Phân loại và phơng pháp giải bài tập về đòn bẩy
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Phần mở đầu
I- Lý do chọn đề tài
1- Cơ sở lý luận
Để học tập môn Vật lý đạt kết quả cao thì ngoài việc nắm vững lý thuyết
cần phải biết ứng dụng lý thuyết vào giải bài tập một cách thành thạo nhng để
giải bài tập thành thạo thì việc định hớng, phân loại bài tập là vô cùng cần thiết.
2- Cơ sở thực tiễn
Trong môn Vật lý ở trờng trung học cơ sở, bài tập Cơ học tơng đối khó đối
với học sinh. Trong phần Cơ học thì bài tập về đòn bẩy có nhiều dạng nhất
trong các máy cơ đơn giản. Làm thế nào để giải bài tập về đòn bẩy một cách
đơn giản hơn? Đó là câu hỏi đặt ra không chỉ đặt ra đối với riêng tôi mà là câu
hỏi chung cho những giáo viên và học sinh muốn nâng cao chất lợng dạy và
học.
Hiện nay trên thị trờng có rất nhiều loại sách bài tập nâng cao nhằm đáp
ứng nhu cầu học tập của học sinh nhng qua tham khảo một số sách tôi nhận
thấy, đa phần các sách này đều đa ra các bài tập cụ thể và hớng dẫn giải. Các
bài tập thuộc nhiều dạng khác nhau đợc đặt kế tiếp nhau, các bài tập cùng loại
lại đặt cách xa nhau hoặc trong một quyển sách không có đủ các dạng bài tập
cơ bản về đòn bẩy. Nói chung là các sách viết ra cha phân loại các dạng bài tập
một cách cụ thể. Chính vì cách viết sách nh vậy dẫn đến việc các giáo viên
trong quá trình giảng dạy rất mất nhiều thời gian cho việc đầu t trong một tiết
dạy, còn học sinh làm bài tập một cách tràn lan và làm bài nào biết bài đó,
không có phơng pháp giải chung nên kết quả học tập cha đạt hiệu quả cao. Việc
học tập trở nên khó khăn hơn và gây cho các em có nhiều nản chí khi muốn tự
nâng cao kiến thức của mình.
Vì lý do trên, qua nhiều năm công tác với những hiểu biết và chút kinh
nghiệm của bản thân, tôi mạnh dạn nêu lên một số suy nghĩ của mình về :
Phân loại và pơng pháp giải bài tập về đòn bẩy với mong muốn hoạt động
dạy và học của giáo viên cũng nh học sinh sẽ thu đợc kết quả cao hơn. Ngoài ra,
Với phơng pháp này tôi có thể tiến hành dới hai dạng kiểm tra với mục
đích nắm bắt sự nhận thức kiến thức của học sinh và kỹ năng làm bài tập của
học sinh.
a) Kiểm tra miệng
b) Kiểm tra thực tế
Sáng kiến kinh nghiệm Trần Bá Minh THCS Đồng
Việt
2
Phân loại và phơng pháp giải bài tập về đòn bẩy
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Giáo viên giảng một tiết không phân loại bài tập và một tiết phân loại bài
tập ở hai lớp khác nhau.
Cuối cùng so sánh kết quả nắm bài và kỹ năng làm bài tập của học sinh
sau hai giờ dạy.
3- Phơng pháp nghiên cứu tham khảo tài liệu :
Trong quá trình làm đề tài tôi có tham khảo các tài liệu sau:
1. Sách Vật lý nâng cao 8 (TS- Lê Thanh Hoạch Nguyễn Cảnh Hoè )
2. Sách 200 bài tập Vật lý chọn lọc (PGS . PTS Vũ Thanh Khiết PTS.
Lê Thị Oanh)
3. Sách 121 bài tập vật lý nâng cao lớp 8 (PGS . TS Vũ Thanh Khiết
PGS Nguyễn Đức Thâm PTS Lê Thị Oanh)
4. Sách Bài tập vật lý nâng cao 8 (NXB Giáo dục)
Phần cụ thể
I - Nội Dung nghiên cứu
1- Định hớng chung
Bài tập về đòn bẩy rất đa dạng nhng để làm các bài tập đó trớc tiên ngời
học phải nắm vững đợc các khái niệm cơ bản nh: Khái niệm đòn bẩy, cánh tay
đòn của lực.
Ngoài việc nắm vững khái niệm, ngời học cũng phải biết xác định các lực
tác dụng lên đòn bẩy và nắm đợc điều kiện cân bằng của đòn bẩy.
lên đòn bẩy là lực kéo F tại điểm O và phản lực tại B.
* Các lực tác dụng lên đòn bẩy có phơng chiều nh thế nào?
* Xác định cánh tay đòn của các lực
Theo định nghĩa : Khoảng cách giữa điểm tựa O và phơng 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 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.
2. Phân loại bài tập và phơng pháp giải bài tập.
Sáng kiến kinh nghiệm Trần Bá Minh THCS Đồng
Việt
4
O
F
1
F
2
OB
A
F
T
Phân loại và phơng pháp giải bài tập về đòn bẩy
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Bài tập về Đòn bẩy có rất nhiều loại cụ thể có thể chia ra làm nhiều loại
nh sau:
Loại 1: Xác định lực và cánh tay đòn của lực
Bài toán1:
Ngời ta dùng một xà beng có dạng nh hình vẽ để nhổ một cây đinh cắm
sâu vào gỗ.
C
. OA = F.OB
F
C
=
NNF
OA
OBF
100010.10010.
.
===
b) Nếu lực F
vuông góc với tấm gỗ, lúc này theo quy tắc cân bằng của đòn
bẩy ta có:
F
C
.OA = F
.OH
Với
2
OB
OH
=
( vì OBH vuông cân)
Sáng kiến kinh nghiệm Trần Bá Minh THCS Đồng
Việt
5
F
= 1,25 d
2
. Hai bản đợc hàn
dính lại ở một đầu O và đợc treo bằng sợi dây. Để thanh nằm ngang ngời 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.
b) Cắt bỏ một phần của bản thứ nhất. Tìm phần bị cắt đi.
* Phơng pháp:
Trong mỗi lần thực hiện các biện pháp cần xác định lực tác dụng và cánh
tay đòn của lực.
+ ở biện pháp 1: 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 biện pháp 2: Do cắt bỏ một phẩn của bản thứ nhất nên cả lực và cánh
tay đòn của lực đều thay đổi.
- Khi xác định đợc 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 đợc đặt lên chính giữa của phần
còn lại nên trọng lợng của bản thứ nhất không thay đổi
Vì thanh nằm cân bằng nên ta có:
2
.
2
.
21
l
P
xl
d
d
x )1(
1
2
=
Với d
1
= 1,25 d
2
l = 20
=>
420)8,01(20).
25,1
1(
2
2
===
d
d
x
Vậy chiều dài phần bị cắt là: 4 cm
b) Gọi y là phần bị cắt bỏ đi trọng lợng còn lại của bản là
l
yl
PP
=
.
1
1
2
2
)( l
d
d
yl =
0)1(2
2
1
2
2
=+ l
d
d
lyy
=>
08040
2
=+
yy
= 400 80 = 320 =>
89,1758
=
5820
1
+=