sáng kiến kinh nghiệm phương pháp giải nhanh các bài tập trắc nghiệm chương IV các định luật bảo toàn vật lý 10

MỤC LỤC I. ĐỀ TÀI: PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH CÁC BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM CHƯƠNG IV CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN VẬT LÝ 10 (CHƯƠNG TRÌNH NÂNG CAO) II. ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Lý do chọn đề tài: Cùng với sự phát triển chung của đất nước, ngành giáo dục cũng từng bước phát triển và lớn mạnh. Việc đổi mới phương pháp giảng dạy đang được các nhà giáo dục hết sức quan tâm. Hiện nay, trắc nghiệm khách quan là hình thức kiểm tra được xem là có độ chính xác và khách quan khá cao. Hình thức trắc nghiệm khách quan đang được áp dụng để kiểm tra đối với môn Vật lý ở nhiều trường THPT. Đặc biệt đây là hình thức thi trong các kì thi tốt nghiệp THPT và tuyển sinh Đại học, Cao đẳng đang được Bộ giáo dục và đào tạo áp dụng đối với môn Vật lý trong những năm học qua. Vậy làm thế nào để giải các bài tập cũng như các câu hỏi trắc nghiệm một cách chính xác và nhanh nhất đòi hỏi cần phải có phương pháp và cách thức làm đúng. Qua những năm giảng dạy môn Vật lý lớp 10 tôi mạnh dạn đưa ra đề tài “ Phương pháp giải nhanh các bài tập trắc nghiệm chương IV Các định luật bảo toàn Vật lý 10 (Chương trình nâng cao)’’ mong được chia sẻ cùng quý thầy cô, để nhằm đưa công việc giảng dạy vật lý ngày đạt hiệu quả cao hơn. 2. Cơ sở lý luận: Vật lý là môn khoa học tự nhiên đòi hỏi học sinh không chỉ nắm vững lý thuyết mà còn phải vận dụng lý thuyết vào giải các bài tập cụ thể cũng như trả lời các câu hỏi liên quan. Hình thức trắc nghiệm khách quan đối với mỗi bài tập thường cho dưới dạng các đáp số hoặc cho các công thức dưới dạng biểu thức đại số, các câu trắc nghiệm lý thuyết thường cho dưới dạng các phát biểu, yêu cầu học sinh chọn phát biểu đúng hoặc sai… Thời gian để học sinh đọc đề giải và chọn đáp án thường rất ngắn (khoảng 1,5 phút 1câu). Số lượng câu hỏi trong một đề kiểm tra nhiều, kiến thức rộng, đòi hỏi học sinh không những nắm một cách tổng quát các kiến thức mà còn phải có phương pháp giải nhanh để chọn đáp án đúng. 3. Cơ sở thực tiễn: Hiện nay giải bài tập trắc nghiệm vật lý, đối với học sinh thường gặp rất nhiều khó khăn để nhớ các công thức các định luật, các định lý các thuyết vật lý và thời gian để giải các bài tập trắc nghiệm. Việc học vật lý đối với học sinh gặp nhiều khó khăn, chất lượng bộ môn còn thấp, đặc biệt là môn vật lý ở khối lớp 10. Vì thế giáo viên cần phải làm thế nào giúp học sinh nhớ các công thức các định luật, các định lý các thuyết vật lý một cách chính xác và vận dụng vào giải nhanh các bài tập trắc nghiệm, để chất lượng bộ môn ngày càng được nâng cao. III. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Phần 1. Tóm tắt lý thuyết chương IV Các định luật bảo toàn 1. Hệ kín Một hệ vật được coi là hệ kín nếu không có tác dụng của ngoại lực, hoặc nếu có thì các ngoại lực này phải triệt tiêu lẫn nhau.  Fng l 0 2. Động lượng Động lượng của một vật chuyển động là đại lượng đo bằng tích của khối lượng và vận tốc của vật.   P  mv Về độ lớn: P = mv. Động lượng là đại lượng vec tơ cùng hướng với vec tơ vận tốc Đơn vị của động lượng : kgms. 3. Định lí biến thiên động lượng Độ biến thiên động lượng của một vật trong một khoảng thời gian nào đó bằng tổng xung lượng của các lực tác dụng lên vật trong khoảng thời gian đó.     P  P2  P1  Ft r Trong đó : F t là tổng xung lượng của các lực tác dụng lên vật. 4. Định luật bảo toàn động lượng Vec tơ tổng động lượng của hệ kín được bảo toàn. P  P const   P1  P2 ... Pn  const    Một hệ cô kín có n vật thì 5. Nguyên tắc chuyển động bằng phản lực Trong một hệ kín nếu có một phần của hệ chuyển động theo một hướng thì theo định luật bảo toàn động lượng, phần còn lại của hệ phải chuyển động theo hướng ngược lại sao cho   mv1 mv2  const . 6. Công r Công của một lực F không đổi được tính theo công thức: A = F.S.cos Trong đó +  là góc hợp bởi hướng của lực và hướng chuyển động của vật. + S là quãng đường vật đi được. Đơn vị của công: jun (J). Nếu  là góc nhọn thì A > 0 => công phát động. Nếu  là góc tù thì A < 0 => công cản. Nếu = 900 thì A = 0 => lực không sinh công. 7. Công suất Công suất là đại lượng có giá trị bằng thương số giữa công A và thời gian t cần để thực hiện công ấy. A P  t Đơn vị công suất là W. Một đơn vị khác thường dùng là: mã lực (HP). 8. Biểu thức khác của công suất A F.sr r r r P = = = F.v t t 9. Động năng Động năng của một vật là năng lượng do chuyển động mà có. Động năng được tính bởi công thức: mv 2 Wđ  2 Tính chất của động năng: Động năng là đại lượng vô hướng và luôn dương. Động năng có tính tương đối (phụ thuộc vào hệ quy chiếu). Đơn vị của động năng là jun (J). 10. Định lý động năng Độ biến thiên động năng của một vật bằng tổng công của ngoại lực tác dụng lên vật. A Wđ2  Wđ1 11. Thế năng trọng trường Thế năng trọng trường là dạng năng lượng tương tác giữa Trái Đất và vật, nó phụ thuộc vào vị trí của vật trong trọng trường. Chọn gốc thế năng tại mặt đất, thế năng trọng trường của một vật khối lượng m, ở độ cao z so với mặt đất có biểu thức: Wt = mgz Khi một vật chuyển động trong trọng trường từ vị trí 1 đến vị trí 2 thì công của trọng lực của vật có giá trị bằng hiệu thế năng trọng trường tại vị trí 1 và vị trí 2. AP = Wt1 – Wt2 12. Lực thế Lực thế là các loại lực khi tác dụng lên một vật sinh ra một công cơ học có độ lớn không phụ thuộc vào dạng của đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí của điềm đầu và điểm cuối. Ví dụ: Lực đàn hồi, trọng lực. 13. Thế năng đàn hồi kx2 Wt(đh) = 2 Công của lực đàn hồi bằng độ giảm thế năng đàn hồi. A12 = Wt(đh1) – Wt(đ2) 14. Định luật bảo toàn cơ năng 14.1. Trường hợp vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực: mv12 mv22 mgz1  mgz2 2 2 14.2. Trường hợp vật chỉ chịu tác dụng của lực đàn hồi: mv12  kx12  mv22 kx22 2 2 2 2 15. Biến thiên cơ năng Khi vật chịu tác dụng của lực không phải là lực thế thì cơ năng của vật không bảo toàn mà biến thiên, và công của lực này bằng độ biến thiên cơ năng. A12 = W2 – W1 16. Va chạm đàn hồi trực diện Vận tốc của từng quả cầu sau va chạm: m m v + 2m v v =1 1 2 1 2 2 m + m1 2 m m v + 2m v 2 1 2 2 2 v =2 m + m1 2 Nhận xét: Hai qua cầu có khốí lượng bằng nhau: m = m1 2 thì v = v ;v = v1 2 2 1 . Có sự trao đổi vận tốc. Hai quả cầu có khối lượng chênh lệch m2 Giả sử m1  m2 và v1  0 ta có thể biến đổi gần đúng với m1 0 ta thu được v = 0;v = v1, ,2 2 17. Va chạm mềm Định luật bảo toàn động lượng: mv = M +m V  . M ΔW =đ Wđ1 0 M+m Độ biến thiên động năng của hệ: ΔW < 0đ chứng tỏ động năng giảm đi một lượng trong va chạm. Lượng này chuyển hoá thành dạng năng lượng khác, nhu toả nhiệt,.. 18. Các định luật Kêple 18.1. Định luật 1: Mọi hành tinh đều chuyển động theo các quỹ đạo elip mà Mặt Trời là một tiêu điểm. 18.2. Định luật 2: Đoạn thẳng nối Mặt Trời và một hành tinh bất kỳ quét những diện tích bằng nhau trong những khoảng thời gian như nhau. 18.3. Định luật 3: Tỉ số giữa lập phương bán trục lớn và bình

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HĨA PHỊNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TP THANH HOÁ SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH CÁC BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM CHƯƠNG IV CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN VẬT LÝ 10 Người thực hiện: Chức vụ: Đơn vị công tác: SKKN thuộc lĩnh vực: THANH HÓA NĂM 2022 2 MỤC LỤC I ĐỀ TÀI: PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH CÁC BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM CHƯƠNG IV CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN VẬT LÝ 10 (CHƯƠNG TRÌNH NÂNG CAO) II ĐẶT VẤN ĐỀ Lý chọn đề tài: Cùng với phát triển chung đất nước, ngành giáo dục bước phát triển lớn mạnh Việc đổi phương pháp giảng dạy nhà giáo dục quan tâm Hiện nay, trắc nghiệm khách quan hình thức kiểm tra xem có độ xác khách quan cao Hình thức trắc nghiệm khách quan áp dụng để kiểm tra môn Vật lý nhiều trường THPT Đặc biệt hình thức thi kì thi tốt nghiệp THPT tuyển sinh Đại học, Cao đẳng Bộ giáo dục đào tạo áp dụng môn Vật lý năm học qua Vậy làm để giải tập câu hỏi trắc nghiệm cách xác nhanh địi hỏi cần phải có phương pháp cách thức làm Qua năm giảng dạy môn Vật lý lớp 10 mạnh dạn đưa đề tài “ Phương pháp giải nhanh tập trắc nghiệm chương IV Các định luật bảo toàn Vật lý 10 (Chương trình nâng cao)’’ mong chia sẻ quý thầy cô, để nhằm đưa công việc giảng dạy vật lý ngày đạt hiệu cao Cơ sở lý luận: Vật lý môn khoa học tự nhiên địi hỏi học sinh khơng nắm vững lý thuyết mà phải vận dụng lý thuyết vào giải tập cụ thể trả lời câu hỏi liên quan Hình thức trắc nghiệm khách quan tập thường cho dạng đáp số cho công thức dạng biểu thức đại số, câu trắc nghiệm lý thuyết thường cho dạng phát biểu, yêu cầu học sinh chọn phát biểu sai… Thời gian để học sinh đọc đề giải chọn đáp án thường ngắn (khoảng 1,5 phút/ 1câu) Số lượng câu hỏi đề kiểm tra nhiều, kiến thức rộng, đòi hỏi học sinh nắm cách tổng quát kiến thức mà cịn phải có phương pháp giải nhanh để chọn đáp án Cơ sở thực tiễn: Hiện giải tập trắc nghiệm vật lý, học sinh thường gặp nhiều khó khăn để nhớ công thức định luật, định lý thuyết vật lý thời gian để giải tập trắc nghiệm Việc học vật lý học sinh gặp nhiều khó khăn, chất lượng mơn cịn thấp, đặc biệt mơn vật lý khối lớp 10 Vì giáo viên cần phải làm giúp học sinh nhớ công thức định luật, định lý thuyết 3 vật lý cách xác vận dụng vào giải nhanh tập trắc nghiệm, để chất lượng môn ngày nâng cao III NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Phần Tóm tắt lý thuyết chương IV- Các định luật bảo tồn Hệ kín Một hệ vật coi hệ kín khơng có tác dụng ngoại lực, có ngoại lực phải triệt tiêu lẫn  Fng /l 0 Động lượng Động lượng vật chuyển động đại lượng đo tích khối lượng vận tốc vật   P  mv Về độ lớn: P = mv - Động lượng đại lượng vec tơ hướng với vec tơ vận tốc Đơn vị động lượng : kgm/s Định lí biến thiên động lượng Độ biến thiên động lượng vật khoảng thời gian tổng xung lượng lực tác dụng lên vật khoảng thời gian  P  P2  P1  Ft r Trong : F t tổng xung lượng lực tác dụng lên vật Định luật bảo toàn động lượng Vec tơ tổng động lượng hệ kín bảo tồn  P  P ' const   P1  P2   Pn  Một hệ kín có n vật const Nguyên tắc chuyển động phản lực Trong hệ kín có phần hệ chuyển động theo hướng theo định luật bảo tồn động lượng, phần cịn lại hệ phải chuyển động theo hướng ngược lại cho Công   mv1 mv2  const 4 r Công lực F khơng đổi tính theo cơng thức: A = F.S.cos Trong +  góc hợp hướng lực hướng chuyển động vật + S quãng đường vật Đơn vị cơng: jun (J) *Nếu  góc nhọn A > => cơng phát động *Nếu  góc tù A < => cơng cản *Nếu = 90 A = => lực không sinh công Công suất Công suất đại lượng có giá trị thương số cơng A thời gian t cần để thực công A P t -Đơn vị công suất W -Một đơn vị khác thường dùng là: mã lực (HP) Biểu thức khác công suất A F.sr r r r P = = = F.v t t Động Động vật lượng chuyển động mà có Động tính cơng thức: mv Wđ  Tính chất động năng: -Động đại lượng vô hướng dương -Động có tính tương đối (phụ thuộc vào hệ quy chiếu) -Đơn vị động jun (J) 10 Định lý động Độ biến thiên động vật tổng công ngoại lực tác dụng lên vật A Wđ2  Wđ1 11 Thế trọng trường Thế trọng trường dạng lượng tương tác Trái Đất vật, phụ thuộc vào vị trí vật trọng trường 5 Chọn gốc mặt đất, trọng trường vật khối lượng m, độ cao z so với mặt đất có biểu thức: Wt = mgz *Khi vật chuyển động trọng trường từ vị trí đến vị trí cơng trọng lực vật có giá trị hiệu trọng trường vị trí vị trí AP = Wt1 – Wt2 12 Lực Lực loại lực tác dụng lên vật sinh cơng học có độ lớn không phụ thuộc vào dạng đường mà phụ thuộc vào vị trí điềm đầu điểm cuối Ví dụ: Lực đàn hồi, trọng lực 13 Thế đàn hồi kx2 Wt(đh) = *Công lực đàn hồi độ giảm đàn hồi A12 = Wt(đh1) – Wt(đ2) 14 Định luật bảo toàn 14.1 Trường hợp vật chịu tác dụng trọng lực: mv12 mv22 mgz1  14.2 mgz2 Trường hợp vật chịu tác dụng lực đàn hồi: mv12  kx12  mv22 kx22 2 2 15 Biến thiên Khi vật chịu tác dụng lực lực vật khơng bảo tồn mà biến thiên, công lực độ biến thiên A12 = W2 – W1 6 16 Va chạm đàn hồi trực diện Vận tốc cầu sau va chạm: = m -m v + 2m v v 1' 2 m + m12 m - m v + 2m v ' v =2 m + m1 2 2 Nhận xét: Hai qua cầu có khốí lượng nhau: m = m1 v = v ;v = v1' ' Có trao đổi vận tốc - Hai cầu có khối lượng chênh lệch - m2 Giả sử m  m thu v = 0;v = -v1, v1  ta biến đổi gần với m1  ta , 2 17 Va chạm mềm - toàn động lượng: mv = Định luật bảo M +m V Độ biến thiên ΔW =-đ M  Wđ1 0 động hệ: M+m ΔW < 0đ chứng tỏ động giảm lượng va chạm Lượng chuyển hoá thành dạng lượng khác, nhu toả nhiệt, 18 Các định luật Kê-ple 18.1 Định luật 1: Mọi hành tinh chuyển động theo quỹ đạo elip mà Mặt Trời tiêu điểm 18.2 Định luật 2: Đoạn thẳng nối Mặt Trời hành tinh quét diện tích khoảng thời gian 18.3 Định luật 3: Tỉ số lập phương bán trục lớn bình phương chu kỳ quay giống cho hành tinh quay quanh Mặt Trời a12 a 22 ai2 2= = .= = T1 T2 Ti Đối với hai hành tinh 7  a2  19 Vệ tinh nhân tạo Tốc độ vũ trụ: Vận tốc vũ trụ cấp I : vI = 7,9km/s Vận tốc vũ trụ cấp II: vII = 11,2km/s Vận tốc vũ trụ cấp III: vIII = 16,7km/s a1  =T1  T2  Phần Phương pháp giải nhanh tập trắc nghiệm chương IV Các định luật bảo tồn (chương trình nâng cao) Phương pháp chung: Để giải tập Vật lý dù hình thức cần đảm bảo đầy đủ bước sau: Bước 1: Đọc kĩ đề bài, tìm hiểu ý nghĩa thuật ngữ có, nắm vững đâu kiện, đâu ẩn số phải tìm, dùng kí hiệu vật lý để tóm tắt lại kiện ẩn số cần phải tìm Vẽ hình để mơ tả minh họa Bước 2: Đổi đơn vị theo hệ SI cần Bước 3: Phân tích nội dung tập làm sáng tỏ chất Vật lý tượng mô tả tập Dùng công thức Vật lý học xác lập mối liên hệ đại lượng cho với đại lượng phải tìm Bước 4: Xác định phương pháp vạch rõ kế hoạch giải tập Thành lập phương trình cần, có ẩn số có nhiêu phương 8 trình Nếu số ẩn số nhiều số phương trình phải biện luận Sau kiểm tra kết xem có khơng Tuy nhiên với hình thức trắc nghiệm giải tập để chọn đáp án không cần lý giải lập luận dài dịng dẫn chứng lập luận có sẵn tư cần ghi biểu thức vật lý để lập thành phương trình giải chọn đáp án Để cho nhanh số biểu thức vật lý phức tạp học sinh yếu thường khó khăn việc rút đại lượng cần tìm biểu thức vật lý, em hết số liệu cho biểu thức cịn đại lượng cần tìm cần đặt ẩn X dùng máy tính casio để giải nhanh Phương pháp giải dạng tập cụ thể ưu điểm phương pháp giải nhanh trắc nghiệm: 2.1 Phương pháp giải dạng tập cụ thể: Dạng Các tập động lượng Định luật bảo toàn động lượng Phương pháp giải: + Tính động lượng vật hệ vật vận dụng định lý biến thiên động lượng cần ý chuyển từ biểu thức vec tơ sang tính giá trị đại số + Nếu sử dụng định luật bảo toàn động lượng cần viết biểu thức vec tơ chiếu lên chiều dương chọn Tuy nhiên để nhanh gọn hệ quy chiếu xem có tư cần viết biểu thức đại số suy kết Đối với định luật bảo toàn phạm vi áp dụng hệ phải hệ lập Đối với tốn đạn nổ, va chạm khoảng thời gian ngắn nội lực lớn nhiều so với ngoại lực thơng thường nên xem hệ lập áp dụng định luật bảo tồn động lượng Sau tơi đưa số ví dụ minh họa phương pháp giải theo tự luận trắc nghiệm: Ví dụ 1: Đề bài: Một vật có khối trọng lượng 20N chuyển động thẳng với vận tốc 5m/s Lấy g =10 m/s2.Động lượng vật A.10 kgm/s B.8kgm/s C.12kgm/s D.15kgm/s Tóm tắt: Cho: P = 20N, v = 5m/s, g =10m/s Hỏi: p=? Giải theo phương pháp tự luận Giải theo phương pháp trắc nghiệm r r Động lượng vật là: p mv r r Vì p Z Z v nên p = mv (1) P 20 Ta có P = mg => m =   2(kg) g 10 P 20 Có: P = mg => m =   2(kg) g 10 p = mv = 2.5 = 10kgm/s Chọn A 9 (1) => p = mv = 2.5 = 10kgm/s Vậy p = 10 kgm/s Ví dụ Đề bài: Hai vật có khối lượng m = 1kg m2 = 3kg chuyển động với vận tốc v1 = 3m/s v2 = 1m/s độ lớn động lượng hệ hai vật trường r hợp r v v vng góc với A kg.m/s B 2 kg.m/s C kg.m/s D 3kg.m/s Tóm tắt: r Cho: m1 = 1kg, v1 = 3m/s, m2 = 3kg, v2 = 1m/s, Giải theo phương pháp tự luận Tính P mv1  11  1.33(kgm s/ ) P2 m v2  3.1 3(kgm s/ ) r v v  Hỏi: P? Giải theo phương pháp trắc nghiệm Nhẫm thấy P1 = P2 = (kgm/s) r r Thấy P1   P2 P P1  2(kgm s/ ) r r r Chọn đáp án A Động lượng hệ: P  P1 P2 r r Vì P1   P2 P P12  P22 2(kgm s/ ) Vậy P 2(kgm s/ ) Ví dụ Đề bài: Một bóng khối lượng 0,5kg bay theo phương ngang với vận tốc 5m/s đập vào tường bật lại theo phương cũ với độ lớn vận tốc Chọn chiều dương chiều chuyển động ban đầu bóng Tính độ biến thiên động lượng bóng? A.5kgm/s B.-5kgm/s C.10kgm/s D.-10kgm/s Tóm tắt: Cho: m = 0,5kg, v1 = 5m/s, v2 = 5m/s Hỏi: P? Giải theo phương pháp tự luận Giải theo phương pháp trắc nghiệm 10 (+) r v1 r v2 10 Độ biến thiên động lượng bóng dạng đại số: PP2 P1 mv2 mv2 = m(v2 – v1) (Với v1, v2 giá trị đại số vận tốc bóng trước sau va chạm vào tường) Chọn chiều dương chiều chuyển Suy    P P2 động ban đầu bóng v1) Độ biến thiên động lượng bóng: r = 0,5(-5 - 5) r r r r = - 5kgm/s    P P P mv mv21  1(1) = > Chọn B Chiếu (1) lên chiều (+) chọn ta có:   P P2 P1 m v( P1 mv2 mv2 m v( v1) (Với v1, v2 độ lớn vận tốc bóng trước sau va chạm vào tường) Suy ra:  P m v( v1) 0,5(5 5) 5(kgm s/ ) Vậy  P5(kgm s/ ) Ví dụ Đề bài: Một vật khối lượng kg thả rơi tự từ độ cao 4,9m so với mặt đất Lấy g = 9,8 m/s2 Độ biến thiên động lượng vật chạm đất A.4,9kgm/s B.9,8kgm/s C.19,6kgm/s D.15kgm/s Tóm tắt: Cho m =1kg, h = 3m, g =9,8m/s2 Hỏi: P? Giải theo phương pháp tự luận Giải theo phương pháp trắc nghiệm Theo định lý biến thiên động lượng ta có:     P F t r r r Pt Suy ra:    P mg t (1) Ft ... =T1  T2  Phần Phương pháp giải nhanh tập trắc nghiệm chương IV Các định luật bảo tồn (chương trình nâng cao) Phương pháp chung: Để giải tập Vật lý dù hình thức cần đảm bảo đầy đủ bước sau:...2 MỤC LỤC I ĐỀ TÀI: PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH CÁC BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM CHƯƠNG IV CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN VẬT LÝ 10 (CHƯƠNG TRÌNH NÂNG CAO) II ĐẶT VẤN ĐỀ Lý chọn đề tài: Cùng với phát triển... thức định luật, định lý thuyết 3 vật lý cách xác vận dụng vào giải nhanh tập trắc nghiệm, để chất lượng môn ngày nâng cao III NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Phần Tóm tắt lý thuyết chương IV- Các định luật bảo