(SKKN CHẤT 2020) CHUYÊN đề bồi DƯỠNG học SINH GIỎI môn vật lý phương pháp giải bài tập vật lý THCS phần chuyển động cơ học

Qua thực tế giảng dạy Vật lý ở trường THCS nói chung và bộ môn Vật lý 8 nói riêng, tôi nhận thấy HS còn gặp rất nhiều khó khăn, lúng túng khi giải cácbài tập Vật lý về chuyển động, mặc d

Trang 1

Giáo viên : Lê Minh Ngọc 

Dự kiến số tiết bồi dưỡng: 12 tiết

Đối tượng bồi dưỡng: Học sinh giỏi lớp 8

THCS phần : Chuyển động cơ họ c 

Trang 2

Gi¸o viªn : Lª Minh Ngäc 

cạnh việc bồi dưỡng kiến thức chuyên môn, việc phát huy tính tích cực của HS

có ý nghĩa hết sức quan trọng Bởi vì, xét cho cùng công việc giáo dục phải

được tiến hành trên cơ sở tự nhận thức, tự hành động, việc khơi dậy phát triển ýthức năng lực tư duy, bồi dưỡng phương pháp, định hướng để tự học là con

đường phát triển tối ưu của giáo dục Cũng như các môn học khác, học Vật lý lạicàng cần phát triển năng lực tích cực, năng lực tư duy của học sinh (HS) để

không phải chỉ biết mà còn phải hiểu để giải thích hiện tượng Vật lý cũng như

áp dụng kiến thức và kỹ năng vào các hoạt động trong cuộc sống gia đình và

cộng đồng

Trong khuôn khổ trường THCS, bài tập Vật lý là một khâu quan trọngtrong quá trình dạy và học Vật lý Việc giải bài tập Vật lý giúp HS củng cố đàosâu, mở rộng kiến thức cơ bản của bài giảng, xây dựng củng cố kỹ năng kỹ xảovận dụng lý thuyết vào thực tiễn, là biện pháp quí báu để phát triển năng lực tưduy của HS, có tác dụng sâu sắc về mặt giáo dục tư tưởng, đạo đức lớn Vì thếtrong việc giải bài tập Vật lý mục đích cơ bản cuối cùng không phải chỉ tìm rađáp số, tuy điều này cũng quan trọng và cần thiết, mục đích chính của việc giải

là ở chỗ người làm bài tập hiểu được sâu sắc hơn các hiện tượng, khái niệm vàđịnh luật Vật lý, biết vận dụng chúng vào những vấn đề thực tế trong cuộc sống,trong lao động

Qua thực tế giảng dạy Vật lý ở trường THCS nói chung và bộ môn Vật lý

8 nói riêng, tôi nhận thấy HS còn gặp rất nhiều khó khăn, lúng túng khi giải cácbài tập Vật lý về chuyển động, mặc dù các em đã có một số vốn kiến thức về

toán chuyển động ở tiểu học Điều này ít nhiều ảnh hưởng đến chất lượng dạy vàhọc

Trong chương trình và nội dung sách giáo khoa việc rèn luyện kỹ nănggiải bài tập Vật lý bậc THCS gần như chưa được chú trọng, vì trong cả 3 nămhọc Vật lý 6, 7, 8 số tiết bài tập ở trên lớp là rất ít Dẫn đến l kết quả là HS bậcTHCS về kỹ năng giải bài tập Vật lý còn nhiều hạn chế hay nói cách khác là cònrất yếu 100% GV cho rằng: “ Không có thời gian dành cho việc rèn luyện kỹ

năng giải bài tập cho HS” Nên phần lớn HS chưa nắm được phương pháp giảibài tập Vật lý, nhất là bài tập định lượng

download by : skknchat@gmail.com

Trang 3

Gi¸o viªn : Lª Minh Ngäc

III Đối tượng nghiên cứu:

+ Nghiên cứu cơ sở lý luận về phương pháp giải một số dạng bài tập Vật lý

về “Chuyển động cơ học”.

IV Phương pháp nghiên cứu:

+ Phương pháp chính: Tổng kết kinh nghiệm

+ Phương pháp hỗ trợ:

- Phương pháp điều tra cơ bản

- Phương pháp nghiên cứu tài liệu : các loại sách tham khảo, tài liệu

phương pháp dạy vật lý

V Giới hạn đề tài:

- Đề tài này được nghiên cứu với học sinh lớp 8 và dùng cho học sinh

giỏi cấp trường,cấp huyện cho học sinh trong đội tuyển học sinh giỏi bộ mônVật lý 8 trường THCS Tử Du – Lập Thạch – Vĩnh Phúc

- Về mặt kiến thức kỹ năng đề tài chỉ nghiên cứu một số dạng bài tập vềchuyển động thường gặp ở Vật lý lớp 8 và một số dạng bài tập khá phổ biếntrong chương trình bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lý

VI Phạm vi và kế hoạch nghiên cứu:

- Kế hoạch thực hiện đề tài: Đề tài bắt đầu nghiên cứu từ tháng 8 năm 2012, được thử nghiệm trong năm học 2012 – 2013

- Đề tài được áp dụng đối với học sinh lớp 8 đại trà và bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi môn Vật lý lớp 8 của trường THCS Tử Du

Ph¬ng ph¸p gi¶i bµi tËp VËt lý 2

Trang 4

Đơn vị : trờng thcs Tử Du

PHẦN II: PHẦN NỘI DUNG

I Kiến thức cơ bản về chuyển động cơ học:

* Vận tốc đặc trưng cho sự nhanh hay chậm của chuyển động

* Đơn vị vận tốc phụ thuộc vào đơn vị của thời gian (t) và đơn vị của

quóng đường (S); km/h; m/s

* Vận tốc là đại lượng vộctơ Vộc tơ vận tốc cú

+ Gốc đặt tại vật+ Phương trựng với phương chuyển động+ Chiều trựng với chiều chuyển động

THCS phần : Chuyển động cơ họ c 

Trang 5

§¬n vÞ : trêng thcs Tö Du

a Định nghĩa : Chuyển động đều là chuyển động mà vận tốc có độ lớn

không thay đổi theo thời gian

Trong chuyển động thẳng đều véc tơ vận tốc là không đổi cả về chiều và

- Chọn chiều (+) của chuyển động

- Phương trình chuyển động của vật có dạng:

x = x0 ± vtx: 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

Biểu thức mang dấu “+”: nếu chuyển động cùng chiều dương

Biểu thức mang dấu “ – “ nếu vật 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: sảy ra 2 trường hợp: Các nhau 1

khoảng l trước khi gặp nhau và sau khi gặp nhau: x 2 – x 1 =l

Trang 6

-Chuyển động cùng chiều dương ta có đồ thị có dạng:

-Chuyển động ngược chiều dương ta có đồ thị có dạng

4) Tính tương đối của chuyển động

- Đối với các vật được chọn làm mốc khác nhau vận tốc của một vật là khácnhau

Trang 7

5) Chuyển động không đều

Định nghĩa: Chuyển động đều là chuyển động mà vận tốc có độ lớn thay

đổi theo thời gian

Trong chuyển động thẳng biến đổi ta chỉ có thể nói tới vận tốc trung bình củavật

Công thức tính vận tốc trung bình của chuyển động không đều:

Vtb= = = =

II Phân loại bài tập về chuyển động cơ học:

Các dạng bài tập thường gặp:

A Chuyển động đều:

1 Bài toán xác định vị trí và thời điểm các vật gặp nhau hoặc thời điểm

và vị trí các vật cách nhau một khoảng cho trước:

Dạng 1: Bài toán về hai vật chuyển động cùng chiều gặp nhau

Dạng 2: Bài toán về hai vật chuyển động ngược chiều gặp nhau

2 Bài toán có liên quan đến đồ thị chuyển động

3 Bài toán về hợp vận tốc:

Dạng 1: Bài toán về hợp vận tốc cùng phương

Dạng 2: Bài toán về hợp vận tốc đồng quy

B Chuyển động không đều:

Ph¬ng ph¸p gi¶i bµi tËp VËt lý 6

Trang 8

Dạng 1: Chuyển động cú vận tốc biến đổi theo quy luật

Dạng 2: Bài tập liờn quan đến vận tốc trung bỡnh:

III Phương phỏp giải cỏc dạng bài tập phần chuyển động cơ học :

A Cỏc bài toỏn về chuyển động đều:

1 Bài toỏn xỏc định vị trớ và thời điểm cỏc vật gặp nhau hoặc thời điểm

và vị trớ cỏc vật cỏch nhau một khoảng cho trước:

Phương phỏp giải:

Cú hai cỏch giải cơ bản đối với dạng toỏn này:

Cỏch 1 Dựng cụng thức đường đi ( Sẽ trỡnh bày cụ thể ở phần tổng quỏt) Cỏch 2 Dựng phương trỡnh tọa độ

+ Viết phơng trình của các chuyển động

+ Căn cứ vào phơng trình của các chuyển động và yêu cầu

của bài toán xác định tính chất của chuyển động.

+ Giải và biện luận kết quả của bài toán.

* Chỳ ý

Với cỏch này thỡ khi hai vật gặp nhau chỳng phải cú tọa độ như nhau

nghĩa là:

X 1 =X 2 từ đú suy ra kết quả

Dạng 1: Hai vật chuyển động cựng chiều gặp nhau :

Giả sử hai vật xuất phỏt cựng một lỳc từ hai địa điểm A và B, đi cựng chiềutheo hướng từ A đến B Vật xuất phỏt từ A đi với vận tốc v1, vật xuất phỏt từ Bvới vận tốcV2 (V1> V2) Xỏc định thời điềm và vị trớ nơi hai vật gặp nhau

Trang 9

Gọi S1, t1 là quãng đường, thời gian vật A đi tới chỗ gặp G

Gọi S2, t2 là quãng đường, thời gian vật B đi tới chỗ gặp G

Ta có: S1 = AG = V1t1

S2 = BG = V2t2

Vì hai vật xuất phát cùng một lúc nên thời gian hai vật đi để gặp nhau là :

t = t1 = t2 và quãng đường vật đi từ A đi được hơn quãng đường vật đi từ B điđược là S = AB = S1 - S2 (là khoảng cách ban đầu giữa hai vật)

Do đó : S = AB = S1 - S2 = AG - BG = V1t1 – V2t2 = t(V1 –V2)

t =

Tổng quát: Nếu hai vật xuất phát cùng một lúc chuyển động cùng chiều và đuổi

kịp nhau: khi gặp nhau, hiệu quãng đường các vật đã đi bằng khoảng cách ban đầu giữa hai vật: S = AB = S1 - S2

Và: thời gian chuyển động của hai vật kể từ lúc xuất phát cho đến khi đuổi kịp nhau là bằng nhau: t = t 1 = t 2

Chú ý : Nếu hai vật xuất phát không cùng lúc thì ta tìm t 1 , t 2 dựa vào thời điểm xuất phát và lúc gặp nhau.

Công thức thường gặp trong chuyển động cùng chiều là: (1)

Trong đó t là thời gian hai động tử gặp nhau S là khoảng cách lúc đầu giữa hai động tử, v 1 , v 2 là vận tốc của chúng.

Ví dụ 1: Hai ôtô khởi hành cùng một lúc từ hai địa điểm A và B cách nhau

24 km, cùng chuyển động về một phía ( theo hướng từ A đến B)và đuổi kịp nhautại địa điểm G Xe khởi hành từ A có vận tốc 50km/h.Xe khởi hành từ B có vận

km? ( Coi chuyển động của hai xe là đều )

Trang 10

Gọi S2,v2,t2 là quãng đường,vận tốc,thời gian của ô tô đi từ B đến G

Gọi S là khoảng cách ban đầu của 2 xe

Do xuất phát cùng lúc nên khi gặp nhau thì thời gian chuyển động:

t1 = t2 = tThời gian hai xe đi để đuổi kịp nhau là:

Vậy sau 2,4 giờ, kể từ lúc xuất phát thì hai xe đuổi kịp nhau

Chỗ gặp nhau cách A một khoảng là AG = S1 = v1t1 = 50 2,4 = 120 km

Cách 2: Giải bằng phương trình tọa độ:

Chọn đường thẳng AB làm trục toạ độ, điểm A làm gốc toạ độ, chiều dương từ

từ A đến B Gốc thời gian là lúc hai xe bắt đầu khởi hành

Đối với xe đi từ A vị trí ban đầu có toạ độ Xo1 = 0

Hai xe gặp nhau sau 2,4 giờ và vị trí gặp nhau cách A một khoảng 120 km

Ví dụ 2: Một vật xuất phát từ A chuyển động đều về B cách A 100m với vậntốc 15m/s Cùng lúc đó, một vật khác xuất phát từ B và cũng chuyển động đềutheo hướng AB Sau 20s chúng đuổi kịp nhau Tính vận tốc của vật thứ hai vàxác định vị trí nơi hai vật gặp nhau

Trang 11

Trang 12



Do xuất phát cùng lúc nên khi gặp nhau thì thời gian chuyển động: t1 = t2 = t

Thời gian hai vật đi để gặp nhau là :

Vậy vận tốc của vật thứ hai là 10m/s

Nơi hai vật gặp nhau cách A một khoảng là:

AG = S1= V1t1= 15.20 = 300m

Ví dụ 3: Ba người đi xe đạp từ A đến B với vận tốc không đổi Người thứ nhất

và người thứ hai xuất phát cùng một lúc với các vận tốc tương ứng là:

v1 = 10km/h và v2 = 12km/h Người thứ ba xuất phát sau hai người nóitrên 30 phút Khoảng thời gian giữa hai lần gặp của người thứ ba với 2 người đitrước là 1 giờ Tính vận tốc của người thứ ba

Hướng dẫn:

Yêu cầu các em đọc kỹ đầu bài và phân tích các dữ kiện của bài toán Ba người xuất phát cùng một lúc và cùng chuyển động từ A đến B

Đây là bài tập dạng chuyển động cùng chiều nên ta sử dụng công thức (1)

và giải toán bằng cách lập phương trình

Gọi vận tốc của người thứ ba là x (km/h) (x > 12)

Sau 30 phút quãng đường người thứ nhất đi được là: S1 = v1.t = 10 = 5 (km)Sau 30 phút quãng đường người thứ hai đi được là: S

Trang 13

Thời gian người thứ ba gặp người thứ hai là:

Khoảng cách giữa hai lần gặp nhau là 1 giờ nên ta có phương trình

Giải phương trình trên ta tìm được: x1 = 15 (thoả mãn); x2 = 8 (khôngthoả mãn)

Vậy vận tốc của người thứ ba là 15km/h

Đáp số: 15 km/h

Dạng 2: Hai vật chuyển động ngược chiều gặp nhau:

Giả sử hai vật xuất phát cùng một lúc từ hai địa điểm A và B, đi ngược chiều

nhau Vật xuất phát từ A đi với vận tốc V1, vật xuất phát từ B với vận tốc V2

Xác định thời điềm và vị trí nơi hai vật gặp nhau

Gọi S1, t1 là quãng đường, thời gian vật A đi tới chỗ gặp G

Gọi S2, t2 là quãng đường, thời gian vật B đi tới chỗ gặp G

Ta có: S1 = AG = V1t1

t = t1 = t2 và tổng quãng đường hai vật đi được là S = AB = S1 + S2 (là khoảngcách ban đầu giữa hai vật)

Do đó : S = AB = S1 + S2 = AG + BG = V1t1 + V2t2 = t.(V1 +V2)

Tổng quát: Nếu hai vật xuất phát cùng một lúc chuyển động ngược chiều: khi

gặp nhau, tổng quãng đường các vật đã đi bằng khoảng cách ban đầu giữa hai vật S = AB = S1 + S2 ; và thời gian chuyển động của hai vật kể từ lúc xuất phát

cho đến khi gặp nhau là bằng nhau: t = t 1 = t 2

Trang 14

Công thức thường được sử dụng khi làm bài tập là: (2)

t là thời gian 2 vật gặp nhau, S là khoảng cách ban đầu giữa hai động tử v 1 , v 2 là các vận tốc của chúng.

Ví dụ 1 Hai ôtô cùng khởi hành một lúc từ hai điểm A và B cách nhau 60 km,

chuyển động ngược chiều nhau Vận tốc của xe đi từ A là 40 km/h của xe đi

từ B là 20 km/h Tìm thời điểm và vị trí hai xe gặp nhau

Chọn đường thẳng AB làm trục toạ độ, điểm A làm gốc toạ độ, chiều dương từ

từ A đến B Góc thời gian là lúc hai xe bắt đầu khởi hành

Đối với xe đi từ A vị trí ban đầu có toạ độ Xo = o

Vận tốc V1 = + 40 km/h

Toạ độ X1 được tính theo công thức

X1 = 40t

Đối với xe khởi hành từ B, vị trí ban đầu có toạ độ Xo = 60km

Vận tốc V2 = - 20km/h (V2 có dấu âm vì ngược chiều với õx)

Toạ độ X2 ở thời điểm t đưọc tính theo công thức

12

Trang 15

Trang 16

Trang 17

Trang 18

Vớ dụ 3: Cựng một lỳc tại hai địa điểm A và B trờn một đường thẳng cỏch nhau

3000m, cú hai xe chuyển động thẳng đều đi ngược chiều đến gặp nhau Xe đi từ

A cú vận tốc 10m/s Xe đi từ B cú vận tốc 20m/s

a/ Một người ngồi trờn xe đi từ A sẽ nhỡn thấy xe B chuyển động với vậntốc là bao nhiờu ?

b/ Sau thời gian bao lõu hai xe gặp nhau ?

Giải: a/ Vỡ xe đi từ A chuyển động ngược chiều với xe đi từ B nờn người ngồi

trờn xe A cũng chuyển động ngược chiều với xe Bvà vận tốc của người ngồi trờn

xe A đỳng bằng vận tốc của xe đi từ A Nờn người đú sẽ thấy xe B chuyển độngvới vận tốc là: V = VA + VB = 10 + 20 = 30 m/s

b/ Thời gian hai xe đi để gặp nhau:

t = S / (VA +VB) = 3000 / (20 +10 ) = 100 (s)

2 Bài tập chuyển động cú liờn quan đến đồ thị chuyển động của vật:

2.1 Phương phỏp giải:

Bước 1: Lập phương trỡnh, xỏc định vị trớ của vật

Bước 2 : Lập bảng biến thiờn của đường đi S theo thời gian t kể từ vị trớ khởi hành

Bước 3: Vẽ đồ thị :

- Căn cứ vào bảng biến thiờn, biểu diễn cỏc điểm thuộc đồ thị lờn hệ trục toạ độ( chỉ cần xỏc định hai điểm) Nối cỏc điểm này lại ta được đồ thị Bước 4: Nhận xột đồ thị ( nếu cần).

Từ điểm giao nhau chiếu xuống trục hoành Ot ta được thời điểm hai xe đuổi kịp nhau, chiếu xuống trục tung Ox ta được vị trớ hai vật gặp nhau

2.2 Một số bài tập VD về sử dụng phương phỏp vẽ đồ thị:

Vớ dụ 1:Cho đồ thị chuyển động của hai xe đợc vẽ trên hình

a Nêu đặc điểm của mỗi chuyển động Tính thời điểm

S(km )hai xe gặp nhau, lúc đó hai xe đi đợc quãng đờng bao

Trang 19

A 2 4

download by : skknchat@gmail.com 3

t(h) 1

Trang 20

Hớng dẫn giải:

a Xe thứ nhất chuyển động từ A đến B gồm 3 giai đoạn:

- Đoạn AC

t = 2 – 1/2= 3/2h - Đoạn CD

+ Nghỉ tại đó trong thời gian

+ Tiếp tục chuyển động về B trong thời gian 3 - 2 = 1h với vận

tốc

= 30 (km/h) - đoạn DE

* Xe thứ hai chuyển động từ B về A với vận tốc

= 12,5 (km/h)Hai xe bắt đầu chuyển động cùng lúc

Khi hai xe gặp nhau, mỗi xe đã đi mất một thời gian

tQuãng đờng xe I đi đợc

Vậy hai xe gặp nhau sau 2h17ph kể từ lúc chuyển động

Quãng đờng mỗi xe đi đợc là

Trang 21

Lúc 10 giờ một người đi xe đạp với vận tốc 10km/h gặp một người đi bộ đi

ngược chiều với vận tốc 5km/h trên cùng một đường thẳng Lúc 10 giờ 30’

người đi xe đạp dừng lại, nghỉ 30’ rồi quay trở lại đuổi theo người đi bộ với vậntốc như trước.//// chuyển động của hai người là đều

Vẽ đồ thị toạ độ – thời gian của hai người

Căn cứ vào đồ thị xác định vị trí và thời điểm khi hai người gặp nhau lần thứ

- Phương trình chuyển động của người đi bộ

Sau thời gian t toạ độ của người đi bộ X1 = V.t (Xo = 0)

Sau khi thời gian t toạ độ người đi xe đạp X2 = - V2 t

Người đi xe đạp sau thời gian t thì nghĩ lại thời gian t1 (tại B)

Trang 22

050

Trang 23

Nhìn vào đồ thị ta thấy Đồ thị chuyển động của người đi bộ là đường thẳng 0A

đồ thị của người đi xe đạp là đường gấp khúc 0BBC

Điểm D biểu diễn chỉ hai ngườ gặp nhau lần thứ 2 cách chổ gặp nhau lần thứ

nhất 15 km theo chiều chuyển động của người đi bộ vào lúc 3h nghĩa là lúc 10h+ 3h = 13h (1 giờ chiều)

Ví dụ 3 :

Hai chiếc xe ôtô chuyển động trên cùng một đường thẳng có đôg thị đường điđược biểu diễn như (h vẽ)

Căn cứ vào đồ thị 1 và 2 hãy so sánh chuyển động của 2 xe

Từ đồ thị hãy xác định thời điểm, quãng đường đi và vị trí của 2 xe khi chúnggặp nhau, khi chúng xa nhau 30 km

Từ đồ thị lập công thức đường đi và công thức xác định vị trí của mỗi xe đối vớiđiểm A

Nghiệm lại kết quả của câu b bằng tính toán

s(k

10 m)

(I) 0

(II)

4

M 0

Trang 24

download by : skknchat@gmail.)com

Trang 25

Hướng dẫn giải

Căn cứ vào chiều dương của trục thời gian để xác định diểm đầu của đồ thị

Từ toạ độ điểm đầu của đò thị suy ra thời điểm và vị trí khởi hành của mỗi xe.Căn cứ chiều đi lên hay xuống của đồ thị đối với trục Ax để suy ra chiều

chuyển động

Căn cứ vào số liệu ghi trên đồ thị và công thức để tính vận tốc

Toạ độ của giao điểm G trên đồ thị là thời điểm và vị trí hai xe gặp nhau

Từ thời điểm t = 2,5h và t = 3,5h kẻ các đuờng thẳng song song với trục toạ độ

Ax cắt đồ thị tại các điểm IK và MN Hiệu tung độ của các điểm đó phải bằng30

Giải

So sánh chuyển động của hai xe:

Tính chất chuyển động của hai xe là thẳng đều vì đồ thị đường đi là những

đường thẳng

Thời điểm xuất phát là khác nhau Xe 1 xuất phát truớc xe 2 là 2 giờ

Xe 1 xuất phát từ B, xe 2 xuất phát từ A AB cách nhau 100km

Hai xe chuyển động ngược chiều nhau

Vận tốc xe 1:

t0 = 0 So = 0

t = 3 h S = 100 – 40 = 60

= 20 (km/h)Vận tốc xe 2

T0 2h S0 = 0 t = 3h S = 40km

Thời điểm và vị trí hai xe gặp nhau

Toạ độ của giao điểm G của hai đồ thị cho biết

Hai xe gặp nhau sa 3 giờ kể từ khi xe 1 khởi hành từ B

Định dạng
Số trang	51
Dung lượng	901,48 KB

(SKKN CHẤT 2020) CHUYÊN đề bồi DƯỠNG học SINH GIỎI môn vật lý phương pháp giải bài tập vật lý THCS phần chuyển động cơ học

Phơng pháp giải bài tập