Tài liệu Skkn một số kinh nghiệm dạy dạng bài tập đồ thị phần toán chuyển động trong vật lí thcs

PHÒNG GIÁO DỤC & ĐẠO TẠO HUYỆN ĐAN PHƯỢNG Trường THCS Liên Hà SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐỀ TÀI: MỘT SỐ KINH NGHIỆM DẠY DẠNG BÀI TẬP ĐỔ THỊ PHẦN TOÁN CHUYỂN ĐỘNG TRONG VẬT LÍ TRUNG HỌC CƠ SỞ Môn: Vật lí Tên tác giả: Lê Thị Hoan Chức vụ: Giáo viên Một số kinh nghiệm dạy dạng bài tập đồ thị phần toán chuyển động trong vật lí THCS PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ I. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Luâ ̣t Giáo dục năm 2005 củ nươc Cô ̣ng hỏ xa hô ̣i chu nghỉ Viê ̣t N̉m cũng qui định ro “Mục tiêu củ giáo dục ph̉ thôngG là: “Gíp học sinh phát triển toàn diê ̣n vê đạo đứcc, trí tuê ̣c, thể châtc, thâm mi và các ki năng cơ bảnc, phát triển năng lưc cá nhânc, tính năng đô ̣ng sáng tạoc, hinh thành nhân cách con người Viê ̣t N̉m xa hô ̣i chu nghỉc, xây dưng tư cách và trách nhiê ̣m công dân;c chuân bị cho học sinh tiêp tục học lên c̉o hoă ̣c đi vào cuô ̣c sống l̉o đô ̣ngc, th̉m gỉ l̉o đô ̣ng bảo vê ̣ T̉ quốcGc Thưc hiê ̣n nghị quyêt trung ương II khó̉ VIII củ Đảng Cô ̣ng sản Viê ̣t N̉m: “Đ̉i mơi mạnh me phương pháp giáo dục và đào tạoc, khăc phục lối truyên thụ mô ̣t chiêuc, r̀n luyê ̣n thành nêp tư duy sáng tạo củ người học̣Gc Vật lí là cơ sở củ nhiêu ngành ki thuật qủn trọngc, sư phát triển củ khỏ học vật lí găn bó chặt chec, tác động qủ lại trưc tiêp tơi sư tiên bộ củ khỏ học và ki thuậtc Vi vậy hiểu vật lí có giá trị to lơn trong đời sống và sản xuâtc, đặc biệt trong công nghiệp hoá và hiện đại hoá đât nươcc Căn cứ vào nhiệm vụ chương trinh vật lí Trung học cơ sở là: Cung câp cho học sinh một hệ thống kiên thức cơ bảnc, ở trinh độ ph̉ thông trung học cơ sởc, bươc đầu hinh thành ở học sinh những ki năng và thói quen làm việc khỏ họcc, góp phần hinh thành ở học sinh các năng lưc nhận thứcc, năng lưc hành đô ̣ng và các phâm châtc, nhân cách mà mục tiêu giáo dục Trung học cơ sở đê r̉c Căn cứ vào nhiê ̣m vụ bồi dương học sinh gioi hàng năm củ trường ph̉ thông nhăm phát hiê ̣n những học sinh có năng lưc học tâ ̣p môn vâ ̣t lí THCS để bồi dương nâng c̉o năng lưc nhâ ̣n thứcc, hinh thành các cho em những ki năng cơ bản và nâng c̉o trong viê ̣c giải các bài tâ ̣p vâ ̣t líc Gíp các em th̉m dư các ki thi học sinh gioi câp quâ ̣nc, thành phố đạt kêt quả c̉o nhâtc Hiê ̣n n̉yc, các tài liê ̣u bồi dương kiên thức cho học sinh gioi vâ ̣t lí có rât nhiêu nhưng chử hê ̣ thống vê nô ̣i dungc, không đi sâu vào phương pháp giải các dạng bài tâ ̣p cụ thểc Hơn nữ̉c, nhu cầu học củ học sinh hiê ̣n n̉y ngày càng c̉oc Chương trinh vâ ̣t lí trung học cơ sở gồm bốn mảng kiên thức lơn: Cơ học;c Nhiê ̣t học;c Qủng học;c Điê ̣nc, Điê ̣n tư họcc Trong đó các bài toán “ đồ thị phần toán chuyển đô ̣ngG thuô ̣c mảng kiên thức “Cơ họcG là những bài toán thiêt thưc găn bó vơi đời sống hàng ngày củ họcc Tuy nhiênc, viê ̣c giải thích và tính toán ở loại bài tâ ̣p này các em gă ̣p không ít khó khănc Phần “Chuyển động cơ họcG được bố trí ở lơp 8 vơi 3 bài học gồm: Chuyển động cơ họcc, vận tốcc, chuyển động đêu và chuyển động không đêuc Vi vâ ̣yc, nhăm gíp học sinh không con ĺng t́ng trong viê ̣c phân tích và giải các bài tâ ̣p đồ thị chuyển động nâng c̉oc Vơi mong muốn đóng góp vào viê ̣c nâng c̉o chât lượng bồi dương học sinh gioi Trung học cơ sở nói chung và đặc biê ̣t để gíp quá trinh linh hộic, vận dụng phương pháp để giải các bài tập đồ thị chuyển động nâng c̉o được tốt hơn đa thôi th́c tôi quyêt định lử chọn đê tài: Một số kinh nghiệm dạy dạng bài tập đồ thị phần toán chuyển động trong vật lí THCS "Một số kinh nghiệm dạy dạng bài tập đồ thị phần toán chuyển động trong vật lí trung học cơ sở”. II. MỤC ĐÍCHH, NHIỆM VỤ NGHINN CỨU. 1. Mục đích: Nghiên cứu hệ thống hó̉ một số dạng giải bài tâ ̣p đồ thị toán chuyển động trong vâ ̣t lí Trung học cơ sở nhăm r̀n luyê ̣n ki năng giải bài tâ ̣p đồ thị toán chuyển động nâng c̉o cho học sinhc, góp phần đây mạnh nâng c̉o chât lượng học tâ ̣pc, phát triển năng lưc sáng tạo củ học sinhc Hương tơi cung câp cho giáo viên mô ̣t tài liê ̣u th̉m khảo để bồi dương học sinh gioi vâ ̣t lí THCSc 2. Nhiệm vụ:  Nghiên cứu cơ sở lí luận vê những vân đê chung củ bài tập đồ thị phần toán chuyển động trong vật lí Trung học cơ sởc  Nghiên cứu một số dạng bài tập đồ thị toán chuyển động trong vật lí THCSc, tư đó soạn thảo tiên trinh hương dẫn học sinh giải bài tâ ̣p đồ thị vâ ̣t lí theo các dạngc  Biên soạn một số dạng giải bài tâ ̣p đồ thị toán chuyển động trong vâ ̣t lí Trung học cơ sởc  Tiên hành thưc nghiệm sư phạm và t̉ng kêt những kêt quả thưc nghiệmc  Kêt luận và kiên nghịc III. ĐỐI TƯỢNG NGHINN CỨU.  Một số dạng giải bài tập đồ thị phần toán chuyển động trong vật lí THCSc  Các tài liệu th̉m khảo có liên qủn tơi bài tập đồ thị phần toán chuyển động trong vật lí THCSc  Chương trinh vâ ̣t lí 8 THCSc IV. PHƯƠNG PHÁP NGHINN CỨU. Để thưc hiện được các nhiệm vụ trênc, đê tài sư dụng các phương pháp nghiên cứu chu yêu s̉u:  Phương pháp nghiên cứu lí thuyêtc  Phương pháp điêu tr̉c  Phương pháp thưc nghiê ̣mc Một số kinh nghiệm dạy dạng bài tập đồ thị phần toán chuyển động trong vật lí THCS PHẦN II: NỘI DUNG Chương I: Cơ sở lí luận của đề tài I. Khái niệm về bài tập vật lí. Bài tập vật lí là một yêu cầu đặt r̉ cho người họcc, được người học giải quyêt dử trên cơ sở các lập luận logicc, nhờ các phép tính toánc, các thí nghiệmc, dử trên những kiên thức vê khái niệmc, định luật và các thuyêt vật líc II. Mục đích hướng dẫn học sinh phương pháp giải bài tập vật lí.  Bài tập vật lí gíp cho học sinh ôn tậpc, đào sâuc, mở rộng kiên thứcc  Bài tập có thể là điểm khởi đầu để dẫn đên kiên thức mơic  Giải bài tập vật lí r̀n luyện ki năngc, ki xảoc, vận dụng lí thuyêt vào thưc tiễnc, r̀n luyện thói quen vận dụng kiên thức khái quátc  Giải bài tập là một trong những hinh thức làm việc tư lưc c̉o củ học sinhc   III. Giải bài tập góp phần làm phát triển tư duy sáng tạo củ học sinhc Giải bài tập vật lí là một phương tiện để kiểm tr̉ mức độ năm vững kiên thức củ học sinhc Phân loại bài tập vật lí: Tùy thuộc vào mục đích sư dụng mà t̉ có nhiêu cách phân loại bài tập vật lí khác nh̉u: Phân loại theo mục đíchc, phân loại theo nội dungc, phân loại theo cách giảic, phân loại theo mức độ khó dễc 1. Phân loại theo nội dung Có thể chỉ làm bốn loại:  Bài tập có nội dung lịch sư  Bài tập có nội dung cụ thể và trưu tượng  Bài tập có nội dung theo phân môn  Bài tập có nội dung ky thuật t̉ng hợp 2. Phân loại theo phương tiêṇ giải Có thể chỉ r̉ thành bốn loạic  Bài tập định tính  Bài tập định lượng  Bài tập thí nghiệm - Bài tập đồ thị: Là loại bài tập trong đó các số liệu được dùng làm dữ liệu để giải phải tim trong các đồ thị cho trươc hoặc ngược lạic Loại này đoi hoi người học phải biểu diễn quá trinh diễn biên củ hiện tượng nêu trong bài tập đồ thịc Một số kinh nghiệm dạy dạng bài tập đồ thị phần toán chuyển động trong vật lí THCS 3. Phân loại theo trình độ phát triển tư duy Các câp độ nhận thức theo Bloom: Biết (Knowledge);c Hiểu (Comprehension);c Vận dụng (Applic̉tion); Phân tích (An̉lysis);c Tổng hợp (synthesis);c Đánh giá (Ev̉lủtion)c Theo đóc, việc giải bài tập vật líc, t̉ có thể phân r̉ thành b̉ bậc củ quá trinh nhận thức:  Bài tập nhận biêtc, tái hiệnc, tái tạo lạic  Bài tập hiểuc, áp dụngc  Bài tập vận dụng linh hoạtc IV. 1. Cơ sở định hướng giải bài tập vật lí Hoạt động giải bài tập vật lí  Hoạt động giải bài toán vật lí có h̉i phần việc cơ bản qủn trọng là: + Việc xác lập các mối liên hệ cơ bảnc, cụ thể dử trên sư vận dụng kiên thức vật lý vào điêu kiện cụ thể củ bài toán đa choc + Sư tiêp tục luận giảic, tính toánc, đi tư mối liên hệ đa xác lập được đên kêt quả cuối cùng củ việc giải đáp vân đê được đặt r̉ trong bài toán đa choc  Sư năm vững lời giải một bài toán vật lí phải thể hiện ở khả năng trả lời được câu hoi: Việc giải bài toán này cần xác lập được mối liên hệ nào? Sư xác lập các mối liên hệ cơ bản này dử trên sư vận dụng kiên thức vật lí nào? Vào điêu kiện cụ thể gi củ bài toán?  Đối vơi bài tập định tínhc, t̉ không phải tính toán phức tạp nhưng vẫn cần phải có suy luận logic tưng bươc đi để đên kêt luận cuối cùngc 2. Phương pháp giải bài tập vật lí Xét vê tính chât củ các th̉o tác tư duy khi giải các bài tập vật lí người t̉ thường dùng h̉i phương pháp s̉uc  Phương pháp phân tích  Phương pháp t̉ng hợp 3. Các bước chung giải bài toán vật lí Tư phân tích vê thưc chât hoạt động giải bài toánc, t̉ có thể đử r̉ một cách khái quát các bươc chung củ tiên trinh giải một bài toán vật lí và hoạt động chính trong các bươc đó là: Bước 1:Tìm hiểu đầu bài.  Đọcc, ghi ngăn gọn các dữ liệu xuât hiện vá các cái phải timc  Mô tả lại tinh huống đa nêu trong đầu bàic, ve hinh minh họ̉c  Nêu đê bài yêu cầu thi phải dùng đồ thị hoặc làm thí nghiệm để thu được các dữ liệu cần thiêtc Một số kinh nghiệm dạy dạng bài tập đồ thị phần toán chuyển động trong vật lí THCS Bước 2: Xác lập những mối liên hệ cơ bản của các dữ liệu xuất phát và cái phải tìm.  Đối chiêu các dữ liệu xuât phát và các cái phải timc, xem xét bản chât vật lí củ những tinh huống đa cho để nghi đên kiên thứcc, các định luậtc, các công thức có liên qủnc  Xác lập các mối liên hệ cơ bảnc, cụ thể củ các dữ liệu xuât phát và củ cái phải timc  Tim kiêmc, lử chọn các mối liên hệ tối thiểu cần thiêt s̉o cho thây được mối liên hệ củ cái phải tim vơi các dữ liệu xuât phátc, tư đó có thể ŕt r̉ cái cần timc Bước 3: Rút ra kết quả cần tìm. Tư các mối liên hệ cần thiêt đa xác lậpc, tiêp tục luận giảic, tính toán để ŕt r̉ kêt quả cần timc Bước 4: Kiểm tra xác nhận kết quả. Để có thể xác nhận kêt quả cần tim cần kiểm tr̉ lại việc giải theo một hoặc một số cách s̉u:  Kiểm tr̉ xem đa tính toán đ́ng chửc  Kiểm tr̉ xem thứ nguyên có phù hợp khôngc  Kiểm tr̉ kêt quả băng thưc nghiệm xem có phù hợp khôngc  Giải bài toán theo các cách khác xem có cho đ́ng kêt quả khôngc Tuy nhiên trong nhiêu bài tập không nhât thiêt phải tách bạch một cách cứng nhăc giữ̉ bươc 2 và bươc 3c Tùy tưng bài toán mà t̉ có thể kêt hợp h̉i bươc đó thành một trong tiên hành luận giảic 4. Lựa chọn bài tập vật lí Vân đê lử chọn bài tập vật lí góp phần không nho vào việc nâng c̉o chât lượng học tập môn vật lí củ người học và việc lử chọn bài tập phải thỏ man các yêu cầu s̉u:  Các bài tập phải đi tư dễ đên khóc, đơn giản đên phức tạpc, gíp người học năm được các phương pháp giải các bài tập điển hinhc  Hệ thống bài tập cần b̉o gồm nhiêu thể loại bài tậpc  Lử chọn các bài tập cần kích thích tính hứng th́ học tập và phát triển tư duy củ người họcc  Các bài tập phải nhăm cung cốc, b̉ sung và hoàn thiện tri thức cụ thể đa họcc, cung câp cho người học những hiểu biêt vê thưc têc, ky thuật có liên qủn vơi kiên thức lý thuyêtc  Lử chọn các bài tập điển hinh nhăm hương dẫn cho người học vận dụng kiên thức đa học để giải những loại bài tập cơ bảnc, hinh thành phương pháp chung để giải các loại bài tập đóc Một số kinh nghiệm dạy dạng bài tập đồ thị phần toán chuyển động trong vật lí THCS  Lử chọn các bài tập s̉o cho có thể kiểm tr̉ được mức độ năm vững tri thức củ người họcc Chương 2: Bồi dưỡng kiến thức vâ ̣t lí trung học cơ sở về đồ thị phần toán chuyển động theo các dạng I. Thực trạng trước khi thực hiện đề tài Trươc khi thưc hiện đê tài qủ giảng dạy đội tuyển trường THCS Liên Hàc, qủ tim hiểu và tr̉o đ̉i vơi đồng nghiệp tôi nhận thây: Đ̉ số học sinh h̉m mê học bộ môn Vật líc, nhưng khi làm bài tập vật lí đặc biệt bài tập vê đồ thị toán chuyển động các em thường ĺng t́ng trong việc định hương giảic Các bài tập vê đồ thị phần toán chuyển động có thể nói các em chử biêt cách giải cũng như trinh bày lời giảic Theo tôic, thưc trạng nêu trên có thể do một số nguyên nhân s̉u: + Học sinh chử có phương pháp t̉ng qủn để giải bài tập vê đồ thị chuyển độngc + Học sinh chử biêt vận dụng các kiên thứcc, định luật vật líc, các kiên thức trong toán học như hàm sôc, đồ thịc, phương trinḥc + Nội dung câu tŕc chương trinh sách giáo khỏ mơi hầu như không dành thời lượng cho việc hương dẫn học sinh giải bài tập h̉y luyện tậpc, đặc biệt là bài tập đồ thị chuyển độngc, dẫn đên học sinh không có điêu kiện b̉ sungc, mở rộng và nâng c̉o kiên thức cũng như r̀n ki năng giải bài tập vê đồ thị chuyển độngc II. Mô ̣t sô biêṇ pháp nâng cao chât lương bồi dưỡng kiến thức vâ ̣t lí Trung học cơ sở về đồ thị phần toán chuyển động 1. Hê ̣thống hó kiên thưc theo các dạng: * Muc đích: Gíp học sinh có cái nhin hê ̣ thống vê các dạng bài tâ ̣p đồ thị phần toán chuyển động trong vâ ̣t lí THCSc T̉ có thể phân dạng đồ thị phần toán chuyển động như s̉u:  Đồ thị quang đường - thời gỉnc  Đồ thị vận tốc - thời gỉnc  Đồ thị khácc 2. Tóm tắt ngắn gọn lý thuyết và phương pháp giải bài tâ ̣p đồ thị phần toán chuyển động: * Muc đích:  Gíp học sinh nhơ lại những kiên thức đa học để vâ ̣n dụng vào viê ̣c giải toán được dễ dàng hơnc  Đử r̉ phương pháp giải để học sinh hinh thành các ki năng giải bài tâ ̣p vâ ̣t lý THCSc Một số kinh nghiệm dạy dạng bài tập đồ thị phần toán chuyển động trong vật lí THCS * Phương pháp giải chung: - Nghiên cứu ki đêc, biểu diễn sư chuyển động củ các vật trên một đường thẳng - Chọn mốc thời gỉnc, mốc đị̉ điểmc, chiêu dương củ chuyển độngc - Viêt phương trinh chuyển động cho mỗi vật - Dử vào phương trinh chuyển động tính được thời điểm và vị trí các chuyển động gặp nh̉u (s1 = s2 )hoặc mô tả các chuyển động theo tưng thời điểm - Căn cứ vào phương trinh chuyển động ve đồ thị biểu diễn chuyển động củ mỗi vật ( Chẳng hạn như lây trục tung biểu diễn quang đườngc, trục hoành biểu diễn thời gỉn hoặc ngược lại)c - Dử vào dữ kiện đầu bài đa cho ve đồ thị tim r̉ các đại lượng cần timc Bài tập minh họ́: Một ô tô đi tư A đên B vơi vận tốc không đ̉i v = 50km/hc ̉/ Viêt phương trinh chuyển động củ ô tô? b/ S̉u 3 giờ ô tô đi được b̉o nhiêu km? c /Ve đồ thị biểu diễn chuyển động củ ô tô trên mặt phẳng tọ̉ độc Phương pháp giải:  Đây là bài tập vê toán chuyển động có vận tốc v và thời gỉn t đa biêtc, yêu cầu tim quang đường chuyển độngc  Trươc hêtc, cần chọn mốc thời gỉnc, mốc đị̉ điểm và chiêu dương củ chuyển động để viêt phương trinh chuyển độngc  Dử vào kiên thức vê hàm số đa học ở lơp 7 viêt phương trinh chuyển động  Ve đồ thịc  Nhận xét đồ thịc, biện luận kêt quảc Bài giải: ̉/  Chọn mốc thời gỉn là ĺc xe băt đầu chuyển động  Chọn mốc đị̉ điểm là ở A  Chọn chiêu dương đi tư A đên B  Phương trinh chuyển động củ ô tô là: s = vct = 50ct (km) b/ S̉u 3h ô tô đi được quang đường là: s = vct = 50c3 = 150(km) c/ Đồ thị chuyển động củ ô tô: Một số kinh nghiệm dạy dạng bài tập đồ thị phần toán chuyển động trong vật lí THCS s( km) 150 100 50 0 1 1,5 2 t (h) 3 - Nhận xét: Đồ thị chuyển động có dạng đường thẳngc * Ý nghỉ: S̉u khi làm bài tập này học sinh phần nào hinh thành được ki năng viêt phương trinh chuyển động và cách biểu diễn chuyển động băng đồ thịc 3. Lựa chọn và trình bày mẫu bài tập trong chủ đề: * Muc đích: - Gíp Giáo viên xây dưng kịch bản cho một bài giảng một cách logic và hệ thống - Sư trinh bày lời giải ro ràng củ Giáo viên gíp Học sinh có ki năng tim toi lời giải bài toán và ki năng trinh bày khỏ họcc * Bài tập minh họ́: Cho đồ thị củ h̉i chuyển động được ve trên hinhc S (km) ̉/ Xác định vị trí và thời điểm h̉i chuyển động gặp nh̉u 80 b/ Xác định vận tốc củ xe II để nó gặp xe I ĺc băt đầu khởi hành s̉u khi nghỉc Vận tốc xe II là b̉o nhiêu để nó gặp xe I h̉i lần? 40 (II) 60 20 E C (I) D A0 F 1 2 3 t (h) c/ Tính vận tốc trung binh củ xe I trên cả quang đường đi và vêc Bài giải ̉/ H̉i xe gặp nh̉u s̉u một giờ chuyển độngc, nơi gặp nh̉u cách A 40km (gỉo điểm củ h̉i đồ thị)c T̉ có: s1 + s2 = 80 – 20 = 60(km) Một số kinh nghiệm dạy dạng bài tập đồ thị phần toán chuyển động trong vật lí THCS 40  20 20(km / h) 1 80 v2  40(km / h) 2 60  t 1(h) 20  40 v1  60 H̉y: t  v  v ' vơi 1 2 Và s1 = v1t = 20(km)c, nghỉ là cách A : 20 + 20 = 40(km)c b/ Nhin trên đồ thị t̉ thây : Để gặp nh̉u h̉i lần c, vận tốc củ xe II phải là: 20km/h < v2 ≤ 26c,66km/h c/ Vận tốc trung binh củ xe I là: v1tb  4. s1  s 2 20  40 60   20(km / h) t1 t 2 t 3 1  1  1 3 Đưa thêm các đơn vị kiến thức mới sau mỗi bài tập trong chủ đề: Muc đích: Bài tập trong chu đê gíp học sinh khăc sâu kiên thứcc, có ki năng giải bài tậpc Khi thiêt kê bài giảng giáo viên cần ch́ ý đử thêm kiên thức mơic, tinh huống mơi đoi hoi học sinh phải tư duy để giải quyêtc Bài tập minh họ́: Một người đi xe đạp tư A đên B vơi vận tốc v1 = 12km/hc Nêu người đó tăng vận tốc lên 30 km/h thi đên nơi sơm hơn 1 giờc ̉/ Tim quang đường AB và thời gỉn dư định đi tư A đên B b/ B̉n đầu người đó đi vơi vận tốc v1 = 12km/h được một quang đường s1 thi xe bị hư phải sử chữ̉ mât 15ph́tc Do đó quang đường con lại người ây đi vơi vận tốc v2 = 15km/h thi đên nơi vẫn sơm hơn dư định 30ph́tc Tim quang đường s1c * Phân tích:  Đây là bài toán chuyển động đa biêt vận tốc và thời gỉn trên các quang đườngc, yêu cầu cần tim các quang đườngc  Dử vào công thức tính vận tốc suy r̉ công thức tính thời gỉnc, quang đườngc Bài giải ̉/ Quang đường AB: s s AB AB Thời gỉn đi hêt quang đường AB theo dư định b̉n đầu: t  v  12 (h) 1 Thời gỉn thưc tê s̉u khi tăng vận tốc đi hêt quang đường AB: t  1 s AB s  AB v1  3 15 (h) Một số kinh nghiệm dạy dạng bài tập đồ thị phần toán chuyển động trong vật lí THCS s AB s AB  1 12 15 1  s AB 1 60  => sAB = 60(km)c s 60 AB Vậy thời gỉn b̉n đầu dư định đi tư A đên B: t1  v  12 5 (km/h) 1 Thời gỉn thưc tê tư A đên B : T = t1 – 1 = 4(km/h)c * Có thể dưng đồ thị như s̉u: s (km) 60 v2 v1 0 t1 t1 + 0c,25 4c,5 5 t(h) - Đường nét đứt là đường dư định đi đượcc - Đường nét liên là đường thưc tê đi đượcc Dử vào đồ thị t̉ có: v1ct1 + v2c(4c,5 – t1 – 0c,25) = 60 => t1 = 1c,75(h) H̉y s1 = v1ct1 = 15(km)c 5. Phát triển bài toán thành bài tập của chủ đề mới: Muc đích: Nhăm phát triển tư duy và phát huy tính năng động sáng tạo củ học sinh Bài tập minh họ́ : Hàng ngày ô tô thứ nhât xuât phát tư A ĺc 6h đi vê Bc, ô tô thứ h̉i xuât phát tư B đi vê A ĺc 7h và h̉i xe gặp nh̉u ĺc 9hc Một hômc, ô tô thứ nhât xuât phát tư A ĺc 8h con ô tô thứ h̉i vẫn khởi hành ĺc 7h nên h̉i xe gặp nh̉u ĺc 9h48phc Hoi hàng ngày ô tô thứ nhât se đi đên B và ô tô thứ h̉i se đên A ĺc mây giờ? Biêt vận tốc củ mỗi xe không đ̉ic Bài giải: Có thể dưng đồ thị như s̉u: Một số kinh nghiệm dạy dạng bài tập đồ thị phần toán chuyển động trong vật lí THCS s(km) B A 6h Theo đồ thị t̉ có : 0 1 2 3 3c,8 t2 t1 t(h) * Hàng ngày: Quang đường xe I đi tư A đên ĺc gặp nh̉u là: s1 = v1ct1 = v1c(9 – 6)= 3v1(km) Quang đường xe II đi tư B đên ĺc gặp nh̉u là: s2 = v2ct2 = v2(9-7) = 2v2(km) H̉i xe gặp nh̉u khi s1 = s2  3v1 = 2v2 (1) => Quang đường AB: s = s1 + s2 = 3v1 + 2v2 * Hôm đó: Quang đường xe I đi tư A đên ĺc gặp nh̉u là: s1 = v1ct1 = v1c(9c,8 – 8) = 1c,8v1(km)c Quang đường xe II đi tư B đên ĺc gặp nh̉u là: s2 = v2ct2 = v2(9c,8 - 7) = 2c,8v2(km) => Quang đường AB: s = s1 + s2 = 1c,8v1 + 2c,8v2 3 2 Tư (1) t̉ có v2 = t1  Vậy v1 => s = 6v1 = 4v2 s 6v1  6(h) v1 v1 t2  4v s  2 4( h) v2 v2 Vậy hàng ngày ô tô I đên B ĺc 6 + 6 = 12(h)c, ô tô II đên A ĺc 7 + 4 = 11(h) 6. Đưa ra các cách giải khác nhau Một số kinh nghiệm dạy dạng bài tập đồ thị phần toán chuyển động trong vật lí THCS Muc đích: Phát huy tính sáng tạo tim toi cái mơi củ học sinhc, đồng thời loại bo tư tưởng làm bài theo kiểu khuôn mẫuc, vận dụng một cách máy móc ở đ̉ số học sinhc Bài tập minh họa: Một người đi mô tô trên quang đường dài 60kmc Ĺc đầu người này đi vơi vận tốc 30km/hc Nhưng s̉u ¼ quang đường đic, người này muốn đên nơi sơm hơn 30ph́tc Hoi ở quang đường s̉u người đó phải đi vơi vận tốc b̉o nhiêu? Bài giải: Cách 1:Giải theo cách thông thường: Suy tư các đại lượng đa biêt tim r̉ đại lượng cần timc Thời gỉn dư định b̉n đầu đi hêt quang đường trên : Thời gỉn đi được ¼ quang đường: t1  s 1  4v 2 s 60 t  2( h) v 30 (h) Thời gỉn con lại để đi hêt ¾ quang đường để đên sơm hơn dư định 30 ph́t: t2 = 2 ( 1 1  ) 2 2 = 1(h) Vậy vận tốc phải đi hêt quang đường con lại: 3 s s2 4 3c60 v2    45 (km/h) t2 t2 4c1 Cách 2: Giải bài toán bằng cách vẽ đồ thị: - Đường đi dư định b̉n đầu được biểu diễn băng đường nét đứt - Đường đi thưc tê được biểu diễn băng đường nét liênc s(km) V2 V1 0 0c,5 Tư đồ thị t̉ suy r̉: 1 1c,5 2 60  15 v2  45 1c,5  0c,5 t(h) km/hc Một số kinh nghiệm dạy dạng bài tập đồ thị phần toán chuyển động trong vật lí THCS Nhận xét: - Trong 2 cách giải thi cách giải băng ve đồ thị nh̉nhc, gọn hơn cách thứ h̉i - Tuy nhiên cần lưu ý việc chỉ tỉ lệ giữ̉ các trục tọ̉ độ để tim r̉ đại lượng cần tính một cách chính xácc 7. Tìm ý nghĩa trong lời giải bài toán. Muc đích: - Gíp học sinh đào sâu hơn bản chât hiện tượng vật lí - R̀n luyện ki năng vận dụng kiên thức vào thưc tiễn cuộc sốngc, nâng c̉o năng lưc qủn sát củ học sinh - Găn liên giảng dạy vật lí vơi cuộc sống hăng ngàyc Bài tập minh họ́ : Một người đi bộ khởi hành tư A vơi vận tốc v1 = 5km/h đên B cách A 20kmc Người này cứ đi 1h lại nghỉ 30phc ̉/ Hoi s̉u b̉o lâu thi người đó đên Bc Đa nghỉ mây lần? Đi được mây đoạn? b/ Một người khác đi xe đạp tư B vê A vơi vận tốc v 2 = 20km/hc S̉u khi đên A lại qủy vê B vơi vận tốc như cũ rồi lại tiêp tục đi c S̉u khi người đi bộ đên B người đi xe đạp cũng nghỉ tại Bc Hoi: - Họ gặp nh̉u mây lần? - Các lần gặp nh̉u có gi đặc biệt? - Thư tim vị trí và thời điểm họ gặp nh̉uc Bài giải: T̉ có thể giải băng cách ve đồ thị củ các chuyển động như s̉u: s(km) 20 15 G (I) F 10 E 5 C 0 D 1 (II) 2 3 4 5 6 t(h) ̉/ Theo đồ thị t̉ có: Trong 1h người đi bộ đi được: s = vct = 5c1 = 5(km) S̉u đó lại nghỉ 0c,5h nên => Trong 1c,5h người ây đi được 5km Một số kinh nghiệm dạy dạng bài tập đồ thị phần toán chuyển động trong vật lí THCS Trên đồ thị t̉ thây người đi bộ đên nơi B 5c,5h s̉u khi khởi hànhc, đa đi được 4 đoạn và nghỉ 3 lầnc b/ Dử trên đồ thị t̉ thây h̉i người gặp nh̉u 5 lần không kể lần cuối cùng tại B (Ứng vơi các điểm Cc, Dc, Ec, Fc, G) - Trong các lần gặp đó có: + H̉i lần gặp khi người đi bộ đ̉ng đi (Cc, E) + 3 lần gặp khi người đi bộ ngồi nghỉ (Dc, Ec, G)c, trong đó có 1 lần băt đầu nghỉ (E)c - Các lần gặp nh̉u cách A một đoạn xc, s̉u thời gỉn t kể tư ĺc băt đầu khởi hành + Lần 1: (C) : xC = 4 km ;c tC = 0c,8(h) + Lần 2: (D) : xD = 5 km ;c tD = 1c,25(h) + Lần 3: (E) : xE = 10km ;c tE = 2c,5(h) + Lần 4: (F) : xF = 13c,3km ;c tF = 3c,66(h) + Lần 5: (G) : xG = 15km ;c tG = 4c,25(h) 8. Đặt câu hỏiH, ra bài tập về nhà trong quá trình giảng dạy Muc đích: - Tr̉ng bị cho học sinh phương pháp suy nghi và lập luận logic - Phát huy được khả năng tim toi củ học sinh - Phát triển tư duy học sinh trong việc phát triển cách giải quyêtc, tư tim cách giải quyêtc, tư xác định các hành động cần thưc hiện để đạt được kêt quả - Đử r̉ bài tập vê nhà để học sinh năm vững hơn phương pháp giải bài tập - R̀n luyện tính tư giácc, kích thích tính tích cưc hoạt động củ cá nhân học sinhc Bài tập minh họ́: H̉i xe ô tô chuyển động ngược chiêu nh̉u tư h̉i đị̉ điểm cách nh̉u 150kmc Hoi s̉u b̉o nhiêu lâu thi ch́ng gặp nh̉u biêt răng vận tốc xe thứ nhât là 60 km/h và vận tốc xe thứ h̉i là 40 km/h? Bài giải: T̉ có thể dưng đồ thị củ các chuyển động như s̉u: Một số kinh nghiệm dạy dạng bài tập đồ thị phần toán chuyển động trong vật lí THCS s(km) 150 (1) (2) 60 15 0 1 1c,5 2 t(h) 2c,5 Theo đồ thị t̉ có: Thời gỉn để h̉i xe gặp nh̉u s̉u khi xuât phát là: t s 150  1c,5(h) v1  v 2 60  40 Câu hỏi về nhà: Gọi ô tô có vận tốc 60km/h là ô tô I, ô tô có vận tốc 40km/h là ô tô II. Nếu sau khi gặp nhau, hai xe đi được 1h thì xe ô tô I quay lại đuổi theo xe ô tô II. Hỏi vận tốc ô tô I phải đi là bao nhiêu để đuổi kịp xe ô tô II. Biết thời gian ô tô thứ nhất đuổi kịp ô tô thứ hai là 5h kể từ khi ô tô I bắt đầu quay lại. Chương III: Một sô dạng bài tập đồ thị phần toán chuyển động. I. Kiến thức cần nhớ 1. Chuyển động cơ học: Định nghĩ́: Chuyển động cơ học là sư th̉y đ̉i vị trí củ một vật so vơi một vật khác được chọn làm mốcc Chuyển động và đứng yên có tính tương đối tùy thuộc vào vật được chọn làm mốcc Người t̉ thường chọn những vật găn vơi mặt đât làm vật mốcc 2. Chuyển động thẳng đều a. Định nghĩ́: Chuyển đô ̣ng thẳng đêu là chuyển đô ̣ng trong đó vâ ̣t đi được những quang đường băng nh̉u trong những khoảng thời gỉn băng nh̉uc b. Đồ thị quãng đừng – th̀i gín củ́ chuyển đôung ̣ thẳnng đều: s(m) O t(s) Một số kinh nghiệm dạy dạng bài tập đồ thị phần toán chuyển động trong vật lí THCS Chú ý: Đồ thị quang đường – thời gỉn củ chuyển đô ̣ng thẳng đêu là mô ̣t đường thẳngc 3. Vận tôc * Vận tốc củ chuyển đô ̣ng thẳng đêu cho biêt mức đô ̣ nh̉nh h̉y châ ̣m củ chuyển độngc * Công thức: v s t Trong đó: s: Quang đường đi được (mc, km)c t: Thời gỉn (sc, h)c v: Vâ ̣n tốc (m/sc, km/h)c * 1m/s = 100 cm/s = 3c,6 km/h 1 km/h = 0c,28 m/s 4. Chuyển động thẳng không đều: Định nghĩ́: Là chuyển động mà vâ ̣n tốc củ vâ ̣t có đô ̣ lơn th̉y đ̉i theo thời gỉnc Trong chuyển động thẳng biên đ̉i t̉ chỉ có thể nói tơi vận tốc trung binh củ vậtc vtb  s1  s 2  ccc  s n v1t1  v 2 t 2  ccc  v n t n s  s  ccc  s n   1 2 s s1 s 2 t1  t 2  ccc  t n t1  t 2  ccc  t n   ccc  n v1 v 2 vn 5. Chuyển đô ̣ng trên d̀ng nước chảy:  Vâ ̣n tốc c̉no (thuyên) đối vơi dong nươc là v (vâ ̣n tốc khi nươc lă ̣ng)c  Vâ ̣n tốc dong nươc đối vơi bờ là vn  Vâ ̣n tốc c̉no khi xuôi dong là  v  v n   Vâ ̣n tốc c̉no khi ngược dong là  v  v n  v1tb  II. s1  s 2 20  40 60   20(km / h) t1 t 2 t 3 1  1  1 3 Bài tập áp dụng II.1. Dạng 1: Đồ thị quang đường a) thời gian: Vẽ đồ thị đường điH, ý nghĩa của giao điểm hai đồ thị: Ví du: Cứ 20ph́t lại có mô ̣t xe khách đi tư A đên B cách nh̉u 60kmc Mô ̣t xe tải đi tư B vê A và khởi hành cùng mô ̣t ĺc vơi mô ̣t trong các xe đi tư Ac Hoi trên đường xe này gă ̣p b̉o nhiêu xe đi tư A vê Bc, biêt vâ ̣n tốc các xe đêu băng 60km/h? Một số kinh nghiệm dạy dạng bài tập đồ thị phần toán chuyển động trong vật lí THCS Giải: T̉ dưng đồ thị củ xe ô tô khách và xe tải trên cùng mô ̣t hê ̣ trụcc Không kể nơi gă ̣p nh̉u tại Ac, B thi trên đường đi xe tải gă ̣p 5 ô tô kháchc s(km) 60 40 20 0 t (ph́t) 20 40 60 H̉i xe xuât phát cùng ĺc tại Ac, B gă ̣p nh̉u tại thời điểm: t s 1  h 30( phút ) v1  v 2 2 Nơi gă ̣p nh̉u cách B: 30kmc Mă ̣t khácc, h̉i xe xuât phát cách nh̉u 20 ph́t nên khoảng cách giữ̉ h̉i xe trên đường là: s 60c 1 20( km) 3 Và xe tải gă ̣p xe ô tô khách thứ h̉i s̉u thời gỉn: t  s 1  (h) 10( phút ) v1  v 2 6 Vâ ̣y cứ cách nh̉u 10 ph́t thi xe tải se gă ̣p mô ̣t ô tô kháchc Do đó các thời điểm gă ̣p nh̉u là 10c, 20c, 30c, 40c, 50(ph́t)c Nơi gă ̣p nh̉u cách B tương ứng là: 10c, 20c, 30c, 40c, 50(km)c * Bài tâ ̣p tự luyên: ̣ Bài 1: H̉i thành phố A và B cách nh̉u 250kmc Cùng mô ̣t ĺc tư h̉i thành phố đó có h̉i chiêc ô tô khởi hành và đi đên gă ̣p nh̉uc Chiêc xuât phát tư A có vâ ̣n tốc v1 = 60km/hc, con chiêc kỉ có vâ ̣n tốc v2 = 40km/hc ̉) Hay ve đồ thi biểu diễn chuyển đô ̣ng củ h̉i chiêc ô tô đó trên cùng mô ̣t hê ̣ trục tọ̉ đô ̣c b) Căn cứ vào đồ thị đa ve hay tim xem h̉i xe ô tô gă ̣p nh̉u s̉u mây giờ kể tư khi băt đầu chuyển đô ̣ng và chỗ gă ̣p nh̉u cách A b̉o nhiêu kilomet? Bài 2: Ĺc 8 giờc, mô ̣t đoàn tàu hỏ rời Hà Nô ̣i đi Hải Phong vơi vâ ̣n tốc 30km/hc S̉u khi chạy được 40 ph́t tàu đỗ lại mô ̣t g̉ 5 ph́tc, s̉u đó lại tiêp tục đi vê Hải Phong vơi cùng vâ ̣n tốc như b̉n đầuc Ĺc 8 giờ 45 ph́t mô ̣t ô tô khởi hành tư Hà Nô ̣i đi Hải Phong vơi vâ ̣n tốc 40km/hc ̉) Ve đồ thị chuyển đô ̣ng củ ô tô và tàu hỏ trên cùng mô ̣t hinh vec b) Căn cứ vào đồ thị xác định vị trí và thời gỉn ĺc ô tô đủi kịp tàuc c) Tim lại các kêt quả củ phần bc, dử vào tính toánc Một số kinh nghiệm dạy dạng bài tập đồ thị phần toán chuyển động trong vật lí THCS b) Đồ thị đường đi và ý nghĩa của nó: Ví du: H̉i chiêc xe ô tô chuyển động trên cùng một đường thẳng có đồ thị đường đi được biểu diễn như hinh ve: ̉) Căn cứ vào đồ thị (I)c, (II)c Hay so sánh chuyển động củ 2 xec b) Tư đồ thị hay xác định thời điểmc, quang đường đi và vị trí củ 2 xe khi ch́ng gặp nh̉uc, khi ch́ng cách nh̉u 30kmc c) Tư đồ thị lập công thức đường đi và công thức xác định vị trí củ mỗi xe đối vơi điểm Ac Nghiệm lại kêt quả câu (b) băng tính toánc Giải: ̉) So sánh chuyển động củ h̉i xe:  Tính chât chuyển đô ̣ng củ h̉i xe đêu là thẳng đêu vi đồ thị đường đi là đường thẳngc  Thời điểm xuât phát khác nh̉u: xe 1 xuât phát 100 trươc xe h̉i 2 giờc  Xe 1 xuât phát tư Bc, xe 2 xuât phát tư Ac, AB cách nh̉u 100kmc  H̉i xe chuyển động ngược chiêu nh̉uc  Vận tốc xe I: t0 = 0  s0 = 0;c t = 3(h);c s = 100 – 40 = 60km s  v1  20km / h t x(km) 80 60 R 40 A G N M 20  Vâ ̣n tốc xe 2: t0 = 2h;c s0 = 0;c t = 3(h);c s = 40(km) 0  v2  (II) (I ) I 1 2 3 4 5 s 40(km / h) t  t0 b) Thời điểm và vị trí h̉i xe gặp nh̉u: Tọ̉ độ củ gỉo điểm G củ h̉i đồ thị cho biêt:  H̉i xe gặp nh̉u s̉u 3h kể tư khi xe 1 khời hành tư Bc  Vị trí gặp nh̉u cách B: 100 – 40 = 60(km) Cách A: 40(km)  Thời điểm và vị trí 2 xe gặp nh̉u cách nh̉u 3kmc Tư thời điểm t = 2c,5h kẻ đường thẳng song song vơi trục tung căt 2 đồ thị tại I và K tung độ củ I là x2 = 20kmc, củ R là x1 = 50km Vậy 2 xe cách nh̉u l = x1 – x2 = 50 - 20 = 30(km)c  Xét tương tư vơi thời điểm t = 3c,5(h) c) Lập công thức đường đi:  Xe 1: s1 =v1t = 20t t(h) Một số kinh nghiệm dạy dạng bài tập đồ thị phần toán chuyển động trong vật lí THCS  Xe 2 : s2 = v2(t – t0) = 40(t – 2) Công thức vị trí 2 xe đối vơi điểm A:  Xe 1 tư B : x1 = AB – s1 = 100 – 20t  Xe 2 tư A : x2 = s2 = 40(t – 2) Nghiệm kêt quả câu b:  Khi 2 xe gặp nh̉u: x1 = x2  100 – 20t = 40( t - 2)  t = 3(h)  x1 = x2 =40(km)  H̉i xe cách nh̉u 30km: x1 – x2 = 30  100 – 20t – 40( t – 2) = 30  t 2c,5(h)  x1 = 50(km)c, x2 = 20(km) x2 –x1 = 30  40( t2 – 2) – 100 + 20t2 = 30  t2 = 3c,5(h)  x1 = 30(km)c, x2 = 60(km) Bài tâ ̣p tự luyêṇ : Bài 1: Các đồ thị (I) và (II) trên hinh 1 biểu diễn chuyển đô ̣ng thẳng đêu củ xe máy và xe đạp theo cùng mô ̣t chiêuc Căn cứ vào đồ thịc, hay cho biêt : ̉) Xe máy và xe đạp có khởi hành cùng mô ̣t ĺc và tại cùng mô ̣t nơi không ? b) Vâ ̣n tốc củ mỗi xec c) S̉u b̉o lâu xe máy đủi kịp xe đạpc d) Ĺc gă ̣p nh̉u thi mỗi xe đa đi được quang đường là b̉o nhiêu ? Bài 2: Trên hinh ve bên (Hinh 2) là đồ thị chuyển đô ̣ng củ h̉i xe ô tôc ̉c So sánh h̉i chuyển đô ̣ng đó và tính giá trị các vâ ̣n tốc r̉ m/sc bc H̉i ô tô gă ̣p nh̉u ở điểm nàoc, vào ĺc mây giờ ? s(km) 120 s (km) 40 30 20 10 (I) (II) t (h) 0 0c,5 1 1c,5 2 Hinh 1 100 80 60 40 20 (I) G (II) 8 9 10 Hinh 2 t(h) 11