Phân loại bài tập chuyển động cơ học vật lí 8, bồi dưỡng học sinh giỏi phần chuyển động cơ vật lí 8, bài tập nâng cao về chuyển động cơ học, các dạng bài tập chuyển động cơ học vật lí 8, bài tập chuyển động đều, bài tập chuyển động không đều, vật lí 8
Phân loại tập chuyển động học PHẦN I: MỞ ĐẦU I Lý chọn đề tài : Lý khách quan: Căn vào nhiệm vụ chương trình vật lý THCS : cung cấp cho học sinh hệ thống kiến thức bản, trình độ phổ thông trung học sở, bước đầu hình thành học sinh kỹ phổ thông thói làm quen làm việc khoa học, góp phần hình thành họ lực nhận thức phẩm chất, nhân cách mà mục tiêu giáo dục THCS đề Vật lý sở nhiều ngành kỹ thuật quan trọng phát triển khoa học vật lý gắn bó chặt chẽ tác động qua lại trực tiếp với tiến khoa học kỹ thuật Vì hiểu vật lý có giá trị to lớn đời sống sản xuất, đặc biệt công nghiệp hoá đại hoá đất nước Căn vào nhiệm vụ bồi dưỡng học sinh giỏi hàng năm trường THCS nhằm phát học sinh có lực học tập môn vật lý bậc THCS để bồi dưỡng nâng cao lực nhận thức, hình thành cho em kỹ nâng cao việc giải tập vật lý Giúp em tham gia dự kỳ thi học sinh giỏi cấp trường, huyện , tỉnh đạt kết cao mang lại thành tích cho thân, gia đình thực mục tiêu bồi dưỡng học sinh hàng năm đề Lý chủ quan: Trong số tất môn KHTN: Toán, Lý, Hoá, Sinh… Vật lý môn khoa học khó với em : Vật lý môn khoa học thực nghiệm toán học hoá mức độ cao Đòi hỏi em phải có kiến thức, kỹ toán học đinh viêc giải tập vật lý Việc học tập môn vật lý nhằm mang lại cho học sinh kiến thức vật, tượng trình quan trọng đời sống sản xuất … kỹ quan sát tượng trình vật lý để thu thập thông tin liệ cần thiết… mang lại hứng thú học tập áp dụng kiến thức kỹ vào hoạt động đời sống gia đình cộng đồng Chương trình vật lý THCS gồm mảng kiến thức lớn: Cơ học Nhiệt học Quang học Điện , điện từ học Trong toán “chuyển động ” thuộc mảng kiến thức “cơ học” toán thiết thực gắn bó với sống hàng ngày em Tuy nhiên việc giải thích tính toán loại tập em gặp không khó khăn Vì để giúp trình lĩnh hội vận dụng giải tập “chuyển động học” tốt nhằm nâng cao chất lượng dạy học phục vụ công tác bồi dưỡng học sinh giỏi thúc định lựa chọn vấn đề để nghiên cứu áp dụng II Mục đích nghiên cứu: Phân dạng tập chuyển động học, phân tích nội dung lý thuyết có liên quan Hướng dẫn cho học sinh vận dụng lý thuyết phân tích toán đề 1 Phân loại tập chuyển động học phương pháp giải cụ thể, ngắn gọn dễ hiểu So sánh với phương pháp khác tình xảy với toán để mở rộng hiểu sâu tường tận toán Mục đích thực đạo, thiết kế, tổ chức hướng dẫn em học tập Học sinh chủ thể hoạt động nhận thức tự học, rèn luyện từ hình thành phát triển lực , nhân cách cần thiết người lao động với mục tiêu đề III Nhiệm vụ đề tài : Đề tài nêu giải số vấn đề sau : Cơ sở lý luận liên quan đến đề tài : Cơ sở thực tế trạng việc giảng dạy hướng dẫn học sinh làm tập vật lý trường THCS Phân loại hướng dẫn học sinh lớp làm tập vật lý phần kiến thức chuyển động học Kết đạt IV Đối tượng phạm vi nghiên cứu : Đối tượng nghiên cứu : Phân loại hướng dẫn học sinh làm tập vật lý lớp phần kiến thức chuyển động học Phạm vi nghiên cứu : Học sinh lớp 8A, 8B trường THCS V Giả thuyết khoa học: Để thực tốt chương trình sách giáo khoa môn vật lý lớp dạy - học theo phương pháp đổi đạt hiệu cao đòi hỏi giáo viên phải nghiên cứu, tìm tòi để đề phương pháp giảng dạy có hiệu nhằm hướng dẫn học sinh biết phân loại, nắm vững phương pháp làm tốt dạng tập chương trình sách giáo khoa VI Phương pháp nghiên cứu : Trong trình nghiên cứu sử dụng số phương pháp sau : - Phương pháp điều tra giáo dục - Phương pháp quan sát sư phạm - Phương pháp thống kê, tổng hợp, so sánh - Phương pháp mô tả - Phương pháp vật lý VII Thời gian nghiên cứu : Đề tài thực từ tháng năm 2015 đến tháng 12 năm 2015 2 Phân loại tập chuyển động học PHẦN II: NỘI DUNG I Cơ sở lý luận vấn đề nghiên cứu : Phương pháp dạy học phận hợp thành trình sư phạm nhằm đào tạo hệ trẻ có tri thức khoa học, giới quan nhân sinh quan, thói quen kỹ thực hành, vận dụng kiến thức vào thực tế Phương pháp dạy học có mối liên hệ biện chứng với nhân tố khác trình dạy học Những phương pháp dạy học phải thống biện chứng việc giảng dạy giáo viên với việc học tập học sinh Đồng thời góp phần có hiệu vào việc thực tốt khâu trình dạy học Xác định kế hoạch giáo dục, giáo dưỡng, phát triển môn cách nhịp nhàng, cụ thể hoá nhiệm vụ dạy học sở đặc điểm học sinh, điều chỉnh kế hoạch dạy học cho sát với diễn biến thực tế, tổ chức hướng dẫn học sinh học tập lớp nhà phù hợp với dự định sư phạm Đối với môn vật lý trường phổ thông, tập vật lý đóng vai trò quan trọng, việc hướng dẫn học sinh làm tập vật lý hoạt động dạy học, công việc khó khăn, bộc lộ rõ trình độ người giáo viên vật lý việc hướng dẫn hoạt động trí tuệ học sinh, đòi hỏi người giáo viên học sinh phải học tập lao động không ngừng Bài tập vật lý giúp học sinh hiểu sâu qui luật vật lý, tượng vật lý Thông qua tập dạng khác tạo điều kiện cho học sinh vận dụng linh hoạt kiến thức để tự lực giải thành công tình cụ thể khác kiến thức trở nên sâu sắc hoàn thiện trở thành vốn riêng học sinh Trong trình giải vấn đề, tình cụ thể tập đề học sinh phải vận dụng thao tác tư so sánh phân tích, tổng hợp khái quát hoá để giải vấn đề, từ giúp giải giúp phát triển tư sáng tạo, óc tưởng tượng, tính độc lập suy nghĩ, suy luận Nên tập vật lý gây hứng thú học tập cho học sinh II Cơ sở thực tế thực trạng việc hướng dẫn học sinh làm tập vật lý trường THCS Đặc điểm tình hình nhà trường: - Trường THCS Liên Ninh có sở vật chất phục vụ cho việc giảng dạy tương đối tốt, phòng học phòng thực hành vật lý kiên cố, qui cách, có đồ dùng đầy đủ cho khối lớp - Học sinh trường THCS Liên Ninh đa phần em ngoan chịu khó học tập, em có đầy đủ sách giáo khoa, sách tập - Đội ngũ giảng dạy môn vật lý trường có giáo viên Thực trạng việc hướng dẫn học sinh làm tập vật lý trường THCS Trong trình giảng dạy môn vật lý giáo viên thường sử dụng phương pháp chia nhóm để học sinh thảo luận tìm kết cho câu hỏi giáo viên thường kết luận đúng, sai không hướng dẫn thêm, việc giảng dạy vật lý tập vật lý không đạt kết cao, lớp có đối tượng học sinh giỏi, khá, trung bình, yếu, nên khả tư em khác nhau, 3 Phân loại tập chuyển động học học sinh yếu, hay trung bình tư kịp nhanh học sinh khá, giỏi nên thảo luận em chưa thể kịp hiểu vấn đề thảo luận nhóm, giáo viên lại hạn chế thời gian thi xem nhóm đưa kết nhanh thường kết tư học sinh khá, giỏi nhóm Vì giáo viên không trọng đến việc hướng dẫn học sinh phương pháp giải tập vật lý học sinh đoán mò không nắm vững kiến thức chương Thực tế trình độ học tập học sinh qua khảo sát đầu năm môn vật lý hai lớp 8A,8B sau: Lớp 8A 8B Số Giỏi kiểm SL % tra 42 11, 45 4,4 Khá Trung bình Yếu Kém SL % SL % SL % SL % 14 33, 17, 16 38,1 14,3 3,4 26 57,8 11,1 8,9 III Phân loại hướng dẫn học sinh lớp làm tập vật lý phần “cơ học chuyển động” Dạng tập định tính - Giải tập định tính đơn giản học sinh cần vận dụng hai khái niệm hay công thức học giải dạng tập nên dùng để củng cố, khắc sâu khái niện hay công thức ví dụ sau: Ví dụ 1: Điền từ hay cụm từ thích hợp vào chỗ chống câu sau cho nghĩa a, Khi vị trí vật theo thời gian so với vật ta nói vật … so với vật mốc b, Khi … vật không thay đổi, so với vật mốc ta nói vật … so với vật mốc Ví dụ 2: Trong trường hợp sau đây: a, Một mẩu phấn ném từ tay thầy giáo b, Một rơi không gian c, Một viên bi rơi từ cao xuống d, Chuyển động đầu van xe đạp quanh trụ bánh xe e, Ngăn bàn kéo Chỉ rõ trường chuyển động thẳng, chuyển động cong chuyển động tròn? Ví dụ 3: Trong chuyển động sau chuyển động chuyển động đều, chuyển động không đều? a, Chuyển động bay chim b, Chuyển động ô tô bắt đầu khởi hành c, Chuyển động bánh xe với vận tốc không đổi d, Chuyển động đoàn tàu vào ga Ví dụ 4: Khi nói chuyển động, hai học sinh phát biểu sau: - Học sinh A: Khi vị trí vật A thay đổi so với vật B vật A chuyển động so với vật B 4 Phân loại tập chuyển động học - Học sinh B: Khi khoảng cách vật A so với vật B thay đổi, vật A chuyển động so với vật B Theo em, ý kiến đúng, ý kiến sai? Tại sao? Bài tập định lượng Đó dạng tập muốn giải đựơc phải thực loạt phép tính : Để làm tốt loại tập giáo viên cần hướng dẫn học sinh đọc kỹ đề, tìm hiểu ý nghĩa thuật ngữ (nếu có), nắm vững kiện đâu ẩn số phải tìm - Phân tích nội dung tập, làm sáng tỏ chất vật lý tượng mô tả tập - Xác định phương pháp giải vạch kế hoạch giải tập Đối với tập tính toán ta phân làm hai loại: tập tập nâng cao 2.1 Bài tập Là loại tập đơn giản sử dụng nghiên cứu khái niệm, công thức hay qui tắc vật lý Đây loại tập tính toán giúp học sinh nắm vững hiểu đầy đủ hơn, sâu sắc định lượng tập vật lý Dạng tập giáo viên nên để hướng dẫn học sinh củng cố vận dụng sau học Ví dụ 5: Một ôtô hết quãng đường 110km 2h Tính vận tốc ôtô Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh + Bài toán cho biết đại lượng nào? Cần tìm đại lượng nào? + Đã biết quãng đường, thời gian chuyển động, cần tìm vận tốc + Yêu cầu HS tóm tắt kí hiệu vật lý + Tóm tắt: s = 110km t = 2h Bài làm + Ta phải vận dụng công thức để tính vận tốc ôtô? + Hãy áp dụng để tính vận tốc ôtô + Công thức tính vận tốc: + Vận tốc ôtô là: * Với toán bước đầu giúp học sinh hình thành kĩ tóm tắt đề giúp trình làm tập cách khoa học xác Đồng thời giúp học sinh ghi nhớ luyện tập công thức tính quãng đường, vận tốc thời gian chuyển động thẳng * Các dạng tương tự: cho biết v, t tính s cho biết v, s tính t Ví dụ 6: Một người quãng đường dài 3km hết 24 phút Quãng đường dài 1,95km, người hết 0,5h Tính vận tốc trung bình người hai quãng đường Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh + Bài toán cho biết đại lượng 5 Phân loại tập chuyển động học nào? Cần tìm đại lượng nào? + Đã biết độ dài thời gian hết quãng đường + Tóm tắt: s1=3km, t1 = 24 phút s2 = 1,95km, t2 = 0,5h vtb = ? Bài làm + Yêu cầu HS tóm tắt kí hiệu vật lý + Để tính công thức tính vận tốc trung bình ta cần sử dụng công thức nào? + + Nếu vận tốc trung bình tính km/h đơn vị quãng đường thời gian gì? + Áp dụng để tính vận tốc trung bình + Quãng đường đo km, thời gian đo + Đổi 24 phút = 0,4h + Vận tốc trung bình ngườ hai quãng đường là: * Với toán giúp học sinh ghi nhớ luyện tập công thức tính vận tốc trung bình quãng đường Cần ý học sinh đợn vị đại lượng có công thức 2.2 Bài tập nâng cao 2.2.a Dạng 1: Bài tập hai vật chuyển động thẳng khác vị trí (khác thời điểm) phương chuyển động Kiến thức : + Vị trí vật thời điểm t bất kì: x = x0+vt (x0 vị trí ban đầu) + Quãng đường được: s = vt + CT tính vận tốc, thời gian:; + Hai vật gặp khi: x1=x2 + Hai vật cách a km: Phương pháp giải: + Bước 1: Chọn mốc thời gian, gốc tọa độ, chiều dương trục tọa độ + Bước 2: Vẽ đồ thị tọa độ vật chuyển động + Bước 3: Sử dụng công thức xác định quãng đường chuyển động, vị trí vật + Bước 4: Dựa vào đề lập phương trình + Bước 5: Giải phương trình, kết luận Ví dụ 7: Hai xe khởi hành từ A B cách 120 km chạy hướng với vận tốc 40km/h 60km/h Hỏi sau hai xe gặp nhau? Điểm gặp cách A bao nhiêu? Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh 6 Phân loại tập chuyển động học + Bài toán cho biết đại lượng nào? Cần tìm đại lượng nào? Em tóm tắt đề Tóm tắt Ss = AB = 120km + Quãng đường xe xuất phát từ A v1 = 40km, v2 = 60km tính nào? t = ? AC = ? Khi hai người gặp C + Quãng đường xe xuất phát từ B Bài làm tính nào? + Quãng đường xe xuất phát từ A là: s1 = v1t + Tổng quãng đường mà hai xe chuyển để gặp quãng đường AB Áp + Quãng đường xe xuất phát từ B dụng kiếm thức để tìm thời gian là: s2 = v2t chuyển hai xe +Ta có: s1 + s2 = AB + Quãng đường xe từ A v1t + v2t = AB khoảng cách từ A đến vị trí gặp t = AB/( v1 + v2) = 120/(40+60) t = 1,2h + Hai xe gặp cách A số km là: s1 = v1t = 40.1,2 = 48 km * Phương pháp giải toán vật lý trình bày ví dụ học sinh tìm hiểu chương trình Toán Nếu có vật chuyển động ta giải theo cách cách dễ dàng Nếu có nhiều vật chuyển động học sinh THCS (lớp 8, 9) học tọa độ nên ta giải theo cách viết tọa độ vật sau so sánh tọa độ vật Ví dụ 8: Lúc 7h người xe đạp đuổi theo người cách 10 km Cả hai chuyển động với vận tốc 12 km/h km/h Tìm vị trí thời gian người xe đạp đuổi kịp người Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh + Bài toán cho biết đại lượng nào? Cần tìm đại lượng nào? Em tóm tắt đề + Tóm tắt: t0=7h v1=12 km/h v2=4 km/h AB = 10 km t1 = ? x = ? x1= x2 7 Phân loại tập chuyển động học + Chọn mốc thời gian, gốc tọa độ, chiều dương trục tọa độ nào? + Chọn mốc thời gian (t = 0) hai vật bắt đầu chuyển động, gốc tọa độ A chiều dương từ A đến B + Vẽ đồ thị tọa độ chuyển động vật + Đồ thị chuyển động vật V1 A x V2 A’ B B’ + Hãy xác định vị trí vật theo thời gian t + Quãng đường xe đạp s1=v1t Vị trí xe đạp x1= s1=v1t + Quãng đường người đi s2=v2t + Người xe đap đuổi kịp người Vị trí người : x2=AB + s2=AB + v2t nào? + Gặp hai người có vị trí trùng + Áp dụng để tính thời gian chuyển : x1= x2 động xe đạp người + Xe đạp đuổi kịp người khi: x1 = x2 v1t = AB + v2t t=AB : ( v1v2) t =10 : (12-4) = 1,25h = 1h15’ + Xe đạp đuổi kịp người lúc + Xe đạp đuổi kịp người lúc: giờ? t1 = t0+t = 8h15’ + Xe đạp đuổi kịp người vị trí + Vị trí xe đạp đuổi kịp người cách cách A số km : A km? x1= v1t=12.1,24 = 15km Vậy người xe đạp đuổi kịp người vị trí cách điểm xuất phát người xe đạp 15km lúc 8h15’ Ví dụ 9: Lúc 7h người từ A đến B vận tốc 4km/h lúc 9h người xe đạp từ B A vận tốc 12 km/h Biết quãng đường AB dài 34km a) Tính thời điểm vị trí họ gặp nhau? b) Lúc họ cách km? 8 Phân loại tập chuyển động học Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh + Bài toán cho biết đại lượng nào? Cần tìm đại lượng nào? Em tóm tắt đề Tóm tắt: t01 = 7h; t02 = 9h v1 = 4km/h v2 = 12km/h AB = 20km a, t1 = ? x = ? hai người gặp + Chọn mốc thời gian, gốc tọa độ, chiều b, t2 = ? hai người cách 2km dương trục tọa độ nào? Bài làm + Chọn mốc thời gian (t = 0) lúc xe đạp bắt đầu chuyển động, gốc tọa độ A chiều dương từ A đến B + Vẽ đồ thị tọa độ chuyển động vật + Đồ thị chuyển động vật A + Hãy xác định vị trí vật theo thời gian t V1 V2 B x + Quãng đường xe đạp s1= v1t Vị trí người bộ: x1= x01 + s1 = v1(t02 - t01) + v1t = + 4t + Quãng đường người đi s2 = v2t Vị trí người bộ: + Người xe đạp người gặp x2=AB - s2=AB - v2t = 20 – 12t nào? + Xe đạp đuổi kịp người khi: x1 = x2 + Áp dụng để tính thời gian chuyển động xe đạp người + 4t = 20 – 12t t =( 20 – 8) : (12 + 4) = 0,75h = 45phút + Xe đạp gặp người lúc giờ? + t1 = t02 + t = + 0,75 = 7,75h = 9h 45phút + Vị trí xe đạp gặp người cách A km? + Xe đạp gặp người cách A: x1= + 4t = + 4.0,74 = 11 (km) + Hai người cách 2km nào? + Hai người cách 2km Phân loại tập chuyển động học 16t – 12 = 16t – 12 = - t = 0,875h t = 0,625h Vậy hai người cách lúc (9 + 0,625) = 9,625h = 9h 37phút 30giây (9 + 0,825) = 9,825h = 9h 49phút 30giây Ví dụ 10: Trên đoạn đường thẳng có ba người bắt đầu chuyển động: người xe máy với vận tốc 30 km/h, người xe đạp với vận tốc 20 km/h người chạy Ban đầu, người chạy cách người xe đạp khoảng phần tư khoảng cách từ người đến người xe máy Giả thiết chuyển động ba người chuyển động thẳng Hãy xác định vận tốc người chạy để sau người gặp điểm? Giáo viên hướng dẫn học sinh làm bài: Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh + Gọi A, B, C tên vị trí ban đầu người xe máy, người xe đạp người chạy + vA = 30km/h; vB = 20km/h; vc + Gọi khoảng cách người chạy người xe máy L AC = L; CB = L/4 + Chọn gốc thời gian lúc người chuyển động Chọn gốc tọa độ A, chiều dương từ A đến B + Hãy xác định vị trí ba người theo thời gian t + Vị trí người từ A: xA = vAt Vị trí người từ B: xB = AB + vBt Vị trí người từ C: xC = AC + vCt + A B gặp nào? + A B gặp khi: xA = xB vAt = AB + vBt => + C B gặp nào? + C B gặp khi: xC = xB AC + vCt = AB + vBt => + Để ba người gặp lúc + Để người gặp lúc phải thỏa mãn điều kiện gì? (1) + Có thể xảy trường hợp sau: Trường hợp 1: A, B chuyển ngược chiều, hướng nhau, C khoảng AB 10 10 Phân loại tập chuyển động học pháp xác định tọa độ vị trí vật ta không cần tính lại khoảng thời gian, làm ngắn gọn đầy đủ trường hợp, cần ý giá trị vận tốc Nếu vật chuyển động chiều dương có giá trị dương, vật chuyển động ngược chiều dương có giá trị âm Ví dụ 11: Hai vật chuyển động thẳng đường thẳng Nếu ngược chiều để gặp nhau, sau 10 giây, khoảng cách hai vật giảm 10m Nếu chiều sau 10 giây khoảng cách chúng giảm 8m Tìm vận tốc vật Bài làm: Cách 1: Gọi vận tốc hai vật v1, v2 (giả sử v1 > v2) Quãng đường vật di chuyển là: s1 = v1t Quãng đường vật di chuyển là: s2 = v2t Sau 10s hai vật chuyển động ngược chiều khoảng cách hai vật giảm 10m suy s1 + s2 =10 => v1t + v2t =10 (v1 + v2)t =10 v1 + v2 =10/t => v1 + v2 = (1) Sau 10s hai vật chuyển động chiều khoảng cách hai vật giảm 8m suy s1 - s2 =10 => v1t - v2t =10 (v1 - v2)t =10 v1 - v2 =8/t => v1 - v2 = 0,8 (2) Từ (1) (2) ta có v1 = 0,9 m/s v2 = 0,1 m/s Vậy hai vật chuyển động với vận tốc v1 = 0,9 m/s v2 = 0,1 m/s Cách 2: Gọi khoảng cách ban đầu hai vật s = AB; vận tốc hai vật v 1, v2 (giả sử v1 > v2) Chọn gốc tọa độ A (vị trí vật 1) gốc thời gian lúc hai vật bắt đầu chuyển động A B Vị trí vật A là: x1 = v1t + Trường hợp 1: Hai vật chuyển động chiều Vị trí vật B x2 = AB + v2t Sau 10 giây khoảng cách hai vật giảm 10m suy ra: x2 – x1 =AB – AB + v2t - v1t = AB – v1 – v2 = 0,8 (1) + Trường hợp 2: Hai vật chuyển động ngược chiều Vị trí vật B x2 = AB - v2t Sau 10 giây khoảng cách hai vật giảm 8m suy ra: x2 – x1 =AB – AB - v2t - v1t = AB – 10 v1 + v2 = (2) Từ (1) (2) ta có: v1 = 0,9 m/s v2 = 0,1 m/s Vậy hai vật chuyển động với vận tốc v1 = 0,9 m/s v2 = 0,1 m/s * Qua vài ví dụ ta thấy, dạng tập có cần giải theo quãng đường cácvật được, có giải theo phương trình tọa độ vật dễ hiểu, ngắn gọn Vì với tập ta cần lựa chọn phương pháp giải phù hợp * Bài tập tương tự 14 14 Phân loại tập chuyển động học Bài 1: Lúc sáng người xe gắn máy từ thành phố A phía thành phố B cách A 300km, với vận tốc v1= 50km/h Lúc xe ô tô từ B phía A với vận tốc v2= 75km/h Hỏi hai xe gặp lúc cách A km? Bài 2: Hai thành phố A B cách 300km Cùng lúc ô tô xuất phát từ A đến B với vận tốc 55 km/h, xe máy chuyển động từ B A với vận tốc 45 km/h a) Sau hai xe gặp nhau? b) Nơi gặp cách A km? Bài 3: Hai xe chuyển động thẳng đường thẳng Nếu ngược chiều để gặp sau 10 s khoảng cách hai vật giảm 12 m.Nếu chiều sau 10 s khoảng cách hai vật giảm m a) Tìm vận tốc vật b)Tính khoảng cách hai vật biết ngược chiều để gặp sau 30 s hai vật cách 20 m 2.2.b Dạng 2: Bài tập chuyển động không (công thức tính vận tốc trung bình) Kiến thức : Dựa vào công thức tính tốc độ trung bình Trong : tốc độ trung bình (đơn vị: m/s) tổng quãng đường (đơn vị: m) tổng thời gian hết tổng quãng đường (đơn vị: s) Phương pháp giải : + Bước 1: Xác định t1, t2, t3, ( tính theo s, v ) tính s1, s2,s ( tính theo v, t) + Bước 2: Áp dụng CT , rút gọn biểu thức + Bước 3: Thay số, kết luận Ví dụ 12: Một người từ A đến B 1/3 quãng đường đầu người với vận tốc v 1, 2/3 quãng đường lại với vận tốc v 2.Tính vận tốc trung bình người quãng đường? Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh + Bài toán cho biết đại lượng nào? Cần tìm đại lượng nào? Em Tóm tắt: tóm tắt đề s = AB ; v1 ; v2 vtb =? Bài làm + Vận tốc trung bình tính theo công thức nào? + Công thức tính tốc độ trung bình + Trong công thức tính vận tốc trung + Thời gian chuyển động quãng bình đại lượng chưa biết? đường chưa biết + Thời gian chuyển động người + Thời gian chuyển động động quãng đường đầu là: 15 15 Phân loại tập chuyển động học người hai quãng đường tính theo + Thời gian chuyển động người công thức nào? quãng đường sau là: + Tốc độ trung bình người : + Áp dụng công thức để tính vận tốc trung bình Ví dụ 13: Một người từ A đến B Đoạn đường AB bao gồm đoạn lên dốc đoạn xuống dốc Đoạn lên dốc với vận tốc 30km/h, đoạn xuống dốc với vận tốc 50km/h Thời gian đoạn lên dốc thời gian đoạn xuống dốc a) So sánh độ dài đoạn đường lên dốc với đoạn xuống dốc b) Tính vận tốc trung bình đoạn đường AB Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh + Bài toán cho biết đại lượng nào? Cần tìm đại lượng nào? Em tóm tắt đề Tóm tắt: s = AB s1; v1 = 30km/h; s2; v2 = 50km/h; t2 a, So sánh s1 s2 b, vtb = ? Bài làm + Quãng đường lên dốc xuống dốc tính nào? + Quãng đường lên dốc là: + So sánh tỉ số hai quãng đường + Quãng đường xuống dốc là: + + + Vận tốc trung bình tính theo công thức nào? Ví dụ 14: Hai xe xuất phát lúc từ A để đến B với vận tốc 30 km/h Đi 1/3 quãng đường xe thứ hai tăng tốc hết quãng đường lại với vận tốc 40 km/h, nên đến B sớm xe thứ phút Tính thời gian xe hết quãng đường AB Bài làm 16 16 Phân loại tập chuyển động học Tóm tắt: s; v1 = 30km/h; t s1 = s/3; v1; t1 s2 = 2s/3; v2 = 40km/h; t2 t – (t1 - t2) = phút = 1/12 h Bài làm Thời gian người thứ hết quãng đường là: Thời gian người thứ hai hết quãng đường Người thứ hai đến sớm người thứ phút suy ra: => => => ; Vậy hai xe hết quãng đương AB dài 15km với khoảng thời gian là: 0,5 (5/12) * Bài tập tương tự Bài Một ô tô chuyển động đoạn đường AB dài 120km với vận tốc trung bình 40km/h Biết nửa thời gian đầu vận tốc ô tô 55km/h Tính vận tốc ô tô nửa thời gian sau Cho giai đoạn ô tô chuyển động Bài Một người dự định quãng đường với vận tốc 5km/h Nhưng đến nửa đường nhờ bạn đèo xe đạp tiếp với vận tốc 12 km/h, đến sớm dự định 28 phút hỏi người hết toàn quãng đường bao lâu? Bài Một người phải từ địa điểm A đến địa điểm B đường thẳng khoảng thời gian quy định Nếu người xe ô tô với vận tốc 48 km/h đến B sớm 18 phút so với thời gian quy định Nếu người xe đạp với vận tốc 12 km/h đến B muộn 27 phút so với thời gian quy định a) Tìm chiều dài quãng đường AB thời gian quy định b) Để từ A đến B thời gian quy định, người từ A đến C ( C nằm AB) xe đạp với vận tốc 12km/h lên ô tô từ C đến B với vận tốc 48 km/h Tìm chiều dài quãng đường AC 2.2.c Dạng 3: Bài tập vật chuyển động vật chuyển động (cộng vận tốc) Kiến thức : + CT cộng vận tốc vận tốc vật so với vật 3, vận tốc vật so với vật 2, vận tốc vật so với vật 3, + Tốc độ chuyển động chiều: vc = v1 + v2 + Tốc độ chuyển động ngược chiều: = v1 - v2 Phương pháp giải : + Bước : Tính tốc độ vật 1khi chuyển động chiều (ngược chiều) với vật + Bước : Sử dụng công thức học liên hệ đầu cung cấp lập phương trình + Bước : Giải phương trình (hệ phương trình) + Bước 4: Kết luận 17 17 Phân loại tập chuyển động học Ví dụ 15: Một ca nô chạy xuôi dòng sông dài 150km Vận tốc ca nô nước không chảy 25km/h, vận tốc dòng nước chảy 5km/h Tính thời gian ca nô đi xuôi dòng hết đoạn sông Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh + Bài toán cho biết đại lượng nào? Cần tìm đại lượng nào? Em tóm tắt đề Tóm tắt: s = 150km vc = 25km/h = 5km/h Đi xuôi dòng t = ? Bài làm + Khi xuôi dòng vận tốc canô lúc nào? + Khi xuôi dòng vận tốc canô là: vxuôi = vc + = 25 + = 30km/h + Tính thời gian chuyển động canô nào? + Thời gian chuyển động canô là: Ví dụ 16: Tại siêu thị có thang để đưa khách Một thang tự động để đưa khách từ tầng lên tầng lầu Nếu khách đứng yên thang để đưa thời gian 25 giây Nếu thang chạy mà khách bước lên thang thời gian 10 giây Hỏi thang dừng mà khách tự bước thang phải để từ tầng lên tầng lầu (Cho vận tốc người khách bước thang so với mặt thang không thay đổi) Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh + Bài toán cho biết đại lượng nào? Cần tìm đại lượng nào? Em tóm tắt đề Tóm tắt: vth; vng; s Người đứng yên, thang chuyển động: t1 = 25s Người chuyển động, thang đứng yên: t2 = 10s Người chuyển động, thang chuyển động: t3 = ? Bài làm + Người đứng yên thang chuyển động tốc độ người so với mặt sàn + Người đứng yên thang chuyển động bao nhiêu? tốc độ người so với mặt sàn là: v1 = vth + Thời gian chuyển động người lúc + Thời gian chuyển động người lúc 18 18 Phân loại tập chuyển động học nào? là: (1) + Người chuyển động thang đứng + Người chuyển động thang đứng yên yên tốc độ người so với mặt sàn tốc độ người so với mặt sàn là: v2 = vng bao nhiêu? + Thời gian chuyển động người lúc là: (2) + Thời gian chuyển động người lúc nào? + Người chuyển động thang chuyển + Người chuyển động thang chuyển động tốc độ người so với mặt sàn động tốc độ người so với mặt sàn bao nhiêu? là: v3 = vth + vng + Thời gian chuyển động người lúc + Thời gian chuyển động người lúc nào? là: (3) + Từ phương trình (1), (2), (3) giải hệ phương trình tìm t3 + Từ phương trình (1), (2), (3) ta (GV gợi ý lấy nghịch đảo vế được: phương trình) * Bài tập tương tự Bài Tại siêu thị có thang để đưa khách Một thang tự động để đưa khách từ tầng lên tầng lầu Nếu khách đứng yên thang để đưa thời gian 30s Nếu thang chạy mà khách bước lên thang thời gian 20s Hỏi thang ngừng mà khách tự bước thang phải để từ tầng lên tầng lầu Cho vận tốc người khách bước thang so với mặt thang không thay đổi Bài Một ca nô xuôi dòng nước từ địa điểm A đến địa điểm B hết 15 phút Nếu ca nô ngược dòng nước từ B A hết 30 phút Hỏi ca nô tắt máy trôi theo dòng nước từ A đến B thời gian ? Coi tốc độ canô so với nước tốc độ nước so với bờ không đổi? 2.2.d Dạng 4: Hai vật chuyển động thẳng phương chuyển động khác đến gặp Kiến thức: + Công thức tính quãng đường, vận tốc thời gian + Định lí Pi-ta-go Ví dụ 17: Một ô tô chuyển động đường thẳng AC theo hướng từ A phía C với vận tốc v1 = 10m/s, người đứng B cách mép đường khoảng h = BH = 50m Khi khoảng cách người ô tô AB = c = 200m 19 19 Phân loại tập chuyển động học người bắt đầu chạy đón (Coi ô tô người chuyển động thẳng đều) a) Nếu người chạy từ B đến H, hỏi phải chạy với vận tốc v2 để kịp đón ô tô? b) Tìm vận tốc tối thiểu hướng chạy người để đón ô tô Bài làm + Người xuất phát từ B đón kịp ôtô thời gian người từ B đến H thời gian ôtô từ A đến H phải + Thời gian chuyển động người là: + Thời gian chuyển động ô tô là: + Áp dụng định luật Pi-ta-go cho tam giác ABH ta có BH=193,6m Ta có: => b, + Gọi D vị trí người gặp xe 20 20 Phân loại tập chuyển động học + Mặt khác: + v2 nhỏ sinA = => A = 900 Ví dụ 18: Hai xe đạp theo hai đường vuông góc, xe A theo hướng từ O đến x với tốc độ v1 = 25 km/h; xe B theo hướng từ O đến y với vận tốc v2 = 15 km/h hình vẽ Lúc hai xe giao điểm O hai đường OA = 4,4 km; OB=4 km, coi chuyển động thẳng a) Tính khoảng cách hai xe thời điểm 15 phút b) Tìm thời điểm mà khảng cách hai xe nhỏ Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh + Ở thời điểm t xe chuyển động lần + Quãng đường xe đạp từ A là: lượt đến C D Quãng đường bao AC = v1t + Quãng đường xe đạp từ B là: nhiêu? BD = v2t + Áp dụng định lí Pi-ta-go ta có: + Để tính khoảng cách hai xe (CD) ta cần áp dụng kiến thức nào? 21 (1) + Áp dụng với thời điểm 15 phút với AC = 10km; BC = 6km ta đươc: + Ta có 21 Phân loại tập chuyển động học => + Khoảng cách CD nhỏ nào? + Vậy CD nhỏ khi: AC = km Hay 12 phút CD = 1,17km * Bài tập tương tự: Bài Một ô tô chạy đường nhựa thẳng với vận tốc không đổi v = 46,8 km/h Một người xe đạp đứng vị trí A cách đường nhựa đoạn AH = h = 50 m để đón đợi ô tô Khi ô tô chuyển động đến vị trí B cách H đoạn BH = l = 120 m người nhìn thấy ô tô liền chạy phía đường nhựa để gặp ô tô a) Nếu người chuyển động theo hướng AH, tốc độ v2 người để người gặp ô tô H? b) Để tốc độ v2 người có giá trị nhỏ nhất, người phải chuyển động theo hướng đến vị trí C đường nhựa gặp ô tô C Tìm khoảng cách x = CH tốc độ v2 người lúc Bài Hai người ban đầu vị trí A B hai đường thẳng song song l = 540 m cách đoạn , AB vuông góc với hai đường Giữa hai đường cánh đồng Người I chuyển động đường từ A với vận tốc v = m/s Người II khởi hành từ B lúc với người I muốn chuyển động đến gặp người Vận tốc cuyển động người II cánh đồng v = m/s v2' = 13 m / s đường a) Người II cánh đồng từ B đến C gặp người I C hình vẽ Tìm thời gian chuyển động hai người đến C khoảng cách AC b) Người II đường từ B đến M cánh đồng từ M đến D gặp người I D hình vẽ, cho thời gian chuyển động hai người đến lúc ngặp ngắn Tìm thời gian chuyển động khoảng BM, AD 2.2.e Dạng 5:Bài toán đồ thị chuyển động Ví dụ 19: Giữa hai bưu điện A B nằm đường thẳng có hai người đưa thư chuyển động thẳng đều, gặp hai người đổi thư cho quay trở nơi xuất phát Biết tốc độ người từ A tốc độ người từ B trở v1; tốc độ người từ A trở tốc độ người từ B v2 Nếu hai người xuất phát lúc tổng thời gian người từ A giờ, tổng thời gian người từ B 1,5 Coi thời gian đổi thư thời gian đổi chiều chuyển động hai người không đáng kể 22 22 Phân loại tập chuyển động học a) Tìm tỉ số v1/v2 b) Để tổng thời gian người từ A tổng thời gian người từ B với tốc độ người từ A phải xuất phát sau người từ B ? Bài làm: a, Theo đề ta có đồ thị hình vẽ Người xuất phát từ A có đồ thị đường gấp khúc AJH Người xuất phát từ B có đồ thị đường gấp khúc BJP Theo đồ thị ta có: BP = 1,5h; AH = 3h ; b, Vận tốc hai người câu a, nên để tổng thời gian hai người chuyển động ta có đò thị hình vẽ (BQ = MH) Người xuất phát từ A có đồ thị đường gấp khúc MKH Người xuất phát từ B có đồ thị đường gấp khúc BKQ Tứ giác APIN hình bình hành PK = KN nên dễ thấy: Vậy người A phải xuất phát sau người B 0,75h hay 45 phút Ví dụ 20: Có xe xuất phát từ A tới B đường thẳng Xe xuất phát muộn xe xuất phát sớm xe 30 phút Sau thời gian xe gặp điểm C đường Biết xe đến trước xe Hỏi xe đến trước xe ? Biết vận tốc xe không đổi đường Bài làm 23 23 Tọa độ (km) Phân loại tập chuyển động cơN1học N3 N2 D C - Lấy gốcM1 tọa độ A trùng gốc thời gian lúc xe xuất phát M2 O, M3 gian (h) - Ta có đồ thị chuyển động xe 1, 2, M1N1, M2NThời 2, M3N3 - Vì xe gặp C nên đồ thị cắt điểm - Theo đề bài: M1M2 = 2; M2M3 = 0,5; N3N1 = 1; suy ra: M1M3 = + 0,5 = 2,5 - Theo định lí Talet: N N N N M M N N1 1.2 = ⇒ N N1 = = = 0,8 M M M 3M M 3M 2, Vậy xe đến B trước xe 0,8h hay 48 phút * Một số tập có liệu, việc sử dụng phương pháp viết giải phương trình khó khăn Khi ta sử dụng đồ thị chuyển động để giải tập Với việc kết hợp kiến thức Toán đồ thị ta giải tập cách ngắn gọn, dễ hiểu * Bài tập tương tự: Bài Trên đoạn đường thẳng dài, ô tô chuyển động với vận tốc không đổi v (m/s) cầu chúng phải chạy với vận tốc không đổi v (m/s) Đồ thị bên biểu diễn phụ thuộc khoảng Cách L hai ô tô chạy Thời gian t tìm vận tốc v1; v2 chiều dài cầu 2.2.f Dạng 6: Bài toán chuyển động tròn Ví dụ 21: Xe chuyển động đường tròn với vận tốc không đổi Xe hết vòng hết 10 phút, xe vòng hết 50 phút Hỏi xe vòng gặp xe lần Hãy tính trường hợp a Hai xe khởi hành điểm đường tròn chiều b Hai xe khởi hành điểm đường tròn ngược chiều Bài làm Gọi vận tốc xe v1; vận tốc xe v2 Gọi chu vi đương tròn s; t1 = 10 phút; t2 = 50 phút 24 24 Phân loại tập chuyển động học - + Ta có: ; a, Nếu hai vật chuyển động chiều khởi hành lúc sau thời gian t xe cách xa xe thêm đoạn Hai người gặp , ta lại tính khoảng cách lúc bắt đầu chuyển động + Sau khoảng thời gian t = 12,5 phút xe gặp xe lần + Ta có => Khi xe vòng gặp xe bốn lần b, Nếu hai vật chuyển động ngược chiều khởi hành lúc sau thời gian t xe cách xa xe thêm đoạn Hai người gặp , ta lại tính khoảng cách lúc bắt đầu chuyển động + Sau khoảng thời gian phút xe gặp xe lần + Ta có => Khi xe vòng gặp xe sáu lần * Bài tập tương tự Bài Một đường vòng tròn bán kính R gồm hai nửa AmB AnB Có hai chất điểm xuất phát đồng thời từ A chuyển động theo hai chiều ngược Hỏi sau chúng gặp Biết vận tốc chuyển động hai nửa AmB v 1, nửa AnB v2 Biết v1 khác v2 Bài Một người xe xung quanh sân vận động, vòng thứ người với vận tốc v1 Vòng thứ hai người tăng vận tốc lớn thêm km/h thấy thời gian hết vòng thứ hai thời gian hết vòng thứ 1/21 Vòng thứ ba người tăng vận tốc thêm km/h so với vòng thứ hai thấy thời gian hết vòng thứ ba vòng thứ 1/21 Hãy tính chu vi sân vận động Kết đạt được: Thông qua tiến hành nghiên cứu lớp 8A với đề tài phân loại hướng dẫn học sinh làm tập vật lý phần kiến thức chuyển động học, thu số kết học sinh nắm vững kiến thức chương, biết cách làm tập vận dụng sách tập Để chứng minh xin đưa số kết sau: Kết khảo sát chất lượng môn vật lý đầu năm: Lớp 8A 8B Số Giỏi kiểm SL % tra 42 11, 45 4,4 Khá Trung bình Yếu Kém SL % SL % SL % SL % 14 33, 17, 16 38,1 14,3 3,4 26 57,8 11,1 8,9 - Sau tiến hành nghiên cứu lớp 8A lớp 8B để đối chứng, kiểm tra kết thúc chương I thu kết sau: 25 25 Phân loại tập chuyển động học Lớp 8A 8B 26 Số Giỏi kiểm SL % tra 42 10 23, 45 6,7 Khá Trung bình Yếu Kém SL % SL % SL % SL % 20 47, 24, 11 26,2 3,4 0 26 57,8 6,7 4,4 11 26 Phân loại tập chuyển động học PHẦN III: KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ Đối với giáo viên đề tài giúp cho việc phân loại số dạng tập phần kiến thức chuyển động học chương trình vật lý dễ dàng hướng dẫn học sinh giải tập đạt kết quả, nhằm nâng cao chất lượng dạy- học môn vật lý theo phương pháp đổi Giúp học sinh nắm vững dạng tập, biết cách suy luận logic, tự tin vào thân đứng trước tập hay tượng vật lý, có cách suy nghĩ để giải thích cách đắn Từ kết nghiên cứu rút bàu học kinh nghiệm sau: - Việc phân loại dạng tập hướng dẫn học sinh làm tốt dạng tập giúp cho giáo viên nắm vững mục tiêu, chương trình từ nâng cao chất lượng giảng dạy môn vật lý - Giúp giáo viên không ngừng tìm tòi, sáng tạo phương pháp phân loại giải tập phù hợp với đối tượng học sinh, từ nhằm nâng cao trình độ chuyên môn nghiệp vụ người giáo viên * Một số kiến nghị: Việc dạy học môn vật lý trường phổ thông quan trọng, giúp em biết cách tư logic, biết phân tích tổng hợp tượng sống Vì giáo viên giảng dạy môn vật lý cần không ngừng học hỏi, sáng tạo để tìm phương pháp giảng dạy phù hợp với đối tượng học sinh.Đối với thân kinh nghiệm nghiên cứu khoa học chưa nhiều nên đề tài có khiếm khuyết mong đồng chí đồng nghiệp tiếp tục nghiên cứu, bổ sung để đề tài đạt kết cao Tôi xin chân thành cảm ơn 27 27 Phân loại tập chuyển động học PHẦN IV: TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Tài liệu tham khảo: - Sách giáo khoa vật lý - NXBGD Năm 2005 - Sách tập vật lý - NXBGD năm 2005 - Sách giáo viên vật lý - NXBGD năm 2005 - Phương pháp giảng dạy vật lý trường phổ thông, tập - NXBGD-1979 - Phương pháp dạng tập vật lý - NXBGD Mục lục tổng quát PHẦN I: MỞ ĐẦU …….………………… Từ trang đến trang PHẦN II: NỘI DUNG….………………… Từ trang đến trang 26 PHẦN III: KẾT LUẬN……………….…… Từ trang 27 đến trang 27 PHẦN IV: TÀI LIỆU THAM KHẢO …… Từ trang 28 đến trang 28 28 28 ... d, Chuyển động đầu van xe đạp quanh trụ bánh xe e, Ngăn bàn kéo Chỉ rõ trường chuyển động thẳng, chuyển động cong chuyển động tròn? Ví dụ 3: Trong chuyển động sau chuyển động chuyển động đều, chuyển. .. v1 = vth + Thời gian chuyển động người lúc + Thời gian chuyển động người lúc 18 18 Phân loại tập chuyển động học nào? là: (1) + Người chuyển động thang đứng + Người chuyển động thang đứng yên... Thời gian chuyển động quãng bình đại lượng chưa biết? đường chưa biết + Thời gian chuyển động người + Thời gian chuyển động động quãng đường đầu là: 15 15 Phân loại tập chuyển động học người