SKKN Định hướng bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lí 8 với dạng bài tập tự luận phần vật nổi cân bằng trong chất lỏng - Nguyễn Văn Trọng

Nội dung tài liệu: SKKN Định hướng bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lí 8 với dạng bài tập tự luận phần vật nổi cân bằng trong chất lỏng - Nguyễn Văn Trọng

1. Tên đề tài: “ĐỊNH HƯỚNG BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÝ 8 VỚI DẠNG BÀI TẬP TỰ LUẬN PHẦN VẬT NỔI CÂN BẰNG TRONG CHẤT LỎNG” A. PHẦN MỞ ĐẦU I. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Mục tiêu cơ bản của giáo dục là đào tạo và xây dựng thế hệ học sinh trở thành những con người mới phát triển tồn diện, cĩ đầy đủ phẩm chất đạo đức, năng lực, trí tuệ để đáp ứng với yêu cầu thực tế hiện nay. Để thực hiện mục tiêu đĩ trước hết chúng ta phải biết áp dụng phương pháp dạy học hiện đại để bồi dưỡng cho học sinh năng lực tư duy sáng tạo năng lực giải quyết vấn đề, rèn luyện thành nề nếp tư duy sáng tạo của người học, dành thời gian tự học, tự nghiên cứu cho học sinh. Đồng thời mỗi giáo viên cũng phải tìm ra những phương pháp mới, phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh. Bồi dưỡng nhân tài là một trong những nhiệm vụ của ngành giáo dục, cơng tác bồi dưỡng học sinh giỏi ở các trường THCS đã được tổ chức thực hiện trong nhiều năm qua. Bồi dưỡng học sinh giỏi là nhiệm vụ trong mỗi nhà trường, là thành quả để tạo lịng tin với học sinh, đồng nghiệp và phụ huynh. Vật lí là cơ sở của nhiều ngành kỷ thuật quan trọng sự phát triển của khoa học Vật lý gắn bĩ chặt chẽ tác động qua lại trực tiếp với sự tiến bộ của khoa học và kỷ thuật. Vì vậy hiểu Vật lí cĩ giá trị to lớn trong đời sống và sản xuất, đặc biệt trong cuộc cơng nghiệp hĩa và hiện đại hĩa đất nước. Căn cứ vào nhiệm vụ bồi dưỡng học sinh giỏi hằng năm của trường nhằm phát hiện những học sinh cĩ năng lực học tập mơn Vật lý để bồi dưỡng nâng cao năng lực nhận thức, hình thành cho các em những kỹ năng cơ bản và nâng cao trong việc giải các bài tập Vật lí. Giúp các em tham dự kì thi học sinh giỏi cấp huyện đạt kết quả cao. Trong số tất cả các mơn học thì Vật lí là một trong những mơn khoa học khĩ khăn với các em. Vật lí là mơn khoa học thực nghiệm đã được tốn học hĩa
2. ở mức độ cao. Địi hỏi các em phải cĩ những kiến thức, kỹ năng tốn học nhất định trong việc giải các bài tốn Vật lí. Việc học tập mơn Vật lí nhằm mang lại cho học sinh những kiến thức về các sự vật, hiện tượng và các quá trình quan trọng nhất trong đời sống và sản xuất. Vì thế để giúp các em học tập mơn Vật lí cĩ kết quả tốt, giáo viên khơng chỉ cĩ kiến thức vững vàng, một tâm hồn đầy nhiệt huyết, mà cần thiết là phải biết vận dụng các phương pháp linh hoạt sáng tạo truyền thụ kiến thức cho học sinh một cách dễ hiểu nhất. Bài tốn “vật nổi cân bằng trong chất lỏng” thuộc mảng kiến thức “cơ học” là những bài tốn thiết thực gắn bĩ với cuộc sống hàng ngày. Tuy nhiên việc giải thích và tính tốn ở lại bài tập này các em gặp khơng ít khĩ khăn. Vì vậy để giúp quá trình lĩnh hội và vận dụng giải bài tập về vật nổi cân bằng trong chất lỏng được tốt hơn, nhằm nâng cao chất lượng phục vụ cơng tác bồi dưỡng học sinh giỏi đã giúp tơi quyết định lựa chọn vấn đề này để nghiên cứu. Qua nhiều năm giảng dạy bộ mơn Vật lí, tơi cũng đã thu được một số kết quả trong cơng tác bồi dưỡng học sinh giỏi, đã cĩ các học sinh đạt giải nhì, ba, giải khuyến khích và năm nay cĩ học sinh vào đội tuyển Vật lí 9 của huyện. Với mong muốn cơng tác bồi dưỡng ngày đạt kết quả tốt, gĩp phần hồn thành mục tiêu giáo dục, nâng cao chất lượng giáo dục, tơi chọn đề tài sáng kiến kinh nghiệm năm học này là: “Định hướng bồi dưỡng học sinh giỏi mơn Vật lý 8 với dạng bài tập tự luận phần vật nổi cân bằng trong chất lỏng”. II. MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NHIỆM VỤ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊM CỨU, CỦA ĐỀ TÀI 1. Mục tiêu nghiên cứu Phân dạng bài tập tự luận phần vật nổi cân bằng trong chất lỏng Hướng dẫn các em học tập, hình thành phát triển năng lực Khảo sát thực trạng cơng tác bồi dưỡng và chất lượng học sinh giỏi mơn Vật lý 8. Đề xuất một số biện pháp thực hiện cơng tác bồi dưỡng để nâng cao chất
3. lượng học sinh giỏi mơn Vật lý8, gĩp phần hồn thành mục tiêu giáo dục của nhà trường. Cĩ được thơng tin ngược kết quả học tập của học sinh để từ đĩ tơi điều chỉnh việc dạy của mình và việc học của học sinh. 2. Đối tượng nghiên cứu Đề tài này tơi nghiên cứu về việc “Định hướng bồi dưỡng học sinh giỏi mơn Vật lý 8 với dạng bài tập tự luận phần vật nổi cân bằng trong chất lỏng”. 3. Phạm vi nghiên cứu Sáng kiến kinh nghiệm viết về chủ đề “Định hướng bồi dưỡng học sinh giỏi mơn Vật lý 8 với dạng bài tập tự luận phần vật nổi cân bằng trong chất lỏng”. Nằm ở chương I phần Cơ học Vật lý lớp 8 4. Nhiệm vụ nghiêm cứu Tìm phương pháp dạy học hiệu quả, phát triển năng lực tư duy của học sinh qua dạy học Vật lý. Tạo cho học sinh cĩ hướng thú yêu thích mơn học, khơng ngại khĩ, tự ơn tập, đào sâu mở rộng kiến thức, lĩnh hội kiến thức mới, rèn luyện kỹ năng, rèn luyện thĩi quen vận dụng kiến thức quan sát, phát huy tự học của học sinh gĩp phần phát triển tư duy sáng tạo của học sinh. 5. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp quan sát: Quan sát thức tế, thực trạng về cơng tác bồi dưỡng, quá trình học tập, chất lượng học tập của học sinh giỏi. Phương pháp nghiên cứu tài liệu. Nghiên cứu sách, tài liệu trên mạng, tài liệu cĩ liên quan đến cơng tác bồi dưỡng học sinh giỏi. Nghiên cứu chất lượng học sinh giỏi những năm trước. Nghiên cứu cơng tác chỉ đạo của nhà trường đối với cơng tác bồi dưỡng học sinh giỏi. Phương pháp giải bài tập Vật lý Trung học cơ sỡ Phương pháp tham khảo các đề thi, các bài tốn hay bậc Trung học cơ sỡ Phương pháp tổng kết kinh nghiệm.
4. B. PHẦN GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ I. CƠ SỞ LÍ LUẬN Thực tế cho thấy số học sinh được xem là cĩ năng lực hơn các em khác chiếm từ 5-10% tổng số học sinh.Giáo dục và đào tạo hiện nay luơn quan tâm đến việc phát hiện và bồi dưỡng nhân tài. Đồng thời với việc thực hiện nhiệm vụ phát hiện và bồi dưỡng nhân tài, tổ chức thi học sinh giỏi cịn cĩ tác dụng thúc đẩy phong trào thi đua dạy tốt, học tốt, việc bồi dưỡng học sinh giỏi cĩ tác dụng tích cực trở lại đối với giáo viên. Để cĩ thể bồi dưỡng học sinh giỏi, người giáo viên luơn phải học hỏi, tự bồi dưỡng kiến thức để nâng cao trình độ chuyên mơn và năng lực sư phạm cũng như phải bồi dưỡng lịng yêu nghề, tinh thần tận tâm với cơng việc. Vật lý là mơn khoa học thực nghiệm, các sự vật hiện tượng vật lý rất quen thuộc gần gũi với các em. Việc tạo lịng say mê yêu thích và hứng thú tìm tịi kiến thức lại phụ thuộc rất nhiều vào nghiệp vụ sư phạm của người thầy. Qua giảng dạy và tìm hiểu tơi nhận thấy phần lớn các em chưa cĩ thĩi quen vận dụng những kiến thức đã học vào giải bài tập Vật lý một cách cĩ hiệu quả, nhất là đối với các bài tập khĩ dành cho học sinh khá, giỏi. II. THỰC TRẠNG CƠNG TÁC BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI BỘ MƠN VẬT LÝ 8 Người dân ở đây chủ yếu làm nghề nơng,trang trại lại phân bố khơng đồng đều, địa hình phức tạp, đời sống khĩ khăn, nhận thức của người dân trong việc giáo dục học tập cho con em mình chưa cao,kể cả chính quyền địa phương. Mặt khác, các em học sinh ở đây cũng phải phụ giúp gia đình nhiều việc nên thời gian giành cho học tập khơng nhiều. Đồng thời, trường THCS cĩ cơ sở vật chất cịn thiếu thốn, xuống cấp những vấn đề đĩ làm ảnh hưởng khơng nhỏ tới cơng tác dạy của giáo viên, việc học của học sinh. Trong nhiều năm thực hiện cơng tác này, chúng tơi đã phải khắc phục nhiều khĩ khăn. Ngay từ đầu năm học 2017- 2018, tơi đã khảo sát chất lượng mơn Vật lý 8 và cĩ số liệu cụ thể như sau:
5. Tổng số học sinh: 37 em ở lớp 8C, trong đĩ Giỏi Khá T.Bình Yếu kém Số lượng 4 8 25 0 0 Tỉ lệ 11% 22% 67% 0% 0% Qua những số liệu trên cho thấy chất lượng bộ mơn chưa cĩ chiều sâu vì đây là lớp tuyển chọn, vậy làm thế nào để cĩ những phương pháp tối ưu trong cơng tác ơn học sinh giỏi của bộ mơn để đạt kết quả tốt nhất? Đĩ là câu hỏi mà bản thân người giáo viên trực tiếp giảng dạy như tơi đã trăn trở qua nhiều năm nay và đề tài này giúp tơi đang dần đi tìm câu trả lời. Sau đây là một số giải pháp cụ thể tơi đưa ra để giải quyết vấn đề trên. III. MỘT SỐ GIẢI PHÁP CỤ THỂ CHO CƠNG TÁC BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI VẬT LÝ 8 Ở TRƯỜNG THCS CHÚNG TƠI. 1. Đối với học sinh Để tự tin và học giỏi mơn Vật lý trong nhà trường, học sinh cần cĩ phương pháp học tập sao cho khoa học, hợp lý: Đọc và soạn bài kỹ trước khi đến lớp. Chú ý, ghi lại những từ ngữ quan trọng, những vấn đề cịn chưa rõ trong bài để khi đến lớp khi nghe thầy, cơ giảng bài học sinh sẽ tiếp thu nhanh hơn. Phải mạnh dạn hỏi ngay những gì cịn chưa hiểu với thầy cơ, bạn bè. Về nhà làm các bài tập cơ bản ở trong sách giáo khoa và ở sách nâng cao. Muốn vậy phải học đều tất cả các mơn, đặc biệt là mơn Tốn, vì đây là mơn học giúp ta cĩ được tư duy logic và tính tốn chính xác, rất cần trong việc giải các bài tập Vật lý. Cần cĩ lịng yêu thích mơn học, cĩ yêu thích mới cĩ hứng thú trong học tập. Đây là một trong những yếu tố rất cần thiết để học tốt mơn này. Vậy bằng cách nào? Phải thường xuyên đọc sách Vật lý vui, tham gia các hoạt động liên quan đến Vật lý, trên Internet, Luơn đặt câu hỏi "Tại sao?" trước những vấn đề, những tình huống thuộc mơn Vật lý dù là đơn giản để từ đĩ khơi gợi tính tị mị, địi hỏi phải được lý giải . Như vậy dần dần sẽ tìm thấy được những cái hay, cái thú vị của bộ mơn này mà yêu thích nĩ.
6. Rèn luyện một trí nhớ tốt vì cĩ như thế mới nắm bắt được bài mới ở lớp cũng như các kiến thức đã học trước đĩ, sẽ giúp nhớ lâu hơn, chắc hơn. Trước khi học bài mới nên xem lại các bài học cũ. Luơn tìm tịi mở rộng kiến thức. Chương trình trong sách giáo khoa khơng thể giải thích cặn kẽ hết mọi vấn đề vì thời lượng chương trình khơng cho phép. Cho nên, để hiểu rõ và nắm chắc kiến thức trong sách giáo khoa chúng ta cũng cần tìm đọc thêm sách tham khảo. Đồng thời, nên làm bài tập thật nhiều, bắt đầu từ những bài đơn giản rồi đến những bài tập khĩ Việc làm bài tập nhiều sẽ giúp rèn luyện tư duy nhanh, tích luỹ thêm kiến thức bổ sung cho lý thuyết; đọc thêm nhiều sách thì mới nắm chắc và hiểu đúng, sâu sắc hơn những kiến thức. 2. Đối với giáo viên Nếu học sinh cĩ kiến thức cơ bản tốt, cĩ tố chất thơng minh, mà khơng được bồi dưỡng nâng cao tốt thì sẽ ít hiệu quả hoặc khơng cĩ hiệu quả. Đồng thời giáo viên lại phải lựa chọn đúng đối tượng học sinh vào bồi dưỡng và phải tự soạn thảo chương trình bồi dưỡng một cách hợp lý, khoa học, sáng tạo. Ngồi ra giáo viên cần tập cho các em cĩ phương pháp tự học, tự đọc và tự nghiên cứu tài liệu ở nhà. Hướng cho các em cĩ ý chí, quyết tâm, biết đặt ra mục tiêu của mình cần vươn tới, đạt được cái đích mà mình đã đặt ra. - Lựa chọn đúng đối tượng học sinh: Cần tổ chức lựa chọn chính xác đối tượng học sinh vào bồi dưỡng. Giáo viên cần đánh giá học sinh một cách khách quan, chính xác, khơng chỉ qua bài thi mà cả qua việc học tập bồi dưỡng hằng ngày. Việc lựa chọn đúng khơng chỉ nâng cao hiệu quả bồi dưỡng, mà cịn tránh bỏ sĩt học sinh giỏi và khơng bị quá sức đối với những em khơng cĩ tố chất. - Xây dựng chương trình bồi dưỡng Hiện nay cĩ rất nhiều sách nâng cao và các tài liệu tham khảo, Internet,... song chương trình bồi dưỡng của Huyện nhà chưa cĩ sách hướng dẫn chi tiết, cụ thể từng tiết, từng buổi học. Vì thế soạn thảo chương trình bồi dưỡng là một việc làm hết sức quan trọng và rất khĩ khăn nếu như chúng ta khơng cĩ sự tham
7. khảo, tìm tịi và chọn lọc tốt. Giáo viên cần soạn thảo nội dung bồi dưỡng trước hết phải khắc sâu kiến thức cơ bản, từ đĩ vận dụng để mở rộng và nâng cao dần. Cần soạn thảo chương trình theo vịng xốy: Từ cơ bản tới nâng cao, từ đơn giản tới phức tạp. Đồng thời cũng phải cĩ ơn tập củng cố. Ví dụ: Cứ sau 2, 3 tiết củng cố kiến thức cơ bản và nâng cao thì cần cĩ một tiết luyện tập để củng cố kiến thức; và cứ sau 5, 6 tiết thì cần cĩ một tiết ơn tập để củng cố khắc sâu. Khi soạn một tiết học chúng ta cần cĩ đầy đủ những nội dung: Kiến thức cần truyền đạt, bài tập vận dụng, bài tập về nhà luyện thêm . Một số giờ ơn tập, Giáo viên cần giúp các em tổng hợp các dạng bài, các phương pháp giải theo hệ thống. Vì hầu hết các em chưa tự mình hệ thống đựơc mà địi hỏi phải cĩ sự giúp đỡ của giáo viên. Điều cần thiết, giáo viên cần đầu tư nhiều thời gian, tham khảo nhiều tài liệu để đúc rút, soạn thảo cơ đọng nội dung chương trình bồi dưỡng. Tuỳ thuộc vào thời gian bồi dưỡng, khả năng tiếp thu của học sinh mà lựa chọn mức độ bài khĩ và từng dạng luyện tập nhiều hay ít. - Dạy như thế nào cho đạt hiệu quả? Trước hết cần chọn lọc những phương pháp giải dễ hiểu nhất để hướng dẫn học sinh, khơng nên máy mĩc theo các sách giải. Cần vận dụng đổi mới phương pháp giảng dạy phù hợp với nội dung từng bài; phát huy tính tích cực, độc lâp, tự giác của học sinh; tơn trọng và khích lệ những sáng tạo của học sinh. Những bài hướng dẫn kiến thức mới, khĩ nên gắn với thực tế để gây hứng thú học tập cho học sinh đồng thời giúp các em ghi nhớ được tốt hơn, giáo viên làm thí nghiệm biểu diễn cho học sinh xem. Khi ra các bài tập cụ thể giáo viên nên gợi mở để học sinh tìm tịi ra cách giải, uốn nắn những sai sĩt và chấn chỉnh cách trình bày của học sinh một cách kịp thời. 3. Một số bài tập cụ thể. a. Các kiến thức áp dụng: - Lực đẩy Ác-si-mét:
8. Một vật khi nhúng chìm vào chất lỏng đều bị chất lỏng đẩy thẳng đứng từ dưới lên một lực bằng trọng lượng phần chất lỏng mà vật chiếm chổ. Điểm đặt của lực đẩy Ác-si-mét: Là tâm hình học của phần vật ngập trong chất lỏng Phương của lực đẩy Ác-si- mét: Là phương thẳng đứng chiều từ dưới lên Độ lớn lực đẩy Ác-si-mét: Được tính theo cơng thức: F A= d.V trong đĩ d là trọng lượng riêng chất lỏng(N/m3 ),V là thể tích phần chất lỏng bị vật chiếm chổ(m3) - Cân bằng lực khi vật nổi : Khi một vật nổi trên một chất lỏng ,chịu tác dụng của hai lực là trọng lực P và lực đẩy Ác-si-mét và ta cĩ: P = FA - Một số kiến thức khác cần nắm vững: + Cơng thức tính cơng cơ học: A=F.s Trong đĩ: F là lực tác dụng (N); s là quãng đường dịch chuyển theo phương của lực tác dụng (m). Nếu trên quãng đường s lực biến đổi đều từ F1 đến F2 thì cơng được tính: 1 A = ( F1 + F2).s 2 + Điều kiện cân bằng của địn bẩy: Điều kiện cân bằng của địn bẩy là lực F 1 l 2 tác dụng tỷ lệ nghịch với cánh tay địn = hay là F1.l 1 =F2.l 2 F 2 l1 Trong đĩ l 1 là cánh tay địn của lực F1 l 2 là cánh tay địn của lực F2 + Một số cơng thức tính thể tích thường dùng: Tính thể tích hình lập phương: V=a3 (a là độ dài cạnh hình lập phương). Tính thể tích kích thước hình hộp chữ nhật: V=a.b.c (a, b, c là kích thước hình hộp chữ nhật) Tính hình trụ đứng tiết diện S, chiều cao h: V=S.h
9. b. Bài tập Bài 1: Hai quả cầu sắt giống hệt nhau được treo A B vào 2 đầu A, B của một thanh kim loại mảnh, nhẹ. O Thanh được giữ thăng bằng nhờ dây mắc tại điểm O. Biết OA = OB = l = 20 cm. Nhúng quả cầu ở đầu B vào trong chậu đựng chất lỏng người ta thấy thanh AB mất thăng bằng. Để thanh thăng bằng trở lại phải dịch chuyển điểm treo O về phía A một đoạn x=1,08cm. Tính khối lượng riêng cđa chất lỏng, biết khối lượng riêng của sắt là D 0 = 7,8 g/cm3 (Trích ở sách 200 bài tập Vật lí chọn lọc, phần các máy cơ đơn giãn). Giải: Khi quả cầu treo ở B được nhúng trong chất lỏng thì A B ngồi trọng lực, quả cầu cịn chịu tác dụng của lực (l-x) O’ (l+x) đẩy Acsimet của chất lỏng. Theo điều kiện cân bằng FA của các lực đối với điểm treo O’ ta cĩ P. AO’ = ( P – FA ). BO’. Hay P. ( l – x) = ( P – FA )(l + x) Gọi V là thể tích của một quả cầu và D là khối lượng P riêng của chất lỏng. P Ta cĩ P = 10.D0.V và FA = 10. D. V  10.D0.V ( l – x ) = 10 V ( D0 – D )( l + x ) 2x D = .D 0,8g / cm3 . l x 0 Bài 2: Một cục nước đá cĩ thể tích V = 500cm3 nổi trên mặt nước. Tính thể tích của phần lĩ ra khỏi mặt nước biết KLR của nước đá là 0,92g/cm3 và trọng lượng riêng của nước là 10000N/m3
10. Giải: Do cục nước đá nổi trên mặt nước nên trọng lượng cục đá đúng bằng trọng lượng của nước bị chiếm chỗ, tức là bằng lực đẩy Ác-Si-Mét nên ta cĩ: P = FA= d2.V2 ( V2 là thể tích phần chìm trong nước) P V2 = Mà P = 10m, mặt khác m = V.D = 500.0,92 = 460(g) = d2 0,46(kg). Vậy P = 10.0,46 = 4,6(N) Do đĩ thể tích phần nhúng chìm trong nước là: P 4,6 3 3 V2 = = = 0,00046(m = 460(cm ) d2 10000 Vậy thể tích phần cục đá nhơ ra khỏi nước là : 3 V1 = V - V2 = 500 - 460 = 40(cm ) Bài 3: Hai quả cầu đặc cĩ thể tích mỗi quả là V = 100m3 được nối với nhau bằng một sợi dây nhẹ khơng co giãn thả trong nước (hình vẽ). Khối lượng quả cầu bên dưới gấp 4 lần khối lượng quả cầu bên trên. khi cân bằng thì 1/2 thể tích quả cầu bên trên bị ngập trong nước. Hãy tính. a) Khối lượng riêng của các quả cầu b) Lực căng của sợi dây Cho biết khối lượng của nước là D0 = 1000kg/m3 (Trích đề thi chọn HSG cấp huyện năm học 2015-2016 mơn Vật lý 9 của huyện Can Lộc, tỉnh Hà tĩnh) FA Giải: a) Vì 2 quả cầu cĩ cùng thể tích V, mà P2 = 4 P1 => D2 = 4.D1 T P1 Xét hệ 2 quả cầu cân bằng trong nước. Khi đĩ ta cĩ: 3 P1 + P2 = FA + F’A => D1 D 2 D0 (2) T 2 F’A 3 Từ (1) và (2) suy ra: D1 = 3/10 D0 = 300kg/m P2
11. 3 D2 = 4 D1 = 1200kg/m b) Xét từng quả cầu: - Khi quả cầu 1 đứng cân bằng thì: FA = P1 + T - Khi quả cầu 2 đứng cân bằng thì: F’A = P2 - T Với FA2 = 10.V.D0; FA = F’A /2 ; P2 = 4.P1 F' A P1 T F'A => 2 => 5.T = F’A => T = 0,2 N 5 4P1 T F' A Bài 4: Một cốc nhẹ cĩ đặt quả cầu nhỏ, nổi trong bình chứa nước. Mực nước thay đổi như thế nào - - - - - - - -- - nếu lấy quả cầu ra khỏi cốc rồi thả nhẹ vào bình -- - - -. - - - -- nước trong trường hợp: - - - - - - - -- - - Quả cầu bằng gỗ cĩ khối lượng riêng bé -- - - - -- - - - - - - - - - - - -- hơn của nước. -- - - - - - - -- - Quả cầu bằng sắt cĩ khối lượng riêng lớn - - - - - - - - -- hơn của nước. (Trích ở sách 500 bài tập Vật lí - - - - - -- - - - THCS, phần Cơ học, đề thi học sinh khá, giỏi Thị xã Hồng Lĩnh, tỉnh Hà Tĩnh năm học 2013-2014) Giải: • Trường hợp quả cầu bằng gỗ cĩ khối lượng riêng bé hơn của nước - Gọi trọng lượng của cốc, quả cầu gỗ và quả cầu sắt lần lượt là Pc, Pg và Ps - Khi để quả cầu trong cốc, cốc nổi: FA= P1  V1d = Pc + Pg Pc Pg - Phần thể tích nước trong bình dâng lên là: V1 = (1) d - Khi bỏ qủa cầu gỗ vào trong nước, quả cầu gỗ nổi. Thể tích nước trong P P P ’ g Pc c g bình dâng lên là: V1 = Vg + Vc = (2) d d d (Vg, Vc là phần thể tích của quả cầu gỗ và của cốc chiếm chỗ của nước). - Từ (1) & (2) suy ra: V1 = V1 (mực nước trong bình giữ nguyên)
12. • Trường hợp quả cầu bằng sắt cĩ khối lượng riêng lớn hơn của nước - Khi để quả cầu sắt trong cốc, phần thể tích nước trong bình dâng lên là: Pc Ps V2 = d - Khi bỏ quả cầu sắt cho vào trong nước, quả cầu sắt chìm thể tich trong ’ Ps Pc bình nước dâng lên là: V2 = Vs + Vc= d s d ’ Vì ds > d nên V2 < V2 (mực nước trong bình khi bỏ quả cầu sắt vào bình nước nhỏ hơn khi bỏ quả cầu sắt vào trong cốc). Bài 5: Một khối gỗ hình trụ nặng tiết diện S = 100 cm2, chiều cao h = 15cm cĩ khối trọng lượng riêng 3 d1 = 8000 N/m được thả nhẹ trong nước. a. Hãy xác định phần nhơ lên mặt nước của khối gỗ biết trọng lượng 3 riêng của nước là d2 = 10000 N/m . 3 b. Nối khối gỗ vào vật nặng cĩ trọng lượng riêng d 0 = 20000 N/m thì khối gỗ vừa ngập trong nước. Tìm trọng lượng của vật nặng đĩ? Giải: a. Gọi thể tích của khối gỗ là V = S.h - Thể tích phần chìm của khối gỗ là V1 = S.(h-h1) h là chiều cao khối gỗ h1 là chiều cao phần gỗ nổi trên mặt nước - Trọng lượng của vật : P = d1.V = d1. S.h - Lực đẩy Ác si mét tác dụng lên vật : FA = d2.V1 = d2.S(h-h1) - Khi cân bằng ta cĩ:` P = FA d1. S.h = d2.S(h-h1) d1.S.h (h-h1) = d2.S 8000.0,15 h-h1 = 10000 h-h1 = 0,12m → h1 = h- 0,12
13. → h1 = 0,15 - 0,12 → h1 = 0,03m =3cm Vậy chiều cao phần gỗ nổi trên mặt nước là 3cm b. Gọi P0 là trọng lượng của vật nặng FA0 là lực đẩy Ác si mét tác dụng lên vật nặng V0 là thể tích của vật nặng Khi cân bằng ta cĩ: P + P0 = FA + FA0 d1. S.h + d0.V0 = d2. S.h + d2.V0  d0.V0 - d2.V0 = d2. S.h - d1. S.h  V0.( d0 - d2) = S.h (d2 - d1.) S.h d2 d1. V 0 = P0 = d0.V0 = 20000.0,0003 d0 d2 P0 = 6N Bài 6: Trong bình hình trụ tiết diện S0 chứa nước, mực nước trong bình cĩ chiều cao H = 20 cm. Người ta thả vào bình một thanh đồng chất, tiết diện đều sao cho nĩ nổi thẳng đứng trong bình thì mực nước dâng lên một đoạn h = 4 cm. a) Nếu nhấn chìm thanh trong nước hồn tồn thì mực nước sẽ dâng cao bao nhiêu so với đáy? Cho khối lương riêng của thanh và nước lần lượt là D = 3 3 0,8 g/cm , D0 = 1 g/cm . b) Tìm lực tác dụng vào thanh khi thanh chìm hồn tồn trong nước. Cho thể tích thanh là 50 cm3. (Trích ở sách 500 bài tập Vật lí THCS, phần Cơ học) Giải: a) Gọi S và l là tiết diện và chiều dài của thanh. S Trọng lượng của thanh là P = 10.D.S.l. Khi thanh nằm cân bằng, phần thể tích nước dâng h lên cũng chính là phần thể tích V1 của thanh chìm P trong nước. Do đĩ V1 = S0. h. H FA Do thanh cân bằng nên P = FA S0
14. D0 S0 hay 10.D.S.l = 10.D0.S0. h => l = . . h (1) D S Khi thanh chìm hồn tồn trong nước, nước dâng lên 1 lượng bằng thể tích của thanh. Gọi H là phần nước dâng lên lúc này ta cĩ: S.l = S0. H (2). D Từ (1) và (2) suy ra H = 0 . h D F Và chiều cao của cột nước trong bình lúc này là H S D H' H H H 0 . h 25 cm. D H’ P b) Lực tác dụng vào thanh H F = FA’ – P = 10. V.(D0 – D) F’A F = 10.50.10-6.(1000 - 800) = 0,1 N. S0 Bài 7: Một khối gỗ hình hộp chữ nhật cĩ diện tích đáy là S = 150 cm2 cao h = 30cm, khối gỗ được thả nổi trong hồ nước sâu H = 0,8m sao cho khối gỗ thẳng đứng. Biết trọng lượng riêng của gỗ bằng 2/3 trọng lượng riêng của nước và d = 10 000 N/m3. H 2O Bỏ qua sự thay đổi mực nước của hồ, hãy : a) Tính chiều cao phần chìm trong nước của khối gỗ ? b) Tính cơng của lực để nhấc khối gỗ ra khỏi nước H theo phương thẳng đứng ? c) Tính cơng của lực để nhấn chìm khối gỗ đến đáy hồ theo phương thẳng đứng ? (Trích đề thi chọn học sinh giỏi cấp huyện mơn Vật Lý lớp 9 năm học 2014-2015 của huyện Hương Khê, tỉnh Hà Tĩnh) Giải: a) Gọi chiều cao phần khối gỗ chìm trong nước là x (cm) thì : ( h - x ) + Trọng lượng khối gỗ : P = dg . Vg = dg . S . h ( dg là trọng lượng riêng của gỗ ) + Lực đấy Acsimet tác dụng vào khối gỗ: FA = dn . S . x ; H
15. khối gỗ nổi nên ta cĩ : P = FA x = 20cm b) Khi khối gỗ được nhấc ra khỏi nước một đoạn y ( cm ) so với lúc đầu thì lực Acsimet giảm đi một lượng F’A = dn . S.( x - y ) lực nhấc khối gố sẽ tăng thêm và bằng : F = P - F’A = dg.S.h - dn.S.x + dn.S.y = dn.S.y và lực này sẽ tăng đều từ lúc y = 0 đến khi y = x , vì thế giá trị trung bình của lực từ khi nhấc khối gỗ đến khi khối gỗ vừa ra khỏi mặt nước là F/2 . Khi đĩ cơng phải thực hiện là A = 1 .F.x = 1 2 2 2 .dn.S.x = ? (J) c) + Khi khối gỗ được nhấn chìm thêm một đoạn y thì lực đẩy Acsimet tăng lên và bằng lực tác dụng: F = F’A - P = dn.S.(x+y)- dgS.h. F = dn.S.x- dgS.h+ dn .S.y= dn .S.y Và khi khối gỗ chìm hồn tồn trong nước, lực tác dụng lúc này là: -4 -2 F = dn.S.( h - x )= 10000.150.10 . (30-20). 10 = 15N. Vậy trong giai đoạn từ lúc nổi đến khi mặt trên gỗ ngang mặt thống, lực tác dụng tăng từ 0 đến F=15N 1 1 -2 và cơng thực hiện trong giai đoạn này là: A1 = .F.( h - x ) = .15.( 10 30-20) 2 2 . = 0,75J Trong giai đoạn tiếp theo lực tác dụng khơng đổi và bằng F = 15N đến khi khối gỗ chạm đáy nĩ đã đi được quãng đường s=H- h= 50cm. Do đĩ cơng của -2 lực trong giai đoạn này là: A2 = F .s = 15.50. 10 = 7,5J. Vậy cơng tổng cộng để nhấn chìm khối gỗ đến đáy hồ là: A= A1+A2= 0,75+7,5=8,25J Bài 8: Một thanh đồng chất, tiết diện đều, một đầu nhúng vào nước, đầu kia tựa vào thành chậu tại O A sao cho OA = 1 OB. Khi thanh nằm cân bằng, mực 2 O nước ở chính giữa thanh. Tìm khối lượng riêng D của thanh, biết khối lượng riêng của nước là B 3 D0 = 1000kg/m . (Trích dẫn ở sách 200 bài tập
16. Vật lý chọn lọc, phần Máy cơ đơn giãn). Giải: Thanh chịu tác dụng của trọng lực P đặt tại trung điểm M của thanh AB và lực đẩy Acsimet đặt tại trung điểm N của MB. Thanh cĩ thể quay quanh O. áp dụng quy tắc cân bằng của địn bẩy ta cĩ: P. MH = F. NK (1). Gọi S là tiết diện và l là chiều dài của thanh ta cĩ: l A P = 10. D. S. l và F = 10. D0.S. 2 O NK Thay vào (1) ta cĩ: D = .D0 (2). M 2.MH H FA Mặt khác OHM  OKN ta cĩ: K KN ON l l 5l N Trong đĩ ON = OB – NB = P MH OM ' 3 4 12 B l l l OM = AM – OA = 2 3 6 KN ON 5 5 3 => thay vào (2) ta được D = .D0 = 1250 kg/m MH OM 2 4 IV. MỘT SỐ KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC KHI ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM: Qua quá trình nghiên cứu, tìm hiểu thực hiện đề tài này, tơi nhận thấy đây là bước đầu vừa làm vừa rút kinh nghiệm nhưng đã cĩ bước chuyển biến mới. Các em nắm chắc kiến thức hơn và đã được tiếp xúc với một số dạng bài tập nâng cao. Kết quả cuối học kì I vừa qua, chất lượng bộ mơn đã cĩ sự tiến bộ, cụ thể: Tổng số học sinh: 37 em, trong đĩ Giỏi Khá T.Bình Yếu kém Số lượng 6 7 24 0 0 Tỉ lệ 16% 19% 65% 0% 0%
17. C. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I. KẾT LUẬN Qua những năm bồi dưỡng học sinh giỏi, tơi nhận thấy rằng: Người thầy cần khơng ngừng học hỏi và tự học hỏi để nâng cao trình độ đúc rút kinh nghiệm, thường xuyên xây dựng, bổ sung chương trình và sáng tạo trong phương pháp giảng dạy. Để cĩ được vinh quang thì vai trị của người thầy vơ cùng quan trọng. Muốn cơng tác bồi dưỡng học sinh giỏi cĩ hiệu quả, trước hết giáo viên phải vững về kiến thức, kĩ năng thực hành... Thường xuyên học hỏi trau dồi kiến thức, tích lũy được một hệ thống kiến thức phong phú. Cĩ phương pháp nghiên cứu bài, soạn bài, ghi chép giáo án một cách thuận tiện, khoa học. Tham khảo nhiều sách, tài liệu trên mạng, tài liệu cĩ liên quan, học hỏi các đồng nghiệp cĩ kinh nghiệm và các trường cĩ nhiều thành tích. Thực sự yêu nghề, tâm huyết với cơng việc bồi dưỡng học sinh giỏi. Luơn thân thiện, cởi mở với học sinh, luơn mẫu mực trong lời nĩi, việc làm, thái độ, cử chỉ, cĩ tấm lịng trong sáng, lối sống lành mạnh để học sinh noi theo. Học sinh cần cĩ nhiều loại sách để tham khảo. Luơn phối hợp với gia đình để tạo điều kiện tốt nhất cho các em tham gia học tập. II KIẾN NGHỊ Để cơng tác nâng cao chất lượng học sinh giỏi của nhà trường ngày càng cĩ chất lượng cao hơn, tơi xin cĩ một số kiến nghị như sau: 1. Đối với cấp trên Tăng cường cơ sở vật chất cho nhà trường tạo điều kiện thuận lợi cho cơng tác dạy và học, thuận lợi cho giáo viên và học sinh áp dụng tốt các phương pháp dạy học hiện đại. Cung cấp cho giáo viên cĩ nhu cầu bộ đề thi học sinh giỏi cấp huyện và cấp tỉnh những năm gần đây để giáo viên và học sinh các trường cĩ thêm nguồn tài liệu tham khảo trong cơng tác này.
18. Nhà trường bổ sung thường xuyên các tài liệu nâng cao để bộ tài liệu này phong phú, đa dạng hơn. Quan tâm mua sắm, sữa chữa, quản lý tốt thiết bị, đồ dùng dạy học 2. Đối với các giáo viên. Dành thời gian cho việc tự học, tự bồi dưỡng khơng ngừng nâng cao trình độ chuyên mơn nghiệp vụ, nghiên cứu tìm tịi tài liệu cĩ liên quan đến cơng tác chuyên mơn, bồi dưỡng nâng cao kiến thức cho bản thân. Rèn khả năng phát hiện học sinh cĩ năng khiếu. Mặc dù đã cố gắng rất nhiều, chắc chắn bài viết này khơng thể tránh khỏi những thiếu sĩt. Rất mong nhận được nhiều ý kiến gĩp ý phê bình của Hội đồng thi đua các cấp. Xin trân trọng cám ơn!