(SKKN HAY NHẤT) phương pháp động lực học giải các bài toán cơ học lớp 10

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT CHU VĂN AN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM PHƯƠNG PHÁP ĐỘNG LỰC HỌC GIẢI CÁC BÀI TOÁN CƠ HỌC LỚP 10 Người thực : Lê Thanh Tùng Chức vụ : Giáo viên SKKN thuộc mơn : Vật lý THANH HĨA, NĂM 2021 UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com I MỞ ĐẦU II NỘI DUNG Chương I Một số sở lý luận việc sử dụng phương pháp động lực học vào giải toán thuận học vật lý 10 Một số vấn đề chung 1.1 Trong tâm lý học, lực vật lí hiểu theo nghĩa 1.2 Năng lực vận dụng phương pháp động lực học vào giải toán thuận học vật lý 10 Căn vào việc sử dụng phương pháp động lực học vào toán thuận học 2.1 Căn vào chất vật lí việc sử dụng phương pháp động lực học vào toán 2.2 Căn thực tiễn Các sáng kiến kinh nghiệm giải pháp sử dụng để giải vấn đề Chương II Thực hành dạy học rèn luyện số dạng hoạt động việc vận dụng phương pháp động lực học để giải toán thuận học 10 Vận dụng phương pháp động lực học để giải toán 2.Thựchànhphươngphápđộnglựchọcđểgiảicácdạngbàitoánthườnggặp 10 2.1 Các toán vật chuyển động mặt phẳng nằm ngang 2.3 Bài toàn chuyển động mặt phẳng nằm nghiêng 2.4 Bài toán chuyển động phương thẳng đứng 2.5 Bài toán dao động lắc lò xo 2.6 Dùng để giả tốn rịng rọc động ròng rọc cố định Dùng để giải toán vật chuyển động quỹ đạo 2.7 2.8 Dùng để giải toán vật ném ngang ném xiên Chương III Kết sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường Mục địch thực nghiệm Tổ chức thực nghiệm Kết thực nghiệm III KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Kết luận Ý kiến đề xuất UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TÀI LIỆU THAM KHẢO UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com I MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Cơ học mảng kiến thức rộng, khơng dừng lại vật lí 10 mà xun suốt chương trình vật lí THPT lên Đại học, khơng cịn hỗ trợ đáng kể cho mảng kiến thức vật lí khác Nhưng để nằm vững kiến thức phần học, khơng thể, khơng nói đến vai trị tầm quan trọng phần vật lí 10 cụ thể phần động lực học Mặt khác môn thuộc ban tự nhiên nói chung vật lí mà cụ thể phần động lực học vật lí 10 nói riêng phần tập có vị trí quan trọng q trình học Nhưng để khắc phục khó khăn q trình giải tốn học, học sinh phải sử dụng tốt kiến thức vật lí toán học, biết cách luân chuyển kiến thức tốn học vào tượng vật lí ngược lại Do đặc thù mơn vật lí nói chung, phần động lực học 10 nói riêng mô tả lại tượng xẩy ra, qúa trình chuyển động vật thể cách trừu tượng, nên từ đầu để khắc phục khó khăn mà mơn mang lại Thì trình giải tập, phải hình dung tượng vật lý qua kiến thức hình học, miêu tả hết khía cạnh mà toán đề cập Nhưng kết thúc vấn đề (hay kết tập) lại thể dạng đại số (hay độ lớn) Vì nên đa số hình sinh lúng túng bắt tay vào làm tập có hình dung trình sử dụng mảng kiến thức vật lí tốn học vào vấn đề nan giải cần phải khắc phục Thông qua việc giải tốn giúp học sinh biết cách huy động tối đa kiến thức Nhờ vào trình luân chuyển mảng kiến thức khác nhau, mà học sinh phát huy tốt lực tư duy, sảng tạo, sử dụng xác lĩnh vực kiến thức, từ mà nắm vững kiến thức chất mơn vật lí Ngồi cịn giúp học sinh giải thích tượng xảy sống mà mơ tả ngơn ngữ vật lí Do tiềm kiếm phương pháp để giảng dạy tốn nói chung tốn phần động lực học vật lí 10 nói riêng vấn đề người quan tâm Từ yêu cầu lí nêu trên, tơi chon đề tài “Phương pháp động lực học giải toán học lớp 10” Nhiệm vụ đề tài Trong đề tài giải nhiệm vụ sau: - Tìm hiểu sở lý luận chung tập vật lý phương pháp làm tập vật lý nhà trường phổ thông UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Nghiên lý thuyết phương pháp động lực học vào giải toán học - Phân loại tập đề phương pháp giải cho loại - Lựa chọn hệ thống tập vận dụng Đối tượng nghiên cứu phạm vi nghiên cứu Phương pháp vận dụng định luật Niu - tơn lực học để giải toán Động lực học học vật lí 10 Các toán phần Động lực học vật lý 10 (Cho biết lực tác dụng vào vật, xác định chuyển động vật : v, a, s, t ) chương II - Vật lý 10 tài liệu tham khảo dành cho học sinh ôn thi học sinh giỏi lớp 12 cấp tỉnh Giả thuyết khoa học Trong thực tế giảng dạy vật lí THPT, việc giảng dạy cho học sinh làm tập học phương pháp động lực học đối vận dụng kiến thức vào dạng tập có liên quan cơng việc khơng phần quan trọng giáo viên Thơng qua rèn luyện cho học sinh khả tư lôgic, phát huy tính sáng tạo thân Do tơi hệ thống lại dạng tập thường gặp tinh thần phương pháp Grap để em dễ dàng giải gặp phải Khai thác có hiệu phương pháp góp phần nâng cao chất lượng nắm kiến thức, vận dụng đạt kết tốt kỳ thi Để làm điều người thầy giảng vật lí phải cung cấp cho học sinh kiến thức phương pháp suy nghĩ ban đầu liên quan đến dạng tập mảng kiến thức Cụ thể xây dựng tập trọng điểm vận dụng kiến thức Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu lý thuyết - Giải tập vận dụng Giới hạn đề tài Trong giới hạn đề tài đưa phương pháp động lực học để giải toán học vật lý 10 - Đối tượng áp dụng: Tất học sinh II NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Chương I Một số sở lý luận việc sử dụng phương pháp động lực học vào giải toán học vật lý 10 Một số vấn đề chung 1.1 Trong tâm lý học, lực vật lí hiểu theo nghĩa UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Một là: Theo ý nghĩa lực học tập, tức khả nắm bắt kiến thức Trường phổ thơng cách nhanh chóng hiệu Hai : Theo ý nghĩa lực tư duy, sáng tạo trình hoạt động nghiên cứu vật lí, từ tạo kết cách khách quan Nhưng nói đến lực học tập vật lí khơng thể khơng nói đến lực tư duy, sáng tạo kiến thức vật lý, hai ln hồ quện song hành với Việc rèn luyện phát triển lực lĩnh vực vật lí học sinh nhiệm vụ quan trọng thầy giáo Vì vật lí mơn có vai trị quan trọng ngành khoa học, kỹ thuật cơng nghệ Vậy cần thiết phải có đội ngũ người có lực kiến thức vật lí Mặt khác nhà trường nơi cung cấp cho học sinh số kiến thức vật lí, mà khơng khác người thầy người đặt móng vững mầm non vững bước tương lai 1.2 Năng lực vận dụng phương pháp động lực học vào giải toán học vật lý 10 Đây trình kết hợp hài hồ kiến thức vật lí kiến thức toán học, việc rèn luyện học sinh lực sử dụng phương pháp động lực học nhiệm vụ quan trọng dạy học vật lí, nhờ giúp học sinh hiểu sâu kiến thức vật lí THPT, mặt khác giúp học sinh tự định hướng, huy động cách tối đa tri thức từ mà tự tin, tìm phương pháp giải tốn vật lí khác Thơng qua hoạt động nhằm rèn luyện phát triển lực, nhận thức sáng tạo học sinh, nâng cao hiệu dạy học môn vật lý chương trình vật lí THPT Căn vào việc sử dụng phương pháp động lực học vào toán học 2.1 Căn vào chất vật lí việc sử dụng phương pháp động lực học vào toán Để giải tốn học ta đường khác nhau, cụ thể như: Cho vật có khối lượng m = 200g bắt đầu chuyển động nhanh dần đường nằm ngang 80cm 4s Biết lực ma sát có độ lớn F ms = 0,02 N Tính lực kéo vật Lời giải: - Phương pháp Ta trực tiếp: a = 2s/t2 = 0,1 ( m/s2) Mặt khác Fk - Fms = m.a Fk = m.a + Fms = 0,04 O x (N) - Phương pháp UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hay ta tiến hành bước sau: Chọn trục toạ độ Ox nằm ngang, gốc O vị trí ban đầu, chiều dương trùng với chiều chuyển động vật - Vật chịu tác dụng lực: Trọng lực , phản lực , lực ma sát, - Áp dụng định luật II Niutơn: + Chiếu (1) lên trục 0X Fk - Fms = m.a Fk = m.a + Fma + Mặt khác: a = 2s/t2 = 0,1m/s2 Fk=0,02 + 0,02 = 0,04 (N) Do phức tạp môn cụ thể dạng tập phần chương trình THPT Nên ta khơng thể sử dụng phương pháp được, phương pháp cần tư cao độ, khả lơgic điều khó khăn giải toán lớp12 Nên ta cần sử dụng phương pháp phương pháp có lơgic bước biến đổi, ta thấy phương pháp ngơn ngữ hình học kết thúc ngơn ngữ đại số nên biểu diễn hết khía cạnh mà đề đề cập Đây phương pháp giải toán phương pháp động lực học Vậy vào chất vật lí học định hướng xây dựng quy trình vận dụng phương pháp động lực vào giải toán chương trình THPT 2.2 Căn thực tiễn Do tầm quan trọng chương trình vật lí lớp 10 cụ thể phương pháp động lực học bước chân lên chương trình học lớp12 Mặt khác hạn chế chương trình sách giáo khoa vật lí lớp10, có nghĩa chương trình vật lí lớp10 đa số tập xuất phát kết thúc lĩnh vực đại số, mà không xuất phát từ ngơn ngữ hình học điều làm cho học sinh không năm vững kiến thức, thao tác để làm tập cơ, khơng học sinh nhớ kiến thức, cách máy móc nên giải số tập đơn giản, không giải thích cụ thể tượng, chất nguồn gốc đại lượng tìm Điều dẫn đến làm tập khác có tính phức tạp em gặp nhiều khó khăn trở ngại em bước lên chương trình lớp12 Hơn trình giảng dạy điều kiện thời gian nên giáo viên truyền thụ kiến thức sách giáo khoa, từ mà dẫn đến học sinh thường giải tập mang tính dập khn, máy móc, chưa phát huy cách tích cực tính tư lơgic, sáng tạo thân giải tốn nói riêng tốn vật lí chương trình THPT nói chung Các sáng kiến kinh nghiệm giải pháp sử dụng để giải vấn đề Dựa vào tính lơgic trình bày tốn cơ, vào kinh nghiệm thực tiễn giảng dạy, đồng thời vào mối liên quan kiến thức trình bày UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com sách giáo khoa vật lí 10 quy trình giải tốn chương trình vật lí THPT gồm bước - Chọn hệ quy chiếu cho việc giải toán đơn giản - Biểu diễn lực tác dụng lên vật hình vẽ - Xác định gia tốc vật theo đinh luật II Niutơn - Dựa vào điều kiện ban đầu, xác định chuyển động vật Việc học sinh thực quy trình để làm tốn chương trình vật lí 10 giúp học sinh hiểu sâu kiến thức, tạo điều kiện để học sinh phát huy tối đa khẳ tư duy, sáng tạo từ giải tốn khác có tính phức tạp Chương II Thực hành dạy học rèn luyện số dạng hoạt động việc vận dụng phương pháp động lực học để giải toán học vật lý 10 Vận dụng phương pháp động lực học để giải toán Để giải toán học phương pháp động lực học ta phải tuân thủ quy trình giải, khơng cịn phải kết hợp kiến thức vật lí với kiến thức tốn học cụ thể hình học phần vectơ đại số biểu diễn qua độ lớn, từ học sinh rèn luyện kỹ năng, thao tác, vận dụng cách có hệ thống kiến thức vật lí qua lý thuyết kiến thức tốn học vào việc giải tập Để làm điều học sinh cần năm vững kiến thức vật lí tốn học * Đối với vật lí cần: - Các cơng thức chuyển động biến đổi đều: vt - v0 = a.t vt2 - v02 = 2as s = v0 t + a.t2/2 - Các biểu thức đặc điểm lực học + Lực hấp dẫn: Fhđ = G m1m2/r2 với G = 6,68 10-11N m2/kg2 + Trọng lực: P = m.g + Lực đàn hồi: Fđh = - k.x Dấu (-) biểu diện lực đần hồi ngược chiều với độ biến dạng vật có độ lớn Fđh = k.x + Lực ma sát: Fms = N Với < Lực ma sát nghĩ cực đại gần lực ma sát trượt Hệ số ma sát lăn < hệ số ma sát trượt ( - Các định luật Niutơn + Định luật I Niutơn ) UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Fk = (m1 + m2).a a = Fk/ (m1 + m2) = 18/15 = 1,2 (m/s2) a = 1,2 (m/s2) > vật chuyển động nhanh dần từ trạng thái nghỉ nên v0 = Áp dụng vt - v0 = a.t vt = a.t = 1,2 = 2,4 (m/s) Với biện luận vật chuyển động gia tốc a = 1,2 (m/s2) vận tốc : v = 2,4 (m/s) Qua ví dụ ta thấy tính phức tạp mơn, để khắc phục học sinh phải sử dụng thành thạo có đầy đủ kiến thức kể vật lí lẫn tốn học có liên quan Mặt khác đặc biệt ý đến phép chiếu để chuyển từ vectơ sang độ lớn AB ý đến gốc vectơ chiếu gốc xuống trục toạ độ chọn ý đến phương, chiều vectơ với chiều trục toạ độ mà ta chọn Thực hành phương pháp động lực học để giải dạng toán thường gặp 2.1 Các toán vật chuyển động mặt phẳng nằm ngang Ví dụ 1: Một vật khối lượng m = 20 kg kéo chuyển động mặt phẳng nằm ngang từ trạng thái nghỉ lực hợp với phương ngang góc Biết lực Fk = 120N hệ số ma sát trượt vật sàn Nếu = = 60 vật chuyển động Tìm gia tốc chuyển động vật = = 30 Cho g = 10 m/s2 * Bước 1: Chọn hệ quy chiếu: - Chọ hệ trục toạ độ Oxy, gốc O vị trí ban đầu, Ox > từ trái qua phải, Oy > từ lên theo phương thẳng đứng theo hình vẽ * Bước 2: Biểu diễn lực tác dụng lên vật - Vật chịu tác dụng lực : Trọng lực , lực kéo x , với với mặt phẳng ngang, với mặt phẳng ngang * Bước 3: - Áp dụng định luật II Niutơn để viết phương trình động lực học dạng vectơ: (1) - Chiếu (1) lên hệ toạ độ Oxy: + Lên trục Ox: Fk1 - Fms = m.a Fkcos 10 N = ma (2) UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com + Lên trục toạ độ Oy: Fk2 + N - P = N = P - Fk2 = mg - Fk.sin (3) Từ (2) (3) ta có: Fkcos - (mg - Fk.sin ) = m.a - Khi thay = = 60 vật chuyển động tức a = Từ (4) Fkcos - (mg - Fk.sin 1) = = Fkcos / (Fkcos 1) Thay số vào ta có: = 0,62 - Khi = = 30 vật chuyển động biến đổi với gia tốc a Từ (4) = 0,82 (m/s2) Ví dụ 2: Cho vật m1 = kg, m2 = kg nối với sợi dây nhỏ không giãn, đặt lên mặt bàn nằm ngang, hệ số ma sát vật mặt bàn = = 0,1 Tác dụng lực năm ngang Fk = N lên vật m1 có phương hợp với mặt phẳng ngang góc = 30 Xác đinh gia tốc vật lấy g = 10 m/s2 Lời giải: y O x * Bước 1: Chon hệ trục toạ độ Oxy: O vị trí ban đầu vật, Ox nằm ngang, dương từ trái qua phải, Oy thẳng đứng chiều hướng lên hình vẽ * Bước 2: - Biểu diễn lực tác dụng lên vật + Vật m1: Trọng lực kéo , phản lực , lực ma sát , lực căng lực Phân tích lực kéo theo phương Ox Oy áp dụng quy tắc HBH ta có: + Vật m2: Trọng lực , phản lực, lực ma sátvà lực căng * Bước 3: - Áp dụng định luật II Niutơn để viết phương trình động lực học + Vật m1 : + Vật m2 : Bước 4: - Chiếu (1) lên hệ trục toạ độ Oxy + Vật m1: Lên trục Ox: UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Fkcos - N1 = m1.a1 Lên Oy: N1 + Fk1 - P1 = N1 = P1 - Fk1 = mg - Fk.sin ( 2.1) (2.2) (m.g - Fk.sin ) - T1 = m1.a1 + (2.3) Thay (2.2) vào (2.1) ta có: Fkcos Vật m2 Lên Ox: T2 - Fms = m2.a2 T2 N2 = m2.a2 Lên Oy: N2 - P2 = N2 = P2 = m2.g Thay (2.5) vào (2.4) T2 Từ (2.3) (2.6) ta có hệ: m2g = m2.a2 (2.4) (2.5) (2.6) Fkcos T2 m2g = m2.a2 Biện luận: Do sợi dây không giãn nên: T1 = T2 =T suy a1 = a2 = a Và theo giả thiết Thay vào (2.7) , cộng (2.7a) với (2.7b) ta có Fkcos - (m1.g (m1g - Thay số vào: a = 0,8 m/s2 2.2 Các toàn vật chuyển động mặt phẳng nằ thẳng đứng Ví dụ : Cho hệ gồm vật m1 = 1,6 kg, m2 = 400g, g = 10 m/s2 nối với sợi dây nhỏ không giãn, đặt m mặt phẳng nằm ngang, m2 phương thẳng đứng, bỏ qua ma sát, khối lượng dây rịng rọc Tìm lực căng dây Lờ hình vẽ lực tác dụnglên vật dụng lực: Trọng lực , phản lực , lực căng + Vật m2: Chịu tác dụng lực: Trọng lực , lực căng * Bước 3: - Áp dụng định luật II Niutơn để viết phương trình động lực học cho vật 12 UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com + Vật m1 : + Vật 2: * Bước 4: - Chiếu (1) lên hệ trục toạ độ Ox + Vật m1: T1 = m1.a1 + Vật m2: P2 - T2 = m2.a2 Biện luận: Do sợi dây không giãn: T1 = T2 =T suy a1 = a2 = a T = m1.a1 (a) - T + P2 = m2.a2 (b) Cộng (3.a) (3.b) Ta có (2) (3) P2 = (m1 + m2) a Thay số vào ta có a = 2(m/s2) Thay a = (m/s2) (3.a) T = m1.a1 = 1,6 = 3,2 (N) Vậy lực vật chuyển động với gốc a = (m/s2) lực căng T = 3,2 (N) 2.3 Bài toàn chuyển động mặt phẳng nằm nghiêng Ví dụ: Hãy xác định gia tốc vật trượt từ đỉnh mặt phẳng nghiêng xuống cho biết góc nghiêng = 30so với mặt phẳng nằm ngang hệ số ma sát vật mặt phẳng nghiêng = 0,3 lấy g = 9,8 m/s2 Lời giải: * Bước 1: độ Oxy: Gốc toạ độ O vị trí ban đầu vật trục toạ độ Ox trùng với phẳng chiều từ xuống, trục Oy Ox hình vẽ * Bước 2: Biểu diễn x lực tác dụng lên vật: Vật chịu tác dụng lực: Trọng lực , phản lực , lực ma sát Phân tích lực theo hướng Ox Oy (Quy tắc hbh) với MP nghiêng, MP nghiêng * Bước 3: - Áp dụng định luật II Niutơn để viết phương trình động lực học Ta có: 13 UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com * Bước 4: - Chiếu phương trình (1) lên hệ toạ độ để khử vectơ + Ox: P1 - Fms = m.a P sin + Chiếu lên trục Oy Ox N - P1 = N = P1 = P cos = mg cos Từ (2) (3) ta có: a = g(sin Thay số vào (4) ta có: 2.4 Bài tốn chuyển động phương thẳng đứng Ví dụ: Một vật khối lượng m = 100 kg nén lên đáy thiết bị dùng để nâng cao mỏ lực bao nhiêu? Nếu thiết bị nâng lên cao theo phương thẳng đứng với gia tốc a = m/s theo phương Lấy g = 9,8 m/s2 Lời giải: * Bước 1: x Chon trục toạ độ Ox theo phương thẳng đứng gốc toạ độ vị trí ban đầu chiều dương hướng lên * Bước 2: O Biểu diễn lực tác dụng lên vật vật chiệu tác dụng lực * Bước 3: - Áp dụng định luật II niutơn viết phương trình động lực học dạng vectơ * Bước 4: - Chiếu phương trình (1) lên hệ quy chiếu Ox N - P = ma Giả xử gọi Q lực ép (lực nén) lên sàn độ lớn Q độ lớn phản lực N Vậy vật đè lên đáy thiết bị vật chuyển động với gia tốc a = 20 cm/s2 = 0,2 m/s2 N = Q = ma + P = ma + mg = m(a+g) Thay số vào (2) : N = Q = 1000 (N) 2.5 Bài tốn dao động lắc lị xo Ví dụ: Một lị xo nhỏ khối lượng khơng đáng kể, treo vào điểm cố định có chiều dài tự nhiên l0 Treo vật khối lượng m1 = 200g vào lị xo lị xo giãn đoạn 5cm Treo thêm vật có khối lượng m vào lị xo ta thấy độ giãn tổng cộng lị xo 7,5cm Tìm độ cứng lò xo khối lượng vật m2.Lấy g = 10m/s2 Lời giải: 14 UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com * Bước 1: Chọn trục toạ độ Ox có phương thẳng đứng, gốc toạ độ O vị trí cân hệ, chiều dương hướng xuống * Bước 2: - Biểu diễn lực tác dụng lên vật: + Khi treo vật m1: Hệ chịu tác dụng lực O lực đàn hội trọng lực + Khi treo thêm vật m1 + m2: Hệ chịu tác dụng lực, lực đàn hồivà trọng lực * Bước 3: - Áp dụng định luật II Niutơn để viết phương trình động lực học + Khi treo vật m1: + Khi treo vật m1 + m2: x (2) * Bước 4: - Chiếu (1) (2) lên hệ quy chiếu Ox.Khảo sát hệ trạng thái cân nên: a1 = a2 = + Vật m1: k l1 = m1g + Vật m2’ = m1 + m2: k l2 = (m1 + m2)g Từ (3) (4) k l2 = (m1 + m2)g Thay số vào (5) (6) ta có: k = 40(N/m) m2 = 0,1(kg ) 2.6 Dùng để giả toán ròng rọc động ròng rọc cố định 2.7 Dùng để giải toán vật chuyển động quỹ đạo cong 2.8 Dùng để giải toán vật ném ngang ném xiên Chương III Kết sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường Mục địch thực nghiệm Nhằm kiểm tra tính khả thi việc vận dụng phương pháp động lực học vào dạng toán phần học Bài toán: Cần đặt vào toa tàu lực để bắt đầu chuyển động nhanh dần quảng đường s = 11m thời gian 50giây Biết khối lượng toa tàu 1000kg, hệ số ma sát = 0,55 gia tốc trọng trường g = 10m/s2 15 UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Giáo viên gợi ý: Hướng dẫn học sinh lựa chọn phương pháp giải: toán ta dụng phương pháp để giải vấn đề - Dùng phương pháp động lực học để giải toán ? Sau trình biến đổi áp dụng định luật II Niutơn chiếu lên trục toạ độ ta thu phương trình động lực học dạng đại số là: Fk - Fms = ma Fk - N = ma Fk - mg = ma Tiếp theo phải làm mà phương trình tồn ẩn số Fk a a = 2s/t2 a = ? Tìm Fk = ? Trên sở câu hỏi gợi ý, giáo viên gọi học sinh thực lời giải cách cụ thể theo bước sau: y O x * Bước 1: Chon hệ quy chiếu Oxy, Ox mặt phẳng ngang; Oy Ox * Bước 2: Biểu diễn lực tác dụng lên vật * Bước 3: Áp dụng định luật II Nui tơn để viết phương trình động lực học dạng vectơ * Bước 4: Chiếu phương trình vectơ lên hệ quy chiếu để xác định độ lớn kiện mà đề cần Bài kiểm tra tiết Bài 1: Cho vật có khối lượng m trượt từ đỉnh mặt phẳng nghiêng xuống với hệ số ma sát vật mặt phẳng nghiêng , mặt phẳng nghiêng hợp với mặt phẳng ngang góc Lấy gia tốc rơi tự g Chứng tỏ vật chuyển động với gia tốc a = g(sin - cos ) Bài 2: Đặt lên mặt bàn nằm ngang hai vật có khói lượng m1 = kg, m = 4kg, nối với sợi dây mảnh không giãn, khối lượng dây không đáng kể, người ta tác dụng lực F k = 20 N lên vật m1 theo phương ngang Tính gia tốc chuyển động hệ vật lực căng dây nối Cho biết hệ số ma sát vật sàn 0,1 Lấy g = 10m/s2 + Đáp án thang điểm: 16 UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Bài 1: (4 điểm) * Bước 1: Chọn trục toạ độ Oxy + Gốc O vị trí ban đầu vật, trục Ox nghiêng, mặt + Trục Oy Ox Vật chịu tác dụng lực Trọng phản lực (Quy tắc hbh) với * Bước 3: - Áp dụng định luật II Niutơn để viết phương trình động lực học Ta có: * Bước 4: - Chiếu phương trình (1) lên hệ toạ độ Oxy + Ox: + Chiếu (1) lên trục Oy Ox N - P2 = N = P2 = P cos Thay (3) vào (2) ta có a = g(sin - cos ) Bài 2: (6 điểm ) P1 - Fms = m.a P y O x * Bước 1: - Chọn trục toạ độ Oxy + Gốc O vị trí ban đầu vật, trục Ox mặt phẳng nằm ngang chiều dương từ trái qua phải , trục Oy Ox hướng lên * Bước 2: - Biểu diễn lực tác dụng lên vật + Vật m1: Chịu tác dụng lực bản: Trọng lực sát , lực căng , lực kéo lực căng , lực ma , phản lực , lực ma + Vật m2: Chịu tác dụng lực bản: Trọng lực sát , phản lực , 17 UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com * Bước 3: - Áp dụng định luật II Niutơn lên vật: + Vật 1: + Vật 2: * Bước 4: - Chiều (1), (2) lên hệ trục toạ độ Oxy: + Lên Ox: Vật 2: - Fms2 + Lên Oy: + Vật 2: - P2 + N2 = Thay (4) vào (3) ta có: Fk - m1 g + T1 = m1.a1 - m2 g - T2 Biện luận: Do sợi dây không giãn nên hệ chuyển động gia tốc tức T1=T2=T a1 = a2 = a Fk + T -T - m2 g Từ (7.a) (7.b) ta có Thay số ta có: a = 1,2(m/s2) Thay vào (7.b) tìm lực căng dây T= m2a + m2g = 4(1,2 + 0,1 10) = 8,8(N) Vậy lực căng dây T = 11(N) gia tốc hệ a = 1,2(m/s2) Tổ chức thực nghiệm Sau vận dụng phương pháp động lực học để giải toán học đa số học sinh hiểu Tôi tiến hành thực nghiệm lớp 10A 10A2 trường THPT Chu Văn An Chọn lớp đối chứng 10A trường THPT Chu Văn An Thời gian thực nghiệm năm học 2020- 2021 Điểm T Nghiệm Đối chứng Kết sơ bộ: Lớp thực nghiệm tỉ lệ học sinh đạt điểm trung bình trở lên 92,86 % loại giỏi đạt 61,9 % Lớp không sử dụng phương pháp (lớp đối chứng) tỉ lệ điểm trung bình trở lên đạt 68,29 % loại giỏi đạt 17,07 % 18 UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com III KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Kết luận Việc dạy cho học sinh cách vận dụng phương pháp động lực học vào giải toán học từ chương trình Vật lí 10, từ tạo tiền đề, động lực để em tự tin bước lên phần học lớp 12 lên phần đại cương chương trình đại học Qua rèn luyện cho em khả tư duy, khả phân tích tổng hợp phát huy trí thơng minh, giúp học sinh say mê, hứng thú học học nói riêng Vật lí THPT nói chung Kết từ chỗ em từ bỡ ngỡ làm có làm hình thức dập khn, máy móc em tự giải dạng tập học từ đơn giản đến phức tạp mà khơng cịn trở ngại Từ mà em giải toán học cách tương đối thành thạo cho kết khả quan Ý kiến đề xuất Do đặc thù môn, nên việc bồi dưỡng lực Vật lí cho học sinh việc làm cần thiết hết trường Song dạy nào, nội dung kiến thức để đạt kết cao vấn đề khơng đơn giản Vì tơi đề nghị với cấp lãnh đạo tạo điều kiện tổ chức hội nghị trao đổi kinh nghiệm trường huyện, từ học tập kinh nghiệm đồng nghiệp có chun mơn giỏi, từ làm cho chất lượng học mơn Vật lí tăng lên số lượng chất lượng, nhằm đạt mục tiêu giáo dục đề Với khả nhiều hạn chế nên mong góp ý chân thành bạn bè đồng nghiệp để thành cơng với việc giảng dạy dạng tốn động lực học phần học lớp 10 nói riêng tốn Vật lí THPT nói chung XÁC NHẬN CỦA HIỆU TRƯỞNG tôi, không chép nội dung người khác Người viết SKKN Lê Thanh Tùng 19 UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Bùi Quang Hân - Đào Văn Cư - Phạm Ngọc Tiến - Nguyễn Thanh Tương Giải toán vật lý 10, tập I NXB Giáo dục,2004 2.Phan Hoàng Văn Bài tập nâng cao vật lý 10 NXB Đại học quốc gia TPHCM 2006 3.Nguyễn Phú Đồng - Nguyễn Thành Tương - Hồ Bắc Vinh.Bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý 10 NXB tổng hợp TPHCM 2012 4.An Văn Chiêu - Vũ Đào Chỉnh - Phó Đức Hoan - Nguyễn Đức Thâm Phạm Hữu Tòng Phương pháp giải tập Vật lý sơ cấp, tập I NXB Giáo dục, 2000 5.Nguyễn Văn Đồng - An Văn Chiêu- Nguyễn Trọng Di - Lưu Văn Tạo Phương pháp giảng dạy Vật lý trường phổ thông, tập I NXB Giáo dục, 1979 6.Vũ Thanh Khiết Bài tập Vật lý sơ cấp, tập I NXB Giáo dục, 2002 7.Mỵ Giang Sơn Những tập Vật lý hay khó, tập I NXB Đại học quốc gia Hà Nội, 2001 8.Phạm Hữu Tòng Phương pháp dạy tập Vật lý, NXB Giáo dục, 1989 UAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... dạy học rèn luyện số dạng hoạt động việc vận dụng phương pháp động lực học để giải toán học vật lý 10 Vận dụng phương pháp động lực học để giải toán Để giải toán học phương pháp động lực học. .. dụng phương pháp động lực học để giải toán 2.Thựchànhphươngphápđộnglựchọcđểgiảicácdạngbàitoánthườnggặp 10 2.1 Các toán vật chuyển động mặt phẳng nằm ngang 2.3 Bài toàn chuyển động. .. dụng phương pháp động lực học vào giải toán thuận học vật lý 10 Một số vấn đề chung 1.1 Trong tâm lý học, lực vật lí hiểu theo nghĩa 1.2 Năng lực vận dụng phương pháp động lực học