Căn cứ vào nhiệm vụ bồi dưỡng học sinh giỏi hàng năm của trường THCSnhằm phát hiện những học sinh có năng lực học tập môn Vật lý bậc THCS đểbồi dưỡng nâng cao năng lực nhận thức, hình th
Trang 21 – MỞ ĐẦU
1.1 : Lý do chọn đề tài
Trong giai đoạn đổi mới đất nước, chủ trương lớn của Đảng và nhà nước
ta là : nâng cao nguồn nhân lực và bồi dưỡng nhân tài cho đất nước Muốn làmđược điều này thật không dễ Nó đòi hỏi sự nỗ lực và sáng tạo không biết mệtmỏi của những người làm làm công tác giáo dục nói chung và toàn thể đội ngũgiáo viên chúng ta nói riêng, mà cụ thể ở đây chính là công tác bồi dưỡng hocsinh giỏi ở các nhà trường nhằm tạo ra nguồn nhân tài trong tương lai cho đấtnước ngay từ khi các em còn đang ngồi trên ghế nhà trường chúng ta cần theodõi phát hiện và tiến hành bồi dưỡng các em nhằm giúp các em phát huy hết khảnăng tư duy sáng tạo của mình
Căn cứ vào nhiệm vụ bồi dưỡng học sinh giỏi hàng năm của trường THCSnhằm phát hiện những học sinh có năng lực học tập môn Vật lý bậc THCS đểbồi dưỡng nâng cao năng lực nhận thức, hình thành cho các em những kỹ năng
cơ bản và nâng cao trong việc giải các bài tập vật lý Giúp các em tham gia dựcác kỳ thi học sinh giỏi cấp trường, huyện, tỉnh đạt kết quả cao nhất mang lạithành tích cho bản thân, gia đình và thực hiện mục tiêu bồi dưỡng học sinh hàngnăm đã đề ra
Qua nhiều năm giảng dạy tại trường THCS tôi cũng đã trực tiêp bồi dưỡnghọc sinh giỏi môn Vật lí, tôi tự nhận thấy rằng những năm trước đây kết quảchưa cao Với mong muốn công tác ôn luyện đạt kết quả tốt, nâng cao chấtlượng giáo giục ở đia phương và tạo niềm tin cho phụ huynh học sinh trong quátrình ôn luyện tôi đã đúc kết được kinh nghiệm : “ Nâng cao hiệu quả bồi dưỡnghọc sinh giỏi môn vật lí 8 thông qua hướng dẫn học sinh phương pháp giải bàitập phần chuyển động”
Chương trình vật lý 8 gồm 2 mảng kiến thức lớn: Cơ học - Nhiệt học
Trong đó các bài toán “chuyển động ” thuộc mảng kiến thức “cơ học” là nhữngbài toán thiết thực gắn bó với cuộc sống hàng ngày của các em Tuy nhiên việcgiải thích và tính toán ở loại bài tập này các em gặp không ít khó khăn
Vì vậy để giúp quá trình lĩnh hội và vận dụng giải các bài tập về “chuyểnđộng cơ học” được tốt hơn nhằm nâng cao chất lượng dạy và học phục vụ côngtác bồi dưỡng học sinh giỏi đạt kết quả cao đã thôi thúc tôi quyết định lựa chọnvấn đề này để nghiên cứu và áp dụng
1.2 : Mục đích nghiên cứu
Phát hiện bồi dưỡng những học sinh có năng lực học tập bộ môn Vật lý ( Đặc biệt là phần cơ học của lớp 8 ) nhằm mang lại các kiến thức nâng cao,các thành tích cao trong cuộc thi học sinh giỏi cấp huyện, tỉnh đem vinh quang
về cho bản thân cho trường cho lớp Nâng cao chất lượng giảng dạy học sinhmũi nhọn môn Vật lý nói chung của trường THCS và của huyện nhà
Trang 31.3 : Đối tượng nghiờn cứu
+ Nghiờn cứu phưong phỏp bồi dưỡng học sinh giỏi mụn Vật lý 8 qua tàiliệu, qua kinh nghiệm bản thõn và qua đồng nghiệp
+ Cỏc loại tài liệu tham khảo cú liờn quan tới phần “chuyển động cơ học”+ Chương trỡnh Vật lý 8 phần cơ học
+ Cỏc em học sinh đội tuyển Vật lý trường THCS Xuõn Tớn năm học 2011-> 2013
1.4 : Phương phỏp nghiờn cứu
Trong quỏ trỡnh nghiờn cứu tụi đó sử dụng một số phương phỏp sau :
+ Phương phỏp chớnh: Tổng kết kinh nghiệm
+ Phương phỏp hỗ trợ:
+ Phương phỏp điều tra cơ bản
+ Phương phỏp nghiờn cứu tài liệu: cỏc loại sỏch tham khảo, tài liệuphương phỏp dạy Vật lý
và trở thành vốn riờng của học sinh Trong quỏ trỡnh giải quyết cỏc vấn đề, tỡnhhuống cụ thể do bài tập đề ra học sinh phải vận dụng cỏc thao tỏc tư duy như sosỏnh phõn tớch, tổng hợp khỏi quỏt hoỏ để giải quyết vấn đề, từ đú sẽ giỳpgiải quyết giỳp phỏt triển tư duy và sỏng tạo, úc tưởng tượng, tớnh độc lậptrong suy nghĩ, suy luận Nờn bài tập Vật lớ gõy hứng thỳ học tập cho họcsinh
2.2 : Thực trạng vấn đề trước khi ỏp dụng SKKN
Thực trạng, qua những năm thay sách giáo khoa Việc đổi mới phơngpháp dạy học đã có nhiều kết quả rất khả quan, học sinh từ học thụ động đãchuyển sang tự động lĩnh hội kiến thức Trong các giờ học các em đã say mê tìmtòi lĩnh hội kiến thức Việc vận dụng kiến thức vào giải các bài tập cũng vậy,nhìn chung các em đã biết tóm tắt một bài tập, biết bài tập yêu cầu gì, tìm gì.Vận dụng kiến thức nào để giải và đã biết giải tơng đối thành thạo một bài tập.Tuy nhiên trong việc hớng dẫn giải bài tập môn Vật lý của các giáo viên ở các tr-ờng cha đều tay, trình độ tiếp cận phơng pháp đổi mới vẫn còn hạn chế, mặtkhác việc giải bài tập của học sinh vẫn còn một số hạn chế sau :
Trang 4* Về phía giáo viên :
Vẫn còn một số giáo viên dạy theo phơng pháp đổi mới cha nhuầnnhuyễn, dẫn đến học sinh lĩnh hội kiến thức còn thụ động, một số giờ học vẫncòn nghèo nàn, tẻ nhạt, cha hiểu rõ, hiểu sâu ý đồ của sách giáo khoa Bài tậpchỉ yêu cầu các em giải một cách thụ động hoặc giáo viên giải hộ cho các em,cha phát huy tính tích cực, sáng tạo, tự lực của học sinh Chính vì vậy mà một
số giáo viên cha thực sự chú trọng đến việc lập kế hoạch dạy chu đáo Thông ờng là rất đơn sơ, cho các em giải một số bài tập ở trong sách, không có bài tập
th-điển hình và tổng hợp
* Về phía học sinh :
Vẫn còn nhiều học sinh cha tổng hợp đợc kiến thức Vật lý từ lớp 6, các
em cha hiểu sâu, hiểu kĩ các kiến thức Vật lý, còn thụ động lĩnh hội kiến thức.Trong khi chữa bài tập, nhiều học sinh vẫn còn thờ ơ, nhiều học sinh chỉ cần kếtquả đối chiếu, thậm chí vẫn còn học sinh cha biết tóm tắt bài toán bằng các kíhiệu Vật lý, cách đổi ra đơn vị cơ bản, đặc biệt là giải thích các hiện tợng Vật
lý trong đời sống và kĩ thuật
Là một giáo viên, ai cũng muốn mình có giờ dạy giỏi, một giáo viên giỏi,muốn cho học sinh ham mê, hứng thú học tập, muốn cho học sinh giải bài tậpVật lý một cách hứng thú, thành thạo v à đặc biệt là muốn cú nhiều giải học sinhgiỏi cỏc cấp, m à để đạt đợc mục tiêu này là cả một vấn đề nan giải với ngời trựctiếp dạy bộ môn
Qua nghiờn cứu trong 1 vài năm trở lại đõy việc học sinh tiếp thu vậndụng cỏc kiến thức phần chuyển động cơ học cũn nhiều hạn chế, kết quả chưacao Sự nhận thức và ứng dụng thực tế cũng như vận dụng vào việc giải cỏc bàitập Vật lý ( Đặc biệt là phần cơ học ) cũn nhiều yếu kộm
Cụ thể là :
Kh o sỏt ch t lảo sỏt chất lương lớp bồi dưỡng : ất lương lớp bồi dưỡng : ương lớp bồi dưỡng : ng l p b i dớp bồi dưỡng : ồi dưỡng : ưỡng : ng :
Năm học số HSTổng
lớp8A1
Điểm9 >10 7 >8, 5 5 >6, 5 3, 5 >4, 5 0 >3
Trang 5bài tập từ dễ đến khó - Các bài tập phải đa dạng về thể loại, các kiến thức toán
lý phải phù hợp với trình độ của học sinh Số lợng bài tập phải phù hợp với thờigian
Thứ hai: Phải phân tích thật kỹ kiến thức trong sách giáo khoa và các kiếnthức có liên quan đến phần bài tập mà bài tập yêu cầu
Thứ ba: Phải tìm hiểu kỹ, vận dụng một cách linh hoạt vào việc lĩnh hộikiến thức của học sinh của một số trờng lân cận và trờng mình công tác Nhất làgiáo viên phải biết phần lý thuyết mà học sinh ở những năm trớc thờng hiểunhầm ở phần bài tập này nh thế nào Nay phải đặt câu hỏi nh thế nào cho họcsinh tránh những sai lầm đó Nếu học sinh nói đúng ( hoặc sai ) giáo viên cầnnhấn mạnh và lu ý cho các em về vấn đề đó
2-Thực hiện theo nhiệm vụ trên bản thân có những giải pháp cụ thể sau:
* Cùng với học sinh phân loại đợc dạng bài tập Vật Lý
Giáo viên phải dự tính kế hoạch cho toàn bộ công việc về bài tập với từngtiết dạy cụ thể Trong 1 tiết dạy có thể có các bài tập ở những dạng sau :
- Trớc hết phải tìm hiểu đề bài
- Xem xét hiện tợng Vật lý đợc đề cập và dựa vào kiến thức Vật lý nào,toán học nào để tìm mối quan hệ có thể có của cái đã cho và cái phải tìm, saocho có thể tìm thấy mối liên hệ trực tiếp hoặc gián tiếp với cái đã cho, đại l ợngkia là cái phải tìm và đại lợng khác là cái cha biết
- GV phải hớng dẫn học sinh các hoạt động chính của việc giải bài tậpVật lý
+ Tìm hiểu đầu bài
+ Phân tích hiện tợng
+ Xây dựng lập luận
+ Biện luận
* Xây dựng lập luận trong giải bài tập :
Là một bớc hết sức quan trọng đòi hỏi HS phải vận dụng những định luật Vật
lý, những qui tắc, những công thức để thiết lập mối quan hệ giữa đại lợng cầntìm, hiện tợng cần giải thích hay dự đoán với những điều kiện đã cho trong đầubài
* GV hớng dẫn HS có mối quan hệ giữa việc nắm vững kiến thức và giải bài tậpVật lý
Tức là GV giúp HS nắm vững kiến thức cơ bản thật kĩ, thật sâu, đến việcgiải bài tập Vật lý một cách linh hoạt HS biết vận dụng kiến thức để giải quyếtcác vấn đề đặt ra, đợc rèn kĩ năng giải bài tập cơ bản, đồng thời rèn luyện t duy
và tính tự lập của học sinh giúp học sinh chủ động tìm đến kiến thức và ứngdụng kiến thức vào giải bài tập Vật lý một cách thành thạo
Qua thực tế giảng dạy, nghiờn cứu, tụi đưa ra 1 số cỏc hoạt động của họcsinh nhằm nõng cao chất lượng học tập phần “ Chuyển động cơ học” đối với họcsinh giỏi cụ thể như sau :
I Lí THUYẾT CẦN NHỚ:
1 Chuyển động thẳng đều:
a Chuyển động thẳng đều;
Trang 6* Chuyển động thẳng đều là chuyển động của một vật, đi được những quãngđường bằng nhau trong những khoảng thời gian bằng nhau bất kì.
* Vật chuyển động đều trên đường thẳng gọi là chuyển động thẳng đều
b.Vận tốc:
- Công thức: v = S
t
Trong đó S: quãng đường đi
t: Thời gian đi hết quảng đường
v: là vận tốc
- Đơn vị: m/s; cm/s; km/h
c Véc tơ vận tốc
v(Nâng cao):
- Gốc đặt tại một điểm trên vật
- Hướng trùng với hướng chuyển động (Hướng bao gồm phương và chiều)
- Độ dài: Biểu diễn giá trị của S
t
- Chuyển động thẳng đều vận tốc có giá trị không đổi theo thời gian
d Các phương trình của chuyển động thẳng đều:
- Phương trình chuyển động thẳng đều là phương trình biểu diễn sự phụ thuộc vịtrí của vật chuyển động vào thời gian
* Dạng phương trình: S= So+ v(t- to)
Với: So là vị trí của vật tại thời điểm
ban đầu to so với vật được chọn làm mốc
v là vận tốc của vật chuyển động đều
S là vị trí của vật tại thời điểm t so với
- Vật chuyển động theo chiều dương: v > 0
- Vật chuyển động theo chiều âm: v < 0
+ Nếu chọn thời điểm ban đầu to= 0 thì phương trình chuyển động có dạng:
1
Trang 7- Nếu hai chuyển động thành phần khác hướng: độ lớn và hướng của vận tốc xácđịnh bằng đường chéo của hình bình hành mà hai cạnh là các véc tơ vận tốcthành phần.
* Chú ý: đối với THCS thường chỉ xét trường hợp đặc biệt v 1 v 2
3 Vận tốc trung bình của chuyển động:
- Trong một thời gian (hay trong một quãng đường):
2
1 s
s
II CÁC DẠNG BÀI TOÁN VẬN DỤNG:
1 Các bài toán sử dụng hệ quy chiếu tương đối không tường minh.
a Hệ vật gồm các vật chuyển động với vận tốc cùng phương:
Trang 8Hướng dẫn: sử dụng tính tương đối của chuyển động và công thức cộng vận
tốc Trong trường hợp các vật chuyển động cùng chiều so với vật mốc thì nênchọn vật có vận tốc nhỏ hơn làm mốc mới để xét các chuyển động
Chú ý: Khi chọn vật chuyển động có vận tốc nhỏ hơn làm mốc mới, thì
vật này có vận tốc bằng không so với các vật chuyển động có vận tốc lớn hơn,
và vận tốc của các vật có vận tốc lớn hơn bằng vận tốc ban đầu trừ đi vận tốccủa vật được chọn làm mốc
Bài toán 1:
Trên một đường đua thẳng, hai bên lề đường có hai hàng dọc các vận độngviên chuyển động theo cùng một hướng: một hàng là các vận động viên chạyviệt dã và hàng kia là các vận động viên đua xe đạp Biết rằng các vận động viênviệt dã chạy đều với vận tốc v1 = 20km/h và khoảng cách đều giữa hai người liền
kề nhau trong hàng là l1 = 20m; những con số tương ứng đối với hàng các vậnđộng viên đua xe đạp là v2 = 40km/h và l2 = 30m Hỏi một người quan sát cầnphải chuyển động trên đường với vận tốc v3 bằng bao nhiêu để mỗi lần khi mộtvận động viên đua xe đạp đuổi kịp anh ta thì chính lúc đó anh ta lại đuổi kịp mộtvận động viên chạy việt dã tiếp theo?
Giải: Coi vận động viên việt dã là đứng yên so với người quan sát và vận động
Thời gian cần thiết để người quan sát đuổi kịp vận động viên việt dã tiếp theo là:
3
1 20
Thay số tìm được: v3 = 28 km/h
* Chú ý: Đối với các dạng toán có tính chất phức tạp như trên, tất nhiên
là có nhiều cách giải, nhưng trong quá trình dạy đội tuyển tôi nhận thấy khihướng dẫn học sinh theo cách chọn mốc mới thì học sinh dễ hiểu hơn cả và cókhả năng vận dụng để làm tốt các bài tập tương tự hoặc các dạng khác Chính vìvây cần khắc sâu thêm cho học sinh:
- Đối với các bài toán có 2 chuyển động trở lên thì ta nên chọn vật mốc mới làmột trong hai vật có độ lớn vận tốc nhỏ nhất Khi đó
+ Nếu chuyển động cùng chiều thì: v = v2 – v1 (v2> v1)
+ Nếu chuyển động ngược chiều thì: v = v2 + v1
Các bài toán cùng dạng:
Trang 9Bài 2: Một hành khách ngồi trong một đoàn tàu thứ nhất có chiều dài l1 = 900m
đang chạy với vận tốc v1 = 36km/h, nhìn thấy một đoàn tàu thứ hai có chiều dài
l2= 600m, chạy song song cùng chiều vợt qua trớc mặt mình trtong thời gian t2 =60s Hỏi:
a) Vận tốc v2 của đoàn tàu thứ hai đối với mặt đất
b) Thời gian t1 mà một hành khách ở đoàn taù thứ hai nhìn thấy đoàn tàu thứnhất đi qua trớc mặt mình
c) Giả sử hai đoàn tàu chạy ngợc chiều nhau Tìm thời gian mà hành khách ở
đoàn tàu này nhìn thấy đoàn tàu kia qua trớc mặt mình Biết vận tốc của mỗi
đoàn tàu đều giữ nguyên giá trị nh đã nói ở trên
đáP Số :
a) Vận tốc v2 của đoàn tàu thứ hai : v2 = 20m/s
b) Thời gian đoàn tàu 1 đi qua quan sát viên trên tàu 2
Bài 3: Trên đại lộ có một đoàn xe diễu hành, khoảng cách giữa các xe bằng
nhau Một cảnh sát giao thông đi xe mô tô cùng chiều với đoàn xe nhận tháy nếu
xe của anh ta có vận tốc v1 = 32km/h thì cứ sau t1 = 15s các xe con lại vợt quaanh , còn nếu vận tốc xe của anh là v2 = 40km/h thì cứ sau t2 = 25s anh lại vợtqua từng xe của đoàn Hãy xác định vận tốc của đoàn xe con và khoảng cáchgiữa các xe trong đoàn
đáP Số :
v = 37km/h
l = 21m
b Hệ vật gồm cỏc vật chuyển động với vận tốc khỏc phương :
Hướng dẫn: Sử dụng cụng thức cộng vận tốc và tớnh tương đối của chuyển
v1 là vận tốc của thuyền đối với nớc
v2 là vận tốc của nớc đối với bờ
v là vận tốc của thuyền đối với bờ sông A
- áp dung công thức: v = v1 +v2 cho trờng hợp v1 v2 ta có v2 = v1 + v2
Trang 10v1 là vận tốc của thuyền đối với nớc (vận tốc thực của thuyền)
v2 là vận tốc của nớc đối với bờ ( phương nằm ngang, chiều theo chiều dũng nước chẩy)
v là vận tốc của thuyền đối với bờ sông(mũi tờn chỉ đường chộo hỡnh bỡnh hành )
Cỏc bài toỏn cựng dạng:
Bài 2: Một ca nô đi ngang sông suất phát từ A nhằm thẳng hớng tới B A cách B
một khoảng AB = 300m Do nớc chảy nên ca nô đến vị trí C cách B một khoảng
BC = 300m Biết vận tốc nớc chảy là 3m/s B C
a) Tính thời gian canô chuyển động
b) Tính vận tốc của canô so với nớc và so với bờ sông
đáP Số : A
a) Thời gian chuyển động của canô
t = 100s
b) Vận tốc của canô đối với nớc: v/ = 4m/s
Vận tốc của canô đối với bờ: u = 5m/s
Bài tập 2 : một chiếc ca nô sang ngang một dòng sông có nớc chảy với vận tốc
v = 1,2m/s Muốn cho ca nô chuyển động vuông góc với bờ sông với vận tốc3,2m/s thì động cơ của ca nô phải tạo ra cho nó một vận tốc bằng bao nhiêu ?
đáP Số :
vận tốc của động cơ ca nô : v1= 3,4 m/s
Bài tập 3 : Một ca nô đi ngang sông xuất phát từ A nhằm thẳng hớng BA cách B
một khoảng AB = 400m Do nớc chảy nên ca nô đến vị trí C cách B một đoạn
BC = 300m Biết vân tốc của nớc chảy là 3m/s
Trang 11a) Tính thời gian ca nô chuyển động?
b) Tính vận tốc của ca nô so với nớc và so với bờ
đáP Số :
a)Tính thời gian ca nô chuyển động : t = 100s
b)Tính vận tốc của ca nô so với nớc và so với bờ :
v1= 4 m/s ; v = 5m/s
2 Cỏc bài toỏn sử dụng hệ quy chiếu tương đối tường minh.
a Lập cụng thức đường đi, cụng thức vị trớ của vật.
Hướng dẫn: Sử dụng cụng thức vận tốc và cỏc phương trỡnh của chuyển động
thẳng đều:
Bài tập 1 :
Cựng một lỳc cú hai xe xuất phỏt từ hai điểm A và B cỏch nhau 60 km, chỳngchuyển động cựng chiều nhau Xe thứ nhất khởi hành từ A với vận tốc v1 = 30km/h, xe hai khởi hành từ B với vận tốc v2 = 40km/h ( Hai xe đều chuyển độngthẳng đều )
a, Tớnh khoảng cỏch giữa hai xe sau một giờ kể từ lỳc xuất phỏt
b, Sau khi xuất phỏt được 1 giờ 30 phỳt xe thứ nhất đột ngột tăng tốc với vậntốc v1’ = 50 km/h Hóy xỏc định thời điểm và vị trớ hai xe gặp nhau
Phương phỏp giải:
a, Vẽ hỡnh biểu diễn vị trớ cuả hai xe ở thời điểm khởi hành
- viết biểu thức đường đi của mỗi xe sau thời gian t, từ đú suy ra cụngthức định vị trớ của mỗi xe đối với A
b, Vẽ hỡnh biểu diễn vị trớ cuả hai xe ở thời điểm sau khi xuất phỏt 1 giờ 30phỳt
- Viết biểu thức đường đi của mỗi xe sau thời gian 1 giờ 30 phỳt, từ đúsuy ra cụng thức định vị trớ của mỗi xe đối với A
- Lập phương trỡnh tớnh thời gian hai xe gặp nhau kể từ lỳc xe 1 tăng tốc
- Xỏc định vị trớ hai xe gặp nhau trong thời gian trờn
Giải:
a, Cụng thức xỏc định vị trớ của hai xe :
Giả sử hai xe chuyển động trờn đoạn đường thẳng AN
MN = BN + AB – AM