Sáng kiến kinh nghiệm Phân dạng và giải bài tập về đòn bẩy cho học sinh khá giỏi

Nội dung text: Sáng kiến kinh nghiệm Phân dạng và giải bài tập về đòn bẩy cho học sinh khá giỏi

1. Sáng kiến kinh nghiệm – năm học 2013-2014 GV: Nguyễn Hoa MỤC LỤC Trang A/. Đặt vấn đề2 I/. Lý do chọn đề tài 2 II/. Mục tiêu của đề tài 2 III/. Đối tượng và khách thể nghiên cứu3 IV/. Phạm vi nghiên cứu 3 V/. Đóng góp của đề tài. 3 VI/. Giới hạn của đề tài. 3 VII/. Phạm vi kế hoạch nghiên cứu4 B/. Nội dung và biện pháp thực hiện5 I/. Phân tích thực trạng vấn đề nghiên cứu5 II/. Lí luận chung 5 III.Nội dung thực hiện5 Dạng1: Xác định lực và cánh tay đòn của đòn bẩy.7 Dạng 2: Chọn điểm tựa cho đòn bẩy 9 Dạng 3:.Khi đòn bẩy chịu tác dụng của nhiều lực 11 Dạng 4: Đòn bẩy kết hợp với lực đẩy Ácsimet 13 Dạng 5: Khi điểm tựa dịch chuyển 15 Dạng 6: Đòn bẩy kết hợp với ròng rọc 17 C .kết luận 21 1
2. Sáng kiến kinh nghiệm – năm học 2013-2014 GV: Nguyễn Hoa A/ ĐẶT VẤN ĐỀ I/ LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Tuyển chọn và Bồi dưỡng học sinh giỏi các cấp là đỉnh điểm được các cấp chính quyền, đặc biệt là cấp lãnh đạo Phòng giáo dục, lãnh đạo các trường THCS các cha mẹ học sinh và các em học sinh đang hết sức quan tâm chú trọng đến. Trong những năm gần đây việc bồi dưỡng và tuyển chọn học sinh giỏi ở các trường đã có sự đầu tư thích hợp. Do đó chất lượng học tập và số lượng học sinh giỏi ở các trường các năm gần đây ngày càng nâng cao rõ rệt. Trước tình hình đó đòi hỏi các giáo viên trực tiếp bồi dưỡng học sinh là làm sao cho học sinh nắm các phương pháp và có kỷ năng giải các dạng toán trong từng phân môn mà học sinh cần có để tham gia trong các kỳ thi .Trong thực tế giảng dạy và bồi dưỡng học sinh khá giỏi ở môn Vật lý nói chung và trong phần máy cơ đòn bẩy nói riêng các em học sinh còn nhiều khó khăn khi giải quyết các bài tập về các dạng toán, các em chưa biết cách nhận dạng từng dạng bài, quá trình phân tích các bài toán, có thể bỏ sót một quá trình cho nên việc giải bài toán còn thiếu, dẫn đến giải sai. Do đó trong những năm qua, qua tìm tòi nghiên cứu, tham khảo các tài liệu, học hỏi các đồng nghiệp, bản thân tôi đã nghiên cứu viết đề tài : “Phân dạng và giải bài tập về đòn bẩy cho học sinh khá giỏi” một trong những phân môn Vật lý nhằm giúp cho học sinh nắm vững cách phân tích bài và cách giải một số dạng toán trong phần cơ một trong những nền tảng cơ bản của vật lý học. II/ MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU 1. Nghiên cứu các bài toán về trong phần đòn bẩy, phân tích các dạng bài toán cho học sinh giỏi dự thi học sinh giỏi cấp huyện, cấp tỉnh. 2. Nắm phương pháp phân tích các dạng cơ bản thường gặp cho học sinh dễ dàng nhận ra các dạng và có cách giải hợp lí. 2
3. Sáng kiến kinh nghiệm – năm học 2013-2014 GV: Nguyễn Hoa 3. Rèn luyện kĩ năng giải toán về máy cơ đơn giản phần đòn bẩy. III/ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1. phạm vi nghiên cứu: Đề tài nghiên cứu phương pháp bồi dưỡng kĩ năng nhận dạng và giải các dạng bài toán về phần đòn bẩy cơ học 2. Khách thể nghiên cứu: Học sinh khá, giỏi môn Vật lý tham gia thi chọn học sinh giỏi cấp huyện.ở bậc THCS IV/ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU Đề tài này nghiên cứu các nội dung sau: 1.Nắm được nguyên tắc chung trong trong phần đòn bẩy 2.Khái quát một số dạng toán cụ thể về đòn bẩy và phương pháp giải 3.Việc áp dụng đề tài vào thực tế giảng dạy nhằm nâng cao chất lượng đội ngũ học sinh giỏi môn Vật lý ở trường THCS Chu Văn An nói riêng , góp nguồn xây dựng đội tuyển cho Huyện nhà ĐakPơ dự thi cấp tỉnh nói chung. V/ ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI Phân dạng bài toán về trong phần cơ học về đòn bẩy dành cho học sinh trong bậc THCS, tham gia dự thi chọn học sinh giỏi cấp huyện, giúp cho học sinh nắm các phương pháp và có kỷ năng giải các dạng toán trong từng phân môn mà học sinh cần có để tham gia trong các kỳ thi .Trong thực tế giảng dạy và bồi dưỡng học sinh khá giỏi ở môn Vật lý nói chung và trong phần máy cơ đòn bẩy nói riêng các em học sinh còn nhiều khó khăn khi giải quyết các bài tập về các dạng toán, các em chưa biết cách nhận dạng từng dạng bài, quá trình phân tích các bài toán, có thể bỏ sót một quá trình cho nên việc giải bài toán còn thiếu, dẫn đến giải sai. Do đó đề tài này giúp cho học sinh hạn chế được các tồn tại đã nêu trên. Áp dụng cho học sinh Các dạng bài toán cơ bản về Chuyển động cho học sinh trong bậc THCS, tham gia dự thi chọn học sinh giỏi cấp huyện . VI./ GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI Cho học sinh áp dụng các dạng bài toán cơ bản về đòn bẩy thuộc phần cơ cho học sinh trong bậc THCS, tham gia dự thi chọn học sinh giỏi cấp huyện . 3
4. Sáng kiến kinh nghiệm – năm học 2013-2014 GV: Nguyễn Hoa VII/ PHẠM VI KẾ HOẠCH NGHIÊN CỨU 1. Nghiên cứu thực tế học sinh cấp THCS. a. Xác định đối tượng: Trong quá trình giảng dạy và bồi dưỡng học sinh giỏi ở trường tôi còn gặp nhiều trở ngại trong việc giúp cho học sinh biết phân tích về các dạng toán về cơ học, trong phần đòn bẩy nhất là các bài toán phức tạp về cách phân tích đề bài, nhiều học sinh còn gặp khó khăn chưa tìm ra cách giải quyết, thường thì phân tích bài toán còn thiếu cho nên dẫn đến giải sai, giải thiếu Chính vì vậy mà tôi đã áp dụng đề tài này nhằm giúp học sinh biết phân tích và nắm các dạng bài toán trong phần đòn bẩy. b.Triển khai đề tài: - Từ năm 2010- 2011 đến nay tại trường THCS Chu Văn An áp dụng cho học sinh THCS trong phần máy cơ dự thi chọn học sinh giỏi cấp huyện. c.Tổng kết kinh nghiệm: Trong quá trình vừa thực hiện đề tài vừa rút kinh nghiệm bổ sung qua từng năm giảng dạy, vừa trao đổi với đồng nghiệp vừa trao đổi qua học sinh, qua các lần kiểm tra kết quả bài làm, tôi nhận thấy kĩ năng giải toán về phần đòn bẩy của các học sinh ngày càng nâng cao rõ rệt. 2. Biện pháp hỗ trợ: - Tham khảo, nghiên cứu tài liệu. - Trao đổi với các đồng nghiệp - Trao đổi cùng học sinh - Qua kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh. Từ đó khắc phục các hạn chế và đúc kết các vấn đề đạt được, không ngoài mục đích giúp cho các em học sinh giải đúng và giải nhanh các dạng toán về trong phần đòn bẩy . 4
5. Sáng kiến kinh nghiệm – năm học 2013-2014 GV: Nguyễn Hoa B. NỘI DUNG VÀ BIỆN PHÁP THỰC HIỆN I/. THỰC TRẠNG VỀ VIỆC GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ CỦA HỌC SINH Qua nhiều năm giảng dạy vật lý ở trường THCS Nguyễn Du và ở trường THCS Chu Văn An đối với học sinh vấn đề giải và sửa các bài tập vật lý học sinh còn gặp nhiều khó khăn vì học sinh thường không nắm vững lý thuyết, không có giờ luyện tập ở lớp hoặc nếu có thì rất ít, chưa có nhiều kỹ năng vận dụng kiến thức vật lý về phần đòn bẩy. Vì vậy các em giải bài tập một cách mò mẫm, không có định hướng rõ ràng, áp dụng máy móc và nhiều khi không giải được, có nhiều nguyên nhân sau : - Học sinh chưa có nhiều phương pháp để giải bài tập vật lý. - Chưa có những kỹ năng toán học cần thiết để giải bài tập vật lý. - Phân phối chương trình vật lý 8 không có tiết dành riêng để giải bài tập, do đó kỷ năng giải bài tập của học sinh là rất hạn chế. Vì vậy việc rèn luyện và đào tạo đội ngũ học sinh giỏi môn Vật lý đòi hỏi giáo viên và học sinh phải nỗ lực rất nhiều mới có được kết quả cao. II./ CƠ SỞ LÍ LUẬN Trong các bài tập Vật lý trong trương chình THCS, các bài toán phần máy cơ cũng rất đa dạng và phong phú, đa số được trình bày dưới dạng định lượng. Học sinh sẽ không giải quyết được bài toán nếu như không nắm được các kiến thức và kĩ năng phân tích về các dạng và đặc điểm của đòn bẩy Khi giải quyết các bài toán trong phần này học sinh cần nắm được các kiến thức cơ bản .Bài tập về đòn bẩy rất đa dạng nhưng để làm các bài tập đó trước tiên học sinh phải nắm vững được các khái niệm cơ bản như: Khái niệm đòn bẩy, cánh tay đòn của lực, điểm tựa. Ngoài việc nắm vững khái niệm, người học cũng phải biết xác định các lực tác dụng lên đòn bẩy và nắm được điều kiện cân bằng của 5
6. Sáng kiến kinh nghiệm – năm học 2013-2014 GV: Nguyễn Hoa đòn bẩy.Khi đã hiểu rõ các khái niệm thì việc tiến hành giải bài toán sẽ thuận lợi hơn.Với bài toán về đòn bẩy, cần phải phân tích cụ thể để thuận lợi cho việc giải. III. – NỘI DUNG THỰC HIỆN * Các kiến thức cần ghi nhớ. 1. xác định điểm tựa của đòn bẩy. - Điểm tựa là điểm mà ở đó đòn bẩy có thể xoay chuyển được, có nhiều loại như : a/.- Điểm tựa nằm trong khoảng hai lực (Hình A) O F1 Hình A F b/.- Điểm tựa nằm ngoài khoảng hai lực (Hình B) 2 F O 1 Hình B F2 c/.Ngoài ra trong một bài toán về đòn bẩy còn có nhiều cách chọn điểm tựa ví dụ như hình C (Hình C) T B O A F Ta thấy, hình C có thể chọn điểm tựa tại điểm B lúc này có hai lực tác dụng lên đòn bẩy đó là lực F tại điểm O và lực thứ hai là lực căng T tại điểm A. - Cũng có thể chọn điểm tựa tại điểm A khi này cũng có hai lực tác dụng lên đòn bẩy là lực kéo F tại điểm O và phản lực tại B. 2.* Xác định cánh tay đòn của các lực: -Khoảng cách giữa điểm tựa O và phương của lực gọi là cánh tay đòn của lực. Việc xác định cánh tay đòn của lực rất quan trọng vì nếu xác định sai sẽ dẫn đến kết quả sai. Trên thực tế học sinh rất hay nhầm cánh tay đòn với đoạn thẳng từ 6
7. Sáng kiến kinh nghiệm – năm học 2013-2014 GV: Nguyễn Hoa điểm tựa đến điểm đặt của lực. Sau khi phân tích có thể áp dụng điều kiện cân bằng của đòn bẩy để giải bài toán. III. Phân loại bài tập và phương pháp giải bài tập. Loại 1: Xác định lực và cánh tay đòn của lực Ví dụ 1: Hai bản kim loại đồng chất tiết diện đều có cùng chiều dài l = 20cm và cùng tiết diện nhưng có trọng lượng riêng khác nhau d 1 = 1,25 d2. Hai bản được hàn dính lại ở một đầu O và được treo bằng sợi dây. Để thanh nằm ngang người ta thực hiện hai biện pháp sau: a) Cắt một phần của thanh thứ nhất và đem đặt lên chính giữa của phần còn lại. Tìm chiều dài phần bị cắt. l l 1 b) Cắt bỏ một phần của bản thứ nhất. Tìm phần bị cắt đi. O *Phân tích: Trong mỗi trường hợp cần xác định lực tác dụng và cánh tay đòn của lực. + ở trường hợp1: Vì cắt một phần của bản thứ nhất và lại đặt lên chính giữa của phần còn lại nên lực tác dụng không thay đổi, cánh tay đòn của lực này thì thay đổi. + ở trường hợp2: Do cắt bỏ một phẩn của bản thứ nhất nên cả lực và cánh tay đòn của lực đều thay đổi. - Khi xác định được lực và cánh tay đòn của lực ta áp dụng điều kiện cân bằng của đòn bẩy vào giải bài toán: Lời giải: a/.Gọi x là chiều dài phần bị cắt. Do đó được đặt lên chính giữa của phần còn lại nên trọng lượng của bản thứ nhất không thay đổi l x l Vì thanh nằm cân bằng nên ta có: P. P . 1 2 2 2 Gọi S là tiết diện của mỗi bản, ta có: x l l x l d2 d1sl. d2sl. => d1 (l-x) = d2(l)  x (1 )l 2 2 d1 O 7