SKKN Thiết lập và sử dụng GRAPH trong ôn tập các tiết Vật lí 10 cơ bản

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐỀ TÀI: "THIẾT LẬP VÀ SỬ DỤNG GRAPH TRONG ÔN TẬP CÁC TIẾT VẬT LÍ 10 CƠ BẢN" - 1 - I.ĐẶT VẤN ĐỀ: ( Lý do chọn đề tài): Hiện nay, dạy học không còn chỉ là vấn đề giúp các em lĩnh hội được tri thức trong sách vở mà cao hơn nữa, đó là một hoạt động tư duy sáng tạo, một quá trình tương tác giữa thầy và trò với nhiều phương pháp và hoạt động tư duy khác nhau giúp học sinh không chỉ hiểu, nhớ kiến thức mà quan trọng hơn phải rèn luyện cho các em khả năng tư duy trừu tượng, suy luận logic, khả năng khám phá hiện tượng và tự giải quyết vấn đề. Có như vậy thì mới phát triển được trí tuệ và giúp các em chủ động trong mọi hoạt động tư duy khác.Để đạt được điều này, phương pháp dạy học, nội dung dạy học là một trong những yếu tố cực kì quan trọng giúp các em phát huy khả năng sáng tạo của mình. Vật lí là một môn khoa học khó, đòi hỏi những yêu cầu nhất định đối với người học, như là tư duy trừu tượng, thực hiện và quan sát thí nghiệm để nhận thức đúng về các hiện tượng , đồng thời toán học cũng là một công cụ không thể thiếu để giải các bài tập vật lí.Ở các trường THPT chương trình vật lí bao gồm các phần: cơ học, nhiệt học,điện học, quang học và vật lí hạt nhân.Mỗi phần, mỗi chương có đặc thù riêng về cả hiện tượng lẫn công thức nên phương pháp học từng phần cũng khác nhau. Mặt khác, công thức nhiều, mỗi một phần lại có rất nhiều dạng bài tập, mỗi một dang bài tập có thể có rất nhiều trường hợp xảy ra…Nếu người học không hiểu bản chất của hiện tượng mà chỉ học công thức một cách máy móc, học vẹt thì không thể làm được bài tập, hoặc làm sai và không có khả năng để giải những bài toán phức tạp đòi hỏi khả năng suy luận lôgic và tư duy trừu tượng. Trong quá trình giảng dạy phần thấu kính– vật lí 11 tại Trường THPT Dương Đình Nghệ rất nhiều học sinh cảm thấy lúng túng khi giải bài tập. Nguyên nhân là do không nhớ các - 2 - tính chất của ảnh qua thấu kính, vì khi đặt vật trước thấu kính ở những vị trí khác nhau thì tính chất ảnh cũng khác nhau.Hơn thế nữa, ở đây có hai loại thấu kính nên học sinh muốn làm tôt bài tập phải nhớ tính chất ảnh qua từng loại,học sinh cảm thấy bị rối, nhất là khi làm những bài tập cần sự suy luận như là bài tập xác định chiều dịch chuyển của ảnh khi vật dịch chuyển ( Đây là dạng bài tập cần sự nhuần nhuyễn về kiến thức và đòi hỏi khả năng lập luận tư duy tốt, sự sáng tạo trong quá trình giải quyết vấn đề). Để nâng cao hiệu quả giảng dạy, với mục đích lấy học sinh làm trung tâm giúp các em có một phương pháp khoa học để nhớ các tính chất của ảnh tạo bởi đơn thấu kính, có một cái nhìn toàn diện về các trường hợp tạo ảnh và thuận tiện hơn khi giải bài tập, tôi đã tìm hiểu, nghiên cứu và chọn đề tài : Dùng phương pháp đồ thị để nhớ tính chất của ảnh tạo bởi đơn thấu kính.Trên đồ thị còn cho biết mối quan hệ giữa chiều dịch chuyển của ảnh và vật nên học sinh không phải tưởng tượng mà nhìn vào đó dễ dàng nhận xét, giảm bớt tính toán phức tạp.Mỗi giáo viên, trong quá trình giảng dạy của mình đều tự đúc rút ra nhiều kinh nghiệm nhằm nâng cao hiệu quả giảng dạy của mình. Ở phần này có thể sử dụng những phương pháp học lí thuyết và làm bài tập khác nhau, nhưng vấn đề tôi nghiên cứu đã được kiểm nghiệm ở rất nhiều lớp tại trường THPT Dương Đình Nghệ thì đã có hiệu quả nhất định. II.NỘI DUNG: 2.1.Cơ sở lí luận: - Thấu kính là một khối chất trong suốt được giới hạn bởi hai mặt cầu hoặc một mặt cầu và một mặt phẳng. - Theo tác dụng khúc xạ ánh sáng,thấu kính được chia làm hai loại là thấu kính hội tụ và thấu kính phân kì. - 3 - - Do cấu tạo khác nhau nên tính chất tạo ảnh qua từng loại thấu kính cũng khác nhau.Cùng một loại thấu kính, ở những vị trí khác nhau trước thấu kính, ảnh cũng khác nhau về vị trí và tính chất( ảnh thật hoặc ảo, cùng chiều hay ngược chiều vật, lớn hơn hay nhỏ hơn vật).Vì vậy học sinh thường khó nhớ, lúng túng khi giải bài tập. - Trong chương trình vật lí 11 chỉ xét trường hợp vật thật ( d > 0). - Công thức thấu kính: ' d = fd df − ; k = fd f − − Với qui ước: d ’ > 0 : ảnh thật d ’ < 0 : ảnh ảo 1>k : ảnh lớn hơn vật 1<k : ảnh nhỏ hơn vật 0 > k : ảnh và vật cùng chiều 0<k : ảnh và vật ngược chiều - Cụ thể: Với thấu kính hội tụ: Có các trường hợp tạo ảnh sau: - 4 - + Vật ở trong tiêu cự cho ảnh ảo, cùng chiều lớn hơn vật. + Vật đặt tại tiêu điểm F cho ảnh ảo ở vô cực. +Vật đặt trong khoảng từ f đến 2f (f < d < 2f) cho ảnh thật ngược chiều lớn hơn vật. - 5 - + Vật đặt tại vị trí d = 2f cho ảnh thật ngược chiều cao bằng vật, đối xứng với vật qua quang tâm. + Vật đặt ngoài 2f cho ảnh thật ngược chiều nhỏ hơn vật. + Với thấu kính phân kì: - 6 - + Vật thật luôn cho ảnh ảo nhỏ hơn vật và cùng chiều vật. 2.2. Thực trạng : Để giải một số bài tập cần sự suy luận đôi khi phải nhớ tất cả các tính chất này của thấu kính, tuy nhiên việc nhớ các tính chất này và vận dụng để giải bài tập có thể gây rối đối với học sinh. Trước thực trạng này, trong quá trình dạy bài Thấu kính mỏng- vật lí 11 NC tôi đã cho học sinh vẽ ảnh của vật đặt tại những vị trí khác nhau trước thấu kính. Sau đó, nhận xét tính chất của ảnh trong từng trường hợp. Sử dụng công thức thấu kính, hướng dẫn học sinh vẽ đồ thị , nhìn vào đồ thị, học sinh có thể nhận xét tất cả các tính chất, vị trí của ảnh tạo bởi thấu kính, từ đó có những suy luận chính xác đưa ra lời giải đúng, nhanh gọn. - 7 - 2.3. Giải pháp thực hiện : Ở đây, ta vẽ hai đồ thị ứng với mỗi loại thấu kính, đó là đồ thị về mối quan hệ giữa d và d ’ , và đồ thị sự phụ thuộc của k vào d. a) Với thấu kính hội tụ: ( f > 0) ' d = fd df − k = fd f − − Nhận xét đồ thị: 0< d < f cho d ’ < 0 và k > 1 suy ra tính chất ảnh là ảo,cùng chiều, lớn hơn vật. d = f cho ảnh ở vô cực. f < d < 2f cho d ’ > 2f; k < -1 suy ra tính chất ảnh là thật, ngược chiều, lớn hơn vật. d = 2f cho d ’ = 2f, k = -1 suy ra ảnh thật cao bằng vật, ngược chiều vật d > 2f cho f < d ’ < 2f ; -1 < k < 0 suy ra ảnh thật, ngược chiều nhỏ hơn vật. b) Với thấu kính phân kì: ( f < 0) - 8 - 2f O f f 2f d d ’ O -1 f 1 k 2f ' d = fd df − k = fd f − − Nhận xét đồ thị: Với 0>∀d đều cho –f <d ’ < 0; 0< k < 1suy ra ảnh ảo cùng chiều nhỏ hơn vật. Ngoài ra, khi nhìn vào đồ thị ta còn biết được chiều dịch chuyển của vật và ảnh. Một số bài tập vận dụng: Ví dụ 1: Một thấu kính hội tụ có tiêu cự f. Điểm sáng S trên trục chính cho ảnh S ’ . a) Ảnh S ’ dịch chuyển thế nào khi S dịch chuyển từ xa vô cực đến tiêu điểm F b) Khảo sát khoảng cách từ vật đến ảnh khi S dịch chuyển từ xa vô cực đến tiêu điểm F. Lời giải: Cách 1:(Không sử dụng đồ thị ) a) Chiều dịch chuyển của ảnh: - 9 - -f 1 k d 0 -2f -1 -2f d ’ -2f d 0-f -f Đặt y = ' d = fd df − y ’ = ' 2 2 2 :0 )()( )( d fd f fd dfffd < − − = − −− nghịch biến theo d . Vậy S dịch từ xa vô cực đến tiêu điểm F thì ảnh thật dịch chuyển từ tiêu điểm F ’ đến vô cực. b) Khảo sát khoảng cách từ vật đến ảnh : y = fd d fd df ddd − = − +=+ 2 ' y ’ = 0 )( 2 )( )(2 2 2 2 2 = − − = − −− fd dfd fd dfdd fdd 2;0 ==⇒ Khi S dịch từ ∞ đến 2f thì ảnh dịch chuyển từ f đến 2f. Khi S ở vị trí d = 2f thì ảnh ở vị trí d ’ = 2f nên y = 4f Khi S dịch chuyển từ 2f đến f thì d ’ tăng từ 2f đến ∞ , nên y tăng từ 4f đến ∞ . Cách 2: (Sử dụng đồ thị ) - 10 - [...]... hn rt nhiu Vớ d 4: Có hai điểm A và B nằm trên trục chính của một thấu kính hội tụ và ngoài tiêu điểm vật của kính Lần lợt đặt một vật nằm vuông góc với trục chính của thấu kính tại hai điểm A và B ta thấy: Nếu vật ở A thì kính phóng đại lên 2 lần, nếu vật ở B thì đợc kính phóng đại lên 3 lần a Hỏi A và B điểm nào gần thấu kính hơn? b Nếu vật ở C nằm ti trung im ca A và B thì đợc kính phóng đại lên... nhiêu lần? Li gii: - 13 - a Vì vật nằm ngoài tiêu điểm của thấu kính hội tụ nên kính cho ảnh thật, nhỡn trờn th ta thy ảnh này càng ra xa kính và lớn dần lên khi vật tiến lại gần tiêu điểm Theo đề bài: Vật ở B đợc kính phóng đại lớn hơn ở A, nên điểm B gần thấu kính hơn điểm A b Gọi d1 ; d 2 và d 3 lần lợt là khoảng cách từ 3 điểm A, B, C đến thấu kính Ta vận dụng công thức tính độ phóng đại : K=... khoảng cách từ 3 điểm A, B, C đến thấu kính Ta vận dụng công thức tính độ phóng đại : K= f f d cho 3 trờng hợp: Ta có: KA = (1) KB = và f 3f = 2 d 1 = f d1 2 f 2f = 3 d 2 = f d2 2 (2) KC = f = f d3 f f d1 + d 2 2 Thay (1);(2) vào (3) ta có: (3) K C = 2,4 Vậy : Nếu vật ở C thì kính phóng đại lên 2,4 lần Cú th s dng th tr li mt s cõu hi trc nghim v gii mt s bi tp sau: Chn cõu ỳng: 1)Xột nh cho... lp 11C2 nh sau: S s (36hs) im gii im khỏ im TB im yu, (t 8 tr lờn) (t 6,5- 7,5) (t 5- 6) kộm(di 5) Ln 1 0 hs( 0 %) 4 hs(11,11%) 7hs (19,4%) 25hs(69,4%) Ln 2 8 hs (22,22%) 15 hs (41,6%) 10 hs(27,7%) 3hs(8,3%) IV.KT LUN: Trong sut quỏ trỡnh ging dy t khi ra trng, l mt giỏo viờn tr giu lũng nhit huyt, vi mc ớch ly hc sinh lm trung tõm nhm nõng cao cht lng ging dy tụi ó rt trn tr tỡm ra cỏc bin phỏp ging... nhỡn vo th thy ngay: Khi S dch t n 2f thỡ nh dch chuyn t f n 2f Khi S v trớ 2f thỡ nh v trớ 2f nờn L = 4f Khi S dch chuyn t 2f n f thỡ d tng t 2f n , nờn L tng t 4f n Vớ d 2: Mt thu kớnh hi t cú f = 10 cm im sỏng A trờn trc chớnh v cỏch thu kớnh mt on d = 15cm a) nh v trớ t mn thu c nh rừ nột b) Thu kớnh c nh, cho A dch ra xa thu kớnh Xỏc nh chiu dch chuyn ca mn thu c nh rừ nột c) Vt c nh, dch thu... chiu vi vt C Vt rt xa thỡ cho nh tiờu din nh D nh rt xa thỡ cho nh tiờu din vt 3) S to nh bi thu kớnh: A Vi thu kớnh hi t, khi vt ngoi khong tiờu c f, nh ngc chiu vi vt B Vi thu kớnh hi t, khi vt trong khong tiờu c f, nh ngc chiu vi vt C Vi thu kớnh phõn kỡ, vt tht cho nh cựng chiu vi vt D.V thu kớnh phõn kỡ, nh ca vt tht luụn luụn nh hn vt 4 Quan sỏt vt qua thu kớnh: A Quan sỏt vt qua thu kớnh... nh nh hn vt D.Quan sỏt vt qua thu kớnh phõn kỡ, ta thy nh cựng chiu vi vt 5)im sỏng A trờn trc chớnh ca mt thu kớnh hi t cho nh tht A Khi dch A v phớa thu kớnh mt on a = 5cm thỡ nh A dch i mt on b = 10cm Khi dch A ra xa thu kớnh mt on a = 40 cm thỡ nh A dch i mt on b = 8cm Tớnh tiờu c ca thu kớnh - 15 - 6) Vt sỏng AB t trc mt thu kớnh cho nh cú phúng i l k Nu dch vt v phớa thu kớnh mt on a1 thỡ nh... th ta thy: Khi vt nm ngoi tiờu c m dch chuyn ra xa thu kớnh ( d tng) thỡ (d gim) cho nh tht dch li gn thu kớnh, do ú phi dch mn li gn thu kớnh mi thu c nh rừ nột c) Vt c nh, thu kớnh ra xa vt: - 11 - Trong khong 15 cm d < 20 cm ; d tng , khong cỏch gia vt v nh ( L) gim nờn mn dch li gn vt Khi d = 20, L= 40cm, nh gn vt nht Khi 20 cm < d < , d tng, L tng nờn nh dch ra xa vt Vớ d 3: im sỏng A trờn trc... dung: DNG PHNG PHP TH XC NH CC TNH CHT CA NH TO BI THU KNH MNG V VN DNG GII MT S BI TP LIấN QUAN N S DCH CHUYN CA NHlm sỏng kin kinh - 17 - nghim ca mỡnh, õy l nhng kinh nghim m bn thõn tụi t ỳc rỳt trong sut thi gian dy phn thu kớnh lp 11 trng THPT Dng ỡnh Ngh ti vit sỏng kin kinh nghim rt a dng v phong phỳ, mc dự phn thu kớnh lp 11 khụng thi i hc, cao ng nhng bi tp phn ny giỳp hc sinh rốn luyn . NGHIỆM ĐỀ TÀI: "THIẾT LẬP VÀ SỬ DỤNG GRAPH TRONG ÔN TẬP CÁC TIẾT VẬT LÍ 10 CƠ BẢN" - 1 - I.ĐẶT VẤN ĐỀ: ( Lý do chọn đề tài): Hiện nay, dạy học không còn chỉ là vấn đề giúp các em lĩnh hội. hiện và quan sát thí nghiệm để nhận thức đúng về các hiện tượng , đồng thời toán học cũng là một công cụ không thể thiếu để giải các bài tập vật lí. Ở các trường THPT chương trình vật lí bao gồm các. vật 0 > k : ảnh và vật cùng chiều 0<k : ảnh và vật ngược chiều - Cụ thể: Với thấu kính hội tụ: Có các trường hợp tạo ảnh sau: - 4 - + Vật ở trong tiêu cự cho ảnh ảo, cùng chiều lớn hơn vật. + Vật đặt