Nâng cao năng lực giải bài toán chuyển động cơ học môn Vật lí 8
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Nâng cao năng lực giải bài toán chuyển động cơ học môn Vật lí 8, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút TẢI VỀ ở trên
1 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc ĐƠN YÊU CẦU CÔNG NHẬN SÁNG KIẾN Cấp cơ sở đơn vị: Trường THCS Việt Ngọc. Kính gửi: Hội đồng sáng kiến cấp trường THCS Việt Ngọc. Tên tôi là: Nguyễn Văn Lực. Sinh ngày 11 tháng 04 năm 1984. Nơi công tác: Trường THCS Việt Ngọc, Tân Yên, Bắc Giang. Chức danh: Hiệu Trưởng. Trình độ: Đại học sư phạm. 1. Tên sáng kiến: “Nâng cao năng lực giải bài toán chuyển động cơ học Vật lí 8”. 2. Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: Vật lí 3. Tác giả sáng kiến: - Họ tên: Nguyễn Văn Lực - Cơ quan, đơn vị: Trường Trung học cơ sở Việt Ngọc. - Địa chỉ: Thôn Tân Thể, Xã Việt Ngọc, Tân Yên, Bắc Giang. - Điện thoại: 0977733508 - Fax: không Email: [email protected] 4. Các tài liệu kèm theo: 4.1. Đơn yêu cầu công nhận sáng kiến 4.2. Thuyết minh mô tả giải pháp và kết quả thực hiện sáng kiến. 4.3. Sáng kiến. 4.4. Quyết định công nhận sáng kiến của Hội đồng sáng kiến nhà trường. Việt Ngọc, ngày 19 tháng 05 năm 2023 Tác giả sáng kiến Nguyễn Văn Lực 2 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc THUYẾT MINH MÔ TẢ GIẢI PHÁP VÀ KẾT QUẢ THỰC HIỆN SÁNG KIẾN 1. Tên sáng kiến: “Nâng cao năng lực giải bài toán chuyển động cơ học môn Vật lí 8”. 2. Ngày sáng kiến được áp dụng lần đầu: Từ năm học 2015 – 2016 tại trường THCS Ngọc Thiện. 3. Các thông tin cần bảo mật (nếu có): Không. 4. Mô tả các giải pháp cũ thường làm: Trước đây chúng ta thường tổ chức dạy học bằng phương pháp truyền thống, với thời lượng 1 tiết thì ta chỉ có thể giới thiệu cho học sinh nắm bắt kiến thức cơ bản và một vài câu hỏi gắn việc liên hệ thực tế và vận dụng hiểu biết vào thực tế cuộc sống. Với hình thức này thì chỉ những em khá giỏi mới đủ khả năng tiếp nhận được, còn các HS có học lực yếu hơn hầu như khó tiếp cận. Việc giảng dạy học môn Vật lí ở trường thực tế còn hạn chế sau: - Khi dạy giáo viên chỉ chú trọng chuyển tải nội dung mà chưa quan tâm đúng mức đến phần thực hành, liên hệ thực tế. - Việc sử dụng ĐDDH, thiết bị dạy học dù có nhiều cố gắng nhưng chưa đạt hiệu quả cao. Quá trình thực hiện cho thấy chỉ mới dừng lại ở việc tổ chức HS đọc - nghe - quan sát và trả lời câu hỏi SGK ... dẫn đến HS có thói quen đọc và học và nhớ kiến thức trong sách. - Thực trạng về việc học tập môn Vật lí 8 ở trường THCS Ngọc Thiện tại thời điểm áp dụng đề tài: Trường THCS Ngọc Thiện là trường đại trà của huyện Tân Yên, cơ sở vật chất cơ bản đã đáp ứng được các yêu cầu của bộ môn. Các phòng học bộ môn đã đầy đủ, nhưng do đặc thù bộ môn vừa học lý thuyết vừa có nhiều dạng bài tập nên một số học sinh còn yếu về kỹ năng giải bài tập. Đặc biệt là phần cơ học của môn 3 Vật lý 8. Các em mới chỉ nắm được phần lý thuyết còn việc áp dụng vào giải bài tập nâng cao còn gặp nhiều khó khăn. 5. Sự cần thiết phải áp dụng giải pháp sáng kiến: Áp dụng giải pháp sáng kiến này vào thực tế giảng dạy sẽ giúp các em học sinh tích cực học tập, học tập sôi nổi, tạo hứng thú trong quá trình học tập, thúc đẩy quá trình tự học tự tìm hiểu và sáng tạo. 6. Mục đích của giải pháp sáng kiến: Phân dạng bài tập chuyển động cơ học, phân tích các nội dung lý thuyết có liên quan. Hướng dẫn cho học sinh vận dụng lý thuyết phân tích bài toán đề ra được phương pháp giải cụ thể, ngắn gọn dễ hiểu nhất. So sánh với các phương pháp khác tình huống có thể xảy ra với bài toán để mở rộng hiểu sâu tường tận bài toán. Mục đích đó thực hiện dưới sự chỉ đạo, thiết kế, tổ chức hướng dẫn các em học tập. Học sinh là chủ thể của hoạt động nhận thức tự học, rèn luyện từ đó hình thành và phát triển năng lực, nhân cách cần thiết của người học với mục tiêu đề ra. 7. Nội dung: 7.1. Thuyết minh giải pháp mới hoặc cải tiến: - Giúp học sinh tiếp cận phân tích và giải các bài tập nâng cao “Chuyển động cơ học” . - Nâng cao năng lực giải các bài tập liên quan tới “Chuyển động cơ học” - Tăng cường cho học sinh quan sát các chuyển động cơ học trong cuộc sống hàng ngày, các hiện tượng thực tế. - Làm các thí nghiệm có thể. - Trang bị cho các em công cụ toán và hệ phương trình bậc nhất 2 ẩn, kiến thức về tam giác vuông, hệ thức lượng trong tam giác, căn bậc hai để giải các bài tập thuộc thể loại này. - Kết hợp việc tự học, tự đọc tài liệu tham khảo của các em. 7.2. Thuyết minh về phạm vi áp dụng sáng kiến: Do thời gian, điều kiện và khả năng có hạn nên tôi đưa việc nghiên cứu ứng dụng với học sinh khối 8 trong trường, đặc biệt là lớp 8A. Đến nay, bước đầu đạt 4 một số kết quả, xin được trình tóm tắt với nội dung đề tài trên. 7.3. Thuyết minh về lợi ích kinh tế, xã hội của sáng kiến: Phát huy, khơi dậy, gây hứng thú học tập cho các em. Bài giảng nội dung được khắc sâu, tiết học sinh động, học sinh thích thú với những cái mới lạ. Từ đó làm cho học sinh cần tìm tòi và khám phá kiến thức hơn nữa. * Cam kết: Tôi cam đoan những điều khai trên đây là đúng sự thật và không sao chép hoặc vi phạm bản quyền. Xác nhận của cơ quan Tác giả sáng kiến Nguyễn Văn Lực 5 MỤC LỤC NỘI DUNG TRANG Phần 1. MỞ ĐẦU 6 1. Mục đích của SKKN 6 2. Tính mới và ưu điểm nổi bật của SKKN. 6 3. Đóng góp của SKKN 6 Phần 2. NỘI DUNG 7 Chương 1. Khái quát thực trạng vấn đề đã được giải quyết. 7 1. Thực trạng 7 2. Một số thuận lợi khó khăn 7 Chương 2. Những giải pháp đã được áp dụng 8 1. Hoạt động tìm hiểu lý thuyết cơ bản phần chuyển động cơ học 8 2. Hoạt động phân tích phương pháp và vận dụng các dạng bài tập cơ 11 bản Chương 3. Kiểm chứng các giải pháp đã được thực hiện của SKKN. 20 Phần 3. KẾT LUẬN 20 1. Những vấn đề quan trọng được đề cập đến của SKKN 21 2. Hiệu quả thiết thực của SKKN 21 3. Kiến nghị với các cấp quản lý 21 Phần 4: PHỤ LỤC 22 6 Phần I: MỞ ĐẦU 1. Mục đích của SKKN Phân dạng bài tập chuyển động cơ học, phân tích các nội dung lý thuyết có liên quan. Hướng dẫn cho học sinh vận dụng lý thuyết phân tích bài toán đề ra được phương pháp giải cụ thể, ngắn gọn dễ hiểu nhất. So sánh với các phương pháp khác tình huống có thể xảy ra với bài toán để mở rộng hiểu sâu bài toán. Mục đích đó thực hiện dưới sự chỉ đạo, thiết kế, tổ chức hướng dẫn các em học tập. Học sinh là chủ thể của hoạt động nhận thức tự học, rèn luyện từ đó hình thành và phát triển năng lực, nhân cách cần thiết của người học với mục tiêu đề ra. 2. Tính mới và ưu điểm nổi bật của sáng kiến - Giúp học sinh tiếp cận phân tích và giải các bài tập nâng cao “Chuyển động cơ học”. - Nâng cao năng lực giải các bài tập liên quan tới “Chuyển động cơ học” - Tăng cường cho học sinh quan sát các chuyển động cơ học trong cuộc sống hàng ngày, các hiện tượng thực tế. - Làm các thí nghiệm có thể. - Trang bị cho các em công cụ toán và hệ phương trình bậc nhất 2 ẩn, kiến thức về tam giác vuông, hệ thức lượng trong tam giác, căn bậc hai để giải các bài tập thuộc thể loại này. - Kết hợp việc tự học, tự đọc tài liệu tham khảo của các em. 3. Đóng góp của SKKN. Giúp học sinh nắm vững và khắc sâu kiến thức môn Vật lý 8. Phát hiện bồi dưỡng những học sinh có năng lực học tập những bộ môn Vật lý (đặc biệt là phần cơ học của lớp 8) nhằm mang lại các kiến thức nâng cao, các thành tích cao trong cuộc thi học sinh giỏi cấp huyện, tỉnh đem vinh quang về cho bản thân cho trường cho lớp. Nâng cao chất lượng giảng dạy học sinh mũi nhọn môn Vật lý của trường và của huyện. 7 Phần II: NỘI DUNG Chương 1: KHÁI QUÁT THỰC TRẠNG VẤN ĐỀ MÀ SÁNG KIẾN TẬP TRUNG GIẢI QUYẾT 1. Thực trạng: Qua nghiên cứu tôi thấy việc học sinh tiếp thu vận dụng các kiến thức phần chuyển động cơ học còn nhiều hạn chế, kết quả chưa cao. Việc nhận thức và ứng dụng thực tế cũng như vận dụng vào việc giải các bài tập Vật lý (đặc biệt là phần cơ học) chưa tốt. Kết quả bài khảo sát: Lớp 8A: 42 hs Giỏi: 20 em = 47,6% Khá: 15 em = 35,7% Trung bình : 7 em = 16,7% 2. Một số thuận lợi và khó khăn: a. Những thuận lợi: Việc thực hiện nhiệm vụ luôn nhận được sự quan tâm giúp đỡ của đồng nghiệp BGH và các cấp lãnh đạo. Vì vậy đề tài của tôi nhận được sự chỉ đạo kịp thời. Tài liệu nghiên cứu như: sách giáo khoa Vật lý 8, các loại sách tham khảo bồi dưỡng học sinh giỏi luôn có sẵn trong thư viện trường, đại đa số học sinh có ý thức học tập tốt, chịu khó tham khảo tài liệu hỏi thầy hỏi bạn trong việc giải các bài tập từ dễ đến khó. b. Những khó khăn: Thời lượng của bộ môn trên lớp ít chỉ có 1 tiết/ tuần mà các tiết chủ yếu là học kiến thức mới. Bên cạnh đó, một số học sinh với những kiến thức cơ bản của các em về chuyển động cơ học nắm bài chưa vững. 8 Chương 2. NHỮNG GIẢI PHÁP ĐÃ ĐƯỢC ÁP DỤNG Qua thực tế giảng dạy, nghiên cứu, tôi đưa ra một số các hoạt động của học sinh nhằm nâng cao chất lượng học tập phần “ Chuyển động cơ học” đối với học sinh như sau: 1. Hoạt động tìm hiểu lý thuyết cơ bản phần chuyển động cơ học * Tóm tắt lý thuyết Thông qua các ví dụ thực tế hình thành cho các em khái niệm về chuyển động cơ học , chuyển động đều, chuyển động không đều cụ thể a) Sự thay đổi vị trí của một vật so với các vật khác theo thời gian gọi là chuyển động cơ học. + Một vật có thể coi là đứng yên so với vật này nhưng lại là chuyển động so với vật khác. b) Chuyển động thẳng đều là chuyển động trong đó vật đi được những quãng đường bằng nhau trong những khoảng thời gian bất kỳ. + Chuyển động không đều là chuyển động mà vận tốc của vật có độ lớn thay đổi theo thời gian. c) Vận tốc của chuyển động thẳng đều cho biết mức độ nhanh hay chậm của chuyển động và được đo bằng quãng đường đi được trong 1 đơn vị thời gian: v = s /t. Trong đó : s: Quãng đường đi được.(m,km) t: Thời gian. (s, h) v: Vận tốc: m/s ; km/h 1m/s=100cm/s=3,6km/h Véc tơ vận tốc v có: - Gốc đặt tại 1 điểm trên vật - Hướng: trùng với hướng chuyển động - Độ dài tỷ lệ với độ lớn của vận tốc theo 1 tơ xích tuỳ ý cho trước d) Phương trình xác đinh vị trí của 1 vật: * Các bước lập phương trình: 9 - Chọn toạ độ gốc thời gian, chiều (+) của chuyển động - Viết phương trình: x = x0 ± vt x: Vị trí của vật so với gốc tại thời điểm bất kỳ x0 : Vị trí của vật so với gốc toạ độ tại t=0 “+”: Chuyển động cùng chiều dương “ – “ : Chuyển động ngược chiều dương Hệ quả: + Nếu hai hay nhiều vật gặp nhau: x1 = x2 = = xn + Nếu hai vật cách nhau 1 khoảng l: xảy ra 2 trường hợp: - Cách nhau 1 khoảng l trước khi gặp nhau và sau khi gặp nhau: x 2 – x 1 = l x1 – x 2 = l. e) Vẽ đồ thị chuyển động của vật: Bước 1: Lập phương trình, xác định vị trí của vật Bước 2 : Lập bảng biến thiên. Bước 3: Vẽ đồ thị Bước 4: Nhận xét đồ thị ( nếu cần) - Tổng hợp vận tốc: - Phương trình véc tơ v = v12 + v23 Hệ quả + Nếu hai chuyển động này cùng chiều: v13 = v12 + v23 + Nếu hai vật chuyển động ngược chiều: v13 = v12 – v23 * Bài tập vận dụng: Sau khi hướng dẫn học sinh tìm hiểu lý thuyết ta có thể đưa ra một số bài tập trắc nghiệm và tự luận cơ bản để các em khắc sâu phần lý thuyết: 10 Câu 1: Điền từ hay cụm từ thích hợp vào chỗ trống của những câu sau đây sao cho đúng nghĩa: a) Khi vị trí của 1 vật .. theo thời gian so với vật mới ta nói vật ấy đang so với vật mốc. b) Khi ..của 1 vật không thay đổi, so với vật mốc ta nói vật ấy đang .. so với vật mốc đó. Câu 2: Trong các trường hợp sau đây: a) Một viên bi được ném ra từ tay thầy giáo. b) Một chiếc lá rơi trong không gian. c) Một viên bi rơi từ trên cao xuống. d) Chuyển động đầu van xe đạp quanh trụ của bánh xe. e) Ngăn bàn được kéo ra. Chỉ rõ trường nào là chuyển động thẳng, chuyển động cong và chuyển động tròn? Câu 3: Trong các chuyển động sau đây chuyển động nào là chuyển động đều, chuyển động không đều? a) Chuyển động bay của một con chim b) Chuyển động của ô tô khi bắt đầu khởi hành c) Chuyển động của bánh xe với vận tốc không đổi d) Chuyển động của đoàn tàu vào ga Câu 4: Khi nói về chuyển động, hai học sinh phát biểu như sau: - Học sinh A: Khi vị trí của vật A thay đổi so với vật B thì vật A đang chuyển động so với vật B. - Học sinh B: Khi khoảng cách của vật A so với vật B thay đổi, thì vật A đang chuyển động so với vật B. Theo em, ý kiến nào đúng, ý kiến nào sai? Tại sao? (Tuỳ theo thời gian vận dụng lượng chương trình bồi dưỡng mà ta có thể đưa ra từ 1 đến 8 bài text nhỏ để các em khắc sâu kiến thức, lý thuyết). 11 2. Hoạt động phân tích phương pháp và vận dụng giải các dạng bài tập cơ bản: Giáo viên đưa ra một số loại bài tập cơ bản. Trong mỗi loại bài đều có việc phân tích lý thuyết, tìm ra phương pháp và vận dụng giải một số bài tập cơ bản. 2.1. Lập công thức đường đi, công thức vị trí của vật. Bài tập 1. Cùng một lúc có hai xe xuất phát từ hai điểm A và B cách nhau 60km , chúng chuyển động cùng chiều nhau. Xe thứ nhất khởi hành từ A với vận tốc v 1 = 30 km/h, xe hai khởi hành từ B với vận tốc v 2 = 40km/h (Hai xe đều chuyển động thẳng đều ). a) Tính khoảng cách giữa hai xe sau một giờ kể từ lúc xuất phát . b) Sau khi xuất phát được 1 giờ 30 phút xe thứ nhất đột ngột tăng tốc với vận tốc v1’ = 50 km/h. Hãy xác định thời điểm và vị trí hai xe gặp nhau . Phương pháp giải: a) Vẽ hình biểu diễn vị trí cuả hai xe ở thời điểm khởi hành . - Viết biểu thức đường đi của mỗi xe sau thời gian t, từ đó suy ra công thức định vị trí của mỗi xe đối với A. b) Vẽ hình biểu diễn vị trí cuả hai xe ở thời điểm sau khi xuất phát 1 giờ 30 phút. - Viết biểu thức đường đi của mỗi xe sau thời gian 1 giờ 30 phút , từ đó suy ra công thức định vị trí của mỗi xe đối với A. - Lập phương trình tính thời gian hai xe gặp nhau kể từ lúc xe 1 tăng tốc. - Xác định vị trí hai xe gặp nhau trong thời gian trên. Giải: a, Công thức xác định vị trí của hai xe : Giả sử hai xe chuyển động trên đoạn đường thẳng AN A M B N * Quãng đường mỗi xe đi được sau thời gian t = 1h là : 12 - Xe đi từ A: s1 = v1.t = 30x1 = 30 km - Xe đi từ B: s2 = v2t = 40x1 = 40 km Sau 1 giờ thì khoảng cách giữa hai xe là đoạn MN ( Vì sau 1 giờ xe 1 đi được từ A đến M, xe 2 đi được từ B đến N và lúc đầu hai xe cách nhau đoạn AB = 60 km ) Nên : MN = BN + AB – AM MN = s2 + s – s1 = 40 + 60 – 30 = 70 km b. A M’ B N’ Sau khi xuất phát được 1 giờ 30 phút thì quãng đường mà hai xe đi được là: - Xe 1 : s1 = v1 . t = 30 . 1,5 = 45 km - Xe 2 : s2 = v2 . t = 40. 1,5 = 60 km Khoảng cách giữa hai xe lúc đó là đoạn M’N’. Ta có : M’N’ = s2 + s – s1 = 60 + 60 – 45 = 75 km. Khi xe 1 tăng tốc với v1’ = 50 km/h để đuổi kịp xe 2 thì quãng đường mà hai xe đi được là : - Xe 1: s1’ = v1 . t = 50. t - Xe 2: s2’ = v2’. t = 40.t Khi hai xe gặp nhau tại C thì: s1’ = M’N’ + s2’ s1’ – s2’ = M’N’ Hay: 50 t – 40 t = 75 10t = 75 => t = 75/10 = 7,5 ( giờ ) Vị trí gặp nhau cách A một khoảng l (km) . Ta có : l = s1’ + s1 (Chính là đoạn AC ) Mà s1’ = v1’.t = 50 .7,5 = 375 km Do đó : l = 375 + 45 = 420 km Vậy sau 7,5 giờ kể từ lúc hai xe gặp nhau thì vị trí gặp nhau cách A một đoạn đường là 420 km. 13 Bài tập 2: Lúc 7 giờ một người đi xe đạp đuổi theo một người đi bộ cách anh ta 10 km. Cả hai người đều chuyển động đều với vận tốc là 12km/h và 4km/h. Tìm vị trí và thời gian người đi xe đạp đuổi kịp người đi bộ. Phương pháp giải: - Vẽ hình biểu diễn vị trí mà hai người khởi hành và quãng đường mà họ đi được trong thời gian t - Thiết lập công thức tính quãng đường của hai người - Xác định thời gian mà người đi xe đạp đuổi kịp người đi bộ - Xác định vị trí hai người gặp nhau Giải: A B C Gọi vận tốc và quãng đường mà người đi xe đạp là v1, s1 Gọi vận ttốc và quãng đường mà người đi bộ là v2, s2 Ta có : Người đi xe đạp đi được quãng đường là : s1 = v1.t Người đi bộ đi được quãng đường là : s2 = v2. t Khi người đi xe đạp đuổi kịp người đi bộ thì hai người sẽ gặp nhau tại C Hay: AC = AB + BC s1 = s + s2 v1.t = s + v2 .t ( v1 – v2 )t = s => t = s/( v1 – v2 ) => t = 1,25 giờ ) Vì xe đạp khởi hành lúc 7 giờ nên thời điểm mà hai người gặp nhau là t' = 7 + t = 7 + 1,25 = 8,25 giờ hay t' = 8 giờ 15 phút Vị trí gặp nhau cách A khoảng AC: AC = s1 = v1.t = 12 . 1,25 = 15 km Vậy vị trí mà hai người gặp nhau cách A khoảng 15 km. 14 2.2. Vẽ đồ thị đường đi, ý nghĩa giao điểm của đồ thị Bài tập: Tại hai điểm A và B trên cùng một đường thẳng cách nhau 30 km có hai xe cùng khởi hành một lúc, chạy cùng chiều AB. Xe ô tô khởi hành từ A với vận tốc 45 km/h. Sau khi chạy được nửa giở thì dừng lại nghỉ 1 giờ, rồi tiếp tục chạy với vận tốc 30km/h. Xe đap khởi hành từ B với vận tốc 15km/h a) Vẽ đồ thị đường đi của hai xe trên cùng một hệ trục toạ độ. b) Căn cứ vào đồ thị này xác định thời điểm và vị trí lúc hai xe đuổi kịp nhau. Phương pháp giải: a) Viết biểu thức đường đi của mỗi xe - Lập bảng biến thiên của đường đi s theo thời gian t kể từ vị trí khởi hành. - Vẽ hệ trụ toạ độ SOt có gốc toạ độ O trùng với A; gốc thời gian là lúc hai xe xuất phát. - Căn cứ vào bảng biến thiên, biểu diễn các điểm thuộc đồ thị lên hệ trục toạ độ (chỉ cần xác định hai điểm). Nối các điểm này lại ta được đồ thị b) Từ điểm giao nhau chiếu xuống trục hoành Ot ta được thời điểm hai xe đuổi kịp nhau, chiếu xuống trục tung OS ta được vị trí hai xe đuổi kịp nhau cách A là bao nhiêu. Giải: a) Vẽ đồ thị đường đi của hai xe: Đường đi của hai xe từ điểm xuất phát: - Xe ô tô, tính từ A • 1 giờ đầu: s1 =v1 t= 45.1 = 45km • 1 giờ nghỉ: s1 =45 km Sau hai giờ: s1= 45 + v1 t s1 = 45 +30 t - Xe đạp, tính từ B: s2 = v2 t = 15t . Bảng biến thiên: 15 t(h) 0 1 2 3 s1 (km) 0 45 45 75 s2 (km) 0 15 b) Thời điểm và vị trí đuổi kịp nhau: Giao điểm của hai đồ thị là I và K - Giao điểm I có toạ độ (1;45). Vậy sau một giờ xe ô tô đuổi kịp xe đạp, vị trí này cách A 45km - Giao điểm K có toạ độ : (3;75). Vậy sau 3 giờ xe ô tô lại đuổi kịp xe đạp và vị trí này cách A 75km. Sau 3 giờ ô tô luôn chạy trước xe đạp. 2.3. Tính vận tốc trung bình. Bài 1: Tính vận tốc trung bình của một vật trong hai trường hợp sau: a) Nửa thời gian đầu vật chuyển động với vận tốc v 1, nửa thời gian sau vật chuyển động với vận tốc v2. b) Nửa quãng đường đầu vật chuyển động với vận tốc v 1, nửa quãng đường sau vật chuyển động với vận tốc v2. c) So sánh vận tốc trung bình trong hai trường hợp câu a) và b). áp dụng : v1 = 40km/h, v2 = 60km/km Phương pháp giải: a) Dựa vào công thức vận tốc trung bình v= s/t để tính các quãng đường vật đi được s1 , s2 và s trong nửa thời gian đầu, nửa thời gian sau và cả thời gian t, kết hợp 3 biểu thức s 1,s2 và s3 ở trên trong mối quan hệ s = s 1 + s2 để suy ra vận tốc trung bình va b) Dựa vào công thức v=s/t để tính các khoảng thời gian t 1, t2 và t mà vật đi nửa quãng đường đầu, nửa quãng đường sau và cả quãng đường. Kết hợp ba biểu thức t1, t2 và t trong mối quan hệ t = t1 + t2 để suy ra vận tốc trung bình của vb c) Ta xét hiệu va – vb. Giải: a) Tính vận tốc trung bình va: Quãng đường vật đi được. 16 - Trong nửa thời gian đầu: s1 = v1.t/2 (1) - Trong nửa thời gian sau: s2 = v2.t /2 (2) - Trong cả khoảng thời gian: s = va.t (3) Ta có: s = s1 + s2 (4) Thay (1), (2) , (3) vào (4) ta được: va . t = v1.t/2 + v2 t/2 va = 50km/h b) Tính vận tốc trung bình vb Thời gian vật chuyển động: - Trong nửa quãng đường đầu: t1 = s/2v1 (5) - Trong nửa quãng đường sau: t2 = s/2v2 (6) - Trong cả quãng đường: t = s/vb (7) Ta có: t = t1 + t2 (8) Thay (5), (6), (7) vào (8) ta được: vb = 48km/h c) So sánh va và vb Xét hiệu: va - vb Dấu bằng xảy ra khi: v1 = v2 Bài 2: Một người dự định đi bộ trên một quãng đường với vận tốc không đổi 5 km/h. Nhưng đi đến đúng nửa đường thì nhờ được một bạn đèo xe đạp và đi tiếp với vận tốc không đổi 12 km/h do đó đến sớm hơn dự định 28 phút. Nếu người ấy đi bộ hết toàn bộ quãng đường thì hết bao nhiêu lâu ? Phương pháp giải: - Thiết lập công thức tính độ dài quãng đường dựa theo công thức tính vận tốc và thời gian đến sớm hơn dự định - Tính thời gian đi bộ và thời gian đi nhờ xe đạp - Tính thời gian đi toàn bộ đoạn đường Giải: 17 Gọi chiều dài mỗi nửa quãng đường là S ( km ) Theo đầu bài ta có : t1 = t2 + 28/60 Hay: s/5 = s/12 + 28/60 s/5 - s/12 = 28/60 hay 12s – 5s = 28 => s = 28/7 = 4 km Thời gian đi bộ: t1 = s/ v1 = 4/5 ( giờ ) Thời gian đi xe đạp : t2 = s/ v2 = 4/12 = 1/3 ( giờ ) Thời gian đi bộ hết toàn bộ quãng đường là: t = t1 + t2 = 4/5 +1/3 = 17/15 = 1 giờ 8 phút Vậy người đó đi bộ toàn bộ quãng đường hết 1 giờ 8 phút. 2.4. Bài toán tính tương đối của chuyển động. Bài 1: a) Hai bên A,B của một con sông thẳng cách nhau một khoảng AB= s. Một ca nô xuôi dòng từ A đến B mất thời gian là t1, còn ngược dòng từ B đến A mất thời gian là t2. Hỏi vận tốc v1 của ca nô và v2 của dòng nước. áp dụng: s = 60km, t1 = 2h, t2 = 3h. b) Biết ca nô đi xuôi dòng từ A đến B mất một thời gian t1, đi ngược dòng từ B đến A mất thời gian t2. Hỏi tắt máy để cho ca nô trôi theo dòng nước từ A đên B thì mất thời gian t là bao nhiêu?áp dụng t1 = 2h , t2= 3h. Phương pháp giải: a) Áp dụng công thức hợp vận tốc: v = v 1 +v2 trong trường hợp, v 1 và v2 cùng phương , cùng chiều lúc xuôi dòng, để lập hệ phương trình hai ẩn số. b) Ngoài hai phương trình lúc xuôi dòng và lúc ngược dòng như câu a, ở đây còn phải lập thêm một phương trình lúc ca nô trôi theo dòng nước. Giải hệ 3 phương trình ta tính được thời gian t. Giải: a) Tính vận tốc v, của ca nô và v2 ,của dòng nước: Vận tốc ca nô đối với bờ sông: - Lúc xuôi dòng: v = v1 +v2 = s/t1 (1) - Lúc ngược dòng: v’ = v1 – v2 = s/t2 (2) 18 Lấy (1) cộng (2) theo vế, ta có: v1 = 25 (km/h) Từ (1) suy ra: v2 = 5 (km/h) b) Thời gian ca nô trôi theo dòng nước từ A đến B. Vận tốc ca nô đối với bờ sông: - Lúc xuôi dòng: v = v1 + v2 - Lúc ngược dòng: v = v1 – v2 Thời gian chuyển động của ca nô: - Lúc xuôi dòng: t1 = s/ (v1+ v2) (5) - Lúc ngược dòng: t2 = s/ (v1 – v2) (6) - Lúc theo dòng: t = s/v2 (7) Từ (5) và(6) ta có: s = v1t1 + v2t1 = v1t2 – v2t2 v2. (t1+t2) = v1(t2-t1) v1 = 5.v2 (8) Thay (8) vào (5) ta có: t1 =10/v2 (9) Thế (8) và (9) vào (7) ta được t =12 h Bài 2: Hai đoàn tàu chuyển động đều trong sân ga trên hai đường sắt song song nhau. Đoàn tàu A dài 65 mét, đoàn tàu B dài 40 mét. Nếu hai tàu đi cùng chiều, tàu A vượt tàu B trong khoảng thời gian tính từ lúc đầu tàu A ngang đuôi tàu B đến lúc đuôi tàu A ngang đầu tàu B là 70 giây Nếu hai tàu đi ngược chiều thì từ lúc đầu tàu A ngang đầu tàu B đến lúc đuôi tàu A ngang đuôi tàu B là 14 giây Tính vận tốc của mỗi tàu. Phương pháp giải: - Vẽ sơ đồ biểu diễn sự chuyển động hai trường hợp đi cùng chiều và đi ngược chiều của hai tàu - Xác định quãng đường mà hai tàu đi được trong thời gian t1 = 70 giây và t2 = 14 giây 19 - Thiết lập công thức tính vận tốc của hai tàu dựa trên cơ sở của chiều dài hai tàu và thời gian đó - Lập và giải hệ phương trình bậc nhất hai ẩn số Giải: * Khi hai tàu đi cùng chiều . Ta có : - Quãng đường tàu A đi được : sA = vA . t - Quãng đường tàu B đi được : sB = vB . t Ta thấy : sA - sB = lA + lB ( vA – vB )t = lA + lB => vA – vB = 1,5 ( m/s ) ( 1 ) * Khi hai tàu đi ngược chiều . Ta có : - Quãng đường tàu A đi được là : sA = vA . t’ - Quãng đường tàu B đi được là : sB = vB .t’ Theo hình vẽ ta có : sA + sB = lA + lB hay ( vA + vB ) t’ = lA + lB => vA + vB = = 7,5 ( m/s ) ( 2 ) Từ ( 1 ) và ( 2 ) . Ta có hệ phương trình : vA – vB = 1,5 ( 1’ ) vA + vB = 7,5 ( 2’ ) Từ ( 1’ ) => vA = 1,5 + vB thay vào ( 2’ ) ( 2’) 1,5 + vB + vB = 7,5 2 vB = 6 => vB = 3 ( m/s ) Khi vB = 3 => vA = 1,5 + 3 = 4,5 ( m/s ) Vậy vận tốc của mỗi tàu là : Tàu A với vA = 4,5 m/s Tàu B với vB = 3 m/s. Sau khi tìm hiểu phương pháp vận dụng giải 1 số bài tập cơ bản nhất. Học sinh có thể làm rõ 1 số bài tập củng cố cho mỗi dạng bài tập để khắc sâu , hiểu và ghi nhớ các dạng bại tập chuyển động cơ học trong thực tế. 20 Chương 3. KIỂM CHỨNG CÁC GIẢI PHÁP ĐÃ ĐƯỢC TRIỂN KHAI CỦA SÁNG KIẾN. Với phương pháp dạy gắn lý thuyết vào bài tập và gắn bài tập với thực tế cuộc sống chuyển động giúp cho các em tiếp thu kiến thức một cách độc lập tích cực và sáng tạo. Do đó học sinh hứng thú hiểu bài sâu sắc từ đó vận dụng linh hoạt nâng cao. Qua đối chứng và kinh nghiệm bằng các bài test các bài khảo sát tôi thấy chất lượng học sinh khi học phần chuyển động cơ học này được nâng lên rõ rệt. Các em đã biết tự củng cố ôn luyện các kiến thức bài tập biết phối hợp kiến thức vào thực hành giải bài tập. Cụ thể kết quả khảo sát sau khi áp dụng biện pháp: Lớp 8A: 42 hs Năm học 2021- 2022 Giỏi: 38 em = 90,5% Khá: 4 em = 9,5% Trung bình : 0 em = 0% Phần III: KẾT LUẬN 1. Những vấn đề quan trọng nhất được đề cập đến của SKKN. - Kinh nghiệm rút ra từ sáng kiến này có thể áp dụng cho công tác bồi dưỡng học sinh giỏi các lớp 8,9 bậc THCS. Giúp hệ thống hoá cho các em những kiến thức cơ bản 1 cách có hệ thống, sâu rộng, phát triển tư duy vật lý. - Để nâng cao chất lượng giảng dạy phần chuyển động cơ học được nêu ra trong đề tài này có sự phối hợp linh hoạt các phương pháp giảng dạy. Tuỳ theo từng vùng , miền từng đối tượng học sinh mà người giáo viên có thể áp dụng khác nhau cho phù hợp. 2. Hiệu quả thiết thực của SKKN nếu được triển khai thực hiện - Khuyến khích học sinh, tạo niềm say mê, hứng thú cho học sinh, có hướng “mở” về kiến thức giúp cho học sinh có “yêu cầu” tự đọc sách tự khai thác. - Có thể áp dụng cho công tác bồi dưỡng học sinh giỏi các lớp 8,9 bậc THCS. Là tài liệu tham khảo nâng cao chuyên môn cho giáo viên vật lý bậc THCS. - Đề tài này đã được Hội đồng khoa học nhà trường thẩm định đưa ra áp
File đính kèm:
nang_cao_nang_luc_giai_bai_toan_chuyen_dong_co_hoc_mon_vat_l.doc
