Trước thực tế nhiều học sinh lúng túng khi gặp dạng toán này, cô Lê Thị Duyên - Giáo viên Trường THPT Đặng Thai Mai (Thanh Hóa) - đã chia sẻ các bước giúp học sinh giải bài toán động lực học, đồng thời, đưa ra biện pháp giúp giáo viên tổ chức thực hiện hiệu quả các bước trên.
Trình tự giải bài toán động lực học
Để giải bài toán động lực học, cô Lê Thị Duyên cho biết, cần thực hiện theo các bước sau:
Bước 1: Đọc kỹ đề bài, phân tích hiện tượng cơ học xảy ra trong bài toán để thấy được mối liên hệ giữa các lực, để vẽ đúng chiều các lực (ví dụ nếu không biết được chiều trượt của vật, ta không biết được chiều của lực ma sát trượt).
Động lực học nghiên cứu mối quan hệ giữa sự biến đổi trạng thái chuyển động của vật và nguyên nhân làm biến đổi trạng thái của chuỵển động đó.
Xác định các dữ kiện và ẩn số. Vẽ hình và biểu diễn đầy đủ các lực tác dụng lên từng hạt trên hình vẽ.
Bước 2: Viết cho mỗi hạt một phương trình động lực học dạng vecto (tức là phương trình định luật 2 Newton). Trong mỗi phương trình phải viết đầy đủ các lực tác dụng lên hạt.
Bước 3: Chọn hệ trục tọa độ thích hợp rồi chiếu các phương trình vecto lên trục tọa độ, ta được hệ phương trình vô hướng. Việc chon hệ trục tọa độ về nguyên tắc là tùy ý, song nên chọn sa cho khi chiếu các phương trình vecto xuống các trục đã chọn có dạng đơn giản nhất.
Nếu ẩn số nhiều hơn số phương trình vô hướng thu được thì ta phải tìm thêm các phương trình phụ. Đó là các phương trình liên hệ các lực hoặc các phương trình liên hệ giữa các đặc trưng động học như vận tốc, gia tốc, quãng đường,... giữa các hạt hoặc cùng một hạt.
Việc tìm ra các phương trình phụ này sẽ dể dang nếu bước phân tíc các hiện tượng cơ học xảy ra tiến hành kỹ lưỡng.
Bước 4: Khi tổng số phương trình vô hướng và các phương trình phụ bằng ẩn số của bài toán thì ta tiến hành giải các phương trình đó để tìm ẩn số.
Nếu biết các lực, ta xác đình được các đại lượng động học (bài toán thuận): Tính gia tốc rồi suy ra vận tốc và vị trí bằng phương pháp tích phân.
Nếu biết chuyển động, ta tính được các lực tác dụng (bài toán nghịch)
Bước 5: Kiểm tra và biện luận.
Các biện pháp tổ chức thực hiện
Theo cô Lê Thị Duyên, việc giải các bài toán về phần “Động lực học chất điểm” chủ yếu dựa trên hai phương pháp cơ bản: Phương pháp năng lượng; phương pháp động lực học chất điểm.
Phương pháp động lực học chất điểm phân tích các hiện tượng cơ học xảy ra trong bài toán để thấy được mối liên hệ giữa chuyển động của các hạt trong hệ, hoặc mối liên hệ giữa các lực, giải thích hiện tượng cơ học xảy ra hay tính toán để tìm ra kết quả. Ngoài ra cách dùng lực thì trực quan hơn vì có thể biểu thị bằng 1 vec tơ.
Trong động lực học, người ta chia làm hai loại bài toán:
Bài toán thuận của động lực học là biết chuyển động của chất điểm, xác định lực gây ra chuyển động. Để giải loại bài toán này, trước tiên cần phải xác định gia tốc của chất điểm, sau đó sẽ áp dụng công thức để tìm lực tác dụng lên chất điểm.
Bài toán ngược của động lực học là biết các lực tác dụng lên chất điểm và những điều kiện ban đầu của chuyển động, xác định chuyển động của chất điểm.
Để giải bài toán ngược cần xác định cụ thể các lực tác động lên từng chất điểm, sau đó áp dụng tìm gia tốc mà chất điểm thu được.
Nếu biết vận tốc và vị trí ban đầu của chất điểm thì bằng cách lấy tích phân của gia tốc a ta có thể xác định được vận tốc và tọa độ của chất điểm theo thời gian, nghĩa là có thể biết được phương trình chuyển động cũng như phương trình quĩ đạo của chất điểm.
Xem chi tiết một số ví dụ để vận dụng cách giải cơ bản bài toán động lực học TẠI ĐÂY
Nguồn: giaoducthoidai.vn
Trình tự giải bài toán động lực học
Để giải bài toán động lực học, cô Lê Thị Duyên cho biết, cần thực hiện theo các bước sau:
Bước 1: Đọc kỹ đề bài, phân tích hiện tượng cơ học xảy ra trong bài toán để thấy được mối liên hệ giữa các lực, để vẽ đúng chiều các lực (ví dụ nếu không biết được chiều trượt của vật, ta không biết được chiều của lực ma sát trượt).
Động lực học nghiên cứu mối quan hệ giữa sự biến đổi trạng thái chuyển động của vật và nguyên nhân làm biến đổi trạng thái của chuỵển động đó.
Xác định các dữ kiện và ẩn số. Vẽ hình và biểu diễn đầy đủ các lực tác dụng lên từng hạt trên hình vẽ.
Bước 2: Viết cho mỗi hạt một phương trình động lực học dạng vecto (tức là phương trình định luật 2 Newton). Trong mỗi phương trình phải viết đầy đủ các lực tác dụng lên hạt.
Bước 3: Chọn hệ trục tọa độ thích hợp rồi chiếu các phương trình vecto lên trục tọa độ, ta được hệ phương trình vô hướng. Việc chon hệ trục tọa độ về nguyên tắc là tùy ý, song nên chọn sa cho khi chiếu các phương trình vecto xuống các trục đã chọn có dạng đơn giản nhất.
Nếu ẩn số nhiều hơn số phương trình vô hướng thu được thì ta phải tìm thêm các phương trình phụ. Đó là các phương trình liên hệ các lực hoặc các phương trình liên hệ giữa các đặc trưng động học như vận tốc, gia tốc, quãng đường,... giữa các hạt hoặc cùng một hạt.
Việc tìm ra các phương trình phụ này sẽ dể dang nếu bước phân tíc các hiện tượng cơ học xảy ra tiến hành kỹ lưỡng.
Bước 4: Khi tổng số phương trình vô hướng và các phương trình phụ bằng ẩn số của bài toán thì ta tiến hành giải các phương trình đó để tìm ẩn số.
Nếu biết các lực, ta xác đình được các đại lượng động học (bài toán thuận): Tính gia tốc rồi suy ra vận tốc và vị trí bằng phương pháp tích phân.
Nếu biết chuyển động, ta tính được các lực tác dụng (bài toán nghịch)
Bước 5: Kiểm tra và biện luận.
Các biện pháp tổ chức thực hiện
Theo cô Lê Thị Duyên, việc giải các bài toán về phần “Động lực học chất điểm” chủ yếu dựa trên hai phương pháp cơ bản: Phương pháp năng lượng; phương pháp động lực học chất điểm.
Phương pháp động lực học chất điểm phân tích các hiện tượng cơ học xảy ra trong bài toán để thấy được mối liên hệ giữa chuyển động của các hạt trong hệ, hoặc mối liên hệ giữa các lực, giải thích hiện tượng cơ học xảy ra hay tính toán để tìm ra kết quả. Ngoài ra cách dùng lực thì trực quan hơn vì có thể biểu thị bằng 1 vec tơ.
Trong động lực học, người ta chia làm hai loại bài toán:
Bài toán thuận của động lực học là biết chuyển động của chất điểm, xác định lực gây ra chuyển động. Để giải loại bài toán này, trước tiên cần phải xác định gia tốc của chất điểm, sau đó sẽ áp dụng công thức để tìm lực tác dụng lên chất điểm.
Bài toán ngược của động lực học là biết các lực tác dụng lên chất điểm và những điều kiện ban đầu của chuyển động, xác định chuyển động của chất điểm.
Để giải bài toán ngược cần xác định cụ thể các lực tác động lên từng chất điểm, sau đó áp dụng tìm gia tốc mà chất điểm thu được.
Nếu biết vận tốc và vị trí ban đầu của chất điểm thì bằng cách lấy tích phân của gia tốc a ta có thể xác định được vận tốc và tọa độ của chất điểm theo thời gian, nghĩa là có thể biết được phương trình chuyển động cũng như phương trình quĩ đạo của chất điểm.
Xem chi tiết một số ví dụ để vận dụng cách giải cơ bản bài toán động lực học TẠI ĐÂY
Nguồn: giaoducthoidai.vn
