chương I. Do đó, tôi sẽ giới thiệu về dang bài tập vật lý ngược trong chương II.1, Bài tập vật lý ngược là gì ? Bài tập vật lý ngược là dạng bài tập mà giáo viên sẽ cung cấp cho học sinh đáp án và học sinh sẽ phải xây dựng bài tập cho phù hợp với đán án. Các dạng bài tập vật lý ngược Bài tập vật lý ngược được chia thành hai dạng [5]. 22L 1: Ph t Dạng này học sinh sẽ nhận được đáp án là một phương trình điển tả một tình huống/bài tập vật lý.
Sau đó học sinh phải xây dựng giản đồ, đồ thị, hình ảnh va/ hoặc dùng từ ngữ để điển tả tình huống/bài tập vật lý sao cho phù hợp với phương trình toán học. Dạng phương trình toán học có thể được sử dụng cho nhiều chi để của môn Vật Lý như Cơ học, Nhiệt học, Điện học,. Để giải được dạng phương trình toán học, học sinh phải làm rõ được ý nghĩa vật lý mà phương trình đó diễn tả bằng việc xác định các đại lượng vật lý nào được để cập đến trong phương trình, Ta biết rằng, mỗi đại lượng vật lý đều có một kí hiệu, một đơn vị hay một thứ nguyên đi kèm theo nó. Do đó, để xác định đại lượng vật lý được để cập trong phương trình thì học sinh phải quan tâm đến đơn vị hay thứ nguyên của các đại lượng vật lý — cái mà trước giờ học sinh không hé chú ý đến.
Chúng ta sẽ tìm hiểu rd hơn dạng phương trình toán học trong các ví dụ bên dưới. 13 Vi dụ 1: Cho phương trình: N — (60 kg) (9.1) Phương trình (2.1) điển tả tình huồng vật lý nào ? Học sinh hãy dùng hình ảnh và từ ngữ để diễn tả tình huống vật lý đó. Giải > Phân tích ý nghĩa của phương trình - Phương trình (2.1) đề cấp đến các đại lượng vật lý là khối lượng (đơn vị là kg), gia tốc ( đơn vị là m/s’) và phản lực (kí hiệu N và thứ nguyên là [N]). - Phương trình (2.1) diễn tả hai lực cân bằng có cùng độ lớn và ngược chiều nhau là trọng lực và phản lực.
+ Tình huống vật lý phù hợp với phương trình Phương trình N — (60 kg)(9.8 m/s”) = 0 diễn tả tình huống vật lý - Một người có khối lượng 60 kg dang đứng yên trên một mặt phẳng nằm ngang như trong hình 2. - Hoặc một học sinh khác đưa ra tình huống như sau: Một người có khối lượng 60 kg đang trượt đều trên mặt phẳng nằm ngang có hệ số ma sát rất nhỏ như trong hình 2.1 Phương trình N — (60 kg)(9.8 m/s*) = 0 điển tả tình hudng được thé hiện ở hình (a) và (b) [5, tr. l4 Vi dụ 2: Cho phương trình m2? 150 N — (14.5 kg) (98 = ) sin 349 Học sinh hãy xây dựng bai tập vật lý phù hợp với phương trình (2.2) ? Giải ** Phân tích ý nghĩa của phương trình - Phương trình (2.2) đề cắp đến các đại lượng vật ly là khối lượng (đơn vị là kg), gia tốc ( đơn vị là m/s’), lực (đơn vị là N) và hệ số ma sát (không có thứ nguyên). - Phương trình (2.2) diễn tả hình chiếu lên trục Ox của phương trình định luật II Newton cho một vật có khối lượng 14,5 kg chuyển động mặt phẳng nghiêng (góc hợp bởi mặt phẳng nghiêng và mặt phẳng ngang là 34).
> Bài tập vật lý phù hợp với phương trình Một hộp gỗ chở đây cát với tổng khối lượng m = 14,5 kg được kéo lên một mặt phẳng nghiêng (góc nghiêng a = 34°) bởi một lực F song song với mặt phẳng nghiêng và có độ lớn 150 N. Hệ số ma sat trượt giữa hộp gỗ và bề mặt của mặt phẳng nghiêng là 0,32. Tính gia tốc của hộp gỗ.2 /!ôp gó khối lượng m đang chuyển động lên trên mặt phăng nghiêng dưới tác dụng của lực kéo F` 15 Ví dụ 3: Cho phương trình 5 atm Pz (23) Giải s* Phân tích ý nghĩa của phương trình - Phương trình (2.3) đề cấp đến các đại lượng vật lý là áp suất (đơn vị là atm, kí hiệu là p), nhiệt độ (đơn vị là K). ~ Phương trình (2.3) dién tả quá trình biến đổi đẳng tích của một khối khí lý tưởng.
s Bait ) nh Một khối khí lý tưởng thực hiện quá trình nung nóng đăng tích từ trang thái có áp suất 5 atm và nhiệt độ là 0 °C. Hỏi khi ở nhiệt độ 273°C thì áp suất của khối khí là bao nhiêu ? Học sinh hãy xây dựng bài tập phù hợp với phương trình (2. Giải + Phân tích ý nghĩa của phương trình - Phương trình (2.4) đề cấp đến các đại lượng vật lý là hiệu điện thế (đơn vị là V), điện trở (đơn vị là 2) và cường độ dòng điện (kí hiệu là I và có thứ nguyên là [A]). - Phương trình (2.4) diễn tả định luật Om cho một mạch điện có cầu hình như sau: {[( 5 f nối tiếp 6 ) song song 8 8] nối tiếp 14 ().
l6 > Bài tập vật lý phù hợp với phương trinh Một mạch điện gồm bốn điện trở Ry = 5 2, R; =6/2, R;=8/@ vaRy= 14. Các điện trở được mắc vào mạch như giảng đồ bên dưới. Nguén điện đặt vào hai đầu mạch là 12 V và điện trở trong không đáng kẻ. Tính cường độ đòng điện chạy trong mạch chính.3 Sơ dé mạch điện thể hiện cách mắc của bón điện trở trong phương trình (2.
Dang 2: Giản đồ hoặc đồ thị (Diagram or Graph) Trong dạng 2, học sinh sẽ nhận được một đáp án là một đồ thị hoặc một giản đồ diễn tả một tình huống vật lý hay một quá trình vật lý. Học sinh sẽ xây dựng hình thức diễn tả khác sao cho phù hợp với quá trình đó, bằng cách dùng từ ngữ và/hoặc phương trình toán học. Để giải được đạng giản đồ hoặc đồ thị thì học sinh phải việc phân tích các kí hiệu được thé hiện trong giản đồ hoặc đồ thi dé từ đó hiểu được ý nghĩa vật lý của giản đồ hoặc đề thị. Dạng giản đồ hoặc đồ thị cũng sử dụng thích hợp trong nhiều chủ đẻ của môn Vật Lý giếng như dạng phương trình toán học.
Chúng ta sẽ hiểu rõ hơn đạng bài tập này thông qua các ví dụ minh hoạ sau đây.4a Minh hoa giản đỗ lực của một vật. Giải > Phân tích ý nghĩa của giản dé - Giản đồ hình 2.4a để cập đến bốn lực (nhận biết thông qua các kí hiệu của các lực) gồm phản lực N, trọng lực P, lực đẩy Fasy và lực ma sát trượt Fs + Phản lực cho ta biết vật bị nén bởi một mặt phẳng thẳng đứng. + Lực ma sát trượt cho thấy vật đang chuyển động xuống dưới. - Thanh phan tổng hợp trên phương Oy của các lực song song với tường va bing 0.
Tinh huống vật lý phù hợp với giản đồ Một cái hộp đang chuyển động xuống phía dưới với vận tốc không đổi trên một bức tường thẳng đứng như trong hình 2.4b Điền (a tình huồng một cái hộp dang chuyển động xuống phía dưới trên một bite tường thẳng đứng. Ví dụ 6: Cho 46 thị như trong hình 2. Học sinh hãy xây dựng bài tập vật ly phù hợp với dé thị này. p (atm) khối khi lý tưởng.
19 Giải +% Phân tích ý nghĩa của dé thị - Đề thị ở hình 2.5 có hai trục: trục hoành thé hiện giá trị của thé tích V (đơn vị là lít), trục tung thé hiện giá trị của áp suất p (đơn vị là atm). - Khối khí lý tưởng đang ở trạng thái (1) (có áp suất và thẻ tích xác định) biến đổi sang trang thái (2). Từ hình dang của 46 thị là một phan của hyperbol, ta có thể kết luận: quá trình biến đổi khí từ trạng thái ! đến trạng thái 2 là quá trình biến đổi đăng nhiệt. % Bài tập vật lý phù hợp với do thị Một khối lượng khí lý tưởng có thé tích là 10 lít, áp suất | atm .Người ta nén đẳng nhiệt lượng khí trên đến thé tích còn 4 lít thi áp suất của khí khi đó là bao nhiêu ? Vi dụ 7: Quan sát giản đồ mạch điện trong hình 2.6 bên dưới Học sinh hãy xây dựng bài tập phù hợp với giản 46 mạch điện này.6 So dé mạch điện một chiều thé hiện cách mắc của sdu điện trở với nguôn điền 60 V.
Giải + Phân tích ý nghĩa của giản đồ - Giản đồ ở hình 2.6 đẻ cập đến hai đại lượng vật lý là hiệu điện thé (đơn vị là V) và điện trở (đơn vị là 2). 20 - Giản đỗ thé hiện một mạch điện gồm một nguồn điện 60 V và sáu điện trở với cấu hình mạch như sau: hai điện trở 25 2 mắc nối tiếp với điện trở 100 2 tạo thành một nhánh, nhánh này mắc song song với điện trở 40 2 tạo thành bộ, bộ điện trở này mắc nối tiếp với hai điện trở 20 @ rồi mắc vào nguồn điện + Bài tập vật lý phù hợp với giản đồ Một mạch điện gồm có 6 điện trở Ry = Rs = 20 @, Rp = Ry = 25 2, R;= 100 @ và R, = 40 2. Các điện trở được mắc với nhau như trong giản đồ 2. Nguồn điện có hiệu điện thế là E = 60 V và có điện trở trong không đáng kẻ.
Tính cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở ? 2. Ưu điểm và nhược điểm của bài tập vật lý ngược Dù là dạng bài tập mới với những ưu điểm có thể khắc phục được những nhược điểm của bải tập vật lý truyền thống, nhưng bài tập ngược cũng có một số nhược điểm. Tôi đã tìm hiểu và rút ra những ưu điểm nổi bật và những nhược điểm của đạng bài tập này. Ưu điểm - Để hình dung, tưởng tượng quá trình vật lý mà phương trình toán học, đỗ thị hoặc giản đồ đề cập thì học sinh phải hiểu được ý nghĩa của các kí hiệu trong phương trình, đồ thị hoặc giản dé.
- Thông thường, học sinh không đặc biệt chú ý đến đơn vị của các đại lượng vật lý. Nhưng đối với dạng bài tập vật lý ngược, đơn vị trở thành chìa khóa để nhận ra các đại lượng vật lý trong các phương trình toán học, từ đó giúp học sinh nhanh chóng hiểu được ý nghĩa của phương trình toán học. - Trong dang bai tập này, học sinh thường được yêu cầu phải trình bay, thể hiện tình huống vật lý đưới nhiều hình thức khác nhau như từ ngữ, hình ảnh, đồ thị, giản đồ, phương trình tập học.