SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM PHƯƠNG PHÁP BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI LỚP 8 PHẦN CHUYỂN ĐỘNG PHẦN 1 : MỞ ĐẦU I.Mục đích của sáng kiến Qua sáng kiến sẽ đưa ra được hệ thống phân loại các bài tâp nân
Trang 1MỤC LỤC
2
Chương 4 : Kiểm chứng các giải pháp đã triển khai của
sáng kiến
15
Trang 2SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM PHƯƠNG PHÁP BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI LỚP 8
PHẦN CHUYỂN ĐỘNG
PHẦN 1 : MỞ ĐẦU
I.Mục đích của sáng kiến
Qua sáng kiến sẽ đưa ra được hệ thống phân loại các bài tâp nâng cao phần
chuyển động, Phương pháp vẽ hình, phân tích các mối liên hệ và phương pháp giải cụ thể các dạng bài tập đó, qua đó bồi dưỡng các kiến thức nâng cao của bộ môn vậy lý và kiến thức của các môn có liên quan Đồng thời qua đây cũng giúp một người giáo viên khác có thể tham khảo và thực hiện đuợc theo đúng ý đồ của sáng kiến
Nhằm nâng cao chất lượng mũi nhọn bồi dưỡng học sinh giỏi lớp 8 nói riêng, đội tuyển học sinh giỏi nói chung
Giúp học sinh có phương pháp giải bài tập phần chuyển động, và phân loại các bài tập chuyển động
2 Đóng góp về mặt khoa học
- Khi sáng kiến được áp dụng vào thực tiễn sẽ tăng cương khả năng tư duy, lòng đam mê , yêu thích môn học nhờ đó học sinh sẽ ham học bộ môn và sẽ tự giác tìm tòi nghiên cứu Chính vì vậy sẽ góp phần vào công tác quản lý dạy và học có hiệu quả hơn
- Qua chủ đề này học sinh có khả năng vận dụng vào việc sáng tạo thiết kế phương tiện và cách thức di chuyển khoa học nhất, tiện ích và phù hợp với thực tiễn cuộc sống
Trang 3PHẦN 2 : NỘI DUNG
Chương 1 :Cơ sở khoa học của sáng kiến
1 Cơ sở lý luận của sáng kiến
Theo lý luận dạy học vật lý thì quá trình dạy học là sự tuơng tác và thống nhất biện chứng giữa nguời học và nguời dạy Trong đó giáo viên là nguời thiết kế nguời tổ chức chỉ đạo các hoạt động của học sinh , còn học sinh là trung tâm, người thi công nguời tích cực chủ động học tập nhằm chiếm lĩnh và vận dụng đuợc các kiến thức vào thực tiễn đồng thời qua thực tế giảng dạy, bồi dưỡng học sinh giỏi tôi nhận thấy việc bồi dưỡng học sinh giỏi phải kết hợp tốt hai yếu tố phương pháp và kiến thức Đặc biệt đối với bộ môn Vật lý lớp 8 mức độ kiến thức toán và khả năng tư duy lôgic, tư duy tổng hợp của các em còn hạn chế nên phần phương pháp giải phù hợp với khả năng của các em là rất quan trọng
Để giải quyết được các bài tập chuyển động thì học sinh phải trang bị đủ kiến thức Vật lý, và những kiến thức toán liên quan
Khi làm tốt chủ đề này sẽ giúp các em có nền tảng kiến thức, kĩ năng, phương pháp cho việc bồi dưỡng học sinh giỏi các cấp hàng năm
2 Cơ sở thực tiễn
Từ những cơ sở thực tiễn là học sinh chưa có phương pháp giải cụ thể cho phần bài tập chuyển động và đặc biệt là chưa phân dạng được bài tập phần chuyển động nên cần phải giúp cho học sinh có một hành trang về phương pháp giải các bài tập Vật lý về chuyển động
Học sinh đã đuợc trang bị các kiến thức về công thức vận tốc , công thức đường đi , chuyển động đều và chuyển động không đều Các kiến thức liên quan như định lý pitago, …
Từ nhiệm vụ năm học 2014 -2015 nói riêng và hàng năm nói chung là bồi dưỡng học sinh giỏi lớp 8 thi cấp huyện và học sinh giỏi khôi 9 thi cấp huyện và cáp tỉnh tôi đă chọn đề tài sáng kiến kinh nghiệm về phương pháp bồi dưỡng học sinh giỏi lớp 8 phần chuyển động
Trang 4Chương 2 : Thực trạng vấn đề mà sáng kiến đề cập đến
a, Kết quả khảo sát (đầu năm)
b, Nguyên nhân
- Do tư duy của học sinh còn hạn chế
- Khả năng tự sáng tạo chưa cao
- Khả năng vận dụng toán học chưa có kĩ năng
- Kĩ năng vẽ hình biểu diễn còn hạn chế
- Chưa có thói quen nhận dạng, phân tích đầu bài, khả năng tổng hợp
đề còn hạn chế
- Hứng thú học tự giá của học sinh không cao
Chương 3 : Những giải pháp, biện pháp mang tính khả thi
Những bài tập phần chuyển động lớp 8 rất đa dạng, trong sáng kiến tôi chỉ
đề cập tới vấn đề chuyển động gồm 3 chuyển động trở xuốc gồm 8 tiết, song đây
là phần kiến thức trọng tâm trong việc bồi dưỡng học sinh giỏi
Để khắc phục những nhược điểm đã nêu ở trên thì học sinh cần nắm vững phương pháp giải các bài tập ở phần này
1 Giáo viên chuẩn bị tốt hệ thống kiến thức lí thuyết và kiến thức khác liên quan.
a, Kiến thức lý thuyết
- Kiến thức về chuyển động đều và chuyển động không đều
- Kiến thức về vận tốc và vận tốc trung bình
- Kiến thức về tính tương đối của chuyển động và đứng
- Kiến thức về tổng quãng đường và tổng thời gian
b, Kiến thức liên quan
- Kiến thức về đường phân giác
- Kiến thức về đường trung trực
Trang 5- Kiến thức về tổng các góc trong của tam giác, tứ giác
- Kiến thức về định lý Pitago
- Kiến thức về tính chu vi đường tròn
- Kiến thức về các phương pháp biến đổi
2 Phân dạng các bài tập
Dạng 1: Hai chuyển động có khoảng cách ban đầu
Dạng 2: chuyển động thay đổi vận tốc
Dạng 3: chuyển động vượt qua nhau
Dạng 4: chuyển động theo dự định
Dạng 5: chuyển động trên nước
Dạng 6: chuyển động vuông góc
3 Một số bài tập ví dụ Dạng 1: Hai chuyển động có khoảng cách ban đầu
a Hai chuyển động cùng chiều
Bài 1 : Từ 2 địa điểm A và B cách nhau 50km có 2 người cùng khởi hành một lúc đi cùng chiều theo chiều AB Biết người đi từ A có vận tốc 40Km/
h, người đi từ B có vận tốc 30km/h Tìm thời điểm 2 người gặp nhau
Cách 1 :
* phương pháp vẽ hình minh họa
Gọi C là vị trí 2 người gặp nhau sau thời gian t thì ta có hình vẽ:
* Phương pháp giải :
Gọi S1 là quãng đường đi được của người xuất phát từ A sau thỏi gian t :
S1 = v1 t ( 1)
Gọi S2 là quãng đường đi được của người xuất phát từ B sau thỏi gian t :
S2 = v2 t ( 2)
Trang 6Ta có : S1 – S2 = S
V1 t1 – v2 t2 = S
(V1 – v2 ) t = S
t = 5 h thay t vào 1 ta có S1 = 40 5 = 200 km
vậy sau 5h kể từ lúc 2 người khởi hành thì gặp nhau Vị trí gặp nhau cách A 200 km
Cách 2 : Chọn A là mốc tọa độ lúc 2 người khởi hành là mốc thời gian
+ Vị trí của người xuất phát từ A sau thời gian t là : XA = SA = v1 t
+ Vị trí của người xuất phát từ B sau thời gian t là ; XB = S + SB = 50 + v2 t + ta có XA = XB nên t =5h và XA = 200km
* Kiến thức sử dụng :
- Công thức cộng quãng đường
- Dùng công thức vận tốc biến đổi thế vào công thức cộng quãng đường
Bài 2: Có một ô tô và một xe máy xuất phát từ thành phố A đi về thành phố B , Biết xe máy xuất phát lúc 7h với vận tốc 30km/h, ô tô xuất phát lúc 8h với vận tốc 60km/h tìm vị trí và thời gian 2 xe gặp nhau
* phương pháp giải :
Đưa bài toán về dạng 2 chuyển động có khoảng cách ban đầu
+ tính quãng đường xe máy đi được trong 1 h là S0 , từ đó coi ô tô và xe máy cùng xuất phát một lúc nhưng ở 2 địa điểm cách nhau S0 km
= Sau đó làm tương tự bài 1
b hai chuyển động ngược chiều
Bài 3 : Từ 2 địa điểm A và B cách nhau 100 km có 2 người cùng khởi hành một lúc đi ngược chiều Biết người đi từ A có vận tốc 20Km/h, người đi từ B có vận tốc 30km/h Tìm thời điểm 2 người gặp nhau
* phương pháp vẽ hình minh họa
Gọi C là vị trí 2 người gặp nhau sau thời gian t thì ta có hình vẽ:
Trang 7
* Phương pháp giải :
Gọi S1 là quãng đường đi được của người xuất phát từ A sau thỏi gian t :
S1 = v1 t ( 1)
Gọi S2 là quãng đường đi được của người xuất phát từ B sau thỏi gian t :
S2 = v2 t ( 2)
Ta có : S1 + S2 = S
V1 t1 + v2 t2 = S
(V1 + v2 ) t = S
t = 2 h thay t vào (1) ta có S1 = 20 2 = 40 km
vậy sau 2h kể từ lúc 2 người khởi hành thì gặp nhau Vị trí gặp nhau cách A 40 km
Cách 2 : Chọn A là mốc tọa độ lúc 2 người khởi hành là mốc thời gian
+ Vị trí của người xuất phát từ A sau thời gian t là : XA = SA = v1 t
+ Vị trí của người xuất phát từ B sau thời gian t là ; XB = S - SB = 100 - v2 t + ta có XA = XB nên t =2h và XA = 40km
* Kiến thức sử dụng :
- Công thức cộng quãng đường
- Dùng công thức vận tốc biến đổi thế vào công thức cộng quãng đường
Dạng2: Chuyển động thay đổi vận tốc
Bài tập 1 :
Một người đi trên quãng đường AB, biết một nửa quãng đường đầu người đó có vận tốc= 12km/h và một nửa quãng còn lại người đó có vận tốc 20km/h Tìm vận tốc trung bình của người đó trên cả quãng đường
Trang 8* phương pháp giải :
Gọi t1 là thời gian người đó đi trong nửa quãng đường đầu S1
Gọi t2 là thời gian người đó đi trong nửa quãng đường đầu S2
Gọi t là thời gian người đó đi trong cả quãng đường đầu S
Ta có : t = t1 + t2
Bài tập 2 : Một người đi trên quãng đường AB, biết một nửa thời gian đầu người
đó có vận tốc= 12km/h và thời gian còn lại người đó có vận tốc 20km/h Tìm vận tốc trung bình của người đó trên cả quãng đường
* phương pháp giải :
Gọi S1 là quãng đường người đó đi được trong nửa thời gian đầu t1
Gọi S2 là quãng đường người đó đi được trong nửa thời gian đầu t2
Gọi S là quãng đường người đó đi được trong nửa thời gian đầu t
Ta có : S = S1 + S2
Bài 3 :Một ô tô chuyển động trên nửa quãng đường với vận tốc 60km/h Phần còn lại nó chuyển động với vận tốc 15 km/h trong nửa thời gian đầu và 45km/h trong nửa thời gian sau Tìm vặn tốc trung bình của ô tô trên cả quãng đường
* phương Pháp giải : Chia bài toán trên thành 2 bài toán nhỏ
Trang 9+ tính vân tốc trung bình của ô tô trên nủa quãng đường sau ( biết tỷ lệ thời gian giống bài 2) vận dụng cách làm của bài 2
+Tính vận tốc trung bình trên cả quãng đường ( biết tỷ lệ quãng đường như bài 1) vận dung cách làm như bài 1
* Hình vẽ minh họa :
Dạng3: Chuyển động vượt qua nhau
a Hai chuyển động cùng chiều
Bài 1 :Một đoàn tàu thứ nhất có chiều dài 900m chuyển động với vận tốc 36km/h Đoàn tàu thứ 2 dài 600m chuyển động với vận tốc 20m/s chậy song song cùng chiều với tàu thứ nhất Hỏi thời gian mà một hành khách ngồi trong tàu này nhìn thấy tàu kia vượt qua trước mặt mình trong bao lâu
* phương Pháp giải :
Cách 1 :
Gọi t là thời gian tàu thứ nhất vượt qua một hành khách ngồi trong tàu 2
Gọi S1 là quãng đường tàu thứ 1 đi được trong thời gian t : S1 = v1 t
Gọi S2 là quãng đường tàu thứ 1 đi được trong thời gian t : S2 = v2 t
Ta có : S2 – S1 = l1
<=> v2 t – v1 t = l1
<=> ( v2 – v1 ) t = l1
<=> t = 90s
* Hình minh họa :
Trang 10
* Gọi t’ là thời gian tàu thứ 2 vượt qua mặt người hành khách ngồi trong tau thứ nhất , làm tương tự nhưng chú ý S2 – S1 = l2 và tìm được t’ = 60s
* Hình minh họa :
Cách 2 :
Chon tàu thứ nhất làm mốc thì vận tốc tương đối giữa 2 tàu là v21 = v2 – v1
Gọi t là thời gian tàu 1 vượt qua mặt một hành khách ngồi trong tàu 2 thì :
t = l1 / v21 = 900 /10 = 90s
gọi t’ là thời gian mà tàu 2 vượt qua mặt một hành khách ngồi trong tàu 1 thì
t’ = l2 / v21 = 600/10 =60s
b Hai chuyển động ngược chiều
Bài 2 :Một đoàn tàu thứ nhất có chiều dài 900m chuyển động với vận tốc 36km/h Đoàn tàu thứ 2 dài 600m chuyển động với vận tốc 20m/s chạy song song ngược chiều với tàu thứ nhất Hỏi thời gian mà một hành khách ngồi trong tàu này nhìn thấy tàu kia vượt qua trước mặt mình trong bao lâu
* Phương pháp giải :
Cách 1 :
Gọi t là thời gian tàu thứ nhất vượt qua một hành khách ngồi trong tàu 2
Gọi S1 là quãng đường tàu thứ 1 đi được trong thời gian t : S1 = v1 t
Gọi S2 là quãng đường tàu thứ 1 đi được trong thời gian t : S2 = v2 t
Ta có : S2 + S1 = l1
Trang 11<=> v2 t + v1 t = l1
<=> ( v2 + v1 ) t = l1
<=> t = 30s
Hình vẽ minh hoa :
* Gọi t’ là thời gian tàu thứ 2 vượt qua mặt người hành khách ngồi trong tau thứ nhất , làm tương tự nhưng chú ý S2 + S1 = l2 và tìm được t’ = 20s
Cách 2 :
Chon tàu thứ nhất làm mốc thì vận tốc tương đối giữa 2 tàu là v21 = v2 + v1
Gọi t là thời gian tàu 1 vượt qua mặt một hành khách ngồi trong tàu 2 thì :
t = l1 / v21 = 900 /30 = 30s
gọi t’ là thời gian mà tàu 2 vượt qua mặt một hành khách ngồi trong tàu 1 thì
t’ = l2 / v21 = 600/30 =20s
c Ba chuyển động
Bài 3 : Một đoàn tàu chuyển động đều với vận tốc 54km/h gặp một đoàn tàu khác dài 180m chuyển động song song ngược chiều với vận tốc 36km/h Một hành khách đi trong đoàn tàu thứ nhất với vận tốc 1m/s ngược chiều đoàn tàu thứ 2 hỏi người hành khách thấy đoàn tàu thứ 2 vượt qua trước mặt mình trong bao lâu
* Phương pháp giải ;
Gọi t là thời gian đoàn tàu 2 vượt qua trước mặt người hành khách đi trong tàu 1 Gọi S1 là quãng đường tàu 1 đi được trong thời gian t
Gọi S2 là quãng đường tàu 2 đi được trong thời gian t
Gọi S3 là quãng đường người hành khách đi được trong thời gian t
Thì ta có : S1 + S2 + S3 = l2
<=> v1 t + v2 t+ v3 t = l2
<=> t = 6,92 s
Trang 12Cách 2 :
Chon người hành khách làm mốc thì văn tốc tương đối của tàu 2 so với người hành khách là ; v = v1 + v2 + v3 = 26m/s
Thời gian đoàn tau 2 đi vượt qua mặt người hành khách là ; t = 180/ 26 = 6,92 s
Dạng 4: chuyển động theo dự định :
Bài 1 : một người dự định đi bộ một quãng đường với vận tốc không đổi là v1 Nhưng đi đến nửa quãng đường thì nhờ được bạn đèo xe đạp đi tiếp với vận tốc 12km/h do đo đến nơi xớm hơn dự định 30 phút Hỏi nếu người đó đi bộ toàn bộ quãng đường thì hết bao nhiêu lâu
* Phương pháp giải :
Gọi t0 là thời gian dự định đi hết quãng đường
t là thời gian thực tế đi thì t = t1 + t2
Mặt khác t0 = t + 0,5
Dạng 5: Chuyển động trên nước
Bài 1 : Khi chạy ngược dòng một ca nô gặp chiếc bè đang trôi xuôi tại địa điểm
A Chạy được 30 phút ca nô lập tức quay lại và đuổi kịp chiếc bè tại B cách A 2
km Tìm vận tốc của nước sông
Phương pháp giải :
Cách 1 Chọn bờ sông làm mốc.
Gọi v là vận tốc của ca nô, vn là vận tốc của bè (chính là vận tốc của dòng nước)
C là điểm ca nô quay lại
Ta có thời gian bè trôi từ khi gặp ca nô ngược dòng đến khi gặp lại là:
Tổng thời gian ca nô cả đi và về là t = tngược + txuôi
Theo đề bài tngược = 30 phút = 1/2h
Trang 13Phân tích thời gian xuôi dòng ta thấy: Thời gian xuôi dòng sẽ bẳng tổng thời gian
đi từ chỗ C đến A và thời gian ca nô đi từ A đến B
Vậy ta có phương trình:
Thay AB = 2 km ta có:
Vậy vn = 2km/h
Cách 2 : Sử dụng công thức cộng quãng đường
-Khi ca nô ngược dòng tới C thì bè trôi tới D nên thời gian ca nô đi từ A đến C = thời gian bè trôi từ A đến D
Thời gian ca nô xuôi dòng từ C đén B = thời gian bè trôi từ D đén B
* Hình vẽ minh họa :
Từ đó ta có : SAB = SAD + SDB
SAB = v0 t + v0 t’ (1)
Mặt khác SAB = SCB – S CA
SAB = ( v + v0) t’ – ( v - v0 ) t (2)
Từ (1) và (2) suy ra t = t’ = 0,5h
Vận tốc của nước là v0 = 2/1 = 2km/h
Dạng 6: Chuyển động vuông góc
Bài 1 : Một người đứng cách một đường tỉnh lộ một khoảng 50m Ở trên đường tỉnh lộ đó có một ô tô đang chạy lại gần anh ta với vận tốc 10m/s Khi anh ta thấy
Trang 14ô tô còn cách mình 130m thì bắt đầu chạy ra đường tỉnh lộ để đón xe theo hướng vuông góc với mặt đường Hỏi người ấy phải chạy với tốc độ bao nhiêu để có thể gặp được ô tô
* Phương pháp
Chiều dài đoạn đường Ab ;
AB2 = AC2 - CB 2 => AB = 120m
Thời gian ô tô đi đến B là :
t = AB / V1 = 12s
Thòi gian người đó chạy từ C đến B phải = thời gian ô tô đi từ A đến B nên vận tốc của người đó là :
V = CB / 12 = 4,2 m/s
Bài tập vận dụng Bài 1 :
Lúc 4h30ph hai xe đạp cùng xuất phát tại một điểm trên một vòng tròn đua bán kính 250m với vận tốc không đổi lần lượt là 32,5km/h và 35km/h Hỏi:
a) Lần đầu tiên 2 xe gặp nhau lúc mấy giờ? Khi đó mỗi xe đi được quãng đường bao nhiêu km?
b) Trong thời gian biểu diễn 1,5h hai xe gặp nhau bao nhiêu lần?
Bài 2 :
Hai ô tô cùng khởi hành cùng một lúc và chuyển động thẳng đều, cùng chiều
từ hai địa điểm cách nhau 54km Xe thứ nhất đi với vận tốc 10m/s, xe thứ hai đi với vận tốc 54km/h
a Lập phương trình chuyển động của hai xe
b Xác định thời điểm và vị trí hai xe gặp nhau
c Xác định thời điểm và vị trí hai xe cách nhau 18km
Bài 3 :
Một ôtô chuyển động trên một đoạn đường biết một nửa thời gian đầu ô tô đi với vận tốc 60km/h Phần còn lại nó chuyển động với vận tốc 15km/h trong nửa đoạn