SKKN toàn cảnh bài toán đồ thị trong chương trình vật lý 12 giúp nâng cao khả năng tư duy của học sinh

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc ĐƠN YÊU CẦU CÔNG NHẬN SÁNG KIẾN Kính gửi: Hội đồng sáng kiến cấp Sở Chúng tơi ghi tên đây: Trình độ Tỷ lệ (%) chun đóng mơn góp vào việc Ngày tháng Nơi công năm sinh tác Nguyễn Văn Dũng 22/10/1986 THPT Bình Giáo viên ĐH tạo sáng 35 Nguyễn Thiện Tài 17/01/1981 Minh THPT Bình Giáo viên ĐH 35 25/07/1988 Minh THPT Bình Giáo viên ThS 30 T T Họ tên Công Thị Huyền Chức vụ Minh Tên sáng kiến, lĩnh vực áp dụng Là nhóm tác giả đề nghị xét cơng nhận sáng kiến: ‘‘ TỒN CẢNH BÀI TỐN ĐỒ THỊ TRONG CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÝ 12 GIÚP NÂNG CAO KHẢ NĂNG TƯ DUY CỦA HỌC SINH ’’ Lĩnh vực áp dụng: Phương pháp giảng dạy môn Vật lý Nội dung a Giải pháp cũ thường làm: - Trong năm gần (kể từ năm 2013 nay) đề thi THPT Quốc Gia, đề thi học sinh giỏi lớp 12 cấp tỉnh thường xuất câu hỏi đồ thị đặc biệt câu vận dụng cao gây khơng khó khăn cho học sinh, câu hỏi đồ thị xuất điều tất yếu câu hỏi đồ thị thường chứa đựng kiến thức vật lí hay đặc sắc, mà để giải tập đồ thị đòi hỏi em phải có suy luận logic Tài liệu tham khảo đầy đủ dạng tập cịn ít, cịn nằm rải rác nhiều tài liệu khác chưa hệ thống thành phương pháp giải Vì vậy, mà khơng học sinh cảm thấy lúng túng trước tập đồ thị Trang | - Kiến thức trang bị SGK đồ thị đơn giản, sơ sài - Phần vận dụng cao đồ thị vật lý gây khó khăn cho khơng giáo viên học sinh vẽ đồ thị phức tạp, thời gian, loại tập chưa có phương pháp cụ thể, việc biên soạn hệ thống tập gây khó khăn cho giáo viên khả tin học nhiều hạn chế với số giáo viên, việc phân tích, định hướng, lựa chọn hướng giải nhiều hạn chế - Khi dạy dạng toán đồ thị giáo viên thường dạy theo dạng chương chưa tổng hợp chung cho toán đồ thị làm cho học sinh chưa có nhìn tổng quan phương pháp giải kĩ xử lí đồ thị Vật lý - Khảo sát trường THPT Bình Minh qua đợt thi học kì, thi thử ĐH, số học sinh làm câu hỏi đồ thị đặc biệt phần vận dung cao b Giải pháp cải tiến - Thơng qua sáng kiến “Tồn cảnh tốn đồ thị chương trình vật lý 12 giúp học sinh nâng cao khả tư duy”, xây dựng được: + Phân loại đồ thị vật lý 12 theo loại chính: đồ thị đại lượng biến thiên điều hòa, đồ thị phụ thuộc thời gian đại lượng biến thiên tuần hoàn, đồ thị đại lượng biến thiên khơng tuần hồn + Các kĩ thuật xác định độ lệch pha hai đại lượng tức thời: kĩ thuật chọn chung gốc thời gian - trạng thái phương pháp đường tròn; kĩ thuật chọn giao điểm phương pháp đường tròn + Kĩ thuật độ lệch pha phương pháp giản đồ vecto với toán liên quan đến L, C biến thiên + Kĩ thuật xác định điểm đặc biệt giải toán đồ thị, kĩ thuật dời trục tọa độ + Hệ thống tập cập nhật đề tham khảo THPT Quốc Gia 2017 - 2018, 2018 - 2019, 2019-2020 đề thi THPT Quốc Gia năm ( từ năm 2014), đề thi thử trường THPT, Sở GD ĐT toàn quốc năm 2016 - 2017 2017 - 2018, 2018 2019 + Cập nhật câu đồ thị hay, lạ , khó phần điện xoay chiều đề thi thử, đề thi THPT QG năm 2018-2019, 2019-2020, 2020-2021 Trang | - Cụ thể là: Trang | I Lý thuyết phương pháp Dạng 1: BÀI TOÁN THUẬN Phương pháp chung gồm bước sau: Cho phương trình đại lượng yêu cầu vẽ đồ thị phụ thuộc thời gian phụ thuộc biến số khác Các toán kiểu thường tự luận khơng thể có đề thi trắc nghiệm Tuy nhiên đẽ giải toán ngược cần nghiên cứu kĩ dạng Bước 1: Lập bảng số liệu (đối với hàm tuần hồn tối thiểu xét chu kì) Bước 2: Vẽ trục tọa độ, xác định điểm tương ứng bảng số liệu nối điểm thành đồ thị Đồ thị đại lượng biến thiên điều hòa 1.1 Đồ thị phụ thuộc thời gian li độ, vận tốc gia tốc vật dao động điều X = Acosíot < V = -tủAùitủt 11 = -tú' COSíửt Nhận xét: * u x vng pha: ■ '■■ ■ v"'- ■■ * a v vuông pha: 1.2 Đồ thị phụ thuộc thời gian điện tích, điện áp dòng điện mạch LC lý tưởng Lj = Qo cos Lứt c = U CDS (lí i = — ]fJ sin Cứt Trang | 1.3 Đồ thị phụ thuộc thờigian điện áp R, L, C mạch RLC nối tiếp í = LgCOSÍửt = tLl u QĨL iúL U J =UŨL co4 tútiT; l' JE uc = UŨCCO4 íửt - — ■ Đồ thị phụ thuộc thờigian đại lượng biến thiên tuần hoàn 2.1 Đồ thị phụ thuộc thờigian năng, động dao động điều hòa 2.2 Đồ thị phụ thuộc thời gian lượng điện trường, lượng từ trường mạch LC lí tưởng wr = = ^-cos1 Chuẩn hóa: chọn ZC = ^ R = _.T T _TT ■ Khi L = L0 UL = V R2 U.ZL + [ỈL - ZCĨ = 5U(3) Trang | 154 BIG ■ Giải (1); (3) điêu kiện chuân hóa ta ZL0 = 7? BII ' +• A • /V Ầ \ r 4- BIH BIJ ■ Vậy cosọRL = VR +Z L0 r-r 25 - 0,69 ► B V () + 25 BIK Cách 1: Nhìn vào đồ thị có theo trục tung BIL BIM TVẴ BIN Biểu diễn điện áp hiệu dụng cuộn cảm vê góc , A ư, =u 006 rp-p BIO BIP cảm: + Tai + Tại L • xảy cực đại điện áp hiệu dụng cuộn BIR BIS BIT , mạch xảy cộng hưởng ( cosọ =1) BIQ Với OOSợ?0 ~ ọ ■' hệ sô công suât mạch Khi , ta chọn R = l-> Z- = 0.75 + Tại Cách 2: BIV BIU +Biểu diễn điện áp hiệu dụng cuộn cảm vê góc ta có u = 006 1 riHÁ + Tại ■■ ■■ 1, mạch xảy cộng hưởng ( cosọ =1) + Tại Với + Tại 006^ = 3I hệ sơ cơng st mạch Khi , ta chọn L = L , ta có Trang | 155 BIW L ^2' xảy cực đại điện áp hiệu dụng cuộn cảm: Trang | 156 VW C ách 3: VX Tại L= L1C WH Tại Ó L=L2 CÓ WF.ULmax=5Zô=1 ^ Z„ = WG Chuân hóa VY 0(1) BIX VZ Tỉ lệ: WA Tại WE L=Lo WB WC UL= Ơ = BIY BIZ WD Vậy BJA BJB BJC BJD BJE BJF BJG BJH BJI BJJ BJK BJL BJM BJN BJO BJP BJQ BJR BJS Câu 96: (SGD Ninh Bình L1 - 19) Để xác định chu kì bán rã chất phóng xạ, học sinh vẽ đồ thị liên hệ dN theo t hình bên Chu kì bán rã chất In dt BJT A 2ln2 năm B ^ In năm BJU C 3ln2 năm D 3ln2 BJV Hướng giải: BJX BJW dN _ dN _ ■ Từ đồ thị ta thấy t = In d~ — d- — e — H0 ^ BJY ■ dt dt Tại t = ln BJZ ■ Áp dụng cơng thức: H — H0 e ' ^11- = Ho.e Át BKA «e = e eA BKB ^V3=1« 3=1^7 = 3ln2 ► C BKC Câu 97: (Cụm trường chun - L3 - 19) Trong phịng thí nghiệm, người ta tiến hành xác định chu kì dN — dN ^ = e = H1 WI bán rã T chất phóng xạ cách dùng máy đếm xung để đo tỉ lệ số hạt bị phân rã AN số hạt ban đầu No Dựa vào kết thực nghiệm đo đồ thị tính chu kì bán rã chất phóng xạ này? WJ A 5,6 ngày B 8,9 ngày WK C 3,8 ngày D 138 ngày WL Hướng WN giải: WP.AN_N_ N 0WM —— = ÁN -=e ■ Ta WO WQ N0 N0 xét N In (1-^N WR WT 1- =ln (e Át I = kt N WS WU ■ Tại t = X.2 = 0,156 WV Hay 2T2 = 0,156 ^ T = 8,9 ngày ► B WW *** CẬP NHẬT NẤM 2020-2021*** WX Câu 1: Đặt điện áp u = U( cos(')t vào hai đầu đoạn XA mạch có R, WZ UL(V ) L, C mắc nối tiếp, cuộn cảm có độ tự cảm 200 L thay đổi Hình vẽ bên đồ thị biểu diễn phụ thuộc điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm UL hệ số công XC suất XD C 50 V mạch cosọ theo độ tự cảm ZL Khi ZL = 30 Q điện áp D 71 V hiệu XE dụng hai đầu tụ điện gần với giá trị sau đây? 0,5 WY A 100 V.B 87 V XB O 60 240 Câu (minh họa 2020) Một lắc lò xo treo vào điểm M cố định, dao động điều hòa theo phương trình thẳng đứng Hình bên đồ thị biểu diễn phụ thuộc lực đàn hồi Fđh mà lò xo tác dụng vào M theo XK XH XL A cm B 46 cm Độ dãn lò xo C thời cm.gian t Lấy ' " cm lắc vị trí cân D XM Câu XI (minh họa 2020) Đặt điện áp xoay chiều ■ ' '■' ( XN ' thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch AB Hình H1, XO trở, tụ điện có điện dung - ■ R biến , cuộn dây có ZL0 180 XJ Z XF.60 XG 120 120 240 L 180 ( ) BKD BKE BKF BKG BKH BKI BKJ BKK BKL BKM BKN BKO BKP BKQ BKR BKS BKT BKU BKV BKW BKX BKY BKZ BLA BLB BLC BLD BLE BLF BLG BLH BLI BLJ BLK BLL BLM BLN BLO BLP BLQ BLR BLS BLT BLU ' ■ cho điện áp điện trở r độ tự cảm ' 11 ^ ■'' Ứng với giá trị R, điều chỉnh ' BLV hai đầu đoạn mạch AN điện áp hai đầu đoạn mạch MB vng pha với Hình H2 biểu diễn phụ thuộc ■ theo R Giá trị r BLW A Ĩ,,LJ B BLX Câu (minh họa 2020) Trong thực hành đo độ tự D cảm cuộn dây, học sinh mắc nối tiếp cuộn dây với điện trở thành đoạn mạch Đặt điện áp xoay chiều có tần số góc ' thay đổi vào hai đầu đoạn mạch đo tổng trở ■' đoạn mạch Hình bên đồ thị biểu diễn BLY phụ thuộc •" theo Độ tự cảm cuộn dây A 0,1 H B 0,01 H C 0,2 H D 0,04 H BLZ Câu 5: (Tốt nghiệp 2020) Hai vật A B dao động điều hòa tần số Hình bên đồ thị biểu diễn phụ thuộc li độ X1 A li độ X2 B theo thời gian t BMA BMB 0,94 rad Hai dao động A B lệch pha A 0,11 rad B 2,21 rad C 2,30 rad D BMC Câu 6: (Tốt nghiệp 2020) Đặt điện áp xoay chiều u có giá trị hiệu dụng khơng đổi tần số 50 Hz vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở 40 Q mắc nối tiếp với cuộn cảm có độ tự cảm L cường độ dịng điện đoạn mạch i Hình bên phần đường cong biểu diễn mối liên hệ XP i vàp với p = ui BMD BME BMF BMG BMH BMI BMJ BMK Giá trị L gần với giá trị sau đây? A 0,32 H B 0,40 H C 0,14 H BML Câu 7: (quảng xương 2021)Một lắc lò xo gồm: lò xo có độ cứng k nối với vật m coi chất điểm Kích thích cho vật dao động điều hòa dọc theo trục lò xo với biên độ A Gọi x li độ vật, P công suất tức thời lực kéo Đồ thị biểu diễn D 0,21 H Trang I 96 * x(ốni) hình vẽ Biết thời gian ngắn 0,0125n(s) để cơng Năng suất tức thời giá đếntrị cực đại lượng dao động lắctăng lò xotừvà b BMN A 25mJ 0,5A BMQ B 50mJ 0,5A BMO „ T , n BMR BMP C 50mJ • ■ ■ • ■ Trang | 163 ... dung cao b Giải pháp cải tiến - Thơng qua sáng kiến “Tồn cảnh tốn đồ thị chương trình vật lý 12 giúp học sinh nâng cao khả tư duy? ??, xây dựng được: + Phân loại đồ thị vật lý 12 theo loại chính: đồ. .. “Tồn cảnh tốn đồ thị chương trình vật lý 12 giúp học sinh nâng cao khả tư duy? ?? với mong muốn giúp đỡ em học sinh nắm bắt cách giải dạng tốn nhằm góp phần nâng cao chất lượng dạy học Thông qua... Cơng Thị Huyền ‘‘ TỒN CẢNH CÁC BÀI TỐN ĐỒ THỊ TRONG CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÝ 12? ??’ I Lý thuyết phương pháp Dạng 1: BÀI TOÁN THUẬN Phương pháp chung gồm bước sau: Cho phương trình đại lượng yêu cầu vẽ đồ