Xây dựng và tổ chức dạy học chuyên đề cơ học vật lí 10 hỗ trợ bồi dưỡng học sinh giỏi miền núi

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM VŨ HỒNG HẠNH XÂY DỰNG VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHUYÊN ĐỀ CƠ HỌC – VẬT LÍ 10 HỖ TRỢ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MIỀN NÚI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC THÁI NGUYÊN, NĂM 2014 Soá hóa Trung tâm Học liệu ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn/ ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM VŨ HỒNG HẠNH XÂY DỰNG VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHUYÊN ĐỀ CƠ HỌC – VẬT LÍ 10 HỖ TRỢ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MIỀN NÚI Chuyên ngành: Lý luận phương pháp dạy học mơn Vật lí Mã số: 60140111 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học : PGS.TS Vũ Thị Kim Liên THÁI NGUN, NĂM 2014 Số hóa Trung tâm Học liệu ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn/ LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi, số liệu trích dẫn có nguồn gốc rõ ràng Kết luận văn chưa công bố công trình nghiên cứu khác Thái Nguyên, tháng năm 2014 Tác giả luận văn Vũ Hồng Hạnh Xác nhận khoa chuyên môn Xác nhận Người hướng dẫn khoa học PGS.TS Vũ Thị Kim Liên i Số hóa Trung tâm Học liệu ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn/ LỜI CẢM ƠN Với lịng biết ơn sâu sắc tình cảm chân thành, xin chân thành cảm ơn PGS.T.S Vũ Thị Kim Liên, người hướng dẫn tận tình tơi suốt q trình học tập nghiên cứu hồn thành luận văn Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới thầy cô giáo khoa Vật lí, phịng sau đại học, trường đại học sư phạm Thái Nguyên, tạo điều kiện giúp đỡ để tơi hồn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo hội đồng trường THPT Phú Lương, trường Vùng Cao Việt Bắc, bạn bè, gia đình, bạn học viên cao học lớp Vật lí K20 giúp đỡ, động viên tơi q trình làm luận văn Tơi xin trân trọng cảm ơn! Thái Nguyên, tháng năm 2014 Học viên: Vũ Hồng Hạnh (Khóa học 2012 - 2014) ii Số hóa Trung tâm Học liệu ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn/ MỤC LỤC Trang Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục kí hiệu, chữ viết tắt iv Danh mục bảng v Danh mục hình vẽ, đồ thị vi MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu: 3 Giả thuyết khoa học: 4 Khách thể đối tượng nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Nội dung nghiên cứu: Phương pháp nghiên cứu Đóng góp đề tài: Cấu trúc đề tài: .5 Chương CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC XÂY DỰNG CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG 1.1 Quan niệm học sinh giỏi giáo dục học sinh giỏi .6 1.2 Cơ sở tâm lý học giáo dục học dạy học phân hóa 1.3 Các hình thức bồi dưỡng HSG mơn Vật lí trường THPT .9 1.3.1 Các hình thức bồi dưỡng HSG 1.3.2 Các hình thức bồi dưỡng HSG mơn Vật lí trường THPT khơng chun: 10 1.4 Chuyên đề sử dụng chuyên đề bồi dưỡng HSG mơn Vật lí trường THPT 13 1.4.1 Khái niệm chuyên đề 13 1.4.2 Cấu trúc chuyên đề: 13 1.4.3 Phương pháp sử dụng chuyên đề bồi dưỡng HSG Vật lí trường THPT .13 1.5 Nghiên cứu thực trạng dạy học bồi dưỡng HSG trường THPT miền núi tỉnh Thái Nguyên Bắc Kạn 14 1.5.1 Tìm hiểu thực trạng phát bồi dưỡng HSG trường THPT không chuyên miền núi tỉnh Thái Nguyên Bắc Kạn: 14 iii Số hóa Trung tâm Học liệu ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn/ 1.5.2 Tìm hiểu thực trạng dạy học bồi dưỡng HSG kiến thức phần Cơ học Vật lí 10 tỉnh Thái Nguyên 16 Chương XÂY DỰNG VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG PHẦN CƠ HỌC VẬT LÝ 10 19 2.1 Vị trí, cấu trúc, vai trò kiến thức mục tiêu dạy học, BD HSG phần học vật lí lớp 10 chương trình Vật lí THPT 19 2.1.1 Vị trí cấu trúc vai trị kiến thức phần học vật lí 10 chương trình Vật lí THPT 19 2.1.2 Các mục tiêu dạy học bồi dưỡng HSG phần học - Vật lí 10: .19 2.1.3 Cấu trúc chuyên đề " Cơ học - Vật lí 10" 21 2.2 Nội dung chuyên đề .23 2.2.1 Phần lý thyết 23 2.2.2 Phần tập: .32 2.3 Phương pháp tổ chức dạy học chuyên đề Cơ học bồi dưỡng học sinh giỏi 34 2.3.1 Tổ chức hoạt động tự học nhà cho học sinh .34 2.3.2 Tổ chức hoạt động dạy học lớp 35 2.4 Một số giáo án (thực nghiệm sư phạm) tổ chức dạy học chuyên đề học bồi dưỡng HSG 37 2.5 Xây dựng công cụ kiểm tra, đánh giá kết bồi dưỡng HSG theo 72 2.5.1 Đề kiểm tra số 72 2.5.2 Đề kiểm tra số 75 Chương THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 79 3.1 Mục đích nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 79 3.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm .79 3.1.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm: 79 3.2 Đối tượng, sở phương pháp thực nghiệm sư phạm 79 3.2.2 Cơ sở thực nghiệm sư phạm 80 3.2.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 80 3.4 Nội dung thực nghiệm sư phạm .81 3.4.1 Điều tra bản: 81 3.4.2 Khảo sát chất lượng trước thực nghiệm: .82 3.4.3 Chọn nội dung kiến thức dạy thực nghiệm 83 iv Số hóa Trung tâm Học liệu ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn/ 3.4.4 GV cộng tác thực nghiệm sư phạm .83 3.5 Phương pháp đánh giá kết thực nghiệm sư phạm 84 3.5.1 Các để đánh giá kết thực nghiệm sư phạm 84 3.5.2 Đánh giá, xếp loại .85 3.6 Tiến hành thực nghiệm sư phạm 85 3.6.1 Lịch giảng dạy thực nghiệm 85 3.6.2 Diễn biến thực nghiệm sư phạm: 86 3.6.3 Kết xử lý kết thực nghiệm sư phạm 86 KẾT LUẬN 99 TÀI LIỆU THAM KHẢO 101 PHỤ LỤC - - v Số hóa Trung tâm Học liệu ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn/ DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết đầy đủ Viết tắt tập BT dạy học DH đại học ĐH đối chứng ĐC Định luật bảo toàn ĐLBT giáo dục- đào tạo GD-ĐT giáo viên GV Hệ quy chiếu HQC học sinh HS học sinh giỏi HSG kiểm tra KT phương pháp phương pháp phương pháp dạy học PPDH thực nghiệm TN Trung học phổ thông THPT Sách giáo khoa SGK Vật lí VL iv Số hóa Trung tâm Học liệu ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn/ DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1: Thống kê kết thi HSG Vật lí lớp 10 số trường THPT miền núi tỉnh Thái Nguyên 17 Bảng 2.1 Tóm tắt loại chuyển động đơn giản 24 Bảng 3.1: số liệu nhóm thực nghiệm đối chứng 81 Bảng 3.2: Đặc điểm khảo sát chất lượng học tập học sinh đội tuyển trường trước thực nghiệm: 82 Bảng 3.3: Lịch giảng dạy lớp thực nghiệm 85 Bảng 3.4: Bảng phân phối thực nghiệm kiểm tra số 89 Bảng 3.5: Bảng xếp loại kiểm tra số 89 Bảng 3.6: phân phối tần suất kết kiểm tra số 90 Bảng 3.8: tham số thống kê kiểm tra số 91 Bảng 3.9: Bảng phân phối thực nghiệm kiểm tra số 92 Bảng 3.10: Bảng xếp loại kiểm tra số 92 Bảng 3.11: Bảng phân phối tần suất – Bài kiểm tra số 2: 93 Bảng 3.13: Bảng kết tính tham số thống kê – Bài kiểm tra số 94 Bảng 3.14: So sánh tham số thống kê qua hai thực nghiệm 95 Bảng kết kỳ thi HSG cấp tỉnh năm học 2013-2014 trường TN - ĐC 96 v Số hóa Trung tâm Học liệu ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn/ DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ, BIỂU ĐỒ Trang Sơ đồ 2.1: Cấu trúc chuyên đề học 21 Sơ đồ 2.2 Tóm tắt kiến thức phần động lực học chất điểm 28 Sơ đồ 2.3 tóm tắt kiến thức phần định luật bảo toàn 29 Sơ đồ 2.4: Phản lực tương tác 30 Sơ đồ: 2.5 Tóm tắt kiến thức phần tĩnh học vật rắn 31 Biểu đồ 3.1: Xếp loại kiểm tra số 90 Biểu đồ 3.2: Phân phối tần suất kiểm tra số 91 Biểu đồ 3.3: Xếp loại kiểm tra số 93 Biểu đồ 3.4: Phân phối tần suất kiểm tra số 94 vi Số hóa Trung tâm Học liệu ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn/ nằm độ cao H = 0,75m so với mặt đường ĐS: N  N1  N  2Mg H sin  L Bài Xe tải có khối lượng M = vượt dốc (HV) Xe tải kéo theo moóc có khối lượng m = Dây nối nằm độ cao h = 1m Khối tâm G xe tải nằm độ cao H = 2m; khoảng cách trục bánh xe L = 4m Khi đường nằm ngang bánh sau ép lên mặt đường lực 3/4 tồn trọng lượng xe Với góc nghiêng dốc xe bị đổ sau? Thực tế có nguy hiểm hay khơng, cơng suất động đủ để vượt dốc có góc nghiêng khơng vượt q 100? ĐS : tanα ≥ 0,4 Bài 10 Tìm thay đổi áp lực lên bánh trước ô tô khối lượng m = 1500 kg chuyển động mặt đường nằm ngang (có hệ số ma sát k = 0,4), hãm bánh sau cách tối đa mà không làm xảy trượt? Khối tâm ô tô nằm cách trục xe nằm độ cao h = 60 cm so với mặt đất; khoảng cách trục trước trục sau xe d = 3,5 m N  N  N 20  mg kh  480 d  kh a α Bài 11 Một nêm có góc nghiêng  chuyển động với gia tốc a mặt bàn nằm ngang phẳng (HV) Với gia tốc a vật nằm mặt nêm bắt đầu trượt lên trên? Hệ số ma sát vật nêm k ĐS a  g k  tg  ktg Bài 12 Một đĩa tròn mỏng đồng bán kính R, bị cắt miếng hình trịn có bán kính nhỏ lần tiếp xúc với vành đĩa (HV) Khối tâm phần lại nằm đâu? - 25 Số hóa Trung tâm Học lieäu ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn/ ĐS x G  R Bài 13 Hai bê tông mỏng tạo thành hệ hình vẽ Các quay khơng ma sát quanh trục qua đầu A, B Đầu hai tựa vào tạo thành góc 900 Góc khối lượng M phương ngang , lại khối lượng m 1- Xác định hệ số ma sát nhỏ hai để không xảy trượt 2- Trong trường hợp M = 3m,   450 Hãy xác định phản lực A B ĐS: Bài 14 Trên hình trụ bán kính R, vị trí cách trục khoảng 2R/3, người ta khoan lỗ hình trụ có bán kính R/4, trục lỗ hình trụ song song với (HV) Đổ vào lỗ chất có khối lượng riêng lớn gấp 11 lần khối lượng riêng chất làm hình trụ Hình trụ đặt nằm ván nhẹ Nhấc chậm đầu ván lên Tìm góc nghiêng  cực đại ván với phương ngang hình trụ cịn nằm cân bằng? Hệ số ma sát ván hình trụ k = 0,3 ĐS sin   Bài 15 Ở mép mặt nón đặt vật nhỏ có khối lượng m, góc nghiêng mặt nón  (hình vẽ) Mặt nón quay xung quanh trục đối xứng  với vận tốc góc  không đổi Khoảng cách từ trục quay đến vật R Tìm hệ số ma sát vật mặt nón để vật đứng yên mặt nón biện luận kết quả? ĐS: k  10 39  m  R g sin    R cos  g cos    R sin  - 26 Số hóa Trung tâm Học liệu ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn/ PHỤ LỤC 3: PHỤ LỤC CHO CÁC GIÁO ÁN GIÁO ÁN TÀI LIỆU HỌC TẬP( HS CHUẨN BỊ) Hệ thống hóa kiến thức chương chương Hãy trình bày phương pháp để giải BT học Tìm hiểu kiến thức nâng cao( Trong giáo án 2) Giải tập luyện tập bản( phụ lục phần chủ đề 2) PHIẾU HỌC TẬP DÙNG CHO GIỜ DẠY PHIẾU HỌC TẬP SỐ Bài 1: Một kiện hàng có khối lượng m = 100kg đặt sàn buồng thang máy có khối lượng M = 900kg để chuyển lên tầng cao Thang máy chuyển động lên từ trạng thái nghỉ Trong giai đoạn đầu, thang máy chuyển động nhanh dần đều, đạt vận tốc 4m/s sau 5s Sau đó, thang máy chuyển động thẳng quãng đường 20m, cuối chuyển động chậm dần đều, dừng lại cách vị trí ban đầu 35m Tính lực kéo động thang máy lực ép kiện hàng lên sàn thang máy Cho g = 10m/s2 Bài 2: Một lắc đơn có khối lượng m = 200g treo toa xe Hỏi người ngồi toa xe thấy dây treo lắc bị lệch góc so với phương thẳng đứng ? Tính lực căng dây trường hợp? Cho g = 10m/s2 a Xe chuyển động nhanh dần với a = 2m/s2 b Xe chuyển động chậm dần với a = 2m/s2 c Xe vào khúc quanh tròn mặt đường nằm ngang, bán kính khúc quanh R = 12,5m với vận tốc không đổi 5m/s PHIẾU HỌC TẬP SỐ Bài Một cầu bán kính R, khối lượng M đặt mặt bàn nằm ngang.Từ đỉnh A cầu, vật nhỏ khối lượng m trượt không ma sát với vận tốc ban đầu A R  O a) Quả cầu gắn cố định bàn.Vật rời mặt cầu độ cao so với mặt bàn góc chạm mặt bàn bao nhiêu? b) Quả cầu nằm tự mặt bàn nhẵn.Xác định tỉ số m/M để vật nhỏ rời mặt cầu tại độ cao 7R/4 bên mặt bàn - 27 Số hóa Trung tâm Học liệu ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn/ Bài Trên :một mặt phẳng nằm ngang nhẵn đủ dài, người ta đặt hai vật A B tiếp xúc nhau, mặt vật A có khoét mặt bán cầu nhẵn bán kính R Một vật nhỏ C giữ vị trí cao mặt bán cầu (HV) Cho biết vật A, B C có khối lượng m Từ vị trí ban đầu, người ta thả cho C trượt xuống Hãy xác định: a Vận tốc vật B A B vừa rời khỏi b Độ cao tối đa vật C sau O C R A B Bài Bốn chất điểm A, B, C, D hoàn toàn giống C B nhau, nối với ba đoạn dây không dãn A đặt mặt phẳng ngang trơn nhẵn, ba D đoạn dây tạo thành nửa lục giác (h.vẽ) Tác dụng xung lực vào chất điểm A làm cho chất điểm chuyển động theo hướng dây AB với vận tốc u Hãy xác định vận tốc chất điểm D PHIẾU HỌC TẬP SỐ Bài Cho hệ học gồm vật m đặt chồng lên vật M hệ thống đặt mặt phẳng ngang Hệ số ma sát m M 1 M mặt phẳng ngang  Tác dụng vào M lực F hợp với phương ngang góc  chếch lên Khi  thay đổi, xác định giá trị nhỏ F để M trượt khỏi m, tính  lúc BT Một nêm có góc C  , đáy BC nằm ngang có khối lượng m2 Trên mặt phẳng nghiêng nêm có vật khối lượng m1 nối với điểm cố định vách tường dây khơng dãn, vắt qua rịng rọc nhỏ đỉnh A nêm, khối lượng dây rịng rọc khơng đáng kể A m1  B  Tác dụng lên nêm lực F không đổi theo phương ngang Hãy tính gia tốc vật m1 m2 m1 nêm Bỏ qua ma sát - 28 Số hóa Trung tâm Học liệu ĐHTN  F m2 http://www.lrc.tnu.edu.vn/ C PHIẾU HỌC TẬP SỐ 4: Bài 1: Hãy xác định hạt ( khối lượng m1) phần động sau va chạm đàn hồi trực diện với hạt (khối lượng m2) đứng yên Bài 2: Một lắc đơn có chiều dài L=90cm, khối lượng m1=400g, treo cố định điểm I BC mặt phẳng ngang, CD mặt phẳng nghiêng với góc nghiêng α = 300 CD = 120cm Đặt vật khối lượng m2 = 200g B, biết B I đường thẳng đứng Kéo lắc lệch khỏi phương thẳng đứng góc β = 600, thả khơng vận tốc ban đầu Vật m1 đến va chạm đàn hồi xuyên tâm với vật m2 Tính độ cao cực đại m1 m2 sau va chạm (so với mặt phẳng nằm ngang) Bỏ qua ma sát lấy g = 10m/s2 Bài 3: Một nêm có khối lượng 2m với góc nghiêng α , nằm mặt bàn nhẵn nằm ngang(HV) Một sợi dây nhẹ không giãn vắt qua ròng rọc gắn đỉnh nêm, nối vật khối lượng m 3m Vật có khối lượng 3m trượt dọc theo dẫn hướng AB thẳng đứng gắn bên cạnh nêm Vật lúc đầu giữ đứng yên, cách mặt bàn đoạn H = 27cm, sau thả nhẹ Cho tới vật 3m tiếp xúc với mặt bàn nêm dịch chuyển khoảng cách bao nhiêu? Khối lượng ròng rọc AB bỏ qua ĐÁP ÁN ĐỀ KIỂM TRA SỐ Câu Lời giải Thang điểm Chọn hệ tọa độ xy hv N Fms y O Px x    Py  α P Ta có: P  N  Fms  ma  Xét trình trượt lên: Gọi a1 gia tốc vật, s1 quãng đường được, t1 thời gian chuyển động lên.Ta có: - 29 Số hóa Trung tâm Học lieäu ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn/ 0,5đ a1   ( Fms  P sin  )   g (sin    cos ) m Mặt khác: từ CT: - v02 = 2a1s1 v0 + at1 = ta có: t12  2 s1 2s1  (1) a1 g (sin    cos ) Xét trình trượt xuống(tương tự ) ta có: t22  0,5đ s1 s1  (2) a2 g (sin    cos ) (n2  1) tan  Kết hợp với t2 = n t1 ta có:   n2  0,5đ 0,5đ a + Tại điểm cao nhất, gọi v vận tốc m so với M, V vân tốc M + Phương trình bảo toàn lượng mv02 m(v  V )   mg R 2 (1) 0,5đ + Phương trình lực hướng tâm N Suy v0  mv  mg  R (4m  5M ) gR M (2) 0,5đ b Khi vật N phản lực Q có phương nằm ngang, Fqt hướng chiều Q Gọi vx, vy thành phần vận tốc A hướng theo hai trục hình vẽ Q  Fqt  mv 2y (3) R mQ Fqt  ma  (4) M 2 mv02 m(v x  v y )   mgR 2 (M + m)vx = mv0 Giải hệ ta Q Mmv 2y ( M  m) R  0,5đ (5) (6)   mM (2m  M )v02 M   gR  ( M  m) R  (M  M )  - 30 Số hóa Trung tâm Học liệu ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn/ 0,5đ a) Có thể xảy trường 5m hợp sau:  Tm F * Trường hợp 1: Hai khối T hộp chuyển động, m đó, lực ma sát tác dụng lên H?nh khối 5m m ma sát trượt có độ lớn là: Fms1 = 5μmg, Fms2 = μmg Gọi a gia tốc xe ta có: Fms1 + Fms2 = ma  a= μg =0,6g  không thoả m?n yêu cầu đề (loại) * Trường hợp 2: Cả hai khối lập phương đứng yên xe, gọi gia tốc xe a thì: Khối 5m: T – Fms1 =5ma Khối m: T – Fms2 = ma Suy ra: Fms2 – Fms1=4ma (1) Với xe: Fms1 + Fms2 =ma (2) Từ (1) (2) ta có: Fms2 = ma mà Fms2 ≤ μmg hay a 0,5đ 0,5đ ≤ 0,04g Vậy trường hợp khơng thoả m?n u cầu tốn (loại) * Vậy xảy trường hợp khối 5m đứng yên so với xe, khối m chuyển động xe Khi đó, gọi a gia tốc xe thì: Với khối 5m: T – Fms1 = 5ma, T= F (3) 0,5đ Với xe: Fms1 + Fms2 =ma Fms2 = μmg (4) Từ (3) (4) suy ra: F=2(6ma – μmg) = 2,2mg F  mg  g (a2>a) b) Gia tốc vật 2: a  m Do dây không dãn nên khối m lại gần rịng rọc khối 5m xa ròng rọc nhiêu Nghĩa là: a2/rr = - a1/rr Hay: (a2 – arr ) = - (a1 –arr) Suy ra: a rr  a1  a 0,2g  g   0,6g 2 - 31 Số hóa Trung tâm Học liệu ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn/ 0,5đ Theo định luật bảo toàn động lượng chiếu theo phương ngang 0,5đ phương thẳng đứng ta có : m1v0  m1v1cos  m2v2cos (3) 0,5đ Và m1v1 sin   m2 v2 sin   m1v1  m2v2 (4) 0,5đ Theo ĐLBT động năng: Từ (3), (4), (5) ta được: 1 m1v02  m1v12  m2 v22 2 (5) 0,5đ m1  m2 Giai đoạn 1: Xét hệ gồm “đạn – Khối gỗ” Áp dụng ĐLBT 0.5 đ động lượng theo phương ngang: mv0 = (M+m)v (1) Giai đoạn 2: Xét hệ “ đạn – khối gỗ - lò xo” Áp dụng ĐLBT năng: 0,5đ (M+m)v = K(Δl) (2) 1đ Từ (1) (2) suy ra: v0 = 600m/s PHỤ LỤC GIÁO ÁN TÀI LIỆU HỌC TẬP( HS CHUẨN BỊ) Hệ thống hóa kiến thức chương Hãy trình bày phương pháp để giải BT cân vật rắn Tìm hiểu kiến thức nâng cao( Trong giáo án 2,3) Giải tập luyện tập bản( phụ lục phần chủ đề 3) PHIẾU HỌC TẬP SỐ BT1 Một đĩa tròn mỏng đồng bán kính R, bị cắt miếng hình trịn có bán kính nhỏ lần tiếp xúc với vành đĩa (HV) Khối tâm phần lại nằm đâu? BT2 Một bút chì có tiết diện hình lục giác bị đẩy dọc theo mặt phẳng ngang (Hình 1) Tìm hệ số ma sát bút chì mặt phẳng ngang để trượt mặt phẳng ngang mà khơng quay? O1 O F - 32 Số hóa Trung tâm Học liệu ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn/ O BT3 Một hình cầu buộc vào sợi dây tựa vào tường (hình 1) Tâm hình cầu C nằm đường thẳng đứng qua điểm treo O; góc dây phương α thẳng đứng , bán kính qua điểm nối với dây A β phương thẳng đứng  Tìm điều kiện hệ số ma A C sát cầu tường để hệ cân bằng? Biết:  +  = /2 BT4 Tìm lực nhỏ F tác dụng theo phương nằm ngang vào vật có khối F m lượng m = 1kg, nằm mặt phẳng nghiêng có góc nghiêng  = 300 α đứng yên (HV)? Hệ số ma sát vật mặt phẳng nghiêng k = 0,2 BT Đăt vật nặng mặt phẳng ngang, ta phải kéo sợi dây thừng nhẹ α góc  để kéo vật φ nặng chuyển động không gia tốc a) b) mặt phẳng nằm ngang (Hình a)? Biết vật bắt đầu tự trượt ta nghiêng dần mặt phẳng tới góc nghiêng  (Hình b) BT6 Trên hình trụ bán kính R, vị trí cách trục khoảng 2R/3, người ta khoan lỗ hình trụ có bán kính R/4, trục lỗ hình trụ song song với (HV) Đổ vào lỗ chất có khối lượng riêng lớn gấp 11 lần khối lượng riêng chất làm hình trụ Hình trụ đặt nằm ván nhẹ Nhấc chậm đầu ván lên Tìm góc nghiêng  cực đại ván với phương ngang hình trụ nằm cân bằng? Hệ số ma sát ván hình trụ k = 0,3 - 33 Số hóa Trung tâm Học liệu ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn/ Bài Một có khối lượng m chiều dài l gắn đầu vào lề (HV) Treo ròng rọc nằm a1 a2 M trục thẳng đứng qua lề cách lề đoạn H Buộc đầu H l m vào sợi dây vắt qua ròng rọc Tìm khối lượng nhỏ cần buộc vào α đầu dây nằm cân bền mặt phẳng thẳng đứng? BT Tại điểm cao bán cầu bán kinh R có đặt lật đật, nửa bán cầu có R G bán kính R Khi cân trọng tâm G lật đật nằm cách điểm tiếp xúc R/2(HV) Hỏi cân lật đật bền hay không bền? Biết trượt không xảy R α m1 BT Cho hệ HV Ban đầu hệ trạng thái cân bằng, sau người ta đốt dây nằm ngang giữ m1 Xác định gia tốc m2 sau đốt dây Biết góc α khối lượng m1 m2 BT 10 Một nhẵn cố định vào tường làm với đường nằm ngang góc α Xâu nhẫn có khối lượng m1 vào Buộc đầu sợi dây mảnh, nhẹ, không giãn vào nhẫn đầu buộc cầu khối lượng m2 Giữ nhẫn cố định cho dây vị trí thẳng đứng Tính lực căng dây sau thả nhẫn m2 m1 α m2 - 34 Số hóa Trung tâm Học liệu ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn/ ĐÁP ÁN ĐỀ KIỂM TRA SỐ 2: Bài Đáp án + Dễ dàng có điều kiện để Điểm b vật chuyển động thẳng là: Fcos  = k(P – Fsin  ) => F = N  P a/2 a kP (1) cos   k sin  J 1đ + Điều kiện để vật bị nâng lên: Momen F trục quay 0,5đ qua J phải lớn momen P b a Ta có: P  F (b sin   cos  ) (2) Thay (1) vào (2) ta có: 0,5đ b.cos  + kb.sin  = 2kb.sin  - k.a.cos  a b Biến đổi ta thu kết : tg   (3) k Vậỵ để nâng vật lên ta cần tác dụng vào vật lực F với góc 0,5đ tối thiểu  thỏa mãn (3) Phương trình chuyển động vật m: P  N  Fms  ma mg  N cos   Fms sin    N sin   Fms cos   ma N Suy ra: a N  m(g cos   a sin  )  Fms  m(g sin   a cos  ) Fms P 1đ α Biết: Fms  kN Nên: g sin   a cos   k (g cos   a sin ) Vật bắt đầu trượt lên khi: a  g k  tg ,  ktg 1đ với điều kiện ktg  < - 35 Soá hóa Trung tâm Học liệu ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn/ y x  N m Fms  F qt R P Chọn hệ quy chiếu gắn mặt nón Điều kiện vật đứng yên mặt nón      P  N  Fms  Fqt  Chiếu lên trục 0x, 0y chọn hình vẽ Fms  Fqt cos   P sin     N  Fqt sin   P cos   Fqt  m R Fms  P sin   Fqt cos    N  P cos   Fqt sin  Vật đứng yên mặt nón nên lực ma sát lực ma sát nghỉ  Fms  kN mg sin   m R cos   k mg cos   m R sin   k g sin    R cos   g cos    R sin  1đ Do k > mà 0 <  0 ; sin  >0  g cos    R sin  >0 g cos  g cot g < < R sin  R Vậy để vật đứng yên mặt nón quay với vận tốc   phải g cot g nhỏ giá trị xác định Khi hệ số ma sát k R tính theo cơng thức K g sin    R cos   g cos    R sin  - 36 Số hóa Trung tâm Học liệu ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn/ 1đ Theo phương ngang lực tác dụng lên ống trụ gồm áp lực N1 N2 cầu ĐKCB theo phương ngang: N1 = N2 A N1 N1 α m N2 N O M Kí hiệu α góc đường thẳng nối tâm cầu với phương thẳng đứng Xét trục quay qua điểm tiếp xúc I hai cầu: N1' r cos   mgr sin   N1'  N1  N  mg tan  1đ Nếu bị lật ống trụ lật qua điểm O Ở giới hạn lật lực mà mặt phẳng ngang tác dụng lên ống trụ đặt vào điểm O ĐK để ống trụ không bị lật qua O: M Mg  M N  M N MgR  N r  N1 (r  2r cos  ) Thay N1 N2 ta có: r R M  2m sin   2m(  1) R r 1đ Xét dịch chuyển góc β nhỏ, vật m nâng lên đoạn, day bị lệch góc nhỏ α theo phương thẳng OB OA OB OA    sin  sin    đứng Xét tam giác AOB ta có: Mà OA = 0,5L; OB = L nên α ≈ 2β 0,5đ A a Mô men lực tác dụng lên gồm: MT MP: T α O 3L sin  L MgL M P  Mg sin   sin  MT  T m Vì chuyển động nhỏ nên coi: T = mg = 2Mg β B P - 37 Số hóa Trung tâm Học liệu ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn/ 3L 3L sin   2Mg sin   3MgL sin  2  MT  M P MT  T 1đ Nên quay lại VTCB ban đầu hệ cân bền b Từ MT > MP ta có: sin  M  M M mM   m 3sin   6 - 38 Số hóa Trung tâm Học liệu ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn/ 0,5đ PHỤ LỤC 4: MỘT SỐ HÌNH ẢNH THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM - 39 Số hóa Trung tâm Học liệu ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn/ ...ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM VŨ HỒNG HẠNH XÂY DỰNG VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHUYÊN ĐỀ CƠ HỌC – VẬT LÍ 10 HỖ TRỢ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MIỀN NÚI Chuyên ngành: Lý luận phương pháp dạy học. .. học bồi dưỡng HSG hiệu cần thiết, chọn đề tài: “XÂY DỰNG VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHUYÊN ĐỀ " CƠ HỌC – VẬT LÝ 10 " HỖ TRỢ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MIỀN NÚI ” nhằm góp phần nâng cao hiệu trình bồi dưỡng. .. chương: Chương 1: Cơ sở lý luận thực tiễn việc xây dựng chuyên đề bồi dưỡng HSG Chương 2: Xây dựng tổ chức dạy học chuyên đề phần Cơ học - Vật lí 10 hỗ trợ bồi dưỡng HSG miền núi Chương 3: Thực