Thông tin tài liệu
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐỀ TÀI: "ỨNG DỤNG ĐƯỜNG TRÒN LƯỢNG GIÁC GIẢI CÁC BÀI TẬP DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA VẬT LÝ THPT" LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com A ĐẶT VẤN ĐỀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Dạy học cơng việc địi hỏi người giáo viên phải sáng tạo, phải trau dồi tiếp thu kiến thức mới, phương pháp cho phù hợp với yêu cầu đào tạo nguồn nhân lực xã hội Với kinh nghiệm giảng dạy tơi nhận thấy: Việc quan trọng trình dạu học làm để học sinh cảm thấy hứng thú, say mê học tập Để làm việc ngồi việc giáo viên phải chuẩn bị tốt kiến thức, giáo án, phương tiện, thiết bị dạy học Cần phải thay đổi cách dạy, cách đặt vấn đề, cách đặt câu hỏi Đặc biệt tìm phương pháp mới, cách giải mới, giúp học sinh dễ tiếp thu kiến thức hơn, giảm bớt áp lực học tập Bài tập vật lý với tư cách phương pháp dạy học, cầu nối để học sinh từ tư trừu tượng đển trực quan sinh động ngược lại từ có giới quan khoa học vật biện chứng; đồng thời phương tiện để nghiên cứu tài liệu mới, để ôn tập, rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo, bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học Chính việc giải tốt tập vật lý góp phần to lớn việc phát triển tư học sinh Đặc biệt tập vật lý giúp học sinh củng cố kiến thức có hệ thống vận dụng kiến thức học vào việc giải tình cụ thể, làm cho môn trở nên lôi cuốn, hấp dẫn em Hiện nay, trắc nghiệm khách quan trở thành phương pháp chủ đạo kiểm tra, kì thi quốc gia đánh giá chất lượng dạy học nhà trường THPT Với hình thức thi trắc nghiệm khách quan nội dung kiến thức kiểm tra tương đối rộng, đòi hỏi học sinh phải học kĩ, nắm vững tồn kiến thức chương trình Để đạt kết tốt việc kiểm tra, thi tuyển học sinh việc phải nắm vững kiến thức học sinh cịn phải có phản ứng nhanh nhạy, xử lí tốt dạng tập Tơi không phủ nhận ưu điểm dùng phương pháp đại số,dùng phương trình lượng giác để giải tập vật lí Song số dạng tốn sử dụng “ Liên hệ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com chuyển động tròn với dao động điều hoà” cho ta kết nhanh hơn, cách giải đơn giản Chính đề tài tơi mạnh dạn trình bày trước đồng nghiệp vài kinh nghiệm việc: “ Ứng đường tròn lượng giác để giải tập dao động điều hồ ” MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Tạo hứng thú học tập đồng thời giúp em đạt kết cao kỳ thi Rèn luyện phương pháp giải tập trắc nghiệm cho học sinh Giúp học sinh củng cố kiến thức, giảm bớt áp lực môn cho học sinh Rèn luyện khả nghiên cứu khoa học ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Các tiết tập, tiết dạy bồi dưỡng, phụ đạo Chương : + Dao động + Dao động điện từ + Dao động điện Mơn vật lí lớp 12 Đối tượng sử dụng đề tài: Học sinh học lớp 12 ôn thi tốt nghiệp ôn thi đại học, cao đẳng NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU Xác định đối tượng học sinh áp dụng đề tài Đưa phương pháp giải dạng tập liên quan đến ứng dụng đường tròn lượng giác phần dao động cơ, dao động điện, dao động điện từ, từ giúp học sinh nhận dạng áp dụng tập cụ thể đạt kết tốt Đưa số công thức, nhận xét mà học khố giới hạn chương trình nên học sinh chưa tiếp thu suy giải tập Đánh giá, điều chỉnh, bổ sung cho phù hợp PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nghiên cứu lý thuyết Giải tập vận dụng Thống kê Tổng kết kinh nghiệm Kiểm tra tiếp thu học sinh tập nhà đề ôn tập LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com B GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ Phần1 CƠ SỞ LÝ LÍ LUẬN 1.1 Liên hệ chuyển động tròn dao động điều hòa: Khi nghiên cứu phương trình dao động biết vật chuyển động trịn đạo có hình chiếu xuống đường kính dao động điều hịa Do dao động điều = Acos( biểu diễn tương chuyển động trịn có: - Tâm đường trịn VTCB - Bán kính đường tròn với biên độ dao A x M P t điều hòa, quĩ quĩ đạo hịa có dạng x đương với M0 O x’ động: R = - Vị trí ban đầu vật đường tròn hợp với chiều dương trục ox góc - Tốc độ quay vật đường tròn - Bên cạnh cách biểu diễn trên, ta cần ý thêm: + Thời gian để chất điểm quay hết vòng (3600) chu kỳ T + Chiều quay vật ngược chiều kim đồng hồ + Góc mà bán kính nối vật chuyển động quét trình vật chuyển động tròn đều: = .t thời gian để vật dao động điều hịa góc là: t = / = .T/2 1.2 Đối với dao động điều hịa ta có nhận xét sau: - Chiều dài quỹ đạo: 2A - Một chu kì vật quãng đường: 4A - Một nửa chu kì (T/2) vật quãng đường: 2A LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Trong T/4 vật từ VTCB vị trí biên ngược lại từ vị trí biên VTCB O quãng đường: A - Một chu kỳ T vật qua vị trí lần (riêng với điển biên lần) - Một chu kỳ vật đạt vận tốc hai lần vị trí đối xứng qua vị trí cân đạt tốc độ v lần vị trí lần theo chiều dương, lần theo chiều âm - Đối với gia tốc kết với li độ - Chú ý: Nếu t = tính từ vị trí khảo sát q trình cộng thêm lần vật qua li độ, vận tốc… - Một chu kỳ có lần vật qua vị trí W t = n Wđ Có lần lượng điện trường n lần lượng từ trường ( dao động điện từ) - Khoảng thời gian lần liên tiếp Wt = Wđ (Năng lượng điện trường lượng từ trường): T/4 (s) - Đối với dòng điện xoay chiều: ; ; Phần2 THỰC TRẠNG CỦA ĐỀ TÀI 2.1 Đối với học sinh trường miền núi nói chung trường THPT Bá Thước nói riêng đa số học sinh học mơn tốn chưa tốt nên việc vận dụng kiến thức toán học ( phần lượng giác) vào giải tập vật lí chuyên đề “ Giải toán dao động” em thường : - Hoặc mắc phải sai sót thực nhiều bước biến đổi toán học - Hoặc tốn nhiều thời gian thực nhiều phép tính 2.2 Thời lượng dành cho tiết tập đặc biệt dành cho dạng tốn đạng tập thường xuyên xuất đề thi quốc gia Phần CÁC GIẢI PHÁP THỰC HIỆN 3.1 VIẾT PHƯƠNG TRÌNH DAO ĐỘNG ĐIỀU HỒ 3.1.1 Phương pháp: Bước 1: Xác định đại lượng , A ( đủ dự kiện) Bước 2: Xác định vị trí ban đầu vật chục trục ox ( trục ), biểu diễn vectơ vận tốc vật Bước 3: Xác định pha ban đầu dựa vào hệ thức lượng tam giác vuông LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Bước 4: Viết phương trình dao động 3.1.2 Các ví dụ Ví dụ Một vật dao động điều hồ dọc theo trục ox quanh vị trí cân Có chu kì T = /5 (s) Đưa vật khỏi vị trí cân đoạn x = + cm chuyền cho vật vận tốc v = + 10 cm/s Chọn gốc thời gian lúc vật bắt đầu chuyển động, gốc tọa độ trục tọa độ vị trí cân Viết phương trình dao động vật Bài giải - Tần số góc: y M1 10 rad/s - Biên độ dao động: x A = -A A = - Ban đầu t = ta có cos = O A /2→ (cm) = M2 rad Có hai vị trí đường trịn M1 M2 mà có vị trí x = cm Vì vật dao động theo chiều dương, nên ta chọn vị trí M tức =- /6 - Vậy phương trình dao động vật là: x = 2cos(10t - π/6) (cm) * Chú ý: Nếu cho v = -10 cm/s ta chọn vị trí ban đầu M2 tức - Phương trình dao động vật là: x = 2cos(10t + π/6) (cm) Ví dụ Một vật dao động điều hịa với tần số 60Hz, A=5cm Chọn gốc thời gian lúc vật có li độ x=+2,5cm giảm Phương trình dao động vật trường hợp là: A cm C B cm cm D Bài - Ta có giải y ( rad/s) - Tại ban đầu t= M1 ta có cos x -A O A M LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Vì x giảm tức vật từ M1 đến - A nên ta chọn = rad - Vậy phương trình dao động vật là: x = 5cos( 120 ) (cm) * Chú ý: Nếu x tăng tức vật từ M2 vị trí biên dương A chọn =- rad - Phương trình dao động vật là: x = 5cos( 120 ) (cm) 3.1.3 Các tập áp dụng Bài Khi treo cầu m vào lị xo giãn 25 cm Từ vị trí cân kéo cầu xuống theo phương thẳng đứng 20 cm buông nhẹ Chọn t = lúc vật qua vị trí cân theo chiều dương hướng xuống, lấy g = 10 m/s Phương trình dao động vật có dạng: A x = 20cos(2t -/2 ) cm B x = 45cos2 t cm C x= 20cos(2 t) cm D X = 20cos(100 t) cm Bài Một lắc lị xo gồm lị xo có khối lượng khơng đáng kể, có độ cứng k = 100N/m khối lượng vật m = kg Kéo vật khỏi vị trí cân x = +3cm , truyền cho vật vận tốc v = 30cm/s, ngược chiều dương, chọn t = lúc vật bắt đầu chuyển động Phương trình dao động vật là: A x = cos(10t + ) cm C x = cos(10t + 3 ) cm B x = cos(10t - ) cm D x = cos(10t + ) cm Bài Một lắc lò xo gồm nặng khối lượng 1kg lò xo có độ cứng 1600N/m Khi nặng vị trí cân bằng, người ta truyền cho vận tốc ban đầu m/s theo chiều dương trục tọa độ Phương trình dao động nặng là: A x cos 40t m 2 B x 0,5 cos 40t m 2 C x cos 40t cm 2 D x 0,5 cos 40t cm LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Bài Một lắc lò xo treo thẳng đứng gồm vật m = 100g, lị xo có độ cứng k = 100N/m Kéo vật khỏi vị trí cân x = + 2cm truyền vận tốc v = + 62, 8cm/s theo phương lò xo Chọn t = lúc vật bắt đầu chuyển động phương trình dao động lắc (cho 2 = 10; g = 10m/s2) A x = 4cos (10t + ) cm B x = 4cos(10t + ) cm C x = 4cos (10t + ) cm D x = 4cos (10t - ) cm Bài Một vật dao động điều hoà, khoảng thời gian hai lần liên tiếp vật qua vị trí cân 0,5s; quãng đường vật 2s 32cm Gốc thời gian chọn lúc vật qua li độ x 3cm theo chiều dương Phương trình dao động vật là: B x 8cos( t D x 8cos( t A x 4cos(2 t )cm C x 4cos(2 t )cm )cm )cm Câu Đáp số A D C D A 3.2 XÁC ĐỊNH KHOẢNG THỜI GIAN NGẮN NHẤT ĐỂ VẬT ĐI TỪ VỊ TRÍ CĨ LI ĐỘ X1 ĐẾN LI ĐỘ X2 3.2.1 phương pháp Bước 1: Xác định vị trí cho trước đường tròn trục ox M1 M2 Bước 2: Xác định góc quét (sử dụng hệ thức lượng tam giác vng) Bước 3: Tính 1 2 X2 O X1 -A * Ví dụ: tìm = A x hình vẽ: ; M3 M4 *Chú ý: Thời gian ngắn để vật - Từ x = đến x = A/2 (hoặc ngược lại) T/12 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Từ x = đến x = - A/2 (hoặc ngược lại) T/12 - Từ x = A/2 đến x = A (hoặc ngược lại) T/6 - Từ x = - A/2 đến x = - A (hoặc ngược lại) T/6 3.2.2 Các ví dụ Ví dụ Vật dao động điều hịa với phương trình x = Acos(t + ) (cm) Tính: a Thời gian ngắn vật từ - A/2 đến A/2 b Tính tốc độ trung bình vật khoảng thời gian Bài giải a Khi vật từ vị trí -A/2 đến A/2, với vật chuyển động đường trịn từ M góc hình vẽ bên tương ứng đến M2 y Ta có: sin1 = 1/2 => 1 = /6 rad x O -A A rad => Khoảng thời gian ngắn để vật từ đến vị trí A/2: M1 VT M2 - A/2 (s) b Tốc độ trung bình vật: vtb = Ví dụ (ĐH – 2010) Một chất điểm dao động điều hịa với chu kì T Trong khoảng thời gian ngắn từ vị trí biên có li độ x = A B đến vị trí x = , chất điểm có tốc độ trung M2 bình A B C D X -A -A A M1 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Bài giải - Ban đầu vật vị trí biên dương A M1 Vị trí sau M2 Góc quét -Thời gian vật là: - Quãng đường vật đi: s = A + A/2 = - Tốc độ trung bình vật: vtr = Chọn đáp án B 3.2.3 Các tập áp dụng Bài Con lắc lò xo dao động với biên độ A Thời gian ngắn để bi từ vị trí cân đến điểm M có li độ x = A A s B 1,5 s 0,25 s Chu kỳ lắc: C 0,5 s D s Bài Một vật dao động điều hịa với phương trình x=4cos( t từ vị trí cân đến vị trí li độ x= 2cm là: A 1/6 s B.6/100 s C 6/10 s D 1/3 s /2)(cm) Thời gian vật Bài Một vật dao động điều hoà với tần số 5Hz Thời gian ngắn để vật từ vị trí 0,5a (a biên độ dao động ) đến vị trí có li độ +0,5a : A B C D Bài Một chất điểm dao động điều hòa trục Ox với chu kỳ T Vị trí cân chất điểm trùng với gốc tọa độ, khoảng thời gian ngắn để từ vị trí có li độ x = A đến vị trí có li độ x= A/2 A.T/6 B.T/4 C.T/3 D T/2 Bài Mợt vật dao động điều hịa với tần sớ bằng 5Hz Thời gian ngắn nhất để vật từ vị trí có li độ x1 = - A (A là biên độ dao động) đến vị trí có li độ x2 = + 0,5A là A 1/10 s B s C 1/20 s D 1/15s 11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Bài Một lắc lị xo gồm vật có m = 500 g, lị xo có độ cứng k = 50 N/m dao động thẳng đứng với biên độ 12 cm Lấy g = 10 m/s2 Khoảng thời gian lò xo bị giãn chu kì là: A 0,12s B 0,628s C 0,508s D 0,314s Câu Đáp số D A C A D A 3.3 XÁC ĐỊNH QUÃNG ĐƯỢC TRONG KHOẢNG t = t2 - t1 3.3.1 Phương pháp Bước 1: - Xác định chu kỳ T Phân tích ( Số động ): ĐƯỜNG ĐI THỜI GIAN M1 M2 X2 2 -A O 1 X1 A x - Nếu t = n.T quãng đường n.4A M3 M4 - Nếu t0 = T/4 ban đầu vật VTCB vị trí biên S = n.4A + 2A + A ( Nếu khơng có số hạng T/2 S = n.4A + A) - Nếu t0 ta chuyển sang bước Bước 2: - Thay t1 vào phương trình li độ x, xác định x1 dấu vận tốc v1 - Thay t2 vào phương trình li độ x, xác định x2 dấu vận tốc v2 - Biểu diễn x1, x2, v1,v2 đường trịn trục ox - Tính quãng đường vật khoảng thời gian t0 - Dùng công thức dao vật đi: S = xuất phát từ dựa vào hình vẽ để tìm s0 - Tốc độ trung bình vật từ thời điểm t đến t2: Chú ý: Nếu = n.π 3.3.2 Ví dụ lần với S quãng đường tính => s = n.2A Ví dụ Một vật dao động điều hịa theo phương trình x = 4,5cos(10πt - π/3) (cm) Tính quãng đường mà vật sau 1,25s kể từ thời điểm ban đầu 12 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com A 127cm B 120cm C 110,85cm D 125,55cm Bài giải - Chu kì dao động T = / = 0,2s - Số lần dao động: n = B - Quãng đường vật được: S = S + S2 Q -4,5 + Với S1 = 6.4A = 6.4.4,5 =108 cm O + Quãng đường vật S2 Ta có hình vẽ tính S2 sau: 2,25 4,5 x thời gian T/4s M0 + Tại thời điểm t1 = x1 = 2,25 cm v1 > + Tại thời điểm t2 = 1,25s x2 = 2,25 3,9 cm v2 < + Sau chu kì T vật trở trạng thái ban đầu M Trong thời gian lại T/4 vật từ M0 đến B Quãng đường S2 = 2,25 + ( 4,5 - 3,9) = 2,85 cm - Tổng quãng đường vật là: S = 108 + 2,85 = 110,85 cm Chọn C Ví dụ Một vật dao động điều hoà dọc theo trục Ox với phương trình: x = 3cos( t - ) ( cm ) Quãng đường vật từ thời điểm t = 13/6s đến thời điểm t2 = 17/6s A 27cm B 17,5cm C 16,5cm D 12cm Bài giải - Chu kì dao động T = / = 0,5s - Số lần dao động: n = - Quãng đường vật được: S = S1 + S2 + Với S1 = 4A = =12 cm 13 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com + Quãng đường vật T/3s S2 Ta có hình vẽ tính S2 + Tại thời điểm t1 = 13/6 s x1 = < + Tại thời điểm t2 = 17/6 s x2 = thời sau: M0 gian 1,5 cm v1 B -3 O 1,5 x + Sau chu kì T vật trở trạng thái Trong thời gian lại T/3 vật Quãng đường S2 = 4,5 cm cm v2 = ban đầu M0 từ M0 đến B - Tổng quãng đường vật là: S = 12 + 4,5 = 16,5 cm Chọn đáp án C 3.3.3 Bài tập áp dụng Bài Một lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng k = 100N/m vật có khối lượng m = 250g, dao động điều hoà với biên độ A = 6cm Chọn gốc thời gian lúc vật qua vị trí cân Quãng đường vật A 6cm B 24cm s 10 là: C 9cm D 12cm Bài Một vật dao động điều hoà dọc theo trục Ox với phương trình: x = 5cos(2πt π/3 )cm Quãng đường vật từ thời điểm t1 = 1s đến thời điểm t2 = 7/6s : A s = 2,5cm B s = 5cm C s = 3,5cm D s = 5cm Bài Một vật dao động điều hoà với phương trình x = 4cos(4t + /3) Tính qng đường lớn mà vật khoảng thời gian t = 1/6 (s) A cm B cm C cm D cm Bài Vật dao động điều hồ với phương trình x= 5cos(2t)cm Tính qng đường vật từ thời điểm ban đầu đến thời điểm t = 7/6 s: A 10cm B 24cm C 22,5cm D.34cm 3.4 TÌM SỐ LẦN DAO ĐỘNG TRONG KHOẢNG THỜI GIAN t = t2 - t1 3.4.1 Phương pháp Bước 1: Xác vị trí ban đầu, vị trí sau chiều vận tốc vật đường tròn trục ox 14 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Bước 2: Xác định chu kì T Tính số lần dao động N = =n+ Chú ý: Sau chu kì vật lặp lại trạng thái ban đầu vật qua vị trí cấn xác định lần sau (nT) vật qua vị trí cần xác định (2n) lần Bước 3: Tính số lần vật qua vị trí cần xác định thời gian tổng số lần vật qua vị trí cần xác định dựa đường trịn 3.4.2 Các ví dụ Ví dụ Một lắc dao động với phương trình x = 4cos(4t- /3) cm Xác định số lần vật qua li độ x = cm 1,2s đầu Bài giải M1 - Tại thời điểm ban đầu t1 = vật có v1 > ( M0) x1 = 2cm Q - Tại thời điểm t2 = 1,2s vật có x2 v2 < ( M1) 0,42 cm -4 O - Ta có số lần vật dao động gian t = 1,2s: x khoảng thời P n = t/T = 1,2/0,5 = + 0,4 => t = T(2 + 0,4T (Với T = 2/ = 0,5s) + 0,4) = 2T M0 - Sau 2T vật qua vị trí có x = 3cm lần vật trở trạng thái ban đầu M0 - Trong thời gian 0,4T vật từ M0 đến M1 qua vị trí x = cm lần - Vậy tổng số lần vật qua vị trí x = cm thời gian 1,2s đầu là: lần Ví dụ Phương trình li độ vật : x = 2cos(4pt + động đến t=1,8s vật qua li độ x =-1cm lần ? A lần B lần )cm kể từ bắt đầu dao C lần D lần Bài giải - Ban đầu t = vật có x = cos cm; v < Vật vị trí M0 = B - Cần tìm số lần vật qua vị trí x với vị trí M1 M2 đường - Ta có: N = = -1 cm ứng tròn M0 X -2 -1 15 M : add luanvanchat@agmail.com LUAN VAN CHAT LUONG download Với T = - Trong 3s vật qua vị trí x = -1 cm lần lặp lại trạng thái ban đầu M - Trong khoảng thời gian 0,3s vật thực 0,6 dao động vật từ M đến vị trí M1 độ lớn cung M0M1: =4 = 2160 > 2100 vật biên vịng đến M1 Vật qua vị trí x = -1 cm thêm lần - Vậy tổng số lần vật qua vị trí x = -1 cm thời gian 1,8 s là: lần 3.4.3 Bài tập áp dụng Bài Một vật dao động theo phương trình x = 2cos(5t + /6) + (cm) Trong giây kể từ lúc vật bắt đầu dao động vật qua vị trí có li độ x = 2cm theo chiều dương lần? A lần B lần C lần D lần Bài Một vật dao động điều hòa trục Ox, xung quanh vị trí cân gốc tọa độ Gia tốc vật phụ thuộc vào li độ x theo phương trình: a = -400 2x số dao động toàn phần vật thực giây A 20 B 10 C 40 D Bài Một vật dao động với phương trình x = 4cos3t cm Xác định số lần vật có tốc độ 6 cm/s khoảng (1;2,5) s Bài Một lắc lò xo treo thẳng đứng gồm vật nặng 200g lị xo có độ cứng K = 50N/m xác định số lần động 1,5s đầu biết t = vật qua vị trí cân Bài Con lắc lị xo treo thẳng đứng gồm lị xo có độ cứng K = 100N/m Vật có khối lượng 0,5 kg dao động với biên độ 52cm.t = vật vị trí thấp Tính số lần lực tác dụng lên điểm treo cực tiểu khoản thời gian(0,5;1,25) s Bài Phương trình li độ vật : x = 4sin(5pt - )cm kể từ bắt đầu dao động đến t=1,5s vật qua li độ x =2 cm lần sau ? A lần B lần C lần D.5 lần Bài Một chất điểm dao động điều hòa theo phương trình x = cos(5 )cm Trong giây kể từ lúc t = Chất điểm qua vị trí co li độ x = 1cm 16 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com A lần B lần C lần D lần Bài Vật dao động điều hịa theo phương trình x = 3cos(5 )cm Hỏi giây vât qua VTCB lần? A lần B lần C lần D lần 3.5 XÁC ĐỊNH THỜI ĐIỂM VẬT ĐI QUA MỘT VỊ TRÍ XÁC ĐỊNH 3.5.1 Phương pháp Bước 1: Xác định vị trí ban đầu, vị trí sau vật đường trịn trục ox Bước 2: Dựa vào hệ thức lượng tam giác tính góc qt sở lí thuyết Bước 3: Tính thời gian ( thời điểm): t = , kết hợp với phần ý 3.5.2 Các ví dụ Ví dụ Một vật dao động điều hồ với phương trình x = 10cos(t) cm Thời điểm thứ vật qua vị trí cân là: A B C D M Bài giải: y - Tại thời điểm ban đầu t = vật có li độ x = 10cm = A Vật từ vị trí M với chuyển động trịn từ M0 đến M1 x VTCB O ứng Ví dụ Một vật dao động điều hồ với phương trình x = 6cos(4t + ) cm Thời điểm O -A A - Khi bán kính qt góc = /2 => thứ vật qua vị trí M1 x = 3cm theo chiều dương A 7/8 s B 11/8 s C 5/8 s D 9/8 s Bài giải: M0 -6 M2 X 17 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Ban đầu t =0 vật có v < ứng với vị trí đường tròn M0 - Vật qua x = cm theo chiều dương qua vị trí M Vật qua vị trí M2 lần thứ ứng với vật quay vòng (qua lần) lần cuối từ M0 đến M2 - Góc quét = 2.2 + Ví dụ Một vật dao động điều hồ với phương trình x = 10cos(2t + ) cm Thời điểm thứ 2013 vật qua vị trí x = cm A B C D M1 Bài giải: - Ban đầu t = vật M ( có v < ) M0 - Vật qua x = qua M1 M2 -10 O x 10 - Vật quay vòng (1 chu kỳ) qua vị lần trí x = 5cm - Qua lần thứ 2013 phải quay từ M0 đến M1 1006 M4 vịng - Góc qt: Ví dụ Một vật dao động điều hồ với phương trình x = 20cos(2t- ) cm Thời điểm thứ 2013 vật qua vị trí v = -20 cm/s A 1004,5 s B 1005 s C 1006 s D 1006,25 s Bài giải: - Ta có = cm M2 M1 - Vì v < nên vật qua M1 M2 - Qua lần thứ 2013 phải quay từ M5 đến M3 -8 -4 M4 O x 1006 vòng M0 18 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Góc quét = 1006.2 + /2 = 1006T + T/4 t = 1006,25 s Ví dụ Một vật dao động điều hồ với phương trình x = 12cos(4t- ) cm Thời điểm thứ vật qua vị trí có động năng A 1/8 s B 1/16 s M2 M3 C 1/24 s D 1/32 s Bài giải: - Ban đầu vật vị trí M0 theo - Wđ = Wt -12 => -6 12 O M4 x chiều + M1 cm M0 => có vị trí M1, M2, M3, M4 đường tròn - Thời điểm vật qua vị trí Wđ = Wt ứng với vật từ M0 đến M1 - Góc qt: Ví dụ Một vật dao động điều hồ với phương trình x = 8cos(t- ) cm Thời điểm thứ 2014 vật qua vị trí có động năng lần M1 M2 Bài giải: Wđ = 3Wt -8 -4 O có vị trí đường trịn M1, Qua lần thứ 2014 phải quay 503 vịng qua lần) từ M0 đến M0 M3 M4 x M2, M3, M4 vịng M2 (mỗi Góc qt: 3.5.3 Bài tập áp dụng Bài Một lắc lò xo dao động điều hịa theo phương trình giây Vật qua VTCB lần thứ vào thờiđiểm , t tính 19 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com A 0,125s B 0,25s C 0,5s D.1s Bài Con lắc lị xo dao động điều hồ mặt phẳng ngang với chu kì T = 1,5 s biên độ A = 4cm, pha ban đầu Tính từ lúc t = 0, vật có toạ độ x = -2 cm lần thứ 2005 vào thời điểm nào: A 1503s B 1503,25s C 1502,25s D 1503,375s Bài Một vật dao động điều hịa có phương trình x = 5cos(4 t + /3) (cm,s) tính tốc độ trung bình vật khoảng thời gian tính từ lúc bắt đầu khảo sát dao động đến thời điểm vật qua vị trí cân theo chiều dương lần thứ A 25,71 cm/s B 42,86 cm/s C cm/s D 8,57 cm/s Bài Vật dao động điều hồ với phương trình x = 4cos4t (cm) Kể từ thời điểm t = 0, vật qua vị trí cân theo chiều dương lần thứ hai thời điểm A 5/8s B 3/8s C 7/8s D 1/8 3.6 CÁC BÀI TẬP: DAO ĐỘNG ĐIỆN - DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ 3.6.1 Các ví dụ Ví dụ 1(ĐH – 2007) Một tụ điện có điện dung 10 μF tích điện đến hiệu điện xác định Sau nối hai tụ điện vào hai đầu cuộn dây cảm có độ tự cảm H Bỏ qua điện trở dây nối, lấy π = 10 Sau khoảng thời gian ngắn (kể từ lúc nối) điện tích tụ điện có giá trị nửa giá trị ban đầu? A 3/ 400s B 1/600 s C 1/300 s - Ban đầu điện tích tụ điện có đại: Q0 ứng với chuyển động trịn M D 1/1200 s Bài giải - Sau điện tích tụ giảm đến Q0/2 ứng với chuyển động tròn - Góc quét được: cos giá trị cực vị trí A giá trị q = đến vị trí M A -Q0 O Q0 Q0 q - Thời gian cần thiết: Với T = 20 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ví dụ Một bóng đèn ống nối vào nguồn điện xoay chiều u = 220 cos120 t(V) Biết đèn sáng điện áp hai cực U 110 V Thời gian đèn sáng 1s là: A 1/3s C 2/3s B 1s M2 M3 D 3/4s Bài giải - Hình vẽ mơ tả U1 = U 110 V Vùng cịn lại U < 110 V -U0 U1 -U1 U0 M4 M1 u vùng mà đèn sáng nên đèn tắt - Vùng sáng ứng với vật chuyển động đường tròn từ M1 đến M2 từ M3 đến M4 Dễ thấy hai vùng sáng có tổng góc quay là: 4 = 2400 = 4/3 (Cụ thể: cos = U1/U0 = 1/2 ==> = /3) - Chu kỳ dòng điện : T = 2/ = 1/60 s - Thời gian sáng đèn chu kỳ là: - Thời gian sáng đèn 1s là: + Số chu kì 1s: + Một chu kỳ khoảng thời gian đèn sáng t, n chu kỳ khoảng thời gian đèn sáng là: t = n t = 60/90 = 2/3 s => Chọn C 3.6.2 Bài tập áp dụng Bài Một đèn ống mắc vào mạng điện xoay chiều 220V-50Hz Biết đèn sáng hiệu điện tức thời hai đầu đèn 110 V Xác định khoảng thời gian đèn tắt chu kỳ dòng điện A 1/75 s B 1/150 s C 1/300 s D 1/100 s 21 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Bài Một đèn ống sử dụng hiệu điện xoay chiều có giá trị hiệu dụng 220V Biết đèn sáng hiệu điện đặt vào đèn không nhỏ 155V Tỷ số thời gian đèn sáng đèn tắt chu kỳ A 0,5 lần B lần C lần D lần Bài Dòng điện chạy qua đoạn mạch có biểu thức i = cos(100t - /2)(A), t tính giây (s) Trong khoảng thời gian từ 0(s) đến 0,01 (s), cường độ tức thời dòng điện có giá trị cường độ hiệu dụng vào thời điểm: A B C D Bài Dòng điện xoay chiều qua đoạn mạch có biểu thức Thời điểm thứ 2009 cường độ dòng điện tức thời cường độ hiệu dụng là: A B C D Bài 5(ĐH - 2009) Một mạch dao động điện từ LC lí tưởng gồm cuộn cảm có độ tự cảm H tụ điện có điện dung F Trong mạch có dao động điện từ tự Khoảng thời gian hai lần liên tiếp mà điện tích tụ điện có độ lớn cực đại A s B 2,5 s C.10 s D s Bài (ĐHCĐ - 2010) Một mạch dao động điện từ lí tưởng có dao động điện từ tự Tại thời điểm t = 0, điện tích tụ điện cực đại Sau khoảng thời gian ngắn Δt điện tích tụ nửa giá trị cực đại Chu kì dao động riêng mạch dao động A 4Δt B 3Δt Bài Một tụ điện có điện dung C 6Δt D 12Δt nạp lượng điện tích định Sau nối tụ vào đầu cuộn dây cảm có độ tự cảm Bỏ qua điện trở dây nối Sau khoảng thời gian ngắn giây (kể từ lúc nối) lượng từ trường cuộn dây lần lượng điện trường tụ ? A 1/300s B 5/300s C 1/100s D 4/300s 22 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Bài Mạch dao động điện từ LC gồm cuộn dây cảm có độ tự cảm 1mH tụ điện có điện dung Tính khoảng thời gian từ lúc hiệu điện tụ cực đại U đến lức hiệu điện tụ A ? B C D Bài Cường độ dòng điện tức thời mạch dao động Hệ số tự cảm cuộn dây 2mH Lấy Điện dung biểu thức điện tích tụ điện có giá trị sau ? A B C D Bài 10 Một tụ điện có điện dung 10 tích điện đến hiệu điện xác định Sau nối hai tụ điện vào hai đầu cuộn dây cảm có độ tự cảm 1H Bỏ qua điện trở dây nối lấy Sau khoảng thời gian ngắn (kể từ lúc nối) điện tích tụ điện có giá trị nửa giá trị ban đầu ? A B C D Câu 10 Đáp án B C D A A C A D B B Phần KIỂM NGHIỆM - Khi sử dụng phương pháp trình giảng dạy lớp mũi nhọn (Nâng cao NC) nhà trường, lớp bồi dưỡng buổi chiều (Học chương trình - CB) kết thu kết tích cực cụ thể sau: * Năm học: 2009 – 2010: Lớp 12A1 Sĩ số – 41 Giỏi (%) Khá (%) Trung bình ( %) Yếu (%) 13 24 31 58 9.8 0 23 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com NC 12A2 CB - 43 14 16 37 20 46.5 2.3 12A4 CB - 39 10 15 38 19 48.6 2.6 * Năm học: 2010 – 2011: Lớp Sĩ số Giỏi (%) Khá (%) Trung bình ( %) Yếu (%) 12A1 NC – 49 16 32 30 61 6.1 0 12A2 CB - 41 21 14 34 17 44 0 12A7 CB - 40 15 13 32 20 50 2.5 * Năm học: 2011 – 2012: Lớp Sĩ số Giỏi (%) Khá (%) Trung bình ( %) Yếu (%) 12A1 NC – 32 11 34 18 56 9.4 0 12A7 CB - 37 21 23 62 16.2 0 24 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com C KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Kết luận Để tập vật lý thực mục đích người giáo viên phải phân loại có phương pháp tốt để học sinh dễ hiểu phù hợp với trình độ học sinh, phù hợp với xu kiểm tra, đánh giá Qua giảng dạy thấy đề tài đạt số kết sau: - Đã trang bị cho học sinh dạng toán chuyên đề dao động điều hoà - Rèn luyện cho học sinh kĩ giải dạng tập - Nội dung đề tài thiết thực giáo viên học sinh ôn luyện thi tốt nghiệp Đại học – Cao đẳng Do thời gian có hạn nên đề tài khơng tránh khỏi thiếu sót Vì mong góp ý q thầy giáo bạn đồng nghiệp để đề tài hoàn thiện để áp dụng thực năm học tới rộng rãi Đề xuất 2.1 Đối với nhà trường Nhà trường trang bị thêm sách tài liệu cho thư viện để giáo viên học sinh tham khảo Tổ chức buổi trao đổi, thảo luận phương pháp dạy học 2.2 Đối với Sở Giáo dục Đào tạo Tổ chức chuyên đề, hội thảo để giáo viên có điều kiện trao đổi học tập chuyên môn - nghiệp vụ Bá Thước, ngày 20 tháng năm 2012 Người viết 25 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... học sinh áp dụng đề tài Đưa phương pháp giải dạng tập liên quan đến ứng dụng đường tròn lượng giác phần dao động cơ, dao động điện, dao động điện từ, từ giúp học sinh nhận dạng áp dụng tập cụ thể... động tròn với dao động điều hoà” cho ta kết nhanh hơn, cách giải đơn giản Chính đề tài tơi mạnh dạn trình bày trước đồng nghiệp vài kinh nghiệm việc: “ Ứng đường tròn lượng giác để giải tập dao. .. trình dao động biết vật chuyển động trịn đạo có hình chiếu xuống đường kính dao động điều hịa Do dao động điều = Acos( biểu diễn tương chuyển động trịn có: - Tâm đường trịn VTCB - Bán kính đường tròn
Ngày đăng: 10/10/2022, 16:28
Xem thêm:
