Lựa chọn và rèn luyện phương pháp giải bài tập phần cơ học vật lí lớp 10 cho học sinh trong việc bồi dưỡng học sinh giỏi

1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM LA THỊ THẮNG Lựa chọn rèn luyện phương pháp giải tập phần học vật lí lớp 10 cho học sinh việc bồi dưỡng học sinh giỏi Chun ngành: LL&PP dạy học mơn Vật lí Mã số: 60140111 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DC Ngi hng dn khoa hc: PGS.TS TÔ VĂN BìNH THÁI NGUYÊN - 2013 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cảm ơn Lời cam đoan Mục lục .…… i Danh mục chữ viết tắt luận văn …… ii Danh mục bảng, sơ đồ, hình vẽ đồ thị …….iii Mở đầu … Chƣơng I Cơ sở lí luận thực tiễn việc lựa chọn rèn luyện phƣơng pháp giải tập vật lí cho học sinh việc bồi dƣỡng học sinh giỏi … 1.1 Vấn đề bồi dưỡng học sinh giỏi ….5 1.1.1 Các cơng trình nghiên cứu bồi dưỡng học sinh giỏi … 1.1.1.1 Các nghiên cứu tập vật lí … 1.1.1.2 Các nghiên cứu học sinh giỏi công tác bồi dưỡng học sinh giỏi … 1.1.2 Quan niệm học sinh giỏi giáo dục học sinh giỏi … 1.1.3 Mục tiêu việc bồi dưỡng học sinh giỏi … 1.1.4 Một số biện pháp phát học sinh giỏi bậc THPT … 1.1.5 Một số biện pháp bồi dưỡng học sinh giỏi bậc THPT … 1.1.5.1 Kích thích động học tập học sinh … 1.1.5.2 Soạn thảo nội dung dạy học có phương pháp dạy học phù hợp … 1.1.5.3 Kiểm tra, đánh giá …10 1.1.6 Những lực cần thiết giáo viên dạy bồi dưỡng học sinh giỏi …11 1.2 Nội dung, phương pháp bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí …11 1.2.1 Mối quan hệ mục tiêu, nội dung, phương pháp dạy học …11 1.2.2 Mục tiêu, nội dung, phương pháp bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí …12 1.2.2.1 Mục tiêu bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí …12 1.2.2.2 Nội dung dạy học bồi dưỡng học sinh giỏi …13 1.2.2.3 Các hình thức phương pháp dạy học bồi dưỡng học sinh giỏi 14 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 1.3 Thuận lợi khó khăn bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí THPT …15 1.3.1 Thuận lợi …15 1.3.2 Khó khăn …15 1.4 Bài tập dạy học vật lí …16 1.4.1 Khái niệm tập vật lí …16 1.4.2 Phân loại tập vật lí …17 1.4.2.1 Phân loại dựa vào nội dung hình thức …17 1.4.2.2 Phân loại theo nội dung …17 1.4.2.3 Phân loại theo phương pháp giải …18 1.4.2.4 Phân loại theo mức độ phức tạp hoạt động tư học sinh tìm lời giải …19 1.4.3 Vai trị tập vật lí q trình dạy học vật lí …20 1.4.3.1 Bài tập giúp cho việc ôn tập, đào sâu, mở rộng kiến thức …20 1.4.3.2 Bài tập điểm khởi đầu để dẫn dắt đến kiến thức …21 1.4.3.3 Bài tập vật lí phương tiện quí báu để rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng lí thuyết vào thực tiễn …21 1.4.3.4 Giải tập hình thức làm việc tự lực cao học sinh 21 1.4.3.5 Giải tập vật lí góp phần làm phát triển tư sáng tạo học sinh …22 1.4.3.6 Bài tập vật lí phương tiện có hiệu để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức học sinh …22 1.5 Thực trạng cơng tác bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí số trường THPT tỉnh Thái Nguyên …22 1.5.1 Mục đích …22 1.5.2 Phương pháp …23 1.5.3 Kết điều tra …23 Kết luận chương I …25 Chƣơng II: Lựa chọn rèn luyện phƣơng pháp giải tập phần học vật lí lớp 10 cho học sinh việc bồi dƣỡng học sinh giỏi …26 2.1 Vấn đề lựa chọn tập cho học sinh dùng công tác bồi dưỡng học sinh giỏi …26 2.1.1 Nguyên tắc lựa chọn tập cho học sinh …26 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2.1.2 Nguyên tắc lựa chọn tập dành cho học sinh giỏi …26 2.1.2.1 Hệ thống tập phải lựa chọn theo chủ đề phần môn học …27 2.1.2.2 Hệ thống tập lựa chọn theo nguyên tắc lựa chọn lựa chọn …27 2.2 Rèn luyện phương pháp giải tập vật lí cho học dùng công tác bồi dưỡng học sinh giỏi …28 2.2.1 Những yêu cầu lời giải tập vật lí học sinh giỏi …28 2.2.2 Các tiêu chí rèn luyện phương pháp giải tập vật lí cho học sinh …28 2.2.2.1 Học sinh phải nắm vững phương pháp chung giải tập vật lí …29 2.2.2.2 Học sinh phải nắm vững phương pháp giải nhóm theo chủ đề …32 2.2.2.3 HS phải đạt kĩ năng, kĩ xảo vận dụng kiến thức lí thuyết vào thực tiễn hoạt động giải tập hoạt động học tập sống …33 2.2.2.4 Trong trình giải tập, cần khuyến khích học sinh tìm nhiều cách giải cho …34 2.2.3 Quy trình rèn luyện phương pháp giải tập vật lí cho học sinh dùng bồi dưỡng học sinh giỏi …34 2.3 Phần học chương trình mơn vật lí lớp 10 …35 2.3.1 Vị trí vai trị phần học - vật lí 10 …35 2.3.2 Cấu trúc nội dung phần học - vật lí 10 …36 2.4 Lựa chọn tập phần học vật lí lớp 10 cho học sinh việc bồi dưỡng học sinh giỏi …38 2.4.1 Chủ đề 1: Động học chất điểm …38 2.4.2 Chủ đề 2: Động lực học chất điểm 40 2.4.3 Chủ đề 3: Tĩnh học vật rắn …43 2.4.4 Chủ đề 4: Các định luật bảo toàn …46 2.5 Phương pháp rèn luyện phương pháp giải tập phần học vật lí lớp 10 cho học sinh việc bồi dưỡng học sinh giỏi …46 2.5.1 Tổ chức hoạt động tự học nhà cho HS …46 2.5.2 Tổ chức hoạt động dạy học lớp …48 2.5.3 Kiểm tra, đánh giá tự kiểm tra đánh giá …49 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2.5.3.1 Vai trò kiểm tra, đánh giá tự kiểm tra đánh giá …49 2.5.3.2 Các tiêu chí đánh giá …50 2.5.3.3 Biên soạn đề kiểm tra lớp 10 bồi dưỡng HSG …50 2.5.4 Hệ thống kiến thức lý thuyết phương pháp giải tập phần học dùng bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí (dùng làm tài liệu tự học cho HS) …52 2.5.4.1 Kiến thức toán học dạy học vật lí …52 2.5.4.2 Kiến thức lí thuyết vật lí …53 2.5.4.3 Một số phương pháp giải tập vật lí …64 2.5.5 Ví dụ minh họa phương pháp rèn luyện phương pháp giải tập phần học vật lí lớp 10 cho học sinh việc bồi dưỡng học sinh giỏi …72 Kết luận chương II …98 Chƣơng III Thực nghiệm sƣ phạm …99 3.1 Mục đích thực nghiệm …99 3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm 99 3.3 Đối tượngthực nghiệm …99 3.4 Phương pháp đánh giá 100 3.5 Tiến hành thực nghiệm 100 3.6 Đánh giá hiệu biện pháp đề xuất 101 3.6.1 Đánh giá qua kết kiểm tra 101 3.6.2 Đánh giá qua kết thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh 107 3.6.3 Đánh giá qua theo dõi trình học tập học sinh 107 3.6.4 Đánh giá qua ý kiến đồng nghiệp 108 Kết luận chương III 109 Kết luận kiến nghị 110 Tài liệu tham khảo 112 Phụ lục 115 Phụ lục 1: Phiếu tham khảo ý kiến giáo viên vật lí 115 Phụ lục 2: Đề đáp án chấm kiểm tra khảo sát lần 1, lần 119 Phụ lục 3: Hệ thống tập lựa chọn 125 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN VIẾT ĐẦY ĐỦ VIẾT TẮT Bài tập BT Chuyển động CĐ Dạy học DH Đại học ĐH Đối chứng ĐC Giáo dục & đào tạo GD&ĐT Giáo viên GV Học sinh HS Học sinh giỏi HSG Kiểm tra KT Nhà xuất NXB Nhanh dần NDĐ Phương pháp PP Phương pháp dạy học PPDH Phương tiện dạy hoc PTDH Sách giáo khoa SGK Trung học phổ thông THPT Thực nghiệm TN Thực nghiệm sư phạm TNSP Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1 Sơ đồ biểu diễn mối quan hệ giữ mục tiêu, nội dung, phương pháp Hình 2.1.Sơ đồ nguyên tắc lựa chọn BT dùng cho bồi dưỡng HSG Hình 2.2 Sơ đồ PP phân tích Hình 2.3 Sơ đồ PP tổng hợp Hình 3.1 Biểu đồ xếp loại kết kiểm tra lần Hình 3.2 Biểu đồ xếp loại kết kiểm tra lần Hình 3.3 Đồ thị đường lũy tích kết KT lần Hình 3.4 Đồ thị đường lũy tích kết kiểm tra lần Bảng 2.1 Quy trình rèn luyện phương pháp giải tập vật lí cho học sinh Bảng 2.2 Phân bố số tiết chương trình chuẩn: Bảng 2.3 Phân bố số tiết chương trình trình nâng cao: Bảng 2.4 Ma trận đề kiểm tra khảo sát Bảng 3.1 Bảng số liệu thực nghiệm đối chứng Bảng 3.2 Phân phối chương trình ơn luyện bồi dưỡng HSG phần học (38 tiết) Bảng 3.3 Bảng điểm kiểm tra Bảng 3.4 Xếp loại kết học tập Bảng 3.5 Phần trăm HS đạt điểm giỏi, trung bình, yếu Bảng 3.6 Các số liệu thống kê kiểm tra Bảng 3.7 Phần trăm HS đạt điểm Xi trở xuống Bảng 3.8 Bảng thống kê Tkđ Bảng 3.9 Kết thu từ kì thi chọn HSG cấp tỉnh Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến thầy giáo khoa Sau Đại học, khoa Vật lí trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái nguyên tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ suốt thời gian học tập nghiên cứu khoa học khoa Tôi xin gửi lời cảm ơn trân trọng tới PGS.TS Tô Văn Bình - Đại học sư phạm Thái Nguyên, người trực tiếp giảng dạy, nhiệt tình hướng dẫn tơi suốt q trình nghiên cứu hồn thành luận văn Tôi xin cảm ơn sâu sắc tới lãnh đạo sở Giáo dục – Đào tạo tỉnhThái Nguyên, Ban giám hiệu, đồng chí lãnh đạo, giáo viên tổ, nhóm vật lí, thầy cộng tác trường dạy thực nghiệm sư phạm, nhiệt tình đóng góp ý kiến, tạo điều kiện giúp đỡ tơi q trình thực nghiệm Tơi xin cảm ơn chân thành tới người thân, đồng nghiệp tổ chuyên môn, ban giám hiệu trường PT Dân tộc Nội trú Thái Nguyên, nơi công tác, động viên giúp đỡ tạo điều kiện tốt để tơi hồn thành khoá học Thái Nguyên, tháng năm 2013 La Thị Thắng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa có cơng bố cơng trình khác Thái ngun, tháng năm 2013 Tác giả La Thị Thắng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 10 MỞ ĐẦU I LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Theo Georgia Law, học sinh giỏi (HSG) học sinh (HS) chứng minh trí tuệ trình độ cao có khả sáng tạo, thể động học tập mãnh liệt đạt xuất sắc lĩnh vực lí thuyết khoa học, người cần giáo dục đặc biệt phục vụ đặc biệt để đạt trình độ tương ứng với lực người Trên giới, việc phát bồi dưỡng HSG có từ lâu Có thể nói, tất nước coi trọng vấn đề đào tạo bồi dưỡng HS giỏi chiến lược phát triển chương trình GD phổ thơng Đối với nước ta, Đảng Nhà nước khẳng định nhiệm vụ ngành giáo dục nâng cao dân trí, phổ cập giáo dục phổ thơng cho tồn dân, song song nhiệm vụ cần phải bồi dưỡng nhân tài, phát HS có khiếu trường phổ thơng có kế hoạch đào tạo riêng để họ thành cán khoa học kĩ thuật nòng cốt “Bồi dưỡng nhân tài” nội dung quan trọng nhiều nghị Đảng Nhà nước Hiện HSG rèn luyện trường học riêng, thường gọi trường chuyên, trường khiếu tỉnh, thành phố Tuy nhiên, tất HSG học tập trường đặc biệt mà có tỉ lệ không nhỏ HSG - thành phố, nông thôn HS sinh sống vùng khó khăn, xa trung tâm thị HS người dân tộc thiểu số - theo học trường trung học phổ thông (THPT) không chuyên Do vậy, trường THPT xây dựng kế hoạch tổ chức bồi dưỡng HSG môn vật lí tất mơn học khác Trong trình giảng dạy, nhiệm vụ quan trọng giáo viên bồi dưỡng HSG mơn Việc bồi dưỡng HSG nhằm mục tiêu tạo cho họ nhiều hội trở thành nhà khoa học, kĩ thuật đất nước Cũng thông qua bồi dưỡng HSG, có thêm động lực để tự học, tự bồi dưỡng nâng cao trình độ chuyên mơn Trong q trình bồi dưỡng HSG, hệ thống tập (BT) sử dụng phải đa dạng, phải có tính tổng hợp chuyên sâu Nếu giáo viên lựa chọn BT đảm Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 138 với thời gian F1  1t , F2   2t ,   hệ số số có thứ nguyên, t thời gian tác dụng lực Xác định thời điểm dây bị đứt ĐS: td  (m1  m2 )T0 m1  m21 2.3 (Bài H2.1) 2.4 Cho hệ vật hình 2.4 Biết m1 = 1kg, m2 = 2kg Hệ số ma sát hai vật mặt phẳng ngang k = 0,1 Tác dụng vào   m2 lực F có độ lớn F=6N  = 300 (hình H2.4) m2 m1 F  Tính gia tốc vật lực căng dây Biết dây có khối lượng độ giãn khơng đáng kể Lấy g=10m/s H2.4 ĐS:a = 0,83 m/s ; T = ,83 N 2.5 (Bài H2.2) 2.6 Nêm A phải chuyển động ngang với gia tốc để m A chuyển động lên (hình H2.6)? Biết hệ số ma sát m A   cot  A m B A  H2.6 ĐS: a  (sin   cos ) g cos   sin  2.7 Một nêm khối lượng M đứng yên mặt bàn nằm ngang Trên mặt nghiêng nêm hợp với mặt bàn góc  , người ta đặt cầu đồng chất khối lượng m (hình H2.7) Quả cầu bắt đầu lăn khơng trượt dọc theo đường dốc mặt nghiêng nêm Bỏ qua ma sát nêm mặt bàn; ma sát lăn cầu nêm Xác định gia tốc nêm ĐS:  H2.7 mg sin  cos a0  M  m(sin   cos 2 ) 2.8.Cho hệ hình H2.8, mặt sàn nhẵn, hệ số ma sát m M  Hỏi phải truyền  cho M vận tốc ban đầu v0 để m rời khỏi M ? ĐS: v0  2 gl (1  m ) M m M  v l 2.9 (Bài H2.3) 2.10 Một vật nhỏ khối lượng m=2kg trạng thái nghỉ H.2.8 trượt khơng ma sát xuống mặt phẳng nghiêng góc =300 đoạn S va chạm vào lị xo (hình H2.10) Sau vật dính vào lị xo trượt thêm đoạn 10cm dừng lại Biết lị xo có độ cứng K=300N/m lúc đầu khơng biến dạng a) Tính khoảng cách S b) Tìm khoảng cách d điểm mà vật bắt đầu tiếp A xúc lị xo điểm mà vận tốc vật lớn ĐS: a) S= 5,29574 cm; b) d= 3,26888 cm 2.11 Một nêm gôc ABC khối lượng M=10kg, góc nghiêng H2.10 =30 đứng yên mặt đất Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 139 nhám nằm ngang (hình H2.11) Hệ số ma sát trượt nêm mặt đất   0,02 Một vật khối lượng m=1,0kg trượt không vận tôvs ban đầu A mặt nghiêng nêm gỗ Sau đoạn đường s=1,4m vận tốc vật v=1,4m/s Trong trình nêm gỗ đứng yên Hãy xác định độ lớn, phương chiều lực ma sát mặt đất tác dụng lên nêm gỗ Lấy  B C g=10m/s2 H2.1 ĐS: f=0,61N, hướng sang trái 2.12 Một sợi dây thép giữ yên trọng vật có khối lượng lớn đến 450kg Dùng dây để kéo trọng vật khác có khối lượng 400kg lên cao Hỏi gia tốc lớn mà vật có để dây khơng bị đứt Lấy g= 10 m/s2 ĐS: a  1, 25 m / s 2.13 Một vật nặng m gắn vào đầu lị xo có chiều dài tự nhiên l0 , độ cứng k Hệ gắn vào nêm (hình H2.13) Cho nêm chuyển động sang bên trái với  gia tốc a Bỏ qua ma sát a Xác định chiều dài lò xo b Áp dụng số: m  0,5kg; k  50N / m;   450 ; a0 2 a0  2m / s ; g  10m / s  m ĐS: a) l  l0   g sin   a0 cos   ; b) l  68, 4cm H2.13 P k 2.14 Một vật có khối lượng m nằm mặt bàn nằm ngang, gắn vào đầu lị xo thẳng đứng có độ cứng K Ban đầu lị xo  khơng biến dạng chiều dài l0 Bàn chuyển động theo phương  ngang, lị xo nghiêng góc  so với phương thẳng đứng (hình H2.14) v a) Tìm hệ số ma sát  vật bàn H 2.14 b) Áp dụng: K = 10 N/m, l0 = 0,1 m,   600 , m = 0,5 kg Kl (1  cos).tan  ĐS: a)   ; b)   0, P  Kl (1  cos ) 2.15 Quả cầu khối lượng m treo hai dây nhẹ trần toa xe (hình H2.15)  AB= BC=CA Toa xe chuyển động nhanh dần với gia tốc a Tính a hai trường hợp: B C  a Lực căng dây AC gấp lần dây AB a b Dây AB chùng (không bị căng) A g g ĐS: a a  ; b a  2.16 2.16 3 Một vật m  10 kg treo vào trần buồng thang máy có khối H2.15 lượng M  200 kg Vật cách sàn 2m Một lực F kéo buồng thang máy lên với gia tốc a  m/s Trong lúc buồng lên, dây treo bị đứt, lực kéo F khơng đổi Tính gia tốc sau buồng thời gian để vật rơi xuống sàn buồng Lấy g=10m/s2 ĐS: 1,55m/s ; 0,6 s 2.17 Một lị xo có độ cứng K, chiều dài tự nhiên l0, đầu giữ cố định A, đầu gắn vào cầu khối lượng m trượt H2.17 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 140 không ma sát  nằm ngang (hình H2.17) Thanh  quay với vận tốc góc w xung quanh trục A thẳng đứng Tính độ dãn lị xo l0 =20 cm; w=20  rad/s; m = 10 g ; k= 200 N/m ĐS:0,05 m 2.18 (Bài H2.4) 2.19 Một bình cầu rỗng bán kính R quay quanh trục thẳng đứng Trong bình có chứa vật nhỏ quay với bình; góc hợp bán kính nối vật với tâm bình cầu trục thẳng đứng  (hình H2.19) Cho biết hệ số ma sát vật bình  Tính giá trị tối thiểu vận tốc góc  bình để vật khơng trượt xuống q trình quay theo bình ĐS: g (tan    )   R sin  (tan   1) O R  H2.19 H2.20 2.20 Một cầu khối lượng m, treo sợ dây dài Quả cầu quay vịng trịn nằm ngang Dây tạo góc  với phương thẳng đứng (hình H2.20) Hãy tính thời gian để cầu quay vòng Biết gia tốc trọng lực nơi cầu chuyển động g ĐS: T  2  2 l cos   g 2.22 Một vật có khối lượng m=4kg buộc vào đầu dây cao su có chiều dài tự nhiên l0  0, 6m , hệ số đàn hồi k=10000N/m quay mặt phẳng thẳng đứng với tần số 80 vịng /ph Tính độ dãn lực căng dây điểm cao thấp Lấy g=10m/s2 Coi quỹ đạo tròn hai điểm ĐS: 0,013m; 130N ;0,021m; 210N 2.23 Một ô tô chuyển động nhanh dần từ trang thái nghỉ đoạn đường nằm ngang có cung trịn bán kính 100 m, góc tâm   300 Ơ tơ vận tốc tối đa cuối đoạn đường mà không bị trượt ? Biết hệ số ma sát trượt   0,3 Bỏ qua ma sát cản chuyển động coi bánh xe phát động  gR ĐS: v   14, m / s 1 ( ) 2 2.24 Một đồn tàu có tổng khối lượng M, chuyển động thẳng với vận tốc v0 đường ray nằm ngang Lực cản toa tàu k lần trọng lực không phụ thuộc vào vận tốc tàu Tại thời điểm toa cuối có khối lượng m bị tuột klhỏi đoàn tàu, lực kéo đầu tàu không đổi Hỏi thời điểm toa cuối vừa dừng lại vận tốc đồn tàu phía trước bao nhiêu? Mv0 ĐS: V  M m Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 141 2.25 Một toa xe nhỏ dài 4m khối lượng m2 = 100kg chuyển động đường ray với vận tốc v0 = 7,2km/h vali kích thước nhỏ khối lượng m1 = 5kg đặt nhẹ vào mép trước sàn xe Sau trượt sàn, vali nằm yên sàn chuyển động khơng? Nếu nằm đâu? Tính vận tốc toa xe vali Cho biết hệ số ma sát va li sàn k = 0,1 Bỏ qua ma sát toa xe đường ray Lấy g = 10m/s2 ĐS: Có; cách mép sau xe khoảng 2,1m; 1,9m/s kml0 kMl0 kl0 (m  M ) ĐS: l1  , l2  ; l 2 k (m  M )  2mM  k (m  M )  2mM  k (m  M )  2mM  2.26 (Bài H2.5) 2.27 Vật có khối lượng m = 50 g gắn vào đầu lò xo nhẹ Lị xo có chiều dài ban đầu l0 = 30 cm độ cứng k = N/cm Người ta cho vật lò xo quay tròn mặt sàn nhẵn nằm ngang, trục quay qua đầu lị xo H2.27 (hình H2.27) Tính số vịng quay phút để lò xo dãn đoạn x = cm ĐS: n = 280 vòng/ phút   2.28 Thanh OA quay quanh trục thẳng đứng OZ với vận tốc góc  Góc ZOA khơng đổi Một hịn bi nhỏ khối lượng m, trượt không ma sát z OA nối với điểm O lị xo có độ cứng k có A chiều dài tự nhiên l0 (hình H2.28) a Tìm vị trí cân hịn bi điều kiện để có cân m b Cân bền hay không bền? kl  mg cos  k ; ĐS:a) l  ; b) Cân bền 2 O k  m sin  sin  m 2.29 (Bài H2.6) H2.28 2.30 Một vật khối lượng m = 0,1kg quay mặt phẳng thẳng đứng nhờ dây treo có chiều dài  = 1m , trục quay cách sàn H=2m Khi vật qua vị trí thấp nhất, dây treo đứt vật rơi xuống sàn vị trí cách điểm đứt L = 4m theo phương ngang.Tìm lực căng dây dây đứt Lấy g=10m/s2 ĐS: 9N 2.31 Thanh CD vng góc với trục thẳng đứng OZ quay quanh trục với vận tốc góc  Hai hịn bi A B có khối lượng M m nối với Z lò xo khối lượng khơng đáng kể, có độ B cứng k có chiều dài tự nhiên  (hình H2.31) Hai A C D hịn bi trượt khơng ma sát o a) Tính khoảng cách OA  x; OB  y ứng với trạng H2.31 thái cân hai bi; biện luận b) Áp dụng: M  0,1kg  2m; l0  0, 2(m); k  40N / m;   vịng/s Tính x, y lực đàn hồi lị xo ( M  m) k mkl0 Mkl0 ;x ;y Mm k (M  m)  Mm k (m  m)  Mm b)   18,84rad / s  0 ; x  0,095m; y  0,19m;l  0,085m ĐS:a)   0  2.32 Đĩa tròn nhẵn xoay quanh trục thẳng đứng vng góc với mặt đĩa Vật M đặt Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 142 đĩa, cách trục khoảng R (hình H2.32) Vật m đặt M, nối với trục băng nhẹ Vận tốc quay đãi tăng chậm m Hệ số ma sát M m  Tìm vận tốc góc  đĩa để M M bắt đầu trượt khỏi m  mg ĐS:   MR H2.32 2.33 (Bài H2.7)  2.34 Cho hệ hình H2.34, mA = 300 g, mB = 200 g, mC=1500 g Tác dụng lên C lực F  nằm ngang cho A B đứng yên C Tìm chiều độ lớn F lực căng dây nối A, B  ĐS: F hướng sang phải, F = 300 N; T = 30 N  F B A m2 C A B m1 α H.1 H2.34 H2.35 2.35 Chiếc nêm A có khối lượng m1 = kg, có góc nghiêng   300 chuyển động tịnh tiến khơng ma sát trêm mặt bàn nhẵn nằm ngang (hình H2.35) Một vật khối lượng m2=1 kg, đặt nêm kéo sợi dây vắt qua ròng rọc cố định gắn chặt với nêm a) Lực kéo F phải có độ lớn để vật m2 chuyển động lên theo mặt nêm b) Khi F = 10 N, gia tốc vật nêm bao nhiêu? Bỏ qua ma sát, khối lượng dây khối lượng ròng rọc Lấy g = 10 m/s2 ĐS: a)5,84 < F < 64,6 N; b)a1 = 1,08 m/s2; a2 = 4,99 m/s2 2.36 (Bài H2.8) 2.37 Đặt vật khối lượng m1 = 2kg mặt bàn nhẵn nằm ngang Trên có vật khác khối lượng m2 = kg Hai vật nối với sợi dây vắt qua rịng rọc cố định (hình H2.37) Cho độ giãn sợi dây, khối lượng dây rịng rọc khơng đáng  kể Hỏi cần phải tác dung lực F có độ lớn vào vật m1 để chuyển động với gia tốc a = 5m/s2 Biết m2 hệ số ma sát hai vật m1 m2 k = 0,5 Lấy g = m1 10m/s2 Bỏ qua ma sát với mặt bàn ĐS: F = 25 N H2.37 2.38 (Bài H2.9) 2.39 Một vật nhỏ m treo vào trần ôtô dây mảnh nhẹ không đàn hồi Xe ôtô chuyển động nhanh dần xuống dốc nghiêng góc α = 300 so với phương ngang, xe có gia tốc a cho dây treo vật vng góc với sàn xe (hình H.39) 1) Xác định gia tốc a xe? Lấy g = 10m/s2 2) Vật treo cách sàn ôtô h = 2m, đốt nhẹ dây treo l a) Vật rơi theo phương nào? Xác định thời gian rơi m  a Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên h http://www.lrc-tnu.edu.vn α H2.40 143 vật vận tốc vật xe vật chạm sàn xe? b) Biết điểm treo cách mép cuối xe khoảng l = 3m, phía sau xe hở Hỏi phải đốt dây xe có vận tốc tối thiểu để vật rơi xe? ĐS: 1) a=5m/s2; 2) a) Phương vng góc với sàn xe mặt phẳng nghiêng, v=5,89 m/s ; b) 2,71 m/s 2.40 (Bài H2.10) Chủ đề 3: Tĩnh học vật rắn 3.1 Một giá treo hình H3.1 gồm: Thanh AB = 1m tựa vào tường A, dây BC=0,6m nằm ngang Treo vào đầu B vật nặng khối lượng m = 1kg Tính độ lớn lực đàn hồi N xuất AB sức căng dây BC giá treo cân Lấy g = 10m/s bỏ qua khối lượng AB, dây nối ĐS:Q = 12,5 N, T = 7,5 N C  B A C  C A m  m A B  H3.1 H3.3 P B H3.2 3.2 Hai AB, AC nối nối cào tường nhờ lề Tại A có treo vật có lượng P = 1000N Tìm lực đàn hồi xuất Cho  +  = 900; Bỏ qua trọng lượng Áp dụng:  = 300 ĐS: N1  500 N ; N  500 N 3.3 Một vật khối lượng m = 30kg treo đầu nhẹ AB Thanh giữ cân nhờ dây AC hình H3.4 Tìm lực căng dây AC lực nén AB Cho  = 300  = 600 Lấy g = 10m/s2 ĐS: T = 300 N; Q= 300 N 3.4 (Bài H3.1) 3.5 (Bài H3.2) 3.6 Hai lị xo L1 L2 có độ cứng K1 K2, chiều dài tự nhiên đầu hai lị xo móc vào trần nhà nằm ngang, đầu móc vào AB = 1m, nhẹ cứng cho hai lị xo ln thẳng đứng (hình H3.6) Tại O (OA = 40cm) ta móc cân khối lượng m = 1kg AB có vị trí cân L2 L1 nằm ngang A O B a) Tính lực đàn hồi lị xo b) Biết K1 = 120 N/m Tính độ cứng K2 L2 Lấy g = 10m/s2 ĐS: a) F1 = N, F2 = N; b) K2 = 80 N/m H3.6 3.7 Một đồng chất AB có khối lượng m = 2kg quay quanh lề B (gắn vào tường thẳng đứng) giữ cân nằm ngang nhờ sợi dây buộc vào đầu A vắt qua ròng rọc cố định, đầu sợi dây treo vật m2=2kg điểm C Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 144 (AC=60cm) treo vật m1 = 5kg (hình H3.7) Tìm chiều dài thanh; lấy g = 10m/s2 ĐS: AB = 75 cm A B C 3.8 (Bài H3.3) O 3.9 Thanh OA trọng lượng không đáng kể, gắn vào tường m1 m2 O, đầu A có treo vật nặng trọng lượng P Để giữ H3.7 nằm ngang, người ta dùng dây BC (hình H3.9) Biết C OB=2BA Tính sức căng dây phản lực O khi:  B a) Dây BC hợp với OA góc  = 30 O b) Dây BC thẳng đứng (  = 90 ) P H3.9 ĐS: a) T = P, N  P ; b) T  P , N  P 2 3.10 (Bài H3.4) 3.11 Một đồng chất AB có trọng lực P; đầu B dựa vào mặt phẳng nằm ngang, đầu A dựa vào mặt phẳng nghiêng góc  (hình H3.11) đặt vào đầu A lực F song song với mặt phẳng nghiêng Tính F để cân Bỏ qua ma sát F mặt phẳng đầu A P ĐS: F  sin  B  3.12 Ta dựng dài có trọng lực P vào tường thẳng đứng (hình H3.12) Hệ số ma sát sàn H3.11 là 1 , tường  gọi  góc hợp B sàn a)  nhỏ để đứng yên b) Xét trường hợp đặc biệt:  Tường nhẵn:  =  A  Sàn nhẵn: 1 =  Tường sàn nhẵn: 1 =  = H 3.12  12 ĐS: a) tan  m  ; b)  = 0: tan  m  ; 1 = 0: 21 21  (thanh thẳng đứng); 1 =  = (giống sàn nhẵn) 3.13 Một đồng chất AB chiều dài l khối lượng m = 6kg quay xung quanh lề A gắn vào mặt cạnh bàn nằm ngang AE (AE = 1m) Người ta treo vào đầu cảu hai vật m1= 2kg m2= 5kg dây BC dây BD vắt qua ròng rọc nhỏ gắn cạnh E mặt bàn (hình H3.13) Tính góc  BAE =  để hệ cân bằng, độ lớn hướng  phản lực Q mặt bàn A Lấy g = 10m/s2 ĐS: N = 113,6 N;   67, 60 3.14 (Bài H3.4) 3.15 Một đồng chất có hai đàu A,B tì lên máng hình trịn có mặt phẳng thẳng đứng, chiều dài bán kính đường trịn (hình 3.15) Hệ số ma sát k Tính góc cực đại mà làm với đường nằm ngang m  Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 145 ĐS: tan   4k 3 k2 B O A  C H3.15 B C m1 D E A m2 H3.13 D H3.16 3.16 Một người cắt từ thước dẹt, đồng chất, phẳng khối lượng 3m, thành hai đoạn AB  CD  l , sau ráp lại thành chữ T (hình H3.16), đầu D mang vật nhỏ khối lượng m Đầu A treo dây nhẹ vào điểm cố định O Tìm góc hợp AB dây cân ĐS: tan   3.17 Một AB đồng chất, tiết diện đều, khối lượng m=100kg quay tự quanh trục qua đầu A vng góc với mặt phẳng hình vẽ (hình H3.17) Thanh  giữ cân theo phương hợp với phương ngang góc α=300 nhờ lực F đặt  vào đầu B, phương F thay đổi  a) F có phương nằm ngang Tìm giá trị F b) Tìm giá trị nhỏ lực F để giữ mô tả ĐS: a) F = 866 N; b) Fmin = 433 N F A B O α  F  A H3.18 H3.19 B H3.17 3.18 Một bút chì có tiết diện hình lục giác bị đẩy dọc theo mặt phẳng ngang (hình H3.18) Tìm hệ số ma sát bút chì mặt phẳng ngang để trượt mặt phẳng ngang mà khơng quay? ĐS: k  0,58 3.19 (Bài H3.6)  3.20 Hai khối gỗ lập phương giống nhau, khối lượng khối M, kéo lực F dây ABC (AC = BC), ACB =  (hình H3.20) Hệ số ma sát hai khối  , khối  gắn chặt vào sàn Tìm độ lớn F để khối gỗ cân 2 P ĐS: F  F  P   tan  Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 146 3.21 Người ta đặt mặt lồi bán cầu mặt phẳng nằm ngang Tại mép bán cầu đặt vật nhỏ làm cho mặt phẳng bán cầu nghiêng góc  so với mặt nằm ngang (hình H3.21) Biết khối lượng bán cầu m1, vật nhỏ m2, trọng tâm G bán cầu cách tâm hình học O A 3R O m2 mặt cầu R bán kính bán cầu Tính B G  góc  Áp dụng: m1 = 800g; m2 = 150g C 8m H3.21 ĐS: tan   ;   26,50 3m1 F 3.22 Để di chuyển hịm cao h dài d người ta tác h dụng lực F theo phương ngang (hình H3.22) Hỏi hệ số ma sát hịm với mặt sàn, phải có giá trị để hòm di chuyển mà d không lật ? H3.22 d ĐS:   2h 3.23 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 (hình H3.23) 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 Biết hình trụ trượt lăn ĐS: sin   10 39 H3.23 3.24 Một cầu nặng đồng chất treo dây vào điểm cố định tường thẳng đứng Xác định hệ số ma sát tường với cầu cho, cân bằng, điểm nối dây với cầu nằm đường thẳng đứng qua tâm cầu ĐS: k  3.25 (Bài H3.7) 3.26 Một AB dài 2m khối lượng m = 2kg giữ nghiêng góc  mặt sàn nằm ngang sợi dây nằm ngang BC dài 2m nối đầu B C với tường thẳng đứng; đầu A tựa B lên mặt sàn Hệ số ma sát mặt sàn (hình H3.26) A )  a Tìm giá trị  để cân b Tính lực tác dụng lên khoảng cách AD từ đầu A H3.26 đến góc tường D góc  = 450 Lấy g = 10m/s b ĐS:a)   300 ; b) AD = 0,59m a 3.27 Một vật có dạng khói hộp đáy vuông cạnh a = 20cm chiều cao  b = 40cm đặt mặt phẳng nghiêng góc  Hệ số ma Hình 3.27 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 147 sát vật mặt nghiêng Khi tăng dần góc  , vật trượt hay đổ trước? ĐS: Khối hộp đổ trước trượt 3.28 Một vật hình trụ kim loại có khối lượng m = 100kg, bán kính tiết diện R=15cm Buộc vào hình trụ sợi dây ngang có phương qua  F trục hình trụ để kéo hình trụ lên bậc thang cao O1O2 = h (H3.28) O2 a) Khi F = 500N, tìm chiều cao h để hình trụ vượt  O1 qua Lấy g = 10m/s P b) Khi h = 5cm, tìm lực F tối thiểu để kéo hình trụ vượt qua H3.28 ĐS: a h  1,58cm ; b F  894N 3.29 (Bài H3.8) 3.30 Một vật có trọng lượng P = 100N giữ đứng yên mặt phẳng nghiêng góc   lực F có phương nằm ngang(hình H3.30) Biết hệ số ma sát  = 0,2 Tính giá trị lực F lớn bé Lấy g = 10m/s2 ĐS: Fmax = 77,77 N; Fmin = 27,27 N 3.31 (Bài H3.9) 3.32 Cho hệ học hình H3.32 Thanh AB đồng chất có khối lượng m, chiều dài l quay quanh lề A Dây CD vng góc với tạo với tường thẳng đứng CA góc 300 Đĩa hình trụ khối lượng M bán kính R Bỏ qua ma sát Xác định lực căng dây CB Áp dụng số: m=2kg; l=40cm; g=10m/s2; M=8kg; R=10cm C P2 m1  A O F B  m2 g B  H3.30 H3.33 A H3.32 3.33 Thanh OA dài l = 1m, có khối lượng m1 = 2kg phân bố đều, đầu gắn với lề O, đầu buộc vào sợi dây vắt qua ròng rọc O1 nối với vật có khối lượng m2 đặt mặt phẳng nghiêng (hình H3.33) Góc mặt nghiêng mặt ngang  = 30o, hệ số ma sát mặt nghiêng vật   0,3 Thanh trạng thái cân ứng với  = 45o, phương đoạn dây AB nằm ngang Bỏ qua ma sát ổ trục khối lượng ròng rọc Tìm lực tác dụng lên O tìm điều kiện m2 để vật cân  m  4, 2kg ĐS: Q  22,36N;   m2  1,3kg 3.34 Một cầu bán kính R, khối lượng m đặt mặt phẳng khơng nhẵn nghiêng góc  so với mặt phẳng ngang Quả cầu giữ cân nhờ sợi dây AC song song với Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 148 mặt phẳng nghiêng (hình H3.34) Biết cầu cịn nằm cân với góc  lớn 0 Hãy tính: a) Hệ số ma sát cầu với mặt phẳng nghiêng C b) Lực căng T dây AC tg  ĐS:a) k  b) T = Psin0 -kPcos0 A O  3.35 (Bài H3.10) H3.34 3.36 Một vật có khối lượng 10kg hình lăng trụ, có tiết diện thẳng tam giác ABC cạnh a=60cm, kê giá đỡ cố định D cho mặt phẳng BC thẳng đứng, mặt AB tiếp xúc với giá đỡ E, mà EB=40cm Coi hệ số ma sát sàn giá đỡ Tìm hệ số ma sát giữ vật sàn ĐS:   0, 22 C A E D Chủ đề 4: Các định luật bảo toàn B H3.36 4.1 (Bài H4.1) 4.2 Trên mặt hồ có thuyền chiều dài L, khối lượng M chở người có khối lượng m, hai ban đầu đứng yên Nếu người từ mũi thuyền đến thuyền thuyền dịch chuyển so với nước? Bỏ qua sức cản nước ĐS: x  m L mM 4.3 (Bài H4.2) 4.4 Một Ếch ngồi đầu gỗ nhẹ mặt nước yên lặng, gỗ dài l = 108cm Con Ếch nhảy dọc theo gỗ phía đầu với vận tốc chếch lên góc α = 450 so với phương ngang Bỏ qua sức cản nước khơng khí, lấy g = 10m/s2, biết tỉ lệ khối lượng m Ếch khối lượng M gỗ m/M = 1/5 Xác định vận tốc v0 để với cú nhảy Ếch tới đầu gỗ? ĐS: v0  3m/s 4.5 (Bài H4.3) 4.6 Tấm ván khối lượng m trượt tự mặt băng nằm ngang với vận tốc v1 Một người khối lượng m2 nhảy lên ván với vận tốc v2 theo phương vng góc với vận tốc ván Tìm vận tốc v hệ ván người Bỏ qua lực ma sát ván mặt băng ĐS: v  m1 v1 2  m v 2 m1  m 4.7.Vật khối lượng m1 chuyển động với vận tốc v đến va chạm đàn hồi với vật đứng yên Sau va chạm, chuyển động theo phương hợp với phương chuyển động ban đầu góc 900 với vận tốc v/2 Tìm khối lượng vật thứ hai ĐS: m2  5m1 4.8 Hai tạ giống A B nối với dây không dãn, chiều dài l, khối lượng không đáng kể Lúc ban A B l Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên h http://www.lrc-tnu.edu.vn H4.7 149 đầu tạ B độ cao h  l , chiều cao bàn l Thả cho rơi kéo tạ A trượt mặt bàn hồn tồn nhẵn (hình H4.7) Sau va chạm vào sàn, tạ B đứng yên tạ A bay xa bàn Hỏi độ cao A dây lại căng? l l ĐS: xc  ; yc  3 4.9 Ba vòng đệm nhỏ giống A, B,C, nằm yên mặt phẳng ngang, nhẵn, người ta truyền cho vịng A vận tốc v đến chạm đồng thời với hai vịng B, C (hình H4.9) Khoảng cách hai tâm vòng B, C trước va chạm N lần đuờng kính vịng Giả sử va chạm hồn tồn đàn hồi Xác định vận tốc vòng A sau va chạm Tính giá trị N để vịng A: bật ngược lại, dừng lại, tiếp tục tiến lên? ĐS: * Để A bật ngược trở lại: < N < * Để A đứng yên:N = B * Để A tiếp tục tiến lên phía trước:  N > v A 4.10 Một viên đạn khối lượng m bay theo phương ngang với vận tốc v găm vào khối gỗ khối lượng M đứng C yên treo vào sợi dây có chiều dài l Tìm góc lệch dây khỏi phương thẳng đứng H4.9 ĐS: cos    m2v2 M  m 2 2gl 4.11 Dùng súng bắn vào hộp diêm đặt bàn, cách mép bàn khoảng l=30cm Viên đạn có khối lượng m=1g, bay theo phương ngang với vận tốc v0=150m/s, xuyên qua hộp diêm bay tiếp với vận tốc v0/2 Khối lượng hộp diêm M=50g Hệ số ma sát k hộp diêm mặt bàn phải để rơi khỏi bàn? mv02 ĐS: k  8M gl 4.12 Hai hạt có khối lượng m 2m, có động lượng p p/2, chuyển động theo phương vng góc với đến va chạm với Sau va chạm, hai hạt trao đổi động lượng cho Tìm va chạm ĐS: Wđ = 3mv2/16 4.13 (Bài H4.4) 4.14 (Bài H4.5) 4.15 Một xe lăn nhỏ có khối lượng m = 0,4kg đặt mặt phẳng nằm ngang không ma sát Hai sợi dây nhẹ, không dãn chiều dài l = 0,8m, dây có gắn cầu nhỏ khối lượng m1 = 0,3kg m2 = 0,2kg Dây gắn m1 buộc cố định C, dây gắn m2 buộc vào xe lăn (hình H4.15) Ban đầu, hệ thống m l đứng yên, hai cầu tiếp xúc Kéo m1 sang trái dây treo nằm ngang, thả nhẹ m1, sau va chạm với m2 m1 lên đến độ cao cực đại 0,2m so với vị trí cân ban đầu Xác định độ cao cực đại mà m2 lên m m sau va chạm H4.15 Đáp số: 0,033m 4.16 (Bài H4.6) 4.17 Hai cầu, sắt khối lượng m chì khối lượng m/4, treo vào điểm sợi dây mảnh Kéo lệch cầu chì lên đến độ cao H thả Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 150 Sau va chạm lên đến độ cao h Va chạm xuyên tâm Tìm phần động chuyển thành nhiệt ĐS: Q  mg 3H  5h  Hh 16 4.18 Hịn bi có khối lượng m = 200g treo vào điểm O sợi dây chiều dài l=1,8m Kéo hịn bi khỏi vị trí cân C để dây treo OA hợp với phương thẳng đứng góc  =600 bng khơng vận tốc đầu a) Tính vận tốc vật lực căng dây treo lắc vị trí dây treo hợp với phương thẳng đứng góc  = 300 b) Khi hịn bi từ A trở đến điểm C dây treo bị đứt Tìm hướng độ lớn vận tốc bi lúc chạm đất vị trí chạm đất hịn bi Biết điểm treo O cách mặt đất 3,55m Bỏ qua ma sát Lấy g = 10m/s2 ĐS:a) v = 2,5668 m/s ; T = 4,2N b) vD  m/s;   41.40 ; L = 1,775m 4.19 Hai trọng vật khối lượng treo vào hai đầy dây vắt qua hai rịng rọc cố định Một trọng vật thứ ba có khối lượng hai trọng vật treo vào điểm hai rịng rọc (hình H4.19) Hỏi điểm treo trọng vật thứ ba bị hạ thấp xuống ? Cho biết khoảng cách hai ròng rọc 2l Bỏ qua ma sát ĐS:h = m  2l A O1 O2 O  A C 2m m A m m B m m H4.20 B H4.21 H4.19 4.20 Ba vật A,B C treo vào sợi dây dài vắt qua hai ròng rọc cố định độ cao (hình H 4.20) O1O  OO2  0,5 m Thả cho hệ thống chuyển động Khi vật C rơi 0,5 m vận tốc bao nhiêu, biết C có khối lượng gấp đôi A B Bỏ qua ma sát, khối lượng ròng rọc dây Lấy g = 10m/s2 4.21 Thanh AB cứng, nhẹ chiều dài l, đầu gắn cầu nhỏ khối lượng nhau, tựa vào tường thẳng đứng (hìnhH4.18) Truyền cho cầu B vận tốc nhỏ để trượt mặt sàn nằm ngang Giả thiết trình chuyển động AB nằm mặt phẳng vuông góc với tường sàn Bỏ qua ma sát cầu với tường sàn Gia tốc trọng trường g a) Xác định góc  hợp với sàn vào thời điểm mà cầu A bắt đầu rời khỏi tường b) Tính vận tốc cầu B gl ĐS:a)   420 ; b) vB = 27 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 151 4.22 Giữa hai cầu khối lượng m1 m2 có lị xo nén Nếu giữ ngun cầu (quả có khối lượng m2) thả tự bay với vận tốc v0 Tìm vận tốc cầu thả đồng thời hai cầu? Sự biến dạng lò xo hai trường hợp ĐS: v1  v m2 ; m1  m v2  v0 m12 m m1  m  4.23 Một vật có khối lượng m= 0,5kg rơi từ độ cao h=1,25m vào vật M=1kg đứng cân đầu lị xo có độ cứng k=1000N/m, va chạm hồn tồn đàn hồi (hình H4.23) a) Tính vận tốc vật sau va chạm b) Tính độ nén cực đại lị xo Lấy g=10m/s2 ĐS: a) vM  3,33m / s ; vm   m / s ; b) x  0,12m 4.24 (Bài H4.7) 4.25 Hai cầu có khối lượng m, nối với lị xo khơng khối lượng có chiều dài l độ cứng k nằm yên mặt bàn nằm H.4.23 ngang nhẵn Một cầu thứ ba khối lượng m chuyển động với vận tốc v0 theo phương nối tâm hai cầu, va chạm đàn hồi m m với cầu bên phải (hình H4.25) Xác định khoảng m cách lớn nhỏ cầu nối lò xo, biết thời điểm đó, cầu có l vận tốc H4.25 m m ĐS: lmin  l  v0 ; lmax  l  v0 2k 2k 4.26 Nghiên cứu tai nạn đường, cảnh sát giao thông đo chiều dài vệt bánh xe mặt đường phanh gấp xe có chiều dài L=60m Tìm vận tốc ban đầu xe, hệ số ma sát bánh xe mặt đường k=0,5? ĐS: v  24,5m / s 4.27 Ở mép A bàn chiều cao h=1m có cầu đồng O chất, bán kính R=1cm (hình H4.27) Đẩy cho tâm O cầu lệch khổi đường thẳng đứng qua A, cầu rơi xuống đất (vận tốc ban A đầu O khơng đáng kể) Nó rơi cách xa mép bàn bao nhiêu? Lấy g=10m/s ĐS: x  0,07 m 4.28 Đoàn tàu với vận tốc v = 72 km/h đường sắt nằm ngang H4.27 Đầu tầu cần tăng công suất thêm để tàu giữ nguyên vận tốc có mưa lớn? Coi rằng, đơn vị thời gian có lượng nước mưa mt=100kg/s rơi xuống tàu chảy từ thành toa tầu xuống đất Bỏ qua thay đổi lực ma sát trời mưa ĐS: 40kW 4.29 Chiếc xe trượt trượt mặt băng với vận tốc v = 6m/s bắt đầu trượt vào phần đường nhựa Chiều dài ván trượt L = 2m, ma sát ván trượt với mặt đường Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 152 nhựa k = Tìm quãng đường xe trượt đường nhựa dừng lại hoàn toàn? ĐS: 2,84m 4.30 (Bài H4.8) 4.31 Khi ca nơ có vận tốc v1 = 10 m/s động phải thực công suất P1=4kw Hỏi động thực công suất tối đa P2 = kw ca nơ đạt vận tốc v2 lớn bao nhiêu? Cho lực tác dụng lên ca nô tỉ lệ với vận tốc nước ĐS:12,25 m/s 4.33 Một xe máy chạy với vận tốc 36km/h máy phải sinh mơt cơng suất 1,6kW Hiệu suất động 30% Hỏi với lít xăng xe km? Biết khối lượng riêng xăng 700kg/m3; Năng suất toả nhiệt xăng 4,6.107J/kg ĐS: 120 km 4.34 Một viên đạn có khối lượng 100g bay ngang với vận tốc 500,4 m/s xun qua cầu có khối lượng 2kg đặt yên giá đỡ độ cao 5,1m so với mặt đất Quả cầu chuyển động rơi xuống đất điểm cách giá đỡ khoảng 20m tính theo phương nằm ngang Hãy xác định điểm chạm đất đạn tỉ lệ % chuyển hóa thành nhiệt q trình đạn xuyên qua cầu Cho g = 10m/s2 ĐS: 93% 4.35 Một lị xo có độ cứng c=300 N/m có đầu buộc vào vật có khối lượng m=12kg nằm mặt phẳng nằm ngang Hệ số ma sát giữ vật mặt phẳng k=0,4 Lúc đầu lò xo chưa biến dạng Ta F đặt vào đầu tự lò xo lực F nghiêng 300 so với  phương nằm ngang vật dịch chuyển chậm khoảng s=0,4m (hình H4.35) Tính cơng thực F H4.35 ĐS: 19J 4.36 Tìm lực cần thiết để nhổ đinh dài L = 80 mm khỏi bảng, đóng sáu nhát búa có khối lượng m = 0,5 kg vận tốc búa trước va chạm v=2m/s? Bỏ qua khối lượng đinh ĐS: F=150N Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ... 14 Chƣơng I CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC LỰA CHỌN VÀ RÈN LUYỆN PHƢƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VẬT LÍ CHO HỌC SINH TRONG VIỆC BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI 1.1 Vấn đề bồi dƣỡng học sinh giỏi 1.1.1 Các... thống tập lựa chọn theo nguyên tắc lựa chọn lựa chọn …27 2.2 Rèn luyện phương pháp giải tập vật lí cho học dùng cơng tác bồi dưỡng học sinh giỏi …28 2.2.1 Những yêu cầu lời giải tập vật. .. tập vật lí học sinh giỏi …28 2.2.2 Các tiêu chí rèn luyện phương pháp giải tập vật lí cho học sinh …28 2.2.2.1 Học sinh phải nắm vững phương pháp chung giải tập vật lí …29 2.2.2.2 Học sinh phải