Một số giải pháp giải quyết bài toán phương án thực nghiệm phần cơ học và dòng điện không đổi cho việc ôn thi học sinh giỏi văn hóa cấp tỉnh môn vật lí lớp 11 đạt thành tích cao

1. MỞ ĐẦU
1.1. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Bồi dưỡng học sinh giỏi không chỉ là trách nhiệm mà còn là niềm vui
nghề nghiệp mà mỗi thầy cô giáo đều mong muốn được làm. Đây cũng là cơ hội
để mỗi người giáo viên tự rèn luyện, nâng cao trình độ chuyên môn nghiệp vụ.
Qua mỗi lần bồi dưỡng học sinh giỏi, ngoài việc trưởng thành của học sinh thì
cái được lớn nhất của người thầy đó là kinh nghiệm và uy tín trước học sinh và
đồng nghiệp.
Trong những năm gần đây, trong đề thi HSG văn hóa cấp tỉnh môn Vật lí
lớp 11 luôn có “câu 10” là “bài toán về phương án thực nghiệm”. Đây là một
loại bài tập khó, kiến thức rộng. Để làm được loại bài tập này thì học sinh phải
biết kết hợp nhuần nhuyễn giữa lý thuyết và thực hành, biết sử dụng thành thạo
các dụng cụ đo...
Thấy rõ tầm quan trọng của việc giải quyết “bài toán về phương án thực
nghiệm”, nên tôi đã nghiên cứu đề tài Một số giải pháp giải quyết bài toán
“Phương án thực nghiệm phần Cơ học và Dòng điện không đổi” cho việc ôn
thi học sinh giỏi văn hóa cấp tỉnh môn Vật lí lớp 11 đạt thành tích cao với
mong muốn nâng cao hiệu quả ôn thi HSG môn Vật lí của trường THPT Triệu
Sơn 3 và được trao đổi kinh nghiệm với đồng nghiệp trong và ngoài cơ quan.
1.2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
Tôi thực hiện đề tài này nhằm hướng tới một số mục đích cơ bản sau:
- Khảo sát, đánh giá được thực trạng việc ôn thi học sinh giỏi văn hóa cấp
tỉnh môn Vật lí của trường THPT Triệu Sơn 3.
- Nghiên cứu cách giải quyết hiệu quả “Bài toán phương án thực nghiệm
phần Cơ học và Dòng điện không đổi”.
- Truyền cảm hứng học môn Vật lí cho học sinh trong việc ôn thi HSG,
giúp các em học sinh tự tin, yêu môn học, tích cực tự tìm tòi, học hỏi để nâng
cao trình độ, nhằm đạt kết quả cao trong kì thi HSG văn hóa cấp tỉnh.
1.3. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
Đối tượng nghiên cứu là “Bài toán phương án thực nghiệm phần Cơ học
và Dòng điện không đổi” trong đề thi HSG văn hóa cấp tỉnh môn Vật lí lớp 11.

1.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
Để tiến hành nghiên cứu đề tài, tôi đã sử dụng một số phương pháp sau:
Phương pháp nghiên cứu xây dựng cơ sở lí thuyết: Sách giáo khoa; các tài
liệu tập huấn (một số phương pháp và kĩ thuật dạy học tích cực; phương pháp, kĩ
thuật tổ chức hoạt động học và hướng dẫn học sinh tự học; đổi mới tổ chức hoạt
động giáo dục theo định hướng phát triển năng lực học sinh…); Trường học kết
nối; nguồn tài liệu trên mạng Internet; tài liệu ôn thi HSG lớp 10, lớp 11…
Phương pháp điều tra khảo sát thực tế và thu thập thông tin: Thu thập
thông tin từ thực trạng ôn thi HSG môn Vật lí tại trường THPT Triệu Sơn 3.
1


Phương pháp thống kê, xử lí số liệu: Tổng hợp, xử lí số liệu về hiệu quả
của việc áp dụng đề tài trước và sau khi thực hiện nghiên cứu.
2. NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
2.1. CƠ SỞ LÍ LUẬN
2.1.1. Ý nghĩa của bài tập phương án thực nghiệm
Bài toán tìm phương án thực nghiệm là một bài toán không thể thiếu được
trong các đề thi HSG các cấp hiện nay. Loại bài tập này không chỉ kiểm tra được
sự chắc chắn về lý thuyết của học sinh mà còn kiểm tra được sự vận dụng lý
thuyết đã học để giải quyết các vấn đề trong thực tiễn. Giải quyết được bài toán
tìm phương án thực nghiệm sẽ giúp học sinh phát triển được năng lực tư duy
thực tiễn, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo..., đây là một trong các năng
lực rất đặc trưng của môn Vật lí cần có để thực hiện mục tiêu đào tạo được
những con người phát triển toàn diện.
2.1.2. Phương pháp giải bài toán tìm phương án thực nghiệm
Bài toán tìm phương án thực nghiệm là một loại bài toán như sau: Cho
một số thiết bị, dụng cụ, dữ liệu… từ đó hãy trình bày phương án để tìm một đại
lượng vật lí. Học sinh phải dựa trên các nền tảng kiến thức đã học về các nguyên
lý, các định luật, các định nghĩa, các công thức…để đưa ra một phương án thực

nghiệm tốt nhất, nhằm xác định đại lượng cần tìm. Một bài toán nhưng có thể có
nhiều phương án thực nghiệm khác nhau. Học sinh cần có ý tưởng để đề xuất
phương án thực nghiệm, phân tích để lựa chọn phương án tốt nhất, triển khai
tiến hành thí nghiệm theo phương án đã lựa chọn để xác định đại lượng cần đo.
2.2. THỰC TRẠNG CỦA VẤN ĐỀ TRƯỚC KHI ÁP DỤNG SÁNG KIẾN
KINH NGHIỆM
Bài toán phương án thực nghiệm phần cơ học và dòng điện không đổi là
một chủ đề khó, rộng, nhiều kiến thức mà có lẽ khi trực tiếp ôn thi HSG môn
Vật lí lớp 11 các thầy cô giáo và các em học sinh sẽ cảm nhận được. Thường thì
trong đề thi HSG văn hóa cấp tỉnh, câu phương án thực nghiệm là “Câu 10” câu
“ăn điểm” quyết định, phân loại nên khi ôn thi HSG các thầy cô giáo và các em
học sinh ít đầu tư chủ đề này, thường chỉ có các thầy cô giáo có các em học sinh
học tốt, có thể vươn tới giải Nhất, Nhì thì mới thực sự quan tâm.
2.2.1. Về hứng thú học tập và hiệu quả tiếp thu chủ đề “Bài toán phương án
thực nghiệm phần Cơ học và Dòng điện không đổi lớp 10, 11”: Được thực
hiện qua phiếu điều tra, kết quả của phiếu điều tra năm học 2017-2018: Phụ lục
1.
2.2.2. Nguyên nhân chủ yếu làm học sinh chưa hứng thú tiếp thu bài: Được
thực hiện qua phiếu điều tra, kết quả của phiếu điều tra năm học 2017-2018: Phụ
lục 2.
2.2.3. Kết luận
2


Số học sinh rất thích chủ đề học còn ít, nguyên nhân chủ yếu là do chủ đề
khó, học sinh ít được làm thí nghiệm thực hành khi học nên các em thấy rằng
mình không có khả năng vươn tới giải quyết loại bài tập này.
2.3. CÁC GIẢI PHÁP ĐÃ SỬ DỤNG ĐỂ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
2.3.1. Giải pháp 1: Ôn tập phần kiến thức có liên quan
2.3.1.1. Sai số trong thí nghiệm thực hành

a) Phép đo và sai số:
Kết quả của các phép đo không bao giờ đúng hoàn toàn với giá trị thật của
đại lượng cần đo. Nguyên nhân gây ra sai số của phép đo có thể là do dụng cụ
đo, quy trình đo, chủ quan của người đo...
Xét phép đo đại lượng A với các lần đo được các kết quả như sau:
Lần đo

Lần 1

Lần 2

Lần 3

Lần...

Lần n

Kết quả

A1

A2

A3

......

An

Giá trị trung bình của đại lượng: A 

A1  A2  ...  An
(1)
n

Gọi sai số tuyệt đối là: A
Khi này, giá trị của đại lượng A được viết dưới dạng: A  A �A .
b) Các loại sai số thường dùng:
- Sai số tuyệt đối:
Sai số tuyệt đối ứng với mỗi lần đo:
A1  A  A1 ; A2  A  A2 ;...; An  A  An

Nếu số lần đo n �5 thì dùng công thức: A 
Nếu số lần đo n  5 thì dùng công thức: A 

A1  A2  ...An
(2)
n
Amax  Amin
(3)
2

Sai số tuyệt đối của phép đo là tổng sai số ngẫu nhiên và sai số dụng cụ:
A  A  A' ; Với A' là sai số dụng cụ, thường lấy là 1 độ chia nhỏ nhất.

- Sai số tỉ đối:  A 

A
; sai số tỉ đối càng nhỏ thì phép đo càng chính xác.
A

c) Tính sai số:
- Sai số của một tổng: y  a �b � y  a  b
- Sai số tỉ đối:
�y  ab
y a b
�


y
a
b
�y  a / b

+ Của một tích và một thương: �

3


y

a

n
+ Của một lũy thừa: y  a � y  n a

Một số ví dụ tính sai số tỉ đối:

S   ( R 2 )
R

 0)


2
Đo diện tích hình tròn: S   .R �
(ta lấy
2

S

R
R
2

Đo gia tốc rơi tự do: g 

2S
g 2 S (t 2 ) S
t
�


 2 
2
2
t
g
2
S
S

t
t

Đo điện trở bằng vôn kế và ampe kế: R 

U
R U I
�


I
R
U
I

Đo điện trở của dây kim loại hình trụ bằng thước đo chiều dài và thước
kẹp:
R

l
l
R   l ( R 2 ) l
R

�


 



2
2
S
R
R


l
l
R
R2

- Lưu ý:
+ Nếu trong công thức xác định đại lượng đo gián tiếp có chứa các hằng
số (như  , e... ) thì hằng số phải được lấy đến số lẻ thập phân sao cho sai số tỉ đối
do phép lấy gần đúng gây ra có thể bỏ qua, nghĩa là nó phải nhỏ hơn 1/10 tổng
các sai số tỉ đối có mặt trong cùng công thức tính.
+ Nếu công thức xác định đại lượng đo gián tiếp tương đối phức tạp, các
dụng cụ đo trực tiếp có độ chính xác cao, sai số gây ra chủ yếu do yếu tố ngẫu
nhiên, thì người ta thường bỏ qua sai số dụng cụ. Đại lượng đo gián tiếp thường
tính cho mỗi lần đo, sau đó tính trung bình và tính sai số ngẫu nhiên như các
công thức (1),(2),(3).
2.3.1.2. Nhắc lại các dụng cụ đo trực tiếp thường dùng
a) Phần Cơ học
TÊN ĐẠI LƯỢNG
TT TÊN DỤNG CỤ ĐO
ĐO
1
Cân.
Đo khối lượng.

2
Thước dài.
Đo chiều dài.
3
Thước đo độ.
Đo góc.
Đo đường kính trong,
4
Thước cặp
đường kính ngoài.
5
Đồng hồ
Đo thời gian.
6
Lực kế
Đo lực.
b) Phần Dòng điện không đổi
TT TÊN DỤNG CỤ ĐO TÊN ĐẠI LƯỢNG ĐO
1
Ampe kế.
Cường độ dòng điện.
2
Vôn kế.
Hiệu điện thế.
3
Đồng hồ đa năng.
I, U, R.

ĐƠN VỊ ĐO
kg

m
độ
m
s
N
ĐƠN VỊ
A
V
A, V, 
4


4
5
6
7

Nhiệt kế.
Đo nhiệt độ.
độ, K
Đồng hồ.
Thời gian.
s
Cân.
Khối lượng
kg
Thước dài.
Đo chiều dài
m
Lưu ý:

- Ampe kế lí tưởng có điện trở RA �0 , còn nếu đề bài không cho ampe kế
là lí tưởng thì phải coi ampe kế là một điện trở có giá trị khác không.
- Vôn kế lí tưởng có điện trở RV  �, còn nếu đề bài không cho vôn kế lí
tưởng thì coi vôn kế là một điện trở hữu hạn.
- Ampe kế được mắc nối tiếp, vôn kế được mắc song song vào mạch điện.
- Đối với đồng hồ đa năng:
+ Khi cần đo cường độ dòng điện một chiều, chuyển về thang đo DCA,
lựa chọn thang đo phù hợp, lớn hơn các giá trị cần đo và gần các giá trị đó nhất.
+ Khi cần đo điệp áp 1 chiều chuyển về thang đo DCV, lựa chọn thang đo
phù hợp, lớn hơn các giá trị cần đo và gần các giá trị đó nhất.
+ Khi cần đo điện trở chuyển về thang đo  , lựa chọn thang đo phù hợp,
lớn hơn các giá trị cần đo và gần các giá trị đó nhất.
2.3.2. Giải pháp 2: Nêu các bước giải bài toán tìm phương án thực nghiệm
Bước 1: Phân tích đề bài, nêu các nguyên lý, các định luật, các công thức...liên
quan đến đại lượng cần tìm. Ở bước này, giáo viên cần khéo léo dẫn dắt để học
sinh có thể tham gia nhắc lại các kiến thức liên quan đến việc giải quyết bài
toán.
Bước 2: Tìm hiểu các phương án thực nghiệm cụ thể và xây dựng cơ sở lý
thuyết: Ở bước này, cùng tìm một đại lượng nhưng có thể có rất nhiều phương
án khác nhau để dẫn tới kết quả, với mỗi phương án cần phải có đầy đủ cơ sở lý
thuyết cho phương án đó.
Bước 3: Phân tích, lựa chọn phương án thực nghiệm phù hợp nhất với các điều
kiện đề bài cho, dễ tiến hành nhất, sai số trong các phép đo ít nhất... Phải đọc
thật kỹ đề bài, xem đề bài cho các dụng cụ, thiết bị nào, tuyệt đối không sử dụng
các dụng cụ, thiết bị mà đề bài không cho. Nếu bước 1 chỉ tìm được duy nhất 1
phương án thực nghiệm phù hợp thì ta lựa chọn luôn phương án đó (ta bỏ qua
bước 2).
Bước 4: Trình bày tiến trình tiến hành thí nghiệm, cách lắp ráp, bố trí thí
nghiệm, làm công việc gì trước, công việc gì sau, cách đo các đại lượng cần
thiết...

Bước 5: Thực hiện thí nghiệm nhiều lần, lập bảng dữ liệu. Xử lí số liệu: áp dụng
các công thức tính giá trị trung bình, công thức tính sai số của phép đo trực tiếp
và gián tiếp, từ đó tìm được giá trị của đại lượng cần đo, đại lượng cần đo A sẽ
được viết dưới dạng: A  A �A .
2.3.3. Giải pháp 3: Thảo luận, trình bày các bài tập mẫu
2.3.3.1. Phần Cơ học
5


Ví dụ 1: Cho các dụng cụ, thiết bị sau: Một hòn bi sắt nhỏ, một đồng hồ bấm
giây, một thước đo chiều dài. Hãy lập phương án thực nghiệm xác định gia tốc
rơi tự do g tại nơi làm thí nghiệm.
HƯỚNG DẪN
- Phân tích đề bài, các công thức liên quan
+ Khi thả một vật rơi ở gần bề mặt Trái đất, vật chịu tác dụng của trọng
lực nên nó sẽ rơi xuống mặt đất.
2h
� 1 2
h  gt � g  2
�
� 2
t
�
+ Các công thức liên quan đến gia tốc rơi tự do: �
v2
v  2gh � g 
�
2h

- Đề xuất phương án thí nghiệm:

+ Phương án 1: Thả viên bi rơi tự do từ độ cao h so với mặt đất. Dùng
đồng hồ đo thời gian rơi, dùng thước đo chiều cao h (theo phương thẳng đứng).
1
2

Cơ sở lý thuyết: Áp dụng công thức: h  gt 2 � g 

2h
(1)
t2

Như vậy, chỉ cần đo h và t thay vào công thức trên ta tính được g.
uu
r

+ Phương án 2: Truyền cho hòn bi một vận tốc ban đầu v0 theo phương
ngang từ độ cao h. Dùng đồng hồ đo thời gian rơi, dùng thước đo chiều dài đo
chiều cao h (theo phương thẳng đứng).
Cơ sở lý thuyết: Thời gian chuyển động của một vật ném ngang bằng thời
gian rơi tự do của một vật ở cùng độ cao. Do đó, áp dụng công thức:
h

1 2
2h
gt � g  2
2
t

h

h

Phương án 1

Phương án 2

- Đánh giá ưu nhược điểm của từng phương án:
+ Phương án 1: Dễ tiến hành, thiết bị và dụng cụ sử dụng phù hợp với
yêu cầu của đề bài.
+ Phương án 2: Khó tiến hành hơn phương án 1 vì việc truyền vận tốc
ban đầu cho vật theo phương ngang khó làm hơn là thả vật rơi tự do.
Như vậy, qua việc phân tích các phương án, ta chọn phương án 1.
6


- Tiến hành thí nghiệm: Chọn một vị trí phương thẳng đứng, nên chọn gần một
bức tường phẳng, thẳng đứng để dễ đo độ cao h, nên chọn h cỡ vài mét để dễ đo
thời gian hơn. Thả vật rơi tự do, dùng đồng hồ đo thời gian rơi của vật.
- Thực hiện phép đo h và t nhiều lần (ít nhất 5 lần đo), lập bảng số liệu:
Lần đo
h
t
g
1
…
Từ bảng dữ liệu và công thức (1) ta tính được: g và g và viết được kết
quả dưới dạng: g  g �g
Ví dụ 2: Hãy nêu phương án xác định hệ số ma sát nghỉ giữa một thanh cứng
chiều dài l, nhẹ với một tấm tôn mỏng, phẳng, đủ rộng. Dụng cụ bao gồm: thước
đo chiều dài, tấm tôn phẳng, thanh cứng nhẹ.

HƯỚNG DẪN
- Phân tích đề bài, các công thức liên quan
+ Thanh cứng đặt trên một tấm tôn, nếu có ngoại lực có xu hướng làm
thanh cứng dịch chuyển thì sẽ xuất hiện lực ma sát nghỉ do tấm tôn tác dụng lên
thanh cứng. Nếu ngoại lực đủ lớn, lực ma sát nghỉ sẽ đạt cực đại sau đó vật
chuyển động; lực ma sát do tấm tôn tác dụng lên thanh cứng lúc thanh chuyển
động là lực ma sát trượt. Cũng cần chú ý là đề bài chỉ cho thanh cứng, không
cho tấm tôn cứng.
+ Các công thức liên quan:
Lực ma sát nghỉ cực đại: FM  n N ; lực ma sát trượt: Fmst  t N ;
lực ma sát lăn: Fmsl  l N ; với N là phản lực của mặt đỡ lên vật.
- Đề xuất phương án thí nghiệm:
+ Phương án 1: Đặt thanh nhẹ lên trên tấm tôn, nâng cả tấm tôn và thanh
nhẹ nghiêng dần, đến lúc thanh bắt đầu trượt thì dừng lại và đo góc nghiêng.
Cơ sở lý thuyết: Khi thanh bắt đầu trượt trên tấm tôn thì:
h

FM  P.sin  � n P cos   P sin  � n  tan  

l 2  h2

(1)

Như vậy, chỉ cần đo h, l ta sẽ tìm được 
+ Phương án 2: Đặt tấm tôn cố định trên mặt phẳngurnằm ngang. Dựng
thanh thẳng đứng trên tấm tôn. Dùng tay tác dụng một lực F vào
đầu trên của
ur
thanh theo phương thẳng đứng xuống. Thay đổi phương của lực F một chút cho
thanh từ từ ngả xuống. Đến khi góc giữa thanh và phương ngang bằng  thì

thanh bắt đầu trượt.
l

h



u
r
F

h

l



Cơ
sở
lí thuyết:
Ta có: Áp dụng điều kiện cân bằng
của thanh:
Phương án 2
ur uu
r uuPhương
u
r r án 1
F  N  Fms  0 � FM  F .cos    n N   n F sin  �  n  cot 

7

Do độ cao của đầu thanh khi đó bằng h, chiều dài thanh bằng l ta được:
l 2  h2

(2)
h

- Đánh giá ưu nhược điểm của từng phương án:
+ Phương án 1: Tấm tôn mỏng, rộng nên việc đưa lên, hạ xuống để vẫn
phẳng là rất khó; mặt khác thước nhẹ (coi m �0 ) nên để thước trượt trên tấm tôn
do tác dụng của trọng lực là rất khó.
+ Phương án 2: Hạn chế được các nhược điểm của phương án 1, dễ tiến
hành, các dụng cụ phù hợp với đề bài cho.
Như vậy, qua việc phân tích các phương án, ta chọn phương án 2.
- Tiến hành thí nghiệm: Đặt tấm tôn cố định trên mặt phẳng nằm ngang (có thể
chọn mặt bàn hay mặt sàn nhà phẳng, nằm
ngang). Dựng thanh thẳng đứng trên
ur
tấm tôn. Dùng tay tác dụng một lực F vào đầu
trên của thanh theo phương
ur
thẳng đứng xuống. Thay đổi phương của lực F một chút cho thanh từ từ ngả
xuống. Đến khi góc giữa thanh và phương ngang bằng  thì thanh bắt đầu
trượt . Tiến hành đo h và l.
- Thực hiện phép đo h và l nhiều lần (ít nhất 5 lần đo), lập bảng số liệu:

Lần đo
l
h

1
…
Từ bảng dữ liệu và công thức (2) ta tính được:  và  và viết được kết
quả dưới dạng:    � .
Ví dụ 3: Cho các dụng cụ sau:
+ 1 vật nhỏ bằng gỗ;
+ 1 mặt bàn nằm ngang ở đầu có đóng một chiếc đinh thẳng đứng;
+ 1 lò xo nhẹ; + 1 thước đo chiều dài; + Giá treo; + 1 cuộn chỉ;
Hãy xây dựng một phương án thực nghiệm và lập bảng biểu cần thiết để
đo hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt bàn.
HƯỚNG DẪN
- Phân tích đề bài, các công thức liên quan
+ Theo đề bài thì mặt bàn nằm ngang mà ta phải đo hệ số ma sát trượt, tức
là phải cho vật trượt trên mặt bàn, khi này sẽ có lực ma sát trượt và lực đàn hồi
tác dụng lên vật.
+ Các công thức: Lực ma sát trượt: Fmst  t N ; lực đàn hồi; Fdh  k .l ; thế
1
2
năng: W  W2  W1  Ak .the .

năng đàn hồi: Wdh  k (l ) 2 ; công liên hệ giữa lực không thế và biến thiên cơ
- Đề xuất phương án thí nghiệm:
+ Phương án 1: Treo lò xo vào giá treo, đầu dưới gắn vật nhỏ, khi đó:
mg  k .l0 (1)
Gắn lò xo theo phương ngang trên mặt bàn, một đầu cố định, một đầu gắn
vật đề lò xo nằm tự nhiên cân bằng (đánh dấu). Kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng
8


để lò xo dãn một đoạn l1 (đánh dấu) rồi thả nhẹ, vật đến vị trí lò xo nén cực đại

l2 (đánh dấu)
Cơ sở lí thuyết: Áp dụng công thức liên hệ giữa biến thiên cơ năng và công
của lực không thế ta có:
1
1
2  mg
k (l1 )2  k (l2 ) 2   mg (l1  l2 ) � l1  l2 
(2)
2
2
k
l1  l2
Từ (1) và (2) suy ra:   2l (3)
0

+ Phương án 2: Đặt vật nhỏ bằng gỗ lên mặt bàn, nâng cả mặt bản
nghiêng dần, đến lúc vật bắt đầu trượt thì dừng lại và đo góc nghiêng. Tính toán
để suy ra hệ số ma sát  .
Cơ sở lý thuyết: Khi vật bắt đầu trượt trên mặt bàn thì:
Fms  P.sin  �  P cos   P sin  �   tan  

h
l 2  h2

Như vậy, chỉ cần đo h, l ta sẽ tìm được 
- Đánh giá ưu nhược điểm của từng phương án:
+ Phương án 1: Dễ tiến hành, các dụng cụ sử dụng phù hợp với đề bài
cho, sai số của phép đo sẽ ít.
+ Phương án 2: Mặt bàn có thể rất nặng, việc nâng nghiêng có thể không
thực hiện được. Mặt khác, phương án này sử dụng rất ít các dụng cụ đề bài cho,

chỉ đo được hệ số ma sát nghỉ.
Như vậy, qua việc phân tích các phương án, ta chọn phương án 1.
- Tiến hành thí nghiệm:
+ Đo chiều dài tự nhiên của lò xo l0 ;
+ Đo chiều dài lo xo khi treo vật thẳng đứng: l � l0  l  l0 ;
+ Đo chiều dài lò xo lúc đặt nằm ngang trên mặt bàn, khi kéo dãn ngay
trước khi thả nhẹ: l1 � l1  l1  l0 (hoặc đo khoảng cách 2 vị trí đã đánh dấu).
Đo chiều dài lò xo lúc đặt nằm ngang trên mặt bàn, khi nén cực đại sau khi thả
nhẹ: l2 � l2  l2  l0 (hoặc đo khoảng cách 2 vị trí đã đánh dấu)
Thay vào (3) ta xác định hệ số ma sát trượt  .
- Thực hiện phép đo l0 , l1 , l2 nhiều lần (ít nhất 5 lần đo), lập bảng số liệu

l0
l1
l2
Lần đo
1
...
Từ bảng dữ liệu và công thức (3) ta tính được:  và  và viết được kết
quả dưới dạng:    � .
Ví dụ 4: Cho các dụng cụ sau:
+ 1 mặt phẳng nghiêng; + 1 mẫu gỗ có khối lượng m đã biết;
+ 1 thước đo có độ chia tới (mm); + 1 đồng hồ bấm giây;
Hãy đề xuất một phương án để có thể xác định được nhiệt lượng tỏa ra khi
khối gỗ trượt không vận tốc đầu từ đỉnh mặt phẳng nghiêng.
HƯỚNG DẪN
9


- Phân tích đề bài, các công thức liên quan

+ Khi vật trượt trên mặt phẳng nghiêng, một phần cơ năng của vật sẽ
chuyển hóa thành nhiệt năng.
1
2

+ Các công thức: Thế năng trọng trường: Wt  mgz ; động năng; Wd  mv 2
; định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng: Q  Wt  Ws .
- Đề xuất phương án thí nghiệm: Thả cho vật trượt xuống không vận tốc đầu
từ đỉnh mặt nghiêng, đồng thời bấm đồng hồ đo thời gian t vật chuyển động từ
đỉnh tới chân mặt phẳng nghiêng. Đo chiều cao h và chiều dài l của mặt phẳng
nghiêng.

h

l

Cơ sở lí thuyết:
+ Nhiệt lượng tỏa ra đúng bằng phần cơ năng đã mất khi vật trượt đến
chân mặt nghiêng.
+ Gọi h là chiều cao của mặt nghiêng, l là chiều dài của mặt nghiêng.
Chọn mốc thế năng tại chân mặt nghiêng. Vận tốc ban đầu bằng 0. Vận tốc tại
chân mặt nghiêng là v.
mv 2
at 2
2l 2
2
� Q  m( gh  2 )(1)
Ta có: Q  mgh 
; với v  2al; l 
2

2
t
h
,
l
t
- Thực hiện phép đo
và nhiều lần (ít nhất 5 lần đo), lập bảng số liệu:
Q
h
l
Lần đo
t

1
…
Từ bảng dữ liệu và công thức (1) ta tính được: Q và Q và viết được kết
quả dưới dạng: Q  Q �Q .
2.3.3.2. Phần Dòng điện không đổi
Ví dụ 1: Cho các dụng cụ, thiết bị sau: 1 ampe kế (điện trở r �0 ); 1 vôn kế có
điện trở rất lớn; 1 nguồn điện một chiều; 1 điện trở mẫu R bị mất nhãn ghi giá trị
điện trở. Hãy nêu phương án thực nghiệm để xác định giá trị của điện trở mẫu R.
HƯỚNG DẪN
- Phân tích đề bài, các công thức liên quan
+ Khi cho dòng điện chạy qua điện trở thì dòng điện tuân theo định luật
Ôm.
+ Các công thức: Định luật Ôm: I 

U
; điện trở của vật dẫn: R   l / S .

R

- Đề xuất phương án thí nghiệm:
10


+ Phương án 1: Mắc mạch điện như hình vẽ (hình vẽ phương án 1). Đọc
số chỉ của vôn kế và ampe kế.
Cơ sở lý thuyết: Áp dụng định luật Ôm cho đoạn mạch: I 

U
U
�R
R
I

(1), đo U và I thay vào công thức trên ta tìm được giá trị của điện trở R.
+ Phương án 2: Mắc mạch điện như hình vẽ. Đọc số chỉ của vôn kế và
ampe kế.
Cơ sở lý thuyết: Áp dụng định luật Ôm cho đoạn mạch: I 

U
U
� R  , đo
R
I

U và I thay vào công thức trên ta tìm được giá trị của điện trở R.
A

A
V

Phương án 1

V

Phương án 2

- Đánh giá ưu nhược điểm của từng phương án:
+ Phương án 1: Theo đề bài thì điện trở của vôn kế rất lớn nên coi như
dòng điện qua vôn kế bằng 0, số chỉ của ampe kế chính là cường độ dòng điện
qua R, số chỉ của vôn kế chính là hiệu điện thế giữa 2 đầu R.
+ Phương án 2: Theo đề bài thì ampe kế có điện trở đáng kể, mà vôn kế
đo hiệu điện thế gữa 2 đầu ampe kế và điện trở R. Hiệu điện thế này không phải
là hiệu điện thế giữa 2 đầu điện trở R.
Như vậy, qua việc phân tích các phương án, ta chọn phương án 1.
- Tiến hành thí nghiệm:
Lắp mạch điện như hình vẽ; đọc số chỉ của vôn kế và ampe kế.
- Thực hiện phép đo U và I nhiều lần (ít nhất 5 lần đo), lập bảng số liệu:
Lần đo
U
I
R
1
…
Từ bảng dữ liệu và công thức (1) ta tính được: R và R và viết được kết
quả dưới dạng: R  R �R .
Ví dụ 2: Cho các dụng cụ: Một nguồn điện không đổi (có điện trở trong r), và 2
vôn kế khác nhau có điện trở hữu hạn, dây dẫn có điện trở không đáng kể. Bằng

kiến thức đã học, hãy trình bày phương án xác định suất điện động của nguồn
điện bằng một số tối thiểu mạch điện chỉ dùng các dụng cụ trên.
HƯỚNG DẪN
- Phân tích đề bài, các công thức liên quan

11


+ Khi mắc các vôn kế với nhau thì các vôn kế có vai trò như một điện trở
(đây không phải là vôn kế lý tưởng). Khi mắc các vôn kế với nguồn điện thì
dòng điện trong mạch chính tuân theo định luật Ôm cho toàn mạch.
+ Các công thức liên quan: Định luật Ôm cho toàn mạch: I  E / ( RN  r ) ;
hiệu điện thế hai đầu mạch ngoài: U N  E  Ir  IR N ; điện trở tương đương của
đoạn mạch gồm 2 điện trở nối tiếp và song song: Rnt  R1  R2 ; Rss  R1 R2 / ( R1  R2 ) .
- Đề xuất phương án thí nghiệm:
+ Phương án 1:
Mắc vôn kế X với nguồn điện, số chỉ của vôn kế là U1 (hình 1)
Mắc vôn kế Y với nguồn điện, số chỉ của vôn kế là U2 (hình 2)
Mắc vôn kế X song song với vôn kế Y sau đó mắc vào nguồn điện, số chỉ
của các vôn kế là U1' ;U 2' (hình 3).

E,r

E,r

V

V

1

2

Hình 1

V
1

V
2

Hình 2

Hình 3

Phương án 1

Cơ sở lý thuyết: Gọi điện trở của 2 vôn kế là X và Y. Gọi E và r lần lượt là
suất điện động và điện trở trong của nguồn. Khi đó:
U

X

E

r

U

Y

E

r

1
Mạch ngoài chỉ có vôn kế X thì: E  X  r  U  1  X (1)
1
(U1 là số chỉ của vôn kế X)
2
Mạch ngoài chỉ có vôn kế Y thì: E  Y  r  U  1  Y (2)
2
(U2 là số chỉ của vôn kế Y)

E

E

1

1

Từ (1) và (2) ta có: U  U  2  r.( X  Y ) (3)
1
2
Mạch ngoài gồm vôn kế X song song với Y thì:
1
U3

E

1 1

1
E
1 1
X Y 
�
 1  r.(  ) (4)
1
1 1
X Y
 r 1  r.(  ) U 3
1 1
X Y

X Y

(U3 là số chỉ của 2 vôn kế )
12


E E
E
1


 1  E 
(5)
1

1
1
Từ (3) và (4) ta có U1 U 2 U 3


U1 U 2 U 3

+ Phương án 2:
Mắc Vôn kế X với nguồn điện, số chỉ của vôn kế là U1 (hình 4)
Mắc Vôn kế Y với nguồn điện, số chỉ của vôn kế là U2 (hình 5)
Mắc vôn kế X nối tiếp với vôn kế Y sau đó mắc vào nguồn điện, số chỉ
của các vôn kế là U1' ;U 2' (hình 6).
Cơ sở lý thuyết:
Từ sơ đồ hình 4 và hình 5, ta có: I 1 

U1
U
; I 2  2 (6)
X
Y

U1
U
� E  U1  r 1 (7)
X
X
U2
U (8)
E  U2  rI 2  U2  r
� E  U2  r 2

Y
Y

E  U1  rI 1  U1  r

U2� Y

Sơ đồ hình 6, hai vôn kế mắc nối tiếp ta có: U � X (9)
1
Từ (7), (8) và (9) ta có:
U1U2  U1�
 U2�
E  U1 U1 Y U1 U2�
 (10)

. 
. �E 
E  U2 U2 X U2 U1�
U2U1�
 U1U2�

( U1' ;U 2' là số chỉ của vôn kế V1 và vôn kế V2)

E,r

E,r

V

V

V

V

1

2

1

2

Hình 4

Hình 5

Hình 6

Phương án 2

- Đánh giá ưu nhược điểm của từng phương án:
+ Phương án 1: Dẽ tiến hành, biến đổi dễ dàng để suy ra suất điện động
E (biểu thức 5)
+ Phương án 2: Dẽ tiến hành, biến đổi dễ dàng để suy ra suất điện động
E (biểu thức 10)
Như vậy, qua việc phân tích các phương án, ta chọn phương án 1 hay
phương án 2 đều phù hợp.
- Tiến hành thí nghiệm:
+ Lắp mạch điện như hình vẽ (phương án 1 hoặc phương án 2)

13


+ Đọc số chỉ của các vôn kế.
- Thực hiện phép đo U và I nhiều lần (ít nhất 5 lần đo), lập bảng số liệu:
E
Lần đo
U1
U2
U3
1
…
Từ bảng dữ liệu và công thức (5) ta tính được: E và E và viết được kết
quả dưới dạng: E  E �E
Ví dụ 3: Nêu một phương án thực nghiệm xác định điện trở trong của một
nguồn điện một chiều. Dụng cụ gồm: 1 nguồn điện một chiều chưa biết suất điện
động và điện trở trong; 1 ampe kế có điện trở không đáng kể; 1 điện trở R 0 đã
biết giá trị; 1 biến trở con chạy R b có điện trở toàn phần lớn hơn R 0; hai công tắc
điện K1 và K2; một số dây dẫn đủ dùng. Các công tắc điện và dây dẫn có điện trở
không đáng kể.
HƯỚNG DẪN
- Đề xuất phương án thí nghiệm:
+ Phương án 1: Mắc mạch điện có sơ đồ như hình vẽ ( phương án 1)
Ban đầu đóng K1 mở K2 số chỉ của ampe kế là I1.
Sau đó mở K1 đóng K2 điều chỉnh Rb để ampe kế chỉ I1 lúc này Rb = R0
Đóng cả 2 khóa K1 và K2 lúc này ta có R0 song song với Rb (Rtd = R0/2) số
chỉ của ampe kế là I2.
Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch trong các trường hợp, thực hiện các
phép biến đổi tính toán ta tìm được điện trở trong của nguồn điện r.
Cơ sở lí thuyết:

Chỉ đóng K1 mở K2: Số chỉ ampe kế là I1. Ta có: E  I1 ( R0  r ) (1)
Chỉ đóng K2 mở K1 và dịch chuyển con chạy để ampe kế chỉ I 1. Khi đó
phần biến trở tham gia vào mạch điện có giá trị bằng Rb = R0.
+ Giữ nguyên vị trí con chạy của biến trở ở bước 2 rồi đóng cả K 1 và K2,
số chỉ ampe kế là I2. Ta có: E  I 2 (

R0
 r ) (2)
2

(2 I  I ) R

1
2
0
Giải hệ phương trình (1) và (2) tìm được: r  2( I  I ) . (3)
2
1

E,r

A

K1

R0

1

K2

E,r
A

R0

Rb

1

Rb

Phương án 1

K1

K2

Phương án 2

+ Phương án 2: Mắc mạch điện có sơ đồ như hình vẽ (phương án 2)
Ban đầu mở K1 và đóng K2 số chỉ của ampe kế là I1.
14


Sau đó đóng K1 và mở K2 điều chỉnh Rb để ampe kế chỉ I1 lúc này Rb = R0
Mở cả 2 khóa K1 và K2 lúc này ta có R0 nối tiếp với Rb (Rtd = 2R0) số
chỉ của ampe kế là I2.
Áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch trong các trường hợp, thực hiện các
phép biến đổi tính toán ta tìm được điện trở trong của nguồn điện r.

Cơ sở lí thuyết:
Ban đầu mở K1, đóng K2 số chỉ của ampe kế là I1. Ta có: E  I1 ( R0  r ) (1)
Sau đó đóng K1 và mở K2 điều chỉnh Rb để ampe kế chỉ I1 lúc này Rb = R0.
Mở cả 2 khóa K1 và K2 lúc này ta có R0 nối tiếp với Rb (Rtd = 2R0) số
chỉ của ampe kế là I2. Ta có: E  I 2 (2 R 0  r ) (2)
(I  2I ) R

1
2
0
Giải hệ phương trình (1) và (2) tìm được: r  ( I  I ) . (4)
2
1
- Đánh giá ưu nhược điểm của từng phương án:
+ Phương án 1: Phương án 1 dễ lắp đặt, dễ tiến hành, nếu có lỡ đóng hay
mở cả 2 khóa cùng một lúc thì khó bị đoản mạch (chỉ đoản mạch khi Rb  0 ).
+ Phương án 2: Phương án 2 về mặt cơ sở lý thuyết thì phù hợp, dễ lắp
đặt, đễ đo đạc. Tuy nhiên, phương án 2 có một nhược điểm là nếu lỡ tay đóng
đồng thời 2 khóa thì nguồn điện bị đoản mạch.

Như vậy, qua việc phân tích các phương án, ta chọn phương án 1.
- Tiến hành thí nghiệm:
+ Lắp mạch điện như hình vẽ (phương án 1)
+ Thao tác các bước như phương án 1, đọc số chỉ của ampe kế.
- Thực hiện phép đo I1 và I2 nhiều lần (ít nhất 5 lần đo), lập bảng số liệu:
Lần đo
I1
I2
R0
r

1
…
Từ bảng dữ liệu và công thức (3) ta tính được: r và r và viết được kết
quả dưới dạng: r  r �r
Ví dụ 4: Xét một bóng đèn dây tóc bằng Vonfram đang sáng, toàn bộ công suất
điện tỏa ra trên đèn truyền ra môi trường xung quanh bằng dẫn nhiệt. Nếu vật có
nhiệt độ t thì công suất bức xạ nhiệt Pn = k(t-t0), trong đó k là hệ số truyền nhiệt
coi như không đổi, t0 là nhiệt độ môi trường xung quanh. Cho các dụng cụ thí
nghiệm:
+ 1 bóng đèn dây tóc bằng Vonfram có ghi các thông số là 12V-50W;
+ 2 đồng hồ đo điện đa năng; + 1 bộ nguồn một chiều 12V;
+ 1 biến trở; + Các dây nối đủ dùng.
Trình bày cơ sở lý thuyết, cách bố trí thí nghiệm, tiến trình thí nghiệm, lập
các bảng biểu cần thiết để xác định điện trở của dây tóc bóng đèn ở nhiệt độ
phòng.
HƯỚNG DẪN
- Đề xuất phương án thí nghiệm:
+ Mắc sơ đồ mạch điện như hình vẽ.
15


,r
+ Điều chỉnh biến trở Rb đọc các kết quả tương
ứng của vôn kế và ampe kế. Lập bảng số liệu,
thực hiện các phép tính toán ta sẽ tìm được
điện trở Rp của bóng đèn ở nhiệt độ phòng.
- Cơ sở lý thuyết:

Đ

U
U
�R 
(1)
R
I
1   t  t p  �
+ Điện trở phụ thuộc nhiệt độ: R  R p �
�
�(2)

Rb

A

V

+ Theo định luật Ôm: I 

+ Điện năng mà đèn tiêu thụ chuyển thành năng lượng bức xạ nhiệt ra môi
trường và nhiệt lượng truyền ra môi trường nên ta có:
UI
(3)
k
R
U
UI
+ Từ (1), (2) và (3) ta có:  R p  p �
I
K

Rp
U
;b  Rp
Đặt: x  Pn  UI; y  R  ; a 
I
k
Ta được: y  ax+b (4)
Pn  UI  k  t  t p  � t  t p 

y = R (Ω)

Rp
0

α
x = P (W)

Tiến hành thí nghiệm vẽ đồ thị, từ đồ thị ta tìm được giá trị điện trở của
dây tóc bóng đèn ở nhiệt độ phòng Rp.
- Tiến trình thí nghiệm:
+ Mắc sơ đồ mạch điện như hình vẽ. Thay đổi giá trị của biến trở Rb. Với
mỗi giá trị của biến trở, đọc số chỉ U của vôn kế, I của ampe kế, ghi vào bảng số
liệu:
Lần
U (V)
I (A)
x = P = UI
y = R = U/I
1
…

Từ bảng số liệu, kết hợp với phương trình (4) ta vẽ được đồ thị trong hệ
trục xOy, từ đồ thị suy ra được điện trở của dây tóc bóng đèn ở nhiệt độ phòng
Rp= b.
2.3.4. Giải pháp 4: Yêu cầu học sinh làm các bài tập vận dụng
2.3.4.1. Phần Cơ học
Bài tập 1: Nêu phương án thực nghiệm, trình bày cơ sở lí thuyết để xác định hệ
số ma sát trượt của một thanh hình hộp chữ nhật trên một mặt phẳng nghiêng mà
chỉ dùng một lực kế? Biết độ nghiêng của mặt phẳng nghiêng là không đổi và
không đủ lớn để cho thanh bị trượt.
Bài tập 2: Trong tay em chỉ có hai cái thước kẻ được làm từ một loại nhựa như
nhau (thước hình hộp chữ nhật, trọng tâm chính giữa, độ nhám bề mặt như nhau)
nhưng độ dài khác nhau. Cho các dụng dụng cụ đo sau: 1 cái thước đo góc; 1
mặt bàn nặng nằm ngang nhám. Em hãy xây dựng một phương án thí nghiệm
tìm hệ số ma sát trượt giữa thước và mặt bàn (cho hệ số ma sát nghỉ bằng hệ số
ma sát trượt).
Bài tập 3: Tưởng tượng bạn bay vào trong vũ trụ, tìm thấy một tiểu hành tinh
hình cầu bé và hạ cánh xuống đó để thám hiểm. Nó bé mà bạn có thể đi vòng
16


quanh tinh cầu chỉ sau một thời gian ngắn. Bạn muốn ước lượng khối lượng của
tinh cầu bằng một cách đơn giản dùng đồng hồ, thước đo chiều dài, hòn sỏi hay
vật nào đó dễ kiếm. Coi như trên tiểu hành tinh không có khí quyển. Hãy trình
bày một phương án của bạn.
Bài tập 4: Hãy lập phương án thực nghiệm xác định tỉ số các khối lượng riêng
của hai chất lỏng cho trước nhờ các dụng cụ và vật liệu sau: Hai bình chứa các
chất lỏng khác nhau; đòn bẩy; hai quả nặng có khối lượng bằng nhau; giá đỡ có
khớp nối; thước thẳng.
(Hướng dẫn giải: Phụ lục 3)
2.3.4.2. Phần dòng điện không đổi

Bài tập 1: Cho một chiếc pin, một ampe kế, một cuộn dây có điện trở suất ρ đã
biết, dây nối có điện trở không đáng kể, một cái bút chì và một tờ giấy kẻ ô
vuông tới mm. Hãy nêu cách làm thí nghiệm để xác định gần đúng suất điện
động của pin.
Bài tập 2: Cho các dụng cụ gồm: Một đèn Đ1 loại (220V-15W) và một đèn Đ2
loại (220V-100W), một khóa điện K, một nguồn điện 220V và các dây nối. Hãy
lắp một mạch điện sao cho khi khóa K đóng thì đèn này sáng, đèn kia không
sáng, còn khi K mở thì ngược lại. Giải thích cách mắc đó. Biết rằng nếu hiệu
điện thế đặt vào các bóng đèn U 

3
Uđm của đèn thì coi như đèn không sáng.
22

Bài tập 3: Cho các dụng cụ sau: Điện trở đã biết giá trị R0, điện trở chưa biết giá
trị Rx, hai ampe kế có điện trở rất nhỏ, nguồn điện một chiều, các dây nối, khóa
K và chốt cắm có điện trở không đáng kể. Coi giá trị các điện trở là không đổi.
Hãy đề xuất phương án xác định công suất tiêu thụ trên Rx?
Bài tập 4: Cho các dụng cụ sau:
+ Hai hộp đen kín có hai điện cực, bên ngoài hoàn toàn giống nhau, bên
trong của một hộp có một đèn sợi đốt còn ở hộp kia là một điện trở;
+ 1 nguồn điện (pin hoặc acquy);
+ 1 ampe kế và một vôn kế;
+ 1 biến trở và các dây nối.
Hãy trình bày và giải thích một phương án thực nghiệm để xác định hộp
nào chứa đèn, hộp nào chứa điện trở.
(Hướng dẫn giải: Phụ lục 4)
2.3.5. Giải pháp 5: Kiểm tra, nhận xét chất lượng làm bài tập vận dụng của
học sinh
Sau khi tổ chức thảo luận và hướng dẫn học sinh làm 8 bài tập ví dụ (4 bài

phần cơ học, 4 bài phần dòng điện không đổi), tôi giao cho học sinh làm 8 bài
tập vận dụng. Thời gian hoàn thành là 1 tuần, học sinh có thể làm ở nhà hay ở
trường, có thể thảo luận nhóm với nhau để giải bài toán. Sau đó, giáo viên yêu
cầu học sinh nộp phần bài trình bày, chấm điểm và nhận xét thật cẩn thận từng
em. Trong buổi học đội tuyển tiếp theo, gọi bất kỳ một học sinh nào trong đội
tuyển lên trình bày bài, một lượt lên 3 em, cả đội tuyển theo dõi, nhận xét, sau
đó giáo viên nhận xét, kết luận từng bài. Lần lượt cho học sinh lên trình bày hết
17


tất cả các bài tập vận dụng đã giao. Qua nhiều năm phụ trách đội tuyển tôi thấy
giáo viên tuyệt đối không nên dễ dãi với học sinh đội tuyển, phải đặt các em vào
tình thế phải hiểu bản chất được tất cả các bài tập thầy cô giao, phải biết cách tự
trình bày (không được dùng tài liệu) tất cả các bài tập được giao (trình bày lên
bảng để cả đội tuyển theo dõi, thảo luận) thì chất lượng đội tuyển học sinh giỏi
mới đồng đều và nâng lên.
2.4. Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm
Trong năm học 2017-2018, năm học 2018-2019 tôi được nhà trường giao
phụ trách đội tuyển HSG văn hóa cấp tỉnh môn Vật lí; năm học 2019-2020 tôi
tham gia dạy chuyên đề “bài toán phương án thực nghiệm” cho đội tuyển HSG
môn Vật lí của nhà trường. Để đánh giá hiệu quả của việc áp dụng sáng kiến
kinh nghiệm vào thực tiễn dạy học, tôi đã chọn nhóm học sinh đối chứng và
nhóm học sinh thực nghiệm cụ thể như sau:
Nhóm đối chứng: Là 05 em đội tuyển HSG năm học 2017-2018;
Nhóm thực nghiệm: Là 05 em đội tuyển HSG năm học 2018-2019 và
05 em đội tuyển HSG năm học 2019-2020;
Các nhóm được chọn tham gia nghiên cứu cho đề tài có nhiều điểm tương
đồng như: Kết quả điểm trúng tuyển vào lớp 10; về trình độ nhận thức, ý thức
học tập, kết quả điểm chọn vào đội tuyển HSG môn Vật lí trước khi tác động.
Để chứng minh hiệu quả của đề tài tôi dùng chính kết quả kì thi học sinh

giỏi văn hóa môn Vật lí cấp tỉnh năm học 2017-2018 và năm học 2018-2019, kết
quả khảo sát đội tuyển HSG liên trường THPT Triệu Sơn 1,2,3,4 năm học 20192020 làm minh chứng: Phụ lục 5.
Kết luận:
Năm học 2017-2018 khi chưa áp dụng sáng kiến kinh nghiệm cho nhóm
đối chứng thì kết quả là: Cả đội tuyển chỉ có 1 học sinh làm được câu 10 “Bài
toán về phương án thực nghiệm”, kết quả này dẫn tới chỉ có 3 học sinh đạt giải
đạt 60%. Đây là một kết quả không làm hài lòng bản thân tôi, lãnh đạo nhà
trường, các thầy cô giáo và các em học sinh (phụ lục 5).
Năm học 2018-2019: Đội tuyển môn Vật lí trường THPT Triệu Sơn 3 đã
hoàn thành xuất sắc nhiệm vụ được giao, cả 5 em đều làm được câu 10 “bài toán
phương án thực nghiệm”, cả 5 em đều đạt giải (tỉ lệ phủ giải là 100%), trong đó
có: 1 Nhất, 2 Nhì, 2 Ba. Như vậy, với kết quả này, đội tuyển môn Vật lí trường
THPT Triệu Sơn 3 đã xếp vị trí thứ nhất toàn tỉnh (phụ lục 5).
Năm học 2019-2020: Đội tuyển HSG môn Vật lí của nhà trường đã tích
cực ôn luyện, bản thân tôi không phụ trách chính đội tuyển nhưng có tham gia
dạy một số chuyên đề cho đội tuyển, trong đó có chuyên đề “bài toán phương án
thực nghiệm” và cũng đã có kết quả rất khả quan trong các lần khảo sát đội
tuyển HSG liên trường (trường THPT Triệu Sơn 1,2,3,4) lần 1 tại trường THPT
Triệu Sơn 1, lần 2 tại trường THPT Triệu Sơn 2 và cho kết quả cũng rất khả
quan. Rất tiếc do dịch Covid-19 nên kỳ thi HSG văn hóa cấp tỉnh không được tổ
chức (phụ lục 5).

18


3. KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ
3.1. Kết luận
Việc áp dụng sáng kiến kinh nghiệm Một số giải pháp giải quyết bài
toán “Phương án thực nghiệm phần Cơ học và Dòng điện không đổi” cho
việc ôn thi học sinh giỏi văn hóa cấp tỉnh môn Vật lí lớp 11 đạt thành tích

cao vào thực tế dạy học môn Vật lí ở trường Trung học phổ thông Triệu Sơn 3,
đã mang lại một số kết quả sau:
+ Tạo được hứng thú, niềm tin cho học sinh khi học môn Vật lí.
+ Phát triển được tối đa năng lực của học sinh trong quá trình học Vật lí,
các kiến thức lý thuyết được gắn liền với thực hành.
+ Kết quả thi học sinh giỏi cấp tỉnh môn Vật lí của nhà trường cao hơn.
+ Thay đổi được thực trạng ôn thi HSG, đã tạo được động lực để thúc đẩy
việc đổi mới phương pháp dạy học môn Vật lí ở trường THPT Triệu Sơn 3.
3.2. Kiến nghị
Để nâng cao chất lượng thi HSG cấp tỉnh, tôi có một số kiến nghị sau:
+ Đối với nhà trường: Cần tăng cường công tác chỉ đạo đối với hoạt động
sinh hoạt chuyên môn, công tác ôn thi học sinh giỏi, tập trung vào đổi mới
phương pháp dạy học. Ngoài ra cũng cần tăng cường thêm cơ sở vật chất, trang
thiết bị dạy học và hỗ trợ kinh phí phù hợp cho giáo viên ôn thi các đội tuyển
HSG.
+ Đối với lãnh đạo cấp trên: Cần tiếp tục mở các lớp bồi dưỡng, hội thảo
về công tác thi HSG để giáo viên được chia sẻ kinh nghiệm nhiều hơn.
Trên đây là toàn bộ nội dung của sáng kiến kinh nghiệm Một số giải
pháp giải quyết bài toán “Phương án thực nghiệm phần Cơ học và Dòng
điện không đổi” cho việc ôn thi học sinh giỏi văn hóa cấp tỉnh môn Vật lí
lớp 11 đạt thành tích cao mà bản thân tôi đã áp dụng năm học 2018 – 2019,
năm học 2019-2020 và đã thu được những thành công ban đầu tương đối khả
quan. Tôi hy vọng rằng, đề tài sẽ là một tài liệu cho nhiều đồng nghiệp nghiên
cứu, áp dụng có hiệu quả. Rất mong được sự góp ý, bổ sung của đồng nghiệp.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
XÁC NHẬN

Thanh Hóa, ngày 08 tháng 07 năm 2020

CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ

Tôi xin cam đoan đây là SKKN của mình viết,
không sao chép nội dung của người khác.
Người viết

Trần Văn Hà

19


DANH MỤC CÁC ĐỀ TÀI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
ĐÃ ĐƯỢC SỞ GD&ĐT XẾP LOẠI

TT

TÊN ĐỀ TÀI SKKN

XẾP
LOAI

NĂM

1

“Nâng cao hiệu quả dạy học bằng cách thiết kế, chế tạo
và sử dụng hợp lí các thí nghiệm biểu diễn, kết hợp với
một số kĩ thuật dạy học tích cực khi dạy bài “Mắt– Vật
lí 11”

C

2015

2

Nâng cao hiệu quả dạy học bằng cách thiết kế, chế tạo,
sử dụng hợp lí các thí nghiệm biểu diễn và hình vẽ, kết
hợp với một số kĩ thuật dạy học tích cực khi dạy bài
“Bài toán về chuyển động ném ngang – Vật lí 10CB”

C

2018

TÀI LIỆU THAM KHẢO
TT
1
2
3
4

TÊN TÀI LIỆU
SGK: Vật lí lớp 10 nâng cao
SGK: Vật lí lớp 11 nâng cao
Khám phá tư duy sáng tạo bồi
dưỡng HSG THPT tập 1, tập 2
Công phá đề thi HSG Vật lí 11
tập 1, tập 2

TÁC GIẢ

Nguyễn Thế Khôi (tổng chủ biên)
Nguyễn Thế Khôi (tổng chủ biên)
Chu Văn Biên
Nguyễn Phú Đồng

20


PHỤ LỤC
PHỤ LỤC 1
(Kết quả phiếu điều tra về hứng thú học tập và hiệu quả tiếp thu chủ đề “Bài
toán phương án thực nghiệm phần cơ học và dòng điện không đổi lớp 10, 11”
năm học 2017-2018):
STT
1

Lớp
11D3
Tổng

Số học
sinh Rất thích – Tiếp
thu tốt
đội
tuyển
SL
%
5
1
20

5
1
20

Bình thường –
Tiếp thu ở mức
TB, khá
SL
1
1

%
20
20

Không thích –
Không hiểu
SL
3
3

%
60
60

PHỤ LỤC 2
(Kết quả phiếu điều tra về nguyên nhân chủ yếu làm học sinh chưa hứng thú học
tập chủ đề “Bài toán phương án thực nghiệm phần cơ học và dòng điện không
đổi lớp 10, 11” năm học 2017-2018):
Nguyên nhân

Do không có
Do chưa được
Số học
Do chủ đề học
khả năng đạt
làm TN nhiều,
sinh
STT
Lớp
khó, lượng kiến
giải cao nên
điều kiện CSVC
đội
thức nhiều.
không muốn tìm nhà trường còn
tuyển
hiểu vấn đề khó.
thiếu thốn.
SL
%
SL
%
SL
%
1
11D3
5
5
100
5

100
5
100
Tổng
5
5
100
5
100
5
100
PHỤ LỤC 3
HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP VẬN DỤNG PHẦN CƠ HỌC
Bài tập 1:
- Đề xuất phương án thí nghiệm:
+ Treo thanh vào lực kế ta đo được P.
+ Dùng lực kế kéo thanh chuyển động
thẳng đều lên, số chỉ của lực kế là FL;
+ Kéo thanh chuyển động thẳng đều
xuống, số chỉ của lực kế là FX.
- Cơ sở lí thuyết: Ta tính được:
+ Khi thanh chuyển động thẳng đều đi lên: FL =  Pcos  + Psin  (1)
+ Khi thanh chuyển động xuống đều: FX =  Pcos  - Psin  (2)



21


FL  FX

F F
; cos = L X
2P
2P
2
2
�F  F � �F  F �
+ Mà sin 2   cos 2  1 � � L X � � L X � 1 �  =
� 2P � � 2P �
FL  FX
(1)
2
4 P 2   FL  FX 

+ Từ (1) và (2) ta suy ra: sin  

Bài tập 2:

uuur
Fu
u
r
ms
1
N1


Hình 1

u

r
P

uur
N2
u
u
u
r
F u
ms 2
Hình 2

- Đề xuất phương án thí nghiệm:
+ Đo hệ số ma sát của 2 thước với nhau là 1 như sơ đồ hình 1.
+ Đo hệ số ma sát của thước và bàn là 2 như sơ đồ hình 2.
- Cơ sở lí thuyết và cách tiến hành:
+ Để đo hệ số ma sát 1 của hai thước với nhau ta đặt cái thước ngắn lên
trên cái thước dài như hình vẽ 1 và nghiêng dần dần cho đến khi thấy thước trên
trượt so với thước dưới, ta đo góc nghiêng của các thước là  thì 1  tan  .
+ Để đo hệ số ma sát của thước và mặt bàn 2 ta dựng thước dài thẳng
đứng, thước ngắn dựa vào thước dài và mặt bàn như hình vẽ 2.
+ Nghiêng dần dần thước ngắn đến khi bắt đầu trượt thì đo góc nghiêng
.
+ Áp dụng điều kiện cân bằng tổng quát ta có:
Theo phương ngang Fms 2  N1
Theo phương thẳng đứng Fms1  N 2  mg � mg  1 N1  N 2  12 N 2  N 2
+ Với trục quay qua đầu trên của thước, áp dụng quy tắc mômen lực ta có:
mgl
cos   Fms 2l sin   N 2l cos 

2
 12  1 N 2l cos    N l sin   N l cos  �  
1
�
(1)
2 2
2
2
2
tan   2 tan 

Bài tập 3:
- Đề xuất phương án thí nghiệm:
+ Xác định độ dài trung bình của bước chân của bạn bằng thước, đếm số
bước chân khi đi vòng quanh tiểu hành tinh để tính chu vi và suy ra bán kính R:
22


+ Thả một hòn sỏi từ độ cao h, đo thời gian rơi t bằng đồng hồ để tính gia
tốc rơi tự do trên bề mặt hành tinh g.
- Cơ sở lí thuyết và cách tiến hành:
+ Đi một vòng quanh tiểu hành tinh ta đo được chu vi: C  2 R � R 
(1)
1
2

+ Thả một hòn sỏi rơi tự do, áp dụng công thức: h  gt 2 � g 

C
2

2h
(2)
t2

M
gR 2
+ Áp dụng công thức: g  G 2 � M 
(3)
R
G

Thay R và g từ (1) và (2) vào (3) ta tìm được M
Bài tập 4:
- Đề xuất phương án thí nghiệm:
+ Đặt đòn bẩy lên giá đỡ nằm ngang, treo 2 quả nặng có khối lượng bằng
nhau vào 2 bên của đòn bẩy, dịch chuyển đòn bẩy đến vị trí giá đỡ nằm cân
bằng.
+ Đặt một bình chứa chất lỏng thứ nhất (khối lượng riêng  ) sao cho vật
nặng 1 ngâm chìm hoàn toàn trong chất lỏng, dịch chuyển đòn bẩy đến vị trí cân
bằng, đo l A , lB .
+ Tương tự, đặt một bình chứa chất lỏng thứ hai (khối lượng riêng  ' )
sao cho vật nặng 1 ngâm chìm hoàn toàn trong chất lỏng, dịch chuyển đòn bẩy
đến vị trí cân bằng, đo. l A' , lB'
+ Sử dụng điều kiện cân bằng của đòn bẩy trong 2 trường hợp ta tìm được


tỉ số  '
- Cơ sở lí thuyết và cách tiến hành:
+ Phương trình cân bằng của đòn bẩy với chất lỏng 1: (P – F).lA = P.lB (1)

+ Phương trình cân bằng của đòn bẩy với chất lỏng 2: (P – F’)lA’ = P.lB’
(2)
trong đó P là trọng lượng mỗi vật, F và F’ là lực đẩy Ác-si-mét của chất lỏng 1
và 2 lên vật; l A , lB và l A' , lB' là các cánh tay đòn tương ứng với A và B.
l

PF

F

F

l  lB

B
A
+ Từ (1) suy ra: l  P  1  P � P  l
A
A

(3)

lB' P  F
F'
F ' l A'  lB'
 1 �
 '
+ Từ (2) suy ra: ' 
(4)
lA

P
P
P
lA
với : F  Vg ; F '   'Vg ;  và  ' là khối lượng riêng của các chất lỏng, g là gia

tốc rơi tự do.
 (l A  lB )l A'
+ Chia (3) cho (4), ta được: '  ' '
(5)
 (l A  lB )l A

r
A
O ' '
B

+ Đo l A , lB và l A , lB bằng thước rồi thay vàoF
(5), ta xác
định
được
tỉ
số
O
'
A
B
lB
l
A

u
r
P

u
r
P
23


PHỤ LỤC 4
HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP VD PHẦN DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI
Bài tập 1:
+ Cắt lấy một đoạn dây tương đối dài (để có điện trở đủ lớn tránh đoản
mạch) đã biết điện trở suất.
+ Lập mạch điện kín gồm nguồn điện, đoạn dây đã cắt ra và ampe kế (như
hình 1). Khi đó đo đươc cường độ dòng điện chạy qua ampe kế là: I 

E
(1)
rR

Trong đó (E , r ) là suất điện động, điện trở trong của nguồn, R là điện trở của
đoạn dây đã cắt ra.
+ Cắt bớt đoạn dây trên, chẳng hạn chỉ để lại 3/4 chiều dài (hoặc một nửa
chiều dài,…) rồi lắp lại vào mạch (như hình 2) và đo cường độ dòng điện:
E
�1 1 �
R  4E �  � (3)

3
(2).
Từ
(1)
và
(2)
rút
ra:
r R
�I I ' �
4
 l .I .I '
�1 1 � l 4  l
Thay (3) vào (1) hoặc (2) tìm được: 4E �  �   2 �   2
 d ( I ' I )
�I I ' � S  d
I'

Trong đó điện trở suất ρ đã biết, chiều dài dây dẫn đo được bằng giấy kẻ
ô. Để xác định đường kính d của dây, cuốn nhiều vòng (chẳng hạn N vòng) sát
nhau lên bút chì rồi đo bề rộng của N vòng đó rồi chia cho N ta được d.

R

E,r
A
1

Hình 1

3
R
4

E,r
A
2

Hình 2

Bài tập 2:
+ Vì hiệu điện thế định mức hai bóng đèn bằng nhau và bằng 220V nên ta
không thể mắc song song với nhau. Do khi đó nếu K đóng thì cả hai bóng đèn
đều cùng sáng không thỏa mãn điều kiện.
+ Ta chỉ có thể mắc nối tiếp hai bóng đèn với nhau, khóa K nối vào hai
đầu bóng đèn Đ1 (220V – 15 W).
24


.

Đ

Đ

1

2

.

K
U

U

1đm
2 đm
+ Ta có điện trở các bóng đèn: R1  P 3227 và R2  P 484
1đm
2 đm
+ Khi K đóng Đ1 bị nối tắt không sáng và Đ2 có U2 = E = 220V nên Đ2

sáng
U

R

1
1
+ Khi K mở thì (Đ1 nt Đ2) nên ta có: U  R 6,7 và U1 + U2 = 220V
2
2

+ Suy ra U2 = 28,6 V 
U1 = 191,6 >

3
U2đm = 30 (V) nên đèn 2 không sáng.
22

3
U1đm = 30 (V) nên đèn 1 sáng.
22

Bài tập 3:
+ Mắc sơ đồ mạch điện như hình vẽ.
+ Do hai đồng hồ chỉ được dùng chế độ
ampe kế nên để đo công suất trên Rx thì cần
phải đo I và đo Rx.
+ Đóng K, chờ mạch ổn định. Đọc số
chỉ hai ampe kế A1 và A2 có giá trị lần lượt là
I 0 .R0
I0 và Ix. Ta có: I 0 R0  I x R x => Rx  I (1)
x

E, r
K
I0

R0

Ix

Rx

A1
A2

+ Công suất tỏa nhiệt trên Rx là: Px  I x2 R x (2)

+ Từ (1) và (2) ta được Px  I x2 R x  I x I 0 R0
Bài tập 4:
Mắc mạch điện khảo sát sự phụ thuộc của I vào U cho từng hộp đen. Từ
đó vẽ đường đặc trưng Vôn – Ampe cho từng trường hợp.
+ Đối với hộp chứa điện trở: Khi có dòng điện chạy qua, nhiệt độ của điện
trở tăng không nhiều, nên điện trở ít thay đổi theo nhiệt độ. Vì vậy, đường đặc
trưng Vôn – Ampe gần như là đường thẳng đi qua gốc tọa độ.
+ Đối với hộp chứa đén sợi đốt: Khi có dòng điện chạy qua, nhiệt độ của
dây tóc bóng đèn rất lớn, nên điện trở của dây tóc bóng đèn thay đổi theo nhiệt
độ rất nhiều. Vì vậy, đường đặc trưng Vôn – Ampe có dạng 1 đường cong.
Dựa vào đặc tuyến Vôn – Ampe vẽ được, ta xác định đúng từng hộp.

PHỤ LỤC 5
25