Các bài toán cơ bản của cơ học
2.4.1. Câu hỏi định hướng đánh giá năng lực HS trong bài học xây dựng kiến thức mớ
thức mới
Chương 1: Động học chất điểm
Câu hỏi đánh giá năng lực HS Câu trả lời kì vọng
CH1: Làm thế nào để biết 1 ô tô trên đường đang chuyển động hay đứng yên?
CH2: Khi nói về chuyển động 2 bạn phát biểu như sau:
Bạn An: Khi khoảng cách của vật A không thay đổi so với vật B thì vật A đứng yên so với vật B.
Bạn Cường: Khi vị trí của vật A không thay đổi so với vật B thì vật A đứng yên so với vật B.
Vậy ý kiến bạn nào đúng? tại sao?
CH3: Làm thế nào để so sánh sự nhanh chậm của các chuyển động với nhau? CH4: Phương trình chuyển động của 1 chất điểm dọc theo trục Ox có dạng: (km,h). Phương trình này cho biết điều gì?
CH5: Một vật chuyển động có đồ thị
- Muốn biết 1 vật chuyển động hay đứng yên thì phải xem xét vị trí của vật đó so với 1 vật được chọn làm mốc theo thời gian.
- Bạn Cường đúng, bạn An là chưa chính xác. Vì ví dụ nếu xét vât A là đầu mút của 1 kim đồng hồ, và trục của kim đồng hồ là vật B thì theo thời gian ta thấy khoảng cách giữa vật A và Vật b luôn không đổi (bằng chiều dài kim đồng hồ); nhưng vị trí của vật A luôn thay đổi so với vật B trên 1 đường tròn tâm B, bán kính BA. Vậy chứng tỏ vật A vẫn chuyển động so với vật B mặc dù khoảng cách giữa chúng không thay đổi.
- Thì ta so sánh tốc độ trung bình của các chuyển động đó trong cùng 1 đơn vị.
- Chất điểm chuyển động thẳng đều, xuất phát cách gốc toạ độ 5 km với tốc độ trung bình 60 km/h.
- Vật xuất phát từ gốc toạ độ, 20 giây đầu chuyển động nhanh dần đều với gia
như hình vẽ. Hãy mô tả và viết phương trình chuyển động của nó.
CH6: Trong chuyển động của vận động viên nhảy dù, giai đoạn nào có thể coi là chuyển động rơi tự do?
CH7: Xác định công thức liên hệ giữa vận tốc và độ cao đạt được trong chuyển động ném đứng.
CH8: Trong chuyển động tròn đều chứng minh:
CH9: Để các tia nước từ bánh xe
tốc a = 0,5 m/s2 và phương trình chuyển
động khi đó là ; 40 giây tiếp theo vật chuyển động thẳng đều với vận tốc không đổi v = 3 m/s và phương trình chuyển động là ; 4 giây cuối vật chuyển động chậm dần đều với gia tốc a = -0,75 m/s2 và phương trình chuyển động là:
- .
- Chuyển động của vận động viên nhảy dù chỉ là rơi tự do khi chưa buông dù, còn khi đã buông dù ra thì không thể coi là rơi tự do nữa vì ngoài tác dụng của trọng lực nó còn chịu tác dụng của lực cản không khí lên dù. Đây cũng chính là lý do vận động viên vẫn an toàn dù nhảy từ 1 độ cao rất lớn xuống mặt đất.
-
không bắn vào người đi xe thì phía trên bánh xe người ta thường gắn những cái chắn bùn. Vậy những cái chắn bùn này phải được gắn như thế nào?
CH10: Tại sao khi trời không gió người ngồi trên xe ô tô chạy lại thấy các hạt mưa rơi xiên góc?
- Vì bánh xe có chuyển động tròn nên vận tốc mỗi điểm trên quỹ đạo (các tia nước trên bánh xe) sẽ có phương tiếp tuyến và cùng chiều chuyển động của bánh xe. Do đó để các tia nước này không bắn vào người thì ta phải gắn cái chắn bùn sao cho mép dưới của nó cắt đường tiếp tuyến đi qua điểm thấp nhất của bàn đạp với bánh trước xe.
- Vì nếu gọi vận tốc rơi của giọt mưa đối với đất là , vận tốc của ô tô với đất là
, vận tốc của giọt mưa với ô tô là . Thì theo công thức cộng vận tốc ta có:
-
Tức là vận tốc của giọt mưa đối với người ngồi trên ô tô bằng tổng vận tốc của giọt mưa so với đât và vận tốc cảu đất sô với ô tô. Hai vận tốc này vuông góc với nhau nên người trên ô tô thấy giọt mưa rơi xiên góc.
Chương 2: Động lực học chất điểm
Câu hỏi đánh giá năng lực HS Câu trả lời kì vọng
CH2: Tại sao người lái xe ô tô và ngồi ghế đầu trên xe ô tô lại bắt buộc phải thắt dây an toàn vòng qua ngực?
CH3: Tại sao trong tín hiệu đèn giao thông lại phải có đèn vàng?
CH4: Tìm ví dụ thực tế thể hiện mối quan hệ giữa khối lượng và quán tính.
quan trọng của mọi vật. Mọi vật đều có xu hướng bảo toàn vận tốc của mình. Tính chất đó gọi là quán tính.
- Vì để đảm bảo an toàn, khi ô tô đang chạy nhanh mà phải phanh gấp thì theo quán tính người ngồi trên xe sẽ bị lao về phía trước; nếu không có dây an toàn thì người ngồi trước sẽ dễ bị va mặt vào kính hết sức nguy hiểm.
- Vì nếu không có đèn vàng mà chỉ có xanh và đỏ thì trước khi đèn đỏ được bật lên các xe vẫn chuyển động bình thường, sau khi đèn đỏ bật các xe không thể tức thời dừng lại ngay lập tức được vì có quán tính. Nên sẽ rất nguy hiểm cho người tham gia giao thông. Đèn vàng là đèn báo hiệu các phương tiện giao thông đi chậm lại trước khi phải dừng lại hẳn khi có đèn đỏ để đảm bảo an toàn.
- Ví dụ ta có 2 vật có khối lượng m1 và m2 với m1 >> m2 cùng đặt trên mặt sàn nằm ngang. Nếu ta dùng tay để đẩy 2 vật này trên sàn thì sẽ thấy vật m2 được đẩy đi dễ dàng hơn hẳn so với vật m1 vì m1
có khối lượng lớn hơn nên mức quán tính của nó lớn hơn do đó nó khó thay đổi vận tốc từ đứng yên sang chuyển động hơn.
CH5: Một quả bóng bay đến đập vào một bức tường, sau đó quả bóng bị bật trở lại còn bức tường vẫn đứng yên. Tại sao?
CH6: Khi chèo thuyền, muốn cho thuyền tiến hoặc lùi, phải làm thế nào?
CH7: Khi xảy ra tai nạn giao thông giữa một xe tải và một xe hơi, xe nào sẽ bị văng ra xa hơn? Vì sao?
- Khi bóng đập vào tường,bóng tác dụng lên tường một lực , theo định luật III Niu-tơn tường tác dụng trở lại bóng phản lực (hai lực này cùng độ lớn,nhưng ngược hướng).Theo định luật II Niu-tơn,vì bóng có khối lượng nhỏ nên lực F’gây ra gia tốc lớn,làm bóng bị bật ngựơc trở lại,còn khối lượng tường rất lớn nên gia tốc của tường nhỏ đến mức ta không quan sát được chuyển động của tường.
- Muốn thuyền tiến lên, phải gạt mái chèo về phía sau, nước sẽ tác dụng lên mái chèo một phản lực đầy thuyền tiến về phía trước . Muốn thuyền lui lại, phải gạt mái chèo về phía trước, phản lực của nước sẽ đẩy thuyền lùi lại về phía sau.
- Khi xảy ra tai nạn thì theo định luật III Niu-tơn xe hơi sẽ tác dụng lên xe tải một lực và ngược lại,lực mà hai xe tác dụng lên nhau có điểm đặt tại hai vật khác nhau nhưng có cùng độ lớn và ngược hướng nhau.Theo định luật II Niu-tơn hai lực đó làm 2 xe thu được gia tốc.Nhưng do xe hơi có khối lượng nhỏ hơn xe tải nên sau tai nạn gia tốc của nó
CH8: Tại sao hàng ngày ta không cảm nhận được lực hấp dẫn giữa ta với các vật xung quanh như bàn, ghế, tủ … ?
CH9: Tại sao gia tốc rơi tự do và trọng lượng của vật càng lên cao thì càng giảm?
CH10: Tìm hiểu vai trò của lực đàn hồi
sẽ lớn hơn gia tốc của xe tải nên sau tai nạn xe hơi sẽ bị văng ra xa hơn.
- Vì mặc dù lực hấp dẫn tỉ lệ thuận với khối lượng giữa hai vật và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng, nhưng khối lượng các vật xung quanh ta không lớn lắm. Mặt khác lực hấp dẫn còn phụ thuộc vào hằng số hấp dẫn G = 6,67.10-11 Nm2/kg2, do hằng số G rất nhỏ nên lực hấp dẫn cũng rất nhỏ điều này khiến chúng ta không cảm nhận được lực hấp dẫn giữa ta và mọi vật xung quanh như bàn, ghế, tủ … mắc dù giữa ta và các sự vật ấy có sự hiện diện của lực hấp dẫn.
- Vì trọng lượng của vật m ở độ cao h so với mặt đất có độ lớn bằng độ lớn của lực hấp dẫn giữa Trái đất và vật:
(1) với R, M là bán kính và khối lượng Trái đất.
(2)
=> theo (1) và (2)thì khi h tăng thì trọng lượng P và gia tốc g giảm.
- Khi dùng bút, ta phải bấm cho đầu bút thò ra. Khi đó lò xo bao quanh ruột bút
trong các bộ phận sau đây : – Nút bấm ở bút bi.
– Bộ phận giảm xóc ở ô tô, xe máy.
CH11: Tại sao khi ô tô bị sa lầy ta thấy bánh xe quay tít mà xe không nhíc lên được? Làm cách nào để khắc phục.
CH12: Vì sao muốn cho đầu tàu hỏa
bi nén, có một chốt hãm lò xo lại và đầu bút bi có một vị trí ổn định so với vỏ. Khi dùng xong, ta bấm để rút chốt hãm. Lò xo sẽ giãn ra kéo đầu bút tụt vào trong vỏ.
- Nếu khung xe máy gắn liền với bánh xe, thì mỗi khi gặp đường xóc, yên xe sẽ nảy lên hoặc tụt xuống cùng với bánh xe, người đi xe rất khó chịu. Để khắc phục, khung xe được nối với trục bánh xe qua một lò xo. Khi bánh xe đi qua một mô đất nhô lên , bánh xe bị nẩy lên . Lò xo sẽ bị nén lại, và yên xe không bị nẩy lên cùng bánh xe. Khi bánh xe vượt khỏi đỉnh mô đất, lực đàn hồi làm cho lò xo giãn ra, khiến cho yên xe không bị lao xuống cùng bánh xe. Nhờ đó người ngồi trên xe đỡ bị xóc.
- Khi bánh xe ô tô bị sa vào vũng lầy, lực ma sát do đất tác dụng vào bánh xe quá nhỏ không đủ giữ cho điểm của bánh xe tiếp xúc với đất tạm thời đứng yên để cho xe di chuyển lên được . Cách khắc phục : Chèn thêm gạch đá, hoặc lót ván vào vủng lấy nhằm tăng lực ma sát. - Lực phát động có tác dụng kéo đoàn tàu di chuyển chính là lực ma sát nghỉ do
kéo được nhiều toa thì đầu tàu phải có khối lượng lớn ?
đường ray tác dụng lên các bánh xe phát động của đầu tàu. Muốn đầu tàu kéo được nhiều toa, lực ma sát này phải lớn. Muốn vậy, đầu tàu phải có khối lượng lớn.