Tải bản đầy đủ

SKKN hướng dẫn học sinh giải bài tập về dao động cơ dùng mối quan hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
Hướng dẫn học sinh giải bài tập về dao động cơ điều hòa dùng mối quan hệ chuyển động tròn đều
và dao động điều hòa

A. PHẦN MỞ ĐẦU
I, Tính cấp thiết của đề tài.
Mục tiêu của trường THPT là đào tạo con người mới phát triển toàn diện,
phù hợp với yêu cầu điều kiện và hoàn cảnh của đất nước cũng như phù hợp với sự
phát triển của thời đại.
Đổi mới phương pháp dạy học đã được xác định trong nghị quyết TW 2 khoá
VIII, đựơc thể chế hoá trong luật giáo dục. Luật giáo dục có ghi “ Phương pháp
giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động sáng tạo của học
sinh; phù hợp với đặc điểm từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học,
rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tế, tác động đến tình cảm, đem lại
niềm vui hứng thú học tập cho học sinh”
Vì vậy công tác giáo dục và từng bước nâng cao chất lượng dạy học là mục
tiêu hành đầu của nghành giáo dục nói chung và trường THPT Dân tộc nội trú tỉnh
nói riêng.
Theo yêu cầu mới của Bộ giáo dục và Đào tạo về đổi mới kiểm tra đánh giá
kết quả học tập của học sinh theo phương pháp trắc nghiệm khách quan trong các
kỳ thi. Đây là một phương pháp mang tính tích cực đề cao năng lực sáng tạo của

học sinh nhưng lại hết sức mới mẻ đối với học sinh. Do vậy giáo viên phải đổi mới
phương pháp dạy học. Đây chính là lí do tôi chọn đề tài: Hướng dẫn học sinh giải
bài tập dùng mối quan hệ giữa chuyển động tròn đều và dao động điều hòa để giải
bài tập tính thời gian, quãng đường trong dao động điều hòa..Với mục đích: Phát
huy tính tích cực chủ động trong học tập bộ môn Vật Lý, có kỹ năng làm bài tập
trắc nghiệm khách quan.
II, Tình hình nghiên cứu.
§Ò tµi: Hướng dẫn học sinh giải bài tập dùng mối quan hệ giữa chuyển động
tròn đều và dao động điều hòa để giải bài tập tính thời gian, quãng đường trong dao
động điều hòa..đã có nhiều đồng nghiệp trong tổ Vật lý của tỉnh nghiên cứu song
chưa hệ thống, chưa khái quát cụ thể. Với đối tượng là học sinh trường Dân tộc Nội
trú thì đây là chuyên đề mới lần đầu tiên được áp dụng.
1


SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
Hướng dẫn học sinh giải bài tập về dao động cơ điều hòa dùng mối quan hệ chuyển động tròn đều
và dao động điều hòa

Phương pháp nghiên cứu:
Phương pháp nghiên cứu lý luận: Nghiên cứu những tài liệu lý luận về dạy
học môn Vật lý: Đọc tài liệu, thu thập kinh nghiệm của đồng nghiệp có kinh
nghiệm và nghiên cứu qua thực tế giảng dạy các đối tượng học sinh.
Thực nghiệm sư phạm: Tiến hành giảng dạy tại lớp 12A ôn thi đại học-cao
đẳng trường THPT – Dân tộc nội trú tỉnh Lào Cai.
Thời gian nghiên cứu: Từ tháng 4 năm 2013 đến tháng 12 năm 2013
Thời gian thực nghiệm: Tháng 10, 11 năm 2013.
III, Mục đích và nhiệm vụ của sáng kiến kinh nghiệm
1, Mục đích
Cung cấp cho học sinh những kiến thức phổ thông cơ bản về dùng mối quan
hệ giữa chuyển động tròn đều và dao động điều hòa để giải bài tập tính thời gian,
quãng đường trong dao động điều hòa Hình thành và phát triển cho học sinh kỹ
năng thu thập thông tin: Tóm tắt đầu bài, phân dạng bài tập, thiết lập mối quan hệ
giữa các đại lượng bằng các biểu thức Toán học thông qua các định luật, định lý,
công thức...
Phát huy lòng ham học hỏi, hứng thú say mê tìm hiểu các hiện tượng Vật lý.
Phát huy tính chủ động sáng tạo chống thói quen học tập thụ động của học sinh.
2, Nhiệm vụ nghiên cứu
Đề xuất những biện pháp giải bài tập dùng mối quan hệ giữa chuyển động
tròn đều và dao động điều hòa để giải bài tập tính thời gian, quãng đường trong dao

động điều hòa của học sinh trong quá trình học tập của học sinh.
Thực nghiệm để kiểm nghiệm tính khả thi và hiệu quả của đề tài.
IV, Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu.
Học sinh lớp 12A năm học 2013– 2014 trường THPT Dân tộc nội trú tỉnh
Lào Cai.
Phạm vi nghiên cứu: Dao động cơ học trong Vật Lý phổ thông
B. NỘI DUNG.
CHƢƠNG I. CƠ SỞ KHOA HỌC.

2


SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
Hướng dẫn học sinh giải bài tập về dao động cơ điều hòa dùng mối quan hệ chuyển động tròn đều
và dao động điều hòa

1, Cơ sở lý luận.
Hướng dẫn học sinh giải bài tập Vật lý thông thường theo các bước sau
Bước 1: Hướng dẫn học sinh phân tích đầu bài xác định xem đầu bài cho đại
lượng Vật Lý nào, phải tìm đại lượng Vật lý nào.
Bước 2: Dựa vào dữ kiện đầu bài xác định áp dụng công thức nào, định luật
nào... để diễn tả mối quan hệ giữa đại lượng đã cho và cần tìm.
Bước 3: Giải các phương trình và biện luận chọn kết quả đúng. Tuy nhiên
tuỳ theo từng đơn vị kiến thức đặc trưng khác nhau theo từng chương mà giáo viên
cụ thể thành phương pháp chung của riêng chương đó.
2, Cơ sở thực tiễn.
Vật lý học là môn khoa học thực nghiệm nhưng lại tương đối trừu tượng nên
khó đối với học sinh. Trong quá trình xây dựng kiến thức hoặc giải bài tập Vật Lý
có liên quan đến hiện tượng Vật lý và kiến thức Toán gây nhiều khó khăn trong việc
xây dựng kiến thức và giải bài tập.
Thực trạng ở trường phổ thông là học sinh học yếu môn Vật lý, lý do phần
lớn các em chưa biết phân tích hiện tượng Vật lý, chưa thiết lập được các mối quan
hệ giữa các đại lượng trong bài, chưa có tư duy để xây dựng lập luận lôgíc trong
việc giải bài tập.
Theo yêu cầu mới của BGD&ĐT về đổi mới kiểm tra đánh giá kết quả học
tập của học sinh theo phương pháp trắc nghiệm khách quan trong các kỳ thi. Đây là
một phương pháp mang tính tích cực đề cao năng lực sáng tạo của học sinh nhưng
lại hết sức mới mẻ và khó đối với học sinh đặc biệt là học sinh có thao tác chậm. Đề
thi trắc nghiệm khách quan có nội dung kiến thức rất rộng phủ kín toàn bộ chương
trình Vật lý lớp 12 do đó học sinh phải hiểu bản chất lý thuyết và có kỹ năng vận
dụng thao tác nhanh.
Dao động điều hòa là mảng kiến thức hết sức quan trọng trong chương trình.
Đối với một số em học sinh nhận thức chậm, tư duy yếu thì đây là một dạng bài tập
khó đặc biệt là dạng bài tập giải nhanh theo phương pháp trắc nghiệm. Một số em
học sinh đã biết kiến thức cũ cần để xây dựng kiến thức mới nhưng không áp dụng

3


SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
Hướng dẫn học sinh giải bài tập về dao động cơ điều hòa dùng mối quan hệ chuyển động tròn đều
và dao động điều hòa

được, không chuyển thành kỹ năng để giải bài tập, không hình dung được mối quan
hệ giữa chúng. Điều này rất khó khăn trong việc giải bài tập.
CHƢƠNG II. NỘI DUNG CỦA CHUYÊN ĐỀ
Gồm các phần sau: + Kiến thức cơ bản.
+ Phân dạng bài tập và phương pháp chung làm bài tập.
+ Bài tập ví dụ.
I, Kiến thức cơ bản.
1. Mối liên hệ giữa dao động điều
hòa và hình chiếu của chuyển động tròn
đều:
- Xét một điểm
M chuyển động tròn
II
đều trên đường tròn có bán kính A và tốc độ
góc ω. Tại thời điểm ban đầu chất điểm ở vị
trí điểm M0 và tạo với trục ngang một góc φ.
Tại thời điểm t chất điểm ở vị trí M và góc
tạo với trục ngang 0x là (ωt + φ). Khi đó
hình chiếu của điểm M xuống ox là OP có
độ dài đại số . x = OP = Acos(t + )
(hình 1) -> hình chiếu của một chất điểm
chuyển động tròn đều là một dao động điều
hòa.

x

Hình1

II

II
M1

III

o O 30A/
2

a
30

III

IM0

3
A
2

x

A/2
A/

O

2

a

I

x

30

M1

Hình 2 IV M0

Hình 3 IV

- Giải bài tập về dao động điều hòa áp dụng vòng tròn lượng giác (VTLG)
chính là sử dụng mối quan hệ giữa chuyển động thẳng và chuyển động tròn.
- Một điểm dao động điều hòa trên một
đoạn thẳng luôn luôn có thể được coi là hình chiếu
Mốc lấy góc φ
φ>0
của một điểm M chuyển động tròn đều lên đường
kính của đoạn thẳng đó.
O
x
A
2.Vòng tròn lƣợng giác.
φ<0



O
-A

4

VTCB

+
+A

Hình 5


SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
Hướng dẫn học sinh giải bài tập về dao động cơ điều hòa dùng mối quan hệ chuyển động tròn đều
và dao động điều hòa

- Một vật dao động điều hòa theo phương trình : x = Acos(ωt + φ)cm ; (t đo
bằng s), được biểudiễn bằng véctơ quay trên VTLG như sau:
B1: Vẽ một vòng tròn có bán kính bằng biên độ A
B2: Trục Ox nằm ngang 0 làm gốc.
B3: Xác định pha ban đầu trên vòng tròn (vị trí xuất phát).
Quy ước : Chiều dương từ trái sang phải.
- Chiều quay là chiều ngược chiều kim đồng hồ.
- Khi vật chuyển động ở trên trục Ox : theo chiều âm.
N
- Khi vật chuyển động ở dưới trục Ox : theo chiều dương.
- Có bốn vị trí đặc biệt trên vòng tròn:
M : vị trí biên dương xmax = +A ở đây φ = 0 ; (đây là vị trí
P
M
mốc lấy góc φ)
N : vị trí cân bằng theo chiều âm ở đây φ = + π/2 hoặc φ
Q
= – 3π/2
Hình 6
P : vị trí biên âm xmax = - A ở đây φ = ± π
Q : vị trí cân bằng theo chiều dương ở đây φ = – π/2 hoặc φ = +3π/2
II, Phƣơng pháp chung làm bài tập:
Dạng 1 : Xác định thời gian ngắn nhất để vật đi từ vị trí có li độ x 1 đến x2
Dùng mối liên hệ giữa DĐĐH và CĐTĐ đều để tính.
- Khi vật dao động điều hoà từ x1 đến x2 thì tương
ứng với vật chuyển động tròn đều từ M đến N ( x1 và x2
là hình chiếu của M và N lên trục OX) (Hình vẽ).Thời gian
ngắn nhất vật dao động từ x1 đến x2 bằng thời gian vật chuyển
động tròn đều từ M đến N
tMNΔt =

2  1


=




với

x1

co s 1  A

co s   x 2
2

A

Xác định vị trí vật lúc đầu t =0 thì

M



N

2
A

x2

1
x1

O

N'

M'

Hình 7

và ( 0  1, 2   )
x 0  ?

 v0  ?

B2: Xác định vị trí vật lúc t (xt đã biết)
B3: Xác định góc quét Δφ =?
B4: Xác định thời gian: t 







2  1
=  T 
2


1.2 Bài tập ví dụ .
Bài tập 1. Một vật dao động điều hòa với chu kỳ T = 8s, tính thời gian ngắn nhất
A
A
đến vị trí có li độ x  
2
2
2 2 
Hướng dẫn giải : Ta có tần số góc:     (rad / s)
T
8 4

vật đi từ vị trí x  

N

-A

5

M

x2

O

Hình 8

x1

N X

A x


SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
Hướng dẫn học sinh giải bài tập về dao động cơ điều hòa dùng mối quan hệ chuyển động tròn đều
và dao động điều hòa

- Giả sử tại thời tại t = 0:

A

x 0  
2

 v0  0

vật ở vị trí M

như hình vẽ. Sau thời gian t vật qua vị trí N li độ
x

A
có 2 vị trí trên đường tròn.
2

- Thời gian ngắn nhất vật đi từ vị trí x  

A
A
đến vị trí có li độ x   phải là vị trí
2
2

N trên vòng tròn.

Vậy thời gian ngắn nhất mà vật đi từ x  

A
A
4
đến x   là t  ( s) .
2
2
3

Bài tập 2: Một vật dao động điều hòa với chu kỳ T và biên độ là A. Tìm thời
A
2

gian ngắn nhất mà vật đi từ vị trí: x = 0 (vị trí cân bằng) đến vị trí x   .
Hướng dẫn giải : Thực hiện các thao tác như ví dụ 1 chúng ta có:

Kết luận: Với dạng bài tập này học sinh xác định góc quét Δφ từ đó tính
được thời gian. Dạng này học sinh TB khá tính được khá tốt.
Dạng 2 : Xác định quãng đƣờng vật đi đƣợc từ thời điểm t1 đến thời
điểm t2
1. Phƣơng pháp :Xác định quãng đường vật đi được từ thời điểm t1 đến t2
Bước 1: Xác định góc quét Δφ
Bước 2: Phân tích t2 – t1 = nT + t (n N; 0 ≤ t < T) . (Nếu
t 

T
 S2  2A )
2

Quãng đường đi được trong thời gian nT là: S1 = 4nA, trong thời gian t là S2.
Quãng đường tổng cộng là S = S1 + S2 :
Cách tính S2:
* Nếu v1v2 ≥ 0 


 t 

 t 


T
 S2  x 2  x1
2
T
 S2  4A  x 2  x1
2

* Nếu v1v2 < 0 

 v1  0  S2  2A  x1  x 2
 v  0  S  2A  x  x
2
1
2
 1

Lưu ý: + Tính S2 bằng cách định vị trí x1, x2 và chiều chuyển động của vật trên trục
Ox
+ Có thể dùng mối liên hệ giữa dao động điều hòa và Chuyển động tròn đều
giải bài toán sẽ đơn giản hơn.
6


SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
Hướng dẫn học sinh giải bài tập về dao động cơ điều hòa dùng mối quan hệ chuyển động tròn đều
và dao động điều hòa

+ Trong nhiều bài tập có thể người ta dùng kí hiệu: t = t2 – t1 = nT + t’
2. Các bài tập ví dụ.


Bài tập 1: Một vật dao động điều hòa với phương trình x  4cos( t  )(cm) .
2

Tính quãng đường vật đi được trong 2,25s đầu tiên.
Giải cách 1: Ta có : T 

2





2



 2( s) ; t = 2,25s =T + 0,25(s)

Quãng đường vật đi được trong 2s đầu tiên là S1 = 4A = 16cm.

- Tại thời điểm t = 2s :

- Tại thời điểm t = 2,25s :
Từ đó ta thấy trong 0,25s cuối vật không đổi chiều chuyển động nên quãng đường
vật đi được trong 0,25s cuối là S2  2 2  0  2 2(cm) .Vậy quãng đường vật đi
được trong 2,25s là: S = S1 +S2  (16  2 2)(cm)
Giải cách 2: (Sử dụng mối liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động
tròn đều).
B1: Góc quét được trên đường tròn (bán kính A = 4cm)

4

là:   .t  2, 25.  (2  )rad
B2: Độ dài hình chiếu là quãng đường đi được:
S2  A cos   4

2
 2 2(cm)
2

B

B x
O

M

N

Trong một chu kỳ T vật đi được quãng đường S1 = 4A = 16cm
Hình 9
B3: Từ đó ta tìm được quãng đường mà vật đi được là:
S = S1 +S2  (16  2 2)(cm)
Bài tập 2: Một con lắc lò xo dao động điều hòa với phương trình: x = 12cos(50t π/2)cm. Quãng đường vật đi được trong khoảng thời gian t  π/12(s), kể từ thời
điểm gốc là (t = 0):
A. 6cm.
B. 90cm.
C. 102cm.
D. 54cm.
Giải Cách 1: Chu kì dao động : T =
tại t = 0 :

x 0  0

 v0  0

2


=

Số chu kì dao động : N
T
=
12

2T +

=


s
25

 Vật bắt đầu dao động từ VTCB theo chiều dương
 x  6cm
Vật đi qua vị trí có x = 6cm theo chiều dương.

v  0
tt
1
= 0 = t = .25 = 2 + Thời gian vật dao động là: t
12
T
T 12.

12(s) :

= 2T +

2
50


s.
300

7


SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
Hướng dẫn học sinh giải bài tập về dao động cơ điều hòa dùng mối quan hệ chuyển động tròn đều
và dao động điều hòa

 Quãng đường tổng cộng vật đi được là : St = SnT + SΔt Với : S2T = 4A.2 =
4.12.2 = 96m.


 v1v 2  0


T
t < 2

B

x0

 SΔt = x  x 0 = 6  0 = 6cm

α = t = 2π.2 +

B

x0

x

O


6

(hình 9)

10
Vậy vật quay được 2 vòng +góc π/6  quãng đường vật đi được là : SHình
t = 4A.2 +
A/2 = 102cm.
Kết luận: So với cách giải truyền thống thì cách giải dùng mối quan hệ giữa
chuyển động tròn đều và dao động điều hòa đơn giản và đỡ tốn thời gian hơn
nhiều.
Dạng 3 : Xác định thời điểm- số lần vật đi qua một vị trí xác định

1. Phƣơng pháp : Phương trình dao động có dạng: x  Acos(t + φ) cm
Phương trình vận tốc:
v –Asin(t + φ) cm/s
Tính số chu kỳ dao động từ thời điểm t1 đến t2 : N 

t 2  t1
T

n +

m
T

với T 

2


Trong một chu kỳ : + vật đi đƣợc quãng đƣờng 4A
+ Vật đi qua ly độ bất kỳ 2 lần
* Nếu m  0 thì: + Quãng đường đi được: ST  n.4A
+ Số lần vật đi qua x0 là MT  2n
* Nếu m  0 thì : + Khi t t1 ta tính x1 = Acos(t1 + φ)cm và v1 dương hay
âm (không tính v1)
+ Khi t  t2 ta tính x2 = Acos(t2 + φ)cm và v2 dương hay âm (không tính v2)
Sau đó vẽ hình của vật trong phần lẽ

m
T

chu kỳ rồi dựa vào hình vẽ để tính Slẽ và số

lần Mlẽ vật đi qua x0 tương ứng.
Khi đó:+ Quãng đường vật đi được là: S ST +Slẽ
+ Số lần vật đi qua x0 là: MMT + Mlẽ
2.Các bài tập ví dụ :
Ví dụ 1: Một vật dao động điều hoà với phương trình
x = 8cos(2t) cm. Thời điểm thứ nhất vật đi qua vị trí -A
cân bằng là:
A)

1
s
4

B)

1
s
2

C)

1
s
6

D)

1
s
3

Giải Cách 1:
Vật qua VTCB: x = 0  2t = /2 + k 
Thời điểm thứ nhất ứng với k = 0  t = 1/4 (s)
Giải Cách 2: Dùng mối liên hệ giữa dao động điều
hoà và chuyển động tròn đều.Vật đi qua VTCB,
8

B

x

O

 Vậy : St = SnT + SΔt = 96 + 6 = 102cm.
Chọn : C.
Giải Cách 2: Ứng dụng mối liên hệ giữa CĐTĐ và DĐĐH
B1: Góc quay được trong khoảng thời gian t :

6

x

M1

O

M2

M0
x
A

Hình 11

B x


SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
Hướng dẫn học sinh giải bài tập về dao động cơ điều hòa dùng mối quan hệ chuyển động tròn đều
và dao động điều hòa

ứng với vật chuyển động tròn đều qua M1 và M2.(Hình 10)
Vì  = 0, vật xuất phát từ M0 nên thời điểm thứ nhất vật qua VTCB ứng với vật qua
M1.
Khi đó bán kính quét góc  = /2  t 







1
s
4

Ví dụ 2: Một vật dao động điều hoà với phương trình x = 4cos(4t +
cm. Thời điểm thứ 3 vật qua vị trí x = 2cm theo chiều dương.
A) 9/8 s
B) 11/8 s C) 5/8 s
D) 1,5 s


x  4cos(4 t  )  2

x  2 


6
Giải Cách 1: Ta có 

 4 t     k 2A
6
3
v  0 v  16 sin(4 t   )  0

6
1 k
11
 t    k  N* .
Thời điểm thứ 3 ứng với k = 3  t  s
8 2
8


)
6M1

M0
x

O
A

M2

Hình 12

Giải Cách 2: Dùng mối liên hệ giữa dao động điều hoà và chuyển động tròn
đều.Vật qua x = 2 theo chiều dương là qua M2.Qua M2 lần thứ 3 ứng với vật quay
được 2 vòng (qua 2 lần) và lần cuối cùng đi từ M0 đến M2.(Hình 12)
Góc quét  = 2.2 +

3
 11
 t
 s
2

8


6

Ví dụ 3: Một vật dao động điều hoà với x=8cos(2t- ) cm. Thời điểm thứ 2010
vật qua vị trí v= -8 cm/s.
A) 1004,5s B)1004s
C)2010 s

D) 1005s

6

Bài gỉai: Cách 1: Ta có v = -16sin(2t- ) = -8
 

 1
 2 t  6  6  k 2
t  6  k


kN
 2 t    5  k 2 t  1  k
 2
6 6


4 3

Thời điểm thứ 2010 ứng với nghiệm
2010
1
 1  1004  t  1004   1004,5 s
2
2
v
Cách 2: Ta có x  A2  ( )2  4 3cm .


4 3

dưới k 

Hình 14

Vì v < 0 nên vật qua M1 và M2; Qua lần thứ 2010 thì phải quay 1004 vòng rồi đi từ
M0 đến M2. Góc quét  = 1004.2 +   t = 1004,5 s . (Hình 14)
Kết luận: So với cách giải truyền thống thì cách giải dùng mối quan hệ giữa
chuyển động tròn đều và dao động điều hòa đơn giản và đỡ tốn thời gian hơn
nhiều.
Dạng 4: Tính quãng đường lớn nhất, nhỏ nhất vật đi được trong khoảng
thời gian Δt ( 0 < Δt < T/2).

9


SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
Hướng dẫn học sinh giải bài tập về dao động cơ điều hòa dùng mối quan hệ chuyển động tròn đều
và dao động điều hòa

Hình 15

Hình 16

Trong dao động điều hòa:
- Quãng đƣờng lớn nhất: (hình 17)

Smax  2 Asin(


)
2

-Quãng đƣờng nhỏ nhất: (hình 18)
-Chú ý : + Trong trường hợp Δt > T/2
T
2

Tách: t  n  t ' Trong đó:
T
2

+Trong thời gian n quãng đường luôn là n.2A, nhỏ nhất
+Tốc độ trung bình lớn nhất và nhỏ nhất trong thời gian Δt: vtb max 
vtb min 

Smax

t

Smin
t

2.Mô tả: Trong dao động điều hòa:
+Quãng đƣờng dài nhất vật đi được trong khoảng t (với 0 < t < T/2)
từ M đến N: Smax = MO + ON. Chọn gốc thời
Nhanh
gian lúc vật qua VTCB theo chiều dương thì :
x =A.cos(t-/2) = A.sint.
 Smax

 t 
 2.ON  2 A.sin  .
 (Hình 17)
2 


E

M

0

N

Chậm
J F

Hình 17

+Quãng đƣờng ngắn nhất vật đi được trong khoảng t (với 0 < t < T/2)
từ J đến F rồi đến J: Smin = JF + FJ. Chọn gốc thời gian lúc vật biên dương thì :
x = A.cost
 t 
 Smin  2.JF  2 A  2 Acos  .  (Hình 19).
2 


Thế t vào 2 công thức trên ta có:

10

x


SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
Hướng dẫn học sinh giải bài tập về dao động cơ điều hòa dùng mối quan hệ chuyển động tròn đều
và dao động điều hòa


A 3
A 3
S Max  3 A : Khi x  


T

2
2
t   
;
3
 S  A : Khi : x   A   A   A
Min


2
2

A 2
A 2
SMax  2 A.
Khi : x  


T 
2
2
t   
4 
A 2
A 2
S

A
(2

2).
Khi
:
x




A


Min

2
2
A
A

S Max  A;
Khi : x   

T 
2
2
t   
6 
A 3
A 3
S  A(2  3); Khi : x  
 A  
 Min
2
2

t 

;

T  SMax  ........ : x  ..........

:
8  SMin  ......... : x  ..........

2. Bài tập ví dụ :
Ví dụ 1 : Một vật dao động điều hòa với biên độ A và chu kỳ T. Tìm tốc độ
trung bình nhỏ nhất và tốc độ trung bình lớn nhất của vật trong

T
.
3

Hướng dẫn giải :

2 T 2.
Góc quét:   .t 

T 3
3

A 3
A 3
S Max  3 A : Khi x  


T

2
2
t   
3
A
 S  A : Khi : x     A   A
Min


2
2

=> Tốc độ trung bình lớn nhất và nhỏ nhất là:
S Max
3 3A

t
T

vMax 

S Min
3A

t
T
Ví dụ 2: Một vật dao động điều hòa với biên độ A và chu kỳ là T. Tìm quãng
vMin 

đường n hỏ nhất mà vật đi được trong

2.T
.
3

Hướng dẫn giải :

2
T
T T
T
Do t  T   t   Quãng đường mà vật đi được trong luôn là 2A.
3
2
2 6
2
Quãng đường nhỏ nhất mà vật đi được trong
mà vật đi được trong
T

6

2T
chính là quãng đường nhỏ nhất
3

T
. Tìm được quãng đường nhỏ nhất mà vật đi được trong
6

.
11


SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
Hướng dẫn học sinh giải bài tập về dao động cơ điều hòa dùng mối quan hệ chuyển động tròn đều
và dao động điều hòa

Vậy quãng đường nhỏ nhất mà vật đi được trong

2T
3



Tóm lại: Đối với dạng bài tập xác tập tính thời gian, quãng đường trong dao
động điều hòa thì học sinh Tb và khá năng tư duy không cao thì làm theo phương
pháp mối quan hệ giữa chuyển động tròn đều và dao động điều hòa là nhanh hơn,
đủ thời gan theo yêu cầu của Bộ giáo dục.
C. NHỮNG KẾT QUẢ ĐẠT ĐƢỢC.
Sau khi tổ chức ôn tập kiến thức cơ bản, hướng dẫn phương pháp làm và cho
học sinh làm bài tập từ dễ đến khó và sửa lỗi sai cho học sinh thì nhìn chung các em
đã có kĩ năng giải bài tập. Kết quả kiểm tra lớp 12A trước khi thực hiện chuyên đề
và sau khi thực hiện chuyên đề phần này như sau: Tổng số 30 học sinh
Đề kiểm tra số 1

Đề kiểm tra số 2

(Trước khi thực hiện chuyên đề)

Ghi

(Sau khi thực hiện chuyên đề)

Xếp loại

Giỏi Khá TB

Yếu

Kém Giỏi

Khá TB

Yếu

Kém

Số lượng

2

4

10

14

0

7

10

10

3

0

tỉ lệ %

6,7

13,3

33,3

46,7

13,2

33,3

33,3

20,2

chú

Tỉ lệ khá giỏi tăng từ 6,7 % đến 13,2 %
Tỉ lệ yếu giảm đi rõ rệt từ 46,7 % đến 20,2%
So với trước đây giáo viên không tổ chức ôn tập theo từng dạng bài, không đưa ra
phương pháp cụ thể mà thời gian ôn tập còn hạn chế nên chất lượng ôn tập còn
thấp.
D. KẾT LUẬN.
Trong quá trình nghiên cứu và thực hiện chuyên đề tôi nhận thấy:
Theo yêu cầu của Bộ Giáo dục về đổi mới kiểm tra đánh giá kết quả học tập
của học sinh. Mỗi câu làm trong thời gian cho phép là 1,8 phút đối với đề đại học
cao đẳng. Vì vậy học sinh phải có kỹ năng thành thạo khi làm bài tập và phải làm
nhanh. Khi giáo viên dạy đến dao dộng Cơ học việc củng cố lý thuyết có nhấn
mạnh hiện tượng Vật lý giúp học sinh hiểu rõ bản chất hiện tượng từ đó làm bài tập
trắc nghiệm nhanh không bị nhầm và rễ ràng loại bỏ phương án nhiễu. Việc đưa ra
12


SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
Hướng dẫn học sinh giải bài tập về dao động cơ điều hòa dùng mối quan hệ chuyển động tròn đều
và dao động điều hòa

phương pháp giải và hướng dẫn học sinh làm bài tập giúp học sinh giải nhanh bài
tập và chính xác đảm bảo yêu cầu của Bộ Giáo dục về đổi mới kiểm tra đánh giá
kết quả học tập của học sinh. Các em đã tự tin mạnh dạn hơn, yêu thích hơn khi
học bộ môn Vật lý.
Trên đây là một số kinh nghiệm của bản thân tôi đã đúc rút trong quá trình
giảng dạy do tài liệu nghiên cứu không nhiều, thời gian chưa thoả đáng không sao
tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong được những ý kiến đóng góp quý báu từ phía
hội đồng thẩm định cũng như các đồng chí đồng nghiệp.
Tôi xin chân thành cảm ơn!

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. 121 Bài toán dao động cơ học( NXB giáo dục.Ttác giả PGS, PTS Vũ Thanh
Khiết( Chủ biên), PGS Ngô Quốc Quỳnh, Nguyễn Anh Thi và Nguyễn Đức
HIệp)
2. Một số phương pháp chọn lọc giải các bài toán vật lý sơ cấp ( NXB quốc gia Hà
Nội năm 1998. Tác giả PGS, PTS Vũ Thanh Khiết)
3. Giải toán Vật Lý 12.( NXB giáo dục năm 1977 Tác giả Bùi Quang Hân).
4. Đề thi đại học và cao đẳng các năm của BGD&ĐT.

13


SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
Hướng dẫn học sinh giải bài tập về dao động cơ điều hòa dùng mối quan hệ chuyển động tròn đều
và dao động điều hòa

MỤC LỤC
Trang
A. Phần mở đầu

1

I

Tính cấp thiết của đề tài

1

II

Tình hình nghiên cứu

1

III

Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu

2

IV

Đối tượng nghiên cứu

2

B. Nội dung

2

Chương I. Cơ sở khoa học

2

1

Cở sở lý luận

2

2

Cở sở thực tiễn

3

Chương II. Nội dung của chuyên đề

4

I

Kiến thức cơ bản

4

II

Phương pháp chung làm bài tập và bài tập ví dụ.

5

C. Những kết quả đạt đƣợc

12

D. Kết luận

12
Lào Cai, ngày 25 tháng 12 năm 2013
Người viết sáng kiến kinh nghiệm

Lê Thị Thanh Hương

14


SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
Hướng dẫn học sinh giải bài tập về dao động cơ điều hòa dùng mối quan hệ chuyển động tròn đều
và dao động điều hòa

Đánh giá xếp loại của nhà trƣờng:
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
...........................................................................................................................
Lào Cai, ngày…. tháng

năm

Hiệu trƣởng

Đánh giá xếp loại của SGD&ĐT Lào Cai
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
...........................................................................................................................

15


SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
Hướng dẫn học sinh giải bài tập về dao động cơ điều hòa dùng mối quan hệ chuyển động tròn đều
và dao động điều hòa

16



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×