Tài liệu Skkn rèn kỹ năng giải bài tập về gương phẳng_vật lý 7

1 1. Tên đề tài: RÈN KỸ NĂNG GIẢI BÀI TẬP VỀ GƯƠNG PHẲNG (Vật lý 7) 2. Đặt vấn đề: Môn vật lý là một trong những môn khá quan trọng trong nhà trường phổ thông. Nó có khả năng to lớn trong việc rèn luyện cho học sinh tư duy logic và biện chứng khoa học, hình thành ở học sinh niềm tin về bản chất khoa học của các hiện tượng, quy luật vật lý, khả năng ứng dụng khoa học kỹ thuật vào trong thực tiễn cuộc sống. Học tốt môn vật lý sẽ góp phần học tốt các môn học khác như môn Công nghệ, Sinh học….,góp phần nâng cao hiệu quả chất lượng giáo dục trong nhà trường. Để học tốt môn vật lý, song song với việc nắm vững lý thuyết , học sinh cần phải có kỹ năng giải bài tập, để từ đó giúp các em hiểu sâu hơn, nhớ lâu hơn các kiến thức, tạo đều kiện cho các em hoàn thiện về mặt nhận thức và tích lũy vốn tri thức cho mình. Qua thực tế nhiều năm giảng dạy môn Vật lý 7, bản thân nhận thấy học sinh khối 7 với vốn kiến thức ít ỏi và càng ít ỏi hơn là kinh nghiệm với những thực tế về các hiện tượng quang học xung quanh các em. Do đó việc rèn kỹ năng giải bài tập về gương phẳng thực sự là một khó khăn không nhỏ với học sinh. Mặt khác phần gương phẳng là một bộ phận kiến thức quan trọng trong chương Quang học, nhưng bài tập phần này gây cho đa số các em không ít khó khăn, lúng túng, nhìn chung các em giải bài tập phần này mang tính kỹ thuật hơn là tư duy. Nếu các em được hướng dẫn những điểm cơ bản về lý thuyết cũng như vẽ ảnh của một vật, … thì các em sẽ có kỹ năng giải bài tập về gương phẳng. Giáo viên: Đặng Thị Kiều Như 2 Từ những lý do trên và những kinh nghiệm giảng dạy nhiều năm môn vật lý 7, tôi chọn đề tài này để viết sáng kiến kinh nghiệm nhằm giúp các em nâng cao kỹ năng giải bài tập về gương phẳng, góp phần nâng cao chất lượng môn vật lý nói riêng và chất lượng giáo dục nói chung. 3. Cơ sở lý luận: Giải bài tập vật lý giúp các em khắc sâu hơn phần lý thuyết. Thông qua việc giải bài tập, tạo điều kiện cho các em vận dụng những kiến thức một cách linh hoạt để tự giải quyết những tình huống cụ thể khác nhau, phát huy tính tự giác, độc lập trong học tập. Giải bài tập vật lý còn là phương tiện để phát triển tư duy, óc sáng tạo, tính tự lực, vượt khó, cẩn trọng, giúp các em có năng lực giải quyết các nhiệm vụ học tập và những tình huống thực tiễn. Phần Quang học không chỉ có trong chương trình vật lý 7 mà còn học ở chương trình vật lý 9, do đó việc hướng dẫn cho học sinh có kỹ năng giải bài tập về gương phẳng không những giúp cho các em học tốt về phần này mà còn giúp cho các em học tốt hơn về phần Quang học ở lớp 9. Vì vậy, việc giúp học sinh có kỹ năng giải bài tập về gương phẳng nói riêng và bài tập vật lý nói chung góp phần nâng cao chất lượng môn học Vật lý, nhằm đào tạo ra nguồn nhân lực có đủ kiến thức và năng lực, đáp ứng những đòi hỏi, yêu cầu ngày càng cao của xã hội. 4. Cơ sở thực tiễn: Qua thực tiễn giảng dạy nhiều năm, kinh nghiệm dạy bộ môn Vật lý 7, tôi nhận thấy thực trạng và một số nguyên nhân dẫn đến kết quả chất lượng học tập về gương phẳng như sau: 4.1Số liệu và thực trạng:  Kết quả khảo sát HS trước khi áp dụng SKKN- năm 2010-2011 LỚP SĨ SỐ GIỎI KHÁ TB Giáo viên: Đặng Thị Kiều Như YẾU-KÉM 3 7/1 42 SL 2 % 4.8% SL 6 % 14.3% SL 18 % 42.8% SL 16 % 38.1% 7/2 42 2 4.8% 5 11.9% 12 28.5% 23 54.8% 7/3 41 3 7.3% 7 17.1% 19 46.3% 12 29.3% TS 125 7 5.6% 18 14.4% 49 39.2% 52 40.7% 4.2 Nguyên nhân: - Đa số HS chưa có định hướng chung về phương pháp học lý thuyết và phương pháp giải bài tập vật lý - Học sinh chưa nắm vững kiến thức, do đó gặp không ít khó khăn trong việc vẽ ảnh của một vật tạo bởi gương phẳng và hoàn thiện các yêu cầu khác của đề bài - Kiến thức hình học còn hạn chế chưa đáp ứng việc vẽ ảnh của một vật qua gương phẳng bằng cách vận dụng tính chất của ảnh (t/c đối xứng) - Học sinh đọc chưa kỹ đề nắm bắt lượng thông tin cần thiết trong đề bài còn hạn chế. - Đặc biệt hơn cả là sự chuyên cần ở HS còn quá ít. Khả năng vận dụng và kỹ năng quan sát, tìm hiểu cuộc sống xung quanh ở các em học sinh còn hạn chế. 5. Nội dung nghiên cứu: Nhằm nâng cao năng lực gải bài tập về gương phẳng, góp phần nâng cao chất lượng môn học, trong phạm vi đề tài này tôi hướng dẫn giúp học sinh có một định hướng đúng đắn khi giải bài tập về gương phẳng thông qua việc nắm vững các kiến thức cơ bản và có kỹ năng giải bài tập về gương phẳng: 5.1 Hệ thống hóa một số kiến thức cơ bản: a. Tia sáng: Đường truyền của ánh sáng được biểu diễn bằng một đường thẳng có hướng gọi là tia sáng b. Hiện tượng phản xạ ánh sáng: Giáo viên: Đặng Thị Kiều Như 4 Hiện tượng tia sáng sau khi tới mặt phẳng bị hắt lại theo một hướng xác định c. Định luật phản xạ ánh sáng: - Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và đường pháp tuyến của gương tại điểm tới - Góc phản xạ bằng góc tới. d. Biểu diễn gương phẳng, các tia sáng và tên gọi các thành phần trên hình vẽ: S *Gương phẳng (M) N i i R * Tia tới SI ’ * Tia phản xạ IR M * Đường pháp tuyến IN I * Góc tới SIN =i * Góc phản xạ NIR = i/ * Điểm tới I * Mặt phẳng tới là mặt phẳng chứa tia tới SI và đường pháp tuyến IN e. Tính chất của ảnh một vật tạo bởi gương phẳng: - Là ảnh ảo không hứng được trên màn - Ảnh lớn bằng vật - Ảnh và vật đối xứng với nhau qua gương phẳng - Các tia sáng từ điểm sáng S tới gương phẳng cho tia phản xạ có đường kéo dài đi qua ảnh ảo S/ f. Cách vẽ ảnh của ảnh của một vật tạo bởi gương phẳng: 2 cách - Áp dụng định luật phản xạ ánh sáng - Áp dụng tính chất của ảnh g. Vùng nhìn thấy của gương: Là khoảng không gian nằm trong giới hạn của các đường sinh của hình chóp có đỉnh là ảnh của mắt và đáy là gương phẳng (M là vị trí đặt mắt, M/ là ảnh của mắt) Giáo viên: Đặng Thị Kiều Như 5 M’ M Vùng nhìn thấy của gương 5.2 MỘT SỐ BÀI TẬP MANH HỌA CHO ĐỀ TÀI Bài 1: Cho một điểm sáng S trước gương phẳng M như hình vẽ. S. M Hãy trình bày cách vẽ và vẽ ảnh S’ của điểm sáng S bằng hai cách a. Áp dụng tính chất cảu ảnh của một vật tạo bởi gương phẳng b. Áp dụng định luật phản xạ ánh sáng Hướng dẫn giải *Cách vẽ: a. Áp dụng tính chất của ảnh của một vật tạo bởi gương phẳng: Giáo viên: Đặng Thị Kiều Như 6 Vì ảnh và vật đối xứng với nhau qua gương phẳng nên ta kẻ SS ’ vuông góc với gương phẳng tại H sao cho S’H =SH. Vậy S’ là ảnh của S c. Áp dụng định luật phản xạ ánh sáng: - Từ điểm sáng S ta vẽ hai tia tới bất kỳ đến gương phẳng - Từ I và K dựng đường pháp tuyến IN1 và KN2 - Đo góc tới SIN1 và SKN2 (bằng thước đo góc) - Vẽ hai tia phản xạ tương ứng IR1 và KR2 sao cho góc phản xạ bằng góc tới - Kéo dài hai tia phản xạ cắt nhau tại S’. Vậy S’ là ảnh của S  Vẽ hình: R1 S N1 N2 R2 H M i1 i/ 1 I i2 K i/2 S’ Bài 2: Chiếu một tia sáng SI lên một gương phẳng M như hình vẽ a. Hãy vẽ tia phản xạ IR S 300 Giáo viên: Đặng ThịMKiều Như I 7 b. Tính giá trị của góc phản xạ c. Giữ nguyên tia tới SI, muốn thu được một tia phản xạ có hướng thẳng đứng từ trên xuống dưới thì phải đặt gương như thế nào? Vẽ hình minh họa. Hướng dẫn giải a. Cách vẽ tia phản xạ IR(áp dụng tính chất của ảnh của một vật tạo bởi gương phẳng) - Vẽ ảnh S’ đối xứng với S qua gương phẳng - Vì tia phản xạ có đường kéo dài đi qua ảnh S ’ nên ta nối S’ với I, rồi kéo dài về phía trước gương ta được tia phản xạ IR S N R 300 M I S’ b. Tính giá trị của góc phản xạ: Từ I ta dựng đường pháp tuyến IN Ta có: SIN = MIN – SIM= 900 – 300 = 600 S Theo định luật phản xạ ánh sáng, góc phản xạ bằng góc tới, nên NIR= SIN=600 Vậy góc phản xạ bằng 60 0 I i N i’ Giáo viên: Đặng Thị Kiều Như R 8 c. Tìm vị trí đặt gương phẳng: -Giữ nguyên tia tới SI -Vẽ tia phản xạ IR có hướng từ trên xuống dưới -Vẽ pháp tuyến IN là đường phân giác của góc SIN -Vẽ gương phẳng vuông góc với pháp tuyến IN tại I Bài tập 3: Cho 2 điểm sáng A, B và gương phẳng như hình vẽ. Hãy trình bày cách vẽ và vẽ tia sáng xuất phát từ A đến gặp gương phẳng tại I và phản xạ đến B. Chứng tỏ đường truyền của tia sáng trên .A là duy nhất. .B Hướng dẫn giải  Cách vẽ: - Ta kẻ AA’ vuông góc với gương phẳng tại H, sao cho A’H = AH - Để tia phản xạ từ gương đến được B thì đường kéo dài của tia phản xạ phải đi qua A’. Do đó ta nối A’ và B cắt gương tại I. Vậy AIB là tia sáng cần vẽ.  Nếu có một điểm I1 khác không trùng với I thì đường kéo dài I 1B không thể A qua A’, nghĩa là không thể có đường truyền khác ngoài đường truyền AIB. B Vậy đường truyền này là duy nhất.  Vẽ hình: H I Giáo viên: Đặng Thị Kiều Như A’ 9 Bài tập 4: Cho một vật sáng AB đặt trước một gương phẳng a/ Hãy vẽ ảnh A’B’ tạo bởi gương B b/ Biết đầu A và đầu B cách gương lần lượt là 30cm và 50cm. tính khoảng A cách AA’ và BB’. c/ Di chuyển vật AB ra xa gương một khảng x = 10cm. Tính khoảng cách AA’. Hướng dẫn giải: *Cách vẽ: a/ Vẽ ảnh A’B’: + Vẽ AA’ vuông góc với gương tại H sao cho A’H= AH + Vẽ BB’ vuông góc với gương tại K sao cho B’K=BK + Nối A’ với B’ ta được ảnh A’B’ của AB.  Vẽ hình: B b/ Tính khoảng cách AA’ và BB’: Theo hình vẽ ta có: AA’= AH+A’H Mà A’H= AH nên AA’= 2AH A K H Giáo viên: Đặng Thị Kiều Như ’ A B’ 10 Thay số và ta được: AA’=2x30=60(cm) Theo hình vẽ ta có:BB’= BK+B’K Mà B’K=BK nên BB’= 2BK Thay số và ta được:BB’=2x50=100(cm) c/ Tính khoảng cách AA’: Khi di chuyển vật AB ra xa gương một khoảng x thì khoảng cách từ A đến gương tăng thêm x nên khoảng cách từ ảnh A’ cũng tăng thêm x. Do đó khoảng cách AA’ tăng thêm 2x=2 x10= 20(cm) Vậy AA’=60+20 =80 (cm) Bài tập 5: Hai gương phẳng (M), (N) có mặt phản xạ quay vào nhau và hợp một góc α. Hai điểm A,B nằm trong khoảng hai gương. Hãy trình bày cách vẽ và đường đi của tia sáng từ A đến gương (M) tại I, phản xạ đến gương (N) tại J rồi truyền đến B. Xét hai trường hợp: a/ α là góc nhọn. b/ α là góc tù c/ Nêu điều kiện để phép vẽ thực hiện được. Hướng dẫn giải * Cách vẽ: a. b) Gọi A’ là ảnh của A qua gương phẳng(M). Tia phản xạ trên gương (M) tai I phải có đường kéo dài đi qua A’ Gọi B’ là ảnh của B qua gương phẳng (N). Để tia phản xạ trên gương (N) tại J qua được điểm B thì tai tới tại J phải có đường kéo dài đi qua B’. Từ đó trong cả hai trường hợp ta có được phép vẽ sau: Giáo viên: Đặng Thị Kiều Như 11 +Vẽ ảnh A’ đối xứng với A qua gương (M) + Vẽ ảnh B’ đối xứng với B qua gương (N) + Nối A’B’ sẽ cắt gương (M) tại I, cắt gương (N) tai J. + Tia sáng AIJB là tia sáng cần vẽ. * Vẽ hình: (M) A a) α là góc nhọn: I B A α (N) J B’ b) α là góc tù: A (M) B A’ I Giáo viên: Đặng ThịJKiều Như (N) B’ 12 α c) Đối với hai điểm A,B cho trước, bài toán chỉ thực hiện được khi đường nối A/B/ phải cắt hai gương tại I và J 6. Kết quả nghiên cứu: Kết quả khảo sát HS sau khi áp dụng SKKN năm học 2010-2011 GIỎI KHÁ TB YẾU LỚP SĨ SỐ 7/1 42 SL 13 % 30.8% SL 10 % 23.8% SL 14 % 33.3% SL % 8 19.1% 7/2 42 11 26.2% 10 23.8% 10 23.8% 6 14.2% 7/3 41 12 29.3% 11 26.8% 11 26.8% 7 17.1% TS 125 36 28.7% 31 24.8 35 27.9% 21 16.8% SSKQ Tăng 23.1% Tăng 10.4% Giảm 11.3% Giảm 23.9% 7. Kết luận: Với nhiều năm kinh nghiệm giảng dạy môn vật lý 7, áp dụng các giải pháp đã nêu ở trên tôi nhận thấy kết quả giải bài tập về gương phẳng của học sinh có nhiều tiến bộ, đem lại kết quả cao. Nhìn chung, đa số các em đều nắm vững kiến thức cơ bản về gương phẳng, biết vẽ ảnh của điểm sáng và vật sáng đặt trước gương phẳng và các yêu cầu khác có liên quan. Với đề tài này góp phần nâng cao kỹ năng giải bài tập về gương phẳng nói riêng và bài tập Vật lý nói chung. Mặt khác còn có thể sử dụng làm một trong những chuyên đề bồi dưỡng học sinh Giáo viên: Đặng Thị Kiều Như 13 giỏi, nhằm nâng cao mở rộng kiến thức cho các em, góp phần đẩy mạnh phong trào mũi nhọn của nhà trường. Giáo viên: Đặng Thị Kiều Như 14 8. Đề nghị: Để đạt được hiệu quả cao, ngoài những giải pháp trên thì giáo viên phải thường xuyên nghiên cứu tài liệu, kết hợp với phương tiện dạy học như máy chiếu, các hình ảnh trực quan…thì bài học sẽ sinh động và gần gũi với thực tế hơn. Đề tài này được áp dụng rộng rãi cho chương trình đại trà và nâng cao, nhằm giúp học sinh nắm vững kiến thức khi làm bài kiểm tra và có điều kiện để học tốt chương trình bồi dưỡng học sinh giỏi. Kính mong bộ phận chuyên môn, lãnh đạo nhà trường và phòng giáo dục & đào tạo xem xét, thẩm định và cho ý kiến phản hồi về đề tài này, nhằm giúp tôi có điều kiện điều chỉnh để đề tài được hoàn thiện hơn và có kế hoạch áp dụng kinh nghiệm này trong dạy học. Giáo viên: Đặng Thị Kiều Như 15 9. Tài liệu tham khảo: 1. 200 bài tập vật lý chọn lọc- nhà xuất bản Đại học quốc gia Hà Nội 1998- Tác giả: Vũ Thanh Khiết. 2. Bài tập nâng cao Vật lý THCS- Nhà xuất bản Đà Nẵng 2003- Tác giả: Phan Hoàng Văn-Trương Thọ Lương- Lê Nga Mỹ. 3. Giáo trình phương pháp dạy học Vật lý- Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng 4. Đổi mới phương pháp dạy học vật lý THCS Giáo viên: Đặng Thị Kiều Như 16 5. Bài tập vật lý THCS – NXB Đại học Quốc gia TPHCM Giáo viên: Đặng Thị Kiều Như 17 10. Mục lục 1. Tên đề tài…………………………………………...Trang 1 2. Đặt vấn đề…………………………………………..Trang 1 3. Cơ sở lý luận ……………………………………….Trang 1 4. Cơ sở thực tiễn……………………………………...Trang 2 5. Nội dung nghiên cứu………………………………..Trang 2 6. Kết quả nghiên cứu………………………………….Trang 8 7. Kết luận………………………………………………Trang 9 8. Đề nghị……………………………………………….Trang 10 9. Tài liệu tham khảo……………………………………Trang 11 10.Mục lục……………………………………………….Trang 12 Giáo viên: Đặng Thị Kiều Như 18 Giáo viên: Đặng Thị Kiều Như