Báo cáo biện pháp Phương pháp giải bài tập vật lý THCS Chuyên đề nhiệt học

 động giải bài toán vật lý có hai phần việc cơ bản quan trọng là:
Việc xác lập các mối liên hệ cơ bản, cụ thể dựa trên sự vận dụng kiến thức vật lý vào điều kiện cụ thể của bài toán đã cho.
Sự tiếp tục luận giải, tính toán, đi từ mối liên hệ đã xác lập được đến kết quả cuối cùng của việc giải đáp vấn đề được đặt ra trong bài toán đã cho.
Sự nắm vững lời giải một bài toán vật lý phải thể hiện ở khả năng trả lời được câu hỏi: Việc giải bài toán này cần xác lập được mối liên hệ nào? Sự xác lập các mối liên hệ cơ bản này dựa trên sự vận dụng kiến thức vật lý nào? Vào điều kiện cụ thể gì của bài toán?
Đối với bài tập định tính, ta không phải tính toán phức tạp nhưng vẫn cần phải có suy luận logic từng bước đi để đến kết luận cuối cùng.
	2. Phương pháp giải bài tập vật lý
	Xét về tính chất của các thao tác tư duy khi giải các bài tập vật lý người ta thường dùng hai phương pháp sau.
Phương pháp phân tích: Theo phương pháp này điểm xuất phát là các đại lượng cần tìm. Người giải phải tìm xem đại lượng chưa biết này có liên quan gì với các đại lượng vật lý khác, và khi biết được sự liên hệ này thì biểu diễn nó thành những công thức tương ứng, cứ làm như thế cho tới khi nào biểu diễn được hoàn toàn đại lượng cần tìm bằng những đại lượng đã biết thì bài toán đã được giải xong. Như vậy phương pháp này thực chất là đi phân tích một bài toán phức tạp thành những bài toán đơn giản hơn rồi dựa vào những quy tắc tìm lời giải mà lần lược giải các bài tập này, từ đó đi đến lời giải cho bài toán phức tạp trên.
Phương pháp tổng hợp: Theo phương pháp này suy luận không bắt đầu từ đại lượng cần tìm mà bắt đầu từ các đại lượng đã biết, có nêu trong đề bài. Dùng công thức liên hệ các đại lượng này với các đại lượng đã biết, ta đi dần đến công thức cuối cùng.
Nhìn chung, việc giải bài tập vật lý phải dùng chung hai phương pháp phân tích và tổng hợp. Phép giải bắt đầu bằng phân tích các điều kiện của bài toán để hiểu đề bài và phải có sự tổng hợp kèm theo ngay để kiểm tra ngay lại mức độ đúng đắn của các sự phân tích ấy. Muốn lập được kế hoạch giải phải đi sâu phân tích nội dung vật lý của bài tập, tổng hợp những dữ kiện đã cho với những quy luật vật lý đã biết ta mới xây dựng được lời giải và kết quả cuối cùng.
	3. Các bước chung giải bài toán vật lý
	Từ phân tích về thực chất hoạt động giải bài toán, ta có thể đưa ra một cách khái quát các bước chung của tiến trình giải một bài toán vật lý và hoạt động chính trong các bước đó là:
Bước 1:Tìm hiểu đầu bài.
Đọc, ghi ngắn gọn các dữ liệu xuất hiện vá các cái phải tìm.
Mô tả lại tình huống đã nêu trong đầu bài, vẽ hình minh họa.
Nếu đề bài yêu cầu thì phải dùng đồ thị hoặc làm thí nghiệm để thu được các dữ liệu cần thiết.
	Bước 2: Xác lập những mối liên hệ cơ bản của các dữ liệu xuất phát và cái phải tìm.
Đối chiếu các dữ liệu xuất phát và các cái phải tìm, xem xét bản chất vật lý của những tình huống đã cho để nghĩ đến kiến thức, các định luật, các công thức có liên quan.
Xác lập các mối liên hệ cơ bản, cụ thể của các dữ liệu xuất phát và của cái phải tìm.
Tìm kiếm, lựa chọn các mối liên hệ tối thiểu cần thiết sao cho thấy được mối liên hệ của cái phải tìm với các dữ liệu xuất phát, từ đó có thể rút ra cái cần tìm.
	Bước 3: Rút ra kết quả cần tìm.
	Từ các mối liên hệ cần thiết đã xác lập, tiếp tục luận giải, tính toán để rút ra kết quả cần tìm.
	Bước 4: Kiểm tra xác nhận kết quả.
Để có thể xác nhận kết quả cần tìm cần kiểm tra lại việc giải theo một hoặc một số cách sau:
Kiểm tra xem đã tính toán đúng chưa.
Kiểm tra xem thứ nguyên có phù hợp không.
Kiểm tra kết quả bằng thực nghiệm xem có phù hợp không.
Giải bài toán theo các cách khác xem có cho đúng kết quả không.
	Tuy nhiên trong nhiều bài tập không nhất thiết phải tách bạch một cách cứng nhắc giữa bước 2 và bước 3. Tùy từng bài toán mà ta có thể kết hợp hai bước đó thành một trong tiến hành luận giải.
	4. Lựa chọn bài tập vật lý
	Vấn đề lựa chọn bài tập vật lý góp phần không nhỏ vào việc nâng cao chất lượng học tập môn vật lý của người học và việc lựa chọn bài tập phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
Các bài tập phải đi từ dễ đến khó, đơn giản đến phức tạp, giúp người học nắm được các phương pháp giải các bài tập điển hình.
Hệ thống bài tập cần bao gồm nhiều thể loại bài tập.
Lựa chọn các bài tập cần kích thích tính hứng thú học tập và phát triển tư duy của người học.
Các bài tập phải nhằm củng cố, bổ sung và hoàn thiện tri thức cụ thể đã học, cung cấp cho người học những hiểu biết về thực tế, kỹ thuật có liên quan với kiến thức lý thuyết.
Lựa chọn các bài tập điển hình nhằm hướng dẫn cho người học vận dụng kiến thức đã học để giải những loại bài tập cơ bản, hình thành phương pháp chung để giải các loại bài tập đó.
Lựa chọn các bài tập sao cho có thể kiểm tra được mức độ nắm vững tri thức của người học.
CHƯƠNG II: THỰC TRẠNG CỦA VIỆC GIẢI BÀI TẬP TRONG TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ HIỆN NAY 
Thuận lợi:
Việc đổi mới phương pháp dạy học đã được áp dụng rộng rãi ở các cấp học.
Nhà trường tạo điều kiện để các môn học được ứng dụng CNTT vào dạy – học.
Vật lí là môn học rất thực tiễn, gắn liền với những hiện tượng thường xảy ra nên rất lôi cuốn học sinh tìm hiểu.
Khó khăn:
Giáo viên đưa ra hệ thống bài tập mà chưa nêu bật được phương pháp giải, chưa hình thành được các kĩ năng giải bài tập cho học sinh.
Học sinh chưa có định hướng giải bài tập, chưa hình thành phương pháp giải với những bài toán có dạng tương tự.
Kỹ năng trình bày của học sinh còn chưa vững.
Đa số học sinh thường thụ động trong việc giải bài tập, vận dụng một cách máy móc, chưa có sự tìm tòi, sáng tạo.
Học sinh tiếp thu môn vật lí có phần thụ động, đặc biệt là việc tìm lời giải cho các bài tập vật lí. 
Đa số học sinh khi giải bài tập vật lí chỉ thích áp dụng những công thức, thay số và tính toán hoặc nêu lại, phát biểu lại những kiến thức đã được học. Học sinh rất ngại hay nói cách khác là không có kĩ năng phân tích hiện tượng vật lí và lập luận chặt chẽ, chính xác đúng quy luật của vật lí.
Học sinh chưa thực sự say sưa tìm tòi, học tập môn vật lí. Lười suy nghĩ không quyết tâm tìm lời giải cho bài tập, thường ỷ lại vào giáo viên để chép bài chữa. 
Một số giáo viện lại không chú trọng tới việc hướng dẫn học sinh suy nghĩ, lập luận để tự tìm lời giải. Không cung cấp, hướng dẫn cho học sinh có được phương pháp giải một bài tập vật lí.
CHƯƠNG III : PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ THCS CHUYÊN ĐỀ NHIỆT HỌC
I. Mục đích của bồi dưỡng kiến thức vật lý Trung học cơ sở theo chuyên đề:
Đối với giáo viên:
Giúp giáo viên có cái nhìn định hướng về những vấn đề mình định dạy trong giờ học.
Hướng dẫn phát triển tư duy học sinh theo một mạch nội dung.
Đối với học sinh:
Giúp học sinh có cái nhìn hệ thống hơn về các dạng bài tập vật lý Trung học cơ sở.
Học sinh nắm được phương pháp giải các bài tập điển hình để từ đó có thể nhận biết được các dạng bài tập và giải chúng một cách dễ dàng.
II. Một số biện pháp nâng cao chất lượng giải bài tập vật lý
1. Hệ thống hóa kiến thức 
Mục đích: giúp học sinh có cái nhìn hệ thống về các dạng bài tập.
1.1. Theo nội dung:
Tác dụng của phân loại chủ đề theo nội dung:
Đối với giáo viên: Hướng dẫn phát triển tư duy học sinh theo một mạch nội dung.
Đối với học sinh: Có cái nhìn hệ thống hơn về các dạng bài tập vật lý THCS.
Nhiệt học
Phương trình cân bằng nhiệt.
Sự truyền nhiệt ra môi trường ngoài.
VD:
1.2. Phân loại chủ đề theo phương pháp giải:
Các phương pháp giải bài tập vật thường sử dụng trong trường THCS:
Giải bài toán bằng cách lập phương trình.
Đồ thị vật lý.
Bài toán cực trị.
Bài toán thực nghiệm.
Tác dụng của phân loại chủ đề theo phương pháp giải:
Đối với học sinh:
Vận dụng linh hoạt các phương pháp giải vào các dạng bài tập cụ thể.
Tăng hứng thú học tập của học sinh, phát huy tính năng động sáng tạo, tìm tòi cái mới.
Phạm vi áp dụng: Các kiến thức nằm trong chương trình vật lý Trung học cơ sở.
Ví dụ minh họa:
Giải bài toán bằng cách lập phương trình
Toán chuyển động.
Phương trình cân bằng nhiệt.
Mạch điện.
Công suất điện.
Bài toán cực trị
Toán chuyển động.
Công suất điện.
Đồ thị nhiệt lượng – nhiệt độ.
Đồ thị nhiệt độ – thời gian.
Đồ thị vật lý
Toán chuyển động
Đồ thị quãng đường – thời gian.
Đồ thị vận tốc – thời gian.
 Đồ thị khác.
Nhiệt học
Mạch điện.
Đồ thị cường độ dòng điện – hiệu điện thế.
Đồ thị cường độ dòng điện – điện trở.
 Đồ thị khác.
Bài toán thực nghiệm
Thực nghiệm cơ học.
Thực nghiệm nhiệt học.
Thực nghiệm điện học.
2. Tóm tắt ngắn gọn lý thuyết và phương pháp giải bài tập trong mỗi chủ đề:
Mục đích: 
Giúp học sinh nhớ lại những kiến thức đã học để vận dụng vào việc giải toán được dễ dàng hơn.
Đưa ra phương pháp giải để học sinh hình thành các kĩ năng giải bài tập vật lý THCS.
3. Lựa chọn và trình bày mẫu bài tập trong chủ đề:
Mục đích:
Hình thành cho học sinh cách trình bày bài khoa học.
Tập trung sự chú ý của học sinh.
Giúp học sinh nắm vững phương pháp giải bài tập.
Giúp học sinh tự đánh giá kiến thức của mình, tự nhận ra các sai sót của bản thân khi làm bài tập.
4. Cần đưa thêm các đơn vị kiến thức mới sau mỗi bài tập trong chủ đề:
Mục đích:
- Cho học sinh khắc sâu kiến thức, phương pháp giải bài tập.
- Tránh gây nhàm chán đối với học sinh.
- Chống kiểu học sao chép ở học sinh.
- Mở rộng kiến thức, gây hứng thú khi học.
5. Phát triển bài toán thành bài tập của chủ đề mới:
Mục đích:
Phát triển tư duy của học sinh.
Phát huy tính năng động sáng tạo của học sinh.
Tạo điều kiện cho học sinh vận dụng linh hoạt những kiến thức để tự lực giải quyết thành công những tình huống cụ thể khác nhau.
6. Đưa ra các cách giải khác nhau về một bài toán:
Mục đích:
- Rút ngắn được thời gian làm bài.
- Tăng hứng thú học tập của học sinh.
- Phát huy tính năng động sáng tạo, tìm tòi cái mới của học sinh.
- Loại bỏ tư tưởng làm bài theo kiểu “khuôn mẫu”, vận dung một cách máy móc ở đa số học sinh.
7. Tìm ý nghĩa vật lý trong lời giải bài toán:
Mục đích:
- Giúp học sinh đào sâu hơn bản chất của hiện tượng vật lý.
- Rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn cuộc sống, năng lực quan sát của học sinh.
- Gắn liền giảng dạy vật lý với cuộc sống.
- Bồi dưỡng tư duy logic cho học sinh.
8. Đặt câu hỏi, ra bài tập về nhà trong quá trình bài giảng:
Mục đích:
- Trang bị cho học sinh phương pháp suy nghĩ, lập luận logic.
- Phát huy được khả năng tìm tòi cho học sinh.
- Phát triển tư duy học sinh trong việc phát hiện cách giải quyết, tự tìm cách giải quyết, tự xác định các hoạt động cần thực hiện để đạt được kết quả.
- Đưa ra bài tập về nhà để học sinh nắm vững hơn phương pháp giải bài toán.
- Rèn luyện tính tự giác, kích thích tính tích cực hoạt động của cá nhân học sinh.
Ví dụ: Một bình nhiệt lượng kế chứa nước ở nhiệt độ t0 = 200C. Người ta thả vào trong bình này những quả cầu giống nhau đã được đốt nóng bằng nước sôi. Sau khi thả quả cầu thứ nhất thì nhiệt độ của nước trong bình khi cân bằng nhiệt là t1 = 400C. Cần thả bao nhiêu quả cầu để nhiệt độ của nước trong bình khi cân bằng nhiệt là 900C ?
Bài giải:
Gọi : Khối lượng nước là m.
 Khối lượng và nhiệt dung riêng của quả cầu là m1 và c1
 Nhiệt độ khi cân bằng nhiệt là tcb.
 Số quả cầu thả vào nước là N
Gợi ý: Sau mỗi lần thả quả cầu thì nhiệt độ nước trong bình sẽ thay đổi (tăng lên).
Nhiệt lượng tỏa ra từ các quả cầu là : 
Nhiệt lượng thu vào của nước : 
Theo phương trình cân bằng nhiệt : 
Khi thả quả cầu thứ nhất : N = 1 ; tcb = 400C. Ta có :
Thay (2) vào (1) ta có : 
Khi tcb = 900C. Từ phương trình (*) ta có : 100N – 90N = 270 – 60 N = 21
Bài tập về nhà : Nhiệt độ của nước trong bình khi cân bằng nhiệt là bao nhiêu nếu ta thả tiếp quả cầu thứ hai, thứ ba ?
Nhận xét: Khi học sinh nắm được cách làm bài tập trên thì có thể dễ dàng tính được nhiệt độ cân bằng của nước khi thả quả cầu thứ hai, thứ ba dựa vào phương trình (*).
9. Dành thời gian thích hợp để học sinh suy nghĩ:
Bất cứ một môn học nào cũng vậy, khi giáo viên đưa ra câu hỏi hay bài tập cũng đều phải dành một thời gian thích hợp để học sinh suy nghĩ tìm ra hướng giải quyết vì thường học sinh không thể nghĩ ra ngay đáp án. Sau thời gian đó, giáo viên mới hướng dẫn học sinh phương hướng làm bài, giải đáp những khúc mắc gặp phải trong bài toán từ đó học sinh mới có thể tiếp thu bài nhanh chóng. Việc dành thời gian cho học sinh suy nghĩ còn tạo cho các em tính tự giác suy nghĩ, phát huy tính tích cực cá nhân, bồi dưỡng tư duy sáng tạo, khả năng tự lực tìm tòi giải quyết vấn đề.
10. Tạo niềm đam mê, yêu thích vật lý cho học sinh:
Kết quả đạt được sau khi bồi dưỡng kiến thức vật lý THCS mà mỗi giáo viên đều hướng tới là tạo được niềm đam mê, yêu thích môn vật lý cho học sinh. Có hiểu bộ môn các em mới có đam mê, hứng thú tìm hiểu vật lý, yêu thích tìm tòi khoa học. 
	Vật lý là cơ sở của nhiều ngành kĩ thuật quan trọng, sự phát triển của khoa học vật lý gắn bó chặt chẽ, tác động qua lại trực tiếp tới sự tiến bộ của khoa học và kĩ thuật. Vì vậy, những hiểu biết và nhận thức về vật lý có giá trị to lớn trong đời sống và sản xuất, đặc biệt trong công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước.
Một số biện pháp cụ thể đối với giáo viên:
Nắm vững kiến thức cơ bản, xác định được mục đích kiến thức học sinh cần đạt được sau mỗi bài dạy.
Phải đọc nhiều sách tham khảo để nắm vững và đào sâu suy nghĩ về các vấn đề chuyên môn, trang bị kiến thức và rút ra được những kinh nghiệm của riêng mình.
Tiếp cận nhanh và vận dụng những phương pháp dạy học tích cực.
Sử dụng các bài toán Vật lí có nội dung kĩ thuật và thực tế. Đưa các ví dụ cụ thể của đời sống, sản xuất vào nội dung bài học.
Tăng cường thực hành, làm thí nghiệm vật lí nhằm hình thành thói quen thực hành, rèn luyện tác phong làm việc khoa học cho học sinh.
Thông qua các bài tập vật lý kích thích học sinh hứng thú tìm hiểu lịch sử vật lý, các nhà bác học, lịch sử các phát minh.
MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP VẬT LÝ THCS CHUYÊN ĐỀ NHIỆT HỌC
Nhiệt học là một trong bốn phần kiến thức Vật lí cơ bản được trang bị cho học sinh THCS. Lượng kiến thức của phần này không nhiều so với các phần khác, bài tập phần này cũng không quá khó song vì các em ít được tiếp xúc với bài tập định lượng nên việc định hướng giải bài tập nhiệt còn khó khăn với các em và các em chưa có phương pháp giải. Đặc biệt là khi giải các bài tập áp dụng phương trình cân bằng nhiệt các em còn lúng túng trong việc chưa xác định được các quá trình trao đổi nhiệt, chưa xác định được đúng đối tượng trao đổi nhiệt. Vì vậy, tôi đã đưa ra bài tập “Phương trình cân bằng nhiệt” để bồi dưỡng nhằm giúp học sinh nắm vững các dạng bài tập và phương pháp giải các dạng bài tập liên quan tới nhiệt học. Trong đó, tôi đi sâu vào dạng bài tập thường gặp đó là: bài tập về hệ hai hay nhiều vật trao đổi nhiệt với nhau.
I.KIẾN THỨC CẦN NHỚ:
1. Công thức tính nhiệt lượng vật thu vào (không có sự chuyển thể của chất)
Trong đó:
m: khối lượng của vật(kg)
c: nhiệt dung riêng của chất làm vật (J/kg.K)
: nhiệt độ ban đầu(0C)
: nhiệt độ cuối cùng (0C)
Lưu ý: t2 > t1
Q: nhiệt lượng vật thu vào (J)
*, Nhiệt lượng vật tỏa ra cũng được tính bằng công thức tương tự:
Lưu ý: > 
2. Phương trình cân bằng nhiệt:
Nếu không có sự trao đổi năng lượng (nhiệt) với môi trường ngoài thì:
Qtỏa ra = Qthu vào
Qtỏa ra: tổng nhiệt lượng của các vật tỏa ra.
Qthu vào: tổng nhiệt lượng của các vật thu vào.
II. BÀI TẬP ÔN LUYỆN:
Loại 1: Bài toán trút nước
Bài 1: Có hai bình cách nhiệt. Bình thứ nhất chứa m1 = 5kg nước ở nhiệt độ t1 = 600C, bình thứ hai chứa m2 = 1kg nước ở nhiệt độ t2 =200C. Đầu tiên rót một lượng nước m (kg) từ bình thứ nhất sang bình thứ hai, sau đó khi bình thứ hai đã đạt cân bằng nhiệt, người ta lại rót trở lại từ bình thứ hai sang bình thứ nhất một lượng nước m (kg). Nhiệt độ cân bằng ở bình thứ nhất lúc này là t1’= 590C.
Tính nhiệt độ nước của bình 2 và khối lượng nước trong mỗi lần rót.
Nếu tiếp tục thực hiện lần thứ hai, tìm nhiệt độ cân bằng của mỗi bình.
Tính nhiệt độ nước ở hai bình nếu rót cũng lượng nước trên từ bình 2 sang bình 1 trước, rồi rót trở lại bình 2 sau.
Bài giải:
a, Do chuyển nước từ bình 1 sang bình 2và từ bình 2 sang bình 1. Giá trị khối lượng nước trong các bình vẫn như cũ còn nhiệt độ trong bình thứ nhất hạ xuống một lượng:
Như vậy, nước trong bình 1 đã mất một nhiệt lượng: 
Nhiệt lượng này đã được truyền sang cho bình 2. Do đó:
Trong đó là độ biến thiên nhiệt độ trong bình 2.
Từ phương trình (1) suy ra:
Như vậy, sau khi chuyển khối lượng nước từ bình 1 sang bình 2 nhiệt độ nước trong bình 2 trở thành:
Theo phương trình cân bằng nhiệt:
Vậy lượng nước đã rót có khối lượng 
b, Bây giờ bình 1 có nhiệt độ t’1 = 590C, bình 2 có nhiệt độ t’2 = 250C nên sau lần rót từ bình 1 sang bình 2 từ phương trình cân bằng nhiệt ta có:
Và cho lần rót từ bình 2 sang bình 1:
c, Sau khi rót 1/7 kg nước ở bình 2 có nhiệt độ 200C sang bình 1 có nhiệt độ 600C, thì 5kg nước ở bình 1 tỏa nhiệt để hạ nhiệt độ từ 600C xuống nhiệt độ t0C, còn nước ở bình 2 thu nhiệt để tăng nhiệt độ từ 200C lên t0C. Ta có:
5c(60 – t) = 1c(t – 20) t 46,60C
Lại rót 1/7 kg nước ở bình 1 có nhiệt độ 46,60C trả lại với 6/7 kg nước ở bình 2 vẫn giữ nhiệt độ 200C, thì 6/7 kg nước này thu nhiệt và ta lại có:
Vậy: Nhiệt độ nước của bình 1 là 46,60C và nhiệt độ nước của bình 2 là 23,80C.
Nhận xét: Khi giải bài toán ta cần chú ý là sau mỗi lần trút nước thì nhiệt độ và khối lượng nước trong các bình sẽ thay đổi.
Bài 2: Ba bình nhiệt lượng kế đựng ba chất lỏng khác nhau có khối lượng bằng nhau và không phản ứng hóa học với nhau. Nhiệt độ chất lỏng ở bình 1, bình 2 và bình 3 lần lượt là t1 = 150C, t2 = 100C, t3 = 200C. Nếu đổ ½ chất lỏng ở bình 1 vào bình 2 thì nhiệt độ hỗn hợp khi cân bằng nhiệt là t12 = 120C. Nếu đổ ½ chất lỏng ở bình 1 vào bình 3 thì nhiệt độ hỗn hợp khi cân bằng nhiệt là t13 = 190C. Hỏi nếu đổ lẫn cả ba chất lỏng với nhau thì nhiệt độ hỗn hợp khi cân bằng nhiệt là bao nhiêu? Bỏ qua nhiệt lượng trao đổi với môi trường. Các bình nhiệt lượng kế làm bằng chất có nhiệt dung riêng nhỏ không đáng kể và thể tích của bình đủ lớn để chứa được cả ba chất lỏng.
Bài giải
Gọi khối lượng nước ở mỗi bình là m.
Khi đổ ½ chất lỏng ở bình 1 vào bình 2:
Do t1 > t2 nên bình 1 tỏa nhiệt, còn bình 2 thu nhiệt. Ta có, pương trình cân bằng nhiệt:
 (1)
Khi đổ ½ chất lỏng từ bình 1 vào bình 3:
Do t3 > t1 nên bình 3 tỏa nhiệt, còn bình 1 thu nhiệt.
Phương trình cân bằ