Tài liệu Phương pháp giải bài tập đòn bẩy dành cho học sinh giỏi lớp 8

PHẦN MỞ ĐẦU 1.1. Lý do chọn đề tài. Vật lí học là cơ sở của nhiều ngành kĩ thuật quan trọng sự phát triển của khoa học Vật lí gắn bó chặt chẽ và có tác động qua lại trực tiếp với sự tiến bộ của khoa học kĩ thuật và cũng là thời kỳ phát triển khoa học công nghà ̣ 4.0. Vì vậ nhgng hiểu biết và nhận thức về Vật lí có giá trị to lớn trong đời sống và sản xuất, đặc biệt là trong công cuộc công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước với giai đoạn phát triển ạnh như bâ giờ. Căn cứ vào nhiệ vụ chương trình Vật lý THCS là: Cung cấp cho học sinh ột hệ thống kiến thức cơ bản, ở trình độ phổ thông trung học cơ sở, bước đầu hình thành ở học sinh nhgng kỹ năng cơ bản phổ thông và thói là quen là phần hình thành ở họ các năng lực nhận thức và các phẩ việc khoa học, góp chất, nhân cách à ục tiàu giáo dục THCS đề ra. Căn cứ vào kế hoạch bồi dưỡng học sinh giỏi hàng nă nhằ phát hiện nhgng học sinh có năng lực học tập của trường THCS ôn Vật lý bậc THCS để bồi dưỡng nâng cao năng lực nhận thức, hình thành cho các e nhgng kỹ năng cơ bản và nâng cao trong việc giải các bài tập Vật lý. Bàn cạnh đó còn giúp các e được chính ình khi tha kết quả cao nhất và gia dự các kỳ thi học sinh giỏi cấp trường, hu ện, tỉnh đạt ang lại thành tích cho bản thân, gia đình, nhà trường và xã hội. Trong tất cả các bộ trong nhgng nghiệ thể hiện ôn KHTN: Toán, Lý, Hoá, Sinh… thì ôn khoa học khó nhất đối với các e . Vật lý là đã được toán học hoá ở kỹ năng toán học nhất định Môn Vật lý nhằ ức độ cao. Đòi hỏi các e ột ôn Vật lý là ột ôn khoa học thực phải có nhgng kiến thức, ới vận dụng trong việc giải các bài tập Vật lý. ang lại cho học sinh nhgng kiến thức rất thực tế về sự vật, hiện tượng xung quanh cuộc sống và đặc biệt có sự tì tòi, sáng tạo, trong quá trình nghiàn cứu quan trọng nhất trong khoa học, đời sống và sản xuất kĩ thuật … Kỹ năng vận dụng qua quan sát các hiện tượng, thực hành và thí nghiệ dg liệu để vận dụng tính toán nhgng bài tập Vật lí và giúp học sinh thu thập ang lại hứng thú, sáng tạo trong học tập cũng như áp dụng các kiến thức và kỹ năng vào các hoạt động trong đời sống gia đình và cộng đồng. Chu àn đề "Má cơ đơn giản" là ột trong các chu àn đề bồi dưỡng. Lượng kiến thức của phần nà dạng tổng hợp khá nhiều so với các phần khác và nội dung bài tập phần nà cũng khó có thể đạt được điể tối đa. Ngoài vià ̣c nắ cần phải biết ứng dụng lý thu ết vào giải các bài tâ ̣p câu hỏi lớn đă ̣t ra. Vì khi các e vgng lý thu ết ô ̣t cách thành thạo là cả ô ̣t gă ̣p dạng bài tâ ̣p nà học sinh thường bối rối và không biết sẽ áp dụng vào kến thức nào về các á cơ đơn giản. Vì vậ để giúp học sinh lĩnh hội kiến thức từ cơ bản đến phức tạp của các loại á cơ đơn giản thì vià ̣c vận dụng vào giải các bài tập về “đòn bẩ ” là quan trọng nhất để các e đạt được điể tối đa trong dạng bài tâ ̣p nà thì việc nâng cao chất lượng là vô cung cần thiết. Do đó tôi đã qu ết định lựa chọn đề tài: "Phương pháp giải bài tập đon bẩ dành cho học sinh giỏi lớp 8" với đề tài nà là các loại ô ̣t phần trong á cơ giản của chương cơ học. Đâ là sự đúc rút từ kinh nghiệ thân qua các nă bồi dưỡng nhằ của bản cung cấp cho học sinh phương pháp nhận dạng bài toán về đòn bẩ và có phương pháp giải ột cách hợp lí, khoa học. 1.2. Điểm mới của đề tài. Bá sát chuẩn kiến thức kỹ năng, phân dạng bài tập đòn bẩ , phân tích các nội dung lý thu ết có liàn quan, sử dụng các phương pháp đổi tự kiể tra và chấ ới dạ học (Cho học sinh bài cho nhau, trong số học sinh bồi dưỡng có nhó trưởng và cử các học sinh khác chga bài rồi so sánh đối chiếu kết quả của GV) . Hướng dẫn cho học sinh vận dụng lý thu ết phân tích bài toán đề ra được phương pháp giải cụ thể, ngắn gọn dễ hiểu nhất. So sánh với các phương pháp khác tình huống có thể xả ra với bài tập để ở rộng hiểu sâu tường tận từng phần giúp học sinh dễ dàng tiếp cận gâ nàn sự hứng thú trong học tập cho học sinh, kích thích cho các e sự ha vgng chắc cho các e học, ha hiểu biết và lòng sa à học Vật lý. Tạo ột nền tảng tiếp cận kiến thức về tính toán phức tạp hơn sau nà . Mục đích đó thực hiện dưới sự chỉ đạo, thiết kế, tổ chức hướng dẫn các e học tập. Học sinh là chủ thể của hoạt động nhận thức tự học, rèn lu ện từ đó hình thành và phát triển năng lực tư du sáng tạo, nhân cách cần thiết của người lao động với tiàu đề ra và đă ̣c bià ̣t nhất đối với dạng bài tâ ̣p “Đòn bẩy” nà các e dựa tràn lý thu ết ục vừa giải bài tâ ̣p à còn được vâ ̣n dụng vào các tình huống thực tế khi gă ̣p trong cuô ̣c sống. 1.3. Phạm vi áp dụng đề tài. Nghiàn cứu trong phạ vi các e đội tu ển học sinh giỏi ba nă học liền kề: 2016-2017; 2017-2018 và 2018 - 2019 của trường nơi tôi đang công tác. 2. PHẦN NỘI DUNG̀ 2.1. Thực trạng của vấn đề nghiên cứu Trong nă HSG lớp 8 học 2016 - 2017, sau khi đội tu ển HSG của trường tha ôn Vật lý cấp hu ện, tôi đã thống kà về kết quả chất lượng là gia kì thi bài của các học sinh (HS) phần cơ học như sau: Câu 2 phần cơ học (2,5 điểm) Tống số HS: 04 Số HS không làm được Số HS làm được Số HS làm được từ từ 0,5 ->1 điểm 1 ->2,5 điểm SL % SL % SL % 3 75,0 1 0,25 2 50,0 Kết quả chung: Xếp thứ 6/29 đạt giải ba đồng đội (trong đó có 02 giải ba, 02 giải khu ến khích) Qua kết quả ở bảng tràn cho thấ , học sinh là bài tập phần cơ học đạt kết quả chưa cao, phương pháp bồi dưỡng của giáo viàn về chu àn đề nà chưa được tốt nàn ảnh hưởng đến chất lượng của đội tu ển HSG. Chính vì vậ bản thân tôi còn nhiều trăn trở, su nghĩ uốn tì ra nhgng phương pháp dạ học rèn kĩ năng cho học sinh nhằ sinh giỏi ới về chu àn đề nà để góp phần nâng cao hơn nga chất lượng bồi dưỡng học ôn Vật lý 8 ở trường THCS. 2.2. Biện pháp thực hiện các giải pháp của đề tài Để thực hiện tốt các giải pháp thì hai ếu tố hầu như qu ết định đó là giáo viàn và học sinh. Chính vì vậ giáo viàn và học sinh cần phải phối hợp nhịp nhàng, thực hiện tốt các nội dung sau: 2.2.1. Đối với giáo viên: - Phải có sự chuẩn bị, nghiàn cứu kĩ và nắ thật vgng kiến thức thật tốt ới đưa ra phương pháp giải các dạng bài toán "đòn bẩ " đạt kết quả tốt và dễ hiểu nhất. - Để giúp giáo viàn giảng dạ được thành công trong chu àn đề "đòn bẩ ” thì vai trò của người học là không nhỏ. Vì vậ giáo viàn cần phải có sự động viàn hỗ trợ kịp thời, nhằ kích thích cho các e sự ha hiểu biết, sa à trong học tập để đe lại hiệu quả cao. - Phải biết chọn lọc nội dung, phương pháp tập trung vào điể ấu chốt, chọn kiến thức, kĩ năng cơ bản nào ha ứng dụng nhất để giảng tốt, lu ện tốt. - Phải hướng dẫn học sinh nắ bắt kiến thức đến đâu, lu ện chắc đến đấ . Tránh giảng qua loa đại khái để chạ theo số lượng bài tập với số tiết theo kế hoạch. - Suốt quá trình lu ện giảng phải cho học sinh động não su nghĩ tại sao, là thế nào? Tại sao nghĩ như thế thì - Sau ỗi chu àn đề có ới đạt kết quả. ột bài kiể tra nhưng trong số bài tập kiể tra cần đưa ra nhiều dạng từ cấp độ dễ đến khó và đặc biệt đưa ra bài có cấp độ khó vượt lớp (lớp 9) giúp học sinh cọ sát, sáng tạo, tì tòi để phát hu khả năng, trí tuệ. 2.2.2. Đối với học sinh: - Học sinh phải nắ thức liàn quan, để từ đó - Các e thật chắc nhgng kiến thức trong sách giáo khoa và các kiến ới vận dụng tốt các phương pháp là bài tập nâng cao. phải luôn đóng vai trò chủ động trong việc tiếp thu kiến thức, chỗ nào còn khó khăn vướng ắc học sinh cần ạnh dạn đặt câu hỏi nga cho giáo viàn bồi dưỡng . - Việc chuẩn bị và nghiàn cứu các bài tập được giao về nhà là cũng là ột phần ôn lại kiến thức đã học tràn lớp. - Việc học theo nhó khi gặp các dạng bài tập thực tế, hiện tượng à chưa giải qu ết được các vấn đề có liàn quan đa phần các học sinh tự thảo luận và tự tì tòi. - Thường xu àn nghiàn cứu tài liệu qua sách tha Phòng GD& ĐT biàn soạn….hoặc tì Internet vì nội dung các bài tập tràn phải đả khảo, qua chu àn đề của các bài tập có liàn quan thông qua ạng ạng hiện na rất nhiều và phong phú nhưng bảo chính xác nhưng không quá cao. 2.2.2.1. Các kiến thức cơ bản và liên quan * §©u lµ ®iÓm tùa cña ®ßn bÈy? ViÖc x¸c ®Þnh ®iÓm tùa còng kh«ng ®¬n gi¶n v× ®ßn bÈy cã nhiÒu lo¹i nh : - §iÓm tùa n»m trong kho¶ng hai lùc (H×nh A) O F1 H×nh A - §iÓm tùa n»m ngoµi kho¶ng hai lùc (H×nh B) F1 F2 O F2 H×nh B - Ngoµi ra trong mét bµi to¸n vÒ ®ßn bÈy cßn cã thÓ cã nhiÒu c¸ch chän ®iÓm tùa vÝ dô nh h×nh C T B O F A H×nh C Ta thÊy, h×nh C cã thÓ chän ®iÓm tùa t¹i ®iÓm B khi nµy cã hai lùc t¸c dông lªn ®ßn bÈy ®ã lµ lùc F t¹i ®iÓm O vµ lùc thø hai lµ lùc c¨ng T t¹i ®iÓm A. Còng cã thÓ chän ®iÓm tùa t¹i ®iÓm A khi nµy còng cã hai lùc t¸c dông lªn ®ßn bÈy lµ lùc kÐo F t¹i ®iÓm O vµ ph¶n lùc t¹i B. * C¸c lùc t¸c dông lªn ®ßn bÈy cã ph¬ng chiÒu nh thÕ nµo? * X¸c ®Þnh c¸nh tay ®ßn cña c¸c lùc Theo ®Þnh nghÜa: “ Kho¶ng c¸ch gi÷a ®iÓm tùa O vµ ph¬ng cña lùc gäi lµ c¸nh tay ®ßn cña lùc”. ViÖc x¸c ®Þnh c¸nh tay ®ßn cña lùc rÊt quan träng v× nÕu x¸c ®Þnh sai sÏ dÉn ®Õn kÕt qu¶ sai. Trªn thùc tÕ häc sinh rÊt hay nhÇm c¸nh tay ®ßn víi ®o¹n th¼ng tõ ®iÓm tùa ®Õn ®iÓm ®Æt cña lùc. Sau khi ph©n tÝch cã thÓ ¸p dông ®iÒu kiÖn c©n b»ng cña ®ßn bÈy ®Ó gi¶i bµi to¸n. 2.2.2.2. Một số phương pháp giải bài tập vê đòn bẩy. Dạng 1: Xác đinh lực và cách tả đon của lực. Bµi to¸n1: Ngêi ta dïng mét xµ beng cã d¹ng nh h×nh vÏ ®Ó nhæ mét c©y ®inh c¾m s©u vµo gç. a) Khi t¸c dông mét lùc F = 100N vu«ng gãc víi OB t¹i ®Çu B ta sÏ nhæ ®îc ®inh. TÝnh lùc gi÷ cña gç vµo ®inh lóc nµy ? Cho biÕt OB b»ng 10 lÇn OA vµ  = 450. b) NÕu lùc t¸c dông vµo ®Çu B vu«ng gãc víi tÊm gç th× ph¶i t¸c dông mét lùc cã ®é lín b»ng bao nhiªu míi nhæ ®îc ®inh? * Ph¬ng ph¸p : B X¸c ®Þnh c¸nh tay ®ßn cña lùc F F vµ FC ’ V× FC vu«ng gãc víi OA nªn F OA lµ c¸nh tay ®ßn cña FC O A a) V× F vu«ng gãc víi OB nªn H OB lµ c¸nh tay ®ßn cña F FC b) V× F cã ph¬ng vu«ng gãc víi mÆt gç nªn OH lµ c¸nh tay ®ßn cña F ’ sau khi ®· x¸c ®Þnh ®óng lùc vµ c¸nh tay ®ßn cña lùc ta ¸p dông ®iÒu kiÖn c©n b»ng cña ®ßn bÈy vµ tÝnh ®îc c¸c ®¹i lîng cÇn t×m Lêi gi¶i: a) Gäi FC lµ lùc c¶n cña gç. Theo quy t¾c c©n b»ng cña ®ßn bÈy ta cã: FC . OA = F.OB  FC = F .OB F .10 100 N .10 1000 N OA b) NÕu lùc F’ vu«ng gãc víi tÊm gç, lóc nµy theo quy t¾c c©n b»ng cña ®ßn bÈy ta cã: FC.OA = F’.OH Víi OH  OB 2 ( v× OBH vu«ng c©n) => F '  OA.FC . 2  OA . 2 .1000 100 2 (N) OB 10.OA Bµi to¸n 2: Hai b¶n kim lo¹i ®ång chÊt tiÕt diÖn ®Òu cã cïng chiÒu dµi l = 20cm vµ cïng tiÕt diÖn nhng cã träng lîng riªng kh¸c nhau d1 = 1,25 d2. Hai b¶n ®îc hµn dÝnh l¹i ë mét ®Çu O vµ ®îc treo b»ng sîi d©y. §Ó thanh n»m ngang ngêi ta thùc hiÖn hai biÖn ph¸p sau: a) C¾t mét phÇn cña thanh thø nhÊt vµ ®em ®Æt lªn chÝnh gi÷a cña phÇn cßn l¹i. T×m chiÒu dµi phÇn bÞ c¾t. b) C¾t bá mét phÇn cña b¶n thø nhÊt. T×m phÇn bÞ c¾t ®i. l l * Ph¬ng ph¸p: O vµ c¸nh tay ®ßn Trong mçi lÇn thùc hiÖn c¸c biÖn ph¸p cÇn x¸c ®Þnh lùc t¸c dông cña lùc. + Ơ biÖn ph¸p 1: V× c¾t mét phÇn cña b¶n thø nhÊt vµ l¹i ®Æt lªn chÝnh gi÷a cña phÇn cßn l¹i nªn lùc t¸c dông kh«ng thay ®æi, c¸nh tay ®ßn cña lùc nµy th× thay ®æi. + Ơ biÖn ph¸p 2: Do c¾t bá mét phÈn cña b¶n thø nhÊt nªn c¶ lùc vµ c¸nh tay ®ßn cña lùc ®Òu thay ®æi. - Khi x¸c ®Þnh ®îc lùc vµ c¸nh tay ®ßn cña lùc ta ¸p dông ®iÒu kiÖn c©n b»ng cña ®ßn bÈy vµo gi¶i bµi to¸n: Lêi gi¶i: a) Gäi x lµ chiÒu dµi phÇn bÞ c¾t. Do ®ã ®îc ®Æt lªn chÝnh gi÷a cña phÇn cßn l¹i nªn träng lîng cña b¶n thø nhÊt kh«ng thay ®æi V× thanh n»m c©n b»ng nªn ta cã: P1. l x l  P2 . 2 2 Gäi S lµ tiÕt diÖn cña mçi b¶n, ta cã: d1sl . l x l  d 2 sl . 2 2 x l => d1 (l-x) = d2(l)  x (1  Víi d2 )l d1 O d1 = 1,25 d2 l = 20 => x (1  d2 ).20 (1  0,8) 20 4 1,25d 2 VËy chiÒu dµi phÇn bÞ c¾t lµ: 4 cm b) Gäi y lµ phÇn bÞ c¾t bá ®i träng lîng cßn l¹i cña b¶n lµ P1'  P1 . l y l Do thanh c©n b»ng nªn ta cã: => d 1 s (l  y )( => (l  y ) 2  l y l ) d 2 sl. 2 2 d2 2 l d1 P1' . l y l  P2 . 2 2  y 2  2ly  (1  d2 2 )l  0 d1 => y 2  40 y  80 0 ’ = 400 - 80 = 320 =>  8 5 17,89 y1 20  8 5 > 20 cm y1 20  8 5 20 - 17,89 = 2,11 (cm) VËy chiÒu dµi phÇn bÞ c¾t bá lµ 2,11 cm Dang 2: Chän ®iÓm tùa cña ®ßn bÈy Bµi to¸n 1: Mét chiÕc xµ kh«ng ®ång chÊt dµi l = 8 m, khèi lîng 120 kg ®îc t× hai ®Çu A, B lªn hai bøc têng. Träng t©m cña xµ c¸ch ®Çu A mét kho¶ng GA = 3 m. H·y x¸c ®Þnh lùc ®ì cña têng lªn c¸c ®Çu xµ FA A G B FB P * Ph¬ng ph¸p: - Do xµ cã hai ®iÓm tùa (hai gi¸ ®ì) xµ chÞu t¸c dông cña ba lùc F A, FB vµ P. Víi lo¹i to¸n nµy cÇn ph¶i chän ®iÓm tùa - §Ó tÝnh FA ph¶i coi ®iÓm tùa cña xµ t¹i B. - §Ó tÝnh FB ph¶i coi ®iÓm tùa cña xµ t¹i A. ¸p dông ®iÒu kiÖn c©n b»ng cña ®ßn bÈy cho tõng trêng hîp ®Ó gi¶i bµi to¸n. Víi lo¹i to¸n nµy cÇn chó ý: c¸c lùc n©ng vµ träng lùc cßn tho¶ m·n ®iÒu kiÖn c©n b»ng cña lùc theo ph¬ng th¼ng ®øng cã nghÜa P = FA + FB. Bµi gi¶i: Träng lîng cña xµ b»ng: P = 10.120 = 1200 (N) Träng lîng cña xµ tËp trung t¹i träng t©m G cña xµ. Xµ chÞu t¸c dông cña 3 lùc FA, FB, P §Ó tÝnh FA ta coi xµ lµ mét ®ßn bÈy cã ®iÓm tùa t¹i B. §Ó xµ ®øng yªn ta cã: FA.AB = P.GB => FA  P. GB 1200 3 750 (N) AB 8 §Ó tÝnh FB ta coi xµ lµ mét ®ßn bÈy cã ®iÓm tùa t¹i A xµ ®øng yªn khi: FB.AB = P.GA = > FB  P. GA 1200 3 450 (N) AB 8 VËy lùc ®ì cña bøc têng ®Çu A lµ 750 (N), cña bøc têng ®Çu B lµ 450 (N). Bµi to¸n 2: (áp dông) A’ B’ Mét c¸i sµo ®îc treo theo ph¬ng n»m ngang b»ng hai sîi d©y AA’ vµ BB’. T¹i ®iÓm M ngêi ta treo mét vËt nÆng cã khèi lîng 70 kg. TÝnh lùc c¨ng cña c¸c sîi d©y TB TA AA’ vµ BB’. M Cho biÕt: AB = 1,4 m; AM = 0,2m. B A P Bµi gi¶i: Träng lîng cña vËt nÆng lµ: P = 10.70 = 700 (N) Gäi lùc c¨ng cña c¸c sîi d©y AA’ vµ BB’ lÇn lît lµ: TA vµ TB. C¸i sµo chÞu t¸c dông cña 3 lùc TA, TB vµ P. §Ó tÝnh TA coi sµo nh mét ®ßn bÈy cã ®iÓm tùa t¹i B. §Ó sµo n»m ngang ta cã: TA.AB = P.MB => TA  P.MB (1,4  0,2) 700. 600 AB 1,4 (N) §Ó tÝnh TB coi A lµ ®iÓm tùa. §Ó sµo n»m ngang ta cã: TB.AB = P.MA P.MA 0,2 => TA  AB 700. 1,4 100 (N) VËy: Lùc c¨ng cña sîi d©y AA’ lµ 600 (N) Lùc c¨ng cña sîi d©y BB’ lµ 100 (N) Dang 3: Khi ®ßn bÈy chÞu t¸c dông cña nhiÒu lùc * Ph¬ng ph¸p: - X¸c ®Þnh tÊt c¶ c¸c lùc t¸c dông lªn ®ßn bÈy - X¸c ®Þnh c¸c lùc lµm ®ßn bÈy quay theo cïng mét chiÒu áp dông quy t¾c sau: “§ßn bÈy sÏ n»m yªn hoÆc quay ®Òu, nÕu tæng t¸c dông cña c¸c lùc lµm ®ßn bÈy quay tr¸i b»ng tæng t¸c dông cña c¸c lùc lµm ®ßn bÈy quay ph¶i” Bµi to¸n 1: Mét chiÕc xµ ®ång chÊt tiÕt diÖn ®Òu. Khèi lîng 20 kg, chiÒu dµi 3 m. T× hai ®Çu lªn hai bøc têng. Mét ngêi cã khèi lîng 75 kg ®øng c¸ch ®Çu xµ 2m. X¸c ®Þnh xem mçi bøc têng chÞu t¸c dông mét lùc b»ng bao nhiªu? Bµi gi¶i: FB FA A O G B C¸c lùc t¸c dông lªn xµ lµ: - Lùc ®ì FA, FB - Träng lîng cña xµ P = 10.20 = 200 (N) P P1 - Träng lîng cña ngêi P1 = 10.75 = 750 (N) V× xµ ®ång chÊt tiÕt diÖn ®Òu nªn träng t©m cña xµ sÏ ë chÝnh gi÷a xµ => GA = GB = 1,5 m Gi¶ sö ngêi ®øng ë O c¸ch A lµ OA = 2 m §Ó tÝnh FB coi ®Çu A lµ ®iÓm tùa, ¸p dông quy t¾c c©n b»ng cña ®ßn bÈy khi cã nhiÒu lùc t¸c dông ta cã: FB.AB = P.AG + P1.AO => FB  P. AG  P1 . AO  200.1,5  750.2 600 (N) AB 3 FA.AB = P.GB + P1.OB => FA  P.GB  P1 .OB  200.1,5  750.1 350 (N) AB 3 VËy mçi têng chÞu t¸c dông mét lùc lµ 600 (N) víi têng A vµ 350 (N) víi têng B Bµi to¸n 2: Mét ngêi muèn c©n mét vËt nhng O B A trong tay kh«ng cã c©n mµ chØ cã mét thanh cøng cã träng lîng P = 3N vµ mét C C qu¶ c©n cã khèi lîng 0,3 kg. Ngêi Êy ®Æt thanh lªn mét ®iÓm tùa O trªn vËt vµo ®Çu A. Khi treo qu¶ c©n vµo ®Çu B th× thÊy hÖ thèng c©n b»ng vµ thanh n»m ngang. §o kho¶ng c¸ch gi÷a vËt vµ ®iÓm tùa thÊy 1 OA  l 4 vµ 1 OB  l 2 H·y x¸c ®Þnh khèi lîng cña vËt cÇn c©n. Bµi gi¶i C¸c lùc t¸c dông lªn thanh AC - Träng lîng P1, P2 cña c¸c vËt treo t¹i A vµ B - Träng lîng P cña thanh t¹i trung ®iÓm cña thanh P1 = OA = P.OI + P2.OB => P1 = O A P.OI  P2 .OB OA OI  I P Víi P2 = 10 m P1 P2 = 10.0,3 = 3 (N) l 4 thanh c©n b»ng B C P2 l l 3.  3. 3.OI  3.OB 2 9 (N) P1  4 l OA 4 Khèi lîng cña vËt lµ: m = P1  9 0,9 (kg) 10 10 Dang 4: Lùc ®Èy AcsimÐt t¸c dông lªn vËt treo ë ®ßn bÈy Víi d¹ng to¸n liªn quan ®Õn lùc ®Èy AcsimÐt cÇn nhí mét sè c«ng thøc hay sö dông: F = d.V. Trong ®ã: F lµ lùc ®Èy AcsimÐt D lµ träng lîng riªng cña chÊt láng V lµ thÓ tÝch chÊt láng bÞ vËt chiÕm chç CÇn nhí c¸c quy t¾c hîp lùc + Hîp lùc cña hai lùc F1, F2 cïng ph¬ng ngîc chiÒu cã ®é lín lµ: F = | F1- F2 | + Hîp lùc cña hai lùc F1, F2 cïng ph¬ng cïng chiÒu cã ®é lín lµ F = F 1 + F2 * Ph¬ng ph¸p gi¶i cña d¹ng to¸n liªn quan ®Õn lùc ®Èy Acsimet - Khi cha nhóng vËt vµo trong chÊt láng, ®ßn bÈy th¨ng b»ng x¸c ®Þnh lùc, c¸nh tay ®ßn vµ viÕt ®îc ®iÒu kiÖn c©n b»ng cña ®ßn bÈy. - Khi nhóng vµo trong mét chÊt láng, ®ßn bÈy mÊt c©n b»ng. CÇn x¸c ®Þnh l¹i ®iÓm tùa, c¸c lùc t¸c dông vµ c¸nh tay ®ßn cña c¸c lùc. Sau ®ã ¸p dông ®iÒu kiÖn c©n b»ng cña ®ßn bÈy ®Ó gi¶i bµi to¸n. Bµi to¸n 1: (áp dông) Hai qu¶ cÇu A, B cã träng lîng b»ng nhau nhng lµm b»ng hai chÊt kh¸c nhau, ®îc treo vµo ®Çu cña mét ®ßn cøng cã träng lîng kh«ng ®¸ng kÓ lµ cã ®é dµi l = 84 cm. Lóc ®Çu ®ßn c©n b»ng. Sau ®ã ®em nhóng c¶ hai qu¶ cÇu ngËp trong níc. Ngêi ta thÊy ph¶i dÞch chuyÓn ®iÓm tùa ®i 6 cm vÒ phÝa B ®Ó ®ßn trë l ai th¨ng b»ng. TÝnh träng lîng riªng cña qu¶ cÇu B nÕu träng lîng riªng cña qu¶ cÇu A lµ dA = 3.104 N/m3, cña níc lµ dn = 104 N/m3 Bµi gi¶i: O O’ B A V× träng lîng hai qu¶ cÇu c©n b»ng nhau nªn lóc ®Çu ®iÓm tùa O ë FA FB chÝnh gi÷a ®ßn: OA = OB = 42 cm Khi nhóng A, B vµo níc O'A = 48 cm, O'B = 36 cm P P Lùc ®Èy Acsinet t¸c dông lªn A vµ B lµ: FA d n . P dA FB d n . P dB Hîp lùc t¸c dông lªn qu¶ cÇu A lµ: P - FA Hîp lùc t¸c dông lªn qu¶ cÇu B lµ: P - FB §Ó ®ßn bÈy c©n b»ng khi A, B ®îc nhóng trong níc ta cã: (P - FA). O’A = (P - FB).O’B Hay c¸c gi¸ trÞ vµo ta cã: (P  d n P P )48 ( P  d n )32 dA dB  (1  dn d )3 (1  n )2 dA dB  dB  3d n d A 3.10 4.3.10 4  9.10 4 4d n  d A 4.10 4  3.10 4 (N/m3) VËy träng lîng riªng cña qu¶ cÇu B lµ: dB = 9.104 (N/m3) Bµi to¸n 2: (áp dông) Hai qu¶ cÇu c©n b»ng nh«m cã cïng khèi lîng ®îc treo vµo hai ®Çu A, B cña mét thanh kim lo¹i m¶nh nhÑ. Thanh ®îc gi÷ th¨ng b»ng nhê d©y m¾c t¹i ®iÓm gi÷a O cña AB. BiÕt OA = OB = l = 25 cm. Nhóng qu¶ cÇu ë ®Çu B vµo níc thanh AB mÊt th¨ng b»ng. §Ó thanh th¨ng b»ng trë l¹i ta ph¶i dêi ®iÓm treo O vÒ phÝa nµo? Mét ®o¹n bao nhiªu? Cho khèi lîng riªng cña nhãm vµ níc lÇn lît lµ: D1 = 2,7 g/cm3; D2 = 1 g/cm3 Bµi gi¶i: Khi qu¶ cÇu treo ë B ®îc nhóng vµo níc, ngoµi träng lîng P nã cßn chÞu t¸c dông cña lùc ®Èy Acsimet nªn lùc tæng hîp gi¶m xuèng. Do ®ã cÇn ph¶i dÞch chuyÓn ®iÓm treo vÒ phÝa A mét ®o¹n x ®Ó cho c¸nh tay ®ßn cña qu¶ cÇu B t¨ng lªn. V× thanh c©n b»ng trë l¹i nªn ta cã: B A P.(l-x) = (P-F)(l+x) ( l -x ) O ( l +x )  10D1V(l-x) = (10D1V- 10D2V)(l+x) F (víi V lµ thÓ tÝch cña qu¶ cÇu)  D1(l-x) = (D1=D2)(l+x)  (2D1-D)x=D2l P P  x D2 l 1 l .25 5,55 2 D1  D2 2.2,7  1 (cm) VËy cÇn ph¶i dÞch ®iÓm treo O vÒ ph¸i A mét ®o¹n x = 5,55 cm Dang 5: C¸c d¹ng kh¸c cña ®ßn bÈy §ßn bÈy cã rÊt nhiÒu d¹ng kh¸c nhau. Thùc chÊt cña c¸c lo¹i nµy lµ dùa trªn quy t¾c c©n b»ng cña ®ßn bÈy. Do vËy ph¬ng ph¸p gi¶i c¬ b¶n cña lo¹i nµy lµ: - X¸c ®Þnh ®óng ®©u lµ ®iÓm tùa cña ®ßn bÊy. §iÓm tùa nµy ph¶i ®¶m b¶o ®Ó ®ßn bÈy cã thÓ quay xung quanh nã. - Thø hai cÇn x¸c ®Þnh ph¬ng, chiÒu cña c¸c lùc t¸c dông vµ c¸nh tay ®ßn cña c¸c lùc - Cuèi cïng ¸p dông quy t¾c c©n b»ng cña ®ßn bÈy ®Ó gi¶i bµi to¸n Bµi to¸n 1: A Mét thanh AB cã träng lîng P = T F H 100 N a) §Çu tiªn thanh ®îc ®Æt th¼ng ®øng chÞu t¸c dông cña mét lùc F = B C 200 N theo ph¬ng ngang. T×m lùc c¨ng cña sîi d©y AC. BiÕt AB = BC b) Sau ®ã ngêi ta ®Æt thanh n»m ngang g¾n vµo têng nhê b¶n lÒ t¹i B. T×m lùc c¨ng cña d©y AC lóc nµy? (AB = BC) Bµi gi¶i: a) Do lùc P ®i qua ®iÓm quay B nªn kh«ng ¶nh hëng ®Õn sù quay (v× P chÝnh lµ ®iÓm tùa). C Thanh AB chÞu t¸c dông cña lùc T vµ F Lùc F cã c¸nh tay ®ßn lµ AB H Lùc T cã c¸nh tay ®ßn lµ BH T §Ó thanh c©n b»ng ta cã: F.AB = T.BH Víi BH = AB 2 2 A B (víi H lµ t©m h×nh vu«ng mµ  ABC lµ nöa h×nh vu«ng ®ã) P AB.F 2  F  F 2 200 2 (N) Tõ ®ã: T  BH 2 b) Khi AB ë vÞ trÝ n¨mg ngang, träng lîng P cã híng th¼ng ®øng xuèng díi vµ ®Æt t¹i trung ®iÓm O cña AB (OA = OB). Theo quy t¾c c©n b»ng ta cã: P.OB = T.BH => T= BO P 100 P  BH 2 2 (N) = 50 2 (N) Bµi to¸n 2: (Bài tâ ̣p nâng co chương tình lơp 9) Mét khèi trô lôc gi¸c ®Òu ®Æt trªn mÆt sµn. Mét lùc t¸c dông F theo ph¬ng ngang ®Æt vµo ®Ønh C nh h×nh vÏ. Trô cã thÓ quay quanh A. a) X¸c ®Þnh ®é lín cña lùc F ®Ó khèi trô cßn c©n b»ng träng lîng cña khèi trô lµ P = 30 N b) Lùc F theo híng nµo th× ®é lín bÐ nhÊt. TÝnh Fmin (lùc F vÉn ®¹t t¹i C) Bµi gi¶i: E F a) Gäi c¹nh chña khèi trô lôc gi¸c lµ . Khèi trô chÞu t¸c dông cña träng lI’ F îng P vµ lùc F C I O F §Ó khèi trô cßn c©n b»ng ta cã: A B D F’ C F.AI = P.AH Víi AH  AI a a 2 P 3 2 B (do OAD ®Òu vµ AI lµ ®êng cao) Tõ ®ã F .a 3  P. a 2 2 A P 30 => F   10 3 (N) 3 3 b) Khi F thay ®æi híng th× AI t¨ng dÇn (I ®Õn vÞ trÝ I’ trªn h×nh). Do ®ã lùc F gi¶m dÇn vµ AI lín nhÊt khi F theo híng cña c¹nh CE. Lóc nµy AI  AF 2a 3 a 3 2 (hai lÇn cña ®êng cao tam gi¸c ®Òu) ThËt vËy gäi gãc  ta cã AI’ = AF.cos  vµ AI’ lín nhÊt khi  =0 (cos  FAI  =1) lóc ®ã AI’ = AF §Ó khèi trô cßn c©n b»ng ta cã: FMin. AF = P.AH => F Min a P. AH 2 5 3   AF a 3 30. (N) Dang 6: Khi ®iÓm tùa dÞch chuyÓn X¸c ®Þnh gi¸ trÞ cùc ®¹i, cùa tiÓu. Bµi to¸n 1: Cho mét thíc th¼ng AB ®ång chÊt tiÕt diÖn ®Òu, cã ®é dµi l=24 cm träng lîng 4N. §Çu A treo mét vËt cã träng lîng P1 = 2 N. Thíc ®Æt lªn mét gi¸ ®ì n»m ngang CD = 4 cm. X¸c ®Þnh gi¸ trÞ lín nhÊt vµ nhá nhÊt cña kho¶ng c¸ch BD ®Ó cho thíc n»m c©n b»ng trªn gi¸ ®ì Bµi gi¶i: l2 l1 XÐt tr¹ng th¸i c©n b»ng cña thíc O1 O2 E B quanh trôc ®i qua mÐp D cña gi¸ ®ì øng A D víi gi¸ trÞ nhá nhÊt cña AD. Lóc ®ã thíc C P2 chia lµm hai phÇn: P3 + PhÇn BD cã träng lîng P3 ®Æt ë G1 P1 lµ trung ®iÓm cña DB + PhÇn OA cã träng lîng P2 ®Æt ë G2 lµ trung ®iÓm cña AD MÐp D ë ®iÓm E trªn thíc. §iÒu kiÖn c©n b»ng cña trôc quay D lµ: P3.AD + P2.GE = P1.G1D  P1l 2  P2 l 2  P3 l1 2 2 (1) (víi l2 = AD, l1 = ED) VÒ thíc th¼ng ®ång chÊt tiÕt diÖn ®Òu nªn träng lîng cña mét phÇn thíc tû lÖ víi chiÒu dµi cña phÇn ®ã ta cã: P3 l1 P.l   P3  1 P l l ; l2 = (l – l1) ; P1 = 2 N = P2 l 2 P.l   P2  2 P l l P 2 Thay vµo (1) ta ®îc P (l  l1 ).(l  l1 ) P.l1 l1 P (l  l1 )   . 2 2l l 2  Pl 2  Pl1l  P(l 2  2ll1  l12 )  Pl12  l1  2l 2 2 2  l  .24 16 3l 3 3 (cm) Gi¸ trÞ lín nhÊt cña BD lµ l 1 = 16 cm. Lóc ®ã ®iÓm D trïng víi ®iÓm E trªn thíc BE = BD = 16 cm NÕu ta di chuyÓn thíc tõ ph¶i sang tr¸i sao cho ®iÓm E trªn thíc cßn n¨mg trªn gi¸ CD th× thíc vÉn c©n b»ng cho tíi khi E trïng víi C th× ®Õn giíi h¹n c©n b»ng E lÖch ra ngoµi CD vÒ phÝa tr¸i th× thíc sÏ quay quanh trôc C sang tr¸i. VËy gi¸ trÞ nhá nhÊt cña BD khi C trïng ®Õn E lµ BE = BC Mµ BC = BD + DC => BD = BC - DC = 16 - 4 = 12 (cm) Bµi to¸n 2: Mét thanh th¼ng ®ång chÊt tiÕt diÖn ®Òu cã träng lîng P = 100 N, chiÒu dµi AB = 100 cm, ®îc ®Æt c©n b»ng trªn hai gi¸ ®ì ë A vµ C. §iÓm C c¸ch t©m O cña thíc mét ®o¹n OC = x a) T×m c«ng thøc tÝnh ¸p lùc cña thíc lªn gi¸ ®ì ë C theo x b) T×m vÞ trÝ cña C ®Ó ¸p lùc ë ®ã cã gi¸ trÞ cùc ®¹i, cùc tiÓu Bµi gi¶i: x a) Träng lîng p cña thanh ®Æt t¹i l trÞng t©m O lµ trung ®iÓm cña thanh t¸c A C O B dông lªn hai gi¸ ®ì A vµ B hai ¸p lùc P 1 vµ P2. V× thanh ®ång chÊt tiÕt diÖn ®Òu P1 P2 nªn ta cã: P P1 OC x   do P2 OA l P1  P2  P 100 (N) ®ã P1  P2 x l vµ => P2  l P lx b) P2 cùc ®¹i khi x = 0 do ®ã P2 = P = 100 N khi ®ã gi¸ ®ì C trïng víi t©m O l2 cực tiểu khi x lớn nhất khi x = 1 do đó P P 50 N 2 khi giá đỡ trung với đầu B. 2.2.3. Kết quả nghiên cứu Trong quá trình nghiàn cứu và thực hiện tôi đã thu được bước đầu: 2.2.3.1.Về phía giáo viên: ột số thành công Tôi thấ trình độ chu àn với quá trình đổi ôn nghiệp vụ được nâng cao hơn, đặc biệt phu hợp ới phương pháp dạ học của ngành đề ra. Bàn cạnh đó hình thành ở giáo viàn phương pháp là việc khoa học. Hơn thế nga đã phát hu được sự tích cực chủ động của người học, hình thành ở học sinh nhgng kĩ năng, kĩ xảo trong giải bài tập Vật lí. 2.2.3.2.Về phía học sinh: Qua việc giới thiệu cho học sinh hệ thống các dạng bài tập về đòn bẩ , tôi thấ đã phát hu được tính tích cực, tư du sáng tạo, sa học sinh hình thành phương pháp và cách là à ôn học của học sinh, giúp việc tư du khoa học với bộ ôn Vâ ̣t lí. Học sinh àu thích bộ ôn Vật lí hơn, đồng thời kích thích trí tò các nội dung chu àn đề nâng cao khác trong chương trình bồi dưỡng tiếp theo. Chính vì vậ kết quả là bài của các e ò tì hiểu ôn Vật lí lớp 9 tốt hơn nàn chất lượng của đội tu ển HSG cũng có nhiều bước đột phá hơn. Sau khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệ giỏi tôi thấ các e đối với công tác bồi dưỡng học sinh học sinh đã có tiến bộ rõ rệt. Các e việc nhận dạng bài toán vật lí, đã nắ đã chủ động, tự tin trong chắc được phương pháp giải cho từng dạng. Kết quả cụ thể như sau: 2.2.3.3. Kết quả đạt được củo đê tài cụ thể như sou: Sau khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệ giỏi tôi thấ các e học sinh đã có tiến bộ rõ rệt. Các e việc nhận dạng bài toán Vật lí, đã nắ Kết quả cụ thể như sau: Câu 2 phần cơ học đối với công tác bồi dưỡng học sinh đã chủ động, tự tin trong chắc được phương pháp giải cho từng dạng. Số HS không làm Số HS làm được từ Số HS làm được từ được 0,5 ->1 điểm 1 ->2,0 điểm (2,0 điể ) SL % SL % SL % Tổng số HS: 06 01 16,7 0 0 05 83.3 Kết quả chung : Xếp thứ 11/29 đạt giải ba đồng đội (trong đó có 01 giải nhì, 02 giải khu ến khích) Kết quả tràn cho thấ chất lượng bồi dưỡng HSG đã có bước chu ển biến. Tu chưa cao nhưng tôi hi vọng khi đã có phương pháp tốt cho học sinh thì trong nă học 2019 - 2020 tới đội tu ển học sinh giỏi Vật lý 8 trường chúng tôi sẽ gặt hái được nhiều thành công hơn nga. 3. KẾT LUẬN 3.1. Ý nghĩo củo đê tài. - Bồi dưỡng học sinh Nhằ ũi nhọn là nhiệ vụ quan trọng của người giáo viàn. phát hiện nuôi dưỡng tài năng cho đất nước. Đẩ giáo dục. Đáp ứng ục tiàu: Nâng cao dân trí bồi dưỡng nhân tài phục vụ sự nghiệp công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước trong thời kỳ - Kinh nghiệ ạnh sự nghiệp phát triển ới. rút ra từ sáng kiến nà có thể áp dụng cho công tác bồi dưỡng học sinh giỏi các lớp 8, 9 bậc THCS. Giúp hệ thống hoá cho các e cơ bản nhgng kiến thức ột cách có hệ thống, sâu rộng, phát triển tư du vật lý. - Để nâng cao chất lượng giảng dạ phần chu ển động cơ học được nàu ra trong đề tài nà có sự phối hợp linh hoạt các phương pháp giảng dạ . Tuỳ theo từng vung, iền từng đối tượng học sinh à người giáo viàn có thể áp dụng khác nhau cho phu hợp. Việc phát hiện và bồi dưỡng học sinh giỏi là nhiệ vụ của từng nhà trường à cụ thể là từng nhà quản lí, từng giáo viàn giảng dạ . Năng khiếu của học sinh nếu được phát hiện và bồi dưỡng sớ sẽ định hướng phát triển và dần định hình trở thành nhgng học sinh giỏi. Qua nhgng nă bồi dưỡng HSG ôn Vật lí lớp 8, tôi thấ rằng để giúp HS hiểu sâu sắc từng vấn đề thì ngoài việc nghiàn cứu kỹ các dạng bài tập, chuẩn bị bài ột cách chu đáo, giáo viàn còn cần có “nghệ thuật giảng dạ ” - phương pháp giảng dạ hợp lý. Kinh nghiệ cho thấ , với bài tập nâng cao về đòn bẩ cho HS lớp 8 cần phải hướng dẫn các e ột cách dần dần, đi từ nhgng vấn đề đơn giản, cơ bản, sau đó tha đổi ột vài chi tiết để nâng dần đến bài tập phức tạp hơn. Sau ỗi bài giáo viàn cần củng cố phương pháp giải qu ết và có thể khai thác thành bài toán đổi dg kiện để HS tự ình vận dụng là ới bằng cách tha được nhgng bài tập khó hơn. Việc bồi dưỡng chu àn đề phần cơ học sẽ giúp HS có thà kiến thức cơ bản và kỹ năng giải qu ết bài tập trong các kỳ thi HSG cấp hu ện, góp phần nâng cao chất lượng ũi nhọn trong nhà trường. Nói tó lại việc tì hiểu và phát hiện học sinh giỏi là công việc quan trọng của ỗi nhà trường, nhất là giai đoạn hiện na . Việc bồi dưỡng nhân tài lược của ngành Giáo dục và Đào tạo nhằ đáp ứng công cuộc đổi tạo ra lớp người ang tính chiến ới năng động, sáng tạo, ới của nước nhà. Bậc trung học cơ sở là bậc học có đầ đủ điều kiện thuận lợi cho phát hiện, tổ chức bồi dưỡng học sinh giỏi, ươ trồng nhgng tài năng cho đất nước. Tu nhiàn, trong thời gian công tác nà ở ỗi trường lại có nhgng cách là tốt và có nhgng khác nhau, chưa ang tính thống nhất, có nơi là nơi còn nhiều hạn chế. Song trách nhiệ phải ươ nhgng tài năng để là gia, là tài sản quý báu nhất của của người giáo viàn phải là ục tiàu cao cả, cho nó phát triển và trở thành ngu àn khí của quốc ỗi gia đình, cộng đồng và toàn xã hội. Qua quá trình nghiàn cứu đề tài nà tôi thấ , người dạ cần tạo cho học sinh thói quen không chỉ dừng lại ở kết quả vừa tì để có nhgng kết quả toán được à phải phân tích, khai thác nó ới. Thông qua việc hướng dẫn học sinh tì tòi, sáng tạo các bài ới từ nhgng bài toán đã học, đã gặp giúp học sinh tự tin hơn trong giải bài toán Vật lí, nhờ đó à học sinh phát hu được phát triển tư du và nâng cao năng lực sáng tạo, bước đầu hình thành cho học sinh niề sa à nghiàn cứu khoa học. 3.2 Kiến nghi: Không ********************************