SKKN Một số kinh nghiệm dạy dạng bài tập đồ thị phần Toán chuyển động trong Vật lí Trung học cơ sở

 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
 Năm học: 2012 - 2013 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 ĐÍCH, NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU.
 1. Mục đích:
 Nghiên cứu hệ thống hóa một số dạng giải bài tập đồ thị toán chuyển 
 động trong vật lí Trung học cơ sở nhằm rèn luyện kĩ năng giải bài tập đồ thị 
 toán chuyển động nâng cao cho học sinh, góp phần đẩy mạnh nâng cao chất 
 lượng học tập, phát triển năng lực sáng tạo của học sinh. Hướng tới cung cấp 
 cho giáo viên một tài liệu tham khảo để bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí THCS.
 2. Nhiệm vụ:
 Nghiên cứu cơ sở lí luận về những vấn đề chung của bài tập đồ thị phần 
 toán chuyển động trong vật lí Trung học cơ sở.
 Nghiên cứu một số dạng bài tập đồ thị toán chuyển động trong vật lí 
 THCS, từ đó soạn thảo tiến trình hướng dẫn học sinh giải bài tập đồ thị vật lí 
 theo các dạng.
 Biên soạn một số dạng giải bài tập đồ thị toán chuyển động trong vật lí 
 Trung học cơ sở.
 Tiến hành thực nghiệm sư phạm và tổng kết những kết quả thực nghiệm.
 Kết luận và kiến nghị.
III. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU.
 Một số dạng giải bài tập đồ thị phần toán chuyển động trong vật lí THCS.
 Các tài liệu tham khảo có liên quan tới bài tập đồ thị phần toán chuyển 
 động trong vật lí THCS.
 Chương trình vật lí 8 THCS.
IV. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.
 Để thực hiện được các nhiệm vụ trên, đề tài sử dụng các phương pháp 
 nghiên cứu chủ yếu sau:
 Phương pháp nghiên cứu lí thuyết.
 Phương pháp điều tra.
 Phương pháp thực nghiệm. Một số kinh nghiệm dạy dạng bài tập đồ thị phần toán chuyển động trong vật lí THCS
hỏi người học phải biểu diễn quá trình diễn biến của hiện tượng nêu trong bài 
tập đồ thị.
 3. Phân loại theo trình độ phát triển tư duy
 Các cấp độ nhận thức theo Bloom: Biết (Knowledge); Hiểu 
(Comprehension); Vận dụng (Application); Phân tích (Analysis); Tổng hợp 
(synthesis); Đánh giá (Evaluation).
 Theo đó, việc giải bài tập vật lí, ta có thể phân ra thành ba bậc của quá 
trình nhận thức:
 Bài tập nhận biết, tái hiện, tái tạo lại.
 Bài tập hiểu, áp dụng.
 Bài tập vận dụng linh hoạt.
IV. Cơ sở định hướng giải bài tập vật lí
 1. Hoạt động giải bài tập vật lí
 Hoạt động giải bài toán vật lí có hai phần việc cơ bản quan trọng là:
 + Việc xác lập các mối liên hệ cơ bản, cụ thể dựa trên sự vận dụng kiến thức 
vật lý vào điều kiện cụ thể của bài toán đã cho.
 + Sự tiếp tục luận giải, tính toán, đi từ mối liên hệ đã xác lập được đến kết 
quả cuối cùng của việc giải đáp vấn đề được đặt ra trong bài toán đã cho.
 Sự nắm vững lời giải một bài toán vật lí phải thể hiện ở khả năng trả lời 
được câu hỏi: Việc giải bài toán này cần xác lập được mối liên hệ nào? Sự xác 
lập các mối liên hệ cơ bản này dựa trên sự vận dụng kiến thức vật lí nào? Vào 
điều kiện cụ thể gì của bài toán?
 Đối với bài tập định tính, ta không phải tính toán phức tạp nhưng vẫn cần 
phải có suy luận logic từng bước đi để đến kết luận cuối cùng.
 2. Phương pháp giải bài tập vật lí
 Xét về tính chất của các thao tác tư duy khi giải các bài tập vật lí người ta 
thường dùng hai phương pháp sau.
 Phương pháp phân tích
 Phương pháp tổng hợp
 3. Các bước chung giải bài toán vật lí
 Từ phân tích về thực chất hoạt động giải bài toán, ta có thể đưa ra một 
cách khái quát các bước chung của tiến trình giải một bài toán vật lí và hoạt 
động chính trong các bước đó là:
 Bước 1:Tìm hiểu đầu bài.
 Đọc, ghi ngắn gọn các dữ liệu xuất hiện vá các cái phải tìm.
 Mô tả lại tình huống đã nêu trong đầu bài, vẽ hình minh họa. Một số kinh nghiệm dạy dạng bài tập đồ thị phần toán chuyển động trong vật lí THCS
 Lựa chọn các bài tập điển hình nhằm hướng dẫn cho người học vận dụng 
kiến thức đã học để giải những loại bài tập cơ bản, hình thành phương pháp 
chung để giải các loại bài tập đó.
 Lựa chọn các bài tập sao cho có thể kiểm tra được mức độ nắm vững tri 
thức của người học.
 Chương 2: Bồi dưỡng kiến thức vật lí trung học cơ sở về đồ 
 thị phần toán chuyển động theo các dạng
I. Thực trạng trước khi thực hiện đề tài
 Trước khi thực hiện đề tài qua giảng dạy đội tuyển trường THCS Liên Hà, 
qua tìm hiểu và trao đổi với đồng nghiệp tôi nhận thấy: Đa số học sinh ham mê 
học bộ môn Vật lí, nhưng khi làm bài tập vật lí đặc biệt bài tập về đồ thị toán 
chuyển động các em thường lúng túng trong việc định hướng giải. Các bài tập 
về đồ thị phần toán chuyển động có thể nói các em chưa biết cách giải cũng như 
trình bày lời giải.
 Theo tôi, thực trạng nêu trên có thể do một số nguyên nhân sau:
 + Học sinh chưa có phương pháp tổng quan để giải bài tập về đồ thị 
 chuyển động.
 + Học sinh chưa biết vận dụng các kiến thức, định luật vật lí, các kiến 
 thức trong toán học như hàm sô, đồ thị, phương trình.
 + Nội dung cấu trúc chương trình sách giáo khoa mới hầu như không 
 dành thời lượng cho việc hướng dẫn học sinh giải bài tập hay luyện tập, đặc 
 biệt là bài tập đồ thị chuyển động, dẫn đến học sinh không có điều kiện bổ 
 sung, mở rộng và nâng cao kiến thức cũng như rèn kĩ năng giải bài tập về đồ 
 thị chuyển động.
II. Một số biện pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng kiến thức vật lí Trung 
 học cơ sở về đồ thị phần toán chuyển động
1. Hệ thống hóa kiến thức theo các dạng: 
 * Mục đích: Giúp học sinh có cái nhìn hệ thống về các dạng bài tập đồ thị 
phần toán chuyển động trong vật lí THCS.
 Ta có thể phân dạng đồ thị phần toán chuyển động như sau:
 Đồ thị quãng đường - thời gian.
 Đồ thị vận tốc - thời gian.
 Đồ thị khác.
2. Tóm tắt ngắn gọn lý thuyết và phương pháp giải bài tập đồ thị phần 
 toán chuyển động:
 * Mục đích: Một số kinh nghiệm dạy dạng bài tập đồ thị phần toán chuyển động trong vật lí THCS
 s( km)
 150
 100
 50
 t (h)
 0 1 1,5 2 3
- Nhận xét: Đồ thị chuyển động có dạng đường thẳng.
* Ý nghĩa: Sau khi làm bài tập này học sinh phần nào hình thành được kĩ năng 
viết phương trình chuyển động và cách biểu diễn chuyển động bằng đồ thị. 
3. Lựa chọn và trình bày mẫu bài tập trong chủ đề:
* Mục đích:
 - Giúp Giáo viên xây dựng kịch bản cho một bài giảng một cách logic và hệ 
thống
- Sự trình bày lời giải rõ ràng của Giáo viên giúp Học sinh có kĩ năng tìm tòi lời 
giải bài toán và kĩ năng trình bày khoa học.
* Bài tập minh họa:
Cho đồ thị của hai chuyển S (km)
động được vẽ trên hình.
a/ Xác định vị trí và thời 80 (II)
điểm hai chuyển động gặp 
 60
nhau
 E
b/ Xác định vận tốc của xe 40
 C
II để nó gặp xe I lúc bắt 20 (I)
 D
đầu khởi hành sau khi nghỉ. F
Vận tốc xe II là bao nhiêu A0 t (h)
để nó gặp xe I hai lần? 1 2 3
c/ Tính vận tốc trung bình 
của xe I trên cả quãng 
đường đi và về.
 Bài giải
a/ Hai xe gặp nhau sau một giờ chuyển động, nơi gặp nhau cách A 40km (giao 
điểm của hai đồ thị).
Ta 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
 => sAB = 60(km).
 s AB 60
Vậy thời gian ban đầu dự định đi từ A đến B: t1 5(km/h)
 v1 12
Thời gian thực tế từ A đến B : T = t1 – 1 = 4(km/h).
* Có thể dựng đồ thị như sau:
 s (km)
 60
 v2
 v1
 0 t1 t1 + 0,25 4,5 5 t(h)
- Đường nét đứt là đường dự định đi được.
- Đường nét liền là đường thực tế đi được.
Dựa vào đồ thị ta có: v1.t1 + v2.(4,5 – t1 – 0,25) = 60 => t1 = 1,75(h)
Hay s1 = v1.t1 = 15(km).
5. Phát triển bài toán thành bài tập của chủ đề mới:
Mục đích: Nhằm phát triển tư duy và phát huy tính năng động sáng tạo của học 
sinh
Bài tập minh họa : Hàng ngày ô tô thứ nhất xuất phát từ A lúc 6h đi về B, ô tô 
thứ hai xuất phát từ B đi về A lúc 7h và hai xe gặp nhau lúc 9h. Một hôm, ô tô 
thứ nhất xuất phát từ A lúc 8h còn ô tô thứ hai vẫn khởi hành lúc 7h nên hai xe 
gặp nhau lúc 9h48ph. Hỏi hàng ngày ô tô thứ nhất sẽ đi đến B và ô tô thứ hai sẽ 
đến A lúc mấy giờ? Biết vận tốc của mỗi xe không đổi.
Bài giải:
Có thể dựng đồ thị như sau: Một số kinh nghiệm dạy dạng bài tập đồ thị phần toán chuyển động trong vật lí THCS
muốn đến nơi sớm hơn 30phút. Hỏi ở quãng đường sau người đó phải đi với vận 
tốc bao nhiêu?
Bài giải:
Cách 1:Giải theo cách thông thường:
Suy từ các đại lượng đã biết tìm ra đại lượng cần tìm.
 s 60
Thời gian dự định ban đầu đi hết quãng đường trên : t 2(h)
 v 30
 s 1
Thời gian đi được ¼ quãng đường: t (h)
 1 4v 2
Thời gian còn lại để đi hết ¾ quãng đường để đến sớm hơn dự định 30 phút:
 1 1
 t2 = 2 ( ) = 1(h)
 2 2
Vậy vận tốc phải đi hết quãng đường còn lại:
 3
 s
 s2 4 3.60
 v2 45(km/h)
 t2 t2 4.1
Cách 2: Giải bài toán bằng cách vẽ đồ thị:
- Đường đi dự định ban đầu được biểu diễn bằng đường nét đứt
- Đường đi thực tế được biểu diễn bằng đường nét liền.
 s(km)
 V2
 V1
 0 0,5 1 1,5 2 t(h)
 60 15
Từ đồ thị ta suy ra: v 45 km/h.
 2 1,5 0,5
Nhận xét:
- Trong 2 cách giải thì cách giải bằng vẽ đồ thị nhanh, gọn hơn cách thứ hai
- Tuy nhiên cần lưu ý việc chia tỉ lệ giữa các trục tọa độ để tìm ra đại lượng cần 
tính một cách chính xác. Một số kinh nghiệm dạy dạng bài tập đồ thị phần toán chuyển động trong vật lí THCS
- Trong các lần gặp đó có:
+ Hai lần gặp khi người đi bộ đang đi (C, E)
+ 3 lần gặp khi người đi bộ ngồi nghỉ (D, E, G), trong đó có 1 lần bắt đầu nghỉ 
(E).
- Các lần gặp nhau cách A một đoạn x, sau thời gian t kể từ lúc bắt đầu khởi 
hành
+ Lần 1: (C) : xC = 4 km ; tC = 0,8(h)
+ Lần 2: (D) : xD = 5 km ; tD = 1,25(h)
+ Lần 3: (E) : xE = 10km ; tE = 2,5(h)
+ Lần 4: (F) : xF = 13,3km ; tF = 3,66(h)
+ Lần 5: (G) : xG = 15km ; tG = 4,25(h)
8. Đặt câu hỏi, ra bài tập về nhà trong quá trình giảng dạy
Mục đích: - Trang bị cho học sinh phương pháp suy nghĩ và lập luận logic
 - Phát huy được khả năng tìm tòi của học sinh
 - Phát triển tư duy học sinh trong việc phát triển cách giải quyết, tự tìm 
 cách giải quyết, tự xác định các hành động cần thực hiện để đạt được kết 
 quả
 - Đưa ra bài tập về nhà để học sinh nắm vững hơn phương pháp giải bài tập
 - Rèn luyện tính tự giác, kích thích tính tích cực hoạt động của cá nhân học 
 sinh.
Bài tập minh họa: Hai xe ô tô chuyển động ngược chiều nhau từ hai địa điểm 
cách nhau 150km. Hỏi sau bao nhiêu lâu thì chúng gặp nhau biết rằng vận tốc xe 
thứ nhất là 60 km/h và vận tốc xe thứ hai là 40 km/h?
Bài giải:
Ta có thể dựng đồ thị của các chuyển động như sau:
 s(km)
 150 (1) (2)
 60
 15
 t(h)
 0 1 1,5 2 2,5