Phương pháp dạy bài tập vật lý (NXB giáo dục 1989) phạm hữu tòng, 102 trang

PHẠM HỮU TÒNG

PHƯƠNG PHÁP
DẠY

ẸẤI TẬP VẬT Lí

NHÀ XUẤT BẢN GIÁO DỤC - 1989


Biên soạn :

PHẠM l ỉ Đ ư T(N(G

Biên tập Iiọi dung :
PHẠM Qĩ^ANG TÌỰ(C

Biên tập kĩ ihiiậi :
TRẰN THƯ

s ử a bản in :
N G Ụ y Ệ N MINH ÍỨ(C


L Ò I NÓI ĐẦU

Bài tập vật ỉí ử irườiig phồ Ihòng’ có ý nghĩa quan* trọng^
trong việc củng cỏi đ à o sàu, mò rộag, hoàn thiện kiến thức

lí Ihuyết và rèn luỵụn rho học ắÌilh khả năng vận dụng kiẽn.
t h ứ c v à o th ực tic‘Ịi5 g ỏ p Ị‘hỉln giác3 dục k ĩ thuật t ồ n g h ọ p và

hưởng nghiệp.
Giải bc^i lập vật ỉi đùi hỏi ở hiọc 3inb hoạt động trí íuộ
t ích cực, lự lặp va sámg lạO. Vỉ vậy, c6 lác dụrig tốt đối vởi
s ự p h á t 'ĩìịn lir (ị uy c ửa h ọ c si nhu

v i ệ c d ạ ỵ học vậít lỉ tron^ UưcVnìg phô thông hiện nay còn
chưa ])hát huy đư ợc hễt va i ỉrồ ciủa bài tập vật li trong việ«
thực hiện càc nhiệm vụ dạy học.
Dạy học sinh giải bải tập vặt li là một côn g việc khó khăn
v à 0 đó b ộ c l ộ rõ i:hat

Irìiih độ

c ủa n g ư ờ i g i á o

v i ê n v ậ t 11

trong việc h ư ở n g dẫn ìỉOạt độii£í trí tuệ của học si nh. Bỗri vậy,
t r o n g q u á t r ì n h đ à o tr^o Cíiáo viôn \ ặ t li

ỏ

trường sư phạm

c ầ n tn»ỉ!fỊ bị r:ho PínỊt v i ẻ u s ư p h ạ m vật ií n h ữ n g h i ẽ u b i ế t lí
ỉlivívết vi\ rèn

ỉ u y ệ n c h o si nh

viêíi

n ă n g s ư phạua

l ư ơ n g ứng» căn íhiot cho việc

vụ dạy học

v è bài tập vật lí,
T h e o c i i ươnf Ị t ri nh c ấỉ

sỗ ni>ũ‘ng tnôn niớỉ được đira

Đại

học s ư

ph^m, một trong

chương

trình đàơ táo ở

khoa vật li các trưòng Dại ho 5ư phạm là rnôn Phlĩơng pháp
d ạ y bàl tệp vật II, Môn học n;sy có nbiệm vụ

rèn luyộn cho

«inh viên sư phạm vật lí những kĩ năn^ càn thiết của công

líÉk,<ỉạỵ học -vệ bài tập vật 11; kĩ nãng g iả i bài tập và Irinb

bày

ỉời giải bài tập ; kĩ năng chọn soạn bài tập phù họp VỚI

những mực đích dạy họ3 nbất đ ị n h ; kĩ năng hướiig dẫn hạc

sinh gỉảỉ bằỉ iậ p ...
Tập sấeh này được soạn tbảo iàm tài liệu giảo khoa dùng
cho môn P hương pháp dạy bải lập nỏi trên ờ khoa

lí

tm ờ n g Đại học iư phạm. Trong tập sảch trlnh bày nhữogcơ
sử lí luận của việc dạy bài tập vật lí. Đ ó là các vấn clè : Vai
trò cảa bài tập vật u , phân loại bài tập vật lí, phươnị* pháp
g í i i bài tập vật lí, phtìơng pháp h ư ớ n g dẫn học sinh giải
bài lập vật lí vố câc hinh thứe đạy học ve bài tập vạt ii.
Trong c h ơ ơ n g I trinh bàv các loặi bài tập vặt lí căn cứ
theo các đặc điễm khác nhau của bài l ậ p ; theo nội dung của
bài tậ p ; theo phương thức g i ả i ; theo yèu cầu định lính lioặe
định lượng của việc ĩijghiên cứu vấA đồ đặt Tâ trong bài ỉậ p :
ih eò yốu cằu rèn I u j ệ n tư đuy của ưài tập.
Chương ĨI phân lích v ề tư duy và phương pháp giải bài
lộp. Đó lầ n h ữ a g hiều biốt khoa học về phương pháp căn
thiểl đối với giáo viẻrầ vật lí đề vận dụng vảo việc dạy cho
ầọc sinh phương pháp giải bài tập nổi chung, và nổi riêng là
vận đụng vào việc phân tích phương pháp giải từng bài tập

cụ thễ làm €ơ sở cho v iệ c xác định phương phấp hiiớĐg dẫn

hộữ sình gỉ&ỉ bài tập đó*

^

Chương III gỉởi thiệu các phương pháp hưởng dẫn học sinh
giải bài tập tư ơ n g ứng v ở ì các mục đích sư phạm cụ ihê lihảc
nhau của việc dâiđbà^UÌD.
Chương ĨV ^ỉớl thiặu cát hình thức lên 1'ớp vệ bải tặp
vật lí.
Về từng vẫn đè, Irong.tập sàch đèu có trinh bày c á c ilìỉ
dụ cụ thê đê minh họa ch o sự áp dụng các nguyên tẳcií thuyết.
Chương cuối cùữg củạ lập sách này phân tích phuơrag pliáp^
giải một số bài lậ p t ủ a một \ ầ h ầ ề , tííi trong giảo triniì vặt


h phồ thông đ ỉ giúp cho s!nh v i ê n ' ‘hiếu rỗ hơn việc piliân
tích 'phươQg pháp giải bài lập v ậ t-lí, áp .dụng vào những .^ài

tậ p Cụ thè trong các phằn của giáo t r i a h yật lí.

ở đâ y chi

trinh b à y rát vắn tắl sự phân tich phư ơng pháp giải,
Trong quá trình d ạ y học mồn P h ư ơ n g pliá,p dạy bài lập
v ậ t lí đề đảm bảo cho sinh viên thực sự nắm vững n h ữ o g cơ
sỏ lí luậ n vè bài tập vậí lí và áp d ụ « g được vào thực hành
d ạ v học, sinh vién cân đtfợc luyện tập t h ò n g / g u a các * bài
tập ' p p h ư ơ o g pháp úạy bài tầp vật lí

Những bài tập này
khốnơ phải chỉ đơn thuần là bài tập vật

ĩí. Trong nội dung

của những bài tập này. ctồrig thời v ớ i yêu cầu giải bài tập Vật
ií cụ tliỉ (yêu cììu ve mặt khoa học vật li) cỏn co y é u càu
về nr)ặt ph ư ơ n g pháp dạy ỉ)àti tậ[) Tật lí (yêu cầu*vê mặt khoa
học sư phạm).
Nội dung của các bài l;)p vè phương pháp đạỵ bải lập vật
ii có thề đượ^ cáu tạo theo các mẫu sau :
1. Giấi bài lụp «an : ^

»

Tilnli bỉiy n g u n gr>:i Ì6: giiui và soạn đẽ c ư ơ n g h ư ở n g d ẫ n
học HỈnh phân tich hiộn Uronig, vạch đ ư ở a g lối giải bài tập

n'Sy^
2. GiẲi bài lập sau :

.......... »

Dir kién khó khăn đối với học sinh trong việc giải bài tập
này* Cô thề đưa ra một bàĩ tập đơn giản hơn đễ gợi ý. h ư ớ n g
d ă n học sình giải bài tập ỉiầy »hư thẽ n à o ?
3. CUọni ba bài lộp thuộc phăn kiỗn thức « . . , »
Soạn đề cưcrng giải các hải tộp n à j và Jíh4i quát hóa phư ơng
pháp chung giải loại bài lập của phần này đề dạy clio học
sinh,

4. Soạn m ộ t hkì lậị> câu hỏi nhằm qua việc giải sS giúp
cho học sinh hiễu đÚDg, khắc phục
ra o học sinh về kiến t h ử c « . . , ^

sự h i í u lăm cổ lliế xẫy


s. Giải câ« bàỉ ỉập tổ... troĐg sảch bàỉ tập...» phần...
Xễp ìoại đồ sử dụng cốc bài tập đỏ trong quẤ trinh dạv
học v è đè tài này (trong tiến trinh nghiên c ứ u tài lỉệu Tũờỉ;
tiổt bải l ậ p ; tiẽ l òn t ậ p ; tiễt k ỉề m tra).
6, Sưu tầm h oặ c tự xây d ự n g eốc bài tập cố nội dunn thực
t l kĩ thnật liên quan đển sự vận dụng kiến t h ứ c
Dự

kiến TÌệc khai thác, sử đụag các bàí tập này trong tiễn trình
đạy học.
7. Soạn 10 bài tập cơ bảa k i ề u « c h ọ n câu trả !ờỉ cho «ằn »
đề dùng cbo^việo kiềm Ira# đ ả nh giả nhanh kiẽn thức e ủ a h ọ t

•inh về phần «
Tập s á c h này dành rỉêng cho phàn lí thuyết của c b ư a n g
trinh môn P h ư ơ n g pháp dạy bài tập vật lí. P hẫ n các bài tập
vật u đùng oho sinh viên ihực hành g iả i bồì l ậ p sẽ được biên

soạn thành một tập riêiỉg.
T ập sá ch này còng cỏ thê dùng làm tồi liệu tbam khảo bò
ich đổi TỞi cổc giáo viên vật lỉ ò trường p h ồ thông và đổi
vở i các b ạ n đọc quan lâm nghiên eửu vẫn đè bài lập vật !í.
T á e g iả

CHƯƠNG'I

VAI TRÒ CỦA BÀI TẬ P VẬT LÍ
TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ

§í. BÀI TẬP VẬT LÍ VÀ MỤC ĐÍCH sử DỰNG CHỦNG’
TRONG QUÁ TRINH DẠY HỌC

T rong thực tế dạy học, bài tập vật ỉí được hiều là
m ộ t vân đ ề được đặt ra đòi hỏi phải giải quyết nhờ
những s u y l i lôgich, n h ữ n g p h é p to á n và th i nghiệm
đựa trên cơ sờ các định luật và c4c phươ ng pháp vậl
lí. Hiều theo nghĩa rộng thì mỗi một v ấn đề xuẩt hiện
do nghiên cứu tài liệu giáo khoa cũng chính Jà mộl
bài tập đổi Với học sinh, Sự tư duy định hướng mội
cách tích cực luôn ỉuôn là việc giải bài tập.
T rong quá trình dạy học vật ụ các bài tập v ậ t lí có
tăm quan trọng đặc biệt. Chúng được sử dụng theo
những mục đích khác nhau.
|. Đài tập vật lí có thề dược sử đụng như \ầi phương
tiệ n n g h iê n cử u tà i liệu m ớ i khi tr a n g bị kiến thức
mới cho học- sinh nhằm đảm bảo cho học sinh lĩnli
hội đưỢc kiến thức mới một cách sâu sẵc yà
vững chẳc.


Thí dụ khi nghiên cứu thỉ nghiệm với hai h ò n bi. trđng
bài định luật b ả o toàn động lượng (SGK v ậ t lí !ớp

10, §41b) từ k ế t quả cùa thí nghiệm cho thấy ®haị ịỏc,
lệạh bằng nhau», suy r a vận tốc của hòn bi bên :rái
ngay sau lúc va chạm đúng bẵng vận tốc của hòn bi
bên phải ngay trước lóc va chạm và do đỏ chứng minh
được động lượng củã hai hòn bi s a u ỉú c va chạm đúng
bầng động lượng của chúng trư ớ c lúc va chạm. Giáo
viên có thề .cho học siaih íh a m -gia giậi quyết vấn đề
này một cách tích cựp dưới hlnh thức nêu r a cho học
sinh giải một bài tập p h át bìều như s a u : T ừ kếl quả
của thí nghiệm cho thấy hai gỏc lệch bằng nhau, hSy
so sánh vận tổc cùa hòn bì bên trải ngay sau lúc va
chạm với vận tốc ẹủạ hòn b,i bên phải ng ay trư ớ c lúc
va chạm, v ẩ từ đó so sánh tồng động lư ợ ng của hai
hòn bi trư ở c v à sau va chạm.
2.
Bài tập v ậ t lí là một p h ư ơ n g tiệ n rè n lu y ệ n cho
học sinh k h ấ n ã n g v ặ n đ ụ n g kiS n th ứ c , liên hệ lí
th u y ết với thực tế, học tập vởi đời sống.
Thi dụ khi học về định luật ô m cỏ thề r a cho học
sicỊh bài t ậ p : Giảị thích tại sao vào giờ « c a o điẽm ®
khi nhịều ngư,ộfi,sư-dụng điện thì đèn điện tối hơn lủc
bình th ư ờ n g ? Sau khi đã học về công v à công suẩt
của đòng điện cỏ thề r a cho học sinh bài tập sau :
Người ta cỏ thề dùng các bóng đèn tòại l l o v đề mSc
v ào m ạng điện cỏ hỉệu điện thế 220 V b àn g cách mâc
nối tiếp hai bóng đèn i i o v , nhưng phải chọn hal bóng
đèn có cùng công suất địirh mức như nhau. Hãy giải
thích vì sao ? Cũng cổ thè- phát biều bài tậ p này dưởi
hình thức khác khó hơn như s a u : Mạng điộn cỏ hiệu
điện thế 220V. JLàcn thế nào đề cổ tKề^ dùng các bóng

đèn này trong .việc thâp osáng? Khi giải các bài tậ p
như vậy sẽ làm cho học sinh nẳm vững h ơn các kiển

8


thứ c đâ học, đồhg thới tập chõ íiọc sinh quen với việc
liên hệ lí thuyết với thực tế vận dụng kiến thức đã
học v à o giải quyết các vấn đề đặt ra tro n g đời sóng
hàng ngày.
3. Bâi tập vật lí là một phương tiện có tầm quaà
tr ọ n g đặc biệt tron g việc r è n ỉu y ệ n tư d u y , b ò i d ư ữ n y
p h ư a n ợ p h á p n g h iê n cứu kh ó a học cho học sinh. Bởi
vì giải bài tập là một hình thức làm việc tự lực căn
b ả n của học sinh. Trong khi giải bài tập học sinh phải
phân tích điều kiện trong đề bài, tự xây dựng những
lập luận, thực hiện việG tính toán, khi cần thiết thì

phải tiến hành các thí nghiệm, thực hiện các phép
đo, xác dịạh sự phụ thuộc hàm số giữa các đạị.ẳượDg,
k i ề T H t r a các kết luận của mình. T ro n g những đi&u
kiện đỏ tu duy lôgích, tư duy. sáng tạo của học sinh
dược phát triền, năíỊg lực làm việc độc lập của học
sinh được nâng cao.
4. Bài tập vật lí là iĩiột Ịĩhư&rig tiệ n ôn tậ p , củng
cố hiến thức đã học một cách sinh động v à có hiệu
quả. Khi giải các bải tập đòi hỏi học sinh phải nhớ lại
c á c công íhức, định luật, kiến thức đa học, có khi đòi
hỏi phải vận dụng một cách tòng hợp các kiến thức đã
học trong cả một chương, ĩĩiột phần đo đổ học sinh sẽ

hi&u rõ hon và ghi nhớ vững chẳc những kiến thức
>đâ học.
5. Thông qua việc giải bài tậ p có íhề rèn /« y # « c h o
học sinh n h ữ n g đ ứ c tin h tố t như tinh th ầ n tự lập,
tíah càn thận, tính kiên tr u tinh thần v ư ợ t khó.
6. Bài lập v ậ t lí là một phương tiện đề kiềm t r a
đanh giá kiến thức kĩ năng của học sinh m ột cách
chính xác.


§ 2. PHÂN LỌẠI BÀI TẬP VẬT LÍ

Người t a phân loại bài tập vật lí theo nhiều đặc.
đ i ề m : theo nội đung, theo p h ư ơ n g thức cho điều kiện
và phương thức giải, theo yêu cău định tính hay định
lư ợ ng của việc nghiên cứu v ấ n đề theo yêu cău luyện
tập k ĩ năng hay p h á t, triền íư đỊiy s á n g tạo cùa học
sinh trong quá trình dạy học.
|. a) T heo nội dunc/ thì tr ư ớ c hết nên chia Các bà i
tậỊ> th e o cá c đ ầ tà i của -tài liệ u v ậ t l i của chúng.
Người ta phân biệt các bài tậ p về cơ học, về vật lí
phân t&, "về diện v.v.., Sự phân chia như vậy có tính
c h ấ t qiiy ước. Bởi vì kiến thứ c sử dụng trong giả thiết
của m ột bài tập th ư ờ n g là không phải chi lấy từ một
chương mà có thè là ĩăy từ những chương, những phần
k h ác nhau của giảo trinh v ậ t lí.
b)
Theo nội dung, ngườỉ ta còn phân biệt các b à i
tậ p có nội d u n g tr ừ u tư ợ n g v à b à i tậ p có nộ t d u n g
cụ th è. Thí dụ bài tập sau đ ây dược coi !â một bài

tập có nội đung trừu tư ợ n g :
Người ta kéo một vật cỏ khối lượng m lên một m ặt
p h ẳn g nghiêng cỏ chiều đài / và chiều cao h. Hệ sổ
ma s á t giữa vật và m ặt phẳng là k. Hãy xác định lực
lcéo cần thiết đề v ật lên đều.
N ét đặc trư n g của những bài tập trừu tư ợ n g là
tro n g điều kiện của bài tập, bản chẩt vật lí được nêu
bật lên, những chi tiết không bản ch ấ t đă được bỏ bớí.
Whững bài tập jnhư thế gỉủp cho học sinh dễ dàng nhận
ra căn sừ dụng công thức, định luật hay kiến thức
v ậ t lí gì đề giài, và do đó những bài tập trừu tư ợ ng
đơn giản thường được dùng đề cho học sinh tập dirợt
áp dụng công thức v ừ a học.
,
Cũng với nội đung v ậ t lí như trong bài tập v ừ a nói,
nhưng nếu trong điều kiện cỏ nỏi rõ mặt phằng^

10


nghiêng đó là một mặt phẳng như thế nào v à v ậ t được
kéo ỉên là cái gi, tro n g hoàn cảnh cụ thề n ào 'th ì bấy
giờ bài tập được coi là có nội dung, cụ thề; Thí dụ có
thề nêu đần bài tập như sa u :
Khi chuyền các'hòm gõ nặng 8 0 kg Jtù mặt đất lên
sàn ô tô vận tải cao 1,40 m, các công nhâín bốc xếp đã
đùng tấm ván bằng gỗ dài 2.8Ơ m đề bắc căii từ mặt
đát lên sàn xe và đầy các'hòm gỗ trư ợ t trên tấm ván
ĩên xe. H ãy xác định lực đàỵ tới thịèu căn thiết đề có
thề đay được các hòm gỗ đ^6 lên xe.

Khi giải bài tập này, học sinh phải nhận ra bản
chất vật lí của hiện tượng (lực tác dụng vào vật đề
giữ vật cận bằng trên mặt phẳng nghiêng) và phải
xem x é t hệ số ma s á t cụ thề giữa gỗ với gõ là bao
nliiôu. Những bài tập có nội dung cụ thè như vậy có
tác dụng tậ p cho học sinh phan tích các hiện tư ợ ng
thực tế cụ thề đề làm rõ bản chất vật lí và do đỏ có
thề vận dụng các kiến thức v ậ t lí cần thiết đề giải.
c) Các bài tập mà nội dung chứa đựng những
tài liệu về k ĩ thuật, về sản xuất công nông nghiệp, về
giao thông liên lạc được gọi là những b à i tậ p cỗ nộỉ
d u n g k ĩ th u ậ t tồ n g h ợ p .
d) Có những bài tập được gọi là b à i tậ p cỏ n ộ i
d u n g lịc h sử. Đó Ịà những bài tập chứa đựng những
kiến thức có đặc diềm lịch sử ; những dữ liệu vồ các thí
nghiệm v ậ t lí cồ điền, về những phát minh, sáng chế
hoặc về những câu chuyện có tính chất lịch sử.
Có những bài tập được gọi là bài. tậ p vui. Đó là
những bài tập §ử đụng các sự kiện hiện tượng kì lạ
hoặc vui. Việc giải các bài tập này sẽ làm cho tiết học
sinh dộng, nâng cao được hứng thú học tập của học
sinh.

11


'l..Tứieậ.'pầtfơng ihửc^ cho đ ịầ u ki4n hpỗc p h u ơ n g
#Azí"C:^/áí ngựởi tà-phân biệt
b ă n g lời, bài
tậ p th ự c n g h iệ m , bài tập tin h to à n bài tập đ ò thị,

a) Các b à i tậ p b ă n g lờ i Íhí khi giải cjiủ yếu chì
dùng lời nói đề ỉập iuận giải thích, đề đi tới kểt luận
ho ặ c câu trả lởi.
b) Gác b à i t ậ p tỉn h to á n thì khi giải bắt buộc píĩải
thực hiện các phép tính với các chữ hoặc số và sử
dụng các công thức, phương trình biều thị các mối
liên hệ giữa các đại lượng vật lí.
c) Các bài tập được gọi là th ụ c n g h iệm thì khi giải
phải S > dọng thí nghiệm dề đi tới mục đích nào dó.
Thí dụ như bài tập sau đ â y :
Cho một mạch điện như
tro n g hình vẽ (h.l.t). Trong
đó Ri, R* là những điện tr ở
mẫu dã biết. R là một biến
trở. Vôn kế Vj có bản'g chia

1

độ bị m ờ

Hình 1.1

nen

không

đọc

được số chi củ avôn kế. Hãy
xác định số chi của vôn

kếV2.

Khi giải bài tập này phải làm thi nghiệm đtì shì
dược số chi của vôn kế Vj và ghi các giá trị của các
-điện tr ớ R, và Rj. T ừ đó mới xác định được số chi
•của vôn kế Vj dựa trên kiến thức về sự ti lệ thuận
của các điện thế giữa-hai đău các điện tr ờ Rj, R, với
các điện trở đó.
Một thí .dụ k h á c : Có ba điện t r ở được măc như
tr o n g hình vẽ (h.t,2). Có các đồ dùng: nguồn điện,
am pe kế, vôn kế, các dây dẫn, ngât điện, Hay xác
định độ lớn củá các điện trờ đó nếu các dụng cụ đo
k h ô n g dược mắc vào tiếp điềm o của ba điện trở .
12


Có thề-gỉảì bài iập'iiày

Kị

Q

ởxỊữ. trến'thí'nghiêm líhư > Ịb-^

/

sau :
Mỉc nguồn điệiir ampe

kế, vôn kế Và các điệa trở

R, và R, như hinh vẽ(h,l-3'Ằ
Ta đọc được các giá trị Ị,
và u , ở ampe kế và vôn kẻ
và dễ dàng thây r â n g :

Hinh í,2

(1).
ở

đây phải coi rằng-

ampe kế có điện trở r ấ t
nhỏ và vôn kế có điện
tr ở rất lơn.
Tiến

hành

phép đo

tương tự với mạch điện
có các điện trở Rj và
ta c ó :

Hình Ì-3
L =

ư,
_

D + r ' hay R, +
2

3

_
R

3

u,
=
^2

,
( ).

2

,

Đối vói mạch điện có Rj và Rj ta có :
ư
I. = R + R

ư, , ,
( ).

3
Như vậy ta có một hệ ba phương trình ( 1 ), ( 2), ( 3 )

với 3 ần sổ là R|, Rj, Rj. Giải hệ phương trình n à y
hay R, +

ta Jcác định được R„ ĩ?„ R,.


d)
Các bài tập mà trong độ đồ thị đưiợc sử dụng
'Vào một mục -đích nào đó thì được gọi là b à i tộ p
đ ò thị,
T h i d ụ 1. Dựa vào đồ thị cho trong hình vẽ (h. . )
hãy mô tả chúyền động của vật, xác định thời gian,
(hrờng đi và gia tổc trê n từng đơậ'h đường.
Địều kiện cho trong bàị. tậjp hày !à một đồ thịi
Muốn giải được bài tập này học siiih phải hiều ý nghĩa
của đồ -thị. Ở đây lậ đồ thị biều diễn mổi liên hệ cùa
yận tốc và thờỉ gianíiDựa trên sự hịều rõ mối liên hệ
cụ thề của yặn tốc và
yfmỊ4)
k
thời gian cùa chuyồn
Ịđộng đã cho trong clồ
ịthị và vận dụng kiẽn
itỷiức -VẼ gia tốG' cùa
A
B
^huyền động biến đồi
đều, về đường đi cùa
chuyèn động dÊu và
chuyền động biến đồi

/Thọc sinh sẽ giải được
bài tập này.
Hình l A
® rA /
^ r e a điềm .
2, 3 trên đồ tHi dre trứtig n
hình 1. 5. biều diễn bạ
ír ạ n g íhải của cùng một
khối lượng khí. Hãy so
ứsánh thề tích cùa lượng
khí đó ở ba tr ạ n g thái
đã cho.
Khi giải bài tập này
học sinh phải hicu ý
«
nghĩa của đồ thị biều
Hình 1.5
diễn các tr ạ n g th ái của khối lượng khí, phải

14

►
ị

*

1

14.

liiều râng theo jỉinh iuật Saclơ thì tro n g quá trin h
<ỉầng tích, áp su ất của m ột khối lượng khí tỉ lệ th u ận
với nhiệt độ tuyệt đối (nghĩa là trên đồ thị (p,T) các
điềm ở tr ê n các đường thẳng đi qua gổc tọa độ biều
diễn các trạ n g thải có cùng thề tích) và hiềti r ằ n g
ụ ế u xét các tr ạ n g thái có cùng nhiệt độ thì theo đinh
lụật Bôi"“ Mạrịột khi đa biết tư ơ n g quan áp su ấ t ở hai
tr ạ n g tỉiái sỗ. suy ra đựợc tu ơ n g quan thề tích ở hai
t r ạ n g thái đó.
Có thề giải bài tập trên như sa u :

Hình Í.G

Vẽ các đường thẳng 01 , 02 , 03 ( h . 1. 6 ). Gủc điềm
nằm trên mỗi đưửng íhẳng này bièu diễn các í.''ạng
thái có cùng một thồ tích. Thị dụ các điềm t r ê n 01
biềii dien các trạng thái cùa khối lượng khí đó ứng
với cùíig một thồ tích như thề tích ờ tr ạ n g íháỉ 1. Vì,
vậy niuổn so sá n h các íhc tích của lượng khí ờ các
trạng thái 1, 2, 3 ta có thồ so sánh thồ tích cùa iượng
khí ờ các t r ạ n g thái biều diễn bằn g các điềm nắm t r ê n
các đ u ờ n g đẳng tích íư ơ ng ứng.
^ Từ điềno 1 hạ đường vuông góc lA với trục nhiệt
độ, icât đường idẳng tích 02 tại B v à cât đường đ ẳ n g
'tỉch 03 tại c.
15

'

Điềm B ờ ẹao hơn điềm^l chống iò ệ cỳĩìg m ộ t
nhiệt độ trạng thái 3 (^và đọ^ đó cả trạ n g 4hái ) có.ap
su ất lớn h ơ a ự ạ n g thái 1, súy ra rệfig ở trạn g ihái B
(và dọ đồ cả ở t r ạ n g thái ), lượng Hhí phải có thè tích
nhỏ hơn thề tích ở trạ n g thái 1.

2

2

Suy luận tư ơ ng
tr ậ n g thái c (và do
hơn ở trạiig thái 1,
khí phải có thề tích

tự ta thấy ở^ẹùng một nhiệt độ
đó ở trạn g tháỉ ) có áp s u ấ t nhỏ
suy ra rằn g ở trạn g thái 3 lượng
lớn hơn ở trạiig thái 1.

3

Tóm lại thề tích của lượng khí;^ trạn g thái 3 lớn
hơn ở tr ạ n g thái 1 và ở trạng thái l lớn hơn ở trạng
thái 2:
v .>
V, >
V,
Sự phân chia thành t^ác bài tập bằng lời, tính toán

thực nghiệm, đồ thị như trên là cổ tính chất quỵ ước.
B ài vì khi giải bài tập thường xảy ra trư ờ n g hợp
không chi sử đựng riêng một phướng thức. Chẳng hạn
khi làm bài tập thực nghiệm cần phái lập luận hhng
lời cũng như tro n g nhiều trư ờ n g hợp khác khi làm
bài tập tính toán đồng thời phải vẽ đồ thị.
3.
Đổi với các bài tập bằng lời (cổ khi cả đối vởi
các bài tập thực nghiệm, đõ thị) khi giải không đòi
hỏi phải tính to án mà thường chỉ dòi hỏi xác lập mói
liên hệ phụ thuộc về bản chất giữa các đại lượng vật
lí. Gòn các bài tập tính toán thì khi giải đòi hỏi phải
tính to án đề xác định mổi liên hệ phụ thuộc về lượng
giữa các đại lượng phải tim và nhận được trả lời dirới
dạng một công thức hoặc là một số. Vì vậy nếu xét
v ề đặc điềm của yêu cầu nghiên cứu văn đồ tr o n g
bài tập là định tính hay định lượng thì người ta còn
phận chia thành các b à i tậ p đ ịn h tỉn h \còví gọi là bài
tập cữu hỏi, bài tập ỉôgich) và bài t ậ p đ in h lư ợ n ỹ [
Bài tập định tính giúp cho học sinh nâm vững^ b ả a
16


c h ấ t vật lí của các văn đề học tập. Nó có tác dụng
rèn luyện tư duy lôgich của học sinh và tập cho học
sinh biết phân tích bản chất vật lí của hiện tượng. Đó là
việc r ấ t căn thiểí cho việc giải các bài tập phức tạp .
Vì vậy người ta thường cho học sinh giải các bài tậ p
định tỉnh trư ớ c rồi sau đó mới đến các bài tập tính
to á n phức tạp.

4.
T heo yêu càu lu y ệ n tậ p k ĩ n ă n g , p h á t tr iề n t ư
d u y học trong quá trình dạy học người ta phân biệt
các bài tập lu y ệ n tậ p và bài tập sả n g iợo.
a) Các b à i tậ p lu y ệ n tậ p được dùng đề rèn luyện
cho học sinh áp <ỉụng dirợc nhíìng kiến thức xác định
đồ giải lừng loại bài tập theo một mẫu xác định, ở
đây khổng đòi hỏi tư duy sáng tạo của học sinh mà chủ
j ếu lầ cho học sinh ỉuyện tập đồ nắm vững cách giải
đối vái một loại bài tập nhíít dinh dâ được chỉ dẵn.
b) Các bài t ậ p sáng íạo dược dùng đề phát írièn tư
duy sáng tạo của học sinh. Việc giải các bài tập này
đòi lìỏi Ur đuy sáng tạo của học sinh. Sự khác nhau
giữa bài lập s á n g tạo và bài íập luyộn tập là ở chỗ điều
kiện cho trong bí\i tập sáng lạo che đấu angôrit giải,
còn diều kiện cho trong bài tập luyện đã mang tịnh
chất nhắc bảo cho angôrit giai chúng. V.G.Raduniôxki phAn bịệt bai kỉèu bui tập sáng tạo tương ứng
vởi hai pha quan írọng trong chu tiinh sáng tạo khoa
học vật lí; sự clìuyền từ các sự kỉộn sa ng xây dựng
mô hình trừu tượng và ngược ỉại từ hệ quả lí thuyết
(nghĩa ỉà từ các mô hình írừu tượng mới) sang thực
nghiệin, sang những sự kiện thực tế mớL Kiều thứ
n hát được gọi là i à i tậ p n g h iè n cứUy trong đó cần
giải thích một hiện tượng chưa biết trên cơ sở mCh
hỉnh trừu tượng thích hợp rút từ lí thuyết vật lí. Thí
dụ như b à i tẬp s a u : Con tàu-^hifyền độiig đọc theo
2 - F .1125

008575

Ỉ7


bờ kẽnh. Một chiếc xe chạy thẳng ng ang qua boong
tầu. Vì sao từ trên bờ người ta thãy quỹ đạo chuyền
■động của xe có đạng vòng cung. (Điều này có thề
-quan s á t thấy tro n g đêm theo ánh sáng đèn gắn trên
xe). Kiều thứ hai của bài tập sáng tạo được gọi ’;à b à i
t ậ p t h i t t k í trong đó đòi hỏi thu được hiệu quả thực
tế phù hợp với mô hình trừu tượng (định luật, công
thức, đồ thị...) đã cho. Thí dụ bài tập s a u ; Cho đồ thị
phụ thuộc của gia tốc vào thời gian là một đường
th ẳn g song song với trục hoành và tại m ột thời điềm
nào đó đồ thị đi xuống dựng đứng. Làm thế nào thực
hiện được một chuyền động như th ế ?

§3. NHỮNG YÊU CẦU CHUNG TRONG DẠY HỌC
VỀ BÀI TẬP VẬT LÍ
I.
T ro ng dạy học vật li, giáo viên phải dự tinh kể
hoạch cho to àn bộ công việc về bài tập, với từngỊ dề
tài, với từng tiết học cụ thề. Có như vậy, mới phái
huy được khả năng của bài tập tro n g việc thực hiện
những yêu cău của dạy học vật lí. Căn phải thực hiện
các việc sau đ â y :
a) Lựa chọn, chuần bị các bài tập nêu vẩn đề dề
sử dụng trong các tiết nghiên cứu tài liệu mới nhằm
kích thích hứng thủ học tập và phát trịền tư duy của
học sinh.
b) Lựa chọn, chuần bị các bài tập nhằm củng cổ,

bô sung, hoàn thiện những kiến thức lí thuyết cụ thề
đã học, cung cẩp cho học sinh những hiều biết về
thực tế, k ĩ th u ậ t có liên quan với kiến thức lí thuyểí.
c) Lựa chọn, chuàn bị những bài tập điền hình
nhăm hướng dẫn cho học sinh vận dụng kiến thức đã

18


học đề giải những loại bài tập cơ b ả n ; hình thành
phương pháp chung giải mỗi loại bài tập đó.
d) L ựa chọn, chuàn bị các bài tập nhằm kiềm
t r a , đánh giá chẩt lượng kiến thức k ĩ năng của học
sinh về từng kiến thửc cụ thè và về từng phăn của
chương trinh.
e) Sấp xếp các bài tập dã lựa chọn thành một hệ
thổng, định rõ kế hoạch và phương pháp sử dụng tro n g
tiến trình dạy học.
2. T rong việc giải bài tập v ậ t lí phải dạy cho học
sinh biết vận dụng kiến thức đề giải quyết vấn đề dặt
r a , phải rèn luyện cho học sinh k ĩ năng giải những
loại bài tập cơ bân thuộc những phăn khác nhau của
giáo trình v ậ t ií phồ thông.
3. T rong việc giải bài íập vật lí phải đặc biệt coi
trọng việc rèn luyện tư duy và đảm bảo tính tự lập
của học sinh. Nhiều nhà bác học như Redơpho, Bo,
A nhxtanh, Kapitxa... đều nhấn m ạnh ràn g giải bài
tập không phải chỉ giúp cho học sinh củng cố kiến
thức, ỉuyệp tập áp dụng những định luật đã học mà
quan trọng hơn còn là hình th àn h chính phong cách

nghiên cửu của hoạt động trí tuệ, phương pháp tiếp
cận các hiện tượng nghiên cứu. P h á t triền tư duy học
sinh trong quá trình giải bài tập, cũng như trong mọi
hoạt dộng trí tuệ đòi hỏi phải áp dụng các hình thức
và phương pháp nhận thức khoa học.

Ỉ9


CHƯƠNG / /

PH Ư Ơ N G PH Á P GIẢI BÀI TẬ P VẬT LÍ

§1. Tư DUY TRONG QUÁ TRÌNH
GIẢI BÀ! TẬP VẬT LÍ

Đề có thè nêu ra được những nét chung cfia
phương pháp giài bài tập vật lí ta cần hiều rõ quá
trình tư duy trong việc xác lập đường ỉối giải một
bài tập vật lí.
Mục đích cần đạt tới khi giải một bài tập vật lí
là tìm câu t r ả lời đúng đắn, giải đáp được vấn đề đ ặ t
ra. một cách có căn cứ khoa học chặt chẽ.
Quá trình giải một bài tập vật lí thực chất là quá
trình tìm hiều diều kiện của bài tập, xem xét hiện
tượng vật lí được đề cập và đựa trên kiến thức vật lí—
to á n đè nghĩ tới những mối liên hệ có thề có của các
cái đ ã cho và cáẹ cái p h ả i tìm , sao cho có thề thấy
được cái phải tìm có liên hệ trực tiếp hoặc gián tiếp với
cái đã cho. Từ đó đi tới ehĩ rõ được mối liên hệ tường

minh trực tiếp của cái phải tìm chỉ với những cái đă
biết, tức là tìm được lời giải đáp. Các cống thửc,
phương trình mà ta xác lập được dựa theo các kiến
thức vật lí và điều kiện cụ thề của bài tập là sự biều


diễn những mối liên hệ định lượng giữa các đại
lượng vật lí. Trong các phương trình đó, tùy theo
iỉíềii kiện của bài tập cụ thề mà cỏ thề đại lượng
n à y là đại lượng đã cho, đại lượng kia là đại lượng
phải tìm và có thề có đại ỉượng khác nữa chưa biết,
Nỏ không phải là câu hỏỉ của bài tập, nhưng cũng
k hông phải là đại lượng đã cho. Thí dụ phương trinh
s -

—-— hìều diễn mối liên hệ giữa các đại ỉượng:
2

độ dời s , gia tốc a và thời gian t. Ph ương trình này
có thề được sử dụng khi giải một bài tập nào đó mà
theo điều kiện của nó thì có thề s là đại lượng đã cho,
/ là dại lượng phải tìm, còn a ỉà một đại lượng chưa
biết. Phương írình này cho ta thấy đại lượng phải
tlm / có mối liên hệ với đại lượng đó cho s ,
nhirng đó chưa phải là mối liôn hộ của cái phải
tlm (/) chi với những cái đã cho (kS*) mà cả với cái
chưa biết (a) nữa. Muổỉì đi tới được lời giải đáp cuối
cùng (xác định đirợc /), ta phải tiếp tục dựa trên điều
kiện của bài í(ip và kiến íh rc vật ìí đề dăn ra được
nhĩrng mối liên hệ khúc nữa, "rong đó có mối ỉiên hệ

của cái chưa biết (dr) với những cái đã cho. D ự a tr ên
tập hợp những mốị ỉiênhệ nầy (hộ thổng các phương
trình) ta mới có thề ỉuận giải, íính toán đề có lởi giải
đáp cuối cùng (xác dịnh được mối liên hộ tường
minh, trực tiốp của cái phải tìm (/) chỉ với những cái
dã cho). Đối với những bài tập tính toán định lượng
thì những công việc vừa nói chính là việc thiết Jập
các phương trình và giải hệ phương trình dề tìm
nghiệm của àn số.
T a có thề mô hình hóa cảc mối liên hệ cùa cáỉ đa
cho, cái phải tìm và cái chưa biết như hình 2. 1.T rong
í!ó (x) là cải phải tìm ; (a), (ò)... ià những cái đã cho...
21


2

(/). { ).., là những
ìỉ) ©
© . . . © . d)
cái chưa biết. Giả sử khi
giải một bài tập nào đó,
phân tích điều kiện trong
H ì n h 2.1
đề bài và đựa trên kiến thức vật n ta dãn ra được
sáu mối liên hệ được mô hình hóa như ờ hình 2. 2
Sáu mối liên hệ nàv cho ta thấy có mối liên hệ
giữa cáị phải tìm (^) với cảc cái đã cho (a) ib) (c)
\d ) (e) iff) (h) (í) (^Ẩr)thổng qua mối liên hệ của chúng
với các cái chưa biết ( / ) { ) { ) { ) ( ). Nhờ hệ thổng

sáu mối liên 'hệ này mà ta có thề làm sá n g tỏ (hoặc
loại trừ ) các cái ch u a b ịi t đfe rồi xảc định dược cái
phải ỉỉm.

2 3 4 5

n

M

ỵ:

22

tỉình 2.2


Hình 2. 3 mô hình hóa quá trình làm sáng tò các
y ế u tố chưa biết tron g các mối liên hệ đa xác lập
được đề đi đến x ác định được cái phải tìm.

Hình
- T ừ mói liên hệ III rú t ra ( )
“ Thế ( ) vào II, rú t ra ( l)
- Tìr V rút ra ( ). Từ VI rú t ra ( ).
- Thế (4) và (5) vào IV. rút ra ( ).
•" T hế ( t ) và ( ) vào I rút ra (x).
Sự phân tích trên đây về tư duy giải bài tập vật lí
cho thẩy hai phăn việc cơ bản quan trọng là :
a) Việc xác lập được những mổi liên hệ cụ thề dựa

IrSn sự vận dụng kiến thức v ậ t lí vào điều kiện cụ thè
của bải tập dã cho.
b) Sự tiếp tục luận giải, tính to á n đi từ những mối
liên hệ đã xác lập được đến kết iuận cuối cùng của
việc giải đáp vẩn đề được đặt r a trong bài tậí>. Sự
thực hiện hai phần việc này có thề theo trinh tự như
tro n g thí dụ trên, nhưng cũng có thề xen kẽ, hồa lẫn
vào nhau. Dù trong trư ờ n g hợp nào thì về mặt vật
lí, đ iỉu mấu chốt quan trọng của việc giải bài tập v ã n
là phải xác lập được những mối liên hệ cụ thề cần
th iế t của cái phải tìm và cái đã cho dựa trên sự vận
dụng kiến th ứ c vật lí vào đièu kiện cụ thề của bài tậ p .

3

3

4
2

2

5

23


S ự nâm vững lời giải một bài tập phải trả lời ciược
câu hỏi: Việc giải bài tập này căn x ả c l ậ p đ ư ợ c
n h ữ n g m ôi liên hệ cơ bản n à o ? Sự xác lập các niối

liên hệ cơ bản cụ thề này dự a trê n sự vậ n d ụ n g kiến
th ử c v ậ t li g ì vào đ iề u kiện cụ th ề g ĩ của bài tậ p ?
S ự nâm vững như vậy của người giáo viên v ậ t lí trong
*dạy học sẽ giúp cho sự định hướng phương pháp dạy
học về bài tập một cách đúng đ â n v à có hiệu quả.
Đổi với những bài tập đơn giản thì khi vận dụng
lciến thức vật lí vào điều kiện cụ thề của bài tập ta
thề thấy ngay được mối liên hệ trực tiếp của cái
phải tìm với những cải đã cho, Chằng hạn cỏ thồ dẫn
r a ngay một cống thức^vật lí mà trong đó cóch ứa(fại
lượng phải tìm cùng với các đại lirợng khác đêu là
<^ác đại lượng đã cho hoặc đã biết. Nhưng đói với các
bài tập phức tạp hơn thì thường không thề dẫn ra
ngay được mối liên hệ trực tiếp cùa cái phải tìm với
các cái đă cho, mà phải dựa tr ên một sổ các mốí ỉiên
hệ trong đó có chứa yếu tổ phải tìm hoặc yếu tố đâ
cho cùng với các yếu tố khác chưa cho biết trong
đ i ề u k i ệ n c ủ a b à i t ậ p , r ồ i t i ế p t ụ c l u ậ n g i ả i đề đ i t ớ i

xác lập được mối liên hệ trực tiếp của cáỉ plìảí tìm
với các cái đă cho. Trong sự biến đ ồ i các m ỏ i h ê n
hệ ban đầu đề đi đến xác định được cái phải tìm ta
th ấy có va i trò quan tr ọ n g của sự vận dụng^ các
k iẽ n thức, k ĩ n ă n g to á n học. Cùng với những kiến
thức vật lỉ. Tro n g nhiều bài tập vậ t lí khó khcin chủ
y ế u đối với học siiih có thề là ở khâu này. Giáo viên
v ậ t 11 cần thẩy rổ đề có thề hướng dẫn giủp đỡ học
sin h đúng chỗ cần thiết nhẩt.
Chứ ý : Đối với các bài tập định tính, khổng cần
phải tính to án phức tạp, nhưng vẫn càn có s ự suy

•luận lôgich, Giáo viên cần giủp đỡ học sinh trong việc


luận giải chặt chẽ từngbirớc đề đi đến kết ỉuận cuói
cùng. Trong írường hợp này ta c ũ n g có thề mổ hlnh
hóa tiến trình luận giải b ằ n g một sơ đò khái quát.
Kỉnh 2.4 là một thí dụ diỗ.ỉ tả tiến trình luận giải như
s a u ; Nhờ mối liên hệ I rút ra kết luận (l). Dựa trên
k é t luận ( t ) cùng với mối liên hệ II rứt ra kết luận
( 2 ). Dựa trên kết luận ( 2) cùng với mối liỗn hệ III rút
r a kết luận cuối cùng ( ).
Dưới đây ta xét mấy thí dụ cụ thề:
T h i d ụ /. Người ta thả một cái thùng có khối lượng
280 kg cho chuyền động n h a n h dần đều xuống một
hăni ỉĩ mỏ. Trong lOs đầu nó rơi đ ư ợ G 35 m. Xác định
sức căng của dây treo. L l y g ” 9,8m/s^

3

H

1

+ ® Hình 2.4

1. T ro n g bài tập này cáỉ dă cho ỉà :
Khối lượng của thùng m = 280 kg,
— Chuyền động nhanh dán dều không có vận tốc
ban đ'âu,
— Quãng đường đi được s - 35 m,

Sau thời gian t = í Os.
Cái phải tìm l à :
— Sức căng T của đâ}^ treo.
2 . Suy nghĩ vồ điều kiện cồa bàỉ tập cho phép xác
lập các mói liên hệ cụ thề như sau:
Thùng chuyền động nhanh dần đều không có vận
tốc ban đầu. Ap dụng phương trinh đường đi của
chuyền động nhanh dàn đều, ta xác lập được mối liên
hệ thứ nhất (của đường đi, pia tốc và Ihời gian);
at . .
s = ^ ( 1).
25