SKKN Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lí lớp 8 phần Máy cơ đơn giản” A PhÇn më ®Çu 1 Lý do cho đề tài Đất nước Việt Nam bước vào thế kỷ 21 trong ánh sáng của một thờ[.]
SKKN: Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi mơn Vật lí lớp phần Máy c n gin A Phần mở đầu Lý cho đề tài Đất nước Việt Nam bước vào kỷ 21 ánh sáng thời đại Thời đại phát triển vũ bão khoa học kỷ thuật, tượng “Bùng nổ thông tin” nhịp độ khẩn trương sống xã hội điều đặt cho ngành giáo dục nhiệm vụ lớn phải kịp thời đào tạo người động, sáng tạo, giàu tri thức, biết làm chủ, thích ứng với hồn cảnh, giai đoạn phát triển xã hội Dạy - học khơng dừng lại phạm vi bó hẹp nhà trường mà địi hỏi người học có trình độ hiểu biết cao Có khả tiếp cận nhiều mặt để đáp ứng yêu cầu thực tiễn xã hội ngày tương lai Một vấn đề đặt ngành giáo dục “Đào tạo người trở thành nhân tài cho đất nước” Có kiến thức thực thụ, có khả tư sáng tạo, thu nhận kiến thức, xữ lý tình để hồn thiện hiểu biết lực Điều muốn khẳng định bồi dưỡng học sinh giỏi bậc THCS việc làm đắn mà cịn cơng việc có tầm quan trọng nhà trường phổ thơng Nó góp phần phát bồi dưỡng để tiến tới đào tạo lực lượng lao động có phẩm chất, lực đặc biệt xã hội, lao động sáng tạo nghệ thuật Nó kích thích cổ vũ mạnh mẽ ý thức tự giác, lòng say mê ý chí vươn lên học tập, tu dưỡng học sinh nói chung Nó cịn việc làm thiết thực góp phần nâng cao trình độ chuyên môn nghiệp vụ cho giáo viên Bồi dưỡng học sinh giỏi trình phấn đấu trăn trở ngành giáo dục Lệ Thủy nói chung, trường THCS nói riêng mà đồng chí lãnh đạo đội ngũ bồi dưỡng đóng vai trị chủ đạo, định hướng quan trọng Bởi vướng mắc trình bồi dưỡng nảy sinh từ trường học cách giải tích cực tập thể nhà trường tự thân vận động theo mục tiêu định hướng ngành Tuy thế, thực nhiệm vụ bồi dưỡng học sinh giỏi, điều kiện hoàn cảnh, nhận thức địa bàn có khác nên sinh nhiều vấn đề cần suy nghĩ, bàn cãi Trong nhà trường, đội ngũ giáo viên khơng đồng trình độ, kinh nghiệm bồi dưỡng cịn hạn chế, số mơn giáo viên chưa đáp ứng đủ trình độ để bồi dưỡng skkn SKKN: Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi mơn Vật lí lớp phần Máy đơn giản” Vậy làm để công tác bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật Lý lớp đạt kết cao? Đây cơng việc khó khăn giáo viên dạy trường THCS Thực tế cho thấy kiến thức bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí vượt xa kiến thức mà học sinh học lớp đặc biệt kiến thức bỗ trợ tốn học việc học sinh tiếp thu khó khăn Trong nhiều năm nhà trường giao nhiệm vụ bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật Lý lớp Mặc dù kết chưa thỏa mãn mong muốn, song thành cơng bước đầu hút hấp dẫn mạnh dạn đưa ra: "Những giải pháp để nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi mơn Vật Lí lớp phần Máy đơn giản" Qua đề tài tơi muốn trình bày biện pháp bồi dưỡng nhằm nâng cao chất lượng học sinh giỏi, phân loại ,và đưa số phương pháp giải toán Máy đơn giản để học sinh tiếp thu dạng toán cách dễ dàng Hy vọng kinh nghiệm nhỏ phần giúp anh chị em đồng nghiệp tháo gỡ vướng mắc công tác bồi dưỡng học sinh giỏi giải dạng toán phần Máy đơn giản trở nên nhẹ nhàng Điểm đề tài Sáng kiến chưa có nghiên cứu Đề tài có điểm là: Phân loại tập máy đơn giản, s lầm mà học sinh hay gặp phải dạng toán này, Từ giúp học sinh giáo viên bồi dưỡng giải tốt dạng tập Mục đích nhiệm vụ nghiên cứu - Tìm hiểu thực trạng việc bồi dưỡng HSG - HSNK năm qua trường THCS - Phân loại số dạng tập máy đơn giản - Chỉ sai lầm mà học sinh hay mắc dạng tập - Trên sở nắm vững kiến thức học sinh tự tin giải tập nhanh hơn, có hiệu cao Phạm vi đối tượng nghiên cứu: Do điều kiện thời gian phạm vi đề tài, nghiên cứu -Biện pháp bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lí lớp trường THCS - Việc vận dụng phương pháp giải tập máy đơn giản skkn SKKN: Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lí lớp phần Máy đơn giản” B- PHẦN NỘI DUNG: I CƠ SỞ LÝ LUẬN Trong phát triển xã hội, người xem "vốn quý nhất", "nguồn lực hàng đầu" cần coi trọng, nuôi dưỡng phát triển không ngừng Mỗi người cá thể có nhu cầu hứng thú, thói quen lực riêng cần tơn trọng ý, việc giáo dục để thực thắng lợi nghiệp cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước, cần giáo dục hệ trẻ thành người động, sáng tạo, có lực giải vấn đề, có lịng tự tin tinh thần trách nhiệm muốn cần phải nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi Nâng cao chất lượng mũi nhọn mơn góp phần nâng cao chất lượng toàn diện trường học đánh giá lực dạy thầy học trị Do việc nâng cao chất lượng phải thực đồng đều, có chuẩn bị khoa học hợp lý Thể từ khả truyền thụ thầy hội học tập , rèn luyện , tích lũy kiến thức trị Nhờ mà họ có khả vận dụng lâu dài Chất lượng qua hội thi học sinh giỏi tiếng nói có tính thuyết phục việc nâng cao uy tín nhà giáo nhà trường Nâng cao chất lượng mũi nhọn học sinh giỏi nhằm kích thích, phát huy truyền thống hiếu học thể phong trào thi đua dạy tốt, học tốt nhà trường, góp phần huy động lực lượng tham gia vào công tác giáo dục Việc phát bồi dưỡng học sinh nhiệm vụ nhà trường mà cụ thể nhà quản lí, giáo viên giảng dạy Năng khiếu học sinh phát bồi dưỡng sớm định hướng phát triển dần định hình trở thành học sinh giỏi Ngược lại, mầm móng khiếu em bị thui chột có khã trở thành học sinh giỏi Tiến sĩ Đào Duy Huân viết: “Chất xám tài nguyên quan bậc đất nước thứ tài nguyên quan trọng tồn khoảng thời gian định đời người Khơng sử dụng nó, khơng phát huy tự biến mất.” II CƠ SỞ THỰC TIỂN Thực tiễn cho thấy dạy - học bồi dưỡng hình thức chuyên sâu So với chương trình dạy đại trà lớp bồi dưỡng nhằm giúp học sinh phát triển cao kiến thức cấp học Lĩnh hội vận dụng kiến thức để làm skkn SKKN: Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi mơn Vật lí lớp phần Máy đơn giản” dạng tập nâng cao góp phần vào việc tư sáng tạo để tự khẳng định Bồi dưỡng học sinh giỏi công việc diễn thường xuyên hàng năm, công tác trọng tâm nhà trường Kết bồi dưỡng học sinh giỏi phản ánh trình độ quản lý đạo ban giám hiệu chất lượng dạy học giáo viên học sinh, tạo nên "thương hiệu" mỗi đơn vị Bằng phương pháp quan sát nghi nhận nét trường THCS nói chung trường THCS tơi giảng dạy nói riêng tình hình bồi dưỡng học sinh giỏi Đối với giáo viên: Phần đơng giáo viên trường nên có kinh nghiệm giảng dạy thực tế, cơng tác bồi dưỡng học sinh giỏi giáo viên chưa đáp ứng phần so với yêu cầu đặt Hầu hết đội ngũ giáo viên bồi dưỡng trường hạt nhân tiêu biểu mơn Ngồi việc phải đảm nhận dạy đủ phần hành 19 tiết/ tuần họ cịn đựơc gắn trách nhiệm bồi dưỡng học sinh giỏi Vì thế, trình bồi dưỡng không tránh khỏi vướng mắc, cụ thể: Giáo viên khơng có đủ thời gian để đầu tư cho việc nghiên cứu tài liệu vạch kế hoạch dạy học, Việc thống nội dung, phương pháp, giới hạn bồi dưỡng học sinh giỏi lúng túng, gặp nhiều khó khăn tài liệu văn hướng dẫn.Từ nguyên nhân dẫn đến việc day học bồi dưỡng khó có kết đồng Đối với học sinh: Việc chọn học sinh có khiếu để bồi dưỡng khó, số lượng học sinh mà mơn thi lại nhiều Học sinh chưa tích cực tham gia để bồi dưỡng Việc bồi dưỡng học sinh để dự thi cấp nặng nề tính chất thời vụ mà gây ảnh hưởng nhiều đến sức khỏe học sinh Tài liệu tham khảo ít, phương pháp học tập chưa phù hợp Kiến thức môn học bồi dưỡng nhiều em nắm chưa việc tiếp thu rèn luyện kiến thức nâng cao chậm Kiến thức bỗ trợ toán học học sinh thường chưa tốt, số kiến thức toán học sử dụng cho vật lí vượt chương trình tốn học lớp skkn SKKN: Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi mơn Vật lí lớp phần Máy đơn giản” III Các biện pháp bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lý trường THCS 1- Tổ chức kiểm tra lực, khiếu học sinh Đây công việc người giáo viên dạy bồi dưỡng Mỗi giáo viên phải nắm lực học sinh đội tuyển: lực diễn đạt, lực cảm nhận, lực sáng tạo Công việc tiến hành cách giáo viên tổ chức cho học sinh làm kiểm tra lớp Sau có giáo viên chấm chữa cho học sinh lấy kết quả, phân loại chất lượng học sinh để có kế hoạch bồi dưỡng 2- Kiểm tra khả nắm kiến thức chương trình lớp 6,7 Sở dĩ phải có bước yêu cầu học sinh giỏi phải nắm vững kiến thức gọi phần ''Nền’’ từ giáo viên bồi dưỡng có sở để nâng cao kiến thức cho em Ngoài việc kiểm tra kiến thức chương trình vật lí 6,7 giáo viên cần phải nắm bắt lại kiến thức toán số học sinh chọn Đây biện pháp có tính phương pháp, chí gần nguyên tắc bồi dưỡng học sinh giỏi mơn vật lí 3- Chuẩn bị phương tiện dạy học Chuẩn bị đầy đủ tài liệu tham khảo phù hợp với trình độ học sinh khung chương trình: Các loại sách tập bản, tập bổ trợ nâng cao nhiều hình thức , Sưu tầm đề thi năm trước 4- Quá trình dạy bồi dưỡng Đầu tư nghiên cứu trọng tâm chương trình Vạch mối liên hệ phần để có định hướng phương pháp giảng dạy Tập trung nhiều thời gian nghiên cứu sách giáo khoa, sách nâng cao, xây dựng chuyên đề dạng tập để giảng dạy cho phù hợp Giáo viên phải tìm phương pháp giải toán phù hợp với đối tượng học sinh tham gia bồi dưỡng ( Đây yếu tố định đến thành bại đội tuyển) Ví dụ: Trong Phần Máy đơn giản Cần phân tách chuyên đề , Tìm cách giải toán chuyên đề cách dễ dàng để phù hợp khả lĩnh hội học sinh từ thấp lên cao skkn SKKN: Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi mơn Vật lí lớp phần Máy đơn giản” MÁY CƠ ĐƠN GIẢN CHUYÊN ĐỀ 1: HIỂU BIẾT CHUNG VỀ MÁY CƠ ĐƠN GIẢN Xuyên suốt lịch sử, người phát triển số dụng cụ giúp họ thực công việc dễ dàng Đáng ý số gọi “Máy đơn giản “ Đòn bẩy, mặt phẳng nghiêng , ròng rọc Vì cơng định nghĩa lực tác dụng lên vật theo hướng chuyển động , máy đơn giản thực công dễ dàng cách triển khai nhiều chức sau : - Truyền lực từ chổ sang chổ khác - Đổi hướng lực - Tăng giảm độ lớn lực - Tăng giảm quảng đường Nhiều máy đơn giản kết hợp nhiều dụng cụ để thực công dễ dàng Chẳng hạn , chung ta gắn tay quay với trục quay để làm thành tời, sử dụng ròng rọc sợi dây để kéo vật lên mặt phẳng nghiêng Mặc dù máy đơn giản , chúng tiếp tục mang lại cho phương tiện để làm nhiều thứ mà khong làm khơng có chúng MẶT PHẲNG NGHIÊNG Mặt phẳng nghiêng đơn giản bề mặt đặt nghiêng góc giống dốc.Theo BobWilliams,một giáo sư khoa kĩ thuật trường đại học kĩ thuật công nghệ Rus thuộc đại học OHIO, mặt phẳng nghiêng giải pháp nâng vật nặng lên cao mà nâng thẳng đứng q nặng Góc nghiêng (Độ dốc mặt phẳng nghiêng ) Xác định lực cần thiết để nâng vật nặng Mặt phẳng nghiêng dốc , lực địi hỏi lớn ĐỊN BẪY “ Nếu cho tơi địn bẫy điểm tựa , tơi sẻ nhấc bổng trái đất lên.” Khẳng định phô trương cho Ác si Mét , nhà triết học ,nhà toán học nhà phát minh người Hi lạp hồi thể kỉ thứ ba Câu nói có chút xưng , thực làm bật sức mạnh địn bẫy, chí theo lối nói ẩn dụ Cái tài tình Ác Si Mét việc ông nhận để thực lượng công giống , người ta đua thỏa hiệp lực quảng đường sử dụng đòn bẫy Quy tắc địn bẫy ơng phát biểu “ đòn bẫy cân bằng, cánh tay đòn tỷ lệ nghịch với trọng lượng chúng ” Đòn bẫy gồm đòn dài điểm tựa Hiệu suất học đòn bẫy phụ thuộc vào tỷ số chiều dài cánh tay đòn nằm hai phía điểm tựa RỊNG RỌC Nếu ta muốn nâng vật có trọng lượng 100 N lên sợi dây , ta gắn rịng rọc với tay địn phía vật nặng Cách sẻ cho kéo dây xuống thay kéo dây lên , cần lực 100N Tuy nhiên ta sử dụng hai ròng rọc ,một gắn với tay địn phía đầu gắn với vật nặng ta gắn đầu dây với tay đòn , skkn SKKN: Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi mơn Vật lí lớp phần Máy đơn giản” luồn qua rịng rọc vật nặng sau vắt qua rịng rọc tay địn, ta phải kéo dây xuống với lực 50N , Mặc dù ta phải kéo 4S dây để nâng vật nặng lên 2S Một lần ta chịu tăng quảng đường để có lực giảm bớt Nếu ta muốn sử dụng lực nhỏ quảng đường dài , ta sử dụng pa lăng ( pa lăng hệ ròng rọc gép lại ) CHUYÊN ĐỀ II MẶT PHẲNG NGHIÊNG 1- Định hướng chung: - Trong chương trình học khóa học sinh học kiến thức sau: -Mặt phẳng nghiêng có độ nghiêng lực cần để kéo vật lên mặt phẳng nghiêng nhỏ - Nếu ma sát không đáng kể ,dùng mặt phẳng nghiêng lợi lần lực thiệt nhiêu lần đường ,không lợi công F h = P l + Trong chương trình nâng cao học sinh phải biết kiến thức nâng cao sau: - Trường hợp có ma sát :Hiệu suất mặt phẳng A1 100 % nghiêng H = A (Với A1 = Ph;A = F.l = A1 + A2 ;A2 = Fms.l) - Khi gặp dạng tập có n vật mặt phẳng nghiêng học sinh lúng túng không phân tích lực F lực P nên áp dụng sai tính sai kết Phân loại tập phương pháp giải tập Loại 1:Vật nằm mặt phẳng nghiêng ma sát không đáng kể Phương pháp :-p dụng Định luật công cho mặt phẳng nghiêng :Ph = Fl ,rồi tìm đại lượng lại -Nếu có hai vật (một vật cạnh huyền vật cạnh góc vuông )thì Thực chất lực P vật cạnh góc vuông gây lực F vật cạnh huyền mặt phẳng nghiêng b Một số tập thường gặp : skkn SKKN: Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi mơn Vật lí lớp phần Máy đơn giản” Bài tập 1:Hai vật A B hình vẽ đứng yên Cho biết MN = 80cm ,NH = 5cm Tính tỉ số khối lượng hai vật B A Lời giải A N B M Lực vật kéo dây xuống dọc theo mặt phẳng nghiêng H FA h = = P A l 80 Suy FA = PA/16 Lực vật B kéo dây xuống FB = PB Hai lực kéo phải nên ta coù P A/16 = PB PB hay PA = 16 mB Ta suy tỉ số khối lượng hai vật mB mA = = 16 16 ĐS: mA Loại 2:Vật di chuyển mặt phẳng nghiêng có ma sát với mặt phẳng nghiêng Phương pháp : - Trường hợp có ma sát :Hiệu suất mặt phẳng nghiêng A1 100 % H= A (Với A1 = Ph;A = F.l = A1 + A2 ;A2 = Fms.l) Một số tập thường gặp Một học sinh kéo vật có trọng lượng 12N lên theo mặt phẳng nghiêng dài 0,8m cao 20cm lực kéo có hướng song song với chiều dài mặt phẳng nghiêng Dùng lực kế đo giá trị lực kéo 5,4N Tính a) Lực ma sát b) Hiệu suất mặt phẳng nghiêng c) Lực cần thiết để di chuyển vật xuống mặt phẳng nghiêng Lời giải a) Áp dụng định luật bảo toàn công cho mặt phẳng nghiêng A= A1 + A2 ↔ F.l = P.h+Fms.l → Fms = (Fl-Ph ) /l Fms = (5,4.0,8 – 12.0,2) / 0,8 = 2,4 (N) b) Hiệu suất mặt phẳng nghiêng A1 H= A 100 % = (Ph / Fl ).100% = (12.0,2 / 5,4.).100% =55,6% ¿ πr skkn SKKN: Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lí lớp phần Máy đơn giản” c ) Giả sư khơng có ma sát lực kéo vật mặt phẳng nghiêng sẻ F1 = Ph/l = 12.0,2 / 0,8 = (N) Vậy lực cần thiết để di chuyển vật xuống mặt phẳng nghiêng F’ = F1 - Fms = -2,4 = 0,6 (N) CHUYÊN ĐỀ III ĐÒN BẨY 1- Định hướng chung: Bài tập đòn bẩy đa dạng để làm tập trước tiên người học phải nắm vững khái niệm như: Khái niệm đòn bẩy, Điểm tựa đòn bẫy, cánh tay địn lực Ngồi việc nắm vững khái niệm, người học phải biết xác định lực tác dụng lên đòn bẩy nắm điều kiện cân bng đòn bẩy Khi ó hiu rừ cỏc khỏi niệm việc tiến hành giải tốn thuận lợi Với tốn địn bẩy, cần phi phõn tớch c th nh : * Đâu ®iĨm tùa cđa ®ßn bÈy? - Điểm tựa địn bẫy điểm mà địn bẫy kê lên xoay quanh Việc xác định điểm tựa khơng đơn giản địn bẩy có nhiều loại im ta nh : - Điểm tựa nằm khoảng hai lùc (H×nh A) O F F F H×nh A - Điểm tựa nằm khoảng hai lực (Hình B) 1 O F H×nh B - Ngồi tốn địn bẩy cịn có nhiều cách chọn điểm tựa ví dụ hình C B T O F H×nh C skkn A SKKN: Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi mơn Vật lí lớp phần Máy đơn giản” Ta thÊy, h×nh C cã thĨ chọn điểm tựa điểm B có hai lực tác dụng lên đòn bẩy lực F điểm O lực thứ hai lực căng T điểm A Cũng chọn điểm tựa điểm A có hai lực tác dụng lên đòn bẩy lực kéo F điểm O phản lực B * Các lực tác dụng lên đòn bẩy có im t ,phơng chiều nh nào? * Xác định cánh tay đòn lực Theo định nghĩa : Khoảng cách điểm tựa O phơng lực gọi cánh tay đòn lực Việc xác định cánh tay đòn lực quan trọng xác định sai dẫn đến kết sai Trên thực tế học sinh hay nhầm cánh tay đòn với đoạn thẳng từ điểm tựa đến điểm đặt lực Sau phân tích áp dụng điều kiện cân đòn bẩy để giải toán Phân loại tập phơng pháp giải tập Bài tập Đòn bẩy có nhiều loại cụ thể chia làm nhiều loại nh sau: Loại 1: Xác định lực cánh tay đòn lực - Hc sinh cần biểu diễn phương lực tác dụng lên đòn bẫy - Khi xác định cánh tay địn lực giáo viên cần phải nhắc kĩ học sinh cánh tay địn đường thẳng vng góc t im ta ti phng ca lc ú Bài toán1: Ngời ta dùng xà beng có dạng nh hình vẽ để nhổ đinh cắm sâu vào gỗ a) Khi tác dụng lực F = 100N vuông góc với OB đầu B ta nhổ đợc đinh Tính lực giữ gỗ vào đinh lúc ? Cho biết OB 10 lần OA = 450 b) Nếu lực tác dụng vào đầu B vuông góc với gỗ phải tác dụng lực có độ lớn nhổ đợc đinh? * Phơng pháp : B Xác định cánh tay đòn lực F FC F Vì FC vuông góc với OA F nên OA cánh tay đòn FC A O a) Vì F vuông góc với H OB nên OB cánh tay đòn F cña F C 10 skkn SKKN: Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lí lớp phần Máy đơn giản” - X¸c định tất lực tác dụng lên đòn bẩy - Xác định lực làm đòn bẩy quay theo chiều áp dụng quy tắc sau: Đòn bẩy nằm yên quay đều, tổng tác dụng lực làm đòn bẩy quay trái tổng tác dụng lực làm đòn bẩy quay phải Bài toán 1: Một xà đồng chất tiết diện Khối lợng 20 kg, chiều dài m Tì hai đầu lên hai tờng Một ngời có khối lợng 75 kg đứng cách đầu xà 2m Xác định xem tờng chịu tác dụng lực bao nhiêu? F F A O G B Bài giải: B A P P Các lực tác dụng lên xà là: - Lực đỡ FA, FB - Trọng lợng cđa xµ P = 10.20 = 200 (N) - Träng lợng ngời P1 = 10.75 = 750 (N) Vì xà đồng chất tiết diện nên trọng tâm xà xà => GA = GB = 1,5 m Giả sử ngời đứng O cách A OA = m Để tính FB coi đầu A điểm tựa, áp dụng quy tắc cân đòn bẩy có nhiều lực tác dụng ta cã: FB.AB = P.AG + P1.AO F B= P AG +P1 AO 200 1,5+750 = =600 AB (N) FA= P GB+P1 OB 200 1,5+750 = =350 AB (N) => FA.AB = P.GB + P1.OB => Vậy tờng chịu tác dụng lực 600 (N) với tờng A 350 (N) với tờng B Bài toán 2: Một ngêi muèn c©n mét vËt O B A nhng tay cân mà có cứng có trọng lC ợng P = 3N cân có C khối lợng 0,3 kg Ngời đặt lên điểm tựa O vật vào đầu A Khi treo cân vào đầu B thấy hệ thống cân nằm ngang Đo khoảng cách vật điểm tựa thấy OA= l vµ 13 skkn OB= l SKKN: Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi mơn Vật lí lớp phần Máy đơn gin HÃy xác định khối lợng vật cần cân ĐS: 0,9 kg Loại 4: Lực đẩy Acsimét tác dụng lên vật treo đòn bẩy Với dạng toán liên quan đến lực đẩy Acsimét cần nhớ số công thøc hay sư dơng: F = d.V Trong ®ã: F : lực đẩy Acsimét (N) d : trọng lợng riêng chất lỏng (N/m ) V: thể tích chất lỏng bị vật chiếm chỗ (m ) Cần nhớ quy tắc hợp lực + Hợp lực hai lực F 1, F2 phơng ngợc chiều có độ lớn là: F = | F1- F2 | + Hỵp lùc cđa hai lùc F 1, F2 phơng chiều có độ lớn F = F1 + F2 * Phơng pháp giải dạng toán liên quan đến lực đẩy Acsimet - Khi cha nhúng vật vào chất lỏng, đòn bẩy thăng xác định lực, cánh tay đòn viết đợc điều kiện cân đòn bẩy - Khi nhúng vào chất lỏng, đòn bẩy cân Cần xác định lại điểm tựa, lực tác dụng cánh tay đòn lực Sau áp dụng điều kiện cân đòn bẩy để giải toán Bài toán : Hai cầu cân nhôm có khối lợng đợc treo vào hai đầu A, B kim loại mảnh nhẹ Thanh đợc giữ thăng nhờ dây mắc điểm O AB BiÕt OA = OB = l = 25 cm Nhúng cầu đầu B vào nớc AB thăng Để thăng trở lại ta phải dời điểm treo O phía nào? Một đoạn bao nhiêu? Cho khối lợng riêng nhóm nớc lần lợt là: D1 = 2,7 g/cm3; D2 = g/cm3 Bài giải: Khi cầu treo B đợc nhúng vào nớc, trọng lợng P chịu tác dụng lực đẩy Acsimet nên lực tổng hợp giảm xuống Do cần phải dịch chuyển điểm treo phía A đoạn x cánh tay đòn cầu B tăng lên A (l- O (l Vì cân trở lại nên ta có: x) +x P.(l-x) = (P-F)(l+x) ) 10D1V(l-x) = (10D1V – 10D2V)(l+x) 14 skkn P B F P SKKN: Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi mơn Vật lí lớp phần Máy đơn gin (với V thể tích cầu) D1(l-x) = (D1=D2)(l+x) (2D1-D)x=D2l x= D2 l l= 25=5 , 55 D1 −D2 2,7−1 (cm) Vậy cần phải dịch điểm treo O phái A đoạn x = 5,55 cm ĐS: 5,55 cm Loại 5: Các dạng khác đòn bẩy Đòn bẩy có nhiều dạng khác Thực chất loại dựa quy tắc cân đòn bẩy Do phơng pháp giải loại là: - Xác định đâu điểm tựa đòn Điểm tựa phải đảm bảo để ®ßn bÈy cã thĨ quay xung quanh nã - Thø hai cần xác định phơng, chiều lực tác dụng cánh tay đòn lực - Cuối áp dụng quy tắc cân đòn bẩy để giải toán Bài tập áp dụng A Bài to¸n : T F Mét AB cã träng lH ợng P = 100 N a) Đầu tiên đợc B đặt thẳng đứng chịu tác C dụng lực F = 200 N theo phơng ngang Tìm lực căng sợi dây AC Biết AB = BC b) Sau ngời ta đặt nằm ngang gắn vào tờng nhờ lề B Tìm lực căng dây AC lúc này? (AB = BC) Bài giải: a) Do lực P qua điểm quay B nên không ảnh hởng đến quay (vì P điểm tựa) C Thanh AB chịu tác dụng lực T F Lực F có cánh tay đòn AB H Lực T có cánh tay đòn BH T §Ĩ c©n b»ng ta cã: F.AB = T.BH A AB √ B Víi BH = P (víi H tâm hình vuông mà ABC nửa hình vuông đó) AB F T= = F=F √2=200 √ BH √2 Tõ ®ã: (N) 15 skkn SKKN: Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi mơn Vật lí lớp phần Máy c n gin b) Khi AB vị trí nămg ngang, trọng lợng P có hớng thẳng đứng xuống dới đặt trung điểm O AB (OA = OB) Theo quy tắc cân ta có: P.OB = T.BH BO P 100 P= = √ √2 (N) = 50 √2 (N) => T= BH §S: 200 √2 , 50 Loại 6: Khi điểm tựa dịch chuyển Xác định giá trị cực đại, cựa tiểu Bài toán 1: Cho thớc thẳng AB đồng chất tiết diện đều, có độ dài l=24 cm trọng lợng 4N Đầu A treo mét vËt cã träng lỵng P1 = N Thớc đặt lên giá đỡ nằm ngang CD = cm Xác định giá trị lớn nhỏ khoảng cách BD thớc nằm cân giá đỡ Bài giải: l l Xét trạng thái cân O2 E O thớc quanh trơc ®i qua A B mÐp D giá đỡ ứng với giá C D trị nhỏ AD Lúc P thớc chia làm hai phần: P + Phần BD có trọng lợng P P3 đặt G1 trung điểm DB + Phần OA có trọng lợng P2 đặt G2 trung điểm AD Mép D điểm E thớc Điều kiện cân trục quay D lµ: P3.AD + P2.GE = P1.G1D l l P1 l + P2 =P3 2 (1) (víi l2 = AD, l1 = ED) VỊ thíc thẳng đồng chất tiết diện nên trọng lợng phần thớc tỷ lệ với chiều dài phần ®ã ta cã: P3 l P l = ⇒ P3 = P l l P2 l P l2 = ⇒ P2 = P l l ; l2 = (l – l1) ; P1 = N = P 16 skkn SKKN: Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lí lớp phần Máy đơn giản” Thay vµo (1) ta đợc P(ll1 ).(ll ) P l l1 P (l−l )+ = 2l l 2 2 Pl −Pl l + P( l −2 ll1 +l )=Pl 2l 2 l 1= = l= 24=16 3l 3 (cm) Giá trị lớn BD l1 = 16 cm Lúc điểm D trùng với điểm E thớc BE = BD = 16 cm Nếu ta di chuyển thớc từ phải sang trái cho điểm E thớc nămg giá CD thớc cân E trù ng với C đến giới hạn cân E lệch CD phía trái thớc quay quanh trục C sang trái Vậy giá trị nhỏ BD C trùng đến E BE = BC Mµ BC = BD + DC => BD = BC – DC = 16 – = 12 (cm) ĐS: 16 cm, 12 cm Bài toán 2: Một thẳng đồng chất tiết diện có trọng lợng P = 100 N, chiều dài AB = 100 cm, đợc đặt cân hai giá đỡ A C Điểm C cách tâm O thớc đoạn OC = x a) Tìm công thức tính áp lực thớc lên giá đỡ C theo x b) Tìm vị trí C để áp lự có giá trị cực đại, cực tiểu Bài giải: x a) Trọng lợng p l đặt trịng tâm O trung C O A điểm tác dụng lên hai giá đỡ A B hai áp lực P1 P2 Vì đồng chất tiết diện P P nên ta có: P P1 OC x = = P2 OA l P1 + P2 =P=100 (N) => P2 = P1=P x l l P l+ x 17 skkn B SKKN: Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi mơn Vật lí lớp phn Mỏy c n gin b) P2 cực đại x = ®ã P = P = 100 N giá đỡ C trùng với tâm O l cùc tiĨu x lín nhÊt x = l ®ã P P= =50 N giá đỡ trùng với đầu B CHUYấN IV RềNG RỌC Phân loại phương pháp giải : Loại 1:Ròng rọc cố định Phương pháp :Loại tương đối đơn giản nên học sinh cần nắm vững kiến thức sau:Khi ma sát không đáng kể ròng rọc cố định có tác dụng thay đổi hướng lực không làm thay đổi độ lớn lực F=P F s=h P Khi có ma sát : A = A1 + A2 F.s = P.h + Fms.s Hiệu suất ròng rọc A1 100 % H= A Bài tập 1:Một người dùng ròng rọc cố định để kéo vật nặng 50kg lên tòa nhà cao 4m a.Tính lực kéo vật lên quãng đường đầu dây dịch chuyển b.Tính công lực kéo vật lên Bỏ qua ma sát ròng rọc Lời giải:a.Lực kéo vật lên :F = P = 10m = 10.50 = 500N Quãng đường đầu dây dịch chuyển :s = h = m b.Công lực kéo vật lên là: A = F.s = P.h = 500.4 = 2000J Bài tập :Cho hệ thống ròng rọc hình vẽ Vật có trọng lượng P = 100N Tìm lực kéo F để hệ cân ,xác định hiệu suất hệ thống ,biết hiệu suất ròng rọc 0,8 P 18 skkn F SKKN: Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi mơn Vật lí lớp phần Máy đơn giản” Lời giải : Các ròng rọc cố định không cho ta lợi lực Hiệu suất ròng rọc H = P/F F= P/H Ròng rọc :F1 = P/H Ròng rọc :F2 = F1/H = P/H2 Ròng rọc : F3 = F2 /H = P/H3 Hiệu suất hệ ròng rọc : H / = P/F = H3 = 0,83 = 0,512 P 100 =195 , N ¿= Lực F cần dùng F = H ,512 Loại : Ròng rọc động Phương pháp :Đối với ròng rọc động học sinh cần nắm vững kiến thức sau : -Khi ma sát không đáng kể : F = P/2 ;s= 2h -Khi có ma sát :A = A1 + A2 F.s = P.h + Fms.s A1 F 100 % Hiệu suất ròng rọc H = A P Bài tập : Cho hệ thống hình vẽ Biết P = 100N ,vật cần kéo lên cao 5m a.Tính lực kéo vật lên quãng đường đầu dây dịch chuyển b.Thực tế có ma sát nên phải kéo đầu dây lực F = 55N Tính hiệu suất ròng rọc lực ma sát ròng rọc F Lời giải : a.Lực kéo vật lên F = P/2 = 100/2 = 50N Quãng đường đầu dây dịch chuyển : s = 2h = 2.5 = 10m b.Hiệu suất ròng rọc P H= P h 100 = =90 , % ¿ F s 55 10 Công hao phí : A2 = A – A1 = F/.s – p.h = 55.10 – 100.5 = 50 J Lực ma sát ròng rọc :Fms = A 50 = =5 N s 10 Loại 3: Palăng : Pa lăng hệ thống kết hợp nhiều ròng rọc động ròng rọc cố định (số ròng rọc động ròng rọc cố định ) 19 skkn SKKN: Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi mơn Vật lí lớp phần Máy đơn giản” Cách ghép pa lăng có cách ghép có số lần lợi lực khác Chúng ta tạm gọi cách mắc pa lăng sau - Cách mắc thứ : Mắc theo dạng hộp Với cách mắc lợi 2.n lần lực đồng nghĩa thiệt 2.n lần đường ( n số ròng rọc động ) Hình bên với rịng rọc động nên cho ta lợi lần lực ) - Cách mắc thứ : Mắc theo dạng hình bậc thang Với cách mắc cho ta lợi 2N lần lực (N số ròng rọc động ) ( Với ròng rọc động ta lợi lần lực ) - (V Cách mắc thứ : Mắc theo hình thẳng đừng Với cách mắc cho ta lợi số lẻ lần lực ới cách mắc ta lợi lần lực có đầu dây vắt qua rịng rọc động ) Bài Để đưa vật có khối lượng 50 kg lên cao 10 m, người thứ dùng hệ thống rịng rọc hình (a), người thứ hai dùng hệ thống rịng rọc hình (b) Biết khối lượng ròng rọc kg lực cản kéo dây hệ thống 10N 20 skkn ... -Biện pháp bồi dưỡng học sinh giỏi mơn Vật lí lớp trường THCS - Việc vận dụng phương pháp giải tập máy đơn giản skkn SKKN: Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi mơn Vật lí lớp. . .SKKN: Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi mơn Vật lí lớp phần Máy đơn giản? ?? Vậy làm để công tác bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật Lý lớp đạt kết cao? Đây công... thức để làm skkn SKKN: Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi mơn Vật lí lớp phần Máy đơn giản? ?? dạng tập nâng cao góp phần vào việc tư sáng tạo để tự khẳng định Bồi dưỡng học