skkn rèn luyện kỹ năng vận dụng công thức cộng vận tốc trong các bài toán động học - vật lý 10- chương trình chuẩn thpt lê văn huy

MỤC LỤC A ĐẶT VẤN ĐỀ I Lời mở đầu II Đối tượng phạm vi nghiên cứu III Mục đích nghiên cứu .1 B GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ I Cơ sở lý luận đề tài II Thực trạng vấn đề: .2 Thực trạng 2 Nguyên nhân III Giải pháp tổ chức thực .2 Kiến thức toán cần thiết 2 Hướng dẫn vận dụng công thức cộng vận tốc 3 Hệ thống tập luyện tập a Các chuyển động phương b Các chuyển động khác phương IV Kết 14 C KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 15 * Kết luận .15 * Đề xuất 15 TÀI LIỆU THAM KHẢO 16 PHỤ LỤC 17 A ĐẶT VẤN ĐỀ I Lời mở đầu Trong chương trình vật lý lớp 10, phần học chủ yếu nghiên cứu chuyển động đơn giản, chúng có tính chất chung tính tương đối, thể tính tương đối quỹ đạo, vận tốc gia tốc Việc hiểu rõ vận dụng tính tương đối chuyển động đa phần học sinh điều không dễ dàng mà khả tư trừu tượng em hạn chế, đặc biệt việc áp dụng công thức cộng vận tốc xác định vận tốc vật so với vật khác Với kinh nghiệm giảng dạy nhiều năm, xin chia sẻ với bạn đồng nghiệp việc hướng dẫn học sinh biết vận dụng cơng thức cộng vận tốc có hiệu sáng kiến kinh nghiệm: "Rèn luyện kỹ vận dụng cơng thức cộng vận tốc tốn động học – vật lý 10 – Chương trình chuẩn" Điểm đề tài giúp học sinh có hệ thống ghi nhớ rõ ràng việc áp dụng công thức cộng vận tốc; hiểu vận dụng tốt công thức cộng vận tốc mà không cần nắm khái niệm khó phân biệt mơ hồ em như: hệ qui chiếu đứng yên, hệ qui chiếu chuyển động, vận tốc tuyệt đối, vận tốc kéo theo, vận tốc tương đối II Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Học sinh lớp 10 học chương trình Chuẩn - Các tập chương – Vật lý 10 chương trình chuẩn - Sử dụng cho tiết tập theo phân phối chương trình: + Tiết 10,11 chương + Dạy tự chọn III Mục đích nghiên cứu - Trao đổi với đồng nghiệp trình hướng dẫn học sinh vận dụng công thức cộng vận tốc việc giải tập chuyển động chương trình Vật lý 10 chuẩn - Lựa chọn tập tiêu biểu làm tư liệu giảng dạy tiết tập phân phối chương trình: tiết 10,11 chương dạy tự chọn - Bồi dưỡng học sinh giỏi lớp 10 B GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ I Cơ sở lý luận đề tài Chuyển động có tính tương đối nên khái niệm vật chuyển động hay vật đứng yên mang tính tương đối, khái niệm sách giáo khoa hệ quy chiếu đứng yên, hệ quy chiếu chuyển động, vận tốc tuyệt đối, vận tốc tương đối hay vận tốc kéo theo mang tính tương đối Vì thế, việc yêu cầu học sinh nắm vững phân biệt khái niệm khơng cần thiết Điều hồn toàn phù hợp với nguyên lý tương đối Anh-xtanh khơng phân biệt hệ qui chiếu qn tính tượng vật lí diễn hệ qui chiếu quán tính II Thực trạng vấn đề: Thực trạng Phần lớn học sinh có lực học trở xuống, thường lúng túng ngại áp dụng công thức cộng vận tốc vào tập Nguyên nhân - Các em không nắm vững khái niệm hệ quy chiếu đứng yên, hệ quy chiếu chuyển động, vận tốc tuyệt đối, vận tốc tương đối hay vận tốc kéo, khó áp dụng cơng thức cộng vận tốc - Khả áp dụng toán học vào vật lý - Thi đại học dạng trắc nghiệm nên nhiều em nhớ cơng thức máy móc, khơng biết cơng thức xây dựng hệ tọa độ - Kỹ chọn hệ tọa độ em yếu thường ngầm định chọn hệ tọa độ gắn với mặt đất III Giải pháp tổ chức thực Để thay đổi thực trạng trên, áp dụng hai giải pháp: - Bổ trợ kiến thức toán cần thiết - Hướng dẫn học sinh vận dụng cơng thức cộng vận tốc Kiến thức tốn cần thiết Các kiến thức đưa tiết dạy tự chọn đề nghị tổ mơn tốn giúp hệ thống cơng thức toán hướng dẫn chi tiết cách áp dụng a/ Cực trị tam thức bậc 2: y = ax + bx + c; a ≠ Nếu a > y đạt cực đại x = - b/2a Nếu a > y đạt cực tiểu x = - b/2a b/ Định lý hàm số Sin Cosin a b c = = SinA SinB SinC a = b + c − 2bcCos ( A ) r r r c/ Cộng vectơ: c = a + b r r r r a b chiều c = a + b , c chiều a r r r a b ngược chiều c = a − b , c chiều với vectơ lớn r r a b hợp với góc α c = a + b + 2abcosα d/ Hình chiếu vector r Nếu v hợp với chiều dương trục Ox r góc α hình chiếuv vector Ox là: vx = v.cos α g g r v x vx Hướng dẫn vận dụng công thức cộng vận tốc Phần hướng dẫn cho học sinh tiết tự chọn tiết 10, 11 phân phối chương trình Cơng r rcộng vận tốc viết dạng sau: thức r v13 = v12 + v23 (*) r r r v12 = v13 + v32 r r r v23 = v21 + v13 … r r r r r Tổng quát: vmn = vmk + vkn , với lưu ý vmn = −vnm Trong thực tế, nói vận tốc vật, người ta ngầm định là giá trị vận tốc vật mặt đất, tức coi mặt đất đứng yên Nhưng để nắm rõ chất tượng vật lí ta phải xác định rõ xem xét chuyển động vật so với vật làm mốc, cảm giác chuyển động, nhanh hay chậm vật chuyển động tương đối vật mặt đất Hệ thống lại điều quan trọng vận dụng công thức cộng vận tốc: 1- Để nói vận tốc vật hệ qui chiếu khác khác ta phải sử dụng rhai số dưới, số đầu kí hiệu vật, số kí hiệu hệ qui chiếu: vmn , m kí hiệu vật, n kí hiệu hệ qui chiếu Tuy nhiên, nói đến vận tốc vật hệ qui chiếu gắn với mặt đất người ta thường sử dụng số kí r hiệu cho vật1, vật 2, …, ví dụ v1 vận tốc vật mặt đất 2- Vận tốc vật vật vận tốc vật r r vật độ lớn ngược chiều nhau: v12 = −v21 3- Quãng đường vật vật quãng đường vật vật nhau: s12 = s21 4- Thơng thường nên chọn mặt đất, đường, cột điện, bờ sông hay vật gắn chặt với mặt đất làm vật ta chọn tuỳ ý vật đâu vật 1, vật 2, vật 5- Thực chất, v12, v13, v23 giá trị đại số Khi chuyển động phương, phương trình (*) trở thành: v13 = v12 + v23 r r cho dù v12 , v23 chiều hay ngược chiều dấu âm hay dương xuất thay số cụ thể, điều làm học sinh lúng túng, là với đối tượng học sinh trở xuống Vì thế, để học r r sinh thấy rõ khác biệt hai trường hợp v12 , v23 chiều hay ngược chiều tơi xem v12, v13, v23 giá trị độ lớn vận tốc (tức coi tốc độ chuyển động khơng âm) Nếu vectơ vận tốc không xác định chiều giả sử hướng theo chiều dương, kết tính tốn giá trị âm nói vận tốc r có r chiều rngược lại so với giả sử ban đầu Lưu ý, v12 = −v21 , r r r v13 = −v31 , v23 = −v32 v12 = v21, v13 = v31, v23 = v32 độ lớn (độ dài) vectơ 6- Đối với chuyển động khác phương, hướng dẫn học sinh làm tập r r giáo viên phải giúp học phần r sinh biết xác định v12 , v23 , v13 có phương, chiều độ lớn nào, điều hạn chế sai sót chiếu lên trục toạ độ hay tính tốn hình bình hành 7- Vận tốc vật so với vật biết vận tốc chúng hệ qui chiếu r r Gọi: vận tốc vật đất là: v1 = v13 , đất ký hiệu r r vận tốc vật đất là: v2 = v23 , vận tốc r r1 vậtr2 là: r r vật r r r u = v12 = v13 + v32 = v13 − v23 = v1 − v2 r + Nếu vậtr hai vật chuyển động chiều thì: u =| v1 − v2 | u r r chiều với v1 v1 > v2 u ngược chiều với v1 v1 < v2 r v2 r v1 r v1 r u v1 > v2 + Nếu hai vật chuyển động ngược chiều thì: r r u = v1 + v2 u chiều với v1 r v2 r u r v2 v1 < v2 r v1 r v1 + Nếu hai vật chuyển động theo hai hướng r vng góc u = v12 + v2 v2 r u r u + Trong trường hợp tổng quát, hai vật chuyển động theo hai r r r hướng hợp với góc α = ( v1, v2 ) v1 r u u = v12 + v2 − 2v1v2 cosα α 8- Vận tốc vật hệ quy chiếu quán tính khác r Ký hiệu: thuyền 1; nước r bờ v2 2; r r vận tốc thuyền bờ v13 = v12 + v23 + Nếu thuyền xi dịng: v13 = v12 + v23 + Nếu thuyền ngược dòng: v13 =| v12 − v23 | r r + Nếu thuyền chuyển động hợp với dòng nước góc α = ( v12 , v23 ) 2 v13 = v12 + v23 + 2v12v23cosα Hệ thống tập luyện tập Các tập nêu đây, có nhiều cách giải, có cách giải không cần sử dụng công thức cộng vận tốc Nội dung đề tài rèn luyện kỹ vận dụng công thức cộng vận tốc nên cách giải trình bày cách giải có sử dụng cơng thức cộng vận tốc Có thể vài tập, sử dụng công thức cộng vận tốc lựa chọn tối ưu, nhìn tổng thể, qua việc rèn luyện loạt tập nêu đây, học sinh hiểu sâu chuyển động có tính tương đối, tư vật lý phát triển tốt a Các chuyển động phương Bài 1.1 Trên đường có hai xe máy chuyển động tốc độ ngược chiều Với xe chiều chuyển động vượt ta ta cảm thấy xe chậm so với xe ngược chiều ta Giải thích lại có cảm giác khác vậy? Câu hỏi định hướng Hướng dẫn giải nhận xét r r - Ký hiệu xe máy 1, ta 2, đất - Do v13 , v23 chiều - Chọn chiều dương chiều chuyển động dương nên chiếu xe máy mang dấu dương, cịn - Áp dụng công thức cộng vận tốc cho v12 chưa biết rõ nên ta trường hợp xe chuyển động chiều ta: xem chiều r r r v13 = v12 + v23 → v13 = v12 + v23 → v12 = v13 − v23 (1) dương r - Áp dụng công thức cộng vận tốc cho - Chú ý rằng: v32 vận trường hợp xe chuyển động ngược chiều ta: tốc đất r r r v13 = v12 + v23 → v13 = v12 − v23 → v12 = v13 + v23 (2) người có chiều ngược - So sánh (1) (2), tốc độ xe máy đối lại với vận tốcr với ta v12 trường hợp chuyển động ngược người đất v23 chiều với ta lớn so với chuyển động chiều với ta, nên ta có cảm giác xe máy chuyển động nhanh chuyển - Tất nhiên, sau động ngược chiều với * Nếu ta ký hiệu khác: xe 1, đất 2, ta học sinh nắm vững trường hợp áp dụng sau: - Áp dụng công thức cộng vận tốc cho dùng công thức trường hợp xe chuyển động chiều ta: cộng vận tốc áp r r r v13 = v12 + v23 → v13 = v12 − v23 (1) dụng nhanh để thu - Áp dụng công thức cộng vận tốc cho kết mà trường hợp xe chuyển động ngược chiều ta: không cần ký hiệu r r r biến đổi v13 = v12 + v23 → v13 = v12 + v23 (2) - Ta có nhận xét tương tự giá trị v13 hai trường hợp Hai ô tô xuất phát lúc h, từ hai địa điểm A B cách 20 km, chuyển động thẳng đường thẳng AB Vận tốc xe từ A 60 km/h, xe từ B 40 km/h Xác định thời điểm hai xe gặp quãng đường xe (so với mặt đất) gặp Xét hai trường hợp: a/ Hai xe chuyển động chiều từ A đến B b/ Hai xe chuyển động ngược chiều phía Câu hỏi định hướng Hướng dẫn giải nhận xét r Gọi: vận tốc xe A mặt đất v1 - Đây trường hợp đề r vận tốc xe B mặt đất v2 cho biết vận tốc r hai vật vận tốc xe A xe B u hệ qui chiếu Khi đó: v1= 60 km/h; v2 = 40 km/h Chọn hệ qui chiếu gắn r rxe r vận - Giá trị 60 km/h 40 với B, km/h ứng với đại tốc A B u = v1 − v2 (1) Trong hệ qui chiếu gắn với B coi B lượng theo cách kí đứng yên, A chuyển động lại gặp B với vận hiệu trên? tốc u, khoảng cách ban đầu vật l = - Trong hệ qui chiếu 20 km Thời gian A chuyển động lại gặp B gắn với B A chuyển động với vận ∆t = l/u Chọn chiều dương trục Ox từ A đến B, nào? r v1 hướng theo chiều dương a/ Nếu xe chuyển động chiều từ A đến B thì: u = |v1 - v2| = 60 - 40 = 20 km/h → ∆t = l/u = 20/20 = h Tức xe gặp lúc + = Quãng đường xe được: S1 = v1 ∆t = 60.1 = 60 km S2 = v2 ∆t = 40.1 = 40 km b/ Nếu xe chuyển động ngược chiều thì: u = v1 + v2 = 60 + 40 = 100 km/h → ∆t = l/u = 20/100 = 0,2 h - Hãy đoán nhận kết Tức xe gặp lúc + 0,2 = 7,2 câu b, thời điểm = 7h12' xe gặp sớm Bài 1.2 Quãng đường xe được: S1 = v1 ∆t = 60.0,2 = 12 km S2 = v2 ∆t = 40.0,2 = km hay muộn so với câu a, sao? Một thuyền xi dịng từ A đến B, ngược dòng từ B A hết thời gian Biết tốc độ thuyền nước yên lặng km/h, tốc độ dòng nước bờ km/h, AB = km Câu hỏi định hướng Hướng dẫn giải nhận xét Ký hiệu thuyền 1, nước 2, bờ - Đây trường hợp đề Khi đó: v12 = km/h; v23 = km/h cho biết vận tốc Vận rtốc rcủa thuyền bờ sông hai vật hai r v13 = v12 + v23 (1) hệ qui chiếu khác Chọn chiều dương chiều chuyển động thuyền Khi xi dịng: v13 = v12 + v23 = + = km / h Thời gian thuyền chuyển động xuôi dòng: Bài 1.3 t1 = AB / v13 = / = 1h dòng: - Chọn chiều dương v13 =| v12 − v23 |=| − 1|= km / h cho thuận Thời gian thuyền chuyển động ngược dịng: tiện tính tốn? Khi ngược t2 = AB / v13 = / = 1,5 h Thời gian xuôi ngược: t = t + t2 = 2,5 Một đoàn xe quân có chiều dài 1000 m hành quân với vận tốc 30 km/h Người huy ngồi xe trao mệnh lệnh cho chiến sĩ xe môtô để chuyển xuống xe cuối Xe môtô với vận tốc hồn thành nhiệm vụ 4'48'' Tính vận tốc xe môtô Câu hỏi định hướng Hướng dẫn giải nhận xét 4'48'' = 0,08 r - Nếu chọn hệ qui Gọi: v1 vận tốc môtô đất r v2 vận tốc đoàn xe đất chiếu gắn với mặt đường có khó Bài 1.4 10 r u vận tốc mơtơ đồn xe khăn so với chọn r r r Áp dụng công thức cộng vận tốc: u = v1 − v2 hệ qui chiếu gắn với Trong v2 = 30 km/h Chọn hệ qui chiếu gắn với đoàn xe quân sự, tức coi đoàn xe quân đứng yên, nên quãng đường mơtơ lúc ngược lúc trở chiều dài đoàn xe quân s = km Thời gian chuyển động môtô: t = s/u Áp dụng công thức cộng vận tốc: - Khi mơtơ cuối đồn xe (hai chuyển động ngược chiều): u = v1 + v2 Thời gian môtô đến cuối đoàn xe quân sự: t1 = s/( v1 + v2) - Khi mơtơ trở đầu đồn xe (hai chuyển động chiều): u = |v1 - v2| = v1 - v2 (vì mơtơ đuổi kịp đồn xe nên v1 > v2) Thời gian mơtơ đến cuối đồn xe quân sự: t1 = s/(v1 - v2) - Thời gian môtô: t = t1 + t2 = 0,08 → s/( v1 + v2) + s/(v1 - v2) = 0,08 → v1 = 45 km/h đoàn xe quân sự? - Trả lời: Vị trí đích đến thay đổi theo thời gian nên quãng đường ngược trở báo cáo môtô không chưa biết Khi xét hệ qui chiếu gắn với đồn xe qng đường ngược quãng đường trở lại báo cáo chiều dài đoàn xe Bài tập luyện tập (các chuyển động phương) Bài 1.5 Hai đầu máy xe lửa chạy đoạn đường sắt thẳng với tốc độ so với mặt đất 40 km/h 60 km/h a/ Vẽ hình biểu diễn vận tốc đầu máy mặt đất vận tốc đầu máy thứ đầu máy thứ hai b/ Tính tốc độ đầu máy đầu máy Xét hai trường hợp: Hai đầu máy chạy chiều Hai đầu máy chạy ngược chiều ĐS: 20 km/h; 100 km/h Bài 1.6 Một tàu thuỷ chuyển động với tốc độ 30 km/h gặp đoàn xà lan dài 250 m ngược chiều lại với tốc độ 15 km/h Trên boong tàu thuỷ có người từ mũi tàu đến cuối tàu với tốc độ 11 km/h (đối với tàu) Hỏi người thấy đồn xà lan qua bao lâu? ĐS: 22,5 giây Bài 1.7 Hai ô tô xuất phát hai địa điểm A B cách 20 km đường thẳng Nếu hai xe chạy ngược chiều chúng gặp sau 15 phút, hai xe chạy chiều chúng đuổi kịp sau Tính tốc độ xe ĐS: 50 km/h 30 km/h Bài 1.8 Một hành khách ngồi ôtô chạy với tốc độ 54 km/h nhìn qua cửa sổ thấy đồn tàu dài 120 m chạy song song ngược chiều qua trước mặt hết s Tính tốc độ đồn tàu ĐS: m/s Bài 1.9 Khi nước sông phẳng lặng tốc độ canơ mặt sơng 36 km/h Nếu nước sơng chảy canơ phải đề chạy thẳng từ bến A thượng lưu đến bến B hạ lưu phải chạy ngược lại từ B A Tính khoảng cách AB tốc độ dịng nước bờ sơng ĐS: 7,2 km/h Bài 1.10 Một canơ chạy thẳng xi dịng chảy từ A đến B phải chạy ngược dòng từ B trở A phải Hỏi canơ tắt máy trơi theo dịng nước phải thời gian để từ A đến B? ĐS: 12 b Các chuyển động khác phương Bài 2.1 Hai xe chạy thẳng hai đường thẳng vng góc với nhau, tốc độ xe 30 km/h xe 40 km/h Xác định vận tốc xe xe Câu hỏi định hướng Hướng dẫn giải nhận xét r - Đây trường hợp đề Gọi: Vận tốc xe đất v1 r Vận tốc xe đất v2r r r cho biết vận tốc Vận tốc xe xe u = v1 − v2 hai vật r hệ qui chiếu v1 - Người ngồi xe r u = v12 + v2 = 30 + 402 u thấy xe chuyển = 50 km / h r động với vận tốc v 12 nào? - Trả lời: chuyển động r −u - Người ngồi xe thấy xe chuyển động với vận tốc nào? - Trả lời: chuyển động r u Hai xe chạy thẳng hai đường thẳng vng góc với nhau, cắt O, tốc độ xe 36 km/h xe 36 km/h Tính khoảng cách ngắn hai xe Biết, thời điểm t = 0, xe cách O đoạn 40 m, xe cách O đoạn 60 m chuyển động hướng O Tính thời điểm lúc xe gần Câu hỏi định hướng Hướng dẫn giải nhận xét r - Đây trường hợp đề Gọi: Vận tốc xe đất v1 r Vận tốc xe đất v2r r r cho biết vận tốc Vận tốc xe xe u = v1 − v2 hai vật hệ qui chiếu u = v12 + v2 = 102 + 10 - Có thể giải theo cách =10 m / s lập phương trình - Xét hệ qui chiếu gắn với xe 2, tức khoảng cách vật coi xe đứng yên, xe chuyển động theo thời gian, sử r u hình vẽ với dụng tam thức bậc hai Từ hình vẽ ta thấy, xe chạy đường để tìm giá trị thẳng AE, khoảng cách xe thời dài điểm t a = BA' Khoảng cách nhỏ A' trùng H, - Chú ý: Nếu hiểu, sau chân đường cao hạ từ B xuống AE, tức s, xe A nằm H, xe amin = BH B B cách gốc O 60 m khơng · Do v1 = v2 nên EAO = 45 điểm O chuyển động lại gần B Bài 2.2 - Nếu đề hỏi, xác 13 r −v2 A' A r u r v2 B r v1 định vị trí thực xe chúng gần tính ? O E H Xét tam giác AOE có OE = OA = 40 m, nên BE = 20 m Xét tam giác BEH có BH = BE / = 20 / = 10 ≈ 14,1m Thời gian để xe từ A đến H ∆t = AH AE + EH 40 + 10 = = = 5s u u 10 Vậy, sau s khoảng cách xe ngắn = 14,1 m Một người muốn chèo truyền qua sơng theo hướng AB vng góc với bờ sông Chiều rộng sông 400 m; tốc độ dịng nước bờ sơng 1,5 m; tốc độ thuyền nước m Để thuyền hướng AB sang sơng người chèo thuyền phải hướng mũi thuyền hợp với AB góc α thời gian để sang sông? Bài 2.3 Câu hỏi định hướng Hướng dẫn giải nhận xét Ký hiệu: thuyền 1, nước bờ - Đây trường hợp đề cho biết vận tốc r r r hai vật Công thức cộng vận tốc: v13 = v12 + v23 (*) Vì thuyền theo hướng AB bờ hqc sông nên vận tốc thuyền bờ sông phải hướng theo AB Như vậy, ta r r xác định hướng vector v13 , v23 - Người lái thuyền 14 r r r r r hướng mũi Từ (*) có v12 = v13 − v23 = v13 + ( −v23 ) , dùng qui r tắc hình bình hành ta vẽ v12 , thuyền theo hướng AC, nước hướng mà mũi thuyền hướng theo chảy nên thuyền bị đẩy B C xi dịng theo hướng AB vng góc với bờ sơng r r v12 dịng nước r −v23 v13 A r v23 · - Góc hợp mũi thuyền AB BAC : ( ) · Sin BAC = v23 / v12 = / → · BAC = 300 - Tốc độ thuyền bờ là: 2 v13 = v12 − v23 = 32 − 1,52 = 2,6 m / s - Thời gian thuyền sang sông: t = AB / v13 = 400 / 2,6 = 154 s Ơtơ A chạy đường Ax với tốc độ m/s Tại thời điểm bắt đầu quan sát, người đứng cách đường khoảng a = 20 m cách ôtô khoảng b = 160 m Người phải chạy theo hướng sau vừa kịp đón xe mà khơng phải đợi? Biết tốc độ chạy người m/s Câu hỏi định hướng Hướng dẫn giải nhận xét Gọi: Vận tốc người mặt đất - Đây trường hợp đề r v1 cho biết vận tốc r hai vật Vận tốc xe mặt đất v2 r hệ qui chiếu gắn với Vận tốc người xe làr u r r mặt đất Công thức cộng vận tốc viết: u = v1 − v2 Xét hệ qui chiếu gắn với xe xe - Muốn gặp xe đứng yên, nên người muốn gặp xe vừa lúc xe đến vận r vận tốc người xe u phải hướng tốc người đối vào xe nên ta có hình vẽ sau, α với mặt đất phải hướng Bài 2.4 15 góc hợp hướng chạy người nào? đường thẳng nối người xe lúc bắt đầu - Muốn gặp xe quan sát vừa lúc xe đến vận A B H B' tốc người đối r β v2 với xe phải hướng x r nào? b a u r v1 α - Lưu ý: hướng β chạy người xác N định nên người khơng thể nhằm r r Xét tam giác tạo u - v2 , áp dụng định vào xe mà chạy lý hàm số Sin: phải chạy v1 v2 theo đường cong xe = Sin ( β ) Sin ( α ) di chuyển, tức NH a 20 đích di chuyển Vì thế, = = = → β ≈ 7,20 mà S in ( β ) = NA b 160 xét hệ qui chiếu 30 mà xe chuyển động nên / = Sin α → Sin ( α ) = / → α =  ( ) không thuận tiện 150 r −v2 α - Nếu α = 30 : BN = a · cos BNH ( ) · mà BNH = · ANH − α = 90 − 7,2 − 30 = 52,80 nên BN = 33,1 m → t = BN/v1 = 16,6 s - Nếu α = 150 : B'N = a · cos B ' NH ( ) · ANH = 150 − ( 90 − 7,2 ) = 67,20 mà B ' NH = α − · nên BN = 51,6 m → t = BN/v1 = 25,8 s Bài tập luyện tập (các chuyển động khác phương) Một phi công muốn máy bay bay hướng Tây, gió thổi hướng Nam với tốc độ 50 km/h Biết gió máy bay bay với tốc độ 200 km/h a/ Hỏi phi cơng phải lái máy bay bay theo hướng nào? b/ Khi đó, xác định vận tốc máy bay mặt đất Bài 2.5 16 ĐS: a/ hướng theo hướng Tây - Bắc, hợp với hướng Tây góc 14,480 b/ 193,65 m/s Bài 2.6 Hai vật chuyển động với tốc độ v hướng đến điểm O theo quĩ đạo đường thẳng hợp với góc α = 600 Vị trí ban đầu chúng cách O khoảng 25 m 35 m Xác định khoảng cách nhỏ hai vật trình chuyển động ? ĐS: 8,65 m Bài 2.7 Hai vật A B chuyển động với tốc độ không đổi hai đường thẳng vng góc, cho v A = 30 m/s; vB = 20 m/s Tại thời điểm mà khoảng cách hai vật nhỏ vật A cách giao điểm hai quĩ đạo lA = 500 m Hỏi lúc đó, B cách giao điểm đoạn bao nhiêu? v l A B D B C ĐS: v = l → lB = 750 m B A Bài 2.8 Một canô chạy qua sông, xuất phát từ A, mũi hướng đến B Nhưng nước chảy nên canô lại đến C cách B đoạn 200m, thời gian qua sông 600 phút 40 giây Nếu lái giữ cho mũi canơ chếch góc 600 so với bờ sơng mở máy A chạy trước canơ đến B a/ Tính tốc độ chảy nước so với bờ sông canô so với nước b/ Tính bề rộng sơng c/ Tính thời gian qua sông canô lần sau ĐS: a/ m/s; m/s b/ 400 m c/ 115 giây A B Bài 2.9 Vật C treo sợi dây mảnh, r nhẹ, gắn cố định vào tường A Ròng rọc C v chuyển động thẳng theo phương ngang với tốc độ v = m/s Xác định vận tốc vật C điểm A ĐS: v = 1,41m / s C Bài 2.10 Một máy bay bay dọc theo chu vi hình vng cạnh a, giả sử bỏ qua thời gian lúc máy bay bẻ góc đỉnh hình vng Động máy bay hoạt động ổn định để có tốc độ 17 khơng đổi v (so với khơng khí khơng có gió), tốc độ gió u Tính thời gian để máy bay bay hết chu vi hình vng hai trường hợp a/ Hướng gió trùng với cạnh hình vng b/ Hướng gió trùng với đường chéo hình vng v + v2 − u ĐS: a/ 2a ; v2 − u b/ v2 − u2 / 4a v2 − u2 18 IV Kết Trong năm học 2012-2013, thực giải pháp nêu đề tài với học sinh lớp 10A2 học chương trình chuẩn, mơn tự chọn Vật lý Với lớp đối chứng 10A1 (có trình độ ngang 10A2 chia lớp ngẫu nhiên từ đầu năm), dạy theo cách tiếp cận sách giáo khoa, tức tập áp dụng công thức cộng vận tốc, em phải xác định rõ hệ quy chiếu đứng yên, hệ quy chiếu chuyển động, vận tốc tuyệt đối, vận tốc kéo theo vận tốc tương đối Sau đó, hai lớp làm kiểm tra 15 phút (đề phần phụ lục) thu kết sau: Lớp 10A2 10A1 đến 10 điểm học sinh ≈ 9,5% học sinh ≈ 0% 6,5 đến 25 học sinh ≈ 59,5% 16 học sinh ≈ 37,2% đến 6,5 Dưới điểm 10 học sinh ≈ 23,8% 21 học sinh ≈ 48,8% học sinh ≈ 7,1% học sinh ≈ 14,0% Nhận xét: - Kết cho thấy, giải pháp thay đề tài có hiệu tốt - Với cách tiếp cận này, ta vận dụng cho chương động lực học chương định luật bảo toàn 19 C KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT * Kết luận Nội dung đề tài giúp học sinh biết vận dụng công thức cộng vận tốc tốt hơn, qua việc hệ thống lại điều quan trọng áp dụng công thức cộng vận tốc lựa chọn tập điển hình cho học sinh học lớp 10 luyện tập Mặc dù, cố gắng để chắt lọc kiến thức tập để giúp học sinh hiểu biết áp dụng công thức cộng vận tốc, chắn hạn chế chưa áp dụng cho đối tượng học sinh … Kính mong nhận góp ý bổ xung quý thầy cô để đề tài hoàn thiện * Đề xuất - Đối với trường THPT: Tăng cường thời gian tạo điều kiện sở vật chất cho buổi ngoại khóa để em có điều kiện tiếp xúc khám phá thực tế, đối ứng với điều học sách, để em có nhìn thực tế - Đối với sở GD-ĐT: Trong lần tập huấn, cần lồng ghép việc trao đổi ý tưởng, kinh nghiệm hay trường Các sáng kiến kinh nghiệm xếp loại cấp tỉnh hàng năm nên đưa lên mạng để phổ biến rộng rãi toàn tỉnh để trường nghiên cứu áp dụng Thanh Hóa, ngày 25 tháng 05 XÁC NHẬN năm 2013 CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Tôi xin cam đoan SKKN Hiệu trưởng viết, khơng chép nội dung người khác Vũ Văn Thành Lê Văn Huy 20 21 TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách giáo khoa vật lí 10 (Bộ GD-ĐT) Vật lí 10 chuẩn (Bộ GD-ĐT) Bài tập vật lí 10 (Bộ GD-ĐT) Bài tập vật lí 10 chuẩn (Bộ GD-ĐT) Bài tập học (Dương Trọng Bái - Tơ Giang) 121 tập vật lí 10 (Vũ Thanh Khiết, Phạm Q Tư, Hồng Hữu Do, Nguyễn Anh Thi, Nguyễn Đức Hiệp) Tuyển tập tập vật lí 10 - Tập Cơ học (Dương Trọng Bái, Lương Tất Đạt, Nguyễn Mạnh Tuất) Chuyên đề bồi dưỡng vật lí 10 (Nguyễn Đình Dỗn) 500 tập vật lí 10 (Nguyễn Thanh Hải) 10 Giải tốn vật lí 10 (Bùi Quang Hân) 22 PHỤ LỤC Đề kiểm tra 15 phút: Câu (4 điểm) Xe đuổi theo xe đường thẳng, ban đầu chúng cách 10 km Hai xe chuyển động thẳng với tốc độ 40 km/h 10 km/h Sau xe đuổi kịp xe Câu (6 điểm) Một cano thường đưa khách từ bến A đến bến B bên sông cách 600 m Coi hai bờ sơng song song, AB vng góc với bờ sông Coi cano chuyển động thẳng với vận tốc 36 km/h so với dòng nước, vận tốc nước so với bờ sông m/s Để cano sang B cano phải hướng mũi theo hướng nào, thời gian cano qua sông vận tốc cano so với bờ bao nhiêu? Hướng dẫn chấm Câu r r Gọi vận tốc xe xe mặt đất v1 , v2 Xét hệ quy chiếu gắn với xe coi xe đứng n, cịn xe chuyển động thẳng đến gặp xe từ khoảng cách 10 km r r r Vận tốc xe xe u u = v2 − v1 Chọn chiều dương chiều chuyển động xe u = v2 − v1 = 40 − 10 = 30 km / h Thời gian xe gặp xe là: t = s / u = 10 / 30 = 1/ h = 20 ' Điểm 1 1 Câu Điểm Ký hiệu: cano 1, nước r bờ r r Công thức cộng vận tốc: v13 = v12 + v23 (*) Vì cano theo hướng AB bờ sông nên vận tốc cano bờ sông phải hướng theo AB Như vậy, ta xác 23 r r định hướng vector v13 , v23 r r r r r Từ (*) có v12 = v13 − v23 = v13 + ( −v23 ) , dùng qui tắc hình bình r hành ta vẽ v12 , hướng mà mũi cano hướng theo B C r v12 dòng nước r −v23 r v13 A r v23 · - Góc hợp mũi cano AB BAC : ( ) · Sin BAC = v23 / v12 = / → · BAC = 11,50 - Tốc độ cano bờ là: 2 v13 = v12 − v23 = 102 − 22 = 9,8 m / s - Thời gian cano sang sông: t = AB / v13 = 600 / 9.8 = 61,2 s 24 25 ... dẫn học sinh biết vận dụng công thức cộng vận tốc có hiệu sáng kiến kinh nghiệm: "Rèn luyện kỹ vận dụng công thức cộng vận tốc toán động học – vật lý 10 – Chương trình chuẩn" Điểm đề tài giúp học. .. thức cộng vận tốc Nội dung đề tài rèn luyện kỹ vận dụng công thức cộng vận tốc nên cách giải trình bày cách giải có sử dụng cơng thức cộng vận tốc Có thể vài tập, sử dụng công thức cộng vận tốc. .. chuyển động, vận tốc tuyệt đối, vận tốc tương đối hay vận tốc kéo, khó áp dụng công thức cộng vận tốc - Khả áp dụng toán học vào vật lý - Thi đại học dạng trắc nghiệm nên nhiều em nhớ công thức