Phương pháp thực nghiệm trong dạy học môn vật lý nhằm góp phần nâng cao đội tuyển học sinh giỏi ở trường THCS

Mục lục
1. Mở đầu ……………………………………………………………………2
1.1. Lí do chọn đề tài…………………………………………………………2
1.2. Mục đích nghiên cứu…………………………………………………….2
1.3. Đối tượng nghiên cứu……………………………………………………2
1.4. Phương pháp nghiên cứu………………………………………………...2
2. Nội dung sáng kiến kinh nghiệm…………………………………………..3
2.1. Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm...................................................3
2.2. Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm....................3
2.3. Các giải pháp thực hiện..............................................................................4
2.3.1. Cơ sở lí thuyết.........................................................................................4
2.3.2. Phương pháp giải cụ thể..........................................................................4
2.3.3. Các ví dụ minh họa.................................................................................5
2.4. Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm....................................................... 16
3. Kết luận, kiến nghị.......................................................................................17
3.1. Kết luận.....................................................................................................17
3.2. Kiến nghị..................................................................................................17
Tài liệu tham khảo...........................................................................................18
Phụ lục.............................................................................................................19

1


PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM TRONG DẠY HỌC MÔN VẬT LÍ
NHẰM GÓP PHẦN NÂNG CAO ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI Ở
TRƯỜNG THCS
---------- --------1. Mở đầu
1.1. Lí do chọn đề tài:
Bài toán có nội dung thực nghiệm là một nội dung quan trọng thường gặp
trong chuyên đề BDHSG. Thông thường học sinh nắm chắc phương pháp giải
bài tập và vận dụng làm tốt các bài tập trong chương trình, tuy nhiên khi gặp bài

toán thực nghiệm thì học sinh gặp phải khó khăn lúng túng khó tìm ra hướng
giải quyết bài toán một cách chính xác. Đặc biệt khi bài toán chỉ giới hạn cho
một số ít các dụng cụ thí nghiệm thì việc xác định giá trị của một đại lượng cho
trước là một bài toán phức tạp đối với học sinh. Vì vậy việc tổng hợp, khái quát
thành phương pháp giải đối với bài toán thực nghiệm trong môn vật lí là một
chìa khoá giúp học sinh biến bài toán thực nghiệm phức tạp thành những bài
toán đơn giản, có lối đi riêng một cách rõ ràng, từ đó dễ dàng vận dụng vào giải
các bài tập thực nghiệm khác nhau trong chương trình của bộ môn. Việc nắm
vững phương pháp giải bài toán thực nghiệm sẽ góp phần nâng cao chất lượng
đội tuyển HSG môn vật lí nói chung, qua đó giúp các em chủ động hơn trong
việc tiếp thu kiến thức của môn học, giúp các em học đi đôi với hành, khơi dậy
trong các em lòng đam mê khoa học nói chung và bộ môn vật lí nói riêng. Mặt
khác các tài liệu về bài toán thực nghiệm là không nhiều, gây khó khăn cho giáo
viên và học sinh trong việc ôn luyện dạng bài tập này.
Với những lí do trên, tôi chọn đề tài "Phương pháp thực
nghiệm trong dạy học môn Vật lí nhằm góp phần nâng
cao đội tuyển học sinh giỏi ở trường THCS".
1.2. Mục đích nghiên cứu:
Tìm ra phương pháp để giải bài toán thực nghiệm thuộc các phần: Cơ học, nhiệt
học và điện học. Qua đó góp phần nâng cao chất lượng đội tuyển học sinh giỏi
môn vật lí.
1.3. Đối tượng nghiên cứu:
- Là học sinh trong đội tuyển học sinh giỏi môn vật lí khối 8 và
khối 9 trường THCS Hà Sơn
- Các bài tập có nội dung thực nghiệm trong chương trình BDHSG
môn vật lí THCS.
1.4. Phương pháp nghiên cứu:
Để thực hiện các nhiệm vụ nghiên cứu nêu ở trên, tôi thực hiện các phương pháp
nghiên cứu sau :
+ Nghiên cứu lý thuyết : tổng quan các tài liệu về lí luận dạy học; các văn bản

chỉ đạo về đổi mới, nâng cao chất lượng dạy học ở trường phổ thông; các sách
bài tập thí nghiệm vật lí, các bài tập nâng cao, chuyên chọn.
+ Từ việc nghiên cứu lí thuyết lựa chọn các bài tập cơ bản, điển hình cho mỗi
dạng sau đó tổng hợp thành phương pháp giải cho bài toán thực nghiệm của mỗi

2


phần trong chương trình môn vật lí THCS.
+ Áp dụng vào quá trình dạy bồi dưỡng đội tuyển HSG.
2. Nội dung sáng kiến kinh nghiệm:
2.1. Cơ sở lí luận của sáng kiến
Bài tập thực nghiệm là những bài tập chỉ mặt kết quả của các thí nghiệm
đang khảo sát. Các bài tập này được giải bằng cách vận dụng tổng hợp các kiến
thức lý thuyết và thực nghiệm, các kỹ năng hoạt động trí óc và thực hành, các
vốn hiểu biết về vật lý, kỹ thuật và thực tế đời sống. Việc giải các bài tập
thực nghiệm đòi hỏi học sinh phải tự mình xây dựng phương án,
lựa chọn phương tiện, xác định các điều kiện thích hợp, tự mình
thực hiện thí nghiệm theo quy trình, quy tắc để thu thập, xử lý
kết quả nhằm giải quyết một cách khoa học, tối ưu bài toán cụ
thể đã được đặt ra. Loại bài tập này vì vậy có tác dụng toàn
diện trong việc đào tạo, giúp học sinh nắm vững các kiến thức,
kỹ năng cơ bản về lý thuyết và thực nghiệm của môn vật lý. Các
dạng bài tập này có thể sử dụng với nhiều mục đích, vào những
thời điểm khác nhau. Thông qua các bài tập thực nghiệm, học
sinh được bồi dưỡng, phát triển năng lực tư duy, năng lực thực
nghiệm, năng lực hoạt động tự lực, sáng tạo, bộc lộ rõ khả năng
sở trường, sở thích về vật lý. Giải các bài tập thí nghiệm là một
hình thức hoạt động nhằm nâng cao chất lượng học tập, tăng
cường hứng thú, gắn học với hành, lý luận với thực tế, kích thích

tính tích cực, tự lực, trí thông minh, tài sáng tạo, tháo vát… của
từng học sinh. Đây cũng là một trong những biện pháp để phát
hiện ra đúng những học sinh khá, giỏi về vật lý. Bài tập thực
nghiệm tạo ra ở học sinh động cơ học tập, sự hăng say tò mò
khám phá xây dựng kiến thức mới, gây cho học sinh một sự
hứng thú, tự giác tư duy độc lập, tích cực sáng tạo. Thông qua
bài tập thực nghiệm sẽ tạo ra học sinh khả năng tổng hợp kiến
thức lý thuyết và thực nghiệm, các kỹ năng hoạt động trí óc và
thực hành một cách khéo léo, các vốn hiểu biết về vật lý, kỹ
thuật và thực tế đời sống nhằm phát huy tốt nhất khả năng suy
luận, tư duy lôgic.
Với bài tập thực nghiệm, học sinh có thể đề xuất các
phương án thí nghiệm khác nhau gây ra không khí tranh luận
sôi nổi trong lớp.
2.2. Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh
nghiệm.
Giải bài tập vật lí là một trong những hoạt động tự lực quan
trọng của học sinh trong học tập vật lí. Trong hệ thống bài tập
vật lí ở trường THCS hiện nay, chủ yếu yêu cầu học sinh vận
dụng các kiến thức đã học để giải thích, dự đoán một số hiện
tượng trong thực tế hay tính toán một số đại lượng trong các

3


trường hợp cụ thể. Một thực trạng ở trường THCS hiện nay là
còn nhiều giáo viên nặng về “chữa bài tập” cho học sinh chưa
chú ý đúng mức đến việc hướng dẫn học sinh suy nghĩ, lập luận
để tìm lời giải. Do đó học sinh tiếp thu kiến thức một cách thụ
động, đặc biệt là tìm lời giải cho các bài tập, các em chỉ thích

làm các bài tập mà áp dụng được công thức, thay số và tính
toán hoặc nêu lại, phát biểu lại các kiến thức đã học. Bài toán
thực nghiệm sẽ giúp các em khắc phục được các nhược điểm
trên.
2.3. Các giải pháp thực hiện:
2.3.1. Cơ sở lí thuyết:
Muốn làm tốt các bài tập có nội dung thực nghiệm ta cần nắm
vững các kiến thức sau:
a. Đối với phần cơ học
+ Hệ thức liên hệ giữa khối lượng, khối lượng riêng và thể tích
D=

m
V

+ Điều kiện cân bằng của các loại máy cơ đơn giản
+ Biểu thức của áp suất, nguyên lí bình thông nhau
+ Biểu thức xác định các lực cơ học như: trọng lượng của vật P=
dVV= 10.m; lực đẩy ác-si-mét FA= dlV…
+ Cấu tạo, cách sử dụng và vai trò của các dụng cụ thí nghiệm (Thước thẳng,
lực kế, bình chia độ, bình tràn, cân ...)
b. Đối với phần nhiệt học:
+ Kỹ năng phân tích diễn biến quá trình trao đổi nhiệt giữa các vật
+Phương trình cân bằng nhiệt: Qtỏa = Qthu
+ Các đặc điểm, trạng thái của vật trong các quá trình chuyển thể (nóng chảy,
đông đặc, bay hơi, ngưng tụ).
+ Các công thức tính nhiệt lượng thu vào, tỏa ra (Q= m.C. ∆ t) tương ứng với
từng quá trình tăng nhiệt độ, giảm nhiệt độ; nóng chảy, đông đặc (Q= m. λ ); bay
hơi, ngưng tụ( Q= m.L)
+ Sự liên quan giữa các kiến thức cơ học và nhiệt học.

+ Cấu tạo, cách sử dụng và vai trò của các dụng cụ thí nghiệm (Nhiệt kế, nhiệt
lượng kế, cân ...).
+ Định luật bảo toàn năng lượng.
c. Đối với phần điện học:
+ Biểu thức của định luật ôm I=

U
R

+ Các tính chất của đoạn mạch nối tiếp, song song
+ Công thức tính điện trở R= ρ

l
d2
, tiết diện tròn S= π.r2 = π
S
4

+ Các công thức tính công, công suất, biểu thức của định luật Jun-len-xơ

4


+ Cấu tạo, cách sử dụng và vai trò của các dụng cụ thí nghiệm
(Ampe kế, vôn kế, thước, ...).
2.3.2. Phương pháp giải cụ thể:
Bước 1: Xác định tác dụng cụ thể của các dụng cụ đo: Cân để đo khối lượng,
thước để đo chiều dài, bình chia độ hoặc bình chứa để đo thể tích, lực kế để đo
trọng lượng của vật hoặc để đo lực tác dụng vào vật…
Bước 2: Xác định phương án sử dụng các dụng cụ để đo các đại

lượng tương ứng
Bước 3: Xác lập mối liên hệ giữa các đại lượng đo được và đại
lượng cần xác định qua các công thức cơ học đã biết. Từ mối
liên hệ đó suy ra giá trị của các đại lượng cần xác định.
2.3.3. Các ví dụ minh họa:
a. Phần cơ học
Bài 1: Hãy nêu phương án xác định khối lượng riêng của thủy ngân với các dụng
cụ sau:
+ Lọ thủy tinh rỗng đủ lớn
+ Nước có khối lượng riêng D
+ Cân đồng hồ có độ chính xác cao
Hướng dẫn giải:
Bước 1: Ta dùng cân để đo khối lượng của lọ, của nước và của thủy ngân
Bước 2:
+ Dùng cân xác định khối lượng riêng của lọ rỗng là m
+ Đổ đầy nước vào lọ rồi xác định khối lượng của lọ nước là m 1
⇒ Khối lượng nước trong lọ là m n = m 1 - m
+ Đổ hết nước ra, rồi đổ đầy thủy ngân vào lọ. Dùng cân xác định khối lượng của
lọ thủy ngân là m 2
⇒ Khối lượng của thủy ngân trong lọ là: m Hg = m 2 - m (2)
Bước 3:
+ Thể tích của nước trong lọ được tính là: V =

mn m1 − m
=
D
D

(1)

+ Do dung tích của lọ không đổi nên khối lượng riêng của thủy ngân được tính:
D Hg =

m Hg
V

(3)
m −m


Thay (1) và (2) vào (3) ta có: DHg = D 2
 m1 − m 
Bài 2: Hãy nêu phương án xác định tỉ số các khối lượng riêng của hai chất lỏng
cho trước nhờ các dụng cụ sau:
+ Hai bình chứa các chất lỏng khác nhau
+ Đòn bẩy, hai quả nặng có khối lượng bằng nhau
+ Giá đỡ, thước thẳng
Hướng dẫn giải:
Bước 1: Dùng thước thẳng để đo chiều dài của cánh tay đòn

5


Bước 2:
A
FA

lA

lB

B

C
P

P

+ Nhúng chìm một quả nặng vào chất lỏng 1, hệ thống cân bằng ta có:
(P- F A ). l A = P. lB (1)
+ Sau đó nhấc quả nặng trong nước ra và nhúng chìm vào trong chất lỏng 2, hệ
thống cân bằng ta có:
(P- F ' A ). l A' = P. l ' B (2)
Trong đó P là trọng lượng của mỗi vật; F A và FA’ là lực đẩy Ác-si-mét của chất
lỏng 1 và chất lỏng 2; l A , lB là các cánh tay đòn tương ứng khi nhúng vật vào
chất lỏng 1; l A' , lB ' là các cánh tay đòn tương ứng khi nhúng vật vào chất lỏng 2
Bước 3:
l

B
Từ (1) ta có: l =
A

Từ (2) ta có:

P − FA
F
F
l −l
= 1− A ⇔ A = A B

P
P
P
lA

FA' l A' − l ' B
=
P
l 'A

(3)

(4)

'
'
F ' A lA ( lA − l B )
=
Chia (4) cho (3) ta có:
FA l ' A ( l A − lB )

(5)

Với FA= 10DV ; FA’= 10D’V; trong đó D và D’ là các khối lượng riêng của các
chất lỏng.
Thay FA và FA’ vào biểu thức (5) ta có:
'
'
D' lA ( lA − l B )
=

D l ' A ( l A − lB )

(*)

Đo l A , lB , l ' A , l ' B bằng thước rồi thay vào biểu thức (*) ta sẽ xác định được tỉ số các
khối lượng riêng

D'
của hai chất lỏng đã cho.
D

Bài 3: Cho một cốc nước, một cốc chất lỏng không hòa tan trong nước, một ống
thủy tinh hình chữ U, một thước đo chiều dài. Hãy nêu phương án xác định khối
lượng riêng của chất lỏng.
+++
+++
+++
Hướng dẫn giải:
+++
+++
Bước 1: Dùng thước thẳng để đo chiều cao của
+++ các cột chất lỏng
+++
+++
’
Bước 2:
+++ h
+++
h
+++

.

A

+++
+++
+++
+++
+++
+++
+++
+++ +++

.B

6


+ Đổ nước và chất lỏng cần xác định khối lượng riêng vào hai nhánh của ống chữ
U; dùng thước đo độ cao của cột chất lỏng trong hai nhánh so với một điểm nào
đó; h là độ cao của cột nước, h’ là độ cao của cột chất lỏng.
Bước 3:
+ Ta có pA = pB ⇔ 10Dh = 10D’h’ (1)
Với D và D’ là khối lượng riêng của nước và của chất lỏng
Từ (1) ⇒ D’ = D

h
(2)
h'

Với D = 1000kg/m3; h và h’ đo được bằng thước nên ta xác định được khối lượng
riêng D’ của chất lỏng theo biểu thức (2)
Bài 4: Hãy nêu phương án xác định tỉ lệ khối lượng của đồng và sắt trong quả
cân với các dụng cụ sau:
- Lực kế
- Một bình chứa nước không có vạch chia độ và có thể bỏ lọt quả cân vào mà
nước không tràn ra
- Biết khối lượng riêng của nước, của đồng, của sắt
Hướng dẫn giải:
Bước 1: Lực kế dùng để đo trọng lượng của vật, hợp lực tác dụng vào vật khi
nhúng vật trong nước.
Bước 2:
+ Treo quả cân vào lực kế, số chỉ của lực kế chính là trọng lượng P của quả cân.
Với P = 10m= 10(m1+ m2) ⇔ m1+ m2 =

P
10

⇔ D1V1 + D2V2 =

P
(1)
10

( m1, D1, V1; m2, D2, V2 lần lượt là khối lượng, khối lượng riêng, thể tích của đồng
và của sắt trong quả cân)
+ Treo quả cân vào lực kế rồi nhúng chìm vào nước, khi đó số chỉ của lực kế là P’
Với P’ = P – FA ⇔ P’ = P – 10DV ⇔ V=

P − P'
10 D

( D là khối lượng riêng của nước)
Bước 3:
+ Mà V= V1 + V2 ⇒ V1 + V2 =

P − P'
(2)
10 D

P − P'
Từ (2) ⇒ V2 =
- V1 (3)
10 D

7


P
P − P'
+ Thay (3) vào (1) ta có: D1V1 + D2(
- V1) =
10
10 D
'
P ( D 2 − D ) − P D2
⇒ V1 =
(4)
10 D( D2 − D1 )

'
P − P ' P ( D 2 − D ) − P D2
+ Thay (4) vào (3) ta có: V2 =
10 D( D2 − D1 )
10 D
'
P( D − D1 ) + D1 P
⇒ V2 =
10 D( D2 − D1 )

m
DV
D
Ta có tỉ số 1 = 1 1 = − 1
m2 D2V2
D2

 P ( D − D2 ) + D2 P ' 


' 
 P ( D − D1 ) + D1 P 

Vì D1, D2, D đã biết; P, P’ xác định từ số chỉ của lực kế nên ta xác định được tỉ số
m1 , đó là tỉ lệ khối lượng của đồng và của sắt trong quả cân.
m2

Bài 5: Một quả cầu bằng sắt bên trong có một phần rỗng. Hãy nêu cách xác định
thể tích phần rỗng đó với các dụng cụ có trong phòng thí nghiệm . Biết khối

lượng riêng của sắt Ds.
Hướng dẫn giải:
Bước 1: Dụng cụ cần: Cân và bộ quả cân, bình chia độ, (bình tràn nếu quả cầu
to hơn bình chia độ) bình nước, cốc.
Bước 2:
+ Cân quả cầu ta được khối lượng m suy ra thể tích phần đặc (sắt) của quả cầu
Vđ =

m
D

+ Đổ một lượng nước vào bình chia độ sao cho đủ chìm vật, xác định thể tích
của lượng nước đổ vào là V1
+ Thả quả cầu vào bình chia độ, mực nước dâng lên, xác định thể tích V2
Bước 3:
+ Thể tích quả cầu V= V2 – V1
+ Thể tích phần rỗng bên trong quả cầu là Vr= V – Vđ = V2 – V1-

m
D

Bâu 6: Hãy xác định khối lượng riêng của một viên sỏi. Cho các dụng cụ sau :
lực kế, sợi dây( khối lượng dây không đáng kể), bình có nước. Biết viên sỏi bỏ
lọt và ngập trong bình nước, trọng lượng riêng của nước là d0.
Hướng dẫn giải:
Bước 1: Lực kế dùng để đo trọng lượng của vật, hợp lực tác dụng vào vật khi
nhúng vật vào nước
Bước 2:
+ Buộc viên sỏi bằng sợi dây rồi treo vào móc lực kế để xác định trọng lượng P
của viên sỏi ngoài không khí .

+ Nhúng cho viên sỏi này ngập trong nước, lực kế chỉ giá trị P1
+ Xác định lực đẩy Acsimet : FA = P – P1 ( với FA = V.do)

8


Bước 3:
FA

+ Xác định thể tích của vật : V= d
0

+ Xác định trọng lượng riêng của viên sỏi :
P
P
P
=
= d0 .
F
P - P1
d= V
A
d0
P

với d= 10D; d0= 10D0 ⇒ D = D0 . P - P ( *)
1
Từ đó xác định được khối lượng riêng của viên sỏi D bằng công thức (*)
b. Phần nhiệt học:
Bài 1: Cho các dụng cụ: Nước (đã biết nhiệt dung riêng C 0 ), nhiệt lượng kế (đã

biết nhiệt dung riêng C k ), nhiệt kế, cân, bộ quả cân, bình đun và bếp điện. Hãy
nêu phương án để xác định nhiệt dung riêng của một chất lỏng (xem chất lỏng
không gây ra một tác dụng hóa học nào trong suất thời gian làm thí nghiệm).
Hướng dẫn giải:
Bước 1: Cân dùng để xác định khối lượng của nhiệt lượng kế, của nước và của
chất lỏng; nhiệt kế dùng để xác định nhiệt độ ban đầu của nước và của chất lỏng,
nhiệt độ của hệ thống khi có cân bằng nhiệt.
Bước 2:
+ Dùng cân xác định khối lượng của nhiệt lượng kế m k ; khối lượng của chất lỏng
m1 .
+ Dùng nhiệt kế đo nhiệt độ của chất lỏng t 1
+ Đổ chất lỏng có (m 1 , C 1 , t 1 ) vào nhiệt lượng kế.
+ Lấy một lượng nước có khối lượng m 0 đổ vào bình đun rồi dùng bếp điện đun
đến nhiệt độ t 2 (t 2 > t 1 ).
+ Rót lượng nước trên vào nhiệt lượng kế (đã có chất lỏng trong đó).
+ Dùng nhiệt kế đo nhiệt độ t của hệ khi đã có sự cân bằng nhiệt.
Bước 3:
+ Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt ta có:
Qtỏa = Qthu ⇔ m 0 C 0 (t 2 - t) = (m k C k + m 1 C 1 )(t - t 1 )
⇒C 1 =

1 m0 C 0 (t 2 − t )
(
− mk C k )
m
t − t1

Bài 2: Cho các dụng cụ sau: Một chai dầu, một bình nước(đã biết nhiệt dung
riêng), hai cốc thủy tinh giống nhau, một cân Rôbecvan không có hộp quả cân,
cát khô, nhiệt lượng kế(đã biết nhiệt dung riêng của chất làm cốc trong nhiệt

lượng kế), nhiệt kế, nguồn nhiệt. Hãy nêu phương án xác định nhiệt dung riêng
của dầu.
Hướng dẫn giải:
Bước 1: Dùng cân đo khối lượng của nhiệt lượng kế, khối lượng của nước, khối
lượng của dầu theo khối lượng của cát; nhiệt kế đo nhiệt độ ban đầu của nước,

9


của dầu, nhiệt độ của nước sau khi đun, nhiệt độ của hệ thống khi có cân bằng
nhiệt.
Bước 2:
+ Dùng cân đo tổng khối lượng của cốc trong nhiệt lượng kế và cốc thủy tinh
theo khối lượng của cát.
+ Lấy cốc trong nhiệt lượng kế ra, rót nước vào cốc thủy tinh cho tới khi cân
thăng bằng ta được khối lượng của nước bằng khối lượng của cốc trong nhiệt
lượng kế( m n = mk)
+ Làm tương tự với cốc thủy tinh thứ hai chứa dầu ta được khối lượng của dầu
bằng khối lượng của cốc trong nhiệt lượng kế bằng khối lượng của nước
(m n = mk= m d = m)
+ Dùng nhiệt kế đo nhiệt độ ban đầu của nước và của dầu là t 1
+ Đổ nước vào cốc của nhiệt lượng kế rồi đun nóng tới nhiệt độ t 2 (t 2 > t 1 ). Đổ
dầu ở nhiệt độ t 1 vào nhiệt lượng kế chứa nước ở nhiệt độ t 2 rồi khuấy đều và đo
nhiệt độ t bằng nhiệt kế khi hệ thống cân bằng nhiệt.
Bước 3:
+ Gọi C 1 , C 2 , C 3 lần lượt là nhiệt dung riêng của cốc, của nước và của dầu.
Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt ta có: Qtỏa = Q thu
⇔ (mC 1 + mC 2 )(t 2 - t) = mC 3 (t - t 1 ) ⇒ C 3 = (C 1 + C 2 )(

t2 − t

)
t − t1

Bài 3 : Hãy nêu phương án xác định nhiệt dung riêng của dầu hỏa bằng các
dụng cụ sau :
+ Bình nước
+ Cân ( không có bộ quả cân)
+ nhiệt kế ; nhiệt lượng kế( đã biết nhiệt dung riêng C k )
+ Dầu hỏa, bếp điện
+ Hai cốc đun giống nhau
Hướng dẫn giải:
Bước 1 : Dùng cân đo khối lượng của nước, của dầu theo khối lượng của nhiệt
lượng kế ; dùng nhiệt kế đo nhiệt độ trong phòng thí nghiệm, nhiệt độ của nước
sau khi đun, nhiệt độ của hệ thống khi có cân bằng nhiệt.
Bước 2 :
+ Đặt cốc rỗng và nhiệt lượng kế lên đĩa cân A, đặt cốc rỗng còn lại lên đĩa cân
B. Rót nước vào cốc ở đĩa cân B cho tới khi cân thăng bằng ta có khối lượng của
nước bằng khối lượng của nhiệt lượng kế( m n = m k )
+ Bỏ nhiệt lượng kế xuống, rót dầu vào cốc ở đĩa cân A cho tới khi cân thăng
bằng ta có : m d + m C = m C + m n ⇒ m d = m n = m k = m.
+ Rót dầu vào nhiệt lượng kế, dùng nhiệt kế đo nhiệt độ của dầu, của nước, của
nhiệt lượng kế chính là nhiệt độ t 1 của phòng.
+ Đặt cốc đun chứa nước lên bếp điện đun đến nhiệt độ t 2
+ Đổ nước ở nhiệt độ t 2 vào nhiệt lượng kế chứa dầu ở nhiệt độ t 1 rồi khuấy đều,
dùng nhiệt kế đo nhiệt độ t của hệ thống khi cân bằng nhiệt.

10


Bước 3 :

+ Gọi C 1 , C 2 , C 3 lần lượt là nhiệt dung riêng của nước, của dầu và của nhiệt
lượng kế
Áp dụng phương trình cân bằng nhiệt ta có: Qtỏa = Q thu
mC 1 (t 2 - t) = (mC 2 + mC 3 )(t- t 1 )
⇒C 2 =

C1 (t 2 − t )
− C3
t − t1

Bài 4: Hãy nêu phương án để xác định nhiệt nóng chảy của nước đá bằng các
dụng cụ sau:
- Nhiệt lượng kế( đã biết nhiệt dung riêng Ck)
- Nhiệt kế
- Cân có bộ quả cân
- Nước( đã biết nhiệt dung riêng Cn)
- Nước đá đang tan ở 00C
Hướng dẫn giải:
Bước 1: Dùng cân đo khối lượng của nhiệt lượng kế, của nước và của nước đá
Bước 2:
+ Cân nhiệt lượng kế để xác định khối lượng mk của nó
+ Rót một lượng nước nguội vào nhiệt lượng kế, dùng cân xác định khối lượng
hỗn hợp của nhiệt lượng kế và nước là M
⇒ khối lượng nước rót vào là: m1= M- mk
+ Dùng nhiệt kế xác định nhiệt độ t1 của nhiệt lượng kế và nước
+ Lấy một miếng nước đá đang tan thả vào nhiệt lượng kế. Xác định nhiệt độ khi
có cân bằng nhiệt là t.
+ Cân lại nhiệt lượng kế có khối lượng tổng cộng là M’
⇒ khối lượng của nước đá là: m2= M’- M
Bước 3:

Khi có sự cân bằng nhiệt ta có: Qtỏa = Qthu
⇔ (mkCk+ m1Cn)(t1- t) = m2 λ + m2Cn(t-t2)
⇒λ=

mk C k + m1C n
(t1 − t ) − C n (t − t 2 )
m2

b. Phần điện:
Bài 1: Cho các dụng cụ và vật liệu sau:
+ Nguồn(ácquy), ampekế, vôn kế(có điện trở rất lớn)
+ Thước đo chiều dài, thước kẹp, các dây nối.
Hãy nêu phương án xác định điện trở suất của chất làm dây dẫn có tiết diện tròn
Hướng dẫn giải:
Bước 1: Ampe kế đo cường độ dòng điện, vôn kế đo hiệu điện thế; thước đo
chiều dài của dây dẫn
Bước 2
+ Xác định điện trở R A của ampekế bằng cách mắc mạch điện theo sơ đồ sau:
V
R

A
11


Đọc số chỉ của vôn kế U 1 , ampekế chỉ I 1
⇒R A =

U1
(1)

I1

+ Mắc mạch điện theo sơ đồ sau:

V
R

A

Đọc số chỉ của vôn kế U 2 , ampekế chỉ I 2
Bước 3:
U2

U2

Ta có: R+ R A = I ⇒ R= I - R A (2)
2
2
U

U

2
1
Thay (1) vào (2) ta được: R= I − I (3)
2
1

d2
⇒ Tiết diện của dây được tính: S= 3,14

(4)
4

+ Dùng thước đo chiều dài ℓ của dây dẫn
Vậy điện trở suất của chất làm dây dẫn là: ρ=

R.S
với R được tính bằng biểu thức
l

(3), S được tính bằng biểu thức (4).
Bài 2: Cho một nguồn điện không rõ hiệu điện thế, một điện trở R chưa rõ giá
trị, một ampe kế và một vôn kế loại không lí tưởng. Hãy trình bày cách xác định
điện trở của R, của ampe kế và của vôn kế. Chú ý tránh những cách mắc có thể
làm hỏng ampe kế.
Hướng dẫn giải:
Bước 1: Ampe kế đo cường độ dòng điện, vôn kế đo hiệu điện thế
Bước 2:
V
R
A
+ Mắc mạch điện như hình vẽ:

12


Vôn kế đo hiệu điện thế giữa hai đầu ampe kế, được giá trị U 1, còn số chỉ ampe
U1

kế là I1 ta xác định được điện trở ampe kế: RA= I

1
+ Để xác định điện trở của vôn kế, ta mắc sơ đồ mạch điện như hình vẽ
R

A

V
U2

Số chỉ của ampe kế và vôn kế là I2 và U2. Khi đó điện trở của vôn kế là: RV= I
2
+ Mắc lại mạch điện như hình :
V
R
A

Vôn kế chỉ U3, ampe kế chỉ I3.
Bước 3:
U1

Vì U3=I3(RA+R) = I3 ( I +R)
1
U 3 U1

Vậy giá trị của R là R= I - I
3
1
Bài 3:

.U.

A.

R0

K

.

.

B

Một hộp kín chứa nguồn điện có hiệu điện thế U không đổi được mắc nối tiếp với
điện trở R 0 . Hãy nêu phương án xác định hiệu điện thế U và điện trở R 0 bằng các
dụng cụ sau:
+ Ampekế và vôn kế không lí tưởng
+ Một biến trở
+ Một số dây nối có điện trở không đáng kể
Hướng dẫn giải:
Bước 1: Ampe kế đo cường độ dòng điện, vôn kế đo hiệu điện thế
Bước 2:
+ Xác định điện trở R A của ampekế bằng cách mắc mạch điện theo sơ đồ sau:
A.

.U.

R

K

.

.B

0

A
V

13


Điều chỉnh biến trở để nó có giá trị là R b= R 1 . Đọc số chỉ của vôn kế là U 1 , của
ampekế là I 1

⇒R A =

U1
I1

(1)

+ Mắc mạch điện theo sơ đồ sau:
R0
U
A.

..
A

K

.

.B

R
b

V
Điều chỉnh biến trở để nó vẫn chỉ giá trị R 1 . Lúc này ampekế chỉ giá trị là I 2 , vôn
kế chỉ giá trị là U 2
Ta có: U= U 2 + I 2 ( R A + R0 ) (2)
+ Vẫn mạch điện như trên nhưng ta điều chỉnh biến trở để nó có giá trị là R b= R 2
khi đó ampekế chỉ giá trị I 3 , vôn kế chỉ giá trị U 3
Ta có: U= U 3 + I 3 ( R A + R0 ) (3)
Bước 3:
Từ (2) và (3) ta có: U 2 + I 2 ( R A + R0 ) = U 3 + I 3 ( R A + R0 )
⇔ R 0 ( I 3 − I 2 ) = - R A ( I 3 − I 2 ) + U 2 - U 3 với R A =

U1
ta có:
I1

U

1
R 0 ( I3 − I2 ) = - I ( I3 − I2 ) + U 2 - U 3
1

⇔ R0=

U 2 − U 3 U1
−
(4)
I3 − I2
I1
U1

U2 −U3

U 

− 1 
Thay (1) và (4) vào (3) ta có: U= U 3 + I 3 I + I 3 
(5)
I
−
I
I1 
1
2
 3
Bài 4: Hãy nêu phương án xác định điện trở R A của ampekế bằng các dụng cụ
sau:
+ Nguồn điện có hiệu điện thế U không đổi
+ Ampekế có điện trở R A cần xác định, điện trở R 0 đã biết giá trị
+ Biến trở R b có điện trở toàn phần lớn hơn R 0
+ Hai công tắc điện K 1 , K 2 , các đoạn dây dẫn đủ dùng

Hướng dẫn giải:
Bước 1: Ampe kế đo cường độ dòng điện, vôn kế đo hiệu điện thế

14


Bước 2:
+ Mắc mạch điện theo sơ đồ sau:
.U.
R0

K

A

1

+ Chỉ đóng K 1 : khi đó ampekếKchỉ giá trị là I 1
Rb
Ta có: U= I 1 ( R A + R0 ) (1)
C
2
+ Chỉ đó K 2 : điều chỉnh biến trở để nó có giá trị R b= R 0 khi đó ampekế vẫn chỉ
giá trị I 1
+ Giữ con chạy C tại vị trí nó có giá trị là R 0 sau đó đóng cả K 1 và K 2 . Khi đó
ampekế chỉ giá trị I 2 .
Bước 3:
R0 Rb

Ta có: U= I 2 R A + I 2 R + R với R b = R 0

0
b
⇒ U= I 2 R A + I 2

R0
2

(2)

Từ (1) và (2) ta có: I 1 ( R A + R0 ) = I 2 R A + I 2


⇔ R A ( I 2 − I 1 ) = R0  I 1 −


⇔ RA =

R0 ( 2 I 1 − I 2 )
2( I 2 − I 1 )

R0
2

I2 

2

Câu 5: Cho các dụng cụ sau: Nguồn điện có hiệu điện thế không đổi; một điện
trở R0 đã biết trị số và một điện trở R x chưa biết trị số; một vôn kế có điện trở R v
chưa xác định.

Hãy trình bày phương án xác định trị số điện trở Rv và điện trở Rx.
Hướng dẫn giải:
Bước 1: Vôn kế đo hiệu điện thế
Bước 2:
+ Dùng vôn kế đo hiệu điện thế U giữa 2 đầu đoạn mạch
+ Mắc mạch điện gồm (Rv//R0) nt Rx như hình vẽ:
Vôn kế chỉ giá trị U1 .
Theo tính chất đoạn mạch nối tiếp ta có:
Rv R0
Rv 0
Rv + R0
Rv R0
U1
=
=
=
(1)
R
R
U Rv 0 + Rx
v 0
+ Rx Rv R0 + Rv Rx + R0 Rx
Rv + R0

R0

Rx

V

+ Mắc mạch điện gồm R0 nt (Rv//Rx) như hình vẽ:

15


R0

Rx

Lúc này vôn kế chỉ giá trị là U2.
Theo tính chất đoạn mạch nối tiếp ta có:

V

Rv Rx
Rvx
Rv + Rx
Rv Rx
U2
=
=
=
R
R
U R0 + Rvx
v x
+ R0 Rv R0 + Rv Rx + R0 Rx
Rv + Rx

(2)

Bước 3:
U

R

0
1
Chia 2 vế của (1) và (2) ta có: U = R
2
x

(3)
U .R

2
0
+ Thay U1; U2; R0 vào (3) ta xác định được Rx = U
1
+ Thay U1; U; R0; Rx vào (1)

⇒ Rv R0 .

R0 Rx
U
= Rv ( R0 + Rx ) + R0 Rx ⇒ RV =
U
U1
R0 . − ( R0 + Rx )
U1

2.4. Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm:
Sau gần hai tháng áp dụng các giải pháp đã nêu tôi thấy kết quả học sinh giải
bài toán thực nghiệm khả quan hơn. Các em trong đội tuyển học sinh giỏi đã giải
được các bài toán ở dạng phức tạp hơn rất nhiều so với các bài toán trong chương
trình SGK. Bài tập thí nghiệm có tác dụng trong việc đào sâu và
củng cố kiến thức, kết hợp sự vận dụng lý thuyết vào thực tế,
làm phát triển ở học sinh tư duy sáng tạo, tư duy logic và phát
huy tính tích cực hoạt động nhận thức trong quá trình học vật lý.
Tiến hành bài tập thí nghiệm làm cho các em tham gia một cách
sôi nổi, tập trung suy nghĩ, tích cực tham gia thảo luận để đề
xuất các phương án thí nghiệm(các cách giải) để giải quyết bài
toán, qua đó góp phần phát huy tính tư duy sáng tạo của các
em.
Tiến hành thực nghiệm sư phạm đối với đội tuyển học sinh
giỏi lớp 9 ở trường THCS Hà Sơn năm học 2014- 2015 tôi thu
được kết quả:
Điểm dưới 5

Điểm 5- 6

Điểm 6 đến
dưới 8

Điểm 8 đến 10

SL

SL

SL

SL

Sĩ số
Tỷ lệ

Tỷ lệ

Tỷ lệ

Tỷ lệ

16


4

0

0%

0

0%

1

25%

3

75%

3. Kết luận, kiến nghị:
3.1. Kết luận:
Vật lí là một môn khoa học thực nghiệm đòi hỏi phát huy cao độ tính tích
cực, độc lập sáng tạo của học sinh trong quá trình lĩnh hội tri thức. Qua việc
đưa bài tập thí nghiệm vào hệ thống bài tập và tiến hành thực
nghiệm sư phạm với kết quả như trên cho thấy, bài tập thí
nghiệm đã góp phần phát huy tốt tính tích cực trong hoạt động
nhận thức của học sinh. Sau thời gian nghiên cứu tìm hiểu, được sự quan
tâm giúp đỡ của ban giám hiệu nhà trường cũng như tổ chuyên môn tôi đã thực
hiện thành công sáng kiến kinh nghiệm của mình với mong muốn: Giúp học sinh
giỏi phát triển năng lực tư duy, rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo trong việc học tập bộ
môn vật lí. Nhằm nâng cao chất lượng bộ môn nói riêng, góp phần nâng cao chất
lượng giáo dục nói chung, với mong muốn sáng kiến kinh nghiệm của bản thân
được ứng dụng rộng dãi và là một tài liệu quan trọng cho các đồng nghiệp tham
khảo trong việc ôn luyện học sinh giỏi.
Tuy nhiên vì điều kiện thời gian, cũng như tình hình thực tế nhận thức của
học sinh ở địa phương nơi tôi công tác và năng lực cá nhân có hạn, nên việc thực
hiện đề tài này chắc hẳn không tránh khỏi thiếu sót. Kính mong các đồng chí và
các bạn đồng nghiệp, trao đổi và góp ý để giúp tôi hoàn thiện hơn trong chuyên
môn.
3.2 Kiến nghị:
Để nâng cao hơn nữa chất lượng dạy học hiện nay ở các
trường THCS tôi kiến nghị lên các cấp quản lí giáo dục
- Một là: Xác định rõ hơn vai trò của thí nghiệm trong dạy học vật
lý, đề cập
mạnh đến việc giải bài tập thông qua thí nghiệm.

- Hai là: Đưa thêm hệ thống bài tập thí nghiệm vào hệ thống bài
tập về nhà.
- Ba là: Thay đổi dần quan điểm kiểm tra, đánh giá theo hướng
nâng dần vai trò
của thí nghiệm thông qua bài tập thực nghiệm.
XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ
HT

Hà Trung, ngày 05 tháng 6 năm 2016
CAM KẾT KHÔNG COPY
Hoàng Anh Văn

17


Tài liệu tham khảo
1. Tuyển chọn và giới thiệu đề thi vào lớp 10 chuyên lí, Ths Nguyễn Phú
Đổng(Chủ biên) và nhóm giáo viên chuyên vật lí, NXB Thành Phố Hồ Chí Minh
2. 200 bài tập vật lí chọn lọc, PGS-PTS Vũ Thanh Khiết (Chủ biên).
3. Đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh qua các năm
4. Sưu tầm đề thi học sinh giỏi các tỉnh trên mạng Internet

18


Phụ lục
+ THCS: Trung học cơ sở
+ HSG: Học sinh giỏi
+ BDHSG: Bồi dưỡng học sinh giỏi

19