TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA SƯ PHẠM BỘ MÔN SƯ PHẠM VẬT LÝ - - PHÂN LOẠI BÀI TẬP & HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI BÀI TẬP ĐỊNH LƯỢNG chương “DAO ĐỘNG CƠ HỌC – VẬT LÝ 12” Luận văn tốt nghiệp Ngành: Sư phạm Vật lý Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: Bùi Quốc Bảo Huỳnh Thị Huyền Trân Mã số SV: 1090224 Lớp: TL0902A1 Khóa: 35 Cần Thơ, năm 2015 LỜI CẢM ƠN Trải qua thời gian thực đề tài này, tơi học hỏi tích lũy nhiều kinh nghiệm quý báu lĩnh vực mà nghiên cứu Để đạt thành này, nhận giúp đỡ nhiệt tình từ q thầy cơ, gia đình bạn bè Do đó, tơi xin dành trang luận văn tốt nghiệp để gửi lời cảm ơn chân thành đến tất người Trước tiên xin tri ân thầy Bùi Quốc Bảo thầy trực tiếp hướng dẫn, dạy đóng góp ý kiến q báu giúp tơi hồn thành luận văn Đồng thời, xin cảm ơn tất quý thầy cô dạy bảo suốt thời gian học trường Đại học Cần Thơ Đặc biệt thầy cô thuộc môn Sư phạm Vật lý Bên cạnh đó, tơi xin chân thành cảm ơn gia đình bạn bè ln ủng hộ động viên mặt vật chất lẫn tinh thần để giúp yên tâm thực đề tài Mặc dù có nhiều cố gắng q trình nghiên cứu hẳn khó tránh khỏi thiếu sót Tối mong nhận đóng góp ý kiến từ q thầy bạn để đề tài hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn! LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi thực Các số liệu, kết phân tích luận văn hồn tồn trung thực chưa cơng bố cơng trình nghiên cứu trước Mọi tham khảo, trích dẫn rõ nguồn danh mục tài liệu tham khảo luận văn Cần Thơ, ngày 20 tháng 04 năm 2015 Tác giả Huỳnh Thị Huyền Trân Phân loại tập hướng dẫn học sinh giải tập định lượng phần “Dao động học - vật lý 12” Phân loại tập hướng dẫn học sinh giải tập định lượng phần “Dao động học - vật lý 12” MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU .1 LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI .1 MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI NHIỆM VỤ NGHIỆN CỨU PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG I: NHỮNG CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ PHỔ THÔNG I.1 Mục đích, ý nghĩa việc giải BTVL dạy học vật lý I.2 Tác dụng BTVL dạy học vật lý .4 I.3 Phân loại tập vật lý I.4 Cơ sở định hướng giải BTVL .7 I.5 Quá trình giải BTVL theo PPPT PPTH .7 I.6 Những công việc cần làm để hướng dẫn HS giải toán vật lý cụ thể I.7 Các kiểu hướng dẫn học sinh giải tập vật lý CHƯƠNG II: PHÂN LOẠI & HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG DAO ĐỘNG CƠ HỌC 10 II.1 NỘI DUNG KIẾN THỨC CĂN BẢN CỦA CHƯƠNG DAO ĐỘNG CƠ HỌC 10 II.1.1 DAO ĐỘNG & DAO ĐỘNG TUẦN HOÀN 10 II.1.2 DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA 10 II.1.3 DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA CỦA CON LẮC LÒ XO & CON LẮC ĐƠN 11 II.2 PHÂN DẠNG HỆ THỐNG BÀI TẬP CHƯƠNG DAO ĐỘNG CƠ HỌC .15 II.3 HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI BÀI TẬP THEO CÁC CHỦ ĐỀ ĐÃ PHÂN DẠNG 15 GVHD: Bùi Quốc Bảo i SVTH: Huỳnh Thị Huyền Trân Phân loại tập hướng dẫn học sinh giải tập định lượng phần “Dao động học - vật lý 12” CHỦ ĐỀ 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA .15 1.1 Dạng 1: Xác định đại lượng đặc trưng dao động điều hịa .15 1.2 Dạng 2: Viết phương trình dao động điều hòa .18 1.3 Dạng 3: Xác định quãng đường tốc độ trung bình vật 23 1.4 Dạng 4: Tìm quãng đường ngắn dài khoảng thời gian t .28 1.5 Dạng 5: Tìm thời gian ngắn dài vật quãng đường s .31 1.6 Dạng 6: Năng lượng dđđh Xác định đại lượng mối liên hệ động 33 CHỦ ĐỀ 2: CON LẮC LÒ XO 35 2.1 Dạng 1: Tìm chiều dài lắc lị xo trình dao động .35 2.2 Dạng 2: Xác định lực đàn hồi lực hồi phục tác dụng lên vật 38 2.3 Dạng 3: Sự thay đổi chu kì, tần số lắc lò xo khối lượng thay đổi .41 2.4 Dạng 4: Bài tốn tìm thời gian lị xo nén, dãn chu kì 43 CHỦ ĐỀ 3: CON LẮC ĐƠN .46 3.1 Dạng 1: Xác định vận tốc lực căng dây lắc đơn 46 3.2 Dạng 2: Bài tốn liên hệ chu kì lắc đơn chiều dài lắc 48 3.3 Dạng 3: Khảo sát dao động lắc đơn bị vướng dây 50 3.4 Dạng 4: Khảo sát dao động lắc đơn có thêm tác dụng lực điện trường 52 PHẦN KẾT LUẬN 58 GVHD: Bùi Quốc Bảo ii SVTH: Huỳnh Thị Huyền Trân Phân loại tập hướng dẫn học sinh giải tập định lượng phần “Dao động học - vật lý 12” PHẦN MỞ ĐẦU LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Đối với việc dạy nói chung dạy học Vật lý nói riêng tập xem phần đặc biệt quan trọng Vì giáo viên công cụ hữu hiệu việc giúp học sinh củng cố, vận dụng kiến thức vừa học, thơng qua tập giáo viên đưa tình có vấn đề nhằm dẫn dắt học sinh tìm hiểu kiến thức mới, đồng thời công cụ giúp giáo viên kiểm tra, đánh giá lực, mức độ hiểu học sinh Còn học sinh việc giải tập giúp em hiểu cách sâu sắc hơn, rèn luyện kĩ tính tốn, tư duy, lập luận… Từ giúp cho việc dạy học trở nên hiệu dễ dàng Do tính đặc thù mơn vật lý mà tập vật lý đa dạng phong phú Trong tập định lượng xem loại tập phổ biến có tính u cầu cao việc giải loại tập địi hỏi học sinh cần phải có kiến thức nhiều kĩ khác phải thực loạt phép tính để đến kết Thực trạng dạy học vật lý nay, nhiều lí chủ quan khách quan mà thời gian tiết lên lớp đa phần giáo viên sử dụng để dạy lý thuyết, hạn chế việc sử dụng để giải tập Do đó, học sinh cịn gặp nhiều khó khăn việc làm tập đặc biệt tập định lượng Nên việc phân loại tập hướng dẫn học sinh giải tập định lượng vơ cần thiết Vì cơng việc vừa giúp giáo viên dễ dàng hệ thống dạng tập cần truyền đạt lớp vừa giúp học sinh tự học ơn luyện nhà từ giúp em học tập tốt Trong chương trình vật lý 12, chương “Dao động học” chương mở đầu chiếm tỉ trọng lớn tồn chương trình Việc học tập tốt chương tạo “đà” giúp học sinh học tập tốt chương Đặc biệt chương sóng cơ, dao động sóng điện từ, điện xoay chiều sóng ánh sáng có chương có phần kiến thức liên quan đến dao động Vì lí tơi định chọn đề tài: Phân loại tập hướng dẫn học sinh giải tập định lượng phần “Dao động học - Vật lý 12” MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI - Nghiên cứu cách phân loại tập vật lý - Tìm hiểu phương pháp giải dạng tập chương dao động học - Phân tích q trình giải tập vật lý để hướng dẫn HS giải tập - Phân loại hệ thống tập vật lý phần dao động học - vật lý 12 - Hướng dẫn HS học sinh giải dạng tập phân loại NHIỆM VỤ NGHIỆN CỨU GVHD: Bùi Quốc Bảo SVTH: Huỳnh Thị Huyền Trân Phân loại tập hướng dẫn học sinh giải tập định lượng phần “Dao động học - vật lý 12” - Tìm hiểu sở lý luận hoạt động giải tập vật lý phổ thông - Nghiên cứu nội dung lý thuyết tương ứng với mức độ nhận thức - Sưu tầm hệ thống tập liên quan đến nội dung lý thuyết đề tài - Phân loại hệ thống tập phần dao động học - vật lý 12 - Xây dựng tiến trình hướng dẫn học sinh giải tập định lượng phân loại PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Phương pháp đọc sách nghiên cứu tài liệu Phương pháp phân tích tổng hợp lý thuyết để lập sở phân loại BTVL đề xuất biện pháp sử dụng có hiệu hệ thống BTVL Phương pháp lấy ý kiến nhằm kế thừa nhiều kinh nghiệm quí báu Trong đề tài sử dụng phương pháp nghiên cứu tài liệu chủ yếu, sở tài liệu nghiên cứu tiến hành phân tích, tổng hợp…Từ phân loại dạng tập đưa phương pháp hướng dẫn giúp học sinh giải dạng tập phân loại CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN - BTVL - Bài tập vật lý Phương trình - PT - dđđh - Dao động điều hịa - cđ - Chuyển động - dđ - Dao động - clđ - Con lắc đơn - xđ - Xác định - cllx - Con lắc lò xo - VTCB - Vị trí cân - VTLG - Vịng trịn lượng giác - VTB - Vị trí biên - GV - Giáo viên - HS - Học sinh - THPT - Trung học phổ thông - ĐH - Đại học GVHD: Bùi Quốc Bảo SVTH: Huỳnh Thị Huyền Trân Phân loại tập hướng dẫn học sinh giải tập định lượng phần “Dao động học - vật lý 12” - PP Phương pháp - PPPT Phương pháp phân tích - PPTH Phương pháp tổng hợp - Nxb GVHD: Bùi Quốc Bảo - Nhà xuất SVTH: Huỳnh Thị Huyền Trân Phân loại tập hướng dẫn học sinh giải tập định lượng phần “Dao động học - vật lý 12” PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG I: NHỮNG CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ PHỔ THÔNG I.1 Mục đích, ý nghĩa việc giải BTVL dạy học vật lý Đối với trình dạy học vật lý, tốn vật lý có tầm quan trọng đặc biệt Việc giải BTVL giúp HS củng cố lại kiến thức học, rèn luyện kỹ phân tích vấn đề, kỹ lập luận lơgic, góp phần phát triển tư lực sáng tạo cho HS Và cơng cụ hữu ích giúp người GV kiểm tra đánh giá mức độ hiểu vận dụng kiến thức học trị Trong q trình này, toán vật lý sử dụng nhiều mục đích khác - Bài tốn vật lý phương tiện nghiên cứu tài liệu trang bị kiến thức cho học sinh nhằm giúp cho học sinh lĩnh hội kiến thức cách sâu sắc vững - Bài toán vật lý rèn cho học sinh khả vận dụng kiến thức, khả liên hệ lý thuyết với thực tế, học tập với đời sống - Bài tốn vật lý có tầm quan trọng việc rèn luyện tư duy, bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học cho học sinh - Bài toán vật lý phương tiện ôn tập, củng cố kiến thức học cách sinh động hiệu - Bài toán vật lý phương tiện vật lý giúp kiểm tra đánh giá chất lượng học sinh cách khách quan, xác - Thơng qua việc giải tốn vật lý rèn luyện cho học sinh đức tính tốt đẹp tính kiên trì, nhẫn nại, tinh thần chịu khó, tính tự lập… 1 I.2 Tác dụng BTVL dạy học vật lý - BTVL giúp cho việc ôn tập đào sâu, mở rộng kiến thức: Trong giai đoạn xây dựng kiến thức, HS nắm chung, khái quát khái niệm, định luật trừa tượng Trong BTVL, HS phải vận dụng kiến thức khái quát, trừu tượng vào trường hợp cụ thể đa dạng; nhờ HS nắm biểu cụ thể chúng thực tế, phát nhiều tượng thuộc ngoại diện khái niệm chịu chi phối định luật hay thuộc phạm vi ứng dụng chúng - Bài tập điểm khởi đầu dẫn dắt đến kiến thức mới: Ở bậc THPH, với trình độ tốn học phát triển, số trường hợp sử dụng BTVL khéo léo dẫn HS đến suy nghĩ tượng xây dựng khái niệm để giải thích cho tượng mà BTVL phát - Giải tập vật lý rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát: Có thể xây dựng nhiều BTVL có nội dung thực tiễn, yêu cầu HS phải vận dụng kiến thức lý thuyết để giải thích tượng thực tiễn dự đốn tượng xảy thực tiễn điều kiện cho trước - Giải BTVL hình thức làm việc tự lực cao HS: Trong làm tập, phải tự phân tích điều kiện đầu bài, tự xây dựng lập GVHD: Bùi Quốc Bảo SVTH: Huỳnh Thị Huyền Trân Phân loại tập hướng dẫn học sinh giải tập định lượng phần “Dao động học - vật lý 12” tìm đại lượng nào? - Dựa vào f, L:   2f A = L/2 - Dựa vào kiện để tìm  , A? * Lược giải kết Tần số góc lị xo:   2f =  (rad/s) Biên độ dao động: A = L/2 = (cm) cos   l  =>  = A Thời gian nén chu kì là: t nén  2 = (s)  Bài 2: Con lắc lò xo treo thẳng đứng, độ cứng k = 80 N/m, vật nặng khối lượng m = 200 g dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với biên độ A = cm, lấy g = 10 m/s2 Trong chu kỳ T, thời gian lò xo dãn bao nhiêu? 8 * Tóm tắt toán k = 80 N/m m = 200 g = 0,2 kg A = cm g = 10 m/s2 Tìm: t dãn = ? (s) * Tiến trình hướng dẫn HS thiết lập mối quan hệ Hoạt động GV Hoạt động HS - Bài toán yêu cầu gì? - Tìm t dãn chu kì - Làm để giải yêu cầu trên? - Dùng CT: Δtdãn = T – tnén , l 2 t nén  với cos    A - Muốn giải yêu cầu cần tìm đại lượng nào? - Cần tìm l , T  - Dựa vào kiện để tìm l ? - Dựa vào m, g, k Tính: l0   mg , k k 2 ,T= m  * Lược giải kết Độ dãn lò xo VTCB: l0  GVHD: Bùi Quốc Bảo mg = 0,025 (m) = 2,5 (cm) k 45 SVTH: Huỳnh Thị Huyền Trân Phân loại tập hướng dẫn học sinh giải tập định lượng phần “Dao động học - vật lý 12” k = 20 (rad/s) m Tần số góc lị xo:   cos   l  2  =>  = => t nén  = (s) A  30 2  = (s)  10 Chu kì dao động: T = Vậy thời gian dãn chu kì là: Δtdãn = T – tnén =  (s) 15 CHỦ ĐỀ 3: CON LẮC ĐƠN 3.1 Dạng 1: Xác định vận tốc lực căng dây lắc đơn 3.1.1 Phương pháp chung l 0  T -A A Fkv Px P Hình 2.19 * Vận tốc: Từ cơng thức tính năng: mv max mv W = mgl (1 - cos ) + = mgl (1 – cos  ) = suy ra: 2 v  2gl (cos   cos  )  v max  2gl(1  cos  ) * Lực căng dây: GVHD: Bùi Quốc Bảo 46 SVTH: Huỳnh Thị Huyền Trân Phân loại tập hướng dẫn học sinh giải tập định lượng phần “Dao động học - vật lý 12” VTB : Tmin  mg cos   T = mg (3cos - cos  ) => VTCB : Tmax  mg (3  cos  ) 3.1.2 Hướng dẫn HS giải số tốn điển hình Bài 1: Một lắc đơn có chiều dài 0,4 m khối lượng 200 g Lấy g = 10 m/s2; bỏ qua ma sát Kéo lắc để dây treo lệch góc 600 so với phương thẳng đứng buông nhẹ Khi lực căng dây N, tìm tốc độ vật * Tóm tắt tốn l = 0,4 m m = 200 g = 0,2 kg g = 10 m/s2  = 600 T=4N Tìm: v = ? (m/s) * Tiến trình hướng dẫn HS thiết lập mối quan hệ Hoạt động GV Hoạt động HS - Bài tốn u cầu gì? - Tìm v - Làm để giải yêu cầu trên? - Dùng CT: v  2gl(cos   cos  ) - Muốn cần tìm đại lượng nào? - Cần tìm cos  - Dựa vào kiện để tìm cos  ? - Dựa vào T, m, g,  T = mg (3cos - cos  )suy cos  * Lược giải kết Tìm  : T = mg (3cos - cos  ) => cos  = Vận tốc cần tìm là: v  2gl(cos   cos  ) = (m/s) Bài 2: (ĐH-2011) Một lắc đơn dao động điều hịa với biên độ góc  nơi có gia tốc trọng trường g Biết lực căng dây lớn 1,02 lần lực căng dây nhỏ Tìm giá trị  * Tóm tắt tốn Tmax/Tmin = 1,02 Tìm:  = ? * Tiến trình hướng dẫn HS thiết lập mối quan hệ GVHD: Bùi Quốc Bảo 47 SVTH: Huỳnh Thị Huyền Trân Phân loại tập hướng dẫn học sinh giải tập định lượng phần “Dao động học - vật lý 12” Hoạt động GV Hoạt động HS - Tìm  - Bài tốn u cầu gì? - Dựa vào kiện để giải yêu - Dựa vào kiện: Tmax /Tmin = 1,02 (1) cầu trên? - Thế Tmax = mg (3- 2cos  ) - Làm để tìm  ? Tmin = mgcos  vào (1) giải suy  * Lược giải kết Theo đề bài: Tmax /Tmin = 1,02 mg (3  cos  ) 150 = 1,02 => cos  = 151 mg cos    6,60 3.2 Dạng 2: Bài tốn liên hệ chu kì lắc đơn chiều dài lắc 3.2.1 Phương pháp chung a) Cắt ghép chiều dài lắc đơn Tại nơi lắc đơn chiều dài l1 có chu kỳ T1, lắc đơn chiều dài l2 có chu kỳ T2 Con lắc đơn chiều dài l1  l2 có chu kỳ T T = T12  T22 b) Tỉ số số dao động, chu kì, tần số chiều dài Trong khoảng thời gian lắc có chiều dài l1 thực n1 dao động, lắc l2 thực n2 dao động Ta có: n1T1 = n2T2 n T l f hay    n T1 l1 f 3.2.2 Hướng dẫn HS giải số tốn điển hình Bài 1: Ở nơi Trái Đất lắc đơn có chiều dài l1 dao động với chu kỳ T1 = s, chiều dài l2 dao động với chu kỳ T2 = 1,5 s Tính chu kỳ dao động lắc đơn có chiều dài l1 + l2 10 * Tóm tắt toán l1 => T1 = s l2 => T2 = 1,5 s l = l1 + l2 => T = ? (s) * Tiến trình hướng dẫn HS thiết lập mối quan hệ Hoạt động GV Hoạt động HS - Bài toán cho biết kiện nào? GVHD: Bùi Quốc Bảo - l1 => T1 = s 48 SVTH: Huỳnh Thị Huyền Trân Phân loại tập hướng dẫn học sinh giải tập định lượng phần “Dao động học - vật lý 12” l2 => T2 = 1,5 s - Bài tốn u cầu gì? - Tìm T l = l1 + l2 - Đại lượng cần tìm kiện - T = tốn có mối liên hệ nào? T12  T22 * Lược giải kết Ta có: l1 => T1 = s l2 => T2 = 1,5 s Chu kì lắc cần tìm là: T = T12  T22 = 2,5 (s) Bài 2: Trong khoảng thời gian t, lắc có chiều dài l thực 12 dao động Nếu giảm chiều dài lắc 16cm khoảng thời gian t trên, lắc thực 20 dao động Tìm chiều dài lắc 8 * Tóm tắt tốn l1 = l => n1 = 12 dđ l2 = l – 16 (cm) => n2 = 20 dđ Tìm: l =? (cm) * Tiến trình hướng dẫn HS thiết lập mối quan hệ Hoạt động GV - Bài toán cho biết kiện nào? Hoạt động HS - l1 = l => n1 = 12 dđ l2 = l – 16 => n2 = 20 dđ - Bài tốn u cầu gì? - Tìm l - Đại lượng cần tìm kiện n T l -   (1) toán có mối liên hệ nào? n T1 l1 - Làm để tìm l? - Thế l1 = l l2 = l – 16 vào (1) giải phương trình tìm l * Lược giải kết Ta có: n T2 l   (1) n T1 l1 với l1 = l , n1 = 12 dđ l2 = l – 16, n2 = 20 dđ (1) l  16 12 = => l = 25(cm) l 20 Vậy chiều dài dây cần tìm 25 cm 3.3 Dạng 3: Khảo sát dao động lắc đơn bị vướng dây GVHD: Bùi Quốc Bảo 49 SVTH: Huỳnh Thị Huyền Trân Phân loại tập hướng dẫn học sinh giải tập định lượng phần “Dao động học - vật lý 12” 3.3.1 Phương pháp chung Một lắc đơn bị vướng dây hình vẽ (Hình 2.20a) 0 l T T1 Hình 2.20a: Con lắc bị vướng đinh Nửa chu kì bên phải lắc dao động với chu kì T = 2 động với chu kì T1 = 2 l , nửa chu kì bên trái lắc dao g l1 Vậy lắc đơn bị vướng dây dao động với ch kì T’ = g l T T1 l  =  2 g g 3.3.2 Hướng dẫn HS giải số tốn điển hình Bài 1: Một lắc đơn có chiều dài dây l, dao động điều hịa với chu kì T Tại vị trí lắc thẳng đứng người ta có đóng đinh trung điểm sợi dây Khi chu kì T’ lắc bao nhiêu? * Tóm tắt tốn hình vẽ 0 l l’=l/2 T1 T Hình 2.20b: Con lắc bị vướng đinh GVHD: Bùi Quốc Bảo 50 SVTH: Huỳnh Thị Huyền Trân Phân loại tập hướng dẫn học sinh giải tập định lượng phần “Dao động học - vật lý 12” T’ = ? T * Tiến trình hướng dẫn HS thiết lập mối quan hệ Hoạt động GV Hoạt động HS - Con lắc bị vướng dây trung điểm - Bài toán cho biết kiện nào? l1 = l/2 - Bài toán yêu cầu gì? - Tìm T’ - Đại lượng cần tìm kiện tốn có - Chu kì tổng nửa chu kì lúc mối liên hệ với nhau? đầu nửa chu kì lắc có chiều dài l1 = l/2 - Từ mối quan hệ suy cách tìm - T’ = T  T1 =  l   l1 T’ 2 g g * Lược giải kết Tìm T1: Chu kì lắc có chiều dài l1 = l/2: T1 =  l1 T = g Chu kì lắc bị vướng dây: T’ = T T1 T 2 T  =  = T 2 2 Bài 2: Một lắc đơn có chiều dài dây l, dao động điều hịa với chu kì T = s Khi qua vị trí thẳng đứng lắc bị vướng đinh điểm A dao động với chu kì T’ = 1,5 s Xác định vị trí điểm A * Tóm tắt tốn hình vẽ 0 l A l1 T1 T Hình 2.20c:Con lắc bị vướng đinh GVHD: Bùi Quốc Bảo 51 SVTH: Huỳnh Thị Huyền Trân Phân loại tập hướng dẫn học sinh giải tập định lượng phần “Dao động học - vật lý 12” Xác định vị trí A * Tiến trình hướng dẫn HS thiết lập mối quan hệ Hoạt động GV Hoạt động HS - Bài toán cho biết kiện - Con lắc vướng đinh A: T = s nào?kkkkk T’ = 1,5 s - Xác định vị trí A - Bài tốn u cầu gì? Làm để xác định - Tìm l1 lắc sau bị vướng đinh A cách vị trí treo vật đoạn l1 A?lllllljjjjjjlll - - Cần xác định T1: T1 =  - Làm để tìm l1 ?llllllllllllll - T1 có mối liên hệ với T T kiện cho? - T’ =  2 l1 g * Lược giải kết Tìm T1: T’ = T T1  => T1 = (s) 2 Tìm l1: T1 =  l1 => l1 = (m) g Vậy A cách vị trí treo vật đoạn m 3.4 Dạng 4: Khảo sát dao động lắc đơn có thêm tác dụng lực điện trường 3.4.1 Phương pháp chung Khi lắc đơn mang điện tích đặt điện trường có vectơ cường độ điện trường     E chịu tác dụng trọng lực P lực điện trường F = qE Hợp hai lực    kí hiệu P'  P  F gọi trọng lực biểu kiến Lúc lắc đơn dao động l với chu kì T’ = 2 Tìm g’ ta xét hai trường hợp sau: g'  a) Trường hợp E hướng thẳng đứng  Trong trường hợp này, để biết chiều F ta cần xét dấu điện tích q lắc Nếu:   + q > F  E (Hình 2.18a, c)   + q < F  E (Hình 2.18b, d) GVHD: Bùi Quốc Bảo 52 SVTH: Huỳnh Thị Huyền Trân Phân loại tập hướng dẫn học sinh giải tập định lượng phần “Dao động học - vật lý 12” E E Fđ q>0 q g’ = g + m   qE + F  P (Hình 2.21b, c) P’ = P - F => g’ = g m  b) Trường hợp E nằm ngang GVHD: Bùi Quốc Bảo 53 SVTH: Huỳnh Thị Huyền Trân Phân loại tập hướng dẫn học sinh giải tập định lượng phần “Dao động học - vật lý 12”   Trong trường hợp này, ta không cần xét dấu q F ln ln vng góc với P (Hình 2.22) E Fđ P P’ Hình 2.22: Con lắc đơn chịu tác dụng lực điện trường nằm ngang   Vì F  P , nên:  qE  P'  P  F => g'  g    m   3.4.2 Hướng dẫn HS giải số tốn điển hình Bài 1: Một lắc đơn có chiều dài l = m, khối lượng m = 50 g Con lắc tích điện  q = -2.10-5 C, dao động nơi có g = 9,86 m/s2 Đặt lắc vào điện trường E có phương thẳng đứng hướng xuống độ lớn 2500 V/m Tính chu kì dao động lắc * Tóm tắt tốn l=1m m = 50 g = 0,05 kg1 q = -2.10-5 C g = 9,86 m/s2 E = 2500 V/m Tìm: T’ = ? (s) * Tiến trình hướng dẫn HS thiết lập mối quan hệ Hoạt động GV GVHD: Bùi Quốc Bảo Hoạt động HS 54 SVTH: Huỳnh Thị Huyền Trân Phân loại tập hướng dẫn học sinh giải tập định lượng phần “Dao động học - vật lý 12” - Tìm chu kì lắc đặt điện trường thẳng đứng - Bài toán yêu cầu gì? Để giải yêu cầu phải dùng CT - Dùng CT: T’ = 2 l Trước tiên nào? g' - Muốn cần xác định đại lượng nào? - Xác định g’   - Vẽ hình, xác định chiều F P Dựa vào hình vẽ tính g’ Nếu: - Làm nào để xác định g’?   qE + F  P => g’ = g + m   qE + F  P => g’ = g m * Lược giải kết Vẽ hình: E Fđ q g’ = g = 8,86 (m/s2) m Chu kì lắc cần tìm là: T’ = 2 l  2,11 (s) g' Bài 2: Một lắc đơn gồm cầu kim loại có khối lượng m= 100 g treo vào sợi dây dài l = 0,5 m, nơi có g = 10 m/s2 Tích điện cho cầu điện tích q = + 10-4 C cho dao động trọng điện trường có phương ngang có cường độ E = 50 V/cm Hãy tìm chu kì dao động lắc 9 * Tóm tắt tốn GVHD: Bùi Quốc Bảo 55 SVTH: Huỳnh Thị Huyền Trân Phân loại tập hướng dẫn học sinh giải tập định lượng phần “Dao động học - vật lý 12” m = 100 g = 0,1 kg l = 0,5 m q = + 10-4 C g = 10 m/s2 E = 50 V/cm = 5000 V/m Tìm: T’ = ? (s) * Tiến trình hướng dẫn HS thiết lập mối quan hệ Hoạt động GV Hoạt động HS - Tìm chu kì lắc đặt điện trường có phương ngang - Bài tốn yêu cầu gì? Để giải yêu cầu phải dùng CT - Dùng CT: T’ = 2 l Trước tiên nào? g' - Muốn cần xác định đại lượng nào? - Xác định g’ - Làm nào để xác định g’? - Vẽ hình xác định phương chiều   F P    qE  F  P => g'  g    m   * Lược giải kết Vẽ hình: E Fđ P’ P Hình 2.24 GVHD: Bùi Quốc Bảo 56 SVTH: Huỳnh Thị Huyền Trân Phân loại tập hướng dẫn học sinh giải tập định lượng phần “Dao động học - vật lý 12”    qE  = 5 (m/s2) Vì F  P => g'  g     m  Chu kì lắc cần tìm là: T’ = 2 GVHD: Bùi Quốc Bảo l  1,33 (s) g' 57 SVTH: Huỳnh Thị Huyền Trân Phân loại tập hướng dẫn học sinh giải tập định lượng phần “Dao động học - vật lý 12” PHẦN KẾT LUẬN Kết đề tài Khi hồn thành xong đề tài, tơi thu kết sau: - Tìm hiểu nét chung sở lý luận hoạt động giải tập vật lý phổ thông - Hệ thống nội dung kiến thức chương “Dao động học” - Phân loại thành công hệ thống tập chương “Dao động học” Gồm chủ đề: Dao động điều hòa, lắc đơn lắc lò xo với 14 dạng tập - Xây dựng tiến trình hướng dẫn học sinh giải dạng tập phân loại Mong với kết đạt góp phần nhỏ vào việc bồi dưỡng công tác chuyên môn cho giáo viên phổ thơng thân để phục vụ công tác giảng dạy sau Đồng thời góp phần giúp học sinh dễ dàng việc học tập ôn luyện tốt cho chương “Dao động học” Những tồn hướng khắc phục - Vì lí khác như: kiến thức thân chưa đủ sâu rộng, chưa có nhiều kinh nghiệm công tác giảng dạy thực tế nên luận văn tơi trình bày chủ đề với 14 dạng tập, cịn thiếu sót số chủ đề đưa số dạng tập chủ đề Bên cạnh đó, chưa có nhiều kinh nghiệm giáo viên lâu năm nên vài chỗ việc lập hệ thống câu hỏi hướng dẫn HS giải tập chưa đủ để dẫn dắt HS giải vấn đề Để khắc phục tồn này, tiếp tục trau dồi kiến thức chuyên môn học hỏi kinh nghiệm từ thầy bạn bè để hồn thiện việc phân loại hướng dẫn HS giải tập định lượng, không dừng lại chương “Dao động học” mà mở rộng cho tất chương khác chương trình vật lý phổ thông GVHD: Bùi Quốc Bảo 58 SVTH: Huỳnh Thị Huyền Trân Phân loại tập hướng dẫn học sinh giải tập định lượng phần “Dao động học - vật lý 12” TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 Bùi Quốc Bảo - Đại học Cần Thơ, Giáo trình Phương pháp dạy tập vật lý phổ thông - ( 2004) 2Phạm Thị Phương – Luận văn Thạc sĩ Khoa học giáo dục – (2010) 3 Trang web: http://c3tanhlinh.blogtiengviet.net/2008/09/25/vai_tra_carba_ba_i_taonp_trong_ma_n_h ar_ 4 Trang web: http://tailieu.vn/doc/khoa-luan-tot-nghiep-nganh-vat-ly-phan-loai-va-phuong-phap-giaibai-tap-dien-dong-luc-vi-mo 681067.html 5 Nguyễn Lâm Đức Huy – SV ngành SP Lý Khóa 35 - Luận văn “Hướng dẫn HS giải tập theo PPPT PPTH phần Các định luật bảo toàn” – (2013) 6 Nguyễn Thế Khôi (tổng chủ biên): Sách giáo khoa Vật lý 12 nâng cao Nxb Giáo dục Việt Nam – (2008) 7 Hoàng Danh Tài - Các dạng tập phương pháp giải Động lực học vật rắn – Dao động học (Vật lý 12) – Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội - (2012) 8 Chu Văn Biên - Bổ trợ kiến thức luyện thi ĐH kênh VTV2 – Vật lý – Phần I: Dao động – Nxb Tổng hợp TP.HCM - (2014) 9 Vũ Đình Hồng - 41 Chun đề luyện thi ĐH – Vật lý – (2015) 10 Trang web: http://hocmai.vn/file.php/236/Tai_lieu_tham_khao/On_tap_dao_dong_co_phan_3_Dap_ an.pdf GVHD: Bùi Quốc Bảo SVTH: Huỳnh Thị Huyền Trân ... Thị Huyền Trân Phân loại tập hướng dẫn học sinh giải tập định lượng phần ? ?Dao động học - vật lý 12? ?? Phân loại tập hướng dẫn học sinh giải tập định lượng phần ? ?Dao động học - vật lý 12? ?? MỤC LỤC PHẦN... kiểu hướng dẫn học sinh giải tập vật lý CHƯƠNG II: PHÂN LOẠI & HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG DAO ĐỘNG CƠ HỌC 10 II.1 NỘI DUNG KIẾN THỨC CĂN BẢN CỦA CHƯƠNG DAO ĐỘNG CƠ HỌC... học - Phân tích q trình giải tập vật lý để hướng dẫn HS giải tập - Phân loại hệ thống tập vật lý phần dao động học - vật lý 12 - Hướng dẫn HS học sinh giải dạng tập phân loại NHIỆM VỤ NGHIỆN CỨU