intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Sử dụng phương pháp tương tự trong việc vận dụng phương pháp giải bài toán chuyển động của vật bị ném vào giải bài toán chuyển động của điện tích trong điện trường đều

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:33

Thêm vào BST
Báo xấu
9
lượt xem 2
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu sáng kiến nhằm giúp học sinh tiết kiệm được thời gian trong việc tiếp cận kiến thức Vật lí mới; Đề tài ra đời với đầy đủ cơ sở lí luận, tiến trình mang tính khoa học, logic chặt chẽ, các kiến thức đưa ra đảm bảo tính chính xác, minh bạch và hợp lí.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Sử dụng phương pháp tương tự trong việc vận dụng phương pháp giải bài toán chuyển động của vật bị ném vào giải bài toán chuyển động của điện tích trong điện trường đều

  1. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT NGUYỄN SỸ SÁCH -------- SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐỀ TÀI: “SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP TƯƠNG TỰ TRONG VIỆC VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN CHUYỂN ĐỘNG CỦAVẬT BỊ NÉM VÁO GIẢI BÀI TOÁN CHUYỂN ĐỘNG CỦA ĐIỆN TÍCH TRONG ĐIỆN TRƯỜNG ĐỀU” Môn: Vật lý Tác giả: Nguyễn Duy Hiệp Tổ chuyên môn: Tự nhiên NĂM HỌC: 2022-2023 1
  2. MỤC LỤC Nội dung Trang PHẦN I. ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Lí do chọn đề tài 4 2. Tính mới, đóng góp của đề tài: 4 3. Đối tượng nghiên cứu: 5 2
  3. 4. Phương pháp nghiên cứu: 5 PHẦN II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn về “Sử dụng phương pháp 6 tương tự trong việc vận dụng phương pháp giải bài toán chuyển động của vật bị ném vào giải bài toán chuyển động của điện tích trong điện trường đều” 1.1. Cơ sở lý luận 6 1.1.1. Phương pháp tương tự trong dạy học Vật lý. 6 1.1.2. Cá c khả năng sử du ̣ng phương pháp tương tự trong da ̣y ho ̣c vâ ̣t lí 6 1.2. Cơ sở thực tiễn 6 1.2.1. Nhiệm vụ, yêu cầu dạy học chương trình Vật lý THPT. 6 1.2.2. Thực tra ̣ng viê ̣c sử du ̣ng phương pháp tương tự trong da ̣y ho ̣c vâ ̣t 7 lí Chương 2. Hướng dẫn học sinh sử dụng phương pháp tương tự trong việc vận dụng phương pháp giải bài toán chuyển động của vật bị ném vào giải bài toán chuyển động của điện tích trong điện trường đều 2.1. Vận dụng phương pháp tương tự giữa chuyển động ném vật lên thẳng 8 đứng và chuyển động của điện tích chuyển động dọc theo đường sức điện trường 2.1.1. Chuyển động ném vật lên thẳng đứng 8 2.1.2. Chuyển động của điện tích dọc theo đường sức điện trường 9 2.2. Vận dụng phương pháp tương tự của chuyển động ném ngang của 9 vật và chuyển động của điện tích chuyển động với vận tốc ban đầu v0 vuông góc với véctơ cường độ điện trường E 2.2.1. Bài toán chuyển động của vật ném ngang 9 2.2.2. Bài toán điện tích chuyển động với vận tốc ban đầu v0 vuông góc 11 với véctơ cường độ điện trường E 2.3. Vận dụng phương pháp tương tự giữa chuyển động của vật ném lên 12 xiên góc  so với phương ngang và chuyển động của điện tích trong điện trường đều với v0 viên góc  với véctơ cường độ điện trường E . 2.3.1. Chuyển động của vật ném lên xiên góc  so với phương ngang 12 3
  4. 2.3.2. Điện tích chuyển động trong điện trường đều với v0 viên góc  15 với véctơ cường độ điện trường E Chương 3: Thực nghiệm sư phạm 3.1. Mục đích thực nghiệm. 18 3.2. Đối tượng thực nghiệm. 18 3.3. Nội dung thực nghiệm. 18 3.4. Kết quả thực nghiệm 18 3.5. Hiệu quả của phương pháp 19 Chương 4: Khảo sát tính cấp thiết và khả thi của đề tài 4.1. Mục đích của khảo sát: 21 4.2. Nội dung và phương pháp khảo sát 21 4.2.1. Nội dung khảo sát 21 4.2.2. Phương pháp khảo sát và đánh giá 21 4.2.3. Đối tượng khảo sát 21 4.2.4. Kết quả khảo sát về sự cấp thiết và tính khả thi của các giải pháp 22 đã đề xuất 4.2.4.1. Sự cấp thiết của các giải pháp đã đề xuất: 22 4.2.4.2. Tính khả thi của các giải pháp đề xuất : 25 PHẦN III. KẾT LUẬN 1. Những đóng góp của đề tài 29 1.1. Tính mới của đề tài 29 1.2. Tính khoa học 29 1.3. Tính khả thi khi ứng dụng thực tiễn 29 2. Kiến nghị, đề xuất 29 2.1. Với giáo viên 29 2.2. Với học sinh 29 Tài liệu tham khảo 30 4
  5. PHẦN I. ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Lý do chọn đề tài Trong quá trình dạy học, việc hướng dẫn học sinh giải quyết các vấn đề học tập phỏng theo những cách mà các nhà khoa học đã sử dụng đòi hỏi phải cho học sinh làm quen với phương pháp tương tự (PPTT), một phương pháp được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu Vật lí. Điều kiện dạy học ở các trường THPT ( thời gian, tình trạng thiết bị) nhiều khi chỉ cho phép đề cập sâu một đối tượng, rồi sử dụng PPTT rút ra các kết luận cho đối tượng khác tương tự với nó. Viê ̣c sử du ̣ng PPTT trong da ̣y ho ̣c sẽ gó p phầ n nâng cao hiê ̣u quả củ a giờ ho ̣c, thể hiê ̣n trước hế t ở tính sâu sắ c, tính hê ̣ thố ng củ a cá c kiế n thứ c, ta ̣o điề u kiê ̣n cho học sinh phá t hiê ̣n nhữ ng mố i liên hê ̣ giữ a cá c hê ̣ thố ng khá c nhau ở cá c phầ n khá c nhau củ a Vâ ̣t li. Viê ̣c sử du ̣ng PPTT cò n giú p ho ̣c sinh dễ hinh dung cá c hiê ̣n tương, ́ ̀ ̣ quá trinh Vâ ̣t lí không thể quan sá t trực tiế p đươ ̣c, ví du ̣ sự dao đô ̣ng củ a con lắ c lò ̀ 5
  6. xo để trực quan hó a quá trinh xả y ra và sự biế n đổ i cá c đa ̣i lương Vâ ̣t lí trong ma ̣ch ̀ ̣ dao đô ̣ng. Trong da ̣y ho ̣c Vâ ̣t li, có thể sử du ̣ng PPTT để xây dựng kiế n thứ c mớ i, minh ́ ho ̣a cá c quá trinh Vâ ̣t lí không thể quan sá t trực tiế p đươ ̣c hoă ̣c hê ̣ thố ng hó a kiế n ̀ thứ c. Trong chương trình Vật lí THPT, chuyển động của vật bị ném và chuyển động của điện tích trong điện trường đều có đặc điểm, quy luật chuyển động giống nhau. Vì vậy, có thể dùng PPTT trong việc vận dụng phương pháp giải các bài toán chuyển động của vật bị ném vào giải chuyển động của điện tích trong điện trường đều. Trước thực trạng và lí do trên, tôi nghiên cứu đề tài “Sử dụng phương pháp tương tự trong việc vận dụng phương pháp giải bài toán chuyển động của vật bị ném vào giải bài toán chuyển động của điện tích trong điện trường đều” góp phần nâng cao hiệu quả dạy học Vật lý ở trường THPT Nguyễn Sỹ Sách. 2. Tính mới, đóng góp của đề tài - Các nghiên cứu về đề tài PPTT trong dạy học Vật lí cũng đã được một số nhà nghiên cứu triển khai. Trong phần nghiên cứu sẽ trình bày sau đây, tôi không tiếp tục đi sâu bàn bạc thêm lý luận về khái niệm PPTT, cái mà đã được trình bày rất rõ ràng trong các nghiên cứu trước đây, mà sẽ đi sâu và cụ thể hóa sử dụng PPTT trong việc vận dụng phương pháp giải bài toán chuyển động của vật bị ném ở Vật lý 10 vào giảng dạy bài toán chuyển động của điện tích trong điện trường đều Vật lý 11. - Hình thành cho học sinh PPTT trong nghiên cứu, học tập bộ môn Vật lý. - Giúp học sinh tiết kiệm được thời gian trong việc tiếp cận kiến thức Vật lí mới. - Đề tài ra đời với đầy đủ cơ sở lí luận, tiến trình mang tính khoa học, logic chặt chẽ, các kiến thức đưa ra đảm bảo tính chính xác, minh bạch và hợp lí. 3. Đối tượng nghiên cứu Dạy học theo sử dụng PPTT trong việc vận dụng phương pháp giải các bài toán về chuyển động của vật bị ném vào giải bài toán chuyển động của điện tích trong điện trường đều – Chương trình Vật lý 11. Áp dụng vào dạy học đối với học sinh lớp 11 (Lớp 11C1, 11C8 trường THPT Nguyễn Sỹ Sách) 4. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp thu thập, xử lí tài liệu, thông tin. - Phương pháp khảo sát thực tế trước và sau khi tác động. - Phương pháp thống kê, xử lí số liệu,… 6
  7. PHẦN II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn về “Sử dụng phương pháp tương tự trong việc vận dụng phương pháp giải bài toán chuyển động của vật bị ném vào giải bài toán chuyển động của điện tích trong điện trường đều” 1.1. Cơ sở lý luận 1.1.1. Phương pháp tương tự trong dạy học Vật lý. Cá c sự vâ ̣t hiê ̣n tương củ a thế giớ i khá ch quan tuy đa da ̣ng và phong phú ̣ nhưng giữa chú ng có mố i liên hê ̣ khá ch quan, có dấ u hiê ̣u giố ng nhau. Vì vâ ̣y trong nghiên cứ u và da ̣y ho ̣c Vâ ̣t lí có thể vâ ̣n du ̣ng để so sá nh, sắ p xế p chú ng và o mô ̣t hê ̣ thố ng. Trong lich sử phá t triể n củ a Vâ ̣t lí ho ̣c. Sự tương tự là mô ̣t dẫn đường nghiên ̣ cứ u, cho phé p xây dựng cá c mô hinh, cá c lí thuyế t mớ i, đề xuấ t nhữ ng tư tưởng mớ i. ̀ Quang hình ho ̣c đươ ̣c xây dựng trên cơ sở sự tương tự giữ a tia sá ng và chù m ha ̣t, Quang ho ̣c só ng đươ ̣c xây dựng trên cơ sở sự tương tự giữ a só ng ánh sá nh và só ng cơ ho ̣c. Maxwell cũ ng đã sử du ̣ng sự tương tự vớ i chuyể n đô ̣ng củ a chấ t lỏ ng trong nghiên cứ u về điê ̣n trường và từ trường. Cá c mô hình nguyên tử củ a Rutherford và củ a Bo đề u đươ ̣c xây dựng dựa trên sự tương tự giữ a hê ̣ mă ̣t trờ i và hê ̣ nguyên tử ... Sử du ̣ng suy luâ ̣n tương tự giú p cho ho ̣c sinh là m quen vớ i mô ̣t phương pháp đươ ̣c sử du ̣ng trong nghiên cứ u Vâ ̣t li. Viê ̣c sử du ̣ng phương pháp tương tự gó p phầ n nâng ́ 7
  8. cao hiê ̣u quả giờ ho ̣c, thể hiê ̣n tính hê ̣ thố ng củ a cá c kiế n thứ c. Viê ̣c sử du ̣ng suy luâ ̣n tương tự cò n là m cho ho ̣c sinh dễ hinh dung cá c hiê ̣n tương, quá trinh Vâ ̣t lí ̀ ̣ ̀ không thể quan sá t trực tiế p đươ ̣c. 1.1.2. Cá c khả năng sử dụng phương pháp tương tự trong da ̣y ho ̣c Vâ ̣t lí Có thể sử du ̣ng sự tương tự ở cá c giai đoa ̣n khá c nhau củ a quá trình da ̣y ho ̣c, nhưng có giá tri hơn cả là viê ̣c sử du ̣ng phương pháp tương tự để xây dựng kiế n thứ c ̣ mớ i. Sử du ̣ng sự tương tự để minh ho ̣a là m cho ho ̣c sinh dễ hình dung cá c hiê ̣n tương, quá trình vâ ̣t lí không thể quan sá t trực tiế p đươ ̣c. Sử du ̣ng sự tương tự để hê ̣ ̣ thố ng hó a cá c kiế n thứ c mà ho ̣c sinh đã linh hô ̣i ở nhiề u phầ n khá c nhau củ a vâ ̣t li. ̃ ́ 1.2. Cơ sở thực tiễn 1.2.1. Nhiệm vụ, yêu cầu dạy học chương trình Vật lý THPT. Một trong những mục tiêu của chương trình môn Vật lý là giúp HS nhận biết được năng lực, sở trường của bản thân, định hướng được nghề nghiệp và có kế hoạch học tập, rèn luyện đáp ứng yêu cầu của định hướng nghề nghiệp. Mục tiêu này được thực hiện xuyên suốt trong toàn bộ chương trình môn Vật lý từ nội dung, kế hoạch dạy học đến kiểm tra, đánh giá dưới các góc độ khác nhau. Ở THPT, bài mở đầu lớp 10 giúp HS tìm hiểu được một số lĩnh vực ngành nghề liên quan đến kiến thức, kỹ năng Vật lý; trong mỗi chủ đề, HS đều tìm hiểu được một số ngành nghề liên quan đến nội dung mà chủ đề đề cập. Xuyên suốt chương trình môn Vật lý, cấu trúc của thành phần năng lực vận dụng kiến thức, kỹ năng trong thực tiễn được mô tả rõ ràng; tạo điều kiện thuận tiện cho GV giúp HS hình thành, định hướng được ngành nghề sẽ lựa chọn. Trong chương trình giáo dục vật lý phổ thông, phát triển năng lực tìm hiểu thế giới tự nhiên được nhấn mạnh, xuyên suốt từ tiểu học đến THPT và được hiện thực hoá thông qua các mạch thực hành, trải nghiệm với các mức độ khác nhau. Năng lực này cũng được hình thành, phát triển thông qua vận dụng kiến thức, kỹ năng Vật lý để giải quyết các vấn đề thực tiễn. 1.2.2. Thực tra ̣ng viêc sử du ̣ng phương pháp tương tự trong da ̣y ho ̣c Vâ ̣t lí ̣ Sau khi điề u tra đươ ̣c tiế n hà nh ở trường chú ng tôi. Nô ̣i dung điề u tra đươ ̣c tâ ̣p trung và o phương pháp dạy học, đă ̣c biê ̣t quan tâm đế n viê ̣c sử du ̣ng phương pháp tương tự trong da ̣y ho ̣c Vâ ̣t lí nó i chung và viê ̣c sử du ̣ng suy luâ ̣n tương tự Điện - Cơ trong viê ̣c giả i bà i tâ ̣p Vâ ̣t lí chuyển động của điện tích trong điện trường đều nó i riêng. Kế t quả , viê ̣c vâ ̣n du ̣ng suy luâ ̣n tương tự vẫn cò n ha ̣n chế , chưa thường xuyên. Nguyên nhân ho ̣c sinh cò n ít hoặc chưa thường xuyên vâ ̣n du ̣ng, cu ̣ thể là : - Còn nhiều ho ̣c sinh chưa tich cực phân tích hiê ̣n tương vâ ̣t li, bản chất vật lý của ́ ̣ ́ bài toán 8
  9. - Ho ̣c sinh chưa xác lâ ̣p đươ ̣c mố i quan hê ̣ giữ a cá c bà i tâ ̣p. - Kỹ năng vận dụng kiế n thứ c toá n ho ̣c, kỹ năng lâ ̣p luâ ̣n giả i bà i tâ ̣p củ a ho ̣c sinh cò n nhiề u ha ̣n chế . Sau đây, tôi sẽ sử dụng phương pháp tương tự trong việc vận dụng phương pháp giải bài toán chuyển động của vật bị ném vào giải bài toán chuyển động của điện tích trong điện trường đều. Chương 2. Hướng dẫn học sinh sử dụng phương pháp tương tự trong việc vận dụng phương pháp giải bài toán chuyển động của vật bị ném vào giải bài toán chuyển động của điện tích trong điện trường đều 2.1. Vận dụng phương pháp tương tự giữa chuyển động ném vật lên thẳng đứng và chuyển động của điện tích chuyển động dọc theo đường sức điện trường 2.1.1. Chuyển động ném vật lên thẳng đứng. * Phương pháp giải : 1/ Quy luật chuyển động: Chuyển động có 2 giai đoạn : a/ Đi lên: Chuyển động thẳng chậm dần đều có vận tốc ban đầu bằng vận tốc ném v0, gia tốc a = - g. b/ Đi xuống: Chuyển động rơi tự do ( Bỏ qua sức cản của không khí). 2 v0 2/ Độ cao cực đại vật lên được: H 2g * Bài tập ví dụ Một người thợ xây ném một viên gạch theo phương thẳng đứng cho một người khác ở trên tầng cao 4m. Người này chỉ việc giơ tay ngang ra là bắt được viên gạch. Lấy g = 10m/s2. Để cho vận tốc viên gạch lúc người kia bắt được bằng không thì vận tốc ném là bao nhiêu? *Hướng dẫn giải: 9
  10. Để cho viên gạch lúc người kia bắt được bằng không thì vận tốc ném là: 2 v0 H  v0  2 gH  2.10.4  4 5  m / s  2g 2.1.2. Chuyển động của điện tích dọc theo đường sức điện trường - Xét hạt điện tích q chuyển động dọc theo đường sức điện trường từ M đến N với vận tốc ban đầu v0 * Phương pháp giải: + Nếu hạt điện tích được thả không vận tốc ban đầu hoặc vận tốc ban đầu v0 cùng hướng với F  qE  Hạt chuyển động nhanh dần đều + Nếu hạt điện tích được thả với vận tốc ban đầu v0 ngược hướng với F  qE  + Hạt chuyển động chậm dần đều. Các phương trình cơ bản đến chuyển động thẳng biến đổi đều: v  v0  at  1 2  v2  v1  2as 2 2   s  v0t  2 at  * Bài tập ví dụ: Một êlectron bắt đầu bay vào điện trường đều E = 2.10 3V/m với vận tốc ban đầu v0= 5.106m/s theo hướng đường sức của E . Biết điện tích và khối lượng của êlectron lần lượt là : e = -1,6.10-19C, m = 9.1.10-31kg. a) Tính quãng đường s và thời gian t mà êlectron đi được cho đến khi dừng lại, cho rằng điện trường đủ rộng ? Mô tả chuyển động tiếp theo của êlectron sau khi nó dừng lại. b) Nếu điện trường chỉ tồn tại trong khoảng l = 1cm dọc theo đường đi của êlectron thì êlectron sẽ chuyển động với vận tốc bao nhiêu sau khi ra khỏi điện trường ? * Hướng dẫn giải : Chọn trục tọa độ Ox, có gốc là vị trí mà êlectron bắt đầu bay vào điện trường, chiều dương trùng với chiều chuyển động. + Theo ĐL II Newton : F  ma (1) + Chiếu (1) lên Ox, ta có -F=ma 19  qE  1, 6.10 .2.10 3   q E  ma  a   31  0,35.1015 (m / s) m 9,1.10 10
  11. v0 5.106 + Thời gian chuyển động là: t   15  14,3.109 ( s) a 0,35.10 v 2  v0 2 0  (5.106 )2 + Quãng đường êlectron đi được : S    35,7.103 (m) 2a 2.(0,35.1015 ) + Sau khi dừng lại êlectron vẫn chịu tác dụng của lực điện trường ngược chiều dương nên êlectron sẽ chuyển động nhanh dần đều về vị trí lúc đầu xuát phát . Sau đó chuyển động thẳng đều với vận tốc đầu. b) Ta có : v2  v0  2al  v  2a.l  v0  2.(0,35.1015.102  (5.106 )2  4, 24.106 (m / s) 2 2 2.2. Vận dụng phương pháp tương tự của chuyển động ném ngang của vật và chuyển động của điện tích chuyển động với vận tốc ban đầu v0 vuông góc với véctơ cường độ điện trường E 2.2.1. Bài toán chuyển động của vật ném ngang * Phương pháp giải Bước 1: Chọn hệ trục tọa độ, gốc thời gian.  + Chọn hệ trục tọa độ xOy (gốc O tại vị trí ném, trục Ox hướng theo vận tốc đầu v0  trục Oy hướng theo véc tơ trọng lực P ); Chọn gốc thời gian là lúc ném. Bước 2: Viết các phương trình vận tốc, phương trình chuyển động, phương trình tọa độ theo các số liệu đã cho có liên quan đến các đại lượng cần tìm. Chuyển động theo trục Ox có: ax = 0; vx = v0; x = v0t. 1 2 Chuyển động theo trục Oy có: a y = g; vy = gt; y = gt . 2 + Quỹ đạo chuyển động ném ngang có dạng parabol. 2h + Thời gian từ lúc ném đến lúc chạm đất: t = . g + Tốc độ của vật lúc chạm đất: v = v0  2gh . 2 2h + Tầm ném xa: L = v0t = v0 . g 11
  12. Bước 3: Giải phương trình hoặc hệ phương trình để tìm các đại lượng cần tìm. * Bài tập ví dụ: Từ một đỉnh tháp cao 40 m so với mặt đất người ta ném một quả cầu theo phương ngang với tốc độ v0 = 10 m/s. Bỏ qua sức cản không khí, lấy g = 10 m/s2. a) Viết phương trình toạ độ của quả cầu và xác định toạ độ của quả cầu sau khi ném 2 s. b) Viết phương trình quỹ đạo của quả cầu và cho biết dạng quỹ đạo của quả cầu. c) Quả cầu chạm đất ở vị trí nào? Tốc độ quả cầu khi chạm đất là bao nhiêu? * Hướng dẫn giải: Chọn hệ trục tọa độ Oxy có trục Ox nằm ngang, hướng theo hướng ném, trục Oy thẳng đứng, hướng xuống; gốc O trùng với điểm ném. 1 2 a) Phương trình tọa độ: x = v0t; y = gt ; 2 x 1 g b) Phương trình quỹ đạo: t =  y = gt2 = 2 x2 = 0,05 x2. v0 2 2v0 Dạng quỹ đạo của quả cầu là một nhánh của parabol. 2y c) Khi chạm đất: y = 40 m; t = = 2 2 s; x = v0t = 20 2 m; tốc độ khi chạm g đất: v = v0  g 2t 2 = 30 m/s. 2 2.2.2. Bài toán điện tích chuyển động với vận tốc ban đầu v0 vuông góc với véctơ cường độ điện trường E Bài toán này tương tự như bài toán chuyển động ném ngang(Lực điện trường tác dụng vào điện tích tương tự như trọng lực của vật) * Phương pháp giaii: - Chọn hệ trục xOy như hình vẽ. Chuyển động của - electron trong điện trường được chia thành hai x O phần theo hai trục Ox và Oy: h + Theo trục Ox: Electron chuyển động thẳng đều: y + x = v0t (1) l + Theo trục Oy: Electron chuyển động nhanh dần đều dưới tác dụng của lực điện trường: 1 2 1 eU 2 y a yt  . t (2) 2 2 md 12
  13. F eU với a  m md - Khi ra khỏi bản thì quãng đường electron đi được theo trục Ox là x = l, theo trục Oy là y = h. Do đó: l + Từ (1) suy ra: t = . Thay giá trị của t vào (2) với chú ý y = h ta được: v0 2 1 eU  l  h . .  2 md  v 0    Ví dụ: Electron bay vào một tụ phẳng với v0 = 3,2.107(m/s) theo phương song song với các bản. Khi ra khỏi tụ, electron bị lệch theo phương vuông góc với các bản đoạn h = 6mm. Các bản dài l = 6cm cách nhau d = 3cm. Tính U giữa hai bản tụ. * Hướng dẫn giải: -Chọn hệ trục xOy như hình vẽ. Chuyển động của - electron trong điện trường được chia thành hai x O phần theo hai trục Ox và Oy: h +Theo trục Ox: Electron chuyển động thẳng đều: y + x = v0t (1) l +Theo trục Oy: Electron chuyển động nhanh dần đều dưới tác dụng của lực điện trường: 1 2 1 eU 2 y a yt  . t (2) 2 2 md F eU với a  m md -Khi ra khỏi bản thì quãng đường electron đi được theo trục Ox là x = l, theo trục Oy là y = h. Do đó: l +Từ (1) suy ra: t = . Thay giá trị của t vào (2) với chú ý y = h ta được: v0 2 1 eU  l  h . .  2 md  v 0    2hv 0 md 2.6.103.(3,2.107 )2 .9,1.1031.3.102 2 => U   582,4 V . el 2 1,6.1019.(6.10 2 )2 Vậy: Hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện là U = 582,4 V. 13
  14. 2.3. Vận dụng phương pháp tương tự giữa chuyển động của vật ném lên xiên góc  so với phương ngang và chuyển động của điện tích trong điện trường đều với v0 viên góc  với véctơ cường độ điện trường E . 2.3.1. Chuyển động của vật ném lên xiên góc  so với phương ngang. *Phương pháp: Chuyển động của một vật y bị ném xiên có thể xem là sự kết hợp của hai chuyển động: thẳng đứng lên trên chậm dần đều với gia tốc có độ lớn bằng g và đều theo phương nằm ngang. Hai 0 H chuyển động xảy ra độc lập với nhau và tổng hợp hai chuyển động này ta có chuyển động của vật L x ném lên xiên góc đối với ngang. 1- Chọn hệ trục toạ độ và gốc thời gian. Chọn hệ trục toạ độ Đề-các xOy, trục Ox hướng cùng chiều ném , trục Oy hướng lên trên ngược hướng véc tơ trọng lực Chọn gốc thời gian lúc bắt đầu ném. 2. Phương trình chuyển động Xét chuyển động của vật được ném lên với vận tốc ban đầu hợp với phương nằm ngang góc α ( trọng trường coi là đều và bỏ qua lực cản của không khí) Chuyển động của các hình chiếu Mx và My trên các trục Ox và Oy gọi là các chuyển động thành phần của vật M.  ax  0 + Trên trục Ox ta có : vx  v0 cos    x  v cos  .t  0 a y   g  v0 y  v0 sin   + Trên trục Oy ta có v y  v0 sin   gt   gt 2  y  v0 sin  .t   2 14
  15. Chuyển động của vật ném là tổng hợp hai chuyển động thành phần:  x  v0 cos  .t (1)   gt 2  y  v0 sin  .t  (2)  2 3-Phương trình quỹ đạo của vật x gx 2 Từ (1) rút ra t  thay vào (2)  y   2 2  tan  .x v0 cos  2v0 cos  Từ phương trình quỹ đạo: quỹ đạo chuyển động của vật ném xiên là một parabol 4- Thời gian vật bay trong không khí: t  0  Từ (2) cho y = 0   2v0 sin  Hai nghiệm ứng với thời điểm ném, và thời điểm t   g chạm đất. Thời gian vật chuyển động có thể tính bằng thời gian vật lên đến đỉnh rồi rơi xuống đất vt  v0 0  v0 sin  2v sin  * Thời gian vật lên đỉnh cao nhất: t1    t 0 a g g 5-Tầm bay cao và tầm bay xa: v0 sin 2  2 + Tầm bay cao : v  v  2 gH  H  2 yt 2 oy 2g gt12 v sin  . g v0 sin  . 2 Hoặc: H  ymax  v0 sin  .t1   v0 sin  . 0  ( )  2 g 2 g v0 sin 2  2 H 2g 2v0 sin  v0 sin 2 2 + Tầm bay xa: L  xmax  v0 x .t  v0 cos  .  g g Từ công thức này thấy với cùng vận tốc ném thì góc ném là 450 sẽ cho khoảng 2 v0 cách vật bay xa nhất là Lmax  g * Bài tập ví dụ: Một vật được ném lên với vận tốc ban đầu 60m/s lập với mặt đất góc 300. Hãy xác định: a) Thành phần vận tốc ban đầu của vật theo phương ngang và theo phương thẳng đứng. b) Phương trình chuyển động và phương trình quỹ đạo của vật 15
  16. c) Thời gian vật chuyển động từ khi ném đến khi chạm đất d) Độ cao lớn nhất và tầm xa vật đạt được. e) Vận tốc của vật ở độ cao cực đại và vận tốc chạm đất. * Hướng dẫn giải: a) Chọn hệ trục toạ độ Đề-các xOy, trục Ox hướng cùng chiều ném , trục Oy hướng lên trên ngược hướng véc tơ trọng lực Chọn gốc thời gian lúc bắt đầu ném. 3 + Trên trục Ox ta có : vx  v0 cos   60.  51,9(m / s ) 2 1 + Trên trục Oy ta có v y  v0 sin   60.  30(m / s) 2  x  51,9.t  52.t (1) b) Phương trình chuyển động :   y  30.t  5t (2) 2 x t + Phương trình quỹ đạo của vật Từ (1)  52 thay vào (2) x x2  y  30.  5. 2  0, 0018 x 2  0,577 x 52 52 c) Thời gian vật chuyển động đến khi chạm đất 2v0 sin  2.60.0,5 t   6(s) g 10 d) Độ cao lớn nhất 2 v0 y 302 H   45(m) 2g 2.10 +Tầm xa: Lmax  v0 x .t  52.6  312(m) e) Vận tốc tại đỉnh cao nhất : v y  0; vx  v0 cos   52(m / s) Vận tốc tổng hợp là 52(m / s) Vận tốc tại vị trí chạm đất: vx  52(m / s); vy  30(m / s)  v  522  302  60(m / s) 2.3.2. Điện tích chuyển động trong điện trường đều với v0 viên góc  với véctơ cường độ điện trường E 16
  17. Lúc này hạt chuyển động như vật ném xiên một góc  Phương trình vận tốc vx  v0 cos  vy  v0 sin  Phương trình chuyển động: x  (v0 cos  )t 1 y  (v0 sin  )t  at 2 2 Phương trình quỹ đạo: 1 ax 2 y  x.tan  2  v0 cos  2 * Bài tập ví dụ : Hai bản kim loại tích điện trái dấu, đặt sông sông và cách nhau d= 10cm. Hiệu điện thế giữa 2 bản là U = 10V. Một êlectron được bắn từ phía bản dương về phía bản âm với vận tốc đầu v0 = 2.106m/s hợp với bản một góc 300. a) Lập phương trình quỹ đạo chuyển động của êlectron giữa hai bản. b) Tính khoảng cách gần nhất giữa êlectron và bản âm. Hướng dẫn giải: a) Chọn hệ trục tọa độ Oxy như hình vẽ. Gia tốc của êlectron khi chuyển động trong điện trường giữa 2 bản: F qE qU a   m m md vx  v0 cos  + Ta có: vy  v0 sin  + Phương trình chuyển động trên các trục Ox và Oy: x  (v0 cos  )t   1 2  y  (v0 sin  )t  at 2  x  (v0 cos  )t   1 2  y  (v0 sin  )t  2 at  17
  18. 2 x x 1 qU  x  + Ta có: t   y  (v0 sin  )  . .  v0 cos  v0 cos  2 md  v0 cos  qU  y  x tan   x2 2mdv0 cos  2 2 qU 1 800 2 + Vậy phương trình quỹ đạo: y  x tan   x2  x x 2mdv0 cos  2 2 3 273 b) Khi êlectron cách xa bản dương nhất thì: v0 sin  v0 .m.d .sin  vy  0  v0 sin   at  0  t    5,7.108 (s) a  qU + Khoảng cách xa nhất giữa êlectron và bản dương là: 1 hmax  ymax  (v0 sin  )t  at 2  0, 028(m)  2,8(cm) 2 + Khoảng cách gần nhất giữa êlectron và bản âm là Hmin= d – ymax= 7,2(cm) 18
  19. Chương 3: Thực nghiệm sư phạm 3.1. Mục đích thực nghiệm. Thực nghiê ̣m sư pha ̣m nhằ m mu ̣c đich kiể m tra tính đúng đắ n củ a đề tà i đã ́ nêu, tứ c là : Sử dụng phương pháp tương tự trong việc vận dụng phương pháp giải bài toán chuyển động của vật bị ném vào giải bài toán chuyển động của điện tích trong điện trường đều, góp phần nâng cao hiệu quả dạy học Vật lý ở trường THPT Nguyễn Sỹ Sách. Giú p ho ̣c sinh nắ m vữ ng kiế n thứ c, nâng cao ki ̃ năng giải bà i tâ ̣p, ta ̣o hứ ng thú , phá t triể n óc sá ng ta ̣o, tinh tich cực, tự lực củ a ho ̣c sinh trong quá trình ́ ́ giả i bà i tâ ̣p. 3.2. Đối tượng thực nghiệm. Chú ng tôi tổ chứ c tiế n hà nh thực nghiệm sư phạm ở 4 lớ p: 11C1, 11C3, 11C6, và 11C8 ở trường 3.3. Nội dung thực nghiệm. Thực nghiê ̣m đươ ̣c tiế n hà nh ta ̣i cá c lớ p 11C1 (có 45 ho ̣c sinh) và lớ p 11C8 ̉ (có 41 ho ̣c sinh). Ơ lớ p đố i chứ ng, ta ̣i cá c lớ p 11C3 (41 ho ̣c sinh) và lớ p 11C6 (44 ho ̣c sinh), giả ng da ̣y như thông thường. Trình đô ̣ củ a 2 nhó m về ho ̣c môn vâ ̣t lí là tương đương nhau. Để có căn cứ đánh giá và vớ i sự hỗ trợ của các giáo viên nhóm vâ ̣t lí của trường, chú ng tôi đã tiế n hà nh soa ̣n thả o và tổ chứ c cho ho ̣c sinh là m bà i kiể m tra vớ i thờ i gian 45 phú t sau khi kế t thú c bà i ho ̣c. Bà i kiể m tra mô ̣t lầ n nữ a có tá c du ̣ng kiể m đinh la ̣i nhữ ng khó khăn, sai lầ m củ a ho ̣c sinh mà đề tà i tìm hiể u trước đó, ̣ đồ ng thờ i đó là căn cứ để đánh giá năng lực tư duy vâ ̣t li, tinh sá ng ta ̣o củ a ho ̣c sinh. ́ ́ 3.4. Kết quả thực nghiệm. Bả ng 3.1. Kế t quả khả o sá t trước khi thực hiê ̣n đề tà i Nhó m Số Giỏ i Khá TB Yế u – Ké m HS SL % SL % SL % SL % Đố i chứ ng 85 8 9.41 60 70.59 10 11.76 7 8.24 Thực 86 9 10.47 61 70.93 9 10.47 7 8.14 nghiê ̣m 19
  20. Bả ng 3.2. Kế t quả khả o sá t sau khi thực hiê ̣n đề tà i Nhó m Số HS Giỏ i Khá TB Yế u - Ké m SL % SL % SL % SL % Đố i chứ ng 85 9 10.59 61 71.76 10 11.76 5 5.88 Thực 86 19 22.09 65 75.58 2 2.33 0 0.00 nghiê ̣m Nhận xét: Qua bảng số liê ̣u trên, số lượng ho ̣c sinh khá, giỏ i đã tăng lên nhiề u sau khi ho ̣c tâ ̣p bằ ng phương pháp trên, điề u đó cho thấ y nhữ ng ho ̣c sinh chiu khó ̣ tư duy, suy nghi ̃ sẽ ho ̣c tâ ̣p theo phương pháp trên tố t hơn. 3.5. Hiêu quả củ a phương pháp ̣ + Đố i vớ i giá o viên: - Giá o viên nắ m vữ ng chương trình môn ho ̣c, giú p nghiên cứ u ki ̃ cá c tà i liê ̣u sá ch giá o khoa, sá ch tham khả o. Giả ng da ̣y theo phương pháp tương tự giú p giá o viên khắ c sâu bà i ho ̣c và có thể tự bồ i dưỡng nâng cao nghiê ̣p vu ̣ chuyên môn. - Giú p giá o viên hưỡng dẫn ho ̣c sinh nghiên cứ u kỹ cá c kiế n thứ c cầ n nhớ để ôn tâ ̣p, nhớ la ̣i kiế n thứ c cơ bản, kiế n thứ c mở rô ̣ng, lầ n lươ ̣t nghiên cứ u kỹ cá c phương pháp giả i bà i tâ ̣p sau đó giả i bà i tâ ̣p theo hê ̣ thố ng từ dễ đế n khó , so sá nh cá c da ̣ng bà i tâ ̣p để khắ c sâu nô ̣i dung kiế n thứ c và cá ch giả i. Trên cơ sở đó ho ̣c sinh tự hinh thà nh cho mình kỹ năng giải. ̀ + Đố i vớ i ho ̣c sinh: - Hình thành cho học sinh PPTT trong nghiên cứu, học tập bộ môn Vật lý. - Giúp học sinh tiết kiệm được thời gian trong việc tiếp cận kiến thức Vật lí mới. - Giá o du ̣c ho ̣c sinh ý thứ c ho ̣c tâ ̣p, tinh cầ n cù chiu khó , giú p cá c em ho ̣c sinh ́ ̣ giỏ i mở rô ̣ng tầ m suy nghi ̃ tim tò i ho ̣c hỏ i kiế n thứ c mớ i. ̀ - Khắ c sâu cho ho ̣c sinh nắ m chắ c cá c kiế n thứ c bổ trơ ̣ khá c. Như vâ ̣y viê ̣c giả i bà i tâ ̣p vâ ̣t lí củ a ho ̣c sinh mớ i thuâ ̣n lơị và hiê ̣u quả . - Khi ho ̣c bà i cá c em phả i biế t liên hê ̣ cá c bà i ho ̣c vớ i nhau. Có kỹ năng thành tha ̣o khi giả i bà i tâ ̣p. Biế t phân biê ̣t cá c loa ̣i bà i tâ ̣p, có phương pháp giả i cá c bà i tâ ̣p tương tự không râ ̣p khuôn má y mó c. - Ho ̣c sinh biế t nhin nhâ ̣n mố i tương quan giữa cá c đa ̣i lương trong bà i, tim ̀ ̣ ̀ cá ch thá o gỡ nhữ ng bế tắ c củ a bà i qua cá c đa ̣i lương đã cho. ̣ 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

EXAM.04: Bộ 290+ Đề Thi Vào Lớp 10 Năm 2020
290 tài liệu
511 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2