“PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VẬT LÍ PHẦN NHIỆT LỚP 8”

05/11/2024

Chia sẻ

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

TÊN ĐỀ TÀI:

“PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VẬT LÍ

PHẦN NHIỆT LỚP 8”

Môn/ lĩnh vực : Vật Lí

Tài liệu kèm theo :Phụ lục

Mục lục

Trang

I. Phần đặt vấn đề ………… ………………………….. 3

I.1. Lý do chọn đề tài ………………………………………. 3

I. Mục đích nghiên cứu ………………………………….. 3

I.4. Đối tượng, phạm vi, kế hoạch, thời gian nghiên cứu. 4

I.5. Đóng góp mới về mặt lý luận thực tiễn………………. 5

II. Phần giải quyết vấn đề ………………………………….. 5

II.1. Thực trạng vấn đề ……………………………………… 5

II.1.1. Sơ lược về trường …………………………………… 5

II.1.2. Một số thành tựu …………………………………….. 5

II.1.3. Một số tồn tại và nguyên nhân ……………………… 6

II.1.4. Một số vấn đề đặt ra ………………………………… 6

II.2. Áp dụng trong giảng dạy ………………………………. 6

II.2.1. Các bước tiến hành ………………………………….. 6

II.2.2. Bài dạy minh hoạ …………………………………….. 7

II.2.3.Một số bài tập nâng cao 14

II.3. Phương pháp nghiên cứu và kết quả sau thực nghiệm

II.3.1. Phương pháp ……………………………………….. 19

II.3.2. Kết quả ……………………………………………..... 20

III. Phần kết luận và khuyến nghị …………………………….. 20

III.1. Kết luận ……………………………………………….. 20

III.2. Khuyến nghị ……………………………………………… 20

I. PHẦN ĐẶT VẤN ĐỀ:

I.1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI :

Mục tiêu giáo dục hiện nay là “Nâng cao chất lượng giáo dục …, đổi mới nội dung và phương pháp …, rèn luyện thành tư duy sáng tạo của người học”. Để đạt được mục tiêu đó thì người thầy giáo,cô giáo phải thường xuyên bồi dưỡng chuyên môn, nghiệp vụ, nâng cao tay nghề và phải tiếp cận với các phương pháp dạy học hiện đại,khoa học kĩ thuật tiên tiến, phải kết hợp tốt các phương pháp dạy học để nâng cao hiệu quả của bài giảng, tổ chức điều khiển để các em tích cực chủ động học tập tiếp thu kiến thức. Từ đó xây dựng lòng yêu thích môn học, bồi dưỡng năng lực tự học của học sinh.

Đối với bộ môn Vật lí phần lớn các bài giảng có trong chương trình THCS được xây dựng trên nguyên tắc : tiến hành thực nghiệm, trên cơ sở kết quả thực nghiệm, tiến hành qui nạp không đầy đủ để đi đến kết luận đó là tri thức cần nhận thức.

Qua giảng dạy tôi nhận thấy mặc dù các em đã được làm quen với bộ môn Vật lí từ lớp 6, lớp 7 nhưng ở giai đoạn này chỉ cung cấp cho học sinh những kiến thức Vật lí dưới dạng định tính, những khái niệm chưa đầy đủ. Vật lí 8 các em bắt đầu làm quen với những bài toán định lượng nên nhiều học sinh chưa định hướng được yêu cầu của bài toán, chưa có phương pháp giải hoặc một số em biết cách làm nhưng trình bày chưa chặt chẽ, chưa khoa học.

Môn vật lí 8 chia làm hai phần : Phần cơ học và phần nhiệt học. Nhiệt học là một trong bốn phần kiến thức Vật Lí cơ bản được trang bị cho học sinh THCS. Lượng kiến thức của phần này không nhiều so với các phần khác, bài tập phần này cũng không quá khó song vì các em ít được tiếp xúc với các bài tập định lượng nên việc định hướng giải bài tập Nhiệt còn khó khăn với các em và các em chưa có phương pháp giải.

I.2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU.

Qua trực tiếp giảng dạy Vật lí 8 tôi thấy rằng nhiều em không thích học môn Vật lí vì các em cho rằng bài tập Vật lí 8 nói chung và bài tập phần Nhiệt học nói riêng rất khó, các em không có định hướng giải bài tập, các em chưa có thói quen vận dụng những kiến thức đã học vào giải bài tập Vật lí một cách có hiệu quả từ đó các em không có hứng thú với môn học. Kết quả học tập môn Vật lí của nhiều em không cao. Chính vì vậy mà tôi đã suy nghĩ tìm tòi và mạnh dạn đưa ra sáng kiến “Phương pháp giải bài tập phần Nhiệt học” với mong muốn giúp các em định hướng bài tập, biết phương pháp làm bài tập, biết cách trình bày bài toán khoa học từ đó tạo nên hứng thú học tập, phát huy tính tích cực chủ động của các em trong học tập, các em không còn ngại học môn Vật lí đồng thời nâng cao chất lượng bộ môn.

Mục đích đề tài là hướng dẫn học sinh nắm vững các dạng bài tập và phương pháp giải các dạng bài tập phần Nhiệt học. Học sinh biết vận dụng các kiến thức đã học vào giải bài tập từ đó trình bày bài toán Vật lí chặt chẽ và khoa học.

I.3.ĐỐI TƯỢNG PHẠM VI, KẾ HOẠCH, THỜI GIAN NGHIÊN CỨU.

3.1. Đối tượng nghiên cứu.

- Học sinh khối lớp 8.

- Vấn đề : Phần Nhiệt học trong chương trình Vật lí 8.

Bài 24: Công thức tính nhiệt lượng.

Bài 25: Phương trình cân bằng nhiệt.

Bài 26: Năng suất toả nhiệt của nhiên liệu.

Bài 28: Động cơ nhiệt.

3.2. Phạm vi nghiên cứu.

- Lớp 8A,8B và lớp 8C trường THCS.

3.3. Thời gian nghiên cứu.

- Năm học 2015- 2016 và năm học 2016-2017

I.4. ĐÓNG GÓP MỚI VỀ MẶT LÝ LUẬN THỰC TIỄN.

a. Cơ sở lí luận.

Đổi mới phương pháp dạy học theo hướng tích cực, chủ động học tập của học sinh nhằm giúp các em tiếp cận kiến thức đòi hỏi phải đổi mới toàn bộ nhiều khâu. Để hướng dẫn học sinh làm bài tập Nhiệt học không phải giáo viên trình bày lại lời giải, học sinh chép lại mà giáo viên phải là người tổ chức hướng dẫn các em thông qua hệ thống các câu hỏi gợi mở để các em từng bước tìm ra phương pháp giải.

b. Cơ sở thực tiễn.

Trong quá trình học Vật lí ở trường THCS, học sinh cần biết cách tổ chức việc học tập của mình một cách chủ động sáng tạo. Người thầy cần rèn cho học sinh kĩ năng, thói quen độc lập suy nghĩ khoa học và lời giải phải có cơ sở lí luận.

Trong thực tế giảng dạy tôi thấy có nhiều học sinh chưa biết giải bài toán Nhiệt học do nhiều nguyên nhân;trong đó nguyên nhân chủ yếu là học sinh không chỉ ra được bài toán cho biết điều gì? Yêu cầu gì? Vận dụng kiến thức nào đã học để giải quyết bài toán đó? Từ đó học sinh có thể định hướng sai và không đạt được yêu cầu cuối cùng của bài toán.

II. PHẦN GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ.

II.1. THỰC TRẠNG VẤN ĐỀ.

II.1.1. Sơ lược về trường.

Trường Tôi nằm tại vùng phân lũ của cụm miền Bùi, có qui mô nhỏ với dưới một vạn dân, kinh tế xã hội còn chậm phát triển với rất ít các doanh nghiệp vừa và nhỏ.Nhân dân xã dựa chủ yếu vào sản xuất nông nghiệp và chăn nuôi nhỏ lẻ;hiện nay có nhiều phụ huynh học sinh tham gia làm công nhân cho các doanh nghiệp,công ty ở xa,văn hóa xã hội còn nhiều hạn chế,phong trào giáo dục phát triển chưa cao…

Trường Tôi có cảnh quan đẹp, môi trường Xanh - Sạch - Đẹp, có môi trường sư phạm rất thuận lợi: đội ngũ giáo viên luôn đoàn kết nhất trí, ý thức trách nhiệm cao, tay nghề đồng đều, vững vàng.... Nhà trường xác định hướng đi trọng tâm là : Phát huy yếu tố nội lực là động lực thúc đẩy, phát triển, xây dựng nề nếp giáo dục toàn diện. Từ nhiều năm nay đội ngũ cán bộ giáo viên nhà trường đã phấn đấu, nỗ lực nâng cao trình độ về mọi mặt nhằm phù hợp với yêu cầu giáo dục trong giai đoạn mới. Đến nay nhiều giáo viên của nhà trường đã đủ điều kiện tiếp cận với những đổi mới của ngành,khoa học kĩ thuật; một số giáo viên của trường được chọn là bộ phận cốt cán của Phòng giáo dục.Tuy nhiên trong nhiều năm liền nhà trường không đạt được các chỉ tiêu phấn đấu của Cụm và của Phòng đề ra.

II.1.2. Một số thành tựu (kết quả) đã đạt được của đề tài.

Ngay từ đầu năm học tôi đã đề ra kế hoạch thực hiện đề tài trên. Trong quá trình giảng dạy đối với mỗi bài xây dựng kiến thức mới tôi yêu cầu học sinh nắm vững phần lí thuyết và các công thức. Yêu cầu học sinh nhắc lại nhiều lần để các em ghi nhớ. Sau mỗi tiết dạy tôi dành thời gian để hướng dẫn các em bài tập vận dụng các công thức đã học và hướng dẫn phương pháp giải của từng dạng bài tập. Vì vậy hầu hết học sinh các lớp tôi giảng dạy đều nắm được lí thuyết và các công thức. Nhiều em đã biết vận dụng tốt các công thức để làm bài tập, xác định được dạng bài tập và phương pháp giải từng dạng bài trong phần Nhiệt học, biết cách trình bày bài khoa học.

II.1.3. Một số tồn tại và nguyên nhân.

Qua giảng dạy môn Vật lí 8 phần Nhiệt học tôi nhận thấy việc định hướng giải bài tập định lượng của các em còn yếu ở các mặt sau :

Kĩ năng tìm hiểu đề bài của các em còn hạn chế, các em chưa xác định được đề bài cho yếu tố gì, cần phải tìm yếu tố nào.
Các em thường nhần khi tính toán mà chưa đổi các đơn vị.
Các em chưa xác định được các quá trình trao đổi nhiệt.
Các em chưa xác định được đúng đối tượng trao đổi nhiệt.
Các em chưa xác định các bước giải bài tập.
Kĩ năng vận dụng kiến thức toán vào tính toán còn hạn chế.

Vậy nguyên nhân nào làm cho các em không có định hướng giải bài tập như thế ?

Theo tôi có nhiều nguyên nhân trong đó có cả nguyên nhân chủ quan và nguyên nhân khách quan. Tôi xin đưa ra một số nguyên nhân sau :

Phương pháp truyền đạt kiến thức của thầy đến học sinh chưa đạt hiệu quả cao.
Bản thân học sinh còn chủ quan, chưa tập trung nghe giảng nên tiếp thu kiến thức chưa đầy đủ, các em chưa tích cực chủ động trong học tập do vậy việc định hướng giải bài tập chưa tốt.
Chương trình SGK Vật lí 8 chủ yếu là lí thuyết, có rất ít tiết bài tập nên giáo viên chưa rèn được kĩ năng cho học sinh. Trong khi ở lớp 6 và lớp 7 các em ít được làm quen với bài tập định lượng nhất là phần Nhiệt học. Vì vậy đối với các em mà nói bài tập Vật lí Nhiệt học không khó song không được rèn luện thường xuyên dẫn đến việc định hướng giải bài tập Nhiệt học của các em còn khó.

II.1.4. Một số vấn đề đặt ra.

Để thực hiện đề tài trên tôi đã thực hiện như sau :

Xây dựng kế hoạch thực hiện đề tài ngay từ đầu năm học.
Áp dụng việc giảng dạy đều ở tất cả các lớp, với các đối tượng học sinh :Giỏi. khá, trung bình.
Khảo sát và rút ra kinh nghiệm.

II.2.1 Các bước tiến hành:

Để giảng dạy tốt bài tập phần Nhiệt học giáo viên cần phải chuẩn bị tốt một số công việc sau :

Giáo viên sọan bài kĩ.
Khắc sâu các kiến thức cơ bản.
Giáo viên đọc thêm sách tham khảo để sưu tầm nhiều dạng bài tập và chọn phương pháp giải dễ hiểu.
Với mỗi bài tập phải giúp học sinh định hướng được phương pháp giải, đưa về dạng toán cơ bản để khi gặp bài khác học sinh có thể vận dụng giải được, tránh giải dập khuôn máy móc.
Với bài tập có nhiều đại lượng cần chú ý rèn kĩ năng tóm tắt đề bài và đổi đơn vị.
Ở mỗi tiết học phải dành thời gian hướng dẫn học sinh làm bài tập ở nhà. Luôn đổi mới phương pháp dạy và học giúp học sinh phát huy được khả năng tư duy của bản thân.

2. Giáo viên cần hệ thống các kiến thức cần thiết để giải bài tập phần Nhiệt học.

- Công thức tính nhiệt lượng tỏa ra, thu vào:

Q = m.C.t (t = t₁-t₂) hoặc (t = t₂-t₁)

Q: Nhiệt lượng thu vào (toả ra) của chất (J)

m: Khối lượng của chất thu vào(toả ra) (kg)

C: Nhiệt dung riêng của chât thu vào (toả ra) (J/kg.K)

t: Độ tăng (giảm) nhiệt độ của chất (°C)

Phương trình cân bằng nhiệt:

Q toả ra = Q thu vào

- Nhiệt lượng toả ra của nhiên liệu:

Q = m.q

Q: nhiệt lượng toả ra của nhiên liệu bị đốt cháy(J)

m: khối lượng của nhiên liệu bị đốt cháy hoàn toàn (kg)

q: năng suất toả nhiệt của nhiên liệu (J/kg)

Công thức tính hiệu suất:

H =

Q_i : nhiệt lượng có ích (J)

Q_tp : nhiệt lượng toàn phần (J)

Hiệu suất của động cơ nhiệt :

H =

A: công mà động cơ thực hiện (J)

Q: nhiệt lương do nhiên liệu bị đốt cháy toả ra (J)

II.2.2. Bài dạy minh hoạ:

Dạng 1: Bài tập chỉ có một quá trình thu nhiệt của các chất.

Bài tập : Một ấm đun nước bằng nhôm có khối lượng 0,5kg chứa 2 lít nước ở 25°C. Muốn đun sôi ấm nước này cần một nhiệt lượng bằng bao nhiêu?Biết nhiệt dung riêng của nhôm là C₁=880J/kg.K và của nước là là C₂=4200J/kg.K.

Phân tích bài:

- Bài toán trên có mấy đối tượng tham gia thu nhiệt?

- Nhiệt lượng để đun sôi ấm nước được tính như thế nào?

Giáo viên chốt lại : Bài toán trên có hai đối tượng tham gia thu nhiệt là 0,5kg nhôm ở 25°C và 2 lít nước ở 25°C.

Vậy nhiệt lượng để đun sôi ấm nước bằng nhiệt lượng cung cấp cho nước để nó tăng từ 25°C đến 100°C và nhiệt lượng cung cấp cho ấm nhôm để nó tăng từ 25°C đến 100°C.

Từ phân tích trên ta có lời giải sau :

Bài giải:

-Nhiệt lượng cần để đun 0,5 kg nhôm từ 25°C đến 100°C là :

Q₁ = m₁.C₁.t = 0,5.880. (100 – 25) = 33000(J)

-Nhiệt lượng cần để đun 2 kg nước từ 25°C đến 100°C là :

Q₂ = m₂.C₂.t = 2.4200.(100 – 25) = 604800 (J)

-Nhiệt lượng cần để đun sôi ấm nước là

Q = Q₁+ Q₂ = 33000 + 604800 = 637800 (J)

Đáp số: 637800 (J)

Cách giải : Bước 1: Phân tích tìm các đối tượng thu nhiệt

Bước 2: Dùng công thức Q = m.C.t để tính nhiệt lượng theo yêu cầu của bài. Chú ý phải đổi đơn vị (nếu cần).

Dạng 2: Bài tập có cả quá trình thu nhiệt và quá trình toả nhiệt.

Bài tập1 : Người ta thả một miếng đồng khối lượng 0,5kg vào 500g nước. Miếng đồng nguội đi từ 80°C xuống 20°C. Hỏi nước nhận được một nhiệt lượng bằng bao nhiêu và nóng lên thêm bao nhiêu độ ? Biết nhiệt dung riêng của đồng là C₁=380J/kg.K và của nước là là C₂=4200J/kg.K.

Phân tích bài.

- Bài toán trên có mấy đối tượng tham gia vào quá trình trao đổi nhiệt?

- Đối tượng nào thu nhiệt, đối tượng nào toả nhiệt?

- Yêu cầu của bài toán trên là gì?

- Nhiệt lượng toả ra được tính như thế nào?

- Nhiệt lượng thu vào được tính như thế nào?

- Dựa vào đâu để tính được nước nóng lên thêm bao nhiêu độ?

Giáo viên chốt lại: Bài toán trên có hai đối tượng tham gia vào quá trình trao đổi nhiệt. Đồng là vật toả nhiệt còn nước là vật thu nhiệt. Nhiệt lượng đồng toả ra bằng nhiệt lượng nước thu vào.

Từ phân tích trên ta có lời giải như sau:

Bài giải :

-Nhiệt lượng đồng toả ra khi hạ nhiệt độ từ 80°C xuống 20°C là :

Q₁ = m₁.C₁.t₁= 0,5.380.(80 – 20) = 11400 (J)

-Nhiệt lượng nước thu vào bằng nhiệt lượng đồng toả ra ta có :

Q₂ = m₂.C₂.t₂ = Q₁= 11400(J)

-Nước nóng lên thêm là :

t₂ = = 5.4°C

Đáp số: 13°C

Tóm tắt

m₁= 0,5kg

m₂ = 500g = 0,5kg

t₁ = 80°C

t = 20°C

C₁ = 380J/kg.K

C₂ = 4200J/kg.K

Q₂ = ?

t₂ = ?

Chú ý : Bài tập này có thể yêu cầu tính khối lượng , nhiệt dung riêng, nhiệt độ cân bằng của quá trình trao đổi nhiệt thì ta cũng giải tương tự.

Cách giải : Bước 1: Phân tích đề bài tìm đối tượng toả nhiệt, đối tượng thu nhiệt.

Bước 2: Dùng công thức tính nhiệt lượng để tính nhiệt lượng toả ra, nhiệt lượng thu vào.

Bước 3: Dùng phương trình cân bằng nhiệt Qtoả ra = Qthu vào để tính đại lượng chưa biết theo yêu cầu của đề bài.

Bài tập 2: Đổ 738 g nước ở nhiệt độ 15°C vào một nhiệt lượng kế bằng đồng có khối lượng 100g, rồi thả vào đó một miếng đồng có khối lượng 200g ở nhiệt độ 100°C. Nhiệt độ khi bắt đầu cân bằng nhiệt là 17°C. Tính nhiệt dung riêng của đồng, lấy nhiệt dung riêng của nước là 4186J/kg.K.

Phân tích bài toán : Bài toán trên có 3 đối tượng tham gia vào quá trình trao đổi nhiệt. Nước và nhiệt lượng kế là vật thu nhiệt còn miếng đồng là vật tỏa nhiệt. Nhiệt lượng nước và nhiệt lượng kế thu vào bằng nhiệt lượng miếng đồng toả ra