(Skkn 2023) ứng dụng phần mềm graph để thiết kế và xây dựng phương pháp giải nhanh các bài tập nâng cao về đồ thị chương “dao động cơ ” vật lí 12 thpt

SỞ GD&ĐT NGHỆ AN TRƯỜNG THPT PHAN THÚC TRỰC    SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐỀ TÀI ỨNG DỤNG PHẦN MỀM GRAPH ĐỂ THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH CÁC BÀI TẬP NÂNG CAO VỀ ĐỒ THỊ CHƯƠNG “DAO ĐỘNG CƠ ” - VẬT LÍ 12 THPT Lĩnh vực: Vật lí Tác giả : Nguyễn Thị Hoan Sđt 0356007907 Đơn vị : Trường THPT Phan Thúc Trực Tổ : Khoa học tự nhiên Năm học:2022-2023 MỤC LỤC NỘI DUNG TRANG PHẦN 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 1 Lí chọn đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đóng góp đề tài PHẦN 2: NỘI DUNG I Cơ sở khoa học 1.1 Cơ sở lí luận 1.1.1 Các đại lượng biến thiên tuần hoàn theo thời gian thuộc chương “dao động cơ” 1.1.2 Mối quan hệ đại lượng biến thiên tuần hoàn theo thời gian sở để vẽ đồ thị phụ thuộc chúng 1.1.3 Giới thiệu phần mềm vẽ đồ thị GRAPH 1.2 Cơ sở thực tiễn 1.2.1 Thực trạng hứng thú học sinh giải tập đồ thị chương “dao động cơ” 1.2.2 Thực trạng thuận lợi khó khăn giáo viên thiết kế tập đồ thị ôn thi tốt nghiệp THPT 1.3 Nguyên nhân giải pháp khắc phục 1.3.1 Nguyên nhân 1.3.2 Giải pháp khắc phục II Ứng dụng phần mềm GRAPH để thiết kế xây dựng phương pháp giải tập nâng cao đồ thị chương “Dao động cơ”- vật lí 12 THPT 2.1 Hệ thống hóa kiến thức số chủ đề xây dựng tập nâng cao đồ thị chương “Dao động cơ” 2.1.1 Liên hệ cực trị tích x1.x2 với độ lệch pha 2.1.2 Liên hệ tức thời hai dao động điều hòa tần số x1 x2 2.1.3 Liên hệ tức thời đại lượng dao động 10 2.2 Ứng dụng phần mềm GRAPH để thiết kế tập đồ thị 12 2.2.1 Thiết kế tập đồ thị biểu diễn phụ thuộc tích x1 x2 vào x2 x1 15 2.2.2 Thiết kế tập đồ thị biểu diễn mối quan hệ hai dao động điều hòa tần số x1 x2 25 2.2.3 Thiết kế tập đồ thị biểu diễn mối quan hệ tức thời đại lượng dao động 30 2.3 Xây dựng hệ thống tập phương pháp giải tập nâng cao đồ thị chương “Dao động cơ” 39 2.3.1 Hệ thống tập phương pháp giải tập đồ thị biểu diễn mối quan hệ tích x1x2 vào x2 x1 39 2.3.2 Hệ thống tập phương pháp giải tập đồ thị biểu diễn mối quan hệ hai dao động tần số x1 x2 44 2.3.3 Hệ thống tập phương pháp giải tập đồ thị biểu diễn mối quan hệ tức thời đại lượng dao động 51 III Khảo sát cấp thiết tính khả thi giải pháp đề xuất 57 3.1 Mục đích khảo sát 57 3.2 Nội dung phương pháp khảo sát 57 3.2.1 Nội dung khảo sát 57 3.2.2 Phương pháp khảo sát thang đánh giá 57 3.3 Đối tượng khảo sát 58 3.4 Kết khảo sát cấp thiết tính khả thi giải pháp đề xuất 58 3.4.1 Sự cấp thiết giải pháp đề xuất 62 3.4.2 Tính khả thi giải pháp đề xuất 63 IV Thực nghiệm sư phạm 64 4.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 64 4.2 Đối tượng thời gian thực nghiệm sư phạm 64 4.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 65 4.4 Kết thực nghiệm sư phạm 65 4.4.1 Phân tích kết định tính 65 4.4.2 Phân tích kết định lượng 66 PHẦN KẾT LUẬN 67 I Kết áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 67 II Những kiến nghị đề xuất 67 III Hướng phát triển đề tài 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG ĐỀ TÀI Từ viết tắt Nghĩa tiếng việt THPT Trung học phổ thông GV Giáo viên HS Học sinh DĐ Dao động Vd Ví dụ PT Phương trình PHẦN 1: ĐẶT VẤN ĐỀ Lí chọn đề tài “Dao động” chương quan trọng chương trình thi tốt nghiệp THPT Một lượng lớn câu hỏi trắc nghiệm đề tập trung phần Hơn phương pháp giải tập chương dao động sử dụng tương tự cho chương sau chương“sóng sóng âm” , “dịng điện xoay chiều”, “dao động sóng điện từ” Bài tập đồ thị vật lí học sinh đánh giá dạng tập khó Khi giải tập dạng địi hỏi học sinh phải thiết lập mối quan hệ đại lượng vật lí có mặt thơng qua đồ thị hàm số ; đồng thời học sinh phải vận dụng kiến thức kĩ toán học cách thành thạo để đưa phương án giải nhanh thời gian cho phép Tuy nhiên việc giải đáp án thời gian ngắn khó, đặc biệt với dạng đồ thị phức tạp Chính xây dựng phương pháp giải nhanh tập đồ thị nhu cầu cấp thiết q trình ơn thi tốt nghiệp THPT Vật lí tốn học hai mơn học có mối quan hệ mật thiết với Việc sử dụng phương trình tốn học để giải kĩ thiếu làm tập vật lí Tuy nhiên có nhiều đồ thị hàm số mà sử dụng kiến thức toán học THPT em học sinh vẽ đồ thị Hiện nay, tài liệu tham khảo thông qua trang mạng Internet hay sách bày bán thị trường có đề cập tới dạng tập đồ thị vật lí cịn nhiều hạn chế, chưa đa dạng chưa đáp ứng nhu cầu soạn thảo đề ôn tập thầy cô nhu cầu học hỏi, tìm hiểu học sinh khối 12 Trong phần mềm ứng dụng vẽ đồ thị, phần mềm GRAPH với nhiều ưu điểm trội như: dễ cài đặt ; dễ sử dụng ; vẽ nhiều dạng đồ thị phức tạp thể mối quan hệ đại lượng vật lí cách dễ dàng.Giúp giáo viên soạn thảo đề ôn thi cho học sinh với nhiều cấp độ khác nhau, ngồi cịn khai thác mở rộng thêm nhiều dạng đề Từ lí trên, với mong muốn góp phần vào việc đổi nâng cao chất lượng ôn tập cho học sinh kì thi học sinh giỏi, tốt nghiệp THPT, kì thi đánh giá lực trường đại học, Tôi lựa chọn nghiên cứu đề tài: “Ứng dụng phần mềm GRAPH để thiết kế xây dựng phương pháp giải nhanh tập nâng cao đồ thị chương “Dao động cơ” - vật lí 12 THPT” Đối tượng phạm vi nghiên cứu 2.1 Đối tượng nghiên cứu - Phần mềm vẽ đồ thị hàm số GRAPH - Các phương pháp giải tập đồ thị Vật lí - Các dạng đề cũ công ôn thi tốt nghiệp THPT - Giáo viên có nhu cầu tự thiết kế tập đồ thị vật lí - Học sinh có nhu cầu tìm hiểu phương pháp giải nhanh tập đồ thị khó chương “ dao động cơ” – Vật lí 12 THPT 2.2 Phạm vi nghiên cứu - Bài tập đồ thị khó chương “ dao động cơ” thuộc chương trình Vật lí 12 THPT Đóng góp đề tài + Đề tài sử dụng phần mềm GRAPH thiết kế hệ thống tập đồ thị vận dụng, vận dụng cao chương “dao động cơ”- Vật lí 12 THPT + Đề tài hệ thống hóa kiến thức đại lượng biến thiên điều hòa, biến thiên tuần hồn theo thời gian Từ xây dựng hai cách giải tập đồ thị: cách giải thông thường cách giải nhanh độc đáo, lạ + Phương pháp giải tập đồ thị chương “Dao động cơ” ứng dụng để giải tập tương tự chương “Sóng sóng âm”; “Dịng điện xoay chiều” “Dao động sóng điện từ” + Đề tài có tính ứng dụng cao, đáp ứng xu hướng đề kì thi tốt nghiệp THPT kì thi đánh giá lực trường Đại học Xây dựng dạng tập đồ thị góp phần làm phong phú thêm ngân hàng đề ôn thi tốt nghiệp PHẦN 2: NỘI DUNG I Cơ sở khoa học 1.1 Cơ sở lí luận 1.1.1 Các đại lượng biến thiên tuần hoàn theo thời gian thuộc chương “dao động cơ” ❖ Các đại lượng biến thiên điều hòa theo thời gian gồm: + Li độ: x = A cos( t +  ) + Vận tốc: v = A cos( t +  + ) + Gia tốc: a = A cos( t +  +  ) + Lực kéo về: Fkv = mA cos( t +  +  ) + Động lượng: p = mA cos(t +  + )   ❖ Các đại lượng biến thiên tuần hoàn theo thời gian gồm: + Lực đàn hồi lắc lò xo treo thẳng đứng tác dụng lên vật, chiều dương hướng xuống: Fdh = −k (l0 + x) = −k l0 − kA cos(t +  ) + Lực đàn hồi lắc lò xo treo thẳng đứng tác dụng lên điểm treo, chiều dương hướng xuống: Fdh = k (l0 + x) = k l0 + kA cos(t +  ) + Lực đàn hồi lắc lò xo treo thẳng đứng tác dụng lên vật, chiều dương hướng lên: Fdh = −k (−l0 + x) = k l0 − kA cos(t +  ) + Lực đàn hồi lắc lò xo treo thẳng đứng tác dụng lên điểm treo, chiều dương hướng lên: Fdh = k (−l0 + x) = −k l0 + kA cos(t +  ) + Động lắc lò xo: 1 Wd = mv = kA2 + kA2 cos(2t + 2 +  ) 4 + Thế lắc lò xo : 1 Wt = kx = kA2 + kA2 cos(2t + 2 ) 4 Chọn mốc đàn hồi vị trí lị xo khơng biến dạng, đó: + Thế đàn hồi lị xo treo thẳng đứng, chiều dương hướng xuống: Wdh = 1 k l = k ( l0 + x)2 2 + Thế đàn hồi lò xo treo thẳng đứng, chiều dương hướng lên Wdh = 1 k l = k (− l0 + x) 2  Tương tự với đại lượng lắc đơn 1.1.2 Mối quan hệ đại lượng biến thiên tuần hoàn theo thời gian sở để vẽ đồ thị phụ thuộc chúng ❖ Cơ sở để vẽ đồ thị phụ thuộc vào thời gian đại lượng vật lí + Các đại lượng A(t), B(t)… + Các hàm A(t ).B(t ) ; A(t ) + B(t ) ; A(t ) − B(t ) → Đều có phương trình hàm số phụ thuộc thời gian  Vd : x = A cos( t +  ) ; v = A cos( t +  + ) ; a = A cos( t +  +  ) x1 x2 = A1 cos( t + 1 ) A2 cos(t + 2 ) x1  x2 = A1 cos( t + 1 )  A2 cos(t +  ) ❖ Cơ sở để vẽ đồ thị phụ thuộc đại lượng vật lí + Các hàm A = f ( B) ; A.B = f ( B) → Đều xây dựng phương trình hàm số Vd: x1 = f ( x2 ) ; x1 x2 = f ( x2 ) ; x1v2 = f (v ) ; Wd = f (v) ; Wt = f (v) ; Fdh = f (l) … Mối quan hệ đại lượng vật lí phức tạp, để thiết kế tập đồ thị xây dựng phương pháp giải tập đồ thị phục vụ ơn thi tốt nghiệp THPT cần phải nghiên cứu đưa giải pháp phù hợp Tuy nhiên, dựa vào phần mềm vẽ đồ thị vẽ xác hình dạng đồ thị theo yêu cầu Đó sở khoa học để nghiên cứu, tìm tịi phát triển đề tài Có nhiều phần mềm vẽ đồ thị hàm số như: Graph Plotter , AutoGraph, Graph, Geogebra, FX MathPack Cloud, Function Grapher, Geometer’s Sketchpad…Mỗi phần mềm có ưu điểm nhược điểm riêng Tuy nhiên, phần mềm GRAPH tương tối đơn giản nên phù hợp với người bắt đầu sử dụng Hai phương pháp mà tơi trình bày đề tài áp dụng tương tự với nhiều phần mềm vẽ đồ thị khác 1.1.3 Giới thiệu phần mềm vẽ đồ thị GRAPH GRAPH phần mềm vẽ đồ thị toán học cách dễ dàng nhờ cơng cụ có sẵn, nhiều màu sắc, tinh chỉnh để có loại đồ thị phù hợp với yêu cầu đặt GRAPH nhanh chóng vẽ đồ thị hàm số theo hàm số số liệu mà người dùng nhập vào GRAPH hỗ trợ lớn việc thiết kế tập đồ thị Vật lí, người dùng vẽ đồ thị phần mềm sử dụng hình ảnh lưu dùng văn Những tính GRAPH: - Vẽ đồ thị hàm số toán học: + Vẽ hay nhiều đồ thị hàm số hệ trục tọa độ + Vẽ đồ thị hàm số phức tạp tích (thương) hay tổng (hiệu) hai hàm số phức tạp khác - Cơ chế nhanh, xác - Hỗ trợ nhiều ngơn ngữ, có tiếng việt - Có thể chèn thêm tiêu đề vào hệ trục - Có thể thêm vào tập hợp điểm từ tập tin chương trình khác Microsoft Excel - Có thể dán hình ảnh vào văn - Văn bao gồm nhiều nhóm đối tượng OLE, Ví dụ Microsoft Equation 1.2 Cơ sở thực tiễn 1.2.1 Thực trạng hứng thú học sinh giải tập đồ thị chương “dao động cơ” Để tìm hiểu thực trạng hứng thú học sinh giải tập đồ thị chương “dao động cơ”, tiến hành khảo sát 78 học sinh lớp chọn khối A khối A bao gồm lớp 12A 12A1 trường THPT Phan Thúc Trực phiếu khảo sát số (nội dung phiếu khảo sát trình bày phụ lục 1) Kết thu Câu hỏi (1) (2) (3) (4) Lựa chọn Có Khơng Có Khơng Có Khơng Rồi Chưa Số lượng 70 32 46 65 13 20 58 Tỉ lệ % 89,7 10,3 41 59 83,3 16,7 25,6 74,4 Từ kết khảo sát, Tôi thấy học sinh dạng tốn khó, địi hỏi tư cao, việc vận dụng nhiều kiến thức tổng hợp để giải toán thường chiếm nhiều thời gian Hơn tập đồ thị dao động đa dạng, có nhiều đại lượng vật lí liên quan mật thiết với Do việc giải tập đồ thị khó thuộc chương “dao động cơ” HS gặp khó khăn Dù em thường xuyên gặp tập khó đồ thị chương “Dao động cơ”, đa số em lại chưa thực có hứng thú với dạng tập cịn gặp nhiều khó khăn giải, chưa tìm phương pháp giải phù hợp 1.2.2 Thực trạng thuận lợi khó khăn giáo viên thiết kế tập đồ thị ôn thi tốt nghiệp THPT Để tìm hiểu thực trạng thuận lợi khó khăn giáo viên gặp phải dạy thiết kế tập đồ thị chương “ dao động cơ” nói riêng tập đồ thị chương chương trình ơn thi tốt nghiệp THPT nói chung, Tơi tiến hành khảo sát 10 giáo viên trường THPT Phan Thúc Trực dạy ôn thi tốt nghiệp THPT phiếu khảo sát số (nội dung phiếu khảo sát trình bày phụ lục 1) Kết khảo sát Câu hỏi (1) (2) (3) (4) (5) Lựa chọn Có Khơng Có Khơng Có Khơng Có Khơng Có Khơng Số lượng 10 7 Tỉ lệ % 100 80 20 30 70 30 70 20 80 Từ kết khảo sát, Tôi thấy đa số giáo viên gặp phải thuận lợi khó khăn sau: - Thuận lợi: + Hiện thị trường (nhà sách, mạng internet) có nhiều tài liệu ôn tập tập đồ thị + Các dạng đề tập đồ thị khai thác đến thời điểm đa dạng  Kết thu từ phiếu điều tra dành cho HS Các giải pháp TT Các thông số X Mức Xây dựng phương pháp giải tập đồ thị vật lí chương “dao động cơ”- vật lí 12 THPT 3,852 Xây dựng phương pháp giải nhanh số dạng tập khó đồ thị Vật lí chương “dao động cơ” – Vật lí 12 THPT 3,852 ➢ Nhận xét: • Từ kết khảo sát trên, tơi nhận thấy nhóm đối tượng khảo sát đánh giá cao tính cấp thiết giải pháp đề xuất • Với điểm trung bình giải pháp 3.781 Giải pháp đánh giá có tính cấp thiết cao GV “Xây dựng phương pháp thiết kế tập đồ thị Vật lí ứng dụng phần mềm GRAPH để vẽ tập đồ thị Vật lí”; HS giải pháp cấp thiết • Như thấy việc áp dụng giải pháp mà đề xuất vào trình dạy học cấp thiết 3.4.2 Tính khả thi giải pháp đề xuất  Kết thu từ phiếu điều tra dành cho GV TT Các giải pháp Các thông số X Mức Xây dựng phương pháp thiết kế tập đồ thị Vật lí ứng dụng phần mềm GRAPH để vẽ tập đồ thị Vật lí 3,711 Xây dựng phương pháp giải tập đồ thị vật lí chương “dao động cơ”- vật lí 12 THPT 3,734 Xây dựng phương pháp giải nhanh số dạng tập khó đồ thị Vật lí chương “dao động cơ” – Vật lí 12 THPT 3,8 63  Kết thu từ phiếu điều tra dành cho HS TT Các giải pháp Các thông số X Mức Xây dựng phương pháp giải tập đồ thị vật lí chương “dao động cơ”- vật lí 12 THPT 3,790 2 Xây dựng phương pháp giải nhanh số dạng tập khó đồ thị Vật lí chương “dao động cơ” – Vật lí 12 THPT 3,804 ➢ Nhận xét : • Từ kết khảo sát cho thấy, đối tượng khảo sát đánh giá cao tính khả thi giải pháp mà tơi đề xuất • Điểm trung bình giải pháp 3.768, giải pháp đánh giá có tính khả thi “Xây dựng phương pháp giải nhanh số dạng tập khó đồ thị Vật lí chương “dao động cơ” – Vật lí 12 THPT” • Qua thấy giải pháp mà tơi đưa có tính khả thi cao, áp dụng rộng rãi vào q trình dạy học IV Thực nghiệm sư phạm 4.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm Kiểm chứng tính khả thi hiệu việc ứng dụng phần mềm GRAPH để thiết kế xây dựng phương pháp giải tập nâng cao đồ thị chương “Dao động cơ”- vật lí 12 THPT góp phần nâng cao hiệu q trình dạy học ôn thi tốt nghiệp cho học sinh khối 12 Từ điều chỉnh hồn thiện đề tài 4.2 Đối tượng thời gian thực nghiệm sư phạm 4.2.1 Đối tượng thực nghiệm Vì đề tài tơi nghiên cứu thuộc dạng tập khó nên đối tượng thực nghiệm mà lựa chọn lớp chọn trường THPT Phan Thúc Trực Lớp 12A( lớp chọn khối A) lớp 12 A1( lớp chọn khối A1) Lớp thực nghiệm Lớp đối chứng Môn 12A 12A1 Vật lí GV phụ trách: Nguyễn Thị Hoan GV phụ trách: Nguyễn Minh Hiền 64 Trong trình dạy thực nghiệm sư phạm, Tôi đồng nghiệp Thầy Nguyễn Minh Hiền giúp đỡ Các lớp lựa chọn để dạy thực nghiệm đối chứng có chất lượng học tập năm học trước gần tương đương, giáo viên đứng lớp có lực chun mơn tốt, nhiệt tình có trách nhiệm cao với cơng việc 4.2.2 Thời gian thực nghiệm Từ tháng / 2022 đến tháng 10/2022 4.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm Tôi đồng nghiệp dạy lớp thực nghiệm đối chứng Lớp thực nghiệm dạy theo phương pháp đề tài này, lớp đối chứng đồng nghiệp dạy bình thường chương trình dạy ơn thi tốt nghiệp THPT Trong trình dạy thực nghiệm, kiểm tra đánh giá mức độ tiếp thu kiến thức khả vận dụng kiến thức học sinh lớp thông qua dạy học tập đồ thị chương “ dao động cơ” Cuối chương trình học thực nghiệm, tơi bố trí kiểm tra trắc nghiệm ngắn để xác định mức độ nắm bắt kiến thức khả vận dụng linh hoạt phương pháp giải tập đồ thị học sinh.( nội dung kiểm tra trình bày phần phụ lục 4) 4.4 Kết thực nghiệm sư phạm 4.4.1 Phân tích kết định tính Lớp thực nghiệm sau tiếp cận phương pháp giải tập đồ thị khó chương “ dao động cơ”, em cảm thấy phần giảm áp lực thi cử thời gian tới Khơng cịn ngại làm tập đồ thị, khơng cịn né tránh tập đồ thị, mà nhiều em tỏ hứng thú, chí cịn đam mê giải đề đồ thị, thường xuyên trao đổi với giáo viên, đặt câu hỏi ngược để tìm hiểu sâu biết tìm tịi nguồn tài liệu đồ thị dao động để chia sẻ cho bạn bè học Các em tỏ háo hức phấn khởi biết phương pháp giải tập đồ thị chương “ dao động cơ” áp dụng tương tự cho tập đồ thị nhiều chương khác Lớp đối chứng GV phụ trách dạy theo chương trình ơn tập, bám sát chương trình ơn thi, tập đồ thị em khơng phân loại, không tiếp cận nội dung phương pháp đề tài nên nhiều em học sinh làm bản, chủ yếu 7+, 8+ , đề 9+ em tỏ ngại làm đề , thường né tránh đề đồ thị nâng cao nghĩ thân khơng làm 65 4.4.2 Phân tích kết định lượng Kết thu từ kiểm tra tiến hành cuối trình thực nghiệm sau: Điểm 10 TB SL 0 14 10 1 6,47 % 0 2,8 2,8 0 0 10 0 0 9,5 Nhóm Đối chứng Thực SL nghiệm % 5,6 11,1 38,9 27,8 11,1 15 8,17 16,7 35,7 23,8 14,3 Từ bảng số liệu thu được, rút số nhận xét sau: Tuy có trình độ khả học tập tương đương nhau, kết thu lớp thực nghiệm cao lớp đối chứng, cụ thể: • Điểm trung bình lớp thực nghiệm 8,17 cao lớp đối chứng 1,7 điểm • Phổ điểm lớp đối chứng chủ yếu tập trung mức điểm điểm 9, lớp đối chứng hủ yếu mực điểm điểm • Số học sinh đạt điểm 9, điểm 10 lớp thực nghiệm nhiều đáng kể so với lớp đối chứng • Ở lớp thực nghiệm, điểm học sinh dao động từ điểm đến điểm 10, lớp đối chứng phổ điểm trải rộng từ điểm đến điểm 10 Từ thấy được, sử dụng biện pháp xây dựng phương pháp giải giải nhanh tập nâng cao chương “Dao động cơ” – Vật lí 12 THPT góp phần nâng kết học tập học sinh 66 PHẦN KẾT LUẬN I Kết áp dụng sáng kiến kinh nghiệm Xây dựng phương pháp thiết kế tập đồ thị “ dao động cơ” giúp GV chủ động việc soạn đề ôn thi tốt nghiệp THPT Làm giàu thêm ngân hàng đề ôn thi mà khơng phụ thuộc vào đề cũ, đề thi đề chia sẻ mạng Internet Đề tài hướng dẫn sử dụng phần mềm vẽ đồ thị GRAPH để thiết kế tập đồ thị phần mềm GRAPH tương đối dễ sử dụng, phù hợp với người bắt đầu vẽ đồ thị Và phương pháp thiết kế tập đồ thị chương “ dao động cơ” áp dụng tương tự với nhiều phần mềm vẽ đồ thị khác Đề tài xây dựng phương pháp giải tập đồ thị khó chương “dao động cơ” giúp HS đạt kết tốt kì thi tốt nghiệp THPT kì thi HSG cấp Đề tài xây dựng phương pháp giải tập đồ thị nhanh cho số dạng đề mang tính đặc thù II Những kiến nghị đề xuất Đề tài giải ba nhu cầu cấp thiết cho công ôn thi tốt nghiệp THPT Một GV chủ động soạn đề ôn tập ; hai HS tiếp cận tiếp thu dạng đề nâng cao đồ thị Vật lí ; ba HS giải nhanh tập đồ thị khó khoảng thời gian ngắn Nên kiến nghị mong quan tâm cấp lãnh đạo nhà trường THPT chia sẻ rộng rãi quý thầy cô giáo, em HS để giúp cho việc ôn thi tốt nghiệp THPT tốt III Hướng phát triển đề tài Giới hạn đề tài trình bày chương “dao động cơ” Tuy nhiên phương pháp thiết kế tập đồ thị phương pháp giải tập đồ thị hoàn toàn sử dụng tương tự với chương khác “sóng sóng âm” , “dịng điện xoay chiều”, “dao động sóng điện từ” Giới hạn đề tài trình bày phương pháp thiết kế tập đồ thị phần mềm GRAPH Tuy nhiên phương pháp thiết kế sử dụng tương tự với nhiều phần mềm vẽ đồ thị khác Đề tài tập trung sâu nghiên cứu dạng đề khó Các dạng đề 7+, 8+ đề thiết kế dễ hơn, không yêu cầu phải suy luận nhiều bước trước thiết kế nên khơng thiết phải có nhu cầu tìm hiểu đề 9+ tiếp cận với đề tài Đề tài phù hợp với đối tượng Yên Thành, ngày 21/4/2023 Người viết sáng kiến Nguyễn Thị Hoan 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO Chu Văn Biên – Bổ trợ kiến thức luyện thi đại học kênh VTV2- NXB Tổng hợp TP Hồ Chí Minh Tăng Hải Tuân – Cơng phá Vật lí tập – NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội Đề thi THPT quốc gia năm Bộ GD& ĐT Đề minh họa THPT Quốc Gia Bộ GD& ĐT Một số đề thi thử THPT Quốc Gia số trường THPT Tỉnh Nguồn Internet- hướng dẫn sử dụng phần mềm GRAPH 68 PHỤ LỤC 1: PHIẾU KHẢO SÁT SỐ Thực trạng hứng thú học sinh giải tập đồ thị chương “Dao động cơ” (Dành cho học sinh) Họ tên: Lớp: (Học sinh khơng ghi họ tên) Hãy trả lời câu hỏi sau cách đánh dấu X vào ô tương ứng mà em lưa chọn Nội dung Có/Rồi Khơng/ Chưa (1)Trong q trình giải tập, em có thường xuyên gặp tập khó đồ thị chương “Dao động khơng? (2)Em có hứng thú, thích giải tập khó đồ thị chương “Dao động cơ” không? (3)Các em có gặp nhiều khó khăn giải tập khó đồ thị chương “Dao động cơ” khơng? (4)Các em hướng dẫn tìm phương pháp để giải tập khó đồ thị chương “Dao động cơ” chưa ? PHIẾU KHẢO SÁT SỐ Thực trạng thuận lợi khó khăn giáo viên thiết kế tập đồ thị ôn thi tốt nghiệp THPT (Dành cho giáo viên) Họ tên giáo viên: Thầy/ cô trả lời câu hỏi sau cách đánh dấu X vào ô tương ứng mà thầy lựa chọn Nội dung Có Khơng (1)Thầy/cơ có gặp khó khăn tìm nguồn tài liệu ơn tập phần tập đồ thị không? (2)Theo thầy/cô dạng tập đồ thị mà thầy cô khai thác có đa dạng khơng? (3)Theo thầy/cơ, nguồn tập khó đồ thị có nhiều hay khơng ? (4)Thầy có thường xun tự thiết kế tập khó đồ thị khơng? (5)Khi thiết kế tập khó đồ thị, thầy/cơ có gặp nhiều khó khăn hay khơng? PHỤ LỤC 2: PHIẾU KHẢO SÁT Về cấp thiết tính khả thi giải pháp (Dành cho giáo viên) Đề tài ““Ứng dụng phần mềm GRAPH để thiết kế xây dựng phương pháp giải nhanh tập nâng cao đồ thị chương “Dao động cơ” - vật lí 12 THPT”” Đánh giá cấp thiết giải pháp đề xuất với việc nâng cao hiệu trình dạy học Vật lí 12 ✓ Theo Thầy (Cơ) việc sử dụng thành thạo phần mềm vẽ đồ thị hàm số để phục vụ cho việc thiết kế tập đồ thị dạy học Vật lí vấn đề cấp thiết không? ✓ Theo Thầy (Cô) việc xây dựng phương pháp giải tập đồ thị Vật lí khó dành cho đối tượng HS giỏi, đặc biệt phục vụ cho công tác ôn thi tốt nghiệp THPT vấn đề cấp thiết không? ✓ Theo Thầy (Cô) việc xây dựng cho HS phương pháp giải nhanh tập đồ thị Vật lí khó cơng tác ôn thi tốt nghiệp THPT vấn đề cấp thiết khơng? Đánh giá tính khả thi giải pháp việc nâng cao chất lượng dạy học Vật lí 12 ✓ Theo Thầy (Cơ) việc sử dụng phần mềm GRAPH vào thiết kế tập đồ thị Vật lí có tính khả thi khơng? ✓ Theo Thầy (Cô) việc xây dựng phương pháp giải tập đồ thị Vật lí cho HS giúp HS nâng cao chất lượng học tập có tính khả thi khơng? ✓ Theo Thầy (Cô) việc xây dựng phương pháp giải nhanh tập đồ thị Vật lí cho HS giúp cho em đạt kết cao kì thi tốt nghiệp THPT có tính khả thi khơng? PHIẾU KHẢO SÁT Về cấp thiết tính khả thi giải pháp (Dành cho học sinh) Đề tài ““Ứng dụng phần mềm GRAPH để thiết kế xây dựng phương pháp giải nhanh tập nâng cao đồ thị chương “Dao động cơ” - vật lí 12 THPT”” Đánh giá cấp thiết giải pháp nhằm nâng cao hiệu học tập mơn Vật lí 12 ✓ Theo em việc nắm bắt phương pháp giải tập đồ thị Vật lí vấn đề cấp thiết khơng? ✓ Theo em việc nắm bắt phương pháp giải nhanh số dạng tập đồ thị Vật lí nâng cao vấn đề cấp thiết khơng? Đánh giá tính khả thi giải pháp nhằm nâng cao hiệu học tập mơn Vật lí 12 ✓ Theo em việc nắm vững phương pháp giải tập đồ thị Vật lí giúp em nâng cao kết thi tốt nghiệp THPT có tính khả thi khơng? ✓ Theo em việc nắm vững phương pháp giải nhanh số dạng tập đồ thị Vật lí nâng cao giúp em đạt kết tốt kì thi tốt nghiệp THPT có tính khả thi khơng? PHỤ LỤC 3: MỘT SỐ HÌNH ẢNH THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM PHỤ LỤC 4: ĐỀ KHẢO SÁT THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM (Thời gian làm bài: 45 phút) Câu Một vật dao động điều hịa có đồ thị vận tốc theo thời gian hình vẽ Phương trình dao động vật A x = 20cos cm B x = 20cos cm C x = 20cos cm D x = 20cos cm Câu Một chất điểm dao động điều hịa có đồ thị biểu diễn phụ thuộc gia tốc a vào thời gian t hình vẽ Ở thời điểm t = 0, vận tốc chất điểm A 1,5π m/s B 3π m/s C 0,75π m/s D -1,5π m/s Câu Cho dao động điều hòa x1; x2 phương, tần số có đồ thị hình vẽ Dao động tổng hợp x1; x2 có phương trình A x = cos(πt - B x = cos(πt - ) cm C x = cos(2πt - ) cm D x = cos(2πt - ) cm ) cm Câu Đồ thị hai dao động điều hòa tần số có dạng hình vẽ Phương trình sau phương trình dao động tổng hợp chúng A x = 5cos B x = cos cm cm C x = 5cos cm D x = 5cos cm Câu Một vật có khối lượng m = 100 g, dao động điều hồ theo phương trình có dạng x = Acos(ωt + φ) Biết đồ thị lực kéo theo thời gian F(t) hình vẽ Lấy π2 = 10 Viết phương trình dao động vật A x = 4cos(πt + π/6) cm B x = 4cos(πt + π/3) cm C x = 4cos(πt - π/3) cm D x = 4cos(πt - π/6) cm Câu Hai lắc lị xo dao động điều hịa có động biến thiên theo thời gian đồ thị, lắc (1) đường liền nét lắc (2) đường nét đứt Vào thời điểm hai lắc tỉ số động lắc (1) động lắc (2) A B C D Câu Một lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng m = 200 g lị xo có độ cứng k, dao động điều hòa theo phương thẳng đứng Chọn gốc tọa độ vị trí cần bằng, chiều dương hướng xuống Đồ thị biểu diễn phụ thuộc lực đàn hồi theo thời gian cho hình vẽ Biết F1 + 3F2 + 6F3 = Lấy g = 10 m/s2 Tỉ số thời gian lò xo giãn với thời gian lò xo nén chu kì gần giá trị sau đây? A 2,46 B 1,38 Câu Một vật có khối lượng 400g dao động điều hịa có đồ thị hình vẽ Tại thời điểm t = vật chuyển động theo chiều dương, lấy π2 = 10 Phương trình dao động vật A x = 10cos(πt + ) cm B x = 5cos(2πt - ) cm C x = 10cos(πt - ) cm D x = 5cos(2πt - ) cm C 1,27 D 2,15 Câu Một lắc lò xo với vật nặng có khối lượng m dao động điều hịa theo phương thẳng đứng Chọn gốc tọa O vị trí cân bằng, chiều dương hướng xuống Đồ thị động năng, đàn hồi lò xo theo thời gian cho hình vẽ Xác định khối lượng vật nặng Lấy π2 = 10 A kg C 0,25 kg B 0,8 kg D 0,5 kg Câu 10 Động vật dao động điều hòa phụ thuộc vào li độ theo đồ thi hình vẽ Biên độ dao động vật là: A cm B cm C cm D 6,5 cm Câu 11 Hai lắc lò xo dao dộng điều hịa phương, vị trí cân hai lắc nằm đường thẳng vng góc với phương dao động hai lắc Đồ thị lực phục hồi F phụ thuộc vào li độ x hai lắc biểu diễn hình bên Chọn mốc vị trí cân Nếu lắc (1) W1 lắc (2) A W1 B 2W1 C W1 D W1 Câu 12 Một lắc lò xo treo thẳng đứng có độ cứng k = 25N/m dao động điều hòa theo phương thẳng đứng nơi có gia tốc trọng trường g = π2 = 10m/s2 Biết trục Ox thẳng đứng hướng xuống, gốc O trùng với vị trí cân Biết giá trị đại số lực đàn hồi tác dụng lên vật biến thiên theo đồ thị Viết phương trình dao động vật? A x = 8cos(4πt + π/3) cm B x = 8cos(4πt - π/3) cm C x = 10cos(5πt+ π/3) cm D x = 10cos(5πt - 2π/3) cm Câu 13 Một lắc lị xo dao động điều hịa Hình bên đồ thị biểu diễn phụ thuộc động Wđ lắc theo thời gian t Hiệu t2 – t1 có giá trị gần với giá trị sau đây? A 0,27 s B 0,24 s C 0,22 s D 0,20 s Câu 14 Một lắc lò xo treo thẳng đứng gồm lò xo nhẹ có độ cứng k gắn với vật nhỏ có khối lượng m dao động điều hòa Lực đàn hồi lò xo tác dụng lên vật trình dao động có đồ thị hình vẽ Thời gian lị xo bị nén chu kì A B C D Câu 15 Hai lắc lò xo thẳng đứng Chiều dương từ xuống Độ lớn lực đàn hồi tác dụng nên lắc có đồ thị phụ thuộc thời gian hình vẽ Cơ lắc (1) (2) W1 W2 Tỉ số A 0,18 B 0,36 C 0,54 D 0,72 Câu 16 Cho hai vật dao động điều hòa dọc theo hai đường thẳng song song với trục Ox Vị trí cân vật nằm đường thẳng vng góc với trục Ox O Trong hệ trục vng góc xOv, đường (1) đồ thị biểu diễn mối quan hệ vận tốc li độ vật 1, đường (2) đồ thị biểu diễn mối quan hệ vận tốc li độ vật (hình vẽ) Biết lực kéo cực đại tác dụng lên hai vật trình dao động Tỉ số khối lượng vật với khối lượng vật A B C 27 D Câu 17 Một lắc lò xo treo thẳng đứng, kích thích cho lắc dao động điều hịa với biên độ A Đồ thị (1) biểu diễn lực hồi phục phụ thuộc vào thời gian Đồ thị (2) biểu diễn độ lớn lực đàn hồi phụ thuộc vào thời gian Lấy g = 10 m/s2 π2 = 10 Độ ứng lò xo A 100 N/m C 200 N/m B 400 N/m D.300 N/m Câu 18 Một chất điểm dao động điều hịa có đồ thị biểu diễn phụ thuộc li độ x vào thời gian t hình vẽ Tại thời điểm t = 0,2 s, chất điểm có li độ cm Ở thời điểm t = 0,9 s, gia tốc chất điểm có giá trị A 14,5 cm/s2 B 57,0 cm/s2 C.5,70 m/s2 D.1,45 m/s2 Câu 19 Một vật có khối lượng 250 g dao động điều hòa, chọn gốc tính vị trí cân bằng, đồ thị động theo thời gian hình vẽ Thời điểm vật có vận tốc thỏa mãn v = -10x (x li độ) A s B s C s D s Câu 20 Đồ thị biểu diễn biến thiên động vật dao động điều hịa cho hình vẽ bên Biết vật nặng 200g Lấy π2 = 10 Từ đồ thị ta suy phương trình dao động vật A x = 5cos(4πt - ) cm B x = 4cos(4πt - ) cm C x = 4cos(4πt - ) cm D x = 5cos(4πt + ) cm