Phân dạng và hướng dẫn để học sinh lớp 10 trường THPT ngọc lặc tự đọc, tự làm, làm được và làm tốt một số dạng bài tập thường gặp về chuyển động ném, góp phần nâng cao chất lượng dạy học môn vật lý

Để giúp học sinh có được những kĩ năng như đã trình bày ở phần trên, làgiáo viên trực tiếp giảng dạy môn Vật lí, theo tác giả chúng ta nên có thêm cácchuyên đề nhằm hỗ trợ, hướng dẫn cụ

MỤC LỤC NỘI DUNG… ……… ……… ….TRANG

1 MỞ ĐẦU … ……….……… 2

1.1 Lí do chọn đề tài… ……… ……… 2

1.2 Mục đích nghiên cứu… ……… ………….………… 3

1.3 Đối tượng nghiên cứu… ……….……… 3

1.4 Phương pháp nghiên cứu … ……… 3

2 NỘI DUNG SÁNG KIẾN … ……….………….… 3

2.1 Cơ sở lí thuyết … ……… 3

2.2 Thực trạng vấn đề … ……… ……… 8

2.3 Giải pháp… ……….…… …… ………9

2.3.1 Bài toán chuyển động ném một vật theo phương thẳng đứng…………9

2.3.2 Bài toán chuyển động ném một vật theo phương nằm ngang ……… 12

2.3.3 Bài toán chuyển động của vật ném xiên………… ………13

2.3.4 Mở rộng bài toán chuyển động ném……… ……….15

2.3.5 Phương án thực hiện……… ……… 18

2.4 Hiệu quả… ……… ………… 19

3 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ… ……….……….… 19

3.1 Kết luận… ……… ……….19

3.2 Kiến nghị … ……… ……….… 19

Tài liệu tham khảo … ……….….……….…… 21

4 PHỤ LỤC… ……… ……….… 22

Phụ lục 1: Một số hình ảnh về trường THPT Ngọc Lặc năm 2021… ………22

Phụ lục 2: Danh mục cụm từ viết tắt……… 26

1 MỞ ĐẦU

1.1 Lí do chọn đề tài

Năm học 2020 – 2021 Thầy và trò trường THPT Ngọc Lặc vinh hạnh cùngvới ngành giáo dục được đón chào hai sự kiện lớn đó là thành công của Đại hộiĐảng bộ Tỉnh Thanh Hóa lần thứ XIX và thắng lợi của Đại hội Trung ương Đảnglần thứ XIII Đây là hai sự kiện chính trị quan trọng có tầm ảnh hưởng lớn đến sựphát triển kinh tế, xã hội, giáo dục của tỉnh và của cả nước Cùng với đó là dịchbệnh covid 19 đang rình rập, tiểm ẩn nhiều nguy cơ, đe dọa và cướp đi cuộc sốngbình an của mọi người Đặc biệt vào thời điểm cuối tháng 4 của năm học 2020 –

2021 dịch bệnh đã trở lại trong cộng đồng ở nước ta và hiện nay đang có diễnbiến vô cùng phức tạp Cùng với đó, ngành giáo dục cũng chịu ảnh hưởng rấtlớn; Thầy trò nhà trường đã phải cố gắng rất nhiều để vượt qua những khó khăn

để hoàn thành nhiệm vụ một cách tốt nhất Đây cũng là thời điểm để chúng tanhìn nhận, đánh giá quá trình hoạt động trong một năm qua, để thấy được nhữngviệc chúng ta đã làm được và làm tốt, những gì chúng ta chưa làm tốt Qua đó tarút ra được những bài học kinh nghiệm cho năm học mới và chúng ta sẽ thực hiệnhiệu quả hơn, thành công hơn

Trong vô vàn bài học được rút ra, theo tác giả công tác chuyên môn là bàihọc sâu sắc nhất, mang tính chiến lược và giữ vai trò hạt nhân, chi phối cho mọihoạt động khác của nhà trường Vì thế mà nâng cao chất lượng dạy và học luôn là

sự trăn trở, một bài toán mà lãnh đạo nhà trường, các tổ chuyên môn, giáo viêngiảng dạy của các môn học, phụ huynh và học sinh luôn đi tìm những lời giảihiệu quả nhất để chất lượng dạy và học của nhà trường ngày càng nâng cao

Trong dạy học môn Vật lý, kiến thức Vật lý có nhiều chương, nhiều phần,nội dung kiến thức vừa vĩ mô nhưng lại cũng rất gần gũi, thực tế Bài toánchuyển động ném một vật là một phần nhỏ như vậy Để học sinh nắm bắt và giảiđược bài toán này đòi hỏi học sinh phải có kiến thức cơ bản đã học về chuyểnđộng thẳng đều, chuyển động thẳng biến đổi đều, chuyển động rơi tự do… cùngvới đó là kĩ năng phân tích, tổng hợp và vận dụng các công cụ toán một cách linhhoạt

Để giúp học sinh có được những kĩ năng như đã trình bày ở phần trên, làgiáo viên trực tiếp giảng dạy môn Vật lí, theo tác giả chúng ta nên có thêm cácchuyên đề nhằm hỗ trợ, hướng dẫn cụ thể, chi tiết để ngoài thời gian học tập trênlớp, học sinh có thể tự đọc, tự học, tự luyện để tự chiếm lĩnh tri thức một cáchchủ động, tự lực, qua đó góp phần nâng cao chất lượng dạy học môn Vật lí cũngnhư chất lượng giáo dục của toàn trường

Với tất cả những lí do đã trình bày ở phần trên, Tôi lựa chọn: “ Phân dạng và hướng dẫn để học sinh lớp 10 trường THPT Ngọc Lặc tự đọc, tự làm, làm được và làm tốt một số dạng bài tập thường gặp về chuyển động ném, góp phần nâng cao chất lượng dạy học môn Vật lý” là đề tài viết sáng kiến của mình

với mong muốn học sinh của mình có thêm một tài liệu tốt để học tập hiệu quảhơn, bản thân có một nguồn tư liệu để tích lũy về mặt chuyên môn, đồng nghiệp

có thêm một tài liệu để tham khảo, cuối cùng là được đóng góp một phần côngsức của mình cho sự phát triển chung của chất lượng giáo dục nhà trường và dạyhọc bộ mộn Vật lý lớp 10 THPT

1.2 Mục đích nghiên cứu

Trang bị cho học sinh lớp 10 trường THPT Ngọc Lặc phương pháp giảimột số dạng bài tập thường gặp về chuyển động ném một vật trong không gian,qua đó củng cố kiến thức lý thuyết về động học, động lực học, góp phần nâng caohiệu quả học tập môn Vật lí của học sinh lớp 10, cũng như chất lượng giáo dụcchung của nhà trường

Nội dung sáng kiến trình bày có thể làm tài liệu cho học tập, tham khảocho học sinh lớp 10 nói chung và học sinh lớp 10 của trường THPT Ngọc Lặc nóiriêng Sáng kiến có thể dùng làm tài liệu của quá trình dạy học trên lớp của bảnthân tác giả và tài liệu tham khảo cho đồng nghiệp khi giảng dạy các phần kiếnthức liên quan đến chuyển động ném trong môn Vật lí

1.3 Đối tượng nghiên cứu

- Học sinh lớp 10 trường THPT Ngọc Lặc khi đã được trang bị lý thuyết cơ bản

về các chuyển động cơ bản của chương trình Vật lí lớp 10 hiện hành

- Bài tập vật lí lớp 10 liên quan đến chuyển động ném trong sách giáo khoa, tàiliệu tham khảo, hệ thống các đề thi học sinh giỏi và các nguồn tài liệu trên cáctrang mạng xã hội uy tín

1.4 Phương pháp nghiên cứu

- Quan sát thái độ học tập của học sinh

- Thực hành giảng dạy trên lớp với học sinh lớp 10 trường Ngọc Lặc

- Nghiên cứu bài tập về hạt chuyển động ném một vật trong không gian

- Kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh.

2 NỘI DUNG SÁNG KIẾN

2.1 Cơ sở lí thuyết.

2.1.1 Chuyển động và Hệ quy chiếu.

Chuyển động: Chuyển động là một hiện tượng Vật lí gắn liền với điều kiện sinh

hoạt và công việc hằng ngày của mỗi một con người chúng ta Trong Vật lí

chuyển động được khái niêm như sau: Chuyển động là sự thay đổi vị trí của vật này so với vật khác theo thời gian.

Như vậy chuyển động của một vật có tính tương đối, do đó để khảo sátchuyển động của một vật ta cần chỉ rõ: Vật chuyển động so với vật nào, thời gianbắt đầu theo dõi và khoảng thời gian vật chuyển động là bao nhiêu? Từ đó ta cónhững kết quả tương ứng về quãng đường hay vận tốc của nó, hay nói cách khácchúng ta cần có một hệ quy chiếu để xác định chuyển động của vật

Hệ qui chiếu: Là một hệ bao gồm các yếu tố

x: Là tọa độ của chuyển động ứng với mỗi một thời điểm t.

2.1.3 Chuyển động thẳng biến đổi đều.

Chuyển động thẳng biến đổi đều là chuyển động có quỹ đạo là một đường thẳng và độ lớn vận tốc tức thời tăng đều hoặc giảm đều theo thời gian.

Theo đó nếu độ lớn vận tốc tức thời tăng đều ta có chuyển động thẳngnhanh dần đều, còn độ lớn vận tốc tức thời giảm đều ta có chuyển động thẳngchậm dần đều

Gia tốc là đại lượng đặc trưng cho sự thay đổi của véc tơ vận tốc, gia tốc của chuyển động được xác định theo biểu thức:

0 0

Mỗi liên thệ giữa v, v 0 , a, S.

0

v  v  2aS (3.4)Trong đó: v0: Là vận tốc ban đầu

v : Là vận tốc tức thời

x0 : Là tọa độ ban đầu của chuyển động

x : Là tọa độ của chuyển động ứng với mỗi thời điểm t

Chú ý: a, v0 : cùng dấu khi chuyển động là chuyển động nhanh dần đều

a, v0 : ngược dấu khi chuyển động là chuyển động chậm dần đều

2.1.4 Chuyển động rơi tự do.

Rơi tự do là sự rơi của các vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực

Đặc điểm:

- Vận tốc ban đầu bằng 0

- Rơi theo phương thẳng đứng

- Chiều từ trên xuống dưới

- Ở cùng một nơi trên trái đất các vật rơi như nhau với cùng một gia tốc

a = g = 9,8 m/s2

Như vậy có thể nói rơi tự do là trường hợp đặc biệt của chuyển động thẳngnhanh dần đều vì có phương, chiều và gia tốc của chuyển động xác định và cóvận tốc ban đầu luôn bằng không

Nếu thả vật rơi ở một độ cao h xác định so với mặt đất ta có:

Thời gian rơi của vật:

- Theo phương ngang vật chuyển động thẳng đều với:

vx = v0 (5.1)

Phương trình chuyển động của vật theo trục Ox sẽ là

x = v0.t (5.2)

 (5.4).

Từ các phương trình (5.2) và (5.4) ta suy ra được:

Phương trình quỹ đạo của vật có dạng:

2

2 0

2 0

xg( )

Khi vật chạm đất: Theo phương Oy vật rơi tự do được một quãng đường S = h,

theo phương Ox vật chuyển động được một quãng đường L gọi là tầm bay xa

Từ (5.4) ta có

2gt

Đx

- Theo hướng trục Ox vật chuyển động thẳng đều với:

Vận tốc của vật theo phương Ox là:

- Theo hướng trục Oy vật chuyển động chậm dần với: ay = - g, v 0 y  v sin 0 

Phương trình vận tốc của vật theo phương thẳng đứng là:

Thay (6.5) vào phương trình (6.4) ta được:

Phương trình quỹ đạo của vật:

2

2 2 0

Thời gian chuyển động của vật: là thời gian kể từ khi ném vật đến khi vật rơi

trở lại mặt đất, theo phương trình (6.4) ta có y = 0 hay:

2 0

02v sin

g





là thời điểm vật rơi trở lại mặt đất hay thời gian chuyển động của vật

Tầm bay xa của vật: Là quãng đường vật đi được theo phương ngang khi ta

ném, tương ứng với thời gian chuyển động của vật Thay (6.7) vào (6.2) ta đượctầm bay xa của vật:

Độ cao lớn nhất mà vật lên được: Là quãng đường vật đi được theo phương

thẳng đứng, tương ứng với thời gian t’ ( t’ là khoảng thời gian kể từ khi ném vậtđến khi vật lên đến độ cao cực đại) Theo phương trình (6.3) suy ra vy = 0, khi đó

Thời gian để vật lên đến độ cao cực đại là:

Độ cao lớn nhất vật lên được là :

2 0

Là một ngôi trường đóng trên địa bàn huyện miền núi Ngọc Lặc, điềukiện cơ sở vật chất của nhà trường thiếu thốn, điều kiện dân sinh chưa cao, họcsinh của nhà trường trên 90% là người dân tộc thiểu số, sinh sống trên địa bàncác xã kinh tế đặc biệt khó khăn, giao thông đi lại vất vả, các điều kiện học tậpkhác của học sinh thiếu thốn… Chính những điều này đã ảnh hưởng không nhỏđến ý thức và thái độ học tập của học sinh, chất lượng dạy và học của giáo viên

và học sinh của nhà trường chưa cao

Trong quá trình giảng dạy bộ môn Vật lí, giáo viên luôn tìm tòi, lựa chọncác phương pháp truyền đạt, cách thức diễn giải đơn giản, dễ hiểu phù hợp với

Chuyển động ném một vật trong không gian là một chuyển động congphức tạp, nó khác hẳn so với các chuyển động như chuyển động thẳng đều,chuyển động thẳng biến đổi đều … mà các em đã được học Vì vậy các bài toánthường gặp về chuyển động ném cũng chứa đựng những yếu tố phức tạp riêng.Tuy vậy khi giải các bài toán này những kết quả của nó lại mang đến cho họcsinh nhiều điều lí thú, hấp dẫn vì những kết quả đó có những vận dụng vào cácmôn học khác như bắn súng, ném lựu đạn, đẩy tạ, nhảy xa… mà các em có thểcảm nhận được nó thông qua các buổi học Quốc phòng, Thể dục và sự trảinghiệm thực tế của bản thân Vì thế mà bài toán chuyển động ném dễ tạo đượchứng thú để học sinh học tập chủ động, tích cực và hiệu quả.

Do đặc tính riêng của bài toán chuyển động ném mà học sinh thường lúngmỗi khi gặp Việc phân dạng, định hướng và hướng dẫn phương pháp giải từngdạng bài tập cụ thể là thực sự cần thiết để học sinh có được phương pháp vàhướng giải quyết bài toán hiệu quả ngay từ bước đầu, tạo tiền đề cho lời giảichính xác tiếp theo Việc trình bày chi tiết, cụ thể để học sinh có thể tự đọc, tựhọc, tự làm là một giải pháp tốt để giảm tải thời gian trên lớp, góp phần tăngcường tính chủ động học tập của học sinh, đáp ứng được yêu cầu của phươngpháp giáo dục hiện đại Vì thế mà ở chuyên đề này tác giả trình bày theo ý tưởngnhư vậy

2.3 Giải pháp.

2.3.1 Bài toán chuyển động của một vật được ném theo phương thẳng đứng

A Bài toán ví dụ

Ví dụ 1: Từ độ cao h = 30 m so với mặt đất, một vật nhỏ được ném theo phương

thẳng đứng với vận tốc ban đầu bằng 5 m/s Lấy g = 10 m/s2

A Viết phương trình vận tốc và phương trình chuyển động của vật

B Xác định thời gian chuyển động kể từ khi ném đến khi vật chạm đất

C Tính độ lớn vận tốc của vật khi nó chạm đất

Hướng dẫn giải

Giả sử vật được ném như hình vẽ

Giải phương trình vừa có ta có thời gian rơi của vật t = 2 s.

Khi cham đất độ lớn vận tốc của vật bằng: thay t = 2 s vào phương trình vận tốc

ta được:

0

v v   a.t 5 10.t 5 10.2 30 m / s     

Ví dụ 2: Từ mặt đất một vật nhỏ được ném theo phương thẳng đứng với độ lớn

vận tốc ban đầu bằng 20 m/s Lấy g = 10 m/s2

A Xác định độ cao lớn nhất mà vật lên được

B Hỏi sau bao lâu kể từ khi ném vật trở lại mặt đất?

C Xác định khoảng thời gian giữa hai lần vật có độ cao bằng một nửa độ cao lớn nhất mà vật lên được

Hướng dẫn giải

Giả sử vật được ném như hình vẽ:

Chọn trục Ox có phương thẳng đứng, chiều dương hướng từ dưới lên trên,gốc tọa độ và gốc thời gian là vị trí và thời điểm ném vật

x 20.t 5.t 0

0t4





Vậy sau khi ném 4 s vật sẽ rơi trở lại mặt đất

Khi độ cao của vật bằng một nửa độ cao cực đại mà nó lên được ta có:

2 max

Giải phương trình vừa có ta được: t1 = 0,59 s, t2 = 3,41 s là hai thời điểm mà vật

có độ cao bằng một nửa độ cao cực đại trong quá trình mà vật chuyển động

B Bài tập luyện tập.

Bài 1: Một vật nhỏ được ném lên từ mặt đất theo phương thẳng đứng, biết độ cao

lớn nhất vật lên được bằng 80 m Xác định vận tốc khi ném vật Lấy g = 10 m/s2

ĐS: v = 40 m/s Bài 2 Từ độ cao h = 20 m so với mặt đất, một vật nhỏ được ném xuống theo

phương thẳng đứng với vận tốc ban đầu v0 Xác định độ lớn của v0 để khi némvật, khi vật chạm đất thì thời gian chuyển động của vật ít hơn so với khi thả vậtrơi tự do ở cùng độ cao một khoảng thời gian bằng 1 s

ĐS: v 0 = 15 m/s Bài 3: Từ mặt đất người ta ném một vật nhỏ lên theo phương thẳng đứng, sau 4 s

vật rơi trở lại mặt đất Tính vận tốc ném vật và độ cao lớn nhất vật lên được Lấy

g = 10 m/s2

O x

y

H

ĐL

v 

v 

ĐS: v = 20 m/s, h = 20 m/s 2.3.2 Bài toán chuyển động của một vật được ném theo phương nằm ngang

A Bài tập ví dụ.

Bài toán ví dụ: Từ độ cao h = 80 m so với mặt đất, một vật nhỏ được ném

theo phương nằm ngang với độ lớn vận tốc ban đầu bằng 20 m/s Lấy g = 10 m/

s2

A Viết phương trình quỹ đạo của vật

B Xác định thời gian chuyển động của vật

C Xác định tầm bay xa của vật

D Xác định độ lớn vận tốc của vật khi nó chạm đất

Hướng dẫn giải

Giả sử chuyển động của vật được mô tả như hình vẽ:

Chọn hệ trục tọa độ Oxy như hình vẽ, gốc tọa độ và gốc thời gian là vị trí

và thời điểm ném vật

Theo phương trục Ox ta có: x0 = 0, vx0 = v = 20 m/s, ax = 0

Phương trình chuyển động của vật theo phương ngang là

x 20.t (m) (1)Theo phương trục Oy ta có: y0 = 0, vy0 = 0, ay = g = 10 m/s2

Phương trình chuyển động của vật theo hướng trục Oy sẽ là:

1

y 10.t 5.t (2)2

Từ phương trình (1) ta có:

xt20

 thay vào phương trình (2) ta được phương trìnhquỹ đạo của vật là:

Thành phần vận tốc của vật theo phương ngang: vx = v0 = 20 m/s.

Thành phần vật tốc của vật theo phương thẳng đứng: vy = g.t = 10.4 = 40 m/sKhi đó độ lớn vận tốc của vật khi nó chạm đất là:

ĐS: v 0 = 80 m/s, L = 480 m Bài 2: Một máy bay ném bom bay theo phương ngang ở độ cao 2 km so với mặt đất, với v = 504 km/h Hỏi viên phi công phải thả bom từ xa cách mục tiêu trên mặtđất bao nhiêu để bơm rơi trúng mục tiêu đó?, lấy g = 10m/s2

ĐS: L = 2800 m Bài 3: Từ độ cao 20 m so với mặt đất, một vật nhỏ được ném theo phương

ngang với độ lớn vận tốc bằng 10 m/s Xác định độ cao của vật so với mặt đấtkhi thành phần vận tốc của vật theo phương thẳng đứng có độ lớn bằng độ lớnvận tốc thành phần nằm ngang Bỏ qua lực cản của không khí, lấy g = 10 m/s2

ĐS: H = 15 m 2.3.3 Bài toán chuyển động của một vật ném xiên.

A Bài tập ví dụ

Ví dụ 1: Từ mặt đất, một vật nhỏ được ném lên theo phương hợp với phương

ngang một góc 600, độ lớn vận tốc ban đầu bằng 40 m/s

A Viết phương trình quỹ đạo của vật

B Xác định thời gian chuyển động của vật

C Xác định tầm bay xa và độ cao lớn nhất mà vật lên được

Hướng dẫn giải

Giả sử vật được ném lên như hình vẽ: