tuyen tap cach giai bai toan vat li 10

Các tư tưởng vật lý liên quan chặt chẽ với tư tưởng triết học duy vật biện chứng Angghen viết: “ Khoa học tự nhiên hiện đại phải mượn của triết học cái nguyên lý: vận động là bất diệt, k[r]

Lời nói đầu

Trong quá trình học tập môn Vật Lý cũng như các môn học khác nhiều phẩm chất nhân cách của học sinh được hình thành: thế giới quan, kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo, thói then, năng lực cũng như các nét tính cách, ý chí, tính ham hiểu biết Để đánh giá được ý nghĩa lớn lao của việc kích thích những hoạt động tư duy tích cực của học sinh cần thấy được tính quy luật của quá trình nhận thức các kiến thức mới là việc nêu vấn đề Một trong những vũ khí lợi hại nhất mà học sinh có được là sách giáo khoa Vấn đề quan trọng là vận dụng và khai thác nội dung sách giáo khoa như thế nào, phải nắm kiến thức sâu rộng, thấy hết các khía cạnh của vấn đề, vận dụng thực tế để minh hoạ Vì vậy, kiến thức sách giáo khoa không phải là một cái

gì cứng nhắc

Vật Lý Học và triết học duy vật biện chứng là cơ sở lý luận củaphương pháp giảng dạy vật lý Các tư tưởng vật lý liên quan chặt chẽ với tưtưởng triết học duy vật biện chứng Angghen viết: “ Khoa học tự nhiên hiệnđại phải mượn của triết học cái nguyên lý: vận động là bất diệt, không cónguyên lý này thì khoa học đó không tồn tại được.” ( F -Angghen - Phép biệnchứng của tự nhiên - NXB Sự thật, Hà Nội -1971/ tr 39 ) Đồng thời nó cũnggiúp cho học sinh hiều rõ “ Tính chất biện chứng của các hiện tượng vật lýkhái niệm vật chất và tính chất bật diệt của thế giới vật chất và vận động củanó.” Học sinh cần coi trọng ba mặt: vai trò của trực quan, của tư duy trừutượng và việc vận dụng vào thực tiễn”

Việc nắm vững chương trình Vật Lý Học không chỉ có ý nghĩa là hiểu được một cách sâu sắc và đầy đủ những kiến thức qui định trong trường mà còn phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết các nhiệm vụ học tập và những vấn đề của thực tiễn đời sống Muốn thế cần phải nắm vững những kĩ năng, kĩ xảo thực hành như làm thí nghiệm, vẽ đồ thị, tính toán Chính kĩ năng vận dụng kiến thức trong học tập và trong thực tiễn đời sống chính là thước đo mức sâu sắc và vững vàng của kiến thức mà học sinh thu nhận được

Bài tập vật lý giữ một vị trí đặc biệt quan trọng trong việc hoàn thànhnhiệm vụ dạy học Vật Lý ở phổ thông Bài tập vật lý giúp học sinh hiểu sâu sắchơn những qui luật vật lý, những hiện tượng vật lý, biết phân tích chúng vàứng dụng chúng vào những vấn đề thực tiễn Chỉ thông qua những bài tập ởhình thức này hay hình thức khác mới tạo điều kiện cho học sinh vận dụng linhhoạt những kiến thức đó mới trở nên sâu sắc, hoàn thiện và biến thành vốnriêng của học sinh

Thực chất hoạt động giải bài tập vật lý là tìm được câu trả lời đúng đắn, giải đáp được vấn đề đặt ra một cách có căn cứ khoa học chặt chẽ Quá trình giải một bài toán vật lý là quá trình tìm hiểu điều kiện của bài toán, xem xét hiện tượng vật lý được đề cập và dựa trên kiến thức vật lý - toán để nghĩ tới những mối liên hệ có thể có của các cái đã cho và cái phải tìm, sao cho

có thể thấy được cái phải tìm có liên hệ trực tiếp hoặc gián tiếp với cái đã

với những cái đã biết, tức là tìm được lời giải đáp trong quá trình giải quyết các tình huống cụ thể do bài tập đề ra học sinh phải vận dụng những thao tác tư duy như so sánh, phân tích, tổng hợp, khái quát hoá để tự lực tìm hiểu vấn đề, tìm ra cái cơ bản, cái chìa khoá để giải quyết vấn đề Vì thế bài tập vật lý còn là phương tiện rất tốt để phát triển tư duy, óc tưởng tượng, tính độc lập trong việc suy luận, tính kiên trì trong việc khắc phục khó khăn

Bài tập vật lý là một hình thức củng cố, ôn tập, hệ thống hoá kiếnthức Khi làm bài tập học sinh phải nhớ lại những kiến thức vừa học, phảiđào sâu khía cạnh nào đó của kiến thức hoặc phải tổng hợp nhiều kiến thứctrong một đề tài, một chương, một phần của chương trình Do vậy đứng vềmặt điều khiển hoạt động nhận thức mà nói, nó còn là phương tiện kiểm trakiến thức, kĩ năng của học sinh Vì vậy phương pháp giải bài tập là phươngtiện quan trọng để giải toán vật lý đạt hiệu quả cao và có chất lượng Đó là lý

do nội dung của đề tài này

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ CƠ

SỞ LÝ LUẬN LIÊN QUAN ĐẾN

x = x0 +v ( t - t0 ) Hay : x = x0 + v.t ( t0 = 0)

s = v.t ( đường thẳng)

Trang4

- Biểu thức :c) Gia tốc:



vt= 

∆ shay

∆ t

=

0 2

0

a t

a t

+) Các vật có hình dạng và khối lượng khác nhau đều rơi như nhau +) Mọi vật chuyển động ở gần mặt đất đều có gia tốc rơi tự do

Vật rơi tự do chuyển động theo phương thẳng đứng

Chuyển động rơi tự do là chuyển động nhanh dần đều

Ở cùng một nơi trên Trái Đất các vật rơi tự do có cùng gia tốc, gọi là gia tốc rơi tự do Thường lấy g = 9,8m/s2

III CHUYỂN ĐỘNG TRÒN ĐỀU:

1) Định nghĩa:

Chuyển động tròn đều là chuyển động theo quỹ đạo tròn với vận tốc có

độ lớn không đổi chỉ thay đổi phương

Vận tốc góc: là đại lượng đo bằng thương số giữa góc quay ϕ củabán kính vật chuyển động ở tâm vòng tròn quỹ đạo và thời gian để quay góc

, trong đó f là số vòng quay trong 1s

và T là khoảng thời gian đi hết một vòng trên vòng tròn

- Chuyển động tịnh tiến: Chuyển động của một vật là tịnh tiến khi đoạn thẳng nối hai điểm bất kì của vật luôn song song với một phương nhất định

- Hệ quy chiếu: Khi ta chọn một vật làm mốc và gắn vào đó một trục tọa độ tức là ta đã chọn một hệ quy chiếu để xác định vị trí của một chất điểm

- Quỹ đạo: Khi chất điểm chuyển động vạch nên một đường trongkhông gian gọi là quỹ đạo

- Tính tương đối của chuyển động: Mọi chuyển động và mọi trạngthái đứng yên đều có tính chất tương đối

+) Tính tương đối của tọa độ : Đối với hệ quy chiếu ( hệ tọa độ ) khácnhau thì tọa độ của vật sẽ khác nhau

+) Tính tương đối của vận tốc: Vận tốc của cùng một vật đối với hệquy chiếu khác nhau thì khác nhau

- Tác dụng tương hỗ giữa các vật gọi là tương tác

- Lực là đại lượng đặc trưng cho tác dụng của vật này vào vật khác, kếtquả là truyền gia tốc cho vật hoặc làm vật biến dạng

Lực biểu diễn bằng một vectơ có:

+) Điểm đặt : là vị trí mà lực đặt lên vật

+) Hướng: biểu diễn theo hướng tác dụng lực

+) Độ lớn: độ dài vecto lực tỉ lệ với độ lớn

- Hai lực coi là bằng nhau : nếu cho chúng lần lượt tác dụng vào cùngmột vật tại cùng một điểm, theo cùng một hướng thì chúng gây ra cho vật đócùng một gia tốc hoặc cùng một mức độ biến dạng

- Hai lực cân bằng nhau: hai lực cùng đặt vào một vật và có cùng giá,cùng độ lớn nhưng ngược chiều nhau

- Một vật ở trong trạng thái cân bằng (đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều) là vì các lực tác dụng vào nó cân bằng nhau

- Đơn vị của lực trong hệ SI là Newtơn (N)

3) Khối lượng và quán tính:

- Quán tính: là tính chất của một vật muốn bảo toàn vận tốc của mình

cả về hướng lẫn độ lớn

- Khối lượng: là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật

Đơn vị ( hệ SI ): kilogam (kg)

Tính chất:

+) Là một đại lượng vô hướng, dương

+) Có tính chất cộng: khi nhiều vật được ghép lại thành một hệ vật thì khối lượng của hệ vật bằng tổng khối lượng các vật đó

- Khối lượng riêng: là khối lượng của vật có trong một đơn vị thể tích

D =

m

V (Đơn vị - hệ SI: kg/m3 )

4) Các định luật Newtơn:

a) Định luật I Newtơn (Định luật quán tính )

“Nếu một vật không chịu tác dụng của các vật khác thì nó giữ nguyên vịtrí đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều”

- Vật cô lập có gia tốc bằng không

- Thực tế không có vật nào hoàn toàn bị cô lập Định luật này là một sựkhái quát hoá và trừu tượng hoá của Newtơn

- Tính đúng đắn của định luật này thể hiện ở chỗ hệ quả của nó phùhợp với thực tế

Ý nghĩa:

- Định luật nêu lên tính chất quan trọng, là xu hướng bảo toàn vận tốccủa mọi vật Tính chất đó gọi là quán tính

- Quán tính có 2 biểu hiện:

+) Xu hướng giữ nguyên trạng thái đứng yên → vật có tính “ì”

+)Xu hướng giữ nguyên trạng thái chuyển động thẳnh đều → vật cótính “đà”

b) Định luật II Newtơn:

“Gia tốc của một vật luôn cùng chiều với lực tác dụng lên vật Độ lớncủa gia tốc tỉ lệ thuận với lực tác dụng lên vật và tỉ lệ nghịch với khối lượngcủa nó”

m

- Đơn vị lực là Newtơn: [F] : N

- Newtơn là lực truyền một khối lượng 1kg, một gia tốc bằng 1m/s2

c) Định luật III Newtơn:

“Hai vật tương tác nhau với những lực bằng nhau về độ lớn, cùng giánhưng ngược chiều nhau”

F

12

= − F

21

II CÁC LỰC CƠ HỌC :

Định nghĩa

“Hai vật bất kì hútnhau với một lực tỉ lệ

tác dụng vào vật ở gầnmặt đất

G=6,68 × 10-11 Nm2 / kg2

: hằng số hấp dẫn

- Lực hấp dẫn là lực hút

- Công thức trên chỉ đúng đối với chất điểm hoặc đối với các vật hình cầu có khối lượng phân bố đều

PM: khối lượng của vật 

- Là trường hợp riêngcủa lực hấp dẫn

g : gia tốc trọng trường



P : trọng lực của vật+ Điểm đặt của trọng lực: trọng tâm của vật +Phương:thẳng đứng +Chiều:hướng từ trên xuống dưới

Gia tốc của trọng lực:

M

g = G( R + h)2 M: khối lượng trái đất (M= 6.1024 kg )

R: bán kính trái đất (R=) h:

độ cao của vật so với mặt

vật bị biến dạng có xu hướng làm cho nó lấy lại hình dạng và kích thước cũ.

khi vật bị biến dạng có

Trong giới hạn đàn hồi,

Lựcmasát

sự biến dạng của vật

- Lực đàn hồi xuất hiện trong biến dạng của hai vật tiếp xúc, vuông góc với mặt tiếp xúc

Độ lớn: F=-kx

* Hướng: tiếp tuyến vớimặt tiếp xúc và ngượcchiều chuyển độngtương đối

* Độ lớn: F= µt N

µt: hệ số ma sát trượt (thường µt <1) tuỳ thuộc vào tính chất mặt tiếp xúc

vuông góc)

Lựcmasátnghỉ

Lựcmasátlăn

* Lực ma sát nghỉ luôncân bằng với ngoại lực

F msn = µ n N

* Phương: luôn nằmtrong mặt tiếp xúc giũahai vật

* Chiều: ngược chiềuvới ngoại lực

Fms = µN

µ << µt

C) TĨNH HỌC

I.CÂN BẰNG CỦA MỘT CHẤT ĐIỂM:

1) Điều kiện cân bằng:

- Điều kiện cân bằng của một chất điểm là hợp lực của tất cả các lực tácdụng lên nó phải bằng không

Điều kiện cân bằng của 3 lực tác dụng vào chất điểm là hợp lực của

- Trọng tâm của một vật rắn là điểm đặt của trọng lực đặt lên vật đó

- Các vật đồng chất và có dạng đối xứng hình học thì trọng tâm là tâm hình học của vật

+) Hình tròn có trọng tâm tại tâm

+) Hình chữ nhật, hình vuông có trọng tâm là giao điểm của haiđường chéo

+) Hình tam giác có trọng tâm tại giao điểm của các đường trungtuyến

- Trọng tâm của một vật có đặc điểm là nếu tác dụng lên vật một lực cóđường tác dụng đi qua trọng tâm thì vật sẽ chuyển động tịnh tiến giống nhưmột chất điểm chứ không quay

2) Cân bằng của một vật khi không có chuyển động quay:

a) Điều kiện cân bằng của một vật rắn không quay:

Khi không có chuyển động quay, điều kiện cân bằng của vật là hợp lựccủa các lực đặt vào vật phải bằng không

3) Quy tắc hợp lực song song:

- Hợp lực của hai lực song song cùng chiều là một lực có phươngsong song với hai lực và cùng chiều với hai lực

a) Tác dụng của lực đới với một vật có trục quay cố định:

Lực chỉ gây ra tác dụng quay khi giá của lực không đi qua trục quay Lực tác dụng có giá đi qua trục quay: vật sẽ đứng cân bằng

-b) Cân bằng của một vật có trục quay cố định:

[d] : (m) : khoảng cách từ giá của lực đến trục quay gọi là cánh tay đòncủa lực F

- Qui tắc momen: Diều kiện cân bằng của một vật có trục quay cốđịnh là tổng các momen lực làm vật quay theo chiều kim đồng hồ bằng tổngcác momen lực làm vật quay theo chiều ngược lại

- Cân bằng bền: khi đưa vật ra khỏi vị trí cân bằng, hợp lực hay momen lực khác không và có tác dụng đưa vật trở lại về vị trí cũ

Trọng tâm ở vị trí thấp nhất

- Cân bằng phiếm định: khi đưa vật ra khỏi vị trí cân bằng, hợp lựchay momen lực vẫn bằng 0 và vật đứng yên cân bằng ở vị trí mới

I ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG :

1) Hệ kín: Hệ vật được gọi là hệ kín ( cô lập ) nếu các vật trong hệ chỉtương tác với nhau, mà không tương tác với các vật ở ngoài hệ

2) Định luật bảo toàn động lượng:

m và vận tốc của vật đó v

p = mv[p] : kgm/s

b) Định luật bảo toàn động lượng:

Tổng động lượng của một hệ kín được bảo toàn

-Nếu hệ có hai vật:

m

1

p

v 1 + m 2 v 2 =

m 1

+ p = p ′ + p

v1′ ;v2′ : vận tốc của vật 1 và 2 sau tương tác

3) Dạng khác của định luật II Newtơn:

F = m

⇒ F

∆ v

∆ t

∆ t

b) Các động cơ phản lực:

- Động cơ tên lửa

- Động cơ phản lực bằng không khí

II ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN NĂNG LƯỢNG:

1) Công- Công suất:

Trang13

Với A: công (J)

F: lực (N)

s : quãng đường (m) b) Công suất:

- Định nghĩa:

Công suất là đại lượng đặc trưng cho khả năng sinh công nhanh haychậm của một máy, đo bằng tỷ số giữa công thực hiện và khoảng thời gian đểthực hiện công đó

- Biểu thức: N

=

A

t Với N: công suất ( W )

A: công (J) t: thời gian (s)

+) Nếu quỹ đạo kín, công của trọng lực bằng 0

+) Lực có tính chất như đặc điểm trên gọi là lực thế

b) Định luật bảo toàn công:

- Phát biểu:

Công của lực phát động bằng về độ lớn với công của lực cản

A = A

- Hiệu suất: thương số giữa công có ích và công toàn phần

3) Năng lượng - Động năng và thế năng:

+) Nếu A<0 : Wđ2 < Wđ1: động năng giảm

4) Định luật bảo toàn cơ năng:

a) Định luật bảo toàn cơ năng:

- Cơ năng là tổng động năng và thế năng của vật

Trong hệ kín không có lực ma sát, có sự biến đổi giữa động năng và thếnăng nhưng cơ năng được bảo toàn

5) Định luật bảo toàn năng lượng:

a) Định luật bảo toàn năng lượng:

Trong một hệ kín có sự chuyển hoá năng lượng từ dạng này sangdạng khác nhưng năng lượng tổng cộng được bảo toàn

b) Hiệu suất của máy:

H=

c) Ứng dụng:

Với: W: cơ năng lúc đầu

W’ : cơ năng lúc sau

Q : nhiệt lượng6) Định luật Bernouli:

+) Vận tốc ở mỗi điểm của chất lỏng không đổi

+) Ma sát với thành ống và ma sát giữa các lớp chất lỏng khôngđáng kể

- Hệ thức giữa vận tốc chảy và tiết diện ống:

= const

pd = ρc) Ứng dụng:

: áp suất động

2

- Đo áp suất tĩnh và áp suất toàn phần -

Đo vận tốc chảy lỏng - ống văngtuyri -

Đo vận tốc máy bay nhờ ống Ditô - Lực

nâng cánh máy bay

- Bộ chế hoà khí

CHƯƠNG II : ĐỊNH DẠNG VÀ

PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP

CƠ HỌC TRONG CHƯƠNG

TRÌNH PHỔ THÔNG TRUNG HỌC

MỘT SỐ KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ VIỆC ĐỊNH DẠNG VÀPHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP CƠ HỌC TRONG CHƯƠNGTRÌNH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG :

CÁC LOẠI BÀI TẬP:

1) BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH :

Bài tập định tính ( câu hỏi thực tế ) có tầm quan trọng đặc biệt song hiện nay nó vẫn chưa có được vị trí xứng đáng Vì vậy việc luyện tập, đào sâu, mở rộng kiến thức của học sinh cần được bắt đầu từ việc giải bài tập định tính Đây là loại bài tập giúp trau dồi hứng thú học tập cho học sinh

Việc giải bài tập định tính đòi hỏi học sinh phải tiến hành phân tíchbản chất của các hiện tượng vật lý nhờ đó mà giáo viên thấy rõ được mức độlĩnh hội của học sinh về tài liệu nghiên cứu, phát triển tư duy logic, năng lựcsáng tạo, thói quen vận dụng kiến thức để giải thích các hiện tượng vật lý Đặcbiệt việc sử dụng linh hoạt và đúng lúc các bài tập định tính có tác dụngnâng cao hiệu quả nhận thức của học sinh lên rất nhiều

Giải bài tập định tính thường gây cho học sinh nhiều khó khăn vì nó đòihỏi phải lập luận một cách logic có căn cứ đầy đủ, xác đáng Giải một bài tậpđịnh tính phức tạp chính là giải một chuỗi câu hỏi định tính Những câu hỏinày đòi hỏi những câu trả lời dựa vào việc vận dụng một định luật vật lý nào

đó Thường giải một câu hỏi định tính gồm 3 giai đoạn:

 Phân tích điều kiện của câu hỏi

 Phân tích các thuyết, các khái niệm, các hiện tượng vật lý mô tảtrong câu hỏi, trên cơ sở đó liên tưởng tới định luật vật lý, định nghĩa một đạilượng vật lý hay một tính chất vật thể có liên quan

 Tổng hợp các điều kiện đã cho với những kiến thức tương ứng để

Bài tập định lượng được chia thành 2 loại: *

Bài tập tập dợt ( bài tập cơ bản )

* Bài tập tổng hợp

a) Bài tập tính toán tập dợt :

Đây là loại bài tập đơn giản được sử dụng ngay khi nghiên cứu kháiniệm, định luật, qui tắc vật lý nào đó Đồng thời nó là loại bài tập rất cơ bản cótác dụng giúp cho học sinh hiểu được đầy đủ hơn, sâu sắc hơn về mặt địnhlượng của các đại lượng vật lý, là cơ sở giải được những bài tập tính toántổng hợp phức tạp hơn Chính vì mục đích như vậy nên khi giải bài tập loạinày cần lưu ý phải gắn liền với kiến thức đã học nhằm mang lại hiệu quả caonếu biết trong từng vấn đề cụ thể biết lựa chọn và sắp xếp thành hệ thốngnâng dần trình độ của học sinh

b) Bài tập tính toán tổng hợp:

Đây là những bài tập phức tạp mà muốn giải được chúng phải vận dụng nhiều khái niệm, nhiều định luật hoặc qui tắc, công thức nằm ở nhiều bài, nhiều mục, nhiều phần khác nhau trong chương trình Với mục đích ôn tập tài liệu sách giáo khoa, đào sâu, mở rộng kiến thức của học sinh giúp các em thấy được mối liên hệ giữa những phần khác nhau của giáo trình, biết phân tích lựa chọn những kiến thức đã học để giải quyết vấn đề do bài tập đề ra Vì vậy mà nội dung bài tập tổng hợp rất phong phú, đa dạng và có mức độ khó khăn khác nhau Bài tập này thường tập trung vào các trọng tâm, trọng điểm của chương trình, giúp học sinh có thể phát huy sáng kiến giải các bài tập Đồng thời học sinh cũng gặp nhiều khó khăn như: chưa biết phân tích các hiện tượng vật lý trong nội dung bài tập, chưa biết lựa chọn các qui luật, các định luật, các qui tắc, các công thức cũng như phương pháp đúng đắn để giải

c) Bài tập đồ thị:

Bài tập đồ thị là những bài tập mà trong dữ kiện đã cho của đề bài vàtrong tiến trình giải có sử dụng đồ thị Bài tập này sẽ giúp học sinh nắm đượcphương pháp quan trọng biểu diễn mối quan hệ hàm số giữa các đại lượng vật

lý, tạo điều kiện làm sáng tỏ một cách sâu sắc bản chất vật lý của các quátrình và các hiện tượng Đây là một biện pháp tích cực hoá quá trình học tậpcủa học sinh

Tuỳ theo mục đích có thể có những loại bài tập đồ thị sau: *

Bài tập thí nghiệm là những bài tập mà khi giải phải tiến hành những thí nghiệm, những quan sát hoặc để kiểm chứng cho lời giải lý thuyết hoặc tìm các số liệu, dữ kiện dùng cho việc giải bài tập ưu điểm hơn các bài tập khác

ở chỗ học sinh không thể giải chúng một cách hình thức khi chưa biết đầy đủ quá trình vật lý của bài tập, tránh được tình trạng áp dụng công thức một cách máy móc Đồng thời tập cho học sinh làm những “nhà thiết kế sáng tạo trẻ tuổi.”

Phần bài tập thí nghiệm, đề tài không đi sâu nghiên cứu

có kỹ năng vận dụng những kiến thức đó

2) Yêu cầu thứ hai:

Mỗi bài tập được chọn phải là một mắt xích trong hệ thống các bàitập, đóng góp được một phần nào đó vào việc hoàn chỉnh các kiến thức củahọc sinh, giúp họ hiểu được mối liên hệ giữa các đại lượng, cụ thể hoá cáckhái niệm và vạch ra những nét mới nào chưa được làm sáng tỏ

3) Yêu cầu thứ ba:

Hệ thống bài tập được lựa chọn giúp cho học sinh nắm được phươngpháp giải từng bài tập cụ thể

Từ những yêu cầu đó nên nội dung của đề tài bắt đầu từ việc giải bài tập bằng những bài tập định tính sau đó đến những bài tập định lượng, bài tập đồ thị và những bài tập phức tạp hơn với số lượng tăng dần về mối quan

hệ giữa các đại lượng và khái niệm đặc trưng cho hiện tượng Việc giải những bài tập có tính tổng hợp, những bài tập có nội dung kĩ thuật với dữ kiện không đầy đủ, những bài tập sáng tạo, được coi là kết thúc việc giải một

hệ thống những bài tập được lựa chọn cho đề tài

PHƯƠNG PHÁP GIẢi CÁC BÀI TẬP VẬT LÝ :

Trong quá trình dạy và học vật lý ở trường phổ thông vấn đề giải vàsữa các bài tập thường gây nhiều khó khăn đối với học sinh cũng như giáoviên Nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng này là do:

* Học sinh : chưa nắm vững kiến thức và kỹ năng vận dụng những kiếnthức, chưa có phương pháp khoa học để giải bài tập Vật Lý mà giải bài tậpmột cách mò mẫm, may rủi, thậm chí không giải được

* Giáo viên: chưa quan tâm đến việc rèn luyện cho học sinh phươngpháp giải

Đối với đa số bài tập vật lý, quá trình giải của nó có thể chia thành cácbước:

1) Đọc kĩ đề bài, tìm hiểu ý nghĩa của những thuật ngữ mới,quan trọng, nắm vững đâu là dữ kiện, đâu là ẩn số phải tìm

- Đọc kĩ đề bài tập là điều kiện đầu tiên giúp học sinh tìm ra phươnghướng giải quyết vấn đề

- Đọc đi đọc lại nhiều lần đến mức độ hiểu được đề bài một cách cặn kẽ

và có thể phát biểu lại một cách ngắn gọn, chính xác dưới hình thức này hayhình thức khác

- Việc dùng các kí hiệu để tóm tắt đề bài hay dùng hình vẽ để diễn đạt đềbài sẽ phản ánh mức độ hiểu đề bài như thế nào

2) Phân tích nội dung bài tập làm sáng tỏ bản chất vật lýcủa những hiện tượng mô tả trong bài tập:

* Bài tập đang giải thuộc bài tập nào: bài tập định tính, bài tập địnhlượng, bài tập đồ thị, bài tập thí nghiệm,

* Nội dung bài tập liên quan đến những hiện tượng vật lý nào? Mốiquan hệ giữa các hiện tượng ra sao, diễn biến như thế nào?

* Đối tượng đang xét ở trạng thái nào, ổn định hay biến đổi? Nhữngđiều kiện ổn định hay biến đổi là gì?

* Có những đặc trưng định tính, định lượng nào đã biết, chưa biết,mối quan hệ giữa các đại lượng đó biểu hiện ở các định luật, qui tắc, địnhnghĩa nào?

3) Xác định phương pháp và vạch ra kế hoạch giải bài tập:

Có hai phương pháp giải bài tập Vật Lý: phương pháp phân tích vàphương pháp tổng hợp

Trong quá trình giải một bài tập Vật Lý ít khi sử dụng đơn thuần mộtphương pháp mà có thể vận dụng nhiều phương pháp tuỳ theo điều kiện cụ thểcủa bài tập

4) Kiểm tra lời giải và biện luận:

Trên là một số bước cơ bản của việc giải bài tập Mỗi loại bài tập cómột số đặc điểm riêng về cách giải Vì vậy đòi hỏi học sinh phải tự rèn luyện kĩnăng vận dụng một cách linh hoạt, sáng tạo để việc giải bài tập Vật Lýđược dễ dàng và chính xác

NỘi DUNG CHI TIẾT

I ĐỘNG HỌC

A) BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH VÀ CÂU HỎI THỰC TẾ :

Bài 1 : Một truyện dân gian có kể rằng : Khi chết một phú ông đã để lại cho người con một hũ vàng chôn trong một khu vườn rộng và một mảnh giấy ghi: Đi về phía đông 12 bước chân , sau đó rẽ phải 8 bước chân , đào sâu 1m Hỏi với chỉ dẫn này người con có tìm được hũ vàng không ? Vì sao ? Trả lời :

Người con sẽ chẳng bao giờ tìm được hũ vàng vì không có vật làm mốc Bài 2 : ( Công thức cộng vận tốc )

Đi xe máy trong mưa ta thường có cảm giác các giọt nước mưa rơinghiêng (hắt vào mặt ta ) ngay cả khi trời lặng Lẽ ra khi lặng gió , các giọtmưa sẽ rơi thẳng đứng và không thể hắt vào mặt ta được Hãy giải thíchđiều dường như vô lí đó

Bài 3 : ( Chuyển động thẳng biến đổi đều )

Trong một chiếc ô tô đang chạy cứ sau 5 phút một lần , người ta ghi lại sốchỉ của đồng hồ đo vận tốc Hỏi :

a)Số liệu đã ghi cho biết vận tốc gì ?

b)Căn cứ vào các số liệu trên có thể tính được vận tốc trung bình của ô tôkhông ? Tại sao ?

Trả lời :

a)Số liệu đã ghi lại cho biết vận tốc tức thời tại thời điểm ghi số liệu

b)Không thể dùng số liệu trên để tính vận tốc trung bình được

Bài 4 :

Một học sinh đã tự đặt ra một bài toán như sau : Khi một toa xe điện đang có vận tốc 10m/s Người lái xe bắt đầu hãm phanh , toa xe chuyển động chậm dần đều cho đến khi dừng lại Kết quả thí nghiệm cho thấy toa

xe đã đi được quãng đường 8m trong 2s Gia tốc của toa xe là bao nhiêu ?

Ba bạn học sinh đã sử dụng các công thức khác nhau và đưa ra 3 kếtquả không giống nhau :

Học sinh A : Từ s =

Học sinh B : Từ a =

v 0 t +

v − vt

12

0

2

at Suy ra a = -6 m/s2

Học sinh C : Từ v2 -v02 = 2as Suy ra a= - 6,25 m/s2

Giải thích các kết quả đó mâu thuẩn như thế nào ?

Trả lời:

Nguyên nhân của sự sai lệch kết quả là bài toán không có ý nghĩa Không có gia tốc nào thoả mãn điều kiện bài toán Điều kiện của bài toán đã cho không phù hợp với phương trình của chuyển động chậm dần đều

Bài 5 : ( Sự rơi tự do )

Đặt một viên gạch lên trên một tờ giấy rồi cho chúng rơi tự do Hỏi trongquá trình rơi viên gạch có đè lên tờ giấy không ? Câu trả lời sẽ như thế nàonếu cho chúng rơi trong không khí ?

Trả lời :

-Trong trường hợp rơi trong không khí , viên gạch sẽ “ đè” lên tờ giấy

-Trong chân không , các vật rơi như nhau với cùng gia tốc nên chúngkhông ảnh hưởng lẫn nhau

Bài 6 :

Để các tia nước từ các bánh xe đạp không thể bắn vào người đi xe , phíatrên bánh xe người ta gắn những cái chắn bùn , khi đó phải gắn những cáichắn bùn như thế nào ?

Vậy vào lúc nửa đêm chúng ta chuyển động trong hệ Mặt Trời nhanhhơn lúc trưa Điều này quả thật đã xảy ra đối với chúng ta

B) BÀI TẬP ĐỊNH LƯỢNG :

1)Trước hết cần xác định một cách chắc chắn chuyển động đang

dài của quỹ đạo của nó hoặc đó là một chuyển động tịnh tiến mà mọi điểmcủa vật đều vạch ra quỹ đạo giống như nhau

2)Tiếp theo đó là chọn hệ trục toạ độ và chiều dương trên các trục toạ độ một cách thích hợp Thường thì ta chọn hệ toạ độ gắn với mặt đất là

thì chỉ có một trục toạ độ chọn trùng với quỹ đạo chuyển động và độ dời của vật tính từ gốc toạ độ cũng là đoạn đường đi được của vật trên quỹ đạo thẳng Nếu chuyển động là cong như chuyển động của vật ném ngang hay chuyển động tròn đều thì phải sử dụng một hệ trục toạ độ ( ở đây là hệ trục

đường của vật đi được trên quỹ đạo : vị trí của vật trên quỹ đạo được xác định theo hai thành phần rx và ry trên hai trục toạ độ Ox và Oy , tức là coi chuyển động của vật như tổng hợp hai chuyển động thành phần trên các trục Ox và Oy

Một số bài toán chuyển động thẳng có thể giải dễ dàng nếu chọn hệ toạ

độ gắn với một vật chuyển động, bây giờ coi như đứng yên Lúc này phải sử

Nên vẽ hình và diễn tả những điều quy ước vừa nói trên để dễ hìnhdung bài toán

3)Các bài toán động học luôn đề cập đến các mối quan hệ phụthuộc giữacác đại lượng r , v , a và t

Nếu chuyển động thẳng biến đổi thì ta phải dùng các phương trình:

có các phương trình tương ứng để giải các bài toán

Nếu chuyển động là ném ngang ta dùng các phương trình :

v = v ( 5 ); v= − gt ( 7);

gt

Nếu chuyển động là tròn đều thì điểm gốc toạ độ là tâm của đườngtròn quỹ đạo thì ta dùng các phương trình :

ht

R

trong đó ϕ và ϕ0 là góc quay tại thời điểm t và t0 = 0 , ω là vận tốc góc , r là

số vòng quay trong một đơn vị thời gian , T là chu kỳ quay , aht là gia tốc

hướng tâm v là vận tốc dài và R là bán kính đường tròn quỹ đạo

động thẳng đều

4)Giải phương trình hoặc hệ phương trình cần thiết để tìm đại lượngchưa biết mà đề bài toán yêu cầu

5)Xem kĩ các kết quả tính toán được để hiểu rõ ý nghĩa vật lý của nó

Có thể kiểm tra lại kết quả bằng cách vận dụng một chiến lược giải toánkhác Ví dụ chiến lược đồ thị hoặc chiến lược thiết kế thí nghiệm

CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU 1) DẠNG 1 :Bài toán về quãng đường đi

Cần nhớ :

-Chọn chiều dương là chiều chuyển động Nếu có nhiều vật chuyển động , có thể chọn chiều dương riêng cho mỗi vật chuyển động

-Áp dụng phương trình s = v.t theo điều kiện để giải quyết bài toán

Ví dụ 1 : Hai xe chuyển động thẳng đều trên cùng một đường thẳng với các vận tốc không đổi

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

Suy ra : v1 = 40km/h ; v2 = 60km/h

Áp dụng tương tự : Một canô rời bến chuyển động thẳng đều Một canô

Đông - Tây và chạy thêm 2′ với vận tốc như trước và dừng lại Khoảng

cách từ nơi xuất phát tới nơi dừng là 1km Tính vận tốc của canô ?

2) DẠNG 2 : Định thời điểm và vị trí gặp nhau của các vậtchuyển động

Cần nhớ :

-Chọn chiều dương, gốc toạ độ và gốc thời gian Suy ra vận tốc các vật

và điều kiện ban đầu

-Áp dụng phương trình tổng quát để lập phương trình của mỗi vật :

x= v(t - t0) + x0

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

x 2 = x1

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

Ví dụ 1 : Một ôtô đi qua địa điểm A lúc 8h sáng đi tới địa điểm B cách A 110km, chuyển động thẳng đều với vận tốc 40km/h Một xe khách đi qua B lúc 8h30ph sáng đi về A , chuyển động thẳng đều với vận tốc 50km/h

a)Tính khoảng cách giữa hai xe lúc 9h sáng ?

b)Hai xe gặp nhau lúc mấy giờ và ở đâu ?

Giải :



-Chiều dương là chiều từ A đến B

-Gốc thời gian là lúc ô tô qua A (t0 = 0)

Phương trình chuyển động của hai xe :

b)Khi hai xe gặp nhau : xA = xB ⇔ 40t2 = −50( t2 − 0 ,5 ) +110⇒ t2 = 1 ,5 h

Vậy : Hai xe gặp nhau lúc : 9h30ph sáng

Cách A một khoảng x2 = 40t2 =60km

Ví dụ 2 : Một chiếc tàu thuỷ chuyển động thẳng đều trên sông với vận

với vận tốc v2 = 20km/h Trên boong tàu có một thuỷ thủ đi từ mũi tới lái với

lâu ? Trong thời gian đó tàu thuỷ đi được quãng đường là bao nhiêu ?

3) DẠNG 3 : Vẽ đồ thị chuyển động Dùng đồ thị để giảibài toán về chuyển động

-Đặc điểm của chuyển động theo đồ thị :

+) Đồ thị hướng lên : v > 0 ( vật chuyển động theo chiều dương )

′

+) Đồ thị hướng xuống : v < 0 ( vật chuyển động ngược chiều dương ) +)Hai đồ thị song song : hai vật có cùng vận tốc

+) Hai đồ thị cắt nhau : gia điểm cho lúc và nơi hai vật gặp nhau

+) Hai đồ thị chuyển động định trên trục x và trục t khoảng cách vàkhoảng chênh lệch thời gian của hai chuyển động

Ví dụ 1 : Một vật chuyển động có đồ thị toạ độ theo thời gian như hìnhbên Hãy suy ra các thông tin của chuyển động trình bày trên đồ thị

-Vật chuyển động thẳng đều với vận tốc v =

vào lúc t1 , ngược chiều dương

-Vật ngừng ở vị trí có toạ độ x2 từ thời điểm t3 đến thời điểm t4

-Sau đó vật chuyển động thẳng đều với vận tốc v 2 =

trí xuất phát ở thời điểm t5

theo thời gian như hình vẽ

a)Tính gia tốc a trong mỗi giai đoạn Vẽ đồ thị a(t)

b)Tính quãng đường đi được sau 3s Vẽ đồ thị x(t)

Ví dụ 3 : Lúc 9h sáng một ô tô khởi hành từ TP Hồ Chí Minh chạy theohướng về Long An với vận tốc đều 60km/h Sau khi đi được 45ph , xe dừng lại15ph rồi tiếp tục chạy với vận tốc đều như lúc đầu

Lúc 9h30ph một ô tô thứ hai khởi hành từ TP Hồ Chí Minh đuổi theo xethứ nhất Xe thứ hai có vận tốc đều 70km/h

a)Vẽ đồ thị toạ độ theo thời gian của mỗi xe

b)Định nơi và lúc xe sau đuổi kịp xe đầu

4) DẠNG 4 : Đổi hệ quy chiếu để nghiên cứu chuyển độngthẳng đều

-Lập các phương trình theo đề bài để tìm ẩn của bài toán

30km/h gặp một đoàn xà lan dài l = 250m đi song song ngược chiều với vận

là vận tốc của xà lan đối với nước

là vận tốc của người đối với tàu

là vận tốc của người đối với xà lan

CHUYỂN ĐỘNG THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU1) DẠNG1: Tính vận tốc trung bình trong chuyển động thẳngbiến đổi

nửa thời gian sau với vận tốc 32km/h Tìm vận tốc trung bình của xe môtô đótrên quãng đường AB

Giải:

Gọi:

t1 là thời gian đi hết đoạn đường đầu

t2 là thời gian đi nửa đoạn đường còn lại

Ta có:

l = v 1 t 1

l = v 2

t2Nên:

t 1 =

t 2 =

= 40 t 1+ v 3t 2

=

l40l62

Ví dụ 2: Hai vật bắt đầu chuyển động đồng thời từ A đến C Vật (1) đi từ

A đến B rồi mới tới C Ở một thời điểm bất kì hai vật luôn nằm trên đườngthẳng góc AC Tính vận tốc trung bình của (1) Cho v2 = 6 m/s và Aˆ = 300 ,

s

=

2

12

2

at + v 0 t

2

v − v 0 = 2as:

Ví dụ 1: Một ô tô đang chạy với vận tốc 72km/h thì tắt máy chuyển độngthẳng chậm dần đều; chạy thêm được 200m nữa thì dừng hẳn

a)Tính gia tốc của xe và thời gian từ lúc tắt máy đến lúc dừng lại ?

b)Kể từ lúc tắt máy ô tô mất bao nhiêu thời gian để đi thêm được 150m?Giải :

-Chọn trục Ox cùng phương chuyển động

Ví dụ 3 : Phương trình của vật chuyển động thẳng là :

-Khi hai vật gặp nhau : x2 = x1

Giải phương trình này để tìm các ẩn của bài toán

Ví dụ 1 : Hai người đi xe đạp khởi hành cùng một lúc và đi ngược chiềunhau Người thứ nhất có vận tốc đầu là 18km/h và lên dốc chậm dần đều với

Hỏi sau bao lâu hai người gặp nhau và đến lúc gặp nhau mỗi người đã điđược một đoạn đường dài bao nhiêu ?

-Chọn chiều dương là chiều từ B đến A

-Chọn gốc thời gian là lúc khởi hành chung của hai xe

Ví dụ 2 :Một ô tô bắt đầu chuyển động nhanh dần đều với gia tốc

điện là 0,3m/s2

Hỏi khi ô tô đuổi kịp tàu thì vận tốc của ô tô là bao nhiêu ?

Ví dụ 3 : Hai xe khởi hành cùng từ hai nơi A, B và chuyển động thẳng

kia về độ lớn Cho AB = s

a)Khoảng cách của hai xe thay đổi như thế nào theo thời gian ? Vẽ đồ thị

b)Sau bao lâu hai xe gặp nhau ?

4) DẠNG 4 : Các đồ thị của chuyển động thẳng biến đổi đều

Cần nhớ :

-Vẽ đồ thị :

Dùng các đồ thị của chuyển động thẳng biến đổi đều :

+) Đồ thị gia tốc theo thời gian : đuờng thẳng song song với trục thời gian +)

Đồ thị vận tốc theo thời gian : đường thẳng có độ dốc là gia tốc a +) Đồ thị

toạ độ theo thời gian : parabol

Vẽ đồ thị dựa vào một số điểm đặc biệt ( kết hợo với độ dốc nếu là

đường thẳng ) Đồ thị được giới hạn bởi các điều kiện ban đầu

-Đặc điểm của chuyển động theo đồ thị theo của vận tốc :

+) Đồ thị hướng lên ( a>0 ) , đồ thị hướng xuống ( a<0 ) , đồ thị nằm

ngang ( a=0 )

( Kết hợp với dấu của v có thể suy ra tính chất của chuyển động ) +)

Hai đồ thị song song : hai chuyển động có cùng gia tốc

+) Giao điểm các đồ thị với trục thời gian : vật dừng lại

+) Hai đồ thị cắt nhau : hai vật có cùng vận tốc

Tính a và v0 từ đồ thị , có thể thiết lập được từ phương trình vận tốc

-Giao điểm của hai đồ thị toạ độ giúp xác định thời điểm và vị trí gặp nhau Ví

dụ 1:Một vật chuyển động có đồ thị vận tốc như hình vẽ :

8 12

2

Trang30t(s)

a)Phương trình chuyển động : Chọn gốc toạ độ là vị trí bắt đầu chuyển động +) 0 ≤ t≤ 2 :Đồ thị vận tốc là đoạn thẳng ứng với vận tốc tăng dần nênchuyển động nhanh dần đều với :

-Đồ thị gia tốc là các đường thẳng song song với trục t :

v ( m/s )

a 5

O

a3

+) Là đường parabol có bề lõm hướng về x > 0 với chuyển động nhanh dần đều (0 ≤ t ≤ 2)

Trang31