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 C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Sáng kiến kinh nghiệm Mô 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 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Trang C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an 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 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Trang C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an 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 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Trang C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an 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 toán 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 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Trang C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an 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 0R  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 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn    ' = 2    f '= f  T ' = T /  Trang C.33.44.55.54.78.65.5.43.22.2.4 22.Tai lieu Luan 66.55.77.99 van Luan an.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.22 Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an 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 không tuần hồn 3.1 Đồ thị phụ thuộc R cơng 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 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Trang 10