Đang tải... (xem toàn văn)
GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI MÃ SKKN SÁNG KIÉN KINH NGHIỆM MỌT SỔ PHƯONG PHÁP ĐẬT CÂU HỎI VÀ GIẢI BÀI TẬP CO HỌC TRONG MÔN VẶT LÝ THCS Lĩnh vực Vật lý Cấp học Trung học cơ sở NÃM HỌC 2016 2017 SKKN vn M[.]
GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI MÃ SKKN SÁNG KIÉN KINH NGHIỆM MỌT SỔ PHƯONG PHÁP ĐẬT CÂU HỎI VÀ GIẢI BÀI TẬP CO HỌC TRONG MÔN VẶT LÝ THCS Lĩnh vực : Vật lý Cấp học : Trung học sở NÃM HỌC 2016- 2017 SKKN.vn MỤC LỤC PHẦN I: PHÀN MỜ ĐẦU .’ 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu: Đối tượng phạm vi nghiên cứu: Phương pháp nghiên cứu: Ke hoạch nghiên cứu .1 PHẦN II: NHỮNG BIỆN PHẤP ĐỎI MỚI Chương I: Cơ sở lí luận liên quan đến đề tài nghiên cứu .2 Cơ sờ lí luận: 2 Cơ sờ thực tiễn: .3 Chương II: Giải pháp chủ yếu đê thực đề tài I Các giãi pháp yếu: II Tô chức triển khai thực hiện: .5 2.1 Bài tập tốc độ tiling bình tơng họp vận tốc 2.1.1 Những kiến thức cần thiết: 2.1.2 Một so ỉ ưu ý mật phương pháp: 2.1.3 Một sổ ví dụ: 2.2 Bài tập máy đơn giàn 12 2.2.1 Những kiến thức cần thiết: 12 2.2.2 Một so ỉưuý mặt phương pháp: 13 2.2.3 Một sổ ví dụ: .13 2.3 Bài tập chất lóng: 17 2.3.1 Những kiến thức cần thiết: 17 2.3.2 Một so ì ưu ỷ mật phương pháp: 18 2.3.3 Một sổ ví dụ: 18 2.4 Bài tập còng, còng suất, lượng: 23 2.4.1 Những kiến thức cần thiết: 23 2.4.2 Một so ỉ ưu ý mặt phương pháp: 24 2.4.3 Một sổ ví dụ: .25 III KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC TRONG QUÁ TRÌNH GIẢNG DẠY 29 PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ KIÉN NGHỊ 30 Kết luận: .30 Kiến nghị: 30 TÀI LIỆU THAM KHẢO SKKN.vn Lý chon đề tài PHẦN I: PHẦN MỞ ĐẪƯ Hệ thống tập vật lý trường tiling học sờ chủ yếu yêu cầu học sinh vận dụng kiến thức đà học đê giãi thích, dự đốn số tượng thực tế hay tính tốn đại lượng số trường hợp cụ thê Nhiệm vụ cùa người giáo viên lả phải tìm phương pháp phù họp đê hướng dẫn học sinh biết cách lập luận suy luận cách chặt chè, xác, quy tắc nhăm vận dụng nhùng kiến thức lý thuyết khái quát đà học đê giãi trọn vẹn yêu cầu cùa tập Hoạt động nhằm rèn luyện kỳ giài tập vật lý cụ thê, đồng thời góp phần hình thành cho học sinh kỳ hoạt động tự lực q trình học tập mơn vật lý trường tiling học sờ Đe tài nham giới thiệu cho giáo viên vật lý trung học sở số cách suy nghi, lập luận, đặt câu hỏi đê hướng dẫn học sinh tìm lời giãi cho hệ thống bải tập phần học chương trình vật lý tiling học sờ cách tốt nhanh nhất, dễ hiên Trên sờ đó, người giáo viên tự tìm cho phương pháp phù hợp đê hướng dẫn học sinh trình dạy tập vật lý đê nàng cao hiệu dạy học Muc đích nghiên cứu: Lựa chọn hướng dẫn học sinh giài số tập nhằm định hướng phát tiiên học sinh lực vận dụng, tòng họp kiên thức, kì cách tích cực, tự lực sáng tạo nhanh nhất, hiệu quà nhất, phù họp VỚI đối tượng học sinh Đoi tương pham vi nghiên cúu: Đề tài “MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP ĐẬT CÀU HOI VÀ GIAI BÀI TẬP Cơ HỌC TRONG MÒN VẬT LÝ THCS” nghiên cứu viết dựa vào đặc diêm tâm sinh lí cùa đối tượng học sinh THCS Phương pháp nghiên cứu: Là lình vực khoa học tự nhiên nên tác giã đà sữ dụng phương pháp đặc trưng mịn, có tính đặc thù như: a Phương pháp thí nghiệm vật lý b c d e f Phương pháp thực nghiệm Phương pháp dạy học theo nhóm Phương pháp dạy học tượng vật lí Phương pháp dạy học đại lượng vật lí Phương pháp dạy học định luật vật lí Ke hoạch nghiên cứu -Tháng 8-12 năm 2016: thu thập thòng tin tải liệu, nghiên cứu lý thuyết, lên kế hoạch, viết đề cương chi tiết - Tháng 1/2016-> tháng năm 2017 triền khai thực đề tài - Tháng 2-4/2017 Thu thập kết quả, viết đề tài - Tháng 4/2017 nộp đề tài PHẦN II: NHỮNG BIỆN PHÁP ĐỎI MỚI Chương I: Cơ sở lí luận liên quan đến đề tài nghiên cứu Cơ sở lí luân: Bài tập vật lý hiên lả làm đê học sinh tập vận dụng kiến thức khái quát đà xây dựng học lý thuyết đê giãi vấn đề cụ thê Nhùng vấn đề cần giãi thường trình bày hai dạng: giãi thích tượng dự đốn tượng Giãi thích tượng nghía chi rị ngun nhân đà dẫn đến tượng đó, ư'rc lả ngun nhân liên quan đến số tính chất cùa vật số định luật vật lý đà biết Như vậy, giãi thích tượng khơng phải tiến hành tùy tiện theo suy nghi chù quan cùa mà phải dựa nhùng kiến thức đà biết, COI chân lý Dự đoán tượng phải vào tính chất cừa vật, định luật đà biết đê dự đốn tính chất hay định luật kiến thức khái quát chung cho loại tượng Vì việc giãi thích hay dự đốn có thê lả định tính định lượng nên người ta thường chia tập thành hai loại: tập định tính tập định lượng Với tập định tính, ta chi cần thực lập luận logic đê chi nguyên nhàn cùa tượng hay dự đoán tượng sè xày Đối VỚI bải tập định lượng, ta phải tính toán cụ thê giá trị cừa số đại lượng đặc trưng cho tượng Đối VỚI trình độ trưng học sờ, tập định tính có tầm quan trọng đặc biệt u cầu học sinh phải nam vừng tính chất, quy luật cùa vật, tượng biết cách trình bày lập luận chặt chè, hợp lý Trong đó, tập tính tốn thường chi sử dụng phép tính đơn giãn dựa cịng thức đơn giãn, địi hói phải lập phương trình hay hệ phương trình phức tạp Xu chung giâm bớt phần tính tốn phức tạp đê tránh trường hợp học sinh sa vào áp dụng cịng thức cách hình thức, máy móc Hơn nữa, qưá trình giài bải tập định lượng phải bat đầư bang việc xét mặt định tính tượng bang cách lập luận đê chi cịng thức áp dụng biên thị cho tính chất cừa đại lượng vật lý hay định luật vật lý NÓI cách khác, tập định lượng hàm chứa tập định tính mờ đầu Vi vậy, việc đặt càu hói, định hướng học sinh nội dưng trọng tàm cừa tập đè học sinh phát tượng, hiên tượng vận dụng kiến thức liên mịn tìm cách giãi nhanh nhất, hiệu quà việc vơ khó khơng phâi giáo viên tìm phương pháp, vi lí nên tòi chọn đề tài: "'Một số phương pháp đặt cân hói giải tập học môn vật lý THCS” Cơ sở thirc tiễn: Các bước chung đê giải tập vật lý: a) Bước 1: Tìm hiên đê bài, là: - Tim hiêu ý nghía vật lý cùa từ ngữ đề diễn đạt lại bang ngôn ngừ vật lý - Biên diễn địa lượng vật lý bang ký hiện, chừ quen dùng theo quy ước sách giáo khoa - Vè hình (nếu cần thiết) - Tóm tat đề bài: xác định dìr kiện đà cho dừ kiện cần tìm cùa tập b) Bước 2: Phân ti ch tượng vật lý, là: - Xác định xem ưrợng nêu đề thuộc phân kiến thức vật lý nào, có hèn quan đến nhùng khái niêm nào, định luật nào, quy tắc - Nen gặp tượng vật lý phức tạp cần phân tích thành nhùng tượng đơn giàn, chi bị chi phối nguyên nhân, quy tắc hay định luật vật lý xác định - Tim hiên xem tượng vật lý diễn biến qua giai đoạn nào; giai đoạn tuân theo định luật nào, quy tắc c) Bước 3: Xây dựng ỉập luận cho việc giãi tập, bao gồm khâu: - Trinh bày có hệ thống lập luận logic đê tìm 11101 liên hệ giừa dừ kiện đà cho dừ kiện cần tìm cùa tập Có thê trình bày lập luận theo hai phương pháp: phương pháp phân tích phương pháp tơng họp + Phân tích bat đầu từ dừ kiện cần tìm, thơng qua 11101 quan hệ trung gian, ta xác lập 11101 quan hệ dần đến dừ kiện đà cho Cuối cùng, ta tìm dược mối liên hệ trực tiếp giừa dừ kiện cần tìm dừ kiện đà cho Phương pháp giúp học sinh bậc tiling học sờ dễ tiếp cận vấn đề + Tòng hợp lả bat đầu từ nhùng dừ kiện đà cho, thòng qua 11101 quan hệ trung gian, ta xác lập 11101 quan hệ dần đến dừ kiện cần tìm Cuối cùng, ta tìm 11101 liên hệ trực tiếp giừa dừ kiện đà cho dừ kiện cần tìm - Neu cần tính tốn định lượng lập cịng thức có liên quan đến đại lượng cho biết, đại lượng cần tìm Sau thực phép biến đơi tốn học dê đưa phương trình chứa đại lượng đà biết ân số đại lượng cần tìm - Địi đơn vị đại lượng hệ đơn vị thức tính tốn dt Bước 4: Kiêm tra biện luận kết qná ĩhn - Kiêm tra xem biến đôi tốn học có xác chưa Có thê kiêm tra bang cách giài khác - Biện luận xem kết quâ thu đà đầy đù chưa, kết quâ chọn có phù họp VỚI thực tế hay khơng Chương II: Giải pháp chủ yếu đê thực đề tài I Các giải pháp chủ yếu: Hoạt động giải tập vật lý theo nghía cùa phải hoạt động tự lực học sinh trình vận dụng kiến thức vật lý vào giãi vấn đề cụ thê Đê giúp học sinh thực biết vận dụng kiến thức vật lý cho việc giãi tập, người giáo viên phải có phương pháp hướng dẫn học sinh biết phàn tích tượng nêu đề bài, nhận rò diễn biến cùa tượng, xác định nliừng tính chất, nguyên nhân, quy luật chi phối diễn biến cùa tượng Dù tập định lượng, tính tốn phải bat đau ùr phân tích định tíiili đê có thê chọn nhùng cịng thức tính tốn phù họp Mặt khác, người giáo viên cần phải nam rò phương pháp suy luận logic hay phương pháp nhận thức vật lý dê hướng dẫn cho học sinh thực phương pháp kill có điều kiện Suy nghi tìm lời giãi hoạt động xây trí nào, khơng quan sát Do giáo viên khơng thê lảm mẫu đê học sinh bat chước, giáo viên chi có thê đưa hệ thống câu hỏi đê chi dẫn, dẫn dắt, định hướng cho học sinh suy nghi Căn vào kết quà trà lời cùa học sinh mà biết kết quà hay sai, đê diều chinh nhùng càu hòi sau cho dễ hơn, sâu rộng Đê xây dựng hệ thống càu hỏi hướng dẫn thích họp, người giáo viên cần phải giãi trước bải tập theo trình tự bước giãi nhằm lường trước nliừng khó khăn gặp phái mà học smli gặp phải vào mà đặt càu hỏi hướng dẫn Quá trình hướng dẫn học sinh suy nghi đê tìm tịi lời giải có thê thực theo bước sau: - Trước hết, cần phải rèn luyện cho học sinh thói quen thực bốn bước giãi tập vật lý, tránh làm tat, làm vội Trong bước giãi có số việc phải làm định, đặc biệt cần ý khâu phân tích tượng vật lý Neu học sinh luyện tập nhiều lần sè quen VỚI bước giải - Hướng dẫn học sinh phân tích tượng bang cách đưa đưa càu hỏi gợi ý cho học sinh lưu ý đến nhùng dấu hiệu có hên quan đến tượng đà biết, chi phối quy luật, nhùng tính chất đà biết Thịng thường, phan chương trình vật lý có số tượng điên hình cần nhớ Khi phàn tích đà quy tượng điên hình việc tìm lời giãi sè trờ nên dễ dàng - Hướng dẫn học sinh xây dựng lập luận trình giải Đây bước mả học sinh cần thực nhiều phép suy luận trợ giúp, hướng dẫn cùa người giáo viên Ví dụ đối VỚI loại tập giãi thích tượng, giáo viên có thè hướng dẫn cho học sinh tiến hành suy luận theo bước chung sau: T Phân tích tượng đà cho đề thành tượng diêm hình đà biết T Nhớ lại phát biên thành lời tính chất, định luật chi phối tượng điên hình T Xây dựng lập luận nham xác lập mối hên hệ giừa tượng điên hình chung (quy luật chung) VỚI tượng cụ thê đề qưa chuỗi lập luận lứt gọn (tìm tiên đề thứ nhất, biết tiên đề thứ hai kết luận) + Phối hợp tất cà lập luận đê lý giài nguyên nhàn cùa tượng đà cho biết đề Việc lnêu vận dụng quy tắc cùa logic học đê đàm bào xây dựng lập luận dũng quy tắc, dẫn đến nhùng kết luận lả rắc rối đối VỚI học sinh trung học sở Vì vậy, giáo viên nên chọn số hình thức suy luận đê tập cho học sinh áp dụng cho quen dần Khi học sinh thực sai có thê đưa câư hịi, gợi ý bị sưng đê giúp học sinh phát hện chỗ sai Chăng hạn phát học sinh hiêu sai định luật dùng làm tiên đề thứ thi yêu cầu học sinh nhắc lại định luật II Tơ chức triên khai thưc hiên: 2.1 Bài tập tốc độ trung bình tơng hợp vận tốc 2.1.1 Những kiến thức cần thiết: - Sự thay đơi vị trí cùa vật vật khác theo thời gian gọi chuyên động học - NÓI vật chun động hay đứng n phải nói rị vật chuyên động hay đứng yên đối VỚI vật dùng làm vật mốc Cùng vật có thê chuyên động đối VỚI vật lại đứng yên vật khác Thòng thường đê cho tiện, người ta thường lấy mặt đất làm vật mốc Chuyên động học lả ưrơng đối - Chuyên động thăng đêu lả chuyên động thăng vật di quãng đường bang khoáng thời gian bang - Vận tốc cùa chuyên động thăng cho biết mức độ nhanh hay chậm chuyên động xác định bang quãng đường mà vật đơn vị thời gian c ông thức vận tốc: V=— - Đơn vị đo vận tốc phụ thuộc vào đơn vị đo dường đơn vị đo thời gian Neu s đo bang mét (111), t đo bang giây (s) V đo bang mét giây (m/s) Đó đơn vị đo chuân cùa vận tốc Ta hay gặp phép quy đổi: m/s = 100 cm/s = 3,6 kill 11 Trong chuyên dộng thăng đều, vận tốc có giá trị khơng đơi - Đường chuyên động thăng đêu ti lệ thuận VỚI thời gian đi: Một sổ phương pháp đặt giịi tập học mơn Vật lý THCS V lả hang số Công thức cho chuyên động đường cong - Cùng vật có thê chuyên động VỚI vận tốc lớn (nhanh) đối VỚI vật chuyên động VỚI vận tốc nhó (chậm) đối VỚI vật khác NÓI vật chuyên động nhanh hay chậm lả phải nói rõ vật dùng làm vật mốc NĨI vận tốc cùa vật phải nói rồ đối VỚI vật Vận tốc ưrơng đối - VỚI chun động khơng ti số s/t cho biết vận tốc tiling bình Vtb cùa chuyên động quàng đường đó: Vtb - t 2.1.2 Một so lưu ý mặt phương pháp: - Vi chuyển động vận tốc có tính tirơng đối nên đề cập đến chuyên động vận tốc cùa vật, ta cần nói rị vật chuyên động vật mốc vận tốc cùa vật so VỚI vật mốc - Cần rèn luyện cho học sinh sữ dụng còng thức đê cho lập luận xác quen dần VỚI việc sử dụng toán học học tập vật lý - Đối VỚI nhùng toán hên quan đến cộng vận tốc, ta sừ dụng tính ưrơng đối cùa chuyên động công thức cộng vận tốc Do học sinh không dược học công thức cộng vận tốc nên giáo viên tránh cho học sinh sử dụng thăng công thức Có thê ừr cơng thức vận tốc ưrơng đối V = s/t (với s quàng đường vật so với vật mốc, vật mốc có thê chuyển động) đê suy công thức cộng vận tốc trước áp dụng Trong trường hợp vật chuyên động chiều so VỚI vật mốc nên chọn vật có vận tốc nhỏ làm mốc đê xét chuyên động Trong trường họp đó, gọi V vận tốc vật, u vận tốc cùa vật mốc thì: + Khi vật chuyên động chiều VỚI vật mốc mới, vận tốc cùa vật so với vật mốc là: (v - u) + Khi vật chuyên động ngược chiều VỚI vật mốc mới, vận tốc cùa vật so với vật mốc là: (v + u) - Trong trường hợp gặp bải toán liên quan đến tăng (giâm) khoảng cách ĩ thời gian t giừa hai vật chuyên động VỚI vận tốc V1 v so VỚI mặt đất đường thăng, giáo viên có thê hướng dẫn học sinh lập luận đè đến kết tòng quát saư: + Khi hai vật chuyển động ngược chiều nhau: ì = Vit T v2t + Khi hai vật chuyên động chiều nhau: = |vit - v2tị - Đối VỚI toán vận tốc trung bình, giáo viên nên hướng dẫn cho học sinh bat đầu phép phân tích từ cịng thức chung nhất: Vtb - - t Thòng thường, quàng đường s chia thành quãng đường nhó Si, S2, s n thời gian vật chuyển động quàng đường tương ứng ti, Ĩ2, t n thi vận tốc trưng bình câ quãng đường tính theo cơng thức: v tb -l 2- n í +í + + í Nen biết vận tốc đoạn đường tương ứng Vi, V?, , có thê tính: Vtb = ——1 7—” , sỉlvỉ+s2lv2 + + snlvn Chứ ý: Vận tốc trưng bình khác VỚI trưng bình cừa vận tốc 2.1.3 Một số vỉ dụ: Bài tập 1: (tinh tương đôi cúa chuyên động, gặp nhan, cách nhan đoạn ỉ) Cùng lúc hai địa điêm A B đường thăng cách nhan 3,9km có hai xe chuyên động thăng ngược chiều đến gặp nhan Xe từ A có vận tốc 12 111/s, xe ư'r B có vận tốc 14 111/s a) Người ngồi xe từ A sè nhìn thấy xe ư'r B chuyên động với vận tốc lả bao nhiêu? b) Sau thời gian hai xe gặp nhau? c) Sau thời gian bao làu hai xe cách l,3km? A Tìm hiêu đê bài: Cho biết: AB = 7= 3,9km = 3900111 Xe ư'r A B có vận tốc vA = 12 111/s Xe ư'r B A có vận tốc VB = 14 111/s Hòi: - Vận tốc cùa xe B so VỚI xe A - Thời gian đê hai xe gặp - Thời gian đê hai xe cách 1300111 B Hướng dẫn đặt câu hỏi cho học sinh: - NÓI vận tốc cùa xe A 12 111/s vận tốc cùa xe B 14 111/s nói vận tốc so với vật mốc nào? - Trong thời gian t xe A phía B đoạn đường bao nhiên? Xe B phía A đoạn đường lả bao nhiêu? - Trong thời gian t, xe B lại gần xe A đoạn đường bao nhiên? - Dựa vào định nghía vận tốc, hầy tính vận tốc cùa xe B so với xe A - Lức đầu xe B cách xe A đoạn 3900111 Biết vận tốc cùa xe B đối VỚI xe A Phài dừng cịng thức đê tìm thời gian hai xe gặp nhan? - Đê tính thời gian, ta cần biết quàng đường Hầy tính quàng đường xe B so VỚI xe A đê hai xe cách 1300111 - Phài dùng cịng thức đê tìm thời gian hai xe cách 1300111? c Giải: a) Muon biết vận toe cũa xe B xe A, ta phái tìm xem thời gian t bất k't xe B ỉại gần xe A đoạn đường Trong thời gian t, xe A đoạn đường S1 = vA.t phía B cịn xe B đoạn đường S2 = VB-t phía A Vậy, thời gian t xe B lại gần xe A quãng đường s = Si + S2 = vA.t + vB.t = (vA + vB)t Vận tốc cừa xe B đối VỚI xe A là: V = — = (Va = VA + VB = 12 m/s T 14 m/s = 26 111/s t t b) Thời gian hai xe đến gặp bang thời gian hai xe hết đoạn đường bang khoảng cách ban đần giừa hai xe (bang thời gian xe B chuyên động so VỚI vật mốc lả xe A hết đoạn đường bang khoảng cách ban đầư giừa hai xe): c) Đê tính thời gian đê hai xe cách nhan 1300111 ta cần biết quãng đường xe B so với vật mốc xe A chia cho vận tốc cừa xe B so VỚI xe A Có hai trường hợp xày ra: - Nen hai xe chưa gặp quàng đường xe B S1 = 3900111 - 1300111 = 2600111 Do đó, thời gian tương ứng là: ti = — = V 26m/s = 100s - Nen hai xe chưa đà quàng đường xe B S2 = 3900111 T 1300111 = 5200111 4- ' • • 4- r 1' Sy 5200/n Do đó, thời gian tương ứng là: t2 = — = ——— = 200s V 26m/s _ Bài tập 2: (Bài tốn cộng vận tốc) Tại siêư thị có thang đê đưa khách Một thang tự động đê đưa khách từ tầng lên tầng lầu Neu khách đứng yên thang đè đưa thời gian ti = 30 giày Nen thang đứng yên mả khách bước lên đền thang thi phải hết thời gian t2 = 60 giây HÓI thang chuyên động, đong thời khách bước lên thang phái bao lân đê từ tầng lên tầng lần (Xem rang thang chuyên động vận tốc cùa người khách bước thang so VỚI mặt thang không thay đôi) A Tìm hiêu đê bài: Cho biết: Quàng đường bang chiều dài thang khơng địi Người thang chuyển động Thời gian thang chuyên động hết quàng đường đà cho lả ti = 30s Thời gian người tự hết qng đường đà cho Í2 = 60s Hịi: Thời gian đê người chuyên động hết quàng đường đà cho t = ? B Hướng dẫn đặt câu cho học sinh: Việc tính thời gian phái thơng qua hai đại lượng trưng gian quàng đường vận tốc Do đó, ta cần thiết lập mối hên hệ giừa quàng đường, vận tốc thời gian cho trường hợp - Viết còng thức liên hệ giừa quàng đường, vận tốc thời gian chi có thang chuyên động - Viết còng thức liên hệ giừa quàng đường, vận tốc thời gian chi có người chuyên động - Viết còng thức hên hệ giừa quàng đường, vận tốc thời gian người thang chuyên động thời gian t - Tim cách khứ đại lượng tiling gian ba phương trình đà thiết lập c Giải: Gọi V1 vận tốc cùa thang so VỚI vật mốc mặt đất, V2 vận tốc cùa người so VỚI mặt thang, s chiều dài thang tính từ tầng lên tầng lầu - Khi chi có thang chun động thì: s = Vi-ti (1) - Khi chi có người chun động thì: s = v2.Í2 (2) - Khi người thang chuyên động thời gian t người đoạn đường S1 = Vit thang đoạn đường S2 = V2Í Do đó: s = Si + S2 = Vi.t + V2Í = (vi + V2)t (3) - Rứt V1 từ (1) v2 từ (2) thay vào (3), ta phương trình: - Khứ tham số s, biến đôi, ta thư được: t = -Aù_ = 22^1 = 20 (s) tỵ + ?2 30+60 Bài tập 3: (Bài toán gặp nhan nhiều lần) Hai xe chuyên động vòng tròn Xei hết vòng thời gian phút, xe2 hết vòng thời gian 20 phút Hòi XỦ2 hai vòng thi gặp xei lần? Hày tính hai trường hợp: a) Hai xe khởi hành từ diêm vòng tròn chiều b) Hai xe khởi hành từ điểm vịng trịn ngược chiều A Tìm hiêu đê bài: Cho biết: Hai xe chuyên động từ vị trí Xei nhanh gấp lần xe? Xét thời gian xe? vòng Hòi: Số lần gặp cùa hai xe nếu: - Hai xe chiều - Hai xe ngược chiều B Hướng dẫn đặt câu hỏi cho học sinh: - Tính sổ vịng xei đà xe? vịng - Tìm mối quan hệ giừa số vòng quay hai xe sau lần gặp ứng VỚI trường hợp hai xe chiền ứng VỚI trường hợp hai xe ngược chiều - Từ suy mối quan hệ giừa số lần gặp số vòng quay cùa hai xe c Giải: Gọi 111 số vòng quay cùa xei, 11? lả số vòng quay cùa xe?, 11 số lần gặp - Vi xei nhanh gấp lần xe? nên thời gian xe? 11? = vòng xei đà 111 = vịng a) Trường hợp hai xe chuyên động chiều: - Sau lần gặp đầu tiên, xei đà nhiều xe? vịng Từ suy thời gian hai lần gặp nhau, xei đà nhiều xe? vịng - Do đó, số lần gặp cùa hai xe bang chênh lệch số vòng hai xe đà Tức số lần gặp hai xe bang: 11 = 111 - 11? = - = (lần) b) Trường hợp hai xe chuyên động ngược chiền: - Sau lần gặp đầu tiên, tòng số vịng quay cùa hai xe lả vịng Từ suy sau lần gặp nhau, tòng số vòng quay cùa hai xe tăng thêm vòng - Do đó, số lần gặp cùa hai xe bang tịng số vòng hai xe đà Tức số lần gặp hai xe bang: 11 = 111 + 11? = T = 10 (lần) Bài tập 4: (tình vận tốc trung bình) Một người quàng đường đần dài kill VỚI vận tốc 2111/s quàng đường san dài l,95km người hết 0,511 Tính vận tốc trung bình cùa người câ hai qng đường A Tìm hiêu đê: Cho biết: - Quàng đường đần vật chuyên động đều: S1 = 3km = 3000111 V1 = 2111/s - Quàng đường sau vật chuyên động đêu: S? = l,95km = 1950 111 t? = 0,511 = 0,5.3600s = 1800s Hói: Vận tốc trung bình người câ quàng đường B Hướng dẫn đặt câu hỏi cho học sinh: - Tóm tat đơi đơn vị phù hợp - Nêu tính chất chun động cùa người đoạn đường cà hai quàng đường - u cầu học sinh nêu cịng thức tính vận tốc trung bình - Yêu cầu học sinh chi cịng thức đó: nhùng đại lượng đà biết, cần tính đại lượng nào, đại lượng tính c Giải: - Thời gian hết quàng đường đầu là: S 3000 , „„ q = 21 = _2X = 1500s 'ì - Vận tốc trung bình cùa người cà hai quàng đường là: 5, +5, 3000 + 1950 _ ì - / / \ bi = = 1>5 (m/s) q+r2 1500 + 1800 * Lưu ý: Một số học sinh có thê giài tập sau: - Vận tốc cùa người quàng đirờng sau lả: s2 1950 , /zX V, = — = 1.08 (m/s) t2 1800 - Vận tốc trung bình cùa người câ hai quàng đường lả: V.+V, + 1,08 /™/„\ V, = ' = ——1— = 1,54 (m/s) 2 Cách giãi sai lầm điểm học sinh đà vận dụng công thức vtb = V1 2ỵ’2 Thực ra, cơng thức trung bình cộng vận tốc khơng phải cơng thức vận tốc trung bình Cơng thức chi chuyên động lả chuyên động đều, tire lả có vận tốc bang quàng đường Bài tập 5: (tính vận tốc trung bình) Một người xe máy hr A đến B Đoạn đường s = AB gồm đoạn lên dốc đoạn xuống dốc Xe chạy đoạn lên dốc VỚI vận tốc V1 = 30km 11 chạy đoạn xuống dốc với vận tốc V2 = 50km 11 Thời gian ti xe đoạn lên dốc ti bang 1,5 lần thời gian Í2 xe đoạn xuống dốc Tính vận tốc trung bình cùa xe câ đoạn đường AB A Tìm hiêu đê bài: Cho biết: Trên đoạn Si: V1 = 30 kill 11, đoạn S2: V2 = 50 kill 11 ti = 1,5 Í2 Hịi: Vận tốc trung bình Vtb cà đoạn đường s = S1 + S2- B Hướng dẫn đặt câu hỏi cho học sinh: - Viết công thức tính vận tốc trung bình - Tính qng đường theo thời gian ti- Tính thời gian thơi thời gian ti- Từ tính vận tốc tiling bình c Giải: - Chiều dải đoạn đường AB là: s = Viti + V2Í2 = 30ti + 50.1,5ti = 105ti (km) - Tòng thời gian hết đoạn đường AB : t = ti T t; = ti T l,5ti = 2,5ti - Vận tốc trung bình đoạn đoạn đường AB là: = 42 (km/h) t ' 2,5q Vtb = — = 105*1 2.2 Bài tập máy đơn giản 2.2.1 Những kiến thức cần thiết: Máy đơn giãn máy chi thực việc biến đổi lực (về hướng độ lớn) Trường hợp máy đơn giãn khơng có ma sát điều kiện cân ban (chuyên động đều), ta sử dụng định luật bão tồn cịng (cơng sinh ban cịng nhận được), hay nói cách khác: lợi lần lực thiệt nhiêu lần đường ngược lại: Al = A2 hay F1.S1 = F2-S2 hay —7=— - Ròng rọc co định: có tác dụng đổi hướng mà khơng đòi độ lớn cùa lực kéo - Ròng rọc động: không đôi hướng cùa lực kéo, lợi hai lần lực thiệt hai lần đường đi: dùng lực F có thê nâng vật có trọng lượng gấp đòi (P = 2F) lên, lực kéo phải di chuyên quàng đường S1 gấp đôi đường S2 cùa p pi - Với hai ròng rọc động: Dùng ròng rọc động, lợi lần lực lại thiệt lần đường đi: F = P/4; S1 = 4s2- Tông quát: VỚI hệ thống có 11 rịng rọc động ta có: F = p/2n; S1 = 2nS2- - Địn bây: ĐỊI hường cùa lực biến đôi độ lớn cùa lực Các lực tác dụng lên đòn bây ti lệ nghịch VỚI cánh tay đòn cùa lực: cánh tay đòn cùa lực khoảng cách hr diêm tựa o cùa đòn bày đên giá cùa lực - Mặt phăng nghiêng: Đê kéo vật nặng có trọng lượng p lên độ cao 11, ta cần dùng lực F song song VỚI mặt phăng nghiêng có độ lớn nhị p (lợp lực), kéo đoạn đường s lớn 11 (thiệt đường đi): Fh p.h = F.S hay ps - Hiệu suất máy đơn giản: Trong trường hợp có ma sát tính đến trọng lượng bân thân cùa máy, đê có cịng có ích Ai (cơng đê thực còng việc cần làm) thi lực phát động phải sinh cịng tồn phần A gom: cơng đê thăng ma sát, công làm chuyên vận phận bàn thân cùa máy vả cịng có ích ~ , TT Khi đó, hiệu st tính bời cịng thức: H = — xioo% 2.2.2 Một so lưu ý mặt phương pháp: - bậc trung học sờ, chi xét trường hợp máy chuyên động trạng thái càn bang, nghía lên đều, quay Trong trường hợp này, cách tịng qt ta có thê áp dụng định luật bão tồn cịng đê tìm mối quan hệ giừa lực kéo đặt vào máy lực cân đau lại cùa máy - Trong trường hợp vật năm càn băng, ta có thê giãi toán theo trinh tự: + Xác định lực tác dụng lên phần vật T Sừ dụng điều kiện càn bang cùa vật đê lập phương trình cần thiết 2.2.3 Một sổ ví dụ: Bài tập 1: (Đòn bây) Thanh thăng AB đồng chất, tiết diện giừ cân bang nam ngang nhờ lực nâng F dầu A đế ựra đau B Khi đặt thêm vật nhó có khối lượng 111 =120 (g) trung diêm cùa thanh, ta phái tăng lực nâng F đầu A thêm 20% thi hệ năm cân bang a) Hày tính khối lượng M cùa b) Sau di chuyên vật 111 đoạn bang AB/4 phía đầu A HỎI phải tăng lực nâng thêm Niutơn đê hệ nam càn bang? A Tìm hiêu đê: Cho biết: - Thanh dồng chất có khối lượng M, vật 111 =120 (g) đặt trung diêm - Lực nâng F tăng thêm 20%, tức F’ = 1,2F - Dịch chuyên 111 đoạn AB/4 phía A Hịi: a) Khối lượng M cùa b) Độ tăng lực nàng đầu A B Hướng dẫn đặt câu hỏi cho học sinh: - Nhắc lại công thức điền kiện cân đòn bây - Xác định cánh tay đòn lực - Giáo viên hni ý cho học sinh qnâ tác dụng lực (được đặc trưng bang tích số độ lớn cánh tay đòn cừa lực): trọng lượng cừa trọng lượng vật có xu hướng đè địn bây xuống; lực F nâng đòn bày lên đè giừ thăng bang cho địn bây - Viết phương trình cân bang cho rirng trường hợp c Giải: a) Cánh tay đòn cừa lực F lả đoạn AB cánh tay đòn cừa trọng lượng trọng lượng cừa vật bang AB/2 - Sừ dụng qưy tắc đòn bây đê xác định được: T Lúc đầư: F.AB = 10M.AB/2 T Lúc saư: L2F.AB = (10M + 10111).AB - Lấy (2) chia cho (1), ta được: 1,2 = + m/M (1) (2) - Giãi phương trình này, ta thư được: M = 5111 = 600(g) b) Cánh tay đòn trọng lượng cừa vật tăng thêm lượng AB/4 Sừ dụng quy tăc đòn bày, ta có: - Lức vật 111 chưa dịch chuyển: F.AB = (10M T 10111).AB/2 Suy ra: F = 5(M+111) = 5(0,6 + 0,12) = 3,6 (N) - Lúc vật 111 đà dịch chuyền: F’.AB = 10M.AB/2 + 10111.3.AB/4 Suy ra: F’ = 5M + 7,5111 = 5.0,6 + 7,5.0,12 = 3,9 (N) - Do đó, lực nâng tăng thêm lượng là: F’ - F = 0,3 (N) * Lưu ý: thực ra, cân b) ta đà ngầm áp dụng qưy tắc niơnien lực Đó quy tắc tịng qưát đê giãi tốn cân bang cùa vật có trục quay Bời tập 2: (Mặtphảng nghiêng) Người ta dừng ván dài 4111 đê kéo thùng hàng nặng 1500N lên sàn ò tò cao 1,2111 Lực kéo song song VỚI ván cần dùng 540N Tính lực ma sát giừa thùng hàng VỚI ván hiệu suất cùa mặt phăng nghiêng? A Tìm hiêu đê bài: Cho biết: - Tấm ván dùng làm mặt phăng nghiêng: ỉ = 4m; 11 = 1,2111 - Lực kéo F = 540N - Trọng lượng vật p = 1500N Hòi: - Lực ma sát - Hiệu suất H = ? (%) B Hướng dẫn đặt câu hỏi cho học sinh: - Lực kéo vật mặt phăng nghiêng tính theo cơng thức nào? - Vi lực kéo cho đề lại lớn lực kéo tíiili đtrợc kill khơng có ma sát? - Trong mặt phăng nghiêng cơng có ích cịng cùa lực nào? Cịng tồn phần cịng cùa lực nào? - Áp dụng cơng thức đê tính hiệu suất? * Lưu ý học sinh: - Cịng có ích tính theo công thức công nâng vật theo phương thăng đứng, khơng có ma sát - Có thê tính cịng có ích theo cịng thức: Ai = F.7 (lực F khơng có ma sát) - Lúc cịng tồn phân đê kéo vật theo mặt phăng nghiêng lả: At Ai + Ams VỚI Ams còng lực ma sát Fms tiên thụ qưá trình kéo - Phương pháp tính thường sử dụng trường hợp tập c Giải: - Khi ma sát, dùng lực F đê nàng vật có trọng lượng p lên độ cao 11 theo mặt phăng nghiêng có độ dài ỉ thi: F /7 _ /7 1.2 => F = p.^ = 1500.-^ = 450 (N) p/ / 4 = -7 - Theo đề bài, ta lại cần đến lực kéo bang 540N Đó cần thêm phân lực kéo dùng đê thăng lực ma sát Do lực ma sát có độ lớn là: Fms = 540 - 450 = 90 (N) - Cơng có ích đê nâng vật lên độ cao 11 = 1,2111 là: Ai = p.h= 1500 1,2 = 1800 (J) - Cịng tồn phần dè nàng vật lên độ cao 11 = 1,2111 bang mặt phăng nghiêng nhờ lực kéo FK = 540N là: At = FK./ = 540.4 =2160 (J) - Vậy sưất cừa mặt phăng nghiêng là: H=4= A, 2160 = °’83 = 830/0 Bài tập 3: (Ròng rọc) Người ta dùng hệ thống ròng rọc đê kéo đền vật có trọng lượng p = 1200N từ mặt đất lên đến độ cao 11 = 6111 (hình vè) Biết rịng rọc động có trọng lượng 50N lực cân ma sát bang 4% lực kéo a) Tính độ lớn lực kéo cịng lực kéo b) Tính suất cùa hệ thống A Tìm hiêu đê: Cho biết: - Hệ gồm ròng rọc động ròng rọc cố định - p = 1200N p„ = 50N, Fms = 0,04Fk -11 = 6m Hòi: a) Lực kéo Fk = ? Còng cùa lực kéo Ak = ? b) Hiệu suất H = ? B Hướng dẫn đặt câu hỏi cho học sinh: - Đẻ kéo vật lên lực kéo cần thiết dùng đê thang lực nào? - Tính độ lớn cùa nliừng thành phần lực mà lực kéo cần phải thang lực - Hày viết biêu thức tính độ lớn cùa lực kéo theo lực cần cần phải thang trình nàng vật lên bang hệ - Trong hệ đà cho, cơng có ích cơng cùa lực nào? Cơng tồn phần cơng cùa lực nào? - Áp dụng cơng thức đê tính hiệu suất? c Giải: a) - Lực kéo cần thiết đặt lên hệ dùng đê nâng vật, nâng ròng rọc động thang lực ma sát - Vi hệ có rịng rọc động nên: A ?A A ,cp + Lực kéo càn tliiẻt đê nâng vật băng — = 600N A A , ;P + Lực kéo càn tliiêt đê nâng ròng rọc động băng = 25N - Lực kéo cần thiết đê thang lực ma sát 0,04Fk - Vậy, lực kéo phải có giá trị tối thiêu là: Fk = 600 + 25 + 0,04Fk Suy ra: Fk = 651(N) - Đê nâng vật lên độ cao 11 = 6111 lực kéo phải dịch chuyên đoạn đường: s = 211 = 12 111 - Do đó, cơng lực kéo là: Ak = Fk.s = 651.12 = 7812 (J) b) - Cơng có ích: Ai = p.h = 1200.6 = 7200 (J) - Do đó, hiệu suất là: H=4= °’ At 7812 = 2.3 Bài tập chất lỏng: 92 = 92% 2.3.1 Những kiến thức cần thiết: - Định luật Paxcan: Áp suất tác dụng lên chất lóng đựng bình kín chất lóng truyền nguyên vẹn theo hướng * Lưu ý: Vì áp lực ti lệ thuận VỚI diện tích mặt bị chất lóng tác dụng nên áp lực khơng truyền ngun vẹn chất lịng mà phải ti lệ thuận VỚI diện tích bị chất lóng tác dụng: F = p.s - Chất lóng gây áp suất lên thành bình, đáy bình diêm lịng mặt thống cùa chất lóng - Tại diêm lịng chất lóng, áp suất theo hướng bang - Áp suất riêng cùa chất lóng diêm lịng ti lệ thuận VỚI trọng lượng riêng d cùa chất lóng VỚI độ cao 11 cùa cột chất lịng tính từ diêm đến mặt thống cùa chất lóng: p = d.h - Áp suất cùa loại chất lỏng nhùng diêm lịng nam mặt phăng nam ngang bang - Định luật Acsnnét: Mọi vật nhúng chất lóng bị chất lóng từ lên trên, theo phương thăng đứng VỚI lực có độ lớn bang trọng lượng cùa khối chất lòng bị vật chiếm chỗ, gọi lả lực Acsimét FA = d.V d lả trọng lượng riêng cùa chất lịng V thê tích phần chất lóng bị vật chiếm chỗ - Một vật nhúng chất lòng nòi hay chim phụ thuộc vào quan hệ giừa trọng lượng p cùa vật VỚI lực Acsunét FA tác dụng lên vật T Nen p > FA: vật bị chim xuống T Nen p < FA: vật lên T Nen p = FA: vật càn bang chất lóng nơi mặt chất lóng - Vật có trọng lượng riêng nhị trọng lượng riêng cùa chất lóng vật bị dìm vật sè nơi lên mặt chất lóng đó, phần cùa vật nhị lên mặt chất lóng - Máy ép dùng chất lóng dựa tính chất khơng chịu nén cùa chất lòng truyền áp suất lòng chất lòng theo định luật Paxcan: = L, _ F1 pl = P2, suy ra: y = y - Đối VỚI bình thịng đựng chất lóng, cân bang, mực chất lịng hai nhánh ngang Nen hai nhánh cùa bình đựng hai chất lóng có trọng lượng riêng khác tịng áp suất cột chất lóng nhánh bang tòng áp suất cột chất lòng nhánh 2.3.2 Một số lưu ý mặt phương pháp: - Phần chất lòng xét thực xét chất lóng trang thái cân bang (thủy tình học) - Theo nguyên tắc chung cùa học, vật cân bang chất lóng lực tác dụng lên càn băng nhau, tức tòng độ lớn lực hướng xuống bang VỚI tòng độ lớn lực hướng lên Tuy nhiên, xét càn bang khối chất lòng hai nhánh cùa bình thịng nhau, ta phải xét cân bang áp suất không xét cân bang lực Đó áp suất bang chưa áp lực bang (do diện tích khác nhau) Vì vây giáo viên cần hướng cho học sinh tránh điều nham lẫn mà học sinh hay mac phải sau đây: áp suất bang dẫn đến áp lực bang - Điêm hm ý dễ nhớ kill giãi tập chất lóng sau: T Khi xét cân bang vật chất lòng, ta nên xét càn bang lực T Khi xét càn bang cùa khối chất lòng, ta phải bat đầu từ việc xét đến áp suất càn bang áp suất - Đối VỚI chất lịng có mặt ngồi thịng VỚI khí qun chịu tác động cùa áp suất khí qun Do dó, đê lập luận giài chặt chè, ta phải tính đến áp suất khí quyên Tuy nhiên, ta nên tách thành hai trường hợp cho dễ giãi sau: T Đối VỚI tốn bình thơng nhau, mặt thống hai cột chất lóng chịu tác động cùa áp suất khí qun nên có thê bỏ qua đại lượng đại diện cho áp suất khí quyên phương trình cân bang áp suất Nghía tính đến cân bang áp suất hai nhánh cùa bình, ta chi tính đến áp suất cột chất lòng nhánh gây + Trường hợp chất lóng có phân tiếp xúc VỚI khí qun, phần cịn lại tiếp xúc VỚI chất khí khác đựng bình kín áp suất chất khí hai phân dó sè khác Do đó, ta khơng thê bó qua tác động cùa áp suất khí qun - Nen hai nhánh cùa bình chứa hai loại chất lịng khơng hịa tan ta nên chọn diêm mặt phân cách giừa hai chất lóng diêm có độ cao tương ứng nhánh bên làm diêm đê so sánh áp suất - Nen bình thịng có đặt pitton nhẹ tiết diện nhánh khác nhau, ta cần xét tới lực tác dụng lên pitton áp suất khí quyên gây 2.3.3 Một số ví dụ: Bài tập 1: (Áp suất cột chất ỉịng) Một ống thúy tinh hình trụ dựng thăng đứng, đầu kín đầu hở (đầu hờ trên), chứa lượng nước lượng thúy ngân có khối lượng Độ cao