(SKKN mới NHẤT) SKKN phương pháp giải bài toán về chuyển độn g cơ học

Vì vậy hiểu vật lý có giá trị to lớntrong đời sống và sản xuất, đặc biệt trong cuộc công nghiệp hoá vàhiện đại hoá đất nớc.Căn cứ vào nhiệm vụ bồi dỡng học sinh giỏi hàng năm của trờngTH

Vật lý là cơ sở của nhiều ngành kỹ thuật quan trọng sự phát triểncủa khoa học vật lý gắn bó chặt chẽ tác động qua lại trực tiếp với sựtiến bộ của khoa học và kỹ thuật Vì vậy hiểu vật lý có giá trị to lớntrong đời sống và sản xuất, đặc biệt trong cuộc công nghiệp hoá vàhiện đại hoá đất nớc.

Căn cứ vào nhiệm vụ bồi dỡng học sinh giỏi hàng năm của trờngTHCS nhằm phát hiện những học sinh có năng lực học tập môn vật lýbậc THCS để bồi dỡng nâng cao năng lực nhận thức, hình thành chocác em những kỹ năng cơ bản và nâng cao trong việc giải các bài tậpvật lý Giúp các em tham gia dự các kỳ thi học sinh giỏi cấp trờng,huyện , tỉnh đạt kết quả cao nhất mang lại thành tích cho bản thân,gia đình và thực hiện mục tiêu bồi dỡng học sinh hàng năm đã đề ra

2 Lý do chủ quan:

Trong số tất cả các bộ môn KHTN: Toán, Lý, Hoá, Sinh… thì Vật lý

là 1 trong những môn khoa học khó nhất với các em : Vật lý là một mônkhoa học thực nghiệm đã đợc toán học hoá ở mức độ cao Đòi hỏi các

em phải có những kiến thức, kỹ năng toán học nhất đinh trong viêc giảicác bài tập vật lý

Việc học tập môn vật lý nhằm mang lại cho học sinh những kiếnthức về các sự vật, hiện tợng và các quá trình quan trọng nhất trong

đời sống và sản xuất … kỹ năng quan sát các hiện tợng và quá trìnhvật lý để thu thập các thông tin và các dữ liệ cần thiết… mang lạihứng thú trong học tập cũng nh áp dụng các kiến thức và kỹ năng vàocác hoạt động trong đời sống gia đình và cộng đồng

Vì vậy để giúp quá trình lĩnh hội và vận dụng giải các bài tập

về “chuyển động học” đợc tốt hơn nhằm nâng cao chất lợng dạy vàhọc phục vụ công tác bồi dỡng học sinh giỏi đã thôi thúc tôi quyết địnhlựa chọn vấn đề này để nghiên cứu và áp dụng

II Mục đích nghiên cứu:

Phân dạng bài tập chuyển động cơ học, phân tích các nội dung

lý thuyết có liên quan Hớng dẫn cho học sinh vận dụng lý thuyết phântích bài toán đề ra đợc phơng pháp giải cụ thể, ngắn gọn dễ hiểunhất So sánh với các phơng pháp khác tình huống có thể xảy ra với bàitoán để mở rộng hiểu sâu tờng tận bài toán

Mục đích đó thực hiện dới sự chỉ đạo, thiết kế, tổ chức hớng dẫncác 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 cầnthiết của ngời lao động với mục tiêu đề ra

III Nhiệm vụ nghiên cứu:

1 Phân tích thực trạng.

Việc tiếp cận phân tích và giải các bài tập nâng cao “ chuyển

động cơ học” của học sinh gặp không ít những khó khăn Nguyênnhân do các em còn thiếu những hiểu biết kỹ năng quan sát phântích thực tế, thiếu các công cụ toán học trong việc giải thích phântích và trả lời các câu hỏi của bài tập phần này

+ Trang bị cho các em công cụ toán và hệ phơng trình, bậc nhất

2 ẩn, kiến thức về tam giác vuông, hệ thức lợng trong tam giác, căn bậchai để giải các bài tập thuộc thể loại này

+ Kết hợp việc tự học , tự đọc tài liệu tham khảo của các em

IV Đối tợng nghiên cứu:

+ Nghiên cứu phong pháp bồi dỡng học sinh giỏi môn vật lý bậcTHCS thông qua tài liệu và qua đồng nghiệp

+ Các loại tài liệu tham khảo có liên quan tới phần “chuyển độngcơ học”

+ Ph¬ng ph¸p nghiªn cøu tµi liÖu : c¸c lo¹i s¸ch tham kh¶o, tµi liÖuph¬ng ph¸p d¹y vËt lý.

VI môc tiªu nghiªn cøu :

XuÊt ph¸t tõ môc tiªu cÊp häc vµ môc tiªu bé m«n vËt lý ë trêng THCS lµ: Ph¸t hiÖn båi dìng nh÷ng häc sinh cã n¨ng lùc häc tËp

nh÷ng bé m«n VËt lý ( §Æc biÖt lµ phÇn c¬ häc cña líp 8 ) nh»m mangl¹i c¸c kiÕn thøc n©ng cao, c¸c thµnh tÝch cao trong cuéc thi häc sinhgiái cÊp huyÖn, tØnh ®em vinh quang vÒ cho b¶n th©n cho trêng cholíp N©ng cao chÊt lîng gi¶ng d¹y häc sinh mòi nhän m«n VËt lý nãichung cña trêng THCS vµ cña huyÖn nhµ

Phần II: Nội dung

Việc thực hiện nhiệm vụ luôn nhận đợc sự quan tâm giúp đỡ của

đồng nghiệp BGH và các cấp lãnh đạo Vì vậy đề tài của tôi nhận đợc

sự chỉ đạo kịp thời

Tài liệu nghiên cứu nh: sách giáo khoa vật lý 8, các loại sách thamkhảo bồi dỡng học sinh giỏi luôn có sẵn trong th viện trờng, đại đa sốhọc sinh tham gia bồi dỡng trong đội tuyển vật lý có ý thực 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:

Là 1 giáo viên trẻ, bớc vào công tác bồi dỡng học sinh giỏi năm 2005 –

2006 là năm thứ ba Bản thân tôi gặp không ít khó khăn những khókhăn trong việc lựa chọn tài liệu giảng dạy phần chuyển động cơ học.Kinh nghiệm truyền thụ kiến thức cho học sinh còn thiếu thốn

Bên cạnh đó, 1 số học sinh mặc dù trong đội tuyển nhng nhữngkiến thức cơ bản của các em về chuyển động cơ học còn thiếu thốn,

ý cá nhân lớn, đôi khi còn trây lời Đã gây không ít khó khăn cho tôithực hiện để tài này

II Những biện pháp tác động.

Qua thực tế giảng dạy, nghiên cứu, tôi đa ra 1 số các hoạt độngcủa học sinh nhằm nâng cao chất lợng học tập phần “ Chuyển độngcơ học” đối với học sinh giỏi cụ thể:

1 Hoạt động tìm hiểu lý thuyết cơ bản phần chuyển động cơ học:

b, Chuyển động thẳng đều là chuyển động trong đó vật đi đợc

những quãng đờng 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 đợc đo bằng quãng đờng đi đợc trong

x0 : Vị trí của vật so với gốc toạ độ tại t=0

+ Nếu hai vật cách nhau 1 khoảng l: sảy ra 2 trờng hợp: Các nhau

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

x1 – x 2 = l

e, Vẽ sơ đồ thị chuyển động của vật:

Đề bài:

Câu 1: Điền từ hay cụm từ thích hợp vào chỗ chống 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 nóivật ấy đang ……… so với vật mốc đó.

Câu 2: Trong các trờng hợp sau đây:

a, Một mẩu phấn đợc 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 đợc kéo ra

Chỉ rõ trờng nào là chuyển động thẳng, chuyển động cong vàchuyển 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 1 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 nh 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, thìvật 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 lợng chơng trình bồi dỡng mà ta có thể

đa ra từ 1-> 8 bài text nhỏ để các em khắc sâu kiến thức, lýthuyết )

2 Hoạt đông phân tích phơng pháp và vận dụng giải các dạng bài tập cơ bản:

Giáo viên đa ra một số loại bài tập cơ bản Trong mỗi loại bài đều

có việc phân tích lý thuyết, tìm ra phơng pháp và vận dụng giải 1 sốbài tập cơ bản

2.1.Lập công thức đờng 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 60

km , chúng chuyển động cùng chiều nhau Xe thứ nhất khởi hành

từ A với vận tốc

v1 = 30 km/h, xe hai khởi hành từ B với vận tốc v2 = 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 đợc 1 giờ 30 phút xe thứ nhất đột ngột tăngtốc với vận tốc

v1’ = 50 km/h Hãy xác định thời điểm và vị trí hai xe gặp nhau

Ph ơng pháp giải:

a, Vẽ hình biểu diễn vị trí cuả hai xe ở thời điểm khởi hành

- viết biểu thức đờng đi của mỗi xe sau thời gian t, từ đó suy racông 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 xuấtphát 1 giờ 30 phút

- Viết biểu thức đờng 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 phơng trình tính thời gian hai xe gặp nhau kể từ lúc xe 1tăng 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 đờng thẳng AN

Sau 1 giờ thì khoảng cách giữa hai xe là đoạn MN ( Vì sau 1 giờ

xe 1 đi đợc từ A đến M, xe 2 đi đợc từ B đến N và lúc đầu hai

Vậy sau 7,5 giờ kể từ lúc hai xe gặp nhau thì vị trí gặp nhau cách A một đoạn đờng là 420 km.

Bài tập 2 :

Luc 7 giờ một ngời đi xe đạp đuổi theo một ngời đi bộ cách anh ta 10

km Cả hai ngời đều chuyển động đều với vận tốc là 12km/h và

4km/h Tìm vị trí và thời gian ngời đi xe đạp đuổi kịp ngời đi bộ

Phơng pháp giải :

- Vẽ hình biểu diễn vị trí mà hai ngời khởi hành và quãng đờng

mà họ đi đợc trong thời gian t

- Thiết lập công thức tính quãng đờng của hai ngời

- Xác định thời gian mà ngời đi xe đạp đuổi kịp ngời đi bộ

- Xác định vị trí hai ngời gặp nhau

Giải :

V1 V2

A B C

Gọi vận tốc và quãng đờng mà ngời đi xe đạp là V1 , S1

Gọi vận ttốc và quãng đờng mà ngời đi bộ là V2 , S2

Ta có :

Ngời đi xe đạp đi đợc quãng đờng là : S1 = V1.tNgời đi bộ đi đợc quãng đờng là : S2 = V2 tKhi ngời đi xe đạp đuổi kịp ngời đi bộ thì hai ngời sẽ gặp nhautại C

2.2 Vẽ đồ thị đờng đi, ý nghĩa giao điểm của đồ thị

Bài tập :

Tại hai điểm A và B trên cùng một đờng thẳng cách nhau 30 km cóhai 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 đợc nửa giở thì dừng lại nghỉ

1 giờ, rồi tiếp tục chạy với vận tốc 30km/h Xe đap khởi hành từ B vớivận tốc 15km/h

a, vẽ đồ thị đờng 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

Phơng pháp giải:

a Viết biểu thức đờng đi của mỗi xe

- Lập bảng biến thiên của đờng đi s theo thời gian t kể từ vị tríkhởi hành

- Vẽ hệ trụ toạ độ SOt có gốc toạ độ O trùng với A; gốc thời gian làlúc hai xe xuất phát

- Căn cứ vào bảng biến thiên, biểu diễn các điểm thuộc đồ thịlên hệ trục toạ độ( chỉ cần xác định hai điểm) Nối các điểmnày lại ta đợc đồ thị

b, Từ điểm giao nhau chiếu xuống trục hoành Ot ta đợc thời

điểm hai xe đuổi kịp nhau, chiếu xuống trục tung OS ta đợc vị tríhai xe đuổi kịp nhau cách A là bao nhiêu

Giải:

a, Vẽ đồ thị đờng đi của hai xe:

Đờng đi của hai xe từ điểm xuát phát:

- Xe ô tô, tính từ A

 1 giờ đầu: s1 = v1t = 45,1 = 45km

 1 giờ nghỉ: s1 =45 kmSau hai giờ : s1= 45+v1t

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 đuổikịp xe đạp và vị trí này cách A 75km Sau 3 giờ ô tô luôn chạytrớc xe đạp

2.3 Tính vận tốc trung bình.

Bài 1 :

Tính vận tốc trung bình của một vật trong hai trờng hợp sau:

a, Nửa thời gian đầu vật chuyển động với vận tốc v1, nửa thời giansau vật chuyển động với vận tốc v2

b, Nửa quãng đờng đầu vật chuyển động với vận tốc v1 , nửa quãng

đờng sau vật chuyển động với vận tốcv2.

c, So sánh vận tốc trung bình trong hai trờng hợp câu a) và b)

áp dụng : v1 = 40km/h, v2 = 60km/km

Phơng pháp giải:

a, Dựa vào công thức vận tốc trung bình v= s/t để tính các quãng đờng vật đi đợc s1 , s2 và s trong nửa thời gian đầu, nửa thời gian sau và cả thời gian t, kết hợp 3 biểu thức s1,s2 và s3 ở trên trong mối quan hệ s = s1 + s2 để suy ra vận tốc trung bình va

b, Dựa vào công thức v=s/t để tính các khoảng thời gian, t1, t2 và t mà vật đi nửa quãng đờng đầu, nửa quãng đờng sau và cả quãng đờng 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 đờng vật đi đợc

- Trong nửa thời gian đầu: s1 = v1..t/2 (1)

- Trong nửa thời gian sau: s2 = v2t/2 (2)

- Trong cả khoảng thời gian: s = va t (3)

Ta có: s = s1 + s2 (4)

Thay (1), (2) , (3) vào (4) ta đợc: va t = v1.t/2 + v2 t/2  va = ] (a) b Tính vận tốc trung bình vb Thời gian vật chuyển động: - Trong nửa quãng đờng đầu : t1 = (5)

- Trong nửa quãng đờng sau: t2 = (6)

- Trong cả quãng đờng: t = (7)

Ta có: t = t1 + t2 (8)

Dấu bằng sảy ra khi : v1 = v2

- Tính thời gian đi bộ và thời gian đi nhờ xe đạp

- Tính thời gian đi toàn bộ đoạn đờng

Giải :

Gọi chiều dài mỗi nửa quãng đờng 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 đờng là :

t = t1 + t2 = 4/5 +1/3 = 17/15 = 1 giờ 8 phút

Vậy ngời đó đi bộ toàn bộ quãng đờng hết 1 giờ 8 phút

2.4 Hợp vận tốc cùng phơng.

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 ngợcdòng từ B đến A mất thời gian là t2 Hỏi vận tốc v1 của ca nô và v2

của dòng nớc 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 ngợcdòng từ B đến A mất thời gian t2 Hỏi tắt máy để cho ca nô trôitheo dòng nớc từ A đên B thì mất thời gian t là bao nhiêu? áp dụng

t1 = 2h , t2= 3h

Phơng pháp giải:

a, áp dụng công thức hợp vận tốc: v = v1 +v2 trong trờng hợp, v1

và v2 cùng phơng , cùng chiều lúc xuôi dòng, để lập hệ phơng trìnhhai ẩn số

b, Ngoài hai phơng trình lúc xuôi dòng và lúc ngợc dòng nh câu

a, ơ đây còn phải lập thêm một phơng trình lúc ca nô trôi theo dòngnớc Giải hệ 3 phơng trình ta tính đợc thời gian t

Giải:

a, Tính vận tốc v, của ca nô và v2 ,của dòng nớc:

Vận tốc ca nô đối với bờ sông:

- Lúc xuôi dòng: v= v1 +v2 = s/t1 (1)

- Lúc ngợc dòng: v’ = v1 – v2 = s/t2 (2)

Lấy (1) cộng (2) theo vế, ta có:

(3)

Từ (1) suy ra:

(4)Thay số: (km/h)

(km/h)

b, Thời gian ca nô trôi theo dòng nớc từ A đến B

Vận tốc ca nô đối với bờ sông:

(9)

thuyền qua sông hết 8 phút 20 giây, vận tốc của thuyền đối với

n-ớc là1m/h

Tính vận tốc của dòng nớc đối với bờ sông

Phơng pháp giải

- Biểu diễn các véc tơ vận tốc: C B

v1 của thuyền đối với nớc

v2 của nớc đối bờ sông

v của thuyền đối với bờ sông lên hình vẽ

- áp dụng công thức: v= v1 +v2 cho trờng

Ta có : véc tơ v vuông góc với véc tơ v2 nên về độ lớn v1 ,v và v2

thoả :

v12 = v2 + v22 (1)

Mặt khác ta có: v = C BThay v1= 1m/s, v = 0,8m/s vào (1) ta có:

để khắc sâu , hiểu và ghi nhớ các dạng bại tập chuyển động cơ họctrong thực tế

2.5 : Chuyển động cùng phơng, cùng chiều – ngợc chiều : Bài tập :

Hai đoàn tầu chuyển động đều trong sân ga trên hai đờng sắt songsong nhau Đoàn tầu A dài 65 mẻt, đoàn tầu B dài 40 mét

Nếu hai tầu đi cùng chiều, tầu A vợt tầu B trong khỏng thời gian tính từ lúc đầu tầu A ngang đuôi tầu B đến lúc đuôi tầu A ngang

đầu tầu B là 70 giây

Nếu hai tầu đi ngợc chiều thì từ lúc đầu tầu A ngang đầu tầu B

đến lúc đuôi tầu A ngang đuôi tầu B là 14 giây

Tính vận tốc của mỗi tầu