Đề tài So sánh những ưu và nhược điểm của sách giáo khoa vật lý lớp 10 theo chương trình mới và chương trình cũ ( bội ban khoa học tự nhiên )

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH AN GIANG TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA SƯ PHẠM E›D Lý Thị Thanh Dung Lớp DH3L - MSSV : DLY021306 Nguyễn Thị Kim Thoa Lớp DH3L - MSSV : DLY021334 SO SÁNH NHỮNG ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA SÁCH GIÁO KHOA VẬT LÝ LỚP 10 THEO CHƯƠNG TRÌNH MỚI VÀ CHƯƠNG TRÌNH CŨ ( Bộ I BAN KHOA HỌC TỰ NHIÊN ) Giáo viên hướng dẫn: Thầy: Trần Thể AN GIANG - 7/2004 MỤC LỤC PHẦN I: NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG…………………………….………………………………….. 1 I.LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI……………………………………..…………...…………………. 1 II. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU………………………….……………………....………... 1 III.PHẠM VI NGHIÊN CỨU…………………………………………...…………………… 1 IV.NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI…………………………………………..…….…………….. 2 V.PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ……………………………………….……….…..….. 2 VI.THỜI GIAN THỰC HIỆN………………………………………………..……………… 2 PHẦN II: CƠ SỞ LÍ LUẬN…………………………………………………………………………… 3 VII.Chủ trương chính sách của Đảng và Nhà nước về đổi mới giáo dục ở THPT………….. 3 VIII. Thực trạng dạy học của giáo viên và học sinh trong giai đoạn hiện nay……………… 3 IX. Tầm quan trọng của sách giáo khoa mới……………………………………………….. 4 X. Tầm quan trọng của sách giáo khoa mơn Vật lý…………………………………………. 4 PHẦN III: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU………………………………………………………………. 6 A. PHẦN CƠ HỌC……………………………………………………………………………….. 6 I.Hình thức…………………………………………………………………………………… 6 II.Nội dung:………………………………………………………………………………….. 6 1.Chương I:ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM:…………………………………………………. 6 1.1.Cấu trúc:……………………………………………………………………………. 6 1.2. Nội dung:………………………………………………………………………….. 6 1.3. Nhận xét:………………………………………………………………………….. 10 2.Chương II:ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM. CÁC LỰC CƠ HỌC…………………… 10 2.1.Cấu trúc:……………………………………………………………………………. 10 2.2.Nội dung:…………………………………………………………………………… 10 2.3.Nhận xét:…………………………………………………………………………… 18 3.Chương III:CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN………………………………………….. 18 3.1.Cấu trúc…………………………………………………………………………….. 18 3.2.Nội dung……………………………………………………………………………. 18 3.3.Nhận xét…………………………………………………………………………….. 23 4.Chương IV:CƠ HỌC CHẤT LỎNG…………………………………………………… 24 4.1.Cấu trúc…………………………………………………………………………….. 24 4.2.Nội dung……………………………………………………………………………. 24 4.3.Nhận xét……………………………………………………………………………. 24 B. PHẦN NHIỆT HỌC………………………………………………………………………….. 24 I.Hình thức………………………………………………………………………………….. 24 II.Nội dung………………………………………………………………………………….. 25 5.Chương V:CHẤT KHÍ…………………………………………………………………. 25 5.1.Cấu trúc…………………………………………………………………………….. 25 5.2.Nội dung……………………………………………………………………………. 25 6.Chương VI:CÁC TRẠNG THÁI CƠ BẢN CỦA CHẤT………………………………. 30 6.1.Cấu trúc……………………………………………………………………………… 30 6.2.Nội dung…………………………………………………………………………….. 30 6.3.Nhận xét……………………………………………………………………………… 36 7.Chương VII:CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC………………………………….. 37 7.1.Cấu trúc……………………………………………………………………………… 37 7.2.Nội dung…………………………………………………………………………….. 37 7.3.Nhận xét……………………………………………………………………………... 43 PHẦN IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ……………………………………………………………… 43 A. Kết luận:………………………………………………………………………………………… 43 I.Ưu điểm của sách mới………………………………………………………………………. 43 II.Nhược điểm của sách mới………………………………………………………………… 44 B. Kiến nghị……………………………………………………………………………………. 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO W X 1) Dương Trọng Bái – Sách giáo khoa Vật lí 10 và Sách giáo viên Vật lí 10 – Nhà xuất bản Giáo Dục - Năm 1998. 2) Nguyễn Văn Đồng – An Văn Chiêu - Ph ương pháp giảng dạy Vật lý ở trường phổ thơng - Nhà xuất bản Giáo Dục - Năm 1979. 3) Ê. E. ÊVENTRICH - Nhà xuất bản giáo dục – Năm 1978. 4) Paul Zitzewitz - Vật lí học: Các nguyên lí và bài tốn - Xuất bản năm 1995 tại Hoa Kỳ. 5) Hồng Quý - Phạm Quý Tư dịch - Tính chất các định luật Vật lý - Nhà xuất bản Giáo Dục . 6) Hồng Quý – Cơ học - Nhà xuất bản giáo dục – Năm 1979. 7) Nguyễn Thế Khơi – Sách giáo khoa thí điểm Vật lí 10 (Ban khoa học tự nhiên) bộ sách thứ nhất và sách giáo viên thí điểm Vật lí 10. 8)Phạm Hữu Tịng - Phương pháp dạy bài tập Vật Lý - Nhà xuất bản Giáo Dục - Năm 1989 9) Bùi Trọng Tuân - Vật lí phân tử và Nhiệt học. 10) Phạm Hồng Tuất – Cơ học - Nhà xuất bản giáo dục – Năm 1981 SVTH:NGUYỄN THỊ KIM THOA SVTH: LÝ THỊ THANH DUNG PHẦN I NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG X”W I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI: Do yêu cầu của sự phát triển kinh tế xã hội đối với việc đào tạo nguồn nhân lực trong giai đoạn mới cùng với sự phát triển nhanh mạnh với tốc độ mang tính bùng nổ của khoa học cơng nghệ, thể hiện qua các lý thuyết, thành tựu mới và khả năng ứng dụng cao rộng, nhanh vào thực tế. Hồ chung với xu thế đổi mới tiến bộ trên thế giới, sách giáo khoa cần được xem xét điều chỉnh và đổi mới. Sách giáo khoa theo chương trình cũ đã được biên soạn cách đây hơn 25 năm. Mặc dù chương trình này đã gĩp phần tích cực vào việc giáo dục đáp ứng được nhu cầu tiếp tục học tập của số đơng học sinh, gĩp phần phát triển qui mơ giáo dục, phát hiện và bồi dưỡng nhân tài…nhưng với nhu cầu hiện nay thì chương trình cũ lại thể hiện nhiều điều bất cập, chưa đáp ứng tốt những mục tiêu đào tạo con người Việt Nam trong giai đoạn mới. Mặc dù hiện nay sách giáo khoa theo chương trình mới chỉ được thí điểm ở một số trường phổ thơng chứ chưa được phổ biến trên khắp cả nước nên chưa thể nào đánh giá được một cách tổng quát ưu, khuyết điểm của nĩ. Vì vậy, chúng tơi quyết định chọn đề tài này nhằm gĩp phần phát hiện ra được những ưu, khuyết điểm của nĩ, từ đĩ đề xuất ý kiến của mình để bổ sung cho chương trình mới ngày càng hồn chỉnh hơn. II. GIẢ THIẾT KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI: - Giả sử hiện nay trong giai đoạn thí điểm sách giáo khoa theo chương trình mới khơng thấy được khuyết điểm cũng như sai sĩt của nĩ thì khi ban hành trên phạm vi cả nước, nếu trong quá trình giảng dạy và học tập gặp một số vấn đề chưa phù hợp, lúc đĩ việc sửa chữa sẽ hết sức khĩ khăn. Vì vậy, chúng ta chưa thể đáp ứng được mục tiêu giáo dục mà Đảng và Nhà nước đề ra trong giai đoạn hiện nay. III. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU: Nghiên cứu các ưu và khuyết điểm của sách giáo khoa Vật lí lớp 10 theo chương trình cũ và chương trình mới (Bộ I ban Khoa học tự nhiên ). IV. PHẠM VI NGHIÊN CỨU: Sách giáo khoa, sách giáo viên Vật lí lớp 10 theo chương trình mới và chương trình cũ. Trang 1 SVTH:NGUYỄN THỊ KIM THOA SVTH: LÝ THỊ THANH DUNG V. NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI: So sánh sự khác biệt của sách giáo khoa Vật lí lớp 10 theo chương trình cũ và chương trình mới từ đĩ rút ra được ưu và khuyết điểm. Nhận định được những thuận lợi và khĩ khăn trong quá trình giảng dạy. Thơng qua những ưu, khuyết điểm của sách giáo khoa mới từ đĩ đề xuất ý kiến và phương pháp giảng dạy để khắc phục được những hạn chế đĩ. VI. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: 1. Phương pháp đọc sách và tài liệu tham khảo: Chúng tơi tiến hành đọc hai bộ sách giáo khoa lớp 10 theo chương trình cũ và chương trình mới (bộ 1) đồng thời chúng tơi cũng kết hợp đọc một số tài liệu tham khảo khác để làm nền tảng cho đề tài. Từ đĩ so sánh, rút ra kết luận để thực hiện được nhữngmục tiêu mà đề tài đã đặt ra. 2. Phương pháp trị chuyện phỏng vấn: Chúng tơi trị chuyện với giáo viên hướng dẫn, giáo viên giảng dạy vật lý ở trường phổ thơng để biết được trong quá trình dạy học (chương trình cũ) cĩ gặp phải những nhược điểm và ưu điểm nổi bật gì? Từ đĩ bổ sung ý kiến của chúng tơi vào cơng tác giảng dạy để phục vụ cho cơng tác dạy học ngày một tốt hơn. VII. THỜI GIAN THỰC HIỆN: Chúng tơi bắt đầu làm đề tài từ ngày 1/02/2004 đến ngày 30/6/2004. Trang 2 SVTH:NGUYỄN THỊ KIM THOA SVTH: LÝ THỊ THANH DUNG PHẦN II CƠ SỞ LÝ LUẬN I. Chủ trương chính sách của Đảng và nhà nước về đổi mới giáo dục ở THPT: Nghị quyết số 40 năm 2000 Quốc Hội khố X, ngày 19 tháng 12 năm 2000 của Quốc Hội khố X về đổi mới chương trình giáo dục phổ thơng, đã khẳng định mục tiêu đổi mới chương trình giáo dục phổ thơng lần này là: “Xây dựng nội dung chương trình, phương pháp giáo dục, sách giáo khoa phổ thơng mới, nhằm nâng cao chất lượng giáo dục tồn diện. Thế hệ trẻ, đáp ứng nhu cầu phát triển nguồn nhân lực phục vụ cơng nghiệp hố, hiện đại hố đất nước, phù hợp với thực tiễn và truyền thống Việt Nam, tiếp cận trình độ giáo dục phổ thơng ở các nước trong khu vực và trên thế giới” (Nghị quyết 40). Chiến lược phát triển kinh tế xã hội 2001-2010 của nước ta đã đề ra nhiệm vụ “Khẩn trương biên soạn và đưa vào sử dụng ổn định trong cả nước, bộ chương trình và sách giáo khoa phổ thơng phù hợp với yêu cầu phát triển mới” và chiến lược phát triển giáo dục năm 2001-2010 cũng đã cụ thể hố yêu cầu này. Thủ tướng chính phủ đã cĩ chỉ thị số 14/2001/CT-TTg về việc đổi mới chương trình giáo dục phổ thơng thực hiện nghị quyết số 40/2000 của Quốc Hội khố X và chỉ thị số 30/1998/CT-TTg về điều chỉnh chủ trương phân ban và đào tạo hai giai đoạn ở đại học nêu rõ các yêu cầu, các cơng việc mà bộ giáo dục và đào tạo và các cơ quan cĩ liên quan phải khẩn trương tiến hành trong thời gian tới. II. Thực trạng dạy học của giáo viên và học sinh trong giai đoạn hiện nay: Về chất lượng giáo dục: Hầu hết giáo viên các trường trung học phổ thơng trên địa bàn tỉnh An Giang đều cĩ trình độ Đại học Sư phạm. Tính đến năm 2000-2001 đã cĩ 93,7% đạt chuẩn (tốt nghiệp Đại Học) và 1,7% giáo viên đạt tiêu chuẩn (Thạc Sĩ). Với một số tuổi nghề nhất định đa số giáo viên cĩ thể đảm đương được các yêu cầu dạy học mà chương trình đặt ra. Tuy nhiên đội ngũ giáo viên trung học phổ thơng hiện nay cịn cĩ những hạn chế về trình độ ngoại ngữ, tin học, về ý thức và khả năng đổi mới phương pháp dạy học, sự say mê nâng cao hiểu biết và tay nghề , trình độ sử dụng thiết bị dạy học, cịn thiếu hiểu biết cơ sở khoa học và kỹ năng đánh giá theo xu thế, kỹ thuật hiện đại. Ngồi ra, một số giáo viên cịn cĩ những biểu hiện chưa thật sự đúng với đạo đức của người thầy làm ảnh hưởng đến uy tín chung của đội ngũ giáo viên. Trang 3 SVTH:NGUYỄN THỊ KIM THOA SVTH: LÝ THỊ THANH DUNG Về chất lượng giáo dục: Chất lượng giáo dục trung học phổ thơng cũng như chất lượng giáo dục của các cấp bậc học khác đã cĩ những chuyển biến đáng kể trong mấy năm qua. Trên phạm vi tồn quốc, các tỷ lệ bỏ học và lưu ban đều giảm, tỷ lệ tốt nghiệp tăng, do đĩ tỷ lệ hồn thành cấp học của tồn quốc đã tăng từ 82,5% (năm học1997-1998) lên 85,1% (năm học 2001-2002). Tuy nhiên, vì nhiều lý do, trong đĩ cĩ sự chênh lệch về trình độ kinh tế xã hội nên giữa các vùng cịn cĩ sự khác biệt về chất lượng, đặc biệt là đối với những vùng mà tốc độ tăng học sinh quá mất cân đối so với hệ điều kiện tối thiểu để đảm bảo chất lượng (thiếu nhiều giáo viên, cơ sở vật chất kỹ thuật nghèo nàn…). III. Tầm quan trọng của sách giáo khoa mới: Để hiểu tầm quan trọng của sách giáo khoa ta phải biết được trong sách giáo khoa bao gồm những gì? Nội dung chương trình được thể hiện cụ thể, chi tiết, tính hệ thống trong sách giáo khoa. Cấu trúc và nội dung của sách giáo khoa được quy định bởi nội dung và cấu trúc của chương trình mơn học đĩ. Sách giáo khoa trình bày cụ thể nội dung các tri thức, kỹ năng kỹ xảo giúp cho học sinh dễ dàng lĩnh hội được. Cĩ tính liên thơng kiến thức ở bậc trung học cơ sở với lớp 10 của chương trình giáo khoa thí điểm ở bộ mơn vật lý như khái niệm về lực, khối lượng. Đảm bảo tính phổ thơng, cơ bản, tồn diện, phù hợp với xu thế thời đại, gắn với cuộc sống và thực tiễn. Giảm kiến thức lý thuyết, tăng kiến thức thực tế, thực hành ứng dụng: cĩ nhiều thí nghiệm thực tế cũng như số liệu của các bài tập được cập nhật gần gũi với thực tế. Thích hợp với điều kiện giáo viên và thiết bị dạy học của nhà trường trong giai đoạn hiện nay. Tạo điều kiện cho giáo viên đổi mới phương pháp dạy học cũng như sử dụng nhiều hình thức tổ chức dạy học hơn so với sách cũ. Với khung chương trình sách giáo khoa mới tạo điều kiện học sinh phát triển năng lực tự học, phát huy tính tích cực tư duy của học sinh trong từng tiết học qua các tiết thực hành vận dụng kiến thức đã học. Vì mỗi bài chúng liên kết lẫn nhau yêu cầu học sinh thường xuyên cũng cố kiến thức đã học ở bài trước. Phân hố dạy học theo hướng phân ban là một nguyên tắc sư phạm, tính đến sự khác biệt của cá nhân học sinh và đặc điểm tâm sinh lý, tạo sự hứng thú, phù hợp hồn cảnh và điều kiện sống. IV. Tầm quan trọng của sách giáo khoa mơn vật lý: Vật lý học là một trong những mơn khoa học tự nhiên, giải thích những gì xảy ra trong thế giới chung quanh. Nĩ nĩi về các màu sắc trong một cầu vồng, về ánh sáng lĩng lánh và tính cứng rắn của một viên kim cương... Nĩ cĩ liên quan đến việc đi bộ, chạy, đi xe đạp, lái ơtơ và cả điều khiển một con tàu vũ trụ... Các nguyên lý vật lí hiện diện rõ ràng trong các trị chơi, trong các trị đấu bĩng, trong các nhạc cụ và cả trong những máy phát điện khổng lồ. (trích tài liệu, “Vật lý học: Trang 4 SVTH:NGUYỄN THỊ KIM THOA SVTH: LÝ THỊ THANH DUNG các nguyên lý và bài tốn” xuất bản năm 1995 tại Hoa Kỳ, giáo sư Paul Zitzewitz của trường Đại học Michigan – Dearborn đã viết). Khi học vật lý bạn sẽ khám phá ra rằng: Vật lý học cĩ quan hệ chặt chẽ với tự nhiên (các định luật của tự nhiên…). Nhiều tiến bộ cơng nghệ của nền văn minh là kết qủa của sự hiểu biết các định luật đĩ. Học Vật lí bạn cĩ thể gĩp phần vào sự tiến bộ của cả khoa học và cơng nghệ. Bạn cũng cĩ thể tìm được cho mình một nghề nghiệp cĩ vận dụng các kết quả của Vật lí học. Và dù thế nào đi nữa thì với tư cách là một cơng dân thơng hiểu Vật lí học bạn sẽ cĩ nhiều khả năng để giải quyết những vấn đề khĩ khăn mà nền cơng nghệ đặt ra cho xã hội chúng ta… Muốn làm được điều đĩ thì chúng ta đều phải học Vật lý, những kiến thức Vật lý học căn bản nhất mà chúng ta cần phải nắm được thể hiện thơng qua sách giáo khoa mơn Vật lý và các tài liệu tham khảo cĩ liên quan. Trang 5 SVTH:NGUYỄN THỊ KIM THOA SVTH: LÝ THỊ THANH DUNG PHẦN III NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Nội dung nghiên cứu bao gồm hai phần: Cơ học và Nhiệt học. A. PHẦN CƠ HỌC : I. Hình thức: Song hành giữa lý thuyết chung và minh họa - vận dụng cho thấy rõ mối quan hệ giữa học và hành. Tĩm tắt chương cĩ phân ra từng mục ta cĩ thể biết đã học những gì? Và nhận ra phần trọng tâm của chương. Sách cũ viết từng ý nhưng khơng phân ra mục như sách mới. Trước khi vào chương cĩ nêu mục tiêu giúp học sinh biết được sắp tới mình sẽ học gì? Và trong quá trình học cần phải nắm vấn đề gì là chủ yếu? Cĩ thêm hình ảnh của nhà bác học, tĩm tắt tiểu sử về nhà bác học làm cho quyển sách thêm phong phú. II. Nội dung: 1.Chương 1: ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM 1.1. Cấu trúc: Sách mới trình bày các phần chuyển động thẳng đều, chuyển động thẳng biến đổi đều, và chuyển động trịn đều thành từng bài riêng biệt chỉ trình bày trong phạm vi một chương, thay vì sách cũ trình bày ba chương. 1.2. Nội dung: 1.2.1 Chuyển động cơ học: - Cách định nghĩa chuyển động cơ học của hai sách khác nhau. Sách cũ Sách mới Chuyển động của vật là sự thay đổi vị trí của vật này so với vật khác theo thời gian. Chuyển động cơ học là sự dời chỗ của vật thể. • Nhận xét: ƒ Sách cũ đã định nghĩa rõ và cụ thể hơn so với sách mới bởi vì sách mới định nghĩa rồi kèm theo giải thích nghĩa của định nghĩa đĩ. Trang 6 SVTH:NGUYỄN THỊ KIM THOA SVTH: LÝ THỊ THANH DUNG 1.2.2 Chất điểm: Sách cũ Sách mới Nêu lên được nguyên nhân và điều kiện để cĩ thể coi vật là chất điểm. Chỉ nêu lên được điều kiện mà chưa nêu lên nguyên nhân vì sao coi vật là chất điểm. • Nhận xét: ƒ Sách cũ trình bày hồn chỉnh hơn sách mới. ƒ Sách mới chưa nêu lên nguyên nhân để coi vật là chất điểm. 1.2.3 Hệ quy chiếu: Sách cũ Sách mới Trình bày hợp chất điểm chuyển động trong mặt phẳng để xác định hệ qui chiếu. Trình bày chuyển động tịnh tiến và nêu ra ví dụ mà khơng phân tích rõ. Trình bày hợp chất điểm chuyển động trên đường cong (được sách mới bổ sung). Từ thực tế sinh động để phân biệt thế nào là chuyển động tịnh tiến và chuyển động của một vật xoay quanh trục. • Nhận xét: ƒ Sách mới bổ sung và phân tích rõ kiến thức, giúp học sinh dể hiểu hơn. 1.2.4 Khái niệm vận tốc, gia tốc trong chuyển động thẳng đều và chuyển động thẳng biến đổi đều: Sách cũ Sách mới Khái niệm vận tốc theo quãng đường đi, được xây dựng qua việc quan sát chuyển động thẳng đều của ơtơ và xe đạp. Vận tốc tức thời được định nghĩa bằng thương số giữa quãng đường đi rất nhỏ tính từ thời điểm đã cho và khoảng thời gian rất nhỏ để vật đi hết quãng đường đĩ. Vectơ gia tốc trình bày trong chuyển động biến đổi đều. Khái niệm vận tốc trung bình dựa trên độ dời và thời gian. Vận tốc tức thời được định nghĩa xuất phát từ định nghĩa vận tốc trung bình ứng với khoảng thời gian rất bé gần bằng khơng. Vectơ gia tốc trình bày trong chuyển động trịn đều. Trang 7 SVTH:NGUYỄN THỊ KIM THOA SVTH: LÝ THỊ THANH DUNG • Nhận xét: ƒ Sách mới đưa vào khái niệm độ dời, khái niệm này sẽ tổng quát và chính xác hơn so với quãng đường đi được. Vì vậy, khái niệm vận tốc theo độ dời sẽ tổng quát hơn. 1.2.5 Vận tốc và gia tốc trong chuyển động trịn đều: Vectơ vận tốc được hai sách trình bày như sau: Sách cũ Sách mới Trong chuyển động cong, vectơ vận tốc tức thời tại mỗi điểm trên quỹ đạo cĩ phương trùng với phương của tiếp tuyến với quỹ đạo tại điểm đĩ. Chỉ nhận xét mà khơng nêu ra định nghĩa gia tốc. Trong chuyển động trịn, vận tốc của chất điểm là một vectơ trùng phương với tiếp tuyến với vịng trịn tại điểm đang xét và cĩ chiều của chuyển động. Nêu định nghĩa gia tốc của một chất điểm. • Nhận xét: ƒ Trong khái niệm vectơ vận tốc sách mới đã nêu thêm chiều của chuyển động. ƒ Định nghĩa gia tốc giúp cho học sinh dễ hiểu hơn, là cơ sở để làm bài tập tốt hơn. 1.2.6 Định nghĩa chuyển động thẳng đều và chuyển động thẳng biến đổi đều: a/ Chuyển động thẳng đều: Sách cũ Sách mới Khái niệm: Chuyển động thẳng đều là chuyển động trên một đường thẳng, trong đĩ vật đi được những quãng đường bằng nhau trong những khoảng thời gian bằng nhau bất kì. Xây dựng phương trình xuất phát từ việc tìm tọa độ. Khái niệm: Chuyển động thẳng đều là chuyển động thẳng trong đĩ vận tốc khơng đổi. Xây dựng phương trình xuất phát định nghĩa chuyển động thẳng đều. • Nhận xét: ƒ Sách mới trình bày logic, thiết lập phương trình ngắn gọn, dễ hiểu. Trang 8 SVTH:NGUYỄN THỊ KIM THOA SVTH: LÝ THỊ THANH DUNG b/ Chuyển động thẳng biến đổi đều: Sách cũ Sách mới Thiết lập cơng thức đường đi trong chuyển động thẳng biến đổi đều cũng bằng đồ thị vận tốc theo thời gian. Thiết lập phương trình chuyển động thẳng biến đổi đều dựa trên lập luận vận tốc là một hàm bậc nhất theo thời gian. 2 00 2/1 attvxx ++= Cách thứ hai thiết lập phương trình qua cơng thức cộng vận tốc bằng phép tính đại số và nhờ đồ thị vận tốc. • Nhận xét: ƒ Ưu điểm của sách mới là đưa ra hai cách thiết lập phương trình mà trình bày thì ngắn gọn để lúc nhìn vào mỗi cách ta nhận biết được nĩ xuất phát từ đâu. Mỗi cách thiết lập phương trình của sách mới đều thỏa mãn với các khái niệm mà sách đã xây dựng trước đĩ. 1.2.7 Vận tốc gĩc và chu kì quay: - Hai đại lượng đặc trưng cho chuyển động trịn đều là vận tốc gĩc và chu kì quay. + Sách mới: “ Vận tốc trung bình của một chất điểm trong chuyển động trịn trong khoảng thời gian ∆ 12 ttt −= bằng thương số của độ biến thiên ∆ 12 ϕϕϕ −= với khoảng thời gian đĩ “. ( ttb ∆∆= /ϕω ) + Sách cũ: “ Vận tốc gĩc là đại lượng đo bằng thương số giữa gĩc quay của bán kính nối vật chuyển động với tâm quay và thời gian để quay gĩc đĩ. ( t/ϕω = ) Với cách định nghĩa của sách cũ giúp ta xác định dễ dàng vị trí của gĩc quay trên hình vẽ cịn định nghĩa như sách mới thì khơng xác định được nhưng lại tổng quát hơn sách cũ vì tính theo độ biến thiên của hai đại lượng t∆∆ ,ϕ . - Đại lượng đặc trưng thứ hai là chu kì quay : + Sách mới : “Thời gian chất điểm đi hết một vịng trên đường trịn gọi là chu kì quay“. + Sách cũ : “Khoảng thời gian trong đĩ một điểm chuyển động quay được một vịng gọi là chu kì“. Khái niệm như sách mới ngắn gọn hơn so với sách cũ. Cả hai đều làm rõ chu kì là đại lượng đặc trưng cho chuyển động tuần hồn, sau một thời gian thì chuyển động lặp lại như cũ. Mối liên hệ giữa vận tốc dài và vận tốc gĩc trong chuyển động trịn mà cả hai sách nêu ra v = R.ω Trang 9 SVTH:NGUYỄN THỊ KIM THOA SVTH: LÝ THỊ THANH DUNG 1.2.8 Cơng thức cộng vận tốc: Sách cũ Sách mới Thí nghiệm để xây dựng cơng thức vận tốc là xe lăn chạy trên mặt phẳng nghiêng. Thí nghiệm để xây dựng cơng thức cộng vận tốc là chuyển động của người đi trên bè gỗ. • Nhận xét: ƒ Mức độ thí nghiệm trong sách mới khĩ khăn và phức tạp hơn sách cũ do ta phải xét hai trường hợp: ¾ Trường hợp người đi dọc từ cuối về phía đầu bè ¾ Trường hợp người đi ngang trên bè từ mạn này sang mạn kia. ƒ Cĩ hai trường hợp đặc biệt tính véctơ tổng của vận tốc mà sách mới khơng trình bày nhưng đã được trình bày cụ thể trong sách cũ. Đĩ là: ¾ Hai chuyển động theo phương vuơng gĩc với nhau ¾ Hai chuyển động cùng phương cùng chiều. 1.3 Nhận xét: Ưu và khuyết điểm của chương I: Động học chất điểm ” Ưu điểm: - Phần lớn sách mới cĩ bài tập định tính và định lượng nhiều hơn sách cũ giúp rèn luyện kỹ năng phân tích và giải tốn cho học sinh. - Cĩ những số liệu thực tế, cụ thể. - Đưa vào khái niệm độ dời và vectơ gia tốc. ” Hạn chế: - Hạn chế của sách mới là nội dung cần truyền đạt thì nhiều mà thời gian diễn đạt thì khơng đủ. - Sách mới chưa nêu lên nguyên nhân vì sao coi vật là chất điểm. 2. Chương II : ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM. CÁC LỰC CƠ HỌC (PHẦN II : Động lực học SGK lớp 10 cũ) 2.1 Cấu trúc: Sách mới trình bày chương II qua 11 bài dạy trong 19 tiết thay thế cho sách cũ gồm 18 bài dạy trong 29 tiết. Như vậy số tiết lên lớp lẫn số lượng bài học giảm đáng kể. 2.2 Nội dung: nội dung trọng tâm của chương này là: - Ba định luật Niutơn - Khái niệm về những loại lực thường gặp trong cơ học : lực hấp dẫn, lực đàn hồi, lực ma sát, lực quán tính. Trang 10 SVTH:NGUYỄN THỊ KIM THOA SVTH: LÝ THỊ THANH DUNG - Vận dụng các định luật Niutơn để khảo sát chuyển động của vật trên mặt phẳng nghiêng và chuyển động của hệ vật. Kết hợp với những hiểu biết về trọng lực để khảo sát chuyển động của vật bị ném xiên, ném ngang. 2.2.1 Ba định luật Niutơn: a. Định luật I Niutơn: Sách cũ Sách mới Giải thích các câu hỏi: Vì sao vật đứng yên? Vì sao vật chuyển động thẳng điều? Rồi đi đến phát biểu định luật I Niutơn. Định luật I Niutơn: “Một vật sẽ đứng yên hay chuyển động thẳng đều nếu khơng chịu một lực nào tác dụng, hoặc nếu các lực tác dụng vào nĩ cân bằng nhau”. Sách cũ cĩ vế “hoặc nếu cĩ lực tác dụng vào nĩ cân bằng nhau”. Định luật I Niutơn khẳng định: nguyên nhân làm cho các vật tiếp tục chuyển động thẳng đều, khi lực tác dụng vào vật mất đi là một tính chất của bản thân vật. Tính chất đĩ gọi là quán tính. “Quán tính là tính chất của mọi vật bảo tồn vận tốc của mình khi khơng chịu lực nào tác dụng hoặc khi chịu tác dụng của những lực cân bằng.” Sau khi nhắc lại quan niệm từ xa xưa của Arixtơt, mơ tả lại thí nghiệm lịch sử của Galilê và chốt lại ở định luật thứ I Niutơn. Định luật I Niutơn: “Nếu một vật khơng chịu tác dụng của các vật khác thì nĩ giữ nguyên trạng thái đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều”. Trường hợp vật chịu tác dụng của nhiều lực cân bằng nhau sẽ được đề cập ở §14 như là trường hợp riêng của định luật II. Quán tính trong sách mới được trình bày trong ý nghĩa định I Niutơn. “Định luật này nêu lên một tính chất quan trọng của vật, đĩ là xu hướng bảo tồn vận tốc của mọi vật. Tính chất đĩ gọi là quán tính.” • Nhận xét: ƒ Sách cũ trình bày cách dẫn vào định luật I Niutơn giúp học sinh hiểu dễ dàng và sâu sắc. ƒ Sách mới thể hiện được ý nghĩa độc lập khi phát biểu định luật I Niutơn đồng thời giúp học sinh nhận biết nội dung chính của định luật I Niutơn. ƒ Định luật I Niutơn ở sách mới khơng nêu trường hợp hai. Nên trong khái niệm quán tính cũng khơng cĩ trường hợp hai. b. Định luật II Niutơn: Sách cũ Sách mới Ơn tập khái niệm về lực bằng cách giải thích nguyên nhân làm cho Nhắc lại một số kiến thức cơ bản Trang 11 SVTH:NGUYỄN THỊ KIM THOA SVTH: LÝ THỊ THANH DUNG vật chuyển động cĩ gia tốc. Định nghĩa: “Lực là đại lượng đặc trưng cho tác dụng của vật này vào vật khác, kết quả là truyền gia tốc cho vật hoặc làm cho vật biến dạng.” Tổng hợp và phân tích lực trình bày riêng ở hai bài khác nhau. Từ mối liên hệ giữa ba đại lượng: lực, khối lượng và gia tốc đã nêu lên định luật II Niutơn. “Gia tốc của một vật tỉ lệ thuận với lực tác dụng và tỉ lệ nghịch với khối lượng của nĩ.” Thí nghiệm minh hoạ định luật II Niutơn chứ khơng phảI là thí nghiệm kiểm chứng. về lực: phương, chiều, độ lớn. Sách mới khơng cĩ định nghĩa cụ thể về lực nhưng lại trình bày rất kỹ trong phép tổng hợp và phân tích lực. Các định nghĩa phép tổng hợp lực, qui tắc hợp lực và phép phân tích lực được thể hiện trong một bài. Quan sát quá trình xe đứng yên, chuyển động sau đĩ nêu lên định luật II Niutơn “Gia tốc của một vật luơn cùng chiều với lực tác dụng lên vật. Độ lớn của gia tốc tỉ lệ thuận với lực tác dụng lên vật và tỉ lệ nghịch với khối lượng của nĩ.” Thí nghiệm kiểm chứng định luật II Niutơn được sách mới trình bày trong bài 20. • Nhận xét: ƒ Cả hai sách điều kế thừa sự hình thành mặt định tính của khái niệm lực ở cấp THCS để hồn thành khái niệm này. ƒ Nếu nắm được các quy tắc hợp lực và phân tích lực thì học sinh sẽ thuận lợi hơn trong quá trình làm bài tập. ƒ Định luật II Niutơn cho thấy lực là nguyên nhân làm vật biến đổi chuyển động (chuyển động cĩ gia tốc), chứ khơng phải là nguyên nhân của chuyển động. ƒ Cách phát biểu định luật II Niutơn ở sách cũ khơng nĩi rõ như sách mới là: lực cùng phương chiều với gia tốc tác dụng lên vật. ƒ Lần đầu tiên hai sách đưa ra định nghĩa chính thức của đơn vị Niutơn. c. Định luật III Niutơn: Sách cũ Sách mới Xét sự tương tác giữa hai vật, tính tốn trên cơng thức để rút ra kết luận: “Trong tương tác giữa hai vật nhất định, gia tốc mà chúng thu được bao giờ cũng ngược chiều nhau và cĩ độ lớn tỉ lệ nghịch với Nhận xét thí dụ để rút ra sự tác dụng tương hỗ giữa các vật. Tiếp theo là quan sát thí nghiệm tương tác giữa hai lị xo rồi đến nhận xét về lực trực đối. “ BAAB FF & luơn nằm trên cùng một đường thẳng (cùng giá) ngược Trang 12 SVTH:NGUYỄN THỊ KIM THOA SVTH: LÝ THỊ THANH DUNG khối lượng của chúng”. 1 21 m m a a = Xuất phát từ biểu thức trên, sách cũ đã phát biểu định luật III Niutơn: “Những lực tương tác giữa hai vật là hai lực trực đối, nghĩa là cùng độ lớn, cùng gia nhưng ngược chiều.” Thí nghiệm về sự tương tác giữa hai vật. chiều nhau và cĩ cùng độ lớn. Ta gọi hai lực như thế là lực trực đối”. Định luật III Niutơn được phát biểu dựa vào lực trực đối: “Hai vật tương tác với nhau bằng những lực trực đối” BAAB FF −= Thí nghiệm về tương tác giữa hai lực kế đứng yên, về sự tương tác giữa hai lực kế chuyển động. • Nhận xét: ƒ Kết luận rút ra trong sách cũ và nhận xét về lực trực đối trong sách mới, nếu xét về nộI dung thì cả hai khơng khác nhau mà chỉ là hai cách phát biểu. ƒ Định luật III Niutơn trong sách mới ngắn gọn do dựa vào lực trực đốI và đồng thời làm rõ đặc điểm của lực là luơn xuất hiện từng cặp. Ví dụ: người đang bơi lấy tay và chân đẩy nước ra phía sau ngược lại nước đẩy người đĩ về phía trước. Khi đi chân ta đạp vào đất, ngược lại đất đẩy ta làm ta di chuyển được. ƒ Định luật II, III Niutơn gĩp phần quan trọng vào việc hình thành trọn vẹn khái niệm lực và ta nhận thấy khơng thể bỏ qua khái niệm khối lượng nếu muốn biết khái niệm lực. Sách mới và sách cũ: “ Khối lượng của vật là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật.” Đĩ là ý nghĩa của vật lý thực sự của khái niệm khối lượng. Cho ta thấy vật nào cĩ khối lượng lớn hơn thì càng khĩ thay đổi vận tốc hơn, tức là cĩ mức quán tính lớn hơn. Trong bài lực hấp dẫn ta thấy mối liên hệ giữa khối lượng và khả năng hấp dẫn của một vật 2 21 r mmGFhd = . Đến lúc này thì sự hiểu biết của học sinh về khái niệm lực và khối lượng sẽ được hồn thiện thêm. Kết quả khi xét về mặt định lượng, hai khái niệm và khối lượng chỉ được hình thành trong mối liên hệ với ba định luật Niutơn. Khơng thể hình thành được khái niệm lực mà khơng cần đến khái niệm khối lượng. Ngược lại, cũng khơng thể hình thành được khái niệm khối lượng nếu bỏ qua khái niệm lực. Dưới đây là sơ đồ cấu trúc logic giữa lực và khối lượng và ba định luật Niutơn: Trang 13 SVTH:NGUYỄN THỊ KIM THOA SVTH: LÝ THỊ THANH DUNG Định nghĩa định tính của lực.Cân bằng lực Định luật I Niutơn Định luật II Niutơn Định luật III Niutơn Khái niệm lực Định nghĩa định lượng của lực F= m.a Khái niệm khối lượng Trực giác về khối lượng 2.2.2. Các loại lực thường gặp trong cơ học: a. Lực hấp dẫn: Sách cũ Sách mới Nhắc sơ qua về sự nghiên cứu của chuyển động của Mặt Trăng quanh Trái Đất và các hành tinh quanh Mặt Trời. Sau đĩ là phát biểu định luật vạn vật hấp dẫn: “ Hai chất điểm bất kỳ hút nhau với một lực tỷ lệ thuận với tích của hai khối lượng của chúng và tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng”. 2 21 r mmGFhd = Khái niệm về trọng lực: “Ở cùng một nơi trọng lực truyền cho mọi vật một gia tốc rơi tự do như nhau”. g Cĩ một vấn đề về cách hướng dẫn trong sách giáo viên “Trọng lực tác dụng lên vật” chứ khơng nên nĩi “trọng lực của vật”. Sách mới cũng nhắc lại cơ sở để Niutơn nghiên cứu: Là sự rơi của các vật cũng như chuyển động của Mặt Trăng quanh Trái Đất và các hành tinh khác: “ Hai vật (coi như chất điểm) bất kỳ hút nhau bằng một lực tỉ lệ thuận với tích của hai khối lượng của chúng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng: 2 21 r mmGFhd = Khái niệm về trọng lực: “Lực hấp dẫn do trái đất đặt lên một vật được gọi là trọng lực của vật đĩ”. “Trọng lực tác dụng lên một vật “ hay “trọng lực của vật” thì đĩ cũng chỉ là hai cách nĩi khác nhau để diễn tả cùng một lực, đĩ là lực hấp dẫn. • Nhận xét: ƒ Cách phát biểu định luật của sách mới cĩ thể xét hai vật (coi như chất điểm) khơng nhất thiết là phải hai chất điểm như trong sách cũ. ƒ Khái niệm trọng lực trong sách mới cĩ tính liên tục hơn. Trang 14 SVTH:NGUYỄN THỊ KIM THOA SVTH: LÝ THỊ THANH DUNG ƒ Trong tất cả các loại lực khơng riêng trọng lực thường thì ta nĩi “lực tác dụng lên một vật”. Vì vậy trong cách nĩi “trọng lực tác lên một vật” thì đúng hơn và hợp lý hơn. b. Lực đàn hồi: Sách cũ Sách mới “Khi một vật bị biến dạng thì ở vật xuất hiện một lực cĩ xu hướng làm cho vật lấy lại hình dạng và kích thước cũ. Loại lực ấy gọi là lực đàn hồi”. Định luật Hook: “Trong giới hạn đàn hồi, lực dàn hồi tỷ lệ với độ biến dạng của vật đàn hồi”. “Lực đàn hồi là lực xuất hiện khi một vật bị biến dạng và cĩ xu hướng chống lại nguyên nhân gây ra biến dạng”. Quan sát thí nghiệm về lị xo rút ra: “Trong giới hạn đàn hồi, lực đàn hồi của lị xo tỷ lệ với độ biến dạng của lị xo”. • Nhận xét: ƒ Khái niệm lực đàn hồi trong sách mới trình bày đầy đủ hơn. ƒ Với cách phát biểu của sách mới chỉ là trường hợp riêng của sách cũ vì ngồi lị xo cĩ thể biến dạng cịn các vật đàn hồi khác như thanh cao su, quả bĩng, chì… ƒ Sách mới khơng thực hiện thí nghiệm để nêu ra đặc điểm của lực đàn hồi và thay vào đĩ là lực căng dây. c. Lực ma sát - Trình bày cụ thể rõ ràng về sự xuất hiện của lực ma sát, nhằm giúp học sinh thuận lợi hơn trong việc chuẩn bị bài trước, tiếp thu kiến thức mới. - Tách ra phương, chiều và độ lớn của lực ma sát. - Sự xuất hiện lực ma sát trượt ở sách mới đúng và chính xác hơn. Do lực ma sát trượt chỉ phát sinh khi cĩ chuyển động tương đối của hai vật ép lên nhau (vật A và mặt bàn). - Phương, chiều của lực ma sát trượt được xác định theo hai hướng khác nhau. Sách cũ xác định theo phương chiều chuyển động của vật cịn sách mới xác định theo phương chiều của vận tốc tương đối của vật ấy. 2.2.3. Vận dụng các định luật của Niuton: Trang 15 SVTH:NGUYỄN THỊ KIM THOA SVTH: LÝ THỊ THANH DUNG a. Chuyển động của vật bị ném: Sách cũ Sách mới Sau khi tìm phương trình chuyển động bằng cơng thức tổng quát thế lần lượt các số liệu cụ thể để tìm toạ độ. Đồng thời đưa ra thí nghiệm kiểm chứng lại kết quả vừa tìm được. Chuyển động của vật bị ném xiên và chuyển động của vật bị ném ngang đều giải một cách tổng quát cơng thức bằng chữ. Từ đĩ nêu ra hai cách xác định tầm bay cao và tầm bay xa. • Nhận xét: ƒ Cách trình bày chuyển động bị ném của sách mới thì khơng cần đưa phương pháp toạ độ. ƒ Sách mới bổ sung thêm hai đại lượng đặc trưng quan trọng trong chuyển động của vật bị ném là tầm bay cao và tầm bay xa. ƒ Chuyển động của vật bị ném ngang là trường hợp riêng của vật bị ném xiên. b. Chuyển động của vật trên mặt phẳng nghiêng, hệ vật: Sách cũ Sách mới Khi phân tích lực tác dụng lên vật chuyển động trên mặt phẳng nghiêng, theo cách giải của sách cũ thì chọn chiều dương là chiều chuyển động rồi chiếu lên chiều đĩ để tính tốn. Sách mới phân tích lực tác dụng lên vật chuyển động trên mặt phẳng nghiêng. Sau đĩ vẽ hệ trục toạ độ Oxy gắn liền với vật để chiếu các lực đã phân tích lên từng hệ trục. • Nhận xét: ƒ Với cách này sẽ nâng cao hơn so với cách tính các lực trong sách cũ nhưng lại giúp cho học sinh làm quen với cách giải mà cĩ hệ trục toạ độ vì nĩ giúp học sinh rất nhiều về cách xác định dấu của lực. c. Phương pháp động lực học: Cả hai đều nêu ra hai phương pháp để giải các loại tốn cơ học và vận dụng các kiến thức về ba định luật. Sách mới nêu ngắn gọn cịn sách cũ thì nêu rất chi tiết phù hợp với học sinh trung bình. Nhưng bài tập thí dụ nhiều hơn giúp học sinh làm quen với cách làm bài tập bằng phương pháp động lực học. 2.2.4 Lực quán tính: a. Hệ qui chiếu cĩ gia tốc - Lực quán tính: - Sách mới đưa vào một số thí dụ minh họa để đưa học sinh vào tình huống cĩ vấn đề là những hiện tượng trên, các định luật Niuton cĩ cịn nghiệm đúng khơng? đến đây học sinh cĩ thể tự nhận xét và nêu lên khái niệm về hệ qui chiếu phi quán tính dưới sự hướng dẫn của giáo viên. Trang 16 SVTH:NGUYỄN THỊ KIM THOA SVTH: LÝ THỊ THANH DUNG - Những lực xuất hiện do hệ qui chiếu khơng quán tính gọi là lực quán tính. Trong khái niệm lực quán tính đã thể hiện tính chất đặc trưng của lực quán tính là: + Lực quán tính tỷ lệ với khối lượng của vật mà chúng tác dụng. Chính vì đặc tính này mà lực quán tính giống lực hấp dẫn. Qua đây, khi xét chuyển động trong hệ quy chiếu phi quán tính, ngồi các lực thường ta phải kể thêm lực quán tính tác dụng lên vật. + Lực quán tính là những lực thật sự, tác dụng thật sự trong hệ quy chiếu phi quán tính. Chúng truyền gia tốc cho vật mà chúng tác dụng, sinh cơng và được đo bằng lực kế. Chúng tác dụng hằng ngày trong đời sống, lúc ta đi tàu xe,…Chúng chỉ khác các lực thường là chúng khơng cĩ phản lực, nghĩa là ta khơng chỉ ra được cụ thể và trực tiếp chúng từ vật thứ hai nào tác dụng đến. Đặc điểm khác biệt này cũng đã được sách mới trình bày đầy đủ. Ư Đây là bài tương đối khĩ và phức tạp, học sinh cần tìm hiểu bài trước khi lên lớp vì hệ quy chiếu lúc này là hệ quy chiếu cĩ gia tốc. Sách mới trình bày khá rõ ràng và kèm theo những ví dụ để làm rõ hơn trong cách giải những bài tốn trong hệ quy chiếu khơng quán tính. Trong quá trình giải cần cĩ sự giúp đỡ nhiều của giáo viên. b. Lực hướng tâm và lực quán tính li tâm: Sách cũ Sách mới Nhắc lại gia tốc hướng tâm rồi suy ra lực gây ra gia tốc hướng tâm, gọi là lực hướng tâm. Nêu ví dụ để chứng tỏ khi một vật chuyển động trịn đều, một lực hay hợp lực của tất cả các lực tác dụng lên vật là lực hướng tâm. Khái niệm: “Trọng lượng của một vật là lực được đo bằng bởi lực kế “. Dựa vào ví dụ mà giải thích hướng tâm tăng hoặc giảm và mất trọng lượng. Nhận xét về thí nghiệm để dẫn tới khái niệm lực hướng tâm. Xét thí dụ về một vật đặt trên một bàn quay để thấy sự xuất hiện của lực quán tính li tâm từ đĩ xác định hướng và độ lớn của lực quán tính li tâm. Khái niệm: “Trọng lượng của một vật trong hệ qui chiếu mà vật đứng yên là hợp lực của các lực hấp dẫn và quán tính“. Hiện tượng tăng, giảm và mất trọng lượng được trình bày trên cơ sở lý thuyết và các lực. • Nhận xét: ƒ Sách mới trình bày lực quán tính li tâm rõ ràng, giúp cho học sinh xác định được lúc nào thì cĩ lực quán tính li tâm trong chuyển động trịn đều. ƒ Khái niệm trọng lượng được sách mới trình bày rõ ràng hơn sách cũ. Trang 17 SVTH:NGUYỄN THỊ KIM THOA SVTH: LÝ THỊ THANH DUNG 2.3 Nhận xét : ” Ưu diểm của sách mới là: - Những bài tập ứng dụng định luật II Niuton nhiều hơn. - Thể hiện được ý nghĩa độc lập của định luật I Niuton. - Cĩ nhiều kiến thức mới được bổ sung: + Thí nghiệm kiểm chứng định luật II Niuton. + Hệ qui chiếu cĩ gia tốc. Lực quán tính. - Cĩ sự liên thơng nội dung chương trình của bậc THCS và bậc THPT là khái niệm lực, khối lượng. - Phân tích hay tổng hợp lực trên hình vẽ to và rõ ràng. - Các khái niệm về lực và độ lớn đã khá hồn chỉnh sau khi học qua ba định luật Niutơn. ” Hạn chế của sách mới là: - Cĩ một số nội dung mà sách mới đã khơng làm rõ: + Đặc trưng của trọng lực. + Cân bằng lực. + Chưa nêu thí nghiệm để chứng tỏ lực ma sát trượt khơng phụ thuộc vào diện tích mặt tiếp xúc. + Cả hai sách trình bày định luật II Niuton dưới dạng nguyên lí khơng phải dạng định luật. 3. Chương III: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN (Phần IV: Các định luật bảo tồn - SGKcũ) 3.1. Cấu trúc: - So với SGK cũ sự sắp xếp thứ tự và nội dung của chương III cĩ một số thay đổi. Trong SGK mới các định luật bảo tồn được tập trung vào một chương như tên gọi, trong đĩ bao gồm định luật bảo tồn động lượng, định luật bảo tồn năng lượng. Cịn sách cũ phân thành hai chương nhỏ. - Nội dung cụ thể cĩ một số điểm khác: Bài thế năng được trình bày riêng sau bài động năng và thêm bài mới là thế năng đàn hồi. Sau khi học định luật bảo tồn cơ năng và bảo tồn năng lượng, học sinh được học một bài riêng về va chạm như là một vận dụng của cả hai định luật bảo tồn động lượng và định luật bảo tồn cơ năng. Cuối cùng là một bài cĩ nội dung hồn tồn mới khơng cĩ trong sách giáo khoa cũ, bài các định luật Kêple và chuyển động của vệ tinh. Mặc dù sách cũ khơng cĩ bài các định luật Kêple và chuyển động của vệ tinh nhưng đã trình bày thêm vào bài định luật Becnuli là ứng dụng của định luật bảo tồn năng Trang 18 SVTH:NGUYỄN THỊ KIM THOA SVTH: LÝ THỊ THANH DUNG lượng. Định luật Becnuli sách mới cũng cĩ đề cập đến nhưng lại được trình bày trong chương IV cơ học chất lỏng. 3.2Nội dung: 3.2.1 Các khái niệm: a. Động lượng: Sách cũ Sách mới Xuất phát từ tư tưởng của các nhà bác học muốn tìm xem cĩ cái gì khơng đổi trong thiên nhiên liên tục biến đổi này. Sau đĩ khảo sát va chạm giữa hai vật, quan sát để tìm đại lượng được bảo tồn trong hệ kín. Xây dựng định luật bảo tồn từ thực nghiệm. Xuất phát từ sự tương tác giữa hai vật trong hệ kín. Sau đĩ dựa vào định luật II Niutơn để tìm ra biểu thức p= vmr . Từ biểu thức này phát biểu định luật bảo tồn động lượng. Cuối cùng là thí nghiệm kiểm chứng. Xây dựng định luật bảo tồn từ định luật II Niutơn. • Nhận xét: ƒ Sách cũ xây dựng định luật bảo tồn từ thực nghiệm nhấn mạnh được tính độc lập của nĩ đối với các định luật Niutơn. ƒ Hạn chế trong cách thiết lập định luật bảo tồn ở sách mới là khi vật chuyển động với vận tốc lớn vào bậc vận tốc truyền ánh sáng ( cv ≈ ) thì khối lượng của nĩ khơng cịn là hằng số nữa, nghĩa là định luật bào tồn động lượng khơng cịn nghiệm đúng nữa. b. Cơng: Sách cũ Sách mới Trình bày định bảo tồn cơng và năng lượng. Định nghĩa cơng: “Cơng của lực F trên đoạn đường S là đại lượng A đo bằng tích số: A=F.S.cosα Cơng là đại lượng vơ hướng (biểu diễn bằng một số dương hoặc âm)”. Như vậy: Cơng được định nghĩa trực tiếp bằng biểu thức A=F.S.cosα sau đĩ mới trở lại trường hợp riêng A=F.S. Cơng của trọng lực được tính theo độ cao như cho vật rơi tự do và trượt trên mặt phẳng nghiêng. Nhắc lại một cách ngắn gọn định luật bảo tồn cơng và năng lượng. Định nghĩa cơng: “Cơng A do lực thực hiện là một đại lượng bằng tích của độ lớn F của lực với độ dài S của điểm đặt của lực (cĩ cùng phương với lực)” A=F.S. Sách mới cho chúng ta quan sát một thí dụ người kéo vật nặng lên cao. Từ đĩ dẫn đến cơng thức tính cơng trên cơ sở từng trường hợp riêng A=F.S suy ra trường hợp tổng quát A=F.S.cosα. Cơng của trọng lực được tính từ cơng nguyên tố rồi mới tính cơng tồn phần bằng cách chia đường đi thành những độ dời rất nhỏ đủ để coi chúng như những đoạn thẳng. S∆ Trang 19 SVTH:NGUYỄN THỊ KIM THOA SVTH: LÝ THỊ THANH DUNG • Nhận xét: ƒ Định luật bảo tồn cơng và năng lượng là phần kiến thức mà sách giáo khoa thí điểm viết theo tinh thần nối tiếp với chương trình THCS mới. ƒ Với cách trình bày kết hợp hình vẽ trực quan thuận lợi cho cả giáo viên và học sinh trong quá trình dạy - học. ƒ Cách tìm cơng của trọng lực mang tính tổng quát khi tìm cơng của lực đàn hồi. c. Động năng: Sách cũ Sách mới “Động năng của một vật là năng lượng mà vật cĩ do nĩ chuyển động”. Định nghĩa của sách cũ chỉ cĩ một phần ý đầu trong định nghĩa của sách mới chỉ sau khi xét thí nghiệm để tìm ra biểu thức động năng Wd= 2 2 1 mv mới phát biểu ý cịn lại. Định lí động năng được thiết lập từ phân tích thí nghiệm và lập luận. Từ thí dụ thực tế, nhận xét: Cơng phụ thuộc vào hai yếu tố là khối lượng và vận tốc từ đĩ định nghĩa động năng: “Động năng của một vật là năng lượng do chuyển động mà cĩ động năng bằng một nửa tích của khối lượng và bình phương vận tốc của vật Wd= 2 2 1 mv Xét thí nghiệm từ đĩ thiết lập định lí động năng và thiết lập biểu thức của động năng. • Nhận xét: ƒ Hai sách trình bày định nghĩa động năng khác nhau. ƒ Sách mới thiết lập định lí động năng ngắn gọn, dễ hiểu. d Thế năng: Sách cũ Sách mới Dựa vào cơng thức và lập luận để tìm ra biểu thức thế năng của vật chịu tác dụng của trọng lực. Định nghĩa thế năng: “Thế năng là năng lượng mà một hệ vật (một vật) cĩ do tương tác giữa các vật của hệ (các phần của vật) và phụ thuộc vào vị trí tương đối của các vật (các phần ấy)”. Xuất phát từ cơng thức cơng của trọng lực để tìm biểu thức thế năng trong trọng trường. Khái niệm thế năng luơn gắn với lực thế: “Thế năng là năng lượng dự trữ của một hệ cĩ được do tương tác giữa các phần của hệ (Thí dụ: Trái đất và vật) thơng qua lực thế. thế năng phụ thuộc vị trí tương đối của các phần ấy”. Trang 20 SVTH:NGUYỄN THỊ KIM THOA SVTH: LÝ THỊ THANH DUNG • Nhận xét: ƒ Khái niệm thế năng được hai sách trình bày đầy đủ. ƒ Cách tìm thế năng của vật chịu tác dụng của trọng trường ở sách mới rõ ràng hơn. ” Các bài mới bổ sung: a/ Va chạm đàn hồi và va chạm khơng đàn hồi: - Sách mới trình bày bài va chạm như là một vận dụng của định luật bảo tồn động lượng và định luật bảo tồn cơ năng. Trong sách giáo khoa cũ thì va chạm được nĩi đến trong hai bài khác nhau, va chạm đàn hồi chỉ nhắc tới trong một thí dụ của định luật bảo tồn động lượng, cịn va chạm mềm xét trong ứng dụng định luật bảo tồn cơ năng. Cịn sách mới coi va chạm như là một hiện tượng được khảo sát riêng nhờ áp dụng định luất bảo tồn. - Học sinh sẽ hiểu thấu đáo và lĩnh hội tốt ý nghĩa các định luất bảo tồn khi giải các bài tốn cơ học quan trọng như các bài về va chạm. Va chạm là một bài tốn hay về động lực học, nĩ giúp việc lĩnh hội các định luật và khái niệm quan trọng của cơ học. Mặt khác cịn chuẩn bị cho học sinh lĩnh hội những vấn đề khác của sách giáo khoa Vật lý ở các lớp sau. - Vậy chương trình sách giáo khoa mới đã làm sáng tỏ một cách đầy đủ về sự va chạm giữa các vật và áp dụng vào các định luật bảo tồn. Đặc điểm hay trong sách mới là đã xét những dạng va chạm trong đĩ học sinh cĩ thể thấy rõ các trường hợp nào cĩ thể áp dụng được cả hai định luật bào tồn (động lượng và cơ năng) và khi nào áp dụng một định luật. b/ Các định luật Keple-Chuyển động của vệ tinh: - Định luật vạn vật hấp dẫn mà học sinh đã được học ở bài 16: Lực hấp dẫn là sự khái quát hố những dữ kiện thực nghiệm. Định luật này do Niuton phát biểu năm 1687 trên cơ sở khái quát hố định luật Keple về cơ học thiên thể. Từ những tính chất chuyển động của hành tinh mà định luật Keple nêu ra, người ta cĩ thể suy ra được tính chất các lực chi phối chuyển động của các hành tinh. Bài này giúp học sinh cĩ những kiến thức cơ bản về các định luật mơ tả quy luật chuyển động của các hành tinh trong hệ mặt trời. Thơng qua đĩ nâng cao sự hiểu biết thực tế của học sinh đối với các hiện tương thiên thể và vũ trụ. - Tuy sách cũ cĩ tính vận tốc để đưa vệ tinh lên quỹ đạo quanh trái đất mà khơng rơi trở về trái đất - được gọi là vận tốc vũ trụ cấp một trong bài:”Lực tác dụng vào một vật chuyển động trịn đều” nhưng khơng nêu tiếp vận tốc vũ trụ cấp hai, cấp ba để xem qũy đạo mà vệ tinh sẽ chuyển động như thế nào? - Sách mới cĩ nêu lên những qũy đạo của vệ tinh. Đặc biệt trong bài này cĩ phần ghi chú lịch sử bảng số liệu về chín hành tinh của hệ mặt trời và kích thước của chín hành tinh này. Qua đây học sinh sẽ biết được số lượng hành tinh, khoảng cách, thứ tự sắp xếp của các hành tinh. Trang 21 SVTH:NGUYỄN THỊ KIM THOA SVTH: LÝ THỊ THANH DUNG c/ Thế năng đàn hồi: - Trong sách giáo khoa cũ thế năng đàn hồi chỉ được nhắc đến trong khái niệm chung về thế năng. Vì sao sách mới lại tách bài thế năng đàn hồi thành một bài riêng biệt? Cĩ hai điểm khác biệt: ¾ Trọng lực là lực khơng đổi. ¾ Lực đàn hồi là lực biến đổi. - Thế năng đàn hồi cĩ nhiều ứng dụng vì nĩ là năng lượng dự trữ những vật bị biến dạng đàn hồi. Ví dụ: cánh cung bị uốn sẽ dự trữ năng lượng dưới dạng đàn hồi. - Lực đàn hồi xuất hiện khi lị xo biến dạng. Vì lực đàn hồi thay đổi theo độ biến dạng nên chia nhỏ độ biến dạng tồn phần thành những đoạn biến dạng vơ cùng nhỏ ∆x sao cho tương ứng với độ biến dạng này lực đàn hồi xem như khơng đổi. Sau đĩ tìm cơng nguyên tố, cơng tồn phần bằng tổng tất cả các cơng nguyên tố hay đĩ chính là cơng của lực đàn hồi. 3.3.2 Các định luật bảo tồn: a/ Định luật bảo tồn cơ năng: - Qua định nghĩa thế năng ta đã biết qua lực thế. Khi đi thành lập định luật cả hai sách đều xét hai trường hợp: + Trường hợp trọng lực. + Trường hợp lực đàn hồi. Trong cả hai trường hợp đều dùng hai đẳng thức về độ tăng động năng và độ giảm thế năng để suy ngay ra định luật bảo tồn cơ năng. Nhưng sách mới cĩ bổ sung những hình vẽ phân tích về quá trình chuyển động (dao động) vật cũng như đồ thị biểu diễn định luật bảo tồn cơ năng trong cả hai trường hợp. Như vậy sẽ làm tăng hiệu quả diễn đạt của sách mới. + Sách cũ: “Trong hệ kín khơng cĩ lực ma sát thì cĩ sự biến đổi qua lại giữa động năng và thế năng, nhưng tổng của chúng, tức là cơ năng, được bảo tồn. Định luật bảo tồn cơ năng chỉ đúng trong hệ kín và khơng cĩ ma sát. + Sách mới: “Cơ năng của một vật chỉ chịu tác dụng của những lực thế luơn được bảo tồn”. • Nhận xét: ƒ Do đưa vào lực thế mà phát biểu định luật bảo tồn cơ năng ngắn gon hơn sách so với sách cũ. ƒ Trong sách giáo viên mới: “ Định luật bảo tồn cơ năng đối với hệ vật - trái đất cuối cùng cũng thống nhất với định luật bảo tồn cơ năng của vật trong trường hợp trọng lực. Đĩ là hai cách diễn đạt cùng một vấn đề. Nhưng phát biểu theo sách cũ sẽ rõ hơn do ở bài trước học sinh học rất kỹ về hệ kín vì thế hiểu dễ dàng hơn so với phát biểu trong sách mới. Trang 22 SVTH:NGUYỄN THỊ KIM THOA SVTH: LÝ THỊ THANH DUNG b/ Định luật bảo tồn năng lượng: Sách cũ Sách mới Quan sát dao động của con lắc đơn và dao động của một vật được mĩc vào lị xo.Dùng lí luận phân tích rồi phát biểu định luật trong trường hợp kín. “Trong một hệ kín cĩ sự chuyển hĩa năng lượng từ dạng này sang dạng khác nhưng năng lượng tổng cộng được bảo tồn”. Thực nghiệm cho thấy năng lượng cịn cĩ thể chuyển đổI sang một số dạng khác như điện năng, nhiệt năng. Nhận định gồi lực thế cịn cĩ cơng âm của lực ma sát và các loại lực cản khác.Dùng một số thí dụ để chứng tỏ những nhận định trên và cuốI cùng là phát biểu định luật với hai quan điểm khác nhau. “Nếu một hệ đã mất (hoặc nhận) một phần năng lượng, dù dưới dạng sinh cơng hay các dạng khác, thì nhất định cĩ một hay nhiều hệ khác nhau đã nhận (hoặc mất) cùng một năng lượng đĩ, sao cho năng lượng tổng cộng được bảo tồn. • Nhận xét: ƒ Phát biểu định luật bảo tồn năng lượng trong sách cũ ngắn gọn hơn. ƒ Nêu ra năng lượng cịn cĩ thể biến đổI thành các dạnh như sách cũ học sinh cĩ thể hiểu sâu sắc hơn. 3.3 Nhận xét: - Số lượng kiến thức mới đưa vào chương III nhiều. - Cách trình bày trong sách mới cĩ trình tự sắp xếp rất logic, học sinh cĩ thể nắm được bài học một cách dễ dàng. Đĩ là quan sát, nhận xét, phân tích các hiện tượng, sự việc rồi sau đĩ mới định nghĩa hay khái niệm một đại lượng vật lý nào đĩ nhất là cĩ hình vẽ kèm theo khi quan sát. - Sau mỗi bài học đều cĩ một hay hai bài tập vận dụng vừa giúp học sinh thuộc cơng thức, vừa giúp học sinh cách làm bài tập để hiểu được bài học mà mình đã được học. Do đĩ khả năng trả lời câu hỏi cũng như làm bài tập cĩ tính khả thi hơn. Trang 23 SVTH:NGUYỄN THỊ KIM THOA SVTH: LÝ THỊ THANH DUNG 4. Chương IV: CƠ HỌC CHẤT LỎNG 4.1 Cấu trúc: Sách mới trình bày nội dung phần cơ học chất lỏng trong chương IV gồm 3 bài được dạy trong 4 tiết thay thế cho Phần III chương VII: “Cân bằng của vật rắn” (Sách cũ dạy trong 10 tiết). Như vậy xét về thời lượng cĩ sự chênh lệch rất lớn, sách mới giảm được 6 tiết. 4.2 Nội dung: - Phần nội dung này được sách mới đưa vào thay thế hồn tồn cho phần tĩnh học – Cân bằng vật rắn. - Ở chương này sách mới trình bày hợp lí như: “cơ học chất lỏng học” sau “các định luật bảo tồn (trong chương III)”. - Sách mới cĩ sự nâng cao kiến thức hơn so với sách cũ, vì phần này chưa được trình bày trong các SGK lớp 10, 11 và cả 12 trước đĩ. Sự nâng cao kiến thức này chỉ phù hợp với học sinh khá giỏi. Mặc dù các phần bài tập cũng như lý thuyết, được đưa ra sát hợp với thực tế như: máy ép dùng chất lỏng, máy nâng vật cĩ trọng lực lớn, xác định số mao mạch của người… nhưng nĩ địi hỏi các em học sinh phải đầu tư nghiên cứu nhiều mới đạt được kết quả cao. 4.3 Nhận xét: - Chương VII: Cân bằng vật rắn được thay thế bởi chương IV: Cơ học chất lỏng. - Vị trí sắp xếp của chương trong sach mới hợp lí. B. PHẦN NHIỆT HỌC: I. Hình thức: - Sách mới nhiều hình ảnh sinh động hơn sách cũ. - Cĩ những phần in đậm, in nghiêng cho học sinh dễ dàng nhận ra những từ chính cần nắm. - Về cách trình bày của sách cũ cĩ phần hợp lí hơn so với sách mới ở chỗ: - Mỗi ý chính đều được gạch đầu dịng giúp cho các em dễ quan sát và biết được bao nhiêu ý chính trong lý thuyết, cịn sách mới thì trình bày giống như đoạn văn làm cho các em gặp khĩ khăn đề nhận biết được ý chính trong các ý chính cần nắm. - Tựa bài ngắn gọn hơn so với sách cũ. Ví dụ như trong tựa bài của bài 53 (sách cũ) là “Hệ thức giữa thể tích và áp suất của chất khí khi nhiệt độ khơng đổi.Vì thực chất của hệ thức giữa thể tích và nhiệt độ của chất khí khi nhiệt độ khơng đổi chính là nội dung của định luật Bơilơ - Mariot cho nên chỉ cần tựa đề Định luật Bơilơ-Mariot là đủ. Trang 24 SVTH:NGUYỄN THỊ KIM THOA SVTH: LÝ THỊ THANH DUNG II Nội dung: 5. Chương V: CHẤT KHÍ (Thuyết động học phân tử của chất khí chương X - SGK cũ) 5.1 Cấu trúc: Nội dung trọng tâm ở sách mới. Đĩ là: ¾ Hiểu được sơ bộ cấu trúc phân tử của chất khí. ¾ Nắm được định luật Boilơ - Mariơt, Saclơ, Gay Luyxac về chất khí, phương trình Clapêron-Menđêlêep và biết vận dụng. ¾ Cĩ khái niệm về khí lý tưởng, về nhiệt độ tuyệt đối. 5.2 Nội dung: 5.2.1 Cấu trúc phân tử của chất khí: Cĩ sự khác biệt trong nội dung ở một số ý sau đây: - Sách mới xây dựng nên thuyết động học phân tử về cấu tạo chất cuối cùng, trên cơ sở cấu trúc của chất khí và thuyết động học phân tử của chất khí. - Trong sách mới thuyết động học phân tử của vật chất cĩ phần được trình bày như sau: “ Trong chất khí, các phân tử gần như chuyển động tự do (khơng tương tác với nhau) ngồi lúc va chạm”. Trong khi đĩ sách cũ trình bày: “ Các phân tử tương tác với nhau bằng lực hút và lực đẩy”. ∗ Nhận xét: Sách cũ trình bày hợp lý hơn so với sách mới vì trong điều kiện bình thường các phân tử tương tác với nhau bằng lực hút và lực đẩy. Cịn nếu nĩi chúng khơng tương tác với nhau trừ lúc va chạm thì trong điều kiện bình thường nhờ vào cái gì để chuyển động và va chạm với nhau? ∗ Trong cách trình bày phần lượng chất và mol - Số Avơgadrơ cũng cĩ sự khác biệt: Ở sách mới phần này trình bày khá kỹ hơn so với sách cũ: Š Đã đưa ra được cách xác định lượng chất trong một vật. Š Khái niệm về mol cũng tương đối rõ ràng. Š Cĩ thêm phần khối lượng mol của một chất, thể tích mol của một chất từ đĩ suy ta được cơng thức tính về khốI lượng mol của một phân tử, số mol, số nguyên tử( hay phân tử), khối lượng m … Trong phần này chúng tơi đề nghị: Š Chú ý tính chính xác của tri thức. Š Trình bày nên rõ ràng, ngắn gọn và chú ý nên gạch đầu dịng đối với những phần cĩ nhiều ý. Trang 25 SVTH:NGUYỄN THỊ KIM THOA SVTH: LÝ THỊ THANH DUNG 5.2.2 Các định luật : a. Định luật Bơilơ-Mariot: Sách cũ Sách mới Xây dựng các nội dung của định luật bắt nguồn từ khái niệm các thơng số trạng thái, phương trình trạng thái. Bố trí thí nghiệm: nhận xét thí nghiệm trên cơ sở những số liệu đã tính tốn. Để rút ra định luật Cách vẽ đường đẳng nhiệt và nhận xét định luật Bơilơ - Mariơt là định luật gần đúng. Dùng câu hỏi làm câu mở đầu cho vấn đề. Bố trí thí nghiệm: Nhận xét thí nghiệm trên số liệu cụ thể. Để rút ra định luật Bài tập vận dụng. ∗ Nhận xét: Cả hai sách đều cĩ ưu và khuyết điểm riêng: Š Sách cũ cĩ hướng dẫn cách vẽ đường đẳng nhiệt, cĩ phần mở rộng của định luật Boilơ-Mariot, trình bày thêm các khái niệm cần thiết. Nhưng ngược lại thí nghiệm khơng cĩ số liệu rõ ràng để học sinh kiểm chứng, hình vẽ thơ sơ thiếu chính xác. Š Sách mới cĩ trình bày các thí nghiệm bằng số liệu cụ thể dễ dàng cho học sinh trong việc kiểm tra tính đúng của định luật qua các tiết học thực hành, cĩ bài tập vận dụng, hình vẽ đẹp giúp các em rèn luyện thêm kỹ năng giải các bài tập định lượng. Nhưng trong sách lại thiếu phần khái niệm cần thiết, phần hướng dẫn cho các em cách vẽ các đường đẳng nhiệt, phần mở rộng định luật để các em tham khảo và tự nghiên cứu ( nếu giáo viên khơng đủ thời gian trình bày trên lớp). ” Vì vậy chúng tơi đề nghị trình bày lại phần này như sau: I. Các khái niệm cần biết: ¾ Trạng thái nhiệt của một lượng khí được xác định bằng thể tích, áp suất và nhiệt độ của nĩ. Những đại lượng này được gọi là các thơng số trạng thái. ¾ Phương trình thiết lập mối liên hệ giữa các thơng số trạng thái của chất khí được gọi là phương trình trạng thái. Để đơn giản ta lần lượt cho một trong ba thơng số trên khơng đổi để tìm mối liên hệ giữa hai thơng số cịn lại, từ đĩ thiết lập phương trình trạng thái của chất khí. Chất khí cĩ tính chịu nén. Ở bài này ta sẽ khảo sát định lượng tính chịu nén của chất khí thơng qua nhận xét sự biến đổi của thể tích khi giữ nguyên nhiệt độ và thay đổi áp suất tác dụng lên khí đĩ. Trang 26 SVTH:NGUYỄN THỊ KIM THOA SVTH: LÝ THỊ THANH DUNG II. Bố trí thí nghiệm: III. Định luật Boilơ – Mariơt: IV. Cách vẽ đường đẳng nhiệt. p p 1t 2t 0 V 0 V Lấy hai trục vuơng gĩc để biểu diễn thể tích và áp suất của chất khí. Đường biều diễn sự biến thiên của áp suất theo thể tích khi nhiệt độ khơng đổi gọi là đường đẳng nhiệt. Ứng với các nhiệt độ khác nhau của cùng một lượng khí cĩ các đường đẳng nhiệt khác nhau. Các đường đẳng nhiệt ở trên ứng với các nhiệt độ cao hơn các đường đẳng nhiệt ở dưới ( ) 12 tt > V. Định luật Boilơ-Mariot là định luật gần đúng: Các thí nghiệm chính xác cho thấy các khí thực chỉ tuân theo gần đúng Định luật Boilơ-Mariot. Đồ thị hàm số hình dưới đây cho thấy giá trị của tích p.V thay đổi như thế nào theo áp suất và bản chất của chất khí. Ở những áp suất khơng quá lớn thì định luật Boilơ-Mariot cịn đúng. Ở những áp suất rất cao ( hàng trăm atmotphe) thì định luật này khơng áp dụng được. VI. Bài tập ứng dụng: (Trình bày như trong sách mới) b. Định luật Saclơ. Nhiệt độ tuyệt đối. Sách cũ Sách mới Xuất phát từ thực nghiệm để xây dựng định luật. Xây dựng trên trường hợp tổng quát. Nội dung định luật: Khi thể tích khơng đổi áp suất của một khối khí xác định biến thiên theo hàm bậc nhất đối với toạ độ: pt = po(1+γt) Xuất phát từ thực nghiệm để xây dựng định luật. Bố trí thí nghiệm; bằng các số liệu cụ thể mới suy ra trường hợp tổng quát. Nội dung định luật: Áp suất p của một lượng khí cĩ thể tích khơng đổi thì phụ thuộc vào nhiệt độ của khí như sau: p = po(1+γt) Trang 27 SVTH:NGUYỄN THỊ KIM THOA SVTH: LÝ THỊ THANH DUNG Trong đĩ: γ: cĩ giá trị như nhau đối với mọi khí, với mọi nhiệt độ và bằng 273 1 ” Sách mới giảm tải một số nội dung: Đường đẳng tích. Hệ thức giữa áp suất và nhiệt độ tuyệt đối. Định luật Saclơ là định luật gần đúng. ªThay thế vào đĩ một số nộ dung: Khí lý tưởng. Nhiệt độ tuyệt đối. Định nghĩa nhiệt độ. ∗ Nhận xét: + Về nội dung: - Về cách phát biểu nội dung định luật Saclơ thì theo chúng tơi nên trình bày theo sách cũ. Vì nĩ chỉ rõ cho ta thấy rằng áp suất p chỉ phụ thuộc bậc nhất đối với nhiệt độ nên nĩ cụ thể và rõ ràng hơn. Sách cũ Sách mới Khí lí tưởng là khí tuân theo đúng định luật Bơilơ- Mariơt. Khí lí tưởng là khí tuân theo đúng định luật Bơilơ-Mariơt và định luật Saclơ. - Trong phần nhiệt độ tuyệt đối thì hai sách gọi khác nhau: ¾ Sách cũ: -273°C : độ khơng tuyệt đối. ¾ Sách mới: -273°C : khơng độ tuyệt đối. Việc thay đổi cách gọi khơng quan trọng, mà quan trọng là làm sao cho các em thấy được là khơng thể thực hiện được nhiệt độ dưới -273°C. - Nhiệt độ T trong nhiệt giai Kelvin: ¾ Sách cũ: Nhà bác học người Anh Kelvin(1824-1907) đã đưa ra một nhiệt giai bắt đầu từ độ 0 tuyệt đối. Các nhiệt độ trong nhiệt giai này đều là tương đương và mỗi độ cũng bằng 1° của nhiệt giai Cenciut. Nhiệt giai này được gọi là nhiệt giai tuyệt đối hay nhiệt giai kelvin. ¾ Sách mới: Nhiệt độ T là đại lượng tỉ lệ thuận với áp suất p của một lượng khí cĩ thể tích khơng đổi ở áp suất thấp. Ư Sách cũ trình bày khơng kỹ bằng sách mới. + Về cách trình bày bài học này thì chúng tơi đề nghị nên trình bày như sau: Sách mới nên trình bày thêm phần đường đẳng tích để đầy đủ hơn: Trang 28 SVTH:NGUYỄN THỊ KIM THOA SVTH: LÝ THỊ THANH DUNG Đường đẳng tích: Lấy trục hồnh để biểu diễn nhiệt độ. Trục tung để biểu diễn áp suất chất khí. Đường biểu diễn định luật saclơ là đường thẳng cắt trục tung tại điểm p0 và cắt trục hồnh tạo điểm -273° C. Đường này gọi là đường đẳng tích (hình a) Với những thể tích khác nhau của cùng một khối lượng khí ta cĩ những đường đẳng tích khác nhau. Các đường đẳng tích ở hình b ứng với thể tích nhỏ hơn các đường ở dưới (V1<V2) p V p V1 V2 p0 -273° C 0 t° C -273° C 0 t° C (hình a) (hình b) c. Định luật Gay Luyxac : Nội dung: - Cả hai sách đều trình bày định luật Gay Luyxac sau phần phương trình trạng thái khí lý tưởng. Hai sách trình bày theo cùng một hướng (đều xuất phát từ thực nghiệm để chuyển từ trạng thái (1) sang trạng thái (2) rồi dùng các quá trình đẳng tích, đẳng nhiệt để suy ra phương trình của khí lý tưởng), nhưng sách cũ trình bày đơn giản, gọn hơn so với sách mới. Ở cuối bài của sách cũ cịn cĩ phần tĩm tắt các quá trình và phương trình trạng thái. - Cuối chương này, sách mới cĩ trình bày thêm phương trình Mendeleep-Claperon. ∗ Nhận xét: - Cuối chương này trong phần tĩm tắt, sách mới nên trình bày thêm phần hình ảnh minh học cho các quá trình đẳng nhiệt (định luật Boilơ-Mariot), quá trình đẳng tích (định luật Saclơ), quá trình đẳng áp (định luật Gay Luyxac) thì sẽ đầy đủ hơn. - Trong chương này, sách mới cĩ phần bài tập cuối chương, trong đĩ là những bài tập cơ bản mà các em cần phải nắm được. Và mỗi bài đều cĩ bài giải cụ thể nên tạo điều kiện cho học sinh tham khảo, tự tìm hiểu để giải và phân tích các bài tập khác mà khơng cần đến sự hướng dẫn của giáo viên (Nếu thắc mắc thì trong tiết bài tập giáo viên chỉ việc giải quyết thắc mắc mà khơng cần trình bày lại tồn bộ bài giảng). Trang 29 SVTH:NGUYỄN THỊ KIM THOA SVTH: LÝ THỊ THANH DUNG 6. Chương VI: CÁC TRẠNG THÁI CƠ BẢN CỦA CHẤT Chúng tơi so sánh những ưu và khuyết điểm của sách giáo khoa Vật Lý gĩi gọn trong chương trình lớp 10 giữa hai bộ sách Lý lớp 10 bộ mới và bộ cũ. Mặc dù, nội dung chương này được trình bày trong sách giáo khoa lớp 11 bộ cũ, nhưng mục tiêu của chúng tơi là muốn hồn thiện chương trình sách giáo khoa vật lý lớp 10 bộ mới nên chúng tơi vẫn tiến hành so sánh hai chương trình ở phần chương này của sách giáo khoa lớp 10 bộ mới và chương I của sách giáo khoa lớp 11 bộ cũ. 6.1 CẤU TRÚC: Các trạng thái cơ bản của chất được sách cũ chia thành ba chương. Đĩ là các chương: Chương I: Chất rắn. Chương II: Chất lỏng. Chương III: Hơi khơ và hơi bão hịa. Sách mới trình bày phần nội dung chỉ trong một chương. Trong đĩ, chất rắn được trình bày qua ba bài: §45, §46, §47. Chất lỏng được trình bày qua hai bài §48, §49. Cịn chất khí được trình bày qua ba bài §50, §51, §52, tổng cộng là 8 bài, được dạy trong 13 tiết bao gồm 8 tiết lý thuyết, 1 tiết bài tập, 2 tiết thực hành, 1 tiết ơn tập và 1 tiết kiểm tra học kỳ. ∗ Nhận xét: Đối với sách mới: - Tên chương là “Các trạng thái cơ bản của chất” nhưng chỉ nĩi đến trạng thái rắn và trạng thái lỏng vì trạng thái khí đã được đề cập đến trong chươngV. - Cả ba chương chất rắn, chất lỏng, hơi khơ và hơi bão hịa được thu gọn trong một chương với những thay đổi như sau: + Các kiến thức về chất rắn được thu gọn lại dạy trong một tiết. Khơng đi sâu vào cơ chế các loại biến dạng. + Các kiến thức về biến đổi trạng thái thì chú ý đến sự hố hơi và sự ngưng tụ, sự chuyển trạng thái, hơi khơ và hơi bão hịa. + Nội dung phần “độ ẩm của khơng khí “ khơng đề cập đến ẩm kế vì ít dùng trên thực tế. 6.2 Nội dung: Các nội dung chính của chương này là: - Khái niệm về cấu trúc, chuyển động nhiệt và một số tính chất của trạng thái rắn,lỏng. - Các hiện tượng liên quan đến sự chuyển trạng thái. 6.2.1 Khái niệm về cấu trúc, chuyển động nhiệt và một số tính chất của trạng thái rắn, lỏng. Trang 30 SVTH:NGUYỄN THỊ KIM THOA SVTH: LÝ THỊ THANH DUNG 6.2.1.1 Trạng thái rắn: a. Cấu trúc: + Chất rắn kết tinh và chất rắn vơ định hình: Sách cũ Sách mới Chất rắn kết tinh được đưa ra qua các tính chất của tinh thể; sự phân biệt giữa chất đa tinh thể và đơn tinh thể (thơng qua tính dị hướng và tính đẳng hướng) Khái niệm chất rắn vơ định hình: Chất rắn vơ định hình là những chất rắn khơng cĩ cấu tạo tinh thể. Quan sát các hình ảnh: muối ăn, thạch anh, nhựa thơng và hắc ín; rút ra nhận xét.Từ đĩ đưa ra được cách nhận biết chất rắn kết tinh và chất rắn vơ định hình. + Mạng tinh thể: - Được khái niệm thơng qua nút (sách cũ) - Được khái niệm thơng qua khái niệm tinh thể (sách mới) Nhận xét: Sách mới trình bày ngắn gọn hơn sách cũ đã bỏ qua những phần quá thiêng về mặt lý thuyết. Điển hình là sách mới đã bỏ phần mạnh tinh thể lý tưởng và chỗ hỏng. Kiến nghị: Sách mới sẽ hồn chỉnh hơn nếu ta thêm vào phần nội dung mạnh tinh thể lý tưởng và chỗ hỏng dưới dạng chú thích. Đây chỉ là phần tham khảo, nĩ sẽ giúp cho các em học sinh nắm được vấn đề một cách trọn vẹn mà khơng cần phải học thuộc. b. Chuyển động nhiệt: Sách cũ Sách mới Xây dựng khái niệm nút. Lập luận: Các hạt khơng đứng yên mà luơn dao động hỗn loạn quanh các nút Đưa ra hình ảnh chuyển động nhiệt của chất kết tinh. Lập luận: Các hạt cấu tạo nên tinh thể khơng đứng yên mà luơn dao động quanh một vị trí cân bằng được xác định trong mạng tinh thể. Đưa ra khái niệm chuyển động nhiệt của chất rắn kết tinh. Nhận xét: Sách mới trình bày dễ hiểu hơn sách cũ ở chỗ là khơng cần đưa ra khái niệm trung gian nút để xây dựng nên chuyển động nhiệt của chất kết tinh. Ngồi sách mới cịn đưa thêm vào nhận xét sự phụ thuộc của các dao động vào nhiệt độ để hồn chỉnh kiến thức. Trang 31 SVTH:NGUYỄN THỊ KIM THOA SVTH: LÝ THỊ THANH DUNG c. Một số tính chất của trạng thái rắn: + Biến dạng của vật rắn: Sách cũ Sách mới Biến dạng cắt cĩ ví dụ về quyển sách bị kéo lệch đi hoặc các vật bị cắt bằng kéo Dựa trên những lập luận để xác định biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo. “Nếu khi ngoại lực thơi tác dụng vật lấy lại hình dạng và kích thước ban đầu thì biến dạng của vật được gọi là biến dạng đàn hồi”. Biến dạng kéo và biến dạng nén: Dưới tác dụng của hai lực trực đối này thanh AB bị biến dạng: chiều dài tăng lên, chiều ngang giảm. Biến dạng này là biến dạng kéo. Lực đàn hồi: Sách cũ chỉ nhắc lại định luật Hook. Biến dạng lệch: Trình bày thơng qua ví dụ về các mành và các hình chữ nhật. Đi từ nhận xét thực tế, phân tích các hình vẽ của các thí nghiệm để rút ra các khái niệm biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo. Biến dạng kéo và biến dạng nén: “Giữ cố định phần trên và tác dụng vào đầu dưới một lực kéo F bằng cách treo vào một vật nặng, dây sẽ dài thêm ra. Đĩ là biến dạng kéo”. Sách mới xác định biểu thức rồi mới phát biểu định luật Hook. Nhận xét: - Khái niệm biến dạng kéo và biến dạng nén được sách cũ trình bày hồn chỉnh hơn. - Sách mới xây dựng lạibiểu thức của định luật Hook giúp cho học sinh hiểu rõ được vấn đề hơn. + Sự nở vì nhiệt của chất rắn: Sách cũ Sách mới Sự nở dài: Xét sự tăng kích thước của vật rắn theo một hướng đã chọn gọi là sự nở dài. Sự nở dài là sự tăng kích thước của vật rắn theo một phương đã chọn. Nhận xét: - Hai sách trình bày khái niệm sự nở dài giống nhau. - Sách mới cần định nghĩa thêm đại lượng α (hệ số nở dài) + Sự nở thể tích: (Sự nở khối) Trang 32 SVTH:NGUYỄN THỊ KIM THOA SVTH: LÝ THỊ THANH DUNG Sách cũ Sách mới Thiết lập cơng thức: V= )1( tVo β+ lại từ đầu như sự nở dài. Cơng thức β=3α được chứng minh bằng cách tính tốn. Cơng thức V= )1( tVo β+ khơng trình bày lại từ đầu mà được trình bày một cách vắn tắt. Sách mới khơng chứng minh. Nhận xét: Sách mới trình bày cách thiết lập cơng thức V= )1( tVo β+ một cách tĩm lược cĩ nét thuận Iợi là: Học sinh phải đầu tư thời gian đẻ thiết lập biểu thức một cách hồn chỉnh nếu muốn hiểu rõ vấn đề. 6.2.1.2. Trạng thái lỏng: a. Cấu trúc phân tử của chất lỏng: Sách cũ Sách mới Bao gồm: Sự sắp xếp phân tử và chuyển động nhiệt. Thể hiện thơng qua mật độ phân tử ở chất lỏng và tính chất dao động hỗn độn của các phân tử khi dao động xung quanh vị trí cân bằng xác định. - Khái niệm thời gian cư trú. - Sự tương quan giữa chất lỏng và chất vơ định hình. Bao gồm: Mật độ phân tử. Cấu trúc trật tự gần. Chuyển động nhiệt ở chất lỏng (cĩ bao gồm khái niêm thời gian cư trú) b. Chuyển động nhiệt ở chất lỏng: Sách cũ Sách mới Lập luận về sự khĩ khăn trong chuyển động của các phân tử chất lỏng. Các phân tử chất lỏng luơn dao động xung quanh một vị trí cân bằng xác định. Sau một thời gian nào đĩ do tương tác với các phân tử ở gần, nĩ nhảy sang một vị trí xác định khác và lại dao động hỗn độn xung quanh vị trí này một thời gian rồi lại nhảy sang vị trí mới… Chuyển động nhiệt của các phân tử. Trong phân tử mỗi phân tử tương tác với các phân tử khác ở gần. Nĩ dao động xung quanh một vị trí cân bằng tạm thời và từng lúc. Do tương tác nĩ nhảy sang một vị trí mới rồi lại dao động xung quanh vị trí cân bằng mới này và cứ thế tiếp tục. Chuyển động nhiệt của các phân tử. Trang 33 SVTH:NGUYỄN THỊ KIM THOA SVTH: LÝ THỊ THANH DUNG Nhận xét: Cùng một nội dung, nhưng sách mới trình bày đơn giản, ngắn gọn hơn sách cũ. Bên cạnh đĩ các phần của cùng một ý được tách ra riêng biệt và in đậm giúp cho học sinh dễ quan sát và học bài. c. Một số tính chất của trạng thái lỏng: + Hiện tượng căng mặt ngồi: - Cách nêu hiện tượng của hai sách khác nhau: + Sách cũ: con nhện đứng trên mặt nước khơng bị chìm, giọt nước trên lá sen thì cĩ dạng hình cầu. + Sách mới: Một cái kim đinh ghim nhờn mỡ cĩ thể nổi trên mặt nước, giọt nước cĩ dạng hình cầu. Nhận xét: - Sách mới trình bày rõ ràng và dễ hiểu hơn sách cũ. - Hình minh họa cách đo lực căng mặt ngồi của sách mới giúp học sinh dễ hình dung hơn tính chất của lực này. Sách cũ trình bày ngắn, nhưng khơng giải thích đầy đủ. * Kiến nghị: Sách mới cần chia ra đề mục chi tiết hơn khi trình bày lực căng mặt ngồi. Nên chia phần lực căng mặt ngồi thành hai hoặc ba đề mục nhỏ để học sinh nắm trọng tâm của bài. + Sự dính ướt và khơng dính ướt Thí nghiệm của hai sách giống nhau ở hiện tượng dính ướt và phần giải thích, khác nhau ở hiện tượng khơng dính ướt : + Sách cũ : Nhỏ một giọt nước lên lá sen thì giọt nước khơng chảy lan ra mà cĩ dạng hình cầu, hơi dẹp do tác dung của trong lực. + Sách mới: Nhỏ giọt thuỷ ngân lên mặt thủy tinh thì nĩ thu lại về dạng hình cầu (do tác dụng của trọng lực) Nhận xét: Cách nêu hiện tượng của sách cũ cụ thể và dễ gặp trong đời sống hàng ngày cịn hiện tượng của sách mới chỉ thấy được trong phịng thí nghiệm. * Kiến nghị: Nên đưa thí dụ hiện tượng dính ướt ở sách cũ vào sách mới thì nội dung sẽ hồn chỉnh hơn. + Hiện tượng mao dẫn: - Cả hai sách đều nêu hiện tương giống nhau : ống thuỷ tinh hở hai đầu bán kính rất nhỏ, nhúng thẳng đứng vào chậu nước. Nước trong ống dâng cao hơn trong chậu, ống thuỷ tinh cĩ đường kính càng nhỏ thì mực nước trong ống càng cao. Thay nước bằng thuỷ ngân ta lại thấy mực thủy ngân trong ống hạ xuống. Trang 34 SVTH:NGUYỄN THỊ KIM THOA SVTH: LÝ THỊ THANH DUNG Nhận xét: Sách cũ Sách mới Hiện tượng mao dẫn là hiện tượng chất lỏng trong các ống cĩ tiết diện nhỏ được dâng lên hoặc hạ xuống so với mực chất lỏng trong bình. Hiện tượng mao dẫn là hiện tượng dâng lên hay tụt xuống của mực chất lỏng ở bên trong các ống cĩ bán kính trong nhỏ, trong các vách hẹp, khe hẹp, các vật xốp so với mực chất lỏng ở bình rộng. - Trình bày như sách mới học sinh sẽ dễ hiểu hơn so với cách trình bày của sách cũ. - Sách mới cĩ thêm phần giải thích hiện tượng mao dẫn trên cơ sở lực căng mặt ngồi và sự dính ướt (hay khơng dính ướt) - Phần cơng thức tính độ chênh lệch mực chất lỏng ở hiện tượng mao dẫn của sách cũ cĩ phần ứng dụng để giải thích và xây dựng cơng thức tính: gd h ρ σ4= Kiến nghị: Sách mới nên cĩ thêm phần bài tốn ứng dụng để giúp học sinh xây dựng cơng thức tính độ lệch mực chất lỏng thay vì chỉ đưa ra cơng thức vắn tắt, học sinh sẽ khơng biết ứng dụng cơng thức như thế nào cho phù hợp để giải bài tập. 6.2.2. Sự hĩa hơi và sự ngưng tụ: a. Sự hố hơi: Sách cũ Sách mới Trong cách giải thích sự hố hơi: Một số phân tử ngẫu nhiên cĩ vận tốc lớn hơn vận tốc trung bình và đủ lớn để thắng được lực hút tác dụng lên nĩ, hướng về phía trong chất lỏng. Do vận tốc lớn và hướng ra ngồi, những phân tử ấy sẽ đi qua mặt thống ra ngồi chất lỏng và trở thành phân tử hơi của chất ấy. Đĩ là quá trình bay hơi. Giải thích sự hố hơi theo cách khác: Nếu phân tử cĩ động năng đủ lớn, thắng được lực tương tác giữa các phân tử chất lỏng với nhau thì chúng cĩ thể thốt ra ngồi khối lỏng. Ta nĩi chất lỏng bay hơi. Trang 35 SVTH:NGUYỄN THỊ KIM THOA SVTH: LÝ THỊ THANH DUNG Nhận xét: +Cách giải thích theo sách mới sẽ tổng quát hơn. b. Sự ngưng tụ: Sách cũ Sách mới Thí nghiệm dùng hai ống Torixenli A,B đặt trong thuỷ tinh cĩ bơm ete vào miệng ống B ở phía dưới. Mỗi giai đoạn chỉ miêu tả hiện tượng. Lần lượt làm ba thí nghiệm để nghiên cứu tính chất của áp suất hơi bão hịa: Áp suất hơi bão hịa khơng phụ thuộc vào thể tích của hơi. Áp suất hơi bão hồ ở một nhiệt độ đã cho phụ thuộc bản chất của chất lỏng. Áp suất hơi bão hịa của một chất đã cho phụ thuộc vào nhiệt độ. Thí nghiệm về đường đẳng nhiệt thực nghiệm. Mỗi giai đoạn thí nghiệm về đường đẳng nhiệt tức là mỗi khi đẩy pittong để nén khí CO2 trong xilanh đều ứng với đường đẳng nhiệt thực nghiệm. Dùng thí nghiệm về đường đẳng nhiệt thực nghiệm để làm rõ tính chất đầu. Cịn hai tính chất cịn lại chỉ khảo sát đường đẳng nhiệt thực nghiệm với nhiệt độ khác nhau. Nhận xét: + Sách mới trình bày sự ngưng tụ vừa dễ hiểu vừa đảm bảo tính chính xác. + Sách mới bổ sung thêm nhiệt độ tuyệt đối, sự sơi. 6.3 Nhận xét: - Các nội dung trong chương phần lớn trình bày ngắn gọn và dễ hiểu hơn so với sách cũ. - Nhiều kiến thức đã được sách mới bổ sung vào: sự chuyển trạng thái, nhiệt độ tuyệt đối, sự sơi, các nhận xét về sự phụ thuộc của dao động vào nhiệt độ, xây dựng biểu thức của định luật Hook. Như vậy, lượng kiến thức mới bổ sung vào nhiều hơn nội dung được trình bày ngắn gọn và lượt bớt nên khi học sách mới sẽ thấy mức độ nâng cao của sách. Trang 36 SVTH:NGUYỄN THỊ KIM THOA SVTH: LÝ THỊ THANH DUNG 7. Chương 7: CƠ SỞ CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC (chương XI: Nội năng khí lý tưởng – SGK cũ) 7.1Cấu trúc: So với chương trình cũ thì nội dung của chương trình này cĩ những thay đổi sau đây: ¾ Tỉnh giảng phần động cơ nhiệt, chỉ trình bày nguyên tắc hoạt động của động cơ nhiệt. ¾ Đưa thêm vào nguyên tắc hoạt động của máy lạnh và nguyên lý thứ hai của nhiệt động lực học. 7.2. Nội dung: Mục tiêu của chương này: bao gồm 5 phần: ¾ Hiểu các khái niệm nội năng, cơng và nhiệt lượng. ¾ Hiểu được nguyên lý thứ nhất của nhiệt động lực học. ¾ Cĩ khái niệm về nguyên lý thứ hai của nhiệt động lực học. ¾ Cĩ kỹ năng tính nội năng, cơng và nhiệt lượng của một số quá trình của khí lý tưởng. ¾ Cĩ thể nhận biết được nguồn nĩng, nguồn lạnh, tác nhân cơng sinh ra hay cơng nhận vào ở một vài động cơ nhiệt hay máy làm lạnh thơng dụng. 7.2.1 Nội năng, cơng, nhiệt lượng: a. Nội năng: ” Nội dung: + Định nghĩa nội năng: Sách cũ Sách mới Nội năng của một vật là dạng năng lượng bao gồm động năng của chuyển động hỗn độn của các phân tử cấu tạo nên vật và thế năng tương tác giữa chúng. Nội năng là một dạng năng lượng bên trong của hệ, nĩ chỉ phụ thuộc trạng thái của hệ. Nội năng bao gồm: tổng động năng chuyển động nhiệt của các phân tử cấu tạo nên hệ và thế năng tương tác giữa các phân tử đĩ. Nhận xét: - Ở phần này sách mới trình bày tương đối đầy đủ hơn so với sách cũ. Trong khi sách cũ chỉ trình bày định nghĩa trực tiếp, kế tiếp là sự phụ thuộc của nhiệt năng vào nhiệt độ và thể tích, sách mới đi từ việc quan sát thực nghiệm mới đi đến định nghĩa rồi lại tiếp tục phân ra thêm một phần riêng biệt nữa là sự phụ thuộc của nội năng. Trang 37 SVTH:NGUYỄN THỊ KIM THOA SVTH: LÝ THỊ THANH DUNG - Ở định nghĩa nội năng sách mới trình bày đầy đủ và cĩ bổ sung thêm ý so với sách cũ. Sách cũ phần định nghĩa nội năng phụ thuộc trạng thái được trình bày trong sách giáo viên, trong quá trình giảng dạy, giáo viên cĩ đề cập đến, nhấn mạnh sẽ bổ sung thêm phần thiếu sĩt này. + Các cách làm biến đổi nội năng: cĩ hai cách ¾ Thực hiện cơng. ¾ Sự truyền nhiệt. Hai sách trình bày theo hai cách khác nhau, chủ yếu là từ thực nghiệm để đưa đến kết luận. Sách mới cĩ bổ sung thêm phần nhận xét về sự tương quan giữa cơng và nhiệt lượng. ”Nhận xét - Sách mới trình bày một số phần tương đối đầy đủ hơn so với sách cũ. Điển hình là khi xây dưng khái niệm nội năng từ thực nghiệm. Đây là một điểm hay của sách mới mà sách cũ khơng cĩ. - Ở một số phần sách mới trình bày ngắn gọn làm cho học sinh khĩ hiểu. Thí dụ: Về hai cách làm biến đổi nội năng: Nội năng bị biến đổi do thực hiện cơng hay nội năng của khơng khí hay miếng kim loại tăng lên khơng do thực hiện cơng mà do truyền nhiệt lượng. Mặc dù học sinh đã được học về cơng hay nhiệt lượng trong chương trình vật lý lớp 8 nhưng liệu các em cĩ cịn nhớ hay khơng? Vì thế trong quá trình giảng bài giáo viên cĩ đủ thời gian để nhắc lại những kiến thức cơ bản ấy hay khơng? Do đĩ chúng tơi đề nghị là trong phần này sách mới nên thêm vào các nhận xét về cơng, sự truyền nhiệt và cơng thức tính cơng như sau: — Cơng: là quá trình biến đổi nội năng liên quan đến sự chuyển dời của các vật khác tác dụng lực lên vật đang xét. — Cơng thức tính cơng là: A = F.S ( J = N. m) Trong đĩ: F là lực làm vật dịch chuyển một quãng đường S theo hướng của nĩ. — Khái niệm sự truyền nhiệt: Sự truyền nhiệt là sự truyền nội năng từ vật này sang vật khác khơng bằng cách thực hiện cơng. — Khái niệm nhiệt lượng: Nhiệt lượng là phần năng lượng mà vật nhận được hay mất đi trong sự truyền nhiệt. — Cơng thức tính nhiệt lượng: Trang 38 SVTH:NGUYỄN THỊ KIM THOA SVTH: LÝ THỊ THANH DUNG Q = mc.(t2 - t1) Trong đĩ: m : là khối lượng của vật. C : là nhiệt dung riêng của chất cấu tạo nên vật. t1, t2:là nhiệt độ ban đầu và cuối cùng của quá trình truyền nhiệt Q: là nhiệt lượng của quá trình truyền 7.2.2 Nguyên lý thứ nhất của nhiệt động lực học: ” Nội dung: + Định luật bảo tồn và chuyển hố năng lượng: Sách cũ Sách mới Năng lượng khơng mất đi và cũng khơng tự sinh ra. Nĩ chỉ chuyển hĩa từ dạng này sang dạng khác hoặc chuyển từ vật này sang vật khác. Nếu một hệ mất (hoặc nhận) một phần năng lượng dù dưới dạng sinh cơng hay các dạng khác thì nhất định cĩ một hay nhiều hệ khác nhận (hoặc mất) cùng một năng lượng đĩ, sau cho năng lượng tổng được bảo tồn. + Nội dung của nguyên lý thứ nhất của nhiệt đơng lực học: Sách cũ Sách mới Nhiệt lượng truyền cho vật làm biến thiên nội năng của vật biến thành cơng mà vật thực hiện lên các vật khác. Nhiệt lượng truyền cho hệ làm tăng nội năng của hệ và biến thành cơng mà hệ sinh ra. Nhận xét: - Sách cũ trình bày phần thí nghiệm của Jun và định luật bảo tồn và chuyển hố năng lượng rồi mới xây dựng nội dung của nguyên lý thứ nhất. Trong phần này sách mới trình bày khĩ hiểu hơn sách cũ. Nên trình bày nội dung của nguyên lý thứ nhất của nhiệt động lực học theo sách cũ tức là nhiệt lượng truyền cho vật làm biến đổi nội năng của vật (chứ khơng phải làm tăng nội năng của hệ như sách mới đã trình bày) Vì nếu nĩi truyền nhiệt lượng làm tăng nội năng của hệ làm cho học sinh dễ hiểu lầm rằng ∆U lúc nào cũng dương, mà trong quy ước dấu ∆U0 gây khĩ khăn cho các em trong việc giải tốn và phân tích các hiện tượng vật lý. Nên ta chỉ ghi là truyền nhiệt lượng làm biến đổi nội năng, sự biến đổi cĩ thể làm tăng hoặc giảm nội năng tức là ∆U>0 hoặc ∆U<0 làm cho học sinh dễ hiểu vấn đề hơn. - Từ sự khác nhau và sai lệch trong cách trình bày, chúng tơi đề nghị nên trình bày phần nội dung này như sau: Trang 39 SVTH:NGUYỄN THỊ KIM THOA SVTH: LÝ THỊ THANH DUNG a/ Định luật bảo tồn và chuyển hố năng lượng: Bố trí thí nghiệm của Jun và định luật bảo tồn và chuyển hố năng lượng. ⇒ Từ đĩ rút ra nội dung của định luật bảo tồn và chuyển hố năng lượng như sau: “ Năng lượng khơng tự nhiên mất đi mà cũng khơng tự nhiên sinh ra. Nĩ chỉ chuyển hố từ dạng này sang dạng khác hoặc chuyển từ vật này sang vật khác. Hay nĩi cách khác là năng lượng được bảo tồn”. b/ Nguyên lý thứ nhất của nhiệt động lực học nên trình như sau: Nguyên lý thứ nhất của nhiệt động lực học là sự vận dụng của định luật bảo tồn và chuyển hố năng lượng vào các hiện tượng nhiệt. Xét trường hợp đơn giản sau đây. Khi truyền nhiệt cho chất khí trong xilanh, chất khí nĩng lên nở ra, thực hiện cơng. Nếu gọi Q là nhiệt lượng truyền cho chất khí, ∆U là độ tăng nội năng của chất khí; A là cơng chất khí thực hiện lên pittơng thì theo định luật bảo tồn và chuyển hĩa năng lượng ta cĩ: Q = ∆U + A với ∆U = U2 – U1 : độ tăng nội năng của hệ. Rất nhiều hiện tượng khác cũng chứng tỏ nhiệt lượng truyền cho vật một phần tăng nội năng của vật, một phần chuyển hố thành cơng thực hiện lên các vật khác. Ví dụ như: động cơ nhiệt (Động cơ nhiệt là một thiết bị biến đổi nhiệt lượng thành cơng). Thiết bị này dùng để nâng vật nặng M lên cao nhờ biến đổi nhiệt lượng thành cơng. Nhận xét trên đã được phát biểu thành nguyên lý thứ nhất của nhiệt động lực học: “Nhiệt lượng truyền cho vật làm biến thiên nội năng của vật và biến thành cơng mà vật thực hiện lên vật khác.” Q = ∆U + A (∗) Với quy ước về dấu thích hợp thì biểu thức (∗) vẫn đúng trong các trường hợp khác như vật truyền nhiệt cho các vật khác, vật nhận cơng từ các vật khác … Qui ước về dấu của các đại lượng trong biểu thức của nguyên lý thứ nhất của nhiệt động lực học như sau: ∆U > 0 : Nội năng của vật tăng. ∆U < 0 : Nội năng của vật giảm. Q > 0 : Vật nhận nhiệt lượng của vật khác. Q < 0 : Vật truyền nhiệt lượng cho vật khác. A > 0 : Vật thực hiện cơng. A < 0 : Vật nhận cơng từ vật khác. Trang 40 SVTH:NGUYỄN THỊ KIM THOA SVTH: LÝ THỊ THANH DUNG 7.2.3 Khái niệm về nguyên lý thứ hai của nhiệt động lực học. Trong phần này nội dung của nguyên lý thứ hai của nhiệt động lực học tương đối dễ hiểu, nhưng nên bổ sung thêm từ “lạnh” vào cách phát biểu thứ nhất như sau: — Nhiệt khơng thể tự động truyền từ vật lạnh sang vật nĩng hơn (Phát biểu của Claodiut) — Khơng thể chế tạo được động cơ vĩnh cửu loại hai (Phát biểu của Tomxon) Trong cách trình bày để dẫn đến nguyên lý thứ hai thì chúng tơi đề nghị nên chỉnh sửa lại như sau: - Trong tự nhiên, các quá trình diễn biến tuân theo định luật bảo tồn năng lượng. Tuy vậy, khơng phải tất cả các quá trình đều cĩ năng lượng được bảo tồn. - Các quá trình trong tự nhiên đều diễn biến theo chiều xác định (quá trình khơng thuận nghịch), hoặc theo hai chiều (quá trình thuận nghịch). - Rồi sau đĩ nêu ví dụ, trình bày nội dung nguyên lý thứ hai, nêu ứng dụng. 7.2.4 Về kỹ năng tính nội năng, cơng, nhiệt lượng của một số quá trình của khí lý tưởng: Thơng qua các cơng thức tính nội năng, cơng, nhiệt lượng được trình bày trong sách giáo khoa, giáo viên nên nhấn mạnh những cơng thức trong yếu giúp cho học sinh làm bài tập, phân tích hiện tượng. Đĩ là các cơng thức: - Tính nội năng ∆U = Q – A Trong đĩ: ∆U : là độ tăng nội năng của hệ. Q : nhiệt lượng mà hệ nhận được. A : cơng mà hệ sinh ra. - Cơng thức tính cơng: A = F.S Với F là lực tác dụng lên vật làm vật dịch chuyển một quãng đường S theo hướng của nĩ. - Cơng thức tính nhiệt lượng: Q = mC.∆t = mC (t2 – t1) m: là khốI lượng của vật. C : nhiệt dung riêng của chất cấu tạo nên vật. t1,t2 : nhiệt độ ban đầu và cuối cùng của quà trình truyền nhiệt. - Và kết hợp bảng cơng thức trình bày trong sách giáo viên như sau: Trang 41 SVTH:NGUYỄN THỊ KIM THOA SVTH: LÝ THỊ THANH DUNG Quá trình Dữ kiện Biểu thức Nl1 Tính ∆U Tính A Tính Q Đẳng tích V = const A = 0 Q = ∆U ∆U = Q (do truyền nhiệt) A = 0 Q = mC∆t Q = ∆U Đẳng áp P = const A ≠ 0 Q ≠ 0 Q= ∆U + A ∆U = Q - A A = P(V2-V1) Q = mC∆t Q = mL Q = ∆U + A Đẳng nhiệt T = const U = const A≠0, Q≠0 Q = A ∆U = 0 Chưa học cơng thức, đốn biết qua diện tích ở đồ thi P_V Q = A (nếu cho biết A) Chu trình Trạng thái cuối cùng với trạng thái đầu Q = A (của cả chu trình) ∆U = 0 Áp dụng cách tính A và Q của mỗi quá trình trên. Tính A theo diện tích giới hạn bởi đường cong kín, vẽ chu trình 7.2.5 Kỹ năng nhận biết nguồn nĩng, nguồn lạnh, tác nhân cơng sinh ra hay nhận vào ở một vài động cơ nhiệt hay máy làm lạnh thơng dụng. Giáo viên cần nhấn mạnh các khái niệm nguồn nĩng, nguồn lạnh đã được trình bày trong sách giáo khoa như sau: — Nguồn nĩng để cung cấp nhiệt lượng. — Nguồn lạnh để thu nhiệt lượng mà động cơ toả ra. — Một vật trung gian đĩng vai trị nhận nhiệt, sinh cơng và toả nhiệt gọi là tác nhân. Trang 42 SVTH:NGUYỄN THỊ KIM THOA SVTH: LÝ THỊ THANH DUNG PHẦN IV KẾT LUẬN và KIẾN NGHỊ Trong tình hình giáo dục hiện nay việc đổi mới chương trình SGK là hồn tồn phù hợp, phù hợp với thực tiễn của đất nước – đang thực hiện phong trào cơng nghiệp hố, hiện đại hố, phù hợp với xu thế phát triển trong khu vực và trên thế giới. Tuy nhiên việc đổi mới chương trình giảng dạy, thơng qua việc đổi mới SGK thì phải dựa trên tình hình thực tế của đất nước ta mà xây dựng cho phù hợp bằng cách so sánh nội dung chương trình SGK bộ mơn Lý bộ mới do Ban khoa học tự nhiên biên soạn so với chương trình SGK cũ. Từ đĩ chúng tơi rút ra nhận xét như sau: A. Kết luận: I. Ưu điểm của sách mới: Trong sách mới cĩ nhiều hình ảnh thực tế, sinh động, cĩ thêm hình của các nhà khoa học làm cho quyển sách thêm sống động, kích thích tinh thần cũng như thái độ học tập của các em. Cĩ trình bày mục tiêu trước từng chương, giúp cho các em dễ dàng xác định những kiến thức trọng tâm, từ đĩ lập được kế hoạch học tập cho phù hợp, để các em cĩ thể ghi nhớ, củng cố kiến thức, vận dụng các kiến thức đã học một cách linh hoạt, sáng tạo, vận dụng vào trong cuộc sống gĩp phần vào sự nghiệp phát triển của đất nước. Sử dụng nhiều kiểu chữ, to rõ làm nổi bật những kiến thức trọng tâm, những từ ngữ quan trọng mà học sinh cần phải nhớ trong quá trình học tập. Qua đĩ cũng gĩp phần thu hút sự chú ý của học sinh. Bên cạnh các bài tập định tính, định lượng của sách giáo khoa mới cịn cĩ thêm phần câu hỏi trắc nghiệm cho học sinh tự rèn luyện, tự kiểm tra kiến thức, tuy số lượng câu trắc nghiệm khơng nhiều (mỗi bài trung bình cĩ một câu) nhưng nĩ là cơ sở cho học sinh làm quen với phương pháp trắc nghiệm. Các thí nghiệm được thực hiện dưới dạng thực, bằng những cơng cụ hiện đại, cụ thể, vấn đề nghiên cứu được coi như chưa biết cho học sinh đốn nguyên nhân, bản chất, diễn biến...của hiện tượng, từ đĩ đề xuất phương án thí nghiệm. Do đĩ, nĩ mang tính chất khám phá kiến thức mới. Số tiết học thực hành thí nghiệm nhiều hơn so với trước đây (30% tổng số tiết học) để học sinh thực hành phát huy được tính năng động sáng tạo của học sinh (thơng qua cách trình bày, bố cục, nội dung của sách). Các bảng số liệu thực tế để minh họa cho các đề mục nhiều hơn sách cũ. Trang 43 SVTH:NGUYỄN THỊ KIM THOA SVTH: LÝ THỊ THANH DUNG ™ Trong sách giáo viên được chia thành ba phần: + Mục tiêu : Nêu mục tiêu của tiết học mà học sinh cần đạt được. + Cĩ những kiến thức bổ sung, mở rộng để giáo viên tham khảo. + Hướng dẫn câu hỏi và bài tập thơng qua việc trình bày câu trả lời, đáp số và hướng dẫn giải bài tập ở cuối tiết học. Nhìn chung : Sách giáo khoa mới mang tính khoa học, trình bày những kiến thức thực tế hơn so với chương trình cũ, tạo điều kiện cải tiến phương pháp giảng dạy để chuyển mục tiêu học sinh trở thành chủ thể của quá trình dạy học. II. Nhược điểm của sách giáo khoa mới: Nhược điểm lớn nhất của SGK mới là nội dung cần truyền đạt thì nhiều nhưng thời gian truyền đạt thì ít. Mơn Lý ở chương trình cũ cĩ 3 tiết/tuần thì chương trình mới cịn 2,5 tiết/tuần. Cho nên muốn hồn chỉnh được khối lượng kiến thức theo qui định (đúng bài – đúng giờ) thì giáo viên phải dồn nén nội dung, giảng thật nhanh và với điều kiện là học sinh phải chuẩn bị từ trước. Cách trình bày bài học cho học sinh cũng như cách giảng dạy của giáo viên chỉ phù hợp với học sinh khá, giỏi và những học sinh cĩ năng lực tự học, biết sử dụng SGK ở nhà là chính, vào lớp ít ghi chép bởi nội dung khá nặng so với đại đa số học sinh, cĩ yếu tố giảm tải, nhưng khơng đáng kể, ngược lại yêu cầu lại nặng hơn, nhiều kiến thức từ lớp 11,12 đưa xuống (như phần chất lỏng, hiện tượng mao dẫn, căng mặt ngồi, gĩc nhị diện,…) . Nhưng thực tế theo các giáo viên, cũng như đa số học sinh hiện nay đều quen với kiểu học thụ động (đọc – chép) khơng cĩ thĩi quen chuẩn bị bài trước, chưa kể việc chuẩn bị bài cũ đã tốn hết thời gian ở nhà của học sinh, (mà khơng phải các học sinh chỉ học cĩ một mơn học). Do đĩ, nếu vẫn giữ nguyên nội dung trong chương trình SGK mới thì phải tăng thêm thời gian học để giáo viên cĩ thể chuyển tải hết nội dung cần truyền đạt và học sinh cĩ thể lĩnh hội được những kiến thức theo yêu cầu. Ngồi những nhược điểm trên cịn cĩ những nhược điểm khác như là sách mới trình bày một số phần quá gọn, đến mức làm cho câu văn rời rạc, lủng củng, khơng mang tính logic, một số chỗ chưa hợp lý vận dụng trong các thuyết chưa chia từng ý một cách cụ thể, riêng biệt làm cho học sinh khĩ hiểu. Một số nội dung sách mới đã khơng làm rõ như : + Đặc trưng của trọng lực. + Khái niệm về biến dạng kéo và nén. + Chưa nêu thí nghiệm chứng tỏ lực ma sát trượt khơng phụ thuộc vào diện tích mặt tiếp xúc. B. Kiến nghị: Vẫn giữ nguyên những nội dung cần truyền tải nhưng phải gia tăng thời gian học, bên cạnh đĩ cần phải sữa chữa lại một số nội dung mà chúng tơi đã trình bày trong phần nhận xét của các nội dung cần sữa chữa đĩ. Hoặc giảm tải nội dung, cắt bớt những phấn ít liên quan (do mục tiêu của sách mới là giảm tải nhưng vẫn chưa thực hiện được) Trang 44 SVTH:NGUYỄN THỊ KIM THOA SVTH: LÝ THỊ THANH DUNG Trong sách giáo khoa thì khơng nhất thiết phải trình bày theo hai cột (một bên là lý thuyết, một bên cịn lại là hình vẽ hoặc chú thích). Mặc dù nhìn bề ngồi thấy cĩ sự thống nhất trong cách trình bày nhưng khơng phải nội dung nào cũng phù hợp khi trình bày như vậy. Điển hình như các thuyết, các tính chất vật lý của một số chất thì cần phải trình bày theo chiều ngang tối đa bình thường của sách, phân thành từng ý rõ ràng cho học sinh dễ quan sát và tiết kiệm khoảng khơng gian của sách. Câu cú trong sách cũng nên được xem xét lại kỹ càng, để giữa các câu cĩ sự liên kết chặt chẽ hơn, từ ngữ dễ hiểu hơn. Mặc dù là tập cho học sinh làm quen dần với các từ ngữ khoa học nhưng chỉ nên xen vào thỉnh thoảng, vừa dễ hiểu vừa cĩ sự logic, chứ khơng nên trình bày tồn bộ nội dung bằng từ ngữ khoa học . Ở bìa sách cũng nên trang trí lại để thể hiện được một phần nội dung mơn học ( các hình ảnh của mơn lý). Ngồi việc chỉnh lý tài liệu học tập thì trong phương pháp giảng dạy, người giáo viên cũng phải lưu ý các điểm sau : + Phải cĩ kiến thức sâu rộng về chuyên mơn, nắm vững các phương pháp lĩnh hội những kiến thức. Từ đĩ xây dựng cho học sinh phương pháp khoa học để tự lực học tập và nghiên cứu tài liệu. + Vận dụng linh hoạt các phương pháp giảng dạy. Vì vật lý là một bộ mơn học hết sức phong phú, vận dụng linh hoạt cho từng bài dạy, từng đối tượng học sinh. Việc lựa chọn các phương pháp dạy học trước hết phải xuất phát từ mục đích bài dạy. Ví dụ nếu mục đích của bài học là làm cho học sinh lĩnh hội những tri thức mới thì phải lựa chọn các phương pháp như kể chuyện, giảng giải, đàm thoại. Cịn nếu mục đích bài học là nhằm củng cố tri thức, kỹ năng, kỹ xảo thì dùng các phương pháp ơn tập, hệ thống hĩa. + Phải phát huy được tính sáng tạo của học sinh, mà yếu tố quan trọng để sáng tạo là hứng thú. Muốn rèn luyện cho học sinh tính sáng tạo thì giáo viên phải giảng dạy và ra bài tập làm cho học sinh hứng thú. Ví dụ khi giải thích các cơ sở vật lý học theo điểm duy vật biện chứng từ đĩ dẫn cho học sinh đến những khái quát cĩ tính triết học và dẫn đến những quan điểm cơ bản về bức tranh vật lý của thế giới. + Trong quá trình dạy học phải làm cho học sinh thấy được con đường đi đến tri thức từ đĩ cĩ những hiểu biết sâu sắc hơn về các sự vật hiện tượng giúp cho học sinh thấy được mối liên hệ và phụ thuộc lẫn nhau giữa các hiện tượng đồng thời hình thành cho học sinh ngơn ngữ vật lý học . + Bên cạnh đĩ khuyến khích học sinh tự học, tự rèn luyện nhằm phát huy tính độc lập của học sinh cĩ tác dụng rất tốt trong việc rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo. Với những đề nghị trên chúng tơi hy vọng cĩ thể phần nào chỉnh sửa những sai sĩt từ đĩ hồn thiện chương trình mới, đáp ứng được mục tiêu giáo dục mà Đảng và Nhà nước đã đề ra. Trang 45