Skkn vật lý thpt (4)

Sáng kiến kinh nghiệm BÁO CÁO SÁNG KIẾN I Điều kiện hoàn cảnh tạo sáng kiến: “Phương pháp giáo dục phổ thơng phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo học sinh; phù hợp với đặc điểm lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả làm việc theo nhóm; rèn luyện kỹ vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú cho học sinh” Trong định hướng việc phát huy tính tích cực sáng tạo học sinh bản, làm sở để thực định hướng Đó mục tiêu việc đổi phương pháp dạy học nước ta Hòa chung với xu việc đổi phương pháp dạy học môn học trường phổ thông phương pháp dạy học vật lý có đổi đáng kể Trong dạy học vật lý trường phổ thông, tập vật lý (BTVL) từ trước đến ln giữ vị trí đặc biệt quan trọng việc thực nhiệm vụ dạy học vật lý tác dụng tích cực quan trọng - BTVL phương tiện để ôn tập, cố kiến thức lí thuyết học cách sinh động có hiệu - BTVL phương tiện tốt để rèn luyện tư duy, bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học cho học sinh - BTVL phương tiện rèn luyện cho học sinh khả vận dụng kiến thức vào thực tiễn, đời sống - Thông qua hoạt động giải BTVL rèn luyện cho học sinh đức tính tốt tinh thần tự lập, tính cẩn thận, tính kiên trì, tinh thần vượt khó - BTVL phương tiện để kiểm tra đánh giá kiến thức, kỹ học sinh - BTVL sử dụng phương tiện nghiên cứu tài liệu giai đoạn hình thành kiến thức cho học sinh giúp cho học sinh lĩnh hội kiến thức cách sâu sắc vững Vì vậy, để trình dạy học vật lý trường phổ thông đạt hiệu cao, phát Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong - Nam Định Trang Sáng kiến kinh nghiệm huy tính tích cực sáng tạo học sinh nhằm góp phần nâng cao chất lượng dạy học việc giảng dạy BTVL trường phổ thơng phải có thay đổi, cách thức tổ chức, giao nhiệm vụ (BTVL) cho học sinh làm việc Trong xã hội giáo dục nay, em học sinh tiếp cận với nguồn tư liệu tham khảo vô phong phú sách in, báo chí, trang mạng internet… nhiên khơng có định hướng, dẫn phương pháp người giáo viên việc tiếp thu kiến thức khó khăn khơng có hệ thống, em học trước lại quên sau Vả lại, từ có loại tập trắc nghiệm, thi theo hình thức trắc nghiệm HS say mê với loại tập khơng phải tư nhiều, viết mà cần nhớ cách máy móc cơng thức đạt điểm cao Chính mà tư môn học học sinh không rèn luyện phát triển làm tập tự luận Với ưu điểm vượt trội tập tự luận việc rèn luyện kĩ tư duy, sáng tạo cho học sinh, thân tác giả trọng tới việc biên soạn, sưu tầm, hệ thống hóa tập tự luận trình giảng dạy Vì lý trên, tơi chọn đề tài “PHƯƠNG PHÁP ĐỒ THỊ TRONG CÁC BÀI TỐN VẬT LÍ ” Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong - Nam Định Trang Sáng kiến kinh nghiệm II Mô tả giải pháp Mô tả giải pháp trước tạo sáng kiến Có nhiều cách phân loại BTVL Phân loại theo cách giải, chia BTVL thành loại sau: Bài tập định tính Bài tập định tính loại BT giải HS không cần phải thực phép tính phức tạp, hay cần phép đơn giản nhẩm Đa số BT định tính u cầu HS giải thích dự đốn tượng Do muốn giải loại BT này, HS cần hiểu rõ chất khái niệm, định luật Vật lí, nhận biết biểu chúng trường hợp cụ thể Bài tập định tính có nhiều ưu điểm phương pháp học Nhờ đưa lí thuyết vừa học lại gần sống xung quanh, tập làm tăng thêm HS hứng thú với môn học, tạo điều kiện phát triển óc quan sát HS Do có tác dụng nhiều mặt nên BT định tính sử dụng ưu tiên hàng đầu sau học xong lí thuyết, luyện tập, ơn tập lại kiến thức Bài tập tính tốn Bài tập tính toán loại BT mà muốn giải phải thực loạt phép tính kết thu đáp số định lượng Có thể chia thành hai loại: tập tập dượt tập tổng hợp a) BT tính tốn tập dượt Là BT bản, đơn giản, đề cập đến tượng, định luật, sử dụng phép tính đơn giản Những BT có tác dụng củng cố kiến thức vừa học, giúp HS hiểu rõ ý nghĩa định luật, cơng thức biểu diễn chúng b) Bài tập tính tốn tổng hợp: Là loại BT mà muốn giải phải vận dụng nhiều kiến thức, định luật, dùng nhiều công thức Đó kiến thức học nhiều trước Loại BT có tác dụng đặc biệt giúp HS đào sâu, mở rộng kiến thức, thấy rõ mối quan hệ phần chương trình vật lí, tập cho HS biết cách phân tích Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong - Nam Định Trang Sáng kiến kinh nghiệm tượng phức tạp thành phần, giai đoạn đơn giản tuân theo định luật xác định Bài tập thí nghiệm Là tập địi hỏi phải làm thí nghiệm để kiểm chứng lời giải lí thuyết để tìm số liệu cần thiết cho tốn BT thí nghiệm tác dụng tốt ba mặt: giáo dướng, giáo dục giáo dục kĩ thuật tổng hợp Bài tập đồ thị Bài tập đồ thị loại BT sử dụng đồ thị để giải kiện đề số liệu cho đồ thị Giải loại BT giúp HS rèn luyện tính kiên trì, tỉ mỉ, cẩn thận, biết liên tưởng đại lượng vật lí Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong - Nam Định Trang Sáng kiến kinh nghiệm Mơ tả giải pháp sau có sáng kiến PHẦN CƠ SỞ LÍ THUYẾT ỨNG DỤNG ĐẠO HÀM ĐỂ KHẢO SÁT VÀ VẼ ĐỒ THỊ HÀM SỐ SỰ ĐỒNG BIẾN, NGHỊCH BIẾN CỦA HÀM SỐ a Tính đơn điệu hàm số Nhắc lại định nghĩa Giả sử hàm số y = f(x) xác định K y • y = f(x) đồng biến K  x1, x2  K: x1 < x2  f(x1) < f(x2)  f ( x1 ) − f ( x )  , x1,x2 K (x1  x2) O x1 − x Đồ thị hàm số đồng biến K đường lên từ trái sang phải • y = f(x) nghịch biến K  x1, x2  K: x1 < x2  f(x1) y > f(x2)  f ( x1 ) − f ( x )  , x1,x2 K (x1  x2) x x1 − x x Đồ thị hàm số nghịch biến K đường xuống O từ trái sang phải Tính đơn điệu dấu đạo hàm Định lí: Cho hàm số y = f(x) có đạo hàm K • Nếu f '(x) > 0,  x  K y = f(x) đồng biến K • Nếu f '(x) < 0,  x  K y = f(x) nghịch biến K Chú ý: -Nếu f (x) = 0,  x  K f(x) khơng đổi K -Giả sử y = f(x) có đạo hàm K Nếu f (x)  (f(x)  0), x  K f(x) = số hữu hạn điểm hàm số đồng biến (nghịch biến) K b Qui tắc xét tính đơn điệu hàm số Qui tắc 1) Tìm tập xác định 2) Tính f(x) Tìm điểm xi (i = 1, 2, …, n) mà đạo hàm không xác định 3) Sắp xếp điểm xi theo thứ tự tăng dần lập bảng biến thiên 4) Nêu kết luận khoảng đồng biến, nghịch biến hàm số CỰC TRỊ CỦA HÀM SỐ a Ví dụ cực trị hàm số Vẽ đồ thị hàm số y=x2, y=-x2, y=x3 Nhận xét điểm cực đại, cực tiểu khoảng, đoạn cho trước Chú ý: - Giá trị cực trị hàm số nói chung khơng phải cực trị hàm tập xác định mà khoảng -Hàm số đạt cực trị nhiều điểm TXĐ Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong - Nam Định Trang Sáng kiến kinh nghiệm -Nếu x0 điểm cực trị hàm f (x0; f(x0)) gọi Điểm cực trị hàm số; b Điều kiện để hàm số đạt cực trị Nếu y = f(x) có đạo hàm (a; b) đạt cực trị x0  (a; b) f(x0) = Chú ý: Nếu f(x0) = chưa f đạt cực trị x0 (VD f=x3, f không đạt cực trị x=0) Minh họa bảng biến thiên Quy tắc: tìm cực trị 1) Tìm tập xác định 2) Tính f(x) Tìm điểm f(x) = f(x) khơng xác định: xi 3) Lập bảng biến thiên, xét dấu f’ 4) Từ bảng biến thiên suy điểm cực trị Nếu f’ đổi dấu x qua xi hàm số đạt cực trị xi Định lí: Giả sử y = f(x) có đạo hàm cấp ( x − h ; x + h ) (h > 0) a) Nếu f(x0) = 0, f(x0) > x0 điểm cực tiểu b) Nếu f(x0) = 0, f(x0) < x0 điểm cực đại Qui tắc để tìm cực trị hàm số 1) Tìm tập xác định 2) Tính f(x) Giải phương trình f(x) = kí hiệu xi nghiệm 3) Tìm f(x) tính f(xi) 4) Dựa vào dấu f(xi) suy tính chất cực trị xi GIÁ TRỊ LỚN NHẤT VÀ GIÁ TRỊ NHỎ NHẤT CỦA HÀM SỐ a VD Vẽ đồ thị hàm số y=x2, y=-x2, y=x3 Nhận xét giá trị lớn hàm số đoạn cho trước b Cách tính GTLN, GTNN hàm số liên tục khoảng Dựa vào bảng biến thiên để xác định GTLN, GTNN hàm số liên tục khoảng b Cách tính GTLN, GTNN hàm số liên tục đoạn Định lí: Mọi hàm số liên tục đoạn có GTLN GTNN đoạn Qui tắc tìm GTLN, GTNN hàm số liên tục đoạn [a; b] • Tìm điểm x1, x2, …, xn khoảng (a; b), f(x) khơng xác định • Tính f(a), f(x1), …, f(xn), f(b) • Tìm số lớn M số nhỏ m số M = m ax f ( x ), m = m in f ( x ) [a ; b ] [a ; b ] Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong - Nam Định Trang Sáng kiến kinh nghiệm ĐƯỜNG TIỆM CẬN (giới thiệu) VD vẽ đồ thị y = x , nhận xét đồ thị x → + ; x → − ; x → + ; x → − a Đường tiệm cận ngang Định nghĩa Cho hàm số y = f(x) xác định khoảng vô hạn Đường thẳng y = y0 tiệm cận ngang đồ thị hàm số y = f(x) điều kiện sau thoả mãn: lim f ( x ) = y , lim f ( x ) = y x → − x → + Chú ý: Nếu lim f ( x ) = lim f ( x ) = y x → + x → − ta viết chung lim f ( x ) = y x →  Cách tìm tiệm cận ngang Nếu tính lim f ( x ) = y x → + đường thẳng y = y0 TCN lim f ( x ) = y x → − đồ thị hàm số y = f(x) b Đường tiệm cận đứng Định nghĩa Đường thẳng x = x0 đgl tiệm cận đứng đồ thị hàm số y = f(x) điều kiện sau thoả mãn: lim f ( x ) = + ; lim f ( x ) = − ; lim f ( x ) = + ; lim f ( x ) = − − + + Cách tìm tiệm cận đứng đồ thị hàm số Nếu tìm lim f ( x ) = + lim f ( x ) = − ,hoặc + x → x0 − x → x0 x → x0 x → x0 + x → x0 x → x0 lim f ( x ) = + − x → x0 ,hoặc lim f ( x ) = − − x → x0 đường thẳng x = x0 TCĐ đồ thị hàm số y = f(x) Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong - Nam Định Trang Sáng kiến kinh nghiệm PHẦN ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐỒ THỊ CHƯƠNG I:CÁC BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN ĐỒ THỊ VẬT LÍ TRONG CHƯƠNG TRÌNH THI TỐT NGHIỆP THPT Dạng 1: BÀI TỐN XI Cho phương trình đại lượng yêu cầu vẽ đồ thị phụ thuộc thời gian phụ thuộc biến số khác Các tốn kiểu thường tự luận khơng thể có đề thi trắc nghiệm Tuy nhiên để giải toán ngược cần nghiên cứu kĩ dạng Phương pháp chung gồm bước sau: Bước 1: Lập bảng số liệu (đối với hàm tuần hồn tối thiểu xét chu kì) Bước 2: Vẽ trục tọa độ, xác định điểm tương ứng bảng số liệu nối điểm thành đồ thị Đồ thị đại lượng biến thiên điều hòa 1.1 Đồ thị phụ thuộc thời gian li độ, vận tốc gia tốc vật dao động điều hòa x   v  a  = A cos  t = −  A sin  t = −  A cos  t Nhận xét: *v x vuông pha      x x m ax     +     v v m ax *a v vuông pha     =1  a   v     +  =  a m ax   v m ax  *a x ngược pha (trái dấu) a = − x Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong - Nam Định Trang Sáng kiến kinh nghiệm 1.2 Đồ thị phụ thuộc thời gian điện tích, điện áp dịng điện mạch LC lí  q = Q co s  t   tưởng  u = U co s  t   i = − I sin  t  1.3 Đồ thị phụ thuộc thời gian điện áp R, L, C mạch RLC nối  i = I cos  t   =U cos  t u R R  tiếp    u L = U L cos   t +     =U cos   t − u C 0C       Đồ thị phụ thuộc thời gian đại lượng biến thiên tuần hoàn 2.1 Đồ thị phụ thuộc thời gian năng, động dao động điều hòa  x = A cos  t    v = −  A sin  t    1 kA W = kx = kA cos  t = 1 + cos  t   2   t   kA 2 2 1 − cos  t  W = m v = m  A sin  t =  2   d Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong - Nam Định    ' = 2    f '= f  T ' = T /  Trang Sáng kiến kinh nghiệm 2.2 Đồ thị phụ thuộc thời gian lượng điện trường, lượng từ trường mạch LC lí tưởng 2  Q0 Q0 q W = = cos  t = 1 + cos  t   C  q = Q cos  t  2C 2C 4C      i = −  Q sin  t W = L i = L  Q sin  t = Q − cos  t    L 2 4C  ' = 2  f '= 2f  T ' = T / Đồ thị đại lượng biến thiên khơng tuần hồn 3.1 Đồ thị phụ thuộc R công suất mạch tiêu thụ 3.2 Đồ thị phụ thuộc R I, UL, UC, ULC, URC, URL UR 3.3 Đồ thị kiểu cộng hưởng Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong - Nam Định Trang 10 Sáng kiến kinh nghiệm Hướng dẫn Công suất:  U 300 =  R   U R 100 =  R + (0 − ZC  Ví dụ 2 P = I R = U R R + (ZL − ZC ) 2  U  ZL = ZC  Pm ax = R   U R P = (0) 2  R + (0 − ZC )   Z C = R = 100 (  ) )  Chọn B Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều u = U 0cosωt(V) với ω thay đổi Đồ thị phụ thuộc cường độ dòng điện hiệu dụng vào ω hình vẽ ω2 - ω1 = 400π (rad/s), L = 0,75/π H Tính R A 150 Ω B 160 Ω C 200 Ω D 100 Ω Hướng dẫn Từ đồ thị suy ra, hai giá trị ω ω2 ω1 I1 = I2 = Imax/    R +  1 L −  =  1C    Z1 = Z1 = R   R + 2L −  = R  2C         L −  = 2R  = R    2 L −  C C               L −  = − R  L−   = −2 R    1 C   1C     L (  + 1 ) (  − 1 ) = R (  + 1 )  R = Ví dụ L (  − 1 ) = 150 (  )  (QG - 2015) Lần lượt đặt điện áp u = U Chọn A cosωt (U không đổi, ω thay đổi được) vào hai đầu đoạn mạch X vào hai đầu đoạn mạch Y; với X Y đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp Trên hình vẽ, PX PY biểu diễn quan hệ công suất tiêu thụ X với ω Y với ω Sau đó, đặt điện áp u lên hai đầu đoạn mạch AB gồm X Y mắc nối tiếp Biết cảm kháng hai cuộn Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong - Nam Định Trang 48 Sáng kiến kinh nghiệm cảm mắc nối tiếp (có cảm kháng ZL1 ZL2) ZL = ZL1 + ZL2 dung kháng hai tự điện mắc nối tiếp (có dung kháng Z C1và ZC2) ZC = ZC1 + ZC2 Khi ω = ω2, cơng suất tiêu thụ đoạn mạch AB có giá trị gần giá trị sau đây? A 14 W B 10 W C 22 W D 18 W Hướng dẫn *Công suất tiêu thụ đoạn mạch X: P X U = cos  X RX  U ( M ¹ ch X cén g h ­ ën g )  K hi  =   PX m ax = RX    RX  K hi  =     P = P  cos  = =  Z L1 − Z C = R X X X m ax X 2  2 R X + ( Z L1 − Z C )  *Công suất tiêu thụ đoạn mạch Y: U PY = cos  Y RY  U ( M ¹ ch Y cén g h ­ ën g )  K hi  =   PY m ax = RY   RY 1   K hi  =     PY = PY m ax  cos  Y = = 3 R Y2 + ( Z L − Z C )     Z L − Z C = − RY  Khi X nối tiếp Y ω = ω2 cơng suất tiêu thụ: P = 40 U ( RX = PX + RY m ax = RY ) 2 ( RX + RY + ( Z L1 + Z L − Z C − Z C )  R X = 1,5 RY ⎯ ⎯ ⎯ ⎯ ⎯ ⎯ ⎯ ⎯→ P = 60 P = PY m ax U RX ) 2, ( R Y 2, + 1, − ) U (1, RY + RY = ( RX (1, RY ) U + RY ) + RY ( ( 2, + 1, − 2 ) + RY ( ) + R X − RY ) ) + 1, R Y − R Y 2, = 60 ( RX )  24 ( W )  Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong - Nam Định Chọn C Trang 49 Sáng kiến kinh nghiệm BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài Hình vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc từ thơng qua vịng dây dẫn Nếu cuộn dây có 200 vịng dây dẫn biểu thức suất điện động tạo cuộn dây: A e = 80πsin(20πt + 0,5π) V B e = 80πcos(20πt + 0,5π) V C e = 200cos(20πt + 0,5π) V D e = 200sin(20πt) V Bài Một lắc lò xo dao động điều hòa với phương trình x = Acosωt Đồ thị biểu diễn động Wđ Wt lắc theo thời gian hình vẽ Tính ω A π (rad/s) B 2π (rad/s) C 0,5π (rad/s) D 4π (rad/s) Bài Một đoạn mạch điện xoay chiều chứa ba phần tử điện: điện trở thuần, cuộn dây cảm, tụ điện Hình bên đồ thị biểu diễn biến đổi theo thời gian điện áp hai đầu đoạn mạch cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch điện Đoạn mạch điện chứa A tụ điện B điện trở C cuộn cảm D cuộn cảm có điện trở Bài Một đoạn mạch điện xoay chiều chứa ba phần tử điện: điện trở thuần, cuộn dây cảm, tụ điện Hình vẽ đồ thị biểu diễn biến đổi theo Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong - Nam Định Trang 50 Sáng kiến kinh nghiệm thời gian điện áp hai đầu đoạn mạch cường độ dịng điện chạy qua đoạn mạch điện Đoạn mạch điện chứa A tụ điện B điện trở C cuộn cảm D cuộn cảm có điện trở Bài Cho mạch điện hình vẽ, cuộn dây cảm có Điện áp xoay chiều ổn định hai đầu A B u = 100 cos(100πt + ) (V) Điện trở dây nối nhỏ Khi K mở đóng, đồ thị cường độ dòng điện qua mạch theo thời gian tương ứng im (đường 1) iđ (đường 2) biểu diễn hình bên Giá trị R : A 100  Bài B.50  C 100  D 50  Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện điện áp xoay chiều u = U0cos(ωt + φ) (V) Nếu mạch điện chứa RC dòng điện mạch i1 Nếu mạch điện chứa RLC dịng điện mạch i2 Hình vẽ đồ thị phụ thuộc vào thời gian i (đường 1) i2 (đường 2) Biểu thức điên áp hiệu dụng hai đầu đoạn mạch là: A u = U0cos(100πt + π/12) V B u = U0cos(100πt/3 - π/12) V C u = U0cos(100πt - π/12) V D u = U0cos(100πt/3 + π/12) V Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong - Nam Định Trang 51 Sáng kiến kinh nghiệm Bài Cho mạch điện xoay chiều AB theo thứ tự cuộn dây cảm, điện trở R, tụ điện C mắc nối tiếp M điểm L R, N điểm R C Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều u = U0cos(ωt + φ) (V) điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch AN (đường 1) MB (đường 2) có đồ thị phụ thuộc thời gian hình vẽ R = 25 Ω Tính cường độ dòng điện hiệu dụng: A A B A Bài C 1,5 D A A Cho mạch điện xoay chiều AB gồm hai đoạn mạch AM MB ghép nối tiếp, AM gồm R1 nối tiếp tụ điện C, MB gồm R2 nối tiếp với cuộn dây cảm Biết R1 = ZC Đồ thị uAM (đường 1) uMB (đường 2) hình vẽ Tính hệ số cơng suất tồn mạch A 0.71 Bài B 0,5 C 0,85 D 0,99 Cho đoạn mạch xoay chiều AB gồm điện trở R mắc nối tiếp với hộp X, R = 25 Ω Đặt vào hai đầu AB điện áp xoay chiều ổn định có f = 50 Hz cường độ dòng điện hiệu dụng I = A Đồ thị uR uAB phụ thuộc thời gian hình vẽ Tính cơng suất tiêu thụ mạch X A 100 W B 200 W C 50 W D 150 W Bài 10 Mạch dao động LC có C =100pF Tại thời điểm t = 0, điện tích cực đại tụ Q0 = 8.10-10C đồ thị dao động q cho hình vẽ Lấy π2 = 10 Biểu thức cường độ dòng điện mạch giá trị L là: A i = 80πcos(106πt + π/2) mA L = mH B i = 0,8πcos(2.106πt + π/2) mA L = mH C i = 8πcos(106πt + π/2) mA L = 0,01 mH D i = 80πcos(106πt + π/2) mA L = H Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong - Nam Định Trang 52 Sáng kiến kinh nghiệm Hình vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc hiệu điện đầu Bài 11 máy phát dao động Tần số máy phát dao động bằng: A 0,5 MHz B MHz C 0,75 MHz D 2,5 MHz Cho mạch điện hình vẽ, cuộn dây cảm có Điện áp xoay chiều Bài 12 ổn định hai đầu A B u = 200 cos(100πt + ) (V) Điện trở dây nối nhỏ Khi K mở đóng, đồ thị cường độ dịng điện qua mạch theo thời gian tương ứng im (đường 1) iđ (đường 2) biểu diễn hình bên Giá trị R bằng: A 100  B 50  C 100  D 50  ĐÁP ÁN Câu B Câu A Câu A Câu D Câu A Câu D Câu A Câu 10 Câu A Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong - Nam Định B Câu 11 Câu B B Câu 12 Trang 53 Sáng kiến kinh nghiệm CHƯƠNG II: XỬ LÍ SỐ LIỆU VÀ BIỂU DIỄN KẾT QUẢ BẰNG ĐỒ THỊ TRONG THỰC NGHIỆM VẬT LÍ I Phương pháp Trong nhiều trường hợp kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị thuận lợi, đồ thị cho thấy phụ thuộc đại lượng y vào đại lượng x Phương pháp đồ thị thuận tiện để lấy trung bình kết đo Giả sử phép đo trực tiếp, ta xác định cặp giá trị x y sau:  x1   x1  x   x  x n   x n     y   y  y   y  y n   y n Muốn biểu diễn hàm y = f ( x) đồ thị, ta làm sau: a Trên giấy kẻ ô, ta dựng hệ tọa độ decac vng góc Trên trục hồnh đặt giá trị x, trục tung đặt giá trị y tương ứng Chọn tỉ lệ xích hợp lí để đồ thị chốn đủ trang giấy b Dựng dấu chữ thập hình chữ nhật có tâm điểm A2 ( x , y ) An ( x n , y n ) A1 ( x1 , y1 ) , có cạnh tương ứng (2  x1 ,  y1 ), (2  x n ,  y n ) Dựng đường bao sai số chứa hình chữ nhật dấu chữ thập c Đường biểu diễn y = f ( x) đường y cong trơn đường bao sai số vẽ cho qua hầu hết hình chữ nhật điểm A1 , A2 An + ++ y + nằm phân bố hai + phía đường cong (hình 1) d Nếu có điểm tách xa khỏi đường cong phải kiểm tra lại giá trị thực + x x Hình Dựng đồ thị nghiệm Nếu nhận giá trị cũ phải đo thêm điểm lân cận để phát điểm kì dị e Dự đốn phương trình đường cong tn theo phương trình đó: - Phương trình đường thẳng y = ax + b Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong - Nam Định Trang 54 Sáng kiến kinh nghiệm - Phương trình đường bậc - Phương trình đa thức - Dạng y = eax, y = abx - Dạng y = a/xn - Dạng y = lnx Việc thiết lập phương trình đường cong thực cách xác định hệ số a, b, …n Các hệ số tính làm khớp phương trình với đường cong thực nghiệm Các phương trình chuyển thành phương trình đường thẳng cách đổi biến thích hợp (tuyến tính hóa) Chú ý: Ngồi hệ trục có tỉ lệ xích chia đều, người ta cịn dùng hệ trục có trục chia đều, trục khác có thang chia theo logarit để biểu diễn hàm mũ, hàm logarit (y = lnx; y = a x …) II Vận dụng Bài Một vật khối lượng kg rơi từ độ cao 25m so với mặt đất, tốc độ vật phụ thuộc độ cao bảng Độ cao so với mặt đất (m) Tốc độ (m/s) 25 20 9.9 15 14 10 17.1 19.8 22.1 a Sử dụng bảng số liệu, vẽ đồ thị tốc độ phụ thuộc độ cao giấy kẻ ô vuông b Từ đồ thị, xác định tốc độ vật độ cao 12.5 mét so với mặt đất Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong - Nam Định Trang 55 Sáng kiến kinh nghiệm Bài Độ dãn lò xo phụ thuộc lực tác dụng biểu diễn bảng số liệu Lực đặt vào lò xo (N) Độ dãn lò xo (m) 0.0 0.00 4.0 0.16 8.0 0.27 12.0 0.42 16.0 0.54 20.0 0.71 a) Từ bảng số liệu, vẽ đồ thị lực phụ thuộc vào độ dãn lò xo b) Từ đồ thị xác định hệ số đàn hồi lò xo Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong - Nam Định Trang 56 Sáng kiến kinh nghiệm Hệ số đàn hồi lò xo 29 ± … Bài Một kim loại chiếu liên tục phơ tơn ánh sáng có tần số khác Động cực đại quang electron phát biểu diễn bảng số liệu Tần số (×1014 Hz) Động cực đại (×10-19 J) 5.3 0.58 6.0 1.08 6.9 1.73 7.6 2.07 a) Vẽ đồ thị động cực đại phụ thuộc tần số b) Xác định hệ số góc đồ thị Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong - Nam Định Trang 57 Sáng kiến kinh nghiệm Hệ số góc: k =  Wd f = 0.64.10-34 Bài Cho lắc đơn gồm vật khối lượng m, treo vào sợi dây nhẹ dài ℓ Ứng với chiều dài dây khác nhau, khoảng thời gian 10 chu kì dao động lên tiếp biểu diễn bảng số liệu Chiều dài (m) Thời gian 10 chu kì (s) 0 0.2 0.5 14 1.0 20 1.5 25 2.0 28 2.5 32 a) Vẽ đồ thị thời gian 10 chu kì dao động liên tiếp phụ thuộc chiều dài b) Xác định chu kì lắc đơn có chiều dài 1m Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong - Nam Định Trang 58 Sáng kiến kinh nghiệm Chu kì lắc đơn có chiều dài m 2s Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong - Nam Định Trang 59 Sáng kiến kinh nghiệm III Hiệu sáng kiến đem lại: Hiệu kinh tế Việc trang bị cho HS phương pháp giải tập quan trọng, không tập mơn Vật lí mà với mơn khoa học nói chung Trên tác giả mạnh dạn chia sẻ kinh nghiệm nghiên cứu vận dụng chuyên đề “PHƯƠNG PHÁP ĐỒ THỊ TRONG VẬT LÍ ” vào giảng dạy thực tế mơn vật lí trường THPT chuyên Qua nhiều năm thực kết đạt được, tác giả nhận thấy đề tài với chuyên đề khác mang lại hiệu cao, Áp dụng cho HS luyện thi đại học mà áp dụng hiệu cho luyện thi HSG cấp Hiệu mặt xã hội Chuyên đề góp phần vào q trình đạo tạo thành công nhiều hệ học sinh đạt giải quốc gia, quốc tế khu vực, tạo hiệu ứng tốt cho xã hội Tuy nhiên cách nghiên cứu áp dụng mang tính chủ quan cá nhân tác giả, cịn thiếu sót Tác giả mong muốn nhận phản hồi, góp ý đồng nghiệp, em học sinh để đề tài hoàn thiện, vận dụng hiệu giảng dạy, áp dụng rộng rãi điều kiện chung giáo dục Cũng để góp phần nhỏ bé làm phong phú thêm phương pháp dạy học nhằm nâng cao chất lượng dạy học trường phổ thông, đặc biệt trường chuyên Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong - Nam Định Trang 60 Sáng kiến kinh nghiệm IV Cam kết không chép vi phạm quyền Chúng cam kết không chép vi phạm quyền tác giả khác CƠ QUAN ĐƠN VỊ TÁC GIẢ SÁNG KIẾN ÁP DỤNG SÁNG KIẾN (xác nhận) ĐỒNG TÁC GIẢ ĐỒNG TÁC GIẢ ĐỒNG TÁC GIẢ Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong - Nam Định Trang 61 Sáng kiến kinh nghiệm TÀI LIỆU THAM KHẢO Tạp chí Vật lí & tuổi trẻ Tạp chí Kvant Đa-vư-đơp, Tuyển tập Bài tập Vật lí đại cương Chuyên đề bồi dưỡng giáo viên chuyên 2011 Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong - Nam Định Trang 62 ... thời gian vật dao động điều hồ cho hình vẽ Phát biểu sau đúng? A Tại thời điểm t1, gia tốc vật có giá trị âm B Tại thời điểm t2, li độ vật có giá trị âm C Tại thời điểm t3, gia tốc vật có giá... nhận thấy: Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong - Nam Định Trang 18 Sáng kiến kinh nghiệm *Vật thật cho ảnh ngược chiều với vật nên ảnh phải ảnh thật thấu kính hội tụ *Ảnh thật nhỏ nửa vật nên độ phóng... soạn, sưu tầm, hệ thống hóa tập tự luận q trình giảng dạy Vì lý trên, tơi chọn đề tài “PHƯƠNG PHÁP ĐỒ THỊ TRONG CÁC BÀI TỐN VẬT LÍ ” Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong - Nam Định Trang Sáng kiến kinh