SKKN GIẢI PHÁP TOÀN DIỆN GIÚP học SINH KHÁ GIỎI GIẢI được câu hỏi vận DỤNG CAO về DAO ĐỘNG của CON lắc lò XO TRONG kì THI tốt NGHIỆP THPT

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 Sở GD & ĐT Ninh Bình Chúng tơi : ST T Họ tên Phạm Văn Đoài Phạm Trung Hiếu Bùi Thị Kim Chi Vũ Văn Điệp Ngày tháng năm sinh 10/11/19 75 16/08/19 83 18/03/19 84 04/10/19 85 Nơi cơng tác Chức vụ Trình độ chuyên môn THPT Kim Sơn B THPT Kim Sơn B THPT Kim Sơn B THPT Kim Sơn B Tổ trưởng Giáo viên Đại học Tỷ lệ (%) đóng góp vào việc tạo sáng 25% Đai học 25% Giáo viên Đại học 25% Giáo viên Cao học 25% A TÊN SÁNG KIẾN VÀ LĨNH VỰC ÁP DỤNG Nhóm tác giả đề nghị xét công nhận sáng kiến : “GIẢI PHÁP TOÀN DIỆN GIÚP HỌC SINH KHÁ GIỎI GIẢI ĐƯỢC CÂU HỎI VẬN DỤNG CAO VỀ DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC LỊ XO TRONG KÌ THI TỐT NGHIỆP THPT” Lĩnh vực áp dụng: Trong giảng dạy mơn vật lí B NỘI DUNG B GIẢI PHÁP CŨ THƯỜNG LÀM, HẠN CHẾ Qua thực tế giảng dạy thấy đa số học sinh gặp tập mức độ vận dụng cao dao động lắc lò xo thường hay lúng túng tìm hướng giải nhiều thời gian cho tập thời gian thi trắc nghiệm cho câu không nhiều đề thi có nhiều câu hỏi vận dụng cao khác phần kiến thức khác Bên cạnh có Trang nhiều học sinh khơng hứng thú nên khơng phân tích tìm tịi cách giải mà chọn phương án đánh bừa đáp án từ dẫn đến kết dạy học phần không cao Trên thực tế tài liệu tham khảo, hướng dẫn học sinh tự nghiên cứu đầy đủ dạng toán vận dụng cao dao động lắc lò xo có chưa đủ hết dạng, viết hàn lâm khó hiểu dẫn đến việc tự học, tự nghiên cứu học sinh gặp nhiều khó khăn Do đối tượng học sinh giỏi học môn vật lí lớp chiếm tỉ lệ khơng cao nên giáo viên trực tiếp giảng dạy ngày tập trung chủ yếu cho nhóm đối tượng học sinh yếu trung bình việc hướng dẫn tập vận dụng nâng cao cho nhóm đối tượng học sinh giỏi có thời gian Mà tập vận dụng cao cần tổng hợp nhiều kiến thức nên để giải chiếm quỹ thời gian không nhỏ Trong kì tốt nghiệp THPT phần tập vận dụng cao chương khác nhau, nên giáo viên dạy đưa phần tập chung cho chương chưa sâu vào phần kiến thức nâng cao chương Do dẫn đến học sinh gặp toán vận dụng cao hay trở lúng túng khơng hình dung hướng tiếp cận, phương pháp giải phù hợp Giáo viên giảng dạy cung cấp tài liệu cho học sinh đầy đủ dạng lại chưa chi tiết cụ thể dạng tập thuộc loại vận dụng cao thường nhiều tập chung cho chương chủ đề lớn dấn đến học sinh khó hình dung hết dạng tập vận dụng cao phần kiến thức Nhiều giáo viên thường đưa lời giải giải thích cách làm tốn khó mà khơng đưa phương pháp giải chung, cách tiếp cận, cách phân tích hướng dạng tập tương tự Dẫn đến học sinh nhanh qn, gặp tốn khó khác lúng túng việc phân tích hay phân tích sai tượng vật lý dẫn đến tốn giải sai khơng giải Với mong muốn tìm cách tiếp cận giúp học sinh giỏi hồn thành câu hỏi vận dụng cao để đạt điểm số cao kì thi tốt nghiệp THPT cách có hiệu quả, kích thích khả tự học học sinh lơi nhiều học sinh tham gia vào trình giải tập, giúp em cảm thấy đơn giản việc giải Trang tập khó lắc lò xo Bằng kinh nghiệm thực tế giảng dạy, tổng kết định chọn: “GIẢI PHÁP TOÀN DIỆN GIÚP HỌC SINH KHÁ GIỎI GIẢI ĐƯỢC CÂU HỎI VẬN DỤNG CAO VỀ DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC LỊ XO TRONG KÌ THI TỐT NGHIỆP THPT” làm sáng kiến năm học 2020 - 2021 B PHƯƠNG PHÁP MỚI CẢI TIẾN Phương pháp cải tiến áp dụng cho việc giảng dạy với đối tượng học sinh giỏi trực tiếp lớp phát tài liệu cho em tự nghiên cứu cá nhân nhà học nhóm Các dạng toán tập trung riêng cho tập lắc lị xo nên học sinh hiểu làm nhuần nhuyễn tập trước chuyển sang tập vận dụng cao chủ đề khác Trong tập vận dụng cao lắc lị xo chia chi tiết dạng nhỏ, có cách phân tích tượng vật lý, hướng tiếp cận tốn để từ học sinh hiểu mẫu tự nghiên cứu lời giải cho tập tương tự Cụ thể so với phương pháp cũ phương pháp có số cải tiến: B 2.1 Trong sinh hoạt nhóm chun mơn Áp dụng sinh hoạt chun mơn theo hướng nghiên cứu học, buổi họp tổ chuyên môn từ đầu năm đưa giải pháp làm để nâng cao kết đội tuyển học sinh giỏi vật lý dự thi học sinh giỏi cấp tỉnh, làm để học sinh đạt điểm số cao mơn vật lí kì thi tốt nghiệp THPT Từ đó, chúng tơi trao đổi để đưa phương pháp dạy hướng tới đối tượng học sinh có học sinh học yếu, trung bình đến học sinh học giỏi Ngồi việc chuẩn bị giáo án, đề cương học tập cho học sinh theo chương trình đổi mới, thầy nhóm vật lí chịu trách nhiệm soạn chủ đề phần kiến thức đơn vị kiến thức bài, chủ để, chương áp dụng cho ba khối 10,11 12 Những tài liệu tài liệu tham khảo chung cho giáo viên dạy cho đối tượng học sinh để em tự nghiên cứu, tự làm để nắm vững kiến thức học Trang Để thực đề tài này, từ đầu năm buổi họp tổ chuyên mơn nhóm chúng tơi nhóm trưởng phân cơng xây dựng cách tiếp cận, phương pháp phân loại cụ thể dạng tập vận dụng cao dao động lắc lò xo Các thành viên nhóm thực từ đầu năm để dạy cho đối tượng đội tuyển vật lí chuẩn bị cho kì thi chọn học sinh giỏi tỉnh áp dụng để dạy cho em học sinh thi tốt nghiệp THPT xét tuyển đại học B 2.2 Trang bị đầy đủ kiến thức cho học sinh Phần tập vận dụng cao lắc lò xo đòi hỏi học sinh phải vận dụng nhiểu kiến thức, kiến thức mơn vật lí ba khối cịn phải áp dụng linh hoạt kiến thức tốn học để giải tốn vật lí Để học sinh tự đọc tài liệu tham khảo, vận dụng để giải tập vận dụng cao em học sinh phải nắm thật vững kiến thức Do giảng dạy giáo viên cần trang bị thật tốt kiến thức cho học sinh phương pháp dạy học tích cực em bắt đầu học lớp 10 Một số kiến thức cần cung cấp cho học sinh đề tài như: + Vật lí lớp 10: Chuyển động cơ, định luật Niu-tơn, lực học( lực đàn hồi, lực ma sát ), định luật bảo toàn( năng, động lượng), loại va chạm( va chạm đàn hồi, va chạm mềm) + Vật lí 11: Điện trường, lực điện trường, công lực điện trường, từ trường, lực từ, cảm ứng điện từ, thấu kính + Vật lí 12: Lí thuyết dao động điều hịa, dạng tốn dao động điều hịa, lí thuyết dao động lắc lị xo, dạng tốn lắc lị xo + Tốn học: Các cơng thức lượng giác, phương trình lượng giác; định lí hàm số sin, cosin; đạo hàm, tích phân; bất đẳng thức thơng dụng Do nhóm học sinh giỏi thông thường em nắm tương đối tốt kiến thức phần kiến thức vật lí bai khối, thực đề tài khác cung cấp tài liệu cho giáo viên học sinh Nên phạm vi sáng kiến này, chủ yếu hướng tới rèn luyện kĩ giải tập vận dụng cao cho học sinh giỏi kiến thức không nêu cụ thể Trang B 2.3 Phân loại chi tiết dạng tập vận dụng cao dao động lắc lò xo Phân loại chi tiết dạng tập kèm theo hướng dẫn cách tiếp cận, phương pháp giải, hướng phát triển toán, kiến thức trọng tâm dạng toán, lầm lẫn mà học sinh hay mắc phải thiết lập công thức giải nhanh dạng tốn có Trong phần tốn khó dao động lắc lị xo có nhiều dạng tập khác nhau, có dạng toán lại gắn với nhiều kiến thức liên quan đến Nên việc phân chia nhỏ dạng toán tương đối, việc phân chia chi tiết giúp học sinh đọc có nhìn dễ hơn, dễ tiếp cận sau có cánh đánh giá tổng quát gặp tập vận dụng cao dao động lắc lị xo * Trong dạng tốn chúng tơi thường chia giai đoạn: + Hướng dẫn cách tiếp cận tốn + Ví dụ minh họa - Xác định tượng vật lí xảy - Hướng dẫn giải chi tiết + Một số toán mở rộng dạng học sinh tự vận dụng * Các dạng tốn vận dụng cao lắc lị xo: + Các toán va chạm hai vật + Bài toán liên kết qua dây nối + Dao động lắc lị xo có thêm ngoại lực tác dụng + Khoảng cách hai vật dao động lắc lị xo + Bài tốn giữ lị xo + Một số tốn dao động đặc biệt lắc lị xo + Bài tốn đồ thị dao động lắc lò xo C HIỆU QUẢ KHI ÁP DỤNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM C Q TRÌNH ÁP DỤNG VÀO CƠNG TÁC GIẢNG DẠY Thường xuyên kiểm tra đánh giá, theo dõi khả vận dụng học sinh qua kiểm tra định kì có tốn vận dụng cao dao động lắc lò xo, đề thi thử Sở, đề ôn tập thi tốt nghiệp THPT intetnet Trang Thông qua giáo viên giảng dạy thực tế lớp kiểm tra nhóm học sinh giỏi lớp dạy giải câu vận dụng cao dao động lắc lò xo chưa hay vướng mắc dạng để kịp thời hướng dẫn khắc phục Sau giáo viên dạy 12 kiểm tra, đánh giá nhóm trưởng đánh giá lại thơng qua thi tập trung đề thi bán kì 1, học kì 1, đề thi thử tốt nghiệp lần đề Sở, đề thi thử tốt nghiệp lần đề Sở đề kiểm tra đánh giá nhóm thực đề tài chúng tơi thấy nhiều học sinh giỏi giải câu hỏi vận dụng cao dao động lắc lò xo Bản thân giáo viên ôn luyện học sinh thi tốt nghiệp THPT thấy từ áp dụng đề tài có chuyển biến tích cực việc phân tích tốn vận dụng cao dao động lắc lò xo, thấy tự tin em học sinh Và đặc biệt nhóm học sinh giỏi đội tuyển vật lí ơn tập tiếp cận sớm với đề tài em khơng giải mà cịn giải nhanh, tự phân tích dạng tốn Từ thắp lên hy vọng cho học sinh giáo viên giảng dạy điểm 10 kì thi tốt nghiệp THPT tới C HIỆU QUẢ KHI ÁP DỤNG VÀO CƠNG TÁC GIẢNG DẠY Học sinh giỏi có hứng thú học tập hơn: Tích cực, chủ động, sáng tạo khơng cịn lo ngại giải tốn vận dụng cao lắc lị xo Các em tự tin nghiên cứu, trao đổi với để hiểu vận dụng kiến thức học để giải tập vận dụng cao đề kiểm tra, đề thi Khi áp dụng sáng kiến học sinh bớt lúng túng phân tích tập, thấy dạng tập phù hợp với lực học hình dung dạng tập khó lắc lị xo Cụ thể, đánh giá hiệu sáng kiến thông qua: Các em học sinh dự thi kì thi chọn học sinh giỏi vật lí cấp tỉnh diễn đầu năm thấy em học sinh làm tốt tập vận dụng cao có liên quan đến dao động lắc lò xo số lượng giải tăng so với năm đoạt giải Ba, giải Nhì Các em học sinh giỏi giải số câu hỏi vận dụng cao dao động lắc lò xo kì thi: - Đề thi thử tốt nghiệp Sở giáo dục Ninh Bình năm học 2019-2020 Trang Hai vật A B có khối lượng kg có kích thước nhỏ nối với “““ sợi dây mảnh nhẹ dài10cm, hai vật treo vào lị xo có độ cứng k = ,íị: 100N/m nơi có gia tốc trọng trường g =10m/s2 Lấy n2 =10 Khi hệ vật lò xo vị trí cân đủ cao so với mặt đất, người ta đốt A H sợi dây nối hai vật vật B rơi tự vật A dao động điều hòa theo phương B thẳng đứng Lần vật A lên đến vị trí cao khoảng cách hai vật bằng: A 80cm 20cm lần Sở C.giáo 70cm 50cm - Đề thi thử tốtB.nghiệp dục Ninh BìnhD năm học 2020-2021 Hai hình vẽ, lị xo có độ cứng k1=k2=k, vật nặng m1=m2=m Hai vật đặt sát nhau, hệ lắc lo xo §N nằm cân lị xo khơng biến dạng, chọn trụ tọa độ từ M đến N, gốc vị trí cân Ban đầu hệ dao động điều hịa khơng ma sát mặt phẳng nằm ngang với biên độ 8cm Khi hai vật vị trí biên âm người ta nhẹ nhàng tháo lò xo k khỏi hệ, cho MN đủ dài để m2 chưa chạm tường Khi vật m1 dừng lại lần khoảng cách từ m đến m2 bằng: A 1,78cm B 0,45cm C 0,89cm D 3,2cm - Đề thi học kì cấp trường Một vật nhỏ khối lượng m = 400 g, tích điện ắn với lị xo nhẹ có độ cứng k = 1,6 N/m, tạo thành lắc lị xo nằm ngang Kích thích để lắc dao động điều hòa với biên độ A = cm Điện tích vật khơng thay đổi lắc dao động Tại thời điểm vật nhỏ qua vị trí cân theo hướng làm lò xo dãn ra, người ta bật điện 11 trường có cường độ ' vectơ cường độ điện trường hướng chuyển động vật lúc Thời gian từ thời điểm bật điện trường đến thời điểm lò xo bị nén nhiều lần thứ 2020 là: A B C D - Đề thi thử tốt nghiệp lần Sở giáo dục Ninh Bình năm học 2020-2021 Trang Một lò xo sợi dây đàn hồi nhẹ có chiều dài tự nhiên treo thẳng đứng vào điểm cố định đầu lại lò xo sơi dây gắn vào vật có khối lượng ' "" hình vẽ Lị xo có độ cứng 11 ' sơi dây bị kéo giãn xuất lực đàn hồi có độ lớn tỉ lệ với độ giãn sợi dây với hệ số đàn hồi 11 ' (sợi dây bị kéo giãn tương đương lò xo, dây bị chùng lực đàn hồi triệt tiêu) Ban đầu vật vị trí cân bằng, kéo vật thẳng đứng xuống đoạn • thả nhẹ Khoảng thời gian kể từ thả vật đạt độ cao cực đại lần thứ gần với giá trị D 0,176s A 0,157s B 0,217s C 0,185s - Đề thi tốt nghiệp vật lí THPT năm 2020 Cho hệ vật gồm lị xo nhẹ có độ cứng k = 10 N/m, vật M có khối lượng 30 g nối với vật N có khối lượng 60 g sợi dây không dãn vắt qua rịng rọc hình bên Bỏ qua D 13,6 cm ma sát, bỏ qua khối lượng dây rịng rọc Ban đầu giữ M vị trí để lị xo khơng biến dạng, N xa mặt đất Thả nhẹ M để hai vật chuyển động, sau 0,2 s dây bị đứt Sau dây đứt, M dao động điều hòa mặt phẳng nằm ngang với biên độ Lấy g = 10 m/s2 (ft « 10) Giá trị A.10,4 cm B 8,3 cm C 9,5 cm - Đề minh họa tốt nghiệp vật lí THPT năm 2021 Một lắc lị xo treo thẳng đứng, dao động điều hòa nơi có g = 10 m/s2 Hình bên đồ thị biểu diễn phụ thuộc độ lớn lực kéo Fkv tác dụng lên vật độ t1 t2 t lớn lực đàn hồi Fđh lò xo theo thời gian t Biết -11 Khi lò xo dãn 6,5 cm tốc độ vật A 80 cm/s B 60 cm/s C 51 cm/s D 110 cm/s Chúng tiếp tục đánh giá kết em qua thi tốt nghiệp THPT diễn có điều chỉnh để áp dụng cho năm học sau C HIỆU QUẢ KINH TẾ- HIỆU QUẢ XÃ HỘI Khi sáng kiến áp dụng công tác giảng dạy giúp cho tổ nhóm chun mơn dạy tập vận dụng cao lắc lị xo có tư liệu chung để tham khảo đỡ thời gian cho việc biên soạn, hệ thống dạng tập dạy Sáng kiến áp dụng cho việc dạy học đối tượng học sinh giỏi, từ tiết kiệm kinh phí mua sách hay tài liệu tham khảo khác cho học sinh Khi áp dụng thành cơng giúp cho giáo viên học sinh dễ dàng tiếp cận với kiến thức nâng cao lắc lò xo, từ giúp em tự tin việc giải tập vận dụng cao đề kiểm tra hay đề thi Các em học sinh có tư liệu để tự nghiên cứu giải câu hỏi vận dụng cao lắc lò xo để từ em có cách nhìn nhận, phân tích tượng vật lý cho dạng tập khó đơn vị kiến thức khác dễ Qua giúp em học sinh giỏi vượt qua kì thi chọn học sinh giỏi, kì thi tốt nghiệp với kết cao đỗ vào trường đại học tốp đầu Từ tạo tin tưởng em học sinh khóa sau, bậc phụ huynh tạo hiệu ứng tốt xã hội đào tạo hệ học sinh có kĩ toàn diện từ trường học đến sống thường ngày D ĐIỀU KIỆN VÀ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG D ĐIỀU KIỆN ÁP DỤNG Có thống tổ nhóm chun mơn, tích cực giáo viên việc thay đổi phương pháp dạy học chủ động lĩnh hội kiến thức học sinh Có đam mê, hứng thú, tìm tịi em học sinh môn học vật lý Trong trình giảng dạy, tìm hiểu tâm tư nguyện vọng em học sinh khối 12 có nhiều em thích học mơn vật lý, nhiều học sinh giỏi chọn tổ hợp khối thi đại học có vật lý đặc biệt có số em đăng kí học sư phạm vật lý để sau em lại trở thành thầy cô giáo vật lí tương lai Có đội ngũ giáo viên vật lý đồng tuổi nghề, có trình độ chuyên môn tốt nhiệt huyết công tác Việc đổi sinh hoạt tổ nhóm chun mơn dẫn đến có nhiều vấn đề vật lí đưa trao đổi, thảo luận tìm cách giải giúp giáo viên tiết kiệm thời gian nghiên cứu có tài liệu tham khảo giảng dạy bổ ích D KHẢ NĂNG ÁP DỤNG Ngày nay, việc áp dụng công nghệ thông tin vào giảng dạy phổ biến, sở vật chất trường học tương đối tốt, việc vận dụng sáng kiến không thực Người giáo viên có trình độ, thực tâm huyết với nghề cần tốn thêm chút thời gian kế hoạch dạy thực hay số hình thức mà chúng tơi nêu giải pháp Với giải pháp áp dụng giảng dạy theo tiết khóa hay theo tiết ơn tập cho học sinh Nội dung sáng kiến bao phủ gần hết dạng tập khó lắc lị xo nên giáo viên giảng dạy phải xác định xác đối tượng học sinh để áp dụng cho linh hoạt tránh làm tải đối tượng học sinh khác Sáng kiến phân loại chi tiết, có phân tích hướng giải, có ví dụ minh họa nên giáo viên hướng dẫn học sinh tự nghiên cứu, trao đổi nhóm để hiểu giải thành thạo tập vận dụng cao lắc lị xo Sáng kiến thiết kế với ngơn ngữ gần gũi với học sinh nên học sinh tự nghiên cứu E KẾT LUẬN Qua thực tiễn giảng dạy, nhận thấy học sinh có kiến thức tốt, có tố chất thơng minh mà không bồi dưỡng nâng cao tốt, không rèn luyện phát triển cách hiệu khơng có hiệu Để giảng dạy học sinh giỏi có hiệu giáo viên cần phải soạn thảo chương trình dạy học cách hợp lí, khoa học sáng tạo phù hợp với đối tượng để cung cấp kiến thức cho học sinh cách có hệ thống, quán, đồng thời phải tập cho học sinh có phương pháp tự học, tự đọc, tự nghiên cứu tài liệu để tự giải tập Việc chủ động tự soạn thảo chuyên đề ( hệ thống kiến thức tập với phân dạng cụ thể kèm theo phương pháp giải cho loại tập khác nhau) việc làm quan trọng, cần thiết giáo viên nhóm chuyên môn để nâng cao chất lượng dạy học môn vật lý Phạm vi áp dụng sáng kiến cho nhóm học sinh giỏi chủ yếu để em tự tìm tịi, nghiên cứu, trao đổi với tìm phương pháp tiếp cận, giải tốn riêng Giáo viên người hướng dẫn, gợi ý để em tự hồn thành nhiệm vụ học tập Chính lẽ nên chúng tơi viết biên soạn sáng kiến cho thật gần gũi với học sinh, dạng toán phân chi tiết, dạng có hướng tiếp cận, phương pháp giải lời giải chi tiết để học sinh tự nghiên cứu Nhưng bên cạnh việc thực đề tài này, chúng tơi cịn thực nhiệm vụ giảng dạy viết chuyên đề thuộc phần kiến thức khác nên việc nghiên cứu viết sáng kiến nhiều hạn chế chưa cung cấp hết dạng khơng tránh sai sót Rất mong trao đổi, đóng góp, chia sẻ q đồng nghiệp để sáng kiến đầy đủ, hồn chỉnh biến sáng kiến thành tài liệu tham khảo bổ ích cho giáo viên học sinh năm học Chúng xin chân thành cảm ơn! Kim Sơn, ngày 10 tháng năm 2021 XÁC NHẬN CỦA LÃNH ĐẠO NHÓM TÁC GIẢ SÁNG KIẾN ĐƠN VỊ CƠ SỞ Phạm Văn Đoài Phạm Trung Hiếu Bùi Thị Kim Chi Vũ Văn Điệp PHỤ LỤC F.1 Dạng 1: Các toán va chạm hai vật Trong toán va chạm có hai dạng va chạm phổ biến: Va chạm theo phương ngang va chạm theo phương thẳng đứng Trường hợp 1: Va chạm theo phương nằm ngang Hướng dẫn cách tiếp cận tốn : • Xác định tốn va chạm gì? Theo phương nào? • Xác định u cầu tốn gì? • Xác định tượng vật lí xảy có va chạm? • Xác định xem nên dùng kiến thức vật lí nào? F NỘI DUNG MINH HỌA -‘c c * Vật m chuyển động với vận tốc v0 đến va chạm mềm vào vật M đứng yên vận tốc hệ sau va chạm V thỏa mãn: Sau va chạm, hai vật dao động điều hịa biên độ tần số hệ dao động là: * Vật m chuyển động với vận tốc v0 đến va chạm đàn hồi xuyên tâm vào vật M đứng yên sau va chạm vận tốc m M v V: Sau va chạm, vật M dao động điều hịa thìmvbiên độMvà tầnV =số hệ dao động là: = (nu)v => ĩmv VĐ Áp mvdụng + MV luật bảo toàn động lượng: = mv đinh m +M m-M Ví dụ minh họa số 1: Cho hệ dao động hình vẽ bên Lị xo có khối lượng khơng đáng kể, độ cứng k = 30 (N /m' Vật M = 200 (g) trượt khơng ma sát mặt phẳng nằm ngang Hệ trạng thái cân bằng, dùng vật phương nằm ngang với vận tốc V0 = (m m = 100 (g) bắn vào M theo /5) Sau va chạm hai vật dính vào dao động điều hoà Xác định biên độ vật sau va chạm A 10cm B 5cm C 15cm D 20cm Xác định tượng vật lý xảy : Khi vật m va chạm mềm M trở thành vật m+M hai vật dao động điều hòa với vận tốc cực đại O vận tốc hai vật va chạm mềm Hướng dẫn giải chi tiết: + Va chạm mềm: + Tần số góc hệ dao động điều hồ: ®=1 k_ 30 — = „ _ — = 10 (rad/ 5) \M + m V 0,2 + 0,1 + Biên độ vật sau va chạm: A=V/®=10cm Ví dụ minh họa số 2: Một lắc lò xo nằm yên mặt phẳng nằm ngang khơng ma sát hình vẽ Cho vật m chuyển động thẳng theo phương ngang với vận tốc v0 đến va chạm xuyên tâm với m, sau va chạm chúng có vận tốc nén lò xo đoạn Al = 2cm Biết lị xo có khối lượng khơng đáng kể, có k = 100N/m, vật có khối lượng m = 250g, m0 = 100g Sau vật m dao động với biên độ sau đây: A A = 1,5cm B A = 1,43cm C A = 1,69cm Phân tích tượng vật lí xảy : D A = 2cm Sau va chạm hai vật vận tốc( bám sát nhau) nên nén lị xo lại coi hệ dao động điều hịa với vật có khối lượng m+m0 Vì khơng dính chặt vào nên vật m0 Trang 13 bị tách thời điểm m0 bị tách lò xo bắt đầu bị dãn lúc vật m dao động điều hịa với tần số góc, biên độ Hướng dẫn giải chi tiết: Sau va chạm hai vật dao động với biên độ A = Al = 2cm qua VTCB lần vật tách nhau, vật m dao động với biên độ A’ I I ĩ K>= —-— Trước vật rời nhau, vật dao động điều hịa với tần số góc: V1’_ 1’ vật qua VTCB lần 1, vật m rời khỏi vật m, vật m có vận tốc cực đại: vmax = A® Sau vật m dao động điều hịa với biên độ A’ Áp dụng định luật bảo toàn lượng cho vật m sau vật m0 rời khỏi ịm— -A2 =ịkA'2 m + m0 5A => A' = = L69cm 735 Ví dụ minh họa số 3: Một lắc lò xo dao động điều hịa mặt phẳng nằm ngang với chu kì T = 2n (s), vật nặng cầu có khối lượng m i Khi lị xo có chiều dài cực đại vật mi có gia tốc - cm/s2 cầu có khối lượng m = mi/2 chuyển động dọc theo trục lò xo đến va chạm đàn hồi xuyên tâm với m i có hướng làm cho lị xo bị nén lại Vận tốc m2 trước va chạm 3^3 cm/s Khoảng cách hai vật kể từ lúc va chạm đến mi đổi chiều chuyển động lần tích tượng vật lý xảy raC.: 9,63 cm A 3,63Phân cm B cm D 2,37cm Va chạm đàn hồi xuyên tâm theo phương ngang, vị trí va chạm VTCB, sau va chạm vật có vận tốc riêng sau vật m i dao động điều hòa với biên độ mới, vật m2 chuyển động mặt phẳng ngang không ma sát thời gian với vật m i Từ xác định khoảng cách hai vật vật mi đổi chiều chuyển động lần Trang i4 Hướng dẫn giải chi tiết: 2ĩi Biên độ dao động ban đầu vât: amax = ra2Ao; ® = - = rad/s ^ A0 = 2cm Vận tốc hai vật sau va chạm V1 V2: Áp dụng định luật bảo toàn động lượng bảo toàn động va chạm đàn hồi xuyên tâm 1111V1 + m2v2 = m2v0 (1) với Vo = -3^3 cm/s ,-'2 _ ,-2 ,.2 m v _ ĩ o =Q) 2 Suy ra: 2V1+v2 = Vo (r); 2vf + vị=vỉ (2’) Từ (r) vả (2’): m v ll V1 = = -2^3 cmẠ v2=-— = *ự3 cm/s 3 Biêu độ dao động 1111 sau va chạm: A2 = Ao2 + lị- = 0,022 + (0,02 4Ĩ 'ỹ fữ = 0,0016 (ni2) ^ A = 0,04 m = 4cm Thời gian từ lúc va chạm đến m1 đổi chiều chuyển động lần tức m1 TTT ' = ^-4 = 4=^ vị trí biên âm; (vật từ li độ A/2 đến li độ -A): —- Quãng đường vật m1 được: S1 = 1,5A = 6cm Sau va chạm m2 quay trở lại quãng đường: S2 = v2t = ^3.2,1 = 3,63 cm Khoảng cách hai vật kể từ lúc va chạm đến m đổi chiều chuyển động lần là: S = S1 + S2 = 9,63cm Trường hợp 2: Va chạm theo phương thẳng đứng Hướng dẫn cách tiếp cận tốn: Trang 15 • Xác định tốn va chạm gì? Theo phương nào? • Xác định vị trí va chạm, vận tốc vật trước va chạm? • Sự thay đổi vị trí cân vật sau va chạm? • Xác định u cầu tốn gì? • Xác định tượng vật lí xảy có va chạm? • Xác định kiến thức vật lí cần áp dụng ? Tốc độ m trước va chạm: v0 = * Nếu va chạm đàn hồi vị trí cân trước sau va chạm không thay đổi Gọi V, v vận tốc vật M m sau va chạm _ 2mv0 niVg = mv + MV -2-mvẮ = 2-mv +4-MV 2 m+M 111 - M m + MV° Vì va chạm xảy VTCB vật M nên biên độ dao động vật M sau va chạm co đàn hồi là: A' y ỊĨT »M * Nếu va chạm mềm vị trí cân thấp vị trí cân X :ns V.J^, cũ đoạn vận tốc hệ sau va chạm: - M (vận vật vị trí cách vị trí cân đoạn X0) Biên độ sau chạm: Trang 16 tốc va Ví dụ minh họa số 1: Một vật nhỏ có khối lượng M = 0,4 (kg), gắn lò xo nhẹ thẳng đứng có độ cứng 25N/m đầu lị xo cố định Một vật nhỏ có khối lượng m=0,1 kg chuyển động theo phương thẳng đứng với tốc độ 2^2 m/s đến va chạm mềm với M Sau chạm hai vật dính vào dao động điều hịa theo phương thẳng đứng trùng với trục lò xo Lấy gia tốc trọng trường g = 10m/s2 Biên độ dao động là: A 4.5 an c 4\/2an B ự? an D 4-1/3 an Phân tích tượng vật lý xảy ra: Va chạm mềm theo phương thẳng đứng, vị trí va chạm VTCB ban đầu M, sau va chạm vị trí cân thay đổi, phải xác định vị trí cân từ xác định biên độ dao động Hướng dẫn giải chi tiết: Vận tốc hai vật sau va chạm: (M + m).V = mv ^ V = 0,4^2 (m/s) (M + m - M)g mg Tọa độ ban đầu hệ hai vật: = 0,04m = 4cm ^A= 4^5 cm Ví dụ minh họa số 2: Một cầu có khối lượng M = 0,2kg gắn lò xo nhẹ thẳng đứng có độ cứng 20N/m, đầu lị xo gắn với đế có khối lượng Mđ Một vật nhỏ có khối lượng m = 0,1 kg rơi từ độ cao h = 0,45m xuống va chạm đàn hồi với M Lấy gia tốc trọng trường g = 10m/s2 Sau va chạm vật M dao động điều hòa theo phương thẳng đứng trùng với trục lò xo Muốn để khơng bị nhấc lên M đ khơng nhỏ A 300 g D 120 g B 200 g Phân tích tượng vật lý xảy ra: C 600 g va Va chạm đàn hồi trực diện xuyên tâm theo phương thẳng đứng, vị trí cân va chạm VTCB M, va chạm đàn hồi nên vị trí cân M khơng thay đổi sau va chạm Khi m va chạm vào M M dao động điều hòa phải thỏa mãn điều kiện để Md khơng bị nhấc lên Hướng dẫn giải chi tiết: Gọi O VTCB Vận tốc m trước chạm M: : ý'2gh = ựTẼ = 3^/ĩm / s Gọi V v vận tốc M m sau va chạm MV + mv = mvo (1) với vo = -3^2 m/s (chiều dương hướng lên) MV; mv2 _ mVn —(2) 2 Từ(l) (2): V = — v0 = -2-72111/ s ... KHÁ GIỎI GIẢI ĐƯỢC CÂU HỎI VẬN DỤNG CAO VỀ DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC LÒ XO TRONG KÌ THI TỐT NGHIỆP THPT? ?? làm sáng kiến năm học 2020 - 2021 B PHƯƠNG PHÁP MỚI CẢI TIẾN Phương pháp cải tiến áp dụng cho... lắc lò xo số lượng giải tăng so với năm đoạt giải Ba, giải Nhì Các em học sinh giỏi giải số câu hỏi vận dụng cao dao động lắc lị xo kì thi: - Đề thi thử tốt nghiệp Sở giáo dục Ninh Bình năm học. .. hỏi vận dụng cao dao động lắc lò xo Bản thân giáo viên ôn luyện học sinh thi tốt nghiệp THPT thấy từ áp dụng đề tài có chuyển biến tích cực việc phân tích tốn vận dụng cao dao động lắc lò xo,