TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH

THIẾT KẾ DẠY HỌCCÁC ĐỊNH LUẬT VẬT LÍ

HCM, tháng 09 năm 2013

MỤC LỤC

I. Khái niệm……………………………………………………………………………….2

II. Các con đường hình thành những định luật vật lí……………………………………..2

1. Đạt tới định luật thông qua quan sát trực tiếp và khái quát hóa thực nghiệm……...2

2. Đạt tới định luật thông qua quan sát trực tiếp và khái quát hóa lí thuyết………......4

3. Đạt tới định luật xuất phát từ những mệnh đề lí thuyết tổng quát đã biết………….7

III. Các loại định luật vật lí…………………………………………………………….…8

IV. Mối quan hệ khi dạy hiện tượng vật lí và định luật vật lí......................................9

V. Thiết kế tiến trình dạy học 1 định luật định luật theo con đường thực nghiệm

và đặt các câu hỏi định hướng giúp học sinh tự lực khám phá …………………….10

1

I. Khái niệm:Xây dựng được một khái niệm tức là ta đã nghiên cứu được từng mặt, từng tính

chất của sự vật, hiện tượng. Nhiệm vụ của khoa học nói chung và của vật lí học nói riêng

không phải chỉ nghiên cứu các mặt riêng biệt mà phải nghiên cứu hiện tượng, sự vật trong sự

vận động của chúng, trong sự phụ thuộc giữa chúng, tìm ra mối liên hệ khách quan, phổ biến

ràng buộc chúng với nhau, nghĩa là tìm ra các qui luật, các định luật. Theo V.I. Lê Nin:

“Khái niệm về quy luật là một trong những mức độ nhận thức của con người về sự thống

nhất và sự liên hệ, sự phụ thuộc lẫn nhau và sự toàn bộ của một quá trình trong vũ trụ. Định

luật là sự phản ánh của vật chất tồn tại trong vận động”.

Định luật vật lí là mối quan hệ khách quan, phổ biến giữa các thuộc tính của các

đối tượng, các quá trình và trạng thái được mô tả thông qua các đại lượng vật lí, tồn tại trong

những điều kiện xác định và thể hiện khi những điều kiện này xuất hiện, tương đối bền vững

và có thể lặp lại.

II. Các con đường hình thành những định luật vật lí:Dựa trên đặc điểm của hoạt động nhận thức trong khi đi tìm chân lí, có thể có ba

con đường điển hình thành các định luật vật lí:

- Đạt tới định luật thong qua quan sát trức tiếp và khái quát hóa thực nghiệm.

- Đạt tới định luật thông qua quan sát trực tiếp và khái quát hóa lí thuyết.

- Đạt tới định luật xuất phát từ những mệnh đề lý thuyết tổng quát đã biết.

1. Đạt tới định luật thông qua quan sát trực tiếp và khái quát hóa thực nghiệm

Sự nhận thức định luật vật lí thông qua quan sát trực tiếp và khái hóa thực nghiệm

tồn tại trong sự phát triển của vật lí học và trong dạy học ở một số lớn các trường hợp trong

giai đoạn đầu của quá trình nhận thức khoa học. Lúc đó, kiến thức khoa học chưa nhiều và

còn tản mạn, chưa thành hệ thống chặt chẽ. Điều quan trọng ở đây là: tạo cho học sinh khả

năng có thể tiếp xúc trực tiếp với đối tượng nhận thức, nhận biết được những dấu hiệu cảm

tính ở chúng. Đó là điểm xuất phát và cũng là tiêu chuẩn để xét xem: điều mà ta nhận thức

được có phải là chân lí không. Nhưng quan sát trực tiếp bao giờ cũng chỉ thu được những

2

dấu hiệu ngoài rời rạc của sự vật, hiện thực xảy ra trong những điều kiện nhất định. Cần phải

tiến hành một phép qui nạp để rút ra những thuộc tính bản chất những mối quan hệ có tính

qui luật nghĩa là khái quát hóa thành một định luật vật lí.

Thí dụ: ở lớp 8, học sinh đã biết môi trường trong suốt, đồng tính, ánh sáng

truyền theo một đường thẳng. Quan sát thực tiễn, học sinh cũng đã biết: khi ánh sáng gặp

một mặt nước yên lặng hay một gương phẳng, ánh sáng đổi hướng. Giáo viên đưa rao khái

niệm “tia phản xạ” để biểu thị tia sáng đổi hướng sau khi gặp mặt phẳng nhẵn bóng. Vấn đề

mới được đặt ra là: tia phản xạ sẽ truyền đi theo hướng nào? Mối quan hệ giữa hướng của tia

tới và hướng của tia phản xạ như thế nào? Với vốn hiểu biết đã có của mình, học sinh không

thể trả lời được những câu hỏi này một cách rõ ràng, chính xác, họ không thể suy ra một câu

trả lời dựa trên kiến thức đã có trước. Chỉ còn một cách là phải quan sát kĩ hiện tượng phản

xạ nhiều lần để tìm ra mối quan hệ này.

Học sinh phải biết cách xác định hướng của tia sáng, giống như xác định một

đường thẳng: xác định góc tạo bởi đường thẳng đó với một đường thẳng đã cho trước. Trong

trường hợp tia sáng, có một cách thuận lợi là xác định góc tạo bởi tia sáng với đường thẳng

pháp tuyến của mặt phản xạ ở điểm tới. Do đó, để tìm ra qui luật về đường truyền của tia

phản xạ, ta tìm mặt phẳng chứa tia phản xạ và quan hệ giữa tia tới i và góc phản xạ r.

Quan sát trực tiếp trên thí nghiệm, ta thu được những kết quả sau:

a) Khi thay đổi hướng của tia tới, tia phản xạ cũng thay đổi hướng nhưng trong

những trường hợp làm thí nghiệm cũng đều thấy một kết quả chung: tia phản xạ luôn luôn

nằm trên cùng một mặt phẳng so với tia tới (gọi là mặt phẳng tới).

Ta thu được kết luận chung là: tia phản xạ nằm trên mặt phẳng tới.

b) Để so sánh góc tới và góc phản xạ, ta đo góc tới và góc phản xạ trong mỗi lần thí

nghiệm và thu được kết quả thu trong bảng sau:

Lần đo Góc tới i Góc phản xạ i

Lần 1 100 100

3

Lần 2 200 200

Lần 3 300 300

Lần 4 600 610

Lần 5 800 810

Ta rút ra kết luận chung cho các lần thí nghiệm trên là: “góc tới bằng góc phản

xạ” với sai số nhỏ không đáng kể. Kết luận này được mở rộng, khái quát hóa cho mọi góc tới

i, kể cả trường hợp không làm thí nghiệm. Kết luận này có giá trị phổ biến khi số lần làm thí

nghiệm với các gương khác nhau, các góc tới có giá trị khác nhau càng nhiều. Trong điều

kiện của trường phổ thông, không thể làm được nhiều. Cho nên chỉ làm cho học sinh quen

với cách làm việc vì có cơ sở để tin rằng: sự khái quát hóa là đúng đắn.

Sự khái quát hóa thực nghiệm như trên chỉ có ý nghĩa như một khái quát hóa kinh

nghiệm. Nó chưa giúp ta trả lới được câu hỏi tiếp theo là “vì sao lại như thế”.

2. Đạt tới định luật thông qua quan sát trực tiếp và khái quát hóa lí thuyết

Mục đích của sự nhận thức khoa học là phải phát hiện ra được bản chất của sự vật

hiện tượng, chứ không dừng lại ở nhận thức cảm tính. Điều đó chỉ có thể đạt được thông qua

sự khái quát hóa lí thuyết, Những kết luận của sự khái quát hóa lí thuyết thông qua sự khái

quát hóa lí thuyết cho phép ta phát hiện ra những qui luật có thể giải thích được những hiện

tượng đã biết cũng như tiên đoán những hiện tượng mới. Để thực hiện sự khái quát hóa li

thuyết, ngoài việc quan sát trực tiếp còn phải còn phải sử dụng các phương pháp của sự nhận

thức gián tiếp, đặc biệt là phép suy luận diễn dịch. Phép suy luận diễn dịch giúp ta nhận thấy

sự gắn bó bản chất giữa các sự vật, hiện tượng riêng lẻ là 1 biểu hiện cụ thể, 1 trường hợp

riêng của 1 đặc tính chung của giới tự nhiên.

Con đường nhận thức định luật vật lí thông qua quan sát trực tiếp kết hợp với

khái quát hóa lí thuyết diễn ra theo các giai đoạn sau:

a) Giai đoạn 1: Quan sát nhằm thu thập những cứ liệu thực nghiệm. Ở giai đoạn

này, học sinh phải mô tả bằng lời hiện tượng quan sát được và những điều kiện trong đó hiện

tượng diễn ra.

4

b) Giai đoạn 2: Khái quát hóa những kết quả quan sát được, làm nổi bật cái chung,

cái bản chất, cái giống nhau trong các sự vật hiện tượng cụ thể khác nhau; phân biệt những

điều kiện không cơ bản với những điều kiện cơ bản trong đó hiện tượng xảy ra. Ví dụ như:

khi quan sát 1 cái thước thẳng nhúng 1 phần vào nước, ta thấy: dường như nó bị gãy. Ở đây,

vật liệu làm cái thước, độ dày của cái thước là điều kiện không cơ bản, còn sự tồn tại của mặt

phân cách giữ 2 môi trường trong suốt khác nhau về mặt quang học là điều kiện cơ bản.

c) Giai đoạn 3: Giải thích những kết quả quan sát được

Ở giai đoạn này, 2 trường hợp có thể xảy ra là:

- Học sinh giải thích được những kết quả quan sát nhờ vận dụng những kiến thức,

những định luật đã biết. Qúa trình nhận thức kết thúc với sự giải thích này. Như vậy, hoạt

động nhận thức đi đến giải thích được 1 hiện tượng mới phát hiện nhưng không đem lại một

định luật mới; nói cách khác, là mở rộng được phạm vi ứng dụng của định luật đã biết. Ví dụ

như: khi cho tia sáng đi qua một lăng kính, ta thấy nó luôn bị lệch về phái đáy. Gỉai thích vì

sao? Học sinh vận dụng định luật khúc xạ ánh sáng và giải thích rõ rang hiện tượng này. Như

vậy, mặc dù học sinh đã giải thích được 1 hiện tượng cụ thể mới nhưng không dẫn tới hình

thành 1 định luật mới.

- Học sinh vận dụng tất cả những kiến thức, những định luật đã biết để giải thích

hiện tượng nhưng không thành công, bắt buộc phải đưa ra 1 phỏng đoán là: hiện tượng diễn

ra do 1 tính chất mới của sự vật, một qui luật mới của hiện tượng mà trước đó ta chưa biết.

Lời phỏng đoán đó là 1 giả thuyết. Phát biểu 1 giả thuyết có nghĩa là phát biểu 1 mệnh đề

dường như có thể dung để giải thích được hiện tượng mới quan sát được. Qúa trình nhận

thức cần phải được tiếp tục để xác định xem giả thuyết có đúng đắn không.

Tuy nhiên, cần chú ý rằng: nếu 1 giả thuyết đưa ra chỉ để giải thích một hiện

tượng đã biết thì giả thuyết đó không có ý nghĩa khái quát, không có giá trị khoa học. Ví dụ

như: quan sát sự rơi của 1 viên gạch và 1 cái lá, ta thấy viên gạch rơi nhanh hơn cái lá. Tại

sao lại như thế? Để trả lời câu hỏi này ta đưa ra 1 giả thuyết rằng: vì viên gạch nặng hơn cái

lá. Đối với trường hợp cụ thể này thì giải thích đó là có lí, có thể tin tưởng được. Nhưng nếu

ta dung giả thuyết “ vật nặng rơi nhanh hơn vật nhẹ” để giải thích sự rơi của các vật khác lại

không đúng, thí dụ cả tò giấy trắng nặng gấp đôi nữa tờ giấy, nhưng cả tờ giấy có khi rơi

5

chậm rôi chậm hơn nữa tờ giấy ( khi vo viên nửa tờ giấy lại, còn cả tờ giấy vẫn để nguyên).

Mặt khác, giá trị của 1 giả thuyết còn là ờ chỗ; nó có giúp ta tiên đoán được hiện tượng xảy

ra trong những điều kiện mới, hoàn cảnh mới mà trước đây ta chưa từng biết. Điều đó là 1

bằng chứng để xem giả thuyết đã phản ánh đúng qui luật của tư nhiên chưa.

Việc đưa ra được nhiều thuyết khác nhau để giải thích cùng 1 hiện tượng, rồi

chọn lấy một giả thuyết có nhiều triển vọng nhất là 1 đặc trưng của tư duy sáng tạo. Không

có con đường logic để suy từ những sự kiện thực nghiệm quan sát được đến những giả

thuyết. Ở đây, có vai trò quan trọng của trực giác, của sự nhạy cảm khoa học, 1 bước nhảy

vọt trong tư duy, có thể rèn luyện cho học sinh dựa trên các lí thuyết về sự phát triển tâm lí

học của Piaget và Vưgôtxki.

d) Giai đoạn 4: Kiểm tra sự đúng đắn của giả thuyết

Thực tiễn là tiêu chuẩn của chân lí. Cho nên, việc kiểm tra sự đúng đắn của một

giả thuyết chính là kiểm tra xem giả thuyết đó có phù hợp với thực tiễn không? Thực tiễn

này phải quan sát được trong tự nhiên hay trong các thí nghiệm. Có hai trường hợp thường

xảy ra:

- Kiểm tra trực tiếp ngay giả thuyết trong thực tiễn, không thông qua một suy luận

trung gian nào cả. Thí dụ như: để kiểm tra giả thuyết “vật nặng rơi nhanh hơn vật nhẹ”, ta có

thể lấy từng cặp hai vật bất kì nặng nhẹ khác nhau để thả cho vật rơi cùng một lúc ở cùng

một độ cao: hòn đá với cái lá, cả tấm bìa và nửa tấm bìa, lá sắt mỏng rộng và viên phấn…

Trong nhiều trường hợp, có thể gặp trường hợp giả thuyết không đúng như trường hợp lá sắt

mỏng rộng tuy nặng hơn viên phấn nhưng lại rơi chậm hơn viên phấn. Tuy nhiên, cách kiểm

tra này mang tính ngẫu nhiên, rất có thể sau nhiều lần làm thí nghiệm mà không gặp lần nào

giả thuyết là sai.

- Kiểm tra thông qua một hệ quả rút ra từ giả thuyết nhờ suy luận toán học hay suy

luận logic. Nếu sự suy luận được thực hiện chặt chẽ đúng đắn thì giữa giả thuyết và hệ quả

có mối liên hệ bản chất. Hệ quả đúng với thực tiễn thì điều đó có nghĩa là: giả thuyết phản

ánh đúng thực tiễn, nếu không đúng với thực tiễn thì giả thuyết sai, phải bỏ đi. Điều quan

trọng ở đây là: hệ quả đó phải là những cái có thể quan sát được trong thực tiễn.

6

Như vậy, sau khi rút ra hệ quả bằng suy luận lí thuyết, ta phải bố trí thí nghiệm

thích hợp để kiểm tra xem hệ quả dự đoán có xảy ra trong thực tế không. Tất nhiên, hệ quả ở

đây phải khác với hiện tượng ban đầu đã biết, đã được dùng làm những sự kiện xuất phát để

xây dựng giả thuyết. Trong trường hợp thí nghiệm khẳng định điều dự đoán trong hệ quả thì

giả thuyết cũng được khẳng định và được coi là chân lí, là định luật.

e) Giai đoạn 5: Vận dụng định luật vào thực tiễn

Sau khi giả thuyết đã được xác nhận trong một số thí nghiệm, ta tiếp tục vận dụng

định luật để thử giải thích các hiện tượng khác hoặc để suy ra hệ quả mới. Nếu định luật này

càng giải thích được nhiều hiện tượng mới, càng dự đoán được nhiều hiện tượng mới phù

hợp với thực tế thì định luật này càng có phạm vi áp dụng rộng hơn cho nhiều lĩnh vực, có

thể trở thành cơ sở cho một thuyết tổng quát hơn và quá trình nhận thức tiếp tục phát triển

sâu sắc hơn.

3. Đạt tới định luật xuất phát từ những mệnh đề lí thuyết tổng quát đã biết

Con đường này không thể thực hiện được trong giai đoạn đầu của quá trình nhận

thức về một lĩnh vực nào đó vì nó đòi hỏi đã xác lập được một số mệnh đề lí thuyết tổng

quát. Đối với học sinh, chỉ có thể thực hiện được ở các lớp trên khi họ đã tích lũy được khá

nhiều kiến thức khái quát.

Điểm xuất phát của quá trình nhận thức này là các mệnh đề chắc chắn hoặc chí ít

là về mặt lí thuyết đã được coi là chắc chắn. Từ những mệnh đề đó, có thể thực hiện phép

suy luận diễn dịch, rút ra những hệ quả, những tiên đoán có tính chất qui luật. Quá trình nhận

thức này có thể trải qua các giai đoạn sau:

a) Nêu lên một hiện tượng thực tế mà ta chưa thể giải thích được hoặc chưa thể dự

đoán được diễn biến của nó, chưa thể biết được mối quan hệ giữa một số đại lượng nào đó.

b) Nêu lên một mệnh đề lí thuyết mà ta dự đoán rằng có liên hệ đến hiện tượng

đang xét. Mệnh đề này phải có giá trị chân thật, nghĩa là đã được chứng tỏ là chắc chắn.

c) Thực hiện một phép suy luận diễn dịch để từ mệnh đề lí thuyết, rút ra một hệ quả

logic trong đó nêu lên mối quan hệ giữa các sự vật, hiện tượng như một định luật vật lí.

d) Làm thí nghiệm để kiểm tra dự đoán có phù hợp với thực tế không. Nếu phù hợp

thì hệ quả dự đoán trở thành một định luật.

7

Thông thường, theo logic học, nếu các mệnh đề xuất phát là chân thực, các phép

suy luận theo đúng các qui tắc của suy luận diễn dịch thì kết quả của phép suy luận cũng

chắc chắn là đúng, không cần phải kiểm tra lại bằng thực nghiệm. Tuy nhiên, ở trường phổ

thông, nhiều khi học sinh chưa đủ kiến thức toán học và trình độ tư duy để có thể thực hiện

được một phép suy luận diễn dịch hoàn hảo. Bởi vậy, nên tiến hành một thí nghiệm kiểm tra

để tăng thêm lòng tin ở sự chắc chắn của kết quả thu được bằng suy luận ở trên.

Trong vật lí học, thường xảy ra trường hợp một định luật vật lí thoạt đầu được

nhận thức bằng con đường quan sát trực tiếp kết hợp với khái quát hóa lí thuyết. Nhưng ngày

nay, sau khi vật lí đã xây dựng được những lí thuyết tổng quát thì người ta lại tìm ra con

đường khác xuất phát từ một mệnh đề lí thuyết để đi đến định luật đó. Con đường này vừa

gọn nhẹ hơn, vừa làm cho học sinh thấy rằng được tính thống nhất của giới tự nhiên.

Thí dụ như: định luật Ohm cho toàn mạch trong lịch sử vốn là một định luật được

phát hiện bằng con đường quan sát trực tiếp kết hợp với khái quát hóa lí thuyết, còn ngày nay

lại có thể suy ra nó từ định luật bảo toàn năng lượng và định luật Jun – Lenxơ.

III. Các loại định luật vật lí:Các loại định luật vật lí có thể chia ra thành những loại sau:

1. Định luật động học cho biết một đối tượng riêng lẻ trong những điều kiện đã cho

sẽ hoạt động như thế nào. Các ví dụ:

- Thí dụ 1: định luật thứ 2 của Newton: “Một vật có khối lượng m, chịu tác dụng

của lực F sẽ chuyển động với gia tốc a có độ lớn là ”.

- Thí dụ 2 : Đinh luật Ôm cho một đoạn mạch: “cường độ dòng điện đi qua một

đoạn mạch tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu đoạn mạch và tỉ lệ nghich với điện trở

của nó ”.

2. Định luật thống kê cho biết một số lớn các đối tượng riêng lẻ trong một tập hợp

sẽ thể hiện như thế nào trong những điều kiện xác định đã cho. Thí dụ như: khi khảo sát khí

8

lí tưởng, ta lập được những phương trình cơ bản cuả thuyết động học phân tử ,

nêu lên mối liên hệ giữa áp suất p của khí với khối lượng phân tử m, số phân tử trong một

đơn vị thể tích n và trung bình của bình phương vận tốc chuyển động của phân tử khí . Nó

là một định luật thống kê, chỉ đúng cho một tập hợp một số rất lớn phân tử khí chứa trong

bình.

3. Định luật bảo toàn cho biết có một đại lượng vật lí nào đó luôn không đổi. Thí dụ

như: định luật bảo toàn động lượng cho biết : “ động lượng tổng cộng của một hệ cô lập luôn

được bảo toàn”, trong khi vận tốc và khối lượng của các phần tử trong hệ có thể biến đổi. Số

lượng các định luật bảo toàn không nhiều, nhưng chúng có ý nghĩa tổng quát cao, có thể bao

trùm nhiều lĩnh vực hiện tượng, cho nên có vai trò trong vật lí học. Thí dụ như: định luật bảo

toàn động lượng, định luật bảo toàn năng lượng đúng cho mọi hiện tượng vật lí, định luât

điện tích áp dụng cho mọi hiện tượng điện do chuyển động và tương tác giữa các điện tích

gây ra.

IV. Mối quan hệkhi dạy hiện tượng vật lí và định luật vật lí:

1. Định luật vật lí là mối liên hệ khách quan, phổ biến giữa các thuộc tính của các

đối tượng, các quá trình và trạng thái mô tả thông qua các đại lượng vật lí, tồn tại trong

những điều kiện xác định và thể hiện khi những điều kiện này xuất hiện, tương đối bền vững

và có thể lặp lại.

Các định luật vật lí mô tả những sự vật, hiện tượng trong tự nhiên có thể nhận biết

được bởi con người. Chúng có thể được con người phát hiện thông qua việc quan sát tự

nhiên hoặc từ thí nghiệm, cũng có thể suy ra từ định luât tổng quát đã biết thông qua lập luận

logic hay toán học.

Cần chú ý rằng: không phải mọi liên hệ đều là qui luật, định luật. Định luật có tính tất

yếu, phổ biến và khách quan, có nghĩa là: trong những điều kiện nhất đinh thì định luật nhất

thiết có tác dụng, hiện tương nhất định sẽ xảy ra giống nhau, bất kì đâu, không phụ thuộc vào

ý muốn của con người.

9

2. Mối quan hệ giữa định luật khoa học và quy luật của thực tế khách quan.

Qui luật thực tế khách quan tồn tại ngoài ý muốn con người. Chúng có từ trước khi

loài người xuất hiện và sẽ cùng tồn tại cùng thế giới vật chất. Khoa học do con người xây

dựng nên để phản ánh thực tế khách quan. Những định luật vật lí do con người xây dựng lên

để phản ánh các qui luật của thực tế khách quan. Sự phản ánh đó không thể đầy đủ, chính

xác ngay từ đầu mà hoàn thiện dần theo trình độ nhận thức của con người. Cùng một sự kiện,

hiện tượng của thực tế khách quan nhưng các nhà khoa học có thể xây dựng những qui luật

khác nhau để phản ánh nó. Thí dụ như: mặt trời, trái đất, mặt trăng các vì sao quay quanh trái

đất, còn Galile thì cho rằng : trái đất quay quanh mặt trời. Bây giờ ta thấy Galile đúng, vì ông

đã quan sát tỉ mỉ hơn và phản ánh đúng hơn thế giới khách quan. Ngày nay, chúng ta không

còn ngạc nhiên khi các nhà bác học phát hiện ra: một số định luật Cơ học Newton không còn

đúng với các hạt vi mô như phân tử, nguyên tử, nucleon, electron…; do đó, phải xây dựng cơ

học lượng tử để phản ánh đúng hơn.

V. Thiết kế tiến trình dạy học 1 định luật theo con đường thực nghiệm và

đặt các câu hỏi định hướng giúp học sinh tự lực khám phá:

ĐỊNH LUẬT III NEWTON

I. Mục tiêu:

1. Kiến thức:

- Phát biểu được định luật III Newton.

- Viết được biểu thức của định luật III Newton.

- Phân biệt được lực và phản lực. Nêu được những đặc điểm của cặp “lực và phản lực”.

- Vận dụng định luật III Newton để giải thích các hiện tượng trong thực tế.

2. Kỹ năng:

- Vận dụng định luật III Newton để giải thích các hiện tượng đơn giản và giải bài tập

trong bài.

10

- Chỉ ra điểm đặt của cặp “lực và phản lực”.

II. Các kết luận cần xây dựng và câu hỏi đề xuất tương ứng:

Câu hỏi 1: Từ thí nghiệm A tác dụng lên B một lực thì B tiến về phía trước còn A bị

tiến lùi về phía sau. Vậy ta có kết luận gì ?

Kết luận 1: Khi vật A tác dụng lên vật B một lực thì vật B cũng tác dụng lên vật B

một lực.

Câu hỏi 2: Cho hai lực kế được móc vào với nhau, ta dùng hai tay kéo hai kế ra. Ta

thấy hai lực kéo ra có phương, chiều và độ lớn như thế nào ? Vậy hai lực đó có tên gọi là gì ?

Kết luận 2: Hai lực này là hai lực trực đối.

Câu hỏi 3: Lực và phản lực là hai lực trực đối có đặc điểm gì ? Hai lực trực đối này

có cân bằng không ?

Kết luận 3: Lực và phản lực là hai lực trực đối không cân bằng.

III. Tiến trình dạy học:

1. Sơ đồ xây dựng kiến thức định luật III Newton:

11

- Bắn bi A vào bi B đang đứng yên → bi B lăn còn bi A thay đổi hướng chuyển động.

- Vợt tennis đang đập vào một quả bóng → bóng và mặt vợt đều bị biến dạng.

- Dùng tay đẩy bạn về phía trước → bạn tiến về phía trước còn ta thì bị lùi về phía sau.

Tại sao có hiện tượng này ? Nó có thể giải thích bằng định luật II Newton được không ?

Thực hiện giải pháp:

Tiến hành thí nghiệm:

Ta dùng hai lực kế móc vào nhau và dùng hai tay kéo ra, ta thấy hai lực có độ lớn bằng nhau và hướng của lực ngược nhau.

2. Sơ đồ kiến thức lực và phản lực:

12

Giải pháp:Từ những hiện tượng thực tế ta đã gặp và sử dụng các thiết bị thí nghiệm

là các lực kế ta tiến hành thí nghiệm.

Kết luận:1. Khi vật A tác dụng lên vật B một lực thì vật B cũng tác dụng trở lại vật A một lực.2. Hai lực cùng nằm trên một đường thẳng, cùng giá ngược chiều và có cùng độ lớn.

Hai lực này là hai lực trực đối

Hai lực cân bằng là hai lực cùng độ lớn và cùng giá nhưng ngược chiều nhau.

Nếu hai lực ngược nhau nhưng không cùng điểm đặt thì còn cân bằng nữa không?

Giải pháp:

Tiến hành thí nghiệm

Thực hiện giải pháp:

Tiến hành thí nghiệm:

Khi ta dùng búa đóng đinh vào một khúc gỗ ta thấy : - Búa tác dụng lên đinh một lực làm đinh đi vào.- Đinh cũng tác dụng lên búa một lực nhưng nhỏ hơn nên búa bị bật lại ít

hơn, ta không nhìn thấy rõ lực bật ngược trở lại.

13

Kết luận:Vậy hai lực tác dụng lên nhau nhưng ngược chiều và không cùng giá thì có độ lớn khác nhau, nên lực tác dụng lên hai vật cũng khác nhau. Vậy hai lực không cân bằng.

IV. Kịch bản dạy học định luật III Newton:

Hoạt động của học sinh Trợ giúp của giáo viên

Hoạt động 1: Tìm hiểu sự tương tác giữa các vật.

Cá nhân suy nghĩ, trả lời.

- Bi A tác dụng lực vào bi B làm bi B thu gia tốc và chuyển động, đồng thời bi B cũng tác dụng vào bi A một lực làm bi A thu gia tốc và thay đổi chuyển động.

- Bóng tác dụng vào vợt một lực làm vợt biến dạng, đồng thời vợt cũng tác dụng vào bóng một lực làm bóng bị biến dạng.

Giáo viên nêu các ví dụ về sự tương tác giữa các vật. Với từng ví dụ, cần phân tích để thấy cả hai vật đều thu gia tốc hoặc đều bị biến dạng.

Giáo viên có thể đặt ra các câu hỏi gợi ý:

- Viên bi A và B bị thay đổi vận tốc là do nguyên nhân nào ? Các thay đổi đó xảy ra đồng thời chứng tỏ điều gì ?

- Quả bóng và mặt vợt bị biến dạng là do nguyên nhân nào ? Các biến dạng đó xảy ra đồng thời chứng tỏ điều gì ?

* Phân tích các ví dụ khác cũng cho kết quả tương tự, nghĩa là khi A tác dụng vào B một lực thì B cũng tác dụng trở lại A một lực, gây gia tốc hoặc biến dạng cho nhau, hiện tượng đó gọi là hiện tượng tương tác.

Câu hỏi đặt ra là hai lực do vật A tác dụng lên vật B và do vật B tác dụng lên vật A có điểm đặt, phương, chiều như thế nào ?

Hoạt động 2:Phát biểu định luật III NewtonHọc sinh tiếp thu, ghi nhớ.

Cá nhân trả lời câu hỏi: Hai lực trực đối là hai lực có cùng giá, cùng độ lớn nhưng ngược chiều.

Phân biệt: hai lực cân bằng có cùng điểm đặt, hai lực trực đối có điểm đặt là hai vật

Giáo viên thông báo con đường, cơ sở xây dựng định luật III Newton và phát biểu nội dung định luật.

- Hai lực có đặc điểm như thế nào thì được gọi là hai lực trực đối ?

(GV lưu ý để học sinh sử dụng cụm từ giá của lực thay cho cụm từ phương của lực mà học sinh vẫn quen sử dụng).

- Phân biệt cặp lực trực đối và hai lực cân bằng.

14

khác nhau.

Cá nhân suy nghĩ trả lời.

Dấu trừ chứng tỏ hai lực này ngược chiều nhau.

Cá nhân nêu các ví dụ. Có thể là:

- Hai nam châm đặt gần nhau. Nam châm A hút (đẩy) nam châm B thì nam châm B cũng hút (đẩy) nam châm A.

- Hai vật nhiễm điện đặt gần nhau, vật A tác dụng lên vật B một lực hút (đẩy) thì vật B cũng tác dụng trở laỊ vật A một lực hút (đẩy).

Gợi ý : xét điểm đặt của hai lực.

- Nếu gọi F⃗AB và F⃗BAlà lực do A tác dụng lên B và lực do B tác dụng lên vật A thì biểu thức của định luật được viết như thế nào ?

GV gợi ý cho HS dựa vào các yếu tố của cặp lực trực đối để đưa ra biểu thức :

F⃗AB = - F⃗BA

- Dấu trừ cho biết điều gì ?

* Người ta đã áp dụng định luật III Newton trong nhiều trường hợp khác nhau, thấy rằng, định luật không chỉ đúng đối với các vật đứng yên mà còn đúng đối với các vật chuyển động ; không chỉ đúng cho các loại tương tác tiếp xúc mà còn đúng cho các loại tươn tác từ xa thông qua một trường lực.

- Hãy nêu ví dụ chứng tỏ tính đúng đắn của nhận xét trên.

Hoạt động 4: Tìm hiểu đặc điểm lực và phản lực.

HS tiếp thu, ghi nhớ

Cá nhân hoàn thành C5.

- Búa tác dụng một lực vào đinh thì đinh

GV thông báo khái niệm lực và phản lực. Cần chú ý với HS rằng hai lực tương tác xuất hiện và mất đi một cách đồng thời nên có thể gọi một trong hai là lực tác dụng còn lực kia gọi là phản lực.

Ví dụ: khi ta đấm tay vào bàn, nếu lực do tay tác dụng vào bàn là lực tác dụng thì lực do bàn tay tác dụng vào tay là phản lực và ngược lại.

Hoàn thành yêu cầu C5.

- Lực có xuất hiện một cách đơn lẻ

15

cũng tác dụng vào búa một lực. Lực không thể xuất hiện đơn lẻ. Lực do búa tác dụng vào đinh là lực tác dụng, lực do đinh tác dụng vào búa là phản lực. Lực do đinh tác dụng vào gỗ là lực tác dụng, lực do gỗ tác dụng vào đinh là phản lực.

- Chuyển động của đinh phụ thuộc vào hợp lực tác dụng lên đinh chứ không phụ thuộc vào hợp lực do đinh tác dụng vào búa.

- Đinh chịu tác dụng của búa và gỗ. Hợp lực có hướng cùng hướng với lực do búa tác dụng vào đinh, nghĩa là hướng vào phái gỗ, do vậy đinh chuyển động vào gỗ.

Cá nhân đọc SGK.

Trả lời : Lực và phản lực luôn xuất hiện theo từng cặp. Lực và phản lực không phải hai lực cân bằng vì chúng đặt vào hai vật khác nhau.

không ? chỉ rõ lực tác dụng và phản lực trong ví dụ.

- Chuyển động của đinh phụ thuộc vào yếu tố nào ?

- Lực do đinh tác dụng vào búa có ảnh hưởng gì đến chuyển động của đinh không ?

- Đinh tác dụng lực lên những vật nào ? Có những lưc nào tác dụng lên đinh ? Hợp lực tác dụng lên đinh có hướng như thế nào ? Đinh sẽ chuyển động như thế nào ?

GV dùng hình vẽ sau để giải thích hiện tượng đinh ngập sâu và gỗ :

Trong đó:

F⃗1 là lực búa tác dụng vào đinh.

F⃗2 là lực gỗ tác dụng vào đinh.

F⃗ là hợp lực tác dụng lên đinh.

+ Cặp lực và phản lực có cân bằng nhau không ?

GV yêu cầu HS đọc mục III.3b để hiểu rõ hơn về lực và phản lực.

- Tóm lại lực và phản lực có đặc điểm gì ?

Như vậy, tác dụng của hai vật bao giờ cũng cũng là tác dụng tương hỗ và lực bao giờ cũng xuất hiện từng cặp trực đối nhau chứ không cân bằng nhau.

16

Cá nhân tiếp thui, ghi nhớ.

17