SKKN phương pháp giải bài tập đồ thị trong chuyển động đều ở chương i vật lý 8

Phần ĐẶT VẤN ĐỀ: Bài tập vật lý (BTVL) có vai trị quan trọng việc củng cố, khắc sâu mở rộng kiến thức cho học sinh q trình dạy học Ngồi ra, BTVL có vai trị chủ đạo việc rèn luyện lực tư duy: tư phân tích, thiết kế, lập luận, tổng hợp…, số kỹ hình thành phát triển thơng qua việc giải tập Có nhiều loại hình tập để đáp ứng yêu cầu phong phú nội dung kiến thức học Mỗi tập có nhiều phương pháp nhằm phát huy tối đa tác dụng tập Trong tập chuyển động học đóng vai trị quan trọng số lượng nội dung kiến thức chương trình VẬT LÝ trung học sở Do để học sinh nắm bắt phương pháp giải tập chuyển động có hiệu đòi hỏi người giáo viên phải biết phân loại tập lựa chọn phương pháp giải phù hợp với loại tập Đối với dạng tập chuyển động chương I vật lý xoay quanh việc vận dụng công thức: v =s/t ; s = v.t ; t = s/v Trong đó: s: Quãng đường vật (km m) v: Vận tốc vật ( km/h m/s) t: Thời gian vật hết quãng đường (h s) Nên chia hai mảng tập lớn : * Bài tập đơn tự luyện * Bài tập có đồ thị Trong mảng tập lớn phải phân dạng cụ thể, hẹp có phương pháp giải chung cho dạng Bài tập đồ thị chuyển động học đưa nhiều dạng tập khác Song mức độ tiếp thu học sinh loại tập cịn hạn chế Sở dĩ có tình trạng học sinh chưa có kỹ sử dụng cơng cụ tốn học vào giải tập Vì loại tập chưa phát huy tính tích cực góp phần nâng cao tác dụng BTVL GV Trang TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com Với mong muốn góp phần nâng cao chất lượng dạy học vật lý bậc trung học sở mạnh dạn nghiên cứu đề tài “phương pháp giải tập đồ thị chuyển động chương I vật lý ” Phần GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ: I/ MỘT SỐ BÀI TẬP ĐỒ THỊ CHUYỂN ĐỘNG I.1/ Cơ sở lý thuyết: 1.1:Nhắc lại số kiến thức đồ thị hàm số a)Đồ thị hàm số : y =ax + b (a ≠0) y=ax +b y y a>0 a0 a0 :Đồ thị hướng từ lên +)Nếu a đồ thị hướng từ lên Lv Nếu v < đồ thị hướng từ xuống ( b) Đồ thị vận tốc ly Hàm số : v =c (c = số) L0 v(km/h) L0 v(km/h) Lv≠0 GV lH5 Trang Lv=0 lx TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com t(h) t(h) I.2: PHÂN TÍCH LOẠI BÀI TẬP: S (km) I.2.1: Bài tập đọc đồ thị 60 K G 45 2.1.1 :Đồ thị tọa độ Bài 1: Các đồ thị A ,B hình biễu (B) diễn chuyển động O xe A, xe B Dựa vào đồ thị : (A ) 1.1 Mô tả chuyển động xe A, xe B H6 1.2 Hai xe gặp lúc quãng đường ? 1.3 Tìm vận tốc xe ? *Phương pháp giải : - Căn vào chiều dương trục thời gian để xác định điểm đầu đồ thị - Từ tọa độ điểm đầu suy thời điểm vị trí khởi hành chuyển động - Căn vào chiều lên hay xuống đồ thị với trục số để suy chiều chuyển động - Dựa vào số liệu đồ thị công thức v = S/t để tính vận tốc chuyển động - Tọa độ điểm giao vị trí thời điểm gặp Giải : 1.1) Mô tả chuyển động xe - Xe A, xe B chuyển động thẳng GV Trang TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com - Hai xe khởi hành lúc Xe A khởi hành K cách khoảng 60 km Xe B khởi hành từ O O, K cách 60 km Hai xe chuyển động ngược chiều 1.2) Thời điểm vị trí gặp : Tọa độ giao điểm G hai đồ thị cho biết : - Hai xe gặp sau kể từ lúc khởi hành - Quãng đường xe : - Xe A : S1 = 15 km (cách K) - Xe B : S2 = 45 km (cách O) 1.3) Vận tốc xe : - Xe A: v1 = S1/t = 15/1 = 15 km/h - Xe B: v2 = S2/t = 45/1 = 45 km/h *Bài tập áp dụng Bài : Dựa đồ thị tọa độ H7 Hãy mơ tả tính chất chuyển động ứng với đồ lS(km) lS(km) L0 lS(km) L0 Lt(h) x Lt(h) H7 lS(km) thị Bài : Các đồ thị (A) (B) hình vẽ H8 biểu diễn (A) 100 chuyển động xe A xe B (B) Dựa vào đồ thị: 50 GV Trang G 20 O TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com t (h) 3.1 Mô tả chuyển động xe A xe B? 3.2 Hai xe gặp lúc di quãng dường ? 3.3 Tìm vận tốc xe ? 2.1.2 Đồ thị vận tốc : H8 Bài :Hình (H9) đồ thị vận tốc chuyển động đường thẳng hai V(km/h) E 10 K G C -10 H D A t(h) B H9 vật xuát phát vị trí KG vật AB,CD,EH vật 1.1Dựa vào đồ thị vận tốc mô tả chuyển động vật 1.2Xác định thời điểm vị trí hai vật gặp trình chuyển động  Phương pháp giải : - Căn vào chiều dương trục (Ot) để xác định thời gian xuất phát - Căn vào giao điểm đồ thị với trục Ov để xác định tính chất chuyển động vận tốc chuyển động - Viết công thức đường chuyển động sau thời gian t, từ suy cơng thức xác định vị trí chuyển động điểm chọn làm mốc - Thời điểm vị trí gặp chuyển động : S1 =S2 GV Trang TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com Giải : 1.1 Mô tả chuyển động vật Hai vật xuất phát từ vị trí thời điểm - Vật : Chuyển động thẳng với vận tốc km/h Đồ thị đoạn KG - Vật : Chuyển động ngược chiều với vật với vận tốc v =10 km/h Sau 1/2h vật dừng lại nghỉ 1/2h quay lại chuyển động chiều với vật với vận tốc cũ 1.2Xác định thời điểm vị trí hai vật gặp Cơng thức đường vật : Vật : S1 = V1.t =5t Vật : Sau 1/2h quãng đường S0 = 1/2 10 =5(km) Sau 1h quãng đường S0 =5(km) Sau t :S2 = -S0 + v2 (t – 1) Hai vật gặp S1 =S2 =>5t =-5 + 10(t-1)=>t=3(h) Hai vật gặp sau 3h kể từ lúc xuất phát Chỗ gặp cách vị trí xuất phát S1 =5.3 =15 (km) *Bài tập áp dụng: Bài 2: Dựa đồ thị vận tốc mô tả tính chất chuyển động ứng với đồ thị (H8) V(km/h) 40 V(km/h) V(km/h) v(km/h) 45 Bài : Đồ thị (H11 ) biểu diễn chuyển động xe máy từ A đến B Mô tả 30 0 tính0chất chuyển động t(h) t(h) t(h) -20 H10 0,5 GV Trang t (h) TIEU LUAN MOI download H : skknchat123@gmail.com 11 II.2.2 :Vẽ đồ thị : 2.2.1 Đồ thị tọa độ : 1/ Bài tập minh họa: Lúc 8h đoàn tàu hỏa rời Hà Nội Hải Phòng với vận tốc 30 km/h Sau chạy 40 phút tàu đỗ lại sân ga 10 phút, sau tiếp tục phía Hải Phịng với vận tốc ban đầu Lúc 8h 50 phút ôtô khởi hành phía Hải phịng với vận tốc 40 km/h 1.1) Vẽ đồ thị chuyển động xe tàu hệ trục 1.2) Căn vào đồ thị xác định vị trí thời điểm lúc tơ đuổi kịp tàu * Phương pháp giải : 1.1) Viết công thức đường chuyển động - Lập bảng biến thiên đường S theo thời gian t kể từ vị trí khởi hành - Vẽ hệ trục tọa độ S0t có gốc O trùng với vị trí xuất phát - Căn vào bảng biến thiên, biểu diễn điểm thuộc đồ thị lên hệ trục tọa độ, nối điểm biểu diễn suy đồ thị cần vẽ 1.2) Từ điểm giao đồ thị chiếu xuống trục Ot, ta thời điểm hai chuyển động gặp Chiếu xuống trục Os xác định vị trí hai chuyển động gặp Giải : 1.1) Vẽ đồ thị đường hai chuyển động : + Công thức đường chuyển động kể từ điểm xuất phát (HN) tàu : 40 phút đầu : S0 =2/3 x 30 =20 km GV Trang TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com 10 phút nghỉ : S0 =20 km Sau 50 phút : S1 =20 +30 (t-5/6) Của xe ôtô : S2 = 40 (t-5/6) Bảng biến thiên: t(h) 2/3 5/6 11/6 17/6 S1 20 20 50 80 S2 0 40 80 S(km) 80 G 20 5/6 17/6 t(h) H12 1.2) Thời điểm vị trí gặp :Giao điểm hai đồ thị điểm G (17/6; 80) Vậy sau 17/6 h xe ôtô đuổi kịp tàu vị trí cách HN 80 km *Bài tập áp dụng: Bài 1: Hai ô tô xuất phát lúc từ địa điểm A B cách 20 km, chuyển động chiều từ A đến B có vận tốc 60 km/h 40 km/h 1.1 Vẽ đồ thị chuyển động hai xe 1.2 Căn vào đồ thị xác định thời điểm vị trí hai xe gặp GV Trang TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com Bài 2: Lúc 8h ôtô từ Hà Nội Hải Phòng với v = 60 km/h, lúc xe từ Hải Phịng Hà Nội với v =40 km/h Hà Nội cách Hải Phòng 100km 2.1) Vẽ đồ thị chuyển động hai xe hệ trục tọa độ 2.2) Căn vào đồ thị xác định thời điểm vị trí hai xe gặp ? 2.2.2: Đồ thị vận tốc : Bài 1: Một người xe đạp ,đi quãng đường 5km với vận tốc v1 = 10 km/h ,sau ng dừng lại để chữa xe 30 phút tiếp km với v2 =6 km/h Vẽ đồ thị vận tốc chuyển động Bài : Một chuyển động với vận tốc 10 km/h ;-5km/h ;0 km/h; km/h khoảng thời gian liên tiếp, khoảng kéo dài h Vẽ đồ thị vận tốc chuyển động Bài : Một người từ A đến B quãng đường AB=36 km với v1=12km/h, lúc người xe máy từ B A với v =24 km/h Sau 30 phút gặp người quen, người dừng lại 30 phút tiếp A với vận tốc cũ 3.1) Vẽ đồ thị vận tốc hai chuyển động 3.2) Xác định vị trí thời điểm gặp hai chuyển động * Phương pháp giải : 1.1) Quy ước chiều dương trùng với chiều chiều chuyển động - Xác định vận tốc chuyển động thời điểm - Dựa vào chiều chuyển động xác định : v >0 ,v 36 – 12t = 24t – 12 => t =4/3h Chỗ gặp cách B :S1 =36 – 16 = 20 km Cách A: 36 – 20 =16 km II 2.3 Mối quan hệ đồ thụ tọa độ đồ thị vận tốc 1/Cho biết đồ thị tọa độ, vẽ đồ thị vận tốc Bài tập : H13 đồ thị biểu diễn chuyển động hai ô tô Mô tả chuyển động hai xe tính vận tốc xe GV Trang 11 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com Vẽ đồ thị vận tốc hai xe hệ trục tọa độ S(km) 10 (II) (I) 50 8,5 10 t(h) H13  Phương pháp giải : 1)Sử dụng phương pháp tập 2.1.1 2)Sử dụng phương pháp tập 2.2.2 Giải : 1/ Mô tả chuyển động hai xe vận tốc xe -Hai xe chuyển động thẳng ,ngược chiều - Vị trí xuất phát cách 100 km - Xe xuất phát muộn xe :30 phút vận tốc xe : S1 = 50 km ,S =100 km ,t0 = h ,t ‘0 = 8,5h Xe : v1 =S1/(t1 – t2 ) =100 km/h v2 =S/(t2 – t0 ) =50 km/h 2) Vẽ đồ thị vận tốc hai xe : Chọn chiều dương chiều với chuyển động v1 =100 km/h ,v2 = -50 km/h GV Trang 12 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com V (km/h) 100 0,5 t(h) 1,5 -50 H14 2) Cho đồ thị vận tốc vẽ đồ thị tọa độ : V (km/h) Bài tập : Hình 15 đồ thị 75 vận tốc chuyển động hai xe xuất phát từ hai vị trí cách 100 km KG chuyển động 1, (AB, CD, 50 25 EH, MN) chuyển động t(h) a) Dựa vào đồ thị vận tốc mơ tả tính chất chuyển -50 động A B H15 b) Xác định thời điểm vị trí hai xe gặp c) Vẽ đồ thị chuyển động hai vật hệ trục tọa độ  Phương pháp giải : a) Sử dụng phương pháp giải tập 2.2.1 b) Sử dụng phương pháp giải tập 2.1.2 GV Trang 13 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com Giải : a) Mô tả tính chất chuyển động Hai chuyển động xuất phát hai vị trí cách 100 kmvà thời điểm Xe chuyển động với vận tốc v1 =25 km/h Xe chuyển động ngược chiều với xe với v2 50 km/h Sau hai h quay trở lại với vận tốc v ’2 = 75 km/h sau tiếp 1h, nghỉ lại 30 phút tiếp tục chuyển động theo chiều cũ với vận tốc v’2 = 50 km/h b) Thời điểm vị trí hai xe gặp Cơng thức đường xe : Xe : S1 = v1t = 25.t Xe : + Đi ngược chiều với xe : S2 =100 – v2t =100 – 50t + Đi chiều với xe 1: 2h : S3 = km 3h : S3 = 75 km 3h 30 : S3 = 75 km Sau 3h 30 : S3 = 75 + (t – 3,5)50 + Lần gặp thứ S1 = S2 => 25t =100 – 50 t => t +4/3 h + Lần gặp thứ :S3 = S2 =75 km ;sau t =3h chỗ gặp cách vị trí xuất phát xe 25.4/3 =100/3 km + Lần gặp thứ S1 = S3 25t =75 + (t -3,5 )50 => t = 4h Chỗ gặp cách vị trí xuất phát xe :4.25 = 100 km S(km) c) Vẽ đồ thị chuyển động + Bảng biến thiên 100 : t(h) 75 4/3 S1(km) 25 S2(km) S3 (km) / 3,5 3,5 100/3 50 75 175/2 100 50 100/3 100 / / / / / 75 75 100 GV 3,5 Trang 14 4 t(h) TIEU LUAN MOI downloadH:16skknchat123@gmail.com + Đồ thị : III KẾT LUẬN : Qua tập đồ thị chuyển động giới thiệu tập cụ thể, khái quát Từ dạng tập mở rộng khai thác nâng cao thành tập phức tạp Ví dụ : Bài tập xác định vị trí thời điểm gặp đồ thị xét tập cho thời điểm bất kì, xác định vị trí chuyển động khoảng cách hai chuyển động Bài viết dừng lại tập hai chuyển động mở rộng cho tập ba chuyển động hay nhiều chuyển động Phần tập sử dụng số tập lồng ghép phần tâp củng cố sau học.Hoặc sử dụng trình ôn luyện học sinh giỏi Trước chưa đưa toán giải tập đồ thị chuyển động vào giảng dạy, thống kê chất lượng học tập mơn Vật Lí cuối năm sau: Lớp ss 8/1 8/2 G K TB SL TL SL TL 35 2,9 14,3 13 36 5,5 16,7 12 GV SL Y TL SL K TB TL SL TL 37,1 14 40 5,7 19 54,3 33,3 13 36,1 8,3 20 55,5 Trang 15 SL TL TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com Nhưng năm sau em lớp học chương trình Vật Lý, tơi áp dụng vào phương pháp giải tập: “Đồ thị chuyển động đều” vào tốn em có phần tiến kết cuối năm sau: Lớp ss 8/1 8/2 G K SL TB SL TL TL SL 35 13 36,1 17,1 13 36 14 38,8 22,2 Y TL SL K TB TL SL TL SL TL 37,1 8,6 32 91,4 25 13,8 31 86,1 Bài tập đồ thị chưa phải phương pháp hữu hiệu để tìm lời giải ngắn gọn, dễ hiểu song với yêu cầu cao chất lượng giáo dục phương pháp đồ thị hoàn toàn phù hợp với đối tượng học sinh giỏi, phương tiện hữu hiệu để học sinh rèn luyện tư toán học vật lý Trong trình giảng dạy phần tập thể nghiệm thành công với nhiều đối tượng học sinh khác nhau, thực phương tiện tư mới, tác động tích cực đến tính sáng tạo gây hứng thú trình học tập Với lực điều kiện có hạn, viết chắn gặp nhiều hạn chế mong đóng góp phê bình q thầy bạn đồng nghiệp Xin trân trọng cảm ơn GV Trang 16 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com Liên chiểu, tháng 02 năm 2008 GV Trang 17 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com ... th? ?i ? ?i? ??m gặp đồ thị xét tập cho th? ?i ? ?i? ??m bất kì, xác định vị trí chuyển động khoảng cách hai chuyển động B? ?i viết dừng l? ?i tập hai chuyển động mở rộng cho tập ba chuyển động hay nhiều chuyển động. .. S(km) 10 (II) (I) 50 8, 5 10 t(h) H13  Phương pháp gi? ?i : 1)Sử dụng phương pháp tập 2.1.1 2)Sử dụng phương pháp tập 2.2.2 Gi? ?i : 1/ Mô tả chuyển động hai xe vận tốc xe -Hai xe chuyển động thẳng... downloadH:16skknchat123@gmail.com + Đồ thị : III KẾT LUẬN : Qua tập đồ thị chuyển động gi? ?i thiệu tập cụ thể, kh? ?i quát Từ dạng tập mở rộng khai thác nâng cao thành tập phức tạp Ví dụ : B? ?i tập xác