Phát triển tư duy học sinh lớp 10 trường THPT bá thước 3 từ một bài toán cơ học cơ bản phần động lực học chất điểm

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT BÁ THƯỚC - - SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM TÊN ĐỀ TÀI: PHÁT TRIỂN TƯ DUY HỌC SINH LỚP 10 TRƯỜNG THPT BÁ THƯỚC TỪ MỘT BÀI TOÁN CƠ HỌC CƠ BẢN PHẦN ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM Người thực hiện: Ngân Duy Tiền Chức vụ: Tổ trưởng chuyên môn SKKN thuộc môn : Vật Lý THANH HÓA NĂM 2016 MỤC LỤC Trang Mở đầu 1.1 Lý chọn đề tài 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Đối tượng nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu Nội dung sáng kiến kinh nghiệm 2.1 Cơ sở lý luận sáng kiến kinh nghiệm 2 Thực trạng đề tài 2.3 Các giải pháp tổ chức thực 2.3.1 Bài toán 2.3.2 Bài toán mở rộng 2.3.3 Bài toán mở rộng 2.3.4 Bài toán mở rộng 2.3.5 Bài toán mở rộng 2.3.6 Bài toán mở rộng 2.3.7 Bài toán mở rộng 2.3.8 Bài toán mở rộng 2.3.9 Bài toán mở rộng 2.3.10 toán mở rộng 2.4.Hiệu đề tài Kết luận 3.1 Kết luận: 3.2 Kiến nghị đề suất Tài liệu tham khảo 2 3 3 5 6 9 11 13 15 16 16 16 17 MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài 1.1 Lý khách quan: Trong bối cảnh nay, chất lượng giáo dục vấn đề toàn xã hội quan tâm Giáo dục Việt nam nỗ lực đổi nhằm phát huy tính tích cực, chủ động học tập học sinh, tạo nên hệ có khả hiểu biết sâu sắc lí luận từ vận dụng linh hoạt lí luận vào thực tiễn Để đảm bảo tốt việc thực mục tiêu đào tạo môn Vật lý trường trung học phổ thông nói chung lớp 10 nói riêng, cung cấp cho học sinh kiến thức phổ thông bản, có hệ thống, số kiến thức nâng cao toàn diện hơn, đồng thời rèn luyện cho học sinh số kỹ như: Kỹ quan sát, kỹ dự đoán, kỹ phân tích, tổng hợp, kỹ ứng dụng…đòi hỏi giáo viên phải xây dựng chuyên đề dạy học phù hợp với yêu cầu đào tạo Tuy nhiên, thực tế giảng dạy trường chủ yếu giáo viên hướng dẫn học sinh áp dụng công thức có sẵn sách giáo khoa vào giải tập sách giáo khoa sách tập, khó để phát triển tư duy, khả nhận thức rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo cho học sinh 1.1.2 Lý chủ quan: Trong trình giảng dạy môn vật lý cụ thể phần “động lực học chất điểm” Vật lý 10, nhận thấy đại đa số học sinh gặp vướng mắc giải tập định luật II Niutơn lực học, học sinh trường THPT Bá Thước 3, em yếu toán, kỹ năng, phân tích tổng hợp hạn chế, đa số học sinh lười tư gặp toán phức tạp, Nhằm tháo gỡ khó khăn cho em học sinh, cung cấp kiến thức dạng tập bản, hay khó, rõ phương pháp kết hợp có tính khoa học trình làm tập phần giúp em có hứng thú, yêu thích sáng tạo môn học vật lý Vì mạnh dạn chọn đề tài “Phát triển tư học sinh lớp 10 trường THPT Bá Thước từ toán học phần động lực học chất điểm Hi vọng đề tài góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy môn Vật Lý trường THPT Bá Thước trở thành tài liệu hữu ích cho đồng nghiệp em học sinh 1.2 Mục đích nghiên cứu Xuất phát từ toán học bản, giúp học sinh có kỹ phương pháp giải thành thạo, từ mở rộng nâng dần lên khó phức tạp nhằm phát triển tư cho em, đồng thời rèn luyện cho em số kĩ năng, hiểu sâu hơn, sáng tạo toàn diện việc giải tập vật lý phần “động lực học chất điểm” chương trình vật lý 10, giúp em hình thành dần ý thức tự học, tự nghiên cứu học phần sau học môn học khác Đề tài mong muốn trở thành tài liệu tham khảo hửu ích bạn bè đồng nghiệp em học sinh Người viết mong muốn nhận ý kiến phản hồi, đánh giá, trao đổi quý thầy cô đồng nghiệp để hoàn thiện đề tài sáng kiến kinh nghiệm 1.3 Đối tượng nghiên cứu: Bài toán ứng dụng định luật II Niutơn lực học Phạm vi nghiên cứu: Học sinh lớp 10A1; 10A2; 10A3 năm học 20152016; trường THPT Bá Thước 1.4 Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp quan sát sư phạm - Phương pháp nêu vấn đề giảng dạy - Phương pháp thống kê, tổng hợp, so sánh NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lý luận sáng kiến kinh nghiệm 2.1.1 Kiến thức + Định luật II Niutơn: Gia tốc vật hướng với lực tác dụng lên vật Độ lớn gia tốc tỷ lệ thuận với độ lớn lực tỷ lệ nghịch với khối lượng vật       F a = , vật chịu tác dụng nhiều lực thì: F = F1 + F1 + F3 + m + Định luật III Niutơn: Trong trường hợp, vật A tác dụng lên vật B lực, vật B cũng tác dụng lại vật A lực Hai lực giá, độ lớn  ngược chiều FAB = − FBA + Trọng lực lực trái đất tác dụng vào vật, gây cho chúng gia tốc rơi  tự do: P = mg Có phương : Thẳng đứng Chiều: Từ xuống + Lực ma sát trượt: Xuất mặt tiếp xúc hai vật trượt Có hướng ngược với hướng vận tốc tương đối vật so với vật Có độ lớn tỷ lệ với độ lớn áp lực Fmst = µ N , µ hệ số ma sát trượt, N áp lực( phản lực pháp tuyến) 2.1.2 Phương pháp động lực học Phương pháp động lực học phương pháp khảo sát chuyển động vật dựa sở định luật Niutơn Phương pháp động lực học bao gồm bước sau : + Bước 1: Xác định đầy đủ lực tác dụng lên vật hệ vật Với lực xác định cần rõ điểm đặt, phương, chiều, độ lớn Các lực tác dụng lên vật thường : Các lực tác dụng trường lực gây trường hấp dẫn, điện trường, từ trường… Các lực tác dụng liên kết vật: Lực căng, lực đàn hồi… Các lực tác dụng vật chuyển động bề mặt vật khác: Lực ma sát, phản lực pháp tuyến,… + Bước 2: Chọn hệ trục toạ độ làm hệ quy chiếu để khảo sát chuyển động Đa số toán khảo sát chuyển động vật đường thẳng mặt phẳng xác định Khi ta chọn hệ trục toạ độ có trục song song với chuyển động vật mặt phẳng chuyển động vật; nên chọn trục toạ độ song song với nhiều lực tác dụng + Bước 3: Viết phương trình Niutơn cho vật hệ vật (dạng véc tơ)   Vật (tổng lực tác dụng lên vật) ∑ Fi = ma Hệ vật :   m1 a1 = ∑ F1    m a = F  2 ∑ + Bước 4: Chiếu phương trình véc tơ lên trục toạ độ chọn Khảo sát phương trình chuyển động theo phương trục toạ độ, tính đại lượng mà đề yêu cầu 2 Thực trạng đề tài Khi học phần Động lực học chất điểm, giải tập định luật II Niutơn lực học, học sinh gặp nhiều khó khăn giải tập phần này, em bắt nguồn từ đâu định hướng tư nên em cảm thấy lúng túng giải toán thường mắc sai lầm chuyển lực từ đại lượng vectơ sang đại lượng vô hướng Bên cạnh để giải toán đòi hỏi em phải có kiến thức, kỹ toán học định Song học sinh trường THPT Bá Thước đa số em học sinh dân tộc thiểu số, em chưa có thói quen lao động trí óc, ngại động não, ngại tư duy, suy nghĩ cộng với em hỏng bản, yếu toán, kiến thức, kỹ nhiều hạn chế học sinh ngại học, ngại tư gặp phải toán phải sử dụng nhiều kỹ đa số em thường bỏ qua tập phần lực học vật chịu tác dụng nhiều lực Thực tế khảo sát số lớp sau: Lớp % HS giải % HS lúng túng 10A1 3% 12% 10A2 4% 25% 10A3 5% 18% % HS 85% 71% 77% 2.3 Các giải pháp tổ chức thực 2.3.1 Bài toán bản: Một vật có khối lượng m, đươc kéo mặt phẳng nằm ngang có ma sát không đáng kể lực F theo phương ngang, xác định gia tốc chuyển động vật độ lớn phản lực mặt phẳng nằm ngang lên vật? Hướng dẫn: Với toán giáo viên cần hướng dẫn cụ thể cách xác định đầy đủ lực tác dụng lên vật, viết biểu thức định luật II Niutơn chiếu biểu thức lên trục tọa độ(đây toán vậy cần cung cấp phương pháp giải hướng dẫn cụ thể giúp học sinh có kỹ giải thành thạo) Giải tóm tắt:    Các lực tác dụng lên vật: Trọng lực P , phản lực N mặt sàn, lực kéo F y Chọn hệ trục tọa độ xoy, chiều dương chiều chuyển động vật Theo định luật II Niutơn cho vật ta được:      N P + F + N = ma (1) Chiếu (1) lên trục ox ta được: m F F = m.a ⇒ a = m  F O Chiếu (1) lên trục oy ta được: N −P=0 ⇒ N = P = mg x  P 2.3.2 Bài toán mở rộng 1: Một vật có khối lượng m, kéo mặt sàn nằm ngang có hệ số ma sát µ , lực F theo phương ngang, xác định gia tốc chuyển động vật? Hướng dẫn: Với toán này, có thêm lực ma sát, giáo viên giúp học sinh cách vẽ xác định lực Giáo viên hướng dẫn học sinh viết biểu thức định luật II Niutơn chiếu biểu thức lên trục tọa độ Giải tóm tắt:   Các lực tác dụng lên vật: Trọng lực P , phản lực N mặt sàn, lực ma sát   Fms , lực kéo F Chọn hệ trục tọa độ xoy, chiều dương chiều chuyển động vật: Theo định luật II Niutơn cho vật ta y được:      P + F + N + Fms = ma (1) Chiếu (1) lên trục ox ta được:  F − Fms = ma ⇔ F − µN = ma N (2) Chiếu (1) lên trục oy ta được: N − P = ⇒ N = P (3) Thay (3) vào (2) ta được: F − µP = ma ⇒ a = F − µmg m m  F x  P 2.3.3 Bài toán mở rộng 2: Một vật có khối lượng m, kéo mặt phẳng nằm ngang có ma sát không đáng kể lực F hợp phương ngang góc α , xác định gia tốc chuyển động vật độ lớn phản lực mặt phẳng nằm ngang lên vật? Hướng dẫn: Bài toán giáo viên cần phân tích rõ hình chiếu của lực  F lên trục Ox, Oy cách xác định độ lớn của lực phương chiếu(với toán học sinh cần có số kiến thức, kỹ toán học vậy giáo viên cần ôn lại cho học sinh hệ thức lượng tan giác vuông), yêu cầu học sinh viết biểu thức định luật II Niutơn chiếu biểu thức lên trục tọa độ Giải tóm tắt:   Các lực tác dụng lên vật: Trọng lực P , phản lực N mặt sàn, lực kéo  F y Chọn hệ trục tọa độ xoy, chiều dương hình vẽ:   Theo định luật II Niutơn cho vật ta được:  N Fy     P + F + N = ma (1) Chiếu (1) lên trục ox ta được: Fx = ma ⇔ F cos α = m.a ⇒ a = α α m F cos α m Chiếu (1) lên trục oy ta được: F  Fx x  P N + Fy − P = N + F sin α − P = ⇒ N = P − F sin α = mg − F sin α 2.3.4 Bài toán mở rộng 3: Một vật có khối lượng m, kéo mặt phẳng  µ nằm ngang có hệ số ma sát lực F hợp phương ngang góc α , xác định gia tốc chuyển động vật? Hướng dẫn: Với toán giáo viên nên yêu cầu học sinh vận dụng hai mở rộng để giải toán này, giáo viên cần lưu ý học sinh xác định xác độ lớn phản lực N Giải tóm tắt:   Các lực tác dụng lên vật: Trọng lực P , phản lực N mặt sàn, lực ma   sát Fms , lực kéo F Chọn hệ trục tọa độ xoy, chiều dương hình vẽ: Theo định luật II Niutơn cho vật ta được: y      P + F + N + Fms = ma (1) α Chiếu (1) lên trục ox ta được:   N Fx − Fms = ma (2) Fy m Chiếu (1) lên trục oy ta được:  Fms α α  P  F  Fx x Fy + N − P = ⇒ N = P − F y Fx = F cos α Mà: Fy = F sin α Fms = µ N Thay vào (2) ta được: F cos α − µ ( P − F sin α ) = ma ⇒ a = F ( cos α − µ sin α ) − µP m 2.3.5 Bài toán mở rộng 4: Một vật có khối lượng m, kéo lên một mặt phẳng nghiêng góc α so với phương ngang không ma sát lực F (hình vẽ), xác định gia tốc chuyển động vật phản lực mặt nghiêng lên vật? Hướng dẫn: Với toán giáo viên yêu cầu học sinh xác định đầy đủ lực tác dụng lên vật hình chiếu lực lên trục tọa độ, viết biểu thức định luật II Niutơn chiếu biểu thức lên trục tọa độ tìm đại lượng mà đề yêu cầu y Giải tóm tắt: Các lực tác dụng lên vật: Trọng   x lực P , phản lực N mặt phẳng   nghiêng, lực ma sát Fms , lực kéo F Chọn hệ trục tọa độ xoy, chiều dương hình vẽ: Theo định luật II Niutơn cho vật ta    được: P + F + N = ma (1) Chiếu (1) lên trục ox ta được: F − Px = ma(2) Mà: Px = P sin α  F  N m O  Py  Px  P α Thay vào (2) ta được: F − P sin α = ma ⇒ a = F − P sin α m Chiếu (1) lên trục oy ta được: N − Py = ⇒ N − P cos α = ⇒ N = P cos α = mg cos α 2.3.6 Bài toán mở rộng 5: Một vật có khối lượng m, kéo lên mặt phẳng nghiêng góc α so với phương ngang có hệ số ma sát µ lực F (hình vẽ), xác định gia tốc chuyển động vật? Hướng dẫn: Với toán giáo viên yêu cầu học sinh xác định đầy đủ lực tác dụng lên vật hình chiếu lực lên trục tọa độ(có thêm lực ma sát), viết biểu thức định luật II Niutơn, chiếu biểu thức lên trục tọa độ tìm đại lượng mà đề yêu cầu Giải tóm tắt:   Các lực tác dụng lên vật: Trọng lực P , phản lực N mặt phẳng   nghiêng, lực ma sát Fms mặt phẳng nghiêng, lực kéo F  Fqt Chọn hệ trục tọa độ xoy, chiều dương hình vẽ: Theo định luật II Niutơn cho vật ta được:      P + F + N + Fms = ma (1) y Chiếu (1) lên trục ox ta được: x F − Px − Fms = ma (2)  F Chiếu (1) lên trục oy ta được:  N m N − Py = ⇒ N = Py O Px = P sin α  Py Mà: Py = P cos α Fms = µ N Thay vào (2) ta được:  Px  Fms α P F − P sin α − µP cos α = ma F − P( sin α + µ cos α ) ⇒a= m F − mg ( sin α + µ cos α ) a= m 2.3.7 Bài toán mở rộng 6: Một vật có khối lượng m, trượt vật hình nêm có khối lượng M, nghiêng góc α so với phương ngang chuyển động bên trái với gia tốc a, bỏ qua ma sát (hình vẽ), xác định gia tốc chuyển động vật hình nêm? Hướng dẫn: Với toán giáo viên cần hướng dẫn cụ thể cách xác định đầy đủ lực tác dụng lên vật hình chiếu lực lên trục tọa độ(xác định hệ quy chiếu đứng yên hệ quy chiếu chuyển động), viết biểu thức định luật II Niutơn chiếu biểu thức lên trục tọa độ Giải tóm tắt:   Các lực tác dụng lên vật: Vật m: Trọng lực P1 , phản lực N1 mặt    hình nêm lên vật m, lực quán tính Fqt Vật M: Trọng lực P , phản lực N  vật m lên vật hình nêm, Phản lực N ′ mặt ngang lên vật M  chuyển động Chọn hệ trục tọa độ xOy, O’x’, chiều dương chiều N1 vật m Theo định luật II Niutơn cho vật ta được:    y  Vật m: P1 + N1 + Fqt = ma1 (1)      Fqt Vật M: N + P + N ′ = Ma ( 2)   Chiếu (1) lên Oy ta được: a x' P1 O O’ M   N P α x N + Fqt sin α − P1 cos α = ⇒ N = − Fqt sin α + P1 cos α Chiếu (2) lên O’x’ ta được: N sin α = Ma Theo định luật III Niutơn ta được: Ma = P1 cos α − Fqt sin α = P1 cos α − ma sin α sin α mg sin α cos α g sin 2α ⇒a= = 2M M + m sin α + sin α m N = N1 ⇒ 2.3.8 Bài toán mở rộng 7: Một vật có khối lượng m, trượt vật hình nêm có khối lượng M, nghiêng góc α so với phương ngang chuyển động bên trái với gia tốc a, bỏ qua ma sát (hình vẽ), xác định gia tốc chuyển động vật m vật hình nêm áp lực vật m lên vật M, hệ số ma sát trượt vật m lên vật M k ( Bỏ qua ma sát vật M)? Hướng dẫn: Bài toán mở rộng toán có thêm lực ma sát, giáo viên yêu cầu học sinh xác định đầy đủ lực tác dụng lên vật, viết biểu thức định luật II Niutơn, chiếu biểu thức lên trục tọa độ tìm đại lượng mà đề yêu cầu Giải tóm tắt:   Các lực tác dụng lên vật: Vật m: Trọng lực P1 , phản lực N1 mặt   hình nêm lên vật m, lực ma sát Fms , lực quán tính Fqt Vật M: Trọng lực P ,   phản lực N vật m lên vật hình nêm, Phản lực N ′ mặt ngang lên vật M Chọn hệ trục tọa độ xoy, o’x’chiều dương chiều chuyển động vật Theo định luật IINiutơn cho vật ta được:      Vật m: P1 + N1 + Fqt + Fms = ma1 (1) N1      Vật M: N + P + N ′ = Ma ( 2) Fms m y Chiếu (1) lên O’y ta được:  N + Fqt sin α − P1 cos α =  a ⇒ N = − Fqt sin α + P1 cos α Chiếu (2) lên Ox’ ta được: N sin α = Ma x'  P1  Fqt N′ O O’ M Theo định luật III Niutơn ta được: α x   N P 10 Ma = P1 cos α − Fqt sin α sin α = P1 cos α − ma sin α N = N1 ⇒ ⇒a= mg sin α cos α g sin 2α = 2M M + m sin α + sin α m Chiếu (1) lên trục O’x ta được: Fqt cos α + P1 sin α − Fms = ma1 Mà Fms = kN ⇒ Fqt cos α + P1 sin α − kN1 = ma1 mg sin 2α mg sin 2α sin α Fqt = ma = N = − Fqt sin α + P1 cos α = − + P1 cos α 2M M Thay , 2 + sin α + sin α m m mg sin 2α cos α mg sin 2α sin α + mg sin α − k ( − + mg cos α ) = ma1 2M 2M 2 + sin α + sin α m m g sin 2α cos α g sin 2α sin α ⇒ a1 = + g sin α − k ( − + g cos α ) 2M M 2 + sin α + sin α m m g sin 2α a1 = g ( sin α − k cos α ) + (cos α + k sin α ) 2M + sin α m 2.3.9 Bài toán mở rộng 8: Một vật có khối lượng m, trượt vật hình nêm có khối lượng M, nghiêng góc α so với phương ngang, hệ số ma sát hai vật k Hỏi phải truyền cho vật nêm gia tốc theo phương nằm ngang lớn để vật đứng yên nêm(bỏ qua ma sát đối M) ? Hướng dẫn: Với toán giáo viên yêu cầu học sinh xác định đầy đủ lực tác dụng lên vật hình chiếu lực lên hệ trục tọa độ, viết biểu thức định luật II Niutơn chiếu biểu thức lên hệ trục tọa độ, giáo viên cần gợi ý cho học sinh để học sinh xác định điều kiện của toán Giải tóm tắt:   Các lực tác dụng lên vật: Vật m: Trọng lực P1 , phản lực N1 mặt    hình nêm lên vật m, lực ma sát Fms , lực quán tính Fqt Vật M: Trọng lực P ,   phản lực N vật m lên vật hình nêm, Phản lực N y′ mặt ngang lên vật  M Fms • Trường hợp gia tốc nêm hướng sang phải m   F Do qt P1 x ngược chiều nên có hai trường  hợp xảy  ra: F N′ qt + Trường hợp 1: xét mg sin α > ma cos α Theo định luật II Niutơn cho vật ta được:   x      a Vật m: P1 + N1 + Fqt + Fms = max’ P1 (1) 0’ ’  N  P M α 11     Vật M: N + P + N ′ = Ma ( 2) Chiếu (1) lên Oy ta được: N − Fqt sin α − P1 cos α = ⇒ N = Fqt sin α + P1 cos α Chiếu (1) lên Ox ta được: P1 sin α − Fqt cos α − Fms = ma1 Để vật m đứng yên nêm phải có: a1 =   Fms ≥ P1 sin α − Fqt cos α ⇒ − Fqt cos α + P1 sin α ≤ Fms = kN = k ( Fqt sin α + P1 cos α ) ⇔ − ma cos α + mg sin α ≤ k (ma sin α + mg cos α ) (sin α − k cos α ) g ⇔a≥ k sin α + cos α Vậy trường hợp a max + Trường hợp 2: xét mg sin α < ma cos α Theo định luật IINiutơn cho vật ta được:     Vật m: P1 + N1 + Fqt + Fms = ma1 (1)     Vật M: N + P + N ′ = Ma ( 2) Chiếu (1) lên Oy ta được:  N1 N − Fqt sin α − P1 cos α = ⇒ N = Fqt sin α + P1 cos α Chiếu (1) lên Ox ta được:  a P1 sin α − Fqt cos α + Fms = ma1  Fqt Để vật m đứng yên nêm x’ phải có: a1 =   Fms ≥ − P1 sin α + Fqt cos α m O  N′ F P ms Vậy để vật m đứng yên nêm a max = x 0’ ’ ⇒ Fqt cos α − P1 sin α ≤ k ( Fqt sin α + P1 cos α ) ⇔ ma cos α − mg sin α ≤ k (ma sin α + mg cos α ) (sin α + k cos α ) g ( tan α + k ) g ⇔a≤ = − k sin α + cos α − k tan α y M  N α  P ( tan α + k ) g − k tan α 12 * Trường hợp gia tốc nêm hướng sang trái: Vật m có xu hướng trượt xuống Theo định luật II Niutơn cho vật ta được:      Vật m: P1 + N1 + Fqt + Fms = ma1 (1)     Vật M: N + P + N ′ = Ma ( 2)  Fms Chiếu (1) lên Oy ta được:  N1 N + Fqt sin α − P1 cos α = ⇒ N = − Fqt sin α + P1 cos α Chiếu (1) lên Ox ta được: P1 sin α + Fqt cos α − Fms = ma1  a x’ ’ y  F m qt  N′  P1 0’ M Để vật m đứng yên nêm phải có: a1 =   N  Fms ≥ P1 sin α + Fqt cos α ⇔ ma cos α + mg sin α ≤ k ( − ma sin α + mg cos α ) ⇔a≤ x α  P g ( k cos α − sin α ) g ( k − tan α ) = cos α + k sin α + k tan α Vậy để vật m đứng yên nêm a max = g ( k − tan α ) + k tan α 2.3.10 toán mở rộng 9: Một ván khối lượng M dặt mặt bàn nằm ngang, vật khối lượng m đặt ván Hệ số ma sát  ván với mặt bàn vật m µ1 µ Một lực F có phương nằm ngang tác dụng a lên vật m b lên ván M Tìm gia tốc chuyển động vật m ván trường hợp Điều kiện F để vật m trượt ván M trường hợp a để M m trường hợp b Hướng dẫn: Với toán giáo viên yêu cầu học sinh xác định đầy đủ lực tác dụng lên vật hình chiếu lực lên trục tọa độ, viết biểu thức định luật II Niutơn chiếu biểu thức lên trục tọa độ, lập luận đưa cách xác định yêu cầu của toán Giải tóm tắt: 13   Các lực tác dụng lên vật: Vật m: Trọng lực P1 , phản lực N1 vật M    lên vật m, lực ma sát Fms1 Vật M: Trọng lực P , phản lực N1 vật m lên    vật M, phản lực N mặt bàn, lực ma sát Fms vật M so với bàn, Fms1 M so với m Chọn hệtrục tọa độ xoy, chiều dương hình vẽ: a Lực F tác dụng lên vật m Theo định luật II Niutơn cho vật ta được:      Vật m: F + P1 + N1 + Fms1 = ma1 y       Vật M: N + P + N + Fms1 + Fms = Ma Chiếu lên trục tọa độ Ox ta được:   N1 N  F − Fms1 = ma1 Fms1 − Fms = Ma  Fms1 Chiếu lên trục tọa độ Oy ta được: N = P1 = mg N = P + N = Mg + mg Mà Fms1 = µ1 N = µ1 mg O Fms = µN = µ ( Mg + mg ) ⇒ F − µ1 mg = ma1  Fms m M F   P1 Fms1  P x  N1 F − µ1 mg m µ1 mg − µ ( Mg + mg ) = Ma µ mg − µ ( Mg + mg ) ⇒a= M ⇒ a1 = Để vật m trượt ván M : a1 > a ⇒ F − µ1 mg µ1 mg − µ ( Mg + mg ) > m M F µ mg − µ ( Mg + mg ) µ1 mg ⇒ > + m M m g ( M + m )( µ − µ ) = M mg ( M + m)( µ1 − µ ) ⇒F> M Nhận xét : a1 > F > µ1mg a > µ1 mg > µ ( mg + Mg ) F > µ1 > µ Vậy để vật m trượt M với gia tốc a vật M trượt bàn với gia tốc a F > µ1mg > µ ( mg + Mg ) µ ( mg + Mg ) < F < µ1 mg hai vật gắn chặt chuyển động với gia tốc 14 Khi F < µ1mg < µ ( mg + Mg ) vật m ván M đứng yên  b Trường hợp : Tấm ván có lực F tác dụng Theo định luật II Niutơn cho vật ta được:    Vật m: P1 + N1 + Fms1 = ma1        Vật M: N + P + N + Fms1 + Fms + F = Ma y Chiếu lên hệ trục tọa độ Ox ta được:    N1 N  Fms1 m F   P Fms1 M Fms1 = ma1 F − Fms1 − Fms = Ma Chiếu lên hệ trục tọa độ Oy ta được: N = P1 = mg N = P + N = Mg + mg Mà Fms1 = µ1 N = µ1 mg O Fms = µN = µ ( Mg + mg )  Fms  P x  N1 ⇒ µ1mg = ma1 µ1mg = µ1 g m F − µ1mg − µ ( Mg + mg ) = Ma F − µ1mg − µ ( Mg + mg ) ⇒a= M ⇒ a1 = Điều kiện để vật M m F − µ1 mg − µ ( Mg + mg ) > µ1 g M ⇒ F > ( µ1 + µ )( M + m ) g a > ⇒ F > µ1mg + µ ( M + m ) g a > a1 ⇒ Do phải thỏa mãn hai điều kiện nên F > ( µ1 + µ )( M + m ) g 2.4 Hiệu đề tài Ưu điểm phương pháp từ tập đơn giản hướng dẫn cách làm, giúp học sinh nắm đươc cách đơn giản, dễ nhớ Sau phát triển nâng dần lên mức độ khó hơn, giúp học sinh tiếp cận cách đơn giản, dễ hiểu để từ em tự tin vận dụng để giải loại tập liên quan, chí em học giải tập khó phức tạp hơn, khả tư định hướng em phát triển nhanh tăng dần mức độ cho tập mức cao hơn, em hứng thú với cách dẫn dắt đưa giáo viên, em chủ động tư duy, suy nghĩ đưa cách giải chủ động giải tập mở rộng 15 Sau đưa áp dụng đề tài trên, kết khảo sát thống kê lớp 10 trường THPT Bá Thước năm học 2015-2016: Lớp % HS giải 10A1 10A2 10A3 67% 65% 70% % HS lúng túng 25% 30% 23% % HS 8% 5% 7% Kết thu từ đề tài khả quan, em học sinh từ chỗ làm, hay lúng túng khó khăn giải tập phần Các định luật Niutơn lực học lớp 10 dẫn đến em ngại học, lười học, không chịu làm tập, sau áp dụng đề tài em chủ động làm tập tích cực, tư duy, suy nghĩ, làm tốt tập từ đơn giản đến phức tạp, khả tư em tăng lên nhiều, kỹ năng, kỹ xảo hình thành phát triển, đa số em biết vận dụng chủ động tìm tòi, tư sáng tạo giải tập chương sau KẾT LUẬN 3.1 Kết luận: Thông qua tìm hiểu phân tích kết việc ứng dụng sáng kiến kinh nghiệm “Phát triển tư học sinh lớp 10 trường THPT Bá Thước từ toán học phần động lực học chất điểm.” số năm, đặc biệt phạm vi rộng năm học 2015-2016 tự nhận thấy - Đối với giáo viên, sáng kiến kinh nghiệm tài liệu quan trọng công tác giảng dạy góp phần giải triệt để vấn đề tồn học sinh(lười học, nhác học, ngại làm tập, ỷ lại, ngại tư duy, suy nghĩ, ) trường THPT Bá Thước phần động lưc hoc chất điểm Đồng thời hướng mở giúp cho thầy cô nhóm Vật Lý, môn học khác áp dụng mở rộng, xây dựng chuyên đề tập mở rộng từ giúp học sinh tiếp cận cách dễ dàng đồng thời phát triển tư cho em, giúp em hình thành thói quen chủ động, tích cực tư duy, suy nghĩ làm tập lĩnh hội kiến thức - Đối với học sinh, sáng kiến kinh nghiệm giúp cho em kỹ tư duy, suy luận lôgíc để chủ động, tự tin vào thân việc giải tập hay tượng vật lý khác mà em gặp sống - Nội dung sáng kiến kinh nghiệm đề cao tới việc phát huy khả sáng tạo, khả tìm tòi tính tích cực, tự lực học sinh Trên vài kinh nghiệm trình giảng dạy, thời gian có hạn kinh nghiệm hạn chế nên không tránh khỏi sai sót, mong nhận góp ý trao đổi bạn bè đồng nghiệp 3.2 Kiến nghị đề suất * Đối với nhà trường 16 Nhà trường trang bị thêm sách tài liệu cho thư viện để giáo viên học sinh tham khảo Tổ chức buổi trao đổi, thảo luận phương pháp dạy học * Đối với Sở Giáo dục Đào tạo Tổ chức chuyên đề, hội thảo để giáo viên có điều kiện trao đổi học tập chuyên môn - nghiệp vụ XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VI Thanh Hóa, ngày 20 tháng 05 năm2016 Tôi xin cam đoan SKKN viết, không chép nội dung người khác Người viết sáng kiến Ngân Duy Tiền Tài liệu tham khảo Sách giáo khoa Vật lý 10-NXB-GD-Năm 2008 2.Giáo trình vật lí đại cương tập phần nhiệt- Nguyễn Xuân Chi- NXB Bách khoa Hà Nội Kiến thức nâng cao vật lý(tập 1)- Vũ Thanh Khiết- NXB Hà Nội Chuyên đề bồi dưỡng vật lý 10 - Nguyễn Đình Đoàn - NXB Hà Nội 17 ... 2 .3. 2 Bài toán mở rộng 2 .3. 3 Bài toán mở rộng 2 .3. 4 Bài toán mở rộng 2 .3. 5 Bài toán mở rộng 2 .3. 6 Bài toán mở rộng 2 .3. 7 Bài toán mở rộng 2 .3. 8 Bài toán mở rộng 2 .3. 9 Bài toán mở rộng 2 .3 .10 toán. .. chọn đề tài Phát triển tư học sinh lớp 10 trường THPT Bá Thước từ toán học phần động lực học chất điểm Hi vọng đề tài góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy môn Vật Lý trường THPT Bá Thước trở... sau KẾT LUẬN 3. 1 Kết luận: Thông qua tìm hiểu phân tích kết việc ứng dụng sáng kiến kinh nghiệm Phát triển tư học sinh lớp 10 trường THPT Bá Thước từ toán học phần động lực học chất điểm. ” số năm,