SKKN phân loại bài tập bảo toàn và biến thiên cơ năng vật lí lớp 10 theo các mức độ nhận thức

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM PHÂN LOẠI BÀI TẬP BẢO TOÀN VÀ BIẾN THIÊN CƠ NĂNG VẬT LÝ LỚP 10 THEO CÁC MỨC ĐỘ NHẬN THỨC Họ tên: Trần Hải Dương Chức vụ: Giáo viên Đơn vị công tác: Trường THPT Lương Thế Vinh Quảng Bình, tháng 09 năm 2018 PHẦN I: MỞ ĐẦU I.1 Lí chọn đề tài Trong chương trình vật lý lớp 10 chương định luật bảo toàn có vai trò vị trí quan trọng, kiến thức chương tảng để giải thích nhiều tượng, tốn vật lý liên quan đến động lượng, biến đổi năng; liên quan đến nhiều kiến thức vật lý học lớp 11 12 Do việc hiểu rõ vận dụng kiến thức chuyển hóa lượng học giúp học sinh dễ dàng tiếp cận kiến thức khác, tăng hứng thú học tập dễ dàng tiếp cận kiến thức liên quan Qua nhiều năm giảng dạy tơi nhận thấy nhiều học sinh gặp khó khăn việc phân biệt dạng lượng học vướng mắc giải tập phần năng; tơi phân loại xây dựng theo mức độ nhận thức số tập bản, hay khó liên quan đến bảo tồn biến thiên từ giúp nhiều đối tượng học sinh dễ tiếp cận kiến thức theo mức độ nhận thức, hiểu rõ chất vấn đề để giải nhanh tập loại góp phần đáp ứng u cầu hình thức thi trắc nghiệm Với lí tơi viết SKKN với chủ đề: “PHÂN LOẠI BÀI TẬP BẢO TOÀN VÀ BIẾN THIÊN CƠ NĂNG VẬT LÝ LỚP 10 THEO CÁC MỨC ĐỘ NHẬN THỨC” I.2 Điểm đề tài Việc nghiên cứu đề tài nhằm giúp em học sinh có cách tiếp cận có hệ thống từ dễ đến khó, nhẹ nhàng, có nhìn trực quan số tốn bảo tồn biến thiên động năng, năng, Giúp học sinh hình thành kỹ xếp, phân loại mức độ kiến thức để từ có phân bố thời gian hợp lí để giải nhanh số toán vật lý phần học lớp 10 cách sử dụng định luật bảo toàn năng, độ biến thiên động (định lý động năng) Giúp học sinh nhận thức sâu sắc hơn, áp dụng cách có hệ thống kiến thức phù hợp, luyện tập thêm phương pháp lượng để giải toán vật lý liên quan đến chuyển động vật Chỉ mối quan hệ trực quan đại lượng vật lý, phương pháp, thủ thuật sử dụng công thức để giải nhanh nhất, xác tập Thông qua đề tài rèn luyện, phát triển tư duy, tính sáng tạo học sinh I.3 Phạm vi áp dụng đề tài I.3.1 Đối tượng nghiên cứu Công học, công suất, hiệu năng, động độ biến thiên động năng, năng, định luật bảo toàn năng, độ biến thiên thuộc sách giáo khoa Vật lí 10 Sử dụng bảo toàn biến thiên để giải số tập học lớp 10 chương trình Vật lý THPT, số tập chuyển động đề thi THPTQG I.3.2 Phạm vi nghiên cứu - Các tiết lý thuyết tập vật lý chương định luật bảo toàn - Học sinh : Lớp 10A1, 10A2, 10A8, 10A10 PHẦN II: NỘI DUNG II.1 Thực trạng dạy học tập bảo toàn biến thiên nhà trường THPT - Môn học Vật lý mơn học khác bậc THPT đóng vai trò quan trọng việc hình thành kiến thức phổ thông Các kiến thức kỹ cần thiết để em tiếp cận nhanh với chương trình học bậc cao hơn, giúp em có tảng kiến thức để học trở thành kỹ sư, kỹ thuật viên lành nghề, đáp ứng nhu cầu ngày cao xã hội công nghiệp đại Vật lý môn khoa học nên việc dạy vật lý trường phổ thông phải giúp học sinh nắm kiến thức bản, trọng tâm môn, mối quan hệ vật lý môn khoa học khác để vận dụng quy luật vật lý vào thực tiễn đời sống Vật lý biểu diễn quy luật tự nhiên thơng qua tốn học hầu hết khái niệm, định luật, quy luật phương pháp… vật lý trường phổ thông mô tả ngôn ngữ toán học, đồng thời yêu cầu học sinh phải biết vận dụng tốt toán học vào vật lý để trả lời nhanh, xác dạng tập vật lý nhằm đáp ứng tốt yêu cầu ngày cao đề kiểm tra thường xuyên, kiểm tra học kì, đề thi THPTQG, đề thi học sinh giỏi - Vấn đề đặt với số lượng lớn kiến thức, cơng thức vật lý chương trình THPT nhớ hết để vận dụng, trả lời câu hỏi đề thi trắc nghiệm phủ hết chương trình, khơng trọng tâm, trọng điểm, thời gian trả lời câu hỏi ngắn; lớp học có nhiều đối tượng học sinh có lực tiếp nhận kiến thức khơng đồng nên việc có hệ thống câu hỏi tập phân chia theo mức độ nhận thức cần thiết Trong tập phần bảo tồn biến thiên với nhiều dạng công thức gần giống nên khó phân biệt, với số lượng tiết học tập nhiều dạng tập gây khó khăn cho học sinh trình giải tập Vì việc phân loại tập bảo toàn biến thiên theo mức độ nhận thức tăng dần giúp em tiết kiệm thời gian học tập, hiểu rõ chất vật lý tượng toán, vận dụng kiến thức phù hợp để giải tốn vật lý; góp phần khơng nhỏ việc nâng cao chất lượng dạy học môn vật lý II.2 Cơ sở lý thuyết II.2.1 Công công suất Công lực: Nếu lực không đổi có điểm đặt chuyển dời đoạn s theo hướng hợp với hướng lực góc , cơng lực tình theo cơng thức: A = Fscos (J) + 0o ≤  < 90o =>cos > => A > : công phát động +  = 90o => cos = => A = 0: lực không thực công + 90o <  ≤ 180o =>cos < => A < : công cản Công suất đo công sinh đơn vị thời gian: (W) Biểu thức khác công suất: Công trọng lực : A = mgz, với z = z1 –z2 (z1, z2 độ cao điểm đặt trọng lực lúc đầu lúc cuối) (hình 1.1) Công lực đàn hồi : , với k hệ số đàn hồi ; x1, x2 độ biến dạng lúc đầu lúc cuối (hình 1.2) A z  P l0 (1) ∆s ∆z B Hình 1.1 (2) x1 x2 Hình 1.2 II.2.2 Động năng, năng, Động năng: Động vật khối lượng m chuyển động với vận tốc v lượng mà vật có chuyển động Wđ = mv2 Trong : Wđ : Động vật chuyển động ( J ) m : Khối lượng (kg) v : Vận tốc ( m/s) Wđ có giá trị lớn Wđ phụ thuộc hệ quy chiếu Định lí độ biến thiên động (hay gọi là định lí động năng): Độ biến thiên động công ngoại lực tác dụng lên vật Wđ =m v22 - m v12 = A với Wđ độ biến thiên động F Thế năng: Là dạng lượng có tương tác vật hệ Thế trọng trường: Wt = mgz ; chọn gốc vị trí độ cao z = ( Hệ vật + Trái đất) Trong : Wt : Thế trọng trường ( J ) m : Khối lượng (kg) z : Độ cao ( m) Thế đàn hồi: Wtđh = k l Trong : Wt : Thế đàn hồi ( J ) k : Độ cứng lò xo (N/m) l : Độ biến dạng lò xo ( m) Hiệu năng: Wt1 – Wt2 = AF Thế đại lượng vơ hướng có giá trị dương âm Thế có tính tương đối, toạ độ vật có tính tương đối, nghĩa phụ thuộc vào vị trí ta chọn làm gốc Cơ năng: Cơ vật bao gồm tổng động vật W = Wđ + W t Cơ trọng trường: W = mv2 + mgz Cơ đàn hồi: W = mv2 + k( l )2 Cơ lắc lò xo : (Gốc vị trí cân bằng) W = mv2 + kx2 Cơ lắc đơn : (Gốc vị trí cân thấp lắc) W  mv  mgl (1  cos ) Định luật bảo toàn năng: Cơ toàn phần hệ cô lập bảo toàn W = const Đối với hệ lập (kín), q trình chuyển động vật, ln có chuyển hố qua lại động năng, toàn phần bảo tồn Đối với hệ khơng lập, q trình chuyển động vật, ngoại lực (ma sát, lực cản….) thực cơng chuyển hố sang dạng lượng khác, không bảo tồn Phần bị biến đổi cơng ngoại W = W2 – W1 = AF lực tác dụng lên vật : *Lưu ý giải tập phương pháp lượng Công thức độ biến thiên động Wd  AF A ngoại lực tác dụng lên vật F II.2.3 Cơ sở phân chia mức độ nhận thức Định hướng chung đánh giá kết học tập học sinh phải xây dựng đề thi, kiểm tra theo ma trận; đánh giá kết học tập, rèn luyện học sinh dạy học thực qua kiểm bao gồm loại câu hỏi, tập theo mức độ yêu cầu: - Nhận biết: học sinh nhận biết, nhắc lại mô tả kiến thức, kĩ học yêu cầu - Thông hiểu: học sinh diễn đạt kiến thức mô tả kĩ học ngôn ngữ theo cách riêng mình, thêm hoạt động phân tích, giải thích, so sánh; áp dụng trực tiếp (làm theo mẫu) kiến thức, kĩ biết để giải tình huống, vấn đề học tập - Vận dụng: học sinh kết nối xếp lại kiến thức, kĩ học để giải thành cơng tình huống, vấn đề tương tự tình huống, vấn đề học - Vận dụng cao: học sinh vận dụng kiến thức, kĩ để giải tình huống, vấn đề mới, khơng giống với tình huống, vấn đề hướng dẫn; đưa phản hồi hợp lí trước tình huống, vấn đề học tập sống Bảng mô tả mức độ yêu cầu cần đạt số loại câu hỏi, tập thông thường: Loại câu hỏi/bài tập Mức độ yêu cầu cần đạt Nhận biết Thông hiểu Vận dụng Vận dụng cao Câu hỏi/bài tập định tính Xác định đơn vị kiến thức nhắc lại xác nội dung đơn vị kiến thức Sử dụng đơn vị kiến thức để giải thích khái niệm, quan điểm, nhận định liên quan trực tiếp đến kiến thức Xác định vận dụng nhiều nội dung kiến thức có liên quan để phát hiện, phân tích, luận giải vấn đề tình quen thuộc Xác định vận dụng nhiều nội dung kiến thức có liên quan để phát hiện, phân tích luận giải vấn đề tình Câu hỏi/bài tập định lượng Xác định mối liên hệ trực tiếp đại lượng tính đại lượng cần tìm Xác định mối liên hệ liên quan đến đại lượng cần tìm tính đại lượng cần tìm thơng qua số bước suy luận trung gian Xác định vận dụng mối liên hệ đại lượng liên quan để giải toán/vấn đề tình quen thuộc Xác định vận dụng mối liên hệ đại lượng liên quan để giải toán/vấn đề tình Câu hỏi/bài tập thực hành/thí nghiệm Căn vào kết thí nghiệm tiến hành, nêu mục đích dụng cụ thí nghiệm Căn vào kết thí nghiệm tiến hành, trình bày mục đích, dụng cụ, bước tiến hành phân tích kết rút kết luận Căn vào phương án thí nghiệm, nêu mục đích, lựa chọn dụng cụ bố trí thí nghiệm; tiến hành thí nghiệm phân tích kết để rút kết luận Căn vào yêu cầu thí nghiệm, nêu mục đích, phương án thí nghiệm, lựa chọn dụng cụ bố trí thí nghiệm; tiến hành thí nghiệm phân tích kết để rút kết luận II.3 Phân loại tập bảo toàn biến thiên theo mức độ nhận thức II.3 Mức độ nhận biết Đây câu hỏi tập nhận biết định nghĩa, công thức, đơn vị đại lượng công, công suất, động năng, trọng trường, đàn hồi, Giúp học sinh vừa dễ nhớ đồng thời có so sánh để phân biệt đại lượng, đơn vị cơng thức tốn học biểu diễn liên hệ đại lượng vật lý Câu Đơn vị công hệ SI A.W B mkg C J D N Câu Đơn vị công suất hệ SI A.J.s B kg.m/s C J.m D W Câu Công suất xác định A tích cơng thời gian thực công B công thực đơn vị thời gian C công thực đươc đơn vị chiều dài D giá trị công thực Câu Chọn phát biểu sai? Công lực A đại lượng vơ hướng C tính biểu thức F.s.cosα B có giá trị đại số D ln dương Câu Kilôoat (kWh) đơn vị A Hiệu suất B Công suất C Động lượng D Cơng Câu Cơng thức tính cơng lực là: A A = F.s B A = mgh C A = F.s.cos D A = ½.mv2 Câu Chọn phát biểu đúng: Đại lượng đặc trưng cho khả sinh công vật đơn vị thời gian gọi A Công học B Công phát động C Công cản D Công suất Câu Đơn vị sau đơn vị công suất? A J.s B W C N.m/s D HP r r v F Câu Một vật chuyển động với vận tốc tác dụng lực không đổi Công suất lực là: A P=Fvt B P=Fv C P=Ft D P=Fv2 Câu 10 Trong câu sau câu sai? Động vật không đổi vật A chuyển động thẳng B chuyển động với gia tốc khơng đổi C chuyển động tròn D chuyển động cong Câu 11 Động vật khối lượng m, chuyển động với vận tốc v : Wd  mv W  mv 2 d 2 A B Wd  mv C Wd  2mv D Câu 12 Chọn câu trả lời sai : A Động đại lượng vô hướng B Động ln ln dương C Động có tính tương đối D Động tỉ lệ nghịch với bình phương vận tốc Câu 13 Một vật khối lượng m, đặt độ cao z so với mặt đất trọng trường Trái Đất trọng trường vật xác định theo công thức: A Wt  mgz Wt  mgz B C Wt  mg D Wt  mg Câu 14 Một vật có khối lượng m gắn vào đầu lò xo đàn hồi có độ cứng k, đầu lo xo cố định Khi lò xo bị nén lại đoạn l (l < 0) đàn hồi bằng: Wt  k l A Wt  k (l ) 2 B Wt   k (l ) 2 C Wt   k l D Câu 15 Khi vật chuyển động trọng trường vật xác định theo công thức: A C B D Câu 16 Khi vật chịu tác dụng lực đàn hồi (Bỏ qua ma sát) vật xác định theo công thức: A C B D Câu 17 Chọn phát biểu Cơ đại lượng A luôn dương B ln dương khơng C âm, dương không D khác không Câu 18 Chọn phát biểu Một vật nằm yên, có A vận tốc B động lượng C động D Câu 19 Đặc điểm sau động vật: A Luôn không âm B Phụ thuộc hệ quy chiếu C Tỷ lệ với khối lượng vật D Tỷ lệ với vận tốc vật Câu 20 J (Jun) đơn vị A Thế B Động C Động lượng D Cơ II.3.2 Mức độ thông hiểu Đây câu hỏi tập đơn giản định nghĩa, công thức độ biến thiên động năng, hiệu năng, độ biến thiên năng; so sánh, giải thích tượng liên quan đến cơng, cơng suất, dạng lượng học Bài tập áp dụng trực tiếp cơng thức để tìm đại lượng chưa biết Câu Trong ôtô, xe máy chúng chuyển động thẳng đường, lực phát động trùng với hướng chuyển động Công suất chúng đại lượng không đổi Khi cần chở nặng, tải trọng lớn người lái A giảm vận tốc số nhỏ B giảm vận tốc số lớn C tăng vận tốc số nhỏ D tăng vận tốc số lớn Câu Chọn phát biểu Khi vận tốc vật tăng gấp hai, A gia tốc vật tăng gấp hai B động lượng vật tăng gấp bốn C động vật tăng gấp bốn D vật tăng gấp hai Câu Khi tên lửa chuyển động vận tốc khối lượng thay đổi Khi khối lượng giảm nửa, vận tốc tăng gấp hai động tên lửa: A khơng đổi B tăng gấp lần C tăng gấp lần D giảm lần Câu Một vật thực cơng A giá lực vng góc với phương chuyển động B giá lực song song với phương chuyển động C lực làm vật biến dạng D lực tác dụng lęn vật lŕm vật chuyển dời Câu Khi vận tốc vật tăng gấp hai A gia tốc vật tăng gấp hai B động lượng vật tăng gấp bốn C động vật tăng gấp bốn D vật tăng gấp hai Câu Lực F tác dụng vào vật không sinh công A.cùng hướng chuyển động vật B có tác dụng cản chuyển động vật C hợp với hướng chuyển động vật góc lớn 900 D.vng góc với chuyển động vật Câu Hệ thức liên hệ động lượng p động Wd vật có khối lượng m chuyển động 1 p mWd p  mW d 2 A p  2mWd B C D p  2mWd Câu Lực thực công âm vật chuyển động mặt phẳng nằm ngang A lực ma sát B lực phát động C lực kéo D trọng lực Câu Công lực tác dụng lên vật khơng góc hợp lực tác dụng chiều chuyển động A 00 B 600 C 1800 D 900 Câu 10 Khi lực F chiều với độ dời s A cơng A > B công A < C công A ≠ D công A = Câu 11 Độ biến thiên động vật chuyển động A công lực ma sát tác dụng lên vật B công lực tác dụng lên vật C công trọng lực tác dụng lên vật D công ngoại lực tác dụng lên vật Câu 12 Điều sau nói động năng? A Động vật tích khối lượng vận tốc vật B Động vật đại lượng vơ hướng C Trong hệ kín, động hệ bảo toàn D Động vật tích khối lượng bình phương vận tốc Câu 13 Nếu khối lượng vật giảm lần vận tốc tăng lên lần, động vật A tăng lần B không đổi C giảm lần D giảm lần Câu 14 Động vật không đổi : A m không thay đổi , v tăng gấp đôi B v không đổi ,m tăng gấp đôi C m giảm nửa ,v tăng gấp lần D v giảm nửa, m tăng gấp lần Câu 15 Hai vật có động Khối lượng chúng có quan hệ m = 2m2, vận tốc có quan hệ: A v1  2v2 B v2  2v1 C v2  2v1 D v2  4v1 Câu 16 Động vật tăng gấp bốn A m không thay đổi, v tăng gấp đôi B v không đổi, m tăng gấp đôi C m giảm nửa, v tăng gấp lần D v giảm nửa, m tăng gấp lần Câu 17 1Wh A.3600J B 1000J C 60J D 1CV Câu 18 Một người kéo hòm gỗ trượt sàn nhà dây có phương hợp với phương ngang góc 600 Lực tác dụng lên dây 150N Cơng lực thực hòm trượt 10 mét là: A A = 1275 J B A = 750 J C A = 1500 J D A = 6000 J Câu 19 Một gàu nước khối lượng 10 kg kéo cho chuyển động lên độ cao 5m khoảng thời gian phút 40 giây (Lấy g = 10 m/s 2) Cơng suất trung bình lực kéo là: A 0,5 W B 5W C 50W D 500 W Câu 20 Một vật khối lượng 0,1 kg chuyển động với vận tốc 2m/s độ cao 2m so với đất Gốc mặt đất.Lấy g = 10 m/s2 Cơ vật A J B 0,2 J C 1,2 J D 2,2 J II.3.3 Mức độ vận dụng Bài tập tính cơng, cơng suất đại lượng cơng thức tính cơng cơng suất Bài tập tính động năng, độ biến thiên động xác định đại lượng công thức động năng, độ biến thiên động Bài tập tính năng, hiệu xác định đại lượng công thức năng, hiệu Bài tập tính năng, độ biến thiên xác định đại lượng công thức năng, độ biến thiên Sử dụng từ thao tác tư trở lên Ví dụ : Một vật khối lượng m = 10kg kéo sàn lực F = 20N hợp với phương ngang góc 300 Nếu vật di chuyển 2m sàn thời gian 4s cơng suất lực bao nhiêu? Hướng dẫn giải: A F s.cos   3W t A  F s.cos � P = t Ví dụ : Một viên đạn m = 1kg bay ngang với v = 300m/s xuyên qua gỗ dày 5cm Sau xuyên qua gỗ, đạn có v2 = 100m/s Tính lực cản gỗ tác dụng lên viên đạn Hướng dẫn giải: 1 Ac   Fc s  mv22  mv12 2 Theo định lý động năng: 2 mv2  mv1 2 � Fc   8000 N s Ví dụ : a, Một lò xo nằm ngang có k = 250N/m, tác dụng lực hãm lò xo dãn 2cm đàn hồi bao nhiêu? Hướng dẫn giải: Wt  k x  0,05 J b, Lò xo nằm ngang có k = 250N/m Công lực đàn hồi thực lò xo bị kéo dãn từ 2cm đến 4cm bao nhiêu? Hướng dẫn giải: A  Wdh1  Wdh  k ( x12  x22 )   0,15 J Ví dụ : Một bi m = 25g ném thẳng đứng lên cao với v = 4,5m/s từ độ cao 1,5m so với mặt đất Chọn gốc mặt đất, g = 10m/s2 a Tính Wđ, Wt, W lúc ném vật b Tìm độ cao cực đại mà bi đạt Hướng dẫn giải: a W = Wt + Wd = 0,63 J b Ở độ cao cực đại Wtmax � Wd = � Wtmax = W = 0,63 J � zmax = 2,52m Ví dụ : Vật m = 2,5kg thả rơi tự từ độ cao 45m so với mặt đất, g = 10m/s2 a Tính động lúc chạm đất 10 b Ở độ cao vật có Wd = 5.Wt Hướng dẫn giải:MD(mặt đất) a Theo định luật bảo toàn năng: WMD = WH � WtMD  WdMD  WdH  WtH � WdMD  WtH  1125 J b Wd = Wt � W = Wt + Wd = 6Wt = 1125 J � z = 7,5m Câu Một tơ có khối lượng chuyển động với vận tốc 54km/h Động ô tô bằng: A 15kJ B 1,5kJ C 30kJ D 225kJ Câu Một vật trọng lượng 1,0N có động 1,0J (Lấy g = 10m/s ) Khi vận tốc vật bằng: A 0,45m/s B 1,0m/s C 1,4m/s D 4,5m/s Câu Một tơ có khối lượng 500kg tăng tốc từ 36km/h lên 45km/h Độ biến thiên động ô tô bằng: A 31,25kJ B 56,25kJ C 25kJ D 81,25kJ Câu Một tơ có khối lượng chuyển động với vận tốc 18km/h hãm phanh, vận tốc giảm 9km/h Độ biến thiên động ô tô bằng: A -37,5kJ B 37,5kJ C -18,75kJ D 18,75kJ Câu Một vật có khối lượng 500g di chuyển với vận tốc 10m/s Động vật A.2,5J B 25J C.250J D 2500J Câu Một vật khối lượng 200g thả rơi tự từ độ cao h so với mặt đất Lấy g = 10 m/s2, động vật sau giây sau rơi A.10J B 1J C.20J D 2J Câu Một vật khối lượng 100g thả rơi tự từ độ cao h = 20m so với mặt đất Lấy g = 10 m/s2, động vật chạm đất A.160J B 20J C.80J D 2J Câu Một vật khối lượng 500g thả rơi tự từ độ cao h so với mặt đất Lấy g = 10 m/s2, động vật cuối giây thứ A.200J B 225J C.112,5J D 400J Câu Một ô tô khối lượng 1,5 bắt đầu chuyển động thẳng nhanh dần đều, sau giây vận tốc 36km/h Động vật sau giây kể từ bắt đầu chuyển động A.12J B 12kJ C.972kJ D 3kJ Câu 10 Một vật có khối lượng m = 0,2 kg phóng thẳng đứng từ mặt đất với vận tốc vo = 10 m/s Lấy g = 10 m/s² Bỏ qua sức cản Hỏi vật quãng đường 8m động vật có giá trị A J B J C J D J Bài toán áp dụng định lí động Câu 11 Một vật có khối lượng 500g chuyển động chậm dần với vận tốc đầu 6m/s tác dụng lực ma sát Công lực ma sát thực dừng lại bằng: A 9J B -9J C khơng tính D -1,5J 11 Câu 12 Một vật khối lượng 2kg bị hất với vận tốc ban đầu có độ lớn 4m/s để trượt mặt phẳng nằm ngang Sau trượt 0,8m vật dừng lại Công lực ma sát thực bằng: A 16J B - 16J C -8J D 8J Câu 13 Một tơ có khối lượng 1000kg chạy với tốc độ 30m/s bị hãm đến tốc độ 10m/s, biết quãng đường mà ô tô chạy thời gian hãm 80m Lực hãm trung bình có độ lớn A 2000N B 3000N C 3500N D 5000N Câu 14 Một tơ có khối lượng 1600kg chạy với vận tốc 45km/h người lái nhìn thấy vật cản trước mặt cách khoảng 15m Người tắt máy hãm phanh khẩn cấp Giả sử lực hãm tơ khơng đổi 1,2.104N Ơ tơ sẽ: A Va chạm vào vật cản B Dừng trước vật cản C Vừa tới vật cản D Khơng có đáp án Câu 15 Một ô tô chuyển động với vận tốc 54km/h Một mơ tơ có khối lượng 200kg chuyển động chiều với vận tốc 36km/h Động mô tô hệ quy chiếu gắn với ô tô bằng: A 10kJ B 2,5kJ C 22,5kJ D 7,5kJ Câu 16 Một vật có khối lượng 200g bắt đầu chuyển động tác dụng lực F Sau thời gian t , vật đạt vận tốc 3m/s Công lực F thời gian bằng: A 0,90J B 0,45J C 0,60J D 1,8J Câu 17 Một ôtô khối lượng 1000kg chuyển động với vận tốc 72km/h Tài xế tắt máy hãm phanh, ôtô thêm 50m dừng lại Lực ma sát có độ lớn? A 2000N B 4000N C 5184N D 2952N Câu 19 Khi vật trượt xuống mặt phẳng nghiêng hợp với mặt phẳng ngang góc  Cơng lực ma sát thực chiều dài S mặt phẳng nghiêng A Ams = μ.m.g.sinα B Ams = - μm.g.cosα C Ams = μ.m.g.sinα.S D Ams = - μ.m.g.cosα.S Câu 20 Khi vật trượt lên mặt phẳng nghiêng hợp với mặt phẳng ngang góc Cơng trọng lực thực chiều dài S mặt phẳng nghiêng A Ap = m.g.sinα.S B Ap = m.g.cos.S C Ap = - m.g.sinα.S D Ap = - m.g.cosα.S Câu 21 Một ô tô chạy với vận tốc 30 km/h đoạn đường phẳng ngang hãm phanh Khi tơ tiếp tục chạy thêm quãng đường dài 4,0 m Coi lực ma sát lốp ô tô mặt đường không đổi Nếu trước hãm phanh, ô tơ chạy với vận tốc 90 km/h tô tiếp tục chạy thêm quãng đường dài sau hãm phanh ? A 10 m B 42 m C 36 m D 20 m II.3.4 Mức độ vận dụng cao Đây câu hỏi tập yêu cầu học sinh phân biệt trường hợp biến thiên hay bảo toàn để áp dụng định lý động định luật bảo 12 toàn cho phù hợp; phải sử dụng từ ba thao tác tư trở lên Bài tập có kết hợp nhiều kiến thức chương kiến thức động lực học Phương pháp: xác định lực tác dụng lên vật sinh cơng ,nếu có lực áp dụng định luật bảo tồn năng; có lực khác áp dụng định lý động để giải Ví dụ 1: Thả vật rơi tự từ độ cao 45m so với mặt đất, g = 10m/s Bỏ qua sức cản khơng khí a Tính vận tốc vật vật chạm đất b Tính độ cao vật Wd = 2Wt c Khi chạm đất, đất mềm nên vật bị lún sâu 10cm Tính lực cản trung bình tác dụng lên vật, cho m = 100g Hướng dẫn giải: Chỉ có trọng lực nên bảo toàn a Theo định luật bảo toàn năng: WMD = W45 � WtMD  WdMD  Wd 45  Wt 45 � WdMD  Wt 45 � v  30m / s b Theo định luật bảo toàn năng: WMD = W45 � Wth  Wdh  Wd 45  Wt 45 � Wth  3Wt 45 � z  15m c A = Wdh – WđMĐ = - Fc.s � Fc= 450N Ví dụ : Một lắc đơn gồm vật nặng khối lượng 1kg, dây treo khơng dãn có chiều dài 1m, kéo lắc lệch so với phương thẳng đứng góc α=600 thả nhẹ Bỏ qua lực cản khơng khí, lấy 10m/s2 a Tìm lắc? b Tìm vận tốc lắc qua vị trí cân bằng? c Khi lắc có vận tốc 1m/s, tìm lắc lúc này? chọn gốc vị trí cân d Khi dây treo hợp với phương thẳng đứng góc 30 động lắc bao nhiêu? Hướng dẫn giải: Có trọng lực và lực căng dây lực căng dây không sinh công nên bảo toàn mv W  mgl   cos  a Gốc vị trí thấp vật Cơ : W  mgl   cos  = 5( J ) mv12 2W W � v1   10 m b, Khi qua vị trí cân ( m/s) mv mv W  mgl   cos  Wt  mgl   cos   W  2 c, => – 0,5 = 4,5 ( J ) = 13 mv Wd   W-mgl   cos  d, =3,7 ( J ) Ví dụ : Một lắc lò xo gồm vật khối lượng m = 1kg gắn vào lò xo có độ cứng k = 100 N/m đặt mặt phẳng nằm ngang Ban đầu đưa vật vị trí lò xo giãn 10cm Người ta thả khơng vận tốc đầu Tìm tốc độ lớn vật đạt trình chuyển động trường hợp: a, Bỏ qua ma sát b, Hệ số ma sát vật sàn 0,2 Hướng dẫn giải: a, Bỏ qua ma sát:Có trọng lực,phản lực và lực đàn hồi trọng lực,phản lực không sinh công nên bảo toàn mv k  l  W  2 2 k  lmax  mvmax W   vmax  1m / s 2 Tốc độ lớn không b, Hệ số ma sát vật sàn 0,2 Lúc thả vật Fdh  Fms nên vật tăng tốc Tốc độ lớn vật qua vị trí Fdh  Fms lần đầu tiên, lúc lò xo giãn Áp dụng định lí động l   mg  0,02m k k  lmax  k  l  mv mv02   AFdh  AFms     mg  lmax  l  2 2 2 k  lmax  k  l  mvmax     mg  lmax  l   vmax  0,8m / s 2 Ứng dụng vào giải bài tập khó lắc lò xo và lắc đơn chịu tác động bên ngoài đề thi THPTQG 2 Câu Một vật nặng bắt đầu trượt từ đỉnh xuống chân mặt phẳng nghiêng 30 so với mặt phẳng ngang Cho biết mặt phẳng nghiêng dài 10 m có hệ số ma sát 0,20 Lấy g =10 m/s Xác định vận tốc vật trượt đến chân mặt phẳng nghiêng A.14,1m/s B 11,6m/s C 8,1m/s D.2,6m/s Câu Một ô tô trọng lượng 5000 N, chuyển động thẳng đoạn đường phẳng ngang dài km Cho biết hệ số ma sát mặt đường 0,08 Tính cơng thực động ô tô đoạn đường A 1500 kJ B 1200 kJ C 1250 kJ D 880 kJ Câu Sau tắt máy để xuống dốc phẳng, ô tô khối lượng 1000 kg chuyển động thẳng với vận tốc không đổi 54 km/h Mặt dốc hợp với mặt đất phẳng 14 ngang góc α, với sin α = 0,04 Lấy g ≈ 10 m/s2 Để ô tơ chuyển động lên dốc phẳng với vận tốc 54 km/h động tơ phải có cơng suất A.6,0kW B 12,0kW C 43,2kW D 21,6kW Câu Một vật có trọng lượng 10N đặt mặt bàn nằm ngang Tác dụng vào vật lực 15N theo phương ngang, lần thứ mặt nhẵn, lần thứ hai mặt nhám với độ dời 0,5m Biết cơng tồn phần lần thứ hai giảm 2/3 so với lần thứ Lấy g = 9,8m/s2 Lực ma sát tác dụng lên vật A 5N B 10N C 12N D 20N Câu Một người thực công đạp xe đạp lên đoạn đường dài 40m dốc nghiêng 200 so với phương ngang Nếu thực công mà lên dốc nghiêng 300 so với phương ngang đoạn đường dài bao nhiêu, bỏ qua ma sát: A 20m B 27m C 40m D 58m m1 Câu Cho hệ hình vẽ, dây nhẹ khơng dãn, ròng rọc nhẹ không ma sát, m1 trượt không ma sát mặt phẳng ngang, m2 có trọng lượng 80N m2 Khi hệ thay đổi lượng 64J m1 được: A 8m B 4m C 0,8m D khơng tính thiếu kiện Câu Cho hệ hình vẽ, hai vật nặng trọng lượng P = 20N Bỏ qua ma sát, dây ròng rọc nhẹ, dây khơng dãn m2 m1 Sau m1 xuống 50cm hệ thay đổi 5J α Góc nghiêng α bằng: A 300 B 450 C 600 D.750 Câu Một ô tô bắt đầu chạy lên dốc với vận tốc 18m/s chết máy Dốc nghiêng 200 phương ngang hệ số ma sát trượt bánh xe với mặt đường 0,3 Sau chạy lên dốc, xe chạy giật lùi trở xuống đến cuối dốc với vận tốc bằng: A 18m/s B 15m/s C 5,6m/s D 3,2m/s Câu Khi cung cấp cho vật khối lượng m1 vận tốc ban đầu v1 = 4m/s trượt đoạn đường dài 2m mặt phẳng ngang dừng lại có ma sát Nếu cung cấp cho vật khối lượng m2 = 2m1 vận tốc ban đầu v2 = 6m/s để m2 trượt mặt phẳng ngang dừng lại m2 trượt đoạn đường bằng: A 3m B 3,5m C 4m D 4,5m Câu 10 Một vật chuyển động với vận tốc ban đầu v0 = 8m/s lên dốc cao 0,8m tiếp tục chạy mặt phẳng ngang hình vẽ, v0 0,8m mặt phẳng ngang có hệ số ma sát 0,6 Lấy g = 10m/s2, hỏi chuyển động bao xa mặt phẳng ngang dừng, coi chiều dài dốc khơng ðáng kể so với quãng đường chuyển động mặt phẳng ngang: A 2m B 4m C 6m D 8m Câu 11 Một vật m gắn vào đầu lò xo nhẹ để chuyển động mặt phẳng ngang có ma sát, đầu lò xo gắn vào điểm cố định Kéo m khỏi vị trí cân để lò xo dãn 20cm thả nhẹ thấy m chuyển động qua vị trí cân lần thứ nén lò xo lại đoạn 12cm Nếu kéo lò xo dãn 10cm thả nhẹ qua vị trí cân lần thứ lò xo nén lại đoạn bằng: A 2cm B 4cm C 6cm D 8cm 15 Câu 12 Một viên bi A khối lượng m chuyển động không ma sát mặt phẳng ngang đến va chạm đàn hồi với vật nặng B khối lượng m treo sợi dây thẳng đứng nhẹ khơng dãn (con lắc đơn) hình vẽ, sau va chạm B lên tới độ cao cực đại h Nếu B bôi lớp keo để sau va chạm hai vật dính A v0 B làm chúng lên đến độ cao cực đại: h A h B h/2 C h/4 D h/8 Câu 13 Hai cầu thép A B có khối lượng 2kg 3kg treo vào hai đầu hai sợi dây chiều dài 0,8m vào điểm treo Lúc đầu nâng A đến vị trí để dây treo nằm ngang thả rơi không vận tốc ban đầu đến va chạm vào B đứng n vị trí cân bằng, B bơi lớp keo để sau va chạm A dính chặt vào B Lấy g = 10m/s2, vận tốc hai cầu sau va chạm là: A 1,4m/s B 1,5m/s C 1,6m/s D 1,8m/s Câu 14 Hai cầu thép A B có khối lượng 2kg 3kg treo vào hai đầu hai sợi dây chiều dài 0,8m vào điểm treo Lúc đầu nâng A đến vị trí để dây treo nằm ngang thả rơi không vận tốc ban đầu đến va chạm vào B đứng yên vị trí cân bằng, B bôi lớp keo để sau va chạm A dính chặt vào B Lấy g = 10m/s2, sau va chạm: A Hai cầu lên đến độ cao cực đại 0,4m B động hệ hai cầu giảm 9,6J so với trước va chạm C động hệ hai cầu tăng 9,6J so với trước va chạm D A B Câu 15 Một vật nhỏ truyền vận tốc ban đầu v theo phương ngang chuyển động mặt phẳng ngang từ D tới C lên mặt phẳng nghiêng đến A dừng lại A Hệ số ma sát đoạn đường µ C khơng có h v0 α tượng va chạm, cho BD = l; AB = h D C B Vận tốc đầu v0 có biểu thức: 2g( h  l)  g (h  l ) B g (l  h) C g (h  l ) A D Câu 16 Một vật nhỏ thả không vận tốc ban đầu A chuyển động xuống D dừng A lại Hệ số ma sát đoạn đường µ C khơng có h tượng va chạm, cho BC = l; AB = h α D C B CD tính theo l, µ h có biểu thức: h h l l   A B C µ(h + l) D µ(h - l) Câu 17 Vật nhỏ m trượt không vận tốc ban đầu từ đỉnh xuống chân mặt phẳng nghiêng góc α so với phương ngang, ma sát vật chân giảm so với đỉnh lượng bao nhiêu? Biết hệ số ma sát µ, gia tốc trọng trường g, độ cao đỉnh so với chân h: 16  mgh A sin   mgh B cos  mgh C tan  mgh D cotan II.4 Phân tích, đánh giá thực tiễn Sau tiết dạy, tiến hành kiểm tra chất lượng lĩnh hội kiến thức học sinh nhóm thực nghiệm đối chứng với thời gian (10’) đề kiểm tra Các kiểm tra nhóm chấm theo thang điểm 10 Kết kiểm tra học sinh sau: - Về mặt định lượng: + Ở nhóm thực nghiệm: Học sinh tích cực tìm tòi tiết học, em khơng thụ động trước kiến thức học Việc sử dụng hệ thống tập theo mức độ nhận thức giúp em trung bình yếu tiếp nhận kiến thức ghi nhớ sâu sắc hơn, em giỏi khơng lơ có tập khó Các em tỏ hứng thú với tiết học, đồng thời giúp học sinh có dịp trao đổi, tranh luận nội dung kiến thức bản, thể vốn hiểu biết, kinh nghiệm Khả trình bày, xếp kiến thức, có chiến lược làm kiểm tra tốt hơn, lơgic + Ở nhóm đối chứng: Học sinh hoạt động trầm hơn, hoạt động tích cực chủ yếu học sinh giỏi Vẫn tình trạng học sinh khơng tập trung vào học, nói chuyện hay im lặng Khả vận dụng làm tập học sinh chậm, chưa thật hứng thú, nhiều hạn chế Khả diễn đạt, trình bày kiểm tra chưa tốt, học sinh gặp nhiều lúng túng - Về mặt định lượng Kết kiểm tra Lớp Tổng số < 5 đến 6,4 6,5 đến < 8 đến 10 SL % SL % SL % SL % Thực 81 x = 162 15 nghiệm Đối chứng 81 x = 162 24 9,2 50 30,9 64 39,5 33 20,4 14,8 65 40,2 48 29,6 25 15,4 Qua bảng trên, ta thấy tỉ lệ học sinh đạt điểm trung bình yếu, lớp thực nghiệm 40,1% so bới lớp đối chứng 55,0% Ngược lại, tỉ lệ học sinh lớp thực nghiệm đạt điểm 6,5 59,9% lớp đối chứng 45,0% Như dựa vào kết trên, thấy việc xây dựng sử dụng phân loại tập bảo toàn biến thiên bước đầu đem lại hiệu quả, giúp học sinh phát triển khả tư duy, góp phần nâng cao chất lượng môn PHẦN III: KẾT LUẬN III.1 Ý nghĩa đề tài 17 Đề tài áp dụng cho nhiều đối tượng học sinh, học sinh thích thú; hình thành kỹ phân loại theo mức độ nhận thức giải nhanh dễ để dành thời gian làm vận dụng cao sau cho em Thời điểm đầu việc làm theo mức độ nhận thức học sinh thấy xa lạ có phần e dè em quen học theo việc làm dạng tập cụ thể, sau thời gian làm quen học sinh hiểu hình thức xếp tập theo mức độ từ dễ đến khó vừa giúp dễ dàng ghi nhớ đồng thời dễ dàng so sánh, phân biệt tiếp cận nhiều đơn vị kiến thức khác mức độ nhận thức, việc tiếp cận toán trở nên tự nhiên nhanh Với hình thức thi trắc nghiệm, yêu cầu thiết phải làm nhanh với nội dung kiến thức rộng; đề tài đáp ứng tốt Đề tài giúp học rèn luyện tư duy, khả xếp phân loại vận dụng kiến thức phù hợp hỗ trợ cho việc giải toán vật lý; rèn luyện kỹ phân phối thời gian hợp lý với mức độ kiến thức việc giải tập trắc nghiệm Đối chiếu bảng số liệu kết học sinh làm đề trước sau áp dụng SKKN thấy rõ tiến học sinh Hiệu đề tài thấy rõ đưa vào áp dụng cho lớp học; hầu hết toán liên quan học sinh giải nhanh xác III.2 Kiến nghị đề xuất Kết thực nghiệm cho thấy hiệu việc xếp phân loại tập bảo toàn biến thiên theo mức độ nhận thức Vì cần tiếp tục nghiên cứu phạm vi rộng không phần năng, mà phần khác môn Vật lý Với tâm huyết tơi muốn đóng góp đề tài nhỏ để nâng cao hiệu dạy học Chắc chắn nhiều thiếu sót, mong góp ý để đề tài tơi hồn thiện TÀI LIỆU THAM KHẢO 18 Phân loại và phương pháp giải dạng bài tập vật lý 10 - Trần Ngọc NXB Đại học Quốc gia Hà Nội “Giải tốn Vật Lí 10 (tập 2)” Bùi Quang Hân (Chủ biên); Trần Văn Bồi; Phạm Ngọc Tiến; Nguyễn Thành Tương 2003 NXB giáo dục Trang web: Thuvienvatly.com Trang web: Violet.vn Đề thi đề thi thử THPTQG năm MỤC LỤC 19 I PHẦN MỞ ĐẦU .1 I.1 Lí chọn đề tài .1 I.2 Điểm đề tài I.3 Phạm vi áp dụng đề tài .1 I.3.1 Đối tượng nghiên cứu I.3.2 Phạm vi nghiên cứu .1 II PHẦN NỘI DUNG II.1 Thực trạng dạy học tập bảo toàn biến thiên nhà trường THPT .2 II.2 Cơ sở lý thuyết .2 II.2.1 Công công suất II.2.2 Động năng, năng, II.2.3 Cơ sở phân chia mức độ nhận thức II.3 Phân loại tập bảo toàn biến thiên theo mức độ nhận thức II.3.1 Mức độ nhận biết ………… ……………………………………………… … II.3.2 Mức độ thông hiểu………………….……………………………………….…8 II.3.3 Mức độ vận dụng …………………………………………………………… 10 II.3.4 Mức độ vận dụng cao ………………………………………………………… 13 II.4 Phân tích, đánh giá thực tiễn .17 Bảng kết khảo sát 17 III PHẦN KẾT LUẬN 18 III.1 Ý nghĩa đề tài 18 III.2 Kiến nghị đề xuất .18 20 TÀI LIỆU KHẢO 19 THAM 21 ... suất, hiệu năng, động độ biến thiên động năng, năng, định luật bảo toàn năng, độ biến thiên thuộc sách giáo khoa Vật lí 10 Sử dụng bảo toàn biến thiên để giải số tập học lớp 10 chương trình Vật lý... Với lí tơi viết SKKN với chủ đề: “PHÂN LOẠI BÀI TẬP BẢO TOÀN VÀ BIẾN THIÊN CƠ NĂNG VẬT LÝ LỚP 10 THEO CÁC MỨC ĐỘ NHẬN THỨC” I.2 Điểm đề tài Việc nghiên cứu đề tài nhằm giúp em học sinh có cách... tính động năng, độ biến thiên động xác định đại lượng công thức động năng, độ biến thiên động Bài tập tính năng, hiệu xác định đại lượng công thức năng, hiệu Bài tập tính năng, độ biến thiên xác