ĐỀ TÀI SKKN NGUYỄN TIẾN DŨNG
PHẦN I. MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài:
- Vật lý là một môn học khó và trừu tượng, trên cơ sở là toán học. Bài tập
vật lý rất đa dạng và phong phú. Trong phân phối chương trình số tiết bài tâp lại
hơi ít so với nhu cầu cần củng cố và nâng cao kiến thức cho học sinh. Chính vì
thế, người giáo viên phải làm thế nào để tìm ra phương pháp tốt nhất nhằm tạo
cho học sinh niềm say mê yêu thích môn học này. Giúp học sinh việc phân loại
các dạng bài tập và hướng dẫn cách giải là rất cần thiết. Việc làm này rất có lợi
cho học sinh có các kỹ năng cần thiết, nắm được phương pháp giải và từ đó có
thể phát triển tính chủ động trong việc giải quyết các bài toán tương tự.
- Trong yêu cầu về đổi mới giáo dục về việc xây dựng một con người mới
trong thời đại mới. Học sinh được giáo dục để trở thành những người lao động
tri thức với các kỹ năng cơ bản trong việc định hướng xây dựng và giải quyết
vấn đề thực tại luôn đầy vận động biến đổi.
- Trong chương trình Vật lý lớp 10, phần cơ học có nhiều kiến thức phức
tạp và khó, đòi hỏi học sinh phải có những công cụ toán học và phương pháp tư
duy căn bản. Như các vấn đề về tọa độ, véc tơ, … làm cho những đối tượng học
sinh yếu, trung bình rất khó tiếp thu. Do đó kỹ năng xử lý các thông số vật lý
thường không được ấn tượng sâu đậm. Trên những vấn đề nổi cộm thực tế trong
việc giảng dạy đối tượng học sinh yếu, trung bình, tôi đã xây dựng đề tài:
“ CỦNG CỐ CÁC KỸ NĂNG CƠ BẢN CHO HỌC SINH YẾU KÉM
TRONG VIỆC GIẢI BÀI TẬP ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC ”.
2. Mục đích nghiên cứu:
- Đề tài nhằm giúp học sinh yếu được rèn luyện các kỹ năng tối thiểu trong
giải toán vật lý thông qua một hệ thống các bài tập căn bản. Từ đó các em dần
dần định hình cách thức tư duy giải quyết qua các bài tập cơ học tương tự. Tạo
tâm lý tự tin, yêu thích khi học bộ môn vật lý.
1
ĐỀ TÀI SKKN NGUYỄN TIẾN DŨNG
- Qua các bước rèn luyện các kỹ năng cần thiết, học sinh có thể tiếp nhận
kiến thức và kỹ năng ở các chương học tiếp theo cũng như các cấp học tiếp theo.
3. §èi tîng nghiªn cøu
Nhóm các bài tập về phần động học, động lực học trong chương trình cơ
học lớp 10 ban cơ bản.
4. NhiÖm vô nghiªn cøu
- Nghiên cứu một số vấn đề lý luận về bài tập vật lý.
- Phân loại các bước rèn luyện kỹ năng cơ bản trong việc giải bài tập định
lượng vật lý phần động học và động lực học.
- Lựa chọn hệ thống bài tập vận dụng.
5. Ph¹m vi nghiªn cøu
Hệ thống kỹ năng căn bản giải toán cơ học 10 phần động học – động lực
học giành cho học sinh mức độ yếu, trung bình thông qua hệ thống bài tập cơ
học căn bản.
6. Ph¬ng ph¸p nghiªn cøu
Trong đề tài tôi sử dụng các phương pháp chủ yếu là nghiên cứu lý luận về
bài tập Vật lý, các tài liệu về giáo dục học và từ thực tế giảng dạy của bản thân.
PHẦN II. NỘI DUNG
I- VỀ VẤN ĐỀ DẠY VÀ HỌC THÔNG QUA BÀI TẬP VẬT LÝ:
1.1. Vai trò của bài tập vật lý trong việc giảng dạy vật lý.
Việc giảng dạy bài tập vật lý trong nhà trường không chỉ giúp học sinh hiểu
được một cách sâu sắc và đầy đủ những kiến thức quy định trong chương trình
mà còn giúp các em vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những nhiệm vụ
của học tập và những vấn đề mà thực tiễn đã đặt ra.
Muốn đạt được điều đó, phải thường xuyên rèn luyện cho học sinh những
kỹ năng, kỹ xảo vận dụng kiến thức vào cuộc sống hằng ngày.
Kỹ năng vận dụng kiến thức trong bài tập và trong thực tiễn đời sống chính
là thước do mức độ sâu sắc và vững vàng của những kiến thức mà học sinh đã
2
ĐỀ TÀI SKKN NGUYỄN TIẾN DŨNG
thu nhận được. Bài tập vật lý với chức năng là một phương pháp dạy học có một
vị trí đặc biệt trong dạy học vật lý ở trường phổ thông.
Trước hết, vật lý là một môn khoa học giúp học sinh nắm dược qui luật vận
động của thế giới vật chất và bài tập vật lý giúp học sinh hiểu rõ những qui luật
ấy, biết phân tích và vận dụng những qui luật ấy vào thực tiễn. Lý thuyết là chưa
đủ để học sinh hiểu và nắm sâu sắc kiến thức . Chỉ thông qua việc giải các bài
tập vật lý dưới hình thức này hay hình thức khác nhằm tạo điều kiện cho học
sinh vận dụng kiến thức đã học để giải quyết các tình huống cụ thể thì kiến thức
đó mới trở nên sâu sắc và hoàn thiện.Vì vậy bài tập vật lý là một phương tiện rất
tốt để phát triển tư duy, óc tưởng tượng, khả năng độc lập trong suy nghĩ và
hành động, tính kiên trì trong việc khắc phục những khó khăn trong cuộc sống.
Bài tập vật lý là cơ hội để giáo viên củng cố kiến thức và kỹ năng cho học
sinh.
1.2. Phân loại bài tập vật lý.
1.2.1) Bài tập vật lý định tính hay bài tập câu hỏi lý thuyết.
1.2.2) Bài tập vật lý định lượng
* Bài tập tập dượt:
* Bài tập tổng hợp:
1.2.3) Bài tập đồ thị
* Đọc và khai thác đồ thị đã cho:
* Vẽ đồ thị theo những dữ liệu đã cho:
1.2.4) Bài tập thí nghiệm
II- VỀ VẤN ĐỀ BÀI TẬP ĐỘNG HỌC – ĐỘNG LỰC HỌC :
1. Nhận định chung:
a. Bài tập động học:
- Động học chỉ nghiên cứu về hình thức chuyển động mà không chỉ ra
nguyên nhân của chuyển động.
3
ĐỀ TÀI SKKN NGUYỄN TIẾN DŨNG
- Dựa vào các thông số, các phương trình toán học để tìm ra các kết quả về
không gian và thời gian.
b. Bài tập động lực học:
- Động lực học nêu nguyên nhân của chuyển động.
- Bài tập động lực học rèn luyện cách xét đoán nguyên nhân cũng như các
kết quả về động học.
c. Hệ qui chiếu:
- Hệ qui chiếu gồm hệ tọa độ và hệ đo thời gian. Một chuyển động cơ luôn
tồn tại và vận động trong không gian, theo thời gian.
2. Công cụ toán học:
+ Về tọa độ:
- Trục 0x: - Trục 0y:
- Trục x0y:
+ Về véctơ: có 4 đặc điểm chính: Điểm đặt, Phương, Chiều, Độ dài
3. Sơ đồ logic:
4
x
0
0
x
y
0
y
ĐỀ TÀI SKKN NGUYỄN TIẾN DŨNG
III- CÁC BƯỚC RÈN LUYỆN KỸ NĂNG CƠ BẢN.
1. VỀ PHẦN ĐỘNG HỌC:
- Về phần động học, khó khăn lớn nhất đối với học sinh trung bình yếu là
các vấn đề về tọa độ, mốc thời gian và cách qui ước hệ qui chiếu để xây
dựng phương trình chuyển động. Nếu học sinh nắm vững được phần này
thì các bài toán phát sinh còn lại chỉ mang nhiều màu sắc của kỹ thuật tính
toán.
Bước 1: Xây dựng hệ qui chiếu, lập phương trình chuyển động:
Bài toán 1: Một người khởi hành từ A chuyển động thẳng đều đi tới B với vận
tốc 20km/h.
Viết phương trình chuyển động của người đó.
HD:
Chọn trục 0x trùng với quĩ đạo AB, gốc tọa độ 0 trùng với A, chiều 0x là chiều
từ A đến B.
A B
V= 20km/h
Ta có: x
0
= 0. Do chiều chuyển động trùng với chiều 0x nên v>0.
Chọn gốc thời gian là lúc người đó bắt đầu khởi hành. Ta có t
o
=0.
Thay các dữ kiện vào phương trình: x = x
o
+ v(t – t
o
) ta được: x = 20t (km)
Vậy: cần nhấn mạnh việc tìm x
0
, t
0
và dấu của vận tốc v.
Bài toán 2:
Một người đi xe máy xuất phát từ địa điểm M lúc 8 h để tới địa điểm N cách M
một khoảng 180 km. Biết người đó đi với vận tốc 40km/h. Hãy lập phương trình
chuyển động của người đó.
HD: Chọn trục 0x trùng với quĩ đạo MN, gốc tọa độ 0 trùng với M, chiều 0x là
chiều từ M đến N.
M 180km N
V= 40km/h
5
x
0
A
x
0
A
ĐỀ TÀI SKKN NGUYỄN TIẾN DŨNG
Ta có: x
0
= 0. Do chiều chuyển động trùng với chiều 0x nên v>0.
Chọn gốc thời gian là lúc người đó bắt đầu khởi hành (gốc bắt đầu đo thời gian
là lúc 8 giờ). Ta có t
o
=0.
Thay các dữ kiện vào phương trình: x = x
o
+ v(t – t
o
) ta được: x = 40t (km)
Chú ý: cần phân biệt rõ thời điểm và thời gian chuyển động cho học sinh thông
qua ví dụ này.
Bài toán 3:Hai bến xe A và B cách nhau 84 km. Cùng một lúc có hai ôtô chạy
ngược chiều nhau trên đoạn đường thẳng giữa A và B để gặp nhau. Vận tốc của
ôtô chạy từ A là 38 km/h và của xe ôtô chạy từ B là 46 km/h. Coi chuyển động
của hai xe ôtô là đều. Chọn bến xe A làm mốc, chọn thời điểm xuất phát của hai
xe làm gốc thời gian và chọn chiều chuyển động của ôtô chạy từ A là chiều
dương. Viết phương trình chuyển động của mỗi xe ôtô?
HD:
Chọn trục 0x trùng với quĩ đạo AB, gốc tọa độ 0 trùng với A, chiều 0x là chiều
từ A đến B.
A 84km B
V
A
>0 V
B
<0
Ta có: x
0A
= 0. Do chiều xe A chuyển động trùng với chiều 0x nên V
A
>0.
Xe đi từ B, cách gốc tọa độ 0 một đoạn là AB nên sẽ có tọa độ ban đầu là:
x
0B
= 84km. Do 2 xe chuyển động ngược chiều để gặp nhau nên chuyển động
của chúng được mô tả như hình vẽ trên.
Vì vậy xe B đi ngược chiều dương trục 0x nên V
B
<0.
Chọn gốc thời gian là lúc hai người bắt đầu khởi hành. Ta có t
o
=0.
Thay các dữ kiện vào phương trình: x = x
o
+ v(t – t
o
) ta được:
Xe đi từ A: x
A
= 38t (km) và xe đi từ B: x
B
= 84 – 46t (km)
Bước 2: Ứng dụng giải các bài toán cơ bản.
Bài toán 4: ( Tìm thời điểm 2 xe gặp nhau)
Hai xe ôtô xuất phát cùng một lúc từ bến xe A và bến xe B, chạy ngược chiều
nhau để gặp nhau. Xe xuất phát từ A với vận tốc 55 km/h, xe xuất phát từ B có
6
x
0
ĐỀ TÀI SKKN NGUYỄN TIẾN DŨNG
vận tốc 45 km/h. Coi đoạn đường AB thẳng và dài 200 km; hai xe chuyển đông
đều. Hỏi sau bao lâu thì hai xe gặp nhau.
HD:
Áp dụng kỹ năng lập phương trình chuyển động ở trên ta có phương trình
chuyển động của mỗi xe là:
- Xe đi từ A: x
A
= 55t (km) và xe đi từ B: x
B
= 200 – 45t (km).
- Về lý luận: phương trình chuyển động của hai xe là phương trình xác định vị
trí thực tế thông qua tọa độ. Vì vậy khi hai xe gặp nhau thì chúng sẽ có cùng một
vị trí biểu diễn trên trục tọa độ. Hay x
A
= x
B
.
- Về mặt trình bày: ta có lời dẫn như sau:
Thời điểm gặp nhau của hai xe là nghiệm của phương trình: x
A
= x
B
.
Thay số ta được: 55t = 200 – 45t. Suy ra t = 2(h).
Bài toán 5: ( Tìm vị trí 2 xe gặp nhau và quãng đường mỗi xe đi được).
Một người khởi hành từ A về B với tốc độ không đổi 40 km/h. Cùng lúc đó,
người thứ hai đi từ B về A với vận tốc 60 km/h.
Biết khoảng cách AB = 100 km, được xem là thẳng.
a) Viết phương trình chuyển động của hai người trên.
b) Hai người gặp nhau ở vị trí nào? Khi gặp nhau, mỗi người đi được quãng
đường bao nhiêu?
HD:
Chọn trục 0x trùng với quĩ đạo AB, gốc tọa độ 0 trùng với A, chiều 0x là chiều
từ A đến B.
A 100km B
V
A
>0 V
B
<0
- Theo giả thiết và cách chọn trục tọa độ ta có: x
0A
= 0,V
A
>0. x
0B
= 84km, V
B
<0.
Chọn gốc thời gian là lúc hai người bắt đầu khởi hành. Ta có t
o
=0.
Thay các dữ kiện vào phương trình: x = x
o
+ v(t – t
o
) ta được:
Xe đi từ A: x
A
= 40t (km) và xe đi từ B: x
B
= 100 – 60t (km)
7
x
0
ĐỀ TÀI SKKN NGUYỄN TIẾN DŨNG
- Thời điểm gặp nhau của hai xe là nghiệm của phương trình: x
A
= x
B
.
Thay số ta được: 40t = 100 – 60t. Suy ra t = 1(h).
Khi đó quãng đường đi được của mỗi xe là: S
A
= 40t = 40km. S
B
= 60t = 60km.
Vị trí gặp nhau của hai xe cách gốc tọa độ 0 là: x
A
= x
B
= 40 km.
Chú ý: cần phân biệt cho học sinh về quãng đường và tọa độ thông qua bài tập
này.
Bài toán 6: ( Tìm khoảng cách giữa 2 xe tại thời điểm xác định)
Lúc 8 giờ sáng, một ôtô khởi hành từ A đi B với vận tốc không đổi v
1
= 36
km/h. Cùng thời điểm đó, một xe đạp khởi hành từ B đi về phía A với vận tốc
không đổi v
2
= 5 m/s. Coi đoạn đường AB là thẳng và dài 100 km. Hãy xác
định: vị trí của hai xe sau 2 giờ chuyển động.
HD: đổi 5m/s = 18km/h
Chọn trục 0x trùng với quĩ đạo AB, gốc tọa độ 0 trùng với A, chiều 0x là chiều
từ A đến B.
A 100km B
V
A
>0 V
B
<0
- Theo giả thiết và cách chọn trục tọa độ ta có: x
0A
= 0,V
A
>0. x
0B
= 100km,
V
B
<0.
Chọn gốc thời gian là lúc hai người bắt đầu khởi hành. Ta có t
o
=0.
Thay các dữ kiện vào phương trình: x = x
o
+ v(t – t
o
) ta được:
Xe đi từ A: x
A
= 36t (km) và xe đi từ B: x
B
= 100 – 18t (km)
- Về lý luận: phương trình chuyển động của hai xe là phương trình xác định vị
trí thực tế thông qua tọa độ. Vì vậy giả sử tại thời điểm t xe A tới vị trí M, xe B
tới vị trí N. Khi đó vị trí hai xe được xác định thông qua tọa độ OM và ON. Và
khoảng cách giữa chúng là: L = |OM - ON| = |x
M
- x
N
|
- Áp dụng lý thuyết trên vào bài toán ta thấy:
Sau 1,5h xe A có tọa độ là x
M
= 54km, xe B có tọa độ là: x
N
= 73km. Khi đó
khoảng cách giữa hai xe là: L = |54 – 73| = 19 (km)
8
x
0
ĐỀ TÀI SKKN NGUYỄN TIẾN DŨNG
Chú ý: cần phân biệt cho học sinh về sự đồng nhất về mốc so sánh, cụ thể thông
qua bài tập này là việc cùng đơn vị đo và hệ qui chiếu.
Các bài tập tương tự:
Bài 1 : Lúc 6 giờ, một người đi xe đạp chuyển động thẳng từ A đến B với tốc độ
không đổi 15 km/h. Chọn trục OX là đường thẳng AB, chiều dương từ A đến B.
Góc tọa độ tại A, góc thời gian lúc 6h.
a) Viết phương trình chuyển động của người đi xe đạp.
b) Lúc 10 giờ người đi xe đạp ở vị trí nào? Đi được quảng đường bao nhiêu ?
Bài 2 : Một người khởi hành từ A về B với tốc độ không đổi 40 km/h. Cùng lúc
đó, người thứ hai đi từ B về A với vận tốc 60 km/h. AB = 120 km.
a) Viết phương trình chuyển động của hai người trên.
b) Hai người gặp nhau ở vị trí nào? Khi gặp nhau, mỗi người đi được quãng
đường bao nhiêu?
c) Tính khoảng cách giữa hai người sau khi chuyển động 1 giờ; 1,5 giờ.
Bài 3: Một chất điểm chuyển động thẳng đều dọc theo trục tọa độ OX có
phương trình chuyển động dạng: x= 40 + 5t. với x tính bằng (m), t tính bằng (s).
a) Xác định tính chất chuyển động? (chiều? vị trí ban đầu? và vận tốc đầu?)
b) Xác định tọa độ chất điểm lúc t= 10s.
c) Xác định quãng đường trong khoảng thời gian từ t
1
= 10s đến t
2
= 30s.
2. VỀ PHẦN ĐỘNG LỰC HỌC:
- Phần động lực học, các bài tập định lượng chủ yếu được xây dựng trên cơ sở
của bài toán chuyển động thẳng biến đổi đều. Do đó việc tìm được gia tốc là rất
cần thiết. Nếu học sinh nắm vững được kỹ năng tìm gia tốc thì việc liên kết giữa
chuyển động và lực học sẽ trở nên đơn giản hơn, vừa sức hơn cho các em.
- Học sinh cần nắm vững các tính chất của véctơ, sử dụng thành thạo một số ứng
dụng của véctơ trong bài toán vật lý.
- Phép chiếu véc tơ, đây là một trở ngại lớn cho các em học sinh khi học vật lý.
Do đó việc củng cố lại phép chiếu véc tơ là tất yếu. Phép chiếu véctơ còn xuyên
9
ĐỀ TÀI SKKN NGUYỄN TIẾN DŨNG
suốt trong các bài toán bậc trung học phổ thông. Đây là một lỗ hổng rất nguy
hiểm, cần phải được bồi đắp lại.
Bước 1:
+ Củng cố lại các đặc điểm của véctơ: (4 đặc điểm)
+ Củng cố lại cộng véctơ, phép tổng hợp và phân tích lực trong các trường hợp
đơn giản:
Ta có
21
FFF
+=
Trường hợp 1 :
21
F,F
cùng phương, cùng chiều
F = F
1
+ F
2
Trường hợp 2 :
21
F,F
cùng phương, ngược chiều.
F = F
1
- F
2
(F
1
> F
2
)
Trường hợp 3 :
21
F,F
vuông góc
F =
2
2
2
1
FF +
Trường hợp 4 :
21
F,F
cùng độ lớn và hợp với nhau một góc
α
F = 2F
1
cos
2
α
Trường hợp 5:
21
F,F
khác độ lớn và hợp với nhau một góc
α
α++=
α−π−+=
cosFF2FFF
)cos(FF2FFF
21
2
2
2
1
2
21
2
2
2
1
2
+ Củng cố lại phép chiếu véctơ lên hệ trục x0y.
Hình chiếu của véctơ lên các trục là
phép chiếu vuông góc.
hc
ox
(AB) =PQ. hc
oy
(AB) =MN.
10
)
y
Q
P
M
N
B
A
0
x
ĐỀ TÀI SKKN NGUYỄN TIẾN DŨNG
+ Củng cố về phép so sánh 2 véctơ. Từ đó nhấn mạnh mối liên hệ giữa lực và
gia tốc về hướng.
a kb
=
Nếu k>0 thì
a b
↑↑
Nếu k<0 thì
a b
↑↓
Ta thấy:
F ma
=
u
và m>0 nên
F a
↑↑
u
Bước 2: Tính gia tốc:
Gia tốc có nhiều cách tính, do đó cũng có nhiều dạng giả thiết. Ví dụ như:
- Cho các vận tốc, thời gian tìm gia tốc. Ta dùng công thức:
2 1
v v
a
t
−
=
∆
- Cho các vận tốc, quãng đường. Ta dùng công thức:
2 2
2 1
v v
a
s
−
=
- Cho quãng đường, hoặc tọa độ và thời gian, cùng các thông số chuyển động.
Ta dùng các công thức tương ứng: x = x
0
+ v
0
.t +
2
1
at
2
hoặc S = v
0
.t +
2
1
at
2
Vậy nên, học sinh cần nắm vững kỹ năng xử lý tương ứng với các dạng giả thiết.
Qua đó dần hình thành cho các em tư duy ngôn ngữ và con đường tư duy cho
não bộ.
Dưới đây xin giới thiệu một vài bài tập cơ bản. Trong thực tế giảng dạy, học
sinh sẽ thực hành tại nhà với lượng bài tập đủ nhiều để thành thạo các kỹ năng.
Bài toán 1: Một ôtô chạy trên một đường thẳng với vận tốc 25m/s. Hai giây sau,
vận tốc của xe là 20 m/s. Cho rằng chuyển động của xe là biến đổi đều. Hỏi gia
tốc của xe trong khoảng thời gian đó là bao nhiêu?
HD:
Trước khi tính toán cần phân tích quá trình vật lý trong giả thiết đã nêu:
Ta có thể dùng sơ đồ:
11
Thời điểm trước:
Thông số:
v
1
, t
1
, x
1
Thời điểm sau:
Thông số:
v
2
, t
2
, x
2
, s
Quá trình
Biến đổi
ĐỀ TÀI SKKN NGUYỄN TIẾN DŨNG
Ta có: thông số ban đầu: v
1
= 25m/s, t
1
= 0,
Thông số sau: v
2
= 20m/s, t
2
= 2s.
Áp dụng công thức
2 1
v v
a
t
−
=
∆
thay số ta được
2
2,5
m
a
s
= −
Chú ý: dễ dàng nhận thấy đây là chuyển động chậm dần đều. Vì thế học sinh
thường rất hay nhầm lẫn rằng gia tốc a<0. Cần lưu ý cho học sinh về điều kiện
của chuyển động thẳng chậm dần đều là: a.v<0, vì mặc định v>0 do chiều
chuyển động là chiều dương nên ta suy ra a<0. Nếu ban đầu ta chọn điều kiện
để v<0 thì kết quả là a>0.
Bài toán 2: Một tàu thuỷ tăng tốc đều đặn từ 15m/s đến 25m/s trên một quãng
đường thẳng dài 500m. Hãy xác định:
HD:
Thông số đầu: v
1
= 15m/sthông số sau: v
2
= 25m/s, s = 500m.
Áp dụng công thức:
2 2
2 1
v v
a
s
−
=
thay số ta được:
2
0,8
m
a
s
=
Chú ý: Tương tự như trên, điều kiện chuyển động thẳng nhanh dần đều là a.v>0
vì ta mặc định v>0 nên suy ra a>0. Nếu bài toán cho v<0 thì kết quả là a<0. Và
chuyển động trên là chuyển động thẳng nhanh dần đều. Điều này cần lưu ý
tránh nhầm trong quan niệm của học sinh.
Bước 3: Giải bài toán định luật 2 Niutơn cơ bản.
Bài toán 1: Người ta kéo một vật có khối lượng m = 10kg theo phương ngang.
Biết lực kéo không đổi là 20N, vật chuyển động thẳng không masat. Tính gia tốc
mà vật nhận được.
HD: áp dụng định luật 2N ta có: F = ma. =>
2
20
2
10
F m
a
m s
= = =
Bài toán 2: Một chiếc xe khối lượng m = 100 kg đang chạy với thẳng đều thì
hãm phanh. Biết lực hãm phanh là 250 N. Tìm gia tốc vật nhận được khi hãm
phanh.
HD:
12
ĐỀ TÀI SKKN NGUYỄN TIẾN DŨNG
- Chọn chiều chuyển động là chiều dương, suy ra v>0.
- Do lực có tác dụng hãm chuyển động nên lực có chiều ngược với chiều chuyển
động hay F<0. Ta được F = - 250N
- Áp dụng định luật 2N ta có: F = ma. =>
2
250
2,5
100
F m
a
m s
−
= = = −
- Dễ dàng kiểm chứng kết quả: Ta có v>0, a<0 nên a.v<0: đây là dấu hiệu cho
biết vật chuyển động chậm dần đều. Kết quả là nếu cứ tiếp tục hãm phanh thì xe
sẽ dừng lại.
Bước 4: Bài toán xác định lực tác dụng vào vật.
Bài toán 1: Kéo một vật khối lượng m bởi một lực không đổi. Biết lực cản
không đổi tác dụng vào vật là f và vật chuyển động thẳng đều. Biểu diễn các lực
tác dụng và viết phương trình chuyển động của vật.
HD: Các lực tác dụng vào vật như hình vẽ:
Áp dụng định luật 2N ta có:
Phương trình chuyển động của vật là:
.F f N P m a
+ + + =
u u uu u
Bài toán 2: Người ta cần nâng một kiện hàng thẳng đứng lên phía trên. Biết lực
nâng là không đổi, kiện hàng chuyển động đều. Bỏ qua mọi masat. Hãy vẽ biểu
diễn các lực tác dụng vào vật và viết phương trình chuyển động.
HD: các lực tác dụng vào vật như hình vẽ:
Áp dụng định luật 2N ta có:
Phương trình chuyển động của vật là:
.F P m a
+ =
u u
Bước 5: Giải bài toán vật chịu tác dụng của nhiều lực.
- Cần nhắc lại để học sinh nắm vững phép chiếu véctơ lên các trục tọa độ.
- Lưu ý học sinh xác định đầy đủ các lực tác dụng vào vật.
Bài toán 1: Kéo một vật khối lượng 5kg bởi một lực không đổi. Biết lực cản
không đổi tác dụng vào vật là 10N và vật chuyển động thẳng đều.
Tính lực kéo vật.
13
N
F
P
f m
0
x
F
P
0
y
ĐỀ TÀI SKKN NGUYỄN TIẾN DŨNG
HD: Các lực tác dụng vào vật như hình vẽ:
Áp dụng định luật 2N ta có:
Phương trình chuyển động của vật là:
.F f N P m a
+ + + =
u u uu u
(*)
Chọn trục 0x như hình vẽ, Gốc 0 trùng với trọng tâm G của vật m.
Ta chiếu phương trình (*) lên trục 0x và lưu ý a = 0 do chuyền động đều, thu
được:
F – f + 0 + 0 = m.0 => F = f = 10N.
Bài toán 2: Người ta cần nâng một kiện hàng khối lượng 500kg thẳng đứng lên
phía trên. Biết lực nâng là không đổi, kiện hàng chuyển động đều. Bỏ qua mọi
masat, lấy g = 10m/s
2
. Hãy vẽ biểu diễn các lực tác dụng vào vật và viết phương
trình chuyển động.
HD: các lực tác dụng vào vật như hình vẽ:
Áp dụng định luật 2N ta có:
Phương trình chuyển động của vật là:
.F P m a
+ =
u u
(**)
Chọn trục 0y như hình vẽ, Gốc 0 trùng với trọng tâm G của vật m.
Chiếu phương trình (**) lên trục 0y và lưu ý a = 0 do chuyền động đều, ta được:
F – P = 0 => F = P = m.g = 500.10 = 5000N.
Bài toán 3: Một xe tải kéo một ô tô bằng dây cáp. Từ trạng thái đứng yên sau
100s ô tô đạt vận tốc V = 36km/h. Khối lượng ô tô là m = 1000 kg. Lực ma sát
bằng 0,01 trọng lực ô tô. Tính lực kéo của xe tải trong thời gian trên.
HD: Chọn hướng và chiều như hình vẽ
Ta có gia tốc của xe là:
)s/m(1,0
100
010
t
VV
a
2
0
=
−
=
−
=
Theo định luật II Newtơn :
→→→
=+ amfF
ms
F − f
ms
= ma
14
0
x
N
F
P
f
m
F
P
0
y
ĐỀ TÀI SKKN NGUYỄN TIẾN DŨNG
F = f
ms
+ ma = 0,01P + ma = 0,01(1000.10 + 1000.0,1) = 200 N
Bài toán 4: Vật khối lượng m=1kg được kéo chuyển động ngang bởi lực
F
hợp
góc
α
=30
0
với phương ngang, độ lớn F=2N. Biết sau khi chuyển động được 2s,
vật đi được quãng đường 1,66m. Cho g=10m/s
2
.
Tính hệ số ma sát trượt k giữa vật và sàn.
HD:
- Các lực tác dụng vào vật như hình vẽ:
- Phương trình chuyển động của vật là:
.
ms
F F N P m a
+ + + =
u uuu uu u
(***)
- Chọn hệ trục x0y như hình vẽ:
- Chiếu phương trình (***) lên hệ trục x0y ta được: Fcosα – F
ms
= ma
Chiếu (***) lên 0y ta được: Fsinα – P + N = 0 => N = P - Fsinα
Lại có F
ms
= µN = µ(P - Fsinα) thay vào (1) ta được:
Fcosα – µ(P - Fsinα) = ma Trong đó a=
2
2
t
s
=0,83 (m/s
2
).
suy ra µ=0,1
3. Các bài tập tổng hợp tự luyện:
i. Phần động học:
Bài 1: Lúc 6 giờ một ô tô xuất phát từ A đi về B với vận tốc 60km/h và cùng lúc
một ô tô xuất phát từ B về A với vận tốc 50km/h. A và B cách nhau 220km.Lấy
AB làm trục tọa độ, A là gốc tọa độ, chiều dương từ A đến B và gốc thời gian là
lúc 6 giờ.
a. Lập phương trình chuyển động của mỗi xe.
b. Định vị trí và thời gian hai xe gặp nhau.
Bài 2: Lúc 7 giờ một ô tô khởi hành từ A đi về B với vân tốc 40km/h. Cùng lúc
một xe khởi hành từ B về A với vận tốc 60km/h. Biết AB= 150km.
a. Lập phương trình chuyển động của mỗi xe.
b. Định vị trí và thời gian và thời điểm hai xe gặp nhau.
15
y
x
ĐỀ TÀI SKKN NGUYỄN TIẾN DŨNG
Bài 3: Lúc 8h tại hai điểm A và B cách nhau 40km có hai ôtô chạy cùng chiều
trên đường thẳng từ A đến B. Tốc độ của ôtô chạy từ A là 60km/h và tốc độ của
ôtô chạy từ B là 40km/h. Chọn A làm gốc toạ độ, gốc thời gian lúc 8h, chiều
dương từ A đến B.
a) Lập phương trình chuyển động của hai xe.
b) Xác định vị trí và thời điểm hai xe gặp nhau.
Bài 4: Lúc 7h tại hai điểm A và B cách nhau 200km có hai ôtô chạy ngược
chiều trên đường thẳng từ A đến B. Tốc độ của ôtô chạy từ A là 60km/h và tốc
độ của ôtô chạy từ B là 40km/h. Chọn A làm gốc toạ độ, gốc thời gian lúc 7h,
chiều dương từ A đến B.
a) Lập phương trình chuyển động của hai xe.
b) Xác định vị trí và thời điểm hai xe gặp nhau.
Bài 5: Lúc 9h tại điểm A một ôtô CĐTĐ từ A đến B với tốc độ 36km/h. Nửa
giờ sau một xe khác đi từ B về A với tốc độ 54km/h. AB = 108km
a) Xác định vị trí và thời điểm hai xe gặp nhau.
b) Xác định thời điểm hai xe cách nhau 45km.
Bài 6: Người đi xe đạp khởi hành ở A và người đi bộ khởi hành ở B cùng lúc và
đi theo hướng từ A đến B. Vận tốc người đi xe đạp là v
1
= 12 km/h, người đi bộ
là v
2
= 5 km/h. Biết AB = 14 km.
a. Họ sẽ gặp nhau sau khi khởi hành bao lâu và cách B bao nhiêu km ?
Bài 7: Hai người đi mô tô xuất phát cùng lúc tại hai điêm A và B cách nhau
10km, chuyển động cùng chiều theo hướng từ A đến B. Vận tốc người xuất phát
từ A là 50 km/h và người từ B là 40 km/h. Coi chuyển động của họ là thẳng đều.
a. Chọn gốc tọa độ là B, chiều dương AB. Lập phương trình chuyển động
của mỗi xe.
b. Định vị trí và thời điểm hai xe gặp nhau.
c. Qung đường đi được của mỗi xe cho đến khi gặp nhau.
ii. Phần động lực học:
16
ĐỀ TÀI SKKN NGUYỄN TIẾN DŨNG
Bài 1. Sau 10s đoàn tàu giảm tốc độ từ 54km/h xuống 18km/h. Nó chuyển động
thẳng đều trong 30s tiếp theo. Sau đó nó CĐCDĐ và đi thêm được 10s thì dừng
hẳn.Tính gia tốc của đoàn tàu trong mỗi giai đoạn.Vẽ đồ thị vận tốc thời gian
của đoàn tàu .
Bài 2. Một ôtô đang chạy với tốc độ 72km/h thì tắt máy CĐTCDĐ chạy được
thêm 200m nữa thì dừng hẳn
a) Tính gia tốc của xe và thời gian kể từ lúc tắt máy đến lúc xe dừng lại.
b) Kể từ lúc tắt máy ôtô mất bao lâu để đi được quãng đường 150m.
Bài 3. Một ôtô đang chạy với tốc độ 15m/s thì tắt máy CĐTCDĐ chạy được
125m thì tốc độ của ôtô là 10m/s. Tính gia tốc của xe và thời gian kể từ lúc tắt
máy đến lúc xe dừng lại.
Bài 4. Một vật CĐTNDĐ không vận tốc đàu, đi được quãng đương s trong t
giây.Tính thời vật đi được ¾ đoạn đương đầu và ¾ đoạn đường cuối.
Bài 5. Cùng một lúc một ôtô và một xe đạp khởi hành từ hai điểm A, B cách
nhau 120m và chuyển động cùng chiều, ôtô đuổi theo xe đạp. Ôtô bắt đầu rời
bến CĐTNDĐ với gia tốc 0,4m/s
2
, xe đạp CĐTĐ với tốc độ 18km/h. Xác định
thời điểm và vị trí hai xe gặp nhau. Sau bao lâu thì hai xe cách nhau 300m
Bài 6. Một xe đạp đang đi với tốc độ 7,2km/h thì xuống dốc CĐTNDĐ với gia
tốc 0,2m/s
2
. Cùng lúc đó một ôtô lên dốc với tốc độ 72km/h CĐTCDĐ, với gia
tốc 0,4m/s
2
. Xác định vị trí và thời điểm hai xe gặp nhau. Biết dốc dài 570m.
Bài 7: Một chiếc xe khối lượng m = 100 kg đang chạy với vận tốc 30,6 km/h thì
hãm phanh.Biết lực hãm phanh là 250 N .Tìm quãng đường xe còn chạy thêm
đến khi dừng hẳn
Bài 8: Dưới tác dụng của lực F nằm ngang ,xe lăn chuyển động không vận tốc
đầu ,đi được quãng đường 2,5 m trong thời gian t. Nếu đặt thêm vật khối lượng
250 g lên xe thì xe chỉ đi được quãng đường 2m trong thời gian t Bỏ qua ma sát .
Tìm khối lượng xe.
Bài 9: Một xe lăn khối lượng 50 kg , dưới tác dụng của 1 lực kéo theo phương
nằm ngang chuyển động không vận tốc đầu từ đầu đến cuối phòng mất 10 s.Khi
17
ĐỀ TÀI SKKN NGUYỄN TIẾN DŨNG
chất lên xe một kiện hàng, xe phải chuyển động mất 20 s.Bỏ qua ma sát. Tìm
khối lượng kiện hàng.
Bài 10: Lực F Truyền cho vật khối lượng
1
m
gia tốc
2
/2 sm
,truyền cho vật khối
lượng
2
m
gia tốc
2
/6 sm
.Hỏi lực F sẽ truyền cho vật có khối lượng
21
mmm +=
một gia tốc là bao nhiêu?
Bài 11 Lực F Truyền cho vật khối lượng
1
m
gia tốc
2
/5 sm
,truyền cho vật khối
lượng
2
m
gia tốc
2
/4 sm
.Hỏi lực F sẽ truyền cho vật có khối lượng
21
mmm −=
một gia tốc là bao nhiêu?
Bài 12: Vật chịu tác dụng lực ngang F ngược chiều chuyển động thẳng trong 6s,
vận tốc giảm từ 8m/s còn 5m/s. Trong 10s tiếp theo lực tác dụng tăng gấp đôi
về độ lớn còn hướng không đổi. Tính vận tốc vật ở thời điểm cuối.
III. KẾT QUẢ THỰC TIỄN.
- Từ thực tiễn giảng dạy học sinh, thông qua tiến trình thực hiện tôi nhận thấy
một số điểm sau:
1. Hầu hết các em đều nắm được bản chất vật lý và các dạng thông tin bài toán
cho. Biết cách khai thác giả thiết, biết lập liên hệ gia thiết – kết luận.
2. Thông qua tiến trình này, các em cũng đã có cái nhìn khái quát về nội dung
cũng như liên kết chương động học – động lực học.
3. Tiến trình này sự thực đã có hiệu quả thực tế tại cơ sở giảng dạy.
4. Về tư duy, đa bước đầu hình thành ở các em khả năng nhận biết và xây dựng
đường hướng tư duy trong mỗi bài toán cụ thể.
5. Từ thực tế trên, nếu xây dựng được một cơ cấu hoàn chỉnh để áp dụng cho
phạm vi toàn chương trình thì đây có thể sẽ là một cứu cánh mới.
18
ĐỀ TÀI SKKN NGUYỄN TIẾN DŨNG
PHẦN III. KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ
1. Kết luận
- Đề tài đã đáp ứng được nhu cầu thực tế trong việc rèn luyện kỹ năng cơ
bản cho đối tượng học sinh trung bình yếu. Tạo một tiền đề vững chắc trong các
thức tư duy giải bài tập định lượng nói riêng và tư duy logic khoa học nói chung.
Học sinh sẽ có những kỹ năng rất cơ bản để học tập và tìm tòi kiến thức bộ môn
vật lý ở trường THPT.
- Đề tài được xây dựng trên kinh nghiệm giảng dạy thực tế nên đây sẽ là
cơ hội để các thầy cô tham khảo đóng góp ý kiến. Qua đó sẽ rút ra nhiều kinh
nghiệm trong giảng dạy và nâng cao trình độ giảng dạy của bản thân.
2. Kiến nghị
- Thực tế giảng dạy cho thấy, hệ thống giáo dục còn rất nhiều vấn đề về
con người cũng như lượng chất tri thức cần truyền tải. Qua đề tài này, xin có
một số kiến nghị như sau:
- Về phía Sở GD và ĐT cần xem xét điều chỉnh có tính hệ thống.
- Về phía nhà trường phổ thông, cần có các hoạt động củng cố lại các kỹ
năng và kiến thức tối thiểu cho các em học sinh lớp 10. Thực tế phần lớn học
sinh đang học lớp 10 ở nhiều trường phổ thông là thực trạng ngồi nhầm lớp. Đây
là nguy cơ tạo nên một nền tảng xã hội kém tri thức trong tương lai.
XÁC NHẬN CỦA
THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ
Thanh hóa,ngày 25 tháng 5 năm 2013
(Tôi xin cam đoan SKKN này là sự sáng
tạo của bản thân tôi)
NGƯỜI VIẾT
Nguyễn Tiến Dũng
19
ĐỀ TÀI SKKN NGUYỄN TIẾN DŨNG
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Triết học duy vật biện chứng Mác Lê-Nin (Qui luật của nhận thức và tư duy).
2. Tâm lí học Jean Piaget.
3. Phương pháp dạy bài tập Vật lý, Phạm Hữu Tòng. NXB Giáo dục, 1989.
4. Phương pháp giảng dạy Vật lý ở trường phổ thông, tập I. Nguyễn Văn Đồng-
An Văn Chiêu- Nguyễn Trọng Di- Lưu Văn Tạo. NXB Giáo dục, 1979.
20