SKKN Dùng Phương Pháp Tọa độ để Giải Bài Toán Chuyển động Của ...

• Trang Chủ
• Đăng ký
• Đăng nhập
• Upload
• Liên hệ

• Home
• SKKN Mầm Non - Mẫu Giáo
  • SKKN Nhà Trẻ
  • SKKN Mầm
  • SKKN Chồi
  • SKKN Lá
• SKKN Tiểu Học
  • SKKN Lớp 1
  • SKKN Lớp 2
  • SKKN Lớp 3
  • SKKN Lớp 4
  • SKKN Lớp 5
• SKKN Trung Học Cơ Sở
  • Lớp 6
  • Tiếng Anh 6
  • Ngữ Văn 6
  • Toán Học 6
  • Vật Lí 6
  • Sinh Học 6
  • Lịch Sử 6
  • Địa Lí 6
  • Tin Học 6
  • Công Nghệ 6
  • Âm Nhạc 6
  • Mĩ Thuật 6
  • Thể Dục 6
  • Giáo Dục Công Dân 6
  • Lớp 7
  • Tiếng Anh 7
  • Ngữ Văn 7
  • Toán Học 7
  • Vật Lí 7
  • Sinh Học 7
  • Lịch Sử 7
  • Địa Lí 7
  • Tin Học 7
  • Công Nghệ 7
  • Âm Nhạc 7
  • Mĩ Thuật 7
  • Thể Dục 7
  • Giáo Dục Công Dân 7
  • Lớp 8
  • Tiếng Anh 8
  • Ngữ Văn 8
  • Toán Học 8
  • Vật Lí 8
  • Hóa Học 8
  • Sinh Học 8
  • Lịch Sử 8
  • Địa Lí 8
  • Tin Học 8
  • Công Nghệ 8
  • Âm Nhạc 8
  • Mĩ Thuật 8
  • Thể Dục 8
  • Giáo Dục Công Dân 8
  • Lớp 9
  • Tiếng Anh 9
  • Ngữ Văn 9
  • Toán Học 9
  • Vật Lí 9
  • Hóa Học 9
  • Sinh Học 9
  • Lịch Sử 9
  • Địa Lí 9
  • Tin Học 9
  • Công Nghệ 9
  • Âm Nhạc 9
  • Mĩ Thuật 9
  • Thể Dục 9
  • Giáo Dục Công Dân 9
• SKKN Trung Học Phổ Thông
  • Lớp 10
  • Tiếng Anh 10
  • Ngữ Văn 10
  • Toán Học 10
  • Vật Lí 10
  • Hóa Học 10
  • Sinh Học 10
  • Lịch Sử 10
  • Địa Lí 10
  • Tin Học 10
  • Công Nghệ 10
  • Thể Dục 10
  • Giáo Dục Công Dân 10
  • Lớp 11
  • Tiếng Anh 11
  • Ngữ Văn 11
  • Toán Học 11
  • Vật Lí 11
  • Hóa Học 11
  • Sinh Học 11
  • Lịch Sử 11
  • Địa Lí 11
  • Tin Học 11
  • Công Nghệ 11
  • Thể Dục 11
  • Giáo Dục Công Dân 11
  • Lớp 12
  • Tiếng Anh 12
  • Ngữ Văn 12
  • Toán Học 12
  • Vật Lí 12
  • Hóa Học 12
  • Sinh Học 12
  • Lịch Sử 12
  • Địa Lí 12
  • Tin Học 12
  • Công Nghệ 12
  • Thể Dục 12
  • Giáo Dục Công Dân 12

Trang Chủ›Trung Học Phổ Thông›Lớp 12›Vật Lí 12 SKKN Dùng phương pháp tọa độ để giải bài toán chuyển động của vật bị ném xiên, từ đó phát hiện ra những phương pháp khác hay hơn nữa để giải quyết cùng một bài toán

Bài toán chuyển động của vật bị ném xiên là một bài toán có tính ứng dụng cao, thường gặp trong thực tế như: Ném lao, đẩy tạ, bắn súng.

Trong chương trình vật lý THPT, bài toán chuyển động của vật bị ném xiên được đưa vào chương trình Vật lý 10, chương Động lực học chất điểm, tiết 24 theo phân phối chương trình. Khi gặp bài toán này học sinh thường lúng túng và hay gặp khó khăn khi giải quyết nó. Nguyên nhân là do:

- Phương pháp giải bài toán này được sách giáo khoa đưa ra là phương pháp tọa độ, về lý thuyết mà nói, phương pháp này có thể giải quyết mọi bài toán chuyển động cong, trong đó có bài toán chuyển động ném xiên. Tuy nhiên, với những học sinh mới bắt đầu chương trình học lớp 10 thì việc hiểu và vận dụng được phương pháp tọa độ là rất khó khăn.

- Một số kiến thức toán học, học sinh mới bắt đầu làm quen trong chương trình lớp 10 như: khái niệm véc tơ, các phép toán véc tơ. Việc học sinh vừa mới được làm quen ở môn toán và phải vận dụng thành thạo nó cho môn vật lý cũng là một việc vô cùng khó khăn.

Đặc biệt hơn, một số kiến thức toán học, học sinh còn chưa được học: Như việc khảo sát đồ thị của hàm số bậc hai đầy đủ : dạng đồ thị, tọa độ đỉnh, trục đối xứng.hay một số phép biến đổi lượng giác. Tất cả những công cụ này, đều đòi hỏi học sinh không những phải nắm vững mà còn phải vận dụng thành thạo.

 

20 trang thuychi01 14245 Download Bạn đang xem tài liệu "SKKN Dùng phương pháp tọa độ để giải bài toán chuyển động của vật bị ném xiên, từ đó phát hiện ra những phương pháp khác hay hơn nữa để giải quyết cùng một bài toán", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trênPHẦN I. MỞ ĐẦU I. Lý do chọn đề tài. Bài toán chuyển động của vật bị ném xiên là một bài toán có tính ứng dụng cao, thường gặp trong thực tế như: Ném lao, đẩy tạ, bắn súng... Trong chương trình vật lý THPT, bài toán chuyển động của vật bị ném xiên được đưa vào chương trình Vật lý 10, chương Động lực học chất điểm, tiết 24 theo phân phối chương trình. Khi gặp bài toán này học sinh thường lúng túng và hay gặp khó khăn khi giải quyết nó. Nguyên nhân là do: - Phương pháp giải bài toán này được sách giáo khoa đưa ra là phương pháp tọa độ, về lý thuyết mà nói, phương pháp này có thể giải quyết mọi bài toán chuyển động cong, trong đó có bài toán chuyển động ném xiên. Tuy nhiên, với những học sinh mới bắt đầu chương trình học lớp 10 thì việc hiểu và vận dụng được phương pháp tọa độ là rất khó khăn. - Một số kiến thức toán học, học sinh mới bắt đầu làm quen trong chương trình lớp 10 như: khái niệm véc tơ, các phép toán véc tơ.... Việc học sinh vừa mới được làm quen ở môn toán và phải vận dụng thành thạo nó cho môn vật lý cũng là một việc vô cùng khó khăn. Đặc biệt hơn, một số kiến thức toán học, học sinh còn chưa được học: Như việc khảo sát đồ thị của hàm số bậc hai đầy đủ : dạng đồ thị, tọa độ đỉnh, trục đối xứng...hay một số phép biến đổi lượng giác... Tất cả những công cụ này, đều đòi hỏi học sinh không những phải nắm vững mà còn phải vận dụng thành thạo. - Thời lượng dành cho phần này theo phân phối chương trình là quá ít: Nó được phân bố trong một tiết học với 3 nội dung chính: đầu tiên là giới thiệu phương pháp tọa độ, sau dó là áp dụng phương pháp đó cho hai bài toán cơ bản là chuyển động ném ngang và chuyển động ném xiên. Trong thực tế thường không đủ thời gian để học sinh hiểu và thấm được một trường hợp, chứ chưa nói đến vận dụng thành thạo cho cả hai trường hợp và các khả năng có thể xảy ra. Chính vì vậy, tôi đã chọn đề tài này nhằm mục đích giúp học sinh hiểu sâu hơn nội dung phương pháp tọa độ mà sách giáo khoa đã trình bày, từ đó hiểu sâu sắc hơn bản chất, hiện tượng vật lý của bài toán, gây hứng thú học tập cho học sinh, đồng thời qua đó giúp học sinh phát hiện ra những phương pháp khác hay hơn để giải quyết bài toán. II. Mục đích nghiên cứu. Mục đích nghiên cứu của đề tài là: dùng phương pháp tọa độ để giải bài toán chuyển động của vật bị ném xiên, từ đó phát hiện ra những phương pháp khác hay hơn nữa để giải quyết cùng một bài toán. III. Đối tượng nghiên cứu: Phần cơ học chương trình vật lý 10 theo sách giáo khoa nâng cao IV. Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý luận: Cơ sở của phương pháp tọa độ, nội dung của phương pháp tọa độ. Nghiên cứu thực tiễn: Vận dụng phương pháp tọa độ vào bài toán chuyển động của vật bị ném xiên, từ đó đề xuất được những phương pháp khác V. Phạm vi áp dụng Đề tài này áp dụng được cho những học sinh học môn vật lý 10 THPT theo sách giáo khoa nâng cao, những học sinh học chuyên lý, những học sinh trong đội tuyển học sinh giỏi vật lý và những học sinh thi môn khoa học tự nhiên trong kỳ thi THPT Quốc gia. Đồng thời có thể là tài liệu tham khảo cho những giáo viên đang giảng dạy môn vật lý THPT. PHẦN II. NỘI DUNG I. Cơ sở lý luận của đề tài. Chuyển động của vật bị ném xiên là dạng chuyển động của vật có vận tốc ban đầu hợp với phương ngang một góc a nào đó. Khi xét bài toán này, sách giáo khoa đã đưa ra một số giả thiết là: bỏ qua sức cản của không khí, bỏ qua sự phụ thuộc của gia tốc rơi tự do vào độ cao cũng như độ cong của mặt đất. Với những giả thiết như vậy, có thể thấy, sau khi ném vật, chỉ có trọng lực tác dụng lên vật và truyền cho vật gia tốc rơi tự do theo phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống và có độ lớn không đổi theo thời gian. Do đó mà vật sẽ tham gia chuyển động theo phương thẳng đứng. Tuy nhiên, do có vận tốc đầu hợp với phương ngang một góc a nên chuyển động của vật không chỉ theo một phương thẳng đứng mà còn theo phương khác nữa. Chính vì thế mà quỹ đạo chuyển động của vật sẽ không còn là đường thẳng như những chuyển động mà trước đây học sinh đã khảo sát và cũng chính vì thế mà việc khảo sát chuyển động này phức tạp hơn các chuyển động chỉ theo một phương như trước đây học sinh đã từng làm. Trên cơ sở đó, sách giáo khoa đã đưa ra phương pháp để khảo sát chuyển động này: đó chính là phương pháp tọa độ. Phương pháp tọa độ để khảo sát chuyển động của vật bị ném xiên bao gồm các bước như sau: Bước 1: Chọn hệ quy chiếu thích hợp Một hệ quy chiếu bao gồm: Một hệ tọa độ Đêcac vuông góc Oxy và một gốc thời gian. Bước 2: Phân tích chuyển động của vật trên hai trục Ox, Oy. Bước 3: Xác định các chuyển động thành phần Xác định các tọa độ ban đầu, vận tốc ban đầu, gia tốc của vật theo các trục tọa độ: x0, y0, v0x, v0y, ax, ay. Viết các công thức vận tốc và các phương trình chuyển động theo hai trục: vx, vy, x, y. Bước 4: Phối hợp các công thức, các phương trình để tìm chuyển động thực của vật và các đại lượng đặc trưng cho chuyển động. II. Thực trạng của học sinh khi gặp bài toán chuyển động ném xiên. Thực tế, bài toán chuyển động ném xiên không chỉ có một trường hợp mà rất nhiều trường hợp xảy ra: ném xiên từ mặt đất, ném xiên từ một độ cao, độ sâu nào đó so với mặt đất, ném xiên lên, ném xiên xuống... Khi gặp bài toán này, học sinh thường lúng túng và thường rất khó khăn để hoàn thành nó: Khó khăn đầu tiên khi gặp phải là việc chọn hệ tọa độ: Theo phương pháp thì việc chọn hệ tọa độ là tùy ý học sinh, nhưng chính vì tùy ý, chính vì được “chọn” như thế nên học sinh sẽ không biết chọn như thế nào là thích hợp. Khó khăn tiếp theo là việc phân tích chuyển động thực của vật theo hai chuyển động thành phần: Nếu học sinh không hiểu được vấn đề, không hiểu bản chất của hiện tượng, không nắm chắc kiến thức của các bài trước thì sẽ không thể nào hình dung ra được vì sao lại được như vậy. Một khó khăn nữa là việc phối hợp các công thức, các phương trình để tìm các đại lượng đặc trưng cho chuyển động: ở đây là do học sinh chưa sử dụng thành thạo phương pháp tọa độ, chưa có đủ công cụ toán học cần thiết để sử dụng... III. Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề 1. Hướng dẫn học sinh sử dụng thành thạo phương pháp tọa độ để giải quyết bài toán chuyển động ném xiên. Biện pháp thực hiện: - Phân tích cho học sinh hiểu rõ bản chất của hiện tượng xảy ra. - Đưa ra phương pháp, yêu cầu học sinh nắm được các bước và tiến hành tuần tự theo từng bước cho mỗi bài toán cụ thể. - Cung cấp cho học sinh các kiến thức toán học cần thiết: Kiến thức về hàm số bậc hai, về tam thức bậc hai, về véc tơ và các phép toán véc tơ, về phép chiếu và hình chiếu, về các phép biến đổi lượng giác. - Cho hoc sinh được luyện tập nhiều thông của các bài tập. Một số bài tập minh họa: 1.1. Bài toán cơ bản: Vật được ném lên từ mặt đất Từ mặt đất, một vật được ném lên trên với vận tốc ban đầu hợp với phương ngang một góc a. Khảo sát chuyển động của vật. Bước 1: Chọn hệ quy chiếu Chọn hệ tọa độ Đề các Oxy: Gốc O trùng với điểm ném vật, trục Ox nằm ngang, chiều dương theo hướng ném, trục Oy thẳng đứng, chiều dương hướng lên Gốc thời gian là lúc ném vật Bước 2: Phân tích chuyển động Khi vật chuyển động thì các hình chiếu của vật trên hai trục Ox và Oy cũng chuyển động theo, nghĩa là vật sẽ đồng thời tham gia hai chuyển động thành phần theo hai trục Ox, Oy Bước 3: Xác định các chuyển động thành phần Theo trục Ox: Vật có vận tốc ban đầu và không chịu tác dụng của lực nào nên ® Vật chuyển động thẳng đều với vận tốc Phương trình chuyển động: Theo trục Oy: Vật có vận tốc ban đầu và chịu tác dụng của trọng lực nên ® Vật chuyển động thẳng biến đổi đều với vận tốc Phương trình chuyển động: Bước 4: Phối hợp công thức để khảo sát chuyển động của vật _ Dạng quỹ đạo của vật Từ Thay vào (5) là phương trình quỹ đạo của vật. Từ (5) ta thấy: quỹ đạo của vật là một đoạn của parabol _ Khi vật đạt vị trí cao nhất của quỹ đạo: Từ Thay vào (4) ta được: ®H gọi là tầm bay cao của vật _ Vật chạm đất: Từ (4): ® T là thời gian chuyển động của vật Thay (8) vào (2) ta được: ® L gọi là tầm bay xa của vật _ Vận tốc của vật tại một thời điểm bât kỳ gồm hai thành phần vuông góc với nhau Về độ lớn: Nhận xét: Đây là bài toán cơ bản và bài giải mẫu theo phương pháp tọa độ mà sách giáo khoa đã trình bày. Từ bài giải này có thể rút ra một số nhận xét sau: _ Chuyển động của vật có thể phân tích thành nhiều thành phần theo các phương khác nhau, do đó cần căn cứ vào các dữ kiện và yêu cầu của bài toán mà chọn được hệ tọa độ Oxy thích hợp. _ Sau khi đã tìm được phương trình quỹ đạo dạng có thể dựa vào tính chất của đồ thị để tìm các điểm đặc biệt, như: Vị trí cao nhất: Chính là đỉnh của parabol: A Từ đó tìm được tầm bay cao: và tầm bay xa: Một số bài toán khác hoặc yêu cầu khác xoay quanh bài toán cơ bản: Bài toán 1: Từ mặt đất, một vật được ném lên trên với vận tốc ban đầu hợp với phương ngang một góc a. Với giá trị nào của a thì tầm bay xa của vật là lớn nhất. Nhận xét: Sau khi học sinh đã thành thạo bài toán cơ bản, có thể sử dụng kết quả của bài toán cơ bản để giải bài này Ta có: Tầm bay xa của vật: Từ đó suy ra: Khi đó: Như vậy, với một vận tốc ban đầu xác đinh, một vật được nén xiên lên từ mặt đất sẽ có tầm bay xa lớn nhất khi góc ném bằng 450 Bài toán 2: Một vòi nước nằm trên mặt đất phụt một dòng nước hợp với phương ngang một góc a = 450, với vận tốc ban đầu v0 = 10 m/s. Biết diện tích tiết diện của vòi nước là S = 5cm2. Xác định khối lượng của dòng nước trong không khí. Cho khối lượng riêng của nước là . Lấy g = 10 m/s2 Nhận xét: Có thể thấy khối lượng nước phun ra trong không khí trong một đơn vị thời gian là: Như vậy: sử dụng kết quả của bài toán cơ bản, có thể tính được khối lượng của dòng nước trong không khí là: Bài toán 3: Từ mặt đất, một viên đá được ném lên với vận tốc ban đầu v0, hợp với phương ngang một góc a. Hỏi giá trị nhỏ nhất của v0 là bao nhiêu để viên đá rơi trúng đích ở vị trí C cách điểm ném một đoạn l theo phương ngang và có độ cao h theo phương thẳng đứng. Nhận xét: Đây là một bài toán khó, để giải bài toán này yêu cầu học sinh phải: Thứ nhất: Thành thạo bài toán cơ bản Thứ hai: Biết cách xác định tọa độ tại một điểm trên đồ thị Thứ 3: Nắm chắc kiến thức về phương trình bậc hai: điều kiện có nghiệm, công thức nghiệm... Thứ 4: Thành thạo các phép biến đổi lượng giác. .... Khi đó, Sử dụng kết quả bài của bài toán cơ bản Ta có: Để hòn đá rơi trúng đích tại C(l; h): Để hòn đá trúng đích thì phương trình trên phải có nghiệm: Dễ thấy bất dẳng thức trên là đúng nếu: Từ đó suy ra: ứng với Khi đó: Đặc biệt: Khi đích ở trên mặt đất: 1.2. Bài toán mở rộng từ bài toán cơ bản: Vật được ném lên từ độ cao h so với mặt đất Bài toán 1: Từ vị trí có độ cao h = 7,5m so với mặt đất, một vật được ném lên trên với vận tốc ban đầu v0 = 10 m/s, theo phương hợp với phương ngang một góc a = 450. Tìm vị trí chạm đất của vật. Nhận xét: Với bài này, tùy thuộc vào hệ tọa độ được chọn mà sẽ cho những phương trình khác nhau Chẳng hạn: Chọn hệ tọa độ Oxy như hình vẽ, trong đó gốc O trùng với điểm ném vật Gốc thời gian là lúc ném vật. Tương tự như bài toán cơ bản, ta được phương trình quỹ đạo: Vật chạm đất tại vị trí: Bài toán 2: Từ đỉnh tháp có độ cao h so với mặt đất, một hòn đá được ném lên với vận tốc ban đầu v0, hợp với phương ngang một góc a. Hỏi góc ném a phải có giá trị bẳng bao nhiêu để hòn đá rơi cách chân tháp một đoạn xa nhất có thể? Nhận xét: Tương tự như bài toán 1, bài toán này cũng có nhiều cách chọn hệ tọa độ Chẳng hạn: Chọn hệ tọa độ Oxy như hình vẽ, trong đó gốc O tại mặt đất Gốc thời gian là lúc ném vật. Tương tự như bài toán cơ bản, ta được Suy ra, phương trình quỹ đạo: Hòn đá chạm đất: Phương trình trên có nghiệm khi: Tầm bay xa lớn nhất: Đạt được khi góc ném bằng: Đặc biệt: Khi h = 0 ( ném tại mặt đất) thì đạt được khi góc ném . Đó chính là kết quả của bài toán cơ bản 1 Như vậy: Có thể thấy, với phương pháp tọa độ, ta có thể giải được gần như mọi bài toán chuyển động của vật bị ném xiên. Và với học sinh, nếu được rèn luyện nhiều thông qua các bài tập và cứ tuần tự từng bước, từng bước như vậy, học sinh sẽ hiểu rõ hơn bản chất hiện tượng và thành thạo phương pháp giải. Tuy nhiên, trong thực tế, vì phần này trong phân phối chương trình chỉ được 1 tiết nên sẽ không đủ thời gian để làm những việc này. Nếu giáo viên cứ giao bài tập và yêu cầu học sinh về nhà tự làm thì trên thực tế, rất ít học sinh hoàn thành được bài tập theo yêu cầu của giáo viên. Với bản thân tôi, tôi đã khắc phục bằng cách là dùng các tiết dạy phụ đạo, dạy bồi dưỡng để giảng dạy cho học sinh: Phân tích, giảng giải cho học sinh thật hiểu bản chất của vấn đề, rồi cho học sinh áp dụng làm một vài bài tập trên lớp, sau đó giáo viên bổ sung, chỉnh sửa. Cuối cùng là giao bài tập về nhà cho học sinh hoặc yêu cầu học sinh tự tìm các bài tập tương tự. Lúc này, học sinh đã có thể hoàn thành được yêu cầu nên rất hứng thú và say mê. Để hoàn thành nội dung này cần thời gian từ 1 đến 2 tiết học tùy mức độ nhận thức của học sinh. 2. Phát huy tính sáng tạo của học sinh thông qua bài toán chuyển động ném xiên Biện pháp thực hiện: _ Phân tích hiện tượng xảy ra _ Yêu cầu học sinh tìm ra các phương pháp khác để hoàn thành yêu cầu của bài toán Để làm được điều này, học sinh phải có kỹ năng tư duy, suy luận tốt và đặc biệt phải có kiến thức toán học tốt, biết vận dụng Bài toán 1: Từ mặt đất, một vật được ném lên trên với vận tốc ban đầu hợp với phương ngang một góc a. Hãy chứng minh rằng với một vận tốc ban đầu xác định, khi vật đạt tầm xa cực đại thì tại vị trí chạm đất, vận tốc ban đầu và vận tốc ném vuông góc với nhau. . Nhận xét: Với bài toán này, có rất nhiều cách giải Thông thường: Học sinh sẽ chọn phương pháp tọa độ, tìm góc hợp bởi vận tốc của vật khi chạm đất và phương ngang, từ đó suy ra kết quả Theo kết quả bài trước: Từ đó suy ra: Khi đó: Vận tốc của vật khi chạm đất: Trong đó: Như vậy: khi vật chạm đất vận tốc của vật có độ lớn bằng vận tốc khi ném lên và có hướng hợp với mặt đất một góc b = -450 ® a + b = 900® đpcm Tuy nhiên: Từ yêu cầu của đề có thể thấy: Theo đề: Một cách khác nữa cũng sẽ được học sinh nghĩ đến là sử dụng tích vô hướng của hai véc tơ ta có: Từ đó suy ra: Với cách làm này, học sinh không cần phải chọn hệ tọa độ, không cần phải biển đổi dài dòng. Mặt khác, với cách này, học sinh còn có thể chứng minh được công thức của tầm bay xa: Do đó có những bài toán, có thể sử dụng cách này, sẽ cho kết quả nhanh hơn là phương pháp tọa độ với rất nhiều công thức, nhiều phép biến đổi. Chẳng hạn như bài toán 2 phần bài toán mở rộng: Bài toán 2: Từ đỉnh tháp có độ cao h so với mặt đất, một hòn đá được ném lên với vận tốc ban đầu v0, hợp với phương ngang một góc a. Hỏi góc ném a phải có giá trị bẳng bao nhiêu để hòn đá rơi cách chân tháp một đoạn xa nhất có thể? Nhận xét: . Với bài toán này, ngoài phương pháp tọa độ như đã trình bày ở trên, một số học sinh có thể tìm ra cách giải khác hay hơn, ngắn gọn hơn như sau: Có thể sử dụng luôn kết quả trên hoặc chứng minh công thức tầm bay xa: Từ đó suy ra: Mặt khác: theo định luật bảo toàn cơ năng ta có: Đạt được khi: Rõ ràng là cách làm này so với cách dùng phương pháo tọa độ sẽ ngắn gọn và dễ hiểu hơn nhiều. Bài toán 3: Sườn đồi có thể coi là mặt phẳng nghiêng, có góc nghiêng b so với mặt phẳng ngang. Từ một điểm trên sườn đồi, người ta ném lên một vật với vận tốc ban đầu v0, theo phương hợp với phương ngang một góc a . Tính khoảng cách từ chỗ ném vật đến điểm vật rơi trên sườn đồi. Nhận xét: Đây là bài toán điển hình về việc có thể chọn nhiều hệ tọa độ khác nhau ,tùy vào mỗi hệ tọa độ mà việc giải bài toán sẽ đơn giản hay phức tạp O y x b b a h L xM yM Phương án thứ nhất: Chọn hệ tọa độ như hình vẽ ( Đây sẽ là lựa chọn của đa số vì nó giống với bài toán cơ bản) Khi đó ta được: Phương trình quỹ đạo: Tuy nhiên đến đây học sinh sẽ lúng túng khi xác định tọa độ của vật khi chạm sườn đồi ( đa số là xác định sai) Cách làm đúng sẽ là: Vật chạm mặt sườn tại M có tọa độ: Thay vào phương trình quỹ đạo, ta được: Phương án thứ hai: Chọn hệ tọa độ như hình vẽ ( Hệ tọa độ này giống với hệ tọa độ khi xét chuyển động của vật trên mặt phẳng nghiêng, do đó mà có thể sử dụng các kết quả đó) O x b b a L b Xét chuyển động của vật theo hai trục Ox, Oy: Theo Ox: Theo Oy: Vật chạm sườn đồi: O y x b b a L b yM xM Phương án thứ ba: Chọn hệ tọa độ như hình vẽ Xét chuyển động của vật theo hai trục Ox, Oy: Theo Ox: Theo Oy: Cũng giống như phương án 1, đến đây hầu hết đều lúng túng khi xác định vị trí chạm mặt sườn. Cách làm đơn giản sẽ là: Vật chạm sườn đồi tại M có: Như vậy với bài toán này, có thể thấy với việc chọn hệ tọa độ khác nhau thì tính chất chuyển động cũng sẽ khác nhau. Bài toán 4: Một hòn bi được ném từ sàn nhà lên một chiếc bàn cao h = 1m với vận tốc ban đầu , theo phương hợp với mặt sàn một góc a. Hỏi với giá trị nào của a thì viên bi rơi xuống mặt bàn ở điểm B xa mép bàn nhất. Nhận xét: a a1 A B h Để viên bi có thể rơi xa mép bàn nhất thì quỹ đạo của viên bi phải đi sát mép A của bàn. Như vậy có thể coi bài toán bắt đầu ném lên từ A với vận tốc ban đầu v1 và góc ném a1 Tương tự các bài trước là có: Để Ta có: Ta có: ( điều này có thể chứng minh bằng định luật bảo toàn cơ năng hoặc áp dụng các công thức động học) Từ đó suy ra: Bài toán 5: Một vật nhỏ trượt với vận tốc ban đầu v0 = 10m/s theo mặt phẳng nằm ngang tiến tới gần một cái khe. Khe được tạo bởi hai vách thẳng đứng, cách nhau một khoảng d = 0,05m và có độ sâu là H = 1m. Hỏi vật va chạm vào hai thành khe bao nhiêu lần trước khi nó rơi xuống đáy. Coi va chạm giữa vật và thành khe là tuyệt đối đàn hồi Nhận xét: Để hoàn thành được bài này, đòi hỏi học sinh phải nắm được rất nhiều kiến thức và phải biết sắp xếp, gắn kết những đơn vị kiến thức đó lại với nhau Do va chạm đàn hồi nên thời gian bay của vật giữa hai thành là bằng nhau và bằng: Khi vật bắt đầu rời khỏi mặt phẳng ngang, va chạm lần thứ nhất vào khe ở độ sâu: ; trong đó: Tính từ thời điểm va chạm thứ nhất, va chạm lần thứ hai vào khe ở độ sâu: ; trong đó: Tính từ thời điểm va chạm thứ hai, va chạm lần thứ ba vào khe ở độ sâu: ; trong đó: v.v.v... ; trong đó: , n là số lần vật va chạm vào hai thành khe Hiển nhiên: Bài toán 6: Một vật rơi từ độ cao h xuống một mặt phẳng nghiêng. Vật đụng mặt phẳng nghiêng và nẩy lên. Va chạm giữa vật và mặt phẳng nghiêng là va chạm hoàn toàn đàn hồi. Tìm khoảng thời gian tính từ khi vật phản xạ lần thứ nhất đến khi lại rơi xuống mặt phẳng nghiêng lần thứ hai. Giả thiết kích thước mặt phẳng nghiêng đủ lớn. Nhận xét: Với bài này, với đa số học sinh sẽ chọn phương pháp tọa độ để giải: Chon hệ tọa độ Oxy như hình vẽ: O x y h 900- a a a Vận tốc của vật khi va chạm lần thứ nhất: Theo Ox: Theo Oy: Lần va chạm tiếp theo: Giải ra ta được: Tuy nhiên, một số học sinh chọn phương án hình học: B O h 900- a a a C Vận tốc của vật khi va chạm lần thứ nhất: Khi vật chạm mặt phẳng nghiêng lần thứ hai tại C, tương đương với vật rơi tự do từ B xuống C Ta thấy: Tam giác OBC cân tại B: O x y h 900- a a a Bài toán 7: Một vật rơi từ độ cao h xuống một mặt phẳng nghiêng. Vật đụng mặt phẳng nghiêng và nẩy lên. Va chạm giữa vật và mặt phẳng nghiêng là va chạm hoàn toàn đàn hồi. Tìm tỉ lệ các khoảng cách giữa 2 lần va chạm liên tiếp. Giả thiết kích thước mặt phẳng nghiêng đủ lớn. Nhận xét: Với phương pháp tọa độ: Chon hệ tọa độ Oxy như hình vẽ: Vận tốc của vật khi va chạm lần thứ nhất: Theo Ox: Theo Oy: Lần va chạm tiếp theo: Giải ra ta được: Vì va chạm là hoàn toàn đàn hồi nên thời gian giữa hai lần va chạm sẽ là Hoành độ các điểm va chạm: Từ đó suy ra: Tầm xa đạt được trong các lần va chạm: Tỷ lệ các khoảng cách giữa các lần va chạm liên tiếp: Điều thú vị là trong bài toán vật lý lại xuất hiện một dãy số tự nhiên IV. Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáo dục. Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm, được khảo sát trên 50 học sinh lớp 10 học theo s

Tài liệu đính kèm:

• skkn_dung_phuong_phap_toa_do_de_giai_bai_toan_chuyen_dong_cu.doc

Tài Liệu Liên Quan

• SKKN Lập trình và sử dụng thí nghiệm mô phỏng vật lý nhằm tăng tính trực quan, nâng cao hiệu quả dạy học phần Dao động cơ học - Vật lý 12 - Nâng cao tại Trường THPT Hậu Lộc 3
• SKKN Phát triển năng lực của học sinh THPT qua hệ thống bài tập vận dụng các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân Chương hạt nhân nguyên tử – Vật lí 12
• SKKN Ưu điểm của phương pháp năng lượng trong việc giải các bài toán cơ học
• SKKN Hướng dẫn học sinh lớp 12 ôn tập dạng đồ thị trong các bài toán dao động và sóng cơ học
• SKKN Vận dụng dạy học gắn liền với sản xuất kinh doanh vào thiết kế bài dạy “Tia X” để giúp định hướng nghề nghiệp cho học sinh lớp 12
• SKKN Phân dạng và phương pháp giải bài tập phóng xạ Vật lí 12 - THPT
• Sáng kiến kinh nghiệm Thí nghiệm kiểm chứng định luật ii New - Tơn
• SKKN Thiết kế phiếu học tập hỗ trợ học sinh các lớp chuyên khối khoa học xã hội tự học vật lý
• Sáng kiến kinh nghiệm Phân loại và phương pháp giải bài tập giao thoa sóng mặt nước
• SKKN Giao thoa ánh sáng bằng khe Y - Âng thay đổi cấu trúc

Tài Liệu Hay

• Hướng dẫn học sinh sử dụng phương pháp “chuẩn hóa số liệu” để giải nhanh các bài toán mạch rlc nối tiếp có tần số dòng điện thay đổi - Chương trình Vật lý 12
• Hệ thống công thức và phương pháp giải nhanh bài tập Vật lý lớp 12 dùng ôn thi thpt quốc gia
• SKKN Sử dụng phương pháp số phức để giải một số dạng toán Vật lý lớp 12 có hàm dao động điều hòa và ứng dụng giải nhanh trên máy tính cầm tay
• SKKN Phương pháp giải bài toán đồ thị trong dao động điều hòa
• SKKN Sử dụng phương pháp vẽ phổ tia sáng giải quyết bài toán giao thoa với ánh sáng có bước sóng biến thiên liên tục trong chương trình Vật lí 12
• SKKN Áp dụng bất đẳng thức cô-Si và bunhia côpxki giải các bài tập cơ học sơ cấp
• SKKN Hướng dẫn giải các bài tập về đồ thị sóng cơ
• Sáng kiến kinh nghiệm Thí nghiệm kiểm chứng định luật ii New - Tơn
• SKKN Sử dụng một số câu ca dao, tục ngữ, thành ngữ liên quan đến kiến thức vật lý trong các giờ học nhằm tạo hứng thú học tập cho học sinh
• SKKN Đổi mới phương pháp dạy học môn Vật lý theo định hướng phát triển năng lực học sinh ở trường THPT Sầm Sơn

Copyright © 2024 SangKienKinhNghiem.net