SKKN chuyên đề quang hình học bồi dưỡng học sinh giỏi môn vật lý bậc THCS

25 3 0
  • Loading ...
1/25 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 20/11/2019, 08:37

PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO QUẢNG XƯƠNG TRƯỜNG THCS NGUYỄN DU SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM TÊN ĐỀ TÀI CHUYÊN ĐỀ QUANG HÌNH HỌC BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MƠN VẬT LÝ BẬC TRUNG HỌC CƠ SỞ Người thực hiện: Phạm Quốc Ký Chức vụ: Phó Hiệu trưởng Đơn vị công tác: Trường THCS Nguyễn Du SKKN thuộc lĩnh vực (môn): Vật lý QUẢNG XƯƠNG NĂM 2019 Mở đầu MỤC LỤC 1.1 Lí chọn đề tài 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Đối tượng nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu 2 Nội dung sáng kiến kinh nghiệm 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 2.3 Các SKKN sử dụng để giải vấn đề 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường1 Kết luận, kiến nghị 21 21 I MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài Từ xa xưa ơng cha ta có câu “Hiền tài ngun khí quốc gia” dường trở thành kim nam cho đường phát triển đất nước Thực tế lịch sử phát triển xã hội lồi người nói chung lịch sử dân tộc Việt Nam nói riêng khẳng định vai trò “người tài” Họ lực lượng khởi đầu cho phát triển kinh tế - xã hội, đem đến cho quốc gia văn minh, tiến không ngừng Ngày nay, thời kỳ công nghiệp hóa - đại hóa đất nước, kinh tế tri thức, vai trò “người tài” tăng lên gấp bội Chính thế, bồi dưỡng học sinh giỏi bước để phát hiện, nuôi dưỡng đào tạo nhân tài cho đất nước, nhiệm vụ quan trọng ngành giáo dục Bồi dưỡng học sinh giỏi nói chung bồi dưỡng học sinh giỏi mơn Vật lý bậc THCS nói riêng nhiệm vụ nặng nề giáo viên vật lý Bởi mơn vật lý cấp THCS chủ yếu trang bị cho học sinh kiên thức vật lý, khai niệm, tượng ban đầu chưa nghiên cứu sâu vào chất vật lý Tuy nhiên chương trình bồi dưỡng hoc sinh giỏi lại mức độ cao hẳn xa vời so với chương trình sách giáo khoa, chương trình chủ yếu tốn nâng cao cấp THPT Chính mà học sinh giỏi nưng em tiếp thu khó khăn Hiên chưa có tài liệu thống nội dung bồi dưỡng học sinh giỏi chun đề Quang hình học mơn Vật lý THCS, giáo viên dạy đội tuyển phải tìm tòi nhiều tài liệu xếp lại thành hệ thống, điều nhiều thời gian phụ thuộc nhiều vào lực giáo viên Xuất phát từ lý trên, sau nhiều năm làm công tác bối dưỡng học sinh giỏi môn vật lý dự thi cấp huyện cấp tỉnh Năm 2008 biên soạn tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi, chuyên đề Quang học triển khai đến toàn giáo viên dạy vật lý huyện Quảng Xương Ngồi vào ngày 14/ 11/ 2008 tơi đưa lên trang Thư viện trực tuyến Violet theo địa chỉ: https://giaoan.violet.vn/present/de-cuong-bdhsg-li-thcs365372.html, đến có 338 lượt tải nhiều đồng nghiệp chia diễn đàn, websize khác Các đồng nghiệp áp dụng tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi đánh giá có hiệu Tiếp nối thành cơng cộng với tích lũy kinh nghiệm từ đến tổng hợp lại thành hệ thống để giáo viên dễ áp dụng cững bổ sung thêm nhiều tập nhiều thí dụ minh họa vào đề tài Với lý tơi xin trình bày “Chuyên đề Quang hình học bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lý bậc THCS” để đồng nghiệp tham khảo Do giới hạn khuôn khổ sáng kiện kinh nghiệm không 20 trang nên đề tài dừng lại dạng tập truyền thẳng ánh sáng phần gương phẳng mà Đề tài sau tơi trình bày phần thấu kính 1.2 Mục đích nghiên cứu Trên sở nghiên cứu lý luận thực tiễn, sáng kiến kinh nghiệm phân loại dạng tập phần quang hình học, đề xuất phương pháp giải tiêu biểu để giáo viên dạy bồi dưỡng học sinh giỏi có định hướng phương pháp bồi dưỡng chuyên đề này, từ nâng cao chất lượng hiệu công tác bồi dưỡng học sinh giỏi 1.3 Đối tượng nghiên cứu Chuyên đề Quang hình học bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lý trung học sở 1.4 Phương pháp nghiên cứu Sử dụng phương pháp như: Phương pháp phân tích tổng hợp lí thuyết; Phương pháp phân loại, hệ thống hóa lí thuyết , từ tổng hợp thành kinh nghiệm II NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm Việc hình thành kiến thức vật lý nâng cao phải thỏa mãn yêu cầu sau: - Đảm bảo tính xác, tính khoa học tính logic kiến thức - Đảm bảo tính hệ thống, tính quy luật nhận thức - Đảm bảo cho HS tham gia q trình tái tạo lại kiến thức - Đảm bảo việc hình thành kỹ suy luận, kỹ nhận dạng để xác định hướng phân tích tốn: Chính lẽ mà người giáo viên phải tìm tòi biện pháp hữu hiệu để q trình giáo dục đạt hiệu cao 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm Với trách nhiệm người thường xuyên bồi dưỡng đội tuyển vật lý huyện tham gia kỳ thi HSG cấp tỉnh nên đối tượng học sinh em phát bồi dưỡng trường toàn huyện tập trung trường nên đa phần em học sinh có tố chất thơng minh, có tinh thần say mê học tập có khát vọng chinh phục đỉnh cao tri thức nhân loại, điều kiện thuận lợi Tuy nhiên đa số em lại chưa có kỹ cách giải dạng tập phần điện lâu đa số em giải nững tập với mạch điện đơn mạch nối, song song mạch hỗn hợp đơn giản Do gặp tốn mạch điện phức tạp em khơng có đường lối để suy nghĩ 2.3 Các sáng kiến kinh nghiệm sử dụng để giải vấn đề Để có chất lượng bồi dưỡng HSG phần quang hình học trước hết ta phải trang bị đầy đủ kiến thức trọng tâm sau phân loại thành chuyên đề sau: Chuyên đề 1: Dạng tập vận dụng truyền thẳng ánh sáng Chuyên đề 2: Dạng tập vẽ đường tia sáng qua gương phẳng, ảnh vật qua gương phẳng Chuyên đề 3: Dạng tập xác định số ảnh, vị trí vật qua gương phẳng Chuyên đề 4: Dạng tập xác định thị trường gương phẳng Chuyên đề 5: Dạng tập tính số đo góc 1- Toám tắt lý thuyết 1.1/ Khái niệm bản: - Ta nhận biết ánh sáng có ánh sáng vào mắt ta - Ta nhìn thấy vật có ánh sáng từ vật mang đến mắt ta Ánh sáng vật tự phát (Nguồn sáng) hắt lại ánh sáng chiếu vào Các vật gọi vật sáng - Trong môi trường suốt đồng tính ánh sáng truyền theo đường thẳng - Đường truyền ánh sáng biểu diễn đường thẳng có hướng gọi tia sáng - Nếu nguồn sáng có kích thước nhỏ, sau vật chắn sáng có vùng tối - Nếu nguồn sáng có kích thước lớn, sau vật chắn sáng có vùng tối vùng nửa tối 1.2/ Sự phản xạ ánh sáng - Định luật phản xạ ánh sáng + Tia phản xạ nằm mặt phẳng chứa tia tới đường pháp tuyến với gương điểm tới + Góc phản xạ góc tới - Nếu đặt vật trước gương phẳng ta quan sát ảnh vật gương + Ảnh gương phẳng ảnh ảo, lớn vật, đối xứng với vật qua gương + Vùng quan sát vùng chứa vật nằm trước gương mà ta thấy ảnh vật nhìn vào gương + Vùng quan sát phụ thuộc vào kích thước gương vị trí đặt mắt – Phân loại chuyên đề Chuyên đề 1: Dạng tập vận dụng truyền thẳng ánh sáng Phương pháp giải: Dựa định luật truyền thẳng ánh sáng Thí dụ minh họa Thí dụ 1: Một điểm sáng đặt cách khoảng 2m, điểm sáng người ta đặt đĩa chắn sáng hình tròn cho đĩa song song với điểm sáng nằm trục qua tâm vuông góc với đĩa a) Tìm đường kính bóng đen in biết đường kính đĩa d = 20cm đĩa cách điểm sáng 50 cm b) Cần di chuyển đĩa theo phương vng góc với đoạn bao nhiêu, theo chiều để đường kính bóng đen giảm nửa? c) Biết đĩa di chuyển với vận tốc v= 2m/s Tìm vận tốc thay đổi đường kính bóng đen d) Giữ ngun vị trí đĩa câu b thay điểm sáng vật sáng hình cầu đường kính d1 = 8cm Tìm vị trí đặt vật sáng để đường kính bóng đen câu a Tìm diện tích vùng nửa tối xung quanh bóng đen? A' Lời giải A I S B A1 A2 I1 B1 I' B2 B' a) Gọi AB, A’B’ đường kính đĩa bóng đen Theo định lý Talet ta có: AB SI AB.SI ' 20.200 = Þ A' B ' = = =80cm A ' B ' SI ' SI 50 b) Gọi A2, B2 trung điểm I’A’ I’B’ Để đường kính bóng đen giảm nửa(tức A2B2) đĩa AB phải nằm vị trí A1B1 Vì đĩa AB phải dịch chuyển phía Theo định lý Talet ta có : A1 B1 SI1 AB 20 = Þ SI1 = 1 SI ' = 200 =100cm A2 B2 SI ' A2 B2 40 Vậy cần dịch chuyển đĩa đoạn II1 = SI1 – SI = 100-50 = 50 cm c) Thời gian để đĩa quãng đường I I1 là: t = s 0,5 II = = = 0,25 s v v Tốc độ thay đổi đường kính bóng đen là: v’ = 0,8 - 0, A¢B¢- A B2 = 0, 25 = 1,6m/s t d) Gọi CD đường kính vật sáng, O tâm Ta có: MI A3 B3 20 MI = = = ị = MI  AÂB 80 MI +I I ¢ MO CD => MI3 = 2 I I ¢ 100 = cm 3 100 40 Mặt khác MI = A B =20 =5 Þ MO =5 MI =5 ´ = cm 3 A2 A’ C M O D => OI3 = MI3 – MO = A3 I3 I’ B3 B’ 100 40 60 = =20cm 3 B2 Vậy đặt vật sáng cách đĩa khoảng 20 cm A ) =3,14(802 - 402 ) » 15080cm - Diện tích vùng nửa tối S = p( I ¢A22 - I ¢¢ Thí dụ 2: Một ngường cao 1,7 m với vận tốc v = m/s tiến lại gần chân cột đèn Tại thời điểm ban đầu bóng đen người mặt đường dài l = 1,8 m, sau s chiều dài bóng đen lại l = 1,3 m Hãy xác định độ cao bóng đèn so với mặt đất S Lời giải Xét hai tam giác đồng dạng SB’B’’ SA’A’’ suy B’B’’/A’A’’ = SB/SH vt Hay vt +l - l = ( 1) SH - BH SH Thay số ta có SH = 8,5 m B’ B’’ B l2 l1 H A’ A’’ L S T R Thí dụ 3: Người ta dự định mắc bóng đèn tròn góc trần nhà hình vng, cạnh m quạt trần H trần nhà, quạt trần có sải cánh 0,8 m (khoảng cách từ trục đến đầu cánh), biết trần nhà cao 3,2 m tính từ mặt sàn Hãy C tính tốn thiết kế cách treo quạt trần để quạt quay, khơng có điểm mặt sàn loang loáng S3 A O B I D Lời giải Để quạt quay, không điểm sàn sáng loang lống bóng đầu mút cánh quạt in tường tối đa đến chân tường C,D nhà hình hộp vng, ta xét trường hợp cho bóng, lại tương tự Gọi L đường chéo trần nhà L = = 5,7 m Khoảng cách từ bóng đèn đến góc chân tường đối diện: S1D = H - L2 = (3, 2) +(4 2) =6,5 m (T điểm treo, O tâm quay quạt) A,B đầu mút cánh quạt quay H 3, 2.0,8 = =0, 45m Xét DS1IS3 ta có AB =OI Þ OI = AB ´ IT = S1S3 IT S1S3 L 5, R Khoảng cách từ quạt đến điểm treo: OT = IT – OI = 1,6 – 0,45 = 1,15 m Vậy quạt phải treo cách trần nhà tối đa 1,15 m BÀI TẬP THAM KHẢO: 1/ Một điểm sáng S cách khoảng cách SH = 1m Tại trung điểm M SH người ta đặt bìa hình tròn, vng góc với SH a- Tính bán kính vùng tối bán kính bìa R = 10 cm b- Thay điểm sáng S hình sáng hình cầu có bán kính R = 2cm Tìm bán kính vùng tối vùng nửa tối Đs: a) 20 cm b) Vùng tối: 18 cm; Vùng nửa tối: cm 2/ Một người có chiều cao h, đứng đèn treo độ cao H (H > h) Người bước với vận tốc v Hãy xác định chuyển động bóng đỉnh đầu in mặt đất ĐS: V = H ´v H-h Chuyên đề 2: Dạng tập vẽ đường tia sáng qua gương phẳng, ảnh vật qua gương phẳng Phương pháp giải: - Dựa vào định luật phản xạ ánh sáng + Tia phản xạ nằm mặt phẳng chứa tia tới pháp tuyến điểm tới + Góc phản xạ góc tới - Dựa vào tính chất ảnh vật qua gương phẳng: + Tia phản xạ có đường kéo dài qua ảnh điểm sáng phát tia tới S I J S’ Thí dụ 1: Hai bạn Nam Hải ngồi bè xuôi theo dòng sơng vào đêm trăng sáng quan sát ảnh Mặt trăng mặt sông Nam cho rằng: ảnh mặt trăng chuyển động "trơi" theo bè, Hải lại cho rằng: mặt trăng có nhiều ảnh nên chỗ nhìn thấy Theo bạn, bạn giải thích ảnh mặt trăng luôn bên cạnh Nam Hải ? Lời giải + Do mặt trăng xa nên chùm A'S' mặt trăng chiếu tới mặt đất chùm song song Do chùm phản xạ song song + Ảnh mặt trăng gương phẳng "Mặt nước" + Người đứng vị trí khác thấy ảnh mặt trăng chùm tia sáng hẹp khác phản xạ tới mắt + Vì khơng phải nhiều ảnh, ảnh di chuyển mà trình di chuyển người quan sát chùm tia sáng chiếu tới mắt chùm tia phản xạ vị trí khác mà thơi Thí dụ 2: Cho gương phẳng M N có hợp với góc α có mặt phản xạ hướng vào A, B hai điểm nằm khoảng gương Hãy trình bày cách vẽ đường tia sáng từ A phản xạ gương M, N truyền đến B trường hợp sau: a) α góc nhọn b) α lầ góc tù c) Nêu điều kiện để phép vẽ thực Lời giải a,b) Gọi A’ ảnh A qua M, B’ ảnh B qua N (M) A’ (M) A I A A’ B B I O J (N) O J (N) B’ Tia phản xạ từ I qua (M) phải có đường kéo dài qua A’ Để tia phản xạ qua B’ (N) J qua điểm B tia tới J phải có đường kéo dài qua B’ Từ hai trường hợp A’ α ta có cách vẽ sau: - Dựng ảnh A’ A qua (M) xứng A qua (M) (A’ đối - Dựng ảnh B’ B qua (N) xứng B qua (N) (B’ đối - Nối A’B’ cắt (M) (N) I J I O (Chú ý: Đối với toán dạng ta có cách vẽ khác là: - Dựng ảnh A’ A qua (M) - Dựng ảnh A’’ A’ qua (N) - Nối A’’B cắt (N) J - Nối JA’ cắt (M) I - Tia AIJB tia cần vẽ B J - Tia A IJB tia cần vẽ c) Đối với hai điểm A, B cho trước Bài toán vẽ A’B’ cắt hai gương (M) và(N) A A’’ Thí dụ 3: Hai gương phẳng (M) (N) đặt song song quay mặt phản xạ vào cách khoảng AB = d Trên đoạn thẳng AB có đặt điểm sáng S cách gương (M) đoạn SA = a Xét điểm O nằm đường thẳng qua S vng góc với AB có khoảng cách OS = h a) Vẽ đường tia sáng xuất phát từ S phản xạ gương (N) I truyền qua O b) Vẽ đường tia sáng xuất phát từ S phản xạ gương (N) H, gương (M) K truyền qua O c) Tính khoảng cách từ I, K, H tới AB Lời giải a) Vẽ đường tia SIO - Vì tia phản xạ từ IO phải có đường kéo dài qua S’ (là ảnh S qua (N) - Cách vẽ: Lấy S’ đối xứng với S qua (N) Nối S’O’ cắt (N) I Tia SIO tia sáng cần vẽ b) Vẽ đường tia sáng SHKO - Đối với gương (N) tia phản xạ HK phải có đường kéo dài qua ảnh S’ S qua (N) - Đối với gương (M) để tia phản xạ từ KO qua O tia tới HK phải có đường kéo dài qua ảnh O’ O qua (M) Vì ta có cách vẽ: - Lấy S’ đối xứng với S qua (N); O’ đối xứng với O qua (M) Nối O’S’ cắt (N) H cắt (M) K Tia SHKO tia cần vẽ c) Tính IB, HB, KA Vì IB đường trung bình DSS’O nên IB = OS h = 2 Vì HB //O’C => HB BS ' BS ' d-a = O ' C = h => HB = O 'C S 'C S 'C 2d Vì BH // AK => HB S ¢B S ¢A (2d - a ) (d - a) 2d - a = Þ AK = HB = h = h ¢ ¢ AK S A SB d-a 2d 2d Thí dụ 4: Bốn gương phẳng G1, G2, G3, G4 quay mặt sáng vào làm thành mặt bên hình hộp chữ nhật Chính gương G1 có lỗ nhỏ A a Vẽ đường tia sáng (trên mặt phẳng giấy vẽ) từ vào lỗ A sau phản xạ gương G2 ; G3; G4 lại qua lỗ A ngồi (G4) A (G1) (G3) (G2) b Tính đường tia sáng trường hợp nói Quãng đường có phụ thuộc vào vị trí lỗ A hay không? Lời giải a) Vẽ đường tia sáng - Tia tới G2 AI1 cho tia phản xạ I1I2 có đường kéo dài qua A2 (là ảnh A qua G2) -Tia tới G3 I1I2 cho tia phản xạ I2I3 có đường kéo dài qua A4(là ảnh A2 qua G3) -Tia tới G4 I2I3 cho tia phản xạ I3A có đường kéo dài qua A6(là ảnh A4 qua G4) Mặt khác để tia phản xạ I 3A qua điểm A tia tới I 2I3 phải có đường kéo dài qua A3 (là ảnh A qua G4) Muốn tia I2I3 có đường kéo dài qua A3 tia tới gương G3 I1I2 phải có đường kéo dài qua A5 (là A6 ảnh A3 qua G3) Cách vẽ: Lấy A2 đối xứng với A qua G2; A3 đối xứng với A qua G4 A3 A5 Lấy A4 đối xứng với A2 qua G3; A6 Đối xứng với A4 qua G4 I3 Lấy A5 đối xứng với A3 qua G3 A Nối A2A5 cắt G2 G3 I1, I2 Nối A3A4 cắt G3 G4 I2, I3, tia AI1I2I3A tia cần vẽ I2 I1 A4 A2 b) Do tính chất đối xứng nên tổng đường tia sáng hai lần đường chéo hình chữ nhật Đường khơng phụ thuộc vào vị trí điểm A G1 Thí dụ 5: Hai gương phẳng ghép quay mặt phản xạ vào với tạo với góc nhị diện nhỏ  Một tia sáng SI nằm mặt phẳng vng góc với cạnh chung nhị diện tới hai gương với góc tới i1 Hình 1) Hỏi sau lần phản xạ vào hai gương tia sáng phản xạ ngồi ? Áp dụng cho trường hợp i = 800 ỏ = 150 i1 α Lời giải Ta dễ dàng chứng minh góc tới lần thứ k có giá trị ik =  + ik+1 hay i1= k + ik+1 Nếu ik+1 >  tiếp tục phản xạ vào, ik+1 <  phản xạ , ik+1=  phản xạ ngược lại đường cũ Trường hợp cụ thể 80:15 = dư 5 có lần phản xạ vào lần thứ phản xạ A BÀI TẬP THAM KHẢO Bài 1: Cho hai gương M, N điểm A, B Hãy vẽ sáng xuất phát từ A phản xạ hai gương đến B hai trường hợp B tia a) Đến gương M trước b) Đến gương N trước Bài 2: Cho hai gương phẳng vng góc với Đặt điểm sáng S điểm M (G1) trước gương cho SM // G2 S M a) Hãy vẽ tia sáng tới G1 cho A qua G2 lại qua M Giải thích cách vẽ b) Nếu S hai gương cố định điểm M phải có vị trí để vẽ tia sáng câu a (G2) O c) Cho SM = a; SA = b, AO = a, vận tốc ánh sáng v Hãy tính thời gian truyền tia sáng từ S -> M theo đường câu a Bài 3: Hai gương phẳng G1; G2 ghép sát hình vẽ, α = 600 Một điểm sáng S đặt khoảng hai gương (G1) cách hai gương, khoảng cách từ S S đến giao tuyến hai gương SO = 12 cm a) Vẽ nêu cách vẽ đường tia O α (G2) sáng tù S phản xạ hai gương quay lại S b) Tìm độ dài đường tia sáng nói trên? Bài 4: Vẽ đường tia sáng từ S sau phản xạ tất vách tới B Bài 5: Hai gương phẳng đặt hướng mặt sáng vào hợp với góc  S B Một tia sáng từ S tới gương G1 (hình 3) bị phản xạ đến gương G2 Sauđó qua điểm M cho trước Bằng cách vẽ xác định đường tia sáng Giữ nguyên phương tia sáng tới trên, cho hai gương quay đồng thời chiều vận tốc xung quanh giao tuyến O Hỏi phương tia phản xạ từ G2 thay đổi ? Chuyên đề 3: Dạng tập xác định số ảnh, vị trí vật qua gương phẳng Phương pháp giải: Dựa vào tính chất ảnh vật qua gương phẳng: “ảnh vật qua gương phẳng vật cách vật khoảng từ vật đến gương” (ảnh vật đối xứng qua gương phẳng) Thí dụ 1: Hai gương phẳng M N đặt hợp với góc α < 1800 , mặt phản xạ quay vào Một điểm sáng A nằm hai gương qua hệ hai gương cho n ảnh Chứng minh Lời giải 360 =2k (k Ỵ N ) n = (2k – 1) ảnh a Sơ đồ tạo ảnh qua hệ: (M ) (N ) (M ) (N) ắ ắ ắ ắ ắ đ A1 ắ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ® A3 ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ® A5 ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ® A¾ (N) (M ) (N) (M ) ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ® A2 ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ® A4 ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ® A6 ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ® A¾ Từ tốn ta biễu diễn số trường hợp đơn giản Theo hình vẽ ta có: A3 Góc A1OA2 = 2α A2 (N) Góc A3OA4 = 4α A6 Góc A2k-1OA2k = 2kα A O Theo điều kiện tốn 3600/α = 2k A8 => 2kα = 3600 Vậy góc A2k-1OA2k = 2kα = 360A Tức ảnh A2k-1 ảnh A2k trùng A4(N) nên Trong hai ảnh ảnh sau gương (M) ảnh A sau gương không tiếp tục cho ảnh Vậy số ảnh A cho hai gương là: n = 2k – ảnh Thí dụ 2: Hai gương phẳng M1và M2 đặt nghiêng với góc α = 1200 Một điểm sáng A trước hai gương, cách giao tuyến chúng khoảng R = 12 cm (M) A1 a) Tính khoảng cách hai ảnh ảo A qua gương M1 M2 b) Tìm cách dịch chuyển điểm A cho khoảng cách hai ảnh ảo câu không đổi (M2) A Lời giải a) Do tính chất đối xứng nên A1, A2, A nằm đường tròn tâm O bán kính R = 12 cm Tứ giác OKAH nội tiếp (vì góc K + góc H = 1800) Do  = π - α A2 O => góc A2OA1 = 2 (góc chắn cung A1A2) => ∠ A2OA1 = 2(π - α ) = 120 (M1) A1 ∆ A2OA1 cân O có góc O = 1200; cạnh A20 = R = 12 cm => A1A2 = 2R.sin300 = 12 b) Từ A1A2 = 2R sin α Do để A1A2 khơng đổi => R khơng đổi (vì α khơng đổi) Vậy A dịch chuyển mặt trụ, có trục giao tuyến hai gương bán kính R = 12 cm, giới hạn hai gương Thí dụ 3: Ghép gương phẳng G1, G2 có mặt phản xạ hướng vào hợp thành góc 120o Nguồn sáng S đặt cách gương a) Hỏi hệ gương cho ảnh S? Vẽ hình b) Ghép thêm gương phẳng G3 cho góc hợp gương 120 o Nguồn sáng S đặt cách gương (hình vẽ) Hỏi hệ gương cho ảnh S? Vẽ hình Để trơng thấy tất hình S lúc mắt phải đặt vùng nào? S  Lời giải a/ Hệ gương Cho ảnh G1 S1 G2 S2 b/ Hệ gương: - Cho ảnh (hoặc ảnh) - Vẽ - Mắt phải đặt hình thoi ABCS B A C S G1 G3 S1 S3 G2 S2 S31 S13 S313 S131 Thí dụ 4: Hai gương phẳng AB CD đặt song song đối diện cách a=10 cm Điểm sáng S đặt cách hai gương Mắt M người quan sát cách B hai gương (hình vẽ) Biết AB = CD = 89 cm, A M SM = 100 cm S a) Xác định số ảnh S mà người quan sát thấy b) Vẽ đường tia sáng từ S đến mắt M sau khi: D C - Phản xạ gương lần Sn - Phản xạ gương AB hai lần, gương CD lần Lời giải Xét ánh sáng từ S truyền theo chiều tới AB trước S1 A K B M S C D S G1 G2 G1 ắ ắ ắ ắ ắ đ S1 ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ® S3 ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ® S5 Ảnh ảo đối xứng với vật qua gương nên ta có: SS1 = a SS3 = 3a SS5 = 5a … SSn = n a Mắt M thấy ảnh thứ n, tia phản xạ gương AB K lọt vào mắt có đường kéo dài qua ảnh Sn Vậy điều kiện mắt thấy ảnh Sn là: AK ≤ AB a na S n A AK = 89 Þ n =50 Vì n Ỵ Z => n = DS n SM ~ DS n AK Þ = Þ Sn S SM na 100 11 Xét ánh sáng từ S truyền theo chiều tới gương CD trước ta có kết tương tự Vậy số ảnh quan sát qua hệ là: 2n = S S5 b) Vẽ đường của5 tia sáng: S1 A A M S C S1 B D S3 C S3 Bài 1: Một bóng đèn S đặt cách tủ gương 1,5 m nằm trục mặt gương Quay cánh tủ quanh lề góc 300 Trục gương cánh lề 80 cm: b) Tính đường ảnh M S BÀI TẬP THAM KHẢO: a) ảnh S S di chuyển quỹ đạo nào? B D Bài 2: Cho hai gương phẳng đặt cho mặt phản xạ chúng hợp với góc 1200 Một điểm sáng S đặt mặt phẳng phân giác góc hợp mặt phản xạ hai gương, trước hai gương, cách giao tuyến hai gương 10cm Hãy xác định số ảnh S qua hệ hai gương, vẽ ảnh tính khoảng cách ảnh Chuyên đề 4: Dạng tập xác định thị trường gương phẳng “Ta nhìn thấy ảnh vật tia sáng truyền vào mắt ta có đường kéo dài qua ảnh vật” Phương pháp: Vẽ tia tới từ vật tới mép gương Từ vẽ tia phản xạ sau ta xác định vùng mà đặt mắt nhìn thấy ảnh vật B Thí dụ 1: cách vẽ tìm vùng khơng gian mà mắt đặt nhìn thấy ảnh toàn vật A (G) sáng AB qua gương G Giải Dựng ảnh A’B’ AB qua gương Từ A’ B’ vẽ tia qua hai mép gương Mắt nhìn thấy A’B’ đặt vùng gạch chéo B A (G) A’ B’ Thí dụ 2: Hai người A B đứng trước gương phẳng (hình vẽ) M H h A N K h B a) Hai người có nhìn thấy gương không? b) Một hai người dẫn đến gương theo phương vng góc với gương họ thấy gương? c) Nếu hai người dần tới gương theo phương vuông góc với gương họ có thấy qua gương không? Biết MA = NH = 50 cm; NK = 100 cm, h = 100 cm Giải A' a) Vẽ thị trường hai người B' - Thị trường A giới hạn góc MA’N, B giới hạn góc MB’N - Hai người khơng thấy người N H M thị trường người K h h B A b) A cách gương m Cho A tiến lại gần Để B thấy ảnh A’ A' M H N K A thị trường A phải hình vẽ sau: D AHN ~ D BKN -> h A AH AN 0,5 = Þ AH =BK Þ AH =1 =0,5m BK KN c) Hai người tới gương họ khơng nhìn thấy gương người thị trường người Thí dụ 3: Một người cao 1,7m mắt người cách đỉnh đầu 10 cm Để người nhìn thấy tồn ảnh gương phẳng chiều cao tối thiểu gương mét? Mép gương phải cách mặt đất mét? Giải - Vật thật AB (người) qua gương phẳng cho ảnh ảo A’B’ đối xứng - Để người thấy tồn ảnh kích thước nhỏ vị trí đặt gương phải thỗ mãn đường tia sáng hình vẽ B I B' M K A¢B¢ AB = =0,85m DMIK ~ MA’B’ => IK = 2 A H A' B D B’KH ~ DB’MB => KH = MB =0,8m Vậy chiều cao tối thiểu gương 0,85 m Gương đặt cách mặt đất tối đa 0,8 m Thí dụ 4: Trên hình có điểm sáng S BC đặt trước gương phẳng Phải đặt mắt vùng trước gương để quan sát đồng thời ảnh S BC ? Lời giải •S + Lấy B' đối xứng với B Nối B' với mép gương => vùng (1) nhìn thấy ảnh BC + Lấy S' đối xứng với S Nối S' với mép gương => vùng (2) nhìn thấy ảnh S B S• B B 1C B B C S' B' + Vùng (3) nhìn thấy ảnh S BC BÀI TẬP THAM KHẢO: Bài1: Một hồ nước yên tĩnh có bề rộng m Trên bờ hồ có cột cao 3,2 m có treo bóng đèn đỉnh Một người đứng bờ đối diện quan sát ảnh bóng đèn, mắt người cách mặt đất 1,6 m a) Vẽ chùm tia sáng từ bóng đèn phản xạ mặt nước tới mắt người quan sát b) Người lùi xa hồ tới khoảng cách khơng thấy ảnh ảnh bóng đèn? Bài 2: Một gương phẳng hình tròn, tâm I bán kính 10 cm Đặt mắt O trục Ix vng góc với mặt phẳng gương cách mặt gương đoạn OI = 40 cm Một điểm sáng S đặt cách mặt gương 120 cm, cách trục Ix khoảng 50 cm a) Mắt có nhìn thấy ảnh S’ S qua gương không? Tại sao? b) Mắt phải chuyển dịch trục Ix để nhìn thấy ảnh S’ S Xác định khoảng cách từ vị trí ban đầu mắt đến vị trí mà mắt bắt đầu nhìn thấy ảnh S’ S qua gương Chuyên đề 5: Dạng tập tính số đo góc Thí dụ 1: Chiếu tia sáng hẹp vào gương phẳng Nếu cho gương quay góc α quanh trục nằm mặt gương vuông góc với tia tới tia phản xạ quay góc bao nhiêu? theo chiều nào? Giải Xét gương quay quanh trục O S R1 N1 từ vị trí M1 đến M2 (góc M1OM2 = α) ii lúc pháp tuyến quay góc N1KN2 = α I M1 N2 i'i' O (góc có cạnh tương ứng vng góc) M2 J K P Xét DIPJ có ∠IJR2 = ∠JIP + ∠IPJ R2 Hay 2i’ = 2i + β => β = 2( i’ – i ) (1) Xét D IJK có ∠IJN2 = ∠JIK + ∠IKJ Hay i’ = i + α => α = ( i’ – i ) (2) Từ (1) (2) => β = α Vậy gương quay góc α quanh trục vng góc với tia tới tia phản xạ quay góc α theo chiều quay gương Thí dụ 2: Hai gương phẳng hình chữ nhật giống ghép chung theo cạnh tạo thành góc α hình vẽ (OM1 = OM2) Trong khoảng hai gương gần O có điểm sáng S Biết tia sáng từ S đặt vng góc vào G sau phản xạ G1 đập vào G2, sau phản xạ G2 đập vào G1 phản xạ G1 lần Tia phản xạ cuối vng góc với M1M2 Tính α (G1 Giải )K - Vẽ tia phản xạ SI1 vng góc với (G1) I3 - Tia phản xạ I1SI2 đập vào (G2) I1 - Dựng pháp tuyến I2N1 (G2) - Dựng pháp tuyến I3N2 (G1) S O N1 N2 (G2 ) I2 - Vẽ tia phản xạ cuối I3K Dễ thấy góc I1I2N1 = α ( góc có cạnh tương ứng vng góc) => góc I1I2I3 = 2α Theo định luật phản xạ ánh sáng ta có: ∠KI3 M1 = ∠I2I3O = 900 - 2α => ∠I3 M1K = 2α DM1OM cân O => α + 2α + 2α = 5α = 1800 => α = 360 Vậy α = 360 Thí dụ 3: Hệ hai gương phẳng G1 G2 đặt vng góc với theo giao tuyến O, mặt phản xạ chúng quay vào Một E đặt song song với giao tuyến O Trên có lỗ nhỏ S để lọt tia sáng cố định SI vng góc với E Sau tia sáng SI G1 E S I R O Q Hình G2 phản xạ hai gương làm thành chấm sáng R E Hình vẽ 1- Chứng minh tia sáng tới SI tia phản xạ QR song song với 2- Giữ nguyên tia sáng tới SI, E giao tuyến O, quay hệ hai gương góc α xung quanh giao tuyến O cho luôn tồn tia phản xạ từ gương G2 Tìm độ dịch chuyển chấm sáng R E Lời giải 1/ Từ hình vẽ thấy 2(i + r) = 900 = 1800 Do SI//QR (đpcm) 2/ Coi S điểm sáng dựng ảnh qua hệ gương phương pháp lấy đối xứng (đường nét đứt) Dễ dàng thấy SOS'' thẳng hàng OS = OS" = const (vì S O cố định) Mặt khác theo đề SI cố định, suy tia phản xạ S"QR qua điểm S" cố định song song với đường SI cố định nên QR phải cố định Nghĩa vết sáng R khơng thay đổi vị trí BÀI TẬP THAM KHẢO: Bài 1: Chiếu tia sáng SI tới gương phẳng G Nếu quay tia xung quanh điểm S góc α tia phản xạ quay góc bao nhiêu? Bài 2: Hai gương phẳng G1 G2 có mặt phản xạ hợp với góc α = 600 chiếu tia sáng SI tới G tia phản xạ theo IJ phản xạ G theo JR tính góc hợp tia SI JR Bài 3: Hai gương phẳng G1 G2 bố trí hợp với góc α hình vẽ Hai điểm sáng A B đặt vào hai gương a/ Trình bày cách vẽ tia sáng suất phát từ A phản xạ lên gương G2 đến gương G1 đến B b/ Nếu ảnh A qua G1 cách A 12cm ảnh A qua G2 cách A 16cm.Khoảng cách hai ảnh 20cm.Tính góc α 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường G1 α A B G2 Như nói phần mở đầu, đề tài triển khai chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi phòng GD&ĐT Quảng Xương tổ chức vào năm 2008, sau triển khai giáo viên huyện áp dụng có phản hồi tích cực Đa số cho tài liệu hữu ích giáo viên dạy bồi dưỡng HSG môn Vật lý THCS Còn thân áp dụng vào giảng dạy kết đạt năm học qua sau: - Về HSG cấp huyện, hàng năm đội tuyển trường dự thi xếp thứ toàn huyện, 100% số HS tham gia dự thi đạt giải liên tục có giải - Về HSG cấp tỉnh (Kết thân trực tiếp giảng dạy từ năm học 20062007 đến năm học 2012-2013 Từ năm học 2013-2014 đến đòng nghiệp tơi áp dụng đạt kết sau) Năm học 2006-2007 2007-2008 2008-2009 2009-2010 2010-2011 2011-2012 2012-2013 2013-2014 2014-2015 2015-2016 2016-2017 2017-2018 2018-2019 Số HS dự thi 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 Kết qua kỳ thi HSG cấp tỉnh Nhất Nhì Ba KK 2 4 5 1 3 4 2 III: KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ Thông qua việc phân chia phần quang hình học thành chuyên đề áp dụng vào việc bồi dưỡng em học sinh giỏi nhận thấy em lĩnh hội kiến thức nhanh hơn, quan hình thành cho em kỹ năng, phương pháp giải, giúp hứng thú học tập Bên cạnh kết đạt đó, đề tài bộc lộ số hạn chế nội dung chưa thật đầy đủ, trình bày chưa thật khoa học Bởi tơi ln đặt cho nhiệm vụ khơng ngừng học hỏi, nghiên cứu để hồn thiện đề tài tốt XÁC NHẬN CỦA NHÀ TRƯỜNG Quảng Xương, ngày 20 tháng năm 2019 Tôi xin cam đoan SKKN viết, khơng chép nội dung người khác (Ký ghi rõ họ tên) TÀI LIỆU THAM KHẢO ... bồi dưỡng học sinh giỏi có định hướng phương pháp bồi dưỡng chuyên đề này, từ nâng cao chất lượng hiệu công tác bồi dưỡng học sinh giỏi 1.3 Đối tượng nghiên cứu Chuyên đề Quang hình học bồi dưỡng. .. thế, bồi dưỡng học sinh giỏi bước để phát hiện, nuôi dưỡng đào tạo nhân tài cho đất nước, nhiệm vụ quan trọng ngành giáo dục Bồi dưỡng học sinh giỏi nói chung bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lý bậc. .. vào đề tài Với lý tơi xin trình bày “Chun đề Quang hình học bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lý bậc THCS để đồng nghiệp tham khảo Do giới hạn khuôn khổ sáng kiện kinh nghiệm không 20 trang nên đề
- Xem thêm -

Xem thêm: SKKN chuyên đề quang hình học bồi dưỡng học sinh giỏi môn vật lý bậc THCS , SKKN chuyên đề quang hình học bồi dưỡng học sinh giỏi môn vật lý bậc THCS

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn