Luận văn Phát huy tính tích cực, tự lực của học sinh miền núi khi dạy học bài tập vật lí chương động lực học vật rắn (vật lí 12 - Nâng cao)

+ Phân tích chuyển động của vật, lực tác dụng vào vật (như cách 1 bài 2.16). + Tìm biểu thức tính aC tổng quát và ứng với từng vật (vì có mômen quán tính khác nhau). + So sánh về độ lớn của gia tốc của mỗi vật, cho biết vật nào lăn nhanh hơn. - Ta có: 2 .sinC C mg a I m R  Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 90 + Vật là đĩa tròn: 2 sin 3 Cda g  ; vật là vành tròn: 1 sin 2 Cva g  . + Rõ ràng aCđ > aCv nên vật nào có mômen quán tính lớn hơn (vành tròn) thì gia tốc nhỏ hơn, và sẽ lăn chậm hơn. Bài 3.3. (Hướng dẫn về nhà sau tiết 6) - Hướng dẫn: Vận dụng định luật bảo toàn mômen động lượng - Giải thích: Vận động viên trượt băng thu chân tay lại sát người để giảm mômen quán tính, do đó tốc độ quay sẽ tăng lên. Bài 3.7. (Hướng dẫn về nhà sau tiết 5) - Hướng dẫn: + Dựa vào biểu thức tính mômen động lượng L I + Phân tích chuyển động quay của Trái Đất quanh trục của nó thì Trái Đất là quả cầu đồng chất, bán kính R. Còn trong chuyển động quay quanh Mặt Trời thì Trái Đất chỉ coi là chất điểm, khoảng cách đến Mặt Trời là r. Do đó mômen quán tính: 2 2 1 2 2 ; 5 I mR I Mr  + Tìm tốc độ góc quay trong mỗi chuyển động, bằng cách tìm chu kì quay Tức là: 1 2 1 2 2 2 2 2 ; 24 3600 365,25 24 3600T T            + Thay số để tìm L1 và L2 - Ta có: L1 = 0,89.10 34 kg.m 2 /s; L2 = 2,7.10 40 kg.m 2 /s Bài 3.9. (Hướng dẫn về nhà sau tiết 6) - Hướng dẫn: + Tính mômen động lượng L I của hệ trước và sau khi đặt vật, chú ý tìm mômen quán tính I của hệ trước khi đặt vật và sau khi đặt vật. + Vận dụng định luật bảo toàn mômen động lượng: 0 0I I  - Ta có: + Trước khi đặt vật: 2 0 0 1 2 L mR  + Sau khi đặt vật: 25 8 L mR  + Cuối cùng tìm được: 0 4 5   Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 91 Bài 3.12. (Hướng dẫn về nhà sau tiết 8) - Hướng dẫn: + Xác định tốc độ góc của hệ trước khi người đi và khi người đi trên sàn + Tìm biểu thức động lượng của hệ trước khi người đi và khi người đi trên sàn + Vận dụng định luật bảo toàn mômen động lượng - Ta có: * Trước khi người đi: 2 0 0 0 0 1 ( ) . 2 L I M m R    * Khi người đi với tốc độ u so với sàn: 2 21 ( ) 2 u L MR mR R     * Tốc độ góc quay của sàn khi người đang đi trên sàn: 0 2 ( 2 ) mu M m R     Bài 4.9. (Hướng dẫn về nhà sau tiết 8) - Hướng dẫn: Vì người đi từ tâm sàn ra mép theo phương bán kính nên khoảng cách của người đối với trục quay là thay đổi và phụ thuộc thời gian t. Do đó biểu thức tính vận tốc v sẽ có mặt của t. + Vận tốc chuyển động của người gồm cả vận tốc tiếp tuyến và vận tốc hướng tâm. + Coi như người đang chuyển động thẳng tức thời, tính động năng theo công thức của chuyển động thẳng. - Ta có: + Ở thời điểm t người cách tâm sàn: .r u t , u là vận tốc hướng tâm + Vận tốc tiếp tuyến của người: . .tv r u t    Vận tốc toàn phần của người: 2 2( . . )v u u t  + Động năng của người: 2 2 2 2 21 1 ( . . ) 2 2 dW mv m u u t   Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 92 KẾT LUẬN CHƢƠNG II Trong chương này, chúng tôi đã vận dụng cơ sở lí luận và thực tiễn đã phân tích ở chương 1 để hoàn thành một số công việc sau: - Phân tích đặc điểm của chương Động lực học vật rắn: vị trí, vai trò, mục tiêu cần đạt được, các công thức trong chương cần nhớ để vận dụng giải bài tập. - Hệ thống, phân loại và phân tích được các bài tập theo từng chủ đề kiến thức. Có đề xuất phương án sử dụng các bài tập trong từng tiết học. - Đã lựa chọn và hướng dẫn học sinh giải các bài tập điển hình trong 2 giờ luyện tập theo phương án mà đề tài đặt ra: Bài soạn 1: Bài tập về phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục. Bài soạn 2: Bài tập về mômen động lượng, động năng của vật rắn quay quanh một trục. - Phân tích và sử dụng một số bài tập xây dựng lí thuyết, bài tập hướng dẫn cho học sinh tự làm ở nhà. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 93 CHƢƠNG III THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 3.1. MỤC ĐÍCH CỦA THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM (TNSP) TNSP nhằm kiểm tra giả thuyết khoa học của đề tài, kiểm tra tính khả thi, mức độ phù hợp của các biện pháp đã lựa chọn nhằm phát huy tính tích cực và tự lực học tập của học sinh THPT miền núi thông qua tổ chức hoạt động giải bài tập vật lí chương “Động lực học vật rắn” (Vật lí 12 - Nâng cao). 3.2. NHIỆM VỤ CỦA TNSP - Lên kế hoạch TNSP; - Chọn cơ sở TNSP, khảo sát, điều tra cơ bản để chọn các lớp thực nghiệm (TN) và đối chứng (ĐC), chuẩn bị các thông tin và điều kiện cần thiết phục vụ cho công tác TNSP; - Thống nhất với giáo viên dạy thực nghiệm về phương pháp, nội dung thực nghiệm; - Tổ chức triển khai nội dung thực nghiệm; - Xử lí, phân tích kết quả thực nghiệm, đánh giá theo các tiêu chí từ đó nhận xét và rút ra kết luận về tính khả thi của đề tài. 3.3. ĐỐI TƢỢNG VÀ CƠ SỞ TNSP Chúng tôi tiến hành TNSP với đối tượng học sinh lớp 12 THPT học theo chương trình nâng cao ở 3 trường THPT miền núi trong tỉnh Bắc Giang với các lớp TN và ĐC như sau: + Trường THPT Tân Yến số 1 : Lớp TN: 12A2 Lớp ĐC: 12A1 + Trường THPT Sơn Động số 1: Lớp TN: 12A1 Lớp ĐC: 12A2 + Trường THPT Lục Nam :Lớp TN: 12A1 Lớp ĐC: 12A2 Để đảm bảo tính khách quan, ở mỗi trường chúng tôi đã lựa chọn các cặp lớp TN và ĐC có số lượng, chất lượng học sinh tương đương, do vậy chúng tôi chỉ chọn nhóm TN và ĐC trong các cặp lớp trên, thể hiện ở bảng sau: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 94 Bảng 1: Chất lƣợng học tập của các nhóm TN và ĐC Trường Lớp Tổng số HS Chất lượng học tập môn Vật lí (%) Giỏi, Khá TB Yếu, kém THPT Tân Yên số 1 TN - 12A2 45 35,5% 46,7% 17,8% ĐC - 12A1 45 35,5% 46,7% 17,8% THPT Sơn Động số 1 TN - 12A1 45 13,3% 62,3% 22,4% ĐC - 12A2 45 13,3% 62,3% 22,4% THPT Lục Nam TN - 12A1 40 37,5% 47,5% 15% ĐC - 12A2 40 37,5% 47,5% 15% Mỗi cặp lớp thực nghiệm và đối chứng ở mỗi trường đều do một giáo viên của trường đó trực tiếp giảng dạy. 3.4. PHƢƠNG PHÁP TNSP - TNSP được thực hiện song song giữa các lớp TN và ĐC: + Ở lớp TN: Giáo viên cộng tác dạy theo phương án dạy học đã soạn thảo trong các giáo án mà người thực hiện đề tài đưa ra với đầy đủ các phương tiện dạy học cần thiết; + Ở lớp ĐC: Giáo viên cộng tác dạy theo cách mà họ vẫn thường sử dụng. - Dự giờ, thảo luận với giáo viên cộng tác; - Tổ chức cho học sinh lớp đối chứng và lớp thực nghiệm làm những bài kiểm tra với cùng một nội dung do người thực hiện đề tài đã chuẩn bị, trong cùng thời gian để đánh giá kết quả học tập; - Phân tích và xử lí số liệu thu được trong quá trình TNSP; - Trên cơ sở các kết quả thu được, rút ra các kết luận về đề tài nghiên cứu. 3.5. PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ TNSP Việc đánh giá kết quả TNSP dựa trên một số tiêu chí cần đánh giá như sau: 3.5.1. Về mặt định tính - Các biểu hiện hứng thú trong quá trình học tập, tiếp nhận nhiệm vụ học tập của học sinh: không khí lớp học sôi nổi, học sinh hăng hái tham gia các hoạt động học tập do giáo viên tổ chức, tích cực tham gia thảo luận, tranh luận có hiệu quả. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 95 - Tính tích cực, chủ động, tự lực học tập của học sinh, cụ thể: + Tích cực tái hiện: Số học sinh trả lời đúng các câu hỏi ôn tập, củng cố kiến thức. + Tích cực tìm tòi: Số học sinh nắm được đấy đủ các thông tin trong bài toán và phân tích được hiện tượng nêu ra trong bài toán; Số học sinh đưa ra được phương án giải bài toán và diễn đạt rõ ràng phương án giải quyết vấn đề của mình. + Tích cực sáng tạo: Số học sinh có thể mở rộng bài toán và vận dụng kiến thức vào các vấn đề thực tiễn trong cuộc sống. - Số học sinh tự giác trong hoạt động nhóm, số học sinh giải hết hoặc không hết các bài tập được giao về nhà, số học sinh giải thêm các bài tập ngoài các bài tập được giao về nhà,... 3.5.2. Về mặt định lƣợng Để đánh giá chất lượng, hiệu quả dạy học về mặt định lượng sự tích cực và tự lực trong học tập của học sinh, chúng tôi căn cứ vào kết quả cụ thể của các bài kiểm tra được thực hiện đồng bộ trên các lớp TN và các lớp ĐC để đánh giá. Nội dung của các bài kiểm tra bao gồm cả các câu hỏi trắc nghiệm khách quan và bài tập vận dụng hoặc vận dụng sáng tạo các kiến thức, kĩ năng đã được rèn luyện trong giờ học. * Các bài kiểm tra của học sinh đƣợc chúng tôi đánh giá theo thang điểm 10 và phân loại nhƣ sau: Loại Kém Yếu TB Khá Giỏi Điểm 0, 1, 2 3, 4 5, 6 7, 8 9, 10 Căn cứ vào kết quả bài kiểm tra của học sinh, việc đánh giá được tiến hành bằng cách sử dụng phương pháp thống kê toán học, phân tích và xử lí kết quả thu được. Từ đó cho phép đánh giá chất lượng và hiệu quả dạy học, qua đó kiểm tra giả thuyết khoa học của đề tài. * Việc xử lí và phân tích kết quả TNSP gồm các bƣớc: - Lập bảng điểm các lớp thực nghiệm và đối chứng, tính %, tính điểm trung bình X (TN), Y (ĐC) để so sánh kết quả giữa phương pháp dạy học thường dùng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 96 của giáo viên và phương pháp dạy học tích cực với sự hỗ trợ của các phương tiện dạy học hiện đại theo phương án của đề tài. - Lập bảng phân phối tần suất, vẽ đường biểu diễn sự phân phối tần suất của nhóm TN và nhóm ĐC qua mỗi lần kiểm tra để so sánh kết quả. - Lập bảng tóm tắt các tham số thống kê theo các công thức: + Điểm trung bình: n Xn X ii  ; n Yn Y ii  + Phương sai: D(X) =   n XXn ii  2 ; D(Y) =   n YYn ii  2 + Độ lệch quân phương (độ lệch chuẩn): (X) = )(XD ; (Y) = )(YD + Hệ số biến thiên: V(X) = (%) )( X X ; V(Y) = (%) )( Y Y + Hệ số Studen:   )()( YDXD nYX ttt    Trong đó: Xi là các giá trị điểm của nhóm TN. Yi là các giá trị điểm của nhóm ĐC. n là tổng số học sinh được kiểm tra. ni là số học sinh đạt điểm Xi (Yi) ở nhóm TN (ĐC). - Lập bảng xếp loại học tập theo 5 mức: Kém, yếu, trung bình, khá, giỏi. - Vẽ biểu đồ xếp loại để so sánh kết quả học tập giữa nhóm TN và ĐC. 3.6. TIẾN HÀNH TNSP Việc dạy các bài thực nghiệm được bố trí theo đúng thời khoá biểu và đúng phân phối chương trình để đảm bảo tính khách quan. Các giáo viên cộng tác TNSP: Trường THPT Tân Yên số 1 : Đàm Hương Bảo - Giáo viên Vật lí Trường THPT Sơn Động số 1: Phạm Diệp Linh - Giáo viên Vật lí Trường THPT Lục Nam : Trịnh Khắc Bằng - Giáo viên Vật lí Người thực hiện đề tài đã đi dự các giờ ở lớp TN và lớp ĐC ở cả ba trường. Sau mỗi giờ dạy, chúng tôi tổ chức cho học sinh các nhóm TN và ĐC làm bài kiểm tra, giáo viên cộng tác thực hiện chấm. Sau khi thực hiện xong các giờ TN, chúng tôi đã trao đổi và rút kinh nghiệm cùng với các giáo viên cộng tác. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 97 3.7. KẾT QUẢ VÀ XỬ LÍ KẾT QUẢ TNSP 3.7.1. Các kết quả về mặt định tính của việc phát huy tính tích cực và tự lực học tập của học sinh Qua dự các giờ chúng tôi thấy ở lớp TN, học sinh phấn khởi, hào hứng tham gia vào quá trình giải bài tập tích cực suy nghĩ trước sự định hướng của giáo viên. Mức độ tích cực của học sinh ngày càng tăng từ giờ học trước đến giờ học sau, đặc biệt thể hiện ở sự phản ứng của học sinh trước những câu hỏi của giáo viên. Trong hoạt động giải bài tập, nhờ có sự mô phỏng các hiện tượng nêu ra trong các bài toán trên máy chiếu mà học sinh quan sát dễ hơn và phân tích bài toán nhanh hơn (cái đã cho, cái cần tìm, hiện tượng xảy ra trong bài toán là hiện tượng nào,…). Mức độ tích cực tái hiện, tích cực tìm tòi và tích cực sáng tạo ở nhóm TN đều cao hơn ở nhóm ĐC. Số học sinh tự giác trong hoạt động nhóm, số học sinh làm hết các bài tập được giao về nhà ở nhóm TN nhiều hơn ở nhóm ĐC. Ở giờ học đầu tiên, vì chưa làm quen với cách tổ chức và hướng dẫn giải bài tập theo kiểu định hướng do đó trước mỗi câu hỏi định hướng của giáo viên, học sinh cần có thời gian suy nghĩ, do đó phản ứng còn chậm, nhiều học sinh chưa chủ động phát biểu ý kiến của mình. Ở giờ học thứ hai, do đã qua một giờ luyện tập và được vận dụng cách hướng dẫn của giáo viên để tự lực giải các bài tập ở nhà nên học sinh phản ứng nhanh hơn, những suy nghĩ của học sinh được diễn đạt rõ ràng, rành mạch hơn, học sinh mạnh dạn chủ động hơn trong việc nêu lên ý kiến của mình. Đánh giá chung cho cả hai tiết học theo phương án dạy học mà người thực hiện đề tài đưa ra đó là: cả hai tiết học cơ bản đều hoàn thành mục tiêu đề ra, đem lại cho học sinh sự hứng thú và phát huy được vai trò tích cực, chủ động, tự lực trong học tập của học sinh. 3.7.2. Kết quả định lƣợng (kết quả của các lần kiểm tra) Sau khi các giáo viên chấm bài kiểm tra, kết quả thu được như sau: (Đề bài xem phần phụ lục) Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 98 a. Kết quả bài kiểm tra lần 1 (Sau giờ học: Bài tập về phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục) Bảng 2: Kết quả kiểm tra lần 1 Trƣờng Nhóm Điểm 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 THPT Tân Yên số 1 TN 0 0 0 1 3 10 11 12 5 2 1 ĐC 0 0 1 1 3 12 11 11 5 1 0 THPT Sơn Động số 1 TN 0 0 0 2 4 17 14 3 3 2 0 ĐC 0 1 4 3 6 15 12 2 2 0 0 THPT Lục Nam TN 0 0 0 1 2 4 12 14 4 2 1 ĐC 0 0 0 1 3 8 10 13 3 1 1 + Giá trị của điểm trung bình nhóm TN: X = 6,14 + Giá trị của điểm trung bình nhóm ĐC: Y = 5,67 Bảng 3: Xếp loại học tập lần 1 Nhóm Số HS Điểm Kém Yếu TB Khá Giỏi TN 130 0 13 68 41 8 100% 0% 10% 52,31% 31,54% 6,15% ĐC 130 6 17 68 36 3 100% 4,62% 13,07% 52,31% 27,69% 2,31% Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 99 0 10 20 30 40 50 60 Kém Yếu TB Khá Giỏi Biểu đồ xếp loại học tập lần 1 TN ĐC Bảng 4: Phân phối tần suất lần 1 Điểm Xi, (Yi) Thực nghiệm (X) Đối chứng (Y) ni i 2( )i in X X ni i 2( )i in Y Y 0 0 0,000 0 0 0,000 0 1 0 0,000 0 1 0,008 21,809 2 0 0,000 0 5 0,038 67,345 3 4 0,031 39,438 5 0,038 35,645 4 9 0,069 41,216 12 0,092 33,467 5 31 0,238 40,288 35 0,269 15,712 6 37 0,286 0,725 33 0,255 3,594 7 29 0,223 21,448 26 0,200 45,991 8 12 0,092 41,515 10 0,077 54,289 9 6 0,046 49,078 2 0,015 22,178 10 2 0,015 29,799 1 0,008 18,749  130 1,000 263,507 130 1,000 318,779 Xếp loại % Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 100 Đồ thị phân phối tần suât lần 1 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TN ĐC * Tính các tham số thống kê lần 1: - Phương sai: D(X) = 2,027; D(Y) = 2,452 - Độ lệch quân phương: (X) = 1,424 ; (Y) = 1,566 - Hệ số biến thiên: V(X) = 23,19% ; V(Y) = 27,62% - Hệ số Student: ttt = 2,53 Tra bảng phân phối Student, ta có: t(n, ) = t(130, 0,99) = 2,33< ttt. So sánh giữa kết quả thực nghiệm và số liệu trong bảng lí thuyết với độ tin cậy 99%  ta thấy kết quả thực nghiệm cho hệ số Student có giá trị lớn hơn. Điều đó chứng tỏ sự khác nhau giữa hai giá trị trung bình là thực chất. b. Kết quả bài kiểm tra lần 2 (Sau giờ học: Bài tập về mômen động lượng, động năng của vật rắn quay quanh một trục) Bảng 5: Kết quả kiểm tra lần 2 Trƣờng Nhóm Điểm 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 THPT Tân Yên số 1 TN 0 0 0 1 1 10 12 12 5 3 1 ĐC 0 0 1 2 3 12 12 10 4 1 0 THPT Sơn Động số 1 TN 0 0 1 1 3 20 14 2 3 1 0 ĐC 0 1 4 3 7 15 12 2 1 0 0 THPT Lục Nam TN 0 0 0 0 2 4 12 13 4 3 2 ĐC 0 0 0 1 3 8 10 13 3 1 1 Điểm i Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 101 + Giá trị của điểm trung bình nhóm TN: X = 6,2 + Giá trị của điểm trung bình nhóm ĐC: Y = 5,6 Bảng 6: Xếp loại học tập lần 2 Nhóm Số HS Điểm Kém Yếu TB Khá Giỏi TN 130 1 8 72 39 10 100% 0,77% 6,15% 55,38% 30,0% 7,7% ĐC 130 6 19 69 33 3 100% 4,61% 14,62% 53,08% 25,38% 2,31% 0 10 2 30 40 50 60 Kém Yếu TB Khá Giỏi Biểu đồ xếp loại học tập lần 2 TN ĐC Xếp loại % Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 102 Bảng 7: Phân phối tần suất lần 2 Điểm Xi, (Yi) Thực nghiệm (X) Đối chứng (Y) ni i 2( )i in X X ni i 2( )i in Y Y 0 0 0,000 0,000 0 0,000 0 1 0 0,000 0,000 1 0,008 21,160 2 1 0,008 17,640 5 0,038 64,800 3 2 0,015 20,480 6 0,046 40,560 4 6 0,046 29,040 13 0,100 33,280 5 34 0,262 48,690 35 0,269 12,600 6 38 0,292 1,520 34 0,262 5,440 7 27 0,208 17,280 25 0,192 49,000 8 12 0,092 38,880 8 0,062 46,080 9 7 0,054 54,880 2 0,015 23,120 10 3 0,023 43,320 1 0,008 19,360  130 1,000 271,370 130 1,000 315,400 Đồ thị phân phối tần suất lần 2 0 0.05 0.1 0.15 .2 0.25 0.3 0.35 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TN ĐC * Tính các tham số thống kê lần 2 - Phương sai: D(X) = 2,087 ; D(Y) = 2,426 Điểm i Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 103 - Độ lệch quân phương (độ lệch chuẩn): (X) = 1,44 ; (Y) = 1,56 - Hệ số biến thiên: V(X) = 23,23% ; V(Y) = 27,86% - Hệ số Student: ttt = 3,22 Tra bảng phân phối Student, ta có : t(130; 0,99) = 2,33 < ttt. So sánh giữa kết quả thực nghiệm và số liệu trong bảng lí thuyết với độ tin cậy 99%  ta thấy kết quả thực nghiệm cho hệ số Student có giá trị lớn hơn. Điều đó chứng tỏ sự khác nhau giữa hai giá trị trung bình là thực chất. Bảng 8: Tổng hợp các tham số thống kê qua hai bài kiểm tra Bài KT Số HS X Y D  = D V(%) t TN ĐC TN ĐC TN ĐC TN ĐC TN LT 1 130 130 6,14 5,67 2,027 2,452 1,424 1,566 23,19 27,62 2,53 2,33 2 130 130 6,20 5,60 2,087 2,426 1,44 1,56 23,23 27,86 3,22 2,33 Nhận xét: Qua kết quả tổng hợp ở bảng 8 cho thấy: - Giá trị điểm trung bình của nhóm TN luôn lớn hơn điểm trung bình của nhóm ĐC. Đồng thời giá trị điểm trung bình tăng dần trong các lần kiểm tra. - Đối với lớp thực nghiệm, số học sinh đạt mức điểm khá giỏi luôn nhiều hơn so với số học sinh đạt mức điểm này ở lớp đối chứng. - Các đường biểu diễn sự phân phối tần suất ở các lần kiểm tra của nhóm TN luôn dịch chuyển về bên phải theo chiều tăng của điểm số Xi so với nhóm ĐC. Điều đó chứng tỏ chất lượng học tập của nhóm TN cao hơn nhóm ĐC. - Các tham số thống kê: phương sai (D), độ lệch chuẩn (), hệ số biến thiên (V) của nhóm TN luôn nhỏ hơn của nhóm ĐC, chứng tỏ độ phân tán các giá trị xung quanh giá trị trung bình ở nhóm TN nhỏ hơn nhóm ĐC. - Hệ số Student (t) khi tính toán từ kết quả thực nghiệm luôn lớn hơn so với kết quả trong bảng lí thuyết với độ tin cậy 99%. Sự khác biệt này khẳng định sự khác nhau về chất lượng học tập của nhóm TN với nhóm ĐC do tác động của phương pháp dạy học chúng tôi đề xuất là thực chất chứ không phải là ngẫu nhiên. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 104 3.8. ĐÁNH GIÁ CHUNG VỀ TNSP Qua việc tổ chức, theo dõi và phân tích diễn biến các giờ học thực nghiệm, trao đổi với giáo viên, học sinh cộng tác trong đợt thực nghiệm, thu thập, phân tích và xử lí số liệu qua các bài kiểm tra, chúng tôi có những nhận định sau đây: 1. TNSP đã được thực hiện đúng kế hoạch, đạt được mục đích và nhiệm vụ đặt ra. 2. Việc lựa chọn bài tập và tổ chức hướng dẫn học sinh giải bài tập như đã phân tích ở chương 2 là phù hợp với học sinh miền núi. Các tiến trình dạy học đã xây dựng là khoa học và có thể vận dụng có hiệu quả ở các trường THPT miền núi. 3. Kết quả thu được trong TNSP về mặt định tính và mặt định lượng ở nhóm thực nghiệm cao hơn ở nhóm đối chứng, điều đó đã phản ánh tính đúng đắn của giả thuyết khoa học của đề tài. Từ những nhận định trên, chúng tôi cho rằng phương án đổi mới phương pháp dạy học mà đề tài thực hiện có tính khả thi và có thể phát triển, nhân rộng không chỉ trong dạy học bài tập chương Động lực học vật rắn mà có thể vận dụng cho việc dạy học các chương khác của chương trình vật lí. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 105 KẾT LUẬN CHUNG Trong phạm vi nghiên cứu, luận văn đã giải quyết được những nhiệm vụ cơ bản sau: 1. Phân tích để làm sáng tỏ cơ sở lí luận về vấn đề phát huy tính tích cực và tự lực nhận thức của học sinh, cụ thể: về khái niệm, biểu hiện, phân loại và các phương pháp, biện pháp phát huy tính tích cực và tự lực nhận thức, mối quan hệ giữa tính tích cực và tính tự lực nhận thức. 2. Phân tích rõ đặc điểm của bài tập trong dạy học Vật lí: về khái niệm, tác dụng, phân loại, các bước giải bài tập vật lí và các kiểu hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lí. 3. Tìm hiểu đặc điểm học sinh miền núi, nghiên cứu thực trạng dạy học bài tập Vật lí ở một số trường THPT miền núi. Trên cơ sở đó đề xuất một số biện pháp nhằm phát huy tính tích cực, tự lực học tập bài tập Vật lí của học sinh THPT miền núi. 4. Nghiên cứu đặc điểm chương “Động lực học vật rắn”. Xây dựng tiến trình dạy học một số chủ đề bài tập theo hướng đề tài đặt ra. Phân tích và sử dụng một số bài tập dùng để xây dựng lí thuyết và hướng dẫn cho học sinh tự học ở nhà. 5. Tiến hành TNSP để kiểm nghiệm, đánh giá kết quả nghiên cứu. Kết quả thu được bước đầu cho thấy tính đúng đắn của giả thuyết khoa học. 6. Kết quả nghiên cứu của đề tài góp phần trang bị cho giáo viên Vật lí ở các trường THPT cơ sở lí luận về phương pháp dạy học Vật lí theo hướng phát huy tính tích cực và tự lực của học sinh. Các giáo án đã soạn có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho giáo viên Vật lí dạy theo chương trình nâng cao, và dạy theo chương trình cơ bản có tự chọn nâng cao ở các trường THPT miền núi. 7. Để góp phần nâng cao hiệu quả dạy và học theo hướng phát huy tính tích cực và tự lực học tập của học sinh THPT miền núi, chúng tôi đề xuất một số ý kiến sau: - Tiếp tục nghiên cứu và phát triển theo hướng của đề tài, cụ thể hoá vào từng nội dung dạy học, thực hiện kiên trì trong thời gian dài để tạo cho học sinh có được thói quen làm việc tích cực và tự lực, nhằm đem lại những kết quả thiết thực cho quá trình dạy học Vật lí ở các trường THPT miền núi. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 106 - Cần tăng cường bồi dưỡng và tự bồi dưỡng có hiệu quả cho giáo viên dạy ở các trường THPT miền núi về đổi mới phương pháp dạy học, đặc biệt là các phương pháp dạy học nhằm phát huy tính tích cực và chủ động của người học. - Cần tăng cường trang thiết bị, đồ dùng dạy học, sách giáo khoa, tài liệu tham khảo cho các trường THPT miền núi để đáp ứng các yêu cầu đổi mới mà ngành giáo dục đặt ra. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 107 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Nguyễn Thế Khôi - Vũ Thanh Khiết - Nguyễn Đức Hiệp - Nguyễn Ngọc Hưng - Nguyễn Đức Thâm - Phạm Đình Thiết - Vũ Đình Tuý - Phạm Quý Tư (2008), Vật lí 12 Nâng cao, NXB Giáo dục. 2. Nguyễn Thế Khôi - Vũ Thanh Khiết - Nguyễn Đức Hiệp - Nguyễn Ngọc Hưng - Nguyễn Đức Thâm - Phạm Đình Thiết - Vũ Đình Tuý - Phạm Quý Tư (2008), Bài tập Vật lí 12 Nâng cao, NXB Giáo dục. 3. Nguyễn Thế Khôi - Vũ Thanh Khiết - Nguyễn Đức Hiệp - Nguyễn Ngọc Hưng - Nguyễn Đức Thâm - Phạm Đình Thiết - Vũ Đình Tuý - Phạm Quý Tư (2008), Sách giáo viên Vật lí 12 Nâng cao, NXB Giáo dục. 4. Lương Duyên Bình - Nguyễn Thượng Chung - Tô Giang - Trần Chí Minh - Vũ Quang - Ngô Quốc Quýnh (2005), Vật lí 12 - Sách giáo khoa thí điểm Ban KHTN (bộ 2), NXB Giáo dục. 5. Lương Duyên Bình - Nguyễn Xuân Chi - Nguyễn Thượng Chung - Tô Giang - Trần Chí Minh - Vũ Quang - Ngô Quốc Quýnh (2005), Sách giáo viên Vật lí 12 - Sách giáo khoa thí điểm Ban KHTN (bộ 2), NXB Giáo dục. 6. Đoàn Ngọc Căn - Đặng Thanh Hải - Vũ Đình Tuý (2008), Bài tập chọn lọc Vật lí 12, NXB Giáo dục. 7. Nguyễn Văn Ẩn - Nguyễn Bảo Ngọc - Phạm Viết Trinh(1993), Bài tập Vật lí đại cương (tập 1)- Sách Đại học Sư phạm, NXB Giáo dục. 8. Bộ Giáo dục và Đào tạo (2008), Tài liệu bồi dưỡng giáo viên thực hiện chương trình sách giáo khoa lớp 12 - Môn Vật lí, NXB Giáo dục. 9. Nguyễn Văn Khải, Nguyễn Duy Chiến, Phạm Thị Mai (2007), Lí luận dạy học Vật lí ở trường phổ thông, NXB Giáo dục. 10. Nguyễn Văn Khải (2009), Vận dụng các phương pháp dạy học tích cực trong dạy học vật lí ở trường THPT (Tài liệu hướng dẫn tự bồi dưỡng cho giáo viên vật lí THPT miền núi), Thái Nguyên 2009. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 108 11. Phạm Hữu Tòng (1998), Định hướng hành động giải bài tập Vật lí, bài giảng chuyên đề cao học. 12. Phạm Hữu Tòng (2007), Tổ chức hoạt động nhận thức trong dạy học Vật lí, Hà Nội. 13. Phạm Hữu Tòng (2006), Lí luận dạy học vật lí 1, NXB Đại học Sư phạm. 14. Trần Đức Vượng (2005), Một số vấn đề lí luận dạy học hiện đại, Giáo trình sau đại học, Hà Nội. 15. Nguyễn Ngọc Bảo (1995), Phát triển tính tích cực, tự lực của học sinh trong quá trình dạy học, Bộ Giáo dục và Đào Tạo - Vụ GV. 16. I.F Kharlamop (1978), Phát huy tính tích cực học tập của học sinh như thế nào, NXB Giáo dục. 17. Nguyễn Đức Thâm, An Văn Chiêu, Vũ Đào Chỉnh, Phạm Hữu Tòng (1983)- (tập thể tác giả dịch), Phương pháp giảng dạy Vật lí trong các trường phổ thông ở Liên Xô và Cộng hoà dân chủ Đức, NXB Giáo dục. 18. Thái Duy Tuyên (1999), Những vấn đề cơ bản của giáo dục học hiện đại, NXB Giáo dục. 19. Nguyễn Kỳ (1996), Mô hình dạy học tích cực, lấy học sinh làm trung tâm, Trường cán bộ quản lí giáo dục và đào tạo, Hà Nội. 20. Nguyễn Kỳ (1995), Phương pháp giáo dục tích cực, NXB Giáo dục, Hà Nội. 21. Phạm Viết Vượng (1995), Bàn về phương pháp giáo dục tích cực, Tạp chí nghiên cứu giáo dục 22. Nguyễn Bá Dương, Phùng Đức Hải (1999), Về trình độ tư duy của học sinh PTTH miền núi, Tạp chí nghiên cứu Giáo dục. 23. Nghiêm Xuân Nùng , Lâm Quang Thiệp (1995), Trắc nghiệm và đo lường cơ bản trong giáo dục, Bộ Giáo dục và Đào tạo, Hà Nội. 24. Lục Thị Na (2005), Phát triển năng lực tự lực, sáng tạo của học sinh miền núi thông qua tổ chức hoạt động giải bài tập vật lí phần vật lí phân tử và nhiệt học ở lớp 10 THPT, Luận văn thạc sĩ - ĐHSP Thái Nguyên. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 109 25. Vi Thị Thu (1999), Một số biện pháp nhằm phát huy tính tích cực, tự lực nhận thức của học sinh PTTH miền núi khi dạy phần cơ học - vật lí lớp 10, Luận văn thạc sĩ - ĐHSP Thái Nguyên. 26. Nguyễn Thị Mai Anh (2002), Phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh lớp 10 THPT qua giải bài tập vật lí bằng phương pháp véctơ, Luận văn thạc sĩ - ĐHSP Thái Nguyên. 27. Lê Văn Đình (2000), Tổ chức dạy học bài tập thí nghiệm chương Từ trường và chương Cảm ứng điện từ lớp 11 THPT nhằm giúp học sinh phát huy tính tích cực và tự lực hoạt động học tập, Luận văn Thạc sĩ - ĐHSP Hà Nội. 28. Dương Nghĩa Bộ (2000) “Định hướng hành động học tập nhằm nâng cao tính tích cực, tự lực chiếm lĩnh tri thức vật lí cho học sinh PTTH miền núi”, Luận văn thạc sĩ - ĐHSP Thái Nguyên. 29. Nguyễn Thế Khôi (1995), Một số phương án xây dựng hệ thống bài tập phần Động lực học vật lí 10 nhằm giúp học sinh nắm vững kiến thức cơ bản, góp phần phát triển năng lực giải quyết vấn đề, Luận án tiến sĩ, Hà Nội. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 110 PHỤ LỤC 1 PHIẾU PHỎNG VẤN HỌC SINH (Phiếu này chỉ nhằm mục đích nghiên cứu khoa học, không sử dụng để đánh giá học sinh. Mong các em trả lời đúng sự thật ) I. THÔNG TIN CÁ NHÂN Họ và tên: ………………………………………....... Lớp: .......................................... II. NỘI DUNG PHỎNG VẤN: Em hãy điền dấu [+] vào ô mà em cho là thích hợp để trả lời mỗi câu hỏi dưới đây. Câu 1: Em có thích học môn Vật lí không? Rất thích [ ] Bình thường [ ] Không thích [ ] Câu 2: Em thƣờng tự học môn Vật lí vào thời gian nào? (Thường xuyên: [+] ; Đôi khi: [-]; Chưa bao giờ: [0]) - Học thường xuyên vào các buổi trong tuần [ ] - Chỉ học tối hôm trước nếu ngày hôm sau có giờ Vật lí [ ] - Chỉ học khi giáo viên cho biết trước là sẽ có bài kiểm tra [ ] - Chỉ học khi chuẩn bị thi học kỳ. [ ] Câu 3: Em cho rằng khả năng tự lực học môn Vật lí của mình nhƣ thế nào? Tốt [ ] Khá [ ] Trung bình [ ] Yếu [ ] Câu 4: Khi làm bài tập Vật lí em thƣờng: - Học lí thuyết xong mới làm bài tập [ ] - Vừa làm vừa xem lại lí thuyết [ ] - Chỉ làm bài tập dễ [ ] - Chỉ giải những bài tập được giao [ ] - Làm hết các bài tập trong SGK, SBT [ ] Câu 5: Khi tự giải bài tập Vật lí, em quan tâm đến điều nào sau đây? - Độ khó hay dễ của bài toán [ ] - Tìm ra đáp án cho bài toán [ ] - Tính thực tiễn của hiện tượng nêu ra trong bài toán [ ] Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 111 Câu 6: Khi gặp phải bài tập khó em sẽ làm gì? - Đọc kỹ lại lí thuyết rồi tiếp tục suy nghĩ [ ] - Thảo luận, trao đổi với bạn bè [ ] - Xem hướng dẫn trong sách giải bài tập [ ] - Đợi giáo viên chữa rồi chép lại [ ] Câu 7: Khi giải bài tập Vật lí em thấy khó khăn ở điểm nào? - Không tóm tắt được đề bài [ ] - Không nhớ lí thuyết [ ] - Nhớ lí thuyết nhưng không biết cách vận dụng [ ] - Không xác định được phương hướng giải [ ] - Không biết thực hiện các phép toán phức tạp [ ] Câu 8: Những điều nào dƣới đây ảnh hƣởng tới khả năng nhận thức của em về môn Vật lí? - Hoàn cảnh gia đình [ ] - Tính mạnh dạn hay rụt rè của bản thân [ ] - Sự nhiệt tình và phương pháp dạy học của giáo viên [ ] - Phương tiện phục vụ cho học tập bộ môn [ ] - Không có nhiều tài liệu tham khảo [ ] - Năng lực nhận thức của bản thân còn hạn chế [ ] Câu 9: Em hãy cho biết những vấn đề sau: (Em hãy đánh dấu [+] vào ô mà em lựa chọn) 1. Một mômen lực không đổi tác dụng vào một vật có trục quay cố định. Trong những đại lượng dưới đây, đại lượng nào không phải là một hằng số? - Mô men quán tính [ ] - Khối lượng [ ] - Gia tốc góc [ ] - Tốc độ góc [ ] 2. Đại lượng trong chuyển động quay của vật rắn tương tự như khối lượng trong chuyển động của chất điểm là: - Mômen động lượng [ ] - Tốc độ góc [ ] - Mômen quán tính [ ] - Mômen lực [ ] Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 112 3. Trong trường hợp nào sau đây, vật quay biến đổi đều? - Độ lớn gia tốc góc không đổi [ ] - Độ lớn tốc độ dài không đổi [ ] - Độ lớn gia tốc hướng tâm không đổi [ ] - Độ lớn tốc độ góc không đổi [ ] 4. Một cánh quạt cứ mỗi phút quay được 30 vòng thì có tốc độ góc bằng: 0,5 rad/s [ ] 6,28 rad/s [ ] 4,5rad/s [ ] 3,14 rad/s [ ] 5. Một bánh xe quay nhanh dần đều quanh trục. Lúc bắt đầu tăng tốc, bánh xe đang có tốc độ góc là 3 rad/s. Sau 10s tốc độ góc của nó tăng lên đến 9 rad/s. Gia tốc góc của bánh xe bằng: 0,3 rad/s 2 [ ] 0,9rad/s 2 [ ] 1,2 rad/s 2 [ ] 0,6 rad/s 2 [ ] Câu 10: Để học tốt môn Vật lí em có đề nghị gì? .................................................................................................................................. .................................................................................................................................. .................................................................................................................................. Ngày ..... tháng ........ năm 2009 Xin chân thành cảm ơn em! Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 113 PHỤ LỤC 2 PHIẾU PHỎNG VẤN GIÁO VIÊN VẬT LÍ (Phiếu này chỉ nhằm mục đích nghiên cứu khoa học, không dùng để đánh giá giáo viên. Rất mong nhận được những ý kiến xác đáng của các đồng chí) I. THÔNG TIN CÁ NHÂN 1. Họ và tên:……………………….....Nam/nữ:………..Tuổi:................... 2. Nơi đang công tác hiện nay: Trường ..................................................................... 3. Số năm trực tiếp giảng dạy Vật lí ở trường THPT: …………………….năm 4. Số lần được bồi dưỡng về chuyên môn, nghiệp vụ:……………………...lần II. NỘI DUNG PHỎNG VẤN Câu 1: Trong các giờ lên lớp đồng chí thƣờng sử dụng những phƣơng pháp dạy học nào? (Thường xuyên: [+] ; Đôi khi: [-] ; không sử dụng: [0]) - Diễn giảng - minh hoạ [ ] - Thuyết trình - Đàm thoại [ ] - DH nêu vấn đề [ ] - DH theo nhóm nhỏ [ ] - DH Mô hình hoá [ ] - Các phương pháp khác: ……………. Câu 2: Đồng chí thƣờng sử dụng hình thức tổ chức giải bài tập nào trong các giờ lên lớp? (Thường xuyên: [+], đôi khi: [ - ], không sử dụng: [ 0 ] ) - Giáo viên chữa bài, học sinh ghi chép [ ] - Một học sinh chữa bài, giáo viên nhận xét, cả lớp chép [ ] - Giáo viên nêu bài toán cho học sinh tự suy nghĩ làm bài [ ] - Giáo viên tổ chức cho cả lớp thảo luận, phân tích để giải bài toán [ ] Câu 3: Theo đồng chí, mục đích chính của giờ bài tập là: (Đồng ý: [+]) - Chữa được nhiều bài tập [ ] - Củng cố, khắc sâu kiến thức lí thuyết và vận dụng giải bài tập [ ] - Rèn luyện cho học sinh phương pháp giải bài tập [ ] Câu 4: Trong giờ bài tập đồng chí thƣờng kết hợp sử dụng đồ dùng dạy học nào? (Thường xuyên: [+] ; Đôi khi: [-] ; không sử dụng: [0]) - Phiếu học tập [ ] - Tranh ảnh, hình vẽ minh họa [ ] - Máy chiếu đa năng (Projector) [ ] - Máy chiếu vật thể (camera) [ ] Câu 5: Theo đồng chí trong lớp đồng chí dạy: - Số học sinh không biết giải bài tập:………% Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 114 - Số học sinh giải được bài tập khi đã được chỉ rõ từng bước cần thực hiện:…..% - Số học sinh có khả năng tự lực giải được bài tập:……% - Số học sinh giải được bài tập bằng nhiều cách: ……..% Câu 6: Đồng chí nhận thấy thái độ của học sinh trong các giờ bài tập Vật lí nhƣ thế nào? (Đồng ý: [+]; Có thể: [-]; Không đồng ý: [0]) - Rất hăng hái, hứng thú với các giờ bài tập [ ] - Không hăng hái bằng khi học lí thuyết [ ] - Rất ngại học giờ bài tập [ ] Câu 7: Theo đồng chí, nguyên nhân nào dẫn đến học sinh thiếu hứng thú trong các giờ bài tập? (Đồng ý: [+]; Có thể: [- ]; Không đồng ý: [0 ]) - Do học sinh chưa nắm vững kiến thức lí thuyết [ ] - Do học sinh chưa thấy được ý nghĩa của các kiến thức trong đời sống[ ] - Do thói quen ỷ lại, lười suy nghĩ [ ] - Do học sinh miền núi khả năng tư duy trừu tượng thấp, kĩ năng phân tích, tổng hợp, so sánh, biện luận kém [ ] - Do giáo viên chưa có phương pháp hợp lí [ ] - Do các yếu tố tác động khác (gia đình, xã hội ...) [ ] Câu 8: Những ý kiến khác và đề xuất của đồng chí đối với các cấp quản lí: .................................................................................................................................. .................................................................................................................................. Ngày ....... tháng ....... năm 2009 Xin chân thành cảm ơn đồng chí! Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 115 PHỤ LỤC 3 ĐỀ KIỂM TRA LẦN 1 (15 phút) Câu 1: Một điểm ở trên vật rắn cách trục quay một khoảng R. Khi vật rắn quay đều quanh trục, điểm đó có tốc độ dài là v. Tốc độ góc của vật rắn là A. 2v R   B. v R   C. .v R  D. 2.v R  Câu 2: Mômen quán tính của một vật rắn không phụ thuộc vào A. Khối lượng của vật B. Tốc độ góc của vật C. Kích thước và hình dạng của vật D. Vị trí trục quay của vật Câu 3: Một ròng rọc hình trụ, khối lượng M = 3 kg, bán kính R = 0,4 m, được dùng để kéo nước trong một cái giếng. Một chiếc xô khối lượng m = 2 kg, được buộc vào một sợi dây quấn quanh ròng rọc. Nếu xô được thả từ miệng giếng thì sau 3 s nó chạm vào nước. Bỏ qua ma sát ở trục quay và mômen quán tính của tay quay. Lấy g = 9,8 m/s 2 . Tính: a. Gia tốc của xô nước và lực căng T của dây. b. Độ sâu từ miệng giếng đến mặt nước. ĐỀ KIỂM TRA LẦN 2 (15 phút) Câu 1: Nếu tổng mômen lực tác dụng lên vật bằng 0 thì A. Gia tốc góc của vật đó thay đổi C. Mômen động lượng của vật không đổi. B. Tốc độ góc của vật thay đổi D. Gia tốc toàn phần của vật không đổi Câu 2: Hai bánh xe A và B có cùng động năng quay, tốc độ góc 3A B  . Tỉ số mômen quán tính IB/IA đối với trục quay đi qua tâm của A và B có giá trị nào sau đây? A. 3 B. 9 C. 6 D.1 Câu 3: Một đĩa tròn mỏng, bán kính 50 cm, khối lượng 3 kg quay quanh trục đi qua tâm đĩa với tốc độ 20 rad/s. a. Tính mômen động lượng của đĩa. b. Cần thực hiện một công tối thiểu là bao nhiêu để tăng tốc độ quay của đĩa lên 2 lần? Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 116 PHỤ LỤC 4 HỆ THỐNG BÀI TẬP 1. Chủ đề 1: Chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định * Bài tập cơ bản: 1.1. Hãy dựa vào sự tương tự giữa chuyển động thẳng biến đổi đều và chuyển động quay biến đổi đều để thành lập các phương trình động học của chuyển động quay? 1.2. Có phải mọi điểm trên vật rắn quay quanh một trục cố định đều có cùng tốc độ dài không? Vì sao? 1.3. Hai học sinh A và B đứng trên chiếc đu quay tròn, A ở ngoài rìa, B ở cách tâm một đoạn bằng nửa bán kính của đu. Hãy so sánh tốc độ góc, gia tốc góc của A và B. 1.4. Một cánh quạt của máy phát điện chạy bằng sức gió có đường kính 8 m, quay đều với tốc độ 45 vòng/phút. Tính tốc độ dài tại một điểm ở vành của cánh quạt. 1.5. Tại thời điểm t = 0, một bánh xe đạp bắt đầu quay quanh một trục với gia tốc góc không đổi. Sau 5 s nó quay được một góc 25 rad. Tính tốc độ góc và gia tốc góc của bánh xe tại thời điểm t = 5 s. 1.6. Một vật chuyển động nhanh dần đều trên đường tròn bán kính r với gia tốc góc  . Tại vị trí vật có gia tốc hướng tâm bằng gia tốc tiếp tuyến, tốc độ dài của vật là bao nhiêu? 1.7. Một bánh xe có bán kính R quay nhanh dần đều với gia tốc góc  . Tìm gia tốc toàn phần của một điểm trên vành bánh xe sau thời gian t kể từ lúc bánh xe bắt đầu chuyển động. 1.8. Coi Trái Đất là quả cầu có bán kính R quay quanh trục đi qua tâm O với chu kì T. Một điểm trên mặt đất ở vĩ độ  có tốc độ dài và gia tốc góc được tính như thế nào? 1.9. Giả thiết Trái Đất chuyển động đều quanh Mặt Trời trên quĩ đạo tròn, bán kính 150 triệu km. Hãy xác định tốc độ góc, tốc độ dài và gia tốc hướng tâm của Trái Đất trong chuyển động này. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 117 1.10. Một cầu thủ bóng chày ném quả bóng với tốc độ dài là 6,93 m/s. Nếu cánh tay của cầu thủ đó dài 0,66 m thì tốc độ góc của quả bóng ngay lúc ném bằng bao nhiêu? Biết rằng tay cầu thủ dang thẳng khi ném. * Bài tập phức hợp: 1.11. Một bánh xe quay nhanh dần đều. Trong thời gian 20 s, tốc độ của bánh xe tăng từ 2 vòng/s lên 10 vòng/s. a. Tính số vòng quay của bánh xe trong thời gian trên. b. Biết bán kính bánh xe là 30 cm. Tính gia tốc hướng tâm và gia tốc tiếp tuyến của bánh xe ở thời điểm nó đạt tốc độ 2,5 vòng/s. 2. Chủ đề 2: Phƣơng trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục * Bài tập cơ bản: 2.1. Khi dùng tay đẩy hoặc kéo cánh cửa, ta có thể thay đổi các yếu tố nào để làm cánh cửa quay càng mạnh? Tại sao quả nắm của cánh cửa lại được đặt rất xa bản lề? 2.2. Hãy đặt một quả trứng sống lên bàn và làm cho nó quay nhanh. Nếu chạm bàn tay vào làm cho nó dừng lại rồi thả nhanh tay ra, thì sẽ thấy nó lại quay. Hãy giải thích tại sao? Nếu lặp lại thí nghiệm với quả trứng đã luộc kĩ, thì sẽ thấy kết quả khác. Hãy giải thích tại sao? 2.3. Hãy tìm một số ví dụ về vật rắn có trục quay không đi qua khối tâm? 2.4. Tìm biểu thức tính mômen quán tính đối với trục quay đi qua đầu của một thanh dài đồng chất có chiều dài l, khối lượng m? 2.5. Một đĩa tròn đồng chất có bán kính R = 0,5m, khối lượng m = 1kg. Tính mômen quán tính của đĩa đối với trục vuông góc với mặt đĩa tại tâm O của đĩa. 2.6. Hai chất điểm có khối lượng 1 kg và 2 kg được gắn ở hai đầu của một thanh nhẹ có chiều dài 1 m. Tính mômen quán tính của hệ đối với trục quay đi qua trung điểm của thanh và vuông góc với thanh? 2.7. Ba quả cầu nhỏ có khối lượng m, 2m, 3m lần lượt được gắn vào ba đỉnh A, B, C của một tam giác đều cạnh a trong mặt phẳng Oxy như hình vẽ. Tính mômen quán tính của hệ ba vật đối với trục quay đi qua O, là trung điểm của BC và vuông góc với mặt phẳng ABC. A B C a O Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 118 * Bài tập phức hợp: 2.8. Một bánh xe có mômen quán tính đối với trục quay cố định là 6 kg.m2, đang đứng yên thì chịu tác dụng của một mômen lực 30 N.m đối với trục quay. Bỏ qua mọi lực cản. Sau bao lâu, kể từ khi bắt đầu quay, bánh xe đạt tới tốc độ góc 100 rad/s? 2.9. Một vật hình trụ có mômen quán tính 5 kg.m2 đối với trục quay cố định đi qua tâm của nó. Tại thời điểm t = 0, tác dụng lên vật một mômen lực M = 50 N.m thì hình trụ bắt đầu quay, sau 1,5 s nó có tốc độ góc là 12 rad/s. Hỏi nếu ngừng tác dụng mômen lực M ở thời điểm này thì sau bao lâu vật dừng lại? Cho rằng mômen cản tác dụng lên vật luôn có giá trị không đổi. 2.10. Một đĩa tròn đồng chất khối lượng m = 1,5 kg, bán kính R = 40 cm đang quay đều quanh trục vuông góc với mặt đĩa và đi qua tâm của đĩa với tốc độ góc 10 /rad s  . Tác dụng lên đĩa một mômen hãm. Đĩa quay chậm dần và sau khoảng thời gian 2t s  thì dừng lại. Tính mômen hãm đó. 2.11. Một quả cầu đặc đồng chất, có khối lượng M = 1,65 kg, bán kính R = 0,226 m. Tính: a. Mômen lực làm quả cầu quay xung quanh một trục đi qua tâm của nó để truyền cho nó một tốc độ góc 317 /rad s  trong 15,5 s. Biết rằng lúc đầu quả cầu đứng yên. b. Lực tiếp tuyến tác dụng vào một điểm của quả cầu ở xa trục quay nhất. Vì sao chúng ta không quan tâm đến lực pháp tuyến nF  2.12. Một hình trụ đặc khối lượng M, bán kính R, đồng chất, có thể quay không ma sát quanh một trục đối xứng nằm ngang. Trên hình trụ có quấn nhiều vòng dây nhẹ, không dãn, một đầu dây buộc vật khối lượng m (hình vẽ bên). Cho M = 4m. Thả cho hệ chuyển động với tốc độ ban đầu bằng không. Tính tốc độ của vật khi nó hạ thấp một khoảng h. 2.13. Hai vật có khối lượng m1 = 0,5 kg và m2 = 1,5 kg được nối với nhau bằng một sợi dây nhẹ, không dãn vắt qua một ròng rọc có trục quay nằm ngang và cố định gắn vào mép bàn (Hình vẽ bên). Ròng rọc có mômen quán tính 0,03 kg.m2 m M Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 119 và bán kính 10 cm. Coi rằng dây không trượt trên ròng rọc khi quay. Bỏ qua mọi ma sát. a. Xác định gia tốc của m1 và m2 b. Tính độ dịch chuyển của m2 trên mặt bàn sau 0,4 s kể từ lúc bắt đầu chuyển động. 2.14. Một quả nặng có khối lượng m1 = 500g, còn quả nhẹ có khối lượng m2 = 460g được nối với nhau bằng một dây không dãn vắt qua một ròng rọc (như hình vẽ). Ròng rọc là một hình trụ đặc đồng chất có bán kính R = 5cm. Khi được thả từ nghỉ người ta thấy quả nặng hơn rơi được 75 cm trong 5 s. Bỏ qua ma sát ở ổ trục và giữa dây và ròng rọc, coi dây không trượt trên ròng rọc. Hãy tính: a. Gia tốc của mỗi vật b. Gia tốc góc của ròng rọc c. Lực căng của dây ở hai nhánh, lấy g = 9,8 m/s2 d. Mômen quán tính của ròng rọc 2.15. Xác định quy luật chuyển động của khối tâm một bánh xe của ô tô khi leo dốc. Cho rằng lực kéo F  đặt vào trục bánh xe là không đổi, bánh xe là vành tròn đồng chất, có trọng lượng P và lăn không trượt từ nghỉ lên dốc có độ nghiêng góc  so với mặt phẳng ngang. Bỏ qua ma sát lăn. 2.16. Một quả cầu đặc đồng chất khối lượng m, bán kính R lăn không trượt từ đỉnh một dốc có chiều cao h (như hình vẽ). Tìm vận tốc khối tâm của nó ở chân dốc 2.17. Trên một mặt phẳng nghiêng góc  so với phương ngang, có 2 rãnh giống hệt nhau, người ta thả từ cùng một độ cao h một đĩa tròn đồng chất và một vành tròn đồng chất. Hai vật lăn không trượt trên 2 rãnh xuống chân mặt phẳng nghiêng, bỏ qua mọi ma sát. a. Tính gia tốc khối tâm của mỗi vật? m1 m2 F   h m R  m1 m2 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 120 b. Vật nào lăn xuống chân mặt phẳng nghiêng trước? Từ đó có nhận xét gì về kết quả bài toán? 3. Chủ đề 3: Mômen động lƣợng. Định luật bảo toàn mômen động lƣợng. * Bài tập cơ bản: 3.1. Hãy cho biết những điều kiện để áp dụng định luật bảo toàn mômen động lượng? 3.2. Một người đứng trên một chiếc ghế đang quay, hai tay cầm hai quả tạ. Khi người ấy dang tay theo phương ngang, ghế và người quay với tốc độ góc 1 . Sau đó người ấy co tay lại kéo hai quả tạ vào gần sát vai thì tốc độ góc mới của hệ người và ghế thay đổi thế nào? Tại sao? Coi rằng ma sát ở trục quay nhỏ không đáng kể. 3.3. Tại sao vận động viên trượt băng muốn thực hiện động tác quay thân người thật nhanh thì phải thu tay và chân lại sát thân người? 3.4. Tại sao khi nhảy từ ván cầu xuống nước, các vận động viên nhảy cầu thường thực hiện động tác gập người và bó gối thật chặt lúc xoay người ở trên không? Sau đó họ phải làm thế nào để ngừng quay và lao mình vào trong nước? 3.5. Hai đĩa tròn có mômen quán tính I1 và I2 đang quay đồng trục và cùng chiều với tốc độ góc 1 và 2 . Ma sát ở trục quay nhỏ không đáng kể. Sau đó cho hai đĩa dính vào nhau thì tốc độ góc của hệ có độ lớn được xác định như thế nào? 3.6. Một đĩa tròn đồng chất có bán kính R = 0,5 m, khối lượng m = 1 kg quay đều với tốc độ góc 6 /rad s  quanh một trục thẳng đứng đi qua tâm của đĩa. Tính mômen động lượng của đĩa đối với trục quay đó. 3.7. Coi Trái Đất là một quả cầu đồng chất. Hãy tính mômen động lượng của nó: a. Trong chuyển động quay xung quanh trục của nó. b. Trong chuyển động quay xung quanh Mặt Trời Cho biết Trái Đất có khối lượng M = 6.1024 kg, bán kính R = 6,4.106 m và ở cách Mặt Trời một khoảng r = 1,5.108 km. 3.8. Một đĩa tròn đồng chất tiết diện đều, đường kính 120 cm, khối lượng 5 kg quay đều quanh một trục đi qua tâm đĩa và vuông góc với mặt phẳng đĩa với tốc độ 4 vòng/s. Tìm mômen quán tính và mômen động lượng của đĩa đối với trục quay nói trên. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 121 * Bài tập phức hợp: 3.9. Một đĩa tròn đồng chất, tiết diện đều, bán kính R, khối lượng m đang quay đều không ma sát quanh một trục thẳng đứng đi qua tâm của đĩa với tốc độ góc 0 . Người ta đặt nhẹ một vật nhỏ (có thể coi như một chất điểm) có khối lượng bằng 0,5 m với vận tốc ban đầu bằng 0 lên một điểm trên mặt đĩa, cách trục quay một khoảng 0,5R. Tính tốc độ quay của đĩa sau khi đặt vật. 3.10. Một vành tròn mảnh, bán kính 50 cm, khối lượng 3 kg quay quanh trục đi qua tâm đĩa với tốc độ góc 20 rad/s a. Tính mômen động lượng của đĩa b. Cần thực hiện một công tối thiểu là bao nhiêu để tăng tốc độ quay của đĩa lên hai lần? 3.11.Hai quả cầu mỗi quả có khối lượng M = 2 kg được gắn ở hai đầu một thanh mảnh khối lượng không đáng kể, dài l = 50 cm. Thanh có thể quay không ma sát trong mặt phẳng thẳng đứng quanh một trục nằm ngang đi qua tâm của nó. Khi thanh đang nằm yên theo phương ngang thì một cục ma tít có khối lượng m = 50 g rơi vào một quả cầu với tốc độ v = 3 m/s và dính vào đó. Hỏi: a. Tốc độ góc của hệ ngay sau khi cục ma tít rơi vào? b. Tỉ số giữa động năng của hệ ngay sau khi va chạm và động năng của hệ ngay trước va chạm. Có nhận xét gì về kết quả đó? 3.12. Một sàn tròn khối lượng M, bán kính R, tiết diện đều đồng chất đang quay không ma sát quanh một trục thẳng đứng đi qua tâm sàn với tốc độ góc 0 . Trên sàn có một người khối lượng m được coi như một chất điểm đang đứng yên đối với sàn. Tại một thời điểm, người đó đi theo vành của sàn với tốc độ u so với sàn, ngược chiều quay của đĩa. Tính tốc độ góc của sàn khi người đang đi với tốc độ nói trên. M M m v  O Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 122 4. Chủ đề 4: Động năng của vật rắn quay quanh một trục. * Bài tập cơ bản: 4.1. Chứng minh rằng động năng của một vật rắn quay quanh một trục cố định có thể viết dưới dạng 2 2 d L W I  , trong đó I và L lần lượt là mômen quán tính và mômen động lượng của vật rắn đối với trục quay đó. 4.2. Nêu nhận xét về vai trò của mômen quán tính I trong công thức tính động năng quay? 4.3. Hai bánh xe A và B có cùng động năng quay, tốc độ góc 3A B  . Tỉ số mômen quán tính IA/IB bằng bao nhiêu? 4.4. Khi vật rắn quay quanh một trục chịu tác dụng của một lực F  có độ lớn không đổi và luôn tiếp tuyến với quĩ đạo của điểm đặt. Chứng minh rằng công của lực F  bằng độ biến thiên động năng của vật: 2 2 2 1 1 1 2 2 dA I I W     4.5. Một vật rắn quay quanh một trục cố định với tốc độ góc 20 rad/s và có mômen động lượng 4 kg.m2/s. Tính động năng quay của vật. 4.6. Một bánh đà quay nhanh dần đều từ trạng thái nghỉ và sau 5 s thì có tốc độ góc 200 rad/s và có động năng quay là 60 KJ. Tính gia tốc góc và mômen quán tính của bánh đà đối với trục quay. * Bài tập phức hợp: 4.7. Hai đĩa tròn có mômen quán tính I1= 5.10 -2 kg.m 2 và I2= 2,5.10 -2 kg.m 2 đang quay đồng trục và cùng chiều với tốc độ góc 1 10 /rad s  và 2 20 /rad s  . Ma sát ở trục quay nhỏ không đáng kể. Sau đó cho hai đĩa dính vào nhau, hệ quay với tốc độ góc  . Động năng của hệ hai đĩa lúc sau tăng hay giảm bao nhiêu lần so với lúc đầu? 4.8. Dưới tác dụng của một mômen hãm không đổi, mômen động lượng của một bánh đà giảm từ 4,5 kg.m2/s xuống 0,5 kg.m2/s trong thời gian 2s. Biết trong thời gian trên, động năng của bánh đà đã giảm đi 50 J a. Tính mômen quán tính của bánh đà b. Tính góc quay của bánh đà trong 2s nói trên. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 123 4.9. Một người có khối lượng m đứng ở tâm một sàn tròn có trục quay thẳng đứng. Ở thời điểm t = 0, người đó bắt đầu chuyển động đều theo phương bán kính từ tâm ra mép ngoài của sàn với tốc độ u đối với sàn. Biết sàn tròn vẫn quay với tốc độ góc  không đổi. Tính động năng của người trong quá trình người đang chuyển động. 4.10. Tính động năng toàn phần của một xe chuyển động thẳng đều với tốc độ v. Bốn bánh xe là những hình trụ đặc đồng chất, mỗi bánh xe có khối lượng m, khối lượng của phần thân xe không kể các bánh xe là M. v  M m m Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 124 PHỤ LỤC 5 HÌNH ẢNH THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM HĐ kiểm tra sự chuẩn bị của HS HS tìm hiểu đề bài HS tham gia đề xuất phương pháp giải HS thảo luận nhóm giải bài tập GV hướng dẫn HS thảo luận tìm ra kết quả HS trình bày kết quả thảo luận của nhóm HĐ củng cố, giao nhiệm vụ về nhà HS tiếp thu, nhận nhiệm vụ học tập