Tài liệu Skkn phương pháp giải toán vật lí cho nhiều đối tượng học sinh.

BM 01-Bia SKKN SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG NAI Đơn vị: THPT XUÂN THỌ Mã số: ................................ (Do HĐKH Sở GD&ĐT ghi) SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN VẬT LÍ CHO NHIỀU ĐỐI TƯỢNG HỌC SINH Người thực hiện: NGUYỄN VĂN DUẨN Lĩnh vực nghiên cứu: - Quản lý giáo dục  - Phương pháp dạy học bộ môn: .VẬT LÍ  - Lĩnh vực khác: .................................................  Có đính kèm: Các sản phẩm không thề hiện trong bản in SKKN  Mô hình  Phần mềm  Phim ảnh  Hiện vật khác Năm học: 2012-2013 SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC 1 BM02-LLKHSKKN SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC I. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN 1. Họ và tên: NGUYỄN VĂN DUẨN 2. Ngày tháng năm sinh: 10/06/1981 3. Nam, nữ: nam 4. Địa chỉ: Tổ 7, ấp Bàu Trâm xã Bàu Trâm thị xã Long Khánh Tỉnh Đồng Nai 5. Điện thoại: 0613731769 6. Fax: (CQ)/ (NR); ĐTDĐ: 0985296881 E-mail: [email protected] 7. Chức vụ: Tổ trưởng chuyên môn 8. Đơn vị công tác: Trường Trung học phổ thông Xuân Thọ II. TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO - Học vị (hoặc trình độ chuyên môn, nghiệp vụ) cao nhất: cử nhân - Năm nhận bằng: 2005 - Chuyên ngành đào tạo: vật lí III. KINH NGHIỆM KHOA HỌC - Lĩnh vực chuyên môn có kinh nghiệm: giảng dạy - Số năm có kinh nghiệm: 8 - Các sáng kiến kinh nghiệm đã có trong 5 năm gần đây: không 2 BM03-TMSKKN PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN VẬT LÍ CHO NHIỀU ĐỐI TƯỢNG HỌC SINH I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Trong chương trình phổ thông mỗi môn học đều rất quan trọng đối với quá trình hình thành, phát triển tư duy cho học sinh. Bất kì người thầy nào trong suốt cuộc đời giảng dạy đều đặt ra cái đích là giúp học sinh nắm những kiến thức cơ bản, hình thành phương pháp giải quyết vấn đề, kĩ năng, kĩ xảo, tạo thái độ và động cơ học tập đúng đắn để học sinh tiếp cận và chiếm lĩnh những tri thức theo xu hướng của thời đại. Môn vật lí là môn khoa học nghiên cứu những sự vật hiện tượng xảy ra hằng ngày có tính ứng dụng thực tiễn cao cần vận dụng những kiến thức toán học yêu cầu học sinh phải có một thái độ học tập nghiêm túc, tích cực, tư duy sáng tạo về những vấn đề nảy sinh mới có cách giải quyết phù hợp. Với mỗi một bài tập vật lí, một câu hỏi có nhiều bước yêu cầu phải sử dụng nhiều công thức, học sinh khá có thể nhận thấy hướng giải quyết nhưng với học sinh trung bình, yếu bài toán trở nên khó khăn, không có định hướng từ đó nảy sinh tâm lý chán nản mất tự tin, khi đó các em thấy môn vật lí trở thành môn học xa vời rất khó nắm bắt từ từ sẽ phát sinh thái độ tiêu cực học đối phó.Đối với sinh khá, giỏi thì lại cần được có những bài tập khó, yêu cầu cao hơn để phát huy, phát triển khả năng tư duy sáng tạo. Do đó với xu hướng lấy người học làm chủ thể, người thầy giáo phải trăn trở, suy ngẫm tìm ra giải pháp kích thích thái độ của học sinh bằng cách đưa ra những yêu cầu vừa mức đồng thời định hướng nâng sức giúp các em học sinh yếu có thể giải quyết những bài toán tương tự và những em khá giỏi có khả năng tổng quát hóa, trừu tượng hóa. Với lí do đó giải bài tập cho nhiều đối tượng học sinh là hết sức cần thiết . II. TỔ CHỨC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 1. Cơ sở lý luận Phương pháp dạy học là một bộ phận hợp thành của quá trình sư phạm nhằm đào tạo thế hệ trẻ có tri thức khoa học, về thế giới quan và nhân sinh quan, thói quen và kỹ năng thực hành, vận dụng kiến thức vào thực tế. Phương pháp dạy học có mối liên hệ biện chứng với các nhân tố khác của quá trình dạy học. Những phương pháp dạy học phải thống nhất biện chứng giữa việc giảng dạy của giáo viên với việc học tập của học sinh. Đồng thời góp phần có hiệu quả vào việc thực hiện tốt các khâu của quá trình dạy học. Xác định kế hoạch giáo dục, giáo dưỡng, phát triển bộ môn một cách nhịp nhàng, cụ thể hoá nhiệm vụ dạy học trên cơ sở đặc điểm của học sinh, điều chỉnh kế hoạch dạy học cho sát với 3 diễn biến thực tế, tổ chức và hướng dẫn học sinh học tập ở trên lớp cũng như ở nhà phù hợp với dự định sư phạm. Đối với môn Vật lí ở trường phổ thông, bài tập Vật lí đóng một vai trò hết sức quan trọng, việc hướng dẫn học sinh làm bài tập Vật lí là một hoạt động dạy học, là 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 người 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 qui luật Vật lí, những hiện tượng Vật lí. Thông qua các bài tập ở các dạng khác nhau tạo điều 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 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 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, suy luận.... Nên bài tập Vật lí gây hứng thú học tập cho học sinh. 2. Cơ sở thực tế và thực trạng của việc hướng dẫn học sinh làm bài tập Vật lí ở trường THPT XUÂN THỌ . 2.1 Đặc điểm tình hình nhà trường : - Trường THPT XUÂN THỌ có cơ sở vật chất phục vụ cho việc giảng dạy tương đối tốt, phòng học và phòng thực hành vật lý kiên cố, sạch sẽ đúng qui cách, có đồ dùng đầy đủ cho các khối lớp. - Học sinh trường THPT XUÂN THỌ 65% là học sinh trung bình yếu bên cạnh đó vẫn có nhiều học sinh khá giỏi. 2.2 Thực trạng về vấn đề giải bài tập vật lý của học sinh Trong quá trình giảng dạy môn vật lý giáo viên thường sử dụng phương pháp chia nhóm để học sinh thảo luận và tìm ra kết quả cho câu hỏi và giáo viên thường kết luận đúng, sai và không hướng dẫn gì thêm, việc giảng dạy vật lý nhất là bài tập vật lý như thế sẽ không đạt được kết quả cao, vì trong lớp có các đối tượng học sinh giỏi, khá, trung bình, yếu, kém nên khả năng tư duy của các em rất 4 khác nhau, đối với học sinh yếu, kém hay trung bình không thể tư duy kịp và nhanh như học sinh khá, giỏi nên khi thảo luận các em chưa thể kịp hiểu ra vấn đề. Vì thế nếu giáo viên không chú trọng đến việc hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lý cho từng đối tượng khác nhau thì học sinh sẽ đoán mò không nắm vững được kiến thức nhất là học sinh trung bình yếu. Thực tế về trình độ học tập của học sinh lớp 11 môn vật lý ở 3 lớp 12C 1 , 12C2 , 12C3 năm 2011_2012 như sau: Sĩ số Lớp 11C1 11C2 11C3 45 44 45 Giỏi SL % 1 2,2 1 2,3 2 4,4 Khá Trung bình SL % SL % 6 13,3 16 35,6 5 11,4 15 34,1 7 15,6 17 38,6 Yếu Kém SL % SL % 18 40 4 8,9 20 45,5 3 6,8 17 37,8 2 4,4 3. Nội dung, biện pháp thực hiện các giải pháp của đề tài Với thực trạng như trên giáo viên giảng dạy cần xác định đối tượng và phân nhóm giữa học sinh trung bình yếu và học sinh khá giỏi đồng thời giao bài tập cho phù hợp với đối tượng. Chẳng hạn với các bài tập sau: 3.1 Phân loại bài tập học sinh trung bình, yếu và học sinh khá, giỏi Bài 1: Trên một đường thẳng, tại hai điểm A và B cách nhau 100km, có hai xe máy xuất phát cùng lúc và chuyển động ngược chiều để gặp nhau. Xe xuất phát từ A có tốc độ 30km/h và xe xuất phát từ B có tốc độ 20km/h, coi chuyển động của hai xe là thẳng đều. Xác định thời điểm và vị trí hai xe gặp nhau Hướng dẫn giải: - Chọn trục tọa độ Ox trùng với AB, gốc tọa độ tại A, chiều dương từ A đến B, gốc thời gian là lúc xuất phát - Phương trình chuyển động của xe xuất phát từ A: xA = x0A + vA.t = 0 + 30.t = 30t (km) - Phương trình chuyển động của xe xuất phát từ B: xB = x0B + vB.t = 100 - 20.t = 100 - 20t (km) - Khi hai xe gặp nhau thì chúng có cùng tọa độ xA =xB  30t = 100 – 20t  t = 2h Vậy sau khi xuất phát được 2h thì hai xe gặp nhau - Thay t = 2h vào phương trình của xe A dể tìm vị trí hai xe gặp nhau xA = 30.2 = 60 (km) 5 Vậy hai xe gặp nhau tại vị trí cách A một đoạn 60km. * Đây là bài tập dành cho học sinh khá giỏi của lớp 10 vì: - Bài toán có nhiều bước giải mới ra kết quả - Học sinh không thấy được công thức giải bài trực tiếp - Học sinh mới lên cấp 3 chưa biết dùng phương trình để giải toán * Đối với học sinh trung bình, yếu với câu hỏi như trên sẽ không biết biết định hướng giải thế nào cả, sẽ dẫn đến việc các em không hiểu rồi chán học rồi sợ học môn vật lí. Do đó đối với đối tượng là học sinh trung bình, yếu tôi sẽ làm cho bài toán này đơn giản hơn dễ hiểu hơn bằng cách chia nhỏ cau hỏi ra thành nhiều câu hỏi nhỏ hơn như sau: a. Viết phương trình chuyển động của hai xe, chọn trục tọa độ Ox trùng với AB, gốc tọa độ tại A, chiều dương từ A đến B, gốc thời gian là lúc xuất phát b. Xác định thời điểm và vị trí hai xe gặp nhau * Bài toán dùng cho học sinh trung bình, yếu: Trên một đường thẳng, tại hai điểm A và B cách nhau 100km, có hai xe máy xuất phát cùng lúc và chuyển động ngược chiều để gặp nhau. Xe xuất phát từ A có tốc độ 30km/h và xe xuất phát từ B có tốc độ 20km/h, coi chuyển động của hai xe là thẳng đều. a. Viết phương trình chuyển động của hai xe, chọn trục tọa độ Ox trùng với AB, gốc tọa độ tại A, chiều dương từ A đến B, gốc thời gian là lúc xuất phát b. Xác định thời điểm và vị trí hai xe gặp nhau Hướng dẫn giải: a. Viết phương trình chuyển động của hai xe - Chọn trục tọa độ Ox trùng với AB, gốc tọa độ tại A, chiều dương từ A đến B, gốc thời gian là lúc xuất phát - Phương trình chuyển động của xe xuất phát từ A: xA = x0A + vA.t = 0 + 30.t = 30t (km) - Phương trình chuyển động của xe xuất phát từ B: xB = x0B + vB.t = 100 - 20.t = 100 - 20t (km) b. Thời điểm và vị trí hai xe gặp nhau - Khi hai xe gặp nhau thì chúng có cùng tọa độ xA = xB  30t = 100 – 20t  t = 2h Vậy sau khi xuất phát được 2h thì hai xe gặp nhau - Thay t = 2h vào phương trình của xe A dể tìm vị trí hai xe gặp nhau xA = 30.2 = 60 (km) Vậy hai xe gặp nhau tại vị trí cách A một đoạn 60km. * Với cách hỏi như thế này học sinh đã định hướng được cách làm bài: viết phương trinh chuyển động của mỗi xe và sau đó xác định thời điểm và vị trí hai xe gặp 6 nhau. Sau đó sẽ định hướng: muốn xác định được thời điểm và vị trí hai xe gặp nhau thì phải viết được phương trình chuyển động của mỗi xe và để viết được phương trình chuyển động của xe cần phải chọn: trục tọa độ, gốc tọa độ, chiều dương, gốc thời gian. Do cách phân tích như trên những học sinh trung bình, yếu cũng đã hiểu bài làm được bài toán một cách nhẹ nhàng. * Khi các em đã nắm được cách làm bài, tôi cho tiếp bài toán tương tự, nhưng để tăng khả năng tư duy của các em lên, tôi không còn chia nhỏ câu hỏi nữa vì các em đã biết định hướng làm làm dạng bài này. * Bài tập tương tự cho học sinh trung bình, yếu: Trên một đường thẳng, tại hai điểm A và B cách nhau 100km, có hai xe máy xuất phát cùng lúc và chuyển động cùng hướng AB. Xe xuất phát từ A có tốc độ 30km/h và xe xuất phát từ B có tốc độ 20km/h, coi chuyển động của hai xe là thẳng đều. Xác định thời điểm và vị trí hai xe gặp nhau. Khi đưa ra bài tập tương tự này hầu hết các em trung bình, yếu đã làm được bài. Bài 2 . Một ộ tô khối lượng 2 tấn, lực kéo của đầu máy có độ lớn 2500N, lấy g = 10m/s2, biết hệ số ma sát giữa bánh xe và mặt đường là 0,1. Tìm vận tốc của xe và quãng đường xe đi được sau khi khởi hành 20s Hướng dẫn giải: + Độ lớn lực ma sát: Fms =  N =  mg = 0,1.2000.10 = 2000N + Gia tốc của xe khi khởi hành a Fhl Fk  Fms 2500  2000    0, 25 m m 2000 m/s2 + Vận tốc của xe sau khởi hành 20s v = v0 + at = 0 + 0,25.20 = 5 m/s + Quãng đường xe đi được sau 20s v 2  v02  2as  s v 2  v02 52   50m 2a 2.0, 25 * Đây là câu hỏi dành cho học sinh khá, nhưng đối với học sinh yếu, trung bình thì rất khó để định hướng làm bài nên, tôi thường chia câu hỏi trên thành nhiều câu hỏi nhỏ để những học sinh này dễ dàng định hướng để làm bài. a. Tính độ lớn lực ma sát tác dụng vào xe b. Tính gia tốc của xe khi khởi hành c. Tìm vận tốc của xe và quãng đường xe đi được sau khi khởi hành 20s * bài tập cho học sinh trung bình yếu: Một ộ tô khối lượng 2 tấn, lực kéo của đầu máy có độ lớn 2500N, lấy g = 10m/s2, biết hệ số ma sát giữa bánh xe và mặt đường là 0,1. a. Tính độ lớn lực ma sát tác dụng vào xe 7 b. Tính gia tốc của xe khi khởi hành c. Tìm vận tốc của xe và quãng đường xe đi được sau khi khởi hành 20s Hướng dẫn giải: a. Độ lớn lực ma sát tác dụng vào xe: Fms =  N =  mg = 0,1.2000.10 = 2000N b. Gia tốc của xe khi khởi hành a Fhl Fk  Fms 2500  2000    0, 25 m m 2000 m/s2 c. Vận tốc của xe sau khởi hành 20s v = v0 + at = 0 + 0,25.20 = 5 m/s + Quãng đường xe đi được sau 20s v 2  v02  2as  s v 2  v02 52   50m 2a 2.0, 25 Bài 3. Một vật 2 kg rơi tự do từ độ cao 20m. Tìm vận tốc khi vật ở độ cao 15m, lấy g = 10m/s2. Hướng dẫn giải: + cơ năng của vật W = Wđ + Wt = 0 + 2.10.20 = 400 J + thế năng của vật ở độ cao 15m Wt = mgz = 2.10.15 = 300 J + động năng của vật ở độ cao 15m Wđ = W – Wt = 400 – 300 = 100 J + vận tốc của vật ở độ cao 15m Wd  2Wd 1 2 2.100 mv  v    10m / s 2 m 2 * Đây là câu hỏi dành cho học sinh khá, nhưng đối với học sinh yếu, trung bình thì rất khó để định hướng làm bài nên, tôi thường chia câu hỏi trên thành nhiều câu hỏi nhỏ để những học sinh này dễ dàng định hướng để làm bài. * bài tập cho học sinh trung bình yếu: Một vật 2 kg rơi tự do từ độ cao 20m. Tìm vận tốc khi vật ở độ cao 15m, lấy g = 10m/s2. a. Tìm cơ năng của vật b. Tìm thế năng và động năng của vật ở độ cao 15m c. Tìm vận tốc của vật ở độ cao 15m Hướng dẫn giải: a. cơ năng của vật 8 W = Wđ + Wt = 0 + 2.10.20 = 400 J b. thế năng của vật ở độ cao 15m Wt = mgz = 2.10.15 = 300 J + động năng của vật ở độ cao 15m Wđ = W – Wt = 400 – 300 = 100 J c. vận tốc của vật ở độ cao 15m Wd  2Wd 1 2 2.100 mv  v    10m / s 2 m 2 Bài 4. Cho hai tấm kim loại phẳng đặt nằm ngang song song và cách nhau d =5cm .Hiệu điện thế giữa hai tấm đó 50V.Một electrôn có vận tốc ban đầu rất nhỏ chuyển động từ tấm tích điện âm về phía tấm tích điện dương .Hỏi khi tới tấm tích điện dương thì electrôn có vận tốc bao nhiêu ? Hướng dẫn giải: + công của lực điện trường khi e di chuyển từ bản âm tới bản dương A = Uq = 50.1,6.10-19 = 8.10-18 J + động năng của e khi tới bản dương Wd2 - Wd1 = A  Wd2 = Wd1 + A = 0 + 8.10-18 = 8.10-18 J + vận tốc của e khi tới bản dương Wd 2  2Wd 2 1 2 2.8.1018 mv  v   2 m 9,1.1031 = 4,2.106 m/s * Đây là câu hỏi dành cho học sinh khá, nhưng đối với học sinh yếu, trung bình thì rất khó để định hướng làm bài nên, tôi thường chia câu hỏi trên thành nhiều câu hỏi nhỏ để những học sinh này dễ dàng định hướng để làm bài. a. tính công của lực điện trường khi e di chuyển từ bản âm tới bản dương b. tính động năng của e khi tới bản dương c. tìm vận tốc của e khi tới bản dương * bài tập cho học sinh trung bình yếu: Cho hai tấm kim loại phẳng đặt nằm ngang song song và cách nhau d =5cm .Hiệu điện thế giữa hai tấm đó 50V.Một electrôn có vận tốc ban đầu rất nhỏ chuyển động từ tấm tích điện âm về phía tấm tích điện dương a. tính công của lực điện trường khi e di chuyển từ bản âm tới bản dương b. tính động năng của e khi tới bản dương c. tìm vận tốc của e khi tới bản dương Hướng dẫn giải: a. công của lực điện trường khi e di chuyển từ bản âm tới bản dương A = Uq = 50.1,6.10-19 = 8.10-18 J b. động năng của e khi tới bản dương Wd2 - Wd1 = A  Wd2 = Wd1 + A = 0 + 8.10-18 = 8.10-18 J 9 c. vận tốc của e khi tới bản dương Wd 2  2Wd 2 1 2 2.8.1018 mv  v   2 m 9,1.1031 = 4,2.106 m/s Bài 5: Cho mạch điện như hình vẽ. Trong đó suất điện động E = 10 V, điện trở trong r = 1  ; các điện trở R1 = 8  , R2 = 3  , R3 = 1,5  . Tính công suất và hiệu suất của nguồn điện R1 R2 R3 Hướng dẫn giải: + điện trở mạch ngoài: R23  R2 R3 3.1,5   1 R2  R3 3  1,5 R = R1 + R23 = 8 + 1 = 9  + cường độ dòng điện qua mạch: I E 10  1 R  r 9 1 A + công suất nguồn điện P = E.I = 10.1 = 10 W + hiệu suất nguồn điện: H R 9   0,9 R  r 9 1 = 90% * Đây là câu hỏi dành cho học sinh khá, nhưng đối với học sinh yếu, trung bình thì rất khó để định hướng làm bài nên, tôi thường chia câu hỏi trên thành nhiều câu hỏi nhỏ để những học sinh này dễ dàng định hướng để làm bài. a. Điện trở mạch ngoài? b. Cường độ dòng điện qua mạch và hiệu điện thế giữa 2 cực nguồn điện c. Tính công suất và hiệu suất nguồn điện * bài tập cho học sinh trung bình yếu: Cho mạch điện như hình vẽ. Trong đó : E = 10 V, r = 1  ; R1 = 8  , R2 = 3  , R3 =1,5  . Tính: 10 a. Điện trở mạch ngoài? b. Cường độ dòng điện qua mạch và hiệu điện thế giữa 2 cực nguồn điện c. Tính công suất và hiệu suất nguồn điện R2 R1 R3 Hướng dẫn giải: a. điện trở mạch ngoài: R23  R2 R3 3.1,5   1 R2  R3 3  1,5 R = R1 + R23 = 8 + 1 = 9  b. cường độ dòng điện qua mạch: I E 10  1 R  r 9 1 A + hiệu điện thế giữa 2 cực của nguồn U = I.R = 1.9 = 9 V c. công suất nguồn điện P = E.I = 10.1 = 10 W + hiệu suất nguồn điện: H U 9   0,9 E 10 = 90% Bài 6. Một thấu kính có độ tụ 5dp, vật AB cao 2cm đặt vuông góc với trục chính cách thấu kính 30cm. Tìm chiều cao của ảnh thu được Hướng dẫn giải: + tiêu cự của thấu kính f  1 1   0, 2m  20cm D 5 + vị trí ảnh 1 1 1 df 20.30    d'   60cm f d d' d  f 30  20 + số phóng đại 11 k  d' 60   2 d 30 + chiều cao ảnh k A' B '  A ' B '  K AB  2.2  4cm AB Vậy ảnh thu được ngược chiều vật, cao 4cm * Đây là câu hỏi dành cho học sinh khá, nhưng đối với học sinh yếu, trung bình thì rất khó để định hướng làm bài nên, tôi thường chia câu hỏi trên thành nhiều câu hỏi nhỏ để những học sinh này dễ dàng định hướng để làm bài. a. Tìm độ tụ của thấu kính b. Xác định vị trí ảnh thu được, số phóng đại của ảnh c. Xác định chiều cao ảnh thu được * bài tập cho học sinh trung bình yếu: Một thấu kính có độ tụ 5dp, vật AB cao 2cm đặt vuông góc với trục chính cách thấu kính 30cm. Hướng dẫn giải: a. tiêu cự của thấu kính f  1 1   0, 2m  20cm D 5 b. vị trí ảnh 1 1 1 df 20.30    d'   60cm f d d' d  f 30  20 + số phóng đại k  d' 60   2 d 30 c. chiều cao ảnh k A' B '  A ' B '  K AB  2.2  4cm AB Vậy ảnh thu được ngược chiều vật, cao 4cm Bài 7: Một vật khối lượng 100g dao động với phương trình: x = 5cos  t ( cm ), 2 lấy   10 . Tính động năng của dao động tại thời điểm t = 1,5 (s) ? Hướng dẫn giải: + vận tốc của vật v = x’ = - 5  sin  t + tại thời điểm t = 1,5s thì v = 5  cm/s 12 + động năng tại thời điểm 1,5s Wd = Wd  1 2 1 5 2 mv  .0,1.( ) 2 2 100 = 1,25.10-3 J * Đây là câu hỏi dành cho học sinh khá, nhưng đối với học sinh yếu, trung bình thì rất khó để định hướng làm bài nên, tôi thường chia câu hỏi trên thành nhiều câu hỏi nhỏ để những học sinh này dễ dàng định hướng để làm bài. a.Tính vận tốc của vật tại thời điểm t = 1,5 s. b. Tính động năng ứng với thời điểm đó. * bài tập cho học sinh trung bình yếu: Một vật khối lượng 100g dao động với phương trình: x = 5cos  t ( cm ), lấy  2  10 . a. Tính vận tốc của vật tại thời điểm t = 1,5 s. b. Tính động năng ứng với thời điểm đó. Hướng dẫn giải: a. vận tốc của vật v = x’ = - 5  sin  t tại thời điểm t = 1,5s thì v = 5  cm/s b. động năng tại thời điểm 1,5s: Wd  1 2 1 5 2 mv  .0,1.( ) 2 2 100 = 1,25.10-3 J Bài 8.Dao động của một chất điểm có khối lượng 100 g là tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương, có phương trình li độ lần lượt là x 1 = 5cos10t và x2 = 10cos10t (x1 và x2 tính bằng cm, t tính bằng s). Mốc thế năng ở vị trí cân bằng. Tìm cơ năng của chất điểm. Hướng dẫn giải: + do 2 dao động cùng pha nên biên độ tổng hợp A = A1 + A2 = 5 + 10 = 15 cm = 0,15 m + cơ năng của chất điểm 1 1 m 2 A2  .0,1.102.0,152 2 W= 2 = 0,1125 J * Đây là câu hỏi dành cho học sinh khá, nhưng đối với học sinh yếu, trung bình thì rất khó để định hướng làm bài nên, tôi thường chia câu hỏi trên thành nhiều câu hỏi nhỏ để những học sinh này dễ dàng định hướng để làm bài. a. Tìm biên độ dao động của chất điểm b. Tìm cơ năng của chất điểm * bài tập cho học sinh trung bình yếu: Dao động của một chất điểm có khối lượng 100 g là tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương, có phương trình li độ lần lượt là x1 = 5cos10t và x2 = 10cos10t (x1 và x2 tính bằng cm, t tính bằng s). Mốc thế năng ở vị trí cân bằng. a. Tìm biên độ dao động của chất điểm b. Tìm cơ năng của chất điểm Hướng dẫn giải: 13 a. biên độ dao động của chất điểm do 2 dao động cùng pha nên biên độ tổng hợp: A = A1 + A2 = 5 + 10 = 15 cm = 0,15 m b. cơ năng của chất điểm 1 1 m 2 A2  .0,1.102.0,152 2 W= 2 = 0,1125 J Bài 9.Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox. Trong thời gian 31,4 s chất điểm thực hiện được 100 dao động toàn phần. Gốc thời gian là lúc chất điểm đi qua vị trí có li độ 2 cm theo chiều âm với tốc độ là 40 3 cm/s. Lấy  = 3,14. Phương trình dao động của chất điểm là Hướng dẫn giải: + 1 dao động hết thời gian 100 dao động hết thời gian T 31,4s 31, 4   0,314  10 s => T = 100 + tần số góc  2  20 Rad / s T + tại thời điểm t = 0 , x = 2cm , v = - 40 3 cm/s Biên độ dao động :  A2  2 2  x2  v2  A2 2  (40 3) 2 202 = 4cm + phương trình dao động có dạng: x = Acos (t   ) tại thời điểm t = 0 , x = 2cm , v < 0 => x = 4cos(20.0 +  ) = 2  4 cos   2 1  cos   2    3 Do v < 0 nên   3 14  x  4 cos(20t  ) (cm) 3 => phương trình dao động của chất điểm: * Đây là câu hỏi dành cho học sinh khá, nhưng đối với học sinh yếu, trung bình thì rất khó để định hướng làm bài nên, tôi thường chia câu hỏi trên thành nhiều câu hỏi nhỏ để những học sinh này dễ dàng định hướng để làm bài. a. Tìm chu kì và tần số góc của chất điểm b. Tìm biên độ của chất điểm c. Viết phương trình dao động của chất điểm * bài tập cho học sinh trung bình yếu: Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox. Trong thời gian 31,4 s chất điểm thực hiện được 100 dao động toàn phần. Gốc thời gian là lúc chất điểm đi qua vị trí có li độ 2 cm theo chiều âm với tốc độ là 40 3 cm/s. Lấy  = 3,14. a. Tìm chu kì và tần số góc của chất điểm b. Tìm biên độ của chất điểm c. Viết phương trình dao động của chất điểm Hướng dẫn giải: a. chu kì và tần số góc của chất điểm + 1 dao động hết thời gian T 100 dao động hết thời gian 31,4s 31, 4   0,314  10 s => T = 100 + tần số góc  2  20 Rad / s T b. biên độ của chất điểm + tại thời điểm t = 0 , x = 2cm , v = - 40 3 cm/s Biên độ dao động : x2  v2  A2 2 (40 3) 2  A 2  202 = 4cm 2 2 c. viết phương trình dao động của chất điểm + phương trình dao động có dạng: x = Acos (t   ) tại thời điểm t = 0 , x = 2cm , v < 0 => x = 4cos(20.0 +  ) = 2 15  4 cos   2 1  cos   2    3 Do v < 0 nên   3  x  4 cos(20t  ) (cm) 3 => phương trình dao động của chất điểm: 1 104 Bài 10. Đoạn mạch LRC mắc nôi tiếp có R=100, L=  H, C= 2 F. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều có dạng u=200 2 cos100t(V). Tính hệ số công suất và công suất tiêu thụ của đoạn mạch này Hướng dẫn giải: + Cảm kháng của mạch: Z L  L  1 .100  100  + Dung kháng của mạch: ZC  1 1  4  200 C 10 .100 2 + Tổng trở của mạch: Z  R 2  ( Z L  ZC )2  1002  (100  200) 2  100 2 + Cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch I U 200   2 Z 100 2 A + Hệ số công suất của mạch cos   R 100 2   Z 100 2 2 + Công suất tiêu thụ của mạch 2 P = I2R = ( 2) .100 = 200 W 16 * Đây là câu hỏi dành cho học sinh khá, nhưng đối với học sinh yếu, trung bình thì rất khó để định hướng làm bài nên, tôi thường chia câu hỏi trên thành nhiều câu hỏi nhỏ để những học sinh này dễ dàng định hướng để làm bài. a. Tính cảm kháng, dung kháng, tổng trở của mạch b. Tìm cường độ dòng điện trong mạch c. Tìm hệ số công suất, tính công suất tiêu thụ trong mạch * bài tập cho học sinh trung bình yếu: 1 104 Đoạn mạch LRC mắc nôi tiếp có R=100, L=  H, C= 2 F. Đặt vào hai đầu đoạn mạch một điện áp xoay chiều có dạng u=200 2 cos100t(V). a. Tính cảm kháng, dung kháng, tổng trở của mạch b. Tìm cường độ dòng điện trong mạch c. Tìm hệ số công suất, tính công suất tiêu thụ trong mạch Hướng dẫn giải: a. Cảm kháng của mạch: Z L  L  1 .100  100  + Dung kháng của mạch: ZC  1 1  4  200 C 10 .100 2 + Tổng trở của mạch: Z  R 2  ( Z L  ZC )2  1002  (100  200) 2  100 2 b. Cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch I U 200   2 Z 100 2 A c. Hệ số công suất của mạch cos   R 100 2   Z 100 2 2 + Công suất tiêu thụ của mạch 2 P = I2R = ( 2) .100 = 200 W 3.2Hướng dẫn bài tập cho học sinh khá giỏi Trong quá trình cho học sinh giải bài tập có thể bổ sung thêm những bài tập này để tăng khả năng tư duy, khái quát hóa, trừu tượng hóa … 17  A1 cos( t  ) 6 (cm) Bài 1: Hai dao động cùng phương lần lượt có phương trình x 1 =  6 cos( t  ) 2 (cm). Dao động tổng hợp của hai dao động này có phương trình và x2 = x  A cos( t   ) (cm). Thay đổi A cho đến khi biên độ A đạt giá trị cực tiểu thì  có 1 giá trị bao nhiêu ? Hướng dẫn giải: * Đối với học sinh giỏi nắm vững kiến thức tổng thể tôi hướng dẫn các em giải bằng cách dùng giản đồ vec tơ Vẽ các véc tơ A1 ; A2 ; A A1 /6 Theo định lí hàm số sin ta có A2 /3 A /6-  A A2   sin sin(   ) 3 = 6 +  + A đạt giá trị cực tiểu khi sin( 6 - ) = 1    6 - = 2  Do đó  = - 3 . * Cách thông thường dùng cho học sinh khá giỏi Hướng dẫn giải: Ta có: 2 2 2 + A  A1  A2  2 A1 A cos(2  1 )   A2  A12  A22  2 A1 A cos 2 3 A2  A12  6 A1  36 = P + P là hàm bậc 2 theo A1 có hệ số a > 0 và  < 0 P đạt giá trị nhỏ nhất tại đỉnh của parabol cùa P, khi đó A1=3cm và A  3 3 cm 18 +  cos    6  1     A 2 3 A cos Bài 2: Cho đoạn mạch như hình vẽ . Cuộn dây thuần cảm: U AN = UNB = 60V; uAB = 60 2 cos100 t (V). Hệ số công suất của đoạn mạch là bao nhiêu? L A C R N B Hướng dẫn giải: * Đối với học sinh giỏi nắm vững kiến thức tổng thể tôi hướng dẫn các em giải bằng cách dùng giản uđồ vec tơ uuu r uuuu r uuuu r Vẽ các véc tơ U AN ; U NB ; U AB UAN O   UAB UNB Do UAN = UNB = UAB = 60V nên: + hình bình hành OUNBUABUAN trở thành hình thoi do đó đường chéo trở thành đường phân giác + tam giác OUNBUAB là tam giác đều nên góc  =600 + từ hình vẽ ta thấy  = 900 -  = 300 3  cos  = cos300 = 2 * Cách thông thường dùng cho học sinh khá giỏi 2 2 2 + U = UAB ; U AN  U R  U L ; UNB = UC 2 2 2 2 + U  U R  U L  U C  2U LU C 19  2 2 U 2  U AN  U NB  2U LU C 2 2 U 2  U AN  U NB 602 UL    30V 2U C 2.60  2 2 2 + U AN  U R  U L 2  U R  U AN  U L2  602  302  30 3 + cos   V U R 30 3 3   U 60 2 * Đối với học sinh trung bình yếu thì tôi chia nhỏ bài này thành nhiều câu Cho đoạn mạch như hình vẽ . Cuộn dây thuần cảm: U AN = UNB = 60V; uAB = 60 2 cos100 t (V). Hệ số công suất của đoạn mạch là bao nhiêu? A L C R N B a. Tìm điện áp hiệu dụng giữa 2 đầu điện trở và 2 đầu cuộn dây b. Tìm hệ số của đoạn mạch AB Hướng dẫn giải: a. Tìm điện áp hiệu dụng giữa 2 đầu điện trở và 2 đầu cuộn dây 2 2 2 + U = UAB ; U AN  U R  U L ; UNB = UC 2 2 2 2 + U  U R  U L  U C  2U LU C  2 2 U 2  U AN  U NB  2U LU C 2 2 U 2  U AN  U NB 602 UL    30V 2U C 2.60  2 2 2 + U AN  U R  U L 2  U R  U AN  U L2  602  302  30 3 V b. Tìm hệ số của đoạn mạch AB 20