(Sáng kiến kinh nghiệm) phương pháp giải bài toán tìm vận tốc trung bình

MỤC LỤC Phần Phần thứ I II III IV V VI Phần thứ hai I II III IV V VI Phần thứ ba Nội dung Mục lục Đặt vấn đề Lí chọn chuyên đề Mục đích chuyên đề Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Các phương pháp nghiên cứu Các biện pháp tiến hành để giải vấn đề Nội dung Cơ sở khoa học chuyên đề Nội dung chuyên đề Một số dạng tập Dạng 1: Cho biết vận tốc phần quãng đường Dạng 2: Cho biết vận tốc khoảng thời gian Dạng 3: Bài tập tổng hợp Bài giảng minh họa Bài học kinh nghiệm Kiến nghị Kết luận Tài liệu tham khảo Trang 2 3 3 4 7 10 14 20 24 24 25 27 PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ I LÍ DO CHỌN CHUYÊN ĐỀ: Lí khách quan: Căn vào nhiệm vụ chương trình vật lý THCS là: Cung cấp cho học sinh hệ thống kiến thức bản, trình độ phổ thơng trung học sở, bước đầu hình thành học sinh kỹ phổ thơng thói làm quen làm việc khoa học, góp phần hình thành học sinh lực nhận thức phẩm chất, nhân cách mà mục tiêu giáo dục THCS đề Vật lý sở nhiều ngành kỹ thuật quan trọng phát triển khoa học vật lý gắn bó chặt chẽ tác động qua lại trực tiếp với tiến khoa học kỹ thuật Vì hiểu vật lý có giá trị to lớn đời sống sản xuất, đặc biệt cơng nghiệp hố đại hoá đất nước Căn vào nhiệm vụ bồi dưỡng học sinh giỏi hàng năm trường THCS nhằm phát học sinh có lực học tập môn vật lý bậc THCS để bồi dưỡng nâng cao lực nhận thức, hình thành cho em kỹ nâng cao việc giải tập vật lý Giúp em tham gia dự kỳ thi học sinh giỏi cấp trường, huyện, tỉnh đạt kết cao mang lại thành tích cho thân, gia đình thực mục tiêu bồi dưỡng học sinh hàng năm đề Lí chủ quan: Trong số tất mơn KHTN: Tốn, Lý, Hố, Sinh… Vật lý mơn khoa học khó với em: Vật lý môn khoa học thực nghiệm toán học hoá mức độ cao Địi hỏi em phải có kiến thức, kỹ toán học định việc giải tập vật lý Việc học tập môn vật lý nhằm mang lại cho học sinh kiến thức vật, tượng trình quan trọng đời sống sản xuất … kỹ quan sát tượng trình vật lý để thu thập thông tin liệu cần thiết… mang lại hứng thú học tập áp dụng kiến thức kỹ vào hoạt động đời sống gia đình cộng đồng Chương trình vật lý THCS gồm mảng kiến thức lớn: Cơ học, nhiệt học, điện học, quang học Trong tốn “tìm vận tốc trung bình” thuộc mảng kiến thức “cơ học” tốn thiết thực gắn bó với sống hàng ngày em Tuy nhiên việc giải thích tính tốn loại tập em gặp khơng khó khăn Vì để giúp q trình lĩnh hội vận dụng giải tập “tìm vận tốc trung bình” tốt nhằm nâng cao chất lượng dạy học phục vụ công tác bồi dưỡng học sinh giỏi định lựa chọn chuyên đề để nghiên cứu áp dụng II MỤC ĐÍCH CỦA CHUN ĐỀ: Phân dạng tập tìm vận tốc trung bình, phân tích nội dung lý thuyết có liên quan Hướng dẫn cho học sinh vận dụng lý thuyết phân tích tốn đề phương pháp giải cụ thể, ngắn gọn dễ hiểu Qua nghiên cứu để tìm phương pháp dạy học tối ưu theo hướng đổi góp phần làm cho việc dạy vật lý có hiệu Hình thành kĩ trình bày khoa học kĩ giải tập cho học sinh Biết kết hợp phương pháp vận dụng kiến thức để giải tập III ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Nghiên cứu phương pháp bồi dưỡng học sinh giỏi môn vật lý bậc THCS thông qua tài liệu qua đồng nghiệp Các loại tài liệu tham khảo có liên quan tới phần “chuyển động học: Tìm vận tốc trung bình.” Đối tượng học sinh lớp Trường TH & THCS Hồng Phương Phạm vi chuyên đề đối tượng học sinh khá, giỏi IV NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU: Giáo viên: Giáo viên hiểu nắm vững kiến thức môn vật lý phương pháp dạy học đặc chưng môn Sưu tầm tài liệu toán phương pháp giải tìm vận tốc trung bình Học sinh: Nắm vững kiến thức môn vật lý đặc biệt phương pháp giải số dạng tập tìm vận tốc trung bình lớp V CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: - Sưu tầm tài liệu ôn luyện học sinh giỏi - Đọc nghiên cứu tài liệu đề thi học sinh giỏi - Sử dụng phương pháp tổng hợp - Rút kinh nghiệm thực tế qua tiết dạy - Tham khảo ý kiến dự đồng nghiệp VI CÁC BIỆN PHÁP TIẾN HÀNH ĐỂ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ Đầu năm học, cho học sinh kiểm tra chất lượng đầu năm để phân loại học sinh giỏi, khá, trung bình, yếu từ có sở luyện tập bồi dưỡng em Trong truyền đạt kiến thức mới, thực hành, ôn tập, luyện tập giáo viên phải xác định kiến thức trọng tâm học sinh cần nắm vững này, xác định phương pháp truyền thụ cho học sinh hiểu, hệ thống câu hỏi gợi mở phát huy tư tích cực ba đối tượng giỏi - khá, trung bình, yếu Trước vào tiết học giáo viên dành từ – phút để kiểm tra cũ dạng kiểm tra miệng đặt vấn đề vào phù với nội dung để từ gây cảm giác hứng thú nhận thức học sinh, tạo động cho học sinh hăng say vào tiết học Giờ tập giáo viên chọn lại số tập trọng tâm theo dạng từ đơn giản đến phức tạp chọn cho phù hợp 45 phút luyện tập - Để giải toán Vật lý tuỳ theo dạng tập để có nhiều phương pháp giải khác từ tìm cách tối ưu - Để luyện tập thực giúp học sinh đào sâu kiến thức vận dụng kiến thức phát triển tư đạt kết cao giáo viên nên sử dụng câu hỏi đáp phù hợp đối tượng học sinh để huy động học sinh phải làm việc tìm kết Nên tránh tình trạng giáo viên tự giải tập cho học sinh chép vài học sinh làm tập lớp thụ động quan sát kết - Lựa chọn tập phương pháp giải loại tập theo chuyên đề hướng dẫn học sinh làm buổi bồi dưỡng học sinh giỏi - Giao tập nhà theo mức độ chuyên đề cho học sinh, thường xuyên kiểm tra chữa cho học sinh PHẦN II NỘI DUNG I CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA CHUYÊN ĐỀ: Cơ sở lí luận: Kiến thức vật lý sâu rộng với nhiều tập hay khó, để tìm phương pháp giải chung cụ thể cần thiết quan trọng giúp học sinh chiếm lĩnh tri thức Đối với mơn vật lí trường phổ thơng, tập vật lí đóng vai trị quan trọng, việc hướng dẫn học sinh làm tập vật lí đặc biệt khó để bồi dưỡng học sinh cơng việc khó khăn, bộc lộ rõ trình độ người giáo viên việc hướng dẫn hoạt động trí tuệ học sinh, địi hỏi người giáo viên học sinh phải học tập lao động khơng ngừng Bài tập vật lí giúp học sinh hiểu sâu quy luật, tượng vật lí Với tập khó cịn giúp học sinh nâng cao hiểu biết, rèn luyện kĩ giải toán Cơ sở thực tiễn: Qua nhiều năm giảng dạy vật lý, học sinh vấn đề giải sửa tập vật lý gặp khơng khó khăn học sinh thường khơng nắm vững lý thuyết, khơng có nhiều luyện tập để làm tập lớp (phân phối chương trình lý 8), chưa có kỹ vận dụng kiến thức vật lý Vì em giải tập cách mị mẫm, khơng có định hướng rõ ràng, áp dụng máy móc nhiều không giải được, tập chuyển động mà tình gắn liền với thực tế Ở trường TH&THCS Hồng Phương đào tạo học sinh phát triển toàn diện theo mục tiêu đào tạo chung bồi dưỡng học sinh giỏi nhiệm vụ trọng tâm hàng đầu Tuy nhiên, trường số lớp học sinh việc chọn học sinh giỏi bồi dưỡng gặp nhiều khó khăn Qua thực tiễn giảng dạy, tơi nhận thấy: - Học sinh vận dụng kiến thức vào giải tập chuyển động học đặc biệt dạng tập “Tìm vận tốc trung bình” cịn nhiều lúng túng sai sót đặc biệt tập mang tính khái quát cao - Học sinh dễ nhầm lẫn chất tượng vật lý không hiểu rõ chất tượng vật lý - Học sinh thường quên phương pháp giải dạng tập thường gặp Vậy muốn giải tập vật lý tập phần “Tìm vận tốc trung bình” ta cần ý giúp học sinh phân loại nhận đươc dạng đặc biệt giáo viên cần rèn cho học sinh biết cách đọc, hiểu đề nắm rõ tượng, chất vật lý có liên quan từ sử dụng ngơn từ để diễn giải, trình bày tượng vật lý sử dụng công thức vật lý, phép biến đổi toán học cách chặt chẽ, logic, dễ hiểu Vì tơi viết chun đề để đồng nghiệp tham khảo, đóng góp ý kiến cho hồn thiện nội dung, góp phần vào việc nâng cao chất lượng dạy học môn II NỘI DUNG CHUYÊN ĐỀ: Các bước giải toán vật lý: Bước 1: Tìm hiểu đề - Đọc kĩ đề bài, tóm tắt tốn - Vẽ hình tốn (nếu cần) Bước 2: Phân tích tượng vật lý - Xác định xem kiến thức đề liên quan đến khái niệm nào, định luật nào? - Đối với tượng vật lý phức tạp cần phải phân tích thành tượng đơn giản - Tìm xem tượng vật lý diễn biến qua giai đoạn nào? Mỗi giai đoạn tuân theo quy luật nào? Bước 3: Tìm cơng thức liên quan đến đại lượng cần tìm: - Trình bày cách hệ thống lập luận chặt chẽ, logic để tìm mối liên hệ đại lượng cho đại lượng cần tìm - Lập cơng thức có liên quan đến đại lượng cần tìm, thực phép biến đổi toán học để đưa công thức chứa đại lượng biết phải tìm - Thay số để tìm giá trị đại lượng phải tìm Bước 4: Biện luận kết Sau tìm kết quả, cần rút nhận xét giá trị thực kết Các dạng tập tìm vận tốc trung bình: Dạng 1: Cho biết vận tốc phần quãng đường (2 tiết) Dạng 2: Cho biết vận tốc khoảng thời gian (2 tiết) Dạng 3: Bài tập tổng hợp (4 tiết) Kiến thức sử dụng: * Công thức tính vận tốc, quãng đường thời gian chuyển động: S v= ⇒ t S =v.t   S t = v , Trong đó: v vận tốc, S quà ng đờng, t thời gian.           Đơn vị vận tốc m/s (hoặc km/h), đơn vị quãng đường m (hoặc km), đơn vị thời gian s (hoặc h) * Đối với chuyển động không ta phải nói đến vận tốc trung bình: - Chuyển động không chuyển động mà độ lớn vận tốc thay đổi theo thời gian - Chuyển động không chuyển động mà vận tốc có độ lớn thay đổi theo thời gian - Với chuyển động không đều, tỉ số s cho biết vận tốc trung bình t đường s - Cơng thức tính vận tốc trung bình: Vtb = s s1 + s2 + + sn = t t1 + t2 + + tn - Với chuyển động không đều, để so sánh nhanh, chậm chuyển động, ta phải tính vận tốc trung bình qng đường so sánh vận tốc với Chú ý: Vận tốc trung bình đoạn đường khơng phải trung bình cộng vận tốc đoạn đường ngắn Vì tính vận tốc trung bình S +S + +S S , vtb = t1 +t2 + +t n không vận dụng t n công thức khác, thực tế chuyển động thường chuyển động không vận dụng công thức vtb = 1km/h = 1000 m/s ; 1m/s = 3,6 km/h 3600 III MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP DẠNG 1: CHO BIẾT VẬN TỐC TRÊN TỪNG PHẦN QUÃNG ĐƯỜNG Là dạng tập mà vật chuyển động đoạn đường khác với vận tốc khác * Phương pháp: - Đọc, tóm tắt phân tích đề hình vẽ (sơ đồ) - Gọi S độ dài quãng đường - Trên quãng đường S chia thành quãng đường nhỏ S 1; S2; …; Sn Tính thời gian vật đoạn đường với vận tốc tương ứng: t1 = s1 s ; t = ; v1 v2 (Biểu diễn S1; S2; … Sn; theo quãng đường S) - Vận tốc trung bình qng đường tính theo công thức: s1 + s2 + + sn vtb = t + t + + t n *Ví dụ: Bài 1: Một xe chuyển động từ A B Nửa quãng đường đầu vận tốc xe v1, nửa quãng đường sau vận tốc xe v Tính vận tốc trung bình xe quãng đường Hướng dẫn giải: Gọi S(km) độ dài quãng đường AB, gọi v tb vận tốc trung bình xe quãng đường AB Nửa quãng đường đầu nửa quãng đường sau là: S1 = S = S S S Thời gian nửa quãng đường đầu là: t1 = v = 2v 1 S S 2 Thời gian nửa quãng đường sau là: t2 = v = 2v 2 Vận tốc xe quãng đường là: vtb = S S S S 2v v = = = = S S 1 t t1 + t2 + S ( + ) v1 + v2 2v1 2v2 2v1 2v2 Bài 2: Một xe chuyển động từ A B Nửa quãng đường đầu vận tốc xe v1 = 40km/h, nửa quãng đường sau vận tốc xe v Tính v2 biết vận tốc trung bình xe quãng đường vtb = 48km/h Hướng dẫn giải: Gọi S(km) độ dài quãng đường AB, gọi v tb vận tốc trung bình xe quãng đường AB Nửa quãng đường đầu nửa quãng đường sau là: S1 = S = S S S Thời gian nửa quãng đường đầu là: t1 = v = 2v 1 S S 2 Thời gian nửa quãng đường sau là: t2 = v = 2v 2 Vận tốc xe quãng đường là: vtb = S S S S 2v v = = = = S S 1 t t1 + t2 + S ( + ) v1 + v2 2v1 2v2 2v1 2v2 Thay số ta v2 = 60km/h Bài 3: Một xe chuyển động từ A B Vận tốc xe đầu v1 = 40km/h, quãng đường quãng đường v2 = 60km/h vận tốc quãng đường lại v3 Tính v3 biết vận tốc trung bình xe quãng đường v = 40km/h Hướng dẫn giải: Gọi S(km) độ dài quãng đường AB, gọi v tb vận tốc trung bình xe quãng đường AB 1/3 quãng đường đầu 1/3quãng đường quãng đường cuối là: S1 = S2 = S3 = S S S Thời gian 1/3 quãng đường đầu là: t1 = v = 3v 1 S S Thời gian 1/3 quãng đường là: t2 = v = 3v 2 S S Thời gian quãng đường cuối là: t3 = v = 3v 3 Vận tốc trung bình quãng đường là: vtb = 3v1v2 v3 S S S S = = = = S S S 1 t t1 + t2 + t3 + + S ( + + ) v2v3 + v1v3 + v1v2 3v1 3v2 3v3 3v1 3v2 3v3 Thay số ta v3 = 30km/h Bài 4: Một người quãng đường S chia thành n chặng không nhau, chiều dài chặng S1, S2, S3, , Sn Thời gian người chặng đường tương ứng t1, t2 t3 tn Tính vận tốc trung bình người tồn quảng đường S Chứng minh rằng: Vận tốc trung bình lớn vận tốc bé nhỏ vận tốc lớn Hướng dẫn giải: Vận tốc trung bình người quãng đường S là: Vtb= s + s + s + s t + t + t + + t 2 3 n n Gọi v1, v2, v3 vận tốc chặng đường tương ứng ta có: v = s s ; = s ; = s3 ; = n ; v v t t2 t3 tn 1 Giả sử vk lớn vi bé (n ≥ k >i ≥ 1) ta phải chứng minh vk > vtb > vi Thật vậy: v + v + v + v v t + v t + v t + v t t t t t v v v Do = v i v + + + + t t t t t + t + t + + t Vtb= 1 2 3 n n v v n i n i i n v v i n v2 >1 nên vi vi ; i v2 t1+ v t2.+ v tn> t1 +t2+ tn → Vi< Vtb (1) i i i v v v v t + t + t + t n v t + v t + v t + v t Tương tự ta có: Vtb= = vk v k v k v k vk + + + + t t t t + + + + 1 2 3 n n t t t Do v v v v k nên k n n t n v2 ; v v Vtb (2) ĐPCM k k Bài 5: Một ô tô chuyển động từ địa điểm A đến địa điểm B cách 180km Trong nửa quãng đường đầu xe với vận tốc v 1= 45km/h, nửa quãng đường lại xe chuyển động với vận tốc v2= 30km/h a) Sau xe đến B? b) Tính vận tốc trung bình xe đoạn đường AB? c) Áp dụng công thức v = (v1+v2)/2 Tìm kết so sánh với kết câu b, từ rút nhận xét Hướng dẫn giải: AB 180 a) Thời gian xe nửa đoạn đường đầu: t1 = 2v = 2.45 = (h) AB 180 Thời gian xe nửa đoạn đường sau: t2 = 2v = 2.30 = (h) Thời gian xe đoạn đường: t = t1 + t2 = + = (h) b) Vận tốc trung bình xe: v = c) Ta có: v = AB 180 = = 36km / h t v1 + v2 45 + 30 = = 37,5km / h 2 * Nhận xét: Kết v = 37,5km / h khác với vận tốc trung bình (36km/h) Vận tốc trung bình hồn tồn khác với trung bình cộng vận tốc *Bài tập áp dụng: Bài 1: Một xe chuyển động từ A B Nửa quãng đường đầu vận tốc xe v1= 40km/h, nửa quãng đường sau vận tốc xe v = 60km/h Tính vận tốc trung bình xe quãng đường (ĐS: vtb = 48km/h) Bài 2: Một xe chuyển động từ A B Vận tốc xe 1/3 quãng đường đầu v1 = 40km/h, 1/2 quãng đường v = 60km/h vận tốc quãng đường cịn lại v3 = 50km/h Tính vận tốc trung bình xe quãng đường (ĐS: vtb = 50km/h) Bài 3: Một người xe máy từ A đế B cách 3600m, nửa quãng đường đầu xe với vận tốc v1, nửa quãng đường sau người với vận tốc v2 = v1/2 Hãy xác định v1, v2 cho sau 10 phút người đến điểm B DẠNG 2: CHO BIẾT VẬN TỐC TRONG TỪNG KHOẢNG THỜI GIAN Là dạng tập mà vật chuyển động khoảng thời gian khác với vận tốc khác nhau: *Phương pháp: - Đọc, tóm tắt phân tích đề hình vẽ (sơ đồ) - Gọi t thời gian quãng đường - Trong khoảng thời gian t chia thành khoảng thời gian nhỏ t1; t2; …; tn -Tính quãng đường vật khoảng thời gian nhỏ với vận tốc 10 t t t v1 + v2 + v3 S S +S +S = 2v1 + 3v2 + v3 vtb = = = t t t Thay số ta vtb = 53km/h Bài 5: Một ôtô chuyển động từ A B Chặng đầu xe với vận tốc v1 Chặng xe tổng thời gian tổng thời gian với vận tốc v2 = 60km/h Chặng lại xe chuyển động với vận tốc v = 40km/h Biết vận tốc xe quãng đường AB vtb = 47 km/h Tính v1 Hướng dẫn giải: Gọi t(h) tổng thời gian xe chuyển động từ A B, v tb vận tốc trung bình xe t t Thời gian xe hết chặng cuối : t − − = 11 t 20 Quãng đường chặng đường đầu là: S1 = v1.t1 = v1 t Quãng đường chặng đường là: S2 = v2 t2 = v2 Quãng đường chặng đường cuối là: S3 = v3 t3 = v3 t 11.t 20 Vận tốc trung bình xe quãng đường là: t t 11.t v1 + v2 + v3 S S + S2 + S3 20 vtb = = = t t t Thay số ta vtb = 50km/h *Bài tập vận dụng: Bài 1: Một xe ô tô chuyển động từ A B Trong nửa thời gian đầu vận tốc xe v1 = 64km/h, nửa thời gian sau vận tốc xe v Biết vận tốc trung bình xe quãng đường AB v = 50km/h Tìm vận tốc v2? (ĐS: 57 km/h) Bài 2: Một xe chuyển động với vận tốc trung bình v = 30 km/h 1/3 thời gian với vận tốc trung bình v = 45 km/h thời gian cịn lại Tính vận tốc trung bình suốt thời gian chuyển động (ĐS: 40 km/h) DẠNG 3: BÀI TẬP TỔNG HỢP * Phương pháp: - Đọc, tóm tắt phân tích đề hình vẽ (sơ đồ) - Căn vào đề tính tổng quãng đường tổng thời gian 13 quãng đường tương ứng + Nếu chia qng đường ta tính thời gian qng đường đó, chia thời gian ta lại tính qng đường khoảng thời gian chia + Vận dụng phép biến đổi tốn học để tính s1 , s2 theo s; t1 , t2 theo t s t - Áp dụng công thức: Vtb = = s s1 + s2 + + sn t s Vtb = t = t + t + + t n S + S + + S n vtb = t + t + + t n Chú ý: Ta giải tập cách chia thành nhiều toán nhỏ dạng *Ví dụ: Bài 1: Một xe chuyển động từ A B Trong 3/4 quãng đường đầu, xe chuyển động với vận tốc 36km/h Quãng đường lại xe chuyển động thời gian 10 phút với vận tốc 24km/h Tính vận tốc trung bình xe quãng đường AB Hướng dẫn giải: Độ dài quãng đường sau S2 = t2 v2 = 24 1/6 = 4km Độ dài quãng đường đầu S1 = 3S2 = 12km Tổng độ dài quãng đường AB S = S1 + S2 = 12 + = 16km S 12 1 Thời gian hết quãng đường đầu t1 = v = 36 = h =>Tổng thời gian hết quãng đường AB t = t1 + t2 = 1 + = h S 16 = = 32km / h Vận tốc trung bình vtb = t Bài 2: Một xe chuyển động từ A B Trong 3/4 quãng đường đầu, xe chuyển động với vận tốc v1 Quãng đường lại xe chuyển động thời gian 10 phút với vận tốc v2 = 24km/h Biết vận tốc trung bình xe quãng đường AB v = 32km/h, tính v1 Hướng dẫn giải: Độ dài quãng đường sau là: S2 = t2 v2 = 24 1/6 = 4km Độ dài quãng đường đầu : S1 = 3S2 = 12km Tổng độ dài quãng đường AB là: S = S1 + S2 = 12 + = 16km 14 Thời gian hết quãng đường là: t = S 16 = = 0,5h v 32 Thời gian hết quãng đường đầu là : t1 = t - t2 = 1 - = h S1 12 = = 36km / h Vận tốc xe quãng đường đầu là: v1 = t1 Bài 3: Một cậu bé dắt chó dạo nhà, cách nhà 10 mét, chó chạy nhà với vận tốc 5m/s Vừa đến nhà lại chạy lại với vận tốc 3m/s Tính vận tốc trung bình chó quãng đường kể từ lúc chạy nhà đến lúc gặp lại cậu bé, biết cậu bé với vận tốc 1m/s Hướng dẫn giải: Tóm tắt: S = 10m, v1 = 5m/s, v2 = 3m/s, v3 = 1m/s Tìm vtb =? S 10 Thời gian chó đến nhà là: t1 = v = = s Trong thời gian cậu bé chuyển động mét => Khoảng cách từ cậu bé đến nhà lúc S2 = 10 – = (m) Tổng quãng đường chó cậu bé kể từ lúc chó quay lại đến lúc gặp cậu bé: S2 = v2.t2 + v3.t2 = (km) Thời gian chó chạy từ nhà tới lúc gặp lại cậu bé là: S t2 = v + v = + = s Chú chó quay lại đoạn : S3 = v2.t2 = 3.2 = 6m Tổng thời gian chó chạy là: t = 4s Tổng quãng đường chó chạy : S = 10m + 6m = 16m Vậy vận tốc trung bình chó là: => vtb = S 16 = = m/s t Bài 4: Khoảng cách từ nhà đến trường 12km Tan trường bố đón con, với chó Vận tốc v = 2km/h, vận tốc bố v2 = 4km/h Vận tốc chó thay đổi sau: Lúc chạy lại gặp với vận tốc v = 8km/h, sau gặp đứa quay lại chạy gặp bố với vận tốc v = 12km/h, lại tiềp tục trình hai bố gặp Hỏi hai bố gặp chó chạy quãng đường bao nhiêu? Hướng dẫn giải: 15 S 12 Thời gian hai bố gặp là: t = v + v = = 2(h) 2+4 Tính vận tốc trung bình chó: - Thời gian chó chạy lại gặp người lần thứ là: S 12 t1 = v + v = = 1,2 (h) 2+8 - Quãng đường chó chạy là: S1 = t1.v3 = 1,2.8 = 9,6 (km) - Thời gian chó chạy lại gặp bố lần thứ là: S1 − v t1 t2 = v + v = 9,6 − 1,2.4 = 0,3 (h) + 12 - Quãng đường chó chạy là: S2 = t2.v4 = 0,3.12 = 3,6 (km) ⇒ Vận tốc trung bình chó là: S1 + S 9,6 + 3,6 vtb = t + t = 1,2 + 0,3 = 8,8(km) Vận tốc trung bình chó khơng thay đổi suốt q trình chạy đó: Quãng đường chó chạy hai bố gặp là: Schó = vtb.t = 8,8.2= 17,6(km) Vậy đến hai bố gặp chó chạy qng đường 17,6 km Bài 5: Một người từ A đến B Trong 1/3 quãng đường đầu người với vận tốc v1 2/3 thời gian lại với vận tốc v2 Quãng đường cuối với vận tốc v3 Tính vận tốc trung bình người quãng đường Hướng dẫn giải: Gọi chiều dài quãng đường AB S(km) t1 thời gian ô tô hết 1/3 quãng đường đầu : t1 = s 3v1 t2 thời gian ô tô quãng đường lại - Quãng đường ô tô 2/3 1/3 thời gian lại là: s2 = v2 t2 ; s3 = v3 t2 3 16 2 s ⇔ v2t2 + v3t2 = s 3 3 Mặt khác ta có: 2s ⇒ t2 = 2v2 + v3 s2 + s3 = - Vận tốc TB quãng đường: Vtb = 3v ( 2v2 + v3 ) s s s = = = s 2s t t1 + t2 6v1 + 2v2 + v3 + 3v1 2v2 + v3 Bài 6: Một người từ A đến B, 1/4 đoạn đường đầu vận tốc v 1, nửa quãng đường lại vận tốc v Trong nửa thời gian hết quãng đường cuối, người với vận tốc v cuối người lại với vận tốc v Tính vận tốc trung bình người quãng đường Hướng dẫn giải: S 3S Gọi S(km) độ dài quãng đường AB Tính t1= 4v , t2 = 8v Gọi t3 thời gian cuối ta có Ta có: 1 3.S t v1 + t v = S ⇒ t = 2 4(v1 + v ) 8v1.v2 (v1 + v2 ) S = t1 + t +t3 ⇒ v = 3v1 + 2v22 + 11v1.v2 v Bài 7: Một người xe đạp đoạn đường MN Nửa đoạn đường đầu người với vận tốc v1 = 20km/h Trong nửa thời gian lại với vận tốc v =10km/h cuối người với vận tốc v = 5km/h Tính vận tốc trung bình đoạn đường MN? Hướng dẫn giải: Gọi S(km) chiều dài quãng đường MN, t1 thời gian nửa đoạn đường, t2 S1 S thời gian nửa đoạn đường lại theo ta có: t1= v = 2v 1 - Thời gian người với vận tốc v2 - Thời gian với vận tốc v3 - Theo điều kiện toán: S2 + S 3= t2 t ⇒ S2 = v2 2 t2 t ⇒ S3 = v3 2 S S S t t ⇒ v2 + v3 = ⇒ t2 = v + v 2 2 - Thời gian hết quãng đường : t = t1 + t2 ⇒ t = S S S S + v +v = + 2v1 40 15 17 - Vận tốc trung bình đoạn đường : vtb= S 40.15 = ≈ 10,9(km/h) t 40 + 15 Bài 8: Một người chuyển động đoạn đường AB Trên 1/3 đoạn đường đầu người với vận tốc 18 km/h Trong hai nửa thời gian cịn lại người có vận tốc trung bình 14 km/h 10 km/h Tìm vận tốc trung bình đoạn đường Hướng dẫn giải: Gọi tổng quãng đường AB S(km) Ta có S quãng đường đầu S1 = quãng đường lại là: S2 = S 3 Thời gian S1 S quãng đường đầu là: t1 = v = 3v Thời gian lại là: t2 1 Nửa thời gian lại là: t2 Quãng đường nửa thời gian lại là: t S3 = v2 ,quãng đường với vận tốc v3 là: S4 = v3 Mà S3 + S4 = S2 = t2 2 t t S S ⇔ v2 + v3 = S ⇒ t2 = 2 3 v2 + v S S Tổng thời gian hết quãng đường là: t = t1 + t2 = 3v + v + v 3 Vận tốc trung bình xe đoạn đường AB là: Vtb = S = t 3v1 (v2 + v3 ) 4v1 + v2 + v3 Thay số ta được: Vtb= 13,5km/h Bài 9: Một vật chuyển động đoạn đường thẳng AB Nửa đoạn đường đầu vật với vận tốc v1 = 25 km/h Nửa quãng đường sau chia làm hai giai đoạn: 1/3 thời gian đầu vật với vận tốc v2 = 18 km/h; 2/3 thời gian sau vật với vận tốc v3 = 12 km/h Tính vận tốc trung bình vật đoạn đường AB Hướng dẫn giải : Gọi quãng đường AB S(km).Nửa quãng đường đầu nửa quãng đường sau là: S1 =S2 = S S1 S Thời gian nửa đoạn đường đầu: t1 = v = 2v ,thời gian nửa quãng đường 1 sau t2 Quãng đường 1 thời gian lại là: S3 = t2.v2 3 18 Quãng đường Mà S3 + S4 = S2 = 2 thời gian lại là: S4 = t2.v3 3 3S S S ⇔ t2.v2+ t2 v3 = ⇒ t2 = 2(v2 + 2v3 ) 3 S 3S Tổng thời gian hết quãng đường AB là: t = t1+ t2 = 2v + 2(v + 2v ) Vận tốc trung bình quãng đường là: Vtb = Vtb = S 2v1 (v2 + 2v3 ) = t 3v1 + v2 + 2v3 Thay số ta được: Vtb = 17,9km/h *Bài tập áp dụng: Bài 1: Một xe chuyển động từ A B với vận tốc 40km/h xe quay A với vận tốc v Vận tốc trung bình xe lộ trình 48km/h Tính v? (ĐS: 60km/h) Bài 2: Một người xe máy chuyển động theo giai đoạn: Giai đoạn chuyển động thẳng với vận tốc v = 12km/h 2km Giai đoạn chuyển động biến đổi với vận tốc trung bình v = 20km/h 30 phút Giai đoạn chuyển động quãng đường 4km thời gian 10 phút Tính vận tốc trung bình giai đoạn (ĐS: 19,2km/h) Bài 3: Một xe ôtô chuyển động từ A B Trong nửa quãng đường đầu xe chuyển động với vận tốc v1 = 60km/h, nửa quãng đường lại xe chuyển động với vận tốc v2 = 40km/h Sau xe lại chuyển động từ B A; nửa thời gian đầu xe chuyển động với vận tốc v3, nửa thời gian lại xe chuyển động với vận tốc v4 = 50km/h Tính vận tốc v3 biết vận tốc trung bình xe quãng đường v = 48km/h (ĐS: v3 = 46km/h) Bài 4: Hai người xuất phát lúc xe đạp từ A B Người thứ nửa đầu quãng đường với vận tốc v1, nửa sau quãng đường với vận tốc v2 Người thứ hai nửa thời gian đầu với vận tốc v nửa thời gian lại với vận tốc v2 Thời gian người thứ hai từ A B 28 phút 48 giây Tính thời gian người thứ Biết v1 = 10km/h v2 = 15km/h (ĐS: 30 phút) Bài 5: Một xe từ A B Trong 3/5 tổng thời gian đầu xe chuyển động với vận tốc v1 Trong khoảng thời gian lại xe chuyển động theo hai giai đoạn: 1/4 quãng đường lại xe chuyển động với vận tốc 40km/h cuối xe chuyển động với vận tốc 30km/h Vận tốc trung bình xe quãng đường 35km/h, tính vận tốc v1 19 (ĐS: 37km/h) Bài 6: Hai người xuất phát từ hai địa điểm A B với vận tốc v 1, người thứ từ A đến B chia đường thành chặng nhau, vận tốc chặng là: v1, 2v1, 3v1, 4v1 Người thứ hai từ B A chia thời gian thành khoảng nhau, vận tốc khoảng là: v1, 2v1, 3v1, 4v1 a) Tìm vận tốc trung bình người quãng đường AB b) Ai người đến đích trước tiên? Bài 7: Một người xe đạp từ A đến B Trên nửa quãng đường đầu người với vận tốc v1, nửa thời gian lại với vận tốc v 2, nửa quãng đường lại với vận tốc v1 đoạn cuối với vận tốc v2 Tính vận tốc trung bình người quãng đường Bài 8: Một ca nô xuôi dũng từ bến A đến bến B sông cách 90km, lại trở A Cho biết vận tốc ca nô 25km/h vận tốc dũng nước Là 5km/h Tính vận tốc ca nơ xi dịng, ngược dịng vận tốc trung bình ca nơ tồn hành trình IV BÀI GIẢNG MINH HỌA: CHUYÊN ĐỀ: PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP TÌM VẬN TỐC TRUNG BÌNH (tiết 1) A Mục tiêu : Kiến thức: - Nắm phương pháp chung giải tập dạng tìm vận tốc trung bình - Biết phương pháp giải tập dạng Kĩ năng: - Giải tập tìm vận tốc trung bình dạng - Rèn kĩ phân tích, so sánh, tổng hợp thơng tin - Sử dụng thuật ngữ vật lý - Rèn kĩ trình bày tập định lượng Thái độ: - Giúp học sinh u thích mơn, hứng thú việc tiếp thu kiến thức B Chuẩn bị: Giáo viên: - Giáo án, sách tập vật lý 8, máy chiếu, phiếu học tập Các tài liệu mạng 20 - Sách 500 BT Vật lý THCS, 500 BT vật lý Chuyên đề bồi dưỡng lý Học sinh: - Bút, thước, sách vở, máy tính C Tiến trình dạy học: Ổn định tổ chức: Kiểm tra cũ: Lồng vào nội dung Bài mới: Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Hoạt động 1: Nhắc lại kiến thức liên quan A.Kiến thức cần nhớ: Giáo viên cho học sinh lên bảng viết cơng thức tính vận tốc vận tốc trung bình Cơng thức vận tốc: v = s , đó: t - v vận tốc, - s: quãng đường, - t thời gian Cơng thức tính vận tốc trung bình: s s + s + + sn Vtb = = t t1 + t2 + + tn Trong đó: - Vtb: vận tốc trung bình, - s1, s2, …, sn: Các quãng đường được, - t1, t2, …, tn: thời gian tương ứng Đơn vị vận tốc phụ thuộc vào đơn vị quãng đường thời gian Hoạt động 2: Các dạng tập phương pháp giải Giáo viên giới thiệu dạng B Các dạng tập: tập Dạng 1: Cho biết vận tốc phần quãng đường Dạng 2: Cho biết vận tốc khoảng thời gian Dạng 3: Bài tập tổng hợp C Phương pháp giải tập: *Dạng 1: Cho biết vận tốc phần 21 quãng đường: Là dạng tập mà vật chuyển Giáo viên hướng dẫn học sinh động đoạn đường khác với vận bước giải tập dạng tốc khác * Phương pháp: - Đọc, tóm tắt phân tích đề hình vẽ - Gọi S độ dài quãng đường - Trên quãng đường S chia thành quãng đường nhỏ S1; S2; …; Sn Tính thời gian vật đoạn đường với vận tốc tương ứng: t1 = S S1 S t2 = , …, tn = n , v1 v2 (Biểu diễn S1; S2; … Sn; theo qng đường S) -Tính vận tốc trung bình vật đoạn S S đường: vtb = t = t + t + + t n Hoạt động 3: Bài tập vận dụng D Bài tập vận dụng: Bài 1: Một xe chuyển động từ A B Nửa quãng đường đầu vận tốc xe v1 = 40km/h, nửa quãng đường sau vận tốc xe v2= 60km/h Tính vận tốc trung bình xe quãng đường Giáo viên hướng dẫn học sinh làm theo bước Giải - Gọi quãng đường AB S(km) - Nửa quãng đường đầu nửa quãng đường sau là: S1 = S = S -Thời gian nửa quãng đường đầu, nửa quãng S S S S S đường sau là: t = = = ,t = 2= 2= S v1 v1 2v1 v2 v2 2v2 Lưu ý: Nếu toán cho biết - Vận tốc trung bình xe quãng đường vận tốc trung bình là: hai vận tốc v1 v2 S S S S 2v1.v2 v = = = = = tb cách làm tương tự S (v1 + v2 ) v1 + v2 t t1 + t2 S + S Bài 2: Một xe chuyển động từ 2v1 2v2 2v1.v2 A B Trong 1/3 quãng Thay số ta vtb = 48km/h đường đầu xe với vận tốc Giải v1= 30km/h, 2/3 quãng đường 22 lại xe với vận tốc v2= - Gọi S (km) chiều dài quãng đường AB 40km/h Tính vận tốc trung S 1/3 quãng đường đầu là: S1 = bình xe quãng 2S đường 2/3 quãng đường lại là: S2 = Gọi học sinh vận dụng S kiến thức làm tập Các S Thời gian quãng đường đầu là: t = = = S học sinh khác làm nháp v1 Yêu cầu hai nhóm vận dụng phương pháp dạng làm tập Bài 3: Một xe chuyển động từ A B Vận tốc xe 1/3 quãng đường đầu v1 = 40km/h, 1/3 quãng đường vận tốc v2 = 60km/h vận tốc quãng đường cịn lại v3 = 50km/h Tính vận tốc trung bình xe quãng đường Yêu cầu nhóm trình bày bảng phụ phút v1 3v1 2S Thời gian quãng đường sau là: t = = 2S v2 3v2 Vận tốc trung bình xe quãng đường là: vtb = 3v v S S S S = = = = 12 t t1 + t2 S + 2S S ( v2 + 2v1 ) 2v1 + v2 3v1 3v2 3v1v2 Thay số ta được: vtb= 36km/h Giải 3: Gọi quãng đường AB có chiều dài S(km) 1/3 quãng đường đầu, 1/3 quãng đường quãng đường lại là: S1 = S = S3 = S Thời gian 1/3 quãng đường đầu là: S S S t1 = = = v1 v1 3v1 Giáo viên u cầu nhóm trình bày đáp án Thời gian 1/3 đoạn đường tiếp là: Giáo viên nhận xét chữa S S S t2 = = = v2 v2 3v2 Thời gian quãng đường cuối là: S S S t3 = = = v3 v3 3v3 Vận tốc trung bình xe đoạn đường là: 23 vtb = 3v1v2 v3 S S S S = = = = t t1 + t2 + t3 S + S + S S ( + + ) v2v3 + v1v3 + v1v2 3v1 3v2 3v3 3v1 3v2 3v3 Thay số ta vtb = 48,65km/h Hướng dẫn nhà: - Yêu cầu học sinh giải lại tập lớp - Vận dụng phương pháp vừa học để giải tập lại *Bài tập vận dụng: Bài 5: Một người xe đạp đoạn đường AB Trên 2/7 đoạn đường đầu xe với vận tốc 20 km/h, 1/7 đoạn đường xe với vận tốc 36 km/h, 1/7 đoạn đường xe với vận tốc 24 km/h, 3/7 đoạn đường cuối xe với vận tốc 15 km/h Tính vận tốc trung bình đoạn đường AB Bài 6: Một xe chuyển động với vận tốc trung bình v1 = 30 km/h 3/5 quãng đường đầu Trong quãng đường lại xe chuyển động với vận tốc v = 45 km/h Tính vận tốc trung bình suốt thời gian chuyển động V BÀI HỌC KINH NGHIỆM: - Học sinh nắm phương pháp giải tập tìm vận tốc trung bình - Học sinh rèn luyện kĩ trình bày - Tạo hứng thú học tập cho học sinh - Học sinh vận dụng kiến thức có hệ thống kiến thức VI KIẾN NGHỊ -Tổ chức nhiều chuyên đề dạy mẫu - Muốn tham khảo ý kiến đồng nghiệp - Nên tổ chức buổi tập huấn để trao dổi kiến thức - Môn vật lý nên có nhiều tiết dạy tập để giúp học sinh hình thành nhiều kĩ làm PHẦN III: KẾT LUẬN Qua nhiều năm bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi khoa học tự nhiên khối đội tuyển học sinh giỏi lớp thân rút nhiều kinh nghiệm sau: - Giáo viên phải nắm vững nội dung chương trình vật lý THCS toàn cấp - Giáo viên nên phân loại đối tượng học sinh để có phương pháp giảng dạy phù 24 hợp lựa chọn đội tuyển sớm - Giáo viên phải nắm vững tư tưởng đạo việc truyền đạt nội dung chương trình Vật lí 8: nặng định lượng, dựa vào mặt hiểu biết kinh nghiệm có sẵn học sinh - Vấn đề quan trọng dẫn dắt học sinh tìm đến đường chiếm lĩnh kiến thức nắm vững chúng cách chắn, giáo viên nên hướng dẫn học sinh ơn luyện sau tiết học Giúp HS có thói quen phân tích tốn từ tìm mối liên hệ đại lượng, từ tìm hướng giải cách hợp lý - Đổi phương pháp dạy học theo hướng tích cực hố hoạt động học tập học sinh trình lâu dài khơng thể ngày một, ngày hai mà giáo viên từ bỏ kiểu dạy truyền thụ kiến thức quen dạy từ lâu Vì cần phải có đạo chun mơn, tạo điều kiện theo dõi đánh giá, để giáo viên nhanh chóng cập nhật thực yêu cầu - Hiện tất đồ dùng thí nghiệm mơn vật lý bị hư hỏng nhiều, sử dụng đựơc ít, đặc biệt đồ dùng phần điện học cần có quan tâm đạo cấp lãnh đạo ngành để có buổi tập huấn sử dụng cơng nghệ thơng tin dạy học Vật lý mà cần quan tâm đến việc sử dụng thí nghiệm ảo - Từ kết đạt giảng dạy nhận thức người giáo viên cần phải có say mê giảng dạy, ln có ý thức coi trọng nghề nghiệp, có tinh thần trách nhiệm tình thương với HS Có thân người thầy giáo say mê công tác chuyên môn nghiệp vụ, nghiên cứu kỹ tài liệu, sưu tầm tư liệu, tìm tịi phương pháp đặc trưng bài, nội dung kiến thức cần thiết - Giáo viên phải có uy tín với đồng nghiệp, học sinh phụ huynh - Giáo viên phải tìm hiểu kỹ đối tượng HS, khơi dậy say mê yêu thích mơn học, giúp em có phương pháp học tập đắn Trong trình giảng dạy, giáo viên sử dụng nội dung phương pháp, học sinh nắm kiến thức bản, có khả vận dụng tốt q trình giải tốn, biết khai thác triệt để kết toán SGK SBT loại sách nâng cao Không em giải tốn nhanh, hướng, xác mà nhiều em cịn sáng tạo đưa lời giải ngắn gọn, hợp lý trình bày rõ ràng ràng Đặc biệt em học sinh trung bình, học sinh yếu củng vươn lên tìm tịi học hỏi Trên vài suy nghĩ việc làm tiến hành trình giảng dạy đội tuyển khoa học tự nhiên vật lý năm học 20192020 Tôi thiết nghĩ việc làm cần thiết bước vững trình “dạy học Vật lí THCS” 25 Bản thân tơi tự nhận thấy phải cố gắng thật nhiều phương pháp giảng dạy Nhất thiết phải thường xuyên bồi dưỡng chun mơn nghiệp vụ cách tích lũy nhiều kiến thức, nhiều phương pháp giải tập vật lí tốt Rất mong góp ý quý thầy để thân ngày hồn thiện cơng tác giáo dục ngày tốt Xin chân thành cảm ơn! Hồng Phương ngày 09 tháng 11 năm 2019 Người viết Phan Thị Minh Tuyết TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách giáo khoa Vật lí 8, Nhà xuất Giáo dục, 2005 Sách giáo viên Vật lí 8, Nhà xuất Giáo dục, 2005 500 tập Vật lí THCS, Nhà xuất Đại học quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 2007 Ôn tập kiểm tra Vật lí 8, Nhà xuất Hải phòng, 2005 26 Phương pháp giải Bài tập Vật lí 8, Nhà xuất Hải phịng, 2005 Bồi dưỡng lực tự học Vật lí 8, Nhà xuất Đại học quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 2008 Đổi phương pháp dạy giải tập Vật lí trung học sở - 400 tập Vật lí 9, Nhà xuất giáo dục, 2007 Ơn tập Vật lí 8, Nhà xuất trẻ, 1999 Vật lí nâng cao THCS, nhà xuất giáo dục, 2008 27 ... tài liệu tốn phương pháp giải tìm vận tốc trung bình Học sinh: Nắm vững kiến thức môn vật lý đặc biệt phương pháp giải số dạng tập tìm vận tốc trung bình lớp V CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: - Sưu... ngược dịng vận tốc trung bình ca nơ tồn hành trình IV BÀI GIẢNG MINH HỌA: CHUYÊN ĐỀ: PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP TÌM VẬN TỐC TRUNG BÌNH (tiết 1) A Mục tiêu : Kiến thức: - Nắm phương pháp chung giải tập... tương ứng t1, t2 t3 tn Tính vận tốc trung bình người toàn quảng đường S Chứng minh rằng: Vận tốc trung bình lớn vận tốc bé nhỏ vận tốc lớn Hướng dẫn giải: Vận tốc trung bình người qng đường S là: