Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Phương pháp giải nhanh bài toán dao động điều hòa của con lắc đơn

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:18

Thêm vào BST

Báo xấu

2
lượt xem 0
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu sáng kiến "Phương pháp giải nhanh bài toán dao động điều hòa của con lắc đơn" nhằm đề xuất phương pháp giải nhanh bài toán dao động điều hòa của con lắc đơn cho học sinh lớp 12 của trường THPT Tuần Giáo. Nâng cao chất lượng học tập môn Vật lí và giúp học sinh yêu thích môn Vật lí hơn.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Phương pháp giải nhanh bài toán dao động điều hòa của con lắc đơn

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐIỆN BIÊN TRƯỜNG THPT TUẦN GIÁO. “Phương pháp giải nhanh bài toán dao động điều hòa của con lắc đơn” Tác giả: Nguyễn Đình Sơn Đơn vị công tác: Trường THPT Tuần Giáo Tuần Giáo, tháng 04 năm 2024 1
NỘI DUNG GIẢI PHÁP A. Mục đích, sự cần thiết Đề xuất phương pháp giải nhanh bài toán dao động điều hòa của con lắc đơn cho học sinh lớp 12 của trường THPT Tuần Giáo. Nâng cao chất lượng học tập môn Vật lí và giúp học sinh yêu thích môn Vật lí hơn. B. Phạm vi triển khai thực hiện Học sinh lớp 12C2,C4 của Trường THPT Tuần Giáo năm học 2023- 2024 C. Nội dung I. Tình trạng giải pháp đã biết: Vật lý là một môn học khó và trừu tượng, cơ sở của nó là toán học. Bài tập vật lý rất đa dạng và phong phú. Trong phân phối chương trình số tiết bài tâp lại hơi ít so với nhu cầu cần củng cố và nâng cao kiến thức cho học sinh. Chính vì thế, người giáo viên phải làm thế nào để tìm ra phương pháp tốt nhất nhằm tạo cho học sinh niềm say mê yêu thích môn học này. Giúp học sinh việc phân loại các dạng bài tập và hướng dẫn cách giải là rất cần thiết. Việc làm này rất có lợi cho học sinh trong thời gian ngắn đã nắm được các dạng bài tập, nắm được phương pháp giải và từ đó có thể phát triển hướng tìm tòi lời giải mới cho các dạng bài tương tự. Trong yêu cầu về đổi mới giáo dục về việc đánh giá học sinh bằng phương pháp trắc nghiệm khách quan thì khi nắm được dạng bài và phương pháp giải sẽ giúp cho học sinh nhanh chóng trả được bài . Trong chương trình Vật lý lớp 12, bài “Con lắc đơn”có nhiều dạng bài tập phức tạp và khó. Học sinh thường rất lúng túng trong việc tìm cách giải các dạng toán này. Xuất phát từ thực trạng trên, qua kinh nghiệm giảng dạy, tôi chọn đề tài“Phương pháp giải nhanh bài toán dao động điều hòa của con lắc đơn” II. Nội dung giải pháp 1. Mục đích cụ thể, chi tiết của giải pháp. Đề tài nhằm giúp học sinh khắc sâu những kiến thức lí thuyết , có một hệ thống bài tập và phương pháp giải chúng, giúp các em có thể nắm được cách giải và từ đó chủ động vận dụng các phương pháp này trong khi làm bài tập có liên quan. Từ đó học sinh có thêm 2
kỹ năng về cách giải các bài tập Vật lí, có thể nhanh chóng giải các bài toán trắc nghiệm về dao động điều hòa của con lắc đơn phong phú và đa dạng. Nhằm xây dựng một chuyên đề sâu, chi tiết có thể làm tài liệu tham khảo cho các đồng nghiệp ôn thi tốt nghiệp và luyện thi học sinh giỏi cấp tỉnh. 2. Mô tả bản chất, nội dung của giải pháp. Các dạng và phương pháp giải bài toán dao động điều hòa của con lắc đơn Dạng 1: Đại cương về con lắc đơn Mô tả: Con lắc đơn gồm một vật nặng treo vào sợi dây không giãn, vật nặng kích thước không đáng kể so với chiều dài sợi dây, sợi dây khối lượng không đáng kể so với khối lượng của vật nặng. 1. Chu kì, tần số và tần số góc: T  2 ;  g ; f  1 g g 2 Nhận xét: Chu kì của con lắc đơn + tỉ lệ thuận căn bậc 2 của l; tỉ lệ nghịch căn bậc 2 của g + chỉ phụ thuộc vào l và g; không phụ thuộc biên độ A và m. + ứng dụng đo gia tốc rơi tự do (gia tốc trọng trường g) 2. Phương trình dđ: Điều kiện dao động điều hoà: Bỏ qua ma sát, lực cản và 0
+ Với con lắc đơn lực hồi phục tỉ lệ thuận với khối lượng. + Với con lắc lò xo lực hồi phục không phụ thuộc vào khối lượng. 5. Chu kì và sự thay đổi chiều dài: Tại cùng một nơi con lắc đơn chiều dài l1 có chu kỳ T1, con lắc đơn chiều dài l2 có chu kỳ T2, con lắc đơn chiều dài l1 + l2 có chu kỳ T2,con lắc đơn chiều dài l1 - l2 (l1>l2) có chu kỳ T4. Ta có: T32  T12  T22 và T42  T12  T22 6. Tỉ số số dao động, chu kì tần số và chiều dài: Trong cùng thời gian con lắc có chiều dài l1 thực hiện được n1 dao động, con lắc l2 thực hiện được n2 dao động. Ta có: n1T1 = n2T2 hay n1 T2 l f   2  1 n2 T1 l1 f2 Dạng 2: Phương trình dđ, vận tốc, gia tốc, lực căng dây và năng lượng 1. Phương trình dđ: (Viết phương trình dđ giống con lắc lò xo) s = S0cos(  t +  ) v = -  S0sin(  t +  ) a=-  2S0cos(  t +  ) α = α0cos(t + ) v = -  α0sin(  t +  ) a=-  2 α0cos(  t +  ) Với s = αl, S0 = α0l; T  P cos  Chú ý: + Gia tốc pháp tuyến: a pt   2 g (cos   cos  0 ) m + Gia tốc tiếp tuyến: att = gsin Ta có gia tốc: a  att  a 2 2 pt 2. Vận tốc, lực căng, năng lượng: Với các góc  0  100 : Vận tốc : v  gl ( 02   2 ) Lực căng: T = mg(1+  02  1,5 2 ) 1 Wt  mgl 2 2 1 Wđ  mv2 2 1 1 W  Wt  Wđ  m 2 S02  mgl 02 2 2 Với các góc  0  100 : v  2 gl (cos   cos  0 ) T  mg(3 cos   2 cos  0 ) 4
Wt  mgh  mgl(1  cos  ) 1 2 Wđ  mv 2 W  Wt  Wđ Chú ý: + vmax và T max khi  = 0 + vmin và T min khi  =  0 2 vmax + Độ cao cực đại của vật đạt được so với VTCB: hmax  2g 3. Tỉ số giữ a đô ̣ng năng và thế năng: 2 Wđ S0 2  2 1  0 1  n Wt S 2  Công thứ c xá c đinh vi ̣ trí củ a vâ ̣t khi biế t trước tỉ số giữ a Đô ̣ng năng và Thế năng là: ̣ 0 S S0 Hoă ̣c    n 1 n 1 1 4. Công thưc xá c đinh vâ ̣n tố c củ a vâ ̣t ta ̣i vi trí mà đô ̣ng năng bằ ng ́ ̣ ̣ thế năng: Nế u ta n có : Wđ  1 hay Wđ  1 Wt Wt n n Thì: v   S0  S0 g Hoă ̣c v    0   0 g n 1  n  1 n 1  n  1 Dạng 3: Chu kì thay đổi theo nhiệt độ, độ cao, độ sâu và gia tốc trọng trường: 1. Thay đổi nhiệt độ (chiều dài l thay đổi, g không đổi): T1  2 l1 ; T2  2 l2 với l2  l1[1   (t 2  t1 )] g g  : hệ số nở dài; t: nhiệt độ T2 l Ta có: 1 T  T2  T1   (t2  t1 )T1 (1)   2 2 T1 l1 l  l2  l1   (t2  t1 ) 2. Thay đổi theo độ cao trên Trái Đất khi nhiệt độ không đổi (g thay đổi, l không đổi)  l T1  2  h g1  T2 g1 Ta có: T  T2  T1   T1 (2)   R l  T1 g2 T2  2 g2   + Dấu ‘’+’’ đưa lên cao, dấu ‘’-‘’ đưa xuống so mực nước biển 5
+ Dấu ‘’-’’ đưa lên cao, dấu ‘’+‘’ đưa xuống so mặt đất Chú ý: + Biết g1 và g2 thì l2  g2 l1 Nếu đưa lên cao thì g2  R (3) g1 g1 R  2h + Đưa con lắc từ thiên thể này lên thiên thể khác thì: T2  g1  M 1 R22 T1 g2 M 2 R12 + Trong cùng khoảng thời gian, đồng hồ có chu kì T1 có số chỉ t1 thì đồng hồ có con lắc T2 có chỉ số t2. Ta có: t2 T1  t1 T2 3. Thời gian chạy sai mỗi ngày: T t  24.60.60 T1 + Nếu T > 0: con lắc chạy chậm; Nếu T < 0: con lắc chạy nhanh + Con lắc dđ đúng trở lại  T’ = T  thay đổi to hoặc h  1 h  0   .t   0  t và h?  2 R 1 h + Thay đổi h và t: T  [  (t 2  t1 )  ]T1 2 R 4. Phần trăm tăng giảm của chu kỳ theo l và g  1 l + % tăng giảm T theo % tăng giảm của l: (%)  (%)  2 l + % tăng giảm T theo % tăng giảm của g:  (%)  1 g (%)  2 g + % tăng giảm T theo % tăng giảm của l và g  1 l 1 g (%)  (%)  (%)  2 l 2 g Dạng 4: Chu kì của con lắc thay đổi khi có thêm lực tác dụng l  Ta có: T  2  g  T' g   l  T g' T '  2 g'   U 1. Lực điện trường:F = q E vớiE = E:cường độ điện trường (V/m) d U: điện áp giữa 2 bản tụ điện (V); d: khoảng cách giữa 2 bản tụ điện (m) a. TH1: Điện tích q > 0 cường độ điện trường E hướng thẳng đứng xuống dưới tương qE đương với điện tích q < 0 cường độ điện trường E hướng thẳng đứng lên trên g '  g  m 6
b. TH2: điện tích q > 0 cường độ điện trường E hướng thẳng đứng lên trên tương đương với điện tích q < 0 cường độ điện trường E hướng thẳng đứng xuống dưới. g '  g  q E m c. TH3: điện tích q (có thể âm hoặc dương) đặt trong điện trường song song với mặt đất   hay F  P g'  g2  (qE ) 2 và g' g m2 cos  mg với tan   F  qE + Lực căng:  = P mg cos  cb + Vận tốc tại VTCB: 2 gl (1  cos  0 ) vmax  2 cos  cb d. TH4: ( F , P)   => F F g '  g 2  ( )2  2( ) gcos m m Chú ý: Một con lắc đơn mang điện tích dương khi không có điện trường nó dao động điều hòa với chu kỳ T. Khi có điện trường hướng thẳng đứng xuống thì chu kì dao động điều hòa của con lắc là T1. Khi có điện trường hướng thẳng đứng lên thì chu kì dao động điều hòa của con lắc là T2. Chu kỳ T dao động điều hòa của con lắc khi không có điện trường T1 T2 2 liên hệ với T1 và T2 là: T  T12  T22 1 1 ga 1 1 g a CM:  2 ; 2 2 T12 4 l T2 4 l 1 1 1 g 1 TT 2 =>  2  2. 2  2 2 => T  1 2 2 T1 T2 4 l T T12  T22 m 2. Lực đẩy Acsimet: FA = VD0g = D0g Với g '  g (1  D0 ) D D + D: Kl riêng của vật nặng; D0: Kl riêng của môi trường. + T = T0  t  t2  t1   ( t  1 : giãm nhiệt độ; t  1 : tăng nhiệt độ)  Dạng 5: Con lắc đặt trong thang máy l  Ta có: T  2 g   T' g   l  T g' T '  2 g'   a. Thang máy đi lên NDĐ hoặc đi xuống CDĐ: g’ = g + a g Và g  T  T 0  0 . ' ga ga b. Thang máy đi lên CDĐ hoặc đi xuống NDĐ: g’ = g – a 7
 T  T g Và 0  0 . ' g g a g a c. Chuyển động đều: g’ = g   d. Nếu F  P thì: g '  g 2  a 2 l  T  2 a0 g 2  a0 2 * Vị trí cân bằng được xác định bởi  : Fqt ma0 ao tan  =   Fqt P mg g Dạng 6: Con lắc đặt trong xe chuyển động 1. Xe chuyển động theo phương ngang P d h g '  a 2  g 2 P  g T' T với tan   F  ma  a  g' P mg g  v 2  v 2  2as  0 ma 0 Lực căng:   sin  2. Xe chuyển động trên mặt phẳng nghiêng góc  không ma sát  g '  g cos  g  T' T với a  g sin  g'    : VTCB  ma hay T '  T cos  Lực căng:   sin  3. Xe xuống dốc nghiêng góc  có ma sát: l T '  2 với  : là hệ số ma sát g 1  2 sin    cos  VTCB: tan   cos    sin  4. Xe lên dốc nghiêng góc  với gia tốc a: l a cos  T '  2 VTCB:   arctan( ) a  g  2ag sin  2 2 g  a sin  xuống dốc: a  g (sin    cos  ) 8
lên dốc: a   g (sin    cos  ) Dạng 7: Dđ của con lắc đơn có ma sát 1. Để duy trì dđ cần động cơ nhỏ có công suất: E E0  E n: số dđ; 1 1 P  E0  mgl 0 ; E  mgl 2 2 t nT 2 2 2. Công của lực cản: AC mg Trong đó:    0   AC  4 0lFC  mgl 0   FC   4 0l 4 Fmasát a. Độ giảm biên độ sau mỗi chu kỳ là: A  A2  4 k 4 Fcan l Độ giảm biên độ trong N chu kì là: S0 – SN = N mg mgS0 b. Số dao động thực hiện được: N = 4 Fl Dạng 8: Con lắc bị vướng đinh hoặc va chạm với vật cản T= 1 (T1  T2 ) 2 l1 T1  2 g l2 0 T2  2 g l1  0   0 l2 Dạng 9: Đo chu kỳ bằng phương pháp trùng phùng Để xác định chu kỳ T của một con lắc lò xo (con lắc đơn) người ta so sánh với chu kỳ T 0 (đã biết) của một con lắc khác (T  T0). Hai con lắc gọi là trùng phùng khi chúng đồng thời đi qua một vị trí xác định theo cùng một chiều. TT0 Thời gian giữa hai lần trùng phùng   T  T0 Nếu T > T0   = (n+1)T = nT0. Nếu T < T0   = nT = (n+1)T0. với n  N 2.2. Các ví dụ 9
Ví dụ 1: Con lắc đơn chiều dài l1 dao động điều hoà tại một nơi với chu kỳ T1 = 1,5s. Con lắc đơn chiều dài l2 cũng dao động điều hoà tại nơi đó với chu kỳ T2 =0,9s. Tính chu kỳ của con lắc chiều dài l dao động điều hoà ở nơi trên với: l = l1+l2 và l = l1- l2 Hướng dẫn: -Với l = l1+l2 Sử dụng công thức T  T12  T22 Thay số: T  1,5 2  0,9 2  1,75s -Với l = l1- l2 Sử dụng công thức T  T12  T22 Thay số: T  1,5 2  0,9 2  1,2s Ví dụ 2: Tại một nơi trên mặt đất một con lắc đơn dao động điều hoà.Trong khoảng thời gian t , con lắc thực hiện 60 dao động toàn phần; thay đổi chiều dài con lắc một đoạn 44 cm thì cũng trong khoảng thời gian t ấy, nó thực hiện 50 dao động toàn phần. Xác định chiều dài ban đầu của con lắc ? Hướng dẫn: Gọi chu kỳ con lắc chiều dài l1, l2 là T1;T2 Xét trong khoảng thời gian t như nhau thì: 60T1 = 50T2 T2 l 6 l 36 36   2   2   l2  l1 và l2 = l1 +44. T1 l1 5 l1 25 25 Giải hệ được: l = 100 cm. Ví dụ 3 Một con lắc đơn gồm một quả cầu nhỏ khối lượng m làm bằng thép treo vào đầu một sợi dây mềm có khối lượng không đáng kể dài l = 1 m.Phía dưới điểm treo Q theo phương thẳng đứng của sợi dây có một chiếc đinh được đóng vào điểm O ’ cách Q một đoạn O’Q = 50 cm sao cho con lắc bị vấp phải đinh trong quá trình dao động điều hoà. a/ Xác định chu kỳ dao động của quả cầu? cho gia tốc g = 9,8 m/s 2 b/Nếu không đóng đinh vào O’ mà đặt tại vị trí cân bằng O một tấm thép được giữ cố định thì hiện tượng xảy ra như thế nào? (Coi rằng va chạm của quả cầu vào vật cản là hoàn toàn đàn hồi) Hướng dẫn: 10
a/ Trong quá trình dao động con lắc bị vướng vào đinh O’ nằm trên phương thẳng đứng của dây treo nên mỗi dao động toàn phần của con lắc gồm 2 giai đoạn + Giai đoạn đầu con lắc dao động với chiều dài l =1m và chu kỳ l 1 T1  2  2  2s . g 9,8 + Giai đoạn còn lại nó dao động với chiều dài l’ = OO’ =0,5m và chu kỳ l' 0,5 T2  2  2  1,4s . g 9,8 Chu kỳ của con lắc bị vướng đinh là: 1 1 1 T  T1  T2  (T1  T2 ) = 1/2 (2+1,4) = 1,7 s 2 2 2 b/ Tấm thép đặt tai VTCB O: Vì va chạm giữa quả cầu và tấm thép là hoàn toàn đàn hồi nên khi quả cầu va chạm vào tấm thép nó sẽ bật ngược lại với vận tốc có cùng độ lớn ngay trước lúc va chạm và vật lại lên đúng vị trí cao nhất A ( Vì cơ năng bảo toàn).Vậy con lắc chỉ dao động trên cung OA nên chu kỳ T = 1/2T1 = 1 s. Ví dụ 4: Một đồng hồ quả lắc đếm giây có chu kỳ T = 2s. Quả lắc được coi như một con lắc đơn với dây treo và vật nặng làm bằng đồng có hệ số nở dài  = 17.10-6K-1. Giả sử đồng hồ chạy đúng ở chân không, nhiệt độ 200c. Tính chu kỳ của con lắc trong chân không ở 300c ? ở 300c đồng hồ chạy nhanh hay chậm? Mỗi ngày chạy sai bao nhiêu? 1 Hướng dẫn: + Sử dụng công thức: T2  (1  t )T1 2 1 Thay số: T2  (1  17.10 6 (30  20)).2 = 2,00017 s 2 + Chu kỳ T2>T nên đồng hồ chạy chậm. Thời gian chạy chậm trong một ngày đêm :  = 24.60.60 s là: T 1     t = 24.3600.1/2.17.10-6 .10 = 7,34 s. T1 2 Ví dụ 5: Một đồng hồ quả lắc chạy đúng giờ vào mùa nóng khi nhiệt độ trung bình là 32 0c, con lắc có thể xem là con lắc đơn. Hệ số nở dài của dây treo con lắc  = 2.10-5K-1. Vào mùa lạnh 11
nhiệt độ trung bình là 170c hỏi con lắc sẽ chạy như thế nào? Một tuần nó chay sai bao nhiêu? Hướng dẫn: Do nhiệt độ vào mùa đông giảm nên chu kỳ con lắc giảm, đồng hồ chạy nhanh. Một tuần : = 7.24.60.60 s đồng hồ chạy nhanh một thời gian: T 1     t = 7.24.3600.1/2.2.10-5 .15 = 90,72 s. T1 2 Ví dụ 6: Con lắc đồng hồ có dây treo làm bằng thanh kim loại mảnh. khi nhiệt độ môi trường tăng thêm 100c thì trong 12 giờ con lắc chạy chậm 30s. Nếu muốn con lắc chạy mỗi ngày chỉ chậm 45s thì nhiệt độ môi trường phải tăng lên bao nhiêu? Coi gia tốc trọng trường không thay đổi. Hướng dẫn: T 1 Vận dụng công thức:      t T1 2 1 Khi nhiệt độ tăng thêm300c thì mỗi ngày sẽ chạy chậm: 1  t1  60s ; 2 Nếu con lắc chạy chậm mỗi ngày 45s thì nhiệt độ tăng lên t2 thoả mãn: 1  2  t2  45s  t2  3 / 4t1  11, 250 c 2 Ví dụ 7: Một đồng hồ quả lắc đếm giây có chu kỳ T = 2s. Quả lắc được coi như một con lắc đơn với dây treo và vật nặng làm bằng đồng có hệ số nở dài  = 17.10-6K-1. Giả sử đồng hồ chạy đúng ở chân không, nhiệt độ 200c.Tính chu kỳ của con lắc trong chân không ở 300c ? ở 300c đồng hồ chạy nhanh hay chậm? Mỗi ngày chạy sai bao nhiêu? 1 Hướng dẫn: + Sử dụng công thức: T2  (1  t )T1 2 1 Thay số: T2  (1  17.10 6 (30  20)).2 = 2,00017 s 2 + Chu kỳ T2>T nên đồng hồ chạy chậm. Thời gian chạy chậm trong một ngày đêm :  = 24.60.60 s là: T 1     t = 24.3600.1/2.17.10-6 .10 = 7,34 s. T1 2 Ví dụ 8: 12
Một đồng hồ quả lắc chạy đúng giờ vào mùa nóng khi nhiệt độ trung bình là 32 0c, con lắc có thể xem là con lắc đơn. Hệ số nở dài của dây treo con lắc  = 2.10-5K-1. Vào mùa lạnh nhiệt độ trung bình là 170c hỏi con lắc sẽ chạy như thế nào? Một tuần nó chay sai bao nhiêu? Hướng dẫn: Do nhiệt độ vào mùa đông giảm nên chu kỳ con lắc giảm, đồng hồ chạy nhanh. Một tuần : = 7.24.60.60 s đồng hồ chạy nhanh một thời gian: T 1     t = 7.24.3600.1/2.2.10-5 .15 = 90,72 s. T1 2 Ví dụ 9: Con lắc đồng hồ có dây treo làm bằng thanh kim loại mảnh. khi nhiệt độ môi trường tăng thêm 100c thì trong 12 giờ con lắc chạy chậm 30s. Nếu muốn con lắc chạy mỗi ngày chỉ chậm 45s thì nhiệt độ môi trường phải tăng lên bao nhiêu? Coi gia tốc trọng trường không thay đổi. Hướng dẫn: T 1 Vận dụng công thức:      t T1 2 1 Khi nhiệt độ tăng thêm300c thì mỗi ngày sẽ chạy chậm: 1  t1  60s ; 2 Nếu con lắc chạy chậm mỗi ngày 45s thì nhiệt độ tăng lên t2 thoả mãn: 1  2  t2  45s  t2  3 / 4t1  11, 250 c 2 Ví dụ 10: Một con lắc đơn có chiều dài ℓ = 1m, khối lượng m = 50g được tích điện q = -2.10-5C dao động tại nơi có g = 9,86m/s2. Đặt con lắc vào trong điện trường đều E có độ lớn E = 25V/cm. Tính chu kỳ dao động của con lắc khi: a) E có phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống dưới. b) E có phương thẳng đứng, chiều từ dưới lên trên. c) E có phương nằm ngang. Hướng dẫn: Áp dụng các kết quả ở mục III, ý 2.2 a) q < 0: F ngược hướng với E => F hướng thẳng đứng lên trên 13
qE Ta có: P’ = P - F => g’ = g - m Chu kỳ dao động của con lắc trong điện trường: l l T '  2  2 = 2,11(s) (Lưu ý: Đổi E = 25V/cm = 25.102V/m) g' qE g m l l b) Tương tự, ta có: T '  2  2 g' q E = 1,9(s) g m c) Khi E có phương nằm ngang. Khi đó chu kỳ dao động của con lắc khi đặt trong điện trường là: 2.3. Bài tập vận dụng Câu 1. Mô ̣t con lắ c đơn chiề u dà i 1m,dao đô ̣ng ta ̣i nơi có gia tố c tro ̣ng trường g = 10 m/s2. Lấ y 2 = 10.Tầ n số dao đô ̣ng củ a con lắ c nà y bằ ng A. 0,5 Hz. B. 2 Hz. C. 0,4 Hz. D. 20 Hz. Câu 2. Một con lắc đơn có độ dài 1 dao động với chu kì T1  0,8 s . Một con lắc đơn khác có chiều dài  2 dao động với chu kì T2  0,6 s. Chu kì của con lắc có chiều dài  1   2 là: A. T= 0,7 s B. T= 0,8 s C. T= 1,0 s D. T= 1,4 s Câu 3. Một con lắc đơn có độ dài 1 dao động với chu kì T1  1,2 s . Một con lắc đơn khác có chiều dài  2 dao động với chu kì T2  1,6 s. Tấn số của con lắc có chiều dài  1   2 là: A. f = 0,25 Hz B. f= 2,5 Hz C.f = 0,38Hz D.f= 0,5 Hz Câu 4: Một con lắc đơn dao động nhỏ tại nơi có g = 10m/s2 với chu kì 2s, vật có khối lượng 100g mang điện tích 0, 4C . Khi đặt con lắc trên vào trong điện trường đều E có cường độ 2,5.106V/m nằm ngang thì chu kì dao động lúc đó là A. 1,5S B1,68S C2,38S D 1,86 14
Câu 5: Một con lắc đơn có chiều dài dây treo là 50cm và vật nhỏ có khối lượng 0,01kg mang điện tích 5.106 C .được coi như điện tích điểm, con lắc dao động điều hòa trong điện trường đều E có cường độ 104 V/m theo phương thẳng đứng hướng xuống . lấy g = 10m/s2 thì chu kì dao động lúc đó là A. 0,58 s B. 1,4 s C. 1,15 s D. 1,99 s Câu 6: tại một nơi trên mặt đất, một con lắc đơn dao động điều hòa, trong khoảng thời gian t con lắc thực hiện 60 dao động toàn phần, thay đổi chiều dài con lắc một đoạn 44cm thì cũng trong khoảng thời gian t ấy nó thực hiện 50 dao động toàn phần, chiều dài của con lắc là A. 144cm B. 60cm C. 80cm D. 100cm Câu 7: một con lắc đơn có chiều dài 200cm dao động tại nơi có gia tốc trọng trường g=9,8m/2. số dao động mà con lắc thực hiện trong 5 phút là: A. 2 B. 22 C. 234 D. 106 Câu 8: người ta đưa một đồng hồ quả lắc từ mặt đất lên độ cao h= 5km. Bán kính trái đất R= 6400km. Mỗi ngày đêm đồng hồ chạy chậm A. 67,5s B. 76,5s C. 6,75s D. 7,65s Câu 9. con lắc đơn có chiều dài dây treo 1 dao động điều hoà với chu kì T. Nếu cắt bớt chiều dài dây treo một đoạn l1=0,75m thì chu kì dao động bây giờ là T1 = 3s. Nếu cắt tiếp dây treo đi một đoạn nữa l2 = 1,25m thì chu kì dao động bây giò là T2= 2s. Chiều dài l của con lắc ban đầu và chu kì T của nó là A. l  3m;T  3 3s B. l  4m;T  2 3s C. l  4m;T  3 3s D. l  3m; T  2 3s Câu 10: Một con lắc đơn dao động điều hòa với phương trình li độ dài: s = 2cos7t (cm) (t đo bằng giây), tại nơi có gia tốc trọng trường 9,8 (m/s2). Tỷ số giữa lực căng dây và trọng lực tác dụng lên quả cầu ở vị trí cân bằng là A. 1,05 B. 0,95 C. 1,08 D. 1,01 Câu 11: Một con lắc đơn dài  = 1 m, vật nặng có khối lượng m = 50 g dao động tại nơi có g = 9,8m/s2. Bỏ qua ma sát. Con lắc dao động trong mặt phẳng thẳng đứng với góc lệch cực đại so với phương thẳng đứng là  0  300 .Vận tốc và lực căng dây khi qua vị trí cân bằng là A. 1,62 m/s, 0,62 N C. 2,63 m/s, 0,62 N B. 4,12 m/s , 1,34 N D. 0,412 m/s, 13,4 15
Câu 12. Một con lắc đơn có chiề u dài l , dao động điều hòa với chu kì T. Gia tốc trọng trường g tại nơi con lắc đơn này dao động là T2 4 4 2 2 A. g  2 B. g  C. g  2 D. g  4 T T 4T 2 Câu 13. Mô ̣t con lắ c đơn chiề u dà i 1m,dao đô ̣ng ta ̣i nơi có gia tố c tro ̣ng trường g = 10 m/s2.Lấ y 2 = 10.Tầ n số dao đô ̣ng củ a con lắ c nà y bằ ng A. 0,5 Hz. B. 2 Hz. C. 0,4 Hz. D. 20 Hz. Câu 14. Một con lắc đơn có độ dài 1 dao động với chu kì T1  0,8 s . Một con lắc đơn khác có chiều dài  2 dao động với chu kì T2  0,6 s. Chu kì của con lắc có chiều dài  1   2 là: A. T= 0,7 s B. T= 0,8 s C. T= 1,0 s D. T= 1,4 s Câu 15. Một con lắc đơn được treo ở trần của một thang máy. Khi thang máy đứng yên, con lắc dao động điều hoà với chu kì T. Khi thang máy đi lên thẳng đứng, nhanh dần đều với gia tốc có độ lớn bằng một nửa gia tốc trọng trường tại nơi đặt thang máy thì con lắc dao động điều hoà với chu kì T' bằng T 2T T 2 A. T 2 B. C. D. 2 3 3 3. Những điểm khác biệt, tính mới của giải pháp so với giải pháp đã và đang được áp dụng. Về phía giáo viên: Có thể giúp cho học sinh có học lực khá, Trung bình nắm vững hơn được kiến thức và có cách làm chính xác, nhanh đối với học sinh khá, giỏi. Về phía học sinh: Được học nhiều phương pháp giải giúp học sinh tự tin chủ động, tạo hứng thú trong học tập bộ môn. Giúp cho học sinh không còn cảm thấy sợ khi làm bài tập khó nữa. Tính ưu việt của giải pháp là lựa chọn tối ưu nhất hiện tại phù hợp với lực học của học sinh và cũng phù hợp với mục tiêu của bộ môn. III. Khả năng áp dụng của giải pháp Học sinh lớp 12 trường Tuần Giáo năm học 2023 - 2024 và các năm tiếp theo. Sáng kiến không những áp dụng ở học sinh trường THPT Tuần Giáo mà còn có thể áp dụng ở các trường trung học phổ thông khác khác trong tỉnh. IV. Hiệu quả, lợi ích thu được. 16
Trước khi áp dụng giải pháp, điểm học sinh làm bài tập con lắc đơn Lớp Số học sinh Giỏi Khá TB Yếu 12C2 43 15 12 16 0 12C4 43 6 25 12 0 Sau khi áp dụng giải pháp, điểm học sinh làm bài tập con lắc đơn Lớp Số học sinh Giỏi Khá TB Yếu 12C2 43 20 18 5 0 12C4 43 10 28 5 0 Nhìn vào bản số liệu cho thấy tỷ lệ học sinh đạt điểm khá, giỏi tăng, điểm yếu,trung bình giảm mạnh chất lượng được nâng lên. Vì vậy tôi thấy phương pháp giải nhanh bài toán dao động điều hòa của con lắc đơn đã làm cho chất lượng môn Vật lý của lớp 12 tăng lên rõ rệt, các em đã thích học môn Vật lý hơn. V. Phạm vi ảnh hưởng của giải pháp. Với phương pháp giải nhanh bài toán dao động điều hòa của con lắc đơn tôi đã áp dụng và nhận thấy có ảnh hưởng đến việc thay đổi nhận thức của các em học sinh về việc tiếp cận kiến thức và các phương pháp giải bài tập. VI. Kiến nghị, đề xuất: Nên tổ chức nhiều đợt sinh hoạt chuyên môn cụm để các giáo viên có kinh nghiệm ở các trường trao đổi kinh nghiệm cho nhau để chất lượng môn Vật lý trong kì thi trung học phổ thông Quốc gia được nâng lên. D. Danh sách đồng tác giả: Không Tuần giáo, ngày tháng năm 2024 Tuần giáo, ngày 18 tháng 4 năm 2024 XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ NGƯỜI VIẾT SÁNG KIẾN (Ký, đóng dấu) (Ký, ghi rõ họ tên) 17
Nguyễn Đình Sơn 18