7. Phương pháp nghiên cứu
1.3.3. Phương hướng khắc phục
Để khắc phục được một số khó khăn trên, việc nghiên cứu quy trình giải và quy trình hướng dẫn giải bài tập vật lý dạng đồ thị có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao khả năng giải bài tập vật lý dạng đồ thị cho giáo viên và học sinh. Bên cạnh đó việc biên soạn được hệ thống bài tập vật lý dạng đồ thị, trải dài từ lớp 10 đến lớp 12 được phân loại theo từng chủ đề có ý nghĩa quan trọng trong việc giúp giáo viên và học sinh có nguồn bài tập vật lý dạng đồ thị để giảng dạy và rèn luyện.
CHƯƠNG 2: BIÊN SOẠN HỆ THỐNG BÀI TẬP VẬT LÝ DẠNG ĐỒ THỊ VÀ QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI BÀI TẬP VẬT
LÝ DẠNG ĐỒ THỊ 2.1. Biên soạn hệ thống bài tập vật lý dạng đồ thị
2.1.1. Tiêu chí biên soạn hệ thống bài tập vật lý dạng đồ thị
Việc biên soạn hệ thống bài tập vật lý dạng đồ thị tuân theo một số tiêu chí sau:
* Đảm bảo tuân theo các cơ sở, dấu hiệu nhận biết bài tập vật lý dạng đồ thị dạng ngược
Vì tính cấp thiết của đề tài, khóa luận chỉ biên soạn hệ thống bài tập vật lý dạng đồ thị dạng ngược.
Hệ thống bài tập vật lý dạng đồ thị được biên soạn dựa trên các cơ sở, dấu hiệu nhận biết bài tập vật lý dạng đồ thị dạng ngược, đó là: có đồ thị đi kèm trong đề bài, đồ thị đi kèm thỏa ba đặc điểm của đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa hai đại lượng vật lý, phần dẫn đề bài có thông báo rõ đồ thị đi kèm là đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa hai đại lượng vật lý nào, phần dẫn đề bài có thể được cho thêm giả thuyết và có yêu cầu vẽ, dựng đồ thị, tính toán thông thường thông qua các dữ kiện, thông số được lấy từ đồ thị.
* Đảm bảo phân loại theo chủ đề bài tập vật lý dạng đồ thị
Hệ thống bài tập vật lý dạng đồ thị được biên soạn theo một số chủ đề theo trình tự các phần kiến thức có trong sách giáo khoa từ lớp 10 đến lớp 12. Chẳng hạn chủ đề bài tập vật lý dạng đồ thị năng lượng trong chuyển động rơi tự do của vật, bài tập vật lý dạng đồ thị chương “khúc xạ ánh sáng”, bài tập vật lý dạng đồ thị chương “dao động điều hòa”.
* Đảm bảo sắp xếp theo một trình tự trong các chủ đề bài tập vật lý dạng đồ thị
Các bài tập vật lý dạng đồ thị trong từng chủ đề bài tập vật lý dạng đồ thị được sắp xếp theo trình tự như bảng sau:
Bảng 2.1. Trình tự sắp xếp hệ thống bài tập trong chủ đề bài tập vật lý dạng đồ thị
1 Bài tập vật lý dạng đồ thị định tính
2 Bài tập vật lý dạng đồ thị có thể hiện dữ kiện, thông số: điểm đã biết tọa độ chính xác
3 Bài tập vật lý dạng đồ thị có thể hiện dữ kiện, thông số: hệ số góc của
đồ thị
4 Bài tập vật lý dạng đồ thị có thể hiện dữ kiện, thông số: điểm kết thúc của đồ thị
5 Bài tập vật lý dạng đồ thị có thể hiện dữ kiện, thông số: điểm cực trị của đồ thị
6 Bài tập vật lý dạng đồ thị có thể hiện dữ kiện, thông số: điểm thực nghiệm
7
Bài tập vật lý dạng đồ thị có thể hiện dữ kiện, thông số: điểm cắt nhau, điểm cùng hoành độ khác tung độ, điểm khác hoành độ cùng tung độ của hai hoặc nhiều hơn hai đồ thị.
Đảm bảo tính vừa sức
Hệ thống bài tập vật lý dạng đồ thị được biên soạn có các kiến thức toán lý, cách đọc, lấy dữ kiện, thông số từ đồ thị phù hợp với trình độ phổ thông của học sinh.
Đảm bảo học sinh được củng cố và ôn tập để khắc sâu kiến thức
Hệ thống bài tập vật lý dạng đồ thị giúp học sinh xác lập được các mối quan hệ giữa các đại lượng vật lý. Mối quan hệ giữa các đại lượng vật lý được học sinh xác lập thông qua các quá trình, giai đoạn diễn biến của hiện tượng vật lý cụ thể được thể hiện trên đồ thị, giúp học sinh hiểu rõ được bản chất của hiện tượng vật lý và từ đó có thể củng cố và ôn tập để khắc sâu kiến thức đã được học trong tiết lý thuyết.
2.1.2. Hệ thống bài tập vật lý dạng đồ thị
Chủ đề: Bài tập vật lý dạng đồ thị trong chuyển động thẳng đều, biến đổi đều của vật
* Định tính
Câu 1: Đồ thị bên biểu diễn mối quan hệ giữa tọa độ và thời
gian của một vật chuyển động thẳng. Phương trình chuyển động của vật có thể là
A. x = -2t2 + 3t + 2 (m,s). B. x = -3t2 – 3t + 3 (m,s).
C. x = t2 + 3t + 5 (m,s). D. x = 2t2 – 3t + 4 (m,s).
Câu 2: Đồ thị bên biểu diễn mối quan hệ giữa tọa độ và thời
gian của một vật chuyển động thẳng. Phương trình chuyển động của vật có thể là
A. x = t2 – t (m,s). B. x = 2t2 + t + 1 (m,s).
C. x = -t2 + t (m,s). D. x = 2t2 (m,s).
Câu 3: Đồ thị bên biểu diễn mối quan hệ giữa gia tốc và thời
gian của một vật chuyển động thẳng. Chọn chiều dương là chiều ngược chiều chuyển động của vật. Trạng thái chuyển động của vật trong hai giai đoạn (1) và (2) lần lượt là
A. Nhanh dần đều, chậm dần đều. B. Chậm dần đều, nhanh dần đều. C. Nhanh dần đều, thẳng đều. D. Chậm dần đều, thẳng đều.
Câu 4: Đồ thị bên biểu diễn mối quan hệ giữa tọa độ và thời
gian của một vật chuyển động thẳng. Phát biểu nào dưới đây là
đúng.
A. Vật chuyển động nhanh dần đều cùng chiều dương
trong 0,75 giây, sau đó chuyển động đều ngược chiều dương trong 0,25 giây và cuối cùng đứng yên.
B. Vật chuyển động chậm dần đều cùng chiều dương trong 0,75 giây, sau đó
chuyển động nhanh dần đều ngược chiều dương trong 0,25 giây và cuối cùng chuyển động đều.
C. Vật chuyển động chậm dần đều cùng chiều dương trong 0,75 giây, sau đó chuyển động đều ngược chiều dương trong 0,25 giây và cuối cùng đứng yên.
D. Vật chuyển động nhanh dần đều cùng chiều dương trong 0,75 giây, sau đó
chuyển động chậm dần đều ngược chiều dương trong 0,25 giây và cuối cùng chuyển động đều.
Câu 5: Đồ thị bên biểu diễn mối quan hệ giữa tọa độ và
thời gian của một vật chuyển động thẳng. Phát biểu nào sau đây là đúng.
A. Vật chuyển động chậm dần đều, sau đó chuyển
động nhanh dần đều và cuối cùng đứng yên.
B. Vật chuyển động nhanh dần đều, sau đó chuyển
động chậm dần đều và cuối cùng đứng yên.
C. Vật chuyển động chậm dần đều, sau đó đứng yên, sau đó chuyển động chậm
dần đều và cuối cùng đứng yên.
D. Vật chuyển động chậm dần đều, sau đó đứng yên, sau đó chuyển động nhanh dần đều và cuối cùng đứng yên.
Câu 6: Đồ thị bên biểu diễn mối quan hệ giữa tọa độ và thời
gian của hai vật chuyển động thẳng. Mô tả nào dưới đây là đúng.
A. Hai vật xuất phát cùng một vị trí. B. Hai vật chuyển động ngược chiều nhau.
C. Nếu hai vật chuyển động mãi mãi thì sẽ có 2 lần hai
vật cách nhau một khoảng xác định.
D. Vật (1) xuất phát trước vật (2).
Câu 7: Đồ thị bên biểu diễn mối quan hệ giữa tọa độ và thời
gian của hai vật chuyển động thẳng. Mô tả nào dưới đây là đúng.
B. Thời gian hai vật gặp nhau là 1h kể từ khi vật (2) bắt đầu chuyển động. C. Hai vật chuyển động ngược chiều nhau.
D. Hai vật xuất phát cùng một vị trí.
* Điểm đã biết tọa độ chính xác
Câu 8: Đồ thị bên biểu diễn mối quan hệ giữa vận tốc và thời
gian của một vật chuyển động thẳng. Quãng đường vật đi được trong 4 giây đầu tiên bằng
A. 8 m. B. 10 m.
C. 16 m. D. 24 m.
Câu 9: Đồ thị bên biểu diễn mối quan hệ giữa gia tốc và
thời gian của một vật chuyển động thẳng. Biết lúc bắt đầu khảo sát chuyển động (t = 0) thì vật có vận tốc 5 m/s. Vận tốc của vật sau khi chuyển động được 2 s là
A. 5 m/s. B. 9 m/s.
C. 2 m/s. D. 3 m/s.
Câu 10: Đồ thị bên biểu diễn mối quan hệ giữa tọa độ và thời
gian của một vật chuyển động thẳng. Phương trình chuyển động của vật là
A. x = -4t2 – 1t – 4 (m,s). B. x = -3t2 – 2t – 3 (m,s).
C. x = -2t2 – 3t – 2 (m,s). D. x = -t2 + 4t – 1 (m,s).
Câu 11: Đồ thị bên biểu diễn mối quan hệ giữa tọa độ và
thời gian của một vật chuyển động thẳng. Phương trình chuyển động của vật là
A. x = 3t2 + 1,5t – 5 (m,s). B. x = 3t2 + t – 5 (m,s).
Câu 12: Đồ thị bên biểu diễn mối quan hệ giữa vận tốc và
thời gian của hai vật chuyển động thẳng. Biết khi hai vật chưa chuyển động hai vật cách nhau 10 m và khi hai vật gặp nhau thì vật (1) đã đi được 3 s. Vận tốc của vật (2) là
A. -2 m/s. B. -3 m/s.
C. -5 m/s. D. 4
m / s 3
− .
Câu 13: Đồ thị bên biểu diễn mối quan hệ giữa gia tốc và
thời gian của hai vật chuyển động thẳng. Biết khi vật (1) bắt đầu chuyển động thì vật (1) có vận tốc bằng không, khi vật (2) bắt đầu chuyển động thì vật (2) cách vị trí ban đầu của vật (1) là 5 m và vận tốc bằng 2 m/s. Thời gian
để hai vật gặp nhau là khi vật (1) đã đi được 3 s. Giá trị của a là
A. -1 m/s2. B. 1 m/s2. C. 4 2 m / s 9 . D. 2 4 m / s 9 − .
Câu 14: Đồ thị bên biểu diễn mối quan hệ giữa vận tốc và
thời gian của một vật chuyển động thẳng. Tốc độ trung bình của vật trong 12 giây đầu tiên là
A. 8,75 m/s. B. 10 m/s.
C. 9,17 m/s. D. 7,5 m/s.
Câu 15: Đồ thị bên biểu diễn mối quan hệ giữa tọa độ và thời
gian của một vật bắt đầu chuyển động thẳng từ trạng thái đứng yên. Chuyển động được 2 giây thì vật thay đổi trạng thái chuyển động. Biết trong giai đoạn (2) vật có độ lớn gia tốc gấp hai lần độ lớn gia tốc trong giai đoạn (1). Tổng quãng đường đi được của vật trong 3 giây đầu tiên bằng
Câu 16: Đồ thị bên biểu diễn mối quan hệ giữa tọa độ
và thời gian của một vật bắt đầu chuyển động thẳng từ trạng thái đứng yên. Chuyển động được 25 giây thì vật dừng hẳn. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa vận tốc và thời gian hoặc gia tốc và thời gian nào dưới đây mô tả đúng chuyển động của vật.
A. B.
C. D.
Câu 17: Đồ thị bên biểu diễn mối quan hệ giữa vận tốc và
thời gian của một vật chuyển động thẳng. Tỉ số giữa quãng đường vật đi được trong thời gian t1 và to bằng
A. 1 o S 3 S = . B. 1 o S 1 S =2. C. 1 o S 2 S = . D. 1 o S 1 S =3.
Câu 18: Đồ thị bên biểu diễn mối quan hệ giữa gia tốc và thời
gian của một vật chuyển động thẳng. Biết lúc bắt đầu khảo sát chuyển động thì vật có vận tốc bằng không. Tỉ số quãng đường giữa giai đoạn (2) và (1) là
A. 8 9. B. 9 8 . C. 1 8. D. 9 4.
Câu 19: Đồ thị bên biểu diễn mối quan hệ giữa tọa độ và thời
gian của một vật chuyển động thẳng. Phương trình chuyển động của vật là
A. x = 2 + 2t (m,s). B. x = 2 + 1,5t (m,s).
C. x = 5 + 2t (m,s). D. x = 5 + 1,5t (m,s).
Câu 20: Đồ thị bên biểu diễn mối quan hệ giữa vận tốc và thời
gian của một vật chuyển động thẳng. Phương trình vận tốc của vật là
A. v = 3 + 1,5t (m,s). B. v = 3 – 1,5t (m,s). C. v = 6 + 2t (m,s). D. v = 6 – 2t (m,s).
Câu 21: Đồ thị bên biểu diễn mối quan hệ giữa vận tốc và thời
gian của hai vật chuyển động thẳng. Biết lúc bắt đầu chuyển động, hai vật cách nhau 10 m. Thời điểm hai vật gặp nhau là
A. 3 s. B. 1 s.
C. 1,5 s. D. 2 s.
Câu 22: Đồ thị bên biểu diễn mối quan hệ giữa tọa độ và thời
gian của một vật chuyển động thẳng. Vận tốc của vật ở thời điểm 3 giây kể từ lúc bắt đầu chuyển động bằng
A. 1,5 m/s. B. 1 m/s.
C. 1,25 m/s. D. 4
m / s.
3
Câu 23: Đồ thị bên biểu diễn mối quan hệ giữa vận tốc và
thời gian của một vật chuyển động thẳng, đồ thị gồm ba giai đoạn chuyển động của vật. Gọi S1, S2, S3 lần lượt là quãng đường đi được của vật trong ba giai đoạn. Biểu thức nào dưới đây là đúng.
A. S1:S2:S3 = 4:5:5. B. S1:S2:S3 = 5:4:5.
Câu 24: Đồ thị bên biểu diễn mối quan hệ
giữa vận tốc và thời gian của một vật chuyển động thẳng. Đồ thị bao gồm bốn giai đoạn (1), (2), (3), (4). Biết tổng vận tốc của hai giai đoạn cuối là 30 m/s. Tốc độ trung bình của vật khi đi được 4 s bằng
A. 100 m/s. B. 30 m/s. C. 25 m/s. D. 40 m/s. Câu 25: Đồ thị bên biểu diễn mối quan hệ giữa vận tốc
và thời gian của một vật chuyển động thẳng. Tốc độ trung bình của vật trong suốt thời gian chuyển động bằng
A. 11,67 m/s. B. 13,33 m/s.
C. 10 m/s. D. 15 m/s.
* Hệ số góc của đồ thị
Câu 26: Đồ thị bên biểu diễn mối quan hệ giữa tọa độ và thời
gian của một vật chuyển động thẳng. Phương trình tọa độ của vật là
A. x = 1 + 3 t (m,s). B. x = 1 +10 3 t (m,s).
C. x = 10 +10 3t (m,s). D. x = 10 + 3 t (m,s).
Câu 27: Đồ thị bên biểu diễn mối quan hệ giữa tọa độ và thời
gian của một vật chuyển động thẳng. Tọa độ của vật tại thời điểm t = 0 (xo) bằng
A. 4 m. B. 0,4 m.
C. 4 cm. D. 40 m.
Câu 28: Đồ thị bên biểu diễn mối quan hệ giữa vận tốc và thời
gian của một vật chuyển động thẳng. Chọn gốc tọa độ là vị trí bắt đầu khảo sát chuyển động. Phương trình chuyển động của vật là
C. x = 1,8t + 0,3t2 (m,s). D. x = 1,8t – 0,6t2 (m,s).
Câu 29: Đồ thị bên biểu diễn mối quan hệ giữa tọa độ và thời
gian của hai vật chuyển động thẳng. Khoảng cách giữa hai vật khi hai vật đã chuyển động được 1h là
A. (tan −1 tan2)km. B. 100.(tan −1 tan2)km.
C. 100.(tan −1 tan2)m. D. (tan −1 tan2)m.
Câu 30: Đồ thị bên biểu diễn mối quan hệ giữa vận tốc và
thời gian của một vật chuyển động thẳng. Tổng quãng đường vật đi được đến khi dừng lại bằng
A. 1 m. B. 1,5 m.
C. 2 m. D. 2,5 m.
Câu 31: Đồ thị bên biểu diến mối quan hệ giữa tọa độ và thời
gian của một vật bắt đầu chuyển động thẳng từ trạng thái đứng yên. Phương trình chuyển động của vật là
A. 2 2 t , 0 t 1 x (m,s). 2 t,1 t 3 + = + B. 2 2 t, 0 t 1 x (m,s). 2 t ,1 t 3 + = + C. 2 2 t , 0 t 1 x (m,s). 2 t, t 1 + = + D. 2 2 t , 0 t 3 x (m,s). 2 t, t 3 + = +
Câu 32: Đồ thị bên biểu diễn mối quan hệ giữa tọa độ và thời
gian của một vật chuyển động thẳng. Quãng đường và tọa độ của vật ở thời điểm 2 giây kể từ khi bắt đầu chuyển động lần lượt là
A. 1,5 m, 1,5 m. B. 0,5 m, 1,5 m.
Câu 33: Đồ thị bên biểu diễn mối quan hệ giữa tọa độ và thời
gian của một vật chuyển động thẳng. Tốc độ trung bình của vật trong suốt quãng đường chuyển động bằng
A. 1,37 m/s. B. 1,24 m/s.
C. 1,73 m/s. D. 1 m/s.
Câu 34: Đồ thị bên biểu diễn mối quan hệ giữa tọa độ và
thời gian của một vật chuyển động thẳng. Đồ thị bao gồm ba giai đoạn (1), (2), (3) ứng với thời gian thay đổi trạng thái chuyển động là 2 giây và 4 giây và vật dừng lại sau 5 giây chuyển động. Tốc độ trung bình của vật trong suốt thời gian chuyển động bằng