Đang tải... (xem toàn văn)
Báo cáo biện pahps thi GVG cấp trường phần kiến thức lopws 10 sách KNTT. báo lcáo đầy đủ nổi dung, chuẩn về hnình thức, báo cáo được trình bày dạng file word, đũng mẫu và form, báo cáo được viết theo sách giáo khoa mới kết nói tri thức rát thiết thưc voié thày cô.
BÁO CÁO BIỆN PHÁP THI GVG CẤP TRƯỜNG 2023 – 2024 TÊN BIỆN PHÁP: “PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH LỚP 10 QUA CÁC BÀI TẬP THỰC TẾ TRONG CHƯƠNG ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM” PHẦN A ĐẶT VẤN ĐỀ Trong chương trình Vật lý lớp 10, kiến thức về động lực học chất điểm có nội dung rất phong phú, đa dạng và gần gũi với thực tế Các kiến thức về động lực học chất điểm không chỉ sẽ giúp học sinh tìm hiểu những nội dung liên quan đến kiến thức sau này mà quan trọng hơn nó giúp học sinh giải thích được nhiều hiện tượng sẽ gặp trong thực tế đời sống Vì vậy, việc sử dụng bài tập thực tế về động lực học chất điểm để phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh ở trung học phổ thông là vấn đề cần thiết đáp ứng yêu cầu của chương trình GDPT 2018 Qua nhiều năm dạy học, tôi luôn mong muốn làm thế nào để học sinh của mình năng động sáng tạo hơn, hứng thú trong học tập, giờ học bớt căng thẳng, bớt áp lực, làm sao để các em có cảm giác “mỗi ngày đến trường là một ngày vui”, để rồi thông qua mỗi giờ học các em sẽ nhận được kĩ năng giải quyết một số vấn đề thực tế chứ không chỉ là những kiến thức, những công thức vật lí khô khan Việc giải quyết những vấn đề thực tế giúp người học thấy được các biểu hiện của kiến thức trong thực tế, đồng thời tích lũy được kinh nghiệm về cách thức xây dựng kiến thức và vận dụng chúng phục vụ cho đời sống con người Từ đó học sinh tiếp cận với thực tế, thực hành, huy động tổng hợp kiến thức, kỹ năng, kinh nghiệm sẵn có và cảm xúc của cá nhân để tương tác trực tiếp với đối tượng học tập, giải quyết nhiệm vụ nhận thức, từ đó tích lũy những kinh nghiệm mới Những kinh nghiệm mới này được chuyển hóa thành tri thức và kĩ năng mới, kinh nghiệm mới, hiểu biết mới, năng lực mới, thái độ và giá trị mới của người học Với sự quan trọng của việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề thực tế cho học sinh, đồng thời để đảm đảm mục tiêu môn học và để mỗi giờ dạy môn Vật lý sôi nổi, HS không còn cảm thấy căng thẳng mà rất háo hức mong đợi, học sinh trong lớp hoạt động tích cực và đồng đều, các em mạnh dạn trình bày ý kiến, nêu thắc mắc,… từ đó các em tự chiếm lĩnh kiến thức, 1 ghi nhớ một cách bền vững, áp dụng kiến thức tốt hơn do đó mà kết quả học tập cũng được nâng cao, tôi mạnh dạn xây dựng và áp dụng biện pháp “Phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh lớp 10 qua các bài tập thực tế trong chương động lực học chất điểm” PHẦN B GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ I Thực trạng công tác dạy và học môn vật lí ở trường …… 1 Ưu điểm Được sự quan tâm của nhà trường, phân công giảng dạy đúng chuyên môn, được tham gia các lớp tập huấn chuyên do Sở GD – ĐT tổ chức, tham gia sinh hoạt cụm chuyên môn giúp giáo viên giao lưu, học hỏi được nhiều kiến thức và kinh nghiệm trong giảng dạy Đội ngũ giáo viên nhà trường có trình độ chuyên môn vững vàng, nhiệt tình trong công tác, có năng lực ứng dụng CNTT vào dạy học đáp ứng được yêu cầu của chương trình GDPT 2018 Học sinh được lựa chọn môn học nên đa phần học sinh đã lựa chọn môn học là có ý thức học đối với bộ môn, tự giác chuẩn bị đầy đủ sách giáo khoa và đồ dùng học tập Học sinh đều là con em địa phương phần lớn các em ngoan, chăm chỉ, có ý thức và động cơ học tập rõ ràng Hệ thống cơ sở vật chất được nhà trường khang trang, hiện đại, đáp ứng đầy đủ nhu cầu dạy học Bản thân tôi là một giáo viên ra trường gần 20 năm, tôi đã không ngừng học hỏi các đống nghiệm về chuyên môn cũng như kinh nghiệm giảng dạy từng bài, từng chuyên đề Từ đó tôi tích cực áp dụng vào từng giờ dạy nhằm hoàn thành tốt nhiệm vụ được giao 2 Hạn chế và nguyên nhân hạn chế 2.1 Giáo viên Là năm thứ 2 thực hiện chương trình GDPT mới nên việc tìm hiểu nguồn tài liệu liên quan còn gặp nhiều khó khăn, việc liên hệ với thực tế cũng có những hạn chế nhất định Do đang là lúc giao thời giữa chương trình cũ và chương trình mới, nên giáo viên chưa thể có hệ thống bài dạy xuyên suốt từ lớp 10 đến hết lớp 12 Do vậy, đa số giáo viên chỉ đưa những kiến thức Vật lý thực tế vào các hoạt động ngoại khóa, còn những tiết học tuyền thụ kiến thức mới 2 thì ít đưa vào hoặc tiết luyện tập, ôn tập, tổng kết chuẩn bị cho các kì kiểm tra thì giáo viên vẫn tập trung các kĩ năng khác có nội dung thuần túy vật lí để có thể đáp ứng được yêu cầu của bài kiểm tra 2.2 Học sinh Trong quá trình dạy học ở trường THPT ……., tôi nhận thấy rằng: Kiến thức của ho còn hời hợt, thiếu vững chắc, chưa liên hệ với thực tế sinh động của sản xuất và đời sống Nhiều học sinh chưa nắm chắc các khái niệm Vật lý cơ bản, chưa hiểu được các hiện tượng Vật lý thông thường xảy ra trong đời sống và sản xuất, học sinh chưa biết liên hệ với kiến thức đã học để giải thích Học sinh tiếp thu kiến thức ở lớp còn thụ động, ít suy nghĩ về bài học, thuộc bài một cách máy móc, nên còn lúng túng khi phải độc lập vận dụng kiến thức của mình Về nhà học sinh học bài còn nặng về học thuộc lòng Chính vì thế vốn hiểu biết thực tế của học sinh về các hiện tượng có liên quan đến Vật lý trong đời sống hàng ngày còn ít Giải pháp của tôi đưa ra là thiết kế và sử dụng bài tập thực tế trong các bài học nhiều hơn, có thể dùng trong nhiều trường hợp như nghiên cứu tài liệu mới, củng cố, hoàn thiện, vận dụng kiến thức, kĩ năng, kiểm tra, đánh giá kiến thức II Các biện pháp 1 Biện Pháp 1: Lồng ghép vào hoạt động khởi động 1.1 Mục tiêu Lồng ghép vấn đề liên quan đến thực tiễn vào hoạt động khởi động nhằm tăng hứng thú học tập, kết nối kiến thức bài cũ và bài mới từ đó để kích thích tính tò mò, sự hứng thú, của học sinh ngay từ đầu tiết học Qua đó giúp học sinh phát hiện vấn đề, kết nối được với nhu cầu học bài mới để giải quyết vấn đề đã phát hiện 1.2 Cách thức thực hiện Giáo viên sử dụng sự hỗ trợ của công nghệ thông tin, trình chiếu cho học sinh xem một video, một thước phim hoặc những hình ảnh có liên quan đến nội dung bài học; sau đó, sử dụng những câu hỏi hướng vào nội dung của bài để định hướng tư duy cho học sinh Trên cơ sở câu trả lời của học sinh, giáo viên đưa ra nhận xét và khái quát những vấn đề trọng tâm, giúp các em dễ dàng tham gia vào hoạt động học 3 1.3 Ví dụ 1.3.1 Khi vào bài Định luật I Newton Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập - GV chiếu video: ba định luật Newton_ Định luật I newton https://youtu.be/eaWEhNhy2Vo?si=Bu_hCputls-8iGkT - GV đặt câu hỏi: Tại sao khi quả bóng rời khỏi chân rồi, nó không chịu lực tác dụng của chân nữa mà vẫn có thể chuyển động được? Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập - HS quan sát video, hình ảnh để trả lời cho câu hỏi mà GV đưa ra Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận - GV mời 1 – 2 bạn ngẫu nhiên đứng dậy trình bày suy nghĩ của mình - HS trả lời câu hỏi của GV sau khi xem video Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập - GV tiếp nhận và nhận xét câu trả lời của HS - GV dẫn dắt HS vào bài: “Để giải thích được tại sao chân không còn tác dụng lực lên quả bóng mà quả bóng vẫn chuyển động được, chúng ta cùng vào bài 14 “Định Luật I Newton” 1.3.2 Khi vào bài Lực ma sát Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập - GV chiếu video: Khi thế giới của chúng ta không có lực ma sát https://youtu.be/xg9lcHuviRQ?si=ii8d7WvdNGpms5EP - GV đặt câu hỏi: “Nếu như thế giới chúng ta không còn lực ma sát thì hiện tượng gì sẽ xẩy ra?” - GV cho HS đọc và trả lời câu hỏi của GV Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập - HS quan sát video, hình ảnh để trả lời cho câu hỏi mà GV đưa ra Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận - GV mời 1 – 2 bạn ngẫu nhiên đứng dậy trình bày suy nghĩ của mình - HS trả lời câu hỏi của GV sau khi xem video Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập 4 - GV tiếp nhận và nhận xét câu trả lời của HS - GV dẫn dắt HS vào bài: “Như các em đã trả lời ở trên, lực ma sát là một dạng lực xuất hiện thường xuyên trong đời sống Để hiểu về lực ma sát, chúng ta cùng tìm hiểu bài 18: “Lực ma sát” 1.3.3 Khi vào bài Định luật III Newton Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập - Gv đưa ra đề bài bài tập trên màn hình, cho HS đọc và thảo luận Bài tập 1: Xét trường hợp con ngựa kéo xe như hình bên Khi ngựa tác dụng một lực kéo lên xe, theo định luật III Newton sẽ xuất hiện phản lực có cùng độ lớn nhưng ngược hướng so với lực kéo Vậy tại sao xe vẫn chuyển động về phía trước? Bài tập 2: Giải thích tại sao các vận động viên khi bơi tới mép hồ bơi và quay lại thì dùng chân đẩy mạnh vào vách hồ bơi để di chuyển nhanh hơn Bài tập 3: Khi ta ném một quả bóng vào tường thì quả bóng sẽ bay ngược trở lại nhưng tường thì không thay đổi Hãy giải thích hiện tượng này 5 Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập - HS đọc đè bài, quan sát hình ảnh để trả lời cho câu hỏi mà GV đưa ra Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận - GV mời 1 – 2 bạn ngẫu nhiên đứng dậy trình bày suy nghĩ của mình - HS trả lời câu hỏi của GV Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập - GV tiếp nhận và nhận xét câu trả lời của HS - GV tổng kết ý kiến, đưa ra gợi ý câu trả lời Bài tập 1: Xét trường hợp con ngựa kéo xe như hình bên Khi ngựa tác dụng một lực kéo lên xe, theo định luật III Newton sẽ xuất hiện phản lực có cùng độ lớn nhưng ngược hướng so với lực kéo Vậy tại sao xe vẫn chuyển động về phía trước? Hướng dẫn giải Lực do ngựa kéo xe và phản lực do xe tác dụng lên ngựa có độ lớn bằng nhau, ngược chiều nhưng điểm đặt của hai lực này nằm trên hai vật khác nhau nên hai lực này không cân bằng Vì vậy xe vẫn chuyển động về phía trước Bài tập 2: Giải thích tại sao các vận động viên khi bơi tới mép hồ bơi và quay lại thì dùng chân đẩy mạnh vào vách hồ bơi để di chuyển nhanh hơn 6 Hướng dẫn giải Các vận động viên khi bơi tới mép hồ bơi và quay lại thì dùng chân đẩy mạnh vào vách hồ bơi để đi chuyển nhanh hơn là vì khi VĐV tác dụng lực vào vách hồ bơi thì vách hồ bơi cũng sẽ tác dụng một lực lên chân của VĐV Lực này giúp các VĐV có đà di chuyển nhanh hơn Bài tập 3: Khi ta ném một quả bóng vào tường thì quả bóng sẽ bay ngược trở lại nhưng tường thì không thay đổi Hãy giải thích hiện tượng này Hướng dẫn giải Bóng bay đến đập vào tường, bóng tác dụng lên tường một lực thì tường cũng tác dụng ngược lại một lực vào bóng, hai lực xuất hiện đồng thời, cùng độ lớn, ngược chiều và đặt vào hai vật khác nhau nên làm bóng bay ngược lại, tường đứng yên do nó rất vững chãi - GV dẫn dắt HS vào bài: “Cả ba bài toán đều liên quan đến tương tác giữa hai vật với nhau, để tìm hiểu kĩ hơn về lực tương tác giữa hai bật chúng ta cùng vào bài 16: Định luật III Newton” 2 Biện Pháp 2 Lồng ghép vào hoạt động hình thành kiến thức 2.1 Mục tiêu 7 Lồng ghép vấn đề liên quan đến thực tiễn vào hoạt động hình thành kiến thức góp phần gắn bó môn vật lí với cuộc sống hàng ngày làm cho các em dễ hình dung, dễ liên tưởng giữa bài học và cuộc sống, qua đó làm tăng hứng thú học tập bài mới, kích thích học sinh chủ động, sáng tạo trong lĩnh hội kiến thức 2.2 Cách thức thực hiện Thay bằng đầu bài bài tập đơn thuần khó hình dung thi giáo viên lựa chọn các hình ảnh thức tế liên qua để chèn cùng với đề bài bài tập Giáo viên có thể kết họp chình chiếu đề bài hoặc sử dụng phiếu học tập cho học sinh 2.3 Ví dụ 2.3.1 Ví dụ bài – Tổng hợp và phân tích lực Bài tập 1 Một người đang gánh lúa như hình bên Hỏi vai người đặt ở vị trí nào trên đòn gánh để đòn gánh có thể nằm cân bằng trong quá trình di chuyển? Biết khối lượng hai bó lúa lần lượt là m1 7kg , m2 5kg và chiều dài đòn gánh là 1,5 m Xem như điểm treo hai bó lúa sát hai đầu đòn gánh và bỏ qua khối lượng đòn gánh Hướng dẫn giải - Trọng lượng của mỗi bó lúa lần lượt là: P1 m1g 70N; P2 m2g 50N - Áp dụng quy tắc tổng hợp hai lực song song cùng chiều: P1 d2 70 d2 7d1 5d2 0 (1) P2 d1 50 d1 - Lại có, chiều dài đòn gánh là 1,5 m nên: d1 d2 1,5 (2) - Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình: 8 7d1 5d2 0 d1 0, 625m d1 d2 1,5 d2 0,825m Vậy phải đặt vai trên đòn gòn cách đầu A 1 đoạn 62,5 cm và đầu B một đoạn 82,5 cm thì gánh lúa nằm cân bằng Bài tập 2: Một tấm ván nặng 240 N được bắc qua một con mương, Trọng tâm của tấm ván cách điểm tựa A 2,4 m và cách điểm tựa B 1,2m Hỏi lực mà tấm ván tác dụng lên điểm tựa A bằng bao nhiêu? Hướng dẫn giải cùng - F1 và F2 là hai lực song song cùng chiều nên: F1 F2 P F1 F2 240 (1) - Áp dụng quy tắc tổng hợp hai lực song song chiều: F1 d2 F1 1, 2 F2 2F1(2) F2 d1 F2 2, 4 F1 80N - Từ (1) và (2), suy ra F2 160N 2.3.2 Ví dụ bài – Định luật II Newton Bài tập 1: Một xe bán tải khối lượng 2,5 tấn đang di chuyển trên cao tốc với tốc độ 90 km/h Các xe cần giữ khoảng cách an toàn so với xe phía trường 70m Khi xe đi trước có sự cố và dừng lại đột ngột Hãy xác định lực cản tối thiểu để xe bán tải có thể dừng lại an toàn Hướng dẫn giải - Đổi 2,5 tấn = 2500 kg; 90 km/h = 25 m/s - Khi xe trước dừng đột ngột, để có thể dừng lại an toàn không xảy ra va chạm, thì quãng đường tối đa xe phía sau đi được từ lúc hãm phanh đến lúc dừng là 70m 9 - Gia tốc của xe là: 22 0 252 2 v v0 2aS a 4, 6 m/s 2.70 , dấu “-“ thể hiện xe đang chuyển động chậm dần - Lực cản tối thiểu để xe sau dừng lại an toàn là: F ma 2500.4, 6 11500N Bài tập 2: Một người công nhân đẩy chiếc xe trượt có khối lượng m bằng 240 kg qua đoạn đường 2,3m trên một mặt hồ đóng băng không ma sát Anh ta tác dụng một lực F theo phương ngang có độ lớn không đổi 130N Nếu xe xuất phát từ trạng thái nghỉ thì vận tốc cuối cùng của nó là bao nhiêu ? Hướng dẫn giải a F 130 0,542 m/ s2 - Theo định luật II Newton, ta có: m 240 - Tốc độ cuối cùng của chiếc xe là v2 v02 2aS v 2aS 2.0,542.2,3 1, 6 m/s Bài tập 3: Một thùng gỗ có khối lượng 360 kg nằm trên một sàn xe tải Xe chạy với tốc độ v0 120 km/h Người lái xe đạp phanh cho xe giảm tốc độ xuống còn 63 km/h trong 17s Hỏi trong thời gian này, thùng gỗ chịu tác dụng một lực (coi không đổi) bằng bao nhiêu ? Giả thiết thùng gỗ không trượt trên sàn xe Hướng dẫn giải 10 - Gia tốc của không đổi của thùng gỗ là 100 17,5 v v0 3 2 v v0 at a t 17 0, 947 m/s - Dấu “-“ cho ta biết vecto gia tốc a của thùng gỗ ngược chiều với vecto v0 - Theo định luật II Newton, lực tác dụng lên thùng gỗ là F ma 360.( 0.947) 340N - Lực này do dây cột thùng vào xe gây ra, cùng chiều với gia tốc (hướng về bên trái) và độ lớn là 340 N 2.3.3 Ví dụ bài – Trọng lực và lực căng Bài tập 1: p 1: M t bóng đèn có khối lượngi lượng 500gng 500g đượng 500gc treo thẳng đứngng đứng vào ng vào trần nhàn nhà bằng một ng m t sợng 500gi dây và đang ở trạng trạng tháing thái cân bằng một ng a) Biểu diễn u diễn các ln các lực tác dc tác dụng lên ng lên bóng đèn b) Tính đ lớn của ln của lực ca lực tác dc căng c) Nếu dây tu dây treo chỉ chịu t chịu tác du tác dụng lên ng của lực ca m t lực tác dc căng giớn của li hạng tháin là 5,5 N thì nó có bịu tác d đứng vào t không? Vì sao? Hướng dẫn giải a) - Trọng lực phương thẳng đứng hướng xuống - Lực căng dây phương thẳng đứng hướng lên b) Vì bóng đèn đang ở trạng thái cân bằng nên: T P mg 0,5.9,8 4, 9N c) Dây không bị đứt vì lực căng mà dây phải chịu là 4,9 N nhỏ hơn lực căng giới hạn Bài tập 2: Một chiếc áo có khối lượng 500g được treo vào điểm chính giữa của một sợi dây căng ngang, dây bị chùng 11 xuống, hai nửa sợi dây có chiều dài như nhau và hợp với nhau một góc 1200 như hình vẽ Lấy g = 9,8 m/s2 a) Biểu diễn các lực tác dụng vào chiếc áo? b) Tính lực căng dây? Hướng dẫn giải Vì chiếc áo đang nằm cân bằng nên: T1 T2 P 0 - Điểm treo áo nằm chính giữa dây, do đó: T1 T2 T - Độ lớn hợp lực của T1 và T2 là: 1200 0 T12 2T cos 2T cos 60 2 - Từ điều kiện cân bằng, ta có: T12 P 2T cos 600 T 2.cos 600 mg 2.cos 600 0,5.9,8 4, 9N 3 Biện Pháp 3: Lồng ghép vào hoạt động củng cố 3.1 Mục tiêu Lồng ghép vấn đề thực tiễn sau khi kết thúc bài học để học sinh củng cố kiến thức và vận dụng kiến thức đã học giải quyết các vấn đề trong thực tiễn Sau khi học xong bài nhóm halogen ta lồng ghép một số câu hỏi theo các mức độ nhận thức để củng cố mở rộng kiến thức 3.2 Cách thức thực hiện Thay bằng đầu bài bài tập đơn thuần khó hình dung thi giáo viên lựa chọn các hình ảnh thức tế liên qua để chèn cùng với đề bài bài tập Giáo viên có thể kết họp chình chiếu đề bài hoặc sử dụng phiếu học tập cho học sinh 3.3 Ví dụ 12 3.3.1 Ví dụ bài – Định luật I Newton Bài tập 1: p 1: Mô tả và giả và giả và giải thích điều gì xảu gì xả và giảy ra đối lượngi vớn của li hành khách ngồi trongi trong ô tô ở trạng các tình huối lượngng sau: a) Xe đ t ng t tăng tối lượngc b) Xe phanh gấp.p c) Xe rẽ nhanh sang trái Hướng dẫn giải a) Khi xe đột ngột tăng tốc thì hành khách sẽ ngả người về phía sau Vì theo quán tính, khi xe tăng tốc đột ngột thì người ngồi trong xe có xu hướng bảo toàn vận tốc cả về hướng và độ lớn, nên khi xe tiến về phía trước đột ngột thì người chưa kịp thay đổi theo nên có xu hướng ngả về phía sau b) Khi xe phanh gấp thì hành khách sẽ ngả người về phía trước Vì khi ô tô đang chuyển động thì cả ô tô và người đều chuyển động Khi ô tô phanh gấp thì ô tô dừng lại còn hành khách trong xe theo quán tính nên vẫn di chuyển về phía trước c) Khi xe rẽ nhanh sang trái thì người sẽ nghiêng về phía bên phải Vì khi xe đang chuyển động thì người và xe chuyển động cùng một hướng Nhưng khi xe rẽ trái thì người theo quán tính vẫn chuyển động theo hướng cũ nên bị nghiêng về bên phải Bài tập 1: p 2: Đểu diễn tra đần nhàu búa vào cán búa, nên chọn cách n cách nào dướn của li đây? Giả và giải thích tạng tháii sao a) Đập 1: p mạng tháinh cán búa xuối lượngng đấp.t như hình 1 b) Đập 1: p mạng tháinh đần nhàu búa xuối lượngng đấp.t như hình 2 Hướng dẫn giải Ta nên chọn cách đập mạnh cán búa xuống đất như a Vì khi đập cán búa xuống đất, khi chạm đất thì cán búa dừng lại đột ngột, theo quán tính đầu búa vẫn có xu hướng bảo toàn vận tốc cả về hướng và độ lớn nên vẫn tiếp tục đi xuống Do vậy, đầu búa sẽ dễ tra vào cán hơn và chắc chắn hơn Bài tập 1: p 3: Giả và giải thích tạng tháii sao: Khi đặt cốc nt cối lượngc nướn của lc lên tờ giấy giấp.y 13 mỏng, giậng, giập 1: t nhanh tờ giấy giấp.y ra khỏng, giậi đáy cối lượngc thì cối lượngc vẫn đứng n đứng vào ng yên (GV có thể làm tr làm trục tiếp c tiếp thí np thí nghiệm trên m trên lớp)p) Hướng dẫn giải Cốc nước đang đứng yên, khi giật tờ giấy ra, theo quán tính, cốc nước không thể di chuyển theo ngay lập tức mà cần một chút thời gian Nhưng do thời gian giật tờ giấy ra quá ngắn, không đủ để cốc nước thay đổi trạng thái từ đứng yên sang chuyển động nên cốc nước vẫn đứng yên 3.3.2 Ví dụ bài – Lực ma sát Bài tập 1: Khi hãm phanh gấp thì bánh xe ô tô bị “khóa” lại (không quay được) làm cho xe trượt trên đường Kỷ lục về dấu trượt dài nhất là dấu trượt trên đường cao tốc M1 ở Anh của một xe Jaguar xảy ra vào năm 1960, nó dài tới 290 m Giả sử hệ số ma sát trượt 0,60 thì vận tốc của xe ô tô này lúc bắt đầu bị khóa là bao nhiêu? Hướng dẫn giải - Áp dụng định luật II Newton Fmsn P N ma (1) - Chiếu (1)/Oy, ta có: N P 0 N mg - Chiếu (1)/Ox, ta có: Fms ma a Fms m mg m g - Giả thuyết rằng vận tốc ở cuối dấu trượt là v 0 , ta có: v2 v02 2aS v0 2aS 2 gS 2.0, 6.9,8.290 58 m/s = 210 km/h Bài tập 2 : Để đẩy chiếc tủ, cần tác dụng một lực kéo theo phương 14 nằm ngang có giá trị tối thiểu 300 N để thắng lực ma sát nghỉ Nếu người kéo tủ với lực 35 N và người kia đẩy tủ với lực 260 N, có thể làm dịch chuyển tủ được không? Hướng dẫn giải - Hợp lực tác dụng lên tủ theo phương ngang là F F1 F2 260 35 295N - Vì lực F có độ lớn nhỏ hơn 300N nên không thắng được lực ma sát nghỉ, do đó không thể làm dịch chuyển tủ Bài tập 3: Một ô tô có khối lượng 1,2 tấn đang lên dốc, biết dốc nghiêng 300 so với mặt phẳng ngang Lực phát động gây ra bởi động cơ ô tô có độ lớn 8000 N Hệ số ma sát lăn giữa bánh xe và mặt đường là μ = 0,05 Cho g = 9,8 m/ s2 Tính gia tốc của xe khi lên dốc? Hướng dẫn giải - Áp dụng định luật II Newton, ta có: P N F Fms ma (1) - Chọn hệ Oxy như hình vẽ - Chiếu (1)/Oy , ta có: N Py 0 N mg cos 300 - Chiếu (1)/Ox, ta có: F mg sin 300 mg cos 300 F Px Fms ma a m 8000 1200.10sin 300 0, 05.1200.10.cos 300 1200 2,1 m/s2 15 Bài tập 4: Một vật động viên trượt tuyết có cân nặng 70 kg trượt không vận tốc đầu từ đỉnh đồi cao 25m, quãng đường trượt từ đỉnh xuống chân đồi là 50m Cho g = 10 m/s2, hệ số ma sát giữa ván trượt và mặt tuyết là 0, 05 a) Tính gia tốc và vận tốc của vận động viên tại chân đồi b) Khi xuống đến chân đồi núi, vận động viên tiếp tục trượt trên mặt đường nằm ngang, hệ số ma sát lúc này là μ’ = 0,1 Tính từ lúc trượt trên mặt đường nằm ngang, sau bao lâu thì vận động viên dừng lại ? Hướng dẫn giải a) Góc hợp bởi mặt đường tuyết và mặt phẳng ngang là sin 25 1 300 50 2 - Áp dụng định luật II Newton, ta có: P N Fms ma 1 - Chọn hệ Oxy như hình vẽ - Chiếu (1)/Oy ta có: N P 0 N mg cos - Chiếu (1)/Ox ta có: Fms Px ma a mg cos mg sin m g cos 300 sin 300 10. 0, 05.cos 300 sin 300 4, 6 m/s2 - Vận tốc của vận động viên ở cuối chân dốc là vB2 vA2 2aS vB 2aS 2.4, 6.50 21, 4 m/s 16 b) Khi trượt trên mặt đường nằm ngang, gia tốc của vận động biên là Fms ma ' a ' mg m g 0,1.10 1 m/s2 (Dấu “-“ cho biết gia tốc ngược chiều chuyển động) - Thời gian tính từ lúc trượt trên mặt đường tuyết nằm ngang đến lúc dừng lại là v vB at t vB a 21, 4 s 3.3.3 Ví dụ bài – Lực cản và lực nâng Bài tập 1: Một khối gỗ hình hộp chữ nhật có tiết diện S 40 cm2 cao h 10 cm Có khối lượng m 160 g Khối lượng riêng của nước là 1000 kg/m3 Thả khối gỗ vào nước, khối gỗ nổi lơ lưng trên mặt nước như hình vẽ Tìm chiều cao của phần gỗ nổi trên mặt nước Hướng dẫn giải - Khi khối gỗ cân bằng trong nước thì trọng lượng của khối gỗ cân bằng với lực đẩy archimedes - Gọi x là chiều cao phần mà khối gỗ nổi trên mặt nước, khi đó chiều cao phần chìm trong nước là h x - Thể tích phần gỗ chìm trong nước chính bằng thể tích phần nước bị gỗ chiếm chỗ: V S h x - Ta có: P FA mg gV m S h x x h mS 0,1 1000.40.10 4 0,16 0, 06m 6cm Bài tập 2 : Vào năm 231 trước Công Nguyên, nhà vua Hy Lạp cổ đại Hieron nghi ngờ những người thợ kim hoàn trộn lẫn những kim loại khác ngoài vàng khi đúc vương miện cho ông Archimedes đã tiến hành thí nghiệm như 17 hình bên để giải đáp thắc mắc của nhà vua Dựa vào các kiến thúc đã học hãy giải thích cách tiến hành trên Biết rằng người thợ này đã dùng bạc thay thế cho một phần vàng và bạc có khối lượng riêng nhỏ hơn vàng Hướng dẫn giải - Kết quả thí nghiệm trên cho thấy, lực đẩy Archimedes tác dụng vào vương miện lớn hơn lực đẩy Archimedes tác dụng vào khối vàng của nhà vua trao - Vậy, khối lượng riêng của chất làm vương miện nhỏ hơn khối lượng riêng của vàng Điều đó có nghĩa là vương miện không phải làm từ vàng nguyên chất 3.3.4 Ví dụ bài – Moment lực Cân bằng của vật rắn Câu hỏi 1: Cho biết người chị (bên phải) có trọng lượng P2 300N , khoảng cách d2 1m , còn người em có trọng lượng P1 200N Hỏi khoảng cách d1 phải bằng bao nhiêu để bập bênh cân bằng ? Hướng dẫn giải - Xét trục quay đi qua trục bập bênh Trọng lực của người chị có tác dụng làm bập bênh quay cùng chiều kim đồng hồ còn trọng lực của người em lại làm bập bênh quay ngược chiều kim đồng hồ - Áp dụng quy tắc moment lực, ta có: M P1 M P2 P1.d1 P2.d2 200.d1 300.1 d1 1,5 m 18 Bài tập 2: Một chiếc xe đẩy chuyển vật liệu có cấu tạo như hình Tổng khối lượng vật liệu và xe là 100kg Áp dụng quy tắc moment, tính lực nâng đặt vào tay cầm để giữ xe thăng bằng Lấy g = 9,8 m/s2 Hướng dẫn giải - Xét trục quay đi qua trục bánh xe Lực nâng của tay có tác dụng làm xe quay cùng chiều kim đồng hồ còn trọng lực của xe có tác dụng làm xe quay ngược chiều kim đồng hồ - Áp dụng quy tắc moment lực, ta có: M F M P F.d1 P.d2 F.1, 4 100.9,8.0, 6 F 420N Bài tập 3: Một cột truyền tải điện có các dây cáp dẫn điện nằm ngang ở đầu cột và được giữ cân bằng thẳng đứng nhờ dây thép gắn chặt xuống đất như hình vẽ Biết dây cáp thép tạo góc 300 so với cột điện, các dây cáp dẫn điện tác dụng lực kéo F 500N vào đầy cột theo phương vuông góc với cột Xác định lực căng của dây cáp thép để cột thăng bằng Hướng dẫn giải - Xét trục quay đi qua điểm tựa của cột điện lên mặt đất, lực căng của dây cáp dẫn điện có tác dụng làm cột điện quay ngược chiều kim đồng hồ; lực căng của dây cáp thép có tác dụng chống lại sự quay này Áp dụng quy tắc moment lực, ta có: M F MT F.h T.h.sin 300 (h là chiều cao của cột điện) 19 T 2F 2.500 1000 N Bài tập 4: Người ta tác dụng lực F có độ lớn 80N lên tay quay để xoay chiếc cối xay như hình Cho rằng F có phương tiếp tuyến với bề mặt cối xay, khoảng cách từ tay quay đến tâm quay là d 40cm Xác định moment của lực F đối với trục quay qua tâm cối xay Hướng dẫn giải - Moment của lực F đối với trục quay qua tâm cối xay: M F.d 80.0, 4 32 N.m Bài tập 5: Để nhổ một cây đinh ghim vào bàn tạo thành một góc 300 so với phương thẳng đứng, ta tác dụng lực F 150N theo phương vuông góc với cán búa như hình Búa có thể quay quanh trục quay vuông góc với mặt phẳng hình vẽ tại điểm O, khoảng cách từ điểm đặt tay đến trục quay là 30 cm và khoảng cách từ đầu đỉnh đến trục quay là 5 cm Xác định lực do búa tác dụng lên đỉnh Hướng dẫn giải 20