Skkn vật lý thpt (3)

0 MỤC LỤC I ĐIỀU KIỆN HOÀN CẢNH TẠO RA SÁNG KIẾN II MÔ TẢ GIẢI PHÁP 1 MÔ TẢ GIẢI PHÁP TRƯỚC KHI TẠO RA SÁNG KIẾN MÔ TẢ GIẢI PHÁP SAU KHI TẠO RA SÁNG KIẾN 2.1 TỔNG QUAN VỀ BÀI THI ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC, ĐÁNH GIÁ TƯ DUY – PHẦN THI VẬT LÍ 2.2 PHƯƠNG PHÁP GIẢI MỘT SỐ DẠNG BÀI VẬT LÍ PHẦN DAO ĐỘNG CƠ 2.2.1 Câu hỏi liên quan đến lực đàn hồi lực kéo 2.2.2 Câu hỏi liên quan đến lắc lò xo gặp biến cố 17 2.2.3 Câu hỏi liên quan đến lắc đơn 38 2.2.4 Câu hỏi liên quan đến khoảng cách 42 2.3 PHƯƠNG PHÁP GIẢI MỘT SỐ DẠNG BÀI VẬT LÍ PHẦN SĨNG CƠ 46 2.3.1 Câu hỏi liên quan đến sóng truyền sóng 46 2.3.2 Câu hỏi liên quan đến giao thoa sóng 52 2.3.3 Câu hỏi liên quan đến sóng dừng 69 2.3.4 Câu hỏi liên quan đến sóng âm 72 2.4 PHƯƠNG PHÁP GIẢI MỘT SỐ DẠNG BÀI VẬT LÍ PHẦN DỊNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 79 2.4.1 Câu hỏi sử dụng giản đồ vector 79 2.4.2 Câu hỏi sử dụng phương pháp phức hóa 88 2.4.3 Câu hỏi liên quan đến cực trị 93 2.4.4 Câu hỏi liên quan đến máy điện 128 2.5 PHƯƠNG PHÁP GIẢI MỘT SỐ DẠNG BÀI VẬT LÍ PHẦN DAO ĐỘNG VÀ SÓNG ĐIỆN TỪ 138 2.6 PHƯƠNG PHÁP GIẢI MỘT SỐ DẠNG BÀI VẬT LÍ PHẦN SÓNG ÁNH SÁNG142 2.7 PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI VẬT LÍ DỰA TRÊN ỨNG DỤNG CÁC CƠNG CỤ TỐN HỌC 151 III HIỆU QUẢ DO SÁNG KIẾN ĐEM LẠI 157 Hiệu kinh tế 157 Hiệu mặt xã hội 158 Khả áp dụng nhân rộng 159 IV CAM KẾT KHÔNG SAO CHÉP HOẶC VI PHẠM BẢN QUYỀN 159 TÀI LIỆU THAM KHẢO 160 BÁO CÁO SÁNG KIẾN “PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC BÀI VẬT LÍ ĐÁP ỨNG KÌ THI ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC – ĐÁNH GIÁ TƯ DUY, HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN PHẨM CHẤT, NĂNG LỰC HỌC SINH” I ĐIỀU KIỆN HOÀN CẢNH TẠO RA SÁNG KIẾN Kỳ tuyển sinh vào trường Đại học năm gần đây, bên cạnh việc xét tuyển điểm thi tốt nghiệp Trung học phổ thông (THPT), ngày nhiều trường Đại học sử dụng phương thức xét tuyển điểm kỳ thi đánh giá lực (ĐGNL) điểm kỳ thi đánh giá tư (ĐGTD) ĐGNL kỳ thi trường Đại học Quốc gia Hà Nội Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh tổ chức, gần 50 trường đại học sử dụng kết để xét tuyển ĐGTD kỳ thi Đại học Bách khoa Hà Nội tổ chức với mục đích đánh giá khả tư duy, kiến thức thí sinh để xét tuyển vào chương trình đào tạo trường Mặc dù tổ chức từ năm 2020, đến kỳ thi ĐGTD thu hút nhiều ý đơn vị, trường đào tạo khối ngành kỹ thuật Hiện có trường đại học công bố sử dụng kết kỳ thi đánh giá tư năm 2022 để tuyển sinh Xu hướng chắn tiếp tục tăng năm Ngoài ra, nhiều ngành tốp đầu trường Đại học quan tâm ưu tiên, có điểm cộng cho thí sinh có IELTS, Khoa học kĩ thuật cấp Quốc gia, Giải học sinh giỏi văn hóa cấp Quốc gia, cấp Tỉnh, … Chính vậy, để đủ điều kiện vào trường Đại học tốp đầu phương pháp tư việc lĩnh hội kiến thức vô quan trọng Trong phạm vi sáng kiến này, xin đưa định hướng phương pháp giải Vật lí cụ thể đáp ứng kì thi Đánh giá lực - Đánh giá tư duy, học sinh giỏi cấp Tỉnh theo định hướng phát triển phẩm chất, lực học sinh; góp phần tăng tỉ lệ học sinh đỗ vào trường Đại học tốp đầu II MÔ TẢ GIẢI PHÁP MÔ TẢ GIẢI PHÁP TRƯỚC KHI TẠO RA SÁNG KIẾN Những câu hỏi kì thi ĐGNL, ĐGTD ln gắn liền với kiến thức thực tiễn rộng không khó Điều địi hỏi học sinh cần nắm khối kiến thức học trường, sau vận dụng khả thân phán đoán, tư logic, suy luận phản biện, loại trừ,… giải hiệu thi Xu hướng đề thi học sinh giỏi cấp Tỉnh theo hướng Vì tổ chức nhiều lần, nên kỳ thi đánh giá lực, đánh giá tư thu hút số lượng lớn học sinh tham gia Tuy nhiên, đến thời điểm tại, số lượng học sinh đạt điểm cao kì thi đánh giá lực, đánh gia tư hạn chế Cộng với việc nhiều trường xét tuyển thẳng xét tuyển ưu tiên học sinh đạt giải Nhất, Nhì, Ba cấp Tỉnh nên nhiều học sinh nỗ lực cho thi Chính vậy, cách học phương pháp học quan trọng Chính mà viết sáng kiến “Phương pháp giải Vật lí đáp ứng kì thi đánh giá lực – đánh giá tư duy, học sinh giỏi cấp Tỉnh theo định hướng phát triển phẩm chất, lực học sinh” với mong muốn tài liệu tham khảo hiệu cho giáo viên học sinh trình giảng dạy, học tập; giúp học sinh lựa chọn cho cách học phù hợp khơng để vào trường đại học tốp đầu mà để đáp ứng u cầu chương trình giáo dục phổ thơng 2018 MÔ TẢ GIẢI PHÁP SAU KHI TẠO RA SÁNG KIẾN 2.1 TỔNG QUAN VỀ BÀI THI ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC, ĐÁNH GIÁ TƯ DUY – PHẦN THI VẬT LÍ Bài thi đánh giá lực HSA Đại học Quốc gia Hà Nội Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh tổ chức thiết kế dạng câu hỏi trắc nghiệm khách quan MCQ, tương tự SAT Mỹ hay TSA Anh Với thời gian 150 phút 120 câu hỏi tích hợp kiến thức học vấn đề thực tiễn thông qua: số liệu, liệu, đoạn văn, công thức,… ; thi chia làm phần chính: Tư định tính, Tư định lượng, Khoa học Khi làm thi, thường câu hỏi phần khơng phân chia máy trộn Vì có thí sinh gặp nhiều câu tư định tính mà câu tư định lượng hay câu khoa học lại ngược lại Bài thi đánh giá tư Đại học Bách Khoa Hà Nội lại tiếp cận với phương pháp nước phát triển giới, hướng tới mục tiêu nâng cao chất lượng tuyển sinh trường cách đánh giá lực tư tổng thể thí sinh Cấu trúc thi chia làm phần phần bắt buộc phần tự chọn Phần bắt buộc gồm tự luận 25 câu trắc nghiệm khách quan để đánh giá khả trình bày, quy trình giải mơn Tốn 90 phút 30 phút phần đọc hiểu để kiểm tra khả đọc hiểu thí sinh vấn đề kĩ thuật công nghệ lượng, virus, Phần tự chọn thí sinh chọn Khoa học tự nhiên (90 phút) Tiếng anh (60 phút – qui đổi từ IELTS) Phần thi Vật lí đánh giá lực, đánh giá tư duy, chí đề thi học sinh giỏi Tỉnh tăng phần nội dung đọc hiểu, liên hệ thực tiễn đòi hỏi học sinh phải hiểu chất Vật lí giải hiệu Sau tơi xin đưa số ví dụ minh họa Ví dụ 1: (ĐGTD – Đại học Bách Khoa Hà Nội): Vận tốc ánh sáng chân khơng có liên hệ với hai số vật lý độ từ thẩm tuyệt đối chân không số điện môi theo biểu thức sau: Cho đơn vị số điện môi Newton, đơn vị lực) Đơn vị độ từ thẩm tuyệt đối chân không từ) là? A B C D Nhận thấy, cơng thức ( : (hằng số khơng có chương trình Trung học phổ thơng, nhiên phương pháp giải toán đơn giản dựa vào công thức cho, thay đơn vị tương ứng tìm đáp án Có , mà Nên Vậy đáp án B Ví dụ 2: (ĐGTD – Đại học Bách Khoa Hà Nội): Hai gương phẳng hợp góc có mặt gương quay vào Một vật nhỏ O nằm cách hai gương A B Số ảnh O nhìn thấy em quan sát (tính ảnh em nhìn vật O ban đầu) là? A 24 B 36 C 48 D 12 Học sinh học đặc điểm, tính chất ảnh qua gương phẳng từ năm học lớp 7, lên cấp Trung học phổ thơng sách lại khơng nói lại đơn vị kiến thức này, có học sinh nhìn thống đề nghĩ khơng nhớ đơn vị kiến thức nên bỏ qua không tư đến Nhận thấy ảnh tạo qua gương cách góc quay Cứ góc quay 150 cho ảnh Vậy ảnh tạo (tính ảnh nhìn vật ban đầu) Nên đáp án ta chọn đáp án B Ví dụ 3: Khi ruồi muỗi bay, ta nghe tiếng vo ve muỗi mà không nghe tiếng ruồi do? A Tần số đập cánh muỗi nằm khoảng từ B Muỗi đập cánh đặn ruồi C Tần số đập cánh ruồi nằm khoảng từ D Muỗi bay chậm ruồi Một mục tiêu đánh giá lực, đánh giá tư thực hóa kiến thức sách vào vật, tượng thường ngày Chẳng hạn, ví dụ 3, học sinh cần nắm tai người nghe âm có tần số khoảng chọn đáp án A Ví dụ 4: Lưỡng cực điện xảy điện tích dương âm (ví dụ proton điện tử cation anion) tách rời khỏi cách khoảng không đổi Một phân tử hoạt động lưỡng cực điện chuyển động theo phương ngang với vận tốc không đổi vào điện trường theo phương thẳng đứng (như hình bên) Các điện tích âm dương phân tử vào điện trường lúc Phát biểu vận tốc phân tử điện trường? A.Vận tốc theo phương ngang không đổi, vận tốc theo phương thẳng đứng tăng B.Vận tốc theo phương ngang không đổi, vận tốc theo phương thẳng đứng C.Vận tốc theo phương ngang tăng, vận tốc theo phương thẳng đứng tăng D.Vận tốc theo phương ngang tăng, vận tốc theo phương thẳng đứng Ví dụ hướng khác Đề thi đưa thông tin lưỡng cực điện – chưa đề cập đến sách giáo khoa Tuy nhiên, phương pháp làm học sinh phải hiểu điện trường lực điện trường: Trước vào điện trường, phân tử chuyển động với vận tốc không đổi theo phương ngang nên vận tốc theo phương ngang không đổi, vận tốc theo phương thẳng đứng Lực điện tác dụng lên điện tích dương hướng thẳng đứng xuống Lực điện tác dụng lên điện tích âm hướng thẳng đứng lên Mà hai điện tích có độ lớn nên tổng hợp lực tác dụng lên phân tử Vì vậy, vận tốc theo phương thẳng đứng Ngoài ra, đề đánh giá lực, đánh giá tư duy, nội dung đọc hiểu coi trọng Dưới ví dụ minh họa Ví dụ 5: Bài đọc - Vật liệu quang hướng Khi mặt trời thay đổi vị trí bầu trời, hoa hướng dương liên tục tự đổi hướng theo hướng mặt trời để hấp thụ ánh sáng nhiều Tương tự vậy, loại vật liệu nhân tạo làm điều Theo cơng bố nhà nghiên cứu Tạp chí Cơng nghệ Na-nơ Tự nhiên (Nature Nanotechnology), vật liệu nhân tạo có khả quang hướng Theo báo này, nhà vật liệu học Ximin He (Khoa Khoa học Kỹ thuật Vật liệu, Đại học California, Los Angeles, Hoa Kỳ) đồng nghiệp cô chế tạo loại vật liệu nhân tạo hình trụ giống thân cây, đặt tên SunBOT, có khả tự di chuyển theo hướng mặt trời để thu 90% ánh sáng mặt trời chiếu lên bề mặt góc 75 độ Các nhà nghiên cứu cho biết ngày đó, vật liệu dùng ứng dụng tối ưu hóa cơng suất pin mặt trời, khử muối nước, di chuyển rô-bốt Một số nhà khoa học khác tạo chất nhân tạo uốn cong phía ánh sáng, khơng có khả đổi hướng linh hoạt theo hướng mặt trời Chúng di chuyển vào vị trí tốt để đón ánh sáng mặt trời Trong đó, SunBOT tự điều chỉnh, di chuyển vào vị trí tối ưu cần thiết để hấp thụ tia sáng mặt trời, chúng thực điều chỉnh nhỏ để đổi hướng theo hướng mặt trời mặt trời thay đổi vị trí Khả đến từ cấu tạo hình dạng SunBOT: loại pơ-li-me giống thân có đường kính khoảng mm phủ vật liệu na-nơ Vật liệu na-nơ có khả hấp thụ ánh sáng chuyển thành nhiệt; pơ-li-me co lại để đáp ứng với nhiệt độ tăng Khi Ximin He đồng nghiệp chiếu chùm ánh sáng lên thân nhân tạo này, phía chiếu sáng nóng lên co lại Điều khiến cho đỉnh uốn cong phía ánh sáng Khi đó, mặt che khuất thân làm mát, khiến SunBOT khơng di chuyển khỏi vị trí tốt để hấp thụ ánh sáng Quá trình lặp lặp lại góc chiếu chùm ánh sáng thay đổi Ban đầu, để chế tạo SunBOT, nhà nghiên cứu sử dụng hạt nanô vàng hi- đrơ-gien (mạng lưới chuỗi pơ-li-me có tính ưa nước) Nhưng thử nghiệm với vật liệu khác, chẳng hạn ơ-xít gra-phin pơ-li-me tinh thể lỏng, cho thấy thành phần trộn lẫn kết hợp với Ông Seung-Wuk Lee, nhà nghiên cứu Đại học California, Berkeley, người khơng tham gia nhóm nghiên cứu cho rằng: “Nếu hiểu rõ vật liệu nguyên tắc hoạt động chúng, nhà khoa học sử dụng vật liệu môi trường khác cho ứng dụng khác nhau” Chẳng hạn, theo kết nghiên cứu nhóm Ximin He, SunBOT hi- đrơ-gien có khả hoạt động mơi trường nước Theo Ximin He, SunBOT xếp thành hàng để bao phủ toàn bề mặt, tạo khu rừng hoa hướng dương thu nhỏ Bề mặt phủ vật liệu giải vấn đề lớn lượng mặt trời: vật liệu thông thường, việc đổi hướng liên tục theo hướng mặt trời khơng thể Các vật liệu n vị trí - tế bào pin mặt trời pin mặt trời - hấp thụ khoảng 22% lượng mặt trời Bằng cách tạo vật liệu hướng theo ánh sáng mặt trời, nhà nghiên cứu mở cánh cửa cho thiết bị có khả hấp thụ tối đa lượng mặt trời, mặt trời di chuyển Ông Seung-Wuk Lee cho rằng: “Đây thành quan trọng mà nhà nghiên cứu đạt được” (Nguồn: “Vật liệu nhân tạo quang hướng giúp nâng cao hiệu suất pin mặt trời”, Sofie Bates, Tạp chí ScienceNews, 2019) Sau đọc đọc vật liệu quang hướng, thí sinh trả lời câu hỏi sau: Câu 1: Ý thể rõ nội dung đọc trên? A Giới thiệu pin sử dụng lượng mặt trời B Giới thiệu hoa hướng dương nhân tạo C Giới thiệu vật liệu nhân tạo có khả quang hướng D Giới thiệu nhà khoa học Ximin He cộng Câu 2: Theo đọc, từ “quang hướng” dịng có nghĩa gì? A Hướng phía ánh sáng B Hướng tia sáng C Hướng hoa hướng dương D Hướng mặt trời Câu 3: Theo đọc, người có tên cơng bố Tạp chí Cơng nghệ Nanơ Tự nhiên? A Sofie Bates B Ximin He C Seung-Wuk Lee D Ximin He cộng Câu 4: Vật liệu SunBOT KHƠNG sử dụng cho mục đích đây? A Di chuyển rô-bốt B Khử muối nước C Cải thiện hiệu suất pin mặt trời D Biến nước thành nước biển Câu 5: Câu mô tả rõ SunBOT? A SunBOT vật liệu nhân tạo hướng theo ánh sáng mặt trời B SunBOT vật liệu na-nô nhúng vật liệu pô-li-me C SunBOT loại pô-li-me giống thân hướng dương D SunBOT hạt na-nô vàng hi-đrô-gien Câu 6: SunBOT hoạt động dựa sở đây? A Tính ưa ánh sáng vật liệu pô-li-me vật liệu na-nô B Khả co lại nhiệt pơ-li-me phản xạ ánh sáng lớn vật liệu na-nô C Khả co lại nhiệt pơ-li-me hấp thụ ánh sáng sinh nhiệt vật liệu na-nô D Đặc tính mềm dẻo vật liệu pơ-li-me na-nô vàng Câu 7: Việc nhắc đến SunBOT hi-đrô-gien đoạn (dịng 29-33) nhằm mục đích gì? A Phản bác lại ý kiến ông Seung-Wuk Lee B Minh họa cho ý kiến ông Seung-Wuk Lee C Khẳng định SunBOT ông Seung-Wuk Lee chế tạo D So sánh với kết nghiên cứu trước nhóm Ximin He Câu 8: Theo học giả Seung-Wuk Lee, A SunBOT hi-đrô-gien hoạt động nước quan trọng B chế tạo thành công SunBOT thành khoa học quan trọng C Ximin He đồng nghiệp nhà khoa học tài D nâng cao hiệu suất pin mặt trời nhiệm vụ quan trọng Qua ví dụ trên, tơi nhận thấy, phần thi Vật lí đề thi đánh giá lực, đánh giá tư tương lai trọng vào việc phát triển lực Vật lí phẩm chất cho học sinh đáp ứng u cầu chương trình phổ thơng 2018 Ở thi này, học sinh nắm vững kiến thức mà biết vận dụng kiến thức, kĩ học để giải vấn đề có liên quan sống Khi đạt điểm cao kì thi đánh giá lực, đánh giá tư học sinh có hội lớn vào trường đại học tốp đầu mà u thích Hơn nữa, nay, học sinh đạt giải cao kì thi học sinh giỏi cấp Tỉnh điểm cộng vào trường đại học uy tín Muốn đạt nguyện vọng việc học sinh phải thật kiến thức tảng Sau đây, đưa số dạng Vật lí hay gặp kì thi đánh giá lực, đánh giá tư duy, thi học sinh giỏi Vật lí 12 cấp Tỉnh phương pháp giải tương ứng theo định hướng phát triển phẩm chất, lực học sinh 2.2 PHƯƠNG PHÁP GIẢI MỘT SỐ DẠNG BÀI VẬT LÍ PHẦN DAO ĐỘNG CƠ Trước hết, tơi xin đưa ví dụ câu hỏi đánh giá lực thi thuộc phần dao động cơ: Trong công viên xanh khu vườn thơng minh, q trình tưới nước tự động hóa máy, việc kiểm sốt thời gian tưới khu vực định cần tính tốn xác Để tìm hiểu việc này, xét vòi nước tưới mảnh vườn hình bên Vịi nước dao động điều hịa với chu kì 60,0s làm cho dịng nước tưới lệch so với phương thẳng đứng góc , góc thay đổi từ đến Nước từ vòi đến mảnh vườn cần tưới góc lớn Thời gian mà mảnh vườn tưới đầu vịi nước hồn thành dao động là? A 40,0s B 10,0s C 50,0s D 20,0s Với câu hỏi này, có số thí sinh tưởng khó, chí cịn bỏ ln từ đầu đề q dài Chỉ cần tập trung đọc hiểu đề, học sinh thấy câu thông hiểu: Thời gian mà mảnh vườn tưới đầu vòi nước hoàn thành dao động tương ứng với thời gian từ đến chu kì: Vì ta chọn đáp án D 2.2.1 Câu hỏi liên quan đến lực đàn hồi lực kéo A Phương pháp: * Lực kéo (lực hồi phục hay lực phục hồi):  Lực hồi phục (lực kéo về) ln có xu hướng đưa vật VTCB (O)  Có độ lớn tỉ lệ với li độ: * Lực đàn hồi:  Lực đàn hồi ln có xu hướng đưa vật vị trí lị xo khơng biến dạng ( )  Có độ lớn tỉ lệ với độ biến dạng lò xo:  CLLX dao động theo phương ngang: Lực đàn hồi lực kéo (vì VTCB ) - Khi lị xo dãn: Lực đàn hồi lực kéo - Khi lò xo nén: Lực đàn hồi lực đẩy (nén)  CLLX dao động theo thẳng đứng:  Trường hợp CLLX treo thẳng đứng: - Giá trị: - Độ lớn: + với : Lò xo dãn, : độ biến dạng lò xo lực kéo (chọn chiều (+) hình) 146 - Có + TH1: Vậy + TH2: Loại Mà Cách làm nhanh cho thử đáp án trực tiếp, giải trực tiếp nên dùng cho điền khuyết Ví dụ 2: Tiến hành thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, nguồn phát đồng thời hai ánh sáng liên tiếp đơn sắc có giá trị nằm khoảng 400nm đến 750nm Trên quan sát, khoảng hai vân sáng liên tiếp màu với VTT có N vị trí mà có xạ cho vân sáng N nhận giá trị nào? A B.6 C.7 Hướng dẫn giải: Giả sử Vậy Nhận xét: tối giản “càng gần” khả nhận giá trị cao (vì tiến đến sát gần vùng xạ gần trùng khít lên nhau) N 4/3 5/3 5/4 10 7/3 “xa” D.8 147 Ví dụ 3: Tiến hành thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, nguồn phát đồng thời hai ánh sáng liên tiếp đơn sắc Trên màn, khoảng hai vân sáng liên tiếp màu với vân trung tâm, số vị trí mà có xạ cho vân sáng là? A 27 B 14 C 34 D 20 Hướng dẫn giải: +) +) +) Vậy khoảng hai vân sáng liên tiếp màu với vân trung tâm, số vị trí mà có xạ cho vân sáng là: Ví dụ 4: Tiến hành thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, nguồn phát đồng thời hai ánh sáng liên tiếp đơn sắc có giá trị nằm khoảng 380nm đến 760nm D=4m a=1,8mm Điểm M vị trí vân tối gần vân trung tâm vân tối thứ 23 xạ A 0,588 B 0,468 Hướng dẫn giải: +) +) +) Máy tính CASIO TABLE: ; Start: 31; End: 63; Step: C 0,672 D 0,579 148 số nguyên lẻ thu Tìm cặp giá trị loại cặp Ví dụ 5: Tiến hành thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, nguồn phát đồng thời bốn ánh sáng liên tiếp đơn sắc có giá trị nằm khoảng 390nm đến 750nm Trên quan sát, ta thu vạch sáng vân sáng hai xạ (hai vạch trùng tính vạch sáng) Có vạch sáng liên thứ tự M,N,P,Q Biết MN=2mm;NP=PQ=4,5mm Giá trị xạ lại gần với giá trị nào? A.398 nm B.731 nm C.748 nm D.391 nm Hướng dẫn giải: Do M, N, P, Q vạch liên tiếp M, N hai vạch sáng liền kề Tại M N hai vị trí vạch sáng xạ (tại M vạch , N ngược lại) Vậy ta có trường hợp xảy sau: + + + + Ví dụ 6: Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, nguồn phát ánh sáng trắng có dải sóng từ 400nm đến 750nm Trên quan sát, M vị trí xa vân trung tâm mà có xạ đơn sắc có bước sóng cho vân tối, khơng có xạ đơn sắc cho vân sáng Giá trị ? A 720,6 nm B 656,5nm Hướng dẫn giải: với số bán nguyên C 533,3 nm D 454,8nm 149 Ví dụ 7: Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng, nguồn phát ánh sáng trắng có dải sóng từ 400nm đến 750nm Trên quan sát, M vị trí gần vân trung tâm mà có xạ đơn sắc có bước sóng cho vân tối có xạ đơn sắc có bước sóng cho vân sáng Tổng bước sóng là? A 1825 nm B.1879 nm C.2027 nm D.1983 nm Hướng dẫn giải: Ví dụ 8: Trong thí nghiệm Young giao thoa ánh sáng với nguồn phát ánh sáng trắng có dải sóng từ 400nm đến 760nm Trên quan sát, M vị trí mà có xạ cho vân sáng có bước sóng tương ứng theo thứ tự giảm dần Biết Giá trị là? A 455nm B 650nm C 520nm D 433nm Hướng dẫn giải: Các trường hợp xảy ra: TH1 TH2 TH3 Có (1) Chọn số phần giá trị để thử, ta chọn “4” “5” (2) Giải hệ từ (1) (2): (thỏa mãn) Loại TH3 150 Ví dụ [Đánh giá tư HUST 2022]: Ba nguồn sáng S1; S2 S3 bố trí thẳng hàng song song với quan sát Một bút chì AB đặt song song với quan sát mặt phẳng với nguồn sáng điểm để đo kích thước ảnh thu Hỏi kết luận sau đúng? A Nguồn S3 cho ảnh lớn B Nguồn S1 cho ảnh lớn C Nguồn S1, S2 S3 cho ảnh có kích thước D Nguồn S2 S3 cho ảnh kích thước, nguồn S1 cho ảnh nhỏ Hướng dẫn giải: Gọi khoảng cách từ: Nguồn Vật Màn: h Màn: d Theo Thales: (1) (2) (3) Ví dụ 10: Một học sinh dùng thí nghiệm giao thoa khe Young để đo bước sóng xạ đơn sắc Khoảng cách hai khe , khoảng cách từ quan sát đến mặt phẳng độ rộng 30 vân sáng liên tiếp Chọn kết đo bước sóng là? A B C D Hướng dẫn giải: Chọn C 151 2.7 PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI VẬT LÍ DỰA TRÊN ỨNG DỤNG CÁC CƠNG CỤ TỐN HỌC Chương trình giáo dục phổ thơng 2018 địi hỏi học sinh cần có kiến thức liên mơn để hình thành, phát triển lực phẩm chất Vật lí mơn khoa học tự nhiên địi hỏi người học phải có khả phân tích tượng tình khác đồng thời người học phải có kĩ mặt tốn học để có phản xạ kịp thời tốn đặt Trong tốn Vật lí đặt người học Vật lí sử dụng nhiều cơng cụ tốn học khác để xử lí tốn A Phương pháp: * Sử dụng bất đẳng thức Bunhiacopxki - Bất đẳng thức Bunhiacopxki cho 2n số: Cho n số a1, a2 , an n số b1,b2 , bn a b  a b 1     anbn   a12  a22   an2 b12  b22   bn2 Dấu “ =” xảy  a a1 a2    n b1 b2 bn - Hệ bất đẳng thức Bunhiacopxki:    + Nếu a12  a22   an2 b12  b22   bn2 khơng đổi thì:     Max  a1b1  a2 b2  an bn   a12  a22   an2 b12  b22   b2n  + Nếu  a1b1  a2 b2   an bn  không đổi thì:   Min a12  a22   an2 b12  b22   b2n    a b  a b * Sử dụng bất đẳng thức CauChy - Bất đẳng thức CauChy cho n số không âm Cho n số không âm a1, a2 , a3 , , an a1  a2   an n  a1.a2 an n 1   an bn  2 152 Dấu “ = ” xảy a1  a2   an - Hệ bất đẳng thức CauChy S + Nếu tổng S  a1  a2   an khơng đổi Max  a1.a2 an     n n + Nếu tích P  a1.a2 an khơng đổi Min  a1  a2   an   n n P * Sử dụng phương pháp tỉ lệ * Sử dung tam thức bậc hai: - Giá trị Max, Min hàm bậc hai Cho hàm bậc hai: y = f(x) = ax2 + bx + c + a > Min  y    b  x   với  = b2 - 4ac 2a 4a + a < Max  y    b  x   với  = b2 - 4ac 2a 4a - Điều kiện có nghiệm + Nếu  = phương trình y = ax2+ bx + c = có nghiệm kép: x1  x2   b 2a  b    x1  2a + Nếu  > phương trình có nghiệm phân biệt   b    x1  2a  B Ví dụ minh họa: Ví dụ 1: (Dùng tam thức bậc 2): Một hạt điện tích âm q có khối lượng m, vận tốc  ban đầu v0 , bay vào khoảng không gian hai kim loại phẳng song song, tích điện trái dấu qua lỗ nhỏ O dương, vận tốc lập với dương góc α Khoảng cách hai d, hiệu điện U Viết phương trình quỹ đạo electron, tính khoảng cách h gần âm mà e đạt tới 153 Hướng dẫn giải: - Dựa vào kiến thức vật lí ta lập hàm toán học y h E v0 x O Hạt điện tích chịu tác dụng trọng lực P lực điện F Chọn hệ trục tọa độ hình vẽ Theo phương Ox: Hạt chuyển động thẳng x = (v0 cosα).t (1) Theo phương Oy: Hạt chuyển động biến đổi F  P | q | E  mg at với a =  y  (v sin )t  m m  |q|U  g (2) md Từ (1) (2) ta có phương trình quỹ đạo hạt : y  (tg)x  a x2 2v cos  - Sau lập hàm toán học ta sử dụng tính chất tam thức bậc hai Gọi H độ cao mà hạt đạt tới H = ymax Nhận xét: hàm y(x) có hệ số a '   x  a  suy 2v 20 cos2  b 2a  y ymax    4a 154 ymax tg2 v 20 sin  =  4a' 2a Vậy khoảng cách gần âm nhất: h=d-H=d- v 20 sin  2a Ví dụ 2: (sử dụng Bunhiacopxki) Người ta quấn sợi dây không giãn khối lượng không đáng kể quanh khối trụ khối lượng m Hỏi phải kéo dây lực Fmin, góc α để khối trụ quay chỗ Cho biết hệ số ma sát khối trụ sàn k Hướng dẫn giải: - Dựa vào kiến thức Vật lí ta lập hàm tốn học y F O  N P x Fms Các lực tác dụng biểu hình Do khối trụ khơng chuyển động tịnh tiến nên tổng hình chiếu lực phương 0x, 0y Tức là: Fms  F cos  Trong : Fms =k.N  F sin   N  P   Từ hệ phương trình ta có : F  kmg kmg  cos  k sin  y - Sau lập hàm toán học ta sử dụng bất đẳng thức Bunhacopxki Ta thấy F đạt y đạt max Áp dụng bất đẳng thức Bunhiacopxki ta có : y  cos  k sin   (1  k )(cos2  sin )   k Dấu ‘=’ xảy k   tg  k cos  sin  155 Vậy Fmin  kmg tg  k  k2 Ví dụ 3: (Sử dụng bất đẳng thức Cauchy) Trên đường thẳng, người chạy với vận tốc không đổi đến xe buýt đậu bến Khi người cịn cách bến 50m xe bt bắt đầu khởi hành chuyển động nhanh dần với gia tốc 0,2 m/s2 hướng với người chạy Khi cách bến 50m người chạy với vận tốc nhỏ đuổi kịp xe buýt cần thời gian Hướng dẫn giải: - Dựa vào kiến thức vật lí ta lập hàm toán học: Chọn gốc tọa độ O vị trí xe buýt xuất phát, chiều dương chiều chuyển động của xe buýt, gốc thời gian lúc xe buýt chuyển động Gọi v vận tốc người chạy - Ta có phương trình chuyển động người chạy bộ: x1  50  vt 1 - Ta có phương trình chuyển động xe buýt: x2  at  0,2.t  0,1t 2 Để xe buýt người gặp thì: x1  x2  50  vt  0,1t  v  50  0,1t (1) t - Sau lập hàm toán học ta sử dụng bất đẳng thức CauChy 50 + Để vận tốc chạy người nhỏ biểu thức:   0,1t  nhỏ  t  Áp dụng bất đẳng thức CauChy cho số không âm: 50  50   0,1t     0,1t   Vậy vmin  m / s t  t  Min + Thay v = vmin vào biểu thức (1) ta thời gian ngắn để người đuổi kịp xe buýt là: tmin = 10 s Ví dụ 4: (Sử dụng bất đẳng thức Cauchy): Một thấu kính hội tụ L đặt song song với ảnh E Trên trục có điểm sáng A E giữ cố định Khoảng cách từ A đến E a = 100 cm Khi tịnh tiến thấu kính khoảng E A, người ta thấy vệt sáng không thu lại điểm Nhưng L cách E đoạn b = 40cm vệt sáng có kích thước nhỏ Tính tiêu cự thấu kính 156 Hướng dẫn giải: - Dựa vào kiến thức vật lí ta lập hàm tốn học: Theo đề điểm hội tụ chùm tia ló phải nằm sau ảnh E để ta thu vệt sáng E, đường tia sáng hình vẽ a b M r r’ O A E N O’ A’ d’ d Gọi khoảng cách OM = r O’N = r’ Xét hai tam giác đồng dạng OMA’ O’NA’ Theo tính chất đồng dạng tam giác ta có: r ' d ' b b ad a d  1 1 1  r d' d' d' d' d' Áp dụng cơng thức thấu kính ta có:  1   f d d' 1  a r' 1 d d a   a.    1    r d  f f f  f  d - Sau lập hàm toán học ta sử dụng bất đẳng thức CauChy: r' a d Để vệt sáng có kích thước nhỏ nhất, nhỏ hay Y   d f r nhỏ Ta áp dụng bất đẳng thức CauChy cho số ta có 157 a d   d f a f a f  a  b  f a d r'  d  đạt d f r  a  b  a a f thay số ta có f = 36 cm Ví dụ (Sử dụng phương pháp tỉ lệ): Ba lò xo có chiều dài tự nhiên có độ cứng k1;k2;k3 đầu treo vào điểm cố định, đầu treo vào vật có khối lượng Lúc đầu nâng ba vật đến vị trí mà lị xo khơng biến dạng thả nhẹ để dao động điều hòa với W1=0.18J; W2=0.12J Nếu k3=3k1+2k2 W3 = ? A 30 (mJ) B.40 (mJ) C 20 (mJ) D 25 (mJ) Hướng dẫn giải: - Do thả nhẹ vị trí khơng biến dạng nên ba CLLX có - Có mà - Có III HIỆU QUẢ DO SÁNG KIẾN ĐEM LẠI Hiệu kinh tế Nội dung thi đánh giá lực, đánh giá tư duy, thi học sinh giỏi cấp cấp Tỉnh mơn Vật lí 12 tích hợp đầy đủ kiến thức tư với hình thức cung cấp số liệu, liệu công thức bản, đánh giá khả suy luận giải vấn đề học sinh Dù cho thi ngày có xu hướng mở, điều cốt lõi học sinh phải có kiến thức tảng vững vàng suy luận, liên hệ, phát triển Tôi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm việc giảng dạy môn Vật lí ơn thi Học sinh giỏi Tỉnh, ơn thi tốt nghiệp THPT thi đánh giá lực – đánh giá tư 100% học sinh thi học sinh giỏi đạt giải cao có em Vũ Thị Minh Q – 12A5 đạt giải Nhất mơn Vật lí 12 năm học 2021 - 2022 Nhiều học sinh thi đỗ vào trường Đại học tốp đầu Đại học Bách Khoa, Đại học Kinh tế, Đại học Ngoại thương, nhờ đạt kết cao kì thi đánh giá lực – đánh giá tư có điểm cộng nhờ đạt giải thi học sinh giỏi Tỉnh 158 Sáng kiến áp dụng nhiều trường THPT khác Nam Định THPT Mỹ Lộc, THPT Nguyễn Bính, THPT Phạm Văn Nghị, THPT Nguyễn Huệ Ninh Bình trường THPT Gia Viễn B, THPT Ninh Bình Bạc Liêu Sáng kiến có hiệu kinh tế thể hai điểm chủ yếu sau: Thứ nhất, tài liệu vô hữu ích dành học sinh có định hướng ơn thi đánh giá lực, đánh giá tư duy, thi học sinh giỏi cấp Tỉnh mơn Vật lí, thi tốt nghiệp THPT, giảm chi phí cho việc mua sách tham khảo Nó tài liệu tham khảo giáo viên trình giảng dạy bồi dưỡng học sinh giỏi mơn Vật lí 12 Thứ hai, sáng kiến góp phần giúp em học sinh tăng cao khả đỗ vào trường Đại học tốp đầu, góp phần tăng hội cho em sau trường có cơng việc tốt, mức thu nhập tốt Hiệu mặt xã hội Các dạng câu hỏi Vật lí sáng kiến trình bày phương pháp giải cụ thể giúp học sinh tăng khả suy luận, phán đoán, tư logic, vận dụng kiến thức kĩ học để giải hiệu vấn đề liên quan đến thực tiễn Qua đó, giúp học sinh nhận biết lực, sở trường thân để định hướng nghề nghiệp Mạch tư xuyên suốt sáng kiến theo định hướng phát triển phẩm chất lực cho học sinh, đáp ứng yêu cầu chương trình phổ thơng 2018 Các lợi ích thu từ sáng kiến là: - Xây dựng nên hệ thống dạng Vật lí đáp ứng kì thi đánh giá lực – đánh giá tư duy, thi học sinh giỏi cấp Tỉnh mơn Vật lí 12, thi tốt nghiệp THPT; đặc biệt nâng cao lực giải vận dụng cấp độ cao cho em học sinh - Đề xuất hướng tiếp cận mới: xuất phát từ thực tiễn để ứng dụng vào trình giảng dạy, giúp đổi phương pháp giảng dạy, tổ chức tốt hoạt động giáo dục tổ chun mơn nhà trường - Tập trung hình thành, phát triển lực giải vấn đề sáng tạo lực đặc thù môn Vật lí - Nâng cao tỉ lệ đỗ vào trường đại học tốp đầu - Giáo viên học sinh hồn tồn tham khảo, sử dụng sáng kiến trình nghiên cứu, giảng dạy học tập Vận dụng nội dung mà sáng kiến đề cập giúp học sinh tự tin hơn, hứng thú hơn, đặc biệt phát huy khả tư sáng tạo cho học sinh, giúp học sinh tăng 159 khả liên hệ linh hoạt từ kiến thức đến đời sống thực tiễn Đây điều kiện quan trọng để học sinh học tốt đơn vị kiến thức tồn chương trình, giúp em có định hướng nghề nghiệp đắn tương lai Sáng kiến áp dụng lan tỏa nhiều trường THPT ngồi Tỉnh góp phần đem lại hiệu mặt xã hội Khả áp dụng nhân rộng Sáng kiến áp dụng tất trường THPT toàn quốc nhằm nâng cao chất lượng thi đánh giá lực, đánh giá tư duy, thi học sinh giỏi cấp Tỉnh, thi tốt nghiệp THPT Từ đó, tăng hội cho học sinh đỗ vào trường Đại học tốp đầu mà song hành phát triển phẩm chất lực học sinh IV CAM KẾT KHÔNG SAO CHÉP HOẶC VI PHẠM BẢN QUYỀN Tôi xin cam đoan sáng kiến kinh nghiệm tôi, thực viết, không chép nội dung người khác vi phạm quyền Nam Định, ngày 26 tháng 08 năm 2022 Tác giả sáng kiến Nguyễn Thị Mai Nhiên 160 TÀI LIỆU THAM KHẢO TS Lê Bá Trần Phương (2021), Tổng ôn cấp tốc luyện thi đánh giá lực, Nhà xuất khoa học tự nhiên công nghệ Văn Trịnh Quỳnh An, Tăng tốc luyện đề thi đánh giá lực, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội Nguyễn Phú Đồng (2013), Bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí tập 1, 2, 3, Nhà xuất tổng hợp thành phố Hồ Chí Minh Nguyễn Thành Hải (2019), Giáo dục STEM/STEAM từ trải nghiệm thực hành đến tư sáng tạo, Nhà xuất trẻ Tài liệu hội thảo định hướng giáo dục STEM trường trung học, vụ giáo dục trung học năm 2018 Nguyễn Thanh Nga (2019), Thiết kế tổ chức chủ đề giáo dục STEM, Nhà xuất Đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí Minh Nguyễn Văn Biên (2008), Giáo dục STEM trường phổ thông, Nhà xuất Giáo dục Việt Nam Nguyễn Thị Nga (2018), Tài liệu hướng dẫn dạy học theo định hướng giáo dục STEM, Nhà xuất Đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí Minh Nguyễn Văn Khanh, Hướng dẫn dạy học môn Vật lí theo chương trình phổ thơng mới, Nhà xuất Đại học Sư phạm Hà Nội 10 Mạng Internet 11 Nguyễn Cảnh Hịe (2008), Những tập Vật lí hay điển hình lớp 12, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội 12 Phạm Đức Cường (2012), Phương pháp giải nhanh trắc nghiệm Vật lí, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội ... vật  Định luật III Newton: Khi vật A tác dụng vào vật B lực đồng thời vật B tác dụng trở lại vật A lực Hai lực hai lực trực đối, phương, độ lớn ngược chiều  Trong đó: lực vật tác dụng lên vật. .. bong thỏa mãn điều kiện đề là:  Vật B nằm vật A Hệ số ma sát B A 19 - Điều kiện biên độ để B không trượt A là:  Vật B nằm vật A (hoặc vật B lồng qua lò xo đặt vật A) Điều kiện biên độ để B nằm... lên vật 2; điểm đặt lực vật tác dụng lên vật 1; điểm đặt * Quán tính phi quán tính: - Quán tính: tính chất vật lý gắn liền với vật chuyển động, có xu hướng bảo toàn vận tốc vật độ lớn hướng - Hệ