(SKKN 2022) vận dụng kiến thức liên môn nhằm nâng cao nhận thức học sinh về an toàn giao thông thông qua bài ba định luật niu tơn phần cơ học môn vật lý 10 ở trường THPT nga sơn

Việc học môn Vật lý không chỉ dừng lại ở tìm cách vận dụng các công thức để giải các bài toán, tìm ra đáp số, mà còn phải biết vận dụng để giải thích được các hiện tượng Vật lý đang diễn

MỤC LỤC

2.3.1 Các giải pháp để tiến hành giải quyết vấn đề 5 2.3.2 Các giải pháp đã tiến hành để giải quyết vấn đề 6 2.3.2.1 Thông qua các Định luật Niu tơn và bài tập 6

2.3.2.4 Thông qua hình ảnh để tuyên truyền 11 2.4 Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm 14

1 MỞ ĐẦU

Hằng ngày trên các phương tiện thông tin đại chúng, bản tin, thời sự luôn

đề cập những thông tin nóng, ngoài những vụ cháy nổ, trộm cướp, ô nhiễm môi trường, lũ lụt nghiêm trọng thì tai nạn giao thông (TNGT) cũng chiếm một thời lượng nhất định, TNGT luôn làm cho cuộc sống của mỗi người luôn cảm thấy lo lắng và bất an mỗi khi ra đường hiện nay Đặc biệt số vụ tai nạn diễn ra thường xuyên, mật độ ngày càng dày, số người chết và bị thương, thiệt hại về kinh tế, vụ sau lớn hơn vụ trước

Ngoài “Thủy, Hỏa” thì “TNGT” là một trong nỗi kinh hoàng cho mọi người dân Có thể vì nhiều lý do nhưng sau mỗi vụ “TNGT” xảy ra hậu quả để lại cho cuộc sống của những gia đình vô cùng khó khăn, tai nạn không những thiệt hại về kinh tế mà có thể mất đi sinh mạng người thân và để lại di chứng, gánh nặng cho mỗi gia đình và kìm hãm sự phát triển của xã hội Trong những năm gần đây số lượng các vụ TNGT diễn ra phức tạp, thảm khốc, TNGT không chừa một ai, không phụ thuộc thời gian, địa điểm cung đường nào

1.1 Lí do chọn đề tài.

Môn Vật lý là môn khoa học nghiên cứu những sự vật, hiện tượng xảy ra

hàng ngày, có tính ứng dụng thực tiễn cao.

Vật lý học không phải chỉ là các phương trình và con số Vật lý học là những gì đang xảy ra trong cuộc sống xung quanh chúng ta, thể hiện muôn màu như màu sắc của cầu vồng, về ánh sáng lóng lánh và tính cứng rắn của viên kim cương Vật lý liên quan đến người đi bộ, đi xe đạp, lái ô tô và cả việc điều khiển một con tàu vũ trụ Việc học môn Vật lý không chỉ dừng lại ở tìm cách vận dụng các công thức để giải các bài toán, tìm ra đáp số, mà còn phải biết vận dụng để giải thích được các hiện tượng Vật lý đang diễn ra trong cuộc sống quanh ta

Thực tế nhiều giáo viên khi giảng dạy Vật lý hiện nay, chủ yếu dành nhiều thời gian dạy học sinh nhận diện các dạng, loại và vận dụng các công thức Vật

lý để giải bài toán, mà ít chú trọng giúp học sinh giải thích các hiện tượng Vật lý xảy ra trong tự nhiên, trong đó có trật tự an toàn giao thông “TTATGT” Trong những năm gần đây TNGT đang được cả xã hội quan tâm, hàng năm tai nạn đã cướp đi sinh mạng hàng ngàn người, để lại thương tích cho nhiều người khác và đang là một lực cản đối với sự phát triển kinh tế mỗi gia đình, của địa phương và toàn xã hội

Thực hiện chủ trương chính sách của Đảng, pháp luật của nhà nước, các cấp bộ ngành đã tổ chức nhiều hoạt động góp phần đẩy lùi TNGT như: Tuổi trẻ xung kích với TTATGT, tổ chức các buổi ngoại khóa, các hoạt động tuyên truyền giáo dục cho thanh thiếu niên về luật ATGT Để góp phần đẩy lùi TNGT thì cần triển khai có hiệu quả cuộc vận động thanh niên với văn hoá giao thông, đến mỗi người dân nhằm nâng cao nhận thức về TTATGT

Trong quá trình giảng dạy môn Vật lý tôi thấy kiến thức phần cơ học Vật lý lớp 10 có thể giúp các em học sinh nâng cao nhận thức, hiểu và có ý thức, trách nhiệm về an toàn giao thông Đồng thời giúp các em trở thành những tuyên truyền viên tích cực về TTATGT trong gia đình, cộng đồng và xã hội

Vì những lý do đó tôi mạnh dạn đưa ra sáng kiến kinh nghiệm: “Vận dụng kiến thức liên môn nhằm nâng cao nhận thức học sinh về an toàn giao thông thông qua “Các định luật Niu - tơn và bài tập” phần cơ học môn Vật lý 10 ở Trường THPT Nga Sơn” Tôi xin giới thiệu để các đồng nghiệp góp ý, tham

khảo

1.2 Mục đích nghiên cứu.

1.2.1 Mục đích chung.

Nghiên cứu tầm quan trọng của việc vận dụng các môn học vào giáo dục ý thức chấp hành, nâng cao nhận thức ý thức pháp luật về TTATGT và TNGT cho học sinh

1.2.2 Mục đích cụ thể.

Giáo dục để giúp học sinh nâng cao nhận thức về TTATGT, từ đó các em trở thành những tuyên truyền viên tích cực cho gia đình và cộng đồng, nhằm giảm thiểu các vụ TNGT

1.3 Đối tượng nghiên cứu.

Đề tài áp dụng khảo sát sự hiểu biết của các em học sinh lớp 10C,10G,10H tại trường THPT Nga Sơn nhằm nâng cao nhận thức của các em về TTATGT

1.4 Phương pháp nghiên cứu.

Áp dụng lồng ghép kiến thức về TTATGT trong mỗi tiết học môn Vật lý,

cụ thể thông qua bài học “Ba định luật Niu-tơn và bài tập phần cơ học vật lý 10” với các môn học Sinh học, Giáo dục công dân và sự lồng ghép trong các buổi ngoại khóa, dã ngoại nhằm năng cao nhận thức của các em học sinh về TTATGT

1.5 Điểm mới của sáng kiến kinh nghiệm.

Đối với sáng kiến kinh nghiệm trước tôi đã áp dụng phần bài tập cơ học để giải quyết vấn đề, nhưng sáng kiến mới bản thân đã áp dụng riêng phần các Định luật Niu-tơn, kết hợp phần bài tập và thông qua các môn học khác với các buổi ngoại khóa để giải quyết vấn đề nhằm nâng cao nhận thức sâu rộng hơn cho các em học sinh về TTATGT

2 NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lý luận.

Theo thống kê của cục ATGT nguyên nhân chủ yếu của TNGT ngoài nguyên nhân khách quan như lượng phương tiện giao thông gia tăng nhanh, trong khi hạ tầng giao thông chưa đáp ứng được yêu cầu, thì nguyên nhân chính

là do ý thức chấp hành pháp luật về ATGT của một bộ phận người tham gia giao thông, như lái xe còn yếu kém, vi phạm TTATGT, đặc biệt là các hành vi tiềm

ẩn nguy cơ cao gây TNGT như: sử dụng rượu bia các chất kích thích khi lái xe, không chấp hành biển báo tín hiệu giao thông, chạy quá tốc độ, đi sai làn đường, phần đường, đi ngược chiều, chở quá tải trọng, quá số người quy định, người đi môtô, xe gắn máy không đội mũ bảo hiểm hiệu quả công tác tuyên truyền pháp luật về TTATGT ở một số địa phương chưa tạo được sức lan tỏa sâu rộng, các cấp ủy chính quyền, ATGT một số huyện và sở nghành được phân công chưa quyết liệt trong lãnh đạo, chỉ đạo công tác bảo đảm TTATGT hiệu lực, hiệu quả thực hiện các nhiệm vụ, giải pháp về đảm bảo TTATGT của các lực lượng chức năng chưa cao

Từ những vấn đề cấp bách về an toàn giao thông của đất nước: Năm 2007 Chính phủ ra Nghị quyết 32 nhằm lập lại TTATGT, tuy nhiên TNGT vẫn diễn ra rất phức tạp Năm 2011 Thủ tướng chính phủ tiếp tục ban hành Nghị quyết về:

“Tăng cường thực hiện các giải pháp trọng tâm đảm bảo trật tự ATGT” Trong

đó yêu cầu Bộ Giáo dục và Đào tạo: Tiếp tục chỉ đạo công tác giáo dục kiến thức ATGT trong các trường học, triển khai chương trình giảng dạy về ATGT trong các Trường sư phạm để đào tạo đội ngũ Giáo viên có kiến thức và phương pháp giáo dục hiệu quả về ATGT Các trường học có phương án đưa giáo dục pháp luật về đảm bảo trật tự ATGT vào chương trình chính khoá nhằm tuyên truyền phổ biến và hướng dẫn thực hiện các tiêu chí văn hoá giao thông trong từng cấp học từ năm học 2012 Ủy ban nhân dân các tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương chỉ đạo các trường học phối hợp với Ban đại diện cha mẹ học sinh thường xuyên nhắc nhở, giáo dục con em mình tự giác chấp hành quy tắc giao thông, đội mũ bảo hiểm khi ngồi trên xe môtô, xe gắn máy, không điều khiển xe môtô, xe gắn máy khi chưa đủ tuổi và không có giấy phép lái xe, Hiệu trưởng các trường phải kiên quyết xử lý kỷ luật đối với học sinh, sinh viên chưa đủ tuổi, không có giấy phép lái xe điều khiển xe môtô, xe gắn máy Bên cạnh đó hằng năm các cấp đều có những văn bản bổ sung điều chỉnh các quy định về ATGT

để đáp ứng với tình hình thực tế Sáng 9/4/2021 Phó Thủ tướng Trương Hòa Bình Chủ tịch ATGT đã chủ trì hội trực tuyến toàn quốc sơ kết công tác đảm bảo trật tự ATGT quý I và phương hướng nhiệm vụ quý II năm 2021 tăng cường đảm bảo ATGT trong toàn quốc

Năm 2012 Chủ tịch UBND Tỉnh Thanh Hoá ra chỉ thị về: “Tăng cường chỉ đạo một số nhiệm vụ trọng tâm trong công tác đảm bảo TTATGT” Trong đó yêu cầu Sở GD&ĐT tiếp tục chỉ đạo các Trường Phổ thông, Đại học và Cao

đẳng Nhằm nâng cao chất lượng giáo dục ý thức pháp luật về TTATGT trong các trường học

Ngày 13/10/2019 Ban ATGT tỉnh Thanh Hóa đã tổ chức Hội nghị tổng kết công tác đảm bảo ATGT năm 2019 và triển khai nhiệm vụ năm 2020 Tham dự

có ông Nguyễn Văn Minh - Phó chánh văn phòng Ủy ban ATGT Quốc gia, ông Mai Xuân Liêm - Phó Chủ tịch UBND tỉnh cùng lãnh đạo các sở, nghành 27 huyện thị xã và thành phố

Ngày 28/01/2021 Ủy ban nhân dân Tỉnh đã ban hành quyết định 01/2021/QĐ-UBND trách nhiệm của người đứng đầu trong công tác về ATGT của tỉnh Thanh Hóa Ngày 9/4/2021 Chủ tịch UBND tỉnh tiếp tục ban hành chỉ thị số 08/CT-UBND về tăng cường thực hiện các giải pháp bảo đảm trật tự ATGT nhằm hạn chế giảm TNGT trên địa bàn tỉnh

Bộ môn Vật lý được đưa vào giảng dạy ở trường phổ thông ngoài cung cấp cho học sinh những kiến thức cơ bản, có hệ thống về Vật lý Qua việc vận dụng các kiến thức và định luật để giải thích các hiện tượng, giải các bài toán Vật lý,

từ đó giúp các em nâng cao nhận thức pháp luật về TTATGT

2.2 Thực trạng của vấn đề nghiên cứu.

2.2.1 Thực trạng chung.

Theo thống kê của ủy ban An toàn giao thông(ATGT) Năm 2019 cả nước xảy ra hơn 17626 vụ tai nạn giao thông (TNGT), làm chết 7624 người, mỗi ngày trung bình 21 người chết Năm 2020 có 14510 vụ TNGT làm chết 6700 người Năm 2021 có 11495 vụ TNGT làm chết 5799 người bị thương 8018 người

So với cách đây hơn 10 năm trước (năm 2010) nước ta có gần 12000 người chết Từ số liệu trên cho thấy: Số vụ và số người chết do TNGT ở nước ta những năm gần đây có chiều hướng giảm, điều này cho thấy ý thức chấp hành về luật ATGT ở nước ta ngày càng được nâng cao, đây cũng là nỗ lực, sự góp sức chung tay của toàn xã hội, tuy nhiên những con số tai nạn trên là rất lớn, các vụ TNGT tuy có giảm nhưng vẫn là con số báo động, hậu quả của các vụ sau lại có

xu hướng thiệt hại nặng nề thảm khốc hơn cả người và vật chất các vụ trước Theo báo cáo của Ban ATGT tỉnh Thanh Hóa năm 2019 TNGT trên đại bàn tỉnh giảm cả 3 tiêu chí về số vụ, số người chết và số người bị thương Trong năm 2019 toàn tỉnh đã xảy ra 476 vụ TNGT, làm chết 159 người và bị thương

404 người giảm 30 vụ, 3 người chết, 12 người bị thương so với cùng kỳ năm

2018 Trong 12 tháng từ (15/12/2020 đến 15/12/2021), trên địa bàn toàn tỉnh đã xảy ra 373 vụ TNGT làm chết 136 người, bị thương 326 người, so với cùng kỳ năm 2020 giảm 30 vụ (373/403 vụ) giảm 12 người chết (136/148 người), giảm

17 người bị thương (326/343)

Trên địa bàn Huyện Nga Sơn: Theo số liệu Công an Huyện: Năm 2019 trên địa bàn huyện xảy ra 18 vụ làm 5 người chết và 17 người bị thương, giảm so với năm 2018 giảm (2 người chết, 3 người bị thương) Năm 2020 có 25 vụ TNGT

làm chết 07 người, bị thương 20 người Năm 2021 số vụ TNGT 30, chết 10 người bị thương 33 người Theo số liệu trên ta thấy trên địa bàn huyện số vụ tai nạn và số người chết gia tăng so với năm 2011 là 18 vụ tai nạn giao thông làm chết 5 người và bị thương 18 người

2.2.2 Thực trạng của giáo viên.

Khi giảng dạy phần cơ học đa số Giáo viên nghĩ rằng chỉ cần cung cấp đầy

đủ các kiến thức trong bài học cho các em là mình đã hoàn thành nhiệm vụ, mà chưa biết cách thông qua kiến thức bài học để lồng ghép với kiến thức ATGT, nhằm nâng cao nhận thức cho các em học sinh khi tham giao thông

Mặt khác bản thân tôi thấy sách giáo khoa và sách bài tập phần cơ học còn

ít những bài toán, các câu hỏi đề cập đến trật tự ATGT, nếu có thì thời lượng dành cho mỗi bài không nhiều

2.2.3 Thực trạng của học sinh.

Trong quá trình giảng dạy Vật lý tại lớp 10C, 10G, 10H trường THPT Nga Sơn tôi thấy các em rất thích học bộ môn Vật lý Một số học sinh còn có kiến thức về an toàn giao thông, thông qua những buổi sinh hoạt ngoại khoá của trường, qua tìm hiểu trên các phương tiện thông tin đại chúng

Phần cơ học của Vật lý 10 đã cung cấp cho các em những kiến thức căn bản như: các công thức, các định luật Vật lý, về chuyển động thẳng đều, biến đổi đều, các bài toán có gia tốc, điều kiện cân bằng của vật rắn Điều này có thể giúp các em lồng ghép các vấn đề giao thông vào những bài tập cụ thể, làm cho bài toán có tính thực tiễn, tính ứng dụng cao hơn, giải thích được nhiều hiện tượng trong cuộc sống đặc biệt là về ATGT

Tuy nhiên phần lớn kiến thức của các em còn trống rỗng rất nhiều, bên cạnh đó tuổi mới lớn muốn khẳng định bản thân tính ham vui, hiếu thắng, các

em chưa ý thức tốt khi tham gia giao thông, sự hiểu biết của các em về luật giao thông còn hạn chế, thể hiện khi tham gia giao thông của các em như đi hàng 3, hàng 4, thậm chí hàng 5 trên đường, lạng lách, đánh võng chở quá số người trên

xe, không đội mũ bảo hiểm, tụ tập đông người trước cổng trường khi tan học gây cản trở giao thông

Vì những lý do trên, trước khi bắt đầu giảng dạy Vật lý lớp 10C,10G, 10H tại Trường THPT Nga Sơn tôi đã kiểm tra bằng các câu hỏi để khảo sát sự hiểu biết về TTATGT của các em và tôi thu được kết quả sau:

30,2

12,4

2.3 Các giải pháp và tổ chức thực hiện.

2.3.1 Các giải pháp để tiến hành giải quyết vấn đề.

2.3.1.1 Thông qua các định luật Niu-tơn và bài tập: giải thích các hiện

tượng và nguyên nhân TNGT qua các bài toán định tính và định lượng

2.3.1.2.Thông qua môn Sinh học: để giải thích cơ chế ảnh hưởng của các

chất kích thích ảnh hưởng lên thần kinh gây mất khả năng tỉnh táo khi tham gia giao thông

2.3.1.3.Thông qua môn GDCD: giáo dục kiến thức phát luật khi tham gia

giao thông

2.3.1.4 Thông qua hình ảnh: nhằm tuyên truyền ý thức chấp hành ATGT 2.3.2 Các giải pháp đã tiến hành giải quyết vấn đề.

2.3.2.1 Thông qua “Các định luật Niu- tơn” và “bài tập”.

2.3.2.1.1 Các câu hỏi định tính lồng ghép sau khi học các định luật Câu 1: Tại sao ôtô hoặc xe máy không dừng lại ngay sau khi hãm phanh?

Các em có biết khoảng cách an toàn giữa các xe khi tham gia giao thông là bao nhiêu không?

Học sinh: Theo định luật I Niu-tơn do quán tính của xe, tính bảo toàn vận tốc của vật, nên xe không dừng lại ngay sau khi hãm phanh Nếu vận tốc quá lớn thì xe có thể gây TNGT do đó khi tham gia giao thông mọi người phải làm chủ tốc độ trong mọi tình huống giữ khoảng cách an toàn giữa các xe Theo luật ATGT đường bộ trong điều kiện mặt đường khô ráo, khoảng cách an toàn ứng với tốc độ của các xe như sau: khi vận tốc 60km/h khoảng cách an toàn tối thiểu

là 35m, vận tốc 60 đến 80km/h khoảng cách an toàn là 55m, vận tốc từ 80 đến 100km/h khoảng cách an toàn tối thiểu là 70m, vận tốc từ 100 đến 120km/h khoảng cách an toàn tối thiếu là 100m

Câu 2: Tại sao khi xe qua khúc cua (đường vòng) xe lại có xu hướng

văng ra khỏi quỹ đạo?

Học sinh: khi đi qua khúc cua (đường vòng) do sự bảo toàn vận tốc của xe nên xe có xu hướng nghiêng văng khỏi quỹ đạo, nếu vận tốc lớn xe sẽ bị văng ra khỏi quỹ đạo và gây ra tai nạn giao thông vì vậy trên các đoạn đường cong thường có các biển báo hạn chế tốc độ do đó khi qua đoạn đường vòng mọi người phải giảm tốc độ

Câu 3: Tại sao khi giảm tốc (phanh gấp) người có xu hướng ngã chúi về

phía trước? Tại sao khi tăng tốc đột ngột người có xu hướng ngã về phía sau? Hãy giải thích sự cần thiết của dây an toàn và cái tựa ghế ngồi trong xe taxi và trên ôtô?

Học sinh: Mọi vật có xu hướng bảo toàn vận tốc của nó vì vậy khi xe đang chuyển động với vận tốc nào đó nếu phanh đột ngột, mọi vật trên xe vẫn chuyển động với vận tốc cũ dù xe đã dừng, tương tự như vậy đối với xe tăng tốc bất ngờ, qua đó ta thấy dây an toàn trên xe có tác dụng rất lớn giữ cho người không bị lao về phía trước, tựa ghế giữ đầu không bị giật mạnh về phía sau khi

xe bất ngờ tăng tốc, tránh bị đau cổ Các dụng cụ đó có tác dụng bảo vệ cho người ngồi trên xe một cách an toàn Vì vậy khi ngồi trên ôtô cần thắt dây an

toàn để đảm bảo đến tính mạng và gây những chấn thương không đáng có khi xe dừng đột ngột

Câu 4: Điều gì sẽ xảy ra với người lái xe máy chạy ngay sau xe ô tô nếu

xe ôtô dừng lại đột ngột?

Trả lời: xe máy có thể va chạm vào ô tô vì: do phản xạ của người lái xe máy là không tức thời mà cần có thời gian dù rất ngắn để nhận ra xe ôtô đã dừng

và ấn chân vào phanh Do xe có quán tính, nên dù đã chịu một lực hãm cũng không thể dừng lại ngay được mà cần có thời gian để dừng hẳn Trong hai khoảng thời gian nói trên xe máy kịp đi hết khoảng cách giữa hai xe và va chạm vào xe ôtô, chưa tính đến sự chủ quan ngoại cảnh tác động như người đi xe máy không tập trung mà có thể đang nghĩ một việc nào đó vì vậy mọi người cần giữ khoảng cách an toàn, không nên đi quá gần các phương tiện phía trước để tránh những tình huống xấu có thể xảy ra Đã có nhiều trường hợp tai nạn thảm khốc xảy ra khi người đi tham gia giao thông chạy quá nhanh sau xe chở luồng nứa, tre, sắt bị xuyên qua người treo lơ lửng do đó để đảm bảo an toàn mọi người cần tuân thủ khoảng cách an toàn giữa hai xe

Câu 5: Xe con và xe tải va chạm nhau xe nào chịu tác dụng lực lớn hơn?

Tại sao sau khi va chạm nhau, xe có khối lượng nhỏ lại bị văng ra xa hơn?

Trả lời: dựa vào định luật III Niu-tơn ta thấy khi A tác dụng lên B một lực thì B cũng tác dụng lên A một lực Vậy mỗi xe chịu tác dụng một lực có cùng độ lớn, vì vậy xe có khối lượng nhỏ sẽ thu gia tốc lớn và ngược lại, khi va chạm xảy ra xe nhỏ sẽ nhận gia tốc lớn và văng ra xa hơn Từ tình huống trên ta thấy muốn hạn chế các vụ va chạm và TNGT thì phải tuân thủ luật ATGT từ đó tránh được các vụ TNGT nghiêm trọng

2.3.2.1.2 Các câu hỏi định lượng lồng ghép thông qua giải bài tập Dạng 1: Bài toán chuyển động có gia tốc trong chuyển động thẳng.

Câu 1 : Một xe ôtô đang chạy trên đường với vận tốc 54 km/h Cách xe

một khoảng 24m, trong một hẻm nhỏ một người đi xe máy phóng ngang đường (do khuất tầm nhìn), người lái xe ôtô phanh vội Sau thời gian 2 s ôtô va chạm vào xe máy Tìm vận tốc của ôtô khi va chạm vào xe máy? Để không va chạm vào xe máy thì vận tốc ôtô khi lúc bắt đầu hãm phanh tối đa là bao nhiêu?

Hướng dẫn:

Chọn gốc toạ độ là vị trí bắt đầu hãm phanh, chiều dương cùng chiều với chiều chuyển động của ôtô Gốc thời gian lúc bắt đầu hãm phanh

Từ công thức tính quãng đường: s=v0.t+

1

2.a.t

2

Gia tốc của ôtô là: a=

2 s−2 v0 t

t2 = 2 24−2 15 2

4 =−3(m/s

2 )

Vận tốc của ôtô khi va chạm vào xe máy là:

v = v0 + a.t =15 - 3.2 = 9 (m/s) = 32,4 (km/h)

Để ôtô không va chạm vào xe máy thì vận tốc ôtô lớn nhất khi hãm phanh là:

0 = v0 + a.t suy ra v0 = -a.t = - (-3.2) = 6 (m/s) = 21,6 (km/h)

Nhận xét: Khi qua đường ngang, người điều khiển phương tiện giao thông cần chú ý biển báo, các đường giao cắt, quan sát các vật cản, người đi đường và phương tiện khác đặc biệt phải làm chủ tốc độ để xử lý tình huống bất ngờ có thể xảy ra Để đảm bảo an toàn cho người và xe thì xe phải có tốc độ vừa phải không phóng nhanh vượt ẩu, mọi người cần chấp hành luật an toàn giao thông, người đi bộ chú ý khi qua đường, đi đúng làn đường dành cho mỗi phương tiện

và cá nhân

Dạng 2: Bài toán chuyển động có gia tốc trong chuyển động tròn.

Câu 2 : Một xe chạy qua khúc cua trên một đường nằm ngang Bán kính

(vòng) khúc cua là 50 m Lấy g = 10 (m/s2)

1 Tính vận tốc tối đa của xe để xe không bị trượt trên mặt đường? Hệ số ma sát nghỉ giữa bánh xe với mặt đường là 0,2

2 Để xe không bị trượt trên đường khi đi qua khúc cua, đoạn đường được làm nghiêng mặt đường một góc α so với phương nằm ngang (hình vẽ) Hỏi vận tốc tối đa của xe khi qua khúc cua đó? (Bỏ qua ma sát giữa xe và mặt đường)

Hướng dẫn:

1 Các lực tác dụng lên xe gồm: Trọng lực, phản lực của mặt đường, lực

ma sát nghỉ

Trọng lực và phản lực cân bằng nhau, nên lực tác dụng lên xe chỉ còn lực

ma sát nghỉ, lực này đóng vai trò là lực hướng tâm cho xe chuyển động tròn quanh khúc cua

Theo định luật 2 Niutơn:

F msn=m a=m v

2

R=μ N=μ P=μ m.g

Hay: v .g.R 10.(m/s) = 36(km/h) Nhận xét: Lực ma sát nghỉ có giá trị nhất định, nếu xe chuyển động với vận tốc lớn hơn 36 (km/h) thì lực ma sát nghỉ không thể giữ cho xe chuyển động

R R

tròn, xe có xu hướng trượt văng khỏi quỹ đạo, vì lý do này mà người điều khiển phương tiện giao thông cần chú ý khi qua đường cong “cua” giảm tốc độ để đảm bảo an toàn, vận tốc để đảm bảo an toàn mà xe đạt được thường ghi trên biển báo ở các đoạn đường

2 Trong trường hợp trên đường nghiêng xe chịu tác dụng của:

Trọng lực và phản lực (hv)

Hợp lực của hai lực này là lực hướng tâm của xe Theo hình vẽ: F=P tan α ;

Mặt khác theo định luật 2 Niu-tơn:

) / ( 5 , 48 ) / ( 49 , 13 tan

.

tan

.

2

h km s

m R

g v

g m R

v m a m F



















Nhận xét: Vận tốc tối đa an toàn khi xe đi qua đoạn đuờng nghiêng là 48,5 (km/h) Nếu vận tốc lớn hơn giá trị này xe bị trượt khỏi quỹ đạo Hợp lực của trọng lực và phản lực của mặt đường đóng vai trò lực hướng tâm để xe chuyển động được an toàn

So sánh (1) và (2) ta thấy hợp lực của trọng lực, phản lực và lực ma sát nghỉ đóng vai trò lực hướng tâm để xe chuyển động tròn (nếu bài toán có ma sát) do vậy xe qua đường nghiêng có vận tốc lớn hơn trên mặt đường bằng phẳng, nhưng giá trị đó không thể lớn hơn giá trị ghi trên biển báo giao thông

Dạng 3: Bài toán về các dạng cân bằng (bền, không bền).

Câu 3 : Một xe chở hàng đi qua một đoạn đường nghiêng một góc 200 so với mặt phẳng ngang, bề rộng của thùng xe là a = 2,5 m Tìm chiều cao tối đa của hàng khi xếp vào thùng xe để xe không bị lật

Hướng dẫn:

Giả sử thùng hàng được xếp theo

hình khối ABCD (hình vẽ) BC là chiều

cao tối đa của thùng hàng, khi đó trọng tâm của

thùng hàng G là giao của BD và AC

(Giả sử hàng khối lượng phân bố đều)

Vậy khối hàng bị đổ khi giá của trọng

lực nằm ngoài mặt chân đế.( đáy AB = a)

Khi đó trọng lực sẽ tạo một mô men lực làm

khối quay quanh A

Nếu trọng lực có giá đi qua A, cân bằng của

thùng hàng là cân bằng không bền, chỉ cần

có một tác động nhỏ thì thùng hàng sẽ lật đổ ngay Khi đó góc ^AGH ≈ α =200

Độ cao lớn nhất của trọng tâm G (độ cao GH ) là:

tan α =

AB

2 tan α=

2,5

2 tan 20 0 ≈3 , 434(m)

Chiều cao lớn nhất của thùng hàng là: BCmax = 2.GH = 6,868 (m)

C

A

D

B

G

P H