Đang tải... (xem toàn văn)
1. Ý nghĩa của đề tài SKKN. Giáo dục là một thiết chế xã hội, hoạt động dựa trên yêu cầu của đơn đặt hàng của xã hội đặt ra cho nó trong từng giai đoạn lịch sử và từng điều kiện cụ thể. Do vậy, khi xây dựng mục tiêu giáo dục cho nền giáo dục của một trường cụ thể, ta phải căn cứ vào mục tiêu chung của giáo dục và điều kiện cụ thể của từng địa phương, từng nhà trường. Thực tế giáo dục ở các trường THPT miền núi so với các trường miền xuôi trong tỉnh, nhìn chung đã khẳng định tính chính xác cho luận điểm trên. Cụ thể như ở trường THPT, mục tiêu của chúng tôi không phải là đào tạo ra các học sinh giỏi mang tầm quốc gia, quốc tế, mà mục tiêu của chúng ta hiện nay có thể nói là dạy được thật nhiều học sinh và nâng cao kết quả tốt nghiệp, kết quả thi học sinh giỏi cấp tỉnh, cũng như kết quả thi Đại học của học sinh. Tuy nhiên với điều kiện hiện có việc nâng cao kết quả thi Đại học theo cùng các trường miền xuôi thức sự là một vấn đề lớn đối với cả Thầy và Trò trong Nhà Trường. Đối với bộ môn Vật lý, một bộ môn có yêu cầu cao về phương pháp tư duy và biến đổi toán học, thì vấn đề đó càng trở nên khó khăn và vất vả. Thực vậy, Vật lý là một môn học khó và trừu tượng, cơ sở của nó là toán học. Bài tập vật lý rất đa dạng và phong phú. Trong phân phối chương trình số tiết Bài tập lại hơi ít so với nhu cầu cần củng cố và nâng cao kiến thức cho học sinh. Chính vì thế, người giáo viên phải làm thế nào để tìm ra phương pháp tốt nhất nhằm tạo cho học sinh niềm say mê yêu thích môn học này. Giúp học sinh việc phân loại các dạng bài tập và hướng dẫn cách giải là rất cần thiết. Việc làm này rất có lợi cho học sinh trong thời gian ngắn đã nắm được các dạng bài tập, nắm được phương pháp giải và từ đó có thể phát triển hướng tìm tòi lời giải mới cho các dạng bài tương tự. Đặc biệt trong yêu cầu về đổi mới giáo dục về việc đánh giá học sinh bằng phương pháp trắc nghiệm khách quan thì khi nắm được dạng bài và phương pháp giải, phương pháp giải nhanh sẽ giúp cho học sinh trả được bài với đạt tốc độ giải bài tập nhanh nhất theo yêu cầu. Trong chương trình Vật lý lớp 12, chương “Dao động cơ học” có nhiều dạng bài tập phức tạp và khó. Nhóm các bài toán về sai số của con lắc đồng hồ do chịu ảnh hưởng của các yếu tố bên ngoài như: nhiệt độ, độ cao, độ sâu, vị trí địa lý, điều chỉnh độ dài, lực Ácsimét... là một trong những nhóm bài tập phức tạp và khó nhất trong chương trình, kể cả học sinh khá, giỏi cũng thường rất lúng túng trong việc tìm cách giải các dạng toán này. Tuy nhiên, đa phần các tài liệu tham khảo hiện nay lại không trình bày đầy đủ và thống nhất về dạng toán trên, nên việc tiếp cận của học sinh và kể cả một số giáo viên với dạng toán này là khó khăn, hoặc không đầy đủ. Xuất phát từ thực trạng trên, qua kinh nghiệm giảng dạy, tôi chọn đề tài: “Một phương pháp tổng hợp, thống nhất các bài tập về sai số của đồng hồ quả lắc” làm đề tài nghiên cứu của bản thân.
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG Tên tác giả: Tổ môn: Lý - Hóa - Sinh - CN Trường: SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP, THỐNG NHẤT CÁC BÀI TẬP VỀ SAI SỐ CỦA ĐỒNG HỒ QUẢ LẮC Năm học: 2013 - 2014 Năm học: 2010 - 2011 I MỞ ĐẦU Ý nghĩa đề tài SKKN Giáo dục thiết chế xã hội, hoạt động dựa yêu cầu đơn đặt hàng xã hội đặt cho giai đoạn lịch sử điều kiện cụ thể Do vậy, xây dựng mục tiêu giáo dục cho giáo dục trường cụ thể, ta phải vào mục tiêu chung giáo dục điều kiện cụ thể địa phương, nhà trường Thực tế giáo dục trường THPT miền núi so với trường miền xuôi tỉnh, nhìn chung khẳng định tính xác cho luận điểm Cụ thể trường THPT, mục tiêu đào tạo học sinh giỏi mang tầm quốc gia, quốc tế, mà mục tiêu nói dạy thật nhiều học sinh nâng cao kết tốt nghiệp, kết thi học sinh giỏi cấp tỉnh, kết thi Đại học học sinh Tuy nhiên với điều kiện có việc nâng cao kết thi Đại học theo trường miền xuôi thức vấn đề lớn Thầy Trò Nhà Trường Đối với môn Vật lý, môn có yêu cầu cao phương pháp tư biến đổi toán học, vấn đề trở nên khó khăn vất vả Thực vậy, Vật lý môn học khó trừu tượng, sở toán học Bài tập vật lý đa dạng phong phú Trong phân phối chương trình số tiết Bài tập lại so với nhu cầu cần củng cố nâng cao kiến thức cho học sinh Chính thế, người giáo viên phải làm để tìm phương pháp tốt nhằm tạo cho học sinh niềm say mê yêu thích môn học Giúp học sinh việc phân loại dạng tập hướng dẫn cách giải cần thiết Việc làm có lợi cho học sinh thời gian ngắn nắm dạng tập, nắm phương pháp giải từ phát triển hướng tìm tòi lời giải cho dạng tương tự Đặc biệt yêu cầu đổi giáo dục việc đánh giá học sinh phương pháp trắc nghiệm khách quan nắm dạng phương pháp giải, phương pháp giải nhanh giúp cho học sinh trả với đạt tốc độ giải tập nhanh theo yêu cầu Trong chương trình Vật lý lớp 12, chương “Dao động học” có nhiều dạng tập phức tạp khó Nhóm toán sai số lắc đồng hồ chịu ảnh hưởng yếu tố bên như: nhiệt độ, độ cao, độ sâu, vị trí địa lý, điều chỉnh độ dài, lực Ácsimét nhóm tập phức tạp khó chương trình, kể học sinh khá, giỏi thường lúng túng việc tìm cách giải dạng toán Tuy nhiên, đa phần tài liệu tham khảo lại không trình bày đầy đủ thống dạng toán trên, nên việc tiếp cận học sinh kể số giáo viên với dạng toán khó khăn, không đầy đủ Xuất phát từ thực trạng trên, qua kinh nghiệm giảng dạy, chọn đề tài: “Một phương pháp tổng hợp, thống tập sai số đồng hồ lắc” làm đề tài nghiên cứu thân Ý nghĩa thực tiễn đề tài: + Tổng hợp đầy đủ dạng toán thống nhiều biểu thức, phương trình phức tạp làm phương pháp giải, trước hết rèn luyện kỹ phân tích, tổng hợp cho học sinh sau đó, giảm cồng kềnh, phức tạp kiến thức, nhằm tăng tốc độ hiệu trắc nghiệm khách quan + Đề tài phân tích phần thực trạng dạy - học trường THPT Lang Chánh, từ khắc phục phần khó khăn cho nhiệm vụ dạy học thân từ nhân rộng cho đồng nghiệp khác tổ môn Vật lý + “Phương pháp tổng hợp, thống tập sai số đồng hồ lắc” đề tài không Tuy nhiên đề tài trước sách tham khảo thường trình bày không đầy đủ dạng toán Vậy đề tài nhiều giúp bạn đọc, đặc biệt học sinh hiểu cách toàn diện trường hợp toán, thống biểu thức làm tập phần tốt + Đề tài nguồn động viên, khích lệ cho giáo viên ý tưởng, đam mê nghiên cứu khoa học giáo dục thêm tự tin với ý tưởng sáng tạo Thực trạng đối tượng học sinh Do điều kiện huyện miền núi, điều kiện kinh tế, xã hội nhiều khó khăn, ảnh hưởng đến chất lượng hiêu giáo dục nói chung kết học tập môn Vật lý học sinh nói riêng Vì vậy, trình học tập Vật lý học sinh thường gặp nhiều khó khăn Trong đó, ta nêu khó khăn điển hình sau đây: + Ít trải nghiệm thực tế với toán phức tạp, đặc biệt toán mà sách tham khảo thường nêu số trường hợp + Khó khăn việc xây dựng công thức ghi nhớ công thức dài, phức tạp + Khó khăn việc xử lý nhanh toán để đảm bảo đủ thời gian cho thi dài Để giải phần khó khăn đó, giáo viên giảng dạy cần lựa chọn phương pháp giảng dạy đặc trưng, phù hợp với thực tế đối tượng học sinh Điều kiện cụ thể thực đề tài 3.1 Nhiệm vụ giáo viên giao + Dạy học môn Vật lý + Chủ nhiệm lớp 10A4 3.2 Tình hình địa phương trường lớp Địa phương huyện miền núi, điều kiện kinh tế, xã hội nhiều khó khăn, tỉ lệ học sinh học bậc THPT thấp, chất lượng đầu vào thấp Ở bậc học dưới, học sinh thường không trang bị đầy đủ khả tư duy, kỹ biến đổi toán học Cơ sở vật chất nhà Trường tương đối đầy đủ Tuy nhiên, điều kiện vật chất mổi cá nhân học sinh phục vụ học tập nhìn chung lại hạn chế so với yêu cầu phát triển Học sinh tiếp cận với tài liệu tham khảo, với nhiều giáo viên môn, với học sinh có tinh thần cầu tiến, ham học hỏi trường khác, lớp khác, chí lớp học Tinh thần, thái độ cầu tiến, thi đua học sinh nhiều hạn chế II NỘI DUNG Đối tượng khách thể nghiên cứu 1.1 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng tập phức tạp phần sai số đồng hồ lắc trường hợp, điều kiện khác Đề tài nghiên cứu khó khăn học sinh việc giải tập phần này, để từ đưa kiến giải nhằm khắc phục khó khăn Mục đích lớn đề tài đưa kiến giải hợp lý, nhằm nâng cao kết rút ngắn thời gian làm 1.2 Khách thể nghiên cứu Về khách thể nghiên cứu, chọn nhóm học sinh ôn thi Đại học thuộc lớp 12A1 giảng dạy thử nghiệm năm học 2013 - 2014 Trong trình nghiên cứu, chọn nhóm so sánh tương phản Ban đầu so sánh nhóm trước sau nghiên cứu phương pháp Sau so sánh hai nhóm, nhóm cho học kỹ trường hợp mà xây dựng, nhóm yêu cầu tự nghiên cứu loại tài liệu tham khảo phương pháp giáo viên khác trường Từ kết so sánh rút kết luận cuối Khó khăn học sinh gặp phải giải tập sai số đồng hồ Các toán thuộc phần gồm toán lớn, thể nguyên nhân làm sai số cho đồng hồ lắc Đối với học sinh, toán có chung số điểm khó khăn sau đây: - Học sinh phải nhớ công thức phức tạp lực xuất nguyên nhân riêng cho toán tương ứng - Phải làm toán phức tạp để biến đổi công thức dạng Trong có sử dụng phép tính xấp xỉ mà toán lại áp dụng theo cách khác - Các nguyên nhân dẫn đến dạng toán thực tế nhiêu Tuy nhiên, sách tham khảo lại không hướng dẫn hết cách tiếp cận cho tất nguyên nhân, làm cho phần đa học sinh giải toán Vậy, vấn đề để học sinh vừa tiếp cận với phương pháp giải tự luận toán trên, vừa tổng hợp công thức làm trắc nghiệm nhanh hiệu Chúng ta giải vấn đề phương pháp tổng hợp, thống sau Phương pháp tổng hợp, thống tập sai số đồng hồ lắc Phương pháp chung Bài toán: Trong điều kiện đồng hồ lắc chạy với chu kỳ T Xác định thời gian đồng hồ chạy nhanh, chậm thời gian T lúc đồng hồ chạy điều kiện Phương pháp giải: - Gọi T chu kỳ lắc đồng hồ chạy điều kiện 1; T' chu kỳ lắc dồng hồ chạy sai điều kiện - Trong thời gian T (s) đồng hồ chạy sai là: ∆T = T ' − T (s) - Suy giây đồng hồ chạy sai là: ∆T T '− T T ' = = −1 T T T (s) Tại ta sử dụng công thức xấp xỉ để tìm biểu thức hợp lý cho T' ∆T tỉ số suy tỉ số T T - Vậy, thời gian T (s) đồng hồ chạy sai: ∆T = T ∆T T - Lưu ý: + Các công thức xấp xỉỉ áp dụng: Nếu tồn ε : Kết luận đồng hồ chạy chậm Nếu ∆ T = : Kết luận đồng hồ chạy Nếu ∆ T < : Kết luận đồng hồ chạy nhanh 3.2 Cụ thể cho trường hợp 3.2.1 Sai số thay đổi nhiệt độ Bài toán: Đồng hồ lắc chạy với chu kỳ T nhiệt độ t Cho đồng hồ chạy nhiệt độ t2 Đồng hồ chạy nhanh, hay chậm thời gian T Biết dây treo nặng đồng hồ kim loại có hệ số nở dài nhiệt λ Giải: - Ta có tỉ số: - Suy ra: T' = T l ( + λ.t2 ) l' = ; l l0 (1 + λ.t1 ) ( + λ.t2 ) (1 − λ.t1 ) T' ; T + λ (t2 − t1 ) ; + λ λ ( t2 − t1 ) =1 + ∆t 2 ∆T λ = ∆t T (1.1) - Vậy, thời gian T (s) đồng hồ chạy sai: λ ∆ T = T ∆t (1.2) - Lưu ý: Trong công thức trên: ∆t = t2 − t1 Nếu t2 > t1 : đồng hồ chạy chậm Nếu t2 < t1 : đồng hồ chạy nhanh 3.2.2 Sai số thay đổi độ cao Bài toán: Đồng hồ lắc chạy với chu kỳ T đội cao h Đưa đồng hồ đến độ cao h' so với mặt đất Đồng hồ chạy nhanh, hay chậm thời gian T Coi nhiệt độ áp suất không thay đổi Giải: - Ta có tỉ số: T' = T M m g R + h' h '− h ∆h ( R + h) = = = 1+ = 1+ M m g' R+h R+h R+h G ( R + h ') G ∆T ∆h = T R+h - Suy ra: (2.1) - Vậy, thời gian T (s) đồng hồ chạy sai: ∆T = T ∆h R+h (2.2) - Lưu ý: + Trong công thức trên: ∆h = h '− h Nếu h' > h : đồng hồ chạy chậm Nếu h' < h : đồng hồ chạy nhanh + Nếu vị trí mặt đất độ cao hi tương ứng Ví dụ, đồng hồ đưa từ mặt đất lên cao h' = h0 công thức (2.2) trở thành: ∆T = T h0 R (2.2') 3.2.3 Sai số thay đổi độ sâu Bài toán: Đồng hồ lắc chạy với chu kỳ T đội sâu d Đưa đồng hồ đến độ sâu d' so với mặt đất Đồng hồ chạy nhanh, hay chậm thời gian T Coi nhiệt độ áp suất không thay đổi Giải: - Trọng lực tổng hợp vật độ sâu d là: g = G - Ta có tỉ số: T' = T g = g' R−d ; R−d' 4π (R − d ) R−d = ( R − d ) − (d '− d ) d '− d 1− ÷ R−d = ; ∆d 1− ÷ R−d 1+ ∆d ∆d ; 1+ R−d 2( R − d ) ∆T ∆d = T 2( R − d ) - Suy ra: (3.1) - Vậy, thời gian T (s) đồng hồ chạy sai: ∆d ∆T = T 2( R − d ) (3.2) - Lưu ý: + Trong công thức trên: ∆d = d '− d Nếu d' > d: đồng hồ chạy chậm Nếu d' < d: đồng hồ chạy nhanh + Nếu vị trí mặt đất độ sâu di tương ứng Trường hợp bản: đồng hồ đưa từ mặt đất d = 0, xuống sâu d' = d0 công thức (3.2) trở thành: ∆T = T d0 2.R (3.2') 3.2.4 Sai số thay đổi độ cao độ sâu Bài toán: a Đồng hồ lắc chạy với chu kỳ T độ cao h so với mặt đất Đưa đồng hồ xuống độ sâu d so với mặt đất Đồng hồ chạy nhanh, hay chậm thời gian T Coi nhiệt độ áp suất không thay đổi b Đồng hồ lắc chạy với chu kỳ T độ sâu d so với mặt đất Đưa đồng hồ lên độ cao h so với mặt đất Đồng hồ chạy nhanh, hay chậm thời gian T Coi nhiệt độ áp suất không thay đổi Nhận xét: Theo lưu ý phương pháp chung (*) ta CM công thức tính sai số thời gian đồng hồ đo sau: a ∆ T = T (− b ∆T = T ( h d + ) R 2R h d − ) R 2R (4.1) (4.2) Giải: a Đưa từ cao h xuống sâu d: - Ta có tỉ số: T' = T = 4π R D ÷ g g ' = G ÷ ( R + h) ÷ 4π G .( R − d ) ÷ ; R3 ( R + h) ( R − d ) R R h d = ; (1 − h / R).(1 + d / R) ; − + ÷ R + h R − d 1+ h R 1− d R 2R R - Suy ra, thời gian T (s) đồng hồ chạy sai: ∆T h d =T − R + R ÷ T ∆T = T (4.1) a Đưa từ độ sâu d lên độ cao h: - Ta có tỉ số: T' = T = 4π g g ' = G .( R − d ) ÷ 4π R D ÷ ; G ÷ ( R + h) ÷ ( R + h) ( R − d ) R3 R+h R−d h d h d h d = 1 + ÷ − ; 1 + ÷.(1 − ) ; 1+ − R R R R 2R R 2R R - Suy ra, thời gian T (s) đồng hồ chạy sai: ∆T h d =T R − R ÷ T ∆T = T (4.2) Hai công thức (4.1) (4.2) chứng minh kết công thức chung (*) 3.2.5 Sai số thay đổi vị trí địa lý Bài toán: Đồng hồ lắc chạy với chu kỳ T nơi có gia tốc trọng trường g Đưa đồng hồ đến nơi có gia tốc g' Đồng hồ chạy nhanh, hay chậm thời gian T Coi nhiệt độ áp suất không thay đổi Giải: - Ta có tỉ số: - Suy ra: T' = T g = g' g = ; ∆g g + ( g '− g ) 1+ g ∆T ∆g =− T 2g 1− ∆g ∆g ≈ 1− g 2g (5.1) - Vậy, thời gian T (s) đồng hồ chạy sai: ∆g (5.2) 2g - Lưu ý: Trong công thức trên: ∆g = g '− g ∆T = - T Nếu g' > g : đồng hồ chạy nhanh Nếu g' < g : đồng hồ chạy chậm 3.2.6 Sai số điều chỉnh độ dài dây treo Bài toán: Đồng hồ lắc chạy với chu kỳ T với dây treo nặng dài l Điều chỉnh dây treo lượng nhỏ để dài l' Đồng hồ chạy nhanh, hay chậm thời gian T Coi nhiệt độ áp suất không thay đổi Giải: T' l' l + (l '− l ) ∆l ∆l = = = 1+ ; 1+ T l l l 2l ∆T ∆l = (6.1) T 2l - Ta có tỉ số: - Suy ra: - Vậy, thời gian T (s) đồng hồ chạy sai: ∆l (6.2) 2l - Lưu ý: Trong công thức trên: ∆l = l '− l ∆T = T Nếu l' > l: đồng hồ chạy chậm Nếu l' < l: đồng hồ chạy nhanh 3.2.7 Sai số thay đổi môi trường chất lưu chứa lắc Bài toán: Đồng hồ lắc chạy với chu kỳ T = T1 dao động môi trường chất lưu khối lượng riêng ρ1 Đưa đồng hồ vào môi trường chất lưu ρ2 Đồng hồ chạy nhanh, hay chậm thời gian T Biết khối lượng riêng nặng D Coi nhiệt độ môi trường không đổi Lấy gia tốc trọng trường chân không g0 Giải: - Trong lực biểu kiến tác dụng lên nặng đồng hồ là: Pi = P0 − FAi = m.g − FAi = D.V g − ρi V g = ( D − ρi ).V g - Gia tốc trọng trường biểu kiến môi trường chất lưu là: gi = Pi ( D − ρi ).V g D − ρi = = g m D.V D - Ta có tỉ số: T ' T2 g = = = T T1 g2 = D − ρ1 D − ρ1 = D − ρ2 ( D − ρ1 ) − ( ρ − ρ1 ) 1 = ; ρ − ρ1 ∆ρ 1− 1− D − ρ1 D − ρ1 1+ ∆ρ ∆ρ ; 1+ D − ρ1 2.( D − ρ1 ) 10 ∆T ∆ρ = T 2( D − ρ1 ) - Suy ra: (7.1) - Vậy, thời gian T (s) đồng hồ chạy sai: ∆ρ ∆T = T 2( D − ρ1 ) (7.2) - Lưu ý: + Trong công thức trên: ∆ρ = ρ − ρ1 Nếu ρ2 > ρ1 : đồng hồ chạy chậm Nếu ρ2 < ρ1 : đồng hồ chạy nhanh + Nếu môi trường chân không, khối lượng riêng chất lưu môi trường không Trường hợp bản: Đưa đồng hồ từ chân không ρ1 = sang chất lưu có khối lượng riêng ρ2 = ρ , công thức tính sai số là: ∆T = T ρ 2.D (7.2') Đưa đồng hồ từ chất lưu có khối lượng riêng ρ1 = ρ sang chân không ρ2 =0, công thức tính sai số là: ∆T = - T ρ 2.( D − ρ ) (7.2'') 3.2.8 Sai số có ngoại lực nhỏ phương trọng lực tác dụng Bài toán: Đồng hồ lắc chạy với chu kỳ Tr chân không Cho đồng hồ chạy điều kiện có thêm ngoại lực nhỏ F phương trọng lực tác dụng vào vật nặng lắc đồng hồ Đồng hồ chạy nhanh, hay chậm thời gian T Các điều kiện khác không đổi Giải: - Trọng lực biểu kiến tác dụng lên vật nặng lắc đòng hồ là: r r r P' = P + F r r r F r r ⇒ g'= g+a - Gia tốc trọng trường biểu kiến: g ' = g + = g + a m r r r a > a (tức F ) dấu g r r r a < a (tức F ) ngược dấu g - Ta có tỉ số: T' = T g' = g g + a2 = g + a1 ( g + a1 ) + ( a2 − a1 ) g + a1 11 = 1+ - Suy ra: a2 − a1 ∆a ∆a = 1+ ; 1+ g + a1 g + a1 2( g + a1 ) ∆T ∆a = T 2( g + a1 ) (8.1) - Vậy, thời gian T (s) đồng hồ chạy sai: ∆a ∆T = T 2( g + a1 ) (8.2) - Lưu ý: + Trong công thức trên: ∆a = a2 − a1 Nếu a2 > a1 : đồng hồ chạy chậm Nếu a2 < a1 : đồng hồ chạy nhanh + Nếu trường hợp ngoại lực, gia tốc tương ứng = Trường hợp bản: đưa đồng hồ từ trạng thái không chịu ngoại lực tác dụng sang trạng thái chịu ngoại lực tác dụng công thức tính sai số là: ∆T = T F a m =T 2.g 2.g (8.2') + Dấu F a quy ước + Các ngoại lực lực điện, lực quán tính Bài tập ví dụ Ví dụ 1: Một lắc đơn chạy vào mùa hè nhiệt độ 32 0C Khi nhiệt độ vào mùa đông 170C chạy nhanh hay chậm giây 12 Biết hệ số nở dài dây treo λ = 10-5 (K-1), ℓ0 = 1m Hướng dẫn giải: - Áp dụng kết chứng minh phần 3.2.1, ta có: + Vì nhiệt độ t2 < t1 nên đồng hồ chạy nhanh lên + Thời gian chạy nhanh 12 là: λ ∆ T = T ∆t = - 7,3 (S) - Vậy, đồng hồ chạy nhanh 7,3 giây 12 Ví dụ 2: Một đồng hồ lắc (xem lắc đơn) chạy mặt đất Biết bán kính Trái đất R = 6400 km 12 a) Khi đưa đồng hồ lên độ cao h =1,6 km so với mặt đất ngày đêm chạy nhanh hay chậm bao nhiêu? b) Khi đưa đồng hồ xuống giếng sâu d = 800 m so với mặt đất ngày đêm chạy nhanh hay chậm bao nhiêu? Hướng dẫn giải: a) - Áp dụng kết chứng minh phần 3.2.2, ta có: + Vì nhiệt độ h2= h > h1= 0, nên đồng hồ chạy châm + Thời gian chạy chậm 24 = 86400 giây là: ∆T =T h = 21,6 (S) R - Vậy, đồng hồ chạy chậm 21,6 giây ngày đêm b) - Áp dụng kết chứng minh phần 3.2.3, ta có: + Vì nhiệt độ d2 = d> d1 = 0, nên đồng hồ chạy chậm + Thời gian chạy chậm 24 86400 giây là: ∆T =T d = 5,4 (S) 2R - Vậy, đồng hồ chạy chậm 5,4 giây ngày đêm Ví dụ 3: Một lắc đồng hồ chạy mặt đất có gia tốc trọng trường g nhiệt độ t1 = 300C Đưa đồng hồ lên độ cao 640m so với mặt đất ta thấy đồng hồ chạy Tính nhiệt độ độ cao đó, biết hệ số nở dài dây treo lắc λ = 2.10-5K-1, bán kính trái đất R = 6400 km Hướng dẫn giải: - Áp dụng kết chứng minh phần II Mục 3.1 3.2.1, 3.2.2 suy sai số đồng hồ không, ta có: ∆T λ h = (t2 − t1 ) + = T R ⇒ t2 = 20 C - Vậy, để đồng hồ chạy nhiệt độ t2 = 200C 13 Ví dụ 4: Một lắc đồng hồ chạy đặt gần mặt đất thành phố A có gia tốc g1 = 9,86 m/s2 nhiệt độ t1 = 300C Đưa đồng hồ đến thành phố B có gia tốc g2 = 9,79 m/s2 nhiệt độ t2 = 200C Đồng hồ chạy nhanh, hay chậm thời gian Biết hệ số nở dài dây treo lắc λ = 2.10-5K-1 Hướng dẫn giải: - Áp dụng kết chứng minh phần II Mục 3.1(*), 3.2.1 3.2.5 ta suy thời gian đồng hồ chạy sai (3600 giây) là: ∆g 2.10−5 (8, 79 − 8,86) λ (20 − 30) − ∆ T = T ( ∆t )=3600 =14,6 (s) 2g 8,86 - Vậy, đồng hồ chạy chậm 14,6 giây Kết áp dụng thực tiễn đề tài 5.1 Phương pháp khảo sát kết áp dụng thực tiễn đề tài Để thực công việc lựa chọn hai nhóm học sinh làm khách thể nghiên cứu tiến hành hai lượt nghiên cứu nhóm với hai kiểm tra tự luận câu (theo trình tự phương pháp trên) sau: - Bước một: Thực học sinh chưa học phương pháp tổng quát từ giáo viên - Bước hai: Thực nhóm học sinh học toán nhóm tham khảo qua tài liệu, qua giảng dạy giáo viên khác trường theo tài liệu tham khảo thu thập thư viện nhà trường Yêu cầu giải tóm tắt, có công thức cuối có kết 5.2 Kết khảo sát thực tiễn đề tài - Bước một: Tất 10 học sinh (hai nhóm) lựa chọn làm tập sau 60 phút - Bước hai: NHÓM ĐƯỢC HỌC PHƯƠNG PHÁP THỐNG NHẤT CÂU CÂU CÂU CÂU CÂU CÂU CÂU CÂU TỔNG Lê Thị Nga Đ Đ Đ Đ S Đ Đ Đ 7/8 Nguyễn Thị Thu Đ Đ Đ S Đ S Đ S 5/8 Lê Ngọc Anh Đ Đ Đ Đ S Đ Đ Đ 7/8 Nguyễn Văn Lượng Đ S Đ Đ Đ Đ Đ S 6/8 Lê Như Tuấn Đ S Đ S Đ Đ Đ S 5/8 TT HỌ VÀ TÊN THỜI GIAN 28 Phút 35 Phút 30 Phút 26 Phút 36 Phút NHÓM TỰ NGHIÊN CỨU TLTK VÀ GV KHÁC HƯỚNG DẪN THEO TÀI LIỆU TK TT HỌ VÀ TÊN Nguyễn Linh Phương CÂU CÂU CÂU CÂU CÂU CÂU CÂU CÂU TỔNG THỜI GIAN Đ Đ Đ S KL KL KL KL 3/8 28 14 Nguyễn Thị Hà Đ S Đ KL KL KL KL KL 2/8 Lê Huệ Minh Đ Đ Đ KL KL KL KL KL 3/8 Lê Văn Tuấn Đ S Đ KL KL KL KL KL 2/8 Lê Thị Ngọc Đ Đ Đ S KL KL KL KL 3/8 Phút 35 Phút 30 Phút 26 Phút 36 Phút 5.3 Đánh giá kết khảo sát thực tiễn đề tài Kết bước kiểm tra thứ chứng tỏ dạng toán phức tạp Đặc biệt với học sinh trường khu vực miền núi Kết bước kiểm tra thứ hai: - Nhóm đạt kết tốt cho thấy cách tiếp cận đề tài có hiệu tương đối tốt mặt cung cấp kiến thức đầy đủ, toàn diện cách thức diễn đạt vấn đề - Nhóm hai đạt kết thấp đặc biệt tất bỏ câu từ đến (hai HS làm câu sai) chứng tỏ học sinh không tiếp cận toàn diện, đầy đủ toán dạng toán này, em tổ chức học từ nhiều đường Từ cho thấy việc học sinh tiếp cận toán hạn chế, hay nói thường tiếp cận dạng toán 1, - Một điểm cần lưu ý kết thời gian làm đầu học sinh hai nhóm gần tương đương Chứng tỏ hai nhóm học sinh tương quan học lực ý thức học tập (thực tế điều ý phân phối hai nhóm lựa chọn phân chia nhóm) Điều đảm bảo tính khách quan cho trính khảo sát III KẾT LUẬN Đánh giá chung đề tài Đề tài hướng đến vấn đề tương đối nhỏ Tuy nhiên, tác động đến vấn đề nghiên cứu lại cho kết tốt Mặt khác đề thi HSG, thi Đại học thường có tập vấn đề Như dùng phương pháp giải tập có xác suất cao thời gian làm ngắn đáng kể Từ điều cho kết luận ban đầu thực tốt phương pháp này, nâng cao hiệu làm học sinh tập dạng Từ đó, góp phần nâng cao kết học tập học sinh Tuy nhiên, trình nghiên cứu đề tài, nhiều khó khăn, bất cập nên kết chưa ý muốn, mong góp ý đồng nghiệp để đề tài hoàn thiện Bài học kinh nghiệm 15 Để đề tài áp dụng có hiệu tốt nhất, cần lưu ý số điểm sau đây: + Trước ứng dụng đề tài vào dạy học phải dạy tự luận tất dạng toán Yêu cầu học sinh biến đổi phương trình theo phương pháp truyền thống, nhằm rèn luyện tư cho học sinh + Sau có kết toán tự luận tổng hợp thành toán trắc nghiệm chung Giao tập củng cố Sở dĩ phải làm phải đảm bảo học sinh vừa hiểu sâu kiến thức, vừa rèn luyện tư đồng thời nâng cao hiệu làm Chúng ta ý đến hiệu làm mà vô tình biến học sinh thành "những máy làm trắc nghiệm" Cũng ý để học sinh hiểu sâu vấn đề, mà quên yêu cầu nâng cao kết thi, kiểm tra học sinh Đề xuất, kiến nghị Nghiên cứu vấn đề đưa kiến giải hợp lý, sáng tạo vấn đề việc làm khó Áp dụng kiến giải vào thực tế có hiệu đơn giản, khó nhiều so với việc nghiên cứu kiến giải Lợi đề tài dễ áp dụng vào thực tế Do vậy, xin có số đề xuất đồng nghiệp cấp quản lý giáo dục sau: - Các đồng nghiệp đọc vấn đề nghiên cứu, tìm sáng kiến điểm đắn phù hợp với lớp dạy, để áp dụng vào dạy tốt - Về phía cấp quản lý giáo dục, đề xuất đánh giá mức đề tài, để tiếp tục nghiên cứu áp dụng đề tài vào thực tế giảng dạy Xin chận trọng cảm ơn! , ngày 28 tháng 03 năm 2014 Tôi cam đoan Người thực 16 IV TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách Giáo khoa Vật lý 12 (Nâng cao )- Nguyễn Thế Khôi - NXB Giáo dục, năm 2008 - 2009 Sách Bài tâp Vật lý 12 (Nâng cao) - Nguyễn Thế Khôi - NXB Giáo dục, năm 2008 - 2009 Sách Giải toán Vật lý 12 - Bùi Quang Hân - NXB Giáo dục, năm 2003 Sách Phương pháp giảng tập vật lý 12 luyện thi Đại Học Phạm Đức Cường - NXB Thành Phố Hồ Chí Minh, năm 2002 17 MỤC LỤC I MỞ ĐẦU Ý nghĩa đề tài SKKN Thực trạng đối tượng học sinh Điều kiện cụ thể thực đề tài 3.1 Nhiệm vụ giáo viên giao 3.2 Tình hình địa phương trường lớp II NỘI DUNG Đối tượng khách thể nghiên cứu 1.1 Đối tượng nghiên cứu 1.2 Khách thể nghiên cứu Khó khăn học sinh gặp phải giải tập sai số đồng hồ Phương pháp tổng hợp, thống tập sai số đồng hồ lắc 3.1 Phương pháp chung 3.2 Cụ thể cho trường hợp 3.2.1 Sai số thay đổi nhiệt độ 3.2.2 Sai số thay đổi độ cao 3.2.3 Sai số thay đổi độ sâu 3.2.4 Sai số thay đổi độ cao độ sâu 3.2.5 Sai số thay đổi vị trí địa lý 3.2.6 Sai số điều chỉnh độ dài dây treo 3.2.7 Sai số thay đổi môi trường chất lưu chứa lắc 3.2.8 Sai số có ngoại lực nhỏ phương trọng lực tác dụng Bài tập ví dụ Kết áp dụng thực tiễn đề tài 5.1 Phương pháp khảo sát kết áp dụng thực tiễn đề tài 5.2 Kết khảo sát thực tiễn đề tài 5.3 Đánh giá kết khảo sát thực tiễn đề tài III KẾT LUẬN Đánh giá chung đề tài Bài học kinh nghiệm Đề xuất, kiến nghị TRANG 4 5 6 7 9 10 11 12 14 14 14 15 15 15 16 18 [...]... sai số của đồng hồ quả lắc 3.1 Phương pháp chung 3.2 Cụ thể cho từng trường hợp 3.2.1 Sai số do thay đổi nhiệt độ 3.2.2 Sai số do thay đổi độ cao 3.2.3 Sai số do thay đổi độ sâu 3.2.4 Sai số do thay đổi giữa độ cao và độ sâu 3.2.5 Sai số do thay đổi vị trí địa lý 3.2.6 Sai số do điều chỉnh độ dài dây treo 3.2.7 Sai số do thay đổi môi trường chất lưu chứa con lắc 3.2.8 Sai số do có ngoại lực nhỏ cùng... thái không chịu ngoại lực tác dụng sang trạng thái chịu ngoại lực tác dụng thì công thức tính sai số là: ∆T = T F a m =T 2.g 2.g (8.2') + Dấu của F và a quy ước như trên + Các ngoại lực có thể là lực điện, lực quán tính 4 Bài tập ví dụ Ví dụ 1: Một con lắc đơn chạy đúng giờ vào mùa hè khi nhiệt độ là 32 0C Khi nhiệt độ vào mùa đông là 170C thì nó sẽ chạy nhanh hay chậm bao nhiêu giây trong 12 giờ... giây trong 12 giờ Ví dụ 2: Một đồng hồ quả lắc (xem như một con lắc đơn) chạy đúng ở mặt đất Biết bán kính Trái đất là R = 6400 km 12 a) Khi đưa đồng hồ lên độ cao h =1,6 km so với mặt đất thì trong một ngày đêm nó chạy nhanh hay chậm bao nhiêu? b) Khi đưa đồng hồ xuống một giếng sâu d = 800 m so với mặt đất thì trong một ngày đêm nó chạy nhanh hay chậm bao nhiêu? Hướng dẫn giải: a) - Áp dụng kết quả... đồng hồ vẫn chạy đúng thì nhiệt độ t2 = 200C 13 Ví dụ 4: Một con lắc đồng hồ chạy đúng khi đặt gần mặt đất ở thành phố A có gia tốc g1 = 9,86 m/s2 và nhiệt độ là t1 = 300C Đưa đồng hồ đến thành phố B có gia tốc g2 = 9,79 m/s2 và nhiệt độ t2 = 200C Đồng hồ chạy nhanh, hay chậm bao nhiêu trong thời gian 1 giờ Biết hệ số nở dài của dây treo con lắc là λ = 2.10-5K-1 Hướng dẫn giải: - Áp dụng kết quả chứng... Đưa đồng hồ từ chân không ρ1 = 0 sang chất lưu có khối lượng riêng ρ2 = ρ , thì công thức tính sai số là: ∆T = T ρ 2.D (7.2') Đưa đồng hồ từ chất lưu có khối lượng riêng ρ1 = ρ sang chân không ρ2 =0, thì công thức tính sai số là: ∆T = - T ρ 2.( D − ρ ) (7.2'') 3.2.8 Sai số do có ngoại lực nhỏ cùng phương trọng lực tác dụng Bài toán: Đồng hồ quả lắc chạy đúng với chu kỳ Tr trong chân không Cho đồng... HS làm câu 4 đều sai) chứng tỏ những học sinh này không được tiếp cận toàn diện, đầy đủ các bài toán của dạng toán này, mặc dù các em được tổ chức học từ nhiều con đường Từ đây cho thấy việc học sinh được tiếp cận các bài toán này còn hạn chế, hay nói đúng hơn là thường chỉ được tiếp cận các dạng toán 1, 2 và 3 - Một điểm cần lưu ý nữa là kết quả và thời gian làm 3 bài đầu của học sinh ở cả hai nhóm... thiện hơn 2 Bài học kinh nghiệm 15 Để đề tài được áp dụng có hiệu tốt nhất, cần lưu ý một số điểm sau đây: + Trước khi ứng dụng đề tài này vào dạy học phải dạy tự luận tất cả các dạng toán trên Yêu cầu học sinh biến đổi ra các phương trình theo phương pháp truyền thống, nhằm rèn luyện tư duy cho học sinh + Sau khi có các kết quả bài toán tự luận sẽ tổng hợp thành bài toán trắc nghiệm chung Giao bài tập... ∆T =T d = 5,4 (S) 2R - Vậy, đồng hồ chạy chậm 5,4 giây trong một ngày đêm Ví dụ 3: Một con lắc đồng hồ chạy đúng tại mặt đất có gia tốc trọng trường g và nhiệt độ là t1 = 300C Đưa đồng hồ lên độ cao 640m so với mặt đất thì ta thấy đồng hồ vẫn chạy đúng Tính nhiệt độ tại độ cao đó, biết hệ số nở dài của dây treo con lắc là λ = 2.10-5K-1, và bán kính trái đất là R = 6400 km Hướng dẫn giải: - Áp dụng... của đề tài 5.1 Phương pháp khảo sát kết quả áp dụng thực tiễn của đề tài 5.2 Kết quả khảo sát thực tiễn của đề tài 5.3 Đánh giá kết quả khảo sát thực tiễn của đề tài III KẾT LUẬN 1 Đánh giá chung về đề tài 2 Bài học kinh nghiệm 3 Đề xuất, kiến nghị TRANG 2 3 4 4 5 5 5 6 6 7 7 8 9 9 10 11 12 14 14 14 15 15 15 16 18 ... quan về học lực và ý thức học tập (thực tế điều này đã được chú ý phân phối đều hai nhóm khi lựa chọn và phân chia nhóm) Điều này đảm bảo tính khách quan cho quả trính khảo sát III KẾT LUẬN 1 Đánh giá chung về đề tài Đề tài này hướng đến một vấn đề tương đối nhỏ Tuy nhiên, tác động của nó đến vấn đề được nghiên cứu lại cho một kết quả rất tốt Mặt khác trong các đề thi HSG, thi Đại học thường có bài