Sáng kiến kinh nghiệm Phát triển tư duy của học sinh thông qua tiết giải bài tập phần định luật bảo toàn cơ năng

 ỦY BAN NHÂN DÂN HUYỆN BÌNH XUYÊN 
 TRUNG TÂM GDNN – GDTX BÌNH XUYÊN 
 HỒ SƠ XÉT CÔNG NHẬN SÁNG KIẾN 
Tên sáng kiến: Phát triển tƣ duy của học sinh thông qua 
tiết giải bài tập phần định luật bảo toàn cơ năng 
Tác giả sáng kiến: Nguyễn Thị Hằng 
Đơn vị: Trung tâm GDNN – GDTX Bình Xuyên 
Chức vụ: Tổ trƣởng tổ Đào tạo nghề - hƣớng nghiệp 
Trình độ chuyên môn: Cử nhân Vật Lí - KTCN 
 20 
 - Nghiên cứu đầu bài 
 - Đọc kỹ đầu bài 
 - Mã hóa đầu bài bằng những ký hiệu quen dùng 
 - Đổi đơn vị của các đại lượng trong cùng một đơn vị thống nhất( thường 
 hệ đơn vị SI) 
 - Vẽ hình hoặc sơ đồ( nếu có ) 
 - Phân tích hiện tượng, quá trình vật lý và lập kế hoạch giải 
 - Mô tả hiện tượng, quá trình vật lý xẩy ra trong tình huống nêu lên trong 
 bài tập. 
 - Vạch ra các quy tắc, định luật chi phối của các hiện tượng, quá trình ấy. 
 - Dự kiến những lập luận, biến đổi toán học cần thực hiện nhằm xác lập 
 mối quan hệ giữa cái đã cho và cái phải tìm 
 - Trình bày lời giải 
 + Viết phương trình của các định luật và giải hệ phương trình có được để 
tìm ẩn số dưới dạng tổng quát, biểu diễn các đại lượng cần tìm qua các đại lượng 
đã cho. 
 + Thay các giá trị bằng số của các đại lượng đã cho để tìm ẩn số, thực 
hiện các phép tính toán với độ chính xác cho phép. 
 + Kiểm tra và biện luận kết quả( nếu cần ). 
 Vì vậy vận dụng phương pháp giảng dạy nêu vấn đề vào việc giải bài tập 
phần định luật bảo toàn cơ năng là đúng đắn. 
 Định luật bảo toàn cơ năng “ Trong một hệ kín không có ma sát thì có sự 
biến đổi qua lại giữa động năng và thế năng, nhưng tổng của chúng tức cơ năng 
được bảo toàn” 
 1
 Biểu thức: W = W + W = mv2 +mgz = hằng số 
 t đ 2 
 Trong sách giáo khoa vật lý 10 đã trang bị khá cơ bản kiến thức về định 
luật bảo toàn cơ năng. Phần đầu là định luật bảo toàn cơ năng ứng với trường 
hợp trọng lực, phần 2 ứng với lực đàn hồi. Từ đó có thể phát biểu định luật bảo 
toàn cơ năng dưới dạng tổng quát. Định luật bảo toàn cơ năng chỉ đúng trong hệ 
kín và không có ma sát. 
 2 
 P2 song song với mặt mẳng nghiêng 
 GV: yêu cầu HS viết định luật II - Phương trình của định luật II Niu tơn 
 Niu tơn và chiếu lên trục tọa độ 
 N + P1 + P2 = m a ( 1) 
 HS: Hoàn thành yêu cầu của giáo - Chiếu (1) lên trục Ox ta được 
 viên 
 Psinα = ma 
 GV: Nhận xét và chữa bài 
 P.sinα m.g.sinα
 a = = = g. Sinα 
 GV: Xác định vận tốc của vật ở m m
 chân mặt phẳng nghiêng dựa vào - vận tốc của vật ở chân mặt phảng 
 công thức nào? 2 2 2
 nghiêng: vB - v0 = 2as vB = 2as 
 HS: Đưa ra công thức và tính 
 vB = 2as = 2.g.sinα.s 
 GV: Nhận xét và chữa bài = 2.10.0,5.10 = 10 m/s 
b. Giải theo định luật bảo toàn cơ năng 
 Hoạt động của thầy và trò Nội dung ghi bảng 
GV: yêu cầu học sinh tính cơ năng - Chọn gốc tính thế năng tại chân dốc 
tại điểm A và điểm B sau đó áp ( điểm B) 
dụng định luật bảo toàn cơ năng để 
 - Cơ năng tại điểm A (đỉnh mặt phẳng 
tìm vân tốc tại điểm B 
 nghiêng) 
HS: Tính cơ năng tại điểm A và 
 W = W + W = W = mgz ( vì V = 0) 
điểm B sau đó tính vận tốc tại B A đA tA tA A
 Và z = l.sinα 
GV: nhận xét và chữa bài 
 Vậy: W = m.g.l.sinα 
 A
 - Cơ năng tại điểm B( chân mặt phẳng 
 nghiêng) 
 WB = WđB + WtB = WđB ( vì zB = 0) 
 1
 Vậy: W = m v2 
 B 2 B
 - Theo định luật bảo toàn cơ năng 
 1
 W = w m.g.l.sinα = m v2 
 A B 2 B
 4 
 v2 152
GV: Nhận xét và chữa bài a = - 0 = - = -75 m/s2
 2s 2.1,5 
GV: Xác định gia tốc của vật 
 Thay a = - 75 m/s2 vào ( 2) ta được 
HS: Xác định gia tốc 
 Fh = m.a = 4200.(-75)= - 315000 (N ) 
GV: Nhận xét và chữa bài 
 Dấu “ - ” chứng tỏ lực hãm ngược chiều 
 chuyển động của ô tô. 
b. Giải theo định luật bảo toàn cơ năng 
 Hoạt động của thầy và trò Nội dung ghi bảng 
GV: Yêu cầu học sinh áp dụng định - Công của lực hãm bằng độ biến thiên 
lý động năng để giải bài tập động năng của ô tô 
HS: HS làm bài Ta có: 
 1 1
GV: Nhận xét và chữa bài A = W - W F .s = mv2 - mv2 
 đ2 đ1 h 2 2 0
 1 2 1 2
 Fh = - mv0 =- .4200.15 
GV: Em thấy trong hai cách trên 2s 2.1.2
cách nào có ưu điểm hơn? = - 315000( N) 
HS: trả lời 
Hoạt động 3: Bài tập thứ 3 
 Một vật có khối lượng 1kg trượt không vận tốc đầu từ đỉnh mặt phẳng 
nghiêng dài 10 m và nghiêng góc 300 so với mặt phẳng ngang. Hệ số ma sát giữa 
vật và mặt phẳng nghiêng là 0,1. Tính vận tốc của vật khi nó đi được nửa đường 
bằng hai cách: dùng định luật bảo toàn cơ năng và định luật II Niu tơn. 
Lấy g = 10m/s2 
Giải bài tập 
a. Giải theo định luật II Niu tơn 
 Hoạt động của thầy và trò Nội dung ghi bảng 
GV: Yêu cầu HS tóm tắt đề bài m = 1kg 
HS: tóm tắt đầu bài v0 = 0 
 l = 10 m 
 0
 α = 30 
 6 
GV: Yêu cầu học sinh tính cơ năng - Chọn gốc tính thế năng tại chân dốc 
tại điểm A và điểm D ( điểm B) 
HS: Tính cơ năng tại điểm A và điểm - Cơ năng tại điểm A (đỉnh mặt phẳng 
D nghiêng) 
GV: nhận xét và chữa bài 
 WA = WđA + WtA = WtA = mgz 
GV: Áp dụng hệ quả: Công của lực 
 ( vì VA = 0) Và z = l.sinα 
ma sát bằng độ giảm cơ năng 
 Vậy: WA = m.g.l.sinα 
 - Cơ năng tại điểm D 
 1 l
 W =W + W = mv2 + mg sinα 
 D đD tD 2 D 2
 - Công của lực ma sát bằng độ giảm cơ 
 năng 
 Ams = WA - WD 
 l
 Với A =F .s = kmgcosα. 
 ms ms 2
 Vậy: 
 l 1
 kmgcosα. = m.g.l.sinα - mv2 - 
 2 2 D
 l
 mg sinα 
 2
GV: Em thấy trong hai cách trên cách 
 vD = gl(sinα-kcosα) = 6,43m/s 
nào có ưu điểm hơn? 
HS: trả lời 
 - Về khả năng áp dụng của sáng kiến: 
 Giải pháp về kiến thức toán học có liên quan 
 Trong phần giải bài tập phần định luật bảo toàn cơ năng sư dụng rất nhiều 
đến kiến thức toán học có liên quan như: việc phân tích tổng hợp các véc tơ, sử 
dụng công thức lượng giác... nhiều học sinh do không nắm vững kiến thức nên 
làm bài tập đã nhầm và sai kết quả. Chính vì vậy trước khi dạy tiết bài tập cần 
phải nhắc lại để cho học sinh nắm vững hoặc lược lại kiến thức đã học để vận 
dụng tốt vào giải bài tập cũng như lập luận toán học để giải quyết vấn đề vật lý. 
 Giải pháp về kiến thức vật lý đã học 
 Giáo viên cần nhắc lại kiến thức Vật lý đã học và một số đơn vị có liên 
quan để các em tiếp thu bài tốt hơn. Xây dựng cho các em cách tư duy Vật lý, 
 8 
các lực tác dụng vào vật (hệ vật) là nhầm, nếu học sinh phân tích lực đúng 
nhưng khi chiếu phương trình véc tơ lên chiều dương lại bị sai. 
 * Những thông tin cần đƣợc bảo mật (nếu có): Không 
 d) Các điều kiện cần thiết để áp dụng sáng kiến: Học sinh khối 10, 
máy chiếu, kiến thức liên quan đến định luật bảo toàn cơ năng 
 đ) Về khả năng áp dụng của sáng kiến cho những đối tƣợng, cơ quan, 
tổ chức nào hoặc những ngƣời tham gia tổ chức áp dụng sáng kiến lần đầu 
(nếu có): 
 Số Phạm vi/Lĩnh vực 
 Tên tổ chức/cá nhân Địa chỉ 
 TT áp dụng sáng kiến 
 1 Trung tâm GDNN – Thị trấn Hương Canh, Giảng dạy vật lí lớp 
 GDTX Bình Xuyên Bình Xuyên, Vĩnh Phúc 10 
 Tôi làm đơn này trân trọng đề nghị Hội đồng sáng kiến xem xét và công 
nhận sáng kiến. Tôi xin cam đoan mọi thông tin nêu trong đơn là trung thực, 
đúng sự thật, không xâm phạm quyền sở hữu trí tuệ của người khác và hoàn toàn 
chịu trách nhiệm về thông tin đã nêu trong đơn. 
 Bình Xuyên, ngày 14 tháng 02 năm2020 
 NGƢỜI VIẾT ĐƠN 
 Nguyễn Thị Hằng 
 10