Kinh nghiệm nhỏ trong dạy học phần chuyển động cơ học

MỤC LỤC Trang A PHẦN MỞ ĐẦU…………………………………………………… I Lý chọn đề tài……………………………………… …… II Mục đích đề tài…………………………………… …… III Đối tượng…………………………………………………… IV.Phương pháp nghiên cứu ……………………………….…… B NỘI DUNG………………………………………………………… I Cơ sở lý luận………………………………………………… II Thực trạng…………………………………………………… III Những biện pháp sử dụng…………………………… … A LÝ THUYẾT CẦN NHỚ ……………………………………… B CÁC DẠNG BÀI TOÁN VẬN DỤNG………………… C HIỆU QUẢ CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM C KẾT LUẬN………………………………………………… …… * Kết luận ……………………………… ……………….…… * Đề xuất…………………… ……………………………… 21 22 22 22 A PHẦN MỞ ĐẦU 1 LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Chương trình vật lí phần mở đầu khả tư trừu tượng, khái quát yêu cầu mặt định lượng việc hình thành khái niệm định luật Trong thực tế giảng dạy lớp, nhận thấy toán “chuyển động” thuộc mảng kiến thức phần “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, khả giải tập vật lí học sinh yếu, chưa nắm phương pháp, cách giải cách cụ thề ,tổng quát tập định lượng Mặt khác, nội dung chương trình phân bố sách giáo khoa chưa thực hợp lí, nội dung lí thuyết dài, nhiều tiết tập, tập định lượng lại Nếu hướng dẫn cụ thể giáo viên mà để học sinh tự mày mò, học tập theo hiệu thu thấp Theo việc rèn luyện kĩ cho học sinh giải tập cần thiết cấp bách Nó giúp học sinh củng cố kiến thức, mở rộng đào sâu kiến thức để giúp trình lĩnh hội vận dụng giải tập “chuyển động học” tốt nhằm nâng cao chất lượng dạy học ,phục vụ cho công tác bồi dưỡng học sinh giỏi, đồng thời rèn luyện cho em tính tự lập vượt khó, cẩn thận, kiên trì, học tập Đứng trước trăn trở thúc tìm tòi mạnh dạn viết sáng kiến kinh nghiệm “Kinh nghiệm nhỏ dạy học phần chuyển động học” MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI Hướng dÉn cho häc sinh nắm vững kiến thức phần chuyển động học môn Vật lý THCS Hiểu sâu sắc, đa dạng lý thuyết phần chuyển động học Vận dụng làm thạo dạng tập từ đến tập tổng hợp, tập khó Biết phân dạng tập,vận dụng lý thuyết để phân tích toán tìm phương pháp giải cụ thể, ngắn gọn dể hiểu - Đưa số dạng tập khó, tập tổng hợp cách giải dạng tập So sánh với phương pháp khác ,tình xảy với toán để mở rộng hiểu sâu ,hiểu tường tận toán - Học sinh tự rút thấy ý nghĩa, ứng dụng môn vật lý đời sống, sản xuất lớn ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI + Các em học trường lớp trường THCS Thị Trấn Quan Hóa PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU + Phương pháp nghiên cứu tài liệu: loại sách tham khảo, tài liệu phương pháp dạy Vật lý + Phương pháp: Tổng kết kinh nghiệm + Phương pháp điều quan sát,tra bản, thống kê số liệu + Phương pháp so sánh, đối chứng + Phương pháp nghiên cứu sản phẩm hoạt động học sinh + Phương phap tổng kết đúc rút kinh nghiệm… - Cụ thể chia học sinh làm hai nhóm, nhóm vận dụng SKKN (được học thêm kiến thức mở rộng, phát triển nâng cao, hướng dẫn dạng tập vận dụng, vận dụng làm số tập) Một nhóm không vận dụng SKKN (không học thêm kiến thức mở rộng, phát triển nâng cao, không hướng dẫn dạng tập vận dụng vận dụng làm tập) - Kiểm tra, thu kết hai nhóm đề kiểm tra - So sánh kết hai nhóm - Nhận xét đánh giá rút kinh nghiệm - Bổ sung để sửa đổi phương pháp dạy bồi dưỡng HSG để đáp ứng nhiệm vụ dạy học người giáo viên B NỘI DUNG Cơ sở khoa học - Dựa vào nội dung kiến thức Vật Lý SGK vật lý THCS - Dựa vào nội dung tập cụ thể học, tiết học môn Vật Lý - Dựa vào tài liệu hướng dẫn dạy bồi dưỡng HSG có thư viện sưu tầm - Dựa vào nội dung lớp học chuyên đề môn Vật lý THCS - Dựa vào đối tượng HS để nghiên cứu Thực trạng vấn đề - Tôi nhận thấy toán học nói chung đặc biệt toán vế chuyển động học nói riêng dạng mà học sinh trường THCS Thị Trấn lúng túng ,còn tỏ không hứng thú gặp dạng toán - Việc tiếp cận phân tích giải tập nâng cao “ chuyển động học” học sinh gặp khó khăn Nguyên nhân em thiếu hiểu biết kỹ quan sát phân tích thực tế, thiếu công cụ toán học việc giải thích phân tích trả lời câu hỏi ,bài tập - Học sinh có tư chất để tiếp thu nắm vững kiến thức phát triển nâng cao môn Vật Lý - Có khả làm tập vận dụng, tập tổng hợp, tập phát triển nâng cao GV gợi ý, hướng dẫncụ thể - Từ thực trạng trên, với kinh nghiệm đúc rút trình dạy học trường THCS Thị Trấn qua nhiều năm, xin mạnh dạn viết SKKN mong góp phần nhỏ bé cho qua trình học tập em trường THCS Thị Trấn * Kết điều tra thực trạng Trong thực tế giảng dạy thực hiện, thực số có số dạy đạt mục tiêu tiết học, song nhiều chưa đạt mục tiêu đề Sau tiến hành khảo sát với học sinh khối trường THCS Thị Trấn – Quan Hóa – Thanh Hoá (ở năm học trước năm học này) thu kết sau: Khảo sát trước Năm học áp dụng sáng kiến kinh nghiệm Tổng số HS Làm Không làm tập tập Số HS Tỷ lệ Số HS Tỷ lệ 2013-2014 25 10 40% 15 60% 2014-2015 28 12 43% 16 57% 2015-2016 37 17 45,9% 20 54,1% Từ thực trạng trên, nên vào năm học tìm đọc tài liệu, học hỏi đồng nghiệp, đầu tư thời gian, chuẩn bị phương tiện thực áp dụng khối trường THCS Thị Trấn Sau thực tiết dạy đạt kết tốt có nguyện vọng chia sẻ đồng chí, đồng nghiệp để mong sợ góp ý, xây dựng Những biện pháp sử dụng ÔN TẬP VỀ CHUYỂN ĐỘNG CƠ HỌC I LÝ THUYẾT CẦN NHỚ Vận tốc trung bình chuyển động - Trong thời gian (hay quãng đường): vtb = S t - Trường hợp tổng quát: vtb = v1.t1 + v2 t2 + + tn t1 + t2 + + tn Chuyển động thẳng a Vận tốc - Công thức: v= S t Trong S: quãng đường t: Thời gian chuyển động v: vận tốc - Đơn vị: m/s; cm/s; km/h b Véc tơ vận tốc - Gốc: Vị trí vật - Giá: Quỹ đạo - Chiều: Chiều chuyển động - Độ dài: Biểu diễn giá trị S t Chuyển động thẳng ⇔ v = const c Các phương trình c.1 Phương trình tổng quát chuyển động: O t0 x0 M0 t1 x S=xx0 v = const x = v(t- t0) +x0 c.2 Chú ý: - Nếu t0 = x0 = thì: x = S = vt - Trục 0x chọn làm trục chuyển động v > vật chuyển động theo chiều dương Do v < vật chuyển động ngược chiều dương c.3 Công thức cộng vận tốc (Tổng hợp véc tơ vận tốc): v13 = v12 + v23 v13 : véc tơ vận tốc vật (1) đốí với vật (3) v12 : véc tơ vận tốc vật (1) đốí với vật (2) v23 : véc tơ vận tốc vật (2) đốí với vật (3) Đặc biệt: v12 // v23 • v12 v23 • v12 v12 v13 = v12 + v23 v13 v23 v23 v12 • v12 ⊥ v23 v13 = v12 - v23 v13 v23 v12 v132 = v122 + v232 v13 v23 Đồ thị chuyển động a Đồ thị vận tốc - thời gian: y S t v = const • Song song với trục hoành • Xuất phát từ thời điểm t0 Đường thẳng • Cắt trục tung giá trị vận tốc v Ví dụ (Hình a dưới): x x x0 v v= t0 Hình a t x1 t0 Hình b t 0t t1 t Hình c b Đồ thị tọa độ - thời gian x = v(t- t0) +x0 Đường thẳng • Có độ dốc v; • Xuất phát từ thời điểm t0, vị trí x0: (t0; x0) Thí dụ (hình b trên): c Đồ thị quãng đường - thời gian S = x = v.(t-t0) • Có độ dốc v; • Xuất phát từ thời điểm t0, cắt trục tung gốc tọa độ: (t0; 0) qua tọa độ điểm (t1; x1) • Đồ thị biểu diễn độ dài chuyển động sau thời gian bao nhiêu, không biểu diễn sau thời gian vật vị trí Đường thẳng Ví dụ (hình c trên) II CÁC DẠNG TOÁN VẬN DỤNG DẠNG 1: Tính vận tốc trung bình chuyển động không HƯỚNG DẪN - Áp dụng công thức định nghĩa vận tốc trung bình: v= S t - Nếu quãng đường gồm nhiều đoạn mà đoạn có vận tốc trung bình thời gian, vận tốc trung bình quãng đường tính bởi: v= v1t1 + v2t2 + + vntn t1 + t2 + + tn BÀI TẬP VÍ DỤ Ví dụ 1: Một xe chạy 5giờ 2giờ đầu chạy với vận tốc trung bình 60km/h; 3giờ sau chạy với vận tốc trung bình 40km/h Tính vận tốc trung bình xe chạy suốt thời gian chuyển động Giải: Ta có: v = 60.2 + 40.3 240 = = 48(km/h) 5 Ví dụ 2: Một vật chuyển động hai đoạn đường với vận tốc trung bình v1, v2 Trong điều kiện vận tốc đoạn đường trung bình cộng vủa vận tốc? Giải: Ta có: v = v1t1 + v2t2 t1 + t2 Trung bình cộng hai vận tốc là: Theo đề ra, ta có: Vtb = v1 + v2 v1t1 + v2t2 v1 + v2 = t1 + t2 ⇒ 2(v1t1 + v2t2) = (v1+v2)t1 + (v1+v2)t2 v1t1 + v2t2 = v1t2 + v2t1 v1t1 + v2t2 = v1t2 + v2t1 v1(t1+t2) + v2(t2- t1) = Vì: v1 - v2 ≠ 0, ta suy ra: t1 = t2 Khoảng thời gian hai chuyển động phải BÀI TẬP LUYỆN TẬP Ví dụ 3: Một người từ A đến B theo chuyển động thẳng Nửa đoạn đường đầu người với vận tổc trung bình 16km/h Trong nửa thời gian lại, người với vận tốc 10km/h sau với vận tốc 4km/h Tính vận tốc trung bình đoạn đường ĐS: 9,7km/h Ví dụ 4: Hai xe khởi hành đồng thời từ A đến B theo chuyển động thẳng đều, A cách B khoảng l Xe (1) nửa đoạn đường đầu với vận tốc v nửa đoạn đường sau với vận tốc v2 Xe (2) nửa thời gian đầu với vận tốc v nửa thời gian sau với vận tốc v2 Hỏi xe đển trước đến trước bao lâu? ĐS: Xe (2) tới trước ( v1 − v2 ) l ∆t = 2v1v2 ( v1 + v2 ) DẠNG 2: Tính vận tốc quãng đường chuyển động BÀI TẬP VẬN DỤNG Ví dụ 1: Hai xe chuyển động thẳng đường thẳng với vận tốc không đổi - Nếu ngược chiều sau 15phút khoảng cách hai xe giảm 25km - Nếu chiều sau 15phút, khoảng cách hai xe giảm 5km Tính vận tốc hai xe Giải: - Chọn chiều dương chiều chuyển động xe Quảng đường xe thời gian t s = vt - Theo đề: v1 + v2 = 25 v −v S2 - S1 = (v2 - v1)t2 ⇒ = S1 + S2 = (v1 + v2)t1 ⇒ Vậy: v1 + v2 = 100 v2 - v1 = 20 Suy ra: v1 = 40km/h v2 = 60km/h Ví dụ 2: Hai xe chuyển động thẳng từ A đến B cách 60km Xe (1) có vận tốc 15km/h liên tục không nghỉ Xe thứ (II) khởi hành sớm 1h dọc đường nghỉ 2h Hỏi xe (II) phải với vận tốc để đến B lúc với xe (I)? Giải: - Chọn chiều dương chiều chuyển động Hệ thức liên lạc quãng đường thời gian chuyển động S = vt - Thời gian chuyển động xe (I) là: t1 = S 60 = = 4(h) t 15 Để đến B lúc, thời gian chuyển động xe (II) phải là: t2 = t1 + - = 3(h) S 60 v2 = t = = 20km/h Ví dụ 3: Hai vận động viên xe đạp chuyển động đều, ngược chiều có dạng hình tròn Hai người xuất phát từ hai vị trí A, B đường tròn Họ gặp lần đầu sau 20 phút kể từ lúc xuất phát Các lần liên tiếp, họ gặp lần sau cách lần trước cách 30phút Tính khoảng cách AB đường tròn Giải: Theo đề thời gian hai người hết chu vi đường L 30phút Trong lần đầu, hai người không xuất phát nơi nên quãng đường l họ phần đường tròn theo tỉ lệ: Suy vận tốc xe (II): l 20 = = L 30 Do khoảng cách l' A B theo đường tròn l' = L - 2L L = 3 BÀI TẬP LUYỆN TẬP Ví dụ 4: Năm 1946 người ta đo khoảng cách Trái Đất- Mặt Trăng kĩ thuật phản xạ sóng rađa Sóng rađa phát từ Trái Đất truyền với vận tốc c = 3.10 -8m/s phản xạ bề mặt Mặt Trăng trở lại Trái Đất Người ta ghi nhận sóng phản xạ sau 2,5s kể từ lúc phát Coi Trái Đất Mặt Trăng hình cầu, bán kính R D = 6400km, RT = 1740km Tính khoảng cách tâm Trái Đất tâm Mặt Trăng DẠNG 3: Xác định thời điểm vị trí vật chuyển động HƯỚNG DẪN • Nếu vật chuyển động đường thẳng : - Chọn chiều dương, gốc tọa độ, gốc thời gian Suy vận tốc vật điều kiện ban đầu - Áp dụng phương trình tổng quát để lập phương trình chuyển động vật x = v(t - t0) + x0 - Khi hai vật gặp nhau, toạ độ hai vật nhau: x2 = x1 - Giải phương trình để tìm thời gian toạ độ gặp • Nếu vật chuyển động đường đa giác, hay đường tròn, giải toán cách tính quãng đường BÀI TẬP VÍ DỤ Ví dụ 1: Lúc sáng người xe đạp đuổi theo người đi 8km Cả hai chuyển động thẳng với vận tốc 12km/h 4km/h tìm vị trí thời gian người xe đạp đuổi kịp người Giải: 6h v2 v1 8k B m - Chọn: * Chiều dương chiều chuyển động * Gốc toạ độ vị trí khởi hành người xe đạp (điểm A) * Gốc thời gian 6h sáng Ta có: v1 - 4km/h v2 = 12km/h t01 = t02 = x01 = 8km x02 = Các phương trình chuyển động: x1 = 4t + (km) x2 = 12t (km) - Khi gặp nhau: x2 = x1 Hay: 12t = 4t + t = 1(h) Suy ra: x1 = x2 = 12t = 12(km) Vậy người xe đạp đuổi kịp người thời đỉên t = 1h, (tức lúc 7giờ), nơi cách vị trí khởi hành 12km Ví dụ 2: Hai ôtô chuyển động thẳng hướng vể với vận tốc 40km/h 60km/h Lúc 7h sáng, hai xe cách 150km Hỏi hai xe ôtô gặp lúc giờ? Ở đâu? Giải: V2 v1 A B 150k m xe (I) - Chọn: * Chiều dương chiều chuyển động * Gốc toạ độ vị trí khởi hành xe (I) lúc 7h (điểm A) * Gốc thời gian 7h Ta có: v1 - 40km/h v2 = - 60km/h A 10 t01 = x01 = Các phương trình chuyển động: t02 = x02 = 150 (km) x1 = 40(km) x2 = -60t + 150t (km) - Khi gặp nhau: x2 = x1 Hay: - 60t + 150 = 40t t = 1,5(h) Suy ra: x2 = x1 = 60(km) Vậy hai xe gặp lúc 8h30 nơi cách vị trí chọn làm gốc tọa độ 60km A Ví dụ 3: Trên đường gấp khúc thành tam giác ABC cạnh a = 30m, có hai xe khởi hành lúc A Xe (I) chuyển động theo v2 v1 hướng AB với vận tốc không đổi v = 3m/s; Xe (II) chuyển động theo hướng AC, với vận tốc không đổi v2 = 2m/s Mỗi xe chạy vòng Hãy xác định số lần hai xe gặp nhau, vị trí vả thời điểm hai xe gặp (không kể lần hai xe B C gặp A) Giải: Ta có chu vi đường ABC là: s = 3a = 3.30 = 90 (m) Hai xe gặp tổng quãng đường từ đầu (hay lần gặp trước đó) chu vi tam giác Vậy khoảng thời gian hai lần gặp liên tiếp tính bởi: v1t + v2t = S ⇒ t= S 90 = = 18( s) v1 + v2 Vậy chọn gốc thời gian lúc khởi hành thời điểm gặp là: t1 = 1.18(s) t2 = 2.18 = 36(s) t3 = 3.18 = 54(s) tn = n.18 = 18n(s) Ngoài v1 > v2 nên với vòng chạy xe (I) hết thời gian: t= 5.90 = 150(s) Xe (I) tới A vào thời điểm: t'1 = 30s; t'2 = 60s; t'1 = 30s; t'3 = 90s; t'4 = 120s; t'5 = 150s Ta suy ra: - Không kể lần gặp A hai xe gặp đường thời điểm: t1 = 18s; t2 = 36s; t3 = 54s; t4 = 72s; t6 = 108s; t7 = 126s; t8 = 144s Có tất lần gặp đường 11 - Vị trí gặp tính từ thời điển so với đỉnh gần là: Lần 1: Cách C đoạn CM1 = 6m theo chiều CB Lần 2: Cách B đoạn BM2 = 12m theo chiều BA Lần 2: Cách C đoạn CM3 = 6m theo chiều CA Lần 4: Cách B đoạn BM4 = 6m theo chiều BC Lần 5: Cách C đoạn CM5 = 6m theo chiều CB (bỏ lần gặp A coi hai xe lại chuyển động A) Lần 6: Cách B đoạn BM6 = 12m theo chiều BA Lần 7: Cách C đoạn CM7 = 12m theo chiều CA Ví dụ 4: Hai xe (I) (II) chuyển động đường tròn với vận tốc không đổi Xe (I) hết vòng 10phút, xe (II) vòng 50phút Hỏi xe (II) vòng gặp xe (I) lần, trường hợp sau đây? a Hai xe khởi hành lúc điểm đường tròn chuyển động chiều b Hai xe khởi hành lúc điểm đường tròn chuyển động ngược chiều Giải: a Hai xe chuyển động chiều: Theo đề ta suy ra: v1 Vận tốc xe (I) là: v1 = vòng/phút v2 10 Vận tốc xe (II) là: v2 = vòng/phút 50 R Đặt t thời điểm hai xe gặp Quãng đường xe lúc là: O t S1 = v1 t = (vòng) 10 t S2 = v2 t = (vòng) 50 Ta phải có: S1 - S2 = n (vòng) (n ≤ 4) ⇒ t t 4t 50n − =n ⇒ =n ⇒ t= = 12,5n (phút) (t ≤ 50phút) 10 50 50 Các thời điểm gặp là: * n = ⇒ t1 = 12,5phút * n = ⇒ t2 = 25phút * n = ⇒ t3 = 37,5phút * n = ⇒ t4 = 50phút Vậy chuyển động chiều khởi hành lúc, điểm xe (II) gặp xe (I) lần cho vòng b Hai chuyển động ngược chiều: Vận dụng kết câu a ta có điều kiện cho trường hợp là: S1 + S2 = n(vòng) (n ≤ 6) ⇒ v1 v2 R O t t + =n 10 50 12 ⇒ 6t 50n 25n = =n ⇒ t= (phút) n (t ≤ 50phút) 50 Các thời điểm gặp là: * n = ⇒ t1 = 8,3phút * n = ⇒ t2 = 16,7phút * n = ⇒ t3 = 25phút * n = ⇒ t4 = 33,3hút * n = ⇒ t5 = 41,7phút * n = ⇒ t6 = 50phút Vậy chuyển động ngược chiều khởi hành lúc, điểm xe (II) gặp xe (I) lần cho vòng BÀI TẬP LUYỆN TẬP Ví dụ 5: Một xe khởi hành từ A lúc 9h để B, theo chuyển động thẳng với vận tốc 36km/h Nửa sau, xe chuyển động thẳng từ B A với vận tốc 54km/h Cho AB = 108km Xác định lúc nơi hai xe gặp Đáp số: 10h30phút; 54km Ví dụ 6: Lúc 7h có xe khởi hành từ A chuyển động thẳng B với vận tốc 40km/h Lúc 7h30 xe khác khởi hành từ B A theo chuyển động thẳng với vận tốc 50km/h Cho AB = 110km a Xác định vị trí xe khoảng cách chúng lúc 8h lúc 9h b Khi hai xe gặp lúc giờ? Ở đâu? Đáp số: a Cách A 40km, 85km, 45km Cách A 80km, 45km, 35km b 8h30phút; cách A 60km DẠNG 4: Vẽ đồ thị chuyển động thẳng Dùng đồ thị để giải toán chuyển động HƯỚNG DẪN a Đồ thị chuyển động (Tọa độ -thời gian): - Vẽ đồ thị chuyển động (Tọa độ -thời gian): * Dựa vào phương trình, định hai điểm đồ thị Lưu ý giới hạn đồ thị * Định điểm biểu diễn điều kiện ban đầu vẽ đường thẳng có độ dốc vận tốc - Đặc điểm chuyển động theo đồ thị tọa độ - thời gian: * Đồ thị hướng lên: v > (Vật chuyển động theo chiều dương); * Hai đồ thị song song, hai vật chuyển động có vận tốc * Hai đồ thị cắt nhau: Giao điểm cho biết lúc nơi hai vật gặp * Đồ thị hai chuyển động định trục x trục t khoảng cách khoảng chênh lệch thời gian hai chuyển động b Đồ thị vận tốc - thời gian: Đường thẳng song song với trục thời gian BÀI TẬP VÍ DỤ 13 Ví dụ 1: Một vật chuyển động có đồ thị tọa độ - thời gian hình vẽ bên Hãy suy thông tin chuyển động trình bày đồ thị x x1 O xt2 t1 t t2 t3 t4 Giải: x1 - Vật chuyển động với vận tốc v1 = t − t , từ nơi vật có tọa độ x1, vào lúc t1, ngược chiều dương - Vào lúc t2, vật tới vị trí chọn làm gốc tọa độ tiếp tục chuyển động theo chiều cũ, tới đạt tới vị trí có tọa độ x2, thời điểm t3 - Vật ngừng vi trí có tọa độ x2, từ thời điểm t3 đến thời điểm t4 - Sau vật chuyển động thẳng theo chiều dương với vận tốc x1 − x2 v2 = t − t lại vị trí xuất phát thời điểm t5 Ta có: v2 > v1… Ví dụ 2: Giải lại tập 3.2 phương pháp đồ thị Gải: x(k - Theo kiện toán, ta vẽ m) đồ thị toán sau: 10 (Đồ thị hình vẽ bên) - Từ tọa độ giao điểm ta suy ra: • Thời điểm gặp nhau: 1,5h 60k • Nơi gặp có tọa độ: m 60km 40k m o 1, t(h ) Ví dụ 3: Lúc 9h xe ôtô từ thành phố HCM chạy theo hướng Long An với vận tốc 60km/h Sau 45 phút, xe dừng lại 15 phút tiếp tục chạy với vận tốc cũ Lúc 9h30, xe thứ hai khởi hành từ thành phố HCM, đuổi theo xe thứ Xe thứ hai có vận tốc 70km/h a Vẽ đồ thị tọa độ theo thời gian xe b Định nơi lúc xe đuổi kịp xe trước Giải: 14 x(km a Đồ thị: ) Chọn hệ quy chiếu, gốc thời gian tỷ lệ xích thích hợp, theo liệu 15 đề bài, ta vẽ đồ thị hai chuyển động sau (như hình vẽ bên): 70 b Hai xe gặp nhau: Tọa độ giao điểm hai đồ thị cho: I 45 • Thời điểm gặp nhau: t = 2h, (lúc II 11h) 30 • Nơi gặp nhau: Tọa độ 105m (Cách thành phố HCM 105m) 0,5 1,5 Ví dụ 4: Hai bến sông cách 20km theoOđường thẳng , có0,75 đoàn ghe máy chạy phục vụ khách Khi xuôi dòng từ A đếnt(h) B vận tốc ghe 20km\h; Khi ngược dòng từ B A, vận tốc 10km/h.ở bến sau 20phút lại có ghe xuất phát Khi tới bến ghe nghỉ 20phút quay a Cần ghe cho đoạn sông? b Một ghe từ A đến B gặp ghe? Khi từ B vể A gặp ghe? Giải: a Số ghe cần dùng: xk Ta dùng phương pháp đồ thị m - Thời gian xuôi dòng: t1 = 20 = 1(h) 20 Thời gian ngược dòng: t2 = 20 = 2(h) 10 20 C D Suy đồ thị tọa độ theo thời gian ghe sau: (hình bên) Thời gian để ghe đi, biểu diễn đoạn OE Số ghe cần thiết số ghe xuất phát từ A khoảng thời gian Có 10 khoảng 20 phút đoạn E OE Vậy số ghe cần thiết là: t(h) N = 10+1 = 11(ghe) b Số lần gặp: Đồ thị lượt đoạn thẳng song song OC, cách 20 phút Đồ thị lượt đoạn thẳng song song DE, cách 20 phút Xét đồ thị ghe, giao điểm đồ thị với đoạn thẳng song song nói cho biết số ghe gặp dọc đường Ta có số ghe gặp lượt gặp lượt là: N = ghe xk m 15 BÀI TẬP LUYỆN TẬP Ví dụ 5: Chuyển động ba xe (I), (II) (III) có đồ thị tọa độ thời gian hình vẽ bên a Nêu đặc điểm chuyển động xe b.Lập phương trình chuyển động xe c Định vị trí thời điểm gặp đồ thị, kiểm tra lại phép tính (III) (I) (II) 0 t(h) 40 ĐS: b x1 = - t+ 80(km); x2 =10(t -1) +20(km); x3 = 10t + 40(km) c t = 3h; x2 = x1 = 40km; t = 12 40 h; x3 = x1 = km 7 Ví dụ 6: Có ba xe chuyển động đường thành phố HCM- Vũng Tàu dài 100km - Xe (I) từ thành phố HCM lúc 7h 30phút, tới Vũng Tàu quay với vận tốc v =30km/h - Xe (II) từ ngã ba Vũng Tàu cách TP HCM 25km, lúc 8h để đến Vũng Tàu với vận tốc v2 = 20km/h dừng lại - Xe (III) từ TP HCM lúc 8h30 phút, chạy Vũng Tàu với vận tốc v3 cho gặp hai xe lúc a Vẽ đồ thị tọa độ thời gian ba xe hệ trục tọa độ b Xác định vị trí, thời gian ba xe gặp vận tốc v3 xe (III) ĐS: a t1 = 1,5h (9h); 45km; 90km/h b t2 = 3,68h; 88,54km; 24km/h Ví dụ 7: Hàng ngày có xe từ nhà máy, đến trạm đón kĩ sư đến nhà máy làm việc Một hôm, viên kĩ sư đến trạm sớm hôm 1giờ, nên hướng nhà máy Dọc đường gặp xe tới đón hai tới nhà máy sớm bình thường 10phút Coi chuyển động thẳng đều, Hãy tính thời gian mà viên kĩ sư từ trạm tới gặp xe ĐS: 55phút 16 DẠNG 5: Các tập cộng vận tốc (Đổi vận tốc theo hệ quy chiếu) HƯỚNG DẪN - Chọn hệ quy chiếu thích hợp - Áp dụng quy tắc cộng vận tốc để định vận tốc vật hệ quy chiếu chọn • Nếu chuyển động phương: vận tốc cộng vào nhau, trừ • Nếu chuyển động khác phương: dựa vào giản đồ vectơ tính chất hình học để xác định vận tốc - Lập phương trình theo đề để tìm ẩn toán - Đồ thị chuyển động hệ quy chiếu vẽ toán Các đặc điểm chuyển động suy tương tự BÀI TẬP VÍ DỤ Ví dụ 1: Một hành khách ngồi ôtô chuyển động với vận tốc 54km/h quan sát thấy đoàn tàu chạy ngang qua phương, chiều đường sắt bên cạnh Từ lúc nhiền thấy điểm cuối đến nhiền thấy điểm đầu đoàn tàu 8s Đoàn tàu mà người quan sát có 20 toa, toa dài 4m Tìm vận tốc Giải: (2 ) (1 ) v2 v1 - Chọn đoàn tàu (2) làm hệ quy chiếu Trong chuyển động tương đối (1) so với (2), vật quảng đường l = 20.4 = 80(m) 8s - Ta có: v12 = v10 + v02 = v1 + (-v2) Suy ra: v12 = (v1 - v2) l l ⇒ v1 - v2 = t t l 80 Vậy: v2 = v1 - = 15 = 5(m/s) = 18(km/h) t - Theo đề ra: v12 = 17 Ví dụ 2: Một tàu chuyển động thẳng với vận tốc v = 30km/h, gặp đoàn xà lan dài l = 250m, ngược chiều với vận tốc v = 15km/h boang tàu có người từ mũi đến lái với vận tốc v = 5km/h Hỏi người thấy đoàn xà lan qua mặt thời gian bao lâu? v3 l Giải: - Theo đề, vận tốc v2 v1 v1, v2 tính nước, vận tốc v3 tính tàu - Trong chuyển động tương đối (3) (2), thời gian phải tìm thời gian để (3) đoạn đường l Ta có: v32 = v31 + v10 + v02 = v3 + v1 + (-v2) - Chọn chiều dương chiều v1, ta có vận tốc tương đối: v32 = v1 + v2 - v3 = 30 + 15 - =40(km/h) l 250.10−3 = Thời gian cần tìm là: t = = 22,5(s) v32 40 Ví dụ 3: Hai xe ôtô chạy hai đường thẳng vuông góc với nhau, sau gặp ngã tư, xe chạy theo hướng đông, xe chạy theo hướng bắc với vận tốc 40km/h a Tính vận tốc tương đối xe thứ so với xe thứ hai b Ngồi xe thứ hai quan sát thấy xe thứ chạy theo hướng nào? c Tính khoảng cách hai xe sau nửa kể từ hai xe gặp ngã tư B v2 Đ v1 Giải: a Vận tốc tương đối: Ta có: v12 = v10 + v02 = v1 + (-v2) Ta v12 giản đồ cộng vectơ Suy ra: v212 = v21 + v22 = 3200 v12 = 56km/h v2 v1 ĐN 18 b Hướng chuyển động: Hướng v12 cho biết hướng chuyển động cần hỏi Đó hướng Đông Nam c Khoảng cách: Chọn điều kiện ban đầu thích hợp, ta có phương trình: S = v12t ≈ 56t(km) Với t = 0,5h, ta có: s = 28km Ví dụ 4: Hình vẽ bên đồ thi tọa độ x(k thời gian xe (1) xe (2) hệ m) quy chiếu gắn liền với mặt đất (2) a Viết phương trình chuyển động (1 xe (1) gắn với xe (2) 120 ) b Vẽ đồ thị tọa độ theo thời gian xe (1) hệ quy chiếu gắn với xe (2) 800 Giải: a Phương trình chuyển động: Theo đồ thị cho, ta tính vận tốc xe hệ quy chiếu gắn với mặt đất: 800 − 400 = 10(m\s) 40 800 v2 = = 20(m/s) 40 v1 = 4000 20 t(s) 40 60 x(k m) 40 Áp dụng công thức cộng vận tốc, ta tính vận tốc xe (1) hệ quy chiếu gắn với xe (2) sau v12 = v10 + v02 = v1 - v2 Chọn chiều dương chiều chuyển động 20 40 60 t(s) Hai xe ta có giá trị đại số v12 là: v12 = v1 - v2 = 10 -20 = -10(m/s) Ngoài theo đồ thị cho, ta suy tọa độ ban đầu xe (1) hệ quy chiếu gắn với xe (2) là: (x12)0 = 400(m) b Đồ thị tọa độ xe (1) hệ quy chiếu gắn với xe (2): Theo phương trình thiết lập trên, ta vẽ đồ thị đây: (Thời điểm t = 40s thời điểm gặp nhau; x12 = 0) BÀI TẬP LUYỆN TẬP Ví dụ Một thang tự động đưa khách từ tầng lên lầu phút Nếu thang ngừng hành khách phải 3phút Hỏi thang chạy mà hành khách bước bao lâu? 19 ĐS: 45giây Ví dụ 6: Một ca nô ngược dòng, gặp bè trôi Kể từ gặp, canô tiếp 30 phút động bị hỏng, phải 30 phút sửa xong, canô quay lại đuổi theo bè a Tính vận tốc nước biết quay lại ca nô gặp bè cách điểm gặp trước đoạn 2,5km thời gian máy hỏng canô để trôi theo dòng nước b Nếu thời gian máy hỏng, canô neo lại đuổi theo, sau canô gặp lại bè canô cách điểm gặp trước đoạn bao nhiêu? ĐS: a 2km/h b 37,5phút; 2,75km * Ví dụ : Giữa hai bến sông A B có hai tàu chuyển thư chạy thẳng Tàu từ A chạy xuôi dòng, tàu từ B chạy ngược dòng Khi gặp chuyển thư, tàu tức quay trở lại bến xuất phát Nếu khởi hành lúc tàu từ A hết 3giờ, tàu từ B hết 1giờ 30phút Hỏi muốn thời gian hai tàu tàu từ A khởi hành trễ tàu từ B bao lâu? - Vận tốc tàu nước không đổi lúc lúc - Khi xuôi dòng, Vận tốc dòng nước làm tàu nhanh hơn; Khi ngược dòng, Vận tốc dòng nước làm tàu chậm a Giải toán đồ thị b Giải toán phương trình ĐS: 45phút III HIỆU QUẢ CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Với phương pháp học dạy gắn lý thuyết vào tập gắn tập với thực tế sống chuyển động giúp cho em tiếp thu kiến thức cách độc lập tích cực sáng tạo Do học sinh hứng thú hiểu sâu sắc từ vận dụng linh hoạt nâng cao Qua đối chứng kinh nghiệm test học sinh trường THCS Thị Trấn năm học cho thấy khảo sát có chất lượng học sinh nâng lên rõ rệt Các em biết tự: + Nắm vững mục tiêu phần học bồi dưỡng HSG cho phần chuyển động học + Biết cách làm dạng tập chuyển động học + Biết tiến hành bước làm số dạng tập chuyển động học + Làm thành công số dạng tập quy tập bắt gặp dạng tập biết để vận dụng làm + Rèn luyện kĩ làm thành thạo số dạng tập học + Có hứng thú ham thích làm tập Vật lý, không nản lòng gặp tập Vật lý khó, tập phức tạp + Ham thích học môn Vật lí… - Việc áp dụng đề tài vào giảng dạy môn Vật Lí giúp học sinh tiếp thu kiến thức dễ dàng hơn, làm tăng khả vận dụng tính độc lập suy nghĩ, tính tò mò, óc sáng tạo… , cho tỉ lệ học sinh hiểu tăng lên rõ rệt 20 - Việc làm tổ chuyên môn, đồng nghiệp đánh giá thành công - Kết thu sau áp dụng sáng kiến kinh nghiệm , điều tra từ năm học 2013 - 2016 sau: Khảo sát sau áp dụng sáng kiến kinh nghiệm Tổng số Năm học Làm Không làm HS tập tập Số HS Tỷ lệ Số HS Tỷ lệ 2013-2014 25 20 80% 20% 2014-2015 28 25 89% 11% 2015-2016 37 33 89% 11% C KẾT LUẬN Bài học kinh nghiệm rút - Bản thân tự nhận thấy phải không ngừng học hỏi, tự học tự bồi dưỡng để nâng cao trình độ chuyên môn nghiệp vụ, kho tàng kiến thức vô tận Nghiệp vụ chuyên môn cần có sáng tạo điều chỉnh hợp lí đem lại hiệu Cho dù kiến thức đơn giản hay phức tạp người giáo viên phải có phương pháp phù hợp khơi dậy cho học sinh tinh thần học tập hứng thú giảng đạt hiệu cao - Việc áp dụng sáng kiến kinh nghiệm “Kinh nghiệm nhỏ dạy học phần chuyển động học”.vào thực tế giảng dạy giúp người giáo viên hoàn thành tốt giảng, giúp học sinh hiểu học có phương pháp để tự bồi dưỡng môn Vật lý mà lâu em gặp nhiều khó khăn, lúng túng không tìm hướng giải quyết, không làm làm hiệu không cao - Để nâng cao chất lượng giảng dạy phần chuyển động học nêu đề tài có phối hợp linh hoạt phương pháp giảng dạy Tuỳ theo vùng, miền đối tượng học sinh mà người giáo viên áp dụng khác cho phù hợp - Sáng kiến kinh nghiệm đưa áp dụng bước đầu đạt hiệu năm học trước năm học Ý kiến đề xuất Trên kinh nghiệm giái tập phần học qua vài năm kiểm nghiệm thực tế trường THCS Thị Trấn năm qua thu kết đáng kể 21 - Để đảm bảo cho việc dạy học môn Vật lí đạt hiệu cao, tiết dạy học sinh làm tập, không bị nhàm chán hay bị sử dụng vào mục đích khác Qua sáng kiến kinh nghiệm xin đề xuất với cấp quản lý GD đề tài, sáng kiến kinh nghiệm có ý nghĩa thực tiễn, gắn liền với công tác giảng dạy nên triển khai rộng rãi đến đơn vị trường sáng kiến kinh nghiêm đồng nghiêp khác … Để giáo viên có hội học tập, trao đổi, mở mang kiến thức, chuyên môn Nhà trường, cấp quyền cha mẹ học sinh cần quan tâm việc đầu tư phương tiện dạy học đại; đồng thời quan tâm sát việc học tập học sinh nhà cho hiệu - Mở rộng đến nhiều đối tượng học sinh, nhiều khối lớp, tổ chức mở rộng liên trường mô hình nhằm tạo nội dung phong phú, học tập lẫn tạo cho học sinh hội học tập, giao lưu nhiều hơn… giúp giáo viên trường học tập, trao đổi kinh nghiệm lẫn Quan Hóa ngày 25 tháng năm 2016 Xác nhận thủ trưởng đơn vị Tôi xin cam đoan SKKN viết, không chép nội dung người khác Người viết sáng kiến Trần Thị Yến 22 TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách giáo khoa Vật lí lớp ( NXB Giáo dục ) Tài liệu chuẩn kiến thức kĩ môn Vật lí ( NXB Giáo dục ) Sách giáo viên Vật lí ( NXB Giáo dục ) Thiết kế giảng Vật lí THCS lớp ( NXB Hà Nội ) Bài tập Vật lí ( NXB Giáo dục ) Các dạng câu hỏi trắc nghiệm tự luận Vật lí ( NXB Hà Nội ) Tài liệu mạng Internet Thư viện tài liệu tham khảo ( Internet )… 23 ... kinh nghiệm Kinh nghiệm nhỏ dạy học phần chuyển động học MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI Hướng dÉn cho häc sinh nắm vững kiến thức phần chuyển động học môn Vật lý THCS Hiểu sâu sắc, đa dạng lý thuyết phần. .. hợp khơi dậy cho học sinh tinh thần học tập hứng thú giảng đạt hiệu cao - Việc áp dụng sáng kiến kinh nghiệm Kinh nghiệm nhỏ dạy học phần chuyển động học .vào thực tế giảng dạy giúp người giáo... chứng kinh nghiệm test học sinh trường THCS Thị Trấn năm học cho thấy khảo sát có chất lượng học sinh nâng lên rõ rệt Các em biết tự: + Nắm vững mục tiêu phần học bồi dưỡng HSG cho phần chuyển động