Thầy Mai Văn Túc nhặt "sạn" SGK Vật lí 10 bộ Chân trời sáng tạo

Thầy Mai Văn Túc - giáo viên môn Vật lí (Trường Trung học phổ thông chuyên Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội) chia sẻ với người viết rằng, nội dung trong sách giáo khoa Vật lí 10 - bộ Chân trời sáng tạo (Phạm Nguyễn Thành Vinh - Chủ biên, Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam) còn nhiều "sạn".

Thầy Túc đã chỉ ra "sạn" và nêu một số quan điểm về kiến thức có liên quan trong bài học này những mong các tác giả sách và nhà xuất bản rà soát, chỉnh lí cho lần tái bản sau.

Ảnh 1. Nội dung "định luật bảo toàn động lượng" trang 116. (Nguồn: Mai Văn Túc)

"Sạn" cần "nhặt" ở trang 116

Theo thầy Mai Văn Túc, nội dung bài học định luật bảo toàn động lượng (ảnh 1) có một số sai sót như sau:

"Thứ nhất, khái niệm "hệ kín" đặt vấn đề như trong ảnh trên theo tôi chưa đúng. Ta đã biết, tất cả các định luật bảo toàn chỉ đúng với hệ kín và xét bảo toàn của đại lượng vật lý nào thì hệ cần kín về mặt đó.

Ví dụ xét về bảo toàn điện tích thì các mặt khác “hở” thoải mái chỉ cần kín về điện tích. Có thể lấy ví dụ minh họa như sau:

Trong một lớp học, tổng số tiền của thầy và trò có là 1 triệu đồng; nếu trao đổi tiền chỉ xảy ra giữa những người trong lớp (những thứ khác trao đổi với bên ngoài thoải mái) thì tổng số tiền vẫn bảo toàn.

Nếu có trao đổi tiền với những người ngoài lớp thì nếu lớp học cho bên ngoài 100 ngàn và cũng nhận 100 ngàn từ ngoài thì tiền vẫn được bảo toàn. Nếu tổng có 1 triệu mà cho đi hoặc nhận thêm 1 ngàn thì cũng có thể coi số tiền được bảo toàn.

Tôi nghĩ nên có các khái niệm "hệ kín"; hệ coi là kín và hệ không thể coi là kín.

- Hệ kín là hệ mà tương tác, trao đổi chỉ xảy ra giữa các vật trong hệ với nhau hoặc nếu có tương tác, trao đổi với bên ngoài hệ thì hệ cho và nhận phải bằng nhau.

- Hệ coi là kín nếu trao đổi và tương tác với bên ngoài làm đại lượng ta đang xét của hệ thay đổi không đáng kể so với hệ đang có.

- Hệ không thể coi là kín tức là hệ khi tương tác, trao đổi đại lượng ta xét không thể bảo toàn.

Ví dụ va chạm mềm; hệ các tụ điện trao đổi điện tích cho nhau là những hệ không thể kín về năng lượng. Tức là không thể nói bỏ qua sự mất mát năng lượng kiểu như coi ma sát không đáng kể được.

Động lượng có liên quan đến vận tốc mà kết quả của tác dụng lực là vật bị thay đổi vận tốc (hoặc biến dạng).

Vì vậy muốn động lượng của hệ bảo toàn thì hệ phải không tương tác với bên ngoài hoặc nếu có thì “cho và nhận động lượng phải bằng nhau”.

Trong ảnh trên, tác giả viết “một hệ được xem là kín”; rồi “hệ kín lý tưởng”; rồi “gần đúng là hệ kín” khi đọc nghe rất thiếu khoa học. Tại sao lại xem là kín? Gần đúng là kín? Kín lý tưởng?

Thứ hai, ví dụ về hệ hai viên bi da va chạm với nhau, nếu là trong một cuộc chơi bi da mà tác giả cho là hệ kín lý tưởng là không đúng và nếu nó va chạm ở đâu đó để nó là hệ kín lý tưởng thì cần phải nói rõ.

Thứ ba, trong câu hỏi thảo luận ở ảnh trên có nói đến hệ kín lý tưởng. Theo tôi, chỉ có khái niệm hệ kín và hệ coi như kín chứ không có khái niệm hệ kín lý tưởng.

Do khái niệm về hệ kín với quan niệm của tác giả không tổng quát nên sách giáo viên hướng dẫn thảo luận câu số 3 sai (nếu ta xét định luật bảo toàn điện tích, định luật bảo toàn số khối… thì không liên quan gì đến hấp dẫn):

Trên thực tế, không tồn tại hệ kín lí tưởng vì tất cả các vật đều có tương tác hấp dẫn lẫn nhau (gợi ý trả lời câu hỏi Thảo luận 3 sách giáo viên)."

"Sạn" cần "nhặt" ở trang 116

Ảnh 2. Thí nghiệm khảo sát định luật bảo toàn động lượng. (Nguồn: Mai Văn Túc)

Theo thầy Mai Văn Túc, "thí nghiệm khảo sát định luật bảo toàn động lượng" (ảnh 2) có một số sai sót như sau:

"Thứ nhất, phần giới thiệu dụng cụ còn thiếu máy thổi khí. Các quả nặng và cân không có trong hình vẽ (cục sạn này không nguy hiểm nhưng nên nhặt).

Thứ hai, để câu thảo luận số 4 trong ảnh trên hiệu quả, sách giáo khoa cần mô tả chức năng của dụng cụ trong thí nghiệm nếu dụng cụ nào lần đầu xuất hiện trong chương trình. Không ít giáo viên và học sinh chưa biết về đệm không khí.

Thứ ba, sách giáo viên gợi ý trả lời câu thảo luận 4 chưa chính xác. Gợi ý trả lời câu thảo luận 4:

"Hệ xe và đệm không khí có tương tác (ma sát), tuy nhiên ma sát này xem như không đáng kể và có thể bỏ qua khi khảo sát, ngoài ra trọng lực tác dụng lên hệ xe cân bằng với phản lực của đệm không khí tác dụng lên xe. Do đó, hệ xe và đệm không khí có thể xem gần đúng là hệ kín".

Cần nói rõ vì sao ma sát không đáng kể và cần phải nói rõ ma sát giữa xe trượt với thanh ray chứ không nói chung chung là ma sát. Mặt khác cần nói rõ ma sát không đáng kể là so với lực nào.

Gợi ý trả lời viết “trọng lực tác dụng lên hệ xe cân bằng với phản lực của đệm không khí tác dụng lên xe” là chưa đúng.

Thực chất là khi hoạt động, xe trượt coi như được nâng lên lơ lửng trong không khí. Khi đó theo phương thẳng đứng xe chịu tác dụng của 3 lực:

Trọng trọng lực và lực gây ra bởi áp suất khí quyển tác dụng lên xe hướng xuống; lực nâng của khí tác dụng lên xe hướng lên (thực chất thì hiện tượng còn phức tạp hơn nên xe mới có thể chuyển động thẳng đều ổn định theo phương ngang).

Kết luận “do đó, hệ xe và đệm không khí có thể xem gần đúng là hệ kín” là một kết luận sai. Phải là: Do đó hệ hai xe được coi là hệ kín.

Thứ tư, câu thảo luận số 6 rất nên bỏ đi vì đọc lên thấy không có nghĩa và bây giờ hầu như không ai thiết kế mỗi cổng quang một đồng hồ như cách bố trí thí nghiệm của bộ sách giáo khoa.

"Sạn" cần "nhặt" ở trang 117

Ảnh 3. Thí nghiệm trang 117. (Nguồn: Mai Văn Túc)

Theo thầy Mai Văn Túc, thí nghiệm trong ảnh 3 có rất nhiều nội dung cần bàn như sau:

"Thứ nhất, phần tiến hành thí nghiệm không có bước căn chỉnh để thanh ray của đệm không khí nằm ngang là một thiếu sót lớn.

Thứ hai, tiến hành thí nghiệm không trình bày bước bật máy bơm và điều chỉnh công suất thổi để được lực nâng hợp lý.

Thứ ba, ở bước 1 ta không gắn tấm cổng quang điện lên xe 2 mà chỉ gắn lên xe 1 vì sau va chạm 2 xe dính vào nhau chuyển động cùng tốc độ rồi.

Thứ tư, ở bước 2, nếu viết đo tổng khối lượng của 2 xe là không đúng mà chỉ cần đo tổng khối lượng của mỗi xe.

Thứ năm, ở bước 3 nếu ta viết giữ cho xe 2 đứng yên rất dễ bị hiểu lầm vì nếu dùng tay giữ sẽ không đúng.

Thực tế khi làm thí nghiệm nếu để tự do thì xe 2 rất khó đứng yên mà cần có kiến thức và kinh nghiệm để xử lý sao cho kết quả thí nghiệm tốt nhất.

Đó là giữ nhẹ xe 2 bằng một thước nhẹ sau đó khi xe 1 chuẩn bị va chạm với xe 2 thì thả tự do cho cho xe 2 bằng cách nâng thước lên theo phương vuông góc với xe.

Cũng trong bước này, đẩy xe 1 là một kỹ năng không dễ nên hướng dẫn cần nói rõ giải pháp tạo tốc độ cho xe 1.

Thứ sáu, ở bước 4 ta viết “đo thời gian 2 xe đi qua cổng quang điện trước và sau va chạm là không đúng”.

Xe 2 ban đầu đứng yên, phương án của thí nghiệm này chỉ cần đo khoảng thời gian xe 1 đi qua cổng quang điện phía trái và hệ 2 xe đi qua cổng phía phải là đủ.

Thứ bảy, trong phần tiến hành thí nghiệm có ghi “Lưu ý: Véc tơ động lượng của nhiều vật bằng tổng véc tơ động lượng của các vật đó”. Đây là một "sạn" cần nhặt vì:

- Động lượng là đại lượng véc tơ rồi nên không cần nói véc tơ động lượng trong trường hợp này.

- Đọc câu lưu ý này ta thấy phi Vật lý. Cần sửa là động lượng của hệ vật bằng tổng động lượng của từng vật trong hệ.

- Phần lý thuyết này không trình bày ở mục tiến hành thí nghiệm.

Thứ tám, câu thảo luận số 7, trong quá trình tiến hành thí nghiệm thì ta chưa cần quan tâm đến dấu của vận tốc. Dấu của vận tốc chỉ quan tâm khi xử lý số liệu.

Thứ chín, gợi ý thảo luận ở sách giáo viên sai cơ bản: "Tốc độ tức thời của xe được đo bằng tỉ số giữa độ rộng tấm chắn cổng quang điện và thời gian cổng quang điện bị chắn.

Ở đây ta coi như độ rộng tấm chắn cổng quang điện là đủ nhỏ để tốc độ của xe trong quá trình đi qua cổng quang được xem như không thay đổi. Từ đó, kết hợp với chiều chuyển động, ta có thể suy ra được vận tốc tức thời của xe".

Tôi nghĩ có thể các tác giả viết gợi ý trả lời câu thảo luận 7 chưa làm thí nghiệm này hoặc có làm nhưng chưa thực sự hiểu về thiết bị đo nên kết luận sai.

Trong phạm vi độ dài của xe trượt thì độ dài của tấm chắn cổng quang điện càng dài thì kết quả tính tốc độ tức thời càng chính xác. Có 2 lý do rất quan trọng dẫn đến kết luận này đó là:

- Thực tế sự thay đổi của tốc độ xe trượt là hầu như không đáng kể.

- Để đồng hồ bắt đầu đếm thời gian thì cổng quang phải được che khuất hoàn toàn nhưng để đồng hồ dừng đếm thì cổng quang vừa thông đồng hồ đã dừng đếm thời gian.

Vì cổng quang khe sáng có kích thước nên muốn tính tốc độ trung bình ta phải lấy chiều dài tấm chắn cổng quang trừ đi đường kính cổng sau đó chia cho thời gian cổng quang bị chắn ta mới được kết quả chính xác của tốc độ.

Thứ mười, bảng số liệu tham khảo cho thấy đây không phải là kết quả thí nghiệm thật vì rất khó có thể đẩy xe 1 để 3 lần đẩy giống nhau như kết quả của bảng số liệu (t1 = t2 = t3). Nên đẩy ngẫu nhiên cho tốc độ mỗi lần thí nghiệm có một tốc độ khác nhau sẽ thuyết phục hơn.

Thứ mười một, số liệu về khối lượng mỗi xe không thực tế vì nó lớn quá mức so với khối lượng thật có trong bộ thí nghiệm. "Cục sạn" này rất nên nhặt vì nó cho người đọc thấy đây là số liệu ảo."

"Sạn" cần "nhặt" ở trang 122

Ảnh 4. Thí nghiệm trang 122. (Nguồn: Mai Văn Túc)

Theo thầy Mai Văn Túc, "thí nghiệm khảo sát va chạm đàn hồi và va chạm mềm" (ảnh 4) có một số nội dung cần bàn như sau:

"Thứ nhất, trong thí nghiệm ảnh 4, cho m2 = 776,0g là quá lớn so với thực tế của các bộ thí nghiệm thật.

Thứ hai, trong câu thảo luận số 6: "Khi xác định tốc độ của hai xe ngay trước và sau va chạm, em cần lưu ý gì đến dấu của vận tốc?".

Khi xác định tốc độ của mỗi xe ngay trước và sau va chạm bằng thực nghiệm ta không cần chú ý gì đến dấu của vận tốc. Chỉ khi xử lý số liệu mới cần điều này."

"Sạn" cần "nhặt" ở trang 124

Ảnh 5. Vai trò của đai an toàn và túi khí. (Nguồn: Mai Văn Túc)

Theo thầy Mai Văn Túc, nội dung bài học "vai trò của đai an toàn và túi khí trong ô tô" (ảnh 5) có một số sai sót như sau:

"Thứ nhất, “đai an toàn và túi khí nhằm tăng thời gian va chạm của tài xế với các vật dụng trong xe.” là sai.

Đai an toàn và túi khí đa số các trường hợp xảy ra sự cố nó còn ngăn không cho người va chạm với các vật dụng cứng trong xe. Nó có tác dụng để khi người va chạm với các vận dụng trong xe thì tốc độ của người so với các vật dụng đó đã ở ngưỡng an toàn nhất có thể.

Thứ hai, đai an toàn và túi khí được trang bị trên xe ô tô không chỉ dành riêng cho tài xế. Trong ảnh trên có đến 3 lần tác giả nhắc tới việc nó bảo vệ cho tài xế. Vì vậy phải sửa lại cho đúng thực tế.

Thứ ba, đề mục của nội dung trong ảnh trên là vai trò của đai an toàn và túi khí trong xe ô tô nhưng nội dung chưa làm toát lên được vai trò của nó.

Đai an toàn có vai trò rất quan trọng ngay cả khi không phải xảy ra tai nạn giao thông (phanh gấp, trẻ em mở cửa khi chạy trên cao tốc... ).

Túi khí bung để bảo vệ chiếm tỉ lệ rất ít trong các vụ tai nạn giao thông (chỉ khi va chạm mạnh như đâm nhau trực diện hoặc lăn xuống vực).

Vì vậy cần phân tích kỹ để học sinh thấy được tầm quan trọng của việc thắt đai an toàn khi ngồi lên xe."

"Sạn" cần "nhặt" trong sách giáo viên

Ảnh 7. Hướng dẫn giải bài tập trong sách giáo viên. (Nguồn: Mai Văn Túc)

Theo thầy Mai Văn Túc, hướng dẫn giải bài tập trong sách giáo viên (ảnh 7) có một số sai sót như sau:

Thứ nhất, câu hỏi thảo luận 12, gợi ý trả lời của sách giáo viên trong ảnh trên không đúng vì: Câu hỏi là phân tích ứng dụng kiến thức động lượng trong việc thiết kế đai an toàn và túi khí trong ô tô nhưng hướng dẫn của sách giáo viên lại không phân tích gì đến túi khí và dây an toàn.

Thứ hai, câu hỏi thảo luận 12, gợi ý trả lời trong ví dụ xe đang chạy và dừng đột ngột; nếu v = 20m/s và thời gian t = 0,01s thì gia tốc lên đến hàng ngàn m/s2; khi đó trọng tâm của xe có sát mặt đất đi nữa thì giá của trọng lực biểu kiến cũng rơi khỏi mặt chân đế và xe sẽ lật.

Thứ ba, câu hỏi thảo luận 12, gợi ý trả lời tính lực tác dụng của vô lăng lên tài xế sai hoàn toàn bản chất và sai với thực tế:

- Không thể lấy thời gian tương tác của người lái xe với vô lăng bằng thời gian xe giảm vận tốc từ 20m/s đến 0.

- Trong quá trình đó còn lực ma sát, lực cơ bắp do phản xạ tự nhiên của 2 tay, 2 chân. - Nguy hiểm xảy ra liên quan đến lực lớn nhất trong quá trình tương tác chứ lực trung bình không không phản ánh hết được việc gây chấn thương.

- Diện tích và tính chất của bề mặt tiếp xúc khi va chạm, vị trí va chạm quyết định lớn đến chấn thương.

Thứ tư, về hướng dẫn của sách giáo viên phần luyện tập phần a) Máy bay đâm vào chim: Giải thích của sách giáo viên dài dòng, có ý sai, dùng từ không chuẩn xác:

- “... Ta phải xét chuyển động của chú chim trong hệ quy chiếu gắn với máy bay. Khi đó, vận tốc tương đối của chú chim đối với máy bay là rất lớn”.

Gợi ý này không đúng bởi muốn nói lớn phải là lớn so với vận tốc nào. Hơn nữa điều này còn tùy thuộc hướng bay của máy bay và chú chim nữa.

- Yêu cầu của câu hỏi là "giải thích tại sao một chú chim nhỏ lại có thể gây ra sự cố lớn...". Vì vậy, ngoài lý do vận tốc lớn thì ta nên đi phân tích thêm theo hướng lúc xảy ra va chạm có thể hướng bay của máy bay và hướng bay của chú chim đang ngược nhau và vị trí va chạm cũng là lý do rất quan trọng để gây ra vết lõm lớn.

Thứ năm, câu hỏi của ý b): Phân tích định tính cơ chế chuyển động của tên lửa. Giải thích như sách giáo viên là sai bản chất vì ảnh là tên lửa đang bay lên thẳng đứng.

Khi này có trọng lực tham gia làm sao áp dụng được định luật bảo toàn động lượng. Nó càng không giống súng giật lúc bắn.

Thứ sáu, câu hỏi của ý c): Giải thích tại sao bãi cát giúp giảm chấn thương cho vận động viên khi tiếp đất?.

- Về mặt câu hỏi thì nên sửa là bãi cát giúp an toàn cho vận động viên khi tiếp đất đúng hơn.

- Hướng dẫn của sách giáo viên trong trường hợp này rất sơ sài, chung chung và chưa đầy đủ. Cho rằng do cát mềm nên thời gian tương tác tăng lên dẫn đến giảm lực và giảm chấn thương là không chính xác mà còn những lý do khác (nếu chỉ là mềm thì nhiều vật liệu thân thiện hơn)."

Theo thầy Mai Văn Túc, trên đây chỉ riêng một bài nói về "động lượng" và ứng dụng mà đã có ít nhất khoảng 30 chi tiết lớn nhỏ. Thầy Túc mong Bộ Giáo dục và Đào tạo và Hội đồng thẩm định sách giáo khoa, các tác giả viết sách xem lại và cần có giải pháp sớm để khắc phục các "sạn" còn trong cuốn sách.