Sáng kiến kinh nghiệm Những vấn đề cần lưu ý khi giảng dạy các định luật bảo toàn trong chương trình Vật lý lớp 10

 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 
NHỮNG VẤN ĐỀ CẦN LƯU Ý KHI GIẢNG 
DẠY CÁC ĐINH LUẬT BẢO TOÀN TRONG 
 CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÝ LỚP 10 
 công cụ để xâm nhập vào những quy luật của tự nhiên. Nó cung cấp một 
phương pháp giải một bài toán cơ học rất hữu hiệu, bổ sung cho phương pháp 
động lượng học là phương pháp duy nhất để giải các bài toán cơ học khi chưa 
biết rõ lực tác dụng. 
Sự phát triển của vật lý càng chứng tỏ ý nghĩa của việc nghiên cứu các định 
luật bảo toàn. Mỗi một định luật là sự biểu hiện một sự bảo toàn những thuộc 
tính cơ bản nào đó được đặc trưng bằng những đại lượng vật lý tương ứng của 
vật chất, cũng như mối liên hệ giữa vật chất và các hình thức tồn tại của nó 
trong không gian và thời gian. 
 Trong quá trình giảng dạy muốn hình thành cho học sinh thế giới quan 
duy vật biện chứng và nhân sinh quan khoa học, cần phải vạch rõ tính tổng 
quát của định luật bảo toàn cũng như ý nghĩa của nó trong kỹ thuật. 
2. Định luật bảo toàn động lượng: 
 Ở đây như SGK đã trình bày trước hết giới thiệu khái niệm hệ kín và 
khái niệm động lượng là những khái niệm mới đối với học sinh vì vậy cần 
phải được giới thiệu cụ thể cho các em. 
a. Về khái niệm hệ kín: Về mặt lý thuyết được định nghĩa như SGK: "Một hệ 
vật được gọi là hệ kín nếu các vật trong hệ chỉ tương tác với nhau mà không 
tương tác ở vật ở ngoài hệ". Nói khác đi: Hệ kín là hệ chỉ có nội lực mà 
không có ngoại lực. ở đây cần nhấn mạnh thêm hai điểm: 
 + Nội lực từng đôi một trực đối nhau theo định luật III Niutơn nên 
không gây ra gia tốc cho hệ. 
 + Không có ngoại lực tác dụng lên hệ 
 ở điểm thứ nhất là tuyệt đối đúng còn ở điểm thứ hai cần phải hiểu một 
cách tương đối đúng và cần lưu ý rằng: 
 - Các ngoại lực từng đôi một khử nhau. 
 Ví dụ: Hai viên bi lăn trên bàn nếu không có ma sát thì trọng lực bị khử 
bởi phản lực của bàn. 
 "Tổng động lượng của một hệ kín được bảo toàn" (Biểu diễn bằng một 
véctơ không đổi cả về độ lớn lẫn về hướng). 
* Cần nhấn mạnh cho học sinh: 
 r
 + Véctơ tổng p được bảo toàn (không đổi) còn động lượng của từng 
 r r
vật trong hệ p1, p2 ... có thể không đổi nhưng chủ yếu là thay đổi (không bảo 
toàn). 
 + Động lượng có thể chỉ bảo toàn theo một phương nào đó nếu theo 
phương đó hệ là kín. 
 + Nếu hệ không kín nhưng thời gian tương tác là nhỏ (Sự va chạm, sự 
nổ...) khi đó nội lực rất lớn hơn ngoại lực nên hệ cũng được coi là kín và động 
lượng của hệ cũng được bảo toàn. 
3. Định luật bảo toàn công: 
a. Khái niệm công: Khác với các em đã học ở THCS ở đây biểu thức tính 
công được viết tổng quát hơn là A = F.S.Cosa. 
 Điều cần nhấn mạnh từ biểu thức tính công thức ta thấy: 
 Nếu a = 900 ® A = 0, nếu hướng của lực vuông góc với hướng của 
đường thì công bằng 0 (lực không sinh công). 
 Nếu 900 < a £ 1800 (lực cản) ® A < 0 ® công của lực cản là công âm. 
 Nếu 00 £ a 0 ® công của lực phát động là 
công dương. 
b. Định luật bảo toàn: Tất cả các máy cơ học đều không làm cho ta lợi về 
công: nếu lợi bao nhiêu lần về lực thì thiệt bấy nhiêu lần về đường đi còn giá 
trị của công thực hiện là không đổi. 
 Cần lưu ý với học sinh rằng điều này chỉ đúng khi không có ma sát còn 
trong thực tế vì bao giờ cũng có ma sát (ở trên mặt phẳng nghiêng, ở giữa trục 
ròng rọc...) nên công phải thực hiện bao giờ cũng lớn hơn công có ích: 
 theo cách sau phù hợp với đối tượng mà học sinh kiến thức toán còn non như 
địa phương chúng ta hiện nay: 
 Giả sử từ trạng thái lò xo có độ dài tự nhiên, ta kéo nó giãn ra một đoạn 
x khi đó ta đã thực hiện một công A = F.x . Ta lấy giá trị trung bình vì trong 
quá trình đó ngoại lực kéo của tay ta tăng liên tục theo sự tăng của lực đàn 
hồi. 
 Khi bắt đầu kéo F = 0 
 Khi lò xo giãn một đoạn x: F = k.x 
 Trong đó: k là độ cứng của lò xo, là không đổi nghĩa là F tỉ lệ thuận với x 
 0+ kx kx kx 1
do đó ta có thể viết F = = ® A = .x = k.x2 
 2 2 2 2
 Công này biến thành thế năng của lực đàn hồi 
 1
 E = A = kx2 
 2
b. Định luật bảo toàn cơ năng: Trong hệ kín không có ma sát cơ năng được 
bảo toàn. 
 Biểu thức: Nên viết tổng quát 
 (mgh) TNTrL 
 æ 1 ö
 Động năng ç m.v 2 ÷ + Thế năng = hằng số 
 è 2 ø
 æ 1 ö
 ç kx2 ÷ TNĐH 
 è 2 ø
 - Cần chú ý không có ma sát trong hệ 
 - Như vậy trong bài toán va chạm: 
 + Nếu là va chạm đàn hồi, động lượng và cơ năng được bảo toàn 
 + Nếu là va chạm mềm chỉ có động lượng bảo toàn còn cơ năng không 
bảo toàn. 
 C. kết luận đề tài: 
 Trên đây là một số ý kiến của cá nhân tôi xung quanh việc làm thế nào để 
dạy cho học sinh hiểu sâu sắc các khái niệm vật lý và đặc biệt là các định luật 
bảo toàn: Định luật bảo toàn động lượng, định luật bảo toàn công, định luật bảo 
toàn cơ năng, định luật bảo toàn năng lượng trong chương trình vật lý lớp 10 và 
một số điểm cần chú ý khi dạy các khái niệm và các nội dung định luật để học 
sinh không nhầm lẫn khi vận dụng nó vào việc giải các bài tập vật lý và giải 
thích các hiện tượng vật lý liên quan. 
 Vì khả năng tư duy vật lý của đối tượng học sinh lớp 10 là rất hạn chế 
nên các khái niệm và các định luật ở trong phần này là rất trìu tượng đối với 
các em nhưng nếu thầy giáo biết mổ xẻ kiến thức, đặc biệt biết lấy các ví dụ 
trong thực tế để làm tường minh các khái niệm và nội dung các định luật thì 
học sinh sẽ tiếp cận được ngay. (Vì lý do về khuôn khổ của bài viết nên tôi 
chưa có điều kiện nêu thêm các ví dụ đó ở đây). 
 Với nội dung này tôi hy vọng phần nào giúp các bạn đồng nghiệp tham 
khảo thêm để nâng cao tay nghề và mong sự đóng góp ý kiến của bạn đọc.