PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN TRẮC NGHIỆM PHẦN DAO ĐỘNG CƠ

PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN TRẮC NGHIỆM PHẦN DAO ĐỘNG CƠ MỞ ĐẦU 1- Lý chọn đề tài: Chương trình giáo dục phổ thông ban hành kèm theo Quyết định số 16/2006/QĐ-BGDĐT ngày 05/6/2006 Bộ trưởng Bộ GD&ĐT nêu: “Phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo học sinh; phù hợp với đặc trưng môn học, đặc điểm đối tượng học sinh, điều kiện lớp học sinh; bồi dưỡng cho học sinh phương pháp tự học, khả hợp tác; rèn luyện kĩ vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú trách nhiệm học tập cho học sinh” Từ năm học 2006 – 2007, Bộ Giáo Dục Đào Tạo thay đổi hình thức thi tốt nghiệp Trung học phổ thông tuyển sinh Đại học, Cao đẳng môn Vật Lý từ phương pháp tự luận sang phương pháp trắc nghiệm Năm học 2009 – 2010, Bộ Giáo dục Đào tạo ban hành tài liệu hướng dẫn thực chuẩn kiến thức, kĩ môn Vật lý quy định chương trình Vật lý trung học phổ thông Nhằm đáp ứng yêu cầu đổi sách giáo khoa, đồng thời chuẩn bị cho kì thi tốt nghiệp Trung học phổ thông luyện thi vào Đại học, Cao đẳng theo hướng bám sát cấu trúc đề thi mà Bộ Giáo dục Đào tạo ban hành Do việc ơn thi trắc nghiệm địi hỏi học sinh nắm bắt kiến thức rộng, tổng quát hơn, đồng thời phải có tư logic thủ thuật, nhằm nhanh chóng đưa kết xác, khơng phải học thuộc lịng tồn lí thuyết thuộc câu, chữ chuẩn bị thi tự luận, phải hiểu kĩ nội dung kiến thức bản, ghi nhớ định nghĩa, định luật, cơng thức, tính chất, ứng dụng bản… nội dung tổng kết sau chương sách giáo khoa; cần Trang -1- PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN TRẮC NGHIỆM PHẦN DAO ĐỘNG CƠ nắm vững kĩ giải tập sách giáo khoa sách tập sách giáo khoa Để đáp ứng nguyện vọng học tập đối tượng học sinh khác nhau, tạo điều kiện cho học sinh gặp khó khăn học tập nắm kiến thức chương trình học, đồng thời chuẩn bị tốt cho kì thi tốt nghiệp Trung học phổ thông luyện thi vào Đại học, Cao đẳng Do yêu cầu tơi chọn đề tài: “ PHƯƠNG PHÁP GIẢI TỐN TRẮC NGHIỆM PHẦN DAO ĐỘNG CƠ ” Trang -2- PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN TRẮC NGHIỆM PHẦN DAO ĐỘNG CƠ 2- Mục đích nghiên cứu: Tơi viết “Phương pháp giải tốn trắc nghiệm phần Dao Động Cơ” nhằm giúp học sinh phát huy tích tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo, rèn luyện thói quen khả tự học, tinh thần hợp tác, kĩ vận dụng kiến thức vào tình khác học tập thực tiễn ; tạo niềm tin, niềm vui, hứng thú học tập Làm cho học trình kiến tạo, học sinh tìm tịi, khám phá, phát hiện, luyện tập, khai thác xử lý thơng tin, tự hình thành hiểu biết, tự tin học tập, chuẩn bị tốt kiến thức để bước vào phòng thi 3- Nhiệm vụ đề tài: * Tìm hiểu sâu thêm Dao Động Cơ * Nêu lên số phương pháp giải toán trắc nghiệm nhanh gọn, dễ hiểu * Bổ sung thêm tài liệu nghiên cứu, phục vụ dạy học * Những điều cần lưu ý làm thi trắc nghiệm:  Đề thi trắc nghiệm gồm nhiều câu hỏi, rải khắp chương trình, phải học tồn nội dung mơn học, tránh đốn “ tủ ” học “ tủ ”  Gần đến ngày thi nên rà sốt lại tồn chương trình mơn học ôn tập, xem kĩ nội dung khó, nhớ lại kiến thức bản, không nên làm thêm câu trắc nghiệm ( dễ bị hoang mang, thiếu tự tin câu khó ngồi chương trình THPT)  Đừng nghĩ tới việc mang tài liệu vào phịng thi trơng chờ trợ giúp bạn phòng thi kỉ luật phịng thi nghiêm ngặt thí sinh có mã đề thi khác Trang -3- PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN TRẮC NGHIỆM PHẦN DAO ĐỘNG CƠ  Đối với câu hỏi trắc nghiệm phải đánh giá để loại bỏ phương án sai tập trung suy nghĩ vào phương án lại xem phương án  Không nên để trống ( không trả lời ) câu 4- Phạm vi đề tài: Phương pháp giải toán trắc nghiệm phần dao động biên soạn gồm chuyên đề * Chủ đề 1: Dao động điều hòa * Chủ đề 2: Con lắc lò xo * Chủ đề 3: Con lắc đơn * Chủ đề : Dao động tắt dần Dao động cưỡng Phương pháp giản đồ Fre-nen Các chủ đề trình bày gồm nội dung sau đây: * Kiến thức cần nhớ: Tóm tắt kiến thức chuyên đề, đồng thời nêu vấn đề cần lưu ý học kiến thức * Hướng dẫn giải tập: Trình bày dạng tập bản, thường gặp có liên quan đến nội dung chủ đề phương giải tập * Bài tập ví dụ mẫu: Các dạng tập cụ thể dạng tự luận, trình bày thành hai cột, cột bên trái ghi bước cần thực để giải tập, cột bên phải ghi lời giải cụ thể * Bài tập có hướng dẫn: Chọn lọc số tập bản, điển hình chưa gặp gặp nhiều khó khăn giải, tốn nhiều thời gian * Đáp số hướng dẫn giải: Trình bày số phương pháp giải toán trắc nghiệm nhanh gọn, dễ nhớ, từ rút hệ ghi nhớ gặp tập dạng * Luyện tập : Chọn lọc số hay thi tuyển sinh năm, có có đáp số có khơng cho đáp số để học sinh tự tin học tập “Phương pháp giải toán trắc nghiệm phần dao động cơ” áp dụng cho đối tượng học sinh học lớp 12 tài liệu nghiên cứu thêm cho giáo viên trình giảng dạy Trang -4- PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN TRẮC NGHIỆM PHẦN DAO ĐỘNG CƠ Chủ đề DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA I - KIẾN THỨC CẦN NHỚ Định nghĩa dao động điều hòa: Dao động điều hịa dao động đó, li độ x vật hàm cosin( hay sin) thời gian Một điểm dao động điều hòa đoạn thẳng ln ln xem hính chiếu điểm tương ứng chuyển động tròn lên đường kính đoạn thẳng Phương trình dao động điều hòa: x = Acos( t +  ) A: gọi biên độ dao động Nó sồ dương  : gọi tần số góc Nó số dương có đơn vị rad/s  : gọi pha ban đầu Nó số dương âm có đơn vị rad Các đại lượng đặc trưng cho tính tuần hồn dao động điều hịa:  Chu kỳ T: Chu kỳ khoảng thời gian để thực dao động toàn phần Đơn vị chu kỳ giây(S)  Tần số f: Tần số số dao động toàn phần thực giây  Tần số góc  : Tần số góc đại lượng liên hệ với chu kỳ hay tần số hệ thức sau đây:  2  2 f T Vận tốc gia tốc dao động điều hòa :  Vận tốc: v  x '   A sin()t    Gia tốc: Vmac =  A ( vị trí cân bằng) a  v '   A cos()t     x amax =  A ( vị trí biên)  Đồ thị: Đồ thị đại lượng điều hòa( li độ,vận tốc, gia tốc đường hình sin) II-HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP: Cần phải biết đối chiếu phương trình dao động cụ thể cho với phương trình dao động tổng quát để suy biên độ, tần số góc, chu kỳ pha ban đầu dao động cho Trang -5- PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN TRẮC NGHIỆM PHẦN DAO ĐỘNG CƠ Khi viết phương trình dao động điều hòa dạng x = Acos( t +  ), chọn trục x làm trục gốc để tính pha, chiều dương ( chiều tăng) pha ứng chiều dương đường tròn lượng giác Muốn xác định pha ban đầu dao động, ta vị trí ban đầu vật, mà phải vào chiều chuyển động ban đầu vật Phải biết cách lấy đạo hàm theo thời gian hàm côsin hay sin thời gian để tìm vận tốc dao động điều hịa III-BÀI TẬP VÍ DỤ MẪU: Ví dụ Cho phương trình dao động điều hòa chất điểm x  cos(20 t  (cm)  ) a) Xác định biên độ, chu kỳ, tần số, pha ban đầu b) Tìm li độ x chất điểm pha dao động vật dao động nửa chu kì Bước 1: Tìm hiểu đề Đề cho trước phương trình dao động yêu cầu tìm thơng tin dao động vật Bước 2: Các bước giải a) Xác định biên độ, chu kỳ, tần số pha ban đầu * Đối chiếu phương trình dao động mà đề cho với phương trình tổng quát để tìm đại lượng đặc trưng A,T, f  Bước 3: Giải a) Phương trình dao động điều hịa dạng tổng qt là: x = Acos( t   ) Đối chiếu với phương trình cụ thể đề suy ra: A = 1cm  2  2 f  20 (rad/s) T T = 0,1s f = 10Hz    (rad) b) Tìm li độ x chất điểm pha dao động T * Thay t    2 vào phương trình ta tìm pha T x thời điểm tương ứng Trang -6- PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN TRẮC NGHIỆM PHẦN DAO ĐỘNG CƠ x  cos b) 2 T   5    T  t      5 (cm)  (rad) Ví dụ Một chất điểm dao động điều hịa trục x với chu kì T = 0,4s biên độ A = 5cm Chọn gốc tọa độ O vị trí cân gốc thời gian lúc chất điểm qua gốc tọa độ theo chiều dương a) Viết phương trình dao động chất điểm b) Tìm vận tốc gia tốc chất điểm thời điểm ban đầu ( t = 0) thời điểm t  T Bước 1: Tìm hiểu đề Đề cho biết số thơng tin dao động điều hịa chất điểm yêu cầu tìm phương trình dao động chất điểm Bước 2: Các bước giải Bước 3: Giải a) Viết phương trình dao động chất điểm * Tìm pha ban đầu Cách 1: Dựa vào mối liên hệ dao động điều hòa chuyển động tròn a) Phương trình dao động chất điểm : Cách 2: Dựa vào công thức li độ x vận tốc v Từ hình 1.1 ta suy ra: * Cách 1: Tìm pha ban đầu Điểm dao động điều hịa ( điểm P) xem hình chiếu điểm chuyển động trịn ( điểm M) Theo đề bài, t = 0, điểm P qua gốc tọa độ O theo chiều dương Do đó, điểm tương ứng M có vị trí chiều chuyển động hình 1.1  * Cách 2: Tìm pha ban đầu 3   2 x  A cos t    v   A sin t    Tại t = 0: (1) v   A sin   (2) Từ (1) (2) suy ra: cos  = sin  < x  A cos   Trang -7- (3) (4) PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN TRẮC NGHIỆM PHẦN DAO ĐỘNG CƠ Từ (3) (4) suy ra:   3   2 2 2   5 (/rad) s A T 0.4 3   x  5cos 5 t   (cm)   * Viết phương trình dao động  Hay:   x  5cos 5 t   2  (cm) -A P O M H 1.1 b) * v   A sin()t   (cm/s) b Xác định v a chất  = 25 sin 5 t   ( cm/s) T điểm t = t = 2  Tại t = 0; v = 25  (cm/s) T ; v=0 * a = -2x  = 125 cos 5 t   (cm/s2) 2  t= Tại t = 0; a = t T ; a = -125  (cm/s2) Ví dụ 3: Cho đồ thị dao động điều hòa chất điểm hình 1.2.Viết phương trình chuyển động vật X(cm) 10 0,1 0,25 0,4 0,55 0,7 0,85 H1.2 Bước 1: Tìm hiểu đề Trang -8- 1,15 1,3 t(s) +A PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN TRẮC NGHIỆM PHẦN DAO ĐỘNG CƠ Đề yêu cầu biết đọc đồ thị Từ đồ thị suy thông tin cần thiết cho việc lập phương trình Bước 2: Các bước giải * Tìm biên độ tần số góc * A = 10cm T = 0,7 – 0,1 = 0,6 s  Bước 3.Giải M 2 10 (rad/s)  T +  -A O A/2 * Từ đồ thị ta thấy t = 0, chất điểm có li * Tìm pha ban đầu P H 1.3 độ x = 5cm = A chuyển động vị trí cân Dựa vào mối liên hệ với chuyển động trịn ta tìm  (Hình 1.3) cos   Hoặc t = OP      rad (rad) OM A v   A sin   Từ (1)  cos   (2)  sin   x  A cos   * Viết phương chuyển động trình Suy    (1) (2) (rad)  10 x  10 cos  t   (cm) 3  IV- BÀI TẬP CÓ HƯỚNG DẪN Một vật dao động điều hịa có chu kỳ 0,1s biên độ 4cm Vận tốc cực đại vị trí cân vật bao nhiêu? A 0,8  ( m/s) B 0,4  (m/s) C  (m/s) D 0.002  (m/s) Vận tốc cực đại vật dao động điều hòa 1cm/s gia tốc cực đại cúa 1,57 cm/s2 Chu kỳ dao động vật là: Trang -9- +A PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN TRẮC NGHIỆM PHẦN DAO ĐỘNG CƠ A 3,14s B 6,28s C 4s D 2s Trong dao động điều hòa : A Vận tốc ln ln hướng vị trí cân B Gia tốc luôn hướng vị trí cân C Vận tốc ln ln hướng vị trí biên D.Gia tốc ln ln hướng vị trí biên Phương trình vật dao động điều hòa : x = -10cos5  t  cm  Câu duới sai ? A Biên độ dao động A = -10cm B.Tần số góc   5  rad / s  C Chu kì T = 0,4 D Pha ban đầu     rad  Vận tốc vật dao động điều hòa biến thiên theo thời gian theo công thức v = vmax.cos t Hỏi gốc thời gian chọn ? A Gốc thời gian lúc vật có li độ cực đại dương (x = A) B Gốc thời gian lúc vật có li độ cực đại âm (x = -A) C Gốc thời gian lúc vật qua vị trí cân theo chiều dương D Gốc thời gian lúc vật qua vị trí cân theo chiều âm Cho vật dao động điều hịa với phương trình x = 4cos 10 t    cm  Hỏi sau bao lâu, kể từ lúc bắt đầu dao động, vật có vận tốc v = +20  (cm/s) lần ? A  s  B s 40 C s 40 D A T D s 40 Một vật dao động điều hòa với biên độ A chu kỳ T Tại điểm vật có li A tốc độ vật ? A A A B T T độ x = C 3 3A T Một vật dao động điều hịa có chu kỳ T= s biên độ A = cm Thời gian cần thiết để vật từ điểm có li độ x = A đến điểm có li độ x = A ? A 1,5s B.1s C 2s D.0,5s Một vật dao động điều hịa có biên độ A chu kỳ T Chỉ xét khoảng thời gian vật từ vị trí cân đến vị trí biên x = A Tỉ số thời gian để vật nửa đoạn đường đầu thời gian để vật nửa đoạn đường sau ? A.1 B C Trang -10- D.2 ... “ PHƯƠNG PHÁP GIẢI TỐN TRẮC NGHIỆM PHẦN DAO ĐỘNG CƠ ” Trang -2- PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN TRẮC NGHIỆM PHẦN DAO ĐỘNG CƠ 2- Mục đích nghiên cứu: Tơi viết ? ?Phương pháp giải tốn trắc nghiệm phần Dao Động. .. tập ? ?Phương pháp giải toán trắc nghiệm phần dao động cơ? ?? áp dụng cho đối tượng học sinh học lớp 12 tài liệu nghiên cứu thêm cho giáo viên trình giảng dạy Trang -4- PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN TRẮC NGHIỆM... đại vật dao động điều hòa 1cm/s gia tốc cực đại cúa 1,57 cm/s2 Chu kỳ dao động vật là: Trang -9- +A PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN TRẮC NGHIỆM PHẦN DAO ĐỘNG CƠ A 3,14s B 6,28s C 4s D 2s Trong dao động điều