Nội dung tiểu luận này được viết theo chủ đề, dạng toán cụ thể, bám sát nội dung của sách giáo khoa vật lý lớp 12 nâng cao, gồm các mục chính sau:+ Mục “Tóm tắt lý thuyết” tóm tắt các kiến thức cần thiết để giải các bài tập dao động điều hòa của con lắc.+Mục “Các dạng bài tập và phương pháp giải” gồm hai phần:1. Đưa ra phương pháp giải cho từng chủ đề nhằn giúp cho học sinh hiểu rõ và nắm được phương pháp giải của từng dạng bài tập.để áp dụng vào các bài tập trắc nghiêm liên quan một cách nhanh hơn.2. Bài tập vân dụng cho từng chủ đề giúp cho học sinh áp dụng giải các bài tập trắc nghiêm liên quan hoặc có nội dung tương tự một cách nhanh hơn. Các bài tập được trình bày trong tiểu luận đều có phương pháp giải và hướng dẫn giải cụ thể từ đó có thể giúp học sinh giải được các bài tập tương tự, rèn luyện kĩ năng giải bài tập, phát triển năng lực tự làm việc của học sinh.
Trang 1LỜI NÓI ĐẦU
Tiểu luận “Sử dụng vòng tròn lượng giác để giải bài tập phần “Daođộng điều hòa” trong chương “Dao động cơ” của chương trình vật lý 12_Nâng cao” được viết trên tinh thần nhằm giúp học sinh có những hiểu biết đầy
đủ về các phương pháp bài tập vật lý “Dao động điều hòa” lớp 12 thông quaviệc sử dụng vòng tròn lượng giác để giải, trên cơ sở đó rèn luyện được kĩnăng giải các dạng bài tập này
- Nội dung tiểu luận này được viết theo chủ đề, dạng toán cụ thể, bámsát nội dung của sách giáo khoa vật lý lớp 12 nâng cao, gồm các mục chínhsau:
+ Mục “Tóm tắt lý thuyết” tóm tắt các kiến thức cần thiết để giải cácbài tập dao động điều hòa của con lắc
+Mục “Các dạng bài tập và phương pháp giải” gồm hai phần:
1 Đưa ra phương pháp giải cho từng chủ đề nhằn giúp cho học sinhhiểu rõ và nắm được phương pháp giải của từng dạng bài tập.để áp dụng vàocác bài tập trắc nghiêm liên quan một cách nhanh hơn
2 Bài tập vân dụng cho từng chủ đề giúp cho học sinh áp dụng giải cácbài tập trắc nghiêm liên quan hoặc có nội dung tương tự một cách nhanh hơn
- Các bài tập được trình bày trong tiểu luận đều có phương pháp giải vàhướng dẫn giải cụ thể từ đó có thể giúp học sinh giải được các bài tập tương
tự, rèn luyện kĩ năng giải bài tập, phát triển năng lực tự làm việc của học sinh
Để được làm tiểu luận này, em xin chân thành cám ơn toàn thể quýthầy cô Khoa Vật Lý – Trường Đại Học Sư Phạm Huế và đặc biệt giảng viênthầy giáo Lê Văn Giáo đã tận tình hướng dẫn cho em trong quá trình nghiêncứu và hoàn thành đề tài
Xin trân trọng cám ơn thư viện trường ĐHSP cùng các bạn lý 3B đãđóng góp ý kiến, giúp đỡ em về tài liệu để em có thể hoàn thành đề tài nàyđúng thời hạn
Trang 2Mặc dù đã đầu tư công sức, cố gắng và cẩn thận, nhưng do điều kiện
về thời gian, hạn chế về kiến thức và kinh nghiệm về phương pháp giảng dạythực tế chưa nhiều nên chắc chắn tiểu luận này vẫn còn nhiều thiếu sót Emkính mong nhận được những ý kiến đóng góp chân tình của quý thầy cô vàcác bạn để đề tài được hoàn thiện hơn
Trang 3PHẦN MỘT: MỞ ĐẦU
I Lý do chọn đề tài:
Các sự vật hiện tượng vật lý trong tự nhiên là muôn màu muôn vẻ, vấn
đề đặt ra với người học Vật lý là vận dụng được những kiến thức đã học đểgiải quyết các vấn đề trong thực tiễn, muốn làm được điều này thì người họcphải nắm vững được bản chất vật lý của vấn đề Tuy nhiên, các lý thuyết, cácđối tượng nghiên cứu được trình bày ở phổ thông còn nặng về lý thuyết, cònmang tính chất lý tưởng hóa, đã thoát khỏi mối quan hệ ràng buộc, qui địnhlẫn nhau Cho nên, người học đã gặp không ít những khó khăn trong quá trìnhvận dụng Là một sinh viên chuyên ngành sư pham Vật lý, hiểu được những
vấn đề trên tôi quyết định chọn đề tài: “Sử dụng vòng tròn lượng giác để giải bài tập phần “Dao động điều hòa” trong chương “Dao động cơ” của chương trình vật lý 12_ Nâng cao”.
Dao động là chuyển động có giới hạn trong không gian và được lập đilặp lai quanh vị trí cân bằng vị trí này thường là vị trí mà vật đứng yên Khitrạng thái dao động của vật được lập đi lặp lại như cũ sau những khoảng thờigian băng nhau gọi là dao động tuần hoàn, nhưng khi dao động được mô tảbằng một hàm cosin hoặc sin của thời gian nhân với hằng số thì dao động đógoi là dao động tuần hoàn.Chính điều đó người ta đã tạo ra con lắc đơn, conlắc lò xo và các loại con lắc khác có dạng dao động hình cosin hoặc sin đểứng dụng chúng rộng rãi trong thực tế của cuộc sống
Phần “Dao động điêu hòa” trong chương “Dao động cơ” là một trongnhững phân quan trong của chương trình vật lý 12 Việc nắm vững kiến thức,vận dụng kiến thức để giải các bài tập định tính, bài tập định lượng củachương này đối với học sinh thật không dễ dàng Chính vì vậy, đề tài “Lựachọn hệ thống bài tập, hướng dẫn giải và giải bài tập vật lý (phần “Dao độngđiều hòa” trong chương “Dao động cơ” của lớp 12 chương trình nâng cao) sẽgiúp học sinh có một hệ thống bài tập, có phương pháp giải nhanh và cụ thể
Trang 4từng dạng với hướng dẫn giải chi tiết từng bài, từ đó giúp học sinh có thể hiểu
rõ hơn về chương dòng dao động cơ diều hòa của con lắc đờn và con lắc lò
xo Đồng thời thông qua việc giải bài tập, học sinh có thể được rèn luyện về
kĩ năng giải bài tập, phát triển tư duy sáng tạo và năng lực tự làm việc của bảnthân
II Mục đích nghiên cứu:
Xây dựng hệ thống bài tập, hướng dẫn phương pháp giải các dạng bàitập của phần “Dao động điều hòa” trong chương “Dao động cơ” Từ đó vạch
ra tiến trình hướng dẫn hoạt động dạy học (gồm hoạt động của giáo viên vàhoạt động của học sinh) nhằm giúp học sinh nắm vững kiến thức về phần này,trên cơ sở đó học sinh có thể tự lực vận dụng kiến thức để giải các bài tậpcùng dạng theo phương pháp đã đưa ra
III Nhiệm vụ nghiên cứu:
1 Nghiên cứu lý luận dạy học về bài tập vật lý để vận dụng vào hoạtđộng dạy học
2 Nghiên cứu nội dung phần “Dao động điều hòa” trong chương “Daođộng cơ” của chương trình sách giáo khoa vật lý 12 nâng cao nhằm xác địnhnội dung kiến thức cơ bản học sinh cần nắm vững và các kĩ năng giải bài tập
cơ bản học sinh cần rèn luyện
3 Soạn thảo hệ thống bài tập của chương này, đưa ra phương pháp giảitheo từng dạng, đề xuất tiến trình hướng dẫn học sinh giải bài tập trong hệthống bài tập này
4 Xây dựng hệ thống cơ sở lỳ thuyết và giới hạn áp dụng cho chúng
IV Phương pháp nghiên cứu:
1 Nghiên cứu lý luận về dạy học bài tập vật lý
2 Nghiên cứu chương trình vật lý trung học phổ thông: bao gồm sáchgiáo khoa vật lý 12, sách bài tập, một số sách tham khảo vật lý 12 về phầndao đông điều hòa của con lắc đơn và của con lắc lò xo
Trang 53 Lựa chọn các dạng bài tập trong sách giáo khoa, sách bài tập, sáchtham khảo phù hợp với nội dung, kiến thức của chương(phương pháp thu thậptài liệu).
V Giới hạn nghiên cứu:
1 Do hạn chế về thời gian, kiến thức và phương pháp giảng dạy thực tếnên hệ thống bài tập được lựa chọn còn mang tính chủ quan và chưa thật sựphong phú, nhất là phần bài tập định tính
2 Do chưa có kinh nghiệm về phương pháp giảng dạy nên tiến trìnhhướng dẫn học sinh giải có thể vẫn chưa hay
3 Vật lý học là khoa học thực nghiệm, tuy nhiên trong đề tài vẫn chưathể đưa ra các bài tập thực nghiệm, cũng như chưa thực hiện được phần thựcnghiệm sư phạm
VI Giả thuyết khoa học.
Để giải quyết các nhiệm vụ thực tiễn đặt ra trong việc học Vật lý nóichung và trong phần dao động điều hòa của con lắc nói riêng thì người họccần phải trang bị cho bản thân thói quen, kỹ năng tư duy dựa trên bản chất củavấn đề
Trang 6PHẦN HAI: LÝ LUẬN CHUNG
LÝ LUẬN CHUNG VỀ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY BÀI TẬP
VẬT LÝ Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
Chúng ta đang sống trong sống trong thời đại của sự bùng nổ tri thứckhoa học và công nghệ Xã hội mới phồn vinh ở thế kỉ 21 phải là một xã hộidựa vào tri thức, vào tư duy sáng tạo, vào tài năng sáng chế của con người.Trong xã hội biến đổi nhanh chóng như hiện nay, người lao động cũng phảibiết luôn tìm tòi kiến thức mới và trau dồi năng lực của mình cho phù hợp với
sự phát triển của khoa học và kĩ thuật Lúc đó người lao động phải có khảnăng tự định hướng và tự học để thích ứng với đòi hỏi mới của xã hội Chính
vì vậy, mục đích giáo dục hiện nay ở nước ta và trên thế giới không chỉ dừnglại ở việc truyền thụ cho học sinh những kiến thức, kĩ năng loài người đã tíchlũy được trước đây, mà còn đặc biệt quan tâm đến việc bồi dưỡng cho họnăng lực sáng tạo ra những tri thức mới, phương pháp mới, cách giải quyếtvấn đề mới sao cho phù hợp
Rèn luyện năng lực tự suy nghĩ và truyền thụ kiến thức cho học sinh làvấn đề quan trọng trong dạy học nói chung và dạy học môn Vật lý nói riêng
Để việc dạy và học đạt kết quả cao thì người giáo viên phải biết phát huy tínhtích cực của học sinh, chọn lựa phương thức tổ chức hoạt động, cách tác độngphù hợp giúp học sinh vừa học tập, vừa phát triển nhận thức Việc giải bài tậpVật lý không những nhằm mục đích giải toán, mà nó còn có ý nghĩa to lớntrong việc rèn luyện cho học sinh khả năng vận dụng kiến thức, kĩ năng tínhtoán, suy luận logic để giải quyết những vấn đề trong thực tế cuộc sống.Trong quá trình dạy học bài tập vật lý, vai trò tự học của học sinh là rất cầnthiết Để giúp học sinh khả năng tự học, người giáo viên phải biết lựa chọnbài tập sao cho phù hợp, sắp xếp chúng một cách có hệ thống từ dễ đến khó,
từ đơn giản đến phức tạp và hướng dẫn cho học sinh cách giải để tìm ra đượcbản chất vật lý của bài toán vật lý
Trang 7I Những cơ sở lý luận của hoạt động giải bài tập vật lý phổ thông.
1 Mục đích, ý nghĩa của việc giải bài tập:
- Quá trình giải một bài tập vật lý là quá trình tìm hiểu điều kiện của bàitoán, xem xét hiện tượng vật lý đề cập, dựa vào kiến thức vật lý để tìm ranhững cái chưa biết trên cơ sở những cái đã biết Thông qua hoạt động giảibài tập, học sinh không những củng cố lý thuyết và tìm ra lời giải một cáchchính xác, mà còn hướng cho học sinh cách suy nghĩ, lập luận để hiểu rõ bảnchất của vấn đề, và có cái nhìn đúng đắn khoa học Vì thế, mục đích cơ bảnđặt ra khi giải bài tập vật lý là làm cho học sinh hiểu sâu sắc hơn những quyluật vật lý, biết phân tích và ứng dụng chúng vào những vấn đề thực tiễn, vàotính toán kĩ thuật và cuối cùng là phát triển được năng lực tư duy, năng lực tưgiải quyết vấn đề
- Muốn giải được bài tập vật lý, học sinh phải biết vận dụng các thaotác tư duy, so sánh, phân tích, tổng hợp, khái quát hóa…để xác định được bảnchất vật lý Vận dụng kiến thức vật lý để giải quyết các nhiệm vụ học tập vànhững vấn đề thực tế của đời sống chính là thước đo mức độ hiểu biết của họcsinh Vì vậy, việc giải bài tập vật lý là phương tiện kiểm tra kiến thức, kĩ năngcủa học sinh
2 Tác dụng của bài tập vật lý trong dạy học vật lý:
a Bài tập giúp cho việc ôn tập, đào sâu, mở rộng kiến thức
Trong giai đoạn xây dựng kiến thức, học sinh đã nắm được cái chung,cái khái quát của các khái niệm, định luật và cũng là cái trừu tượng Trong bàitập, học sinh phải vận dụng những kiến thức khái quát, trừu tượng đó vàonhững trường hợp cụ thể rất đa dạng, nhờ thế mà học sinh nắm được nhữngbiểu hiện cụ thể của chúng trong thực tế Ngoài những ứng dụng quan trọngtrong kĩ thuật, bài tập vật lý sẽ giúp học sinh thấy được những ứng dụngmuôn hình, muôn vẻ trong thực tiễn của các kiến thức đã học
Trang 8Các khái niệm, định luật vật lý thì rất đơn giản, còn biểu hiện của chúngtrong tự nhiên thì rất phức tạp, bởi vì các sự vật, hiện tượng có thể bị chi phốibởi nhiều định luật, nhiều nguyên nhân đồng thời hay liên tiếp chồng chéo lênnhau Bài tập sẽ giúp luyện tập cho học sinh phân tích để nhận biết đượcnhững trường hợp phức tạp đó
Bài tập vật lý là một phương tiện củng cố, ôn tập kiến thức sinh động.Khi giải bài tập, học sinh phải nhớ lại các kiến thức đã học, có khi phải sửdụng tổng hợp các kiến thức thuộc nhiều chương, nhiều phần của chươngtrình
b Bài tập có thể là điểm khởi đầu để dẫn dắt đến kiến thức mới
Các bài tập nếu được sử dụng khéo léo có thể dẫn học sinh đến nhữngsuy nghĩ về một hiện tượng mới hoặc xây dựng một khái niệm mới để giảithích hiện tượng mới do bài tập phát hiện ra
c Giải bài tập vật lý rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát
Bài tập vật lý là một trong những phương tiện rất quý báu để rèn luyện kĩnăng, kĩ xảo vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụngkiến thức khái quát đã thu nhận được để giải quyết các vấn đề của thực tiễn
Có thể xây dựng nhiều bài tập có nội dung thực tiễn, trong đó học sinh phảibiết vận dụng lý thuyết để giải thích hoặc dự đoán các hiện tượng xảy ratrong thực tiễn ở những điều kiện cho trước
d Giải bài tập là một trong những hình thức làm việc tự lực cao của học sinh.
Trong khi làm bài tập, do phải tự mình phân tích các điều kiện của đầu
bài, tự xây dựng những lập luận, kiểm tra và phê phán những kết luận mà họcsinh rút ra được nên tư duy học sinh được phát triển, năng lực làm việc tự lựccủa họ được nâng cao, tính kiên trì được phát triển
e Giải bài tập vật lý góp phần làm phát triển tư duy sáng tạo của học sinh
Trang 9Việc giải bài tập vật lý đòi hỏi phải phân tích bài toán để tìm bản chấtvật lý với mức độ khó được nâng dần lên giúp học sinh phát triển tư duy.
Có nhiều bài tập vật lý không chỉ dừng lại trong phạm vi vận dụngnhững kiến thức đã học mà còn giúp bồi dưỡng cho học sinh tư duy sáng tạo.Đặc biệt là những bài tập giải thích hiện tượng, bài tập thí nghiệm, bài tậpthiết kế dụng cụ rất có ích về mặt này
f Giải bài tập vật lý để kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức của học sinh
Bài tập vật lý cũng là một phương tiện có hiệu quả để kiểm tra mức độnắm vững kiến thức của học sinh Tùy theo cách đặt câu hỏi kiểm tra, ta cóthể phân loại được các mức độ nắm vững kiến thức của học sinh, khiến choviệc đánh giá chất lượng kiến thức của học sinh được chính xác
II Phân loại bài tập vật lý:
1 Phân loại theo phương thức giải.
a Bài tập định tính
- Bài tập định tính là những bài tập mà khi giải học sinh không cần thựchiện các phép tính phức tạp hay chỉ làm những phép tính đơn giản, có thể tínhnhẩm được Muốn giải những bài tập định tính, học sinh phải thực hiện nhữngphép suy luận logic, do đó phải hiểu rõ bản chất của các khái niệm, định luậtvật lý, nhận biết được những biểu hiện của chúng trong những trường hợp cụthể Đa số các bài tập định tính yêu cầu học sinh giải thích hoặc dự đoán mộthiện tượng xảy ra trong những điều kiện cụ thể
- Bài tập định tính làm tăng sự hứng thú của học sinh đối với môn học,tạo điều kiện phát triển óc quan sát ở học sinh, là phương tiện rất tốt để pháttriển tư duy của học sinh, và dạy cho học sinh biết áp dụng kiến thức vào thựctiễn
b Bài tập định lượng
- Bài tập định lượng là loại bài tập mà khi giải học sinh phải thực hiệnmột loạt các phép tính để xác định mối liên hệ phụ thuộc về lượng giữa các
Trang 10đại lượng và kết quả thu được là một đáp định lượng Có thể chia bài tập địnhlượng làm hai loại: bài tập tính toán tập dợt và bài tập tính toán tổng hợp.
- Bài tập tính toán tập dợt: là loại bài tập tính toán đơn giản, trong đó chỉ
đề cập đến một hiện tượng, một định luật và sử dụng một vài phép tính đơngiản nhằm củng cố kiến thức cơ bản vừa học, làm học sinh hiểu rõ ý nghĩacủa các định luật và các công thức biểu diễn chúng
- Bài tập tính toán tổng hợp: là loại bài tập mà khi giải thì phải vậndụng nhiều khái niệm, định luật, nhiều công thức Loại bài tập này có tácdụng đặc biệt giúp học sinh đào sâu, mở rộng kiến thức, thấy rõ những mốiliên hệ khác nhau giữa các phần của chương trình vật lý Ngoài ra bài tập tínhtoán tổng hợp cũng nhằm mục đích làm sáng tỏ nội dung vật lý của các địnhluật, quy tắc biểu hiện dưới các công thức Vì vậy, giáo viên cần lưu ý họcsinh chú ý đến ý nghĩa vật lý của chúng trước khi đi vào lựa chọn các côngthức và thực hiện phép tính toán
c Bài tập thí nghiệm
- Bài tập thí nghiệm là bài tập đòi hỏi phải làm thí nghiệm để kiểmchứng lời giải lý thuyết hoặc để tìm những số liệu cần thiết cho việc giải bàitập Những thí nghiệm này thường là những thí nghiệm đơn giản Bài tập thínghiệm cũng có thể có dạng định tính hoặc định lượng
- Bài tâp thí nghiệm có nhiều tác dụng về cả ba mặt giáo dưỡng, giáodục, và giáo dục kĩ thuật tổng hợp, đặc biệt giúp làm sáng tỏ mối quan hệ giữa
lý thuyết và thực tiễn
* Lưu ý: trong các bài tập thí nghiệm thì thí nghiệm chỉ cho các số liệu
để giải bài tập, chứ không cho biết tại sao hiện tượng lại xảy ra như thế Chonên phần vận dụng các định luật vật lý để lý giải các hiện tượng mới là nộidung chính của bài tập thí nghiệm
d Bài tập đồ thị
Trang 11- Bài tập đồ thị là bài tập trong đó các số liệu được dùng làm dữ kiện đểgiải phải tìm trong các đồ thị cho trước hoặc ngược lại, đòi hỏi học sinh phảibiểu diễn quá trình diễn biến của hiện tượng nêu trong bài tập bằng đồ thị.
- Bài tập đồ thị có tác dụng rèn luyện kĩ năng đọc, vẽ đồ thị, và mốiquan hệ hàm số giữa các đại lượng mô tả trong đồ thị
2 Phân loại theo nội dung
Người ta dựa vào nội dung chia các bài tập theo các đề tài của tài liệu vật
lý Sự phân chia như vậy có tính chất quy ước vì bài tập có thể đề cập tớinhững kiến thức của những phần khác nhau trong chương trình vật lý Theonội dung, người ta phân biệt các bài tập có nội dung trừu tượng, bài tập có nộidung cụ thể, bài tập có nội dung thực tế, bài tập vui
- Bài tập có nội dung trừu tượng là trong điều kiện của bài toán, bảnchất vật lý được nêu bật lên, những chi tiết không bản chất đã được bỏ bớt
- Bài tập có nội dung cụ thể có tác dụng tập dợt cho học sinh phân tíchcác hiện tượng vật lý cụ thể để làm rõ bản chất vật lý
- Bài tập có nội dung thực tế là loại bài tập có liên quan trực tiếp tới đờisống, kỹ thuật, sản xuất và đặc biệt là thực tế lao động của học sinh, có tácdụng rất lớn về mặt giáo dục kĩ thuật tổng hợp
- Bài tập vui là bài tập có tác dụng làm giảm bớt sự khô khan, mệt mỏi,
ức chế ở học sinh, nó tạo sự hứng thú đồng thời mang lại trí tuệ cao
- Bài tập có nội dung lịch sử: là bài tập gắn với một sự kiện, mốc, nhânvật lịch sử nào đó
- Bài tập có nội dung giả tạo: là dạng bài tập bỏ qua các điều kiên và lýtưởng hóa nó lên
3 Phân loại theo yêu cầu rèn luyện kĩ năng, phát triển tư duy học sinh trong quá trình dạy học: có thể phân
biệt thành bài tập luyện tập, bài tập sáng tạo, bài tập nghiên cứu, bài tập thiếtkế
Trang 12- Bài tập luyện tập: là loại bài tập mà việc giải chúng không đòi hỏi tưduy sáng tạo của học sinh, chủ yếu chỉ yêu cầu học sinh nắm vững cách giảiđối với một loại bài tập nhất định đã được chỉ dẫn
- Bài tập sáng tạo: trong loại bài tập này, ngoài việc phải vận dụng một
số kiến thức đã học, học sinh bắt buộc phải có những ý kiến độc lập, mới mẻ,không thể suy ra một cách logic từ những kiến thức đã học
- Bài tập nghiên cứu: là dạng bài tập trả lời những câu hỏi “tại sao”
- Bài tập thiết kế: là dạng bài tập trả lời cho những câu hỏi “phải làmnhư thế nào”
4 Phân loại theo cách thể hiện bài tập: người ta phân
biệt bài tập thành
- Bài tập bài khóa
- Bài tập lựa chọn câu trả lời đúng nhất trong các câu trả lời cho sẵn(test) Loại này có hạn chế là không kiểm tra được con đường suy nghĩ củangười giải nhưng vẫn có hiệu quả nhất định trong việc kiểm tra trình độ kiếnthức, kĩ năng, kĩ xảo của học sinh
5 Phân loại theo hình thức làm bài
a Bài tập tự luận : đó là những bài yêu cầu học sinh giải thích, tính
toán và hoàn thành theo một logic cụ thể Nó bao gồm những loại bài đã trìnhbày ở trên
b Bài tập trắc nghiệm khách quan : là loại bài tập cho câu hỏi và đáp
án Các đáp án có thể là đúng, gần đúng hoặc sai Nhiệm vụ của học sinh làtìm ra câu trả lời đúng nhất, cũng có khi đó là những câu bỏ lửng yêu cầu điềnvào những chỗ trống để có câu trả lời đúng Bài tập loại này gồm:
- Câu đúng – sai: câu hỏi là một phát biểu, câu trả lời là một trong hailựa chọn
- Câu nhiều lựa chọn: một câu hỏi, nhiều phương án lựa chọn, yêu cầuhọc sinh tìm câu trả lời đúng nhất
Trang 13- Câu điền khuyết: nội dung trong câu bị bỏ lửng, yêu cầu học sinh điền
từ ngữ hoặc công thức đúng vào chỗ bị bỏ trống
- Câu ghép hình thức: nội dung của các câu được chia thành hai phần,học sinh phải tìm các phần phù hợp để ghép thành câu đúng
III Phương pháp giải bài tập
Đối với học sinh phổ thông, vấn đề giải và sửa bài tập gặp không ít khó
khăn vì học sinh thường không nắm vững lý thuyết và kĩ năng vận dụng kiếnthức vật lý Vì vậy các em giải một cách mò mẫm, không có định hướng rõràng, áp dụng công thức máy móc và nhiều khi không giải được Có nhiềunguyên nhân:
- Học sinh chưa có phương pháp khoa học để giải bài tập vật lý
- Chưa xác định được mục đích của việc giải bài tập là xem xét, phântích các hiện tượng vật lý để đi đến bản chất vật lý
Việc rèn luyện cho học sinh biết cách giải bài tập một cách khoa học,đảm bảo đi đến kết quả một cách chính xác là một việc rất cần thiết Nókhông những giúp học sinh nắm vững kiến thức mà còn rèn luyện kĩ năng suyluận logic, làm việc một cách khoa học, có kế hoạch
Quá trình giải một bài tập vật lý thực chất là quá trình tìm hiểu điều kiệncủa bài tập, xem xét hiện tượng vật lý, xác lập được những mối liên hệ cụ thểdựa trên sự vận dụng kiến thức vật lý vào điều kiện cụ thể của bài tập đã cho
Từ đó tính toán những mối liên hệ đã xác lập được để dẫn đến lời giải và kếtluận chính xác Sự nắm vững những mối liên hệ này sẽ giúp cho giáo viênđịnh hướng phương pháp dạy bài tập một cách hiệu quả
Bài tập vật lý rất đa dạng, cho nên phương pháp giải cũng rất phongphú Vì vậy không thể chỉ ra được một phương pháp nào cụ thể mà có thể ápdụng để giải được tất cả bài tập Từ sự phân tích như đã nêu ở trên, có thểvạch ra một dàn bài chung gồm các bước chính như sau:
Trang 141 Tìm hiểu đầu bài, tóm tắt các dữ kiện
- Đọc kĩ đề bài, tìm hiểu ý nghĩa của những thuật ngữ quan trọng, xácđịnh đâu là ẩn số, đâu là dữ kiện
- Dùng kí hiệu tóm tắt đề bài cho gì? Hỏi gì? Dùng hình vẽ mô tả lạitình huống, minh họa nếu cần
2 Phân tích hiện tượng
- Nhận biết các dữ liệu đã cho trong đề bài có liên quan đến những kiếnthức nào, khái niệm nào, hiện tượng nào, quy tắc nào, định luật nào trong vậtlý
- Xác định các giai đoạn diễn biến của hiện tượng nêu trong đề bài, mỗigiai đoạn bị chi phối bởi những đặc tính nào, định luật nào Có như vậy họcsinh mới hiểu rõ được bản chất của hiện tượng, tránh sự áp dụng máy móccông thức
3 Xây dựng lập luận
Thực chất của bước này là tìm quan hệ giữa ẩn số phải tìm với các dữkiện đã cho Đối chiếu các dữ kiện đã cho và cái phải tìm liên hệ với nhaunhư thế nào, qua công thức, định luật nào để xác lập mối liên hệ Thành lậpcác phương trình nếu cần với chú ý có bao nhiêu ẩn số thì có bấy nhiêuphương trình
Đối với những bài tập tổng hợp phức tạp, có hai phương pháp xâydựng lập luận để giải:
- Phương pháp phân tích: xuất phát từ ẩn số cần tìm, tìm ra mối liên hệgiữa ẩn số đó với một đại lượng nào đó theo một định luật đã xác định ở bước
2, diễn đạt bằng một công thức có chứa ẩn số Sau đó tiếp tục phát triển lậpluận hoặc biến đổi công thức này theo các dữ kiện đã cho Cuối cùng đi đếncông thức sau cùng chứa ẩn số và các dữ kiện đã cho
Trang 15- Phương pháp tổng hợp: xuất phát từ dữ kiện đã cho của đầu bài, xâydựng lập luận hoặc biến đổi công thức diễn đạt mối quan hệ giữa các dữ kiện
đã cho với các đại lượng khác để tiến dần đến công thức cuối cùng có chứa ẩn
số và các dữ kiện đã cho
Đối với bài tập định tính: ta không cần tính toán nhiều mà chủ yếu sửdụng lập luận, suy luận logic dựa vào kiến thức vật lý để giải thích hoặc dựđoán hiện tượng xảy ra
Đối với bài tập trắc nghiệm trách quan: cần nắm thật vững kiến thứctrong sách giáo khoa, nếu không sẽ không nhận biết được trong các phương
án để lựa chọn đâu là phương án đúng Để làm tốt bài thi trắc nghiệm, ta nênchia quỹ thời gian phù hợp với thời gian làm bài, đọc lướt qua toàn bộ câutrắc nghiệm câu nào chắc chắn thì trả lời luôn, và theo nguyên tắc dễ làmtrước, khó làm sau Quay lại những câu chưa làm, đọc kĩ lại phần đề và gạchdưới những chữ quan trọng, và không nên dừng lại tìm lời giải cho một câuquá lâu Cần lưu ý là không nên bỏ trống câu nào vì ta sẽ được xác suất ¼ sốcâu trả lời đúng trong số đó
4 Lựa chọn cách giải cho phù hợp.
5 Kiểm tra, xác nhận kết quả và biện luận
- Từ mối liên hệ cơ bản, lập luận giải để tìm ra kết quả
- Phân tích kết quả cuối cùng để loại bỏ những kết quả không phù hợpvới điều kiện đầu bài tập hoặc không phù hợp với thực tế Việc biện luận nàycũng là một cách để kiểm tra sự đúng đắn của quá trình lập luận Đôi khi, nhờ
sự biện luận này mà học sinh có thể tự phát hiện ra những sai lầm của quátrính lập luận, do sự vô lý của kết quả thu được
IV Xây dựng lập luận trong giải bài tập
Xây dựng lập luận trong giải bài tập là một bước quan trọng của quátrình giải bài tập vật lý Trong bước này, ta phải vận dụng những định luật vật
lý, những quy tắc, những công thức để thiết lập mối quan hệ giữa đại lượngcần tìm, hiện tượng cần giải thích hay dự đoán với những dữ kiện cụ thể đã
Trang 16cho trong đầu bài Muốn làm được điều đó, cần phải thực hiện những suy luậnlogic hoặc những biến đổi toán học thích hợp Có rất nhiều cách lập luận tùytheo loại bài tập hay đặc điểm của từng bài tập Tuy nhiên, tất cả các bài tập
mà ta đã nêu ra trong mục phân loại bài tập ở trên đều chứa đựng một số yếu
tố của bài tập định tính và bài tập tính toán tổng hợp Dưới đây, ta xét đếnphương pháp xây dựng lập luận giải hai loại bài tập đó
1 Xây dựng lập luận trong giải bài tập định tính
Bài tập định tính thường có hai dạng: giải thích hiện tượng và dự đoánhiện tượng sẽ xảy ra
a Bài tập giải thích hiện tượng:
Giải thích hiện tượng thực chất là cho biết một hiện tượng và lý giải xem
vì sao hiện tượng lại xảy ra như thế Nói cách khác là biết hiện tượng và phảigiải thích nguyên nhân của nó Đối với học sinh, nguyên nhân đó là nhữngđặc tính, những định luật vật lý Như vậy, trong các bài tập này, bắt buộc phảithiết lập được mối quan hệ giữa một hiện tượng cụ thể với một số đặc tính của
sự vật hiện tượng hay với một số định luật vật lý Ta phải thực hiện phép suyluận logic (luận ba đoạn), trong đó tiên đề thứ nhất là một đặc tính chung của
sự vật hoặc định luật vật lý có tính tổng quát, tiên đề thứ hai là những điềukiện cụ thể, kết luận là hiện tượng nêu ra
Thông thường những hiện tượng thực tế rất phức tạp mà các định luậtvật lý lại rất đơn giản, cho nên mới nhìn thì khó có thể phát hiện ra mối liên
hệ giữa hiện tượng đã cho với những định luật vật lý đã biết Ngoài ra, ngônngữ dùng trong lời phát biểu các định nghĩa, định luật vật lý nhiều khi lạikhông hoàn toàn phù hợp với ngôn ngữ thông thường dùng để mô tả hiệntượng Vì vậy cần phải mô tả hiện tượng theo ngôn ngữ vật lý và phân tíchhiện tượng phức tạp ra các hiện tượng đơn giản chỉ tuân theo một định luật,một quy tắc nhất định
Trang 17Có thể đưa ra một quy trình sau đây để định hướng cho việc tìm lời giảibài tập định tính giải thích hiện tượng:
Tìm hiểu đầu bài, đặc biệt chú trọng diễn đạt hiện tượng mô tả trongđầu bài bằng ngôn ngữ vật lý (dùng các khái niệm vật lý thay cho khái niệmdùng trong đời sống hằng ngày)
Phân tích hiện tượng
Xây dựng lập luận:
- Tìm trong đầu bài những dấu hiệu có liên quan đến một tính chất vật
lý, một định luật vật lý đã biết
- Phát biểu đầy đủ tính chất đó, định luật đó
- Xây dựng một luận ba đoạn để thiết lập mối quan hệ giữa định luật đóvới hiện tượng đã cho, nghĩa là giải thích được nguyên nhân của hiện tượng.Trong trường hợp hiện tượng phức tạp thì phải xây dựng nhiều luận ba đoạnliên tiếp
b Bài tập dự đoán hiện tượng:
Dự đoán hiện tượng thực chất là căn cứ vào những điều kiện cụ thể củađầu bài, xác định những định luật chi phối hiện tượng và dự đoán được hiệntượng gì xảy ra và xảy ra như thế nào Từ đó tìm quy luật chung chi phối hiệntượng cùng loại và rút ra kết luận Về mặt logic, ta phải thiết lập một luận bađoạn, trong đó ta mới biết tiên đề thứ hai (phán đoán khẳng định riêng), cầnphải tìm tiên đề thứ nhất (phán đoán khẳng định chung) và kết kuận (phánđoán khẳng định riêng)
2 Xây dựng lập luận trong giải bài tập định lượng
Muốn giải được bài tập định lượng, trước hết phải hiểu rõ hiện tượngxảy ra, diễn biến của nó từ đầu đến cuối Cho nên, có thể nói phần đầu của bàitập định lượng là một bài tập định tính Do đó, khi giải bài tập định lượng cầnphải thực hiện bước 1 và 2 giống như khi giải bài tập định tính Riêng bước 3
về xây dựng lập luận, có thể áp dụng các công thức và những cách biến đổitoán học chặt chẽ, rõ ràng hơn
Trang 18Có hai phương pháp xây dựng lập luận: phương pháp phân tích vàphương pháp tổng hợp.
Phương pháp phân tích: phương pháp phân tích bắt đầu bằng việc tìmmột định luật, một quy tắc diễn đạt bằng một công thức có chứa đại lượng cầntìm và một vài đại lượng khác chưa biết Sau đó tìm những định luật, côngthức khác cho biết mối quan hệ giữa những đại lượng chưa biết này với cácđại lượng đã biết trong đầu bài Cuối cùng ta tìm được một công thức trong đóchỉ chứa đại lượng cần tìm với các đại lượng đã biết Thực chất của phươngpháp phân tích là phân tích một bài toán phức tạp thành nhiều bài toán đơngiản hơn
Phương pháp tổng hợp: việc giải bài tập bắt đầu từ những đại lượng đãcho trong điều kiện của bài tập Dựa vào các định luật, quy tắc vật lý, ta phảitìm những công thức chứa đại lượng đã cho và các đại lượng trung gian mà ta
dự kiến có liên quan đến đại lượng phải tìm Cuối cùng ta tìm được một côngthức chỉ chứa đại lượng phải tìm và những đại lượng đã biết
Phối hợp phương pháp phân tích và phương pháp tổng hợp: trong thực
tế giải bài tập, hai phương pháp trên không tách rời nhau, mà thường xen kẽ,
hỗ trợ lẫn nhau
Phương pháp tổng hợp đòi hỏi người giải bài tập có kiến thức rộng rãi,kinh nghiệm phong phú để có thể dự đoán được con đường đi từ những dữkiện trung gian, thoạt mới nhìn hình như không có quan hệ gì chặt chẽ tới mộtkết quả có liên quan đến tất cả những điều đã cho Bởi vậy, ở giai đoạn đầucủa việc giải bài tập thuộc một dạng nào đó, do học sinh chưa có nhiều kinhnghiệm, ta nên bắt đầu từ câu hỏi đặt ra trong bài tập rồi gỡ dần, làm sáng tỏdần những yếu tố có liên quan đến đại lượng cần tìm, nghĩa là dùng phươngpháp phân tích
Trong những bài tập tính toán tổng hợp, hiện tượng xảy ra do nhiềunguyên nhân, trải qua nhiều giai đoạn, khi xây dựng lập luận có thể phối hợphai phương pháp
Trang 19V Hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lý
Để việc hướng dẫn giải bài tâp cho học sinh có hiệu quả, thì trước hếtgiáo viên phải giải được bài tập đó, và phải xuất phát từ mục đích sư phạm đểxác định kiểu hướng dẫn cho phù hợp
* Các kiểu hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lý.
1 Hướng dẫn theo mẫu (Angorit)
Định nghĩa: hướng dẫn angorit là sự hướng dẫn chỉ rõ cho học sinhnhững hành động cụ thể cần thực hiện và trình tự thực hiện các hành động đó
để đạt được kết quả mong muốn
Yêu cầu đối với giáo viên: giáo viên phải phân tích một cách khoa họcviệc giải toán để xác định được một trình tự giải một cách chính xác, chặt chẽ,logic, khoa học
Yêu cầu đối với học sinh: chấp hành các hành động đã được giáo viênchỉ ra, vận dụng đúng công thức và tính toán cẩn thận sẽ giải được bài toán đãcho
Ưu điểm:
- Bảo đảm cho học sinh giải được bài tập đã cho một cách chắc chắn
- Giúp cho việc rèn luyện kỹ năng giải bài tập của học sinh một cáchhiệu quả
Nhược điểm: ít có tác dụng rèn luyện cho học sinh khả năng tìm tòi,sáng tạo.Sự phát triển tư duy sáng tạo của học sinh bị hạn chế Để khắc phụcnhược điểm này, trong quá trình giải bài tập, giáo viên phải lôi cuốn học sinhtham gia vào quá trình xây dựng angorit cho bài tập
Điều kiện áp dụng: khi cần dạy cho học sinh phương pháp giải một bàitoán điển hình,luyện cho học sinh kỹ năng giải một dạng bài tập xác định
Trang 202 Hướng dẫn tìm tòi
Định nghĩa: định hướng tìm tòi là kiểu định hướng mang tính chất gợi
ý cho học sinh suy nghĩ tìm tòi phát hiện cách giải bài toán
Yêu cầu đối với giáo viên: giáo viên phải gợi mở để học sinh tự tìmcách giải quyết, tự xác định các hành động thực hiện để đạt được kết quả, phảichuẩn bị thật tốt các câu hỏi gợi mở
Yêu cầu đối với học sinh: học sinh phải tự lực tìm tòi cách giải quyếtchứ không phải là học sinh chỉ việc chấp hành các hành động theo mẫu củagiáo viên
- Phương pháp này không thể áp dụng cho toàn bộ đối tượng học sinh
- Hướng dẫn của giáo viên không phải lúc nào cũng định hướng được tưduy của học sinh
Điều kiện áp dụng: khi cần giúp đỡ học sinh vượt qua khó khăn để giảiquyết được bài tập đồng thời vẫn đảm bảo được yêu cầu phát triển tư duy họcsinh muốn tạo điều kiện để học sinh tự lực tìm tòi cách giải quyết
3 Định hướng khái quát chương trình hóa:
Định nghĩa: định hướng khái quát chương trình hóa là sự hương dẫncho học sinh tự tìm tòi cách giải quyết tương tự như hướng dẫn tìm tòi Sựđịnh hướng được chương trình hóa theo các bước dự định hợp lý để giải quyếtvấn đề đặt ra
Cụ thể:
Trang 21- Giáo viên định hướng ban đầu để học sinh tự tìm tòi giải quyết vấn đềđặt ra.
- Nếu học sinh không tự giải quyết được, giáo viên sẽ gợi ý thêm, cụ thểhóa hoặc chi tiết hóa thêm một bước để thu hẹp phạm vi tìm tòi giải quyết chovừa sức học sinh
- Nếu học sinh vẫn không tự giải quyết được thì giáo viên nên chuyểndần sang kiểu định hương theo mẫu để theo đó học sinh tự giải quyết đượcmột bước hay một khía cạnh nào đó của vấn đề Sau đó tiếp tục giải quyết vấn
Yêu cầu đối với học sinh: phải tự mìn giải quyết vấn đề, vận dụng hếtkiến thức và kỹ năng đã được học để tham gia vào quá trình giải
Ưu điểm:
- Rèn luyện được tư duy và tính độc lập suy nghĩ của học sinh trong quátrình giải bài tập
- Đảm bảo cho học sinh giải được bài tập đã cho
- Giáo viên có thể theo sát học sinh trong quá trình giải bài tập nên dễphát hiện được những thiếu sót hoặc sai lầm của học sinh để điều chỉnh vàcủng cố lại
Nhược điểm:
- Để làm tốt được sự hướng dẫn này phụ thuộc vào trình độ và khảnăng sư phạm của người giáo viên Đôi khi người giáo viên dễ sa vào làmthay cho học sinh trong từng bước định hướng Do vậy, câu hỏi định hướngcủa giáo viên phải được cân nhắc kỹ và phù hợp với trình độ học sinh
Trang 22Trong quá trình hướng dẫn học sinh giải bài tập không thể theo mộtkhuôn mẫu nhất định, mà tùy thuộc vào nội dung, kiến thức, yêu cầu của bàitoán, và còn tùy thuộc vào đối tượng học sinh mà chúng ta có cách lựa chọnkiểu hướng dẫn cho phù hợp Như người giáo viên phải biết phối hợp cả bakiểu hướng dẫn trên nhưng áp dụng kiểu hướng dẫn tìm tòi là chủ yếu.
VI Lựa chọn và sử dụng bài tập trong dạy học vật lý.
1 Lựa chọn bài tập
Hệ thống bài tập mà giáo viên lựa chọn phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Bài tập phải đi từ dễ tới khó, từ đơn giản đến phức tạp (phạm vi và sốlượng các kiến thức, kĩ năng cần vận dụng từ một đề tài đến nhiều đề tài, sốlượng các đại lượng cho biết và các đại lượng cần tìm…) giúp học sinh nắmđược phương pháp giải các loại bài tập điển hình
- Mỗi bài tập phải là một mắt xích trong hệ thống bài tập, đóng góp mộtphần nào đó vào việc củng cố, hoàn thiện và mở rộng kiến thức
- Hệ thống bài tập cần bao gồm nhiều thể loại bài tập: bài tập giả tạo vàbài tập có nội dung thực tế, bài tập luyện tập và bài tập sáng tạo, bài tập chothừa hoặc thiếu dữ kiện, bài tập mang tính chất ngụy biện và nghịch lý, bàitập có nhiều cách giải khác nhau và bài tập có nhiều lời giải tùy theo điềukiện cụ thể của bài tập mà giáo viên không nêu lên hoặc chỉ nêu lên một điềukiện nào đó mà thôi
+ Bài tập giả tạo: là bài tập mà nội dung của nó không sát với thực tế,các quá trình tự nhiên được đơn giản hóa đi nhiều hoặc ngược lại, cố ý ghépnhiều yếu tố thành một đối tượng phức tạp để luyện tập, nghiên cứu Bài tậpgiả tạo thường là bài tập định lượng, có tác dụng giúp học sinh sử dụng thànhthạo các công thức để tính đại lượng nào đó khi biết các đại lượng khác cóliên quan, mặc dù trong thực tế ta có thể đo nó trực tiếp được
+ Bài tập có nội dung thực tế: là bài tập có đề cập đến những vấn đề cóliên quan trực tiếp tới đối tượng có trong đời sống, kĩ thuật Dĩ nhiên nhữngvấn đề đó đã được thu hẹp và đơn giản hóa đi nhiều so với thực tế Trong các
Trang 23bài tập có nội dung thực tế, những bài tập mang nội dung kĩ thuật có tác dụnglớn về mặt giáo dục kĩ thuật tổng hợp Nội dung của các bài tập này phải thỏamãn các yêu cầu:
- Nguyên tắc hoạt động của các đối tượng kĩ thuật nói đến trong bài tậpphải gắn bó mật thiết với những khái niệm và định luật vật lý đã học
- Đối tượng kĩ thuật này phải có ứng dụng khá rộng rãi trong thực tiễnsản xuất của nước ta hoặc địa phương nơi trường đóng
- Số liệu trong bài tập phải phù hợp với thực tế sản xuất
- Kết quả của bài tập phải có tác dụng thực tế, tức là phải đáp ứng mộtvấn đề thực tiễn nào đó
Khi ra cho học sinh những bài tập vật lý có nội dung kĩ thuật, cần cóbài tập không cho đầy đủ dữ kiện để giải, học sinh có nhiệm vụ phải tìmnhững dữ kiện đó bằng cách tiến hành các phép đo hoặc tra cứu ở các tài liệu
+ Bài tập luyện tập: được dùng để rèn luyện cho học sinh áp dụng cáckiến thức đã học để giải từng loại bài tập theo mẫu xác định Việc giải nhữngbài tập loại này không đòi hỏi tư duy sáng tạo của học sinh mà chủ yếu chohọc sinh luyện tập để nằm vững cách giải đối với từng loại bài tập nhất định
+ Bài tập sáng tạo: là bài tập mà các dữ kiện đã cho trong đầu bàikhông chỉ dẫn trực tiếp hay gián tiếp cách giải Các bài tập sáng tạo có tácdụng rất lớn trong việc phát triển tính tự lực và sáng tạo của học sinh, giúphọc sinh nắm vững kiến thức chính xác, sâu sắc và mềm dẻo Bài tập sáng tạo
có thể là bài tập giải thích một hiện tượng chưa biết trên cơ sở các kiến thức
đã biết Hoặc là bài tập thiết kế, đòi hỏi thực hiện một hiện tượng thực, đápứng những yêu cầu đã cho
2 Sử dụng hệ thống bài tập:
- Các bài tập đã lựa chọn có thể sử dụng ở các khâu khác nhau của quátrình dạy học: nêu vấn đề, hình thành kiến thức mới củng cố hệ thống hóa,kiểm tra và đánh giá kiến thức kĩ năng của học sinh
Trang 24- Trong tiến trình dạy học một đề tài cụ thể, việc giải hệ thống bài tập
mà giáo viên đã lựa chọn cho học sinh thường bắt đầu bằng những bài tậpđịnh tính hay những bài tập tập dợt Sau đó học sinh sẽ giải những bài tập tínhtoán, bài tập đồ thị, bài tập thí nghiệm có nội dung phức tạp hơn Việc giảinhững bài tập tính toán tổng hợp, những bài tập có nội dung kĩ thuật với dữkiện không đầy đủ, những bài tập sáng tạo có thể coi là sự kết thúc việc giải
hệ thống bài tập đã được lựa chọn cho đề tài
- Cần chú ý cá biệt hóa học sinh trong việc giải bài tập vật lý, thộng quacác biện pháp sau
+ Biến đổi mức độ yêu cầu của bài tập ra cho các loại đối tượng học sinhkhác nhau, thể hiện ở mức độ trừu tượng của đầu bài, loại vấn đề cần giảiquyết, phạm vi và tính phức hợp của các số liệu cần xử lý, loại và số lượngthao tác tư duy logic và các phép biến đổi toán học cần sử dụng, phạm vi vàmức độ các kiến thức, kĩ năng cần huy động
+ Biến đổi mức độ yêu cầu về số lượng bài tập cần giải, về mức độ tựlực của học sinh trong quá trình giải bài tập
Trang 25PHẦN BA: VẬN DỤNG
SỬ DỤNG VÒNG TRÒN LƯỢNG GIÁC ĐỂ GIẢI BÀI TẬP PHẦN “DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA” TRONG CHƯƠNG “DAO ĐỘNG CƠ” CỦA CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÝ 12_ NÂNG CAO.
A TÓM TẮT LÝ THUYẾT.
I Dao động điều hòa.
- Dao động là chuyển động có giới hạn trong không gian và được lặp đilặp lại nhiều lần quanh vị trí cân bằng, vị trí này thường là vị trí đứng yên
- Dao động tuần hoàn là dao động mà trạng thái chuyển động của vậtđược lặp đi lặp lại như cũ sau những khoảng thời giưn bằng nhau Khoảngthời gian T ngắn nhất sau đó trạng thái dao động được lặp đi lặp lại như cũgọi là chu kỳ dao động tuần hoàn Đơn vị của chu kỳ dao động là giây (kýhiệu la s) Đại lượng f 1T chỉ rã số lần dao động trong một đơn vị thờigian được gọi là tần số dao động tuần hoàn Đơn vị của tần số dao động làHéc (ký hiệu là Hz)
- Dao động điều hòa là một dao động được mô tả bằng một định lý hàmcosin hay sin của thời gian nhân với một hằng số Ta có phương trình daođộng là x A c os(t)
Trong đó: A, , là những hằng số
Trang 26+ A là biên độ dao động (đơn vị m, dm, cm, mm……).
+ là tần số gốc của dao động (đơn vị rad/s)
+ là pha ban đầu của dao động (đơn vị rad)
1 Chu kỳ và tần số của dao động.
- Chu kỳ của dao động (T): T 2
2 Ly độ và biên độ của dao động.
- Ly độ: là tọa độ của dao động khi vật lệch khỏi vị trí cân bằng (x), đơn
vị (m, dm, cm,…….)
- Biên độ: là giá tri cực đại của ly độ (A), đơn vị (m, dm, cm,….)
3 Pha ban đầu và pha của dao động.
- Pha ban đầu ( ): là đại lượng trung gian cho phép xác định trạng tháidao động ban đầu của vật ( tức là vị trí, vận tốc ban đầu của vật), đơn vị (rad)
- Pha của dao động (t) là đại lượng trng gian cho phép xác địnhtrạng thái dao động của vật tại thời điểm t, đơn vị (rad/s)
4 Mối liên hệ giữa chuyển động tròn với dao động điều hòa.
- Tại thời điểm ban đầu t=0
vị trí của điểm M trên đường0
Trang 27tròn trùng với điểm M xác định bởi góc M OA= 0 M A = Tại một thời điểm0
bất kỳ vị trí của điểm chuyển động N xác định bởi góc
5 Vận tốc và gia tốc trong dao động điều hòa.
- Vận tốc cũng biến thiên điều hòa cùng tân số góc
- Vận tốc chuyển động nhanh pha hơn so với ly độ một góc
2
Trang 28- Gia tốc dao động ngược pha với ly độ và nhanh pha hơn vận tốc một
Trang 30+ Hòn bi có kích thước không đáng kể (coi như là một chất điểm).
- Điều kiện dao động điều hòa: bỏ qua mọi sức cản, ma sát, góc lệch nhỏ
IV Năng lượng của dao động.
1 Năng lượng dao động của con lắc đơn.
- Thế năng của con lắc lò xo tại thời điểm bất kỳ:
Trang 312 2 2 0
21
21
2
t t t
Trang 32V Vòng tròn lượng giác
1 Đặt vấn đề.
- Giải bài tập về dao động điều hòa áp dụng vòng tròn lượng giác(VTLG) chính là sử dụng mối quan hệ giữa chuyển động thẳng và chuyểnđộng tròn
- Một điểm d.đ.đ.h trên một đoạn thẳng luôn luôn có thể được coi làhình chiếu của một điểm M chuyển động tròn đều lên đường kính của đoạnthẳng đó
2 Vòng tròn lượng giác.
- Một vật dao động điều hòa theo phương trình : x = Acos(ωt + φ)cm ; (tt + φ)cm ; (t)cm ; (t
đo bằng s) , được biểu diễn bằng véctơ quay trên VTLG như sau:
Chiều dương từ trái sang phải
- Chiều quay là chiều ngượcchiều kim đồng hồ
- Khi vật chuyển động ở trên trục Ox : theo chiều âm.
- Khi vật chuyển động ở dưới trục Ox : theo chiều dương.
P : vị trí biên âm xmax = - A ở đây φ)cm ; (t = ± π
Q : vị trí cân bằng theo chiều dương ở đây φ)cm ; (t = – π/2 hoặc φ)cm ; (t = +3π/2
Ví dụ : Biểu diễn phương trình sau bằng véctơ quay :
Mốc lấy góc φ)cm ; (t φ)cm ; (t > 0
φ)cm ; (t < 0
O x A