A MỞ ĐẦU 1/ Lý chọn đề tài Mục tiêu giáo dục giai đoạn rõ Nghị Hội nghị Ban chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam khoá VIII: “Nhiệm vụ giáo dục nhằm xây dựng người hệ thiết tha gắn bó với lí tưởng độc lập dân tộc chủ nghĩa xã hội, có đạo đức sáng, có ý chí kiên cường xây dựng bảo vệ Tổ quốc công nghiệp hoá đại hoá; giữ gìn phát huy tiềm dân tộc người Việt Nam, có ý thức cộng đồng phát huy tính tích cực cá nhân, làm chủ chi thức khoa học công nghệ đại, có tư sáng tạo, có kỹ thực hành giỏi, có tác phong công nghiệp, có tính tổ chức kỉ luật, có sức khoẻ, người thừa kế xây dựng chủ nghĩa xã hội vừa hồng vừa chuyên lời dặn Bác Hồ” Để đạt mục tiêu trên, nghành giáo dục có nhiều đổi sở vật chất lẫn phương pháp dạy học cho phù hợp với thời đại hoàn cảnh đất nước ta Một nội dung quan trọng việc đổi phương pháp dạy học đổi đa dạng hoá hình thức tổ chức hoạt động học tập học sinh, khẳng định vai trò thiếu hoạt động học tập lên lớp (hay hoạt động ngoại khoá) Nó giúp củng cố kiến thức học khoá mà giúp đào sâu, mở rộng kiến thức, phát huy tính tích cực, sáng tạo học sinh Đây điều mà học khoá không làm làm chưa tốt, chưa đầy đủ điều kiện thời gian, phương tiện dạy học, nội dung hay sức ép thi cử … Đối với môn vật lí môn khoa học thực nghiệm, khái niệm vật lí, định luật vật lí phải gắn với thí nghiệm Thông qua thí nghiệm, biểu tượng cụ thể vật tượng hình thành học sinh mà không lời lẽ mô tả đầy đủ Trong thực hành, kỹ thực hành quan sát, sử dụng dụng cụ vật lí, lắp ráp thí nghiệm, vẽ đồ thị, xác định sai số, rèn luyện, mà tư lí lôgic tư sáng tạo phát triển mạnh Trong chương trình vật lí phổ thông, lực hướng tâm lớp 10 nâng cao nội dung kiến thức vật lí trừu tượng, có ứng dụng rộng rãi thực tế đời sống kỹ thuật Tuy vậy, nội dung chương trình lớp 10 nâng cao bố trí học tiết (Tiết 30), mà điều kiện thời gian hạn chế thiết bị thí nghiệm đo lực hướng tâm chưa có, số trường có thí nghiệm minh hoạ Trung Quốc có nhược điểm, thí nghiệm định tính đơn giản chưa khai thác Giáo viên lên lớp chủ yếu dạy chay, mang tính giới thiệu thông báo tuý, học tự chọn giáo viên chủ yếu hướng dẫn học sinh giải tập, học sinh thụ động, hứng thú trình tiếp thu kiến thức Những kiến thức lực hướng tâm, học sinh chưa nắm chất, mắc nhiều sai lầm phổ biến, nhiều học sinh cho lực hướng tâm lực đặc biệt tự nhiên đặc biệt chưa vận dụng kiến thức học vào giải thích tượng vật lí ứng dụng kỹ thuật có liên quan, chưa phân biệt hiệu ứng li tâm, lực hướng tâm lực quán tính li tâm Vì để nâng cao kết học tập, phát huy tính tích cực, sáng tạo cho học sinh cần tổ chức hoạt động ngoại khoá thí nghiệm Với lý trên, chọn nghiên cứu đề tài: “ Tổ chức hoạt động ngoại khoá lực hướng tâm lớp 10 theo hướng huy tính tích cực phát triển lực sáng tạo học sinh” 2/ Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu việc tổ chức hoạt động ngoại khoá lực hướng tâm cho học sinh lớp 10 nhằm phát huy tính tích cực, sáng tạo học sinh, tạo môi trường học tập hấp dẫn 3/ Đối tượng nghiên cứu Hoạt động dạy học ngoại khoá lực hướng tâm chương trình vật lí 10 Một số dụng cụ thí nghiệm lực hướng tâm 4/ Giả thuyết khoa học Nếu tổ chức hoạt động ngoại khoá lực hướng tâm với nội dung hình thức đa dạng, hấp dẫn, phương pháp dạy học phù hợp phát huy tính tích cực, sáng tạo học sinh, nâng cao hứng thú học tập, giúp củng cố, đào sâu, mở rộng kiến thức lực hướng tâm 5/ Nhiệm vụ nghiên cứu Để đạt mục đích nghiên cứu đề ra, đề tài có nhiệm vụ sau: + Nghiên cứu lý luận việc tổ chức hoạt động ngoại khoá môn vật lí nhằm phát huy tính tích cực, sáng tạo học sinh, có việc nghiên cứu vai trò, vị trí thí nghiệm vật lí việc phát triển lực sáng tạo học sinh + Tìm hiểu mục tiêu dạy học kiến thức, kỹ theo chương trình vật lí 10 nâng cao, mục tiêu mặt hứng thú, kỹ năng, tư mà học sinh cần đạt học lực hướng tâm Từ đó, xác định thí nghiệm cần tiến hành lực hướng tâm + Tìm hiểu thực tế dạy học lực hướng tâm, có tình hình thiết bị thí nghiệm phục vụ dạy học trường THPT huyện Yên Mô nay, nhằm phát sai lầm phổ biến học sinh dạy học khoá kiến thức này, để có xây dựng nội dung, hình thức tổ chức, phương pháp dạy học ngoại khoá lực hướng tâm cho học sinh + Nghiên cứu thiết kế, chế tạo dụng cụ thí nghiệm tiến hành thí nghiệm lực hướng tâm với dụng cụ chế tạo, sở hướng dẫn học sinh, hình dung khó khăn học sinh trình chế tạo sử dụng dụng cụ thí nghiệm + Xây dựng quy trình tổ chức hoạt động ngoại khoá lực hướng tâm nhằm phát huy tính tích cực, sáng tạo học sinh, củng cố, mở rộng, khắc sâu kiến thức + Thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá tính khả thi quy trình ngoại khoá soạn thảo bước đầu đánh giá hiệu hoạt động ngoại khoá 6/ Phương pháp nghiên cứu Để thực nhiệm vụ nghiên cứu trên, sử dụng phương pháp nghiên cứu sau: + Nghiên cứu lý thuyết: nghiên cứu tài liệu tâm lý học, giáo dục học, logic học, phương pháp nghiên cứu khoa học, phương pháp dạy học vật lí, tài liệu hướng dẫn tổ chức hoạt động ngoại khoá vật lí, tài liệu hướng dẫn chế tạo dụng cụ thí nghiệm đơn giản, chương trình, SGK,SGV, sách tập vật lý lớp 10 + Nghiên cứu phòng thí nghiệm: nghiên cứu chế tạo hai dụng cụ thí nghiệm lực hướng tâm để hướng dẫn học sinh thiết kế, chế tạo + Nghiên cứu thực tiễn: điều tra, khảo sát tình hình dạy học khoá lực hướng tâm số trường THPT thuộc huyện Yên Mô; tiến hành thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi quy trình hoạt động ngoại khoá hiệu hoạt động ngoại khoá xây dựng 7/ Đóng góp đề tài - Đã chế tạo dụng cụ làm thí nghiệm từ vật liệu đơn giản dễ kiếm , với phương án khác lực hướng tâm - Xây dựng kế hoạch dạy học ngoại khoá (nội dung, phương pháp dạy học, quy trình tổ chức) lực hướng tâm tiến hành thực nghiệm sư phạm nhằm phát huy tính tích cực, sáng tạo học sinh B NỘI DUNG I MỤC TIÊU DẠY HỌC CÁC KIẾN THỨC VỀ LỰC HƯỚNG TÂM TRONG CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ LỚP 10 NÂNG CAO Trước lập kế hoạch tổ chức hoạt động ngoại khoá lực hướng tâm, để xây dựng nội dung ngoại khoá, hình thức tổ chức phương pháp dạy học phù hợp, tiến hành nghiên cứu chương trình vật lý lớp 10 nâng cao Chúng thấy dạy học kiến thức này, học sinh cần đạt mục tiêu sau: Mục tiêu kiến thức - Hiểu khái niệm lực hướng tâm lực lực tổng hợp hai hay nhiều lực học ( lực hấp dẫn, lực đàn hồi, lực ma sát), lực hướng tâm loại lực đặc biệt tự nhiên - Hiểu lực hướng tâm hướng vào tâm quỹ đạo cong (trường hợp đặc biệt chuyển động tròn); lực hướng tâm có tác dụng làm thay đổi hướng véc tơ vận tốc vật chuyển động, gây gia tốc hướng tâm cho vật - Hiểu biểu thức định lượng lực hướng tâm để giữ vật chuyển động với tốc độ dài v hay tốc độ góc w quỹ đạo tròn có bán kính R cần tác dụng lực hướng tâm có m.v độ lớn : Fht  hay Fht = mw2R R - Phân biệt lực hướng tâm, lực quán tính li tâm với hiệu ứng li tâm - Vận dụng kiến thức để giải tập giải thích tượng vật lí (ví dụ: chuyển động tàu lượn công viên, ) ứng dụng kỹ thuật thực tế có liên quan (ví dụ: cầu bắc qua sông thường làm cong lên, nguyên lý hoạt động máy li tâm sữa ) Mục tiêu kỹ - Biết cách sử dụng dụng cụ thí nghiệm, biết cách lấy số liệu thí nghiệm trình nghiên cứu chuyển động vật - Biết thiết kế, chế tạo dụng cụ thí nghiệm lực hướng tâm - Biết làm thí nghiệm quan sát chuyển động vật, từ rút biểu lực hướng tâm tượng thực tế - Biết cách khảo sát độ lớn lực hướng tâm thông qua đại lượng khối lượng, tốc độ quay, bán kính quỹ đạo - Biết xử lý số liệu, phân tích kết thí nghiệm Mục tiêu thái độ - Có hứng thú học vật lí nói chung kiến thức lực hướng tâm nói riêng, yêu thích tìm tòi khoa học; trân trọng đóng góp vật lí học cho tiến xã hội công lao nhà khoa học - Có thái độ khách quan, trung thực; có tác phong tỉ mỉ, cẩn thận, xác có tinh thần hợp tác học tập việc áp dụng kiến thức lực hướng tâm - Có ý thức vận dụng kiến thức lực hướng tâm vào đời sống II ĐIỀU TRA TÌNH HÌNH DẠY HỌC VỀ LỰC HƯỚNG TÂM TRONG CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ LỚP 10 Ở MỘT SỐ TRƯỜNG THPT CỦA HUYỆN YÊN MÔ - NINH BÌNH Mục đích điều tra Tìm hiểu thực tế tình hình dạy học lực hướng tâm số trường THPT, đối chiếu với mục tiêu dạy học chương trình vật lý 10 để phát điểm hạn chế phương pháp phương tiện dạy học, khó khăn giáo viên, sai lầm phổ biến học sinh dạy học phần Đây xây dựng nội dung, hình thức tổ chức dự kiến phương pháp dạy học ngoại khoá nhằm củng cố, mở rộng kiến thức, phát huy tính tích cực, sáng tạo học sinh Phương pháp điều tra - Điều tra giáo viên học sinh: điều tra phiếu, trao đổi trực tiếp, dự lên lớp, qua kiểm tra - Tham quan phòng thí nghiệm vật lí để tìm hiểu tình hình trang thiết bị thí nghiệm phục vụ dạy học phần Đối tượng điều tra - Một số giáo viên vật lí học sinh bốn trường THPT huyện Yên Mô - Phòng thí nghiệm vật lí bốn trường THPT nêu Kết điều tra a/ Tình hình giáo viên phương pháp dạy học * Tình hình giáo viên: Giáo viên trường đào tạo quy tập trung trường đại học sư phạm Hà Nội, trường đại học sư phạm Hà Nội II, ĐHSP Vinh Nhiều GV có trình độ chuyên môn tốt, có kinh nghiệm giảng dạy, tâm huyết với nghề Một số giáo viên trẻ chưa nhièu kinh nghiệm giảng dạy có trình độ chuyên môn vững, nhiệt tình, yêu nghề nắm lí luận phương pháp dạy học * Phương pháp dạy học: Qua việc tổng hợp hai mươi phiếu điều tra tình hình dạy học kiến thức lực hướng tâm bốn trường THPT (có mẫu phiếu điều tra phụ lục) cho thấy: - Phương pháp dạy học chủ yếu thuyết trình, thông báo tuý, ví dụ như: giáo viên thông báo khái niệm, giáo viên đưa công thức độ lớn lực hướng tâm dựa vào định luật Newton công thức gia tốc hướng tâm,… - Phương pháp dạy học chưa phát huy tính tích cực, sáng tạo học sinh, thể là: giáo viên chưa giao nhiệm vụ nhận thức cho học sinh, không cho học sinh dự đoán mối liên hệ lực hướng tâm với tốc độ quay, bán kính khối lượng vật; không yêu cầu học sinh vận dụng kiến thức để giải thích ứng dụng kỹ thuật…, giáo viên bỏ qua hoạt động có tác dụng phát huy tính tích cực phát triển lực sáng tạo học sinh - Giáo viên không tiến hành thí nghiệm không chuẩn bị dụng cụ, mô hình để mô tả ứng dụng lực hướng tâm thí nghiệm đơn giản - 100% giáo viên hỏi cho biết kiến thức trừu tượng có nhiều ứng dụng thực tế số tiết - Chưa giáo viên tự làm hay hướng dẫn học sinh chế tạo dụng cụ thí nghiệm để dạy học kiến thức - Chưa tổ chức hoạt động ngoại khoá - Đa số giáo viên cho để dạy học phần có hiệu cần có dụng cụ thí nghiệm học khoá phải tổ chức thêm hoạt động ngoại khoá b/ Về tình hình học tập học sinh Qua điều tra cho thấy: - Học sinh chưa nắm hết kiến thức như: số học sinh quan niệm lực hướng tâm loại lực đặc biệt tự nhiên thường cho thêm lực hướng tâm tác dụng vào vật chuyển động tròn giải tập - Kỹ vận dụng kiến thức lí thuyết vào giải thích tượng vật lí ứng dụng kỹ thuật ví dụ như: học sinh trả lời câu hỏi cầu bắc qua sông thường làm cong lên mà cong xuống - Học sinh chưa phân biệt lực hướng tâm, lực quán tính li tâm hiệu ứng li tâm Một số học sinh cho lực quán tính li tâm phản lực lực hướng tâm, - Học sinh chưa hứng thú học, chưa tích cực hoạt động - Học sinh chưa tham gia thiết kế, chế tạo thí nghiệm vật lí - 100% học sinh thích tham gia chế tạo, làm thí nghiệm vật lí c/ Tình hình sử dụng thiết bị thí nghiệm Các trường không tiến hành thí nghiệm phần III KẾ HOẠCH TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHOÁ VỀ LỰC HƯỚNG TÂM Mục tiêu hoạt động ngoại khoá - Củng cố hiểu biết học sinh lực hướng tâm, khắc phục sai lầm học sinh mở rộng kiến thức lực quán tính li tâm, hiệu ứng li tâm - Vận dụng kiến thức nêu vào giải thích tượng thực tế có liên quan như: pha nước chanh, hạt chanh thường tập chung đáy cốc, tìm hiểu nguyên lý ứng dụng kỹ thuật lực hướng tâm nguyên lý hoạt động máy li tâm sữa - Rèn luyện kỹ năng: thiết kế chế tạo dụng cụ thí nghiệm như: thiết kế dụng cụ thí nghiệm lực hướng tâm lực gây (các lực khác cân với nhau), dụng cụ thí nghiệm lực hướng tâm hai hay nhiều lực gây ra, lực hướng tâm tác dụng lên vật rắn, khối chất lỏng, khối khí; dự đoán tượng, kỹ phân tích đánh giá kết thí nghiệm; kỹ giải thích tượng vật lí ứng dụng kỹ thuật; kỹ khả giao tiếp trình bày ý kiến, thảo luận, báo cáo kết - Phát huy tính tích cực, tạo hứng thú cho học sinh qua hoạt động: học sinh tự nhận thí nghiệm yêu thích để nghiên cứu thiết kế, chế tạo; tự tổ chức hoạt động nhóm; học sinh tự bố trí thời gian rỗi để chế tạo làm thí nghiệm - Phát triển lực sáng tạo cho học sinh thông qua hoạt động như: học sinh đề xuất phương án thiết kế dụng cụ thí nghiệm, tìm giải pháp kỹ thuật ví dụ: tạo chuyển động quay động điện, tay quay hay dây xoắn; đề xuất phương án thí nghiệm, cách thực phép đo; lựa chọn vật liệu như: máng thí nghiệm làm nhựa, ray nhôm hay làm tre, gỗ - Rèn luyện kỹ làm việc theo nhóm, yếu tố học sinh yếu, học khoá có thời gian để rèn luyện - Giáo dục tinh thần đoàn kết, hợp tác, tính tập thể học tập đời sống qua hoạt động: cho em tự tổ chức, bàn bạc, phân công chuẩn bị vật liệu, thảo luận phương án thiết kế làm thí nghiệm; từ kết em làm khích lệ, động viên em tự tin Nội dung hoạt động ngoại khoá Chúng tổ chức hoạt động ngoại khoá lực hướng tâm lực quán tính li tâm với nội dung: + Giáo viên giao hướng dẫn nhóm học sinh thiết kế, chế tạo dụng cụ tiến hành số thí nghiệm lực hướng tâm + Tổ chức cho học sinh tiến hành thí nghiệm biểu diễn tham gia trò chơi, thi giải thích tượng vật lí có liên quan đến lực hướng tâm Thiết kế, chế tạo tiến hành số thí nghiệm đơn giản lực hướng tâm từ vật liệu dễ kiếm a Sự cần thiết phải chế tạo dụng cụ thí nghiệm Để đáp ứng yêu cầu phát huy tính tích cực sáng tạo học sinh giúp học sinh gắn lí thuyết với thực hành, nghiên cứu thiết kế, chế tạo thí nghiệm đơn giản lực hướng tâm gồm có 10 thí nghiệm Từ đó, giáo viên hướng dẫn học sinh nghiên cứu thiết kế, chế tạo dụng cụ thí nghiệm đơn giản tiến hành thí nghiệm lực hướng tâm b Các phận dụng cụ thí nghiệm Stt Loại vật liệu Kích thứơc Số Ghi lượng Bánh xe gắn vật bán kính 7cm Gồm: cúc nhựa, dây thép Bìa cứng R = 10cm Hình tròn Bu lông 18 Chai nhựa loại 1,5 lit Chai thí nghiệm loại 0,3 lít ống truyền nhựa, dây nhôm chai nhựa Cốc nhựa Dây Dây cao su Động điện 10 loại nhỏ Cuộn dây dài 30cm Loại nhỏ loại nhỏ Tấm gỗ cạnh a = 14cm 11 Mẩu xốp tròn 12 Miếng nam châm loại nhỏ 22 13 ống gen điện dài 30cm 14 Thanh sắt dài 10cm 15 Vật sắt đinh ốc 18,12 Loại loại cũ 16 Vật nhựa R = 1,5cm Hình tròn 17 Viên bi 18 Giá dỡ Làm sắt 19 Vòng quay tay làm nhôm gen điện 20 Vòng nhào lộn vòng tròn, máng trượt, giá Hình vuông Phần đáy chai nhựa Bi 13 Nam châm Cốc nhựa Vật sắt 14 Thanh sắt 3.Chai thí nghiệm Bánh xe gắn vật 15 ống gen điện Động điện loại nhỏ 10 Dây đàn hồi 16 Bìa cứng Giá đỡ 11 Dây 17 Bulông Vật nhựa 12, Miếng xốp 18 Tấm gỗ c Các thí nghiệm tiến hành với thiết bị thí nghiệm Thí nghiệm 1: Sự thay đổi hướng vận tốc viên bi tơng tác với mẩu nam châm * Mục đích thí nghiệm + Minh hoạ nguyên nhân làm thay đổi hướng vận tốc vật lực hướng tâm tác dụng vào vật + Khắc phục quan niệm sai lầm học sinh cho lực nguyên nhân gây vận tốc vật, hướng lực trùng với hớng vận tốc * Tiến hành thí nghiệm kết thí nghiệm + Búng viên bi sắt chuyển động mặt sàn nhẵn nằm ngang thấy bi chuyển động thẳng + Búng viên bi sắt chuyển động mặt sàn nhẵn nằm ngang có đặt thêm nam châm bên cạnh đường viên bi viên bi chuyển động theo đường cong với bề lõm hướng phía nam châm * Giải thích tượng + Khi nam châm, viên bi chịu tác dụng trọng lực, phản lực sàn lên vật lực ma sát, gây chuyển động thẳng chậm dần + Khi có nam châm, viên bi chịu thêm tác dụng lực hút nam châm lên viên bi Lực đóng vai trò lực hướng tâm gây gia tốc hớng tâm, làm thay đổi hướng vectơ vận tốc vật làm thay đổi hướng chuyển động vật * Lu ý + Chọn viên bi phù hợp với nam châm để lực hút nam châm lên viên bi đáng kể + Khi truyền cho viên bi vận tốc có độ lớn thích hợp để quan sát rõ thay đổi hướng chuyển động rõ nét + Để quan sát rõ quỹ đạo viên bi, ta cho viên bi chuyển động tờ giấy trắng đặt mặt sàn nằm ngang tẩm mực vào viên bi Thí nghiệm 2: Chuyển động tròn vật đặt đĩa phẳng, tròn, nằm ngang quay xung quanh trục thẳng đứng qua tâm * Mục đích thí nghiệm + Tìm hiểu trường hợp lực ma sát nghỉ đóng vai trò lực hướng tâm + Hiểu mối quan hệ độ lớn lực hướng tâm với bán kính quỹ đạo, khối lượng vật tốc độ góc * Cách tạo chuyển động quay: có hai phương án + Dùng động điện + Dùng mômen xoắn dây, dây tời làm dây xoay tròn * Tiến hành thí nghiệm kết thí nghiệm + Gắn đồng tâm bìa với gỗ + Buộc dây vào điểm sát mép bìa Ba điểm tạo thành tam giác + Buộc nút dây gần tâm bìa gỗ H.1.a H.1.b H.1 Dụng cụ thí nghiệm nghiên cứu chuyển động vật đĩa quay tròn H.1.a Nhìn từ xuống H.1.b Nhìn thẳng bên Từ dụng cụ trên, tiến hành thí nghiệm sau:  Thí nghiệm 2.1 Kiểm nghiệm mối quan hệ lực hướng tâm với tốc độ góc khối lượng vật bán kính r xác định - Đặt vật nặng lên bìa, cho bìa bắt đầu chuyển động quay nhanh dần từ trạng thái nghỉ - Lúc đầu, vật nằm bìa chuyển động bìa theo quỹ đạo tròn có bán kính xác định - Khi tốc độ quay bìa đạt đến giá trị vật văng  Thí nghiệm 2.2 Kiểm nghiệm mối quan hệ lực hướng tâm với bán kính r khối lượng vật tốc độ góc nh - Đặt hai vật nặng giống lên bìa vị trí cách trục quay khác (Bán kính r khác nhau) - Cho bìa bắt đầu chuyển động quay nhanh dần từ trạng thái nghỉ - Lúc đầu, vật nằm bìa chuyển động bìa theo quỹ đạo tròn có bán kính khác - Khi tốc độ quay bìa đạt đến giá trị vật vị trí bán kính lớn văng trớc  Thí nghiệm 2.3 Kiểm nghiệm mối quan hệ lực hướng tâm lực ma sát nghỉ với khối lượng vật bán kính r tốc độ góc nh - Đặt hai vật có tính chất bề mặt có khối lợng khác lên bìa hai vị trí có khoảng cách đến tâm bìa - Cho bìa bắt đầu chuyển động quay nhanh dần từ trạng thái nghỉ - Lúc đầu, vật nằm bìa chuyển động bìa theo quỹ đạo tròn có bán kính nh 10 tròn Khi đó, vật chịu tác dụng lực là: P; N ; Fmsn ; Fqtlt , Trong đó, trọng lực phản lực bìa lên vật cân nhau, lực quán tính li tâm cân với lực ma sát nghỉ - Khi tốc độ quay w tăng lên Fqtlt tăng lên, với vật bán kính lớn chịu lực quán tính li tâm lớn hơn, mà lực ma sát nghỉ vật với sàn - Vì lực ma sát nghỉ tăng đến giá trị đủ lớn để cân với lực quán tính li tâm, vật bán kính quỹ đạo lớn văng theo phương tiếp tuyến  Thí nghiệm 2.3 Xét hệ quy chiếu gắn với mặt đất - Ban đầu, hai vật nằm bìa chuyển động bìa theo quỹ đạo tròn Khi đó, vật chịu tác dụng lực là: P; N ; Fmsn Trong đó, trọng lực phản lực bìa lên vật cân nhau, vật chịu tác dụng lực ma sát nghỉ đóng vai trò lực hướng tâm, giúp vật chuyển động theo quỹ đạo tròn - Vì hai vật có khối lợng khác nên áp lực N lên bìa khác nhau; hai vật tính chất bề mặt nên hệ số ma sát nghỉ cực đại gần nh nhau; hai vật quay với bìa nên có tốc độ góc w - Ta có: Fht1 = m1.w2.r ; Fht2 = m2.w2.r ; Fmsn1max = m1g; Fmsn2max = m2g - Khi tốc độ quay bìa tăng đến giá trị Fht1 > Fmsn1max ,đồng thời Fht2 > Fmsn2max Lúc đó, hai vật đồng thời văng khỏi bìa  Thí nghiệm 2.4 Xét hệ quy chiếu gắn với mặt đất - Ban đầu, hai vật nằm bìa chuyển động bìa theo quỹ đạo tròn Khi đó, vật chịu tác dụng lực là: P; N ; Fmsn Trong đó, trọng lực phản lực bìa lên vật cân nhau, vật chịu tác dụng lực ma sát nghỉ đóng vai trò lực hướng tâm, giúp vật chuyển động theo quỹ đạo tròn - Khi tốc độ quay w tăng lên Fht tăng lên Vật nằm bìa Fmns tăng lên để đóng vai trò lực hướng tâm - Vì hai vật có khối lợng nên áp lực N lên bìa nh nhau; hai vật tính chất bề mặt khác nên hệ số ma sát nghỉ cực đại khác nhau; (vật nhẵn có hệ số ma sát 1; vật gỉ có hệ số ma sát 2 >1) Vậy lực ma sát nghỉ cực đại vật gỉ lớn vật nhẵn - Khi tốc độ quay tăng đến giá trị lực ma sát nghỉ vật gỉ lực hướng tâm, vật gỉ chuyển động tròn Nhng lực ma sát nghỉ cực đại vật nhẵn lực hướng tâm, vật nhẵn bị văng theo phương tiếp tuyến * Lu ý 12 + Khi đặt vật lên bìa vị trí có bán kính phải xác định xác từ tâm vật đến tâm quay + Khi xoắn dây cần giữ mặt phẳng bìa nằm ngang để không bị lắc nghiêng quay *Nhận xét Phương án tạo chuyển động quay dùng động điện dễ làm phương án tạo chuyển động quay nhờ momen xoắn dây Tuy nhiên phơng án khó quan sát phương án tốc độ quay nhanh, muốn thay đổi tốc độ quay động cần dùng thêm biến trở Đối với học sinh nông thôn vùng khó khăn Trường THPT Yên Mô A phương án dễ thực dụng cụ đơn giản, dễ làm * u điểm + Chỉ cần dụng cụ đơn giản, dễ chế tạo, kiểm nghiệm đợc tương đối đầy đủ mối quan hệ lực hướng tâm lực ma sát nghỉ với khối lợng, bán kính quỹ đạo, tốc độ góc, khối lượng, hệ số ma sát + Học sinh quan sát rõ đợc ảnh hưởng lực hướng tâm lực quán tính li tâm tác dụng lên vật chuyển động tròn + Học sinh nhận thấy đợc mối quan hệ tổng quan lực hướng tâm với đại lượng đặc trưng bán kính quỹ đạo, khối lượng, tốc độ góc Thí nghiệm 3: Kiểm nghiệm lực hướng tâm lực tổng hợp trọng lực phản lực cung lõm tác dụng lên vật đặt cung lõm quay xung quanh trục thẳng đứng * Mục đích thí nghiệm + Tìm hiểu trường hợp lực hớng tâm hợp lực trọng lực phản lực cung lõm + Phân biệt quỹ đạo tròn vật đợc hướng lực hướng tâm Từ đó, giải thích đợc tượng xảy với vật * Tiến hành thí nghiệm kết thí nghiệm + Dùng bulông, đai ốc gắn ống gen, bìa gỗ tâm vật + Buộc dây vào điểm sát mép bìa Ba điểm tạo thành tam giác + Buộc nút dây gần tâm bìa gỗ 13 H.2 Dụng cụ thí nghiệm kiểm nghiệm lực hướng tâm lực tổng hợp trọng lực phản lực cung lõm + Xoắn dây, đặt viên bi lên ống gen + Ban đầu, viên bi nằm gần tâm bìa + Tấm bìa bắt đầu chuyển động quay nhanh dần từ trạng thái nghỉ + Khi tốc độ quay tăng lên viên bi chuyển động xa dần tâm quay, lên gần đến vị trí có bán kính quỹ đạo quay lớn * Giải thích tượng + Xét hệ quy chiếu gắn với mặt đất + Xét viên bi vị trí cung O’ tròn (Hình vẽ) N (Ma sát viên bi ống gen không đáng kể) O + Khi tốc độ quay với giá trị viên bi nằm cân vị trí nh hình vẽ  r Fth P quay tròn cung lõm với tâm quỹ đạo O bán kính quỹ r + Hợp lực trọng lực phản lực cung lõm đóng vai trò lực hướng tâm giúp vật chuyển động tròn + Khi tốc độ quay tăng lên, vật phải chuyển động xa trục quay để hợp lực độ lớn lực hướng tâm + Fht  FTH  P  N + Ta có: Sin = r/R ; tan = Fht/P => + Mà : Fht = mw2r ; P = mg r  R Fht Fht2  P => r  R  g2 4 + Từ biểu thức, ta thấy: 14 - Khi cha quay, w = viên bi gần trục quay (r  0) - Khi quay nhanh dần, w tăng dần viên bi chuyển động lên xa trục quay (r tăng lên) - Khi tốc độ quay lớn, w tiến đến vô r tiến đến R, viên bi vị trí cách xa trục quay Vì vậy, viên bi chuyển động lên * Lu ý + Khi xoắn dây cần giữ mặt phẳng bìa nằm ngang để không bị lắc nghiêng quay *Nhận xét + Phơng án thí nghiệm đa đơn giản tạo tình bất ngờ thú vị Nhiều học sinh nghĩ bi chuyển động tốc độ quay đủ lớn nhng bi lên đến vị trí có bán kính r lớn bán kính cung lõm * Ưu điểm + Dụng cụ thí nghiệm đơn giản dễ kiếm, dễ chế tạo + Thao tác thí nghiệm đơn giản, dễ làm + Phương án thí nghiệm minh hoạ biểu lực hướng tâm lực quán tính li tâm Từ đó, giúp học sinh nhận đợc quỹ đạo chuyển động tròn vật, hướng lực hướng tâm Thí nghiệm 4: Kiểm nghiệm lực hướng tâm lực tổng hợp trọng lực phản lực cung tròn tác dụng lên vật đặt cung tròn quay xung quanh trục * Mục đích thí nghiệm + Tìm hiểu trường hợp lực hướng tâm hợp lực trọng lực, phản lực cung tròn trục quay thay đổi + Phân biệt đợc quỹ đạo tròn vật hướng lực hướng tâm thay đổi phương trục quay Từ đó, giải thích tợng xảy với vật thay đổi phương trục quay H.3 Dụng cụ thí nghiệm kiểm nghiệm lực hướng tâm lực tổng hợp trọng lực 15 phản lực cung tròn tác dụng lên vật đặt cung tròn quay xung quanh trục * Tiến hành thí nghiệm kết thí nghiệm + Cầm vòng dây cho trục quay nằm ngang + Đặt viên bi vào rãnh cung tròn vị trí thấp + Quay vòng dây xung quanh trục nằm ngang + Bi quay vòng dây mà không rơi khỏi vòng dây qua vị trí cao + Vừa quay nghiêng dần trục quay đến trục quay thẳng đứng + Viên bi vòng dây quay với vòng dây + Khi giảm tốc độ quay viên bi chuyển động dịch xuống phía tay cầm + Khi tăng tốc độ quay viên bi chuyển động lên đến vị trí vòng dây Dù tăng tốc độ quay viên bi không dịch chuyển * Giải thích tượng Xét hệ quy chiếu gắn với mặt đất N + Xét viên bi vị trí cao P cung tròn (Hình vẽ) + Ta có: P + N = Fht P + N = mw2R => N = mw2R - P => Để viên bi không rơi, N > Vậy với tốc độ góc w > g/R + Khi thay đổi trục quay đến vị trí thẳng đứng, ta có hình vẽ: + Khi tốc độ quay với giá trị viên bi nằm cân vị trí nh hình vẽ + Khi lực hớng tâm : Fht  Fth  N  P ; Fht = mw2r + Ta có: Sin = r/R; tan = Fht /P => r  R Fht Fht2  P R  N => r  R  Fth g2  r + Từ biểu thức, ta thấy: P - Khi cha quay, w = viên bi gần trục quay (r  0) - Khi quay nhanh dần, w tăng dần viên bi chuyển động lên xa trục quay (r tăng lên) 16 - Khi tốc độ quay lớn, w tiến đến vô r tiến đến R, viên bi vị trí cách xa trục quay Vì vậy, viên bi chuyển động lên * Nhận xét Dụng cụ thí nghiệm đơn giản, dễ chế tạo, thao tác thí nghiệm đơn giản giúp học sinh hiểu rõ quỹ đạo chuyển động tròn bi hướng lực hướng tâm thay đổi phương trục quay Thí nghiệm đa tượng bất ngờ thú vị học sinh nghĩ bi lên thực tế cho thấy bi lên đến vị trí có bán kính quỹ đạo tròn lớn Thí nghiệm 5: Kiểm nghiệm chuyển động viên bi vòng nhào lộn * Mục đích thí nghiệm Tìm hiểu trờng hợp lực hướng tâm hợp lực trọng lực phản lực giá tác dụng lên vật vị trí khác vật chyển động giá đứng yên H.4.Dụng cụ thí nghiệm kiểm nghiệm chuyển động viên bi vòng nhào lộn * Tiến hành thí nghiệm kết thí nghiệm + Thả viên bi ve đỉnh mặt phẳng nghiêng + Viên bi chuyển động theo rãnh đến vòng tròn + Tuỳ theo vị trí thả mà viên bi chuyển động hết vòng tròn v N đến vị trí rơi xuống P * Giải thích tượng Fht v + Khi viên bi lên đến vị trí cao vòng tròn nh hình vẽ Ta có: P  N  Fht  m.aht Chiếu lên trục toạ độ hướng vào tâm: P + N = m.v2/R => N = m.v2/R - m.g + Viên bi không rời khỏi máng: N > v > vgh 17 + Khi thả viên bi từ độ cao h lớn giá trị giới hạn viên bi đến vị trí cao có vận tốc lớn giá trị giới hạn, chuyển động theo vòng tròn (vị trí 1) + Khi thả viên bi từ độ cao h nhỏ vận tốc viên bi vị trí cao nhỏ giá trị giới hạn, rơi xuống Nếu độ cao h nhỏ bi lên đợc đoạn cung tròn bay theo quỹ đạo parabol (vị trí 2) lăn xuống chân mặt phẳng nghiêng (vị trí 3) * Nhận xét Dụng cụ thí nghiệm đơn giản minh hoạ tợng làm xiếc mô tô tàu lợn qua vị trí cao vòng tròn, đầu ngời chúc xuống, người không bị rơi xuống Thí nghiệm 6: Kiểm nghiệm chuyển động nhiều vật tham gia chuyển động tròn * Mục đích thí nghiệm + Tìm hiểu trờng hợp lực hướng tâm lực ma sát nghỉ tác dụng lên nhiều vật chuyển động tròn mặt phẳng nằm ngang + Tìm hiểu trờng hợp lực hướng tâm trọng lực, phản lực giá đỡ tác dụng lên vật chuyển động tròn mặt phẳng thẳng đứng + Quan sát đồng thời nhiều vật chuyển động tròn mặt phẳng ngang mặt phẳng thẳng đứng + So sánh lực hướng tâm tác dụng lên vật quỹ đạo có bán kính khác tốc độ quay tăng dần H.5 Dụng cụ thí nghiệm kiểm nghiệm chuyển động nhiều vật tham gia chuyển động tròn * Tiến hành thí nghiệm kết thí nghiệm + Gắn bánh xe nắp nhựa vào trục động 18 + Đặt động thẳng đứng cho mặt phẳng bánh xe nằm ngang + Chỉnh cúc áo cách trục quay khoảng khác + Bật công tắc cho động hoạt động + Các cúc xa trục văng phía vành bánh xe trớc; cúc gần trục quay văng sau + Khi cúc văng ngoài, thay đổi phương trục quay sang phơng ngang, vật không rơi vào tâm, mà chuyển động theo quỹ đạo tròn có bán kính bán kính vành bánh xe + Khi tắt động cơ, tốc độ quay giảm dần, vật chuyển động theo quỹ đạo tròn có bán kính giảm dần, cuối vật rơi trục quay * Giải thích tượng + Xét hệ quy chiếu gắn với mặt đất N + Khảo sát vật cách trục quay đoạn r + Khi bánh xe nằm ngang, quay xung quanh trục Fmsn P thẳng đứng, ta có hệ vật nh hình vẽ + Mỗi vật chịu tác dụng trọng lực, phản lực nan hoa lực ma sát nghỉ Trọng lực cân với phản lực nan hoa tác dụng lên vật Vì vậy, lực ma sát nghỉ đóng vai trò lực hướng tâm giúp vật chuyển động tròn bánh xe + Khi tốc độ động đạt đến giá trị đó, lực ma sát nghỉ cực đại độ lớn lực hướng tâm vật không chuyển động tròn mà văng ngoài.Vì vậy, vật có bán kính quay lớn cần lực hớng tâm lớn văng trước + Khi thay đổi phương trục quay đến trục quay nằm ngang, vật chuyển động mặt phẳng thẳng đứng N Fmsn + Khảo sát vật hình vẽ, ta có: P Fht  P  N  Fmsn  m.aht  + Chiếu lên trục toạ độ hướng vào tâm, ta có: P.Sin - Fmsn = mw2R Với: Fmsn < .N N = P.Cos Điều kiện tan >  , ta có: .P.Cos > P Sin - mw2R => w > g.Sin  .g.Cos R + Giá trị giới hạn nhỏ tốc độ quay là: wmin = g.Sin   .g.Cos R + Khi tốc độ quay lớn giá trị wmin vật chuyển động đến sát vành bánh xe 19 cân vị trí bán kính R + Khi tốc độ quay nhỏ wmin vật rơi xuống + Khi  = 900 , vật vị trí cao lực hướng tâm trọng lực gây Nếu tốc độ quay lớn quá, trọng lực gây lực hướng tâm để giữ vật vật văng đến sát vành bánh xe; đó, xuất phản lực vòng dây tác dụng vào vật, F ht= P + N; tượng trở thí nghiệm + Khi  = 00 , vật đờng nằm ngang, kết chuyển trờng hợp xét thí nghiệm *Nhận xét Qua thí nghiệm, ta nhận thấy trường hợp hệ vật chuyển động mặt phẳng thẳng đứng, kết không phụ thuộc vào khối lượng vật * Ưu điểm: + Dụng cụ thí nghiệm đơn giản, dễ chế tạo, vật liệu dễ kiếm + Từ thí nghiệm, ta kiểm nghiệm đồng thời nhiều đại lợng vật lý như: bán kính R, tốc độ góc w, khối lượng m + Ta quan sát tượng nhiều trường hợp: lực hướng tâm lực ma sát nghỉ (vật mặt phẳng ngang), lực hướng tâm tổng hợp trọng lực, phản lực, lực ma sát nghỉ(vật mặt phẳng nghiêng), lực hướng tâm trọng lực ( vật phương thẳng đứng) Thí nghiệm 7: Kiểm nghiệm chuyển động vật treo vào bàn quay * Mục đích thí nghiệm + Kiểm nghiệm trường hợp lực hướng tâm hợp lực trọng lực lực căng dây + Khảo sát phụ thuộc góc lệch  vào chiều dài dây, khối lượng vật nặng tốc độ quay * Tiến hành thí nghiệm kết thí nghiệm + Dùng bulông đai ốc gắn bìa gỗ đồng tâm + Buộc dây vào điểm sát mép bìa Ba điểm tạo thành tam giác + Buộc nút dây gần tâm bìa gỗ + Buộc vào mép bìa vật nặng có khối lợng khác nhng chiều dài dây; vật nặng có khối lợng nhng khác chiều dài dây 20 H.6 Dụng cụ thí nghiệm kiểm nghiệm chuyển động vật treo vào bàn quay + Thả tay cho bìa quay nhanh dần + Tốc độ quay tăng dần, vật nặng treo vào bìa văng với góc lệch so với phương thẳng đứng tăng lên + Các vật khác khối lượng nhng chiều dài dây có góc lệch so với phương thẳng đứng nh + Các vật khối lượng treo vào dây ngắn có góc lệch nhỏ * Giải thích tợng + Khi bìa quay, vật nặng văng chuyển động quỹ đạo tròn sợi dây tạo với phương thẳng Rbia đứng góc  L Xét hệ quy chiếu gắn với mặt đất, hợp lực trọng lực  lực căng dây đóng vai trò lực hớng tâm giúp vật chuyển FTH động quỹ đạo tròn + Khi tốc độ quay tăng lên, hợp lực không đủ T P lực hướng tâm, vật chuyển sang quỹ đạo với bán kính lớn + Ta có: Fht  FTH  P  T ; tan = Fht P + Với r bán kính quỹ đạo tròn: r = Rbìa + L.Sin w2 ( Rbia  L.Sin ) g => tan = => w2 = Rbia cot an  L.Cos g + Mặt khác, ta có: R g tan   w ( bia  sin  ) L L + Với L >> Rbìa , có: g tan  g  w sin   cos   L L.w 21 + Với L tan  w2.Rbia/g Nhận xét + Từ kết quả, ta thấy điều thú vị góc lệch sợi dây không phụ thuộc vào khối lượng vật nặng mà phụ thuộc vào chiều dài dây tốc độ quay Tốc độ quay lớn góc lệch dây lớn + Với chiều dài dây L tương đối lớn so với bán kính đĩa góc lệch dây tỉ lệ với chiều dài dây treo + Với chiều dài dây ngắn so với bán kính đĩa góc lệch không phụ thuộc vào chiều dài dây treo Tổ chức cho học sinh tiến hành thí nghiệm biểu diễn, thí nghiệm đơn giản, tham gia trò chơi, thi giải thích tượng vật lí liên quan đến lực hướng tâm Bước Tập trung HS, chia nhóm giao nhiệm vụ Nhiệm vụ 1: Viên bi sắt chuyển động nh bên cạnh đờng có đặt nam châm nhỏ? Làm để tạo quan sát đợc quỹ đạo chuyển động vật đó? Nhiệm vụ 2: Vật đặt đĩa phẳng, tròn, nằm ngang quay xung quanh trục thẳng đứng qua tâm lực hướng tâm lực nào? Lực phụ thuộc vào bán kính quỹ đạo, khối lượng vật, tốc độ góc nh nào? Nhiệm vụ 3: Một vật đặt cung lõm quay xung quanh trục thẳng đứng lực hướng tâm lực nào? Khi tăng tốc độ góc vật chuyển động lên đến vị trí có bán kính quỹ đạo bán kính cung lõm Tại vậy? Nhiệm vụ 4: Một vật đặt cung tròn quay xung quanh trục quay quỹ đạo vật thay đổi nào? Lực hướng tâm lực có thay đổi thay đổi phương trục quay? Khi thay đổi tốc độ quay vật dịch chuyển nh cung tròn? Nhiệm vụ 5: Tại diễn viên xiếc xe mô tô lên đến vị trí cao vòng nhào lộn mà không bị rơi xuống? Hãy thiết kế phương án thí nghiệm để minh hoạ tượng đó? Có khả xảy diễn viên xiếc đó? Nhiệm vụ 6: Quan sát chuyển động hạt cờm lồng qua nan hoa bánh xe, bánh xe quay mặt phẳng thẳng đứng mặt phẳng nằm ngang Hãy đa dụng cụ thí nghiệm để kiểm nghiệm tượng ? Từ đó, lực hớng tâm mối quan hệ với bán kính quỹ đạo, khối lượng vật tốc độ góc ? Nhiệm vụ 7: Khi treo vật vào bàn quay góc lệch dây phụ thuộc vào chiều dài dây treo, khối lượng vật tốc độ góc nh nào? Lực hớng tâm tác dụng lên vật lực nào? Thiết kế phơng án thí nghiệm để minh kiểm nghiệm nhận định đó? Bước Tổ chức báo cáo sản phẩm 22 + Giáo viên tổ chức học sinh thực buổi báo cáo đợt hoạt động ngoại khoá mà học sinh tiến hành thí nghiệm biểu diễn thí nghiệm đơn giản lực hướng tâm Giáo viên tổng kết, đánh giá trình nghiên cứu thiết kế chế tạo dụng cụ thí nghiệm lực hướng tâm Qua đó, học sinh trao đổi kinh nghiệm làm thí nghiệm nhóm giới thiệu tới học sinh khác trường, lớp Bước Tham gia trò chơi Vật lí + Học sinh tham gia trò chơi di chuyển bóng bàn từ bàn sang bàn mà không chạm tay vào bóng lấy vật khỏi dây thép lọ kín nhờ lực hướng tâm; thi giải thích tượng vật lí liên qua đến lực hướng tâm đợc cụ thể câu hỏi, gồm có: Câu hỏi 1: Tại ngời chạy, muốn quanh cột hay thân người phải lấy tay ôm lấy cột hay thân cây? Câu hỏi 2: Khi đa nến cháy từ chỗ đến chỗ lửa lệch phía trường hợp có (không có) chụp đậy ta dang tay để quay đặn ? Câu hỏi 3: Tại đoạn đờng vòng cua đờng sắt, ngời ta thường làm đờng ray bên cao đường ray bên trong? Trên đờng bộ, vào đoạn đường vòng, ngời lái xe máy thường làm nào? Giải thích? Câu hỏi 4: Tại cầu làm cong lên mà không làm cong xuống? Câu hỏi 5: Tại đoàn tàu lượn không bị rơi qua vị trí cao nhất, đầu người chúc xuống ? IV SƠ BỘ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HOẠT ĐỘNG NGOẠI KHÓA TẠI TRƯỜNG THPT YÊN MÔ A Qua theo dõi trình diễn hoạt động ngoại khoá học sinh, qua trao đổi với học sinh, giáo viên lãnh đạo nhà trường, vào kết mà học sinh làm được, sơ đánh giá hiệu đợt học ngoại khoá sau: *Nội dung ngoại khoá lựa chọn phù hợp, đáp ứng yêu cầu đề củng cố, khắc sâu mở rộng kiến thức học nội khoá nhằm phát huy tính tích cực phát triển lực sáng tạo học sinh Điều đợc thể cụ thể nh sau: - Nội dung ngoại khoá lạ học sinh nên thu hút học sinh nhiều lớp tham gia Để đảm bảo tất em trực tiếp nghiên cứu thiết kế, chế tạo tiến hành thí nghiệm, chọn học sinh tiêu biểu lớp để tham gia có thi đua, có học sinh lớp 10 học sinh lớp 11 Qua đó, đánh giá đợc mức độ nắm vững kiến thức học sinh với phơng pháp dạy học truyền thống - Việc học sinh tự thực thí nghiệm củng cố, khắc sâu cho em số 23 kiến thức học khoá như: hiểu ý nghĩa vật lý công thức độ lớn lực hướng tâm, xác định bán kính quỹ đạo - Qua hoạt động ngoại khoá, học sinh phân biệt lực hướng tâm, lực quán tính li tâm hiệu ứng li tâm Sau nhiệm vụ đặt ra, học sinh hiểu sâu sắc kiến thức lực hướng tâm, sở để học sinh tự giải số vấn đề nhiệm vụ - Qua việc tham gia trò chơi em đợc vận dụng kiến thức thu vào thực tế, để đánh giá mức độ nắm vững kiến thức học sinh giải thích tượng vật lý, di chuyển vật nhỏ sử dụng kiến thức lực hướng tâm … - Khi tham gia nội dung ngoại khoá học sinh đợc mở rộng số kiến thức, vận dụng kiến thức vào thực tế mà học khoá cha làm đợc nh giải thích nguyên lý hoạt động máy li tâm sữa, giải thích đợc số tượng vật lý liên quan - Một số dụng cụ thí nghiệm học sinh chế tạo thành công sử dụng đưược học nội khoá nh thí nghiệm khảo sát lực hớng tâm hệ nhiều vật, thí nghiệm tìm hiểu chất lực hướng tâm mối quan hệ lực hướng tâm với đại lợng đặc trưng bán kính quỹ đạo, khối lượng vật, tốc độ quay, + Trước đây, học sinh cha nghiên cứu thiết kế, chế tạo dụng cụ thí nghiệm qua hướng dẫn giáo viên, em biết tổ chức nhóm để thảo luận phương án thí nghiệm có số cải tiến trình làm thí nghiệm như: lúc đầu, làm thí nghiệm tìm hiểu lực hướng tâm hợp lực trọng lực phản lực cung tròn tác dụng lên vật, học sinh định dùng ống gen điện để tạo cung tròn làm nhiều thời gian khó thành công nên học sinh chuyển sang dùng vòng nhôm tạo máng lăn + Trong trình làm thí nghiệm, học sinh đợc vận dụng lý thuyết vào thực tế Các em hứng thú với cách học này, nhiều em làm việc say mê, làm suốt ngày hoàn thành nhiệm vụ giao nhanh mò tìm cách cải tiến cho dụng cụ đẹp xác *Về hình thức tổ chức phương pháp hướng dẫn nội dung ngoại khoá dự kiến có tính khả thi, thực tế chứng minh phát huy tính tích cực, sáng tạo học sinh Điều đợc thể nh sau: Với hình thức hoạt động theo nhóm, với nội dung công việc mục đích khác mục đích nhng với phương án khác phát huy đợc sức mạnh trí tuệ tập thể, tinh thần đoàn kết, tập luyện cách làm việc theo nhóm không vai trò tích cực cá nhân, phát huy lực, sở trường thành viên nhóm 24 Hướng dẫn học sinh thiết kế, chế tạo dụng cụ thí nghiệm phương pháp đưa theo bước, với mức độ yêu cầu từ cao xuống thấp phát huy cao độ khả sáng tạo học sinh, có nhiều phương án thiết kế, nhiều sáng kiến kỹ thuật khác với giáo viên dự kiến học sinh đề xuất thực thành công Sự hướng dẫn giáo viên bớc mang tính định hướng nên gợi tò mò, say mê khám phá, gây hứng thú cho học sinh, điều đợc thể học học sinh tận dụng tất rảnh rỗi đễ thảo luận phương án thiết kế, chế tạo làm thí nghiệm, có lúc thấy em tranh luận liệt, giáo viên phải đóng vai trò trọng tài để giải Khi học sinh làm thí nghiệm trờng hợp lực hướng tâm tổng hợp trọng lực phản lực C KẾT LUẬN Đối chiếu với mục đích nghiên cứu nhiệm vụ nghiên cứu đề tài nghiên cứu đạt kết sau: -Vận dụng đ]ợc sở lí luận đổi phơng pháp dạy học việc tổ chức hoạt động ngoại khoá vật lí trờng THPT vào việc tổ chức hoạt động ngoại khoá lực hớng tâm cho học sinh lớp 10 lớp 11 -Trên sở tìm hiểu, điều tra thực tế tình hình dạy học, tình hình trạng thiết bị thí nghiệm phục vụ dạy học lực hướng tâm tìm khó khăn, hạn chế sai lầm học sinh học lực hướng tâm, từ đề xuất phương án tổ chức hoạt động ngoại khoá phần kiến thức nhằm khắc phục hạn chế -Chúng xây dựng nội dung ngoại khoá hướng dẫn học sinh thiết kế, chế tạo dụng cụ làm số thí nghệm lực hướng tâm, kết hợp với tổ chức trò chơi để học sinh có điều kiện vận dụng kiến thức học đợc vào việc giải thích tượng vật lí ứng dụng kĩ thuật có liên quan -Chúng dự kiến hình thức tổ chức phương pháp hướng dẫn nội dung ngoại khoá nói trên, nhằm phát huy tính tích cực, sáng tạo học sinh -Kết thực nghiệm sư phạm cho thấy nội dung ngoại khoá đa phù hợp với điều kiện dạy học lực hướng tâm phù hợp với đối tượng học sinh, hình thức tổ chức phương pháp hướng dẫn nh đề xuất có tính khả thi Học sinh thực tích cực, tự lực hoạt động học tập, tạo đợc hứng thú, say mê cho học sinh, kiến thức học sinh thu thông qua hoạt động ngoại khoá thực sâu sắc có tính bền vững cao Hoạt động ngoại khoá góp phần giáo dục nhân cách toàn diện cho học sinh Tuy kết đề tài đạt mục tiêu đề ra, thu kết quan trọng, song thời gian thực đề tài cha nhiều, tài liệu chuyên sâu tổ chức hoạt động 25 ngoại khoá tản mạn, điều kiện sở vật chất, kinh phí trường phổ thông dành cho hoạt động ngoại khoá cha đáp ứng đợc yêu cầu… nên đề tài tránh khỏi hạn chế Để nâng cao chất lượng dạy học vật lí nhà trường phổ thông nói chung lực hướng tâm chơng trình vật lí 10 nói riêng, đề xuất hướng nghiên cứu đề tài sau: - Tổ chức thực nghiệm nhiều đối tượng học sinh nơi khác để có đánh giá tổng quát - Có thể đầu tư nghiên cứu hoàn thiện hơn, để chế tạo dụng cụ thí nghiệm chất lượng để sử dụng học khoá - Áp dụng hình thức tổ chức phơng pháp hớng dẫn ngoại khoá nội dung khác chương trình vật lý THPT./ 26 [...]... hợp lực hướng tâm là tổng hợp của trọng lực và phản lực C KẾT LUẬN Đối chiếu với mục đích nghiên cứu và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài chúng tôi đã nghiên cứu và đạt được những kết quả sau: -Vận dụng đ]ợc cơ sở lí luận về đổi mới phơng pháp dạy học và việc tổ chức hoạt động ngoại khoá vật lí ở trờng THPT vào việc tổ chức hoạt động ngoại khoá về lực hớng tâm cho học sinh lớp 10 và lớp 11 -Trên cơ sở tìm... học bài lực hướng tâm chúng tôi đã tìm ra những khó khăn, hạn chế và sai lầm của học sinh khi học bài lực hướng tâm, từ đó chúng tôi đã đề xuất phương án tổ chức hoạt động ngoại khoá về phần kiến thức này nhằm khắc phục những hạn chế trên -Chúng tôi đã xây dựng được nội dung ngoại khoá là hướng dẫn học sinh thiết kế, chế tạo dụng cụ và làm một số thí nghệm về lực hướng tâm, kết hợp với tổ chức trò... liệu chuyên sâu về tổ chức hoạt động 25 ngoại khoá còn ít và tản mạn, điều kiện cơ sở vật chất, kinh phí ở trường phổ thông dành cho hoạt động ngoại khoá cha đáp ứng đợc yêu cầu… nên đề tài không thể tránh khỏi những hạn chế Để nâng cao chất lượng dạy học vật lí trong nhà trường phổ thông nói chung và bài lực hướng tâm ở chơng trình vật lí 10 nói riêng, chúng tôi đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo của... vào việc giải thích các hiện tượng vật lí và ứng dụng kĩ thuật có liên quan -Chúng tôi cũng đã dự kiến hình thức tổ chức và phương pháp hướng dẫn các nội dung ngoại khoá nói trên, nhằm phát huy tính tích cực, sáng tạo của học sinh -Kết quả thực nghiệm sư phạm cho thấy nội dung ngoại khoá đa ra là phù hợp với điều kiện dạy học bài lực hướng tâm hiện nay và phù hợp với đối tượng học sinh, hình thức tổ. .. kiến thức học nội khoá nhằm phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh Điều này đợc thể hiện cụ thể nh sau: - Nội dung ngoại khoá mới lạ đối với học sinh nên đã thu hút được học sinh ở nhiều lớp tham gia Để đảm bảo tất cả các em đều trực tiếp nghiên cứu thiết kế, chế tạo và tiến hành thí nghiệm, chúng tôi chỉ chọn những học sinh tiêu biểu ở mỗi lớp để tham gia và có sự thi đua,... điểm + Dụng cụ thí nghiệm đơn giản dễ kiếm, dễ chế tạo + Thao tác thí nghiệm đơn giản, dễ làm + Phương án thí nghiệm minh hoạ biểu hiện của lực hướng tâm hoặc lực quán tính li tâm Từ đó, giúp học sinh nhận ra đợc quỹ đạo chuyển động tròn của vật, hướng của lực hướng tâm Thí nghiệm 4: Kiểm nghiệm lực hướng tâm là lực tổng hợp của trọng lực và phản lực của cung tròn tác dụng lên vật đặt trên một cung... hướng tâm là tổng hợp của trọng lực, phản lực, lực ma sát nghỉ(vật trên mặt phẳng nghiêng), lực hướng tâm là trọng lực ( vật trên phương thẳng đứng) Thí nghiệm 7: Kiểm nghiệm chuyển động của vật treo vào bàn quay * Mục đích thí nghiệm + Kiểm nghiệm trường hợp lực hướng tâm là hợp lực của trọng lực và lực căng của dây + Khảo sát sự phụ thuộc của góc lệch  vào chiều dài của dây, khối lượng vật nặng và. .. ma sát + Học sinh có thể quan sát rõ đợc ảnh hưởng của lực hướng tâm hoặc lực quán tính li tâm tác dụng lên vật chuyển động tròn + Học sinh có thể nhận thấy đợc mối quan hệ tổng quan giữa lực hướng tâm với các đại lượng đặc trưng như bán kính quỹ đạo, khối lượng, tốc độ góc Thí nghiệm 3: Kiểm nghiệm lực hướng tâm là lực tổng hợp của trọng lực và phản lực của một cung lõm tác dụng lên vật đặt trên... nhiệm vụ được giao nhanh nhất và luôn mầy mò tìm cách cải tiến sao cho dụng cụ đẹp nhất và chính xác nhất *Về hình thức tổ chức và phương pháp hướng dẫn các nội dung ngoại khoá như đã dự kiến là có tính khả thi, thực tế đã chứng minh là đã phát huy được tính tích cực, sáng tạo của học sinh Điều này đợc thể hiện nh sau: Với hình thức hoạt động theo nhóm, với nội dung công việc và mục đích khác nhau hoặc... hiện nay và phù hợp với đối tượng học sinh, hình thức tổ chức và phương pháp hướng dẫn nh đã đề xuất là có tính khả thi Học sinh thực sự đã tích cực, tự lực hoạt động trong học tập, đã tạo đợc sự hứng thú, say mê cho học sinh, những kiến thức học sinh thu được thông qua các hoạt động ngoại khoá thực sự sâu sắc và có tính bền vững cao Hoạt động ngoại khoá đã góp phần giáo dục nhân cách toàn diện cho học