(Sáng kiến kinh nghiệm) chuyên đề phương pháp giải bài tập về chuyển động cơ học

CHUYÊN ĐỀ “ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VỀ CHUYỂN ĐỘNG CƠ HỌC” I Lí chọn chuyên đề Đối với học sinh trung học sở, tập vật lý phương tiện quan trọng giúp học sinh rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng lý thuyết học vào thực tiễn Việc giải tập vật lý giúp em ôn tập, cố, đào sâu, mở rộng kiến thức, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát để giải vấn đề thực tiễn Ngồi ra, cịn giúp em làm việc độc lập, sáng tạo, phát triển khả tư giúp em tự kiểm tra mức độ nắm kiến thức thân Bài tập vật lý giúp cho học sinh hiểu sâu sắc quy luật vật lý, hịên tượng vật lý, biết phân tích chúng ứng dụng chúng vào vấn đề thực tiễn Trong nhiều trường hợp, dù giáo viên có cố gắng trình bày tài liệu mạch lạc, hợp lơgic, phát biểu định nghĩa, định luật xác, làm thí nghiệm phương pháp có kết điều kiện cần chưa phải đủ để học sinh hiểu sâu sắc nắm vững kiến thức Chỉ có thơng qua tập hình thức hay hình thức khác, tạo điều kiện cho học sinh vận dụng linh hoạt kiến thức để tự lực giải thành cơng tình cụ thể khác kiến thức trở nên sâu sắc, hoàn thiện biến thành vốn riêng học sinh Việc giải tập vật lý địi hỏi học sinh phải tóm tắt liệu đề (Cho gì? hỏi gì? cần tìm gì?) Trong đề ẩn chứa tượng, nội dung, chất vật lí nào? Kế hoạch giải sao? Chọn công thức, cách giải phù hợp? Một mặt học sinh phải nắm dạng tập phương pháp giải dạng Trên sở giúp học sinh củng cố lại kiến thức học, hiểu sâu sắc chất tượng vật lí, từ giúp học sinh nhớ lâu kiến thức biết cách vận dụng vào thực tế Trong trình giải tình cụ thể tập đề ra, học sinh phải vận dụng thao tác tư so sánh, phân tích, tổng hợp, khái qt hố… để tự lực tìm hiểu vấn đề Vì thế, tập vật lý cịn phương trình tốt để tư óc tưởng tượng tính độc lập việc suy luận, tính kiên trì việc khắc phục khó khăn Bài tập vật lý đa dạng phong phú Trong phân phối chương trình số tiết tập so với nhu cầu cần củng cố nâng cao kiến thức cho học sinh Chính thế, người giáo viên phải làm để tìm phương pháp tốt nhằm tạo cho học sinh niềm say mê yêu thích môn học Giúp học sinh việc phân loại dạng tập hướng dẫn cách giải cần thiết Việc làm GV: Nguyễn Xuân Thao có lợi cho học sinh Trong thời gian ngắn em nắm dạng tập, nắm phương pháp giải từ phát triển hướng tìm tịi lời giải cho dạng tương tự Qua thực tế giảng dạy vật lý trường THCS nói chung mơn vật lý nói riêng, tơi nhận thấy HS cịn gặp nhiều khó khăn, lúng túng giải tập vật lý chuyển động học, em có số vốn kiến thức toán chuyển động tiểu học Đặc biệt học sinh có nhận thức chậm, học sinh khơng ý học, không tự giác học tập Điều ảnh hưởng nhiều đến chất lượng dạy học Xuất phát từ lý trên, thấy việc rèn luyện kỹ cho HS giải tập việc làm cần thiết Vì vậy, tơi chọn viết chuyên đề: “Phương pháp giải tập chuyển động học” Chuyên đề giới thiệu số dạng tập để phụ đạo học sinh yếu Giúp em nắm cách làm số tập chuyển động học chuẩn kiến thức, kỹ II Tên chuyên đề: “Phương pháp giải tập chuyển động học” III Tác giả chuyên đề: - Họ tên: Nguyễn Xuân Thao - Chức vụ: Giáo viên - Địa chỉ: Trường THCS Tam Hồng– Tam Hồng – Yên Lạc – Vĩnh Phúc IV Lĩnh vực áp dụng chuyên đề: - Chuyên đề áp dụng chương trình bồi dưỡng , phụ đạo học sinh yếu môn vật lí lớp - Dự kiến số tiết dạy: 09 tiết V Thực trạng chất lượng giáo dục trường THCS Tam Hồng năm học 2018 – 2019 Năm học 2018-2019 với lỗ lực thầy trò, trường THCS Tam Hồng đạt kết tốt tất lĩnh vực giáo dục Chất lượng giáo dục hai mặt 1.1 Giáo dục hạnh kiểm: Tốt: 773 HS, đạt 88.44% Khá: 90 HS, đạt 10.3 % TB: 11 HS, đạt 1.26 % Yếu: HS, chiếm % 1.2 Giáo dục văn hoá: a) Học lực: Giỏi: 63 HS, đạt 7.21 % Khá: 375 HS, đạt 42.91 % TB: 392 HS, đạt 44.85 % Yếu: 43 HS, chiếm 4.91 % Kém: 01 HS, chiếm 0.11% GV: Nguyễn Xuân Thao Lên lớp thẳng: 830 (94.97), thi lại 43 (4.92%), lại lớp: 01 (0.11%), lên lớp sau thi lại 39 (90,7%) HS Giỏi văn hóa: 63 em, đạt: 7.21 %; HS tiên tiến 375em, đạt 42.91 % 201 HS đủ ĐK xét TNTHCS: (100%) b) Thi vào lớp 10: Điểm TB mơn Tốn: 5.3 (9/18, 51/147), Văn: 6.3(6/18, 29/147), Anh: 4.5 (11/18, 65/147); Lý: 6.6 (12/18, 62/147); Sử: 5.1 (17/18, 110/147) TB môn: 5.6 (12/18, 61/147), so với năm trước xếp chung 12/18 tăng bậc c) Chất lượng GD mũi nhọn: * Các thi cấp huyện: - HSG Lớp 9: đạt 10 giải đó: 01 giải nhì, 02 giải ba, 07 giải KK - HSG Lớp – mơn: đạt 11 giải đó: 02 giải nhì, 06 giải ba, 03 giải KK - HSG Lớp 6- mơn: đạt 03 giải, đó: 01 giải ba, 02 giải KK - HSG Lớp 7- môn: Không đạt giải - Thi TDTT: đạt 34 giải, đó: 09 giải nhất, 09 giải nhì, 16 giải ba - Thi NC KHKT: đạt 01 giải KK * Các thi cấp tỉnh: - HSG Lớp 9: 02 giải đó: 01 giải ba, 01 giải KK - HSG KHTN, KHXH: đạt 10 giải đó: 03 giải ba, 07 giải khuyến khích - Thi TDTT: đạt 28 giải, đó:13 giải nhất, 08 giải nhì, giải ba * Kết thi giáo án E-Learning: + Cấp huyện: 01 giải nhì, 02 giải ba VI Nội dung chuyên đề Một số kiến thức 1.1 Khái niện chuyển động học: Sự thay đổi vị trí vật so với vật khác theo thời gian gọi chuyển động học 1.1.2 Chuyển động đều: - Chuyển động chuyển động mà vận tốc có độ lớn khơng thay đổi theo thời gian - Vận tốc chuyển động xác định quãng đường đơn vị thời gian không đổi đường s v = , đó: s độ dài quãng đường được, t thời gian để hết t quãng đường - Đơn vị vận tốc phụ thuộc vào đơn vị quãng đường đơn vị thời gian + Đơn vị hợp pháp là: m/s km/h km 1000 m m m km = = = 3, s h h 3600 s 3, s - Đường chuyển động tỉ lệ thuận với thời gian đi: s = v.t GV: Nguyễn Xuân Thao 1.1.3 Chuyển động không đều: - Chuyển động không chuyển động mà vận tốc có độ lớn thay đổi theo thời gian - Vận tốc trung bình chuyển động khơng quãng đường đó( tương ứng với thời gian chuyển động qng đường đó) tính cơng thức: s vtb = , đó: s quãng đường được, t thời gian hết quãng t đường s Phân tích phương pháp vận dụng giải dạng tập bản: Giáo viên đưa số loại tập Trong loại có việc phân tích lý thuyết, tìm phương pháp vận dụng giải số tập Dạng So sánh chuyển động nhanh hay chậm Phương pháp giải: - Đổi tính vận tốc đơn vị - So sánh giá trị vận tốc rút kết luận Bài tập vận dụng Bài 1: Chuyển động phân tử khí hyđro 0C có vận tốc 1692m/s, vệ tinh nhân tạo trái đất có vận tốc 28800km/h Hỏi chuyển động nhanh hơn? Bài giải Vận tốc phân tử khí hyđro là: v1 = 1692.3,6 = 6091,2 km/h Ta thấy v1 = 6091,2 km/h < v2 = 28800km/h Vậy chuyển động vệ tinh nhân tạo trái đất nhanh chuyển động phân tử khí hyđro 00C Bài 2: Một thuyền máy chạy ngược dịng sơng với vận tốc 120m/phút, học sinh đạp xe với vận tốc 5m/s, tàu hỏa chạy với vận tốc 36km/h Hãy xếp thứ tự chuyển động từ nhanh đến chậm? Bài giải Vận tốc dòng nước là: v1 = 120m/phút = 120:60 = 2m/s Vận tốc tàu hỏa là: v3 = 36km/h = 36000:3600 = 10m/s Ta thấy v1 = 2m/s < v2 = 5m/s < v3 = 10m/s Vậy thứ tự chuyển động từ nhanh đến chậm là: tàu hỏa, xe đạp, thuyền máy Bài tập tự luyện GV: Nguyễn Xuân Thao Bài 1: Trên đoạn đường có biển báo giao thơng ghi 30km/h Đi đoạn đường gồm có: xe máy với vận tốc 10m/s; xe ô tô chỗ ngồi với vận tốc 480m/ph; xe tải với vận tốc 700cm/s Hỏi xe vi phạm luật giao thơng? Bài 2: Bốn bạn: Bình, An, Hòa, Hùng xuất phát chạy cự li 100m thể dục với vận tốc bạn là: 10m/s; 480m/ph; 39,6km/h; 900cm/s Hỏi đích sớm nhất, đích cuối cùng? Bài 3: Bạn Bình từ nhà đến trường dài 3,6km hết giờ, Bạn Tùng từ nhà đến bên xe buýt dài 7,2km hết 60 phút Bạn Thành từ nhà bưu điện với vận tốc 2,5m/s Hỏi bạn nhanh nhất, bạn chậm nhất? Bài 4: Ba bạn: Hoa, Mai, Lan đạp xe từ nhà Lan tới trường lúc 6h30ph, vào lớp 6h45ph; khoảng cách từ nhà tới trường 3,6km Vận tốc đạp xe bạn Hoa 14,4km/h, bạn Mai 300cm/s, bạn Lan 10m/s Hỏi bạn bị muộn học? Bài 5: Vận tốc Báo vằn Châu Phi khoảng 80km/h đuổi bắt mồi Linh Dương đầu bò chạy vận tốc lên tới 1800cm/s Đà Điểu chạy vận tốc đạt tói 1166,7m/ph Nếu phải lựa chọn mồi để đuổi bắt , theo em Báo vằn nên chọn mồi dễ bắt hơn? Vì sao? Dạng Tính vận tốc, quãng đường thời gian chuyển động Phương pháp giải: - Đổi đơn vị đại lượng cho thích hợp với yêu cầu đề s - Dùng cơng thức: v = để tính vận tốc, qng đường, thời gian t chuyển động Bài tập vận dụng Bài 1: Một ô tô khởi hành từ Hà Nội lúc 8h, đến Hải Phòng lúc 10h Cho biết qng đường Hà Nội-Hải Phịng dài 100km Tính vận tốc ô tô km/h m/s? Bài giải Đổi s = 100km = 100000m Thời gian ô tô hết quãng đường Hà Nội-Hải Phòng t = 10 – = 2h = 7200s s 100 = 50km / h - Vận tốc tơ tính km/h là: v = = t s 100000  13,9m / s - Vận tốc tơ tính m/s là: v = = t 7200 Bài 2: Lúc 7h sáng, mơ tơ từ Sài Gịn đến Biên Hịa cách 30km Lúc 7h20ph, mơ tơ cịn cách Biên Hịa 10km a) Tính vận tốc mô tô GV: Nguyễn Xuân Thao b) Nếu mô tơ liên tục khơng nghỉ đến Biên Hòa lúc giờ? Bài giải a) Đổi: 7h20 ph = h - Quãng đường mô tô là: s = 30 – 10 = 20km 3 - Thời gian mô tô hết quãng đường 20km là: t = − = h s t - Vận tốc mô tô là: v = = 20 = 60km / h b) Thời gian mô tô hết quãng đường Sài Gòn - Biên Hòa là: t'= s 30 = = h = 30 ph v 60 Vậy liên tục khơng nghỉ mơ tơ đên Biên Hòa lúc 7h30ph Bài tập tự luyện Bài 1: Một người đứng bờ sông quan sát đám bèo trôi dọng nước Thấy sau 1ph trơi đoạn dài 0,1km a) Tính vận tốc dòng nước đơn vị m/s? b) Sau 0,5h đám bèo cách xa vị trí ban đầu bao nhiêu? c) Đám bèo nói muốn trơi từ bến sông A đến bến sông B cách 2,5km thời gian bao nhiêu? Bài 2: Lúc 7h sáng ô tô chạy từ Hà Nội Thanh Hóa với vận tốc khơng đổi Qng đường Hà Nội-Thanh Hóa dài 150km Đến 7h45ph tơ cịn cách Thanh Hóa 111km a) Tính vận tốc tơ km/h m/s? b) Lúc 9h tơ cịn cách Thanh Hóa km? Khi tới Thanh Hóa đồng hồ bao nhiêu? Bài 3: Mô ̣t vâ ̣n đô ̣ng viên đua xe đa ̣p điạ hình chă ̣ng đường AB gồ m đoa ̣n: đường bằ ng, leo dố c và xuố ng dố c Trên đoa ̣n đường bằ ng, xe cha ̣y với vâ ̣n tố c 45km/h 20 phút Trên đoa ̣n leo dố c xe cha ̣y hế t 30 phút, xuố ng dố c hế t 10 phút Biế t vâ ̣n tố c trung bình leo dố c bằ ng vâ ̣n tố c đường bằ ng, vâ ̣n tố c lúc xuố ng dố c gấ p bố n lầ n vâ ̣n tố c lên dố c Tính đô ̣ dài của cả chă ̣ng đường AB Bài 4: Để đo độ sâu biển người ta dùng máy phát siêu âm theo nguyên tắc sau: Tia siêu âm phát thẳng đứng từ máy phát đặt mặt biển, gặp đáy biển dội lại máy thu đặt liền với máy phát Căn vào thời gian từ lúc phát siêu đến lúc thu siêu âm người ta tìm độ sâu biển GV: Nguyễn Xuân Thao a) Tìm chiều sâu hố Marian ( Thái Bình Dương) biết sau phát siêu âm 73,55 giây máy thi nhận tia siêu âm dội trở lại Biết vận tốc siêu âm nước biển 300m/s b) Giả sử khu vực có tàu bị nạn chìm xuống với vận tốc 0,5m/s sau tàu chìm xuống đáy biển? Dạng Tính vận tốc trung bình Phương pháp giải: s s1 + s2 + s3 + * Dùng cơng thức vtb = = để tính vận tốc trung bình t t1 + t2 + t3 + a) Trường hợp chia nhỏ quãng đường với vận tốc khác nhau: - Dùng công thức: t = s để tính thời gian hết đoạn đường nhỏ theo v quãng đường với vận tốc khác s s - Dùng công thức vtb = = để tính vận tốc trung bình t t1 + t2 + t3 b) Trường hợp chia nhỏ thời gian với vận tốc khác nhau: - Dùng cơng thức: s = vt để tính quãng đường khoảng thời gian nhỏ theo thời gian với vận tốc khác Bài tập vận dụng Bài Một người xe máy quãng đường, 1,5 đầu người với vận tốc 48 km/giờ, 0,5 người với vận tốc 40 km/h Tính vận tốc trung bình người suốt quãng đường đi? Phân tích: Đối với tốn dễ dàng tìm vận tốc trung bình người cách tính qng đường 1,5 đầu 0,5 sau lấy tổng quãng đường chia cho tổng thờ gian người Bài giải Quãng đường người 1,5 đầu là: s1 = v1.t1 = 48 x 1,5 = 72 (km) Quãng đường người 0,5 sau là: s2 = v2.t2 = 40 x 0,5 = 20 (km) Vận tốc trung bình người là: s +s 72 + 20 vtb = = = 46 km / h t1 + t2 1,5 + 0,5 Bài 2: Một vận động viên đua xe đạp vô địch giới thực đua vượt đèo gồm đoạn: Lên dốc, xuống dốc đường với kết sau: Đoạn lên dốc dài 45km 15 phút, đoạn xuống dốc dài 30km 24 phút, đoạn đường dài 10km 1/4 a) Tính vận tốc trung bình đoạn đường GV: Nguyễn Xuân Thao b) Tính vận tốc trung bình quãng đường Bài giải Đổi t1 = 2h15ph = 2,25h; t2 = 24ph = 0,4h; t3 = 1/4h = 0,25 a) Vận tốc trung bình VĐV lên dốc là: s 45 v1 = = = 20 km / h t1 2, 25 Vận tốc trung bình VĐV xuống dốc là: s 30 v2 = = = 75 km / h t2 0, Vận tốc trung bình VĐV đoạn đường là: s 10 v3 = = = 40 km / h t3 0, 25 b) Vận tốc trung bình VĐV quãng đường đua là: s +s +s 45 + 30 + 10 vtb = =  29,3km / h t1 + t2 + t3 2, 25 + 0, + 0, 25 Bài 3: 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 vận tốc v1? Bài giải Độ dài quãng đường sau là: s2 = v2t2 = 24 = 4km Độ dài quãng đường đầu S1 = 3S2 = 12km Tổng độ dài quãng đường AB S = S1 + S2 = 12 + = 16km s 16 = 0,5 h v 32 Thời gian hết quãng đường AB là: t = = Thời gian hết quãng đường đầu là t1 = t - t2 = 0,5 – 1/6 = 1/3 (h) Vận tốc xe quãng đường đầu là: s 12 v1 = = = 36km / h t1 Bài 4: Tính vận tốc trung bình vật trường hợp sau: a) Trong nửa thời gian đầu vật với vận tốc v 1, nửa thời gian lại vật với vận tốc v2 b) Trong nửa quãng đường đầu vật với vận tốc v 1, nửa nửa quãng đường lại vật với vận tốc v2 c) So sánh vận tốc trung bình hai trường hợp (câu a b) Áp dụng với v1 = 30km/h; v2 = 70km/h GV: Nguyễn Xuân Thao Bài giải a) Gọi thời gian quãng đường t(h) - Quãng đường vật được: + Trong nửa thời gian đầu là: s1 = v1t1 = v1 t + Trong nửa thời gian lại là: s2 = v2t2 = v2 t s s1 + s2 = = t t b) Gọi chiều dài quãng đường s(km) - Thời gian chuyển động vật: - Vận tốc trung bình vật là: va = + Trong nửa quãng đường đầu là: t1 = t t = v1 + v2 s1 s = v1 2v1 + Trong nửa quãng đường lại là: t2 = s t ( v1 + v2 ) - Vận tốc trung bình vật là: vb = = s2 s = v2 2v2 2v v s s = = t1 + t2  1  v1 + v2 s +   2v1 2v2  c) So sánh va vb: (v − v ) v1 + v2 2v1v2 − = 0 Xét hiệu: va − vb = v1 + v2 ( v1 + v2 ) Vậy va > vb Dấu “=” xảy va = vb - Áp dụng với v1 = 30km/h; v2 = 70km/h Ta có v +v 30 + 70 va = = = 50km / h 2 2v v 2.30.70 vb = = = 42km / h v1 + v2 30 + 70 Bài tập tự luyện Bài 1: Một người xe máy quãng đường, 1,5 đầu người với vận tốc 48 km/giờ, 0,5 người với vận tốc 40 km/giờ Tính vận tốc trung bình người suốt quãng đường đi? Bài 2: Một ô tô chạy quãng đường Biết đầu xe chạy với vận tốc 60 km/h sau xe chạy với vận tốc 40 km/h Tính vận tốc trung bình xe suốt thời gian chuyển động? Bài 3: Một người xe máy chuyển động theo giai đoạn: Giai đoạn chuyển động thẳng với vận tốc 30 km/h 10 km đầu tiên; giai đoạn GV: Nguyễn Xuân Thao chuyển động với vận tốc 40 km/h 30 phút; giai đoạn chuyển động 4km 10 phút Tính vận tốc trung bình đoạn đường? Bài 4: Một người xe đạp, nửa đầu quãng đường có vận tốc v1 = 12km/h, nửa sau quãng đường có vận tốc v khơng đổi Biết vận tốc trung bình quãng đường v = 8km/h, tính v2 Bài 5: Hai vận động viên xuất phát, chạy đoạn đường Người thứ chạy nửa quãng đường đầu với vận tốc 18km/h, nửa quãng đường sau với vận tốc 15km/h Người thứ hai chạy nửa thời gian đầu với vận tốc 18km/h, nửa thời gian sau với vận tốc 15km/h a Hỏi đích trước? b Cho biết người chạy chậm tới đích sau người 20 giây Tính độ dài quãng đường? VII Kết luận - Trên số dạng tập “ chuyển động học”, giúp giáo viên bồi dưỡng, phụ đạo học sinh yếu Đối với tập đưa em phải biết nhận dạng tập lựa chọn kiến thức, công thức giải phù hợp - Tôi nhận thấy việc làm thiết thực quan trọng để nâng cao chất lượng học tập toàn diện cho học sinh Học sinh phát huy tính tích cực, chủ động sáng tạo học tập Hệ thống tập giáo viên đưa đảm bảo từ dễ đến khó để học sinh tư cách hệ thống Cuối giáo viên phải hiểu tâm lý học sinh để chuyển tải kiến thức cho hợp lý, vừa sức với học sinh, tránh gị bó, áp đặt với học sinh DUYỆT CỦA BGH Tam Hồng, ngày 15 tháng 10 năm 2019 NGƯỜI VIẾT CHUYÊN ĐỀ Nguyễn Xuân Thao GV: Nguyễn Xuân Thao 10 ... dạng tập để phụ đạo học sinh yếu Giúp em nắm cách làm số tập chuyển động học chuẩn kiến thức, kỹ II Tên chuyên đề: ? ?Phương pháp giải tập chuyển động học? ?? III Tác giả chuyên đề: - Họ tên: Nguyễn... dạy học Xuất phát từ lý trên, thấy việc rèn luyện kỹ cho HS giải tập việc làm cần thiết Vì vậy, tơi chọn viết chuyên đề: ? ?Phương pháp giải tập chuyển động học? ?? Chuyên đề giới thiệu số dạng tập. .. dung chuyên đề Một số kiến thức 1.1 Khái niện chuyển động học: Sự thay đổi vị trí vật so với vật khác theo thời gian gọi chuyển động học 1.1.2 Chuyển động đều: - Chuyển động chuyển động mà vận