(SKKN HAY NHẤT) kiến thức cơ bản và một số bài toán điển hình phần dao động cơ

MỤC LỤC Trang THÔNG TIN CHUNG VỀ SÁNG KIẾN ………………………………………….…… PHẦN 1: MỞ ĐẦU ……………………………………………………………….……… I Lý chọn đề tài …………………………………………………………… ……3 II Mục đích nghiên cứu …………………………………………………… ………3 III Nhiệm vụ nghiên cứu …………………………………………………….………3 IV Đối tƣợng nghiên cứu…………………………………………………… ………3 V Phƣơng pháp nghiên cứu …………………………………………………….……4 PHẦN 2: NỘI DUNG …………………………………………………………… ……… A KIẾN THỨC CƠ BẢN PHẦN DAO ĐỘNG CƠ ……………………………… ……5 I ĐẠI CƢƠNG VỀ DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA ………………………………… …5 II CON LẮC LÒ XO ……………………………………………………… ………9 III CON LẮC ĐƠN ………………………………………………………… ……11 IV TỔNG HỢP DAO ĐỘNG ……………………………………………… ……15 V CÁC LOẠI DAO ĐỘNG: TẮT DẦN, DUY TRÌ, CƢỠNG BỨC ……… ……15 B CÁC BÀI TỐN ĐIỂN HÌNH 18 I BÀI TOÁN PHÂN BIỆT LI ĐỘ VÀ TỌA ĐỘ 18 II BÀI TOÁN VỀ ĐỒ THỊ 19 III BÀI TOÁN VỀ TỔNG HỢP DAO ĐỘNG 23 IV BÀI TOÁN VỀ DAO ĐỘNG TẮT DẦN 26 V BÀI TOÁN VỀ HIỆN TƢỢNG CỘNG HƢỞNG 27 VI BÀI TOÁN VỀ KIẾN THỨC TỔNG HỢP 29 PHỤ LỤC: Kiểm tra kiến thức phần Dao động 33 PHẦN 3: KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO ………………………………………………………….…….44 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com THÔNG TIN CHUNG VỀ SÁNG KIẾN Tên sáng kiến: Kiến thức số tốn điển hình phần dao động Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: Môn Vật lý – Lớp 12 Thời gian áp dụng sáng kiến: Từ tháng 09 năm 2014 đến tháng 12 năm 2014 Tác giả: Họ tên: Nguyễn Thị Mai Nhiên Năm sinh: 1983 Nơi thƣờng trú: 51/96 Nguyễn Du - Thành phố Nam Định Trình độ chun mơn: Thạc sỹ Vật lý lý thuyết Vật lý toán Chức vụ công tác: Giáo viên Nơi làm việc: Trƣờng THPT Nguyễn Khuyến,Thành Phố Nam Định Địa liên hệ: 51/96 Nguyễn Du - Thành phố Nam Định Điện thoại: 0984.898.255 Đơn vị áp dụng SKKN: Tên đơn vị: Trƣờng THPT Nguyễn Khuyến Địa chỉ: Số 40, Đƣờng Nguyễn Du, Thành phố Nam Định,Tỉnh Nam Định Điện thoại: 03503840303 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com PHẦN 1: MỞ ĐẦU I Lý chọn đề tài Dao động nội dung hay Vật lý phổ thông Đây nội dung quan trọng nhằm rèn luyện trí tuệ cho học sinh Xây dựng hệ thống kiến thức phần dao động đƣa số toán nhằm phân biệt chất Vật lý giúp học sinh củng cố kiến thức, đồng thời linh hoạt lựa chọn hình thức thể nội dung Hơn nữa, học sinh nắm kiến thức phần dao động cơ, em vững vàng học chƣơng Vật lý 12, là: Sóng cơ, Dịng điện xoay chiều, Dao động sóng điện từ Điều kích thích tƣ biện chứng, tƣ sáng tạo cho em Mặc dù, kiến thức phần dao động dạng tập phần có nhiều thầy viết, chí đầy đủ sâu sắc, kể với toán phức tạp Tuy nhiên, với học sinh đại trà, việc tiếp thu toàn nội dung này, nhằm phục vụ cho chƣơng chƣa điều dễ dàng Nhằm giúp học sinh nắm kiến thức phần dao động cảm thấy toán phần “ gần gũi ” với khả tiếp thu kiến thức em , từ học sinh cảm thấy tự tin làm phát huy đƣợc tính sáng tạo q trình học, tơi xin đề cập đến khía cạnh nhỏ phần đề tài “Kiến thức số tốn điển hình phần dao động cơ” II Mục đích nghiên cứu - Củng cố kiến thức phần dao động cho Học sinh lớp 12 - Bồi dƣỡng cho học sinh phƣơng pháp, kỹ giải tốn Vật lý Qua học sinh nâng cao khả tƣ duy, sáng tạo - Học sinh tự tin làm tập phần dao động III Nhiệm vụ nghiên cứu Đánh giá thực tế trình vận dụng giải tập phần dao động học sinh lớp 12 IV Đối tƣợng nghiên cứu - Kiến thức phần dao động số toán giúp học sinh nhận thức rõ chất Vật lý LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com V Phƣơng pháp nghiên cứu - Phƣơng pháp điều tra - Phƣơng pháp đối chứng - Phƣơng pháp nghiên cứu tài liệu LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com PHẦN 2: NỘI DUNG A KIẾN THỨC CƠ BẢN PHẦN DAO ĐỘNG CƠ Việc tổng hợp kiến thức dạng tập phần Dao động đƣợc thực vào khoảng thời gian kết thúc kiến thức phần Dao động Sự phân dạng tập phần tƣơng đối Căn vào đối tƣợng học sinh mà giáo viên đƣa dạng tập cho hợp lí Với học sinh đại trà, việc để em nhớ vận dụng đƣợc dạng tập chƣơng cần gọn gàng chắt lọc Tôi xin đƣa dạng tập sau: - Đại cƣơng dao động điều hòa - Con lắc lò xo - Con lắc đơn - Tổng hợp dao động - Các loại dao động: Tắt dần, trì, cƣỡng Hiện tƣợng cộng hƣởng I ĐẠI CƢƠNG VỀ DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA Rất nhiều học sinh, học hết chƣơng dao động mà làm đƣợc tập trƣờng hợp vị trí cân dao động điều hòa trùng với gốc tọa độ, cịn chúng khơng trùng lại lúng túng, kiến thức chuyển gốc tọa độ toán học em nắm đƣợc Cho nên việc phân biệt li độ tọa độ cần thiết Phƣơng trình dao động vật dao động điều hòa đƣợc viết dƣới dạng: + x = A cos( t   ): vị trí cân vật trùng với gốc tọa độ Khi đó, li độ  tọa độ + x = A cos( t   )  b : với b số  0: vị trí cân vật cách gốc tọa độ đoạn b Khi đó, li độ  tọa độ Cụ thể hơn, giải thích rõ cho học sinh qua sơ đồ sau: O  VTCB M O VTCB x xM  A cos t    M x xM  Acos t    b M x xM  A cos t     b b VTCB O b LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Các công thức dƣới dành cho trƣờng hợp li độ  tọa độ Phƣơng trình dao động điều hịa có dạng: x  A cos t    Các cơng thức xác định biên độ, tần số góc, pha ban đầu: + Biên độ A: A  x2  v2   v2   a2   vmax   amax 2   với ℓ chiều dài quĩ đạo + Tần số góc  :  2 N v  2 f  2  max  T t A v amax gocquet    (với N số dao động vật thực A A x t đƣợc thời gian t) + Pha ban đầu  : Cách (ít dùng): Giải hệ phƣơng trình lƣợng giác từ điều kiện ban đầu (tại t = 0): x0, v0, a0 Cách (dùng phổ biến): Dùng vòng tròn lƣợng giác: Mo (tại t = 0)  O x Năng lƣợng dao động điều hòa: * Biểu thức: + Động năng: Eđ = ½ mv2 + Thế năng: Et = ½ m  x2 + Cơ năng: E = Eđ + Et = Eđ max = Et max = ½ mv2 + ½ m  x2 = ½ m  A2 = số * Chú ý: Li độ x, vận tốc v, gia tốc a: - biến thiên điều hòa  , T, f - v sớm pha x góc  - a sớm pha v góc  nhƣng lại ngƣợc pha so với li độ x  Eđ, Et biến thiên điều hòa: - với tần số góc  , chu kì T/2, tần số 2f - Biên độ E/2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - ngƣợc pha * Trong 1T, Eđ = Et lần, khoảng thời gian hai lần liên tiếp Eđ = Et T/4 * + Khi Eđ = nEt  x   + Khi Et = nEđ  v =  A n 1 v max n 1 Lực kéo (lực hồi phục hay lực phục hồi): a Đặc điểm: - hợp lực lực tác dụng lên vật - Ln hƣớng vị trí cân - Có độ lớn tỉ lệ với độ lớn li độ x b Viết biểu thức lực kéo cho: + Con lắc lò xo: Fkéo = ma = - m  x2 = - kx2 + Con lắc đơn: Tổng quát: Fkéo = mat = - mgsinα Nếu lắc đơn dao động điều hịa thì: Fkéo = - m  s với s li độ dài Phân biệt vận tốc trung bình tốc độ trung bình - Tốc độ trung bình = S với S quãng đƣờng vật đƣợc khoảng thời gian t t - Vận tốc trung bình = x với x độ dời vật khoảng thời gian t t - Ví dụ: Trong chu kì vật dao động điều hịa, vật có: Tốc độ trung bình = S A x  ; Vận tốc trung bình = =0 t T t Quãng đƣờng vật dao động điều hòa đƣợc: - Sau 1T: S = 4A - Sau ½ T: S = 2A - Tổng quát: S =  (độ dài hình chiếu mà cung tròn quét đƣợc trục Ox) - Cơng thức tính Smax, Smin mà vật đƣợc: + thời gian t < T/2: Smax = 2SVTCB→ hết t/2 = 2A.sin t Smin = 2SVT biên→ hết t/2 = 2A.(1 - cos t ) + thời gian t > T/2: Tách t = n.T/2 + t’ với t’ < T/2, n số nguyên: n = 1, 2, … LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Khi đó: Smax thời gian t = n.2A + Smax thời gian t’ = n.2A + 2A.sin t ' Smin thời gian t = n.2A + Smin thời gian t’ = n.2A + 2A (1 - cos t ' ) Các khoảng thời gian đặc biệt trục Ox: T/4 T/4 T/6 T/8 T/8 T/12 -A  A  A  2 A T/12 VTCB O A A A 2 A x Lưu ý học sinh khoảng thời gian đặc biệt không vẽ cho trục Ox mà cho đại lượng biến thiên điều hòa vận tốc v, gia tốc a … Chú ý: Khi x = v   A  vmax Khi x   v A v   max 2 Khi x   v A v   max 2 Khi x   v A v   max 2 Khi x   A v = Vật dao động điều hòa theo phƣơng trình: x = A cos( t   ) Tại thời điểm t1, vật có li độ x1 Tại thời điểm t2 = t1 + t , vật có li độ x2 Nếu góc quét: .t   cơng thức liên hệ x1, x2 A : x12  x22  A2 Đại lƣợng véc tơ đổi chiều vật qua vị trí mà độ lớn đại lƣợng véc tơ (chú ý cách tƣ duy, suy luận) Ví dụ: - Vận tốc vật đổi chiều: vật qua: + vị trí biên + vị trí cực đại + có động + pha dao động số nguyên lần  … - Lực kéo đổi chiều: vật qua vị trí: + cân LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com + gia tốc + có độ lớn vận tốc đạt cực đại + có động lớn + có pha dao động số lẻ lần  … Hai đại lƣợng biến thiên điều hòa lệch pha  áp dụng đƣợc hệ thức: Sin2α + Cos2α = 2  x   v   x  v  Ví dụ 1: x v lệch pha      1     1  A A  xmax   vmax  2  v2 x  A    v2  2  A  x    v   A  x2   v    A  x2  2  a   v    a   v  Ví dụ 2: a v lệch pha      1     1 a v  A  A      max   max  2  a2 v   A   v2 a2 4   A      v2  2 a   A   2  II CON LẮC LÒ XO (CLLX): Cơng thức tính  , T , f :  k 2 m  2 ; T ; m  k f     T 2 2 k m CLLX (m1, K) dao động điều hịa với chu kì T1 CLLX (m2, K) dao động điều hịa với chu kì T2  CLLX (m1 + m2, K) dao động điều hịa với chu kì T  T12  T22 Gọi  độ biến dạng lò xo VTCB Khi bỏ qua lực cản: - CLLX nằm ngang:  = - CLLX thẳng đứng:  = mg g  k  LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - CLLX nằm nghiêng:  = mg g sin   sin  k  Với  góc hợp phƣơng dao động CLLX với mặt phẳng ngang Đối với CLLX: có chiều dài tự nhiên ℓ0, độ biến dạng lò xo VTCB  , chiều dài lớn nhỏ lị xo q trình vật dao động ℓmax, ℓmin: - Cơng thức tính biên độ dao động A = max  - Cơng thức tính lực đàn hồi cực đại lực đàn hồi cực tiểu lị xo q trình dao động: Fđh max = k.(  +A) 0  k   Fđh =  neu   A  neu  A A Năng lƣợng CLLX dao động điều hòa: + Động năng: Eđ = ½ mv2 + Thế năng: Et = ½ kx + Cơ năng: E = Eđ + Et = Eđ max = Et max = ½ mv2 + ½ k x = ½ k A2 = số Hệ lò xo cắt, ghép: a Cắt lò xo (k,ℓ) thành lò xo (k1, ℓ1), (k2, ℓ2), … , (kn,ℓn) + Công thức liên hệ độ cứng chiều dài: k.ℓ = k1 ℓ1 = k2 ℓ2 = … = kn ℓn ℓ = ℓ1 + ℓ2 + … + ℓ n + Công thức liên hệ độ cứng: 1 1     k k1 k2 kn  Nếu cắt lò xo (k,ℓ) thành n đoạn độ cứng chiều dài đoạn là: k1đoạn = n.k; ℓ1đoạn = n b Ghép lị xo: + Cơng thức tính độ cứng tƣơng đƣơng hệ lò xo ghép: 1 1     k k1 k2 kn - Nối tiếp: - Song song: kn = k1 + k2 + … + kn + CLLX (m, k1) dao động điều hịa với chu kì T1 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com * Sai số tỉ đối  A phép đo tỉ số sai số tuyệt đối giá trị trung bình đại lƣợng đo:  A  A 100% A * Sai số phép đo gián tiếp tuân theo qui tắc: - Sai số tuyệt đối tổng hay hiệu tổng sai số tuyệt đối số hạng - Sai số tỉ đối tích hay thƣơng tổng sai số tỉ đối thừa số Ví dụ 1: Dùng thƣớc chia độ đến milimet đo khoảng cách d hai điểm A B, lần đo cho giá trị 1,345m Lấy sai số dụng cụ độ chia nhỏ Kết đo đƣợc viết là: A (1345  2) mm B (1,345  0,001) m C (1345  3) mm D (1,3450  0,0005) m Giải: Kết đo: d  d  d Với d  1,345m d  d  d ' mà d  , d '  1mm  0, 001m Vậy: d = (1,345  0,001) m  Đáp án B Ví dụ 2: Một học sinh dùng đồng hồ bấm giây để đo chu kỳ dao động điều hòa T vật cách đo thời gian dao động lần đo cho kết thời gian dao động lần lƣợt 2,00s; 2,05s; 2,00s ; 2,05s; 2,05s Thang chia nhỏ đồng hồ 0,01s Kết phép đo chu kỳ đƣợc biểu diễn A T = 2,025  0,024 (s) B T = 2,030  0,024 (s) C T = 2,025  0,024 (s) D T = 2,030  0,034 (s) Giải: - Kết đo: T  T  T Với: T  T1  T2  T3  T4  T5 2, 00  2, 05  2, 00  2, 05  2, 05   2, 03 s 5 T  T  T ' Mà T  T1  T2  T3  T4  T5 30 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com  2, 03  2, 00  2, 03  2, 05  2, 03  2, 00  2, 03  2, 05  2, 03  2, 05  0, 024s T ' sai số dụng cụ Vì tốn chƣa gợi ý nên ta lấy T ' nửa độ chia nhỏ dụng cụ, nghĩa là: T ' = 0,005s T ' = 0,010s - Vậy, kết đo là: T = 2,030  0,034 (s) T = 2,030  0,029 (s)  Dựa vào đáp án, ta chọn đáp án D Ví dụ 3: Trong thực hành xác định chu kì dao động lắc đơn từ ứng dụng để đo gia tốc trọng trƣờng g, học sinh đo đƣợc giá trị chu kì dao động lắc chiều dài dây treo lắc T = (2,05 ± 0,01) s ℓ = (1040,5 ± 0,5) mm Lấy  = 3,142 Sai số tỉ đối phép đo gia tốc trọng trƣờng A 0,92% B 1,02% C 0,51% D 1,2% Giải: (Đây phép đo gián tiếp) 4 Ta có: T  2 g g T Sai số tỉ đối phép đo gia tốc trọng trƣờng là:  g    2. T    T 0,5 0, 01    1, 02%  Đáp án B T 1040,5 2, 05 Ví dụ 4: Hai chất điểm dao động điều hoà dọc theo hai đƣờng thẳng cạnh nhau, song song với trục Ox Hai vật dao động với biên độ A, vị trí cân O (toạ độ x = 0) với chu kỳ lần lƣợt T1 = 4,0s T2 = 4,8s Tại thời điểm ban đầu, chúng có li độ x = +A Khi hai chất điểm trở lại vị trí ban đầu tỷ số qng đƣờng mà chúng đƣợc A s1  1, s2 B s2  1, s1 C s1  1, s2 D s2  1,5 s1 Giải: - Đây loại toán trùng phùng - Thời gian từ thời điểm ban đầu đến chất điểm trở lại vị trí ban đầu (giữa hai lần trùng phùng liên tiếp) là: t  T1T2 4.4,8   24 s T1  T2  4,8 31 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Nhận thấy: t = 6T1 = 5T2 nên tỉ số quãng đƣờng cần tìm là: s1 6.4A   1,  Đáp án C s 5.4A Ví dụ 5: Trong trò chơi bắn súng, súng bắn vào mục tiêu di động Súng tự nhả đạn theo thời gian cách ngẫu nhiên Ngƣời chơi phải chĩa súng theo hƣớng định mục tiêu dao động điều hịa theo phƣơng ngang nhƣ hình vẽ Ngƣời chơi cần chĩa súng vào vùng để ghi đƣợc số lần trúng nhiều nhất? A B D Bất kì vùng nào: 1,2,3,4 E Ngắm thẳng vào bia C Giải: Vì mục tiêu dao động điều hịa, nên vận tốc có độ lớn lớn qua vị trí cân giảm dần chuyển động từ vị trí cân đến biên Cho nên để ghi đƣợc số lần trúng nhiều ngƣời chơi cần chĩa súng vào khu vực mà mục tiêu chuyển động chậm nhất, khu vực  Đáp án A 32 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com PHỤ LỤC Để học sinh tự kiểm tra kiến thức mình, xem xem nắm đƣợc hết hay chƣa, đƣa cách kiểm tra dƣới Việc đƣợc thực vào giai đoạn tổng ôn Tôi tiến hành cho học sinh kiểm tra theo kiểu năm thấy thực hiệu Sau cách kiểm tra kiến thức học sinh phần dao động Tôi yêu cầu học sinh phải điền vào chỗ trống KIỂM TRA KIẾN THỨC CƠ BẢN – VẬT LÝ 12 Họ tên: …………………………………… Lớp: 12 … CHƢƠNG I: DAO ĐỘNG CƠ Các dạng tập: - Đại cƣơng dao động điều hòa - Con lắc lò xo - Con lắc đơn - Tổng hợp dao động - Các loại dao động: Dao động tắt dần, trì, cƣỡng Hiện tƣợng cộng hƣởng I ĐẠI CƢƠNG VỀ DAO ĐỘNG ĐIỀU HỊA Phƣơng trình dao động điều hịa có dạng: ……………………… (Xét trƣờng hợp li độ  tọa độ) Các cơng thức xác định biên độ, tần số góc, pha ban đầu: + Biên độ: ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… + Tần số góc: ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… + Pha ban đầu: ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… Năng lƣợng dao động điều hòa: * Biểu thức: 33 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com + Động năng: Eđ = …………………………………………………………………………… + Thế năng: Et = ……………………………………………………………………………… + Cơ năng: E = ……………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… * Li độ x, vận tốc v, gia tốc a: - biến thiên điều hòa  , T, f - v sớm pha x góc … - a sớm pha v góc … nhƣng lại ngƣợc pha so với …  Eđ, Et biến thiên điều hịa: với tần số góc …., chu kì … , tần số … Độ lệch pha Eđ, Et … * Trong 1T, Eđ = Et … lần, khoảng thời gian hai lần liên tiếp Eđ = Et … Lực kéo (lực hồi phục): a Đặc điểm: ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… b Viết biểu thức lực kéo cho: + Con lắc lò xo: ……………………………………………………………………………… + Con lắc đơn: ……………………………………………………………………………… Phân biệt vận tốc trung bình tốc độ trung bình? Lấy ví dụ minh họa? ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… Quãng đƣờng đƣợc: - Sau 1T: S = ………………… - Sau ½ T: S = ………………… - Tổng quát: S = ……………………………………………………………………………… - Cơng thức tính Smax, Smin mà vật đƣợc: + thời gian t < T/2: ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… + thời gian t > T/2: 34 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… Khi phƣơng trình dao động vật đƣợc viết dƣới dạng: a x = A cos( t   ): ………………………………………………………………………… b x = A cos( t   )  b : với b số  0: …………… ………………… ……… … …………… ………………………………………………………………………… Vẽ khoảng thời gian đặc biệt trục Ox? ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… Vật dao động điều hịa theo phƣơng trình: x = A cos( t   ) Tại thời điểm t1, vật có li độ x1 Tại thời điểm t2 = t1 + t , vật có li độ x2 Nếu góc qt: .t   cơng thức liên hệ x1, x2 A : …………… …………… Khi vật qua vị trí thì: - Vận tốc vật đổi chiều: ……………………… - Lực kéo đổi chiều: …………………………… - Gia tốc vật đổi chiều: ………………………… - Vật đổi chiều chuyển động: ………………………… 10 Hai đại lƣợng biến đổi điều hòa mà lệch pha  áp dụng đƣợc hệ thức ……………… II CON LẮC LỊ XO (CLLX): Viết cơng thức tính  , T , f ? ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… CLLX (m1, K) dao động điều hịa với chu kì T1 CLLX (m2, K) dao động điều hịa với chu kì T2  CLLX (m1 + m2, K) dao động điều hòa với chu kì T = ……………………… Gọi  độ biến dạng lò xo VTCB Khi bỏ qua lực cản: - CLLX nằm ngang:  = …………………………………………………………………… 35 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - CLLX thẳng đứng:  = ………………………………………………………………… - CLLX nằm nghiêng:  = ……………………………………………………………… Đối với CLLX: có chiều dài tự nhiên ℓ0, độ biến dạng lò xo VTCB  , chiều dài lớn nhỏ lò xo q trình vật dao động ℓmax, ℓmin: - Cơng thức tính biên độ dao động A = …………………………………… - Cơng thức tính lực đàn hồi cực đại lực đàn hồi cực tiểu lị xo q trình dao động: ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… Năng lƣợng CLLX dao động điều hòa: + Động năng: Eđ = …………………………………………………………………………… + Thế năng: Et = ……………………………………………………………………………… + Cơ năng: E = ……………………………………………………………………………… Hệ lò xo cắt, ghép: a Cắt lò xo (K,ℓ) thành lò xo (K1, ℓ1), (K2, ℓ2)…… + Công thức liên hệ độ cứng chiều dài: ………………………………………………………………………………………………… + Công thức liên hệ độ cứng: …………………………………………………………………………………………………  Nếu cắt lò xo (K,ℓ) thành n đoạn độ cứng chiều dài đoạn là: ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… b Ghép lị xo: + Cơng thức tính độ cứng tƣơng đƣơng hệ lò xo ghép: - Nối tiếp: ……………………………………………………………………………… - Song song: …………………………………………………………………………… + CLLX (m, k1) dao động điều hịa với chu kì T1 CLLX (m, k2) dao động điều hịa với chu kì T2 CLLX (m, k1nt k2) dao động điều hịa với chu kì Tnt CLLX (m, k1 // k2) dao động điều hịa với chu kì T//  Cơng thức tính Tnt, T// phụ thuộc vào T1, T2 là: 36 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… Bài toán va chạm: a Vật m1 chuyển động với vận tốc v1 đến va chạm với vật m2 chuyển động với vận tốc v2 Ngay sau va chạm, vận tốc chuyển động hai vật lần lƣợt v1 ', v2 ' Theo định luật bảo toàn động lƣợng (các vận tốc phƣơng): …………………………… Biểu thức liên hệ đại lƣợng va chạm hai vật là: + va chạm mềm : …………………………………………………………………… + va chạm xuyên tâm đàn hồi (giảm tải): ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… b Xét CLLX (M,k) nằm ngang, bỏ qua ma sát Khi M đứng yên vị trí cân (hoặc vị trí lị xo giãn cực đại nén cực đại) mà va chạm đàn hồi trực diện với vật m chuyển động với vận tốc v0 sau va chạm: + M có vận tốc: V = ………………….………………… ……………………………… + m có vận tốc: m = ………………………………………… …………… ……………… III CON LẮC ĐƠN Viết cơng thức tính  , T , f ………………………………………………………………………………………………… Viết cơng thức tính vận tốc lực căng dây vật vị trí dây treo lệch góc  so với phƣơng thẳng đứng? Suy vmax, vmin, Tmax, Tmin ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… Năng lƣợng lắc đơn: Tổng quát: + Eđ = …………………………………………… + Et = …………………………………………… + E = …………………………………… …………………… …………………… …….… 37 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nếu lắc đơn dao động điều hịa tính: + Eđ = …………………………………………… + Et = …………………………………………… + E = …………………………………………………………………………………… Viết công thức liên hệ li độ dài li độ góc, biên độ dài biên độ góc? ………………………………………………………………………………………………… Viết cơng thức độc lập với thời gian thể mối liên hệ: + li độ dài biên độ dài:……………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… + li độ góc biên độ góc:……………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… Gia tốc CLĐ đƣợc xác định nhƣ nào? Thành phần gia tốc gây dao động điều hòa cho CLĐ? ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… CLĐ chịu thêm tác dụng ngoại lực F khơng đổi: - VTCB CLĐ có phải vị trí dây treo có phƣơng thẳng đứng khơng ?Tại sao? ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… - Dạng cơng thức CLĐ có thay đổi khơng? Lấy ví dụ minh họa: ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… - Nêu cách xác định gia tốc trọng trƣờng hiệu dụng g’ trƣờng hợp đặc biệt? ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… 38 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… - Kể tên, viết công thức xác định ngoại lực thƣờng gặp? ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… Thời gian đồng hồ chạy nhanh hay chậm ngày đêm  đƣợc xác định công thức: …………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… Đồng hồ chạy nhanh ………………… Đồng hồ chạy chậm khi: ………………… - Gọi g gia tốc trọng trƣờng vật mật đất, g’ gia tốc trọng trƣờng vật độ cao h so với mặt đất Khi đó, g g’ liên hệ với theo công thức: ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… - Nếu nhiệt độ thay đổi, g khơng đổi  đƣợc tính nhƣ nào? Khi tăng hay giảm nhiệt độ đồng hồ chạy nhanh hay chậm? ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… - Nếu nhiệt độ không đổi: + Vật độ cao h  = …………………………………………………………… + Vật độ sâu d thì:  = ……………………………………………………… Ở nơi trái đất: - CLĐ có chiều dài ℓ1 dao động với chu kì T1, CLĐ có chiều dài ℓ2 dao động với chu kì T2 → CLĐ có chiều dài ℓ1 + ℓ2 dao động với chu kì T = ………………… CLĐ có chiều dài ℓ1 - ℓ2 dao động với chu kì T = ………………… 10 Trùng phùng lần lắc ……………………………………………………………………………………………… Giữa lần trùng phùng liên tiếp số dao động hai lắc ……………………… 39 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thời gian hai lần trùng phùng liên tiếp đƣợc tính theo cơng thức: ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… IV TỔNG HỢP DAO ĐỘNG Cho dao động điều hòa thành phần: x1 = A1 cos( t  1 ), x2 = A2 cos( t  2 ) Viết dạng phƣơng trình tổng hợp: …………………………………………… Các cách xác định A,  dao động tổng hợp: ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… Trƣờng hợp đặc biệt: A đƣợc xác định nhƣ nếu: - dao động thành phần pha: …………………………………………… - dao động thành phần ngƣợc pha: …………………………………………… - dao động thành phần vuông pha: …………………………………………… * Khoảng giá trị có A …………………………………………… V CÁC LOẠI DAO ĐỘNG: DAO ĐỘNG TẮT DẦN, DUY TRÌ, CƢỠNG BỨC HIỆN TƢỢNG CỘNG HƢỞNG Dao động tắt dần: - là: ………………………………………………………………………………………… - Nguyên nhân do: ………………………………………………………………………… - Các công thức: a Độ giảm năng: ……………………………………………………………………… b Xét CLLX dao động tắt dần mặt phẳng ngang với biên độ ban đầu A, hệ số ma sát vật mặt phẳng ngang  Khi đó: + Chu kì dao động lắc lò xo: ……………………………………… + Tốc độ dao động cực đại vật trình dao động: - Nếu vật đƣợc thả tắt dần từ biên, vận tốc đạt cực đại vật vị trí cân lần đầu tiên: 40 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Nếu vật đƣợc cung cấp vận tốc vị trí cân vận tốc cực đại trình tắt dần + Vật dừng lại độ lớn lực ma sát lực đàn hồi quan hệ với nhƣ nào? ………………………………………………………………………………………………… + Nếu vật dừng lại vị trí lị xo khơng biến dạng thì: - Số dao động vật thực đƣợc dừng lại là: ………………………………………………………………………………………………… - Thời gian vật dao động dừng lại là: …………………………………………… - Quãng đƣờng vật đƣợc dừng lại là: ………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… c Dao động tắt dần lắc đơn chịu tác dụng lực cản F c, biên độ góc ban đầu ℓà α0 - Độ giảm biên độ sau chu kỳ: - Số dao động lắc đơn thực kể từ ban đầu đến ℓúc tắt hẳn - Thời gian lắc đơn thực kể từ ban đầu đến ℓúc tắt hẳn: Phân biệt dao động trì dao động cƣỡng xảy cộng hƣởng? ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… Hiện tƣợng cộng hƣởng cơ: - Điều kiện xảy cộng hƣởng: ……………………………………………………………… - Khi đó, biên độ dao động cƣỡng đạt giá trị ……………………………………… - Công thức tƣợng cộng hƣởng: …………………………………………………… - Dạng đồ thị biểu diễ phụ thuộc biên độ dao động cƣỡng vào tần số ngoại lực: ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… 41 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com PHẦN 3: KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ I KẾT LUẬN Từ nội dung trình bầy, sáng kiến đạt đƣợc kết sau: - Hƣớng dẫn học sinh xây dựng đƣợc hệ thống kiến thức phần dao động tập giúp học sinh hiểu rõ chất Vật lý Từ làm phong phú thêm phƣơng pháp suy luận, tƣ logic cho học sinh, đặc biệt khả áp dụng vào toán thực tế để chọn đƣợc phƣơng án tối ƣu - Củng cố kiến thức phần Dao động cho học sinh lớp 12 - Giúp học sinh tự tin làm tập phần Dao động cơ, đặc biệt phát huy tính sáng tạo cho học sinh Đây điều kiện quan trọng để học sinh học tốt đƣợc phần Vật lý 12, là: Sóng cơ, Dịng điện xoay chiều, Dao động sóng điện từ Đồng thời đáp ứng yêu cầu kì thi THPT Quốc Gia II KIẾN NGHỊ - Để nâng cao hiệu giảng dạy, đồng thời phát triển tƣ sáng tạo cho học sinh giáo viên phải tích cực tìm tịi, xây dựng đƣợc hệ thống kiến thức bản, phƣơng pháp giải, hệ thống tập từ kiến thức có - Các cấp lãnh đạo trƣờng Sở GD – ĐT thƣờng xuyên mở lớp tập huấn phƣơng pháp dạy học, thi viết Sáng kiến kinh nghiệm; đồng thời thƣờng xuyên giới thiệu phƣơng pháp dạy học mới, Sáng kiến kinh nghiệm hay cho giáo viên học hỏi, tham khảo Trong khuôn khổ viết này, khơng có tham vọng viết đầy đủ dạng tập mức độ (nhận biết, thông hiểu, vận dụng, vận dụng cao), không tránh khỏi sai sót Vì vậy, tơi mong nhận đƣợc đóng góp ý kiến đồng nghiệp! Ngƣời viết sáng kiến Nguyễn Thị Mai Nhiên 42 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CƠ QUAN ĐƠN VỊ ÁP DỤNG SÁNG KIẾN ( Xác nhận, đánh giá, xếp loại) ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………… SỞ GIÁO DỤC – ĐÀO TẠO ( Xác nhận, đánh giá, xếp loại) ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………… 43 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TÀI LIỆU THAM KHẢO Báo Vật lý tuổi trẻ - Hội Vật lý Việt Nam Nguyễn Phú Đồng (2013), Bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý 12 – Tập 1, Nhà xuất Tổng hợp thành phố Hồ chí Minh Mai Chánh Trí (2011), Rèn luyện kĩ giải tốn Vật lý, Nhà xuất Giáo dục Việt Nam TS Trần Ngọc (2008), Phân loại phương pháp giải dạng tập Vật lí 12, Nhà xuất Đại học Quốc Gia Hà Nội Vũ Thanh Khiết (2008), Các tốn chọn lọc Vật lí 12, Nhà xuất Giáo Dục Nguyễn Cảnh Hòe (2008), Vật lí 12 – Những tập hay điển hình, Nhà xuất Đại học Quốc Gia Hà Nội Các đề thi Đại học năm 2012, 2013, 2014 đề minh họa – kì thi THPT Quốc Gia 44 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... luanvanchat@agmail.com PHẦN 2: NỘI DUNG A KIẾN THỨC CƠ BẢN PHẦN DAO ĐỘNG CƠ Việc tổng hợp kiến thức dạng tập phần Dao động đƣợc thực vào khoảng thời gian kết thúc kiến thức phần Dao động Sự phân dạng tập phần. .. thống kiến thức phần dao động đƣa số toán nhằm phân biệt chất Vật lý giúp học sinh củng cố kiến thức, đồng thời linh hoạt lựa chọn hình thức thể nội dung Hơn nữa, học sinh nắm kiến thức phần dao động. .. III BÀI TOÁN VỀ TỔNG HỢP DAO ĐỘNG Bài toán tổng hợp dao động phong phú đa dạng Những toán viết phƣơng trình dao động tổng hợp viết phƣơng trình dao động thành phần biết phƣơng trình dao động