Sáng kiến kinh nghiệm ''Khai thác một bài tập trong chương trình Vật Lý 8'' - Hoàng Danh Bình

 Skkn – Khai thác một bài tập trong chương trình Vật Lý 8 
 I - Đặt vấn đề
 Trong bài 3, chương cơ học của sách giáo khoa Vật Lý 8 có đưa ra công thức tính vận tốc trung bình của chuyển động không đều . Công thức tính vận tốc trung bình của chuyển động không đều về hình thức cũng giống công thức tính vận tốc của chuyển động đều, nhưng nội dung của hai công thức đó khác nhau . Nói chung vận tốc trung bình trên cả quãng đường không phải là trung bình cộng của các vận tốc trên các đoạn đường ngắn . Trong sách giáo khoa,sách bài tập và các sách tham khảo ta gặp rất nhiều bài tập yêu cầu tính vận tốc trung bình của chuyển động hoặc các đại lượng trong công thức tính vận tốc trung bình . Mặt khác những chuyển động trong thực tế thường là chuyển động không đều và khi nói đến vận tốc của nó thì nói chung nên hiểu rằng đó là vận tốc trung bình . Nhưng trong quá trình giảng dạy, bồi dưỡng học sinh giỏi , tôi thấy học sinh gặp nhiều khó khăn trong dạng toán này và thường nhầm vận tốc trung bình với trung bình cộng vận tốc . Vì vậy, tôi viết đề tài : “Khai thác một bài tập trong chương trình Vật Lý 8” ( Bài tập 3.7* trang 7 sách bài tập Vật lý 8) với mục đích khai thác, mở rộng để học sinh bớt gặp khó khăn khi giải bài tập dạng này và hy vọng đây cũng là một tài liệu tham khảo cho đồng nghiệp trong quá trình giảng dạy.
 Skkn – Khai thác một bài tập trong chương trình Vật Lý 8 
 II - GIảI QUYếT VấN Đề
Một số kiến thức được sử dụng trong đề tài: 
 • Sự thay đổi vị trí của một vật theo thời gian so với vật khác gọi là chuyển động cơ học(gọi tắt là chuyển động).
 •Độ lớn của vận tốc cho biết mức độ nhanh hay chậm của chuyển động và được xác định bằng độ dài quãng đường đi được trong một đơn vị thời gian .
 • Công thức tính vận tốc: v = 
 Trong đó : s là độ dài quãng đường đo được ,
 t là thời gian đi hết quãng đường đó. 
 • Chuyển động đều là chuyển động mà vận tốc có độ lớn không thay đổi theo thời gian.
 • Chuyển động không đều là chuyển động mà vận tốc có độ lớn thay đổi theo thời gian.
 Ÿ Vận tốc trung bình của một chuyển động không đều trên một quãng đường được tính bằng công thức : Vtb = 
Trong đó : s là độ dài quãng đường đi được ,
 t là thời gian đi hết quãng đường đó. 
 Skkn – Khai thác một bài tập trong chương trình Vật Lý 8 
 2. Bài toán và khai thác,mở rộng bài toán . 
 2.1 Bài toán:
 Một người đi xe đạp đi nữa quãng đường đầu với vận tốc V1= 12km/h , nửa còn lại đi với vận tốc V2 nào đó . Biết rằng vận tốc trung bình trên cả quãng đường đó là 8km/h . Hãy tính vận tốc V2 .
 Giải:
 Gọi s là chiều dài nửa quãng đường (s (km) , s > 0 )
Thời gian đi hết nửa quãng đường với vận tốc V1 là :t1 = (1) 
Thời gian đi hết nửa quãng đường với vận tốc V2 là : t2= (2)
Vận tốc trung bình trên cả quãng đường là:
 Vtb = = => t1 + t2 = (3)
Từ (1) , (2) và (3) ta có : + = => + = => = - => v2 = 
 Thay số vào ta được : v2 = = 6 (km/h).
 2.2 Khai thác và mở rộng bài toán:
 * Từ bài toán trên nếu cho v1 và v2 và yêu cầu tính vận tốc trung bình ta có bài tập sau:
 Skkn – Khai thác một bài tập trong chương trình Vật Lý 8 
 Bài 1: Một người đi xe máy, đi một nửa quãng đường đầu với vận tốc không đổi v1 và nữa quãng đường còn lại với vận tốc không đổi v2 . Hãy xác định vận tốc trung bình của người đi xe máy trên cả quãng đường.
 Giải
Gọi s là chiều dài nửa quãng đường ,
Thời gian đi hết nửa quãng đường với vận tốc V1 là : t1 =,
Thời gian đi hết nửa quãng đường với vận tốc V2 là : t2= ,
Vận tốc trung bình trên cả quãng đường là:
Vtb = = = vtb = 
 *Từ bài 1, thay các từ “quãng đường” bằng các từ “khoảng thời gian” ta được bài tập sau :
 Bài 2: Một người đi xe máy , trong nửa khoảng thời gian đầu đi với vận tốc không đổi v1 và trong nữa khoảng thời gian còn lại đi với vận tốc không đổi v2 . Hãy xác định vận tốc trung bình của người đi xe máy trên cả quãng đường.
 Giải
 Gọi chiều dài quãng đường là s , thời gian đi hết toàn bộ quãng đường là t, ta có:
s = s1 + s2 = v1.+ v2.= ( v1+v2) 
 Skkn – Khai thác một bài tập trong chương trình Vật Lý 8 
 mà Vtb = ( v1+v2) : t => Vtb =
 * Bài 1 và bài 2 ta có thể kết hợp lại thành một bài và thêm vào một câu nâng cao ta có bài toán sau:
 Bài 3: a . (bài 1)
 b . (bài 2)
 c . So sánh các vận tốc trung bình tính được ở 2 câu a và b.
 Giải
 Để so sánh Vtb1 và Vtb2 ta xét:
 Vtb1 - Vtb2 = - = ≥ 0 
 Vậy: Vtb1 > Vtb2 . Dấu bằng xẩy ra khi v1 = v2.
 * Từ bài 2 nếu ta mở rộng bằng cách chia đoạn đường đi thành 3,4,5,đoạn bằng nhau ta có bài toán sau:
 Bài 4: Một người đi xe máy trên đoạn đường AB . Một phần ba đoạn đường đầu đi với vận tốc v1 , một phần ba đoạn đường tiếp theo đi với vận tốc v2 và một phần ba đọan đường còn lại đi với vận tốc v3 . Tính vận tốc trung bình của người đó trên cả quãng đường AB. 
 Giải
 Gọi quãng đường AB là s :
Thời gian đi với vận tốc v1 là : t1 = = 
Thời gian đi với vận tốc v2 là : t2 = = 
 Skkn – Khai thác một bài tập trong chương trình Vật Lý 8 
Thời gian đi với vận tốc v3 là : t3 = = 
 Vậy, vận tốc trung bình trên cả quãng đường là:
 Vtb = = = = 
Vtb = 
* Từ bài 4 , nếu thay các từ “quãng đường” bằng các từ “khoảng thời gian”, ta có bài tập mới , hoặc kết hợp các từ “quãng đường” và “khoảng thời gian”, ta có bài tập sau:
 Bài 5: Một người đi xe máy trên đoạn đường AB . Nửa đầu đoạn đường đi với vận tốc v1 . Trong nửa thời gian còn lại đi với vận tốc v2 , cuối cùng người ấy đi với vận tốc v3 . Tính vận tốc trung bình trên cả đoạn đường AB.
 Giải
 Gọi s là chiều dài quãng đường AB.
t1 là thời gian đi nửa đoạn đường đầu, 
t1 là thời gian đi nửa đoạn đường còn lại.
Ta có: t1 = = 
Thời gian đi với vận tốc v2 là : 
Đoạn đường đi được ứng với thời gian này là : s2 = v2.
Thời gian đi với vạn tốc v3 là : 
 Skkn – Khai thác một bài tập trong chương trình Vật Lý 8 
Đoạn đường đi được ứng với thời gian này là : s3 = v3.
Ta có: s = s1 + s2 + s3 mà s1 = => s = + s2 + s3
=> = s2 + s3 => => s = t2 (v2 +v3 ) => t2 = 
Thời gian đi hết quãng đường AB là : t = t1 + t2 = 
Vậy , Vtb = = = 
 Vtb = 
 Bài 6: Một canô chạy từ bến A đến bến B rồi lại trở về bến A trên một dòng sông . Hỏi nước sông chảy nhanh hay chảy chậm thì vận tốc trung bình của canô trong suốt thời gian cả đi lẩn về sẽ lớn hơn . (Coi vận tốc canô so với nước có độ lớn không đổi ).
 Giải
 Gọi : v là vận tốc của canô so với nước đứng yên,
 vn là vận tốc của nước so với bờ sông ,
 s là chiều dài quãng đường AB.
Thời gian để canô đi từ A đến B (giả sử xuôi dòng)
 t1 =
Thời gian để canô đi từ B đến A (giả sử ngược dòng) : t2 =
 Skkn – Khai thác một bài tập trong chương trình Vật Lý 8 
Thời gian để canô đi từ A đến B rồi trở lại A :
 t = t1 + t2 = + = 
Vận tốc trung bình của canô trên cả đoạn đường từ A đến B rồi trở lại A:
 Vtb = = = .
 Do đó , khi vn càng lớn (nước sông chảy càng nhanh) thì vtb càng nhỏ.
 2.3 Một số nhận xét và bài tập vận dụng.
 2.3.1 . Nhận xét :
 Đối với chuyển động đều nếu ta chia quãng đường đi s thành những đoạn đường nhỏ hơn s1 , s2 , s3 ... thì trong mọi đoạn đường đó vận tốc của vật là như nhau . Trái lại , nếu ta cũng làm như thế đối với một vật chuyển động không đều thì vận tốc của vật ở các đoạn đường s1 , s2 , s3 ... là khác nhau . Những chuyển động trong thực tế thường là chuyển động không đều . Khi ta nói một ôtô có vận tốc 60km/h , thì nói chung nên hiểu rằng đó là vận tốc trung bình , vì khi vượt hoặc tránh xe khác , khi đi qua những khu dân cư, nó luôn phải thay đổi vận tốc . Nói chung vận tốc trung bình trên cả quãng đường không phải là trung bình cộng của các vận tốc trên các đoạn đường ngắn .Vì vậy khi tính vận tốc trung bình chỉ được vận dụng công thức v = hoặc công thức 
 Skkn – Khai thác một bài tập trong chương trình Vật Lý 8 
v = , không được vận dụng các công thức khác. 
 2.3.2. Bài tập vận dụng :
 Trong các bài tập trên khi cho t , s , v các giá trị cụ thể ta sẽ có môt hệ thống các bài tập để học sinh thực hành . Sau đây là một số bài: 
 Bài 1: Vận tốc và thời gian chuyển động trên các đoạn đường AB, BC , CD lần lượt là v1 , v2 , v3 và t1 , t2 , t3 . Vận tốc trung bình trên đoạn đường AD là :
 A. v = . B. v = .
 C. v = D. Các công thức trên đều đúng .
 Bài 2 : ở hình dưới đây , biết khoảng thời gian giữa hai vị trí liên tiếp A và B, B và C ... là 10 phút.
 A B	 C	 D	 E Đích
 0 10 20 30 40 50 60 70 (Km)
 a) Tính vận tốc trung bình của xe trên từng đoạn .
 b) Tính vận tôc trung bình của xe trên cả đoạn đường từ A đến đích.
 Skkn – Khai thác một bài tập trong chương trình Vật Lý 8 
 Bài 3: Một xe tải đi từ Đà Nẵng lúc 7 giờ , tới Quãng Ngãi lúc 10 giờ . Xe dừng lại 20 phút rồi đi tiếp đến Quy Nhơn lúc 14 giờ 50 phút . Tính vận tốc trung bình của xe tải trên các quãng đường Đà Nẵng - Quãng Ngãi , Quãng Ngãi - Quy Nhơn , Đà Nẵng - Quy Nhơn .
Cho biết quãng đường từ Hà Nội đến Đà Nẵng là 763 km , đến Quãng Ngãi là 889 km , đến Quy Nhơn là 1065km .
 Bài 4 : Một người đi xe đạp trên một quãng đường với vận tốc trung bình 12km/h . Trên đoạn đường thứ nhất bằng 1/3 quãng đường đó , vận tốc của xe đạp là 16km/h . Tính vận tốc của xe đạp trên đoạn đường còn lại .
 Bài 5: Trái Đất chuyển động quanh Măt Trời trên một qũy đạo coi như tròn . Khoảng cách trung bình giữa Trái Đất và Mặt Trời là 149,6 triệu kilômét . Thời gian để Trái Đất quay một vòng quanh Mặt Trời là 365,24 ngày. Tính vận tốc trung bình của Trái Đất .
 Bài 6 : Mọi ngày Hoa đi học lúc 6 giờ 45 phút, nếu Hoa cứ đi với vận tốc trung bình 12km/h thì 7 giờ 15 phút Hoa sẽ đến nơi. Hôm nay do xe bị thủng săm , phải vá nên Hoa xuất phát chậm hơn mọi ngày 10 phút . Vì sợ muộn nên Hoa phải tăng tốc độ, cuối cùng Hoa vẫn đến trường đúng giờ như mọi ngày , tính vận tốc trung bình mà Hoa đã đạt được .
 Bài 7: Một ô tô chuyển động từ A đến B với vận tốc 40km/h rồi chuyển động ngược lại từ B về A với vận tốc 50km/h .Tính vận tốc trung bình cả đi lẫn về của ôtô đó.
 Bài 8: Một người đưa thư phải đưa một công văn từ bưu điện huyện đến xã A .Bác ấy đi từ bưu điện lúc 7giờ30 phút, vì lúc đi đoạn đường 
 Skkn – Khai thác một bài tập trong chương trình Vật Lý 8 
phải lên nhiều dốc cao nên vận tốc trung bình chỉ đạt được là 12km/h . Đến nơi , đưa xong thư bác ta quay về luôn .Vận tốc trên đường về là 6m/s, bác đưa thư về đến nơi lúc 8giờ 54 phút. Tính độ dài quãng đường từ bưu điện đến xã A.
 Bài 9: Một người đi xe đạp trên đoạn đường MN . Nửa đoạn đường đầu người ấy đi với vận tốc v1 = 20km/h. Trong nửa thời gian còn lại đi với vận tốc v2 =10km/h , cuối cùng người ấy đi với vận tốc v3 = 5km/h. Tính vận tốc trung bình trên cả đoạn đường MN.
 Bài 10: Hai người đi xe máy khởi hành cùng một lúc từ A đi về B . Người thứ nhất đi nửa quãng đường đầu với vận tốc 40km/h và nửa quãng đường sau với vận tốc 60km/h . Người thứ hai đi với vận tốc 40km/h trong nửa thời gian đầu và với vận tốc 60km/h trong nửa thời gian còn lại. Hỏi ai tới đích B trước?
 Skkn – Khai thác một bài tập trong chương trình Vật Lý 8 
 III – KếT THúC VấN Đề
 Trong quá trình viết sáng kiến kinh nghiệm , tôi đã cố gắng tìm tòi, nghiên cứu tài liệu để đưa ra một hệ thống các bài tập khai thác và mở rộng bài tập 3.7* ( Trang 7 – Bài 3 – Chương I , sách bài tập Vật Lý 8) và sắp xếp chúng một cách có hệ thống . Thực tế , qua áp dụng trong quá trình giảng dạy, tôi thấy học sinh đã dễ dàng hơn trong việc giải các bài tập tính vận tốc trung bình hoặc các đại lượng khác trong công thức tính vận tốc trung bình, không bị nhầm lẫn giữa vận tốc trung bình và trung bình cộng vận tốc , học sinh có hứng thú hơn khi giải các bài tập dạng này . Tôi hy vọng đề tài này sẽ là một tài liệu tham khảo bổ ích cho các đồng nghiệp và học sinh trong giảng dạy và học tập . 
 Mặc dầu đây là đề tài mà tôi đã ấp ủ từ lâu và đã có nhiều cố gắng tìm tòi , nghiên cứu tài liệu để viết , nhưng có lẽ vẫn không tránh khỏi sai sót hoặc có những bài tập hay hơn mà tôi chưa đưa vào đề tài được .
 Vậy sau khi đọc, tôi rất mong được sự góp ý , bổ sung của bạn đọc để đề tài của tôi được hoàn thiện hơn. 
 Tôi xin chân thành cảm ơn !
 Skkn – Khai thác một bài tập trong chương trình Vật Lý 8 
 * Tài liệu tham khảo:
1. Sách giáo khoa Vật Lý 8.
2. Sách Bài tập Vật Lý 8.
3. Sách Bài tập chọn lọc Vật Lý 8 (Đoàn Ngọc Căn , Đặng Thanh Hải , Vũ Đình Túy , Trịnh Thị Hải Yến ) 
4. Sách Bài tập cơ bản và nâng cao Vật Lý 8 ( Nguyễn Đức Hiệp , Lê Cao Phan )
5. 200 Bài tập Vật Lý chọn lọc ( PGS-PTS Vũ Thanh Khiết , PTS Lê Thị Oanh , NguyễnPhúc Thuần )
6. Sách Bồi dưỡng Vật Lý lớp 8 (Đào Văn Phúc ) .