sáng kiến kinh nghiệm : "Giải một số bài tập vật lí bằng phơng pháp đồ thị " a. Đặt vấn đề Trong chơng trình vật lí phổ thông nói chung việc giải bài tập là rất quan trọng đối với giáo viên, cũng nh học sinh. Có nhiều dạng bài tập, bài tập định tính , bài tập định lợng, bài tập thí nghiệm, bài tập đồ thị , Mỗi dạng bài tập đều có những tác dụng tích cực của nó, giúp học sinh phát triển t duy. Hiểu đợc bản chất vật lí của sự vật hiện tợng, có tác dụng giáo dục cao ,giải bài tập vật lí giúp học sinh khắc sâu lí thuyết của từng bài học ,chơng học . Một trong những dạng bài tập mà hiện tợng vật lí đợc biểu diễn bằng những công thức toán học , đồ thị . Giúp cho ngời học phát triển t duy ,liên hệ chặt chẻ giữa vật lí với các môn học khác đặc biệt là toán học. Từ những những đờng thẵng ,đờng cong .Ng ời học có thể nhận biết đợc hiện tợng vật lí , bản chất của sự vật hiện tợng môt cách đầy đủ . Vi vậy tôi mạnh dạn đa ra :" Giải bài tập vật lí bằng phơng pháp đồ thị " đó là kinh nghiệm trong quá trình giảng dạy vật lí ở phổ thông . b . nội dung sáng kiến kinh nghiệm i/ Giới thiệu bài tập vật lí đồ thị Bài tập vật lí dạng đồ thị là bài tập mà hiện tợng vật lí đựoc biểu bằng những đờng thẳng ,đờng cong , Thông qua các công thức toán học . Ng ời học , giáo viên . ,nhìn vào đó có thể hiểu đợc bản chất của hiện tợng vật lí và có thể xác định đợc các thông số cụ thể của bài toán. Giúp giải bài toán một cách trực quan sinh động và nhanh chống có tác dụng trông việc phát triển t duy của ngời học , Rèn luyện tính cẩn thận của ngời học .Đặc biệt nó liên quan chặt chẻ với môn toán học làm cho ngời học cảm thấy hứng thú trông việc học môn vật lí . Dạng bài tập này có ở hầu hết tất cả các hiện tợng vật lí mà chúng ta thờng gặp ,trong lí thuyết cũng nh trong cuộc sống . Từ vật lí lớp6 đến lớp 9 ở trung học cơ sở chúng ta thờng xuyên gặp các dạng bài tập nay. Loại bài tập này khi giải học sinh ,ngời học .giáo viên nhất thiết phải sử dụng đồ thị để biểu đạt hiện tợng vật lí . những bài tập này có thể mang tính chất nghiên cứu,khảo sát,tìn hiểu một khía cạnh mới của kién thức đã học hoặc nghiệm lại các vấn đề đợc rút ra từ lý thuyết nói chung . Đây là loại bài tập gây thích thú cho học đòi hỏi phải có sự sáng tạo ,tính cẩn thân ,tỉ mỹ và rỏ ràng . Loại bài tập này tập cho học sinh tính thiết kế thiết kế nghiên cứu các qui luật của hiện tợng vật lí ở những tầm vi mô . vĩ mô Sau đây tôi sẻ đa ra một số bài tập ví dụ để minh hoạ cho những vấn đề nêu trên mong ngời tham khảo và đống góp : II/ Ví dụ bài tập minh hoạ Bài 1 :Đồ thị nào trên hình sau mô tả chuyển động đều? 1 * Trả lời : Cả hai đồ thị đều mô tả chuyển động đều .vì vận tốc của hai chuyển động đó đều không thay đổi theo thời gian. Bài 2 :Hãy dùng các đồ thị để mô tả các chuyển động sau : a) Chuyển động đều . b) Chuyển động có vận tốc tăng dần. c)Chuyển động có vận tốc giảm dân. * Phơng án giải : a) Đồ thị chuyển động đều là: b)Đồ thị chuyển động có vận tốc tăng dần là: a) ; Chuyển động có vận tốc giảm dần là : b) Bài3 : Xe A có vận tốc 36 Km/h và xe có vận tốc 8m/s Chuyển động đều đến điểm O (hình bên). Hỏi hai có gặp nhau không ở điểm O không nếu khoảng cách OA và OB bằng nhau? V t O 2 * Cách giải : Vận tốc của xe A lớn hơn của xe B và biểu đồ cho OA= OB vì vậy xe A đến O trớc .Vậy hai xe không thể gặp nhau tại O . Bài 4 : một xe mô tô chuyển động có vận tốc mô tả trong đồ thị hình bên . a) Hãy cho biết tính chất của chuyển động trong từng giai đoạn . b) Tính đoạn đờng mà vật đi đợc trong từng giai đoạnvật có vân tốc lớn nhất. * Cách giải : a) Đoạn từ thời gian 0đến 2 phút nhìn vào đồ thị nó là chuyển động nhanh dần . Đoạn 2 phút đến 4 phút là chuyển động đều . Đoạn thời gian từ 4 đến 7 phút đồ thị là đờng đi xuôi chuyển động là chậm dần . Đoạn từ 7 đến 8 phút tính chất chuyển động là đứng yên . Đoạn từ 8 đến 10 phút chuyển động là nhanh dần nhìn vào đồ thị là đờng đi lên. Đoạn từ 10 phút đến 12 phút tính chất chuyển động là đều . Đoạn từ 12 phút đến 13 phút là chuyển động chậm dần Bài 5 :Lúc 6 giờ sáng hai ô tô khởi hành từ hai địa điểm A và B cách nhau 150km . Chuyển động thẵng đều theo hứơng đi tới gặp nhau .với các vận tốc 40 km/h và 6okm/h .Hỏi hai ôtô gặp nhau lúc nào và ở đâu hãy giải bài toán bằng phơng pháp đại số và bằng phơng pháp đồ thị . * Giải :Chọn gốc toạ độ là địa điểm A.Chiều dơng là chiều từ A đến B óôc là lúc xe A và xe B khởi hành Phơng trình chuyển động của xe từ A : x 1 =40t (1) Phơng trìnhchuyển động của xe B :x 2 =-60t+150 (2) + Bằng phơng pháp đại số :Hai xe gặp nhau x 1 =x 2 => 40t =-60t +150 =>t=1.5h x 1 =x 2 =40.1,5 =60 km Vậy hai xe gặp nhau cách A 60 km vào lúc 7h 30 phút sáng(6+1,5) +Giải bằng phơng pháp đồ thị : Theo các dự kiện của bài toấnt vẽ đồ thị chuyển động của 2 ôtô .Có thể dựa vào hai phơng trình (1) và (2)Với mỗi đồ thị chỉ cần xác định hai điểm nh hình vẻ : 3 Một điểm ứng với t =0 ; còn một điểm ứng với t =1 h. Từ đồthị xác định toạ độ của giao điểm C, ta thấy điểm C có toạ độ x =60 (km) và t =1,5 h . Vậy hai xe gặp nhau tại nơi cách xe 60 km, vào lúc 7giờ 30 phút. Bài 6 : Một ôtô khởi hành từ hà nội lú 7 giờ sáng .chạy về hớng ninh bình với vận tốc 60 km/h.Sau khi đi đợc 45 phút xe dừng 15 phút rồi tiếp tục chạy với vận tốc đều nh lúc đầu. Lúc 7giờ 30phút sáng một ôyô thứ 2khởi hành từ Hà Nội đuổi theo xe thúu nhất với vân tốc 70 km/h 1) Vẻ đồ thị toa độ - thời gian mổi xe 2) Hai xe gặp nhau lúc nào và ở đâu ? * Cách giải : 1) .Chọn gốc toa độ ở Hà Nội ,gốc thời gianlà lúc ôtô (1) khởi hành chiều dơng là chiều từ Hà Nội tới Ninh Bình và chon tỉ lệ xích thích hợp trên trục toa độ và trục thời gian . Căn cứ vào dự liệu đề bài ta vẻ đợc các đồ thị của chuyển động của hai ôtô .Chú ý rằng đồ thị của chuyển động ôtô(1)gồm hai đoạn song song với nhauvì vận tốc đều là 60 km/h và mỗi đoạn nằm ngang (song song với trục thời gian ,ứng với lúc xe dừng ) . Còn đồ thị của xe 2 bắt đầu từ điểm có toạ độ x=0 vì cùng khởi hành từ Hà Nội và t =0,5h( vì xe hai khởi hành sau xe1là 30 phút . Ta có đồ thị sau : 4 2) Dựa vào đồ thị ở trên xác định toà độ của giao điểm của hai đồ thị . Ta thấy toa độ của giao điểm là : x =105km ,t =2h.Vậy hai ôtô gặp nhau tại điểm cách Hà nội 105 km lúc 9 h (7+2) sáng. Bài 7:Lúc 7 h sáng một xe khách khởi hành từ điểm A chuyển động đếu Với vận tốc V 1 =36km/h. Đi về phía điểm B cách A3.6 km. nữa phút sau một xethứ 2 khởi hành từ B đi về A với vận tốc V 2 = 18 km/h. a) Tìm thời điểm và vị trí hai xe gặp nhau. b) Tìm thời điểm và vị trí hai xe khi chúng cách nhau2250 m. c) Vẻ đồ thị toa độ của 2 xe trên cùng mộy hệ trục toa độ . * Cách giải : Chọn trục toa độ o x trùng với đờng thẳng AB ,gốc toa độ là A, chiều dơng từ A đến B gốc thời gian là lúc 7hsáng Ta có V 1 =36km/h =10m/s .V 2 =18km/h =5m/s Phơng trình chuyển động của xe đi từ A và xe đi từ B là x 1 =10t (1) x 2 =3600 -5( t -30 ) =3750 -5 t (2) a) Hai xe gặp nhau khi x 1 = x 2 suy ra 10 t = 3750 -5t => 15 t = 3750 =>t =250s =4 phut 10 giây Vậy x 1 = x 2 =10 .250 =2500m Hai xe gặp nhau lúc 7 h4 ohut 10 giây . Tại vị trí cách A 2500m b)Hai xe cách nhau2250m . / x 1 - x 2 / =2250 => / 15 t -3750 / 2250 5 Trờng hợp 1 : 15 t-3750 =2250=>t =400s .Khi đõe một câch A x 1 =10 t=10 *400 =4000m và xe hai cấch : x 2 =3750 -5 .400 =1750m . Trờng hợp 2: 15 t-3750 =- 250 =>t =100 s Khi đó xe một cách A :x 1 =10 t = 1000m và xe hai càch B : x 2 =3750 -5t =3250m . Ta vẻ đồ thị : Hai xe chuyển động thẵng đều nên đồ thị toa độ .nên thời gian là các đ- ờng thẳng CD và ODnh trên hình vẻ. Điểm D ứng với vị trí và thời điểm hai xe gặp nhau . C .kết luận Trên đây là một số bài toán nhỏ trong chuyển động cơ học mà tôi đa ra làm ví dụ minh hoạ cho việc giải bài tập vật lí bằng phơng pháp đồ thị . Vì thời gian có hạn nên những sáng kiến nay cần đợc bổ sung đầy đủ , mở rộng ra về cách giải bằng đồ thị các phần khác của vật lí thì sẻ có hiệu quả tromg viẹc dạy học vật lí ở các cấp học .Đặc biệt trong việc bồ dỡng học sinh giỏi cần phải chú trọng đến dạng bài tập này . 6 . chất vật lí của sự vật hiện tợng, có tác dụng giáo dục cao ,giải bài tập vật lí giúp học sinh khắc sâu lí thuyết của từng bài học ,chơng học . Một trong những dạng bài tập mà hiện tợng vật lí. tập vật lí bằng phơng pháp đồ thị " đó là kinh nghiệm trong quá trình giảng dạy vật lí ở phổ thông . b . nội dung sáng kiến kinh nghiệm i/ Giới thiệu bài tập vật lí đồ thị Bài tập vật. hứng thú trông việc học môn vật lí . Dạng bài tập này có ở hầu hết tất cả các hiện tợng vật lí mà chúng ta thờng gặp ,trong lí thuyết cũng nh trong cuộc sống . Từ vật lí lớp6 đến lớp 9 ở trung