PHẦN I MỞ ĐẦU MỤC LỤC Trang CHƯƠNG I PHẦN MỞ ĐẦU 2 I Lý do chọn đề tài 2 II Mục đích đề tài 2 III Đối tượng nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu 3 IV Đề tài đưa ra giải pháp mới 3 V Phạm vi nghiên cứu.
MỤC LỤC CHƯƠNG I PHẦN MỞ ĐẦU I Lý chọn đề tài II Mục đích đề tài III Đối tượng nghiên cứu phương pháp nghiên cứu IV Đề tài đưa giải pháp V Phạm vi nghiên cứu CHƯƠNG II PHẦN NỘI DUNG I Lịch sử vấn đề II Cơ sở lý luận III.Cơ sở thực tiễn IV.Các giai pháp thực 4.1 Viết phương trình dao động 4.2 Xác định khoảng thời gian ngắn để vật từ vị trí có li độ x1 đến vị trí có li độ x2 4.3 Xác định qng đường khoảng thời gian 4.4 Tìm số lần dao động khoảng thời gian 4.5 Xác định thời điểm vật qua vị trí xác định 6.6 Các tập Dao động điện – Dao động điện từ V Kết đạt áp dụng sáng kiến kinh nghiệm CHƯƠNG III KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I Kết luận II Kiến nghị TÀI LIỆU THAM KHẢO Trang 2 3 5 5 6 6 10 12 13 19 19 19 20 21 CHƯƠNG I - PHẦN MỞ ĐẦU 1 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 dạy 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 mơn 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 toàn kiến thức chương trình Để đạt kết tốt việc kiểm tra, thi THPT Quốc Gia việc phải nắm vững kiến thức học sinh cịn phải có phản ứng nhanh nhạy, xử lí tốt dạng tập Tôi không phủ nhận ưu điểm dùng phương pháp đại số,dùng phương trình lượng giác để giải tập vật lí Song số dạng toán sử dụng “ Liên hệ chuyển động trịn với dao động điều hồ” 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 hoà ” II MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI 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 Nâng cao chất lượng học tập môn III ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Đối tượng nghiên cứu Với mục tiêu xác định hiệu kỹ giải tập cho học sinh trung học, khảo sát kiểm tra chương dao động điều hòa(trước sau nghiên cứu), câu hỏi thái độ học sinh, vấn nhật ký giảng dạy người nghiên cứu sử dụng làm phương pháp để thu thập liệu cần thiết từ người học Cuộc nghiên cứu bao gồm 33 học sinh lớp 12 năm học 2019 – 2020 trường THPT Vĩnh Thạnh Các học chương trình Vật lý 12 việc đổi phương pháp giảng dạy trường THPT Vĩnh Thạnh ngữ liệu sáng kiến Ứng dụng kiến thức tốn đường trịn lượng giác để giải tập Thực tế giảng dạy môn Vật lý trường THPT Vĩnh Thạnh năm học 2019 – 2020 Khách thể trợ giúp nghiên cứu: Các đồng nghiệp chun mơn ngồi trường, trao đổi, dự giờ, học hỏi kinh nghiệm 3.2 Phương pháp nghiên cứu Phương pháp quan sát Phương pháp điều tra thực tiễn Nghiên cứu lý thuyết Giải tập vận dụng Thống kê Kiểm tra tiếp thu học sinh tập nhà đề ôn tập Phương pháp phân tích tổng hợp IV.ĐỀ TÀI ĐƯA RA GIẢI PHÁP MỚI Đề tài " Ứng đường tròn lượng giác để giải tập dao động điều hoà ” đưa giải pháp giảng dạy hiệu quả, tích cực phù hợp với đối tượng học sinh THPT kỹ giải tập Đó dạy kỹ giải tập giúp người dạy thiết kế hoạt động phù hợp với đối tượng học sinh, khơng kích thích hứng thú học sinh mà giải vấn đề tập chương dao động điều hịa nhằm góp phần nâng cao hiệu q trình dạy kỹ Đề tài xác định làm sáng tỏ thêm sở lý luận phương pháp dạy học "Lấy học sinh làm trung tâm", kết hợp với việc vận dụng sáng tạo, linh hoạt phương pháp giảng dạy để nâng cao kỹ giải tập Vật lý chương dao động điều hòa * Về mặt lý thuyết: nghiên cứu đưa cách hữu ích thú vị việc dạy học thơng qua phương pháp học tập dựa nhiệm vụ * Thực tế: Giáo viên Vật lý giúp học sinh giải khó khăn việc giải tập học snh Học sinh hứng thú tập chương * Hiệu áp dụng: Các tiết học trở nên hiệu quả, sôi nổi, sinh động phát huy trí lực học trị Học sinh hình thành phẩm chât, kĩ năng, thái độ sau học Khả giải tập Vật lý em tăng lên rõ rệt Các em học sinh yếu tiến so với khả em Các em tự tin tiết học tiếp * Phạm vi ảnh hưởng: Nghiên cứu diễn trường THPT Vĩnh Thạnh, TP Cần Thơ, trước hết, sáng kiến áp dụng hiệu cho trường THPT Ngồi ra, sáng kiến áp dụng cho trường THPT khu vực trung tâm nhằm giúp học sinh tương trợ lẫn học tập, làm việc nhóm để hồn thành nhiệm vụ, em giúp học hỏi lẫn tốt hơn; qua đó, giúp em hiểu thông cảm Khi em hỗ trợ học tập nâng cao hiệu học tập mơn học, đặc biệt Vật lý Nói chung, kết sáng kiến " Ứng đường tròn lượng giác để giải tập dao động điều hoà ”cho thấy việc sử dụng tích cực thay đổi thái độ học sinh việc giải tập lớp học Vì lý này, hầu hết học sinh tự tin kiểm tra Cuối cùng, thực nghĩ sáng kiến kinh nghiệm cải thiện phương pháp sư phạm tôi, giáo viên Vật lý thực đề tài buổi học Tôi học cách suy nghĩ linh hoạt nhiều hơn, có tự tin việc tạo kinh nghiệm học tập sáng tạo Tôi tin kết việc hệ thống hóa chiến lược sư phạm tối với mục đích nâng cao kỹ giải tập học sinh trung học thuận lợi cho muốn giúp học sinh cải thiện việc giải tập trắc nghiệm Vật lý 12 để đạt kết tốt cấc kì thi V PHẠM VI NGHIÊN CỨU 5.1 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 5.2 Người tham gia thực nghiệm Các học sinh đề tài 33 học sinh lớp 12, lựa chọn lớp 12A3 năm học 2019 - 2020, trường THPT Vĩnh Thạnh, huyện Vĩnh Thạnh, thành phố Cần Thơ Có 16 nam 17 nữ 5.3 Tài liệu Trong nghiên cứu này, Sách giáo khoa Vật lý 12 ban sách giáo khoa cấp ba cho trường trung học phổ thông Việt Nam hành Bộ sách áp dụng cho chương trình Bộ Giáo dục Đào tạo thơng qua Và ứng dụng đường trịn lượng giác vào việc giải tập dao động điều hòa chương I Dao động phân làm dạng toán sau Dạng 1: -Viết phương trình dao động điều hịa Dạng 2: -Xác định thời gian ngắn vật từ vị trí x1 đến vị trí x2 Dạng 3: -Xác định quãng đường vật từ thời điểm Δt = t2 – t1 Dạng 4: -Xác định só lần vật qua vị trí cho trước Dạng 5: -Xác định số lần vật qua vị trí xác định Dạng 6: -Dòng điện xoay chiều dao động điện từ 5.4 Các điều kiện cần thiết để áp dụng sáng kiến 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 VI THỜI GIAN NGHIÊN CỨU + Thời gian nghiên cứu: Từ tháng năm 2019 đến hết tháng 12 năm 2019 + Thời gian hoàn thành: Tháng năm 2019 CHƯƠNG II – PHẦN NÔI DUNG I LỊCH SỬ VẤN ĐỀ Việc giải tập chương dao động điều hịa khơng dễ dối với học snh lớp 12 Để phát triển kỹ này, nhiều cách điều chỉnh cách hiệu ứng dụng đường tròn lượng giác vào giải tập sử dụng Từ trước đến nay, tiết dạy thường nặng nề nhàm chán giáo viên học sinh Kết sau tiết học, học sinh hiểu lơ mơ, kiến thức khơng cải thiện nhiều Vì vậy, sáng kiến kinh nghiệm (SKKN) này, tập trung vào ứng dụng để giải tập nâng cao chất lượng II CƠ SỞ LÝ LUẬN 2.1 Liên hệ chuyển động tròn dao động điều hòa: Khi nghiên cứu phương trình dao động x điều hịa, biết vật chuyển động tròn quĩ đạo có hình chiếu xuống M đường kính quĩ đạo dao động điều hịa Do P dao động điều hịa có dạng x = Acos( biểu diễn tương M0 đương với chuyển động trịn có: t - Tâm đường trịn vị trí cân O - Bán kính đường trịn với biên độ dao động: O x’ R = A - Vị trí ban đầu vật đường trịn 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 q trình vật chuyển động trịn đều: = .t thời gian để vật dao động điều hòa góc là: t = = 2.2 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 ( ) vật quãng đường: 2A - Trong vật từ vị trí cân vị trí biên ngược lại từ vị trí biên vị trí cân 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 trình cộng thêm lần vật qua li độ, vận tốc… - Một chu kỳ có lần vật qua vị trí W t = nWđ 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) (s) III CƠ SỞ THỰC TIỄN 3.1 Đối với học sinh trường miền núi nói chung trường THPT Vĩnh Thạnh 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 3.2 Thời lượng dành cho tiết tập ít, đặc biệt dành cho dạng tốn đạng tập thường xuyên xuất đề thi THPT Quốc gia IV CÁC GIẢI PHÁP THỰC HIỆN 4.1 VIẾT PHƯƠNG TRÌNH DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ 4.1.1 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 Bước 4: Viết phương trình dao động 4.1.2 Các ví dụ Ví dụ Một vật dao động điều hoà dọc theo trục ox quanh vị trí cân Có chu kì T = (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: A= A = (cm) x -A O A - Ban đầu t = ta có cos = → = rad M2 -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 φ=7 - Vậy phương trình dao động vật là: x = 2cos(10t - ) (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 + ) (cm) Ví dụ Một vật dao động điều hòa với tần số 60Hz, A=5cm Chọn gốc thời gian lúc vật có li độ x=+2,5cm giảm Phương trình dao động vật A cm C B cm - Ta có -Tại ban đầu t= cm D Bài giải ( rad/s) y ta có cos M1 - Vì x giảm tức vật từ M đến nên ta chọn = A x rad x = 5cos( 120 O -A - Vậy phương trình dao động vật là: ) (cm) * Chú ý: Nếu x tăng tức vật từ M trí biên dương A chọn A =- M2 rad.Đang giảm vị theo chiều âm, tăng theo chiều dương - Phương trình dao động vật là: x = 5cos( 120 ) (cm) 3.1.3 Các tập áp dụng Câu 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 A x = 20cos(2t C x= 20cos(2 t + ) (cm) ) (cm ) B x = 45cos2 t (cm ) D x = 20cos100 t (cm ) Câu 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 A x = cos(10t + )( cm) B x = cos(10t - ) (cm) 3 C x = cos(10t + ) (cm) 4 D x = cos(10t + )( cm) Câu Một lắc lò xo gồm nặng khối lượng 1kg lị 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 A x 5 cos 40t (m) B x 0,5 cos 40t (m) 2 C x 5 cos 40t (cm) 2 2 D x 0,5 cos40t (cm) Câu Một lắc lò xo treo thẳng đứng gồm vật m = 100g, lò 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) Câu 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 2 3cm theo chiều dương Phương trình dao động vật A x 4cos(2 t C x 4cos(2 t )cm )cm D x 8cos( t )cm B x 8cos( t )cm Câu Đáp số A D C D A 4.2 XÁC ĐỊNH KHOẢNG THỜI GIAN NGẮN NHẤT ĐỂ VẬT ĐI TỪ VỊ TRÍ CĨ LI ĐỘ X1 ĐẾN LI ĐỘ X2 4.2.1 phương pháp Bước 1: Xác định vị trí cho M1 M2 trước đường trịn trục ox Bước 2: Xác định góc quét (sử dụng hệ thức lượng tam giác X2 vng) X1 O -A Bước 3: Tính * Ví dụ: tìm = A x hình vẽ: M3 M4 ; *Chú ý: Thời gian ngắn để vật - Từ x = đến x = - Từ x = đến x = - Từ x = (hoặc ngược lại) (hoặc ngược lại) đến x = A (hoặc ngược lại) - Từ x = - đến x = - A (hoặc ngược lại) 4.2.2 Các ví dụ Ví dụ Vật dao động điều hịa với phương trình x = Acos(t + ) (cm) Tính: a Thời gian ngắn vật từ - đến b Tính tốc độ trung bình vật khoảng thời gian Bài giải a Khi vật từ vị trí - đến , tương ứng y với vật chuyển động đường trịn từ M đến M2 góc hình vẽ bên Ta có: sin 1 = => 1 = x O rad -A A rad => Khoảng thời gian ngắn để vật từ vị trí - đến vị trí M1 M2 : (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 đến vị trí x = B , chất điểm có độ trung bình A tốc M2 B C D X -A -A A M1 Bài giải - Ban đầu vật vị trí biên dương A M1 Vị trí sau M2 Góc qt -Thời gian vật là: 10 - Quãng đường vật đi: s = A + A/2 = - Tốc độ trung bình vật: vtr = Chọn đáp án B 4.2.3 Các tập áp dụng Câu 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 0,25 s Chu kỳ lắc B 1,5 s C 0,5 s D s Câu Một vật dao động điều hịa với phương trình x=4cos( t - )(cm) Thời gian vật từ vị trí cân đến vị trí li độ x=2cm A s B s C s D s Câu 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 s B s C s D s Câu 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 B C D Câu Một 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 s B s C s D s Câu 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 lị 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 4.3 XÁC ĐỊNH QUÃNG ĐƯỜNG ĐI ĐƯỢC TRONG KHOẢNG THỜI GIAN t = t2 - t1 3.3.1 Phương pháp Bước 1: M1 M2 - Xác định chu kỳ T Phân tích ( Số lần dao động ): - Nếu đi: S = n.4A t = n.T quãng đường vật X2 O X1 -A A M3 M4 x 11 - Nếu t0 = ban đầu vật xuất phát từ VTCB vị trí biên S = n.4A + 2A + A ( Nếu khơng có số hạng 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 tròn trục ox - Tính quãng đường vật khoảng thời gian t0 - Dùng công thức dựa vào hình vẽ để tìm s0 - Tốc độ trung bình vật từ thời điểm t đến t2: với S quãng đường tính Chú ý: Nếu = n.π => s = n.2A 3.3.2 Ví dụ 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 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 = S1 + S2 + Với S1 = 6.4A = 6.4.4,5 =108 cm + Quãng đường vật thời gian Q -4,5 O 2,25 4,5 x M0 s S2 Ta có hình vẽ tính S2 sau: + 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 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 4.3.3 Bài tập áp dụng 12 Câu Một lắc lị xo gồm lị 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 s 10 A 6cm B 24cm C 9cm D 12cm Câu Một vật dao động điều hồ dọc theo trục Ox với phương trình: x = 5cos(2πt -) (cm) Quãng đường vật từ thời điểm t1 = 1s đến thời điểm t2 = s : A s = 2,5cm B s = 5cm C s = 3,5cm D s = 5cm Câu Một vật dao động điều hồ với phương trình x = 4cos(4t + )(cm) Tính quãng đường lớn mà vật khoảng thời gian t = s A cm B cm C cm D cm Câu Vật dao động điều hoà với phương trình x= 5cos(2t)(cm) Tính qng đường vật từ thời điểm ban đầu đến thời điểm t = A 10cm Câu Đáp số D B 24cm A s: C 22,5cm C A D.34cm 4.4 TÌM SỐ LẦN DAO ĐỘNG TRONG KHOẢNG THỜI GIAN t = t2 - t1 4.4.1 Phương pháp Bước 1: Xác vị trí ban đầu, vị trí sau chiều vận tốc vật đường tròn trục ox 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 dựa đường tròn tổng số lần vật qua vị trí cần xác định 4.4.2 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 - Tại thời điểm ban đầu t = vật có x1 = M1 2cm v1 > ( M0) - Tại thời điểm t2 = 1,2s vật có x2 0,42 Q cm v2 < ( M1) - Ta có số lần vật dao động khoảng thời gian t = 1,2s: -4 O x n = t/T = 1,2/0,5 = + 0,4 => t = T(2 + 0,4) = 2T + 0,4T (Với T = 0,5s) P M0 13 - 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 + ) (cm ) kể từ bắt đầu dao động đến t=1,8s vật qua li độ x =-1cm lần ? A lần B lần C lần ,,llllllpm Bài giải - Ban đầu t = vật có x = cos = D lần cm; v < Vật vị trí M0 - Cần tìm số lần vật qua vị trí x = -1 cm ứng với vị trí M1 M2 đường trịn - Ta có: N = Với T = B M0 - Trong 3s vật qua vị trí x = -1 cm lần lặp lại trạng thái ban đầu M0 - Trong khoảng thời gian 0,3s vật thực -2 -1 0,6 dao động vật từ M0 đến vị trí M1 độ lớn cung M0M1: = = 2160 > 2100 vật biên vòng đến M1 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 4.4.3 Bài tập áp dụng Câu Một vật dao động theo phương trình x = 2cos(5t + X ) + (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 Câu 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 Câu 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 Câu Vật dao động điều hịa theo phương trình x = 3cos(5 vât qua VTCB lần? A lần B lần Câu Đáp số D A C lần C )cm Hỏi giây A D lần 14 4.5 XÁC ĐỊNH THỜI ĐIỂM VẬT ĐI QUA MỘT VỊ TRÍ XÁC ĐỊNH 4.5.1 Phương pháp Bước 1: Xác định vị trí ban đầu, vị trí sau vật đường tròn trục ox Bước 2: Dựa vào hệ thức lượng tam giác tính góc qt , kết hợp với phần ý sở lí thuyết Bước 3: Tính thời gian ( thời điểm): t = 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 M D Bài giải: - Tại thời điểm ban đầu t = vật có li độ x = 10cm = A Vật từ vị trí M VTCB O ứng với chuyển động tròn từ M0 đến M1 y x O -A A - Khi bán kính qt góc = => Ví dụ Một vật dao động điều hồ với phương trình x = 6cos(4t + M1 ) cm Thời điểm thứ vật qua vị trí x = 3cm theo chiều dương Bài giải: - Ban đầu t =0 vật có v < ứng với vị trí đường trịn M0 - Vật qua x = cm theo chiều dương qua vị trí M2 Vật qua vị trí M2 lần thứ ứng với vật quay vòng (qua lần) lần cuối từ M đến M2 M0 -6 X 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 Bài giải: - Ban đầu t = vật M ( ) có O -12 cm M2 M3 => có vị trí M1, M2, M3, M4 đường tròn - Thời điểm vật qua vị trí Wđ = Wt ứng với vật từ M0 đến M1 -6 12 O M4 x M1 M0 - 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 lần Bài giải: Wđ=3Wt M1 M2 có vị trí đường trịn M1, M2, M3, M4 Qua lần thứ 2014 phải quay 503 vịng (mỗi vịng qua lần) từ M0 đến M2.Góc quét: -8 -4 O x M0 4.5.3 Bài tập áp dụng M3 M4 16 Câu Một lắc lò xo dao động điều hịa theo phương trình , t tính giây Vật qua VTCB lần thứ vào thời điểm A 0,125s B 0,25s C 0,5s D.1s Câu 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 Câu 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 Cậu 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 s B s C s D s 4.6 CÁC BÀI TẬP: DAO ĐỘNG ĐIỆN - DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ 4.6.1 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 π2 = 10 Sau khoảng thời gian ngắn (kể từ lúc nối) điện tích tụ điện có giá trị nửa giá trị ban đầu? A s C s B s D s M Bài giải - Ban đầu điện tích tụ điện có giá trị cực đại: Q0 ứng với chuyển động trịn vị trí A - Sau điện tích tụ giảm đến giá trị q = Q0/2 ứng với chuyển động trịn đến vị trí M - Góc quét A -Q0 Q0 O q Q0 : cos - Thời gian cần thiết: Với T = 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 s B 1s C s D 3s Bài giải M2 M3 -U0 U1 -U1 M4 M1 U0 u 17 - Hình vẽ mơ tả vùng mà U1 = U 110 V đèn sáng Vùng cịn lại U < 110 V nên đèn tắt - Vùng sáng ứng với vật chuyển động đường tròn từ M đến M2 từ M3 đến M4 Dễ thấy hai vùng sáng có tổng góc quay là: 4 = 2400 = (Cụ thể: cos = = ==> = ) - Chu kỳ dòng điện : T= = 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 = => Chọn C 3.6.2 Bài tập áp dụng Câu 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 s B s C s D s Câu 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 Câu Dịng 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 dịng điện có giá trị cường độ hiệu dụng vào thời điểm: A B C D Câu 4.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 18 Câu 6(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 C 6Δt D 12Δt Câu Một tụ điện có điện dung 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 s B s C s D s Câu 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 Câu 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 Câu 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 V KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC KHI ÁP DỤNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Trọng tâm nghiên cứu tìm hiểu ứng dụng đường trịn lượng giác vào việc giải tập chương dao động lớp học ảnh hưởng có giúp học sinh tích cực việc học 5.1 Kiểm tra việc giải tập trước sau thực 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 học kì I tích cực cụ thể sau: * Năm học: 2019 – 2020 Trước thực nghiệm: 19 Lớp Sĩ số 12A3 33 Sau thực nghiệm: Lớp Sĩ số 12A3 33 Giỏi (%) 21,2 Khá (%) 22 61,8 Trung bình ( %) 16 Yếu (%) 0 Giỏi (%) 10 30,3 Khá (%) 20 59,7 Trung bình ( %) 10 Yếu (%) 0 5.2 Ý kiến học sinh việc sử dụng sáng kiến kinh nghiệm Bảng câu hỏi vấn thực để tìm hiểu ý kiến học sinh việc dạy đọc sử dụng học tập dựa nhiệm vụ Tham khảo ý kiến 33 học sinh hỏi phản ứng học sinh với phương pháp phân tích số lượng chất lượng Nó phù hợp với em người cho sau thực tài liệu xác thực, học sinh mức độ quan tâm lớp đạt kết cao Cuối cùng, khả giải tập học sinh cải thiện tốt 5.3 Nhật kí giảng dạy Nhật kí giảng dạy người thực nghiệm sau dạng tập Hầu hết học sinh tích cực tham gia thảo luận nhóm ban đầu số học sinh cảm thấy khó khăn việc làm tập, học sinh đủ tự tin giúp học tốt Thứ hai, lớp học trở nên thoải mái Hơn nữa, thái độ học sinh thay đổi tích cực Trước thực nghiệm, hầu hết người tham gia thừa nhận học sinh thờ việc học kỹ giải tập Tuy nhiên ứng dụng đường tròn lượng giác giúp em học tốt chương dòng điện xoay chiều, dao động điện từ CHƯƠNG III - PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I KẾT LUẬN -Để dạy 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.và rèn luyện cho học sinh kĩ giải dạng tập trên.Nội dung đề tài thiết thực giáo viên học sinh ôn luyện thi THPT Quốc gia Trong bối cảnh đổi cải cách giáo dục ngày nay, đề tài “ Ứng đường tròn lượng giác để giải tập dao động điều hồ ” có vai trị quan trọng, giúp học sinh hình thành phát triển lực chung lực chun biệt: lực tính tốn Người giáo viên với vai trò người hướng dẫn phải sử dụng kỹ cho phù hợp trình dạy học để đạt mục đích học đề phù hợp với đối tượng học sinh Bài học cần phát huy hết trí lực học trị, giáo viên tổ chức hoạt động học tập lôi học sinh SKKN có ý nghĩa quan trọng việc dạy Vật lý , đáp ứng yêu cầu đổi phương pháp dạy học, phát huy vai trị tích cực học sinh, đem lại hiệu cao giảng dạy, nâng cao chất lượng học tập môn Hơn nữa, SKKN áp dụng phát triển rộng rãi tất khối lớp chương trình phổ thông II KIẾN NGHỊ Đối với giáo viên: Giáo viên Vật lý nên chuyên tâm dạy học cho em kỹ phân dạng giai tập Phải có sáng tạo, lịng nhiệt huyết u nghề, u mơn giảng dạy Có vậy, thầy khơng ngừng tìm tịi, học hỏi kinh nghiệm 20 ... này, tập trung vào ứng dụng để giải tập nâng cao chất lượng II CƠ SỞ LÝ LUẬN 2.1 Liên hệ chuyển động tròn dao động điều hòa: Khi nghiên cứu phương trình dao động x điều hịa, biết vật chuyển động. .. đạo dao động điều hịa Do P dao động điều hịa có dạng x = Acos( biểu diễn tương M0 đương với chuyển động trịn có: t - Tâm đường trịn vị trí cân O - Bán kính đường trịn với biên độ dao động: ... Góc mà bán kính nối vật chuyển động quét trình vật chuyển động trịn đều: = .t thời gian để vật dao động điều hòa góc là: t = = 2.2 Đối với dao động điều hịa ta có nhận xét sau: - Chiều