PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH TƯỜNG
TRƯỜNG THCS VĨNH THỊNH



BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ
Tên chuyên đề:

PHƯƠNG PHÁP GIẢI MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP
CHUYỂN ĐỘNG CƠ HỌC MÔN VẬT LÝ Ở CẤP THCS

Môn: Vật lí
TỔ: KHOA HỌC TỰ NHIÊN
Người thực hiện: Lª S¬n Chung
Điện thoại: 0974252901
Email: [email protected]

Vĩnh Thịnh, tháng 01 năm 2015

1


MỤC LỤC

Mục

Nội dung

Trang

MỤC LỤC


Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

6

4

Phương pháp nghiên cứu

6

5

Thời gian nghiên cứu

6

6

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của chuyên đề

6

Phần II

NỘI DUNG

7

1

2.1.1

Chuyển động cơ học

8

2.1.2

Chuyển động đều

9

2.1.3

Chuyển động không đều, vận tốc trung bình

9

2.1.4

Đồ thị trong chuyển động

9

2.2

Phương pháp giải

10


2.2.6

Các bài tập về chuyển động tròn đều

20

2.2.7

Các bài tập về hợp vận tốc

21
2


2.2.8

Các bài tập về đồ thị chuyển động

23

3

Kết quả đạt được

25

Phần III

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ



HS

Học sinh

PPDH

Phương pháp dạy học

SGK

Sách giáo khoa

THCS

Trung học cơ sở

DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU, SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ

4


STT

Tên các bảng, biểu, sơ đồ, hình vẽ

Trang

1


Hệ trục tọa độ Bài 5

14

7

Hình vẽ Bài 10

18

8

Hình vẽ Bài 10

18

9

Hình vẽ Bài 16

22

10

Bảng biến thiên Bài 17

23

11



5


1. Lý do chọn chuyên đề
Môn Vật lý là một trong những môn học quan trọng hấp dẫn và lý thú
trong nhà trường phổ thông. Kiến thức Vật lý được áp dụng rộng rãi trong kỹ
thuật và đời sống. Môn học này ngày càng coi trọng và ứng dụng thực tế, nhằm
đáp ứng mục tiêu giáo dục đề ra "Nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng
nhân tài", góp phần xây dựng đất nước ngày một giàu đẹp hơn.
Nhiệm vụ chương trình Vật lý THCS là: Cung cấp cho học sinh một hệ
thống kiến thức cơ bản, bước đầu hình thành ở học sinh những kỹ năng cơ bản
phổ thông và thói làm quen làm việc khoa học, góp phần hình thành cho các em
năng lực nhận thức và các phẩm chất, nhân cách mà mục tiêu giáo dục THCS đã
đề ra. Bên cạnh đó, nhiệm vụ bồi dưỡng học sinh giỏi hàng năm của trường
THCS cũng là nhiệm vụ quan trọng, nhằm phát hiện những học sinh có năng lực
để bồi dưỡng, nâng cao nhận thức, hình thành cho các em những kỹ năng cơ bản
và nâng cao. Giúp các em tham dự các kỳ thi học sinh giỏi cấp trường, cấp
huyện, cấp tỉnh đạt kết quả cao nhất.
Bài tập Vật lý có nhiều phần, nhiều dạng. Trong đó bài tập dạng chuyển
động cơ học ở cấp THCS là một dạng bài tập hay, được ứng dụng rất nhiều
trong cuộc sống và trong kỹ thuật. Chính vì vậy đây là dạng mà được rất nhiều
giáo viên dạy môn vật lý quan tâm nghiên cứu, tìm hiểu.
Qua nhiều năm giảng dạy, đặc biệt trong quá trình bồi dưỡng học sinh
giỏi, tôi nhận thấy học sinh thường gặp nhiều khó khăn trong việc phân tích đề
bài, tìm hướng giải quyết bài tập và lúng túng trong việc trình bày lời giải. Hầu
như các em chỉ làm được các bài toán chuyển động ở dạng đơn giản như nhận
biết, thông hiểu. Khi gặp các bài toán phức tạp học sinh rất khó khăn trong việc
phân tích và tìm hướng giải quyết bài tập. Các em chưa có được cái nhìn tổng
quan về các dạng bài tập “Chuyển động cơ học” và việc sử dụng phần kiến thức

c. Trao đổi kinh nghiệm với đồng nghiệp
d. Nghiên cứu tính hiệu quả của phương pháp.
e. Tổng kết kinh nghiệm của bản thân.
5. Thời gian nghiên cứu
Từ tháng 10 năm 2013 đến tháng 10 năm 2014.
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của chuyên đề
Để dạy và học đạt hiệu quả cao thì đòi hỏi giáo viên phải nghiên cứu, tìm
tòi để đề ra được những PPDH có hiệu quả nhằm hướng dẫn học sinh biết
phương pháp giải một số dạng bài tập chuyển động cơ học môn Vật lý ở cấp
THCS.

PHẦN II. NỘI DUNG

1. Cơ sở lí luận và cơ sở thực tiễn
7


1.1. Cơ sở lí luận
Đối với học sinh THCS, vấn đề giải một số dạng bài tập chuyển động cơ
học gặp không ít khó khăn đôi khi các em giải 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 như:
- Học sinh chưa hiểu được bản chất vật lý của bài tập.
- Học sinh chưa có phương pháp để giải bài tập vật lý.
- Chưa xác định được mục tiêu giải bài tập là tìm ra từ câu hỏi, điều kiện
của bài tập, xem xét các hiện tượng vật lý nêu trong bài tập để từ đó nắm vững
bản chất vật lý, tiếp theo xác định được mối liên hệ cái đã cho và cái phải tìm…
Trong nhiều năm giảng dạy môn Vật lý ở bậc THCS cũng như ôn luyện
học sinh ở trường THCS Vĩnh Thịnh, tôi thấy phần chuyển động cơ học là phần
rất hay và khó đối với học sinh. Ở phần này học sinh rất lúng túng về phương

cụ thể.
Tiến hành khảo sát chuyên đề về giải bài tập về chuyển động cơ học môn
Vật lý ở khối 8 - Trường THCS Vĩnh Thịnh năm học 2013 – 2014.
Bảng 1: Kết quả khảo sát tháng 12 năm 2013 như sau:
Học sinh khối 8

Số
Giỏi
bài
kiểm
%
tra SL

Trước khi áp dụng 128

20

15,6

Khá

Yếu
kém

Trung bình

SL

%


- Chưa có cái nhìn tổng quan các dạng bài tập chuyển động cơ học. Chưa
có thói quen định hướng phương pháp giải một cách khoa học trước những bài
tập cụ thể.
- Khả năng phân tích, tổng hợp đề còn yếu, lượng thông tin cần thiết để
giải bài tập còn hạn chế.
- Do tư duy của học sinh còn hạn chế nên khả năng làm bài còn chậm,
lúng túng từ đó không hoàn thiện được bài tập.
2. Phương pháp giải một số dạng bài tập chuyển động cơ học môn Vật lý ở
cấp THCS
2.1. Tóm tắt kiến thức
2.1.1. Chuyển động cơ học:
- Sự thay đổi vị trí của một vật so với vật khác theo thời gian gọi là
chuyển động cơ học.
- Một vật có thể coi là đứng yên so với vật này nhưng lại là chuyển động
so với vật khác. Đối với vật này thì chuyển động nhanh, nhưng đối với vật khác
thì chuyển động chậm.
9


2.1.2. Chuyển động đều:
- Chuyển động đều là chuyển động mà vận tốc có độ lớn không thay đổi
theo thời gian.
- Độ lớn của vận tốc cho biết mức độ nhanh hay chậm của chuyển động
và được xác định bằng quãng đường đi được trong một đơn vị thời gian:
s
v=
s : Quãng đường đi được (m, km).
t
t : Thời gian đi hết quãng đường đó (s, h).
Đơn vị vận tốc: m/s , km/h,…

diễn thời gian.

10
O

t(h)


- Đồ thị là một đường thẳng có thể đi qua gốc tọa độ O hoặc không tùy
thuộc vào việc ta chọn mốc tọa độ và mốc thời gian.
* Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của v vào t trong chuyển động thẳng đều.
- Trục tung biểu diễn vận tốc của vật chuyển động
- Trục hoành biểu diễn thời gian
v(km/h)

O

t(h)

- Đồ thị là một đường thẳng song song với trục hoành Ot (vì vận tốc của
chuyển động thẳng đều không thay đổi theo thời gian)
2.2. Phương pháp giải :
2.2.1 Các vật chuyển động với vận tốc cùng phương
* Phương pháp giải :
- Vẽ sơ đồ biểu diễn các quãng đường chuyển động.
- Lập phương trình quãng đường( vận tốc, thời gian).
- Giải các phương trình ta được kết quả cần tìm.
* Chú ý :
- Ngoài ra sử dụng tính tương đối của chuyển động và công thức cộng
vận tốc. Trong trường hợp các vật chuyển động cùng chiều so với vật mốc thì

1 2
10
 thay số: t =
= 1,25 (h).
12 − 4
Vị trí người đi xe đạp đuổi kịp người đi bộ cách A một khoảng:
AC = s1 = v1t = 12.1,25 = 15 (km).
Vì xe đạp khởi hành lúc 7h nên thời điểm gặp nhau là:
T = 7 + 1,25 = 8,25 (h) hay T = 8h15’
Chú ý : Ta có thể sử dụng tính tương đối của chuyển động để giải :
Gọi vận tốc của người đi xe đạp là v1 (km/h).
Vận tốc của người đi bộ là v2 (km/h).
Vận tốc người đi xe đạp so với người đi bộ là: v12
Vì hai người chuyển động cùng chiều : v12 = v1 – v2 (km/h).
Sau thời gian t người đi xe đạp gặp người đi bộ là:

t=

s
10
t
=
= 1,25(h)
thay
số:
v −v
1 2
12 − 4

Vị trí người đi xe đạp đuổi kịp người đi bộ cách A một khoảng:

Gọi khoảng cách sau 40s kể từ khi 2 xe gặp nhau là l(m)
l = v21 . t1 = (v1+ v2).t1
⇒ l = (5+ 10).4 = 600 (m).
Vậy 40s sau khi gặp nhau, hai ô tô cách nhau l = 600m.
Bài 3. Một tàu điện đi qua một sân ga với vận tốc không đổi và khoảng thời gian
đi qua hết sân ga (tức là khoảng thời gian tính từ khi đầu tàu điện ngang với đầu
sân ga đến khi đuôi của nó ngang với đầu kia của sân ga) là 18s. Một tàu điện
khác cũng chuyển động đều qua sân ga đó nhưng theo chiều ngược lại, khoảng
thời gian đi qua hết sân ga là 14s. Xác định khoảng thời gian hai tàu điện này đi
qua nhau (tức là từ thời điểm hai đầu tàu ngang nhau tới khi hai đuôi tàu ngang
nhau). Biết rằng hai tàu có chiều dài bằng nhau và đều bằng một nửa chiều dài
sân ga.
Giải:
L
- Gọi chiều dài sân ga là L(m), khi đó chiều dài mỗi tầu điện là (m).
2
- Theo bài ra, trong thời gian t1 = 18s tầu điện thứ nhất đi được quãng
đường là:
L 3L
L+ =
2 2
3L 3L L
Dó đó, vận tốc của tàu điện thứ nhất là: v1 = 2t = 36 = 12
1
3L 3L
- Tương tự, vận tốc tàu thứ hai là: v 2 = 2t = 28
2
- Chọn tàu thứ hai làm mốc, khi đó vận tốc của tàu thứ nhất so với tàu thứ
hai là:
13

Thời gian ô tô đến B là:
BC 120
t = v = 10 = 12 (s)
1

A

Thời gian để người đến B là:
AB
t1 = v
2
AB
AB
Để người đến B đúng lúc ô tô vừa đến B thì t = t1 hay t = v ⇒ v2 =
t
2
Vậy người phải đi với vận tốc:
AB 50
=
≈ 4,2 (m/s).
v2 =
t
12
Bài 5. Trong hệ tọa độ xOy ( hình bên), có hai vật nhỏ A
và B chuyển động thẳng đều. Lúc bắt đầu chuyển động,
vật A cách vật B một đoạn l = 100m.
Biết vận tốc của vật A là vA = 10m/s theo hướng Ox,
vận tốc của vật B là vB = 15m/s theo hướng Oy.
14


- Nếu vật chuyển động lặp không thay đổi vận tốc trên cả quá trình
chuyển động thì sử dụng tính tương đối của chuyển động.
- Nếu vật tham gia chuyển động lặp có vận tốc thay đổi trên các quãng
đường thì sử dụng phương pháp tỷ số quãng đường hoặc tính tương đối của
chuyển động.
* Bài tập ví dụ :
Bài 6. Tại hai đầu A và B của đoạn đường dài 5km có hai người khởi hành cùng
một lúc chạy ngược chiều nhau với vận tốc va = 12km/h; vb = 8km/h. Một con
chó cùng xuất phát và chạy cùng chiều với người A với vận tốc v c = 16km/h.
Trên đường khi gặp người B nó lập tức quay lại và khi gặp người A nó lại lập
tức quay lại và cứ chạy đi chạy lại như thế cho đến khi cả ba cùng gặp nhau.
a. Tính tổng đoạn đường mà con chó đã chạy.
b. Chỗ gặp nhau của hai người cách A bao nhiêu ?
Giải:
Vận tốc của người đi từ A so với người đi từ B là v (km/h)
Vì hai người chuyển động ngược chiều: v = va + vb
15


s
5
⇒t=
= 0,25 (h).
v
20
Thời gian con chó chạy bằng thời gian của hai người chạy đến gặp nhau
và bằng t = 25 (h).
Tổng đoạn đường con chó đã chạy là sc = vc.t = 16. 0,25= 4 (km).
Chỗ gặp nhau của hai người cách A là sa = va.t = 12. 0,25 = 3 (km).
Bài 7. Một cậu bé đi lên núi với vận tốc 1m/s. khi còn cách đỉnh núi 100m cậu

2v v − v(v − v )
1 2
2 1
Thay giá trị của T từ trên ta được: sc = L
v (v + v )
1
2
v(v + v )
1 2
Quãng đường cậu bé đã đi trong thời gian T là: Sb = L v (v + v )
1
2
Từ (1) và (2) ta có : sc =

(2)

7
s = 350 (m).
2 b

16


Vậy quãng đường mà con chó đã chạy từ lúc được thả ra tới khi cậu bé lên tới
đỉnh núi là: 350m.
2.2.4. Chuyển động có vận tốc thay đổi theo quy luật
* Phương pháp giải :
+ Xác định quy luật của chuyển động
+ Tính tổng quãng đường chuyển động. Tổng này thường là tổng của một
dãy số.

17


Ngoài ra trong quá trình chuyển động. động tử có nghỉ 7 lần (không
chuyển động) mỗi lần nghỉ là 2 giây, nên thời gian cần để động tử chuyển động
từ A tới B là:t1 = 28,74 + 2.7 = 42,74 s.
Bài 9. Một viên bi được thả lăn từ đỉnh một cái dốc xuống chân dốc. Bi đi xuống
nhanh dần và quãng đường mà bi chuyển động được trong giây thứ i là: S(i) = 4i
- 2 (m) ; trong đó i = 1 ; 2 ; 3 ; … n.
a. Tính quãng đường mà bi chuyển động được trong giây thứ hai? sau hai giây?
b. Chứng minh rằng quãng đường tổng cộng mà bi đi được sau n giây (i và n là
các số tự nhiên) là : L(n) = 2.n2 (m)
Giải:
a. Quãng đường bi chuyển động được trong giây thứ 2 là:
S(2) = 4.2 - 2 = 6 (m)
- Quãng đường bi chuyển động được sau 2 giây là:
S = S(1) + S(2) = 8 (m)
b. Từ biểu thức tính quãng đường S(i) = 4i - 2 ta có:
S(1) =
2
S(2) =
6
= 2 + 4.1
S(3) =
10
=2+8
= 2 + 4.2
S(4) =
14
= 2 + 12


- Nếu bài tập mà chia quãng đường thành các quãng đường nhỏ s 1; s2;
…; sn theo cả quãng đường s thì ta tính thời gian vật chuyển động trên các
quãng đường đó rồi tính tổng thời gian đi của vật từ đó tính vtb
- Nếu bài tập mà chia thời gian thành các thời gian nhỏ là t 1; t2; ….; tn
theo thời gian trên cả quãng đường t thì ta tính quãng đường vật chuyển động
trên các thời gian đó để tính tổng các quãng đường đi của vật từ đó tính vtb
* Bài tập ví dụ :
Bài 10. Hai bạn Hoà và Bình bắt đầu chạy thi trên một quãng đường s. Biết Hoà
trên nửa quãng đường đầu chạy với vận tốc không đổi v 1 và trên nửa quãng
đường sau chạy với vận tốc không đổi v2(v2 < v1). Còn Bình thì trong nửa thời
gian đầu chạy với vận tốc v1 và trong nửa thời gian sau chạy với vận tốc v2.
Tính vận tốc trung bình của mỗi bạn?
Giải:
- Xét chuyển động của Hoà
A
v1 M
v2
B
s
Thời gian đi nửa quãng đường đầu là t1 = = 2v
1
s
Thời gian đi nửa quãng đường sau là t2 = = 2v .
2
1
s 1
Thời gian đi cả quãng đường là t = t1+t2 = 2 ( v + v )
1
2

2
Quãng đường đi được trong nửa thời gian đầu là s1 = v1t1 = v1

Bài 11. Một người đi xe đạp đi nửa quãng đường đầu với vận tốc v 1 = 15km/h,
đi nửa quãng đường còn lại với vận tốc v2 không đổi. Biết các đoạn đường mà
19


người ấy đi là thẳng và vận tốc trung bình trên cả quãng đường là 10km/h. Hãy
tính vận tốc v2.
Giải:
Gọi s (km) là chiều dài cả quãng đường.
s
Thời gian đi hết nửa quãng đường đầu là : t1 = 2v
(1)
1
s
Thời gian đi hết nửa quãng đường sau là : t2 = 2v
(2)
2
s
Vận tốc trung bình trên cả quãng đường là : vtb = t + t
1 2
s
= > t1 + t2 = v
(3)
tb
1
1
2

Ta phải chứng minh vk > vtb > vi. Thật vậy:
v
v
v
v
1 t + 2 t + 3 t + ... + n t
v 1 v 2 v 3
v n
v t + v t + v t + ... + v n t n
1
1
2
2
3
3
i
i
i
i
v =
=v
tb
i
t t + t + t + ... + t n
t + t + t + ... + t
2 3
t 2 3
n
v v v
v

2
2
3
3
k
k
k
k
v =
=v
tb
k
t t + t + t + ... + t n
t + t + t + ... + t
2 3
t 2 3
n
v
v
v
v
1
1
1
1
Do v , v , v ... v < 1
k
k
k
k

s = vt = 0,4. 18 = 7,2 (km).
Số vòng người đi xe đạp đi được so với người đi bộ là:
7,2
s
n=
=
= 4 (vòng)
C 1,8
Vậy người đi xe đạp gặp người đi bộ 4 lần.
Khi đi hết 1 vòng so với người đi bộ thì người đi xe đạp gặp người đi bộ 1 lần ở
cuối đoạn đường.
Thời gian người đi xe đạp đi hết một vòng so với người đi bộ là:
C 1,8
t’ =
=
= 0,1( h).
v 18
21


Lần gặp thứ nhất sau khi xuất phát một thời gian là 0,1h cách vị trí đầu tiên là :
0,1.4,5 = 0,45 (km).
Lần gặp thứ hai sau khi xuất phát một thời gian là 0,2h cách vị trí đầu tiên là :
0,2.4,5 = 0, 9 (km).
Lần gặp thứ ba sau khi xuất phát một thời gian là 0,3h cách vị trí đầu tiên là :
0,3.4,5 = 1,35 (km).
Lần gặp thứ tư sau khi xuất phát một thời gian là 0,4h cách vị trí đầu tiên là :
0,4.4,5 = 1,8 (km).
Các khoảng cách trên được tính theo hướng chuyển động của hai người.
Bài 14. Chiều dài của một đường đua hình tròn là 300m. Hai xe đạp chạy trên

20km/h. Tính vận tốc của phà so với dòng nước và vận tốc của dòng nước so với
bờ sông.
Giải :
Gọi vận tốc của phà so với dòng nước là v p (km/h), vận tốc của dòng nước so với
bờ sông là vn (km/h), vận tốc của phà so với bờ là v (km/h).
Ta có : v = vp + vn
Khi xuôi dòng vận tốc của phà là: v = vp + vn
Khi ngược dòng vận tốc của phà là : v = vp - vn
vp + vn = 25 (km/h)(1)
vp - vn = 20 (km/h)
(2)
Từ (1) và (2) giải ra ta tìm được:
vp = 22,5km/h.
và vn = 2,5km/h.
Bài 16. Một người chèo một con thuyền qua sông nước chảy. Muốn cho thuyền
đi theo đường thẳng AB vuông góc với bờ người ấy phải luôn chèo thuyền
hướng theo đường thẳng AC (hình vẽ).
Biết bờ sông rộng 400m.
C
B
v0
v1
Thuyền qua sông hết 8 phút 20 giây.
Vận tốc thuyền đối với nước là 1m/s .
Tính vận tốc của nước đối với bờ ?
A v2
Giải:
Gọi v1 là vận tốc của thuyền đối với dòng nước.

v0 là vận tốc của thuyền đối với bờ sông.

nhiều giai đoạn thì viết biểu thức cho từng giai đoạn đó).
Bước 2: Lập bảng biến thiên.
Bước 3: Vẽ đồ thị
* Ý nghĩa của đồ thị: Tọa độ các giao điểm trên đồ thị cho biết vị trí và thời
điểm các chuyển động gặp nhau.
- Giải đồ thị: Cần đọc đồ thị và liên hệ giữa các đại lượng được biểu thị trên đồ
thị. Tìm ra được bản chất của mối liên hệ và ý nghĩa các đoạn, các điểm được
biểu diễn trên đồ thị.
* Bài tập ví dụ :
Bài 17. Tại hai điểm A và B cách nhau 30 km trên cùng một đường thẳng có hai
xe cùng khởi hành một lúc, chạy cùng chiều AB. Xe ô tô khởi hành từ A với vận
tốc 45 km/h. Sau khi chạy được 1 giờ thì dừng lại nghỉ 1 giờ, rồi tiếp tục chạy
với vận tốc 30km/h. Xe đạp khởi hành từ B với vận tốc 15km/h
a. Vẽ đồ thị đường đi của hai xe trên cùng một hệ trục toạ độ.
b. Căn cứ vào đồ thị này xác định thời điểm và vị trí lúc hai xe đuổi kịp nhau.
Giải:
a. Vẽ đồ thị đường đi của hai xe:
Đường đi của hai xe từ điểm xuát phát:
- Xe ô tô, tính từ A
+ 1 giờ đầu:
s1 = v1t = 45.1 = 45 (km).
+ 1 giờ nghỉ:
s1 = 45 km
+ Sau hai giờ:
s1 = 45 + 30t
- Xe đạp, tính từ B: s2 = v2t = 15t.
Bảng biến thiên:
t(h)

0

Ôtô
K
xe đạp
I

15
AO

1

2

3

t(h)

b. Thời điểm và vị trí đuổi kịp nhau :
Giao điểm của hai đồ thị là I và K

24


- Giao điểm I có toạ độ (1; 45). Vậy sau một giờ từ lúc xuất phát xe ô tô
đuổi kịp xe đạp, vị trí này cách A là 45km
- Giao điểm K có toạ độ (3; 75). Vậy sau 3 giờ từ lúc xuất phát xe ô tô lại
đuổi kịp xe đạp và vị trí này cách A là 75km. Sau 3 giờ ô tô luôn chạy trước xe
đạp.
Bài 18. Trên đoạn đường thẳng dài, các ô tô đều chuyển động với vận tốc không
đổi v1(m/s) trên cầu chúng phải chạy với vận tốc không đổi v2(m/s).
Đồ thị bên biểu diễn sự phụ thuộc khoảng cách L giữa hai ô tô chạy kế tiếp