Sáng kiến kinh nghiệm Phân dạng và phát triển bài tập chuyển động cho học sinh khá giỏi

Nội dung text: Sáng kiến kinh nghiệm Phân dạng và phát triển bài tập chuyển động cho học sinh khá giỏi

1. A/. PHẦN MỞ ĐẦU I/ LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI: Tuyển chọn và Bồi dưỡng học sinh giỏi các cấp là chủ điểm được các cấp chính quyền, đặc biệt là cấp lãnh đạo Phòng giáo dục, lãnh đạo các trường THCS cùng 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 và chất lượng học sinh giỏi ở các trường các năm gần đây ngày càng nâng cao rỏ rệt góp phần làm cho đội tuyển học sinh giỏi đạt được thành tích cao . 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 chuyển động nói riêng các em học sinh còn nhiều khó khăn khi giải quyết các bài tập về dạng toán vật lý của từng phân môn. 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 và mất nhiều thời gian cho việc giải các bài tập. 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 áp dụng đề tài : “Phân dạng và phát triển bài tập chuyển động cho học sinh khá giỏi ”giúp cho học sinh nắm vững các dạng toán từ đó có thể giải nhanh và giải đúng và phát triển hơn các bài tập nâng cao từ một bài tập cơ sở nào đó. Mục tiêu còn giúp cho học sinh rút ngắn thời gian học mà hiểu sâu các dạng bài tập vật lý về chuyển động mà trong chương trình vật lý lớp 8 chưa vận dụng được các dạng toán chuyển động này. II/ MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU: 1. Nghiên cứu, phát triển các bài toán vật lý cho học sinh giỏi dự thi học sinh giỏi cấp huyện, qua đó có cơ sở để tham gia dự thi học sinh giỏi cáp 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. 3. Rèn luyện kĩ năng giải toán về phần chuyển động. III. ĐỐI TƯỢNG VÀ KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU: 1. Đối tượng nghiên cứu: Đề tài nghiên cứu phương pháp bồi dưỡng kĩ năng nhận dạng và giải các dạng bài toán về chuyển động. 1
2. 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 một số dạng bài tập về chuyển động. 2.Khái quát một số dạng toán cụ thể về chuyển động và phát triển bài toán từ một bài toán cơ sở đã cho. 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/ PHẠM VI NGHIÊN CỨU: 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. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: 1. Nghiên cứu thực tế. 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 và giải về các dạng toán, nhất là các bài toán phức tạp . Triển khai đề tài : Từ trước năm 2007-2008 tôi tham gia bồi dưỡng học sinh giỏi học sinh Trường THCS Nguyễn Du lúc đó chất lượng sinh trong đội tuyển còn hạn chế chưa nắm chắc các dạng toán vật lý nên kết quả đội tuyển lúc đó chưa đạt được kết quả cao. Trước thực trạng đó tôi tôi đã tìm tòi nghiên cứu, tham khảo nhiều tài liệu mạnh dạn áp dụng đề tài này từ năm 2007-2009 đến nay tại trường THCS Nguyễn Du và Trường THCS Chu Văn An . 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 chuyển động của các em ngày càng nâng cao lên. 2.Phương 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. 2
3. B. NỘI DUNG VÀ BIỆN PHÁP THỰC HIỆN I/. CƠ SỞ LÍ LUẬN: Trong các bài tập Vật lý trong trương chình THCS ,các bài toán về chuyển động cũng rất đa dạng phong phú thể loại và phức tạp, được trình bày dưới dạng định tính và định lượng. Học sinh sẽ không giải quyết được bài toán nếu như không có kỹ năng giải nhiều bài tập. Bài tập vật lý giúp học sinh hiểu, khắc sâu thêm lý thuyết và đặc biệt giúp học sinh có phương pháp giải bài tập. Muốn làm được bài tập chuyển động, học sinh phải biết vận dụng các thao tác tư duy, so sánh, phân tích, tổng hợp, khái quát hóa để xác định được bản chất vật lý, trên cơ sở đó chọn ra các công thức thích hợp cho từng bài tập Trong phạm vi đề tài này,nội dung có thể tạm chia làm hai phần: - Phần 1: Bổ sung một số kiến thức cơ bản cho học sinh - Phần 2: Các dạng toán cơ bản về chuyển động thường gặp,chủ yếu cho học sinh nắm được một số dạng bài tập mà học sinh hay gặp trong khi giải các bài tập về chuyển động.Sau đó học sinh vận dụng các kiến thức liên quan. - Phần 3: là từ cơ sở một bài toán nào đó mà ta phát triển hơn thành nhiều bài toán khác nhằm giúp cho học sinh hiểu sâu hơn và khắc sâu kiến thức hơn, những kiến thức này có thể là cơ sở giúp cho học sinh tìm ra hướng giải toán một cách dể dàng đồng thời hạn chế được những sai sót cơ bản trong quá trình giải bài tập trong phần chuyển động. * Thực trạng của học sinh. Qua nhiều năm giảng dạy vật lý ở trường THCS Nguyễn Du và năm học này ở trường 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 tậpở lớp hoặc nếu có thì rất ít, chưa có kỹ năng vận dụng kiến thức chuyển động vật lý. Vì vậy các em giải bài tập một cách mò mẫm, không có định hướng rõ ràng, áp dụng công thức máy móc và nhiều khi không giải được, có nhiều nguyên nhân sau : - Học sinh chưa biết 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 giành riêng để giải bài tập Do đó kỷ năng giải bài tập của học sinh là rất hạn chế.Vì vậy việc rènluyện 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. 3
4. II – NỘI DUNG THỰC HIỆN PHẦN I:. Một số kiến thức cơ bản cần cung cấp cho học sinh • Sự thay đổi vị trí của một vật theo thời gian so với vật khác gọi là chuyển động cơ học (gọi tắt là chuyển động). •Độ lớn của vận tốc cho biết mức độ nhanh hay chậm của chuyển động và được xác định bằng độ dài quãng đường đi được trong một đơn vị thời gian . s • Công thức tính vận tốc: v = t Trong đó : s là độ dài quãng đường đo được , t là thời gian đi hết quãng đường đó.  Vận tốc trung bình của một chuyển động không đều trên một quãng đường được tính s bằng công thức : Vtb = t Trong đó : s là độ dài quãng đường đi được t là thời gian đi hết quãng đường đó. 2. Một số công thức tính vận tốc tương đối cụ thể: 2.1.Chuyển động của thuyền, canô, xuồng trên (sông, hồ, biển): a* khi thuyền, ca nô , chuyển động xuôi dòng: Vận tốc của thuyền, canô so với bờ được tính bằng 1 trong 2 cặp công thức sau: vcb = vc + vn S(AB) = vc + vn ( t là thời gian khi canô đi xuôi dòng ) t Trong đó: + v cb là vận tốc của canô so với bờ + vcn (hoặc vc) là vận tốc của canô so với nước + vnb (hoặc vn) là vận tốc của nước so với bờ * Lưu ý: - Khi canô tắt máy, trôi theo sông thì vc = 0 vtb = vt + vn S(AB) = vc + vn ( t là thời gian khi thuyền đi xuôi dòng ) t Trong đó: + vtb là vận tốc của thuyền so với bờ + vtn (hoặc vt) là vận tốc của thuyền so với nước + vnb (hoặc vn) là vận tốc của nước so với bờ b.* khi thuyền, ca nô, chuyển động ngược dòng: Tổng quát: v = vlớn - vnhỏ 4
5. Vận tốc của thuyền, canô so với bờ được tính bằng 1 trong 2 cặp công thức sau: vcb = vc - vn (nếu vc > vn) S(AB) = vc - vn t' ( Với t’ là thời gian khi canô đi ngược dòng ) vtb = vt - vn (nếu vt > vn) S(AB) = vc - vn ( t’ là thời gian khi canô đi ngược dòng ) t' 2.2 Chuyển động gồm: xe ,tàu và đường ray a. khi hai vật chuyển động ngược chiều: vxt = vx + vt Trong đó: + vxt là vận tốc của xe so với tàu + vxđ (hoặc vx) là vận tốc của xe so với đường ray + vtđ (hoặc vt) là vận tốc của tàu so với đường b*khi hai vật chuyển động cùng chiều: • vxt = vxđ - vtđ hoặcv xt = vx - vt ( nếu vxđ > vtđ ; vx > vt) vxt = vtđ - vxđ hoặcv xt = vt - vx ( nếu vxđ < vtđ ; vx < vt) PHẦN II. MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP CHUYỂN ĐỘNG Dạng 1: Chuyển động cùng chiều: Nếu hai vật chuyển động cùng chiều: Khi gặp nhau hiệu quãng đường các vật đã đi bằng khoảng cách ban đầu giữa hai vật. S Công thức thường gặp trong chuyển động cùng chiều là: t (1) v1 v 2 Trong đó t là thời gian hai động tử gặp nhau. S là khoảng cách lúc đầu giữa hai động tử, v1, v2 là vận tốc của chúng. Ví dụ: Ba người đi xe đạp từ A đến B với vận tốc không đổi. Người thứ nhất và người thứ hai xuất phát cùng một lúc với các vận tốc tương ứng là v 1 = 10km/h và v2 = 12km/h. Người thứ ba xuất phát sau hai người nói trên 30 phút. Khoảng thời gian giữa hai lần gặp của người thứ ba với 2 người đi trước là 1 giờ. Tính vận tốc của người thứ ba. Phân tích: Ba người xuất phát cùng một lúc và cùng chuyển động từ A đến B. 5
6. Đây là bài tập dạng chuyển động cùng chiều nên ta sử dụng công thức (1) và giải toán bằng cách lập phương trình. Thời gian người thứ ba gặp người thứ nhất là t1, gặp người thứ hai là t2. Khoảng cách từ t1 đến t2 là một giờ. Tính v3 ? Bài giải: Gọi vận tốc của người thứ ba là x (km/h) (x > 12). 1 Sau 30 phút quãng đường người thứ nhất đi được là: S1 = v1.t = 10. = 5 (km) 2 1 Sau 30 phút quãng đường người thứ hai đi được là: S2 = v2.t = 12. = 6 (km) 2 S 5 Thời gian người thứ ba gặp người thứ nhất là: t1 v3 v1 x 10 S 6 Thời gian người thứ ba gặp người thứ hai là: t 2 v3 v2 x 12 6 5 Khoảng cách giữa hai lần gặp nhau là 1 giờ nên ta có : 1 x 12 x 10 Giải phương trình trên tìm được: x1 = 15 (thoả mãn); x2 = 8 (không thoả mãn). Vậy vận tốc của người thứ ba là 15km/h. Dạng 2: Chuyển động ngược chiều Nếu hai vật chuyển động ngược chiều: Khi gặp nhau tổng quãng đường các vật đã đi bằng khoảng cách ban đầu giữa hai vật. S Công thức thường được sử dụng khi làm bài là: t (2) v1 v2 t là thời gian 2 động tử gặp nhau, S là khoảng cách ban đầu giữa hai động tử v 1, v2 là các vận tốc của chúng. Ví dụ: Một động tử xuất phát từ A M chuyển động thẳng đều về B, cách A 120m với A B t = 10s vận tốc 8m/s. Cùng lúc đó một động tử khác t = 10s chuyển động thẳng đều từ B về A. Sau 10 giây 120m hai động tử gặp nhau. Tính vận tốc của động tử thứ hai và vị trí hai động tử gặp nhau. Phân tích: 6