SKKN Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lí lớp 8 phần Máy cơ đơn giản

Nội dung tóm tắt: SKKN Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lí lớp 8 phần Máy cơ đơn giản

1. SKKN: Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lí lớp 8 phần Máy cơ đơn giản” A. PhÇn më ®Çu 1. Lý do cho đề tài Đất nước Việt Nam bước vào thế kỷ 21 trong ánh sáng của một thời đại mới. Thời đại của sự phát triển như vũ bão của khoa học kỷ thuật, hiện tượng “Bùng nổ thông tin” và nhịp độ khẩn trương của cuộc sống xã hội điều đó cũng đặt ra cho ngành giáo dục một nhiệm vụ lớn là phải kịp thời đào tạo ra những con người năng động, sáng tạo, giàu tri thức, biết làm chủ, thích ứng với mọi hoàn cảnh, mọi giai đoạn phát triển của xã hội. Dạy - học không chỉ dừng lại ở phạm vi bó hẹp trong nhà trường mà đòi hỏi người học có trình độ hiểu biết cao. Có khả năng tiếp cận nhiều mặt để đáp ứng những yêu cầu thực tiễn xã hội ngày nay và trong tương lai. Một vấn đề đặt ra đối với ngành giáo dục là “Đào tạo con người trở thành nhân tài cho đất nước”. Có kiến thức thực thụ, có khả năng tư duy sáng tạo, thu nhận kiến thức, xữ lý tình huống để hoàn thiện hiểu biết của mình bằng chính năng lực. Điều đó muốn khẳng định rằng bồi dưỡng học sinh giỏi bậc THCS không những là việc làm đúng đắn mà còn là công việc có tầm quan trọng trong nhà trường phổ thông. Nó góp phần phát hiện bồi dưỡng để tiến tới đào tạo một lực lượng lao động có phẩm chất, năng lực đặc biệt của xã hội, lao động sáng tạo nghệ thuật. Nó kích thích cổ vũ mạnh mẽ ý thức tự giác, lòng say mê và ý chí vươn lên trong học tập, tu dưỡng của học sinh nói chung. Nó còn là một việc làm thiết thực góp phần nâng cao trình độ chuyên môn nghiệp vụ cho giáo viên . Bồi dưỡng học sinh giỏi là một quá trình phấn đấu trăn trở của ngành giáo dục Lệ Thủy nói chung, của các trường THCS nói riêng mà trong đó mỗi đồng chí lãnh đạo và đội ngũ bồi dưỡng đóng vai trò chủ đạo, định hướng rất quan trọng. Bởi vì mọi vướng mắc trong quá trình bồi dưỡng đều nảy sinh từ chính trường học và cách giải quyết tích cực nhất là mỗi tập thể nhà trường tự thân vận động theo mục tiêu định hướng của ngành. Tuy thế, khi thực hiện nhiệm vụ bồi dưỡng học sinh giỏi, do điều kiện hoàn cảnh, do nhận thức ở mỗi địa bàn có khác nhau nên nãy sinh nhiều vấn đề cần suy nghĩ, bàn cãi. Trong nhà trường, đội ngũ giáo viên không đồng đều về trình độ, kinh nghiệm bồi dưỡng còn hạn chế, một số môn giáo viên chưa đáp ứng đủ trình độ để bồi dưỡng. 1
2. SKKN: Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lí lớp 8 phần Máy cơ đơn giản” Vậy làm thế nào để công tác bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật Lý lớp 8 đạt được kết quả cao? Đây là một công việc khó khăn đối với giáo viên dạy ở trường THCS .Thực tế cho thấy kiến thức bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí 8 vượt rất xa kiến thức mà học sinh học trên lớp đặc biệt là kiến thức bỗ trợ toán học do đó việc học sinh tiếp thu bài là rất khó khăn . Trong nhiều năm tôi được nhà trường giao nhiệm vụ bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật Lý lớp 8. Mặc dù kết quả chưa thỏa mãn sự mong muốn, song đó cũng là một thành công bước đầu cuốn hút hấp dẫn cho nên tôi mạnh dạn đưa ra: "Những giải pháp để nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật Lí lớp 8 phần Máy cơ đơn giản". Qua đề tài này tôi muốn trình bày những biện pháp bồi dưỡng nhằm nâng cao chất lượng học sinh giỏi, và phân loại ,và đưa ra một số phương pháp giải bài toán Máy cơ đơn giản để học sinh tiếp thu dạng toán này một cách dễ dàng nhất có thể. Hy vọng rằng những kinh nghiệm nhỏ này phần nào giúp anh chị em đồng nghiệp tháo gỡ những vướng mắc về công tác bồi dưỡng học sinh giỏi và giải quyết các dạng bài toán ở phần Máy cơ đơn giản trở nên nhẹ nhàng hơn. 2. Điểm mới của đề tài Sáng kiến này chưa có ai nghiên cứu. Đề tài này có điểm mới là: Phân loại các bài tập về máy cơ đơn giản, chỉ ra được những s ai lầm mà học sinh hay gặp phải trong dạng toán này, Từ đó giúp học sinh và giáo viên bồi dưỡng giải quyết tốt dạng bài tập này. 3. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu - Tìm hiểu thực trạng việc bồi dưỡng HSG - HSNK trong những năm qua ở trường THCS . - Phân loại một số dạng của bài tập về máy cơ đơn giản - Chỉ ra các sai lầm mà học sinh hay mắc trong các dạng bài tập này - Trên cơ sở nắm vững kiến thức học sinh có thế tự tin giải bài tập nhanh hơn, có hiệu quả cao. 4. Phạm vi và đối tượng nghiên cứu: Do điều kiện thời gian và phạm vi của đề tài, tôi chỉ nghiên cứu -Biện pháp bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lí lớp 8 ở trường THCS . - Việc vận dụng các phương pháp giải bài tập về máy cơ đơn giản 2
3. SKKN: Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lí lớp 8 phần Máy cơ đơn giản” B- PHẦN NỘI DUNG: I. CƠ SỞ LÝ LUẬN Trong sự phát triển của xã hội, con người được xem là "vốn quý nhất", là "nguồn lực hàng đầu" cần được coi trọng, nuôi dưỡng và phát triển không ngừng. Mỗi con người là một cá thể có những nhu cầu hứng thú, thói quen và năng lực riêng cần được tôn trọng và chú ý, nhất là trong việc giáo dục để thực hiện thắng lợi sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, cần giáo dục thế hệ trẻ thành những con người năng động, sáng tạo, có năng lực giải quyết vấn đề, có lòng tự tin và tinh thần trách nhiệm. muốn thế cần phải nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi Nâng cao chất lượng mũi nhọn của từng bộ môn là góp phần nâng cao chất lượng toàn diện của trường học. đánh giá được năng lực dạy của thầy và học của trò. Do đó việc nâng cao chất lượng phải thực hiện đồng đều, có sự chuẩn bị khoa học hợp lý. Thể hiện từ khả năng truyền thụ của thầy và cơ hội học tập , rèn luyện , tích lũy kiến thức của trò. Nhờ vậy mà họ có khả năng vận dụng lâu dài. Chất lượng qua hội thi học sinh giỏi là tiếng nói có tính thuyết phục nhất trong việc nâng cao uy tín của nhà giáo và của nhà trường. Nâng cao chất lượng mũi nhọn học sinh giỏi nhằm kích thích, phát huy được truyền thống hiếu học và thể hiện phong trào thi đua dạy tốt, học tốt trong nhà trường, góp phần huy động được các lực lượng tham gia vào công tác giáo dục. Việc phát hiện và bồi dưỡng học sinh là nhiệm vụ của từng nhà trường mà cụ thể là từng nhà quản lí, từng giáo viên giảng dạy. Năng khiếu của học sinh nếu được phát hiện và bồi dưỡng sớm sẽ định hướng phát triển và dần định hình trở thành những học sinh giỏi. Ngược lại, mầm móng năng khiếu của các em bị thui chột và ít có khã năng trở thành học sinh giỏi. Tiến sĩ Đào Duy Huân đã viết: “Chất xám là một tài nguyên quan trong bậc nhất của đất nước nhưng thứ tài nguyên quan trọng này chỉ tồn tại trong một khoảng thời gian nhất định của một đời người. Không sử dụng nó, không phát huy nó rồi tự nó cũng biến mất.” II. CƠ SỞ THỰC TIỂN. Thực tiễn cho thấy dạy - học bồi dưỡng là một hình thức chuyên sâu. So với chương trình dạy đại trà trên lớp thì bồi dưỡng nhằm giúp học sinh phát triển cao hơn kiến thức cấp học. Lĩnh hội và vận dụng kiến thức để làm 3
4. SKKN: Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lí lớp 8 phần Máy cơ đơn giản” các dạng bài tập nâng cao góp phần vào việc tư duy sáng tạo để tự khẳng định mình. Bồi dưỡng học sinh giỏi là công việc diễn ra thường xuyên hàng năm, là công tác trọng tâm ở các nhà trường. Kết quả của bồi dưỡng học sinh giỏi phản ánh trình độ quản lý chỉ đạo của ban giám hiệu cũng như chất lượng dạy và học của giáo viên và học sinh, nó tạo nên "thương hiệu" của mỗi mỗi đơn vị. Bằng phương pháp quan sát tôi đã nghi nhận được những nét cơ bản ở các trường THCS nói chung và trường THCS tôi giảng dạy nói riêng về tình hình bồi dưỡng học sinh giỏi. Đối với giáo viên: Phần đông là giáo viên mới ra trường nên có ít kinh nghiệm giảng dạy thực tế, do đó công tác bồi dưỡng học sinh giỏi của giáo viên chưa đáp ứng phần nào so với yêu cầu đặt ra. Hầu hết đội ngũ giáo viên bồi dưỡng ở các trường là những hạt nhân tiêu biểu của các bộ môn. Ngoài việc phải đảm nhận dạy đủ phần hành của mình 19 tiết/ tuần họ còn đựơc gắn trách nhiệm bồi dưỡng học sinh giỏi. Vì thế, quá trình bồi dưỡng không tránh khỏi những vướng mắc, cụ thể: Giáo viên không có đủ thời gian để đầu tư cho việc nghiên cứu tài liệu và vạch ra kế hoạch dạy học, Việc thống nhất nội dung, phương pháp, giới hạn bồi dưỡng học sinh giỏi còn lúng túng, gặp nhiều khó khăn về tài liệu và các văn bản hướng dẫn.Từ những nguyên nhân đó dẫn đến việc day học bồi dưỡng khó có kết quả đồng đều. Đối với học sinh: Việc chọn học sinh có năng khiếu để bồi dưỡng rất khó, số lượng học sinh thì ít mà các môn thi lại nhiều. Học sinh vẫn chưa tích cực tham gia để bồi dưỡng. Việc bồi dưỡng học sinh để dự thi các cấp quá nặng nề vì tính chất thời vụ mà gây ảnh hưởng nhiều đến sức khỏe của học sinh. Tài liệu tham khảo cũng ít, phương pháp học tập chưa phù hợp. Kiến thức cơ bản của môn học bồi dưỡng nhiều em nắm chưa chắc do vậy việc tiếp thu và rèn luyện kiến thức nâng cao còn chậm. Kiến thức bỗ trợ toán học của học sinh thường chưa được tốt, một số kiến thức toán học sử dụng cho vật lí vượt chương trình toán học lớp 8. 4
5. SKKN: Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lí lớp 8 phần Máy cơ đơn giản” III. Các biện pháp bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lý ở trường THCS 1- Tổ chức kiểm tra năng lực, năng khiếu của học sinh Đây là công việc đầu tiên của người giáo viên dạy bồi dưỡng. Mỗi giáo viên phải nắm được năng lực của từng học sinh trong đội tuyển: năng lực diễn đạt, năng lực cảm nhận, năng lực sáng tạo Công việc này được tiến hành bằng cách giáo viên tổ chức cho học sinh làm bài kiểm tra tại lớp. Sau khi đã có bài giáo viên chấm chữa bài cho học sinh lấy kết quả, phân loại chất lượng học sinh để có kế hoạch bồi dưỡng 2- Kiểm tra khả năng nắm kiến thức cơ bản ở chương trình lớp 6,7. Sở dĩ phải có bước này bởi một yêu cầu đối với học sinh giỏi là phải nắm vững kiến thức cơ bản cái gọi là phần ''Nền’’ từ đó giáo viên bồi dưỡng mới có cơ sở để nâng cao kiến thức cho các em. Ngoài việc kiểm tra kiến thức cơ bản của chương trình vật lí 6,7 giáo viên cần phải nắm bắt lại kiến thức toán của số học sinh được chọn này. Đây là biện pháp có tính phương pháp, thậm chí gần như một nguyên tắc trong bồi dưỡng học sinh giỏi môn vật lí. 3- Chuẩn bị phương tiện dạy học. Chuẩn bị đầy đủ tài liệu tham khảo phù hợp với trình độ học sinh và khung chương trình: Các loại sách bài tập cơ bản, bài tập bổ trợ nâng cao dưới nhiều hình thức , Sưu tầm các đề thi của những năm trước. 4- Quá trình dạy bồi dưỡng. Đầu tư nghiên cứu trọng tâm chương trình. Vạch ra được mối liên hệ giữa các phần để có định hướng trong phương pháp giảng dạy. Tập trung nhiều thời gian nghiên cứu sách giáo khoa, sách nâng cao, xây dựng các chuyên đề và các dạng bài tập cơ bản để giảng dạy cho phù hợp. Giáo viên phải tìm ra các phương pháp giải bài toán phù hợp nhất với đối tượng học sinh tham gia bồi dưỡng ( Đây cũng chính là yếu tố quyết định đến thành bại của đội tuyển) Ví dụ: Trong Phần Máy cơ đơn giản Cần phân tách ra các chuyên đề , Tìm cách giải các bài toán trong chuyên đề một cách dễ dàng nhất để phù hợp khả năng lĩnh hội của học sinh từ thấp lên cao 5
6. SKKN: Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lí lớp 8 phần Máy cơ đơn giản” MÁY CƠ ĐƠN GIẢN CHUYÊN ĐỀ 1: HIỂU BIẾT CHUNG VỀ MÁY CƠ ĐƠN GIẢN Xuyên suốt lịch sử, con người đã phát triển một số dụng cụ giúp họ thực hiện công việc dễ dàng hơn. Đáng chú ý nhất trong số này cái gọi là “Máy cơ đơn giản “. Đòn bẩy, mặt phẳng nghiêng , ròng rọc. Vì công được định nghĩa là lực tác dụng lên một vật theo hướng chuyển động , cho nên một máy cơ đơn giản thực hiện công dễ dàng hơn bằng cách triển khai một hoặc nhiều chức năng sau : - Truyền lực từ chổ này sang chổ khác - Đổi hướng của lực - Tăng hoặc giảm độ lớn của lực - Tăng hoặc giảm quảng đường Nhiều máy cơ đơn giản kết hợp một hoặc nhiều dụng cụ này để thực hiện công dễ dàng hơn. Chẳng hạn , chung ta có thể gắn một tay quay với một trục quay để làm thành một cái tời, hoặc sử dụng một ròng rọc và một sợi dây để kéo một vật lên trên một mặt phẳng nghiêng. Mặc dù những máy cơ này trong có vẻ đơn giản , nhưng chúng tiếp tục mang lại cho chúng ta các phương tiện để làm nhiều thứ mà chúng ta có thể khong bao giờ làm được nếu không có chúng. MẶT PHẲNG NGHIÊNG Mặt phẳng nghiêng đơn giản là một bề mặt đặt nghiêng một góc nào đó giống như một con dốc.Theo BobWilliams,một giáo sư ở khoa cơ kĩ thuật tại trường đại học kĩ thuật công nghệ Rus thuộc đại học OHIO, mặt phẳng nghiêng là một giải pháp nâng một vật nặng lên cao mà nếu nâng thẳng đứng thì sẽ là quá nặng. Góc nghiêng (Độ dốc của mặt phẳng nghiêng ) Xác định lực cần thiết để nâng vật nặng. Mặt phẳng nghiêng càng dốc , thì lực đòi hỏi càng lớn. ĐÒN BẪY “ Nếu cho tôi một đòn bẫy và một điểm tựa , thì tôi sẻ nhấc bổng trái đất lên.” Khẳng định phô trương này được cho là của Ác si Mét , nhà triết học ,nhà toán học và nhà phát minh người Hi lạp hồi thể kỉ thứ ba . Câu nói này có chút thậm xưng , nhưng nó thực sự làm nổi bật sức mạnh của đòn bẫy, chí ít là theo lối nói ẩn dụ. Cái tài tình của Ác Si Mét là việc ông nhận ra rằng để thực hiện một lượng công giống nhau , người ta có thể đua ra thỏa hiệp giữa lực và quảng đường sử dụng đòn bẫy. Quy tắc đòn bẫy của ông phát biểu rằng “ khi đòn bẫy cân bằng, các cánh tay đòn tỷ lệ nghịch với trọng lượng của chúng .” Đòn bẫy gồm một thanh đòn dài và một điểm tựa. Hiệu suất cơ học của đòn bẫy phụ thuộc vào tỷ số chiều dài của cánh tay đòn nằm về hai phía của điểm tựa RÒNG RỌC Nếu ta muốn nâng một vật có trọng lượng 100 N lên bằng một sợi dây , thì ta có thể gắn một ròng rọc với một tay đòn phía trên vật nặng. Cách này sẻ cho chúng ta kéo dây xuống thay vì kéo dây lên , nhưng nó vẫn cần một lực là 100N. Tuy nhiên nếu ta sử dụng hai ròng rọc ,một gắn với tay đòn phía trên đầu và một gắn với vật nặng và ta gắn một đầu dây với tay đòn , 6
7. SKKN: Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lí lớp 8 phần Máy cơ đơn giản” luồn nó qua ròng rọc trên vật nặng và sau đó vắt qua ròng rọc trên tay đòn, thì ta phải kéo dây xuống với lực 50N , Mặc dù ta phải kéo 4S dây để nâng vật nặng lên 2S. Một lần nữa ta đã chịu tăng quảng đường để có lực giảm bớt Nếu ta muốn sử dụng lực nhỏ hơn nữa trên một quảng đường dài hơn nữa , thì ta có thể sử dụng một pa lăng ( pa lăng là một hệ ròng rọc gép lại ) CHUYÊN ĐỀ II. MẶT PHẲNG NGHIÊNG. 1- Định hướng chung: - Trong chöông trình hoïc chính khoùa hoïc sinh chæ hoïc ñöôïc nhöõng kieán thöùc cô baûn sau: -Maët phaúng nghieâng coù ñoä nghieâng caøng ít thì löïc caàn ñeå keùo vaät leân maët phaúng nghieâng caøng nhoû . - Neáu ma saùt khoâng ñaùng keå ,duøng maët phaúng nghieâng ñöôïc lôïi bao nhieâu laàn veà löïc thì thieät baáy nhieâu laàn veà ñöôøng ñi ,khoâng ñöôïc lôïi gì veà F h coâng . P l + Trong chöông trình naâng cao thì hoïc sinh phaûi ñöôïc bieát nhöõng kieán thöùc naâng cao sau: A - Tröôøng hôïp coù ma saùt :Hieäu suaát maët phaúng nghieâng H = 1 .100% A (Vôùi A1 = Ph;A = F.l = A1 + A2 ;A2 = Fms.l) - Khi gaëp daïng baøi taäp coù n vaät treân maët phaúng nghieâng thì hoïc sinh luùng tuùng khoâng phaân tích ñöôïc löïc F vaø löïc P neân aùp duïng sai vaø tính sai keát quaû . 2. Phaân loaïi baøi taäp vaø phöông phaùp giaûi baøi taäp. Loaïi 1:Vaät naèm treân maët phaúng nghieâng ma saùt khoâng ñaùng keå . Phöông phaùp :-Aùp duïng Ñònh luaät veà coâng cho maët phaúng nghieâng :Ph = Fl ,roài tìm caùc ñaïi löôïng coøn laïi . -Neáu coù hai vaät (moät vaät ôû caïnh huyeàn vaø moät vaät ôû caïnh goùc vuoâng )thì Thöïc chaát löïc P cuûa vaät treân caïnh goùc vuoâng gaây ra löïc F cuûa vaät treân caïnh huyeàn cuûa maët phaúng nghieâng . b. Moät soá baøi taäp thöôøng gaëp : Baøi taäp 1:Hai vaät A vaø B ôû hình veõ ñöùng yeân .Cho bieát MN = 80cm ,NH = 5cm .Tính tæ soá khoái löôïng cuûa hai vaät B vaø A . Lời giải A N B M Löïc do vaät keùo daây xuoáng doïc theo H 7
8. SKKN: Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lí lớp 8 phần Máy cơ đơn giản” F h 5 maët phaúng nghieâng laø A PA l 80 Suy ra FA = PA/16 Löïc do vaät B keùo daây xuoáng laø FB = PB PB 1 Hai löïc keùo naøy phaûi baèng nhau neân ta coù PA/16 = PB hay PA 16 m 1 Ta suy ra tæ soá khoái löôïng cuûa hai vaät laø B mA 16 m 1 ÑS: B mA 16 Loaïi 2:Vaät di chuyeån treân maët phaúng nghieâng khi coù ma saùt vôùi maët phaúng nghieâng . Phöông phaùp : - Tröôøng hôïp coù ma saùt :Hieäu suaát maët phaúng nghieâng A H = 1 .100% A (Vôùi A1 = Ph;A = F.l = A1 + A2 ;A2 = Fms.l) Moät soá baøi taäp thöôøng gaëp Một học sinh kéo đều một vật có trọng lượng 12N lên theo một mặt phẳng nghiêng dài 0,8m cao 20cm lực kéo có hướng song song với chiều dài mặt phẳng nghiêng. Dùng lực kế đo được giá trị của lực kéo là 5,4N. Tính a) Lực ma sát b) Hiệu suất của mặt phẳng nghiêng c) Lực cần thiết để di chuyển đều vật đi xuống mặt phẳng nghiêng Lời giải a) Áp dụng định luật bảo toàn công cho mặt phẳng nghiêng A= A1 + A2 ↔ F.l = P.h+Fms.l → Fms = (Fl-Ph ) /l Fms = (5,4.0,8 – 12.0,2) / 0,8 = 2,4 (N). b) Hiệu suất mặt phẳng nghiêng A H = 1 .100% A = ^2 = (Ph / Fl ).100% = (12.0,2 / 5,4.).100% =55,6% c ) Giả sư không có ma sát thì lực kéo vật trên mặt phẳng nghiêng sẻ là F1 = Ph/l = 12.0,2 / 0,8 = 3 (N). Vậy lực cần thiết để di chuyển vật xuống dưới mặt phẳng nghiêng là ’ F = F1 - Fms = 3 -2,4 = 0,6 (N) CHUYÊN ĐỀ III. ĐÒN BẨY. 1- Định hướng chung: Bài tập về đòn bẩy rất đa dạng nhưng để làm các bài tập đó trước tiên người học phải nắm vững được các khái niệm cơ bản như: Khái niệm đòn bẩy, Điểm tựa của đòn bẫy, cánh tay đòn của lực. 8
9. SKKN: Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lí lớp 8 phần Máy cơ đơn giản” Ngoài việc nắm vững khái niệm, người học cũng phải biết xác định các lực tác dụng lên đòn bẩy và nắm được điều kiện cân bằng cña ®ßn bÈy. Khi đã hiểu rõ các khái niệm thì việc tiến hành giải bài toán sẽ thuận lợi hơn. Với mỗi bài toán về đòn bẩy, cần phải phân tích cụ thể như : * §©u lµ ®iÓm tùa cña ®ßn bÈy? - Điểm tựa của đòn bẫy là điểm mà đòn bẫy kê lên nó và có thể xoay quanh nó Việc xác định điểm tựa cũng không đơn giản vì đòn bẩy có nhiều loại điểm tựa nh­ : - §iÓm tùa n»m trong kho¶ng hai lùc (H×nh A) O F1 F2 H×nh A F1 - §iÓm tùa n»m ngoµi kho¶ng hai lùc (H×nh B) O H×nh B F2 - Ngoài ra trong một bài toán về đòn bẩy còn có thể có nhiều cách chọn điểm tựa ví dụ như hình C T B O A F H×nh C Ta thÊy, h×nh C cã thÓ chän ®iÓm tùa t¹i ®iÓm B khi nµy cã hai lùc t¸c dông lªn ®ßn bÈy ®ã lµ lùc F t¹i ®iÓm O vµ lùc thø hai lµ lùc c¨ng T t¹i ®iÓm A. Còng cã thÓ chän ®iÓm tùa t¹i ®iÓm A khi nµy còng cã hai lùc t¸c dông lªn ®ßn bÈy lµ lùc kÐo F t¹i ®iÓm O vµ ph¶n lùc t¹i B. * C¸c lùc t¸c dông lªn ®ßn bÈy cã điểm đặt ,ph­¬ng chiÒu nh­ thÕ nµo? * X¸c ®Þnh c¸nh tay ®ßn cña c¸c lùc Theo ®Þnh nghÜa : “ Kho¶ng c¸ch gi÷a ®iÓm tùa O vµ ph­¬ng cña lùc gäi lµ c¸nh tay ®ßn cña lùc”. ViÖc x¸c ®Þnh c¸nh tay ®ßn cña lùc rÊt quan träng v× nÕu x¸c ®Þnh sai sÏ dÉn ®Õn kÕt qu¶ sai. Trªn thùc tÕ häc sinh rÊt hay nhÇm c¸nh tay ®ßn víi ®o¹n th¼ng tõ ®iÓm tùa ®Õn ®iÓm ®Æt cña lùc. 9
10. SKKN: Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lí lớp 8 phần Máy cơ đơn giản” Sau khi ph©n tÝch cã thÓ ¸p dông ®iÒu kiÖn c©n b»ng cña ®ßn bÈy ®Ó gi¶i bµi to¸n. 2. Ph©n lo¹i bµi tËp vµ ph­¬ng ph¸p gi¶i bµi tËp. Bµi tËp vÒ “§ßn bÈy” cã rÊt nhiÒu lo¹i cô thÓ cã thÓ chia ra lµm nhiÒu lo¹i nh­ sau: Lo¹i 1: X¸c ®Þnh lùc vµ c¸nh tay ®ßn cña lùc - Học sinh cần biểu diễn được phương của các lực tác dụng lên đòn bẫy. - Khi xác định cánh tay đòn của lực thì giáo viên cần phải nhắc kĩ học sinh cánh tay đòn là đường thẳng vuông góc từ điểm tựa tới phương của lực đó Bµi to¸n1: Ng­êi ta dïng mét xµ beng cã d¹ng nh­ h×nh vÏ ®Ó nhæ mét c©y ®inh c¾m s©u vµo gç. a) Khi t¸c dông mét lùc F = 100N vu«ng gãc víi OB t¹i ®Çu B ta sÏ nhæ ®­îc ®inh. TÝnh lùc gi÷ cña gç vµo ®inh lóc nµy ? Cho biÕt OB b»ng 10 lÇn OA vµ = 450. b) NÕu lùc t¸c dông vµo ®Çu B vu«ng gãc víi tÊm gç th× ph¶i t¸c dông mét lùc cã ®é lín b»ng bao nhiªu míi nhæ ®­îc ®inh? * Ph­¬ng ph¸p : B X¸c ®Þnh c¸nh tay ®ßn cña lùc F vµ FC F V× F vu«ng gãc víi OA nªn C F’ OA lµ c¸nh tay ®ßn cña FC a) V× F vu«ng gãc víi OB nªn A O OB lµ c¸nh tay ®ßn cña F b) V× F cã ph­¬ng vu«ng gãc H víi mÆt gç nªn OH lµ c¸nh tay ®ßn FC cña F’ sau khi ®· x¸c ®Þnh ®óng lùc vµ c¸nh tay ®ßn cña lùc ta ¸p dông ®iÒu kiÖn c©n b»ng cña ®ßn bÈy vµ tÝnh ®­îc c¸c ®¹i l­îng cÇn t×m Lêi gi¶i: a) Gäi FC lµ lùc c¶n cña gç. Theo quy t¾c c©n b»ng cña ®ßn bÈy ta cã: FC . OA = F.OB F.OB F C = F.10 100N.10 1000N OA b) NÕu lùc F’ vu«ng gãc víi tÊm gç, lóc nµy theo quy t¾c c©n b»ng cña ®ßn bÈy ta cã: ’ FC.OA = F .OH OB Víi OH ( v× OBH vu«ng c©n) 2 OA.F OA => F ' C . 2 . 2.1000 100 2 (N) OB 10.OA §/S: 1000 N; 100 2 10
11. SKKN: Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lí lớp 8 phần Máy cơ đơn giản” Bµi to¸n 2: Hai b¶n kim lo¹i ®ång chÊt tiÕt diÖn ®Òu cã cïng chiÒu dµi l = 20cm vµ cïng tiÕt diÖn nh­ng cã träng l­îng riªng kh¸c nhau d 1 = 1,25 d2. Hai b¶n ®­îc hµn dÝnh l¹i ë mét ®Çu O vµ ®­îc treo b»ng sîi d©y. §Ó thanh n»m ngang ng­êi ta thùc hiÖn hai biÖn ph¸p sau: a) C¾t mét phÇn cña thanh thø nhÊt vµ ®em ®Æt lªn chÝnh gi÷a cña phÇn cßn l¹i. T×m chiÒu dµi phÇn bÞ c¾t. b) C¾t bá mét phÇn cña b¶n thø nhÊt. T×m phÇn bÞ c¾t ®i. l l §S: 4 cm; 2,11 cmO Lo¹i 2: Chän ®iÓm tùa cña ®ßn bÈy Đối với bài toán đòn bẩy có nhiều điểm tựa thì học sinh được phép chọn một điểm trong các điểm tựa đó làm điểm tựa duy nhất cho bài toán với lưu ý khi đã chọn điểm đó làm điểm tựa thì lực biểu diễn trên điểm tựa đó bị triệt tiêu Bµi to¸n 1: Mét chiÕc xµ kh«ng ®ång chÊt dµi l = 8 m, khèi l­îng 120 kg ®­îc t× hai ®Çu A, B lªn hai bøc t­êng. Träng t©m cña xµ c¸ch ®Çu A mét kho¶ng GA = 3 m. H·y x¸c ®Þnh lùc ®ì cña t­êng lªn c¸c ®Çu xµ FB FA A G B * Ph­¬ng ph¸p: P - Do xµ cã hai ®iÓm tùa (hai gi¸ ®ì) xµ chÞu t¸c dông cña ba lùc FA, FB vµ P. Víi lo¹i to¸n nµy cÇn ph¶i chän ®iÓm tùa - §Ó tÝnh FA ph¶i coi ®iÓm tùa cña xµ t¹i B.( FB = 0) - §Ó tÝnh FB ph¶i coi ®iÓm tùa cña xµ t¹i A. (FA = 0 ) ¸p dông ®iÒu kiÖn c©n b»ng cña ®ßn bÈy cho tõng tr­êng hîp ®Ó gi¶i bµi to¸n. Víi lo¹i to¸n nµy cÇn chó ý: c¸c lùc n©ng vµ träng lùc cßn tho¶ m·n ®iÒu kiÖn c©n b»ng cña lùc theo ph­¬ng th¼ng ®øng cã nghÜa P = FA + FB. Bµi gi¶i: Träng l­îng cña xµ b»ng: P = 10.120 = 1200 (N) Träng l­îng cña xµ tËp trung t¹i träng t©m G cña xµ. Xµ chÞu t¸c dông cña 3 lùc FA, FB, P §Ó tÝnh FA ta coi xµ lµ mét ®ßn bÈy cã ®iÓm tùa t¹i B. §Ó xµ ®øng yªn ta cã: GB 3 FA.AB = P.GB => F P. 1200 750 (N) A AB 8 §Ó tÝnh FB ta coi xµ lµ mét ®ßn bÈy cã ®iÓm tùa t¹i A xµ ®øng yªn khi: GA 3 FB.AB = P.GA = >F P. 1200 450 (N) B AB 8 VËy lùc ®ì cña bøc t­êng ®Çu A lµ 750 (N), cña bøc t­êng ®Çu B lµ 450 (N). 11
12. SKKN: Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lí lớp 8 phần Máy cơ đơn giản” §S: 750 (N), 450 (N) Bµi to¸n 2: (¸p dông) Mét c¸i sµo ®­îc treo theo ph­¬ng n»m ngang b»ng hai sîi d©y AA’ vµ BB’. T¹i ®iÓm M ng­êi ta treo mét vËt nÆng cã khèi l­îng 70 kg. TÝnh lùc c¨ng cña c¸c sîi d©y AA’ vµ BB’. A’ B’ Cho biÕt: AB = 1,4 m; AM = 0,2m. T §S: 600 (N); 100 (N) T A M B A B P Lo¹i 3: Khi ®ßn bÈy chÞu t¸c dông cña nhiÒu lùc * Ph­¬ng ph¸p: - X¸c ®Þnh tÊt c¶ c¸c lùc t¸c dông lªn ®ßn bÈy - X¸c ®Þnh c¸c lùc lµm ®ßn bÈy quay theo cïng mét chiÒu ¸p dông quy t¾c sau: “§ßn bÈy sÏ n»m yªn hoÆc quay ®Òu, nÕu tæng t¸c dông cña c¸c lùc lµm ®ßn bÈy quay tr¸i b»ng tæng t¸c dông cña c¸c lùc lµm ®ßn bÈy quay ph¶i” Bµi to¸n 1: Mét chiÕc xµ ®ång chÊt tiÕt diÖn ®Òu. Khèi l­îng 20 kg, chiÒu dµi 3 m. T× hai ®Çu lªn hai bøc t­êng. Mét ng­êi cã khèi l­îng 75 kg ®øng c¸ch ®Çu xµ 2m. X¸c ®Þnh xem mçi bøc t­êng chÞu t¸c dông mét lùc b»ng bao nhiªu? FB Bµi gi¶i: FA A O G B P C¸c lùc t¸c dông lªn xµ lµ: 1 P - Lùc ®ì FA, FB - Träng l­îng cña xµ P = 10.20 = 200 (N) - Träng l­îng cña ng­êi P1 = 10.75 = 750 (N) V× xµ ®ång chÊt tiÕt diÖn ®Òu nªn träng t©m cña xµ sÏ ë chÝnh gi÷a xµ => GA = GB = 1,5 m Gi¶ sö ng­êi ®øng ë O c¸ch A lµ OA = 2 m §Ó tÝnh FB coi ®Çu A lµ ®iÓm tùa, ¸p dông quy t¾c c©n b»ng cña ®ßn bÈy khi cã nhiÒu lùc t¸c dông ta cã: FB.AB = P.AG + P1.AO P.AG P .AO 200.1,5 750.2 => F 1 600 (N) B AB 3 FA.AB = P.GB + P1.OB P.GB P .OB 200.1,5 750.1 => F 1 350 (N) A AB 3 VËy mçi t­êng chÞu t¸c dông mét lùc lµ 600 (N) víi t­êng A vµ 350 (N) víi t­êng B 12
13. SKKN: Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lí lớp 8 phần Máy cơ đơn giản” Bµi to¸n 2: Mét ng­êi muèn c©n mét vËt nh­ng O B trong tay kh«ng cã c©n mµ chØ cã mét A thanh cøng cã träng l­îng P = 3N vµ mét qu¶ c©n cã khèi l­îng 0,3 kg. Ng­êi Êy ®Æt C thanh lªn mét ®iÓm tùa O trªn vËt vµo ®Çu C A. Khi treo qu¶ c©n vµo ®Çu B th× thÊy hÖ thèng c©n b»ng vµ thanh n»m ngang. §o 1 1 kho¶ng c¸ch gi÷a vËt vµ ®iÓm tùa thÊy OA l vµ OB l 4 2 H·y x¸c ®Þnh khèi l­îng cña vËt cÇn c©n. §S: 0,9 kg Lo¹i 4: Lùc ®Èy AcsimÐt t¸c dông lªn vËt treo ë ®ßn bÈy Víi d¹ng to¸n liªn quan ®Õn lùc ®Èy AcsimÐt cÇn nhí mét sè c«ng thøc hay sö dông: F = d.V. Trong ®ã: F : lµ lùc ®Èy AcsimÐt (N) d : lµ träng l­îng riªng cña chÊt láng (N/m3) V: lµ thÓ tÝch chÊt láng bÞ vËt chiÕm chç (m3) CÇn nhí c¸c quy t¾c hîp lùc + Hîp lùc cña hai lùc F1, F2 cïng ph­¬ng ng­îc chiÒu cã ®é lín lµ: F = | F1- F2 | + Hîp lùc cña hai lùc F1, F2 cïng ph­¬ng cïng chiÒu cã ®é lín lµ F = F1 + F2 * Ph­¬ng ph¸p gi¶i cña d¹ng to¸n liªn quan ®Õn lùc ®Èy Acsimet - Khi ch­a nhóng vËt vµo trong chÊt láng, ®ßn bÈy th¨ng b»ng x¸c ®Þnh lùc, c¸nh tay ®ßn vµ viÕt ®­îc ®iÒu kiÖn c©n b»ng cña ®ßn bÈy. - Khi nhóng vµo trong mét chÊt láng, ®ßn bÈy mÊt c©n b»ng. CÇn x¸c ®Þnh l¹i ®iÓm tùa, c¸c lùc t¸c dông vµ c¸nh tay ®ßn cña c¸c lùc. Sau ®ã ¸p dông ®iÒu kiÖn c©n b»ng cña ®ßn bÈy ®Ó gi¶i bµi to¸n. Bµi to¸n : Hai qu¶ cÇu c©n b»ng nh«m cã cïng khèi l­îng ®­îc treo vµo hai ®Çu A, B cña mét thanh kim lo¹i m¶nh nhÑ. Thanh ®­îc gi÷ th¨ng b»ng nhê d©y m¾c t¹i ®iÓm gi÷a O cña AB. BiÕt OA = OB = l = 25 cm. Nhóng qu¶ cÇu ë ®Çu B vµo n­íc thanh AB mÊt th¨ng b»ng. §Ó thanh th¨ng b»ng trë l¹i ta ph¶i dêi ®iÓm treo O vÒ phÝa nµo? Mét ®o¹n bao nhiªu? Cho khèi l­îng 3 3 riªng cña nhãm vµ n­íc lÇn l­ît lµ: D1 = 2,7 g/cm ; D2 = 1 g/cm Bµi gi¶i: Khi qu¶ cÇu treo ë B ®­îc nhóng vµo n­íc, ngoµi träng l­îng P nã cßn chÞu t¸c dông cña lùc ®Èy Acsimet nªn lùc tæng hîp gi¶m xuèng. Do ®ã cÇn ph¶i dÞch chuyÓn ®iÓm treo vÒ phÝa A mét ®o¹n x ®Ó cho c¸nh tay ®ßn cña qu¶ cÇu B t¨ng lªn. A B V× thanh c©n b»ng trë l¹i nªn ta cã: ( l -x ) O ( l +x ) P.(l-x) = (P-F)(l+x) F  10D1V(l-x) = (10D1V – 10D2V)(l+x) (víi V lµ thÓ tÝch cña qu¶ cÇu)  D1(l-x) = (D1=D2)(l+x)  (2D -D)x=D l 1 2 P P 13
14. SKKN: Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lí lớp 8 phần Máy cơ đơn giản” D l 1  x 2 l .25 5,55 (cm) 2D1 D2 2.2,7 1 VËy cÇn ph¶i dÞch ®iÓm treo O vÒ ph¸i A mét ®o¹n x = 5,55 cm §S: 5,55 cm Lo¹i 5: C¸c d¹ng kh¸c cña ®ßn bÈy §ßn bÈy cã rÊt nhiÒu d¹ng kh¸c nhau. Thùc chÊt cña c¸c lo¹i nµy lµ dùa trªn quy t¾c c©n b»ng cña ®ßn bÈy. Do vËy ph­¬ng ph¸p gi¶i c¬ b¶n cña lo¹i nµy lµ: - X¸c ®Þnh ®óng ®©u lµ ®iÓm tùa cña ®ßn bÊy. §iÓm tùa nµy ph¶i ®¶m b¶o ®Ó ®ßn bÈy cã thÓ quay xung quanh nã. - Thø hai cÇn x¸c ®Þnh ph­¬ng, chiÒu cña c¸c lùc t¸c dông vµ c¸nh tay ®ßn cña c¸c lùc - Cuèi cïng ¸p dông quy t¾c c©n b»ng cña ®ßn bÈy ®Ó gi¶i bµi to¸n Bµi tËp ¸p dông A Bµi to¸n : T F Mét thanh AB cã träng l­îng H P = 100 N a) §Çu tiªn thanh ®­îc ®Æt th¼ng ®øng chÞu t¸c dông cña mét C B lùc F = 200 N theo ph­¬ng ngang. T×m lùc c¨ng cña sîi d©y AC. BiÕt AB = BC b) Sau ®ã ng­êi ta ®Æt thanh n»m ngang g¾n vµo t­êng nhê b¶n lÒ t¹i B. T×m lùc c¨ng cña d©y AC lóc nµy? (AB = BC) Bµi gi¶i: a) Do lùc P ®i qua ®iÓm quay B nªn kh«ng ¶nh h­ëng ®Õn sù quay (v× P chÝnh lµ ®iÓm tùa). C Thanh AB chÞu t¸c dông cña lùc T vµ F Lùc F cã c¸nh tay ®ßn lµ AB H Lùc T cã c¸nh tay ®ßn lµ BH §Ó thanh c©n b»ng ta cã: F.AB = T.BH T 2 Víi BH = AB A 2 B (víi H lµ t©m h×nh vu«ng mµ ABC lµ nöa h×nh vu«ng ®ã) P AB.F 2 Tõ ®ã: T F F 2 200 2 (N) BH 2 b) Khi AB ë vÞ trÝ n¨mg ngang, träng l­îng P cã h­íng th¼ng ®øng xuèng d­íi vµ ®Æt t¹i trung ®iÓm O cña AB (OA = OB). Theo quy t¾c c©n b»ng ta cã: P.OB = T.BH BO P 100 => T=P (N) = 50 2 (N) BH 2 2 §S: 200 2 , 50 2 14
15. SKKN: Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lí lớp 8 phần Máy cơ đơn giản” Lo¹i 6: Khi ®iÓm tùa dÞch chuyÓn X¸c ®Þnh gi¸ trÞ cùc ®¹i, cùa tiÓu. Bµi to¸n 1: Cho mét th­íc th¼ng AB ®ång chÊt tiÕt diÖn ®Òu, cã ®é dµi l=24 cm träng l­îng 4N. §Çu A treo mét vËt cã träng l­îng P 1 = 2 N. Th­íc ®Æt lªn mét gi¸ ®ì n»m ngang CD = 4 cm. X¸c ®Þnh gi¸ trÞ lín nhÊt vµ nhá nhÊt cña kho¶ng c¸ch BD ®Ó cho th­íc n»m c©n b»ng trªn gi¸ ®ì Bµi gi¶i: XÐt tr¹ng th¸i c©n b»ng cña th­íc l2 l1 O quanh trôc ®i qua mÐp D cña gi¸ ®ì A O2 E 1 B øng víi gi¸ trÞ nhá nhÊt cña AD. Lóc ®ã th­íc chia lµm hai phÇn: C D P2 + PhÇn BD cã träng l­îng P 3 ®Æt P3 ë G1 lµ trung ®iÓm cña DB + PhÇn OA cã träng l­îng P2 ®Æt P1 ë G2 lµ trung ®iÓm cña AD MÐp D ë ®iÓm E trªn th­íc. §iÒu kiÖn c©n b»ng cña trôc quay D lµ: P3.AD + P2.GE = P1.G1D l2 l1  Pl P P (1) (víi l2 = AD, l1 = ED) 1 2 2 2 3 2 VÒ th­íc th¼ng ®ång chÊt tiÕt diÖn ®Òu nªn träng l­îng cña mét phÇn th­íc tû lÖ víi chiÒu dµi cña phÇn ®ã ta cã: P l P.l P l P.l 3 1 P 1 ; 2 2 P 2 P l 3 l P l 2 l P l2 = (l – l1) ; P1 = 2 N = 2 Thay vµo (1) ta ®­îc P P(l l ).(l l ) P.l l (l l ) 1 1 1 . 1 2 1 2l l 2 2 2 2 2  Pl Pl1l P(l 2ll1 l1 ) Pl1 2l 2 2 2  l l .24 16 (cm) 1 3l 3 3 Gi¸ trÞ lín nhÊt cña BD lµ l1 = 16 cm. Lóc ®ã ®iÓm D trïng víi ®iÓm E trªn th­íc BE = BD = 16 cm NÕu ta di chuyÓn th­íc tõ ph¶i sang tr¸i sao cho ®iÓm E trªn th­íc cßn n¨mg trªn gi¸ CD th× th­íc vÉn c©n b»ng cho tíi khi E trï ng víi C th× ®Õn giíi h¹n c©n b»ng E lÖch ra ngoµi CD vÒ phÝa tr¸i th× th­íc sÏ quay quanh trôc C sang tr¸i. VËy gi¸ trÞ nhá nhÊt cña BD khi C trïng ®Õn E lµ BE = BC Mµ BC = BD + DC => BD = BC – DC = 16 – 4 = 12 (cm) §S: 16 cm, 12 cm 15
16. SKKN: Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lí lớp 8 phần Máy cơ đơn giản” Bµi to¸n 2: Mét thanh th¼ng ®ång chÊt tiÕt diÖn ®Òu cã träng l­îng P = 100 N, chiÒu dµi AB = 100 cm, ®­îc ®Æt c©n b»ng trªn hai gi¸ ®ì ë A vµ C. §iÓm C c¸ch t©m O cña th­íc mét ®o¹n OC = x a) T×m c«ng thøc tÝnh ¸p lùc cña th­íc lªn gi¸ ®ì ë C theo x b) T×m vÞ trÝ cña C ®Ó ¸p lù ë ®ã cã gi¸ trÞ cùc ®¹i, cùc tiÓu Bµi gi¶i: a) Träng l­îng p cña thanh ®Æt t¹i x trÞng t©m O lµ trung ®iÓm cña thanh t¸c l O C dông lªn hai gi¸ ®ì A vµ B hai ¸p lùc P1 A B vµ P2. V× thanh ®ång chÊt tiÕt diÖn ®Òu nªn ta cã: P 1 P2 P1 OC x x do ®ã P1 P2 vµ P P2 OA l l P1 P2 P 100 (N) l => P P 2 l x b) P2 cùc ®¹i khi x = 0 do ®ã P2 = P = 100 N khi ®ã gi¸ ®ì C trïng víi P t©m O l2 cùc tiÓu khi x lín nhÊt x = l do ®ã P 50 N khi gi¸ ®ì trïng víi 2 ®Çu B CHUYÊN ĐỀ IV. RÒNG RỌC Phaân loaïi vaø phöông phaùp giaûi : Loaïi 1:Roøng roïc coá ñònh . Phöông phaùp :Loaïi naøy töông ñoái ñôn giaûn neân hoïc sinh chæ caàn naém vöõng nhöõng kieán thöùc sau:Khi ma saùt khoâng ñaùng keå roøng roïc coá ñònh chæ coù taùc duïng thay ñoåi höôùng cuûa löïc chöù khoâng laøm thay ñoåi ñoä lôùn cuûa löïc . F = P F s = h P Khi coù ma saùt thì : A = A1 + A2 F.s = P.h + Fms.s .Hieäu suaát roøng roïc laø A H = 1 .100% A Baøi taäp 1:Moät ngöôøi duøng moät roøng roïc coá ñònh ñeå keùo moät vaät naëng 50kg leân moät toøa nhaø cao 4m . a.Tính löïc keùo vaät leân vaø quaõng ñöôøng ñaàu daây dòch chuyeån b.Tính coâng cuûa löïc keùo vaät leân .Boû qua ma saùt cuûa roøng roïc . Lôøi giaûi:a.Löïc keùo vaät leân laø :F = P = 10m = 10.50 = 500N Quaõng ñöôøng ñaàu daây dòch chuyeån laø :s = h = 4 m. b.Coâng cuûa löïc keùo vaät leân laø: A = F.s = P.h = 500.4 = 2000J. 16
17. SKKN: Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lí lớp 8 phần Máy cơ đơn giản” Baøi taäp 2 :Cho heä thoáng roøng roïc nhö hình veõ .Vaät coù troïng löôïng P = 100N .Tìm löïc keùo F ñeå heä caân baèng ,xaùc ñònh hieäu suaát cuûa heä thoáng ,bieát hieäu suaát cuûa moãi roøng roïc laø 0,8. P F Lôøi giaûi : Caùc roøng roïc coá ñònh khoâng cho ta lôïi veà löïc .Hieäu suaát cuûa moãi roøng roïc laø H = P/F F= P/H Roøng roïc 1 :F1 = P/H 2 Roøng roïc 2 :F2 = F1/H = P/H 3 Roøng roïc 3 : F3 = F2 /H = P/H Hieäu suaát cuûa heä roøng roïc laø : H/ = P/F = H3 = 0,83 = 0,512 P 100 Löïc F caàn duøng laø F = 195,3N H / 0,512 Loaïi 2 : Roøng roïc ñoäng Phöông phaùp :Ñoái vôùi roøng roïc ñoäng thì hoïc sinh caàn naém vöõng kieán thöùc sau : -Khi ma saùt khoâng ñaùng keå thì : F = P/2 ;s= 2h F -Khi coù ma saùt thì :A = A1 + A2 F.s = P.h + Fms.s A Hieäu suaát roøng roïc laø H = 1 .100% A P Baøi taäp : Cho heä thoáng nhö hình veõ .Bieát P = 100N ,vaät caàn keùo leân cao 5m a.Tính löïc keùo vaät leân vaø quaõng ñöôøng ñaàu daây dòch chuyeån . b.Thöïc teá do coù ma saùt neân phaûi keùo ñaàu daây moät löïc laø F = 55N .Tính hieäu suaát cuûa roøng roïc vaø löïc ma saùt cuûa roøng roïc . F Lôøi giaûi : a.Löïc keùo vaät leân laø F = P/2 = 100/2 = 50N Quaõng ñöôøng ñaàu daây dòch chuyeån : s = 2h = 2.5 = 10m b.Hieäu suaát cuûa roøng roïc laø P P.h 100.5 H = 90,9% F / .s 55.10 17
18. SKKN: Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lí lớp 8 phần Máy cơ đơn giản” / Coâng hao phí laø : A2 = A – A1 = F .s – p.h = 55.10 – 100.5 = 50 J A2 50 Löïc ma saùt cuûa roøng roïc laø :Fms = 5N s 10 Loaïi 3: Palaêng : Pa laêng laø moät heä thoáng keát hôïp nhieàu roøng roïc ñoäng vaø roøng roïc coá ñònh (soá roøng roïc ñoäng vaø roøng roïc coá ñònh baèng nhau ) Cách ghép pa lăng có 3 cách ghép và có số lần lợi về lực khác nhau. Chúng ta tạm gọi cách mắc pa lăng như sau - Cách mắc thứ nhất : Mắc theo dạng hộp. Với cách mắc này thì lợi 2.n lần về lực đồng nghĩa thiệt 2.n lần về đường đi ( n là số ròng rọc động ) Hình bên với 2 ròng rọc động nên nó cho ta lợi 4 lần về lực ) - Cách mắc thứ 2 : Mắc theo dạng hình bậc thang Với cách mắc này thì cho ta lợi 2N lần về lực (N là số ròng rọc động ) ( Với 3 ròng rọc động ta được lợi 8 lần về lực ). - Cách mắc thứ 3 : Mắc theo hình thẳng đừng Với cách mắc này cho ta lợi số lẻ lần về lực (Với cách mắc này ta lợi 3 lần về lực vì nó có 3 đầu dây vắt qua ròng rọc động ) 18
19. SKKN: Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lí lớp 8 phần Máy cơ đơn giản” Bài 1 Để đưa một vật có khối lượng 50 kg lên cao 10 m, người thứ nhất dùng hệ thống ròng rọc như hình (a), người thứ hai dùng hệ thống ròng rọc như hình (b). Biết khối lượng của mỗi ròng rọc là 1 kg và lực cản khi kéo dây ở mỗi hệ thống đều bằng 10N. a. Hãy so sánh đoạn dây cần kéo và công thực hiện trong hai trường hợp đó. b. Tính hiệu suất của mỗi hệ thống ròng rọc. Hình a Hình b Fk Fk P P Lời giải a)Hai hệ thống ròng rọc ở hình (a) và hình (b) đều bị thiệt 4 lần về đường đi cho nên đều phải kéo đoạn dây dài: s1 = s2 = s = 4.10 = 40 (m)  Hình a: P 2.P 10(50 2.1) Lực kéo: F RR F 10 k1 4 C 4 Fk1 = 140N Công thực hiện để kéo vật lên: A1 = Fk1 . s = 140 x 4 = 5600 (J)  Hình b: P PRR 10.(50 1) PRR 10.1 Lực kéo: F 2 F 2 10 k 2 2 C 2 Fk2 = 142,5 (N) Công thực hiện để kéo vật lên: A2 = Fk2 . s =142,5 x 40 = 5700 (J) A2 - A1 = 5700 - 5600 = 100 (J) Vậy người thứ hai cần phải thực hiện một công lớn hơn và lớn hơn 100 J. b. Hiệu suất của mỗi hệ thống là: 19
20. SKKN: Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lí lớp 8 phần Máy cơ đơn giản” Công có ích là: A = P.h = 50.10.10 = 5000 (J) Vậy: A ci 5000 0 H1 89,3 0 A1 5600 A ci 5000 0 H2 87,7 0 A2 5700 CHUYÊN ĐỀ V. TỔNG HỢP CÁC MÁY CỞ ĐƠN GIẢN 1.Định hướng chung. -Đây là dạng bài tập rất phức tạp học sinh gặp rất nhiều khó khăn trong dạng bài tập này. Sau đây là những khó khăn mà học sinh hay vấp trong dạng toán này : - Việc xác định trong cơ hệ có những máy cơ đơn giản nào. -Học sinh không biết khi nào thì áp dụng công thức của máy cơ đơn giản nào. -Việc phân tích lực trên cơ hệ và chuyển lực từ máy cơ đơn giản này sang máy cơ đơn giản khác học sinh cũng gặp nhiều khó khăn. 2.Phương pháp. - Xác định xem hệ thống có mấy loại máy cơ đơn giản - Xác định vị trí nối của hai máy cơ đơn giản - Phân tích lực tác dụng lên cơ hệ. - Áp dụng định luật bảo toàn công cho từng loại máy cơ để rút lực có mối quan hệ giữa hai máy cơ - Khi lực truyền qua ròng rọc cố định thì độ lớn nó không đổi còn nếu truyền qua một ròng rọc động thì độ lớn nó giảm một nữa. 3.Phân loại các dạng toán. Loại 1 : Cơ hệ gồm mặt phẳng nghiêng với đòn bẫy Bài toán: Cho sơ đồ như hình vẽ. Biết: Mặt phẳng nghiêng có l = 60 cm, h = 30 cm. Thanh AB đồng chất tiết diện 2 đều có khối lượng 0,2 kg và OA AB , m2 = 0,5 kg. 5 Hỏi m1 bằng bao nhiêu để hệ thống cân bằng. Bỏ qua ma sát và khối lượng của dây nối. O B m1 A l h 20
21. SKKN: Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lí lớp 8 phần Máy cơ đơn giản” Lời giải Ta biểu diễn các lực như hình vẽ. Theo đề bài ta có: 2 F F O B OA AB m1 A A G 5 l h 3 OB AB P1 5 P OB 0,6.AB 2 G là trọng tâm: GA = GB = 0,5.AB Thanh AB ta xem như là một đòn bẩy có điểm tựa tại B. Khi hệ thống cân bằng thì: P1.h F.l = P1.h F (1) l F.AB P2.OB PAB .GB AB.(0,6.P2 O,5.PAB ) P .OB P .GB F = 0,6.P 2 + 0,5. PAB F 2 AB AB AB (2) P.h Từ (1) và (2) ta có: 1 0,6.P 0,5.P l 2 AB (0,6.P 0,5.P ).l (0,6.5 0,5.2).0,6 P 2 AB 8(N) 1 h 0,3 Vậy m1 = 0,8 kg Loại 2: Cơ hệ gồm mặt phẳng nghiêng với Ròng rọc Bài toán : Cho hệ thống như hình vẽ. Biết khối lượng của mỗi ròng rọc, vật m1 và vật m2 lần lượt là 0,2 kg; 6 kg và 4 kg. AB = 3BC, bỏ qua ma sát và khối lượng của các dây nối. Hỏi hệ thống có cân bằng không ? Tại sao? m1 B A C m2 Lời Giải ' Giả sử khi thay m2 bằng m2 sao cho hệ thống cân bằng. T Khi hệ thống cân bằng thì: m1 F B F.AB = P1.BC A P1 C m2 3.FC.BC = P1.BC nên 3.F = P1 P2 21
22. SKKN: Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lí lớp 8 phần Máy cơ đơn giản” P P Mà ta có: F T 2 RR 2 P P 3. 2 RR P 2 1 1,5.P2 + 1,5.PRR = P1 P 60 P 1 P 2 38(N) 2 1,5 RR 1,5 ' m2 3,8(kg) ' Ta thấy m2 3,8kg < m 2 = 4kg. Vậykhi treo m 2 = 4 kg vào ròng rọc thì hệ thống không cân bằng mà vật m1 sẽ chuyển động lên trên còn m 2 sẽ chuyển động xuống dưới. Loại 3: Cơ hệ gồm đòn bẫy với Ròng rọc Bài toán: Cho hình vẽ, AB là một thanh đồng chất có khối lượng 2 kg đang ở trạng thái cân bằng. Mỗi ròng rọc có khối lượng 0,5 kg. Biết đầu A được gắn vào một bản lề, m B = 5,5 kg, mC = 10 kg và AC = 20 cm, ta thấy thanh AB cân bằng. Tìm độ dài của thanh AB. A C B mB mC Lời giải Dựa vào hình vẽ ta có lực tác dụng vào đầu B là: P P 10.(5,5 0,5) F B RR 30 (N) 2 2 FB T T A C G B Khi thanh AB thăng bằng ta có: PAB PC . AC + PAB . AG = PB . AB mB mC AB P Mà AG (G là trọng tâm của AB) B 2 PC AB 10.10.0,2 10.2. 30.AB 2 20 + 10.AB = 30.AB 20.AB = 20 AB = 1(m). 22
23. SKKN: Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lí lớp 8 phần Máy cơ đơn giản” IV. KÕT qu¶. Qua 5 năm thực hiện đề tài 2012-2013, 2013-2014 , 2014- 2015, 2015- 2016 và 2016- 2017 tôi đã thu được kết quả như sau: Năm học Kết quả 2012-2013 4 giải cá nhân (giải nhì đồng đội lí 8) 2013-2014 4 giải cá nhân (giải nhì đồng đội lí 8) 2014-2015 3 giải cá nhân ( Giải ba đồng đội lí 8 ) 2015-2016 5 Giải các nhân ( Giải nhất đồng đội lí 8 ) 2016-2017 3 giải cá nhân ( Giải kk đồng đội lý 8 ) 1 giải 3 , 1 giải kk cấp tỉnh 2 HCB – 2HCĐ- 1KK Cấp quốc gia V. BÀI HỌC KINH NGHIỆM Từ thực tiễn áp dụng công tác bồi dưỡng học sinh giỏi trong những năm qua tôi đã đúc rút ra bài học kinh nghiệm sau: Xây dựng kế hoạch bồi dưỡng học sinh giỏi cụ thể ngay từ đầu năm học. Quán triệt và nâng cao nhận thức tầm quan trọng của công tác bồi dưỡng học sinh giỏi đối với học sinh. Phối kết hợp với các giáo viên khác để nâng cao chất lượng giáo dục đại trà. Giáo viên bồi dưỡng phải là người có năng lực, có kinh nghiệm giảng dạy, say mê nhiệt tình, tận tụy với học sinh, biết tổ chức, điều khiển hoạt động dạy học hợp lí về thời gian và kiến thức, phải phát huy hết khả năng chuyên môn, luôn luôn học hỏi, sưu tập các tài liệu có liên quan và đam mê với công tác bồi dưỡng, có kế hoạch, chương trình bồi dưỡng cụ thể, tránh dạy chay, thích gì dạy nấy, không ôm đồm trong các tiết dạy, biết khai thác khả năng vốn có của người học, biết huy động sức mạnh tổng hợp của tập thể, phụ huynh học sinh. Tuyển chọn và xây dựng đội tuyển bộ môn phải phù hợp năng khiếu và sở thích của học sinh. 23
24. SKKN: Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lí lớp 8 phần Máy cơ đơn giản” C. KẾT LUẬN 1. Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI Bồi dưỡng học sinh giỏi là một nhiệm vụ trọng tâm ở các trường phổ thông. Chất lượng học sinh giỏi không chỉ đánh giá năng lực học tập của học sinh mà còn thể hiện năng lực, trình độ của mỗi giáo viên bồi dưỡng nói riêng và chất lượng giáo dục của nhà trường nói chung. Thành tích học sinh giỏi là cái đích của việc nâng cao trình độ hiểu biết ở mỗi cấp học và góp phần nâng cao chất lượng toàn phần. Giúp người học tự tin hơn trong quá trình tìm kiếm tri thức, tích lũy được nhiều kiến thức, phát triển trí thông minh là trách nhiệm chung của các nhà giáo dục. Tuy nhiên việc bồi dưỡng học sinh giỏi không hề đơn giản, dễ dàng, nó đòi hỏi sự nổ lực, quyết tâm cao của đội ngũ và cán bộ quản lý. Qua đề tài này, tôi xin góp thêm một phần nhỏ vào tiếng nói chung của giáo viên về "Công tác bồi dưỡng học sinh giỏi". Vì thời gian, năng lực có hạn nên đề tài chắc chắn còn nhiều khiếm khuyết. Kính mong các đồng nghiệp lượng thứ và đóng góp bổ sung để đề tài có tính khả thi cao. Tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành của mình. 2. NHỮNG KIẾN NGHỊ. Phòng giáo dục nên tổ chức thi học sinh giỏi thường xuyên qua hàng năm cho các khối lớp. Nhà trường phải quan tâm nhiều hơn công tác này, đầu tư thời gian, kinh phí và động viên kịp thời những giáo viên trực tiếp dạy bồi dưỡng cả về vật chất lẫn tinh thần. Giao trách nhiệm cho các giáo viên có năng lực về chuyên môn trực tiếp bồi dưỡng. Tăng cường cơ sở vật chất, trang thiết bị dạy học: mua tài liệu tham khảo đầy đủ cho các bộ môn. Tổ chức chuyên đề, hội thảo theo cụm trường, liên trường để trao đổi kinh nghiệm bồi dưỡng. 24
25. SKKN: Những giải pháp nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lí lớp 8 phần Máy cơ đơn giản” CÁC MỤC LỤC: 1.Tài liệu tham khảo: Phương pháp giảng dạy vật lý ở trường phổ thông, tập 1 - NXBGD-1979 Phương pháp giải bài tập vật lý – NXBGD 500 Bài tập vật lí trung học cơ sở- Phan Hoàng Văn- NXB ĐHQG HCM Đổi mới phương pháp dạy và giải bài tập vật lí, tập 2- NXB ĐHQG Bài tập chọn lọc và nâng cao vật lí- Lưu Đình Tuân- NXBTH HCM 350 Bài tập vật lí chọn lọc 8- Vũ Thanh Khiết- NXB HN Tuyển chọn các đề thi vào lớp 10 chuyên lí-Nguyễn Hạnh Phúc- NXB ĐHQG HCM 2. Mục lục tổng quát Phần một: MỞ ĐẦU : Từ trang 1 đến trang 2. Phần hai: NỘI DUNG: Từ trang 3 đến trang 23. Phần ba: KẾT LUẬN: Từ trang 24 đến trang 24. 25