SKKN Sử dụng sơ đồ, đồ thị để giải bài tập vật lý

- Trong quá trình giảng dạy bộ môn vật lý cũng như ôn tập, bồi dưỡng nâng cao chất lượng cho HS, tôi đã rút ra được một số kinh nghiệm giảng dạy hiệu quả.. Đó là tôi đã áp dụng sơ đồ hóa

Trang 1

MỤC LỤC

Trang 2

GV: Trần Ngọc Thanh Trang 2 Trường THCS Nguyễn Chí Thanh

A/ ĐẶT VẤN ĐỀ

I/ Lý do chọn đề tài:

- Đất nước ta đang bước vào thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá rất sôi động những cũng nhiều thách thức Cùng với sự đổi mới về kinh tế đó đòi hỏi ngành GD-ĐT có những đổi mới căn bản mạnh mẽ vươn tới sự phát triển ngang tầm của khu vực thế giới

Sự nghiệp GD&ĐT phải có phần quyết định vào việc bồi dưỡng trí tuệ khoa học, năng lực sáng tạo cho thế hệ trẻ

- Bước vào thời kỳ mới, thời kỳ mà yêu cầu cao của xã hội về mọi mặt Trong đó giáo dục đã và đang chuyển mình sâu sắc, kể cả chất và lượng; phụ huynh học sinh đều nhận thức cao về vấn đề học của con em mình về các môn học nói chung và môn Vật Lý nói riêng Trước tình hình thực tế đòi hỏi và yêu cầu như thế, song chương trình SGK, SGV và các loại sách tham khảo chưa thực sự cụ thể hoá các phân dạng chương trình bồi dưỡng, hay nói cách khác là cách hướng dẫn cho học sinh nắm bắt dạng toán vật Lý một cách nhanh nhất, có hiệu quả nhất thì chưa thực sự rõ ràng chi tiết

- Trong quá trình giảng dạy bộ môn vật lý cũng như ôn tập, bồi dưỡng nâng cao chất lượng cho HS, tôi đã rút ra được một số kinh nghiệm giảng dạy hiệu quả Đó là tôi đã

áp dụng sơ đồ hóa các dạng toán theo từng chuyên đề để học sinh nắm bắt được sâu hơn

Ở đề tài này tôi sẽ giới thiệu về sử dụng sơ đồ, đồ thị để giải các bài toán chuyển động

II/ Yêu cầu:

Đưa ra được các dạng toán, được biểu thị trên sơ đồ Hướng dẫn học sinh các dạng toán đó

và áp dụng sơ đồ để giải một cách thuận tiện mà nhanh nhất

- Khai thác các bài toán khó đã áp dụng từ sơ đồ đã vạch ra

- Áp dụng bồi dưỡng HS giỏi và khai thác một cách triệt để các kiến thức đặt ra trong chương trình

III/ Đối tượng và thời gian nghiên cứu:

- Đối tượng: Kỹ năng giải bài tập Vật lý, học sinh khối 8

- Thời gian áp dung: Một năm học ( 2010 - 2011)

IV/.Tài liệu tham khảo

1 SGK Vật lý 8

2 SGK Vật lý 9

3 Sách Vật lý nâng cao 8

4 Sách Vật lý nâng cao 9

5 Chuyên đề bồi dưỡng HS giỏi vật lý 8

6 Chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý 9

7 121 bài tập vật lý nâng cao 8

Trang 3

8 121 bài tập vật lý nâng cao 9

B/ NỘI DUNG I/ Cơ sở lý luận:

- Việc nâng cao và bồi dưỡng kiến thức cho học sinh là một nhiệm vụ trong quá trình giảng dạy của người giáo viên Để đặt được điều này, người giáo viên phải luôn tìm tòi, xây dựng cho mình những phương pháp giảng dạy sao cho có hiệu quả nhất, để từ đó học sinh mới có thể lĩnh hội kiến thức một cách chọn vẹn và sâu hơn

- Giải bài tập Vật lý là một nhiệm vụ trong quá trình học tập của học sinh Tuy nhiên việc giải như thế nào cho nhanh và hiệu quả là một yêu cầu cơ bản Đây chính là vấn đề mà người giáo viên cần nghiên cứu và áp dụng cho học sinh thực hiện Sơ đồ hóa bài tập, tức là sử dụng sơ đồ, đồ thị để giải quyết vấn đề nêu ra của bài tập là một phương pháp cần được áp dụng Phương pháp này làm cho học sinh có thể hình dung và hệ thống được các dữ kiện và yêu cầu của bài toán một cách rõ ràng, từ đó có thể đưa ra được ngay cách giải quyết cho yêu cầu đó Cũng từ đó học sinh có thể xây dựng được phương pháp chung khi giải các bài tập liên quan với dạng đó

II/ Thực trạng vấn đề:

Trong quá trình giảng dạy tại trường THCS Nguyễn Chí Thanh, tôi nhận thấy học sinh rất lúng túng trong việc giải bài tập Vật lý, nhiều em không hệ thống hóa lại được đầu bài dẫn đến không thể tìm ra hướng giải quyết cho bài toán Khi rơi vào tình trạng này các

em chỉ giải quyết bài toán một cách máy móc, thiếu chính xác, không có lập luân lôgic…(Trong vấn đề này cũng không ngoại trừ kiến thức toán học của các em còn thấp)

Từ đó làm cho kết quả học tập của các em chưa được cao

III/ Giải quyết vấn đề:

- Trong suốt quá trình giảng dạy và bồi dưỡng HS giỏi, tôi thấy các SGK, sách tham khảo khi đưa ra các bài tập vật lý, các hướng dẫn giải khác nhau Nhưng chưa đưa ra hướng dẫn chung trước khi làm các dạng bài tập cho học sinh (ta có thể gọi là gây nhiễu) làm cho học sinh nắm bắt một cách mơ hồ, không rõ ràng, làm rồi nhưng có thể quên hoặc không nhớ lâu do không được định hướng rõ ràng

- Với kinh nghiệm của mình tôi đưa ra một số định hướng và các dạng bài tập cụ thể như sau:

Dạng 1: Hai vật chuyển động cùng chiều trên một đường thẳng

B

Xe 1 Xe 2

Trang 4

* Loại 1: Hai vật chuyển động cùng chiều gặp nhau (dạng toán hiệu vận tốc)

Hai vật cùng xuất phát cùng thời điểm và cùng chiều từ A đến B, một vật bắt đầu từ A, một vật bắt đầu từ B, hai vật gặp nhau tại C

Với bài toán này có thể yêu cầu tìm thời gian t, hoặc tìm AB, hoặc tìm v1 , v2 khi đã biết các đaị lượng khác nhưng nó đều có cách giải chung nhất là:

AC = AB + BC hay S1 = AB + S2

Thay các đại lượng đã có sẵn công thức vào biểu thức, ta được:

v1t = AB + v2t => (v1- v2)t = AB (*)

Từ (*) học sinh có thể dễ dàng tìm thấy t khi biết AB và v1, v2 hoặc tìm được AB khi biết t,

v1và v2

Ví dụ 1: Hai vật xuất phát cùng lúc từ A và B cách nhau 340m chuyển động cùng chuều

theo hướng từ A đến B Vật thứ nhất chuyển động đều từ A với vận tốc v1 vật thứ hai chuyển động đều với vận tốc Biết rằng sau 136 giây hai vật gặp nhau Tính vận tốc của mỗi vật ?

Hướng dẫn giải:

áp dụng sơ đồ trên ta có: AC = AB + BC

=> S1 = AB + S2

=> v1t = AB + v2t

=> (v1 - v2)t = AB

Mà => = 2,5 => v1 = 5 (m/s), v2 = 2,5 (m/s)

Từ bài toán trên ta có thể hướng dẫn học sinh tìm các đại lượng khác theo sơ đồ và giải bài tập nâng cao

Cũng có thể chuyển dạng toán trên thành đồ thị như sau:

Từ bài toán học sinh vẽ ra đồ thị rồi giải

hoặc từ đồ thị cho học sinh đặt đề bài toán rồi giải

B

C

A

S (km)

t (h)

Trang 5

* Loại 2 : Hai vật chuyển động cùng chiều không gặp nhau

Với dạng này cũng có thể yêu cầu học sinh tìm các đại lượng vật lý như trên song cách lập luận hướng dẫn thực hiện như sau:

S1 (AC) + CD = AB + S2 (BD)

v1t + CD = AB + v2t (v1- v2)t = AB - CD (*) Đến đây có thể thấy v1 > v2 => AB > CD hoặc v1 < v2 => AB < CD cả hai trường hợp đều phù hợp => từ (*) rút ra được đại lượng cần xác định như cách lập luận ở loại 1

Ví dụ 2: Lúc 7h hai xe xuất phát từ hai địa điểm A và B cách nhau 24km Chúng

chuyển động cùng chiều từ A đến B xe thư nhất khởi hành từ A với vận tốc 42 (km/h) xe thứ 2 khởi hành từ B với vận tốc 36(km/h)

a, Tìm khoảng cách hai xe sau 45 phút kể từ lúc xuất phát

b, Hai xe có gặp nhau không ? nếu có chúng gặp nhau lúc mấy giờ ở đâu ?

a, Giả sử sau 45 phút (3/4 h) xe 1 ở C xe 2 ở D

24 km

S 1 S 2

K/c 2 xe sau 45 phút

Trang 6

=> AC + CD = AB + BD

=> S1 + CD = AB + S2

=> v1t + CD = AB + v2t

=> (v1 - v2) t = AB - CD

=> AB - (v1 - v2) t = CD

=> 24 - (42-36) 3/4 = CD => CD = 19.5(km) Vậy khoảng cách của 2 xe sau 45 phút là 19,5km

b) Khi 2 xe gặp nhau AE - BE = AB

S1’ - S2’ = AB (v1 - v2) t’ = AB

( Hai xe gặp nhau lúc 11h) Điểm gặp nhau của 2 xe là: AE = 42 x 4 = 168 (km)

Tất cả các bước giải trên giáo viên cho học sinh vẽ và nghiên cứu trực tiếp trên sơ đồ Dạng toán trên có thể hướng dẫn học sinh vẽ đồ thị như sau:

Dạng 2: Chuyển động ngược chiều

* Loại 1: Chuyển động ngược chiều gặp nhau

t 2

(t/g gặp nhau)

t 1 = 0,75h t (h)

S(km)

A

D

C

B

(Vị trí 2 xe gặp nhau) E

K/c 2xe sau 45phút

K/c ban đầu của 2 xe

Chỗ gặp nhau của 2 xe

Trang 7

Giả sử hai vật cùng xuất phát từ A và B gặp nhau tại C với các yêu cầu tìm các đại lượng

v1, v2, AB hoặc AC và CB ta dựa vào các lập luận sau:

AB = AC + CB

=> AB = v1t + v2t => AB = (v1 + v2) t (*)

Từ (*) ta có thể xác định các đại lượng cần thiết (hướng dẫn cho học sinh theo các bước

như loại 1)

Ví dụ 3: Hai người xuất phát từ hai địa điểm A và B cách nhau 75km

Người đi từ A về B với vận tốc v1 = 25km/h Người đi từ B về A với vận tốc v2 = 12,5km/h Hỏi sau bao lâu 2 ngươi gặp nhau, xác định chỗ gặp nhau đó

Theo sơ đồ trên ta có AB = AC + CB

AB = v1t + v2t

AB = (v1 +v2)t

=>

Vậy sau 2 giờ 2 người gặp nhau,

chỗ gặp nhau cách A một đoạn AC

AC = S1 = 25 2 = 50(km) (đây là dạng toán tổng vận tốc)

* Loại 2: Chuyển động ngược chiều chưa gặp nhau

Giả sử 2 vật cùng xuất phát từ A và B sau một thời gian còn cách nhau một đoạn

CD

Hướng dẫn giải

AB = AC + CD + DB

=> AB - CD = AC + DB

=> AB - CD = S1 + S2

Chỗ gặp nhau của 2 xe

D

Trang 8

=> AB - CD = v1t + v2t

=> AB - CD = (v1 + v2) t (**)

Từ (**) ta hướng dẫn học sinh tìm các đại lượng cần thiết trong công thức tuỳ theo giả thiết của bài toán

Ví dụ 4: Hai vật chuyển động thẳng đều trên cùng một đường thẳng, nếu đi ngược chiều

để gặp nhau thì sau 10 giây khoảng cách giữa 2 vật giảm 12m Nếu đi cùng chiều thì sau

10 giây khoảng cách giữa 2 vật chỉ giảm 5m Hãy tìm vận tốc của mỗi vật và tính quãng đường mỗi vật đã đi được sau thời gian 30 giây

Gọi S1; S2 là quãng đường đi được của các xe

Ta có S1 = v1t và S2 = v2t

- Khi đi ngược chiều (hình 1) độ giảm khoảng cách của 2 vật bằng tổng quãng đường 2 vật

đã đi:

S1 + S2 = 12(m)

- Khi đi cùng chiều (hình 2) độ giảm khoảng cách của 2 vật bằng hiệu quãng đường 2 vật

đã đi được: S1 - S2 = 5(m)

Lấy (1) + (2) => 2 v1 = 1,7 => v1 = 0,85(m/s)

Vận tốc của vật thứ 2: v2 = 1,2 - 0,85 = 0,35(m/s)

S 1

S 2

Trang 9

Dạng 3: Dạng bài toán phát triển

Trên một đường đi qua 3 thành phố A, B, C (B nằm giữa A và C) có 2 người chuyển động đều M xuất phát từ A bằng ô tô và N xuất phát từ B bằng xe máy, họ khởi hành để đi về phía C cùng vào hồi 8h và đến C vào hồi 10h30 phút (cùng ngày) Trên đường sắt kề bên đường ô tô một con tàu chuyển động từ C đến A gặp N vào hồi 8h30 phút và gặp M vào hồi 9h6 phút Biết quãng đường AB bằng 75km và vận tốc con tàu bằng 2/3 vận tốc M Tính quãng đường BC

Từ sơ đồ trên ta lập luận và hướng dẫn cho học sinh giải bài toán như sau:

Gọi vận tốc của M là v1, của N là v2 ứng với các khoảng thời gian là t1 và t2 ta có:

S1 = v1 t1 và S2 = v2 t2

Mà v1 t1 = v2 t2 + AB (như dạng toán 1 đã nêu)

Với t1 = t2 = t = 2,5 h

=> (v1 - v2)t = AB

=> v1 - v2 = 30 (1) Mặt khác ta có tàu gặp N vào hồi 8h30’ tức là N đã đi được 1/2h, gặp M lúc 9h06 tức là M

và N đã đi được 11/10h

Ta có thời gian tàu đi từ khi gặp N đến khi gặp M là 36 phút

8h00

A

9h06

M T

8h00

B

8h30

N T

C

Q/đường M đi được tới khi gặp tàu

SM

Q/đường N đi được tới khi gặp tàu

S N

Q/đường tàu đi được từ khi gặpN tới khi gặp

M

S T

Trang 10

Ta có: ST = SN + SM

( vì vt của tàu bằng 2/3 vt của M)

=>

Thay (2) vào (1) ta được v1 = 60km/h; v2 = 30km/h Quãng đường BC = v2t2 = 30.2,5 = 75(km)

IV/ Hiệu quả của đề tài:

Sau một năm áp dụng đề tài “Sử dụng sơ đồ, đồ thị để giải bài tập Vật lý " tôi đã

thu được kết quả rõ rệt Đó là học sinh đã biết cách sơ đồ hóa các bài toán ( vẽ sơ đồ, đồ thị, hình minh họa …) để tìm ra cách giải nhanh nhất mà chính xác hơn Cũng từ đó mà kết quả học tập của các em cũng được nâng cao Cụ thể như sau:

Năm học

Trang 11

C/ KẾT LUẬN

Chúng ta thấy rằng Vật lý không chỉ dừng lại ở kết quả của một bài tập mà kết quả

đó còn là cơ sở thực tiễn tạo tiền đề cho con người đi vào cuộc sống, xã hội Để làm được như vậy mỗi giáo viên dạy vật lý cần phải có kế hoạch để nâng cao chất lượng giảng dạy của bộ môn Bản thân tôi là một giáo viên giảng dạy vật lý cũng đã tìm tòi xây dựng

nhiều biện pháp để thúc đẩy chất lượng bộ môn Kinh nghiệm Sử dụng sơ đồ, đồ thị để

giải bài tập vật lý là một trong những kinh nghiệm mà bản thân tôi rút ra được trong quá

trình giảng dạy Đối với cá nhân tôi nhận thấy, việc sử dụng sơ đồ, đồ thị để giải bài tập vật lý cũng đã mang lại hiệu quả đáng kể cho chất lượng bộ môn vật lý tại trường THCS Nguyễn Chí Thanh năm học vừa qua Điều này cho thấy hiệu quả của đề tài đã được khẳng định Thiết nghĩ, việc phát triển và mở rộng áp dụng đối với đề tài này sẽ mang lại hiệu quả cho học sinh trong quá trình giải bài tập cũng như nâng cao chất lượng cho bộ môn vật lý

Trên đây là một kinh nghiệm mà tôi rút ra được trong quá trình giảng dạy bộ môn vật lý Tuy vậy việc xây dựng và phát triển đề tài còn nhiều hạn chế, mong các đồng nghiệp góp ý xây dựng cho đề tài được hoàn thiện hơn

Mong nhận được sự góp ý, xin chân thành cảm ơn!

Nam Dong, ngày 24/10/2011

Người thực hiện

Trang 12

Trần Ngọc Thanh

Định dạng
Số trang	12
Dung lượng	2,49 MB