Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Hướng dẫn học sinh lớp 12 sử dụng máy tính Casio để giải nhanh và chính xác bài tập trắc nghiệm lập phương trình dao động điều hòa

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:20

Thêm vào BST

Báo xấu

28
lượt xem 10
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài "Hướng dẫn học sinh lớp 12 sử dụng máy tính Casio để giải nhanh và chính xác bài tập trắc nghiệm lập phương trình dao động điều hòa" nhằm giúp học sinh tìm cho mình một phương pháp giải bài tập trắc nghiệm nhanh nhất, nghiên cứu số phức và ứng dụng và máy tính Casio để giải bài tập trắc nghiệm Lập phương trình dao động điều hòa (phần Dao động cơ – Vật lí 12) một cách đơn giản, dễ hiểu, dễ áp dụng. Từ đó xây dựng một hệ thống bài tập để học sinh có thể vận dụng phương pháp trên.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Hướng dẫn học sinh lớp 12 sử dụng máy tính Casio để giải nhanh và chính xác bài tập trắc nghiệm lập phương trình dao động điều hòa

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ TRƯỜNG THPT YÊN ĐỊNH 3 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM HƯỚNG DẪN HỌC SINH LỚP 12 SỬ DỤNG MÁY TÍNH CẦM TAY GIẢI NHANH VÀ CHÍNH XÁC BÀI TẬP “LẬP PHƯƠNG TRÌNH DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA” Người thực hiện: Lê Thị Bích Việt Chức vụ: Giáo viên SKKN thuộc môn: Vật lí
Trang MỤC LỤC 1 1. MỞ ĐẦU 2 1.1 Lí do chọn đề tài…………............…...…….………………… 2 1.2 Mục đích nghiên cứu…………………...................………… 3 1.3 Đối tượng nghiên cứu………………………………………… 3 1.4. Phương pháp nghiên cứu…………….….......……………… 3 2. NỘI DUNG 3 2.1 Cơ sở lí luận .................................................................................. 3 2.2 Thực trạng vấn đề ………………………………….............. 4 2.3 Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề............................ 4 2.4 Hiệu quả của giải pháp................................................................... 13 2.4.1 Đối với học sinh............................................................................ 13 2.4.2 Đối với bản thân giáo 13 viên............................................................ 3. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 14 3.1 Kết luận........................................................................................... 14 3.2 Kiến nghị......................................................................................... 14 TÀI LIỆU THAM KHẢO 15 2
1. MỞ ĐẦU 1.1 Lí do chọn đề tài Cùng với sự phát triển nhanh chóng của thế giới trên mọi lĩnh vực và để đạt được mục tiêu xây dựng thành công Chủ nghĩa Xã hội, Đảng và nhà nước ta luôn coi “giáo dục là quốc sách hàng đầu” và đang thực hiện quá trình đổi mới giáo dục một cách toàn diện nhằm mục tiêu“ đào tạo con người Việt Nam phát triển toàn diện, có đạo đức, tri thức, sức khoẻ, thẩm mỹ và nghề nghiệp, trung thành với lý tưởng độc lập dân tộc và chủ nghĩa xã hội; hình thành và bồi dưỡng nhân cách, phẩm chất và năng lực của công dân, đáp ứng yêu cầu của sự nghiệp xây dựng và bảo vệ Tổ quốc”. Mỗi môn học trong trương trình THPT đều có vai trò rất quan trọng trong việc hình thành và phát triển tư duy của học sinh. Trong quá trình giảng dạy, người thầy luôn phải đặt ra cái đích là giúp học sinh nắm được kiến thức cơ bản, hình thành phương pháp, kĩ năng, kĩ xảo, tạo thái độ và động cơ học tập đúng đắn để học sinh có khả năng tiếp cận và chiếm lĩnh những nội dung kiến thức mới theo xu thế phát triển của thời đại. Vật lí là môn khoa học cơ bản nên việc dạy vật lí trong trường phổ thông phải giúp học sinh nắm được kiến thức cơ bản, trọng tâm của bộ môn, mối quan hệ giữa vật lí và các môn khoa học khác để vận dụng các quy luật vật lí vào thực tiễn đời sống. Vật lý biểu diễn các quy luật tự nhiên thông qua toán học vì vậy hầu hết các khái niệm, các định luật, quy luật và phương pháp… của vật lí trong trường phổ thông đều được mô tả bằng ngôn ngữ toán học, đồng thời cũng yêu cầu học sinh phải biết vận dụng tốt toán học vào vật lí để giải nhanh, chính xác bài tập vật lí nhằm đáp ứng được yêu cầu ngày càng cao của các đề thi trung học phổ thông dưới hình thức thi trắc nghiệm khách quan như hiện nay. Vấn đề đặt ra là với số lượng lớn câu hỏi trắc nghiệm nhiều, trong khi đề thi trắc nghiệm phủ hết chương trình, không trọng tâm, trọng điểm,mà thời gian trả lời mỗi câu hỏi quá ngắn (không quá 1,5 phút), nên việc ứng dụng máy tính casio vào việc giải bài tập vật lí để giải nhanh bài tập vật lí là rất cần thiết. Hiện nay, việc sử dụng máy tính cầm tay của giáo viên cũng như học sinh trong tính toán và giải các bài toán đã trở nên phổ biến trong trường trung học bởi những đặt tính ưu việc của nó. Với máy tính cầm tay việc hỗ trợ tính toán các phép toán đơn giản như cộng trừ, nhân, chia lấy căn… là bình thường, máy tính cầm tay còn hỗ trợ giải các bài toán phức tạp như: Hệ phương trình bậc nhất hai ẩn, Hệ phương trình bậc nhất ba ẩn, giải phương trình bậc hai, bậc ba, tính toán số phức … Nhưng việc sử dụng máy tính cầm tay trong việc giải các bài toán Vật lí đối với giáo viên và học sinh còn là việc rất mới. Hầu như trên thực tế chưa có tài liệu cụ thể nào hướng dẫn sử dụng máy tính cầm tay trong việc giải các bài tập Vật lí, chủ yếu là tài liệu giải toán. 3
Trên thực tế có nhiều loại máy tính cầm tay hỗ trợ tốt việc giải các bài toán Vật lí, tôi chọn hướng dẫn trên máy tính Casio fx 570MS vì nó có giá rẻ và thông dụng trong danh mục thiết bị được cung cấp ở trường THPT, cũng như học sinh được học và hướng dẫn sử dụng trong chương trình toán 11. Ngoài ra còn các loại máy hỗ trợ hiển thị tự nhiên các biểu thức toán như Casio(VN) fx 570MS, Casio(VN) fx 570ES, … Vì vậy tôi xin trao đổi kinh nghiệm với các bạn đồng nghiệp qua đề tài SKKN năm 2018 của tôi là: “HƯỚNG DẪN HỌC SINH LỚP 12 SỬ DỤNG MÁY TÍNH CASIO ĐỂ GIẢI NHANH VÀ CHÍNH XÁC BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM “LẬP PHƯƠNG TRÌNH DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA” (Vật lí 12 THPT). 1.2 Mục đích nghiên cứu Giúp học sinh tìm cho mình một phương pháp giải bài tập trắc nghiệm nhanh nhất, nghiên cứu số phức và ứng dụng và máy tính Casio để giải bài tập trắc nghiệm Lập phương trình dao động điều hòa (phần Dao động cơ – Vật lí 12) một cách đơn giản, dễ hiểu, dễ áp dụng. Từ đó xây dựng một hệ thống bài tập để học sinh có thể vận dụng phương pháp trên. 1.3 Đối tượng nghiên cứu Dạng bài tập trắc nghiệm “Lập phương trình dao động điều hòa” phần Dao động cơ Vật lí 12. Học sinh lớp 12A6 Trường THPT Yên Định 3. (Lớp đối chứng 12A4) Sử dụng máy tính Casio để tính toán số phức. 1.4. Phương pháp nghiên cứu Phân tích nội dung các bài toán Lập phương trình dao động điều hòa, phần Dao động cơ – Vật lí 12, phân tích quá trình làm bài của học sinh, quá trình tiếp thu kiến thức của học sinh, những khó khăn, vướng mắc mà học sinh gặp phải, từ đó, đưa ra phương pháp giải quyết bài toán theo cách mới, và kiểm nghiệm tính hiệu quả của phương pháp đó. 2. NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lí luận Đối với môn Vật lí ở trường phổ thông, bài tập vật lí đóng vai trò hết sức quan trọng, việc hướng dẫn học sinh làm bài tập vật lí là một hoạt động dạy học, một công việc khó khăn, ở đó bộc lộ rõ nhất trình độ của người giáo viên vật lí trong việc hướng dẫn hoạt động trí tuệ của học sinh, vì thế đòi hỏi giáo viên và cả học sinh phải học tập và lao động không ngừng. Bài tập Vật lí sẽ giúp học sinh hiểu sâu hơn những quy luật vật lí, những hiện tượng vật lí. Thông qua những bài tập ở những dạng khác nhau, tạo điệu kiện cho học sinh vận dụng linh hoạt những kiến thức để tự lực giải quyết thành công những tình huống cụ thể khác nhau, thì những kiến thức đó mới trở nên sâu sắc và hoàn thiện, và trở thành vốn riêng của học sinh. Trong quá trình giải quyết các vấn đề, tình huống cụ thể do bài tập đề ra, học sinh phải vận dụng các thao 4
tác tư duy như so sánh, phân tích, tổng hợp, khái quát hoá.... để giải quyết vấn đề, từ đó sẽ giúp giải quyết, giúp phát triển tư duy và sáng tạo, óc tưởng tượng, tính độc lập trong suy nghĩ. Nên bài tập Vật lí gây hứng thú cho học sinh. Hiện nay giải bài tập trắc nghiệm vật lý đòi hỏi giáo viên phải cung cấp cho học sinh những phương pháp giải bài tập trắc nghiệm vật lý tối ưu nhất , chính xác nhất và nhanh nhất để tiết kiệm thời gian trong quá trình làm bài tập và bài thi ,việc ứng dụng máy tính Casio giải nhanh bài tập trắc nghiệm vật lý đối với giáo viên và học sinh là điều cần thiết. 5
2.2 Thực trạng vấn đề Trên cơ sở thực tế dạy học bộ môn Vật lí ở trường THPT Yên Định 3, huyện Yên Định, tỉnh Thanh Hóa, tôi nhận thấy một số thực trạng sau: Kết quả học tập của rất nhiều học sinh chỉ ở mức độ nhớ các khái niệm, hiện tượng, công thức và vận dụng được các công thức để giải các bài tập, học sinh chưa vận dụng được kiến thức để giải thích các hiện tượng vật lí trong thực tế, không biết về các ứng dụng của kiến thức vật lí trong đời sống và kĩ thuật, chưa hứng thú, chưa phát huy được tính tích cực trong học tập. Trong các kỳ thi Trung học phổ thông quốc gia, môn vật lí thi dưới hình thức trắc nghiệm khách quan, mà thời gian rất ngắn, trong khi đó giáo viên và học sinh ứng dụng máy tính để giải các dạng bài tập vật lý rất ít,việc sử dụng máy tính Casio còn rất nhiều hạn chế, thao tác chưa thành thạo và hầu như không sử dụng hết chức năng của nó. Giáo viên đã có nhiều cố gắng trong việc thay đổi phương pháp dạy học nhưng vẫn chưa thực sự hiệu quả đối với mọi đối tượng học sinh và tất cả các nội dung kiến thức. Là giáo viên dạy môn học Vật lí, sau hơn 10 năm dạy học và qua trao đổi với đồng nghiệp cũng như tìm hiểu thực tế học sinh, tôi nhận thấy, trong quá trình giải bài tập vật lí, nói chung đối với tất cả các đối tượng học sinh, ngay cả đối với những học sinh có học lực khá và giỏi thì quá trình giải quyết bài tập vật lí hiện nay vẫn còn gặp nhiều khó khăn, bởi lẽ số tiết bài tập để các em cũng cố lại kiến thức chưa nhiều, mối liên quan giữa Toán học và Vật lí rất chặt chẽ, nên việc kiến thức toán học còn hạn chế đã ảnh hưởng không nhỏ đến kết quả học tập môn Vật lí. Qua mỗi bài dạy, việc học sinh nắm được bản chất vật lí không khó, nhưng khi áp dụng kiến thức toán học để đưa ra đáp số đúng thì hoàn toàn không đơn giản, đặc biệt là đối với học sinh có học lực trung bình và yếu. 2.3 Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề Trước thực trạng đó, tôi thấy một trong những giải pháp để khắc phục là: + Trang bị đầy đủ kiến thức về lí thuyết về Dao động cơ cho học sinh, đưa ra và phân tích các dạng bài tập có liên quan. + Trang bị kiến thức toán học phần số phức phù hợp cho học sinh, đặc biệt là học sinh có học lực trung bình và yếu. + Kết hợp việc tư duy, tự học, tự đọc tài liệu tham khảo của học sinh. + Hướng dẫn học sinh sử dụng máy tính Casio vào mục đích bài học một cách phù hợp. Tôi mạnh dạn đưa ra một vài bài tập trắc nghiệm áp dụng phương pháp “SỬ DỤNG MÁY TÍNH CASIO ĐỂ GIẢI NHANH VÀ CHÍNH XÁC BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM “LẬP PHƯƠNG TRÌNH DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA” phần Dao động cơ môn Vật lí 12 cơ bản. 6
2.3.1 Cơ sở lí thuyết Thực chất của viết phương trình dao động điều hòa là xác định các đại lượng A, ω và ϕ của phương trình x = A cos(ωt + ϕ ). BÀI TOÁN: Viết phương trình dao động điều hòa của vật, biết ở thời điểm ban đầu vật có li độ và vận tốc tương ứng là: x(0) và v(0) và tần số ω. Cách 1: Giải lượng giác 2π k g v2 v a 2W ω = 2π f = = = ; A = x 2 + 2 = max = max2 = T m l ω ω ω k x = Acos(ωt + ϕ ) x(0) = Acosϕ A=? khi t = 0 v = −ω A sin(ωt + ϕ ) v(0) = −ω A sin ϕ ϕ =? Cách 2: Dùng máy tính cầm tay Casio Fx 570ES x(0) = Acosϕ = a x = Acos(ωt + ϕ ) x(0) = Acosϕ Cơ sở: khi t = 0 v0 v = −ω A sin(ωt + ϕ ) v(0) = −ω A sin ϕ − = A sin ϕ = b ω Một dao động điều hòa x = A cos(ωt + ϕ ) có thể biểu diễn bằng một số phức x = A ϕ = Aeiϕ = Acosϕ + iAsinϕ = a + bi v Phương pháp: x = x0 − 0 i = A ϕ x = Acos(ω t+ϕ ) ω Thao tác bấm máy: Bấm: MODE 2 Màn hình xuất hiện CMPLX Bấm: SHIFT MODE 4 Màn hình hiển thị chữ R Bấm nhập: x0 − v0 i (Nhập đơn vị ảo i (chữ i in đậm): nút ω ENG) Bấm: SHIFT 2 3 = ( Màn hình sẽ hiện A ϕ , đó là biên độ và pha ban đầu) 2.3.2 Bài tập ví dụ Ví dụ 1. Một vật dao động điều hòa với chu kì T = 4( s). Tại thời điểm t = 0 vật ở vị trí có li độ x0 = −24cm, v0 = 0. Phương trình dao động điều hòa của vật có dạng: π π A. x = 24cos( t + π )(cm). B. x = 24cos( t − π )(cm). 2 2 π π C. x = 12cos( t + π )(cm). D. x = 12cos( t − π )(cm). 2 2 Giải: Cách 1. Giải lượng giác 2π π v2 Tần số góc: ω = = (rad / s ). Với x0 = −24(cm), v0 = 0 A = x + 2 = 24(cm) 2 T 2 ω x = Acos(ωt + ϕ ) x(0) = 24cosϕ = −24 Ta có: khi t = 0 ϕ = π (rad ) (1) v = −ω A sin(ωt + ϕ ) v(0) = −12π sin ϕ = 0 7
π Phương trình dao động điều hòa của vật: x = 24cos( t + π )(cm). Chọn A 2 Cách 2: Dùng máy tính cầm tay Casio Fx 570ES (2) Giải tóm tắt Thao tác nhập máy và kết quả 2π π Bấm: MODE 2 và SHIFT MODE 4 Tần số góc: ω = = (rad / s ) T 2 Nhập: −24 v0 Bấm: SHIFT 2 3 = x = x0 − i = −24 ω sẽ được: 24 π Kết quả này có nghĩa là π x = 24 cos( t + π )cm. 2 Chọn A Ví dụ 2 . Vật m dao động điều hòa với tần số 0,5Hz , tại thời điểm t = 0 nó có li độ x0 = 4(cm) , vận tốc v0 = 12,56(cm / s), lấy π = 3,14 . Phương trình dao động của vật có dạng: π π A. x = 4 cos(π t − )cm. B. x = 4 cos(π t + )cm. 4 4 π π C. x = 4 2 cos(π t − )cm. D. x = 4 2 cos(π t + )cm. 4 4 Giải: Cách 1. Giải lượng giác Tần số góc: ω = 2π f = π (rad / s) với x0 = 4(cm), v0 = 12,56(cm / s) v2 Biên độ: A = x 2 + = 4 2(cm) ω2 x = Acos(ωt + ϕ ) x(0) = 4 2cosϕ = 4 π Ta có: khi t = 0 ϕ=− ( rad ) (1) v = −ω A sin(ωt + ϕ ) v(0) = −4π 2 sin ϕ = 12,56 4 π Vậy phương trình dao động điều hòa của vật có dạng: x = 4 2cos(π t − )(cm). 4 Chọn C Cách 2: Dùng máy tính cầm tay Casio Fx 570ES (2) Giải tóm tắt Thao tác nhập máy và kết quả Tần số góc: ω = 2π f = π (rad / s) Bấm: MODE 2 và SHIFT MODE 4 với x0 = 4(cm), v0 = 12,56(cm / s ) 12,56 Nhập: 4 − i v0 12,56 3,14 x = x0 − i = 4− i ω 3,14 Bấm: SHIFT 2 3 = 1 sẽ được 4 2 − π 4 Kết quả này có nghĩa là π x = 4 2 cos(π t − )cm 4 Chọn C 8
Chú ý: Việc giải phương trình (1) vừa mất thời gian vừa không đơn giản với học sinh có học lực trung bình và yếu, nhưng việc bấm máy tính như hướng dẫn (2) vừa đỡ tốn thời gian lại không gây khó khăn cho mọi đới tượng học sinh. Ví dụ 3. Vật m gắn vào đầu một lò xo nhẹ, dao động điều hòa với chu kỳ 1s. người ta kích thích dao động bằng cách kéo m khỏi vị trí cân bằng ngược chiều dương một đoạn 3cm rồi buông nhẹ. Chọn gốc tọa độ ở VTCB, gốc thời gian lúc buông vật. Phương trình dao động của vật có dạng: A. x = 3cos(2π t + π )cm. B. x = 3cos(2π t − π )cm. π π C. x = 3cos(2π t + )cm. D. x = 3cos(2π t − )cm. 2 2 Giải tóm tắt Thao tác nhập máy và kết quả 2π Bấm: MODE 2 và SHIFT MODE 4 ω= = 2π (rad/s) T Nhập: −3 a = x(0) = −3 Bấm: SHIFT 2 3 = v(0) t = 0: v x = x(0) − i = −3 Sẽ được: 3 π b = − (0) = 0 ω ω Kết quả này có nghĩa là x = 3cos(2π t + π )cm Chọn A Ví dụ 4 . Vật nhỏ m = 250 g được treo vào đầu dưới một lò xo nhẹ theo phương thẳng đứng có độ cứng k = 25 N / m. Từ vị trí cân bằng người ta kích thích dao động bằng cách truyền cho vật một vận tốc tức thời 40cm / s theo phương của trục lò xo. Chọn gốc tọa độ ở vị trí cân bằng, gốc thời gian lúc vật qua vị trí cân bằng ngược chiều dương. Phương trình dao động của vật có dạng: π π A. x = 4 cos(10t − )cm. B. x = 4 cos(10t + )cm. 2 2 π π C. x = 4 cos(10π t − )cm. D. x = 4 cos(10π t + )cm. 2 2 Giải tóm tắt Thao tác nhập máy và kết quả a = x(0) = 0 Bấm: MODE 2 và SHIFT MODE 4 k ω= = 10 (rad/s); t = 0 : v Nhập: 4i m b = − (0) = 4 ω Bấm: SHIFT 2 3 = v 1 x = x(0) − (0) i = 4i Sẽ được: 4 π ω 2 Kết quả này có nghĩa là 9
π x = 4 cos(10t + )cm 2 Chọn B Ví dụ 5. Một chất điểm dao động điều hòa theo trục Ox (O là vị trí cân bằng) với chu kì 2, 09( s). Lúc t = 0 chất điểm có li độ là +3cm và vận tốc +9 3cm / s. Phương trình dao động của chất điểm có dạng π π A. x = 6 cos(3t + )cm. B. x = 6 cos(3t − )cm. 3 6 π π C. x = 6 cos(3t + )cm. D. x = 6 cos(3t − )cm. 6 3 Giải tóm tắt Thao tác nhập máy và kết quả 2π Bấm: MODE 2 và SHIFT MODE 4 ω= 3(rad / s ) T a = x(0) = 3 Nhập: 3 − 9 3 i 3 t = 0: v(0) 9 3 Bấm: SHIFT 2 3 = b=− =− 1 ω 3 Sẽ được: 6 − π v(0) 9 3 3 x = x(0) − i = 3− i Kết quả này có nghĩa là ω 3 π x = 6 cos(3t − )cm 3 Chọn D Ví dụ 6. Một vật dao động điều hòa theo phương ngang trong 100s nó thự hiện được 50 dao động và cách vị trí cân bằng 5cm thì có tốc độ 5π 3cm / s. Lấy π 2 = 10. Chọn gốc thời gian t = 0 là lúc vật đi qua vị trí có tọa độ x0 = −5cm theo chiều âm với vận tốc v0 = 5π 3(cm / s). Phương trình dao động của vật có dạng 2π 2π A. x = 10 cos(π t − )cm. B. x = 10 cos(π t + )cm. 3 3 π π C. x = 10 cos(π t − )cm. D. x = 10 cos(π t + )cm. 2 2 Giải tóm tắt Thao tác nhập máy và kết quả ∆t 100 2π Bấm: MODE 2 và SHIFT MODE 4 T= = = 2(s ), ω = = π (rad / s ) n 50 T Nhập: 5 + 5 3 i v x = x(0) − (0) i = −5 + 5 3i Bấm: SHIFT 2 3 = ω 2 Sẽ được: 10 π 3 10
Kết quả này có nghĩa là 2π x = 10 cos(π t + )cm. 3 Chọn B Ví dụ 7. Một vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox. Lúc t = 0 vật có li độ x0 = − 2cm, vận tốc v0 = −π 2(cm / s ) và gia tốc a0 = π 2 2(cm / s 2 ). Phương trình dao động của vật có dạng 3π π A. x = 2 cos(π t − )cm. B. x = 2 cos(π t + )cm. 4 4 3π π C. x = 2 cos(π t + )cm. D. x = 2 cos(π t − )cm. 4 4 Giải tóm tắt Thao tác nhập máy và kết quả a0 Bấm: MODE 2 và SHIFT MODE 4 ω= − = π (rad / s) x0 Nhập: 2 + 2 i v(0) Bấm: SHIFT 2 3 = x = x(0) − i = − 2 + 2i 3 ω Sẽ được: 2 π 4 Kết quả này có nghĩa là 3π x = 2 cos(π t + )cm. 4 Chọn C Ví dụ 8. Một vật dao động điều hòa. Vận tốc của vật lúc qua vị trí cân bằng là 62,8(cm / s) và gia tốc cực đại của vật là 4m / s 2 . Lấy π 2 = 3,142 = 10. Chọn t = 0 là lúc vật qua vị trí có li độ x0 = −5 2cm với vận tốc v0 = 10π 2(cm / s ), gốc tọa độ trùng với vị trí cân bằng của vật. Phương trình dao động của vật có dạng 3π π A. x = 10 cos(2π t − )cm. B. x = 2 cos(π t + )cm. 4 4 3π π C. x = 2 cos(π t + )cm. D. x = 2 cos(π t − )cm. 4 4 Giải tóm tắt Thao tác nhập máy và kết quả 11
ω= amax = 2π (rad / s) Bấm: MODE 2 và SHIFT MODE 4 v max Nhập: 5 2 − 5 2i v Bấm: SHIFT 2 3 = x = x(0) − (0) i = −5 2 − 5 2i ω 3 Sẽ được: 10 − π 4 Kết quả này có nghĩa là 3π x = 10 cos(2π t − )cm. 4 Chọn A Nhận xét: Việc sử dụng máy tính Casio Fx 570ES tiện lợi, nhanh, học sinh chỉ cần tính ω, xác định đúng các điều kiện ban đầu và vài thao tác bấm máy là sẽ cho kết quả chính xác. 2.3.3 Bài tập áp dụng Câu 1. Một chất điểm dao động điều hòa với tần số 1Hz. Tại thời điểm ban đầu vật đi qua vị trí có li độ x = 5cm, với tốc độ v = 10π (cm/s) theo chiều dương. Phương trình dao động của vật là π π A. x = 5 2cos(2π t − ) cm. B. x = 5 2cos(2π t + ) cm. 4 4 3π π C. x = 5cos(2π t − ) cm. D. x = 10cos(2π t − ) cm. 4 3 Câu 2. Một chất điểm dao động điều hòa với tần số góc 10(rad / s). Tại thời điểm ban đầu vật đi qua vị trí có li độ x = 5cm, với tốc độ v = 50 3 (cm/s) theo chiều dương. Phương trình dao động của vật là π π A. x = 10cos(10t − ) cm. B. x = 10cos(10t + ) cm. 3 3 2π π C. x = 10cos(10t − ) cm. D. x = 5cos(2π t − ) cm. 3 3 Câu 3. Một chất điểm dao động điều hòa với tần số góc 10(rad / s). Tại thời điểm ban đầu vật đi qua vị trí có li độ x = 5cm, với tốc độ v = 50 3 (cm/s) theo chiều âm. Phương trình dao động của vật là π π A. x = 10cos(10t − ) cm. B. x = 10cos(10t + ) cm. 3 3 2π π C. x = 10cos(10t − ) cm. D. x = 5cos(10t − ) cm. 3 3 Câu 4. Một chất điểm dao động điều hòa với tần số góc 10(rad / s). Tại thời điểm ban đầu vật đi qua vị trí có li độ x = −5 2 cm, với tốc độ v = 50 2 (cm/s). Phương trình dao động của vật là π 3π A. x = 10cos(10t − ) cm. B. x = 10cos(10t + ) cm. 3 4 3π π C. x = 10cos(10t − ) cm. D. x = 12cos(10t − ) cm. 4 3 12
Câu 5. Một chất điểm dao động điều hòa với tần số góc 10(rad / s). Tại thời điểm ban đầu vật đi qua vị trí có li độ x = −5 3 cm, với tốc độ v = −50 (cm/s). Phương trình dao động của vật là π 5π A. x = 10cos(10t + ) cm. B. x = 10cos(10t − ) cm. 6 6 5π π C. x = 10cos(10t + ) cm. D. x = 12cos(10t − ) cm. 6 3 Câu 6. Một chất điểm dao động điều hòa với tần số 2 Hz. Tại thời điểm ban đầu người ta kéo vật lệch khỏi vị trí cân bằng một khoảng 5cm rồi buông nhẹ cho vật dao động. Chọn chiều chuyển động ban đầu của vật là chiều dương. Phương trình dao động của vật là π A. x = 5cos(4π t + π ) cm. B. x = 5 2cos(4π t + ) cm. 4 3π C. x = 5cos(4π t − ) cm. D. x = 10cos(4π t − π ) cm. 4 Câu 7. Một chất điểm dao động điều hòa với tần số 2 Hz. Tại thời điểm ban đầu người ta kéo vật lệch khỏi vị trí cân bằng một khoảng 10cm rồi buông nhẹ cho vật dao động. Ban đầu vật chuyển động theo chiều âm. Phương trình dao động của vật là A. x = 10cos(4π t ) cm. B. x = 10cos(4π t + π ) cm. 3π C. x = 5cos(4π t − ) cm. D. x = 12cos(4π t − π ) cm. 4 Câu 8. Một chất điểm dao động điều hòa với tần số 5 Hz. Tại thời điểm ban đầu khi vật ở vị trí cân bằng truyền cho vật vận tốc v = 40π (cm/s) theo chiều dương. Phương trình dao động của vật là π π A. x = 4cos(10π t + ) cm. B. x = 4cos(10π t − ) cm. 2 2 π π C. x = 8cos(5π t − ) cm. D. x = 8cos(5π t + ) cm. 2 2 Câu 9. Một chất điểm dao động điều hòa với tần số 5 Hz. Tại thời điểm ban đầu khi vật ở vị trí cân bằng truyền cho vật vận tốc v = 60π (cm/s) theo chiều âm. Phương trình dao động của vật là π π A. x = 4cos(10π t + ) cm. B. x = 6cos(10π t + ) cm. 2 2 π π C. x = 8cos(5π t − ) cm. D. x = 12cos(5π t + ) cm. 2 2 Câu 10. Vật dao động điều hòa, khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp vật qua vị trí cân bằng là 0,5s; quãng đường vật đi được trong 2s là 32cm. Tại thời điểm t = 1,5s vật qua li độ x = 2 3cm theo chiều dương. Phương trình dao động của vật là π 5π A. x = 8cos(2π t − ) cm. B. x = 4 cos(2π t + ) cm. 3 6 π 5π C. x = 8cos(π t − ) cm. D. x = 4 cos(4π t − ) cm. 6 6 13
Câu 11. Một vật dao động điều hòa khi đi qua vị trí cân bằng vật có vận tốc v = 20cm / s. Gia tốc cực đại của vật là amax = 2 m / s 2 . Chọn t = 0 là lúc vật qua vị trí cân bằng theo chiều âm của trục tọa độ. Phương trình dao động là A. x = 2 cos(10t ) cm. B. x = 2 cos(10t + π ) cm. π π C. x = 2 cos(10t − ) cm. D. x = 2 cos(10t + ) cm. 2 2 Câu 12. Vật nặng m gắn vào lò xo, dg điều hòa theo phương thẳng đứng. Tại vị trí cân bằng lò xo giãn ∆l = 10 cm. Tại thời điểm ban đầu, kéo vật xuống dưới vị trí cân bằng một đoạn bằng 2 3cm và truyền cho nó vận tốc v = 20cm / s hướng lên. Chọn chiều dương hướng xuống dưới. Phương trình dao động của vật là π 2π A. x = 4 cos(10t − ) cm. B. x = 5cos(10t + ) cm. 6 3 π π C. x = 4 cos(10t + ) cm. D. x = 5cos(10t − ) cm. 6 6 Câu 13. Con lắc dao động có cơ năng là E = 3.10 J J, lực phục hồi cực đại là −5 1,5.103 N, chu kì T = 2 s. Biết thời điểm t = 0 vật đang đi qua vị trí x = 2cm theo chiều dương. Phương trình dao động của vật là π 2π A. x = 5cos(10t + ) cm. B. x = 4 cos(π t + ) cm. 6 3 π π C. x = 4 cos(π t − ) cm. D. x = 5cos(10t − ) cm. 3 6 Câu 14. Một vật dao động điều hòa với chu kì T = 2 s. lấy π 2 = 10. Tại thời điểm t = 0 vật có gia tốc 10cm / s 2 vận tốc v = −π 3cm / s. Phương trình dao động của vật là 2π π A. x = 2 cos(π t − ) cm. B. x = 2 cos(π t + ) cm. 3 3 2π π C. x = 4 cos(π t − ) cm. D. x = 2 cos(π t − ) cm. 3 3 Câu 15. Một con lắc lò xo gồm k = 50 N / m, m = 500 g dao động điều hòa theo phương nằm ngang. Tại thời điểm ban đầu đưa vật tới li độ x = 4cm rồi truyền cho vật vận tốc v. Biết thời gian ngắn nhất kể từ thời điểm ban đầu đến lúc vật có li độ bằng nửa biên độ là π /15s. Phương trình dao động của vật là π π A. x = 10 cos(10t − ) cm. B. x = 8cos(10t + ) cm. 3 3 π π C. x = 10 cos(10t − ) cm. D. x = 8cos(10t − ) cm. 6 3 Câu 16. Cho lò xo ban đầu có độ cứng k0 = 100 N / m được cắt thành hai đoạn l1 và l2 sao cho 4l1 = l2 rồi cùng gắn hai lò xo vào vật có khối lượng m = 1kg trên mặt phẳng năm ngang. Tại vị trí cân bằng, tổng độ nén của hai lò xo là 10cm. Kéo vật tới vị trí lò xo l1 không biến dạng, rồi truyển cho nó một vận tốc ban đầu v = 0,5 3m / s theo chiều âm. Phương trình dao động của vật là 2π π A. x = 4 cos(25t − ) cm. B. x = 4 cos(25t + ) cm. 3 3 14
π 2π C. x = 8cos(25t − ) cm. D. x = 8cos(25t + ) cm. 3 3 Câu 17.Một con lắc lò xo gồm vật có khối lượng m = 1kg và lò xo có độ cứng k = 1600 N / m. Khi vật ở VTCB, người ta truyền cho nó vận tốc ban đầu bằng 2m / s theo chiều dương trục toạ độ. Phương trình dao động của vật là π π A. x = 5cos(40t − ) m. B. x = 0, 5cos(40t + ) m. 2 2 π C. x = 5cos(40t − ) cm. D. x = 5cos(40t ) cm. 2 Câu 18. Môt vật dao động điều hòa với tần số f = 2 Hz. Sau 2, 25s kể từ khi vật bắt đầu dao động vật có li độ x = 5cm và vận tốc 20π cm / s. Phương trình dao động của vật là π A. x = 5cos(4π t + ) cm. B. x = 5 2 cos(4π t ) cm. 6 3π π C. x = 5 2 cos(4π t + ) cm. D. x = 5 2 cos(4π t − ) cm. 4 4 Câu 19. Vật dao động điều hòa với tần số f = 10 Hz. Tại thời điểm ban đầu vật có li độ x = 5cm, sau khi dao động được 0, 025s thì vật có li độ là độ 5 3cm. Phương trình dao động của vật là π π A. x = 10cos(20π t − ) cm . B. x = 10cos(20π t + ) cm . 3 3 π C. x = 5cos(20π t ) cm . D. x = 10cos(20π t − ) cm . 6 Câu 20: Vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox. Tại thời điểm ban đầu vật có li độ x = 5cm và đang chuyển động theo chiều dương, cứ sau 0,5s kể từ khi vật bắt đầu dao động vật lại cách vị trí cân bằng một khoảng 5cm. Phương trình dao động của vật là π A. x = 5cos(2π t + ) cm . B. x = 5cos(2π t ) cm . 2 π π C. x = 5cos(4π t + ) cm . D. x = 5 2cos(π t − ) cm . 2 4 ĐÁP ÁN 1 2 3 4 5 1 6 7 8 9 1 1 1 1 1 1 1 1 1 20 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A A B C C A A B B B D C C A D B C C A D 15
2.4 Hiệu quả của giải pháp 2.4.1 Đối với học sinh Các em đều tự nguyện tham gia vào các hoạt động học tập một cách tích cực, thoải mái, nhiệt tình. Các thành viên của mỗi nhóm đều thực hiện nghiêm túc và hiệu quả nhiệm vụ của nhóm mình. Học sinh đều tích cực hoàn thành nhiệm vụ của mình. Khi có vấn đề chưa hiểu hoặc khó khăn không giải quyết được thì các em đã mạnh dạn nhờ giáo viên giúp đỡ. Khi giáo viên hướng dẫn, các em rất chăm chú lắng nghe và suy nghĩ rất tích cực theo hướng giáo viên gợi mở. Sau đó, đa số các nhóm đều có thể tự tìm ra cách giải quyết cho mình. Có nhiều em nghĩ ra phương án để giải quyết nhanh nhiệm vụ được giao thì các em đã mạnh dạn trình bày ý tưởng với giáo viên và các bạn cùng nhóm. Tất cả các nhóm đều cố gắng để hoàn thành nhiệm vụ được giao. Các em có thể vận dụng kiến thức thu được một cách linh hoạt trong việc giải thích các hiện tượng thực tế. Các câu hỏi trong phần thi đố vui được dùng để kiểm nghiệm điều này. Khảo sát giải các bài tập trắc nghiệm tổng hợp ở 2 lớp 12A6 và 12A4 trường THPT Yên Định 3 có được kết quả như sau: Lớp Sĩ số Điểm 910 Điểm 78 Điểm 5 Điểm 3 Điểm 6 4 0,1,2 12A6 45 4 20 19 2 0 12A4 42 3 15 20 4 0 2.4.2 Đối với bản thân giáo viên Quy trình đã lập có nội dung và phương pháp phù hợp đối với học sinh, có tính khả thi và đạt được hiệu quả, mục đích dạy học. Đây là một bài học kinh nghiệm và nguồn tham khảo để bản thân và các đồng nghiệp áp dụng vào giảng dạy cũng như tiếp tục nghiên cứu, phát triển về nội dung và phương pháp hơn nữa. Tổ chức thành công hoạt động này là một luồng gió mới về đổi mới phương pháp dạy học, góp phần thúc đẩy bản thân tôi và các đồng nghiệp tích cực trau dồi, bồi dưỡng chuyên môn nghiệp vụ, tiếp tục hăng say đổi mới phương pháp dạy học tích cực và hiệu quả hơn nữa, đồng thời bồi đắp lòng yêu nghề và sự tận tâm với học sinh. 16
3. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 3.1 Kết luận Trong cấp học THPT: Các kỳ thi luôn được coi trọng vì nó phản ánh được chất lượng dạy và học của giao viên và học sinh, là thước đo để đánh giá sự nỗ lực, phấn đấu của thầy và trò. Muốn có kết quả tốt phải bắt đầu từ người thầy trước. Không có học trò dốt, chỉ có thầy chưa giỏi: Trong quá trình giảng dạy người thầy phải biết bắt đầu từ những kỹ năng đơn giản nhất như dạy bài mới như thế nào cho tốt, ôn tập như thế nào để bồi dưỡng được các kiến thức, kỹ năng… Kiến thức, sự hiểu biết, kinh nghiệm và tư cách của người thầy có sức lan tỏa lớn đối với học sinh. Đề tài của tôi không bắt nguồn từ những ý tưởng lớn lao mà xuất phát từ thực tế mà tôi đã được trãi nghiệm trong quá trình ôn tập nhiều năm. Nội dung, kiến thức của để tài giúp cho học sinh hiểu rộng hơn, học tốt hơn, rèn tốt hơn những kiến thức cơ bản mà sách giáo khoa đã nêu ra. Vì vậy tôi cũng tin tưởng rằng: Đề tài của tôi sẽ được áp dụng rộng rãi, nhất là đối tượng học sinh ôn thi THPT Quốc gia. 3.2 Kiến nghị Nhà trường và giáo viên cần có sự đầu tư, khai thác và sử dụng có hiệu quả các thí nghiệm vật lí đã có hơn nữa; nên bổ sung thêm các dụng cụ thí nghiệm cần thiết, có thể bằng cách tự chế tạo. Giáo viên cần đa dạng hóa các hình thức dạy học, đổi mới phương pháp một cách hiệu quả, đặc biệt chú trọng vai trò trung tâm của học sinh trong qua trình hình thành kiến thức và kĩ năng. Nên tận dụng các giờ học tự chọn để tổ chức các hoạt động ngoại khóa cho học sinh. Giáo viên cần áp dụng hình thức tổ chức hoạt động tự làm thí nghiệm ở nhà cho học sinh vào nhiều bài học và nội dung kiến thức khác nữa. Xác nhận của BGH Tôi xin cam đoan đây là SKKN của mình viết, không sao chép nội dung của người khác. Yên Định, ngày 16 tháng 4 năm 2018 Lê Thị Bích Việt 17
TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Luật Giáo dục 2005 2. Hướng dẫn sử dụng máy tính Casio fx 570MS. Nguyễn Văn Trang 3. Lương Duyên Bình (Tổng chủ biên), Vũ quang (Chủ biên), Tô Giang, Nguyễn Thượng Chung, Trần Chí Minh, Ngô Quốc Quýnh. Sách giáo viên Vật lí 12 Cơ bản, NXB Giáo dục. 4. Lương Duyên Bình (Tổng chủ biên), Vũ quang (Chủ biên), Tô Giang, Nguyễn Thượng Chung, Trần Chí Minh, Ngô Quốc Quýnh. Sách giáo khoa Vật lí 12 Cơ bản, NXB Giáo dục. 5. Vũ Quang (chủ biên), Lương Duyên Bình, Tô Giang, Ngô Quốc Quýnh. Sách bài tập Vật lí 12 Cơ bản. NXB Giáo dục. 6. Nguyễn Đức Thâm (chủ biên), Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế (2002). Phương pháp dạy học Vật lí ở trường phổ thông, NXB Đại học sư phạm, Hà Nội. 8. Tham khảo các đề thi THPTQG. Bộ GD&ĐT 18
DANH MỤC SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐÃ ĐƯỢC HỘI ĐỒNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM NGÀNH GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HUYỆN, TỈNH VÀ CÁC CẤP CAO HƠN XẾP LOẠI TỪ C TRỞ LÊN Họ và tên tác giả: Lê Thị Bích Việt Chức vụ và đơn vị công tác: Giáo viên Vật lí, trường THPT Yên Định 3 Kết quả Cấp đánh giá xếp Năm đánh giá loại học TT Tên đề tài SKKN xếp loại (Ngành GD cấp đánh giá (A, B, huyện/tỉnh; Tỉnh...) xếp loại hoặc C) 1. Hướng dẫn học sinh Sở GD&ĐT khối 12 giải nhanh bài tỉnh Thanh Hóa 2012 – tập về thời gian và Quyết định số: 2013 đường đi trong dao 743/QĐSGD&ĐT động điều hòa bằng Ngày 04/11/2013 C việc vận dụng mối quan hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều. 2. Hướng dẫn học sinh Sở GD&ĐT có học lực trung bình tỉnh Thanh Hóa 2015 và yếu, sử dụng kiến Quyết định số: 2016 thức toán học hàm số 972/QĐSGD&ĐT C mũ để giải nhanh và Ngày 24/11/2016 chính xác các bài tập phần Điện tích – Điện trường. * Liệt kê tên đề tài theo thứ tự năm học, kể từ khi tác giả được tuyển dụng vào ngành năm 2004 cho đến thời điểm hiện tại. 19
20