KHAI THÁC CÁC BÀI TẬP CHƯƠNG ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM ĐỂ KHƠI DẬY KHẢ NĂNG TƯ DUY SÁNG TẠO KHI DẠY VÀ HỌC VẬT LÝ

SỞ GIÁO DỤC – ĐÀO TẠO TIỀN GIANG
TRƯỜNG THPT CHUYÊN TIỀN GIANG

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

KHAI THÁC CÁC BÀI TẬP

CHƯƠNG ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM
ĐỂ KHƠI DẬY KHẢ NĂNG TƯ DUY SÁNG TẠO
KHI DẠY VÀ HỌC VẬT LÝ

Giáo viên: Phạm Thị Hồng Loan.
Tổ

: Vật Lý

Năm học : 2013 -2014


MỤC LỤC
I-Phần đặt vấn đề:
I.1.Lý do chọn đề tài........................................................................................trang 3
I.2.Mục tiêu nghiên cứu...................................................................................trang 3
I.3.Nhiệm vụ nghiên cứu..................................................................................trang 3
I.4.Đối tượng nghiện cứu..................................................................................trang 3
I.5.Phạm vi nghiên cứu.....................................................................................trang 4
I.6.Phương pháp nghiên cứu.............................................................................trang 4
II. Nội dung
II.1.Cơ sở lý luận của đề tài..............................................................................trang 5
II.1.1. Cơ sở lý thuyết của bài tập sáng tạo.............................................trang 5
II.1.2.Bài tập sáng tạo..............................................................................trang 6

II.1.3. Các dấu hiệu nhận biết bài tập sáng tạo........................................trang 7
II.2.Thực trạng của vấn đề nghiên cứu:..............................................................trang 7
II.3.Nội dung...................................................................................................... trang 8
II.4.Một số bài tập tham khảo...........................................................................trang 13
II.5. Kết quả nghiên cứu...................................................................................trang 14
III.Phần kết luận:
III.1.Kết luận.....................................................................................................trang 15
III.2.Đề xuất......................................................................................................trang 15
Tài liệu tham khảo......................................................................................................trang 16


I- PHẦN ĐẶT VẤN ĐỀ:
I.1.Lý do chọn đề tài:
Các nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm về tâm lý học sáng tạo đã chỉ ra rằng: mỗi
người đều tiềm ẩn khả năng sáng tạo lớn hoặc nhỏ. Nếu được bồi dưỡng, rèn luyện thường
xuyên, đúng phương pháp thì tiềm năng sáng tạo sẽ bộc lộ, phát triển và sáng tạo ra giá trị
vật chất hoặc tinh thần lớn cho nhân loại; hoặc chí ít cũng cải tạo nâng cao chất lượng
cuộc sống của chính mình, góp phần xây dựng xã hội ngày càng tiến bộ. Nếu không được
bồi dưỡng, rèn luyện thì tiềm năng sáng tạo sẽ dần mai một hoặc không có điều kiện bộc
lộ.
Sinh thời, thủ tướng Phạm Văn Đồng có nói: “ Dạy là phải gõ vào trí thông minh
của học sinh” và “ nghề dạy học là nghề sáng tạo nhất trong những nghề sáng tạo”
Trong thực tiễn cuộc vận động đổi mới phương pháp dạy học hiện nay, vấn đề “dạy
thế nào để bồi dưỡng tư duy sáng tạo?” là câu hỏi được nhiều người quan tâm.
I.2.Mục tiêu nghiên cứu:
Đây là đề tài rộng, chứa nhiều thú vị và bất ngờ thể hiện tư duy sáng tạo khi dạy và
học môn vật lý. Là người giảng dạy vật lý, mỗi chúng ta phải làm sao khơi dậy khả năng
tư duy của học sinh. Từ đó giúp các em tự tin, có niềm đam mê, sáng tạo đi sâu vào lĩnh
vực nghiên cứu.
I.3.Nhiệm vụ nghiên cứu:

Tìm ra những vấn đề mà từ đó có thể khơi gợi tư duy sáng tạo của học sinh. Làm
sao giúp học sinh có khả năng vận dụng giải quyết các vấn đề rộng hơn, sâu hơn khi các
em đi vào cuộc sống, học tập ở bậc cao hơn
I.4.Đối tượng nghiên cứu:
Học sinh ở các lớp giảng dạy ( Toán, Tin, Lý, Hóa ,Không chuyên), học sinh trong
đội tuyển, sách giáo khoa, tạp chí chuyên nghành...


I.5. Phạm vi nghiên cứu:
Trong khuôn khổ đề tài , người viết chỉ xin giới hạn khai thác các bài tập ở chương
ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM. Các nội dung khác xin trình bày ở những lần sau.
I.6.Các phương pháp nghiên cứu:
Nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu tham khảo, vận dụng , hướng dẫn học sinh làm
việc , từ đó rút ra kinh nghiệm cho những năm học sau.


II – NỘI DUNG:
II.1.Cơ sở lý luận của đề tài:
II.1.1.Cơ sở lý thuyết của bài tập sáng tạo :
Sáng tạo là tìm ra cái mới, cách giải quyết mới, không bị gò bó, phụ thuộc vào cái
đã có. Sáng tạo là là hoạt động đặc thù chỉ con người mới có để tạo ra những giá trị tinh
thần, vật chất mới. Sáng tạo cần cho bất cứ lĩnh vực nào trong cuộc sống, lao động của
con người ở mọi cấp độ từ vi mô đến vĩ mô.
Một trong bốn nhiệm vụ của dạy học các môn khoa học là phát triển ở học sinh năng
lực tư duy gồm tư duy lôgic, tư duy sáng tạo, tư duy đặc thù của bộ môn tạo cơ sở cho việc
bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề .
Cơ sở lý thuyết của bài tập sáng tạo trong dạy học Vật lý là sự giống nhau về bản
chất của hoạt động nhận thức khoa học Vật lý và hoạt động học tập Vật lý, bản chất đó thể
hiện tính mới mẻ trong nhận thức: đối với nhà vật lý học , “cái mới” ông tìm ra là phát
minh khoa học mà nhân loại chưa một ai biết; còn học sinh khám phá “cái mới” đối với

bản thân mình; và “cái mới” là bản chất của sự sáng tạo.
Trong vật lý học , các nhà nghiên cứu trình bày quá trình sáng tạo dưới dạng chu
trình như sau:

Mô hình

Hệ quả lôgic

Sự kiện

Thực nghiệm

Quá trình sáng tạo diễn ra theo chu trình gồm bốn giai đoạn như trên, trong đó khó
khăn nhất, đòi hỏi sự sáng tạo cao nhất là giai đoạn từ những sự kiện khởi đầu đề xuất mô


hình giả thuyết và giai đoạn đưa ra phương án thực nghiệm để kiểm tra hệ quả suy ra từ
mô hình giả thuyết. Trong hai giai đoạn này không có con đường suy luận lôgic mà chủ
yếu dựa vào trực giác; ở đây tư duy trực giác giữ vai trò quan trọng bắt buộc phải đưa ra
một phỏng đoán mới, một giải pháp mới chưa hề có, một hoạt động sáng tạo thực sự.
Dựa vào chu trình sáng tạo khoa học trong vật lý học, sự tương tự về bản chất của
quá trình nhận thức của học sinh khi học tập vật lý và của nhà vật lý học khi nghiên cứu
vật lý; dựa vào phương pháp luận sáng tạo đã có thể xây dựng những bài tập sáng tạo về
vật lý để bồi dưỡng năng lực sáng tạo cho học sinh trong dạy học môn vật lý. Bài tập sáng
tạo về vật lý là một khái niệm khá mới của lý luận dạy học vật lý nước ta, còn ít được đề
cập đến hoặc nếu có nhưng chưa thành hệ thống và khó vận dụng.
II.1.2.Bài tập sáng tạo:
Trong dạy học môn vật lý, bài tập là phương tiện giáo dục có hiệu quả đặc biệt. Bài
tập được sử dụng trong tất cả các giai đoạn của quá trình dạy học nhất là giai đoạn củng
cố, vận dụng, khắc sâu, mở rộng kiến thức. Chỉ có thông qua hoạt động tự lực giải các bài

tập vật lý thì kiến thức mới trở nên sâu sắc hoàn thiện và biến thành vốn riêng của người
học; thông qua giải bài tập việc nắm vững kiến thức mới đạt đến mức độ phân tích, tổng
hợp, đánh giá . Bài tập vật lý rất đa dạng và phong phú ; có nhiều cách gọi tên, phân loại
khác nhau dựa theo việc chọn tiêu chí khác nhau.. Nếu căn cứ tính chất của quá trình tư
duy khi giải bài tập là tính chất tái hiện hay sáng tạo thì có thể chia thành hai loại:
- Bài tập luyện tập: dùng rèn luyện kỹ năng áp dụng những kiến thức xác
định giải các bài tập theo khuôn mẫu đã có. Tính chất tái hiện của tư duy thể hiện ở chỗ:
học sinh so sánh bài tập cần giải với các dạng bài tập đã biết và huy động cách thức giải đã
biết; trong đề bài đã hàm chứa angôrit giải.
- Bài tập sáng tạo: là bài tập mà giả thiết không có thông tin đầy đủ liên
quan đến quá trình vật lý. Có những đại lượng vật lý được ẩn giấu; điều kiện bài toán
không chứa đựng chỉ dẫn trực tiếp hoặc gián tiếp về angôrit giải hay kiến thức vật lý cần
sử dụng. Loại bài tập này dùng để bồi dưỡng các phẩm chất của tư duy sáng tạo: tính linh


hoạt, mềm dẻo, độc đáo, nhạy cảm. Tính chất sáng tạo thể hiện ở chỗ không có angôrit
cho việc giải bài tập, đề bài che giấu dữ kiện khiến người giải liên hệ tới một angôrit đã có.
Việc phân chia này mang tính tương đối bởi “cái mới” có tính tương đối phụ thuộc
vào đối tượng giải bài tập và vào thời điểm sử dụng.
II.1.3.Các dấu hiệu nhận biết bài tập sáng tạo:
Dấu hiệu 1: Bài tập có nhiều cách giải.
Dấu hiệu 2: Bài tập có hình thức tương tự, nhưng nội dung biến đổi: đây là những
bài tập có nhiều hơn một câu hỏi. Ở câu hỏi thứ nhất là một bài tập luyện tập, các câu hỏi
tiếp theo có hình thức tương tự, nếu vẫn áp dụng phương pháp giải trên sẽ dẫn đến bế tắc
vì nội dung câu hỏi đã có sự thay đổi về chất.
Dấu hiệu 3: Bài tập thí nghiệm. Bài tập thí nghiệm định tính về vật lý gồm các bài
tập thiết kế phương án thí nghiệm theo một mục đích cho trước và bài tập thiết kế dụng cụ
dựa trên một nguyên tắc vật lý nào đó. Bài tập thí nghiệm định lượng gồm các bài tập đo
đạc đại lượng vật lý, minh họa lại quy luật vật lý bằng thực nghiệm.
Dấu hiệu 4: Bài tập cho thiếu hoặc thừa dữ kiện. Đây là bài tập có ý nghĩa rất lớn về

mặt giáo dưỡng, giáo dục kỹ thuật tổng hợp và giáo dục ý thức tiết kiệm chống lãng phí,
song nó còn có tác dụng lớn về bồi dưỡng tư duy sáng tạo. Trong bài toán này tất cả các dữ
kiện trực tiếp để giải đều thiếu, người giải phải tự tìm bằng quan sát, thống kê số liệu thực
tế, tra cứu. Lập kế hoạch thu thập dữ liệu, triển khai thực hiện kế hoạch là công việc sáng
tạo gần như là một công trình nghiên cứu khoa học nhỏ.
Dấu hiệu 5: Bài tập nghịch lý, ngụy biện. Đây là những bài tập mà trong đề bài chứa
đựng một sự ngụy biện nên đã dẫn đến nghịch lý: kết luận rút ra mâu thuẫn với thực tiễn
hoặc mâu thuẫn với với những nguyên tắc, định luật vật lý đã biết.
Dấu hiệu 6: Bài toán “hộp đen”.
II.2.Thực trạng của vấn đề nghiên cứu:
Kinh nghiệm cho thấy bài tập sáng tạo gây cho học sinh nhiều hứng thú. Việc thực
hiện thành công những bài tập đó, đặc biệt là bài tập thí nghiệm vật lý mà kết quả xác


nhận điều lý thuyết tiên đoán, gây cho học sinh cảm giác hài lòng sung sướng. Giải bài tập
sáng tạo mà học sinh tự lực thực hiện thật sự đã tích cực hóa hoạt động nhận thức của
chính bản thân học sinh.
II.3.Nội dung nghiên cứu :
Dạng 1: Bài tập có nhiều cách giải
Ví dụ 1: ( bài 6 trang 17 _SGK Vật lý 10 Nâng cao) Một ô tô chạy trên đường thẳng
. Trên nửa đầu của đường đi, ô tô chạy với vận tốc không đổi, bằng 50 km/h. Trên quãng
đường còn lại, ô tô chạy với vận tốc không đổi bằng 60 km/h. Tính tốc độ trung bình của ô
tô trên cả quãng đường?
Bài giải.
Cách 1: dùng phép tính.
Tốc độ trung bình:
v

s
s

2v .v
600

 1 2  ... 
( km / h)
s
s
t
v1  v2
11

2v1 2v2

Cách 2: dùng đồ thị .

Khi đó : 50 t1 = 60 t2 ( cùng quãng đường) và t1 + t2 = t
Suy ra : t1= 6t/11 và t2 = 5t/11.
Vậy tốc độ trung bình của ô tô là:


v

50t1  60t2
600
 ..... 
 54,5km / h
t
11

Ví dụ 2: (Bài 4 – trang 24 SGK Vật Lý 10 nâng cao) Một chất điểm chuyển động

trên trục Ox với gia tốc không đổi a = 4 m/s2 và vận tốc đầu v0 = - 10 m/s.
a) Sau bao lâu thì chất điểm dừng lại?
b) Tiếp sau đó chất điểm chuyển động như thế nào?
c) Lúc t = 5s nó có vận tốc là bao nhiêu?
Bài giải.
Cách 1: Dùng phép tính
Phương trình vận tốc: vt = v0 + at = -10 + 4t ( m/s2)
a) Khi chất điểm dừng lại : vt = 0. Suy ra : t = 2,5 s
b) Sau đó : vt > 0 và a > 0 nên vật chuyển động nhanh dần đều.
c) Lúc t = 5 s vận tốc của vật là: vt = -10 + 4x5 = 10 m/s
Cách 2: Dùng đồ thị.

Dựa vào đồ thị ta thấy :
a) Hệ số góc của đường thẳng : tanα = a =

v
.
t


Suy ra : t = /v/ : a = 10 : 4 = 2,5 s
b) Sau đó v.a > 0 nên chuyển động nhanh dần đều.
c) Tương tự, v’ = (t’ – t) .a = ( 5 – 2.5) .4 = 10 m/s
Nhận xét: Các bài toán này có nhiều cách giải. Ở đây người viết xin giới thiệu 2
cách đơn giản. Để phát huy tư duy sáng tạo giáo viên có thể gợi ý cho học sinh tìm thêm
cách khác ( nhất là học sinh lớp chuyên Lý, Toán)

Dạng 2: Bài tập có hình thức tương tự, nhưng nội dung biến đổi.
Ví dụ 1: Có hai ô tô nhau ở ngã tư. Ô tô thứ nhất có tốc độ 30 km/h; ô tô thứ hai có
tốc độ 40 km/h. Tìm khoảng cách hai ô tô sau 2 giờ kể từ lúc gặp nhau ở ngã tư. Nếu:

a) Hai ô tô đi cùng chiều.
b) Hai ô tô đi ngược chiều nhau.
c) Nếu hai ô tô đi theo hai hướng vuông góc nhau.
d) Tổng quát: hai ô tô đi theo hướng hợp nhau một góc α.
Bài giải.
Vận tốc của ô tô thứ nhất đối với ô tô thứ hai:
    
v12  v1/ d  vd /2  v1/ d  v2/ d



a)Khi hai ô tô đi cùng chiều: chọn chiều dương Ox là chiều chuyển động của hai
ô tô. Ta có:
v12x = v1/d - v2/d = 30 -40 = -10 km/h.( giải thích dấu – cho học sinh)
Khoảng cách hai ô tô khi đó là:
L12 = /v12x/ . t = 10x2 = 20 km



b) Khi hai ô tô đi ngược chiều: chọn chiều dương Ox là chiều chuyển động của ô
tô thứ nhất. Ta có:
v12x = v1/d - ( - v2/d ) = 30 – (- 40) = 70 km/h.
Khoảng cách hai ô tô khi đó là:


L12 = /v12x/ . t = 70x2 = 140 km.
c) Khi hai ô tô đi theo phương vuông góc. Ta có:
v12  v1/2 d  v2/2 d = 302  402 =50 km/h

Khoảng cách hai ô tô khi đó là:

L12 = v12 . t = 50x2 = 100 km.
e) Giáo viên có thể gợi ý cho học sinh các lớp chuyên Toán, Lý.
Ví dụ 2:( bài 4 – trang 32 –SGK Vật lý 10 nâng cao). Hai viên bi sắt được thả rơi từ
cùng một độ cao cách nhau một khoảng thời gian 0,5 s. Tính khoảng cách giữa hai viên bi
sau khi:
a) Bi thứ nhất rơi được 1s.
b) Bi thứ hai rơi được 1 s.
Bài giải


Chọn chiều dương Oy hướng thẳng đứng từ trên xuống.
Như vậy: v01y = v02y = 0
a1y = a2y = g
a) Chọn gốc thời gian lúc bi thứ nhất rơi. Như vậy: t01 = 0; t02 = 0,5
Phương trình chuyển động của hai bi:
y1 

1 2
1
gt và y2  g (t  t02 ) 2
2
2

Khoảng cách hai bi khi t = 1:
1
2

1
2

l = / y1 – y2/ = / 10.12 - 10(1  0,5) 2 / = 3,75 m
b) Chọn gốc thời gian lúc bi thứ hai rơi. Như vậy: t01 = -0,5; t02 = 0
Phương trình chuyển động của hai bi:
y1 

1
1
g (t  t01 ) 2 và y2  gt 2
2
2

Khoảng cách hai bi khi t = 1:


1
2

1
2

l = / y1 – y2/ = / 10.(1  (0,5))2 - 10.12 / = 6,25 m

Dạng 3:Bài tập thí nghiệm.
Ví dụ1 : Giả sử có một bạn đang đang đứng nhìn những giọt nước rơi xuống từ mái
hiên. Trong tay bạn này chỉ có một đồng hồ, em hãy giúp bạn xác định chiều cao của mái
hiên.
Bài giải.
Phương án 1: Dùng đồng hồ xác định thời gian rơi t của 1giọt nước mưa từ lúc rời mái
hiên cho đến khi chạm đất. Suy ra độ cao h của mái hiên:
h

1 2
gt
2

Phương án 2: Dùng đồng hồ xác định thời gian rơi t của n giọt nước mưa từ lúc rời mái
hiên cho đến khi chạm đất. Suy ra độ cao h của mái hiên:
h

1 t 2
g( )
2 n

Ví dụ 2: Bạn đổ thật đầy nước vào một chiếc ly. Lấy một vài cái đinh nhỏ. Bạn thử
đoán xem liệu chúng ta có thể cho bao nhiêu chiếc đinh vào ly/
Dạng 5: Bài tập nghịch lý, ngụy biện.
Ví dụ: (Vật lý và Tuổi trẻ- số 75- tháng 11 – 2009)
Asin( lực sĩ trong thần thoại Hy lạp) cố gắng đuổi kịp con rùa. Khoảng cách ban đầu là L
= 10 km. Asin vượt qua quãng đường này trong thời gian t1, nhưng con rùa cũng kịp bò
một khoảng bằng x1. Khi Asin vượt qua đoạn x1 trên thì con rùa lại bò được khoảng x2 và
cứ tiếp tục như vậy. Trọng tài cuộc đua là Zenon ( một nhà toán học) chỉ kịp đo được
quãng đường x3 = 8 cm, và thời gian t8 = 1,28.10-7s. Hỏi sau bao lâu tính từ khi xuất phát
Asin đuổi kịp con rùa. Xem Asin và rùa chuyển động trên cùng một đường thẳng và vận
tốc của cà hai là không đổi.


Bài giải
Bài toán thoạt nghe chừng rất dễ, vì vận tốc người chạy bộ khoảng chừng vài km/h còn
rùa thì rất chậm! Như vậy chừng vài giờ đồng hồ Asin sẽ đuổi kịp rùa.
Gọi vận tốc của Asin và rùa lần lượt là v và u, ta có:

t1 

L
u
 x1  u.t1  L
v
v

x1
u2
t2   x2  u.t2  2 L
v
v

Tương tự ta có:
u L
u
tn  ( ) n  xn  u.tn  ( ) n L
v u
v

Theo bài: x3 = 0,08 m và t8 = 1,28.10-7s nên thay vào công thức tn và xn ta tìm được : u =
0,002 m/s ; v = 0,1 m/s (!)
Thời gian để Asin đuổi kịp rùa là:
t = L/ (v – u) = 10000/ ( 0,1 – 0,002) = 50.105/49 s ≈ 28 giờ 20 phút 41giây (!).

II.4.Một số bài tập tham khảo:
Bài 1: Một người cao hay người thấp nhảy cao hơn? ( Độ chênh lệch khối tâm trước và sau
khi nhảy của ai lớn hơn?)
Bài 2: Bạn hãy ước lượng độ cao lớn nhất của một tòa nhà mà ta có thể xây là bao nhiêu?

Bài 3: Làm thế nào có thể xác định được khối lượng riêng của một chất lỏng nếu trong tay
bạn chỉ có một bình chia độ làm bằng thủy tinh có vạch chia?
Bài 4: Tại sao trên các đường dây điện cao thế , người ta phải gắn vào dây một số quả tạ
nặng?
Bài 5: Hành khách A đứng trên toa tàu, nhìn qua cửa sổ thấy hành khách B ở toa tàu bên
cạnh. Cả hai tàu đang đỗ trên hai đường ray song song. Đột nhiên A thấy B chuyển động
về phía sau. Hãy đề xuất tất cả các phương án có thể xảy ra đối với quá trình chuyển động
của A và B.


Bài 6: Để biết độ sâu của một cái hang, trong tay các nhà thám hiểm chỉ có một số đoạn
dây ( vừa đủ dài) và đồng hồ đeo tay. Do hang quá sâu nên dây không đủ để đo độ sâu . Là
một thành viên trong đoàn em có thể gợi ý một phương án khả thi không?
II.5.Kết quả nghiên cứu:
-

Học sinh có tiến bộ khi giải quyết các bài tập vật lý, các em biết giải quyết bài
toán bằng nhiều cách khác nhau. Từ đó giúp các em linh hoạt hơn.

-

Học sinh tự tìm ra những bài toán hay để đưa ra thảo luận.

- Giáo viên cũng nhận thấy mình phải biết khai thác các khía cạnh của đề bài...


III- PHẦN KẾT LUẬN:
III.1.Kết luận:
Qua phần trình bày ở trên, ta thấy khi giải quyết một vấn đề vật lý nếu giáo viên biết cách
khơi gợi tư duy sáng tạo của học sinh ( dù rằng từ những bài toán đơn giản nhất) thì

chúng ta sẽ giúp học sinh:
- Hứng thú trong học tập
- Phát triển tư duy và khả năng sáng tạo
- Không xem thường những bài tập cơ bản
- Tự tin khi giải quyết những vấn đề mới
- Có thái độ tích cực hơn trong học tập
III.2. Đề xuất:
Giáo viên cần chú trọng bồi dưỡng học sinh kỹ năng giải quyết bài toán vật lý theo
tinh thần vật lý chứ không đơn thuần là áp dụng công thức máy móc. Đây là nhược điểm
lớn của học sinh chúng ta mà cần sự khắc phục từ phía đội ngũ giáo viên ở tất cả các cấp
học.


TÀI LIỆU THAM KHẢO
- Bộ sách giáo khoa Vật Lý 10 ( nâng cao và cơ bản), NXB Giáo dục.
- Nguyễn Đình Thước, Những bài tập sáng tạo về Vật lý trung học phổ
thông,NXB Đại học quốc gia Hà Nội, 2010.
- Vật lý và Tuổi trẻ- Tạp chí ra hàng tháng của Hội Vật Lý Việt Nam.