PHÒNG GD VÀ ĐT THÀNH PHỐ BẾN TRETRƯỜNG THCS VĨNH PHÚC SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐỀ TÀI: HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI BÀI TẬP VỀ VẬN TỐC TRUNG BÌNH TRONG CHUYỂN ĐỘNG KHÔNG ĐỀU A.. LÝ DO CHỌN ĐỀ
Trang 1PHÒNG GD VÀ ĐT THÀNH PHỐ BẾN TRE
TRƯỜNG THCS VĨNH PHÚC
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
ĐỀ TÀI:
HƯỚNG DẪN HỌC SINH
GIẢI BÀI TẬP VỀ VẬN TỐC TRUNG BÌNH TRONG CHUYỂN ĐỘNG
KHÔNG ĐỀU
A PHẦN MỞ ĐẦU
Trang 2I BỐI CẢNH CỦA ĐỀ TÀI
- Xuất phát từ mục tiêu đào tạo của trường THCS là phải trao dồi cho học sinh những kiến thức cơ bản của các mơn học, nhằm gĩp phần giáo dục tồn diện cho các
em, trên cơ sở đĩ các em vận dụng sáng tạo trong đời sống và khoa học kĩ thuật
- Trong cải cách giáo dục việc rèn luyện kỹ năng giải bài tập vật lý bậc THCS chưa được chú trọng lắm Trong chương trình của khối 6,7,8 cĩ rất ít tiết bài tập do
đĩ dẫn đến kết quả là học sinh cịn hạn chế về kỹ năng giải bài tập, thậm chí cĩ học sinh rất sợ bài tập Vật lý
II LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
- Đứng trước thực trạng này tơi thấy rằng việc rèn luyện kỹ năng giải bài tập cho học sinh là rất cần thiết, nĩ giúp cho học sinh khơng phải lo lắng khi học vật lý và thơng qua việc giải bài tập học sinh cịn rèn luyện được:
+ Kỹ năng tĩm tắt đề bài + Kỹ năng vận dụng kiến thức đã học về vật lý + Kỹ năng tính tốn
+ Củng cố kiến thức Vật lý
- Với những lí do trên tơi quyết định chọn đề tài “ Hướng dẫn học sinh giải một số
bài tập về vận tốc trung bình trong chuyển động khơng đều” Tơi hy vọng rằng qua
chuyên đề này giúp các em vơi đi cái khĩ khăn khi tiếp xúc với dạng bài tập về chuyển động ở lớp 8 và cịn là hành trang giúp các em vững vàng khi học tiếp chương trình Vật lý các khối cịn lại
III PHẠM VI VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
1 Phạm vi nghiên cứu
Sáng kiến kinh nghiệm này viết về chủ đề: “ Hướng dẫn học sinh giải một số bài tập về vận tốc trung bình trong chuyển động khơng đều”.Nằm trong chương I : Cơ học của Vật lý lớp 8
2 Đối tượng nghiên cứu
2
Trang 3Hướng dẫn học sinh giải bài tập tính vận tốc trung bình của chuyển động khơng đều là một chuyên đề khĩ đối với học sinh đại trà Vì vậy khi tơi viết chuyên
đề này tơi chọn đối tượng học sinh là khá, giỏi Nhằm mục đích bồi dưỡng học sinh giỏi và cũng là nền tảng cho các em khi học ở các lớp trên mà khơng bối rối khi gặp các dạng bài tốn tương tự như vậy
IV MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI
- Giúp các em nắm vững lại một số khái niệm và công thức tính vận tốc trung bình, quãng đường và thời gian trong chuyển động không đều
- Giải được các bài tập về tính vận tốc trung bình của chuyển động khơng đều , cách tính thời gian chúng gặp nhau, chuyển động cùng chiều và chuyển động ngược chiều
- Bên cạnh đó còn giúp các em có kỹ năng giải bài tập vật lý , kỹ năng vận dụng các kiến thức đã học vào trong thực tế
- Ngồi ra qua chuyên đề này giúp các em rèn luyện được:
+ Kỹ năng tĩm tắt đề bài + Kỹ năng vận dụng kiến thức đã học về vật lý + Kỹ năng tính tốn
+ Củng cố kiến thức Vật lý
V ĐIỂM MỚI TRONG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
Qua chuyên đề này các em học sinh sẽ nắm bắt được một số kiến thức cơ bản về cách tính vận tốc trung bình của chuyển động không đều và một số dạng bài tập cơ bản tương tự Để tính được vận tốc trung bình trong bất kì chuyển động không đều nào thì các em cần phải xác định rõ hai đại lượng liên quan đó là: quãng đường mà vật đi được và tổng thời gian mà vật đã sử dụng trong suốt quá trình chuyển động
B NỘI DUNG ĐỀ TÀI
Trang 4I CƠ SỞ LÝ LUẬN
- Trong những năm gần đây nền giáo dục nước nhà đang thực sự bước vào chặng đường đi lên với biết bao gian truân và thử thách, để đáp ứng yêu cầu của thời đại, tiến kịp nền giáo dục của thế giới Mơn Vật lý đĩng vai trị rất quan trọng trên chặng đường đổi mới này Thơng qua mơn Vật lý học sinh cĩ thể dễ dàng vận dụng kiến thức đã học để ứng dụng vào các ngành khoa học kỹ thuật
- Mơn Vật lý cĩ đặc điểm riêng là mỗi bài tập, mỗi câu hỏi yêu cầu học sinh phải liên hệ kiến thức ở các lớp dưới, tìm hiểu các hiện tượng từ thực tế, xong trong chương trình Vật lý ở THCS rất ít tiết bài tập Vì vậy để giúp học sinh học tốt mơn học này địi hỏi giáo viên cĩ sự lao động nghệ thuật sáng tạo, nghiêm túc và cĩ hệ thống
II THỰC TRẠNG CỦA VẤN ĐỀ.
- Do chương trình vật lí lớp 6,7,8 mỗi tuần chỉ có một tiết , phân phối chương trình không có tiết bài tập, có bài nội dung rất dài do đó không đủ thời gian để giải quyết các bài tập trong SBT Phần lớn cho các em tự về nhà làm bài tập, có em học giỏi thì làm được còn các em khác thì không làm , chính vì vậy mà kỹ năng giải bài tập không có và thậm chí các em rất sợ làm bài tập vật lí
- Thực tế về trình độ học tập của học sinh đại trà qua khảo sát đầu năm học ở các lớp 86, 87 và 88 của trường THCS Vĩnh Phúc như sau :
lớp Số bài
kiểm tra
88 39 15 38.5 10 25.6 10 25.6 4 10.3
III GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
1 Xây dựng lý thuyết về vận tốc và vận tốc trung bình.
4
Trang 5a Chuyển động đều.
gian
Công thức: v =
t
S
trong đó:
v là vận tốc
t là thời gian
S là quãng đường đi được
b Chuyển động không đều.
Công thức: vtb =
n
n
t t
t
S S
S t
S
2 1
2 1
S: là tổng quãng đường mà vật đi được
t : là tổng thời gian vật đi hết quãng đường đó
c Chuyển động ngược chiều và nguyên lý cộng vận tốc
V = vA + vB
vA vB
A B
Nếu hai vật xuất phát cùng một thời điểm cách nhau quãng đường S với hai vận
tốc
( )
A B
S
S
d Chuyển động cùng chiều và cách tính thới gian chúng gặp nhau
Giả sử vA < vB và vật A cách vật B một khoảng thời gian S thì thời gian để B
Trang 6
B A
S t
e Chuyển động của ca nô và dòng nước (v cn > vdn)
Vxuôi dòng= vCN + vdn
Vngược dòng = vCN – vdn
Vdn =
2
nd
xd v
v
S = vxuôi.txuôi = vngược tngược
2 Các dạng bài tập
Qua thực tế giảng dạy nhiều năm môn Vật lý lớp 8 tôi thấy việc giải bài tập về vận tốc của chuyển động không đều gặp rất nhiều khó khăn ở học sinh khối 8 Do đó tôi xây dựng một chuyên đề giảng dạy cho học sinh về “Toán chuyển động” bao gồm hai chuyên đề nhỏ sau đây:
Chuyên đề 1: Toán chuyển động đều
+ Tính vận tốc + Tính thời gian + Tính quãng đường
Chuyên đề 2: Tính vận tốc trung bình trong chuyển động không đều.
3 Hướng dẫn học sinh giải bài tập về vận tốc trung bình của chuyển động không đều.
- Để làm tốt dạng bài tập này học sinh cần xác định trọng tâm kiến thức đó là:
Để tính được vận tốc trung bình trong bất cứ chuyển động không đều nào cũng cần phải xác định rõ hai đại lượng liên quan:
- Quãng đường mà vật đi được trong suốt quá trình chuyển động
- Tổng thời gian mà vật đi hết trong suốt quá trình chuyển động (kể cả thời gian nghỉ)
- Sử dụng công thức: vtb =
n
n
t t
t
S S
S t
S
2 1
2 1
6
Trang 74 Một số ví dụ:
Ví dụ 1: Một vận động viên môn xe đạp chuyển động trên 3 quãng đường AB,
BC, CD Quãng đường AB dài 45km trong 2giờ 15phút Quãng đường BC dài 30km trong 24phút Quãng đường CD dài 10km trong 1/4 giờ Hãy tính:
a Vận tốc trung bình trên mỗi quãng đường
b Vận tốc trung bình trên cả quãng đường ABCD?
Hướng dẫn:
Để giải bài tập này trước hết chúng ta phải thống nhất đơn vị thời gian và đơn
vị vận tốc là km/h
SAB = S1 = 45km, t1= 2 giờ 15 phút = 9/4 giờ
SBC = S2 = 30km, t2 = 24 phút = 2/5 giờ
SCD = S3 = 10km, t3 = 1/4 giờ
Bài giải
a Tính vận tốc trung bình trên mỗi quãng đường bằng công thức vtb =
t
S
vtb1 =
t
S
= 45: 9/4 = 45 x 4/9 = 20 (km/h)
vtb2 =
t
S
= 30 : 2/5 = 30 x 5/2 = 75 (km/h)
vtb3 =
t
S
= 10 : 1/4 = 10 x 4 = 40 (km/h)
b Vận tốc trung bình trên cả quãng đường ABCD là:
Ta có : vtb = 29,3
4
1 5
2 9 4
10 30 45
3 2 1
3 2
t t t
S S S
(km/h)
(Lưu ý học sinh trong câu b không được dùng công thức 1 2 3
3
tb
để tính vì công thức này là trung bình cộng vận tốc chứ không phải là vận tốc trung bình)
Trang 8Ví dụ 2: Một người đi xe đạp trong nửa quãng đường đầu với vận tốc 12km/h,
nửa quãng đường còn lại đi với vận tốc v2 nào đó Biết rằng vận tốc trung bình trên cả đoạn quãng đường là 8km/h Hãy tính vận tốc v2 ?
Hướng dẫn:
Bài tập này học sinh phải thấy được:
1/2 quãng đường đầu đi với vận tốc v1 và thời gian t1
1/2 quãng đường còn lại đi với vận tốc v2 và thời gian t2
GV hướng dẫn học sinh biểu diễn thời gian theo quãng đường để khi tính vận tốc trung bình đại lượng quãng đường bị triệt tiêu
S/2 S/2
Bài giải
- Gọi t1 là thời gian xe đạp đi được trong 1/2 quãng đường đầu với vận tốc v1
Ta có: 1 : 1
1
v
- Gọi t2 là thời gian xe đạp đi được trong 1/2 quãng đường còn lại với vận tốc v2
Ta có: 2 : 2
2
v
Tổng thời gian xe đạp đi hết quãng đường S là: 1 2
Vậy:
2
tb
v
t
Thay vtb = 8km/h và v1 = 12km/h
2
2 2
12 2
12
v
v v
Ví dụ 3: Một ca nô chạy từ bến A đến bến B rồi trở lại bến A trên một dòng
sông Hỏi nước sông chảy nhanh hay chảy chậm thì vận tốc trung bình của ca nô
8
B
AV1 V2
Trang 9trong suốt thời gian cả đi lẫn về sẽ lớn hơn? (coi vận tốc ca nô so với vận tốc dòng nước có độ lớn không đổi)
Hướng dẫn:
Bằng sơ đồ các em thấy rõ mối quan hệ giữa 3 vận tốc:
vxuôi = vCN + vdn ; vngược = vCN – vdn
từ đó tìm mối quan hệ giữa v, t và S để tính được vtb
Bài giải
- Gọi v là vận tốc của ca nô khi nước yên lặng
vn là vận tốc của dòng nước (v > vn )
S là quãng đường từ A đến B
t1 là thời gian ca nô đi từ A đến B
t2 là thời gian ca nô đi từ B đến A
- Ta có: 1 ;
n
S t
v v
2 n
S t
v v
-Nên ta có: 1 2
- Vậy:
( )( )
2
n tb
S v
Kết quả trung bình phụ thuộc vào vận tốc dòng nước Nếu vận tốc dòng nướccàng nhỏ thì v2 – v2
n càng lớn
Vậy: vận tốc trung bình của ca nô cả đi lẫn về tăng khi vận tốc dòng nước càng nhỏ
Ví dụ 4: Một người đi xe đạp , nửa quãng đường đầu đi với vận tốc 20km/h,
trong nửa thời gian còn lại đi với vận tốc 10km/h Cuối cùng người ấy đi với vận tốc 5km/h Tính vận tốc trung bình trên cả quãng đường người đó đã đi?
vng
vxd
Trang 10Hướng dẫn
Bước 1: GV hướng dẫn học sinh tóm tắt đề bài
Gọi t = t1 + t2 là tổng thời gian đi hết quãng đường đó
Với S1 = S/2 là quãng đường đầu người đó đi được trong thời gian t1 với vận tốc v1 = 20km/h
Với thời gian t2/2 người đó đi được quãng đường S2 (S2 là một phần của nửa quãng đường còn lại)với vận tốc v2 = 10km/h
Với thời gian t2/2 còn lại người đó đi hết quãng đường S3 với vận tốc 5km/h
Mà S = S1 + S2 + S3 trong đó S1 = S2 + S3 = S/2
Bước 2: Phương pháp giải
Phải biểu diễn t1 và t2 theo quãng đường S và 3 vận tốc đã cho rồi dùng công thức tính vận tốc trung bình để giải
Bài giải
Gọi thời gian xe đạp đi nửa quãng đường đầu là t1 và nửa quãng đường còn lại là t2
=> t = t1 + t2 (1)
Vì nửa quãng đường đầu xe đi được với vận tốc v1 = 20km/h
Ta có: 1 : 1 ( )
1
2
v
Gọi S2 là quãng đường đi với vận tốc v2 = 10km/h hết thời gian t2/2
Ta có: 2.
2
t
Gọi S3 là quãng đường còn lại đi với vận tốc v3 = 5km/h hết thời gian là t2/2
Ta có: 2.
2
t
=> 2 2
t S
=> 2
S t
(3)
Mà : 2 3
2
S
Thay (2) và (3) vào (1) ta được:
2
t
10
Trang 11Vậy vận tốc trung bình trên cả quãng đường là :
.
, ( / )
40 15
10 9
40 15
tb
t
Ví dụ 5 : Một chiếc xuồng máy chuyển động xuơi dịng nước một quãng
đường 100km Biết vận tốc của xuồng là 35km/h và của nước là 5km/h khi cách đích 10km xuồng bị hỏng máy, người lái cho xuồng trơi theo dịng nước đến đích Tính thời gian chiếc xuồng máy đi hết đoạn đường đĩ
Tĩm tắt
S = 100km
vx = 35km/h
vn = 5km/h
s1 = 10km
t = ?
Bài giải
Khi chuyển động xuơi dịng thì vận tốc của xuồng máy là :
v = vx + vn = 40km/h Quãng đường xuồng máy đã đi được là :
s = 100 – 10 = 90 km Thời gian xuồng máy đi hết quãng đường 90km
t1 = h v
s
25 , 2 40
90
sau đĩ xuồng trơi theo dịng nước nên vận tốc của xuồng bằng vận tốc của dịng nước Vậy thời gian đi hết quãng đường cịn lại là :
t2 = 10 : 5 = 2h
vậy thời gian xuồng đi hết quãng đường 100km là
t = t1 + t2 = 4,25h
IV HIỆU QUẢ CỦA SKKN
Trang 12- Qua chuyên đề này tôi thấy học sinh giải bài tập có tiến bộ hơn Đa số học sinh khá, giỏi có thể làm được các dạng bài toán này ,không những thế mà các em học sinh còn lại làm bài tập về chuyên đề 1 « chuyển động đều « cũng được khả quan
- Kết quả sau khi học xong chương cơ học như sau :
lớp Số bài
kiểm tra
88 39 25 64.1 5 12.8 9 23.1
C.PHẦN KẾT LUẬN
I BÀI HỌC KINH NGHIỆM
1 Đối với giáo viên
- Phải nắm vững chương trình Vật lý ở cấp THCS, nghiên cứu kĩ các tài liệu như SGK, SGV, SBT , một số sách nâng cao và sách bồi dưỡng
- Cĩ phương pháp dạy lơgíc từ thấp đến cao, từ đơn giản đến phức tạp bằng các hệ thống câu hỏi và bài tập tương tự , liên hệ bài học vào thực tế để học sinh khắc sâu kiến thức
- Nắm chắc đặc điểm của từng đối tượng học sinh để gây hứng thú học tập cho các em từ đĩ hình thành cho các em ý thức say mê nghiên cứu, tự tìm tịi học hỏi, sáng tạo trong mơn vật lý
- Khi dạy nâng cao mơn vật lý phải chọn đối tượng học sinh cho phù hợp , đối tượng học sinh phải cĩ năng lực tư duy tốn học , cĩ ĩc sáng tạo nhạy bén và biết vận dụng kiến thức tốn học kết hợp cho bài giải của mình một cách hợp lí và chính xác
2 Đối với học sinh
12
Trang 13- Vận tốc trung bình trong chuyển động khơng đều cĩ cơng thức tương tự
cơng thức tính vận tốc trong chuyển động đều : tb
S v t S v t
Song ở 1 2
n tb
n
S v
Tổng quãng đường : Tổng thời gian mà vật đã sử dụng để đi hết tồn bộ quãng đường (kể cả thời gian mà vật nghỉ dọc đường, khi nghỉ thì S = 0)
- Sơ đồ đoạn thẳng là phương tiện để biểu diễn 3 đại lượng S, v, t thơng qua sơ
đồ học sinh cĩ thể tĩm tắt đề bài từ đĩ tìm ra mối quan hệ giữa S, v, t để cĩ hướng giải cho phù hợp
II Ý NGHĨA CỦA SKKN
Với các ví dụ cĩ lời giải và hướng dẫn giải, cùng với các bài học kinh nghiệm
đã phần nào bồi dưỡng cho học sinh một mảng kiến thức về cách tính vận tốc trung bình trong chuyển động khơng đều Đây là kiến thức vật lý, tốn học tương đối khĩ
nĩ phần nào đáp ứng được nhu cầu của học sinh khá giỏi đồng thời gíup các đối tượng cĩ một tư duy sâu sắc hơn về chuyển động nĩi riêng và vật lý nĩi chung cùng
kỹ năng vận dụng kiến thức tốn học mà học sinh bậc THCS cịn nhiều lúng túng do thời lượng dành cho việc giải bài tập trong chương trình vật lý cải cách quá ít ỏi
III.KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRIỂN KHAI
Việc dạy và học Vật lý trong trường phổ thông là rất quan trọng vì môn học này rất gần gũi và thực tế trong đời sống khoa học và kĩ thuật Do đó chuyên đề này áp dụng cho học sinh đại trà và đặc biệt là học sinh khá, giỏi và học sinh học bồi dưỡng cấp THCS
Trang 14IV KIẾN NGHỊ VÀ ĐỀ XUẤT
Thường xuyên tổ chức sinh hoạt chuyên môn cấp Phòng, cấp Sở để đội ngũ giáo viên Vật lý có điều kiện trao đổi, học hỏi kinh nghiệm chuyên môn cũng như nghiệp vụ sư phạm (nhất là những thầy cô giáo mới ra trường) Nhằm nâng cao tay nghề và đạt hiệu quả tốt trong công tác giảng dạy ở trường
TP Bến tre, ngày 10 tháng 02 năm 2010
Người viết
MỤC LỤC
A PHẦN MỞ ĐẦU
I Bối cảnh của đề tài -1
14
Trang 15II Lý do chọn đề tài -1
III Phạm vi và đối tượng nghiên cứu -1
IV Mục đích của đề tài -2
V Điểm mới trong kết quả nghiên cứu -2
B NỘI DUNG ĐỀ TÀI I Cơ sở lí luận -3
II Thực trạng của vấn đề -3
III Giải quyết vấn đề -4
IV Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm -11
C PHẦN KẾT LUẬN I Những bài học kinh nghiệm -11
II Ý nghĩa của sáng kiến kinh nghiệm -12
III Khả năng ứng dụng triển khai -13
IV Những kiến nghị và đề xuất. -13
Tài liệu tham khảo
Sách giáo khoa Vật lý 8 Sách bài tập Vật lý 8 Sách bài tập Vật lý 7 Sách nâng cao Vật lý 8 Một số tài liệu tham khảo khác