Những biện pháp dạy học nhằm khắc phục những sai lầm khi giải bài toán vế bổ sung năng lượng trong dao động tắt dần để có dao động duy trì

S GIO DC V O TO THANH HểA TRNG THPT Lấ LAI Tờn ti: Nhng bin phỏp dy hc nhm khc phc nhng sai lm gii bi toỏn v b sung nng lng dao ng tt dn cú dao ng trỡ Sáng kiến kinh nghiệm môn Vật lý Họ tên: Chức vụ: Đơn vị: Lê Công Thọ Giáo viên Trờng THPT Lê Lai Ngọc Lặc Năm học: 2011 - 2012 A M U I L DO CHN TI: - Trong quỏ trỡnh ging dy vt lý ph thụng, c bit l chng dao ng c ca sỏch giỏo khoa vt lý 12, tụi nhn thy nhng bi toỏn vt lý cng sỏt vi thc t thỡ vic phõn tớch , ỏnh giỏ ỳng bn cht vt lý ca nú l rt khú v d mc phi nhng sai lm - Mt nhng ú cú v b sung nng lng cho dao ng tt dn ca lc lũ xo v lc n Vỡ õy l bi toỏn gn sỏt vi thc t - Do vy hc sinh tip cn v ny s gp rt nhiu khú khn v rt d a n cỏc sai lm Mt khớa cnh khỏc cỏc giỏo viờn ging dy phn ny cho hc sinh cng cha thc s o sõu suy ngh cng ch da vo cỏc ti liu sn cú - V cũn mt nguyờn nhõn khỏc na l cú mt s ti liu cp n ny cng hay nộ trỏnh v nu cú cng khụng phõn tớch rừ rng vỡ vy cng gõy nhng hiu lm cho hc sinh - T nhng c phõn tớch trờn nờn tụi chn ti Nhng bin phỏp dy hc nhm khc phc nhng sai lm gii bi toỏn v b sung nng lng dao ng tt dn cú dao ng trỡ II THC TRNG CA VIC DY V HC MT S BI TON V B SUNG NNG LNG TRONG DAO NG TT DN Cể DAO NG DUY TRè Nhng nguyờn nhõn dn n sai lm vic dy hc mt s bi toỏn v b sung nng lng dao ng tt dn cú dao ng trỡ Trong thc tin dy hc mt s bi toỏn v b sung nng lng dao ng trỡ ti cỏc trng trung hc ph thụng núi chung v ti trng THPT Lờ Lai núi riờng, mt s giỏo viờn v hc sinh cũn cú nhng hiu sai v b sung nng lng cho dao ụng tt dn cú dao ng trỡ Cho nờn vic gii quyt mt s bi cũn cú nhng sai sút Thc trng ú l cỏc nguyờn nhõn sau: 1.1 Cỏc nguyờn nhõn t phớa giỏo viờn - Nguyờn nhõn th nht: Trong quỏ trỡnh ging dy giỏo viờn khụng ch rừ cho hc sinh cỏc c im ca dao ng trỡ nờn ó lm cho hc sinh hiu sai hoc khụng phõn bit c dao ng trỡ v cỏc c im ca cỏc loi dao ng khỏc - Nguyờn nhõn th hai: Trong quỏ trỡnh ging dy giỏo viờn cú nhc n cỏc c im ca dao ng trỡ song cha cú bin phỏp khc sõu nhng c im ny nờn dn n hc sinh nhanh quờn v khụng khc sõu c c im ny - Nguyờn nhõn th ba: Mt s giỏo viờn cũn cha tỡm hiu sõu v c im ca dao ng trỡ nờn cha hiu rừ v dao ng trỡ dn n l nộ trỏnh cỏc bi toỏn liờn quan n dao ng trỡ v b sung nng lng cho dao ng tt dn cú dao ng trỡ õy l nguyờn nhõn ht sc nguy him vỡ sai lm ny s cũn tip din nhng sai lm khỏc tng t nờn cn phi chn chnh - Nguyờn nhõn th t: õy l dng toỏn khụng mi nhng quỏ trỡnh thi v kim tra li rt ớt cp ti, nờn v tõm lớ thi c mt cỏch thc dng lm cho giỏo viờn cng khụng my hoc khụng cp n dng toỏn ny thi õy cng l nguyờn nhõn dn n bi toỏn ny khụng c mt s giỏo viờn tỡm hiu v nghiờn cu sõu 1.2 Cỏc nguyờn nhõn t phớa hc sinh - Nguyờn nhõn th nht: Hc sinh hiu sai v c im ca dao ng trỡ, õy hc sinh hiu rng c cho dao ng no khụng tt thỡ c gi l dao ng trỡ nhng hc sinh li quờn mt rng dao ng trỡ l phi cú biờn v chu kỡ khụng thay i - Nguyờn nhõn th hai: Mt s nhúm hc sinh c hi v dao ng trỡ thỡ cỏc em mi ch núi c ú l dao ng khụng tt v cú chu kỡ khụng i õy cỏc em khụng ch c rng l phi gi cho biờn khụng i - Nguyờn nhõn th ba: Mt s nhúm hc sinh c hi v dao ng trỡ thỡ cỏc em hon ton khụng bit dao ng trỡ l gỡ õy l nhúm hc sinh khụng c trang b kin thc v vt lớ núi chung v kin thc v dao ng trỡ núi riờng Trong cỏc nhúm sai lm thỡ nhúm sai lm ny chỳng ta khụng bn n ti ny Mc ớch ca ti Trong phm vi ca sỏng kin kinh nghim ti ca tụi c vit vi mc ớch : - Giỳp hc sinh v giỏo viờn hiu rừ hn v dao ng trỡ, to iu kin cho cỏch tip cn v b sung nng lng dao ng tt dn - Giỳp ch cho giỏo viờn thy nhng nguyờn nhõn dn n cỏc sai lm bi toỏn b sung nng lng cho dao ng tt dn cú dao ng trỡ, v a mt s gii phỏp khc phc nhng nguyờn nhõn ny - Giỳp hc sinh v giỏo viờn cú cỏi nhỡn ỳng n hn v cung cp nng lng cho dao ng tt dn, bự li phn nng lng ú mt (do ma sỏt) c mt dao ng trỡ.T ú ng dng gii quyt mt s bi cũn hiu sai v b sung nng lng cho dao ng trỡ B NI DUNG NHNG BIN PHP DY HC NHM KHC PHC NHNG SAI LM KHI GII BI TON V B SUNG NNG LNG TRONG DAO NG TT DN Cể DAO NG DUY TRè I C S L THUYT CA S HAO HT NNG LNG TRONG DAO NG TT DN Nhng c s lớ lun t thc tin - Nh ta ó bit khụng mt dao ng no th gii t nhiờn cú th dao ng t mt cỏch mói mói - Nh vy cú mt dao ng trỡ thỡ ta phi cung cp cho nú mt phn nng lng ó mt (do ma sỏt) m khụng lm thay i chu kỡ dao ng ca nú v gi cho dao ng cú mt biờn khụng i theo thi gian - V thc nghim, n gin nht thỡ ta lm nh sau: + C sau mi mt chu kỡ ta tỏc ng vo vt khong thi gian ngn mt lc cho cụng ca lc ny ỳng bng phn nng lng ó mt Nhng phi m bo cụng ny phi l cụng dng dựng thng cỏc lc cn - C ch ca s cung cp ny l rt phc vỡ vy khuụn kh ca ti ny tụi khụng cp ti - Trờn õy l nhng lớ lun thc tin Sau õy tụi xin trỡnh by mt s quan im cho vic tớnh toỏn c th phn nng lng c bự vo hay mt i Cỏc khỏi nim c bn - Khi h vt hay vt dao ng mụi trng cú ma sỏt (F ms) thỡ h vt hay vt ú s dao ng tt dn - Lc ma sỏt luụn cú xu hng ngc chiu chuyn ng nờn sinh cụng õm lm cho c nng ca ca lc gim dn chuyn húa thnh nhit nng - Lc ma sỏt ln dao ng s tt nhanh cũn lc ma sỏt nh dao ng s tt chm - Trong khuụn kh ca ti ny ta ch xột trng hp lc ma sỏt nh nờn dao ng lõu tt tc l gim biờn sau mt chu kỡ l rt nh( A = A A ' nh) Dao ng tt dn ca lc lũ xo - Ta ó bit: gim c nng ca lc sau mt chu kỡ E chớnh bng cụng ca lc ma sỏt cn tr chu kỡ ú - Gi A l biờn ca lc chu kỡ u tiờn - Gi A l biờn ca lc chu kỡ tip theo Suy ra: Vỡ kA kA '2 = Fms A = E 2 k ( A A'2 ) = Fms A k ( A A ' )( A + A ' ) = Fms A A = A A ' rt nh nờn A + A ' A Suy ra: k A.A Fms A A = Fms k - Nh vy nu ta bit c lc cn ca mụi trng v cng ca lũ xo ta cú th suy c gim biờn ca lc mt chu kỡ - Nu ta coi bi toỏn cú gim biờn theo theo gian l khụng i, thỡ s dao ng thc hin c ú l : N= A A (Vi N l s ln thc hin dao ng ton phn n lc dng li) - Khi ú ta cng cú th suy c thi gian t ca vt dao ng k t bt u dao ng cho n dng li t = NT = N m = N k - Trờn c s: C nng ban u bng tng cụng ca lc ma sỏt trờn ton b on ng vt i c ú ta cú th tỡm quóng ng ln nht S Max m vt cú th i c k t bt u dao ng cho n dng li kA kA = F S S = Tc l: ms Max Max 2 Fms Dao ng tt dn ca lc n Ta ú bit: gim c nng ca lc sau mt chu kỡ E chớnh bng cụng ca lc ma sỏt cn tr chu kỡ ú E = E1- E2= Fms.4S0 E1 = m.g.l.(1- cos ) = m.g.l.2.sin2 - Vi: - Vỡ rt nh nờn: sin - Tng t: E = mgl E1 = mgl 02 0'2 - Trong ú : : l biờn gúc ban u ca lc n [rad] 0' : l biờn gúc ca lc sau mt chu kỡ [rad] S0: l biờn di ban u ca lc n (S0=l ) [m] mgl 02 mgl 0'2 = Fms 4(l ) Suy ra: 2 mgl ( )( + 0' ) = Fms 4l Vỡ : 0' = rt nh nờn + 0' = Suy ra: 4F mg = Fms = ms mg õy l gim biờn gúc sau mt chu kỡ - Nh vy nu ta bit c lc cn ca mụi trng v lng ca qu nng ta cú th suy c gim biờn ca lc mt chu kỡ - Nu ta coi bi toỏn cú gim biờn theo thi gian l khụng i, thỡ s dao ng thc hin c ú l : N= (Vi N l s ln thc hin dao ng ton phn n lc dng li) - Khi ú ta cng cú th suy c thi gian t ca vt dao ng k t bt u dao ng cho n dng li t = NT = N l = N g Trờn c s: C nng ban u bng tng cụng ca lc ma sỏt trờn ton b on ng vt i c ta cú th tỡm quóng ng ln nht S Max m vt cú th i c k t bt u dao ng cho n dng li mgl 02 mgl = F S S = Tc l: ms Max Max 2 Fms II TèM HIU V S B SUNG NNG LNG TRONG DAO NG TT DN Cể DAO NG DUY TRè Khỏi nim dao ng trỡ -Theo SGK vt lớ 12 c bn xut bn nm 2008.Nh xut bn GD - Mun gi cho biờn dao ng ca lc khụng i m khụng lm thay i chu kỡ dao ng riờng ca nú, ngi ta dựng mt thit b nhm cung cp sau mi chu kỡ mt phn nng lng ỳng bng phn nng lng tiờu hao ma sỏt Dao ng ca lc c trỡ theo cỏch nh vy c gi l dao ng trỡ. - Nh vy chỳng ta hiu dao ng trỡ l dao ng m cn cung cp nng lng cho lc cho biờn v chu kỡ dao ng ca nú khụng i theo thi gian Xỏc nh nng lng cn cung cp cho lc 2.1.Khi bi toỏn yờu cu xỏc nh nng lng cn cung cp cho lc trỡ dao ng vi biờn khụng i, thỡ bi toỏn ny cú yờu cu rt rừ rng nờn: - Gi hao ht nng lng ca lc mt giõy l e c xỏc nh bng cụng thc: e= E T - Vi E l hao ht nng lng chu kỡ u tiờn - T l chu kỡ dao ng ca lc - Nng lng cn cung cp cho lc mt gi dao ng l: W = 3600 E T - Nng lng cn cung cp cho lc mt ngy dao ng l: W = 86400 E T - Tng t nh vy ta cú th suy nng lng cn cung cp cho lc mt tun v mt thỏng 2.2 Khi bi toỏn yờu cu l xỏc nh nng lng cn cung cp cho lc trỡ dao ng nhng khụng núi vi biờn khụng i hay biờn l bao nhiờu? thỡ ta phi hiu l trỡ dao ng vi biờn ban u Vỡ nu khụng hiu nh vy thỡ ta khụng bit nú dao ng vi biờn bao nhiờu vy hao ht nng lng mt chu kỡ khụng th xỏc nh c vỡ: E = mgl 2 ( Con lc n) E = kA.2 A (Con lc lũ xo) V thc t thỡ khụng mong mun trỡ dao ng vi mt biờn thay i v cng theo lớ thuyt v dao ng trỡ thỡ nu biờn thay i khụng c gi l dao ng trỡ III NHNG BIN PHP DY HC NHM KHC PHC NHNG SAI LM KHI GII BI TON V B SUNG NNG LNG DAO NG DUY TRè Bin phỏp khc phc bi toỏn v b sung nng lng cho dao ng tt dn cú dao ng trỡ 1.1 i vi giỏo viờn: - Cn nghiờn cu k v khỏi nim ca dao ng trỡ ( SGK Vt Lớ 12 c bn xut bn nm 2008 Nh xut bn GD) v ch s khỏc bit dao ng trỡ v dao ng cng bc - T ú ch cho hc sinh thy rng mun cú mt dao ng trỡ l phi lm cho dao ng ú cú biờn v cú chu kỡ dao ng riờng khụng thay i iu ny cú ngha l phi gia cho biờn dao ng t ban u khụng thay i õy l iu ct lừi m giỏo viờn phi chi cho hc sinh thy - Trong quỏ trỡnh ụn cng nh kim tra giỏo viờn nờn lng ghộp mt bi toỏn cú liờn quan n ny vo bi kim tra nh vy hc sinh s luụn khc sõu v lu ý n dng toỏn ny 1.2 i vi hc sinh: - Sau c cỏc thy (cụ) dy cho bi dao ng tt dn dao ng cng bc thỡ cỏc em phi nh v hiu c cỏc khỏi nim v dao ng tt dn, dao ng trỡ, dao ng cng bc T ú cỏc em nờn lp mt bng so sỏnh gia ba loi dao ng ny Trong bng so sỏnh ny cỏc em nờn so sỏnh v hai yu t ú l biờn v chu kỡ dao ng ca ba loi dao ng ny Biờn Dao ng tt dn Dao ng trỡ Gim dn theo Khụng thay i thi gian Chu kỡ dao Khụng i khụng i ng riờng Dao ng cng bc Ph thuc vo biu thc lc cng bc bng tn s lc cng bc - ú l lớ thuyt m cỏc em cn nm c, bờn cnh ú cỏc em nờn su tm v lm mt s bi toỏn cú liờn quan n cỏch b sung nng lng cho dao ng tt dn cú dao ng trỡ T ú giỳp cỏc em hiu sõu hn v rừ hn v lớ thuyt ca dao ng trỡ v dao ng tt dn Mt s bi toỏn ng dng Quan nim ỳng v sai - Di õy tụi xin a mt s bi toỏn ng dng cho bi toỏn v b sung nng lng cho dao ng tt dn cú dao ng trỡ v ch cỏch hiu ỳng v sai ca cỏc bi toỏn ny giỳp cho cỏc bn ng nghip v hc sinh trỏnh c cỏc sai lm v cỏc quan nim sai gii bi toỏn v b sung nng lng cho dao ng tt dn cú dao ng trỡ 2.1 Bi toỏn vớ d 1: Mt lc n cú chiu di l= 0,992(m), qu cu lng m = 25(g) Cho nú dao ng ti ni cú gia tc trng trng g = 9,8 (m/s 2) vi biờn gúc = Trong mụi trng cú lc cn tỏc ng Bit lc ch dao ng c 50s thỡ ngng hn 10 a) Xỏc nh hao ht nng lng trung bỡnh mt chu kỡ b) trỡ dao ng ngi ta dựng mt b phn b sung nng lng cung cp cho lc sau mi chu kỡ B phn ny hat ng nh mt pin to hiu in th U = 3V, cú hiu sut 25% Pin d tr mt in lng Q= 103(C) Tớnh thi gian hot ng ca ng h sau mi ln thay pin Bi gii a) Chu kỡ dao ng ca lc n : l 0,992 = 2.4,1416 2( s ) g 9,8 T = S chu kỡ thc hin c: N = t 50 = = 25 T Nng lng dao ng ban u ca lc n, dao ng vi chu kỡ nh 1 E = mgl. 02 = 0,025.9,8.0,992. 0,6.10 ( J ) 2 180 hao ht nng lng trung bỡnh sau mi chu kỡ E 0,6.10 E = = = 2,4.10 ( J ) N 25 Li gii v cỏch quan nim sai cõu b: b) Gi t l thi gian hot ng ca ng h sau mi ln thay pin thỡ nng lng in ton phn tao thi gian ú l: A = QU Nng lng cú ớch cung cp cho ng h sau mi ln thay pin ú l: Ai = 0,25.A = 0,25.QU Nng lng cú ớch cung cp cho ng h sau mt chu kỡ dao ng 0,25.QU T t Nng lng ú bng hao ht ca nng lng sau mi chu kỡ dao ng lc cn tc l: 0,25QU T = E t 0,25.Q.U T 0,25.3.10 3.2 = = 625.10 ( s ) Suy ra: t = E 2,4.10 11 - Vi cỏch quan nim ny thỡ nng lng cung cp cho ng h sau mi chu kỡ úng bng nng lng hao ht trung bỡnh ca mt chu kỡ c quỏ trỡnh dao ng ca lc E = E Trong ú E hao ht nng lng ca lc chu kỡ u tiờn, n lc dng li thỡ hao ht ca nú bng Nh vy, mt s chu kỡ ban u nng lng b xung cho lc s khụng , vy ban u dao ng ca lc cng s tt dn v phi n mt giỏ tr no ú nng lng b xung cho lc thỡ nú s c dao ng trỡ Nh vy theo nh ngha v dao ng trỡ SGK Vt Lớ 12 c bn xut bn nm 2008 Nh xut bn GD, l khụng ỳng Vy ỏp dng cho bi toỏn ny l sai Vy li gii ỳng cho cõu b l nh sau: b) Gi t l thi gian hot ng ca ng h sau mi ln thay pin thỡ nng lng in ton phn tao thi gian ú l: A = QU Nng lng cú ớch cung cp cho ng h sau mi ln thay pin ú l: Ai = 0,25.A = 0,25.QU Nng lng cú ớch cung cp cho ng h sau mt chu kỡ dao ng 0,25.QU T t dao ng ca lc l dao ng trỡ thỡ nng lng ú bng hao ht ca nng lng ca lc sau chu kỡ dao ng u tiờn lc cn tc l: 0,25QU T = E (1) t -Trong ú E hao ht nng lng ca lc chu kỡ u tiờn gim biờn di ca lc mt chu kỡ : S = l 25 Nng lng mt i mt chu kỡ bng cụng ca lc cn mgl mgl 0'2 = Fms 4(l ) 2 Suy ra: 12 mgl mg l = F l = E E = 2 25 = 0, 025.9,8.0,9922 ( 25 ) 180 = 4, 7.105 ( J ) Thay vo (1) ta suy ra: t= 0,25.Q.U T 0,25.3.10 3.2 = = 319.10 ( s ) E 4,7.10 Nh vy thi gian ch cũn li mt na so vi giỏ tr tớnh c trờn 2.2 Bi toỏn vớ d 2: Cho mt lc lũ xo gm lũ xo cú cng k = 100 N/m v mt vt nng lng m = 100 g dao ng trờn mt phng nm ngang, vt dao ng ti ni cú gia tc trng trng g = 10 m/s Ban u kộo vt v trớ cõn bng mt on 5cm ri th nh cho vt dao ng bit quỏ trỡnh dao ng vt luụn chu tỏc dng ca mt lc cn cú ln khụng i bng mt phn 100 lc ca vt c) Xỏc nh hao ht nng lng trung bỡnh mt chu kỡ d) trỡ dao ng ngi ta dựng mt b phn b sung nng lng cung cp cho lc sau mi chu kỡ B phn ny l mt h thng gm cỏc bỏnh rng phõn phi v b phn d tr nng lng bng dõy cút kho sỏt dao ng trỡ mt gi thỡ cụng ti thiu cn phi cung cp cho h thng dõy cút bng bao nhiờu? Bit rng 80% nng lng dựng thng lc ma sỏt h thng bỏnh rng Bi gii Ta ó bit: gim c nng ca lc sau mt chu kỡ E chớnh bng cụng ca lc cn tr chuyn ng chu kỡ ú - Gi A l biờn ca lc chu kỡ u tiờn - Gi A l biờn ca lc chu kỡ tip theo kA kA '2 = Fms A = E Suy ra: 2 Vỡ k ( A A'2 ) = Fms A k ( A A ' )( A + A ' ) = Fms A A = A A ' rt nh nờn A + A ' A Suy ra: k A.A Fms A 13 A = Vỡ Fms = Fms k 1 P = 10.0,1 = 0,01 ( N ) thay s ta c 100 100 A = 0,01 = 4.10 ( m ) = 0,04 ( cm ) 100 S chu kỡ vt thc hin c N = A = =125 chu kỡ A 0,04 hao ht nng lng trung bỡnh mt chu kỡ: kA E 0,5.100.0.05 E = = = = 10 ( J ) N 125 125 Li gii v cỏch quan nim sai cõu b: hao ht nng lng ca lc mt giõy l: e= Vi E T T = Suy e = m = 0,2 ( s ) k 10 = 5.10 ( J ) 0,2 hao ht nng lng ny chớnh bng cụng cn cung cp cho lc mt giõy Vy cụng m lc cn nhn mt gi E = e.3600 = 5.10-3 3600 = 18 (J) Cụng ti thiu lờn dõy cút cho lc hot ng mt gi W= E 18 = = 90( J ) 0,2 0,2 - Vi cỏch quan nim ny thỡ nng lng cung cp cho lc lũ xo sau mi chu kỡ úng bng nng lng hao ht trung bỡnh ca mt chu kỡ c quỏ trỡnh dao ng ca lc E = E Trong ú E hao ht nng lng ca lc chu kỡ u tiờn, n lc dng li thỡ hao ht ca nú 14 bng Nh vy, mt s chu kỡ ban u nng lng b xung cho lc s khụng , vy ban u dao ng ca lc cng s tt dn v phi n mt giỏ tr no ú nng lng b xung cho lc thỡ nú s c dao ng trỡ Nh vy theo nh ngha v dao ng trỡ SGK Vt Lớ 12 c bn xut bn nm 2008 Nh xut bn GD, l khụng ỳng Vy ỏp dng cho bi toỏn ny l sai Vy li gii v cỏch quan niờm ỳng cho cõu b l nh sau: Ta ú bit: gim c nng ca lc sau chu kỡ E chớnh bng cụng ca lc cn tr chu kỡ ú Nh vy cụng ca lc cn chu kỡ u tiờn l E = Fms 4A Vỡ Fms = 1 P = 10.0,1 = 0,01 ( N ) thay s ta c 100 100 E = 0,01 0,05 = 2.10-3 (J) Theo nh ngha v dao ng trỡ SGK Vt Lớ 12 c bn xut bn nm 2008 Nh xut bn GD Mun gi cho biờn dao ng ca lc khụng i m khụng lm thay i chu kỡ dao ng riờng ca nú, ngi ta dựng mt thit b nhm cung cp sau mi chu kỡ mt phn nng lng ỳng bng phn nng lng tiờu hao ma sỏt Dao ng ca lc c trỡ theo cỏch nh vy c gi l dao ng trỡ. Nh vy nng lng cn cung cp cho lc mt giõy l e= E 2.10 = = 0,01 ( J ) T 0,2 hao ht nng lng ny chớnh bng cụng cn cung cp cho lc mt giõy Cụng cn cung cp cho lc mt gi W= 0,01.3600 = 36 (J) Cụng ti thiu lờn dõy cút cho lc hot ng mt gi W= E 36 = = 180( J ) 0,2 0,2 15 2.3 Bi toỏn chun mc ca dng - õy l bi toỏn c a m khụng lm cho hc sinh cng nh giỏo viờn cú cỏch hiu nhm Bi toỏn Con lc ca ng h c coi nh mt lc n cú chiu di l =1m Nu khụng lờn dõy cút ng h v cho nú dao ng t vi biờn gúc ban u l 50 thỡ nú s dao ng tt dn v sau nm chu kỡ thỡ biờn gúc ca nú ch cũn 40 Cho rng biờn gúc ca lc gim dn theo cp s nhõn lựi vụ hn Tớnh cụng phi lờn dõy cút ng h cho nú chy c mt tun l vi biờn l 50.Bit lng ca qu nng m = 0,5kg v phi mt 80% nng lng cung cp thng c ma sỏt h thng bỏnh xe Ly g = 10m/s v = 10 Bi gii: õy l bi toỏn cú cõu hi rt rừ rng l phi tri dao ng ca lc vi biờn dao ng khụng i l 50 Do vy bi toỏn c gii nh sau: 16 -Gi q l cụng bi ca cp s nhõn lựi thỡ biờn gúc lỳc bt u ca nm chu kỡ liờn tip l: = 50 ; = q ; Vy q4 = = q ; = = q ; = q Th nng lỳc ban u ca lc l E= mgl 12 Th nng lỳc bt u chu kỡ dao ng th ca lc l : E2 = mgl 22 = mglq 12 Nng lng tiờu hao sau mt chu kỡ l : E = E1 E = ( mgl 12 q => E = 0,5.10.1. 180 ) 2,037.10 ( J ) Chu kỡ ca lc: T = l g ( s ) Nng lng phi bự p cho lc mt tun l l: E = 24 60 60 E = 616 ( J ) T Nng lng ny ch bng 20% nng lng m lc cung cp cho h thng Vy nng lng phi tn lờn dõy cút l: E' = 100 100 ìE= ì 616 3080 ( J ) 20 20 17 C KT LUN Sau dy thc nghim v i chng hai lp 12A3 v 12A4 nm hc 2011 2012 ti trng THPT Lờ Lai tụi nhn thy kt qu nh sau: - Lp 12A4: Sau phõn tớch cỏc nguyờn nhõn v phi hp ging dy bng cỏc phng phỏp trờn tụi nhn thy s lng hc sinh hiu sai , mc vo cỏc sai lm cỏc bi toỏn trờn l rt hn ch, bờn cnh ú cỏc em cũn khc sõu v ghi nh lõu hn cỏc khỏi nim v dao ng tt dn v b sung nng lng cho dao ng tt dn cú dao ng trỡ - Lp 12 A3: Tụi s dng cỏc phng phỏp truyn thng khụng kt hp cỏc phng phỏp ó nờu trờn dy cho lp 12A3, tụi thy s lng hc sinh hiu sai v mc vo cỏc sai lm nh bi toỏn trờn l nhiu hn, thm cũn cú s lng cỏc em khụng lm c bi Sau mt thi gian sau tụi kim tra li kin thc v khỏi nim dao ng tt dn v b sung nng lng cho dao ng tt dn cú dao ng trỡ thỡ hu ht cỏc em khụng cũn nh c khỏi nim v phõn bit c dao ng tt dn , dao ng trỡ, dao ng cng bc Sau mt khong thi gian bng tụi tin hnh kim tra cựng mt bi v b xung nng lng cho dao ng tt dn cú dao ng trỡ cho hai lp thỡ kt qu im thi ca hai lp nh sau: im im yu imTB im khỏ im gii kộm (3,0- 4,75 ) (5,0- 6,75 ) (7,0- 8,75 ) (9,0- 10 ) Lp S s (0- 2,75 ) SL % SL % SL % SL % SL % 12A4 50 23 46,0 25 50,0 4,0 48 2,08 25 52,0 21 43,7 2,08 12 A3 5 98 1,0 49 50,0 46 46,9 2,06 Tng Trờn õy l nhng kinh nghim ca bn thõn rỳt t thc t ging ,vỡ thi gian ng dng mi mt nm, nờn nhng iu tụi nghiờn cu v ỳc kt li cú th cha hn ó ỳng n v phự hp vi mi ngi, mi ni, mi iu kin Tụi rt mong nhn c s gúp ý chõn thnh ca cỏc bn ng nghip Ngc Lc: ngy 20 thỏng nm 2012 18 Ngi vit Lờ Cụng Th MC LC M U I Lý chn ti II Thc trng ca vic dy v hc Nhng nguyờn nhõn dn n sai lm 1.1 Cỏc nguyờn nhõn t phớa giỏo viờn 1.2 Cỏc nguyờn nhõn t phớa hc sinh Mc ớch ca ti NI DUNG I C s lớ thuyt ca s hao ht nng lng dao ng tt dn Nhng c s lớ lun t thc tin Cỏc khỏi nim c bn Dao ng tt dn ca lc lũ xo Dao ng tt dn ca lc n . II Tỡm hiu v s b sung nng lng dao ng Khỏi nim dao ng trỡ Xỏc nh nng lng cn cung cp cho lc III Nhng bin phỏp dy hc nhm khc phc nhng sai lm gii Trang 1 1 3 4 4 7 bi toỏn v B sung nng lng dao ng trỡ Bin phỏp khc phc bi toỏn v b sung nng lng cho dao 1.1 i vi giỏo viờn 1.2 i vi hc sinh Mt s bi toỏn ng dng Quan nim ỳng v sai 2.1 Bi toỏn vớ d 2.2 Bi toỏn vớ d 2.3 Bi toỏn chun mc ca dng KT LUN 8 9 12 15 17 TI LIU THAM KHO 19 Dng Trng Bỏi, V Thanh Khit (2001), T in vt lý ph thụng, NXB Giỏo dc Lng Duyờn Bỡnh, V Quang, Nguyn Thng Chung, Tụ Giang, Trn Chớ Minh, Ngụ Quc Quýnh (2008), Vt lý lp 12, Nxb Giỏo dc Phm Th Dõn (2005), 206 bi toỏn dao ng v súng c hc, NXB i Hc TP H Chớ Minh Nguyn Hi Chõu, Nguyn Trng Su (2007), Nhng chung v i mi Giỏo dc THPT, NXB giỏo dc Trn Vn Dng(1999), 555 bi vt lý NXB tr TP H Chớ Minh V Thanh Khit (2007), Mt s PP chn lc gii cỏc bi toỏn vt lý s cp(tp 1) NXB H ni V Quang, Lng Duyờn Bỡnh, Tụ Giang, Ngụ Quc Quýnh (2008), Bi vt lý lp 12, Nxb Giỏo dc Nguyn Th Khụi (Tng ch biờn) (2008), Vt lý 12 - Nõng cao, Nxb Giỏo dc Nguyn Th Khụi (Ch biờn) (2008), Bi vt lý 12 - Nõng cao, Nxb Giỏo dc 10 Phm Hu Tũng (1994), Bi v PP dy bi vt lý Nxb Giỏo dc 11 Thỏi Duy Tuyờn (1998), Nhng c bn ca giỏo d c hc hin i Nxb Giỏo dc 12 Vin ngụn ng hc (2003), T in ting Vit Nxb Nng 13 M.A anilop - M.N.Xcatkin (1980), Lớ lun dy hc trng ph thụng, Nxb Giỏo dc 20 [...]... 3 Dao động tắt dần của con lắc lò xo ………………… 4 Dao động tắt dần của con lắc đơn .……………… II Tìm hiểu về sự bổ sung năng lượng trong dao động 1 Khái niệm dao động duy trì …… 2 Xác định năng lượng cần cung cấp cho con lắc III Những biện pháp dạy học nhằm khắc phục những sai lầm khi giải Trang 1 1 1 1 2 3 3 4 4 4 4 5 6 7 7 7 8 bài toán về “ Bổ sung năng lượng để dao động duy trì ... tra lại kiến thức về khái niệm dao động tắt dần và bổ sung năng lượng cho dao động tắt dần để có dao động duy trì thì hầu hết các em không còn nhớ được khái niệm và phân biệt được dao động tắt dần , dao động duy trì, dao động cưỡng bức 2 Sau một khoảng thời gian bằng nhau tôi tiến hành kiểm tra cùng một bài tập về bổ xung năng lượng cho dao động tắt dần để có dao động duy trì cho hai lớp thì kết quả điểm... em còn khắc sâu và ghi nhớ lâu hơn các khái niệm về dao động tắt dần và bổ sung năng lượng cho dao động tắt dần để có dao động duy trì - Lớp 12 A3: Tôi sử dụng các phương pháp truyền thống không kết hợp các phương pháp đã nêu ở trên để dạy cho lớp 12A3, tôi thấy số lượng học sinh hiểu sai và mắc vào các sai lầm như bài toán ở trên là nhiều hơn, thậm chí còn có số lượng các em không làm được bài tập... 0,25.QU Năng lượng có ích cung cấp cho đồng hồ sau một chu kì dao động 0,25.QU T Để t dao động của con lắc là dao động duy trì thì năng lượng đó bằng độ hao hụt của năng lượng của con lắc sau chu kì dao động đầu tiên do lực cản tức là: 0,25QU T = ∆E 0 (1) t -Trong đó ∆E 0 Độ hao hụt năng lượng của con lắc trong chu kì đầu tiên Độ giảm biên độ dài của con lắc trong một chu kì : ∆S = lα 0 25 Năng lượng. .. trung bình trong một chu kì d) Để duy trì dao động người ta dùng một bộ phận bổ sung năng lượng cung cấp cho con lắc sau mỗi chu kì Bộ phận này là một hệ thống gồm các bánh răng phân phối và bộ phận dự trữ năng lượng bằng dây cót Để khảo sát dao động duy trì trong một giờ thì công tối thiểu cần phải cung cấp cho hệ thống dây cót bằng bao nhiêu? Biết rằng 80% năng lượng dùng để thắng lực ma sát trong hệ... một số chu kì ban đầu năng lượng bổ xung cho con lắc sẽ không đủ, do vậy ban đầu dao động của con lắc cũng sẽ tắt dần và phải đến một giá trị nào đó khi năng lượng bổ xung cho con lắc đủ thì nó sẽ được dao động duy trì Như vậy theo định nghĩa về dao động duy trì “SGK Vật Lí 12 cơ bản” xuất bản năm 2008 Nhà xuất bản GD, là không đúng Vậy áp dụng cho bài toán này là sai Vậy lời giải và cách quan niêm... trì …………………… 1 Biện pháp khắc phục bài toán về bổ sung năng lượng cho dao 1.1 Đối với giáo viên 1.2 Đối với học sinh 2 Một số bài toán ứng dụng Quan niệm đúng và sai 2.1 Bài toán ví dụ 1 2.2 Bài toán ví dụ 2 2.3 Bài toán chuẩn mực của dạng KẾT LUẬN 8 8 9 9 9 12 15 17 TÀI LIỆU THAM KHẢO 19 1 Dương Trọng Bái, Vũ Thanh Khi t (2001),... bằng năng lượng hao hụt trung bình của một chu kì trong cả quá trình dao động của con lắc ∆E = ∆E 0 − 0 Trong đó ∆E 0 Độ hao hụt năng lượng của con lắc 2 trong chu kì đầu tiên, đến khi con lắc dừng lại thì độ hao hụt của nó bằng 0 Như vậy, ở một số chu kì ban đầu năng lượng bổ xung cho con lắc sẽ không đủ, do vậy ban đầu dao động của con lắc cũng sẽ tắt dần và phải đến một giá trị nào đó khi năng lượng. ..a) Xác định độ hao hụt năng lượng trung bình trong một chu kì b) Để duy trì dao động người ta dùng một bộ phận bổ sung năng lượng cung cấp cho con lắc sau mỗi chu kì Bộ phận này họat động nhờ một pin tạo hiệu điện thế U = 3V, có hiệu suất 25% Pin dự trữ một điện lượng Q= 103(C) Tính thời gian hoạt động của đồng hồ sau mỗi lần thay pin Bài giải a) Chu kì dao động của con lắc đơn : l 0,992... chu kì dao động riêng của nó, người ta dùng một thiết bị nhằm cung cấp sau mỗi chu kì một phần năng lượng đúng bằng phần năng lượng tiêu hao do ma sát Dao động của con lắc được duy trì theo cách như vậy được gọi là dao động duy trì. ” Như vậy năng lượng cần cung cấp cho con lắc trong một giây là e= ∆E 2.10 −3 = = 0,01 ( J ) T 0,2 Độ hao hụt năng lương này chính bằng công cần cung cấp cho con lắc trong .. . TRONG DAO ĐỘNG TẮT DẦN ĐỂ CÓ DAO ĐỘNG DUY TRÌ” Những nguyên nhân dẫn đến sai lầm việc dạy học số toán “ bổ sung lượng dao động tắt dần để có dao động trì Trong thực tiễn dạy học số toán bổ sung lượng. .. tài Những biện pháp dạy học nhằm khắc phục sai lầm giải toán vế bổ sung lượng dao động tắt dần để có dao động trì ’ II THỰC TRẠNG CỦA VIỆC DẠY VÀ HỌC MỘT SỐ BÀI TOÁN VỀ “ BỔ SUNG NĂNG LƯỢNG TRONG. .. dao động trì biên độ thay đổi không gọi dao động trì III NHỮNG BIỆN PHÁP DẠY HỌC NHẰM KHẮC PHỤC NHỮNG SAI LẦM KHI GIẢI BÀI TOÁN VỀ “ BỔ SUNG NĂNG LƯỢNG ĐỂ DAO ĐỘNG DUY TRÌ” Biện pháp khắc phục toán