Đổi mới phơng pháp dạy học Giải bài tập viết phơng trình dao động cơ học bằng phơng pháp lập bảng I/ Lý do chọn đề tài: Để giúp học sinh lớp 12 ôn tập tốt phần kiến thức dao động cơ học trong dạng bài toán viết phờn trình dao động cơ học. Nhằm giúp giáo viên có một phơng oháp mới giảng dạy bài tập vật lý phần dao động cơ nói chung và dạng baìo toán viết phơng trình dao động cơ học nói riêng. Qua quá trình giảng dạy nhiều năm và ôn luyện thi tốt nghiệp và đại học bằng cách giải quyết nhiều bài toán trắc nghiệm khách quan trong thời gian ngắn. Tôi mạnh dạn đa ra phơng pháp giải bài toán viết phơng trình dao động cơ học bằng cách lập bảng: nhằm giúp học sinh hệ thống hóa nhanh kiến thức cơ bản và giải quyết đồng thời nhiều dự kiến đề bài viết phơng trình dao động của vật dao động điều hòa. Cộng hò xã hội chủ nghĩa việt nam Độc lập Tự do- Hạnh phúc ---------------- ------------- Sáng kiến kinh nghiệm (Đổi mới phơng pháp dạy học) Đề tài Hớng dẫn giải bài tập Viết phơng trình vật dao động điều hòa bằng phơng pháp lập bảng Ngời thực hiên: Nguyễn Duy Phú Giáo viên Vật Lí Trờng THPT Phạm Hồng Thái Hng nguyên Nghệ an I: Lý do chọn đề tài: Để đổi mới phơng pháp dạy học : phát huy tính tích cực chủ động t duy của học sinh.Nhằm giúp học sinh hệ thống hóa chuẩn kiến thức về việc giải bài toán viết phơng trình dao động điều hòa của vật dao động. Qua nhiều năm giảng dạy tôi đã rút ra đợc một kinh nghiệm hớng dẫn học sinh giải bài toán loại này và đa ra đề tài này. Đề tài chắc chắn cha đợc trọn vẹn mong các đồng chí đồng nghiệp , các em học sinh đóng góp nhiều ý kiến . Tôi xin chân thành cảm ơn1 II/ Phạm vi áp dụng: Đề tài có thể dùng làm tài liệu giảng dạy dùng cho giáo viên dạy lớp 12 nâng cao và chuẩn , giúp học sinh ôn tập luyện thi tốt nghiệp và đại học cao đẳng . Học sinh có thể dùng làm tài liệu ôn tập để luyện thi tốt nghiệp đại học và cao đẳng với u điểm là ôn tập nhanh , nắm vững và đầy đủ kiến thức phơng pháp giải bài tập viết phơng trình dao động cơ học của các hệ dao động II/ Nội dung: 1 :Đặt vấn đề : Bài toán viết phơng trình dao động nói chung của một vật dao động điều hòa và viết phơng trình dao động của con lắc lò xo con lắc đơn , con lắc vật lí nói riêng là một trong những bài toán quan trọng trong phần dao động cơ học của chơng trình vật lý 12.Để giúp giáo viên có tài liệu giảng dạy , luyện thi và giúp học sinh có tài liệu ôn tập tốt vấn đề Giải bài tập viết phơng trình dao động cơ học bằng phơng pháp lập bảng là mội phần kiến thức nhỏ giúp các bạn giải quyết tốt vấn đề đó . 2/ Cơ sở lý luận : A/ Cơ sở khoa học : + Phơng pháp chung : Trên tinh thần đổi mới phơng pháp dạy học Thầy tổ chức trò hành động. Thầy giáo có nhiệm vụ hớng dẫn học sinh hệ thống hóa kiến thức và gải quyết bài tập viết phơng trình dao động cơ học bằng phơng pháp lập bảng.Nhằm giúp học sinh giải quyết nhanh , nhiều vấn đề cùng một lúc và có điều kiện tổng hợp , so sánh kiến thức toàn bộ phần này B/ Cơ sở thực tiễn: +Đổi mới phơng pháp dạy học là giúp học sinh chủ động nắm vững kiến thức không ngoài vấn đề thầy giáo phải có kế hoạch tổ chức định hớng cho học sinh hoạt động đúng mục đích. +Việc ôn tập tổng hợp và dùng phơng pháp lập bảng so sánh là một phơng pháp tích cực trong đổi mới phơng pháp dạy học môn vật lý 3/ Thực trạng đề tài : +Đề tài đợc áp dụng cho học sinh khối 12 và giáo viên giảng dạy khối 12 trong việc giải bài tập viết phơng trình dao động của vật dao động điều hòa. Nhất là giáo viện thực hiện giảng dạy ở các tiết bài tập dạng bài toán này.Học sinh ôn tập kiến thức nhanh chóng có hệ thống có phép so sánh giúp dễ nhớ , và nhớ lâu . 4/ Giải pháp thực hiện: +Bằng phơng pháp lập biểu bảng. Từ hệ thống câu hỏi học sinh trả lời hệ thống câu hỏi đó rồi chèn các nội dung kiến thức vào bảng mẫu dới sự hớng dẫn của thầy giáo. Học sinh vận dụng thành công vào việc giải bài toán viết phơng trình dao động điều hòa của con lắc lò xo, con lắc đơn,con lắc vật lý. 5/ Nội dung chính: Giải bài tập viết phơng trình dao động của con lắc lò xo(CLLX) , con lắc đơn, (CLĐ) và con lắc vật lý(CLVL) dao động điều hòa. A: Chuẩn kiến thức và ph ơng pháp gải: 1: Hoạt động 1 : Giáo viên đa ra hệ thống câu hỏi về chuẩn kiến thức yêu cầu học sinh trả lời và điền vào bảng đẫ đợc phát ở phiếu học tập Phiếu học tập số 1: Hệ dao động Con lắc lò xo Con lắc đơn Con lắc vật lý 1, P/t tổng quát: 2,C/thức tính tần số góc , chu kì , tần số: 3,Biên độ dao động dợc tính qua công thức: 4, các cách chọn gốc thời gian và chiều d- ơng trục tọa độ đẻ xác định pha ban đầu: Hệ thống câu hỏi: Câu 1: Viết phơng trình tổng quát phơng trình dao động điều hòa của hệ dao động CLLX, CLĐ,CLVL? Câu 2:Viết các công thức để có thể tính tần số góc của hệ dao động? Câu 3: Để tìm biên độ dao động của hệ có thể xẩy ra các trờng hợp nào em hãy đu ra công thức tính biên độ dao động ứng với những trờng hợp đó ? Câu 4: Tùy theo cách chọn gốc tọa độ , chiều dơng trục tọa độ ,gốc thời gian hãy nêu ra phơng pháp tìm pha ban đầu của dao động? Câu5; Khi đã tìm đợc tần số góc , biên độ, pha ban đầu làm nh thế nào để có đợc phơng trình dao động cần viết? +Đáp án của phiếu học tập số I: Hệ dao động Con lắc lò xo Con lắc đơn Con lắc vật lý 1, P/t tổng quát: X= A cos( ) + t S= S 0 cos( ) + t = 0 cos( ) + t 2,C/thức tính tần số góc , chu kì , tần số: = T 2 = f 2 = m K Đơn vị đo rad/s = T 2 = f 2 = l g Đơn vị đo rad/s = T 2 = f 2 = l mgd Đơn vị đo rad/s -Đề cho ly độ cực đại A= X m -Đề cho tốc độ cực đại A= |v m | / -Đề cho gía trị vận tốc ứng với li độ t- ơng ứng: A = 2 2 2 v x + -Đề cho chiều dài quỹ đạo: A = 2 CD -Đề cho quãng đờng đi trong 1 chu kì: A= 4 S T - Đề cho quảng đờng đi trong thời gian bất kì t t ST A 4 = -Đề cho Lực phục hồi ccực đại: A=| K F m | -Đề cho lực đàn hồi cực đại A= l k T m Đề cho năng lợng dao động: A= K E2 -Đề cho ly độ cực đại S 0 = S m -Đề cho tốc độ cực đại S 0 = |v m | / -Đề cho gía trị vận tốc ứng với li độ tơng ứng: S 0 = 2 2 2 v x + -Đề cho chiều dài quỹ đạo: S 0 = 2 cungMN -Đề cho quãng đờng đi trong 1 chu kì: S 0 = 4 S T Đề cho quảng đờng đi trong thời gian bất kì t S 0 t ST 4 = -Đề cho Lực phục hồi ccực đại:S 0 =| K F m |l -Đề cho lực đàn hồi cực đại S 0 = 0 i với Cos 0 = gm glm T m 2 3 Đề cho năng lợng dao động: S 0 = mg El2 -Đề cho ly độ cực đại 0 = m -Đề cho tốc độ cực đại 0 = |v m | / d -Đề cho gía trị vận tốc ứng với li độ tơng ứng: 0 = 2 2 2 v x + / l *Tùy theo dự kiện bài toán cho để tìm biên độ của CLVL trong những trờng hợp còn lại 4, các cách chọn gốc thời gian và chiều dơng trục tọa độ để xác định pha ban đầu: Chọn gốc tọa độ trục tọa độ, chọn gốc thời gian suy ra điều kiện ban đầu t 0 ,x 0 ,v 0 *T hay điều kiện ban đầu vào 2 phơng trình: x=ACos( ) + t v=- SinAá ( ) + t Giải hệ pt tìm phù hợp * Chọn gốc tọa độ trục tọa độ, chọn gốc thời gian suy ra điều kiện ban đầu t 0 ,x 0 ,v 0 *T hay điều kiện ban đầu vào 2 phơng trình:s=S 0 Cos( ) + t v=- Sin S 0 ( ) + t Giải hệ pt tìm phù hợp * Chọn gốc tọa độ trục tọa độ, chọn gốc thời gian suy ra điều kiện ban đầu t 0 ,x 0 ,v 0 *T hay điều kiện ban đầu vào 2 phơng trình: = 0 Cos( ) + t v=- dSin 0 ( ) + t Giải hệ pt tìm phù hợp Sau khi tim đợc các đại lợng trên ta thay chúng vào phơng trình tổng quát rhì đ- ợc pt dao động cần viết 2/ Hoạt động 2 : Hớng dẫn học sinh giải bài tập viết phơng trình dao động của con lắc lò xo: B / Bài tập vận dụng: Bài I:/ Con lắc lò xo có K = 100 N/m m =250g treo thẳng đứng 1:Từ vị trí cân bằng kéo vật m xuống phía dới dọc theo trục lò xo một đoạn 2 cm rồi buông nhẹ. Viết phơng trình dao động của vật m trong các trờng hợp sau: a/ Chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng , trục tọa độ thẳng đứng hớng xuống và chọn gốc thời gian nh sau + Lúc bắt đầu thả vật, + Lúc vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều dơng trục tọa độ, +vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều âm trục tọa độ, + Lúc vật ở vị trí biên cao nhất, + Lúc vật ở vị trí biên thấp nhất, b/Chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng chiều dơng hớng lên Gốc thời gian nh sau: + Lúc bắt đầu thả vật, + Lúc vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều dơng trục tọa độ, +vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều âm trục tọa độ, + Lúc vật ở vị trí biên cao nhất, + Lúc vật ở vị trí biên thấp nhất, 2: Từ vị trí cân bằng truyền cho vật m một vận tốc 10 cm/s hớng xuống dọc theo trục lò xo. Viết phơng trình dao động của vật nếu: a/ Chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng , trục tọa độ thẳng đứng , chiều dơng theo chiều truyền vận tốc Gốc thời gian khi + Lúc bắt đầu truyền vận tốc, +Lúc vật lên vị trí cao nhất. + Lúc vật xuống đến vị trí thấp nhất b/ Chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng , trục tọa độ thẳng đứng , chiều dơng ngợc chiều truyền vận tốc.Gốc thời gian khi + Lúc bắt đầu truyền vận tốc, +Lúc vật lên vị trí cao nhất. + Lúc vật xuống đến vị trí thấp nhất 3: Kéo vật khỏi vị trí cân bằng xuống dới dọc theo trục lò xo một đoạn 2cm rồi truyền cho nó một vận tốc hớng xuống. Viết phơng trình dao động khi chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng chiều dơng hớng xuống gốc thời gian lúc bắt đầu truyền vận tốc 4: Kéo vật khỏi vị trí cân bằng xuống dới dọc theo trục lò xo một đoạn 2cm rồi truyền cho nó một vận tốc10 cm/s hớng xuống. Viết phơng trình dao động khi chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng chiều dơng hớng lên gốc thời gian lúc bắt đầu truyền vận tốc 5: Nâng vật khỏi vị trí cân bằng sao cho lò xo trở về trạng thái tự nhiên rồi truyền cho nó một vận tốc10 cm/s hớng xuống. Viết phơng trình dao động khi chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng chiều dơng hớng xuống gốc thời gian lúc bắt đầu truyền vận tốc 6:Nâng vật khỏi vị trí cân bằng sao cho lò xo trở về trạng thái tự nhiên rồi truyền cho nó một vận tốc10 cm/s hớng lên. Viết phơng trình dao động khi chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng chiều dơng hớng xuống gốc thời gian lúc bắt đầu truyền vận tốc B/ Hớng dẫn giải: Giáo viên ra hệ thống câu hỏi yêu cầu học sinh giải quết điền vào bảng phiếu học tập số 2 Phiếu học tập số II: 1/ Phơng trình tổn quát: 2/Tính tần số góc : = 3/Tìm biên độ A trong các câu: Đế cho ở câu Tìm A Câu 1/ Đề cho: Câu2/Đề cho: Câu3/Đề cho: Câu4/Đề cho: Câu5/Đề cho: Câu6/Đề cho: Hệ thống câu hỏi : Câu 1: ở câu một dựa vào phơng pháp kích thích dao động hãy co biết đề cho gì, cách tìm biên độ ra sao , kết quả bằng bao nhiêu? Câu 2: ở câu một dựa vào phơng pháp kích thích dao động hãy co biết đề cho gì, cách tìm biên độ ra sao , kết quả bằng bao nhiêu? Câu 3: ở câu một dựa vào phơng pháp kích thích dao động hãy co biết đề cho gì,cách tìm biên độ ra sao , kết quả bằng bao nhiêu? Câu 4: ở câu một dựa vào phơng pháp kích thích dao động hãy co biết đề cho gì ,cách tìm biên độ ra sao , kết quả bằng bao nhiêu? Câu 5: ở câu một dựa vào phơng pháp kích thích dao động hãy co biết đề cho gì, cách tìm biên độ ra sao , kết quả bằng bao nhiêu? Câu 6: ở câu một dựa vào phơng pháp kích thích dao động hãy co biết đề cho gì, cách tìm biên độ ra sao , kết quả bằng bao nhiêu? Đáp án phiếu học tập số II: Phơng trình tổng quat:X= A cos( ) + t Tìm tần số góc: = m K =20 rad/s Đế cho ở câu Tìm A Câu 1/ Đề cho:Li độ cực đại X m = 2cm A = X m = 2cm Câu2/Đề cho:Vận tốc cực đại V m = 10 cm/s A= v m = 20 10 =0,5 cm Câu3/Đề cho:li độ x=2c ứng với vận tốc v=10cm/s A= 2 2 2 v x + =2.06cm Câu4/Đề cho:/li độ x=2cm ứng với vận tốc v=10cm/s A= 2 2 2 v x + =2.06cm Câu5/Đề cho: li độ = độ biến dạng của lò xo ở VTCB và vận tốc v=10cm x= l = K mg =0,025m = 2,5cm A= 2 2 2 v x + =2,55cm Câu6/Đề cho:li độ = độ biến dạng của lò xo ở VTCB và vận tốc v=10cm x= l = K mg =0,025m = 2,5cm A= 2 2 2 v x + =2,55cm Hãy nhận xết các cách kích thích khác nhau thì biên độ dao động nh thế nào? 4/ Tìm pha ban đầu của dao động: Giáo viên đa ra hệ thống câu hỏi học sinh trả lời và chủ động điền vào phiếu học tập số 3 Phiếu học tập số III Câu 1 a/ Chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng trục tọa độ thẳng đứng chiều dơng h- ớng xuống 1 Cách chọn gốc thời gian Lúc bắt đầu thả vật: Lúc vật đi qua VTCB theo chiều + Lúc vật đi qua VTCB theo chiều - Lúc vật lên biên trên Lúc vật xuống biên dới 2. Điều kiện ban đầu 3.Tìm pha ban đầu. Phơng trình dao [...]... Câu 1:Dựa vào cách chọn trục tọa độ trên và cá cách chọn gốc thời gian hãy tìm điều kiện ban đâu? Câu 2: Dự vào điều kiện ban đầu tìm đợc hãy tìm pha ban đầu của dao động? Câu3: Từ các đậi lợng tìm đợc ở trên hãy cho biết phơng trình dao động của vật? Đáp án phiếu học tập số II 1 Cách chọn gốc thời gian 2 Điều kiện ban đầu 3.Tìm pha ban đầu Phơng trình dao động Lúc bắt đầu thả vật: Lúc vật đi qua VTCB... điền vào phiếu học tập số 5 Phiếu học tập số V 1 Cách chọn gốc thời gian 2 Điều kiện ban đầu Lúc bắt đầu truyền vận tốc: Lúc vật lên vị trí cao nhất Lúc vật xuống vị trí thấp nhất 3.Tìm pha ban đầu Phơng trình dao động b/ Chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng , trục tọa độ thẳng đứng , chiều dơng ngợc chiều truyền vận tốc.Gốc thời gian khi: + Lúc bắt đầu truyền vận tốc, +Lúc vật lên vị trí cao nhất +... Cách chọn gốc thời gian 2 Điều kiện ban đầu 3.Tìm pha ban đầu Lúc bắt đầu truyền vận tốc: Lúc vật lên vị trí cao nhất Lúc vật xuống vị trí thấp nhất Phơng trình dao động 3: Kéo vật khỏi vị trí cân bằng xuống dới dọc theo trục lò xo một đoạn 2cm rồi truyền cho nó một vận tốc hớng xuống Viết phơng trình dao động khi chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng chiều dơng hớng xuống gốc thời gian lúc bắt đầu truyền... X=2cos20t cm cm cm Hãy nhận xét kết quả này? Nhận xét: Nừu chọn gốc thời gian khác nhau thì pha dao động của chúng sẽ khác nhau Câu 1: Chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng trục tọa độ thẳng đứng chiều dơng hớng lên: Yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi , diền vào phiếu học tập số 4 1 Cách Lúc bắt đầu thả chọn vật: gốc thời gian 2 Điều kiện ban đầu Phiếu học tập số IV Lúc vật đi qua Lúc vật đi qua Lúc vật lên... tọa độ tại vị trí cân bằng chiều dơng hớng lên gốc thời gian lúc bắt đầu truyền vận tốc Câu hỏi : Dựa vào các điều kiện trên hãy tìm pha dao động? Yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi và điền vào phiếu học tập số 7 Phiếu học tập số VII Cách ch chiều dơng trục tọa độ 1/Điều kiện ban đầu Chiều dơng hớng xuống Chiều dơng hớng lên 2/ cách tìm pha ban đầu và giá trị tìm đợc 3/ phơng trình dao động: 5: Nâng... kiện ban đầu Chiều dơng hớng xuống Chiều dơng hớng lên 2/ cách tìm pha ban đầu và giá trị tìm đợc 3/ phơng trình dao động: *Hãy nhận xét chung cho cả bài toán này? 5:/ Kết quả sử dụng: Đã sử dụng ôn tập luyện thi ở các lớp 12A1,12A2,12A3,12B,12C1 ,12C4 năm học 2008-2009 thành công , kết quả học sinh tiếp thu tốt kiến thức và vận dụng giải tốt bài tập dạng này trong các bài tập trắc nghiệm khách quan ... động khi chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng chiều dơng hớng xuống gốc thời gian lúc bắt đầu truyền vận tốc 6:Nâng vật khỏi vị trí cân bằng sao cho lò xo trở về trạng thái tự nhiên rồi truyền cho nó một vận tốc10 cm/s hớng lên Viết phơng trình dao động khi chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng chiều dơng hớng xuống gốc thời gian lúc bắt đầu truyền vận tốc Câu hỏi: Dựa vào các điều kiện trên hãy tìm pha... đi qua Lúc vật lên VTCB theo VTCB theo biên trên chiều + chiều - Lúc vật xuống biên dới 3.Tìm pha ban đầu Phơng trình dao động Câu 2 Hãy dựa vào cách kích tìm pha dao động của các dao động a/ Chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng , trục tọa độ thẳng đứng , chiều dơng theo chiều truyền vận tốcGốc thời gian khi: + Lúc bắt đầu truyền vận tốc, +Lúc vật lên vị trí cao nhất + Lúc vật xuống đến vị trí thấp . chọn gốc thời gian và chiều dơng trục tọa độ để xác định pha ban đầu: Chọn gốc tọa độ trục tọa độ, chọn gốc thời gian suy ra điều kiện ban đầu t 0 ,x 0. trục tọa độ ,gốc thời gian hãy nêu ra phơng pháp tìm pha ban đầu của dao động? Câu5; Khi đã tìm đợc tần số góc , biên độ, pha ban đầu làm nh thế nào để