I.
NỘI DUNG
1. Lý do chọn sáng
kiến
Trong các
bộ môn khoa học tự nhiên thì Vật lý là một môn học rất quen thuộc và gần gủi
với các em học sinh, do đó việc tạo hứng thú, yêu thích môn học và lòng ham học
hỏi của học sinh phụ thuộc rất nhiều vào nghiệp vụ sư phạm của giáo viên. Trong
khuôn khổ nhà trường phổ thông, bài tập Vật lý thường là những vấn đề không quá
phức tạp, có thể giải được bằng những suy luận lô gic, bằng tính toán hoặc thực
nghiệm dựa trên các quy tắc, phương pháp Vật lý đã quy định trong chương trình
dạy học.
Qua thực
tế giảng dạy bộ môn Vật lý ở trường trung học cơ sở (THCS), tôi nhận thấy học
sinh còn gặp rất nhiều khó khăn, lúng túng khi giải các bài tập Vật lý, điều
này ít nhiều ảnh hưởng đến chất lượng dạy học cũng như chất lượng đội tuyển học
sinh giỏi môn Vật lý.
Trong
chương trình bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý THCS thì nhiệt học là một trong bốn
phần kiến thức Vật lý cơ bản. Lượng kiến thức của phần này không nhiều so với
các phần khác, bài tập của phần này cũng không quá khó nhưng để học sinh nắm
vững và giải tốt các bài tập phần này thì đòi hỏi người giáo viên phải biết vận
dụng thành thạo, nhuần nhuyễn các kiến thức về phần nhiệt học cũng như vận dụng
thành thạo phương trình cân bằng nhiệt để giải các bài toán về nhiệt học. Trong
sáng kiến này tôi mạnh dạn đưa ra một số phương pháp, kỹ năng mà tôi đã đúc rút
được trong quá trình dạy học để giải các dạng toán phần nhiệt học, hy vọng các
bạn đồng nghiệp và các em học sinh có thể tham khảo làm tài liệu giảng dạy, học
tập của mình.
Xuất phát
từ những lý do trên, tôi quyết định viết sáng kiến kinh nghiệm: “Một vài kinh nghiệm giải các dạng bài tập
nâng cao phần nhiệt học trong bộ môn vật lý 8 ở trường THCS”.
2. Điểm mới của sáng kiến
Trong nhiều năm công tác ở trường THCS, được
trực tiếp giảng dạy bộ môn Vật lý và nhiều năm làm công tác bồi dưỡng học sinh
giỏi Vật lý tôi nhận thấy phần nhiệt học có ý nghĩa quan trọng trong lĩnh vực:
Khoa học – Kỹ thuật và đời sống, đặc biệt phần này thường xuyên gặp trong các kỳ
thi học sinh giỏi các cấp. Chính vì lẽ đó tôi ấp ủ suy nghĩ, hướng tới viết đề
tài này. Đề tài này đã đáp ứng được một số tiêu chí sau:
a) Tính
mới: Bổ sung đầy đủ phần lý thuyết và bài tập dưới dạng cơ bản, nâng cao theo từng
cấp độ để học sinh có cách nhìn nhận một cách tổng thể.
b) Tính
sáng tạo: Mở rộng phần lý thuyết và có đủ các dạng bài tập mà sách giáo khoa
trong tiết học chính khóa chưa giới thiệu. Có thêm các bài tập ví dụ và bài tập
vận dụng.
c) Tính
khoa học: Trình bày nội dung lôgic, chính xác và hợp lý.
II. PHẦN NỘI DUNG
1. Thực trạng của nội
dung cần nghiên cứu
Qua giảng dạy và bồi dưỡng học sinh giỏi
môn Vật lý, tôi nhận thấy việc định hướng giải bài tập định lượng phần nhiệt học
của học sinh còn yếu những mặt sau:
+ Kỹ năng tìm hiểu đề bài: học sinh chưa
xác định được đề bài cho yếu tố gì, cần phải tìm yếu tố nào; chưa xác định đúng
đối tượng và các quá trình trao đổi nhiệt.
+ Các bước giải bài tập: học sinh còn chưa
thực hiện chính xác, đầy đủ các bước giải bài tập phần nhiệt học.
+ Kỹ năng tính toán còn hạn chế.
Với thực trạng trên nên khi gặp các dạng
bài tập phần này học sinh còn lúng túng, không có hứng thú giải bài tập, kết quả
bài làm không cao.
Vậy nguyên nhân nào làm cho các em không
có định hướng giải bài tập phần nhiệt như thế? Theo tôi có nhiều nguyên nhân
trong đó có nguyên nhân khách quan và chủ quan:
*Nguyên nhân khách quan
+Phòng thực hành ở trường THCS chưa đáp ứng
được yêu cầu đối với bộ môn.
+Trang thiết bị phục vụ cho giảng dạy
không có chất lượng, cùng một loại đồ dùng khi thí nghiệm lại có các kết quả
khác nhau nên việc xử lý kết quả để rút ra kiến thức không thể thực hiện được,
từ đó học sinh không hứng thú học tập.
+ Tài liệu tham khảo còn ít, chưa phân dạng
bài tập và phương pháp giải.
+ Chương trình sách giáo khoa Vật lý 8
toàn bộ các tiết dạy đều là lý thuyết, không có tiết bài tập nên giáo viên chưa
rèn luyện kỹ năng giải bài tập cho học sinh. Trong khi đó ở lớp 6, 7 các em ít
được làm quen với bài tập định lượng nhất là phần nhiệt học.
*Nguyên nhân chủ quan
Về phía giáo viên:
+ Phương pháp truyền đạt kiến thức của giáo
viên đạt hiệu quả chưa cao. Việc nghiên cứu đầu tư để sử dụng phương pháp dạy học
mới vào bộ môn còn hạn chế.
+ Một bộ phận học sinh còn lười học, lơ
là, chưa chú ý nghe giảng nên tiếp thu kiến thức chưa đầy đủ.
+ Học sinh chưa có kỹ năng tính toán, khả
năng suy luận còn nhiều hạn chế, không hứng thú với bộ môn.
Kết quả khảo sát: Trước khi áp dụng sáng
kiến tôi đã cho học sinh khối 8 làm bài kiểm tra phần nhiệt học, kết quả như
sau:
|
Lớp |
Sĩ
số |
Giỏi |
Khá |
Trung
bình |
Yếu |
Kém |
|||||
|
SL |
% |
SL |
% |
SL |
% |
SL |
% |
SL |
% |
||
|
8 |
79 |
7 |
8,9 |
15 |
18,9 |
35 |
44,3 |
20 |
25,3 |
2 |
2,6 |
Từ
thực trạng trên đề tài đã cung cấp một số giải pháp cơ bản.
2. Các giải pháp
2.1 Các kiến thức cần thiết
phần nhiệt học Vật lý THCS
2.1.1 Công thức tính nhiệt
lượng
*
Trước hết giáo viên phải giúp học sinh hiểu được nhiệt lượng vật thu vào để
nóng lên phụ thuộc vào những yếu tố nào?
+
Khối lượng: m (kg)
+
Độ tăng nhiệt độ:
Trong
đó: t1 là nhiệt độ ban đầu, t2 là nhiệt độ cuối.
+
Nhiệt dung riêng của chất làm vật: c (J/kg.K)
Nhiệt
lượng vật thu vào: Q = m.c.
2.1.2 Nguyên lí truyền nhiệt
Khi có hai vật trao đổi nhiệt với nhau thì:
+
Nhiệt truyền từ vật có nhiệt độ cao hơn sang vật có nhiệt độ thấp hơn.
+
Sự truyền nhiệt xảy ra cho tới khi nhiệt độ của hai vật bằng nhau thì ngừng lại.
+
Nhiệt lượng do vật này toả ra bằng nhiệt lượng do vật kia thu vào.
Qtoả ra = Qthu vào
2.1.3. Phương trình cân bằng nhiệt
Nhiệt
lượng do vật này toả ra bằng nhiệt lượng do vật kia thu vào.
Qtoả ra = Qthu vào
Nhiệt
lượng toả ra cũng được tính bằng công thức Q = m.c.
2.1.4. Năng suất toả nhiệt của nhiên
liệu (q)
Đại
lượng vật lý cho biết nhiệt lượng toả ra khi 1 kg nhiên liệu bị đốt cháy hoàn
toàn được gọi là năng suất toả nhiệt của nhiên liệu.
Công
thức tính nhiệt lượng toả ra khi nhiên liệu bị đốt cháy:
Q = q.m
Trong đó: Q là nhiệt lượng
do nguyên liệu bị đốt cháy tỏa ra (J)
q là năng suất tỏa nhiệt của
nhiên liệu (J/kg)
m là khối lượng nguyên liệu
bị đốt cháy (kg)
Hiệu suất : H =
2.1.5 Sự chuyển thể các
chất
+ Đa số các chất chỉ chuyển thể
khi đạt đến một nhiệt độ xác định gọi là nhiệt chuyển thể. Trong suốt quá trình
chuyển thể, nhiệt độ của khối chất không thay đổi.
+ Nhiệt lượng vật cần thu vào (tỏa
ra) để chuyển thể ở nhiệt độ chuyển thể được tính bởi công thức:
+ Nhiệt lượng có thể được truyền
qua ba hình thức: dẫn nhiệt, đối lưu hoặc bức xạ nhiệt.
+ Nhiệt luôn được truyền từ vật
nóng sang vật lạnh hơn cho đến khi hai vật có nhiệt độ bằng nhau.
2.2. Các bước chung để giải
bài tập nhiệt học
Bước 1: Đọc kĩ đề bài, tóm tắt
Giáo
viên cho học sinh đọc kĩ đề bài, bài toán cho biết những đại lượng nào, phải
tìm đại lượng nào. Sau đó tóm tắt bằng các kí hiệu vật lý, đổi đơn vị nếu cần.
Bước 2: Xây dựng lập luận:
Tìm
mối quan hệ giữa ẩn số phải tìm và các dữ kiện đã cho trực tiếp thông qua các
công thức hoặc gián tiếp qua các phép biến đổi.
Bước 3: Giải toán
Lưu
ý: cho học sinh giải phương trình chữ trước, sau đó thu gọn phương trình chữ rồi
mới thay các số liệu đã cho để đi đến kết quả.
Bước 4: Kiểm tra, biện luận
Sau
khi giải xong, ta tiến hành kiểm tra xem cách giải trên có đúng không? Đã phù hợp
với thực tế chưa? Đơn vị đã đúng chưa? Có cùng thứ nguyên không?
2.3
Phương pháp
giải các dạng bài tập nhiệt học nâng cao
2.3.1 Dạng toán tính nhiệt
lượng và các đại lượng liên quan
*Phương pháp giải: Áp dụng công thức tính nhiệt lượng
+ Nhiệt lượng một vật thu vào để nóng lên:
+ Nhiệt lượng một tỏa ra để lạnh đi:
*Ví dụ 1: Tính
nhiệt lượng cần thiết để đun sôi 2000cm3 nước đựng trong ấm nhôm có
khối lượng 500g ở nhiệt độ 200C (nước sôi ở 1000C) biết
nhiệt dung riêng của nước và của nhôm lần lượt là c1 = 4200J/kg.K ,
c2 = 880J/kg.K
Phân
tích bài: Đọc bài
toán ta thấy có hai đối tượng tham gia thu nhiệt là: 2000cm3 nước ở 200c
và 500g nhôm ở 200c.
Vậy nhiệt lượng để đun sôi ấm nước
bằng nhiệt lượng cung cấp cho nước để nó tăng từ 200C đến 1000C
cộng với nhiệt lượng cung cấp cho ấm nhôm để nó tăng từ 200C đến 1000C
Từ
sự phân tích đó ta có lời giải sau:
...
Nguồn: ST
Tài liệu được chia sẻ miễn phí tại: https://www.dvtuan.com/