Giải bài tập chương Dao động cơ Vật lý lớp 12 trung học phổ thông bằng ngôn ngữ lập trình Matlab

MỤC LỤC Lời cảm ơn………………………………………………………………… i Danh mục viết tắt……………………………………………………………ii Danh mục bảng hình…………………………………………………….iii Mục lục………………………………………………………………………iV MỞ ĐẦU Chƣơng 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP VẬT LÍ PHỔ THƠNG CĨ SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN MỀM MATLAP 1.1 Những vấn đề lí luận dạy giải tập Vật lí………………………… 1.1.1 Khái niệm tập Vật lí …………………………………………….5 1.1.2 Vai trị tập vật lí ………………………………………….……5 1.1.3 Phân loại tập vật lí …………………………………………………7 1.1.4 Phƣơng pháp giải tập vật lí ……………………………………….13 1.1.5 Hƣớng dẫn học sinh giải tập vật lí……………………………… 16 1.1.5.2 Hƣớng dẫn tìm tịi (Hƣớng dẫn Ơrixtic)…………………… …… 17 1.2.Vai trò, ý nghĩa việc sử dụng công nghệ thông tin dạy học….…… 19 1.2.1 Giáo dục cơng nghệ……………………………………………… 19 1.2.2 Vai trị CNTT dạy học Vật lí……………………………….20 1.2.3 Khai thác sử dụng số phần mềm để dạy học mơn Vật lí…… 21 1.2.4 Ƣu điểm hạn chế việc ứng dụng CNTT dạy học Vật lí…22 1.3 Giới thiệu phần mềm Matlab 23 1.3.1 Các kiểu liệu……………………………………………………….24 1.3.2 Các phép tính với ma trận……………………………………… … 24 1.3.3 Cú pháp……………………………………………………………….25 1.3.4 Cú pháp đặc biệt (syntactic sugar)…………………………………….26 1.3.5 Tính vẽ đồ thị………………………………………………… 26 1.4 Thực trạng việc sử dụng CNTT dạy học vật lí số trƣờng phổ thông………………………………………………………….27 1.4.1 Đối với giáo viên…………………………………………………… 27 1.4.2 Đối với học sinh………………………………………………………29 Kết luận chƣơng 30 Chƣơng 2: HỆ THỐNG BÀI TẬP VÀ HƢỚNG DẪN HOẠT ĐỘNG GIẢI BÀI TẬP CHƢƠNG DAO ĐỘNG CƠ VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN MỀM MATLAB……………………………………………………31 2.1 Phân tích nội dung kiến thức phần “Dao động ” chƣơng trình Vật lí 12 Cơ bản………………………………………………………………….……31 2.1.1 Vị trí chƣơng “Dao động ” chƣơng trình Vật lí 12 bản… 31 1.2 Chuẩn kiến thức, kĩ năng…………………………………… ……… 31 2.1.3 Sơ đồ cấu trúc nội dung chƣơng………………………………………33 2.2 Tóm tắt mội dung kiến thức bản…………………………………… 35 2.2.1 Các khái niệm ……………………………………………… 35 2.2.2 Các công thức sử dụng……………………………………………… 35 2.3 Đặc điểm, cấu trúc nội dung chƣơng “Dao động ” vật lí 12 Ban 37 2.3.1 Nội dung chƣơng trình Vật lý 12 Cơ 37 2.3.2 Về phân phối chƣơng trình 38 2.4 Phân loại soạn thảo hệ thống tập chƣơng Dao động cơ…… 38 2.4.1 Phân loại tập chƣơng Dao động cơ……………………………….38 2.4.2 Soạn thảo hệ thống tập chƣơng Dao động cơ…………………… 39 2.4.3 Sử dụng phần mềm Matlab xây dựng hệ thống tập soạn thảo 41 Kết luận chƣơng 2………………………………………………………… 61 Chƣơng 3: THƢ̣C NGHIỆM SƢ PHẠM ……………………………………… 61 3.1 Mục đích nhiệm vụ TNSP……………………………………….62 3.2 Đối tƣợng, thời gian phƣơng thức TNSP 62 3.2.1 Đối tƣợng thực nghiệm sƣ phạm 62 3.3 Phân tích đánh giá thực nghiệm sƣ phạm 63 3.3.1 Phân tích định tính diễn biến học q trình TNSP 63 3.3.2 Kết TNSP lớp TN ĐC……………………………… 65 Kết luận chƣơng 3………………………………………………………………71 ́ KÊT LUẬN…………………………………………………………………73 TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………76 PHỤ LỤC……………………………… ……………………………… 78 BẢNG KÍ HIỆU VIẾT TẮT Cơng nghệ thơng tin truyền thơng CNTT – TT Giáo viên GV Máy tính điện tử MTĐT Khoa học kỹ thuật KHKT Thiết bi dạy học TBDH Phương tiện dạy học PTDH Học sinh HS Phương pháp PP Phương pháp dạy học PPDH Bài tập vật lý BTVL Thực nghiệm TN Đối chứng ĐC DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Bảng điều tra khả ứng dụng CNTT dạy học Vật lí trường THPT…………………………………… 28 Bảng 1.3 Bảng điều tra khả ứng dụng CNTT HS việc tự học…………………………………………………… 30 Bảng 3.1 Bảng thống kế điểm số………………………………… 67 Bảng 3.2 Xử lí kết quả…………………………………………… 67 Bảng 3.3 Các tham số đặc trưng………………………………… 68 Bảng 3.4 Bảng tần suất tần suất luỹ tích……………………… 68 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Phân loại tập vật lí………………………………… Hình 1.2 Lập luận theo phương pháp phân tích………………… 11 Hình 1.3 Lập luận phươg pháp tổng hợp………………………… 11 Hình 3.1 Đường phân bố tần suất………………………………… 69 Hình 3.2 Dường phân bố tần suất luỹ tích ( hội tụ ωi%)………… 69 Hình 3.2 Đường phân bố tần suất luỹ tích ( hội tụ lùi ω%)……… 69 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Hiện nay, với bùng nổ thông tin, số lượng thông tin ngày tăng nhanh Máy tính tham gia vào q trình xử lí thơng tin kéo theo thay đổi nhanh chóng ngành, nghề khác nhau, thay đổi toàn diện mặt xã hội Ngành giáo dục khơng nằm ngồi ảnh hưởng đó, chí cịn bị ảnh hưởng mạnh mẽ Trước tình hình đó, Bộ Giáo dục Đào tạo cần thay đổi đồng thành tố trình dạy học mục tiêu, nội dung, phương pháp, hình thức tổ chức, phương tiện, kiểm tra đánh giá nhằm kích thích khả tư duy, sáng tạo, lực giải vấn đề học sinh (HS), đổi phương pháp dạy học nhằm tạo người có khả đáp ứng với yêu cầu thị trường lao động Ở nước ta, năm gần đây, thực việc nghiên cứu đổi nội dung phương pháp dạy học nhằm bồi dưỡng cho HS phương pháp nhận thức khoa học, phát triển lực giải vấn đề trình dạy học nói chung dạy Vật lý nói riêng thu hút nhiều quan tâm nhà lý luận dạy học, giáo viên phổ thơng Q trình dạy học Vật lí nâng cao chất lượng học tập phát triển lực học sinh nhiều phương pháp, cách thức khác Trong giải tập vật lí với tư cách phương pháp xác định từ lâu giảng dạy Vật lí có tác dụng tích cực đến việc giáo dục phát triển lực học sinh Đó thước đo đắn, thực chất tiếp thu, vận dụng kiến thức kĩ năng, kĩ xảo học sinh Bài tập Vật lí giúp học sinh hiểu sâu sắc quy luật vật lí, tượng vật lí, biết phân tích vấn đề thực tiễn Thông qua việc giải dạng tập, học sinh vận dụng kiến thức để tự lực giải thành cơng tình cụ thể khác kiến thức trở nên sâu sắc, hồn thiện biến thành vốn kiến thức riêng Việc sử dụng phần mềm để mơ phỏng, mơ hình hóa tượng Vật lý giúp học sinh nhận thức vấn đề, nhận thức tượng vật lý cách trực quan Việc dạy học Vật lý với hỗ trợ phần mềm tiết kiệm thời gian tổ chức hoạt động nhận thức, tăng thời gian thảo luận giải vấn đề thuộc chất tượng Với việc sử dụng phần mềm, mơ hình để dạy học Vật lý cho phép tăng cường việc tương tác người dạy người học Matlab mơi trường tính tốn số phát triển The MathWorks, Matlab ngơn ngữ lập trình mạnh ngày sử dụng nhiều kỹ thuật Vật lý Nó thiết kế để giải toán số, tích hợp tính tốn, thị lập trình môi trường dễ sử dụng Các ứng dụng tiêu biểu Matlab hỗ trợ toán học tính tốn, mơ hình, mơ phỏng, phân tích, khảo sát hiển' thị số liệu, đồ thị Vì thế, chọn đề tài “Giải tập chương "Dao động cơ" vật lý 12 trung học phổ thông ngôn ngữ lập trình Matlab” Mục tiêu nghiên cứu Sử dụng ngơn ngữ lập trình Matlap để giải tập chương “Dao động ” sách giáo khoa Vật lý 12 thiết kế phương án dạy học với tập Đối tƣợng nghiên cứu - Phần mềm ngơn ngữ lập trình Matlab - Các dạng tập chương “Dao động cơ” sách giáo khoa Vật lý 12 Phạm vi nghiên cứu Sử dụng ngơn ngữ lập trình Matlap việc dạy tập chương “Dao động ” sách giáo khoa Vật lý 12 Câu hỏi nghiên cứu Sử dụng ngơn ngữ lập trình Matlap để giải tập chương “Dao động cơ” phương án thiết kế dạy tập nào? Giả thuyết khoa học Sử dụng ngôn ngữ Matlap lập trình tập chương “Dao động ” với độ trực quan khả khái quát hóa cao nhằm phát huy tính tích cực HS Nhiệm vụ nghiên cứu Nghiên cứu tài liệu, sách báo liên quan đến đề tài để xác định sở lí luận việc xây dựng bải tập Vật lý chương “Dao động ” nhằm phát huy tính tích cực nhận thức cho HS Điều tra, khảo sát tình hình dạy học tập việc ứng dụng công nghệ thông tin (CNTT) giảng dạy phần “Dao động ” sách giáo khoa Vật lý 12 Sử dụng ngơn ngữ lập trình Matlab xây dựng dạng tập sách giáo khoa phần “Dao động ” sách giáo khoa Vật lý 12 Thiết kế phương án dạy học phần “Dao động ” sách giáo khoa Vật lý 12 Ban với dạng tập xây dựng Thực nghiệm sư phạm, kiểm nghiệm tính hiệu dạng tập thiết kế dạy học phần “Dao động " sách giáo khoa Vật lý 12 Phƣơng pháp nghiên cứu 8.1 Phương pháp nghiên cứu lí thuyết Nghiên cứu tài liệu, sách báo liên quan đến đề tài nghiên cứu nhằm xác định sở lý luận đề tài 8.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn Điều tra giáo dục: Phỏng vấn gián tiếp phiếu hỏi toạ đàm trực tiếp với đối tượng giáo viên, học sinh thực trạng dạy học vật lý trường phổ thông Quan sát sư phạm: Dự giáo viên vật lý * Thực nghiệm sƣ phạm 10 Tiến hành dạy số tiết học có sử dụng phần mềm dạy học theo hướng tích hóa hoạt động nhận thức học sinh; quan sát, kiểm tra đánh giá hoạt động HS học học này, sau so sánh với lớp đối chứng; kết hợp với việc trao đổi ý kiến GV học có sử dụng phần mền thí nghiệm ảo * Thống kê toán học Sử dụng phương pháp thống kê toán học để xử lý số liệu TNSP, so sánh kết học tập hai nhóm thực nghiệm đối chứng, từ rút nhận xét nhằm kiểm chứng giả thuyết khoa học đề tài Đóng góp đề tài Góp phần làm sáng tỏ vai trị phương pháp mơ hình hóa phần mềm máy tính dạy học Vật lý trường phổ thông Cung cấp hiểu biết phần mềm Matlab ứng dụng Tạo số mơ hình có giá trị thực tiễn 10 Cấu trúc luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, phụ lục, nội dung luận văn chia thành chương Chương 1: Cơ sở lý luận thực tiễn hoạt động dạy giải tập vật lí phổ thơng có hỗ trợ ngơn ngữ lập trình Matlab Chương 2: Soạn thảo hệ thống tập tổ chức hoạt động dạy học với hệ thống tập có sử dụng ngơn ngữ lập trình Matlab vào chương “Dao động " Sách giáo khoa Vật lý 12 Chương 3: Thực nghiệm sư phạm 11 CHƢƠNG CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA HOẠT ĐỘNG DẠY GIẢI BÀI TẬP VẬT LÍ PHỔ THƠNG CĨ SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN MỀM TOÁN HỌC MATLAB 1.1 Những vấn đề lí luận dạy giải tập Vật lí 1.1.1 Khái niệm tập Vật lí [1] Theo X.E Camenetxki V.P.Oorrekhop « Trong thực tế dạy học, tập Vật lí hiểu vấn đề đặt mà trường hợp tổng quát đòi hỏi suy luận logic, phép tốn thí nghiệm dựa sở định luật phương pháp vật lí » Thực ra, học Vật lí, vấn đề xuất nghiên cứu tài liệu giáo khoa tiết học tập học sinh Hiểu theo nghĩa rộng tư định hướng cách tích cực ln ln việc giải tập Trong tài liệu giáo khoa tài liệu phương pháp dạy học môn người ta thường hiểu tập Vật lí luyện tập lựa chọn cách phù hợp với mục đích chủ yếu nghiên cứu tượng Vật lí, hình thành khái niệm, phát triển tư Vật lí học sinh rèn kĩ vận dụng kiến thức học sinh vào thực tiễn Với định nghĩa trên, hai ý nghĩa khác tập Vật lí vận dụng kiến thức hình thành kiến thức có mặt Do đó, tập Vật lí với tư cách phương pháp dạy học giữ vị trí đặc biệt quan trọng việc hoàn thành nhiệm vụ dạy học vật lí nhà trường phổ thơng 1.1.2 Vai trị tập vật lí [1] Thơng qua dạy học tập vật lí, người học nắm vững cách xác, sâu sắc tồn diện quy luật Vật lí, tượng Vật lí, biết cách phân tích chúng ứng dụng chúng vào vấn đề thực tiễn, làm cho kiến thức trở thành vốn riêng người học Bài tập Vật lí sử dụng phương tiện độc nghiên cứu tài liệu trang bị kiến thức cho học sinh Trong trình giải 12 - Việc ứng dụng Matlab giảng dạy không Việt Nam mà nƣớc ứng dụng phổ biến Matlab thể mạnh không việc thiết kế, xây dựng mơ hình mà lĩnh vực ứng dụng trở nên phong phú đƣợc coi nhƣ chuẩn mực tính tốn Các trƣờng Đại học khoa học kĩ thuật số coi Matlab phƣơng tiện dạy lập trình thay cho cơng cụ trƣớc nhƣ Pascal, Turbo C - Phải hoàn thiện mơ hình cịn nhiều thiếu sót, coi việc thƣờng xuyên tham khảo, phát triển mơ hình nhiệm vụ thƣờng xun Hạn chế Khi sử du ̣ng phươn g pháp mô hinh , thời gian là mô ̣t bước cản khá lớn ̀ phải triển khai thiết bị công nghệ xử lý cố liên quan đến thiết bị Do việc chuẩn bị cần đầu tư nhiều cơng sức Các mơ hình phần mềm ứng dụng giảng dạy nhiều gây tập trung vào trọng tâm học tính sinh động Luận văn chưa thiết kế mơ hình cho nội dung dạy học chi tiết Có hai nguyên nhân dẫn đến việc này, thứ nội dung dạy học phù hợp với mơ hình riêng, thứ hai nhiều ý tưởng mơ hình xuất khn khổ thời gian giới hạn trình độ khiến người viết khơng thực Các mơ hình xây dựng cịn nhiều thiếu sót cần phải tiếp tục sửa chữa, hồn thiện Một số cơng việc cần làm việc cải thiện tốc độ thực thi chương trình phần mềm Do điề u kiê ̣n thời gian và khuôn khổ của luâ ̣n văn nên phầ n thực nghiê ̣m sư pha ̣m không thực phạm vi rộng, mang tính minh họa cụ thể mà chưa mang tính khái quát 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đỗ Hƣơng Trà, Phạm Gia Phách Dạy học tập Vật Lí trường phổ thơng, Nxb Đại học sư phạm, 2009 [2].Vũ Quang, Lƣơng Duyên Bình, Tơ Giang, Nguyễn Quốc Qnh Bài tập Vật Lí 12 Cơ Nxb Giáo dục, 2008 [3] Lê Viết Dƣ Khƣơng, Matlab - Một công cụ tin học mạnh trợ giúp hữu hiệu việc giảng dạy nghiên cứu nhiều lĩnh vực khoa học kỹ thuật, Tuyển tập báo cáo Hội thảo “Phát triển công cụ tin học trợ giúp cho giảng dạy, nghiên cứu ứng dụng tốn học”, Hà nội, 4/1999, 55-74 [4] Ngơ Diệu Nga Bài giảng chuyên đề phương pháp nghiên cứu khoa học dạy học Vật lí, 2003 [5] Ngơ Diệu Nga Bài giảng chun đề phân tích chương trình Vật lí phổ thông, 2005 [6] Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hƣng Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh dạy học Vật Lí trường phổ thơng Nxb Đại học quốc gia, Hà Nội, 1999 [7] Lƣơng Duyên Bình, Vũ Quang, Nguyễn Thƣợng Chung, Tơ Giang, Trần Chí Minh, Ngô Quốc Huýnh Sách giáo khoa Vật lý 12 Cơ bản, Nxb Giáo dục, 2010 [8] Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hƣng Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trường phổ thơng dạy học vật lí Nxb Đại học Sư phạm, 2006 [9] Phạm Hữu Tòng Phương pháp dạy tập Vật Lí, Nxb Giáo dục Hà Nội, 1989 [10] Phạm Hữu Tòng Bài tập phương pháp dạy tập Vật lí, Nxb Giáo dục, Hà Nội, 1994 [11] Vũ Cao Đàm Phương pháp luận nghiên cứu Khoa học, Nxb KH&KT, Hà Nội, 1998 86 [12] The Mathworks, MATLAB Help MATLAB version 7.0.1, 9/2004 [13] Thái Duy Tuyên Phương pháp dạy học truyền thống đổi mới, NXB GD, Hà Nội, 2008 [14] Phạm Xuân Quế Sử dụng máy tính hỗ trợ việc xây dựng mơ hình dạy học vật lý, Tạp chí Nghiên cứu Giáo dục, số 4/2000 [15] TS Đinh Thị Kim Thoa, Bài giảng phƣơng pháp công nghệ dạy học đại, ĐHGD – ĐHQGHN, 2001 87 PHỤ LỤC Con lăc đơn clear all;close all;clc f2=figure(2); set(f2,'unit','normal','Position',[0.37 0.2 0.43 0.64],'name','HARMONIC OSCILLATOR DEMO'); x2=linspace(8,12,50); y2=0*x2+50; y0=linspace(0,50,100); x0=10+0*y0; plot(x0,y0,'b',x2,y2,'k'); hold on;grid on axis([-20 20 -60 60]); for n=0:10 %y1=linspace(10,-10,100); %x1=10+0*y1; plot(x0,y0,'b',x2,y2,'k'); hold on;grid on h2=plot(x0(1),y0(1),'b'); h1=plot(x0(1),y0(1),'.m','markersize',40); axis([-20 20 -60 60]); t1i=linspace(0,20,100); for k=1:length(t1i); set(h2,'xdata',x0(1:k),'ydata',y0(1:k)); set(h1,'xdata',x0(k),'ydata',y0(k)); pause(0.01); end; %y1=linspace(-10,10,100); %x1=10+0*y1; plot(x0,y0,'b',x2,y2,'k'); h2=plot(x0(1),y0(1),' r'); h1=plot(x0(1),y0(1),'.m','markersize',40); t1i=linspace(0,20,100); for k=1:length(t1i); 88 set(h2,'xdata',x0(1:k),'ydata',y0(1:k)); set(h1,'xdata',x0(k),'ydata',y0(k)); pause(0.01); end end Con lăc lò xo: function [ xvec, yvec ] = springcoord( pt1, pt2, varargin) clear all;close all;clc; % SPRINGCOORD Returns the coordinates for a spring starting at pt1 and % ends at pt2 Maximum length 'rmax', number of coils 'n', and offset of % the spring from the two ends 'd' are used to size the spring display % automatically % % Usage: % MUST first initialize the spring % [ xvec, yvec ] = springcoord( [ x1 y1 ] , [ x2 y2 ], n, rmax, d) % % Stretch and compress the spring with new coordinates [ xvec, yvec ] = springcoord( [ x1new y1new ] , [ x2new y2new ]) % % Diagram: % |< d >|< - n*h >|< d >| % _/\ % (x1,y1) /\ \/ /\ \/ /\ \/ /\ _ \/ (x2,y2) % % *h is the 2D longitudinal length of a single coil at the current % configration % 89 % Tips: This function sizes the spring such that the spring becomes a % a single line at the maximum stretch length You can make rmax % slightly larger than the actual maximum length to retain the shape % To plot the spring, simply use plot(xvec,yvec) % % Version 0.1a % Created by Dan Peng, 9/6/2010 % Initialize variables persistent c d n % Debug note: persistant variables are cleared whenever the m file % is edited if nargin > n = varargin{1}; rmax = varargin{2}; smax = rmax - 2*d; d = varargin{3}; % Maximum length of the spring portion hmax = smax/n; % Maximum 2D longitudinal length c = hmax/4; % 2D length of the quarter coil else if isempty(c) disp('Please first initialized the spring'); xvec = NaN; yvec = NaN; return end end s = norm(pt2-pt1) - 2*d; % Current length of the spring portion 90 h = s/n; % Current 2D longitudional length of single coil % Calculate the spring coordinates along an unrotated x axis pp = 0:(2*n-1); % Switches yoffset between +/-1 ypts = [ 0 (-ones(1,2*n)).^pp 0]; yscaler = sqrt(c^2-(h/4)^2); % "Pitch" height ypts = yscaler*ypts; xpts = linspace(0,s,length(ypts)-2); xpts = [ d+xpts 2*d+xpts(end) ]; % Accounting for offsets % Rotation matrix: R = [ e1 ; e2 ] % = [ cos(th) -sin(th); % sin(th) cos(th ] % % Example on obtaining unit vector e1: % r = (pt2 - pt1) % = [ x2 ; y2 ] - [ x1 ; y1 ] % = [ x ; y ] % % Then [ x ; y ]/norm(r) is effectively % [ adj/hyp ; opp/hyp ] or [ cos(th) ; sin(th) ] e1 = (pt2 - pt1)'/norm(pt2-pt1); % Rotated unit vector e1 e2 = [ -e1(2); e1(1) ]; % Rotated unit vector e2 % Multiply the unrotated points by the rotation matrix xvec = pt1(1) + e1(1)*xpts + e2(1)*ypts; yvec = pt1(2) + e1(2)*xpts + e2(2)*ypts; 91 end Cơ năng: function cn op=importdata('e:\xt.dat') tt=op.data tt1=tt(1:1001) tt2=tt(4005:5005); tt3=tt(5006:6006); tt4=tt(6007:7007); plot(tt1,tt2,'b',tt1,tt3,'k',tt1,tt4,' r'); title('Mechanical Energy') l=legend('E_t[J]','E_d[J]','E[J]');set(l,'position',[0.3091 0.744 0.099 0.181]) end Li độ: function li op=importdata('e:\xt.dat') colnames=op.colheaders tt=op.data tt1=tt(1:1001) tt2=tt(1002:2002) plot(tt1,tt2); title('Displacement(x)'); l=legend('x[m]');set(l,'position',[0.309 0.744 0.096 0.181]) grid on; end Vận tốc: function vt op=importdata('e:\xt.dat') 92 tt=op.data tt1=tt(1:1001) tt2=tt(2003:3003) plot(tt1,tt2,'r'); title('Velocity(v)') l=legend('v[m/s]');set(l,'position',[0.314 0.744 0.096 0.181]) grid on; end Gia tốc: function giat op=importdata('e:\xt.dat') tt=op.data tt1=tt(1:1001) tt2=tt(3004:4004) plot(tt1,tt2,'g'); title('Acceleration(a)') l=legend('a[m/s^2]');set(l,'position',[0.319 0.744 0.096 0.181]) grid on; end Đề kiểm tra tự luận (45 phút ) Câu 1:Cho lắc lị xo thẳng đứng có k = 640N/m, khối lượng m = 1,6kg, đầu cố định dưới, vật phía Từ vị trí cân ấn vật xuống theo phương thẳng đứng đoạn 5cm thả nhẹ Chọn trục ox thẳng đứng, chiều từ xuống dưới, gốc toạ độ VTCB, gốc thời gian lúc vật qua VTCB theo chiều từ xuống a Viết phương trình dao động vật b Xác định x, v, a động lần Đáp án: Nội dung 93 Điểm a) Phương trình dao động điều hồ có dạng: x = Acos(ωt + φ) Với ω = 1điểm k  20 rad/s m A = cm theo giải thiết x      v  điểm chọn t0 = lúc  b) Tìm li độ vận tốc, gia tốc động lần + Theo cơng thức tính lắc dao động điều hoà W = Wt + Wđ điêm theo giải thiết Wđ = 4Wt  W= 5Wt kA  kx 2  x  0, 0224(m)  + Theo cơng thức tính lắc dao động điều hoà W = Wt + Wđ theo giải thiết Wđ = 4Wt điểm Wt 61  kA2  mv 52  v  0,8944(m / s )  W= + Ta có cơng thức a  2x điểm  a  202.0, 0224  8,9443m / s clear all;close all;clc; syms t k=640;m=1.6;a=0.05; w=sqrt(k/m); disp('Goc toa tai VTCB, goc thoi gian la vat di qua VTCB theo chieu tu tren xuong duoi'); 94 disp('Phuong trinh dao dong cua vat la x[m]:') x=a*cos(w*t-pi/2);pretty(x) disp('Khi dong nang bang lan the nang') disp('Li cua vat x4[m]:') x4=a/sqrt(5) disp('Van toc cua vat v4[m/s]:') v4=2*w*a/sqrt(5) disp('Gia toc cua vat a4[m/s^2]:') a4=w^2*x4 95 Câu 2: Một lò xo nhẹ độ cứng k = 300N/m, đầu cố định, đầu gắn cầu nhỏ khối lượng m = 0,15kg Quả cầu trượt dây kim loại căng ngang trùng với trục lò xo xuyên tâm cầu Kéo cầu khỏi vị trí cân cm thả cho cầu dao động Do ma sát cầu dao động tắt dần chậm Sau 200 dao động cầu dừng lại Lấy g = 10m/s a Độ giảm biên độ dao động tính cơng thức b Tính hệ số ma sát μ Đáp án Nội dung Biểu điểm a) Theo định luật bào tồn chuyển hố lượng ta có: Xét nửa chu kì 1điểm 2 kA1  kA2   mg ( A1  A2 ) 2 2 mg  ( A1  A2 )  k 2 mg  A  k w  AFms  Vậy chu kì biên độ giảm ΔA' = điểm 4 mg k 1điểm b) Theo gt ta có: T giảm ΔA' = 4 mg k điểm 200T giảm A Vậy 200 = A kA    0,005 4 mg 4.200.mg k điểm Bài giải clear all;close all;clc; syms muy m g k A disp('Do giam bien sau moi chu ky la DelA[m]:'); 96 F=muy*m*g; DelA=4*F/k;pretty(DelA) disp('So dao dong N:') N=k*A/(4*F);pretty(N) disp('Ta co he so ma sat muy:'); g=10;m=0.15;k=300;A=0.02;N=200; muy=k*A/(4*N*m*g) Kết quả: Đề kiểm tra trắc nghiệm ( 15 phút) Câu 1: Một lò xo dãn 2,5cm treo vào vật có khối lượng 250g Chu kì lắc tạo thành bao nhiêu? Cho g =10m/s2 A 0,31s B 10s C 1s 97 D 126s Câu 2: Một lắc lò xo dao động điều hòa theo trục Ox nằm ngang Lị xo có độ cứng k = 100N/m Khi vật có khối lượng m lắc qua vị trí có li độ x =4cm theo chiều âm lắc bao nhiêu? A 8J B 0,08J D Đáp án khác C -0,08J Câu 3: Con lắc lị xo gồm vật nặng có khối lượng m, lị xo có khối lượng khơng đáng kể có độ cứng k = 100 N/m Thực dao động điều hịa, chu kì T = s Tại thời điểm t = s, li độ vận tốc vật x = 0,3 m v = m/s Biên độ dao động vật A 0,5 m B 0,4 m C 0,3 m D Đáp án khác Câu 4: Một lắc lò xo dao động với biên độ A = m Li độ nặng có giá trị để lò xo động vật? A ± m B ± 1,5 m C ± m D ± 0,5 m Câu 5: Một lắc lò xo thẳng đứng gồm vật nặng khối lượng m = 100g dao động điều hòa Vận tốc vật qua vị trí cân 10 cm/s gia tốc cực đại vật m/s2 Lấy 2  10 Độ cứng lò xo A 625 N/m B 160 N/m C 16 N/m D 25 N/m Câu : Hai lắc đơn có chiều dài l1 l2 30cm, treo nơi Trong khoảng thời gian chúng thực số dao động 12 Chiều dài l1 l2 tương ứng là: A 60cm 90cm B 24cm 54cm C 90cm 60cm D 54cm 24cm Câu : Một lắc đơn có chiều dài l =1 m dao động nhỏ nơi có gia tốc trọng trường g =  2=10m/s Khi vật qua vị trí cân dây treo vướng vào đinh nằm cách điểm treo 50 cm chu kỳ dao động lắc đơn : A s B 2 s C + D Đáp án khác s Câu : Kéo lắc đơn khỏi vị trí cân góc 60 so với phương thẳng đứng nơi có gia tốc trọng lực g = 9,8m/s Vận tốc lắc qua vị trí cân 2,8m/s Độ dài dây treo lắc A 80 cm B 100 cm C 1,2 m 98 D 0,5 m Câu : Một lắc đơn dao động điều hoà, tăng chiều dài 25% chu kỳ dao động A tăng 11,80% B tăng 25% C giảm 11,80% D giảm 25% Câu 10 : Một lắc đơn có độ dài l1 dao động với chu kì T1=0,8 s Một lắc dơn khác có độ dài l2 dao động với chu kì T2=0,6 s Chu kì lắc đơn có độ dài l1 + l2 : A T = 0,7 s B T = s C T = 1,4 s 0,8 s 99 D T = ... tài ? ?Giải tập chương "Dao động cơ" vật lý 12 trung học phổ thơng ngơn ngữ lập trình Matlab? ?? Mục tiêu nghiên cứu Sử dụng ngơn ngữ lập trình Matlap để giải tập chương ? ?Dao động ” sách giáo khoa Vật. .. ngôn ngữ lập trình Matlap việc dạy tập chương ? ?Dao động ” sách giáo khoa Vật lý 12 Câu hỏi nghiên cứu Sử dụng ngôn ngữ lập trình Matlap để giải tập chương ? ?Dao động cơ? ?? phương án thiết kế dạy tập. .. tiết Dao động thuộc chương 1- chương trình Vật lý 12 Cơ THPT 2.3.2 Về phân phối chương trình PHÂN PHỐI CHƢƠNG TRÌNH MƠN: VẬT LÝ 12 - CƠ BẢN Chƣơng I : Dao động TUẦN TIẾT BÀI NỘI DUNG Tiết Bài Dao