Kinh nghiệm nhỏ trong dạy học phần chuyển động cơ học

Tuy nhiên việc giải thích và tínhtoán ở loại bài tập này các em gặp không ít khó khăn, khả năng giải bài tập vật lí của học sinh còn rất yếu, chưa nắm được phương pháp, cách giải một các

MỤC LỤC

A PHẦN MỞ ĐẦU………

I Lý do chọn đề tài……… ……

II Mục đích của đề tài……… ……

III Đối tượng………

IV.Phương pháp nghiên cứu ……….……

B NỘI DUNG………

I Cơ sở lý luận………

II Thực trạng………

III Những biện pháp đã sử dụng……… …

A LÝ THUYẾT CẦN NHỚ ………

B CÁC DẠNG BÀI TOÁN VẬN DỤNG………

C HIỆU QUẢ CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM C KẾT LUẬN……… …….

* Kết luận ……… ……….…….

* Đề xuất……… ………

Trang 2 2 2 3 3 4 4 4 5 5 8 21 22 22 22

A PHẦN MỞ ĐẦU

1 LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Chương trình vật lí 8 là phần mở đầu về khả năng tư duy trừu tượng, kháiquát cũng như những yêu cầu về mặt định lượng trong việc hình thành các kháiniệm và định luật Trong thực tế giảng dạy trên lớp, tôi nhận thấy các bài toán

“chuyển động” thuộc mảng kiến thức phần “cơ học” là những bài toán thiết thựcgắn bó với cuộc sống hàng ngày của các em Tuy nhiên việc giải thích và tínhtoán ở loại bài tập này các em gặp không ít khó khăn, khả năng giải bài tập vật

lí của học sinh còn rất yếu, chưa nắm được phương pháp, cách giải một cách cụthề ,tổng quát nhất là các bài tập định lượng

Mặt khác, nội dung chương trình được phân bố trong sách giáo khoa chưathực sự hợp lí, các nội dung lí thuyết rất dài, rất nhiều nhưng các tiết bài tập,nhất là bài tập định lượng lại rất ít Nếu như không có hướng dẫn cụ thể của giáoviên mà để học sinh tự mày mò, học tập theo thì hiệu quả thu được là rất thấp.Theo tôi việc rèn luyện kĩ năng cho học sinh giải bài tập là hết sức cần thiết

và cấp bách Nó giúp học sinh củng cố được kiến thức, mở rộng và đào sâu kiếnthức để giúp quá trình lĩnh hội và vận dụng giải các bài tập “chuyển động cơhọc” được tốt hơn nhằm nâng cao chất lượng dạy và học ,phục vụ cho công tácbồi dưỡng học sinh giỏi, đồng thời rèn luyện cho các em được tính tự lập vượtkhó, cẩn thận, kiên trì, trong học tập Đứng trước những trăn trở đó đã thôi thúc

tôi tìm tòi và mạnh dạn viết sáng kiến kinh nghiệm này “Kinh nghiệm nhỏ trong

dạy học phần chuyển động cơ học”.

2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI

Hướng dÉn cho häc sinh nắm vững kiến thức cơ bản về phần chuyểnđộng cơ học môn Vật lý THCS Hiểu sâu sắc, đa dạng hơn về lý thuyết phầnchuyển động cơ học Vận dụng và làm thạo các dạng bài tập từ cơ bản đến cácbài tập tổng hợp, bài tập khó Biết phân dạng bài tập,vận dụng lý thuyết để phântích bài toán rồi tìm ra phương pháp giải cụ thể, ngắn gọn dể hiểu nhất

- Đưa ra một số dạng bài tập khó, bài tập tổng hợp và cách giải các dạngbài tập đó So sánh với các phương pháp khác ,tình huống có thể xảy ra với bàitoán để mở rộng hiểu sâu ,hiểu tường tận bài toán

- Học sinh tự rút ra và thấy được ý nghĩa, ứng dụng của môn vật lý trongđời sống, sản xuất là rất lớn

3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI

+ Các em học trường lớp 8 trường THCS Thị Trấn Quan Hóa

4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

+ Phương pháp nghiên cứu tài liệu: các loại sách tham khảo, tài liệuphương pháp dạy Vật lý

+ Phương pháp: Tổng kết kinh nghiệm

+ Phương pháp điều quan sát,tra cơ bản, thống kê số liệu

+ Phương pháp so sánh, đối chứng.

+ Phương pháp nghiên cứu sản phẩm hoạt động của học sinh

+ Phương phap tổng kết và đúc rút kinh nghiệm…

- Cụ thể chia học sinh ra làm hai nhóm, một nhóm được vận dụng SKKN(được học thêm kiến thức mở rộng, phát triển nâng cao, được hướng dẫn cácdạng bài tập vận dụng, rồi vận dụng làm một số bài tập) Một nhóm không đượcvận dụng SKKN (không được học thêm kiến thức mở rộng, phát triển nâng cao,không được hướng dẫn các dạng bài tập vận dụng và vận dụng làm bài tập)

- Kiểm tra, thu kết quả hai nhóm cùng một đề bài kiểm tra

- So sánh kết quả hai nhóm

- Nhận xét đánh giá rút ra kinh nghiệm

- Bổ sung để sửa đổi phương pháp dạy bồi dưỡng HSG để đáp ứng nhiệm

vụ dạy học của người giáo viên

B NỘI DUNG

1 Cơ sở khoa học

- Dựa vào nội dung kiến thức Vật Lý trong SGK vật lý THCS

- Dựa vào nội dung các bài tập cụ thể trong từng bài học, tiết học môn Vật Lý

- Dựa vào tài liệu hướng dẫn dạy bồi dưỡng HSG có trong thư viện và sưu tầm

- Dựa vào nội dung các lớp học chuyên đề môn Vật lý THCS

- Dựa vào đối tượng HS để nghiên cứu

2 Thực trạng vấn đề

- Tôi nhận thấy các bài toán cơ học nói chung và đặc biệt là bài toán vếchuyển động cơ học nói riêng là những dạng bài mà học sinh trường THCS ThịTrấn vẫn còn lúng túng ,còn tỏ ra không mấy hứng thú khi gặp dạng toán này

- Việc tiếp cận phân tích và giải các bài tập nâng cao “ chuyển động cơhọc” của học sinh gặp không ít những khó khăn Nguyên nhân do các em cònthiếu những hiểu biết kỹ năng quan sát phân tích thực tế, thiếu các công cụ toánhọc trong việc giải thích phân tích và trả lời các câu hỏi ,bài tập

- Học sinh có tư chất để tiếp thu và nắm vững kiến thức và phát triển nâng cao

* Kết quả điều tra thực trạng

Trong thực tế giảng dạy tôi đã thực hiện, nhưng thực sự trong số các giờ đómặc dù đã có một số giờ dạy đạt mục tiêu tiết học, song vẫn còn nhiều giờ chưađạt được mục tiêu đề ra

Sau khi tiến hành khảo sát với học sinh khối 8 trường THCS Thị Trấn –Quan Hóa – Thanh Hoá (ở các năm học trước và năm học này) thu được kết quảnhư sau:

HS

Khảo sát trước khi

áp dụng sáng kiến kinh nghiệm Làm được

bài tập

Không làm được bài tập

Sau khi thực hiện tiết dạy đã đạt được kết quả tốt hơn vì vậy tôi có nguyệnvọng chia sẻ cùng các đồng chí, đồng nghiệp để mong được sợ góp ý, xây dựng

3 Những biện pháp đã sử dụng

ÔN TẬP VỀ CHUYỂN ĐỘNG CƠ HỌC

I LÝ THUYẾT CẦN NHỚ

1 Vận tốc trung bình của chuyển động

- Trong một thời gian (hay trong một quãng đường):

- Công thức: v = S

t

Trong đó S: quãng đường đi

t: Thời gian chuyển động

v: là vận tốc

- Đơn vị: m/s; cm/s; km/h

b Véc tơ vận tốc

- Gốc: Vị trí vật

- Giá: Quỹ đạo

- Chiều: Chiều chuyển động

- Độ dài: Biểu diễn giá trị của S

• Song song với trục hoành

• Xuất phát từ thời điểm t0

• Cắt trục tung tại giá trị vận tốc v

v t v t v t

t t t

+ + + + + +

2 BÀI TẬP VÍ DỤ

Ví dụ 1: Một xe chạy trong 5giờ 2giờ đầu chạy với vận tốc trung bình

60km/h; 3giờ sau chạy với vận tốc trung bình 40km/h Tính vận tốc trung bìnhcủa xe chạy trong suốt thời gian chuyển động

Khoảng thời gian của hai chuyển động phải bằng nhau.

3 BÀI TẬP LUYỆN TẬP

Ví dụ 3: Một người đi từ A đến B theo chuyển động thẳng Nửa đoạn

đường đầu người ấy đi với vận tổc trung bình 16km/h Trong nửa thời gian cònlại, người ấy đi với vận tốc 10km/h và sau đi với vận tốc 4km/h

Tính vận tốc trung bình trên cả đoạn đường

- Nếu đi ngược chiều thì sau 15phút khoảng cách giữa hai xe giảm 25km

- Nếu đi cùng chiều thì sau 15phút, khoảng cách giữa hai xe chỉ giảm 5km Tính vận tốc của hai xe

Giải:

- Chọn chiều dương là chiều chuyển động của mỗi xe Quảng đường mỗi

xe đi được trong thời gian t là s = vt

Ví dụ 2: Hai xe chuyển động thẳng đều từ A đến B cách nhau 60km Xe (1) có

vận tốc 15km/h và đi liên tục không nghỉ Xe thứ (II) khởi hành sớm hơn 1hnhưng dọc đường nghỉ mất 2h Hỏi xe (II) phải đi với vận tốc bao nhiêu để đến

S

t = =20km/h

Ví dụ 3: Hai vận động viên xe đạp chuyển động đều, ngược chiều có dạng hình tròn.

Hai người xuất phát từ hai vị trí A, B trên đường tròn Họ gặp nhau lần đầu sau

20 phút kể từ lúc xuất phát Các lần liên tiếp, họ gặp nhau lần sau cách lần trướccách nhau 30phút Tính khoảng cách AB trên đường tròn

Giải:

Theo đề thì thời gian hai người đi hết chu vi đường trong L là 30phút.Trong lần đầu, vì hai người không xuất phát cùng một nơi nên quãngđường l họ đi được là một phần đường tròn theo tỉ lệ:

Sóng rađa phát đi từ Trái Đất truyền với vận tốc c = 3.10-8m/s phản xạ trên

bề mặt của Mặt Trăng và trở lại Trái Đất

Người ta ghi nhận được sóng phản xạ sau 2,5s kể từ lúc phát đi

Coi Trái Đất và Mặt Trăng là những hình cầu, bán kính lần lượt là RD =6400km, RT = 1740km Tính khoảng cách giữa tâm Trái Đất và tâm Mặt Trăng

DẠNG 3: Xác định thời điểm vị trí của các vật chuyển động

1 HƯỚNG DẪN

• Nếu vật chuyển động trên đường thẳng :

- Chọn chiều dương, gốc tọa độ, gốc thời gian Suy ra vận tốc các vật vàđiều kiện ban đầu

- Áp dụng phương trình tổng quát để lập phương trình chuyển động củamỗi vật.

x = v(t - t0) + x0

- Khi hai vật gặp nhau, toạ độ của hai vật bằng nhau:

x2 = x1

- Giải phương trình trên để tìm thời gian và toạ độ gặp nhau

• Nếu vật chuyển động trên đường đa giác, hay đường tròn, giải bài toánbằng cách tính quãng đường đi

2 BÀI TẬP VÍ DỤ

Ví dụ 1: Lúc 6 giờ sáng một người đi xe đạp đuổi theo người đi bộ đã đi được

8km Cả hai chuyển động thẳng đều với các vận tốc 12km/h và 4km/h tìm vị trí

và thời gian người đi xe đạp đuổi kịp người đi bộ

Giải:

- Chọn: * Chiều dương là chiều chuyển động

* Gốc toạ độ là vị trí khởi hành của người đi xe đạp (điểm A)

Vậy người đi xe đạp đuổi kịp người đi bộ ở thời đỉên t = 1h, (tức lúc 7giờ), tạinơi cách vị trí khởi hành 12km

Ví dụ 2: Hai ôtô chuyển động thẳng đều hướng vể nhau với các vận tốc 40km/h

và 60km/h Lúc 7h sáng, hai xe cách nhau 150km

Hỏi hai xe ôtô gặp nhau lúc mấy giờ? Ở đâu?

Giải:

- Chọn: * Chiều dương là chiều chuyển động của xe (I)

* Gốc toạ độ là vị trí khởi hành của xe (I) lúc 7h (điểm A)

Vậy hai xe gặp nhau lúc 8h30 tại nơi cách vị trí chọn làm gốc tọa độ 60km.

Ví dụ 3: Trên một đường gấp khúc tại thành một

tam giác đều ABC cạnh a = 30m, có hai xe khởi

hành cùng lúc tại A Xe (I) chuyển động theo

hướng AB với vận tốc không đổi v1 = 3m/s; Xe (II)

chuyển động theo hướng AC, với vận tốc không

đổi v2 = 2m/s Mỗi xe chạy 5 vòng

Hãy xác định số lần hai xe gặp nhau, vị trí vả thời

điểm hai xe gặp nhau (không kể những lần hai xe

gặp nhau ở A)

Giải:

Ta có chu vi của đường ABC là: s = 3a = 3.30 = 90 (m)

Hai xe gặp nhau khi tổng quãng đường đi từ đầu (hay lần gặp nhau trướcđó) đúng bằng chu vi của tam giác

Vậy khoảng thời gian giữa hai lần gặp nhau liên tiếp được tính bởi:

v1t + v2t = S

⇒

1 2

90 18( ) 5

t1 = 1.18(s)

t2 = 2.18 = 36(s)

t3 = 3.18 = 54(s)

- Vị trí gặp nhau được tính từ các thời điển trên và so với đỉnh gần nhất là:Lần 1: Cách C đoạn CM1 = 6m theo chiều CB

Lần 2: Cách B đoạn BM2 = 12m theo chiều BA

Lần 2: Cách C đoạn CM3 = 6m theo chiều CA

Lần 4: Cách B đoạn BM4 = 6m theo chiều BC

Lần 5: Cách C đoạn CM5 = 6m theo chiều CB

(bỏ lần gặp ở A và do đó coi như hai xe lại chuyển động bắt đầu từ A)

Lần 6: Cách B đoạn BM6 = 12m theo chiều BA

Lần 7: Cách C đoạn CM7 = 12m theo chiều CA

Ví dụ 4: Hai xe (I) và (II) chuyển động trên một đường tròn với vận tốc không

đổi Xe (I) đi hết 1 vòng mất 10phút, xe (II) đi 1 vòng 50phút

Hỏi khi xe (II) đi 1 vòng thì gặp xe (I) mấy lần, trong các trường hợp sau đây?

a Hai xe khởi hành cùng lúc tại một điểm trên đường tròn và chuyển động cùng chiều

b Hai xe khởi hành cùng lúc tại một điểm trên đường tròn và chuyển độngngược chiều

Giải:

a Hai xe chuyển động cùng chiều:

Theo đề ra ta suy ra:

Vận tốc xe (I) là: v1 = 1

10 vòng/phútVận tốc xe (II) là: v2 = 1

50 vòng/phút

Đặt t là thời điểm hai xe gặp nhau Quãng đường các

xe đi được cho tới lúc đó là:

hành cùng lúc, tại một điểm thì xe (II) gặp

xe (I) 4 lần cho mỗi vòng của nó

b Hai chuyển động ngược chiều:

v1

v2

RO

v1

v2

xe (II) gặp xe (I) 6 lần cho mỗi vòng của nó.

3 BÀI TẬP LUYỆN TẬP

Ví dụ 5: Một xe khởi hành từ A lúc 9h để về B, theo chuyển động thẳng

đều với vận tốc 36km/h Nửa giờ sau, một xe chuyển động thẳng đều từ B về Avới vận tốc 54km/h Cho AB = 108km Xác định lúc và nơi hai xe gặp nhau

Đáp số: 10h30phút; 54km

Ví dụ 6: Lúc 7h có một xe khởi hành từ A chuyển động thẳng đều về B

với vận tốc 40km/h Lúc 7h30 một xe khác khởi hành từ B đi về A theo chuyểnđộng thẳng đều với vận tốc 50km/h Cho AB = 110km

a Xác định vị trí của mỗi xe và khoảng cách giữa chúng lúc 8h và lúc 9h

b Khi hai xe gặp nhau lúc mấy giờ? Ở đâu?

a Đồ thị của chuyển động (Tọa độ -thời gian):

- Vẽ đồ thị của chuyển động (Tọa độ -thời gian):

* Dựa vào phương trình, định hai điểm của đồ thị Lưu ý giới hạn đồ thị

* Định điểm biểu diễn điều kiện ban đầu và vẽ đường thẳng có độ dốcbằng vận tốc

- Đặc điểm của chuyển động theo đồ thị tọa độ - thời gian:

* Đồ thị hướng lên: v > 0 (Vật chuyển động theo chiều dương);

* Hai đồ thị song song, hai vật chuyển động có cùng vận tốc

* Hai đồ thị cắt nhau: Giao điểm cho biết lúc và nơi hai vật gặp nhau

* Đồ thị của hai chuyển động định trên trục x và trục t khoảng cách vàkhoảng chênh lệch thời gian của hai chuyển động

b Đồ thị vận tốc - thời gian:

Đường thẳng song song với trục thời gian

2 BÀI TẬP VÍ DỤ

Ví dụ 1: Một vật chuyển động

có đồ thị tọa độ - thời gian như

hình vẽ bên

Hãy suy ra các thông tin của

chuyển động trình bày trên đồ

- Vật ngừng ở vi trí có tọa độ x2, từ thời điểm t3 đến thời điểm t4

- Sau đó vật chuyển động thẳng đều theo chiều dương với vận tốc

- Theo các dữ kiện của bài toán, ta vẽ

được các đồ thị của bài toán như sau:

(Đồ thị như hình vẽ bên)

- Từ tọa độ giao điểm ta suy ra:

• Thời điểm gặp nhau: 1,5h

• Nơi gặp nhau có tọa độ:

60km

Ví dụ 3: Lúc 9h một xe ôtô từ thành phố HCM chạy theo hướng Long An với

vận tốc 60km/h Sau khi đi được 45 phút, xe dừng lại 15 phút rồi tiếp tục chạyđều với vận tốc như cũ

Lúc 9h30, một xe thứ hai cũng khởi hành từ thành phố HCM, đuổi theo xe thứnhất Xe thứ hai có vận tốc đều 70km/h

a Vẽ đồ thị tọa độ theo thời gian của mỗi xe

b Định nơi và lúc xe khi đuổi kịp xe trước

Giải:

x

x1

O t1 t2 t3 t4 t

60

90

105

x(km)

40km60km

a Đồ thị:

Chọn hệ quy chiếu, gốc thời gian và

tỷ lệ xích thích hợp, theo các dữ liệu

của đề bài, ta vẽ được các đồ thị của

hai chuyển động sau đây (như hình vẽ

bên):

b Hai xe gặp nhau:

Tọa độ giao điểm của hai đồ thị cho:

• Thời điểm gặp nhau: t = 2h, (lúc

11h)

• Nơi gặp nhau: Tọa độ 105m

(Cách thành phố HCM 105m)

Ví dụ 4: Hai bến sông cách nhau 20km theo đường thẳng , có một đoàn ghe máy

chạy phục vụ khách Khi xuôi dòng từ A đến B vận tốc ghe là 20km\h; Khingược dòng từ B về A, vận tốc là 10km/h.ở mỗi bến cứ sau 20phút lại có mộtghe xuất phát Khi tới bến ghe nghỉ 20phút rồi quay về

a Cần bao nhiêu ghe cho đoạn sông?

b Một ghe khi đi từ A đến B gặp bao nhiêu ghe? Khi đi từ B vể A gặp bao nhiêu ghe?

Suy ra đồ thị tọa độ theo thời gian

của một ghe như sau: (hình bên)

Thời gian để mỗi ghe đi, về biểu

diễn bởi đoạn OE

Số ghe cần thiết là số ghe xuất phát

từ A trong khoảng thời gian này

Có 10 khoảng 20 phút trong đoạn

OE Vậy số ghe cần thiết là:

N = 10+1 = 11(ghe)

b Số lần gặp: Đồ thị của những lượt đi là những đoạn thẳng song song và bằng

OC, cách đều nhau 20 phút

Đồ thị của những lượt về là những đoạn thẳng song song và bằng DE, cũngcách đều nhau 20 phút

Xét đồ thị đi và về của một ghe, giao điểm của đồ thị này với những đoạn thẳngsong song nói trên cho biết số ghe gặp dọc đường

Ta có số ghe gặp lượt đi cũng như gặp lượt về là: N = 8 ghe

O 0,5 0,75 1 1,5 2 t(h)

15

0 704530

I

II

x(km)

0 1 E t(h)

C D

xkm

20

3 BÀI TẬP LUYỆN TẬP

Ví dụ 5: Chuyển động của ba xe (I), (II)

và (III) có các đồ thị tọa độ thời gian như

hình vẽ bên

a Nêu đặc điểm chuyển động của mỗi xe

b.Lập phương trình chuyển động của mỗi xe

c Định vị trí và thời điểm gặp nhau bằng

đồ thị, kiểm tra lại bằng phép tính

- Xe (III) đi từ TP HCM lúc 8h30 phút, chạy về Vũng Tàu với vận tốc đều

v3 sao cho gặp hai xe kia cùng một lúc

a Vẽ đồ thị tọa độ thời gian của ba xe trên cùng một hệ trục tọa độ

b Xác định vị trí, thời gian của ba xe gặp nhau và vận tốc v3 của xe (III) ĐS: a t1 = 1,5h (9h); 45km; 90km/h

Coi các chuyển động là thẳng đều, Hãy tính thời gian mà viên kĩ sư đi bộ

từ trạm tới khi gặp xe

ĐS: 55phút

80

60

40

20

(I)

(II)

0 1 2 3 4 5 6 t(h)

(III)