơng của chúng.Vậy
giảm,giảm

khối ta xét tích hay th-ơng?

l-ợng thì vận tốc
tăng nên xét tích
giữa

vận

tốc

và

khối l-ợng.
Trng ĐHSP Hà Nội 2

K29D – Vật lý