Định hướng tư duy và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT LÊ HOÀN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM TÊN ĐỀ TÀI: “ĐỊNH HƯỚNG TƯ DUY VÀ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH” Người thực hiện: Lê Thị Hồng Chức vụ: Giáo viên SKKN thuộc lĩnh vực: Vật lí THANH HÓA, NĂM 2017 Mục lục Nội dung Trang 1.MỞ ĐẦU 1.1.Lý chọn đề tài 1.2.Mục đích nghiên cứu 1.3.Đối tượng nghiên cứu 1.4.Phương pháp nghiên cứu 1.5.Những điểm sáng kiến 2.NỘI DUNG 2.1.Cơ sở lý thuyết 2.2.Thực trạng vấn đề 2.3.Các giải pháp sử dụng 2.4.Hiệu sáng kiến mang lại 2-3 3-18 18 3.KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 3.1.Kết luận: 19 3.2.Kiến nghị 19 Tài liệu tham khảo 20 SÁNG KIẾN “ĐỊNH HƯỚNG TƯ DUY VÀ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH” 1.MỞ ĐẦU 1.1.Lý chọn đề tài Trong thực tế giảng dạy học tập trường THPT có vấn đề em học sinh thực chưa chủ động, chưa sáng tạo cách tiếp cận tri thức Phần lớn em lúng túng việc tìm phương pháp chiếm lĩnh tri thức cách chủ động, mà chủ yếu em trông chờ vào thầy cô Các em dành nhiều thời gian cho việc học xong hiệu cao Điều khiến em không thời gian nhiều để vui chơi, hoạt động ngoại khóa Thực trạng dẫn đến em thiếu khả tư sáng tạo việc tiếp cận chiếm lĩnh tri thức hạn chế việc hình thành lực tạo giá trị tri thức em Một nhiệm vụ trọng tâm giáo dục thời kỳ tạo nguồn nhân lực chất lượng cao, coi phát triển nguồn nhân lực chất lượng cao khâu đột phá để xây dựng bảo vệ Tổ quốc giai đoạn Với thay đổi mạnh mẽ khoa học công nghệ Sự nghiệp cải cách giáo dục nhằm phát triển lực người, đặc biệt vai trò giáo dục hình thành khả tư lực sáng tạo học sinh bậc THPT Như thực tế với cách truyền thụ tri thức cách tiếp cận tri thức đăng mâu thuẩn với mục tiêu đặt người mới, người chủ động sáng tạo Để giúp em học sinh hình thành khả tư duy, suy luận lô gíc, chủ động nắm tri thức nâng cao lực tự học, tự sáng tạo đề tài “Định Hướng Tư Duy Phát Triển Năng Lực Sáng Tạo Của Học Sinh” giúp em học sinh hoàn toàn xây dựng cách học tập cho hầu hết tất phần chương trình Vật lý bậc THPT Trong giới hạn sáng kiến kinh nghiệm vận dụng đề tài nhằm giúp em học sinh tự xây dựng nắm tốt dạng tập thuộc phần lắc lò xo Từ em vận dụng tương tự để nắm kiến thức thuộc phần khác 1.2.Mục đích nghiên cứu Nhằm nâng cao khả tư nâng cao lực sáng tạo cho em học sinh 1.3.Đối tượng nghiên cứu Áp dụng cho em học sinh phổ thông 1.4.Phương pháp nghiên cứu Xây dựng khả tư nâng cao lực sáng tạo thông qua phân tích, suy luận để hình thành dạng tập dựa tảng kiến thức 1.5.Những điểm sáng kiến Hình thành khả tư nâng cao lực sáng tạo dựa phân tích suy luận kiến thức 2.NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1.Cơ sở lý thuyết a.Cắt ghép lò xo: -Cắt lò xo: Một lò xo chiều dài l , độ cứng k , cắt thành hai lò xo có chiều dài l l với độ cứng k1 k2 ta có: k1 l k l = ; = k l1 k l -Ghép lò xo: Hai lò xo ghép song song: k = k1 + k Hai lò xo ghép nối tiếp: 1 = + k k1 k r r ur ur m v + m v = m v ' + m v b.Định luật bảo toàn động lượng: 1 2 1 '2 r r r Va chạm mềm: m1 v1 + m2 v = ( m1 + m ) v c.Con lắc lò xo dao động điều hòa -Tần số góc: ω = -Chu kì: T = 2π k m m k -Tần số dao động: f = k 2π m -Công thức độc lập thời gian: x2 v2 + =1 A ω2 A -Cơ lắc lò xo dao động điều hòa 2 +Thế năng: Wt = kx mv +Động năng: Wt = 2 2 Cơ năng: W=Wt + Wd = kx + mv = kA = mω2A d.Tính liên tục chuyển động 2.2.Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến -Học sinh không tự xây dựng dạng tập từ kiến thức cung cấp sách giáo khoa -Khả tư duy, suy luận lo gíc để phát triển vấn đề từ vấn đề có hạn chế -Sự chủ động học tập học sinh hạn chế 2.3 Các giải pháp sử dụng để giải vấn đề 2.3.1 Các phân tích để định hướng cách tư cho học sinh m thay đổi k thay đổi Ghép vật Ghép lò xo Tách vật Tách lò xo Va chạm mềm Giữ lò xo -Ta thấy lắc dao động đột ngột m hệ thay đổi chu kì thay đổi, biên độ dao động hệ, thay đổi Dẫn đến toán: Ghép vật, tách vật va chạm mềm -Ta thấy khi lắc dao động đột ngột k hệ thay đổi chu kì thay đổi, biên độ dao động hệ, thay đổi Dẫn đến toán: Ghép lò xo đột ngột, tách lò xo đột ngột giữ lò xo hệ dao động 2.3.2.Các tập đề xuất theo phân tích 2.3.2.1.Khi cho khối lượng m thay đổi Bài tập ghép vật: Bài tập 1: Khi dùng lò xo k treo vật khối lượng m lắc dao động với chu kì T1 =3s; dùng lò xo k treo vật khối lượng m lắc dao động với chu kì T2 =4s Tính chu kì dao động hệ dùng lò xo k treo vật khối lượng m a.m =m1 + m2 b.m=2m1 + 3m2 c m = 2m12 + 4m 22 Giải m1 4π 2 → T1 = m1 -Khi dùng lò xo k treo vật m1 chu kì: T1 = 2π k k -Khi dùng lò xo k treo vật m2 chu kì: T2 = 2π m2 π2 → T22 = m k k m 4π 2 →T = m -Khi dùng lò xo k treo vật m chu kì: T = 2π k k a Với m =m1 + m2 → T = 4π2 4π 4π2 4π m = ( m1 + m ) = m1 + m = T12 + T22 k k k k → T = T12 + T22 → T = T12 + T22 = 5s b.Với m=2m1 + 3m2 → T = 2π m π2 π2 π2 → T2 = ( 2m1 + 3m ) = .m1 + .m = 2.T12 + 3.T22 k k k k → T = 2.T12 + 3.T22 → T = 2.T12 + 3.T22 = 66s c.Với m = 2m12 + 4m 22 → 2  π2   4π   π2  m 2 T = 2π →T = ÷ m =  ÷ m1 +  ÷ m k  k   k   k  → T = 2.T14 + 4.T24 → T = 2.T14 + 4.T24 = 1186s Bài tập 2: Khi dùng lò xo k treo vật khối lượng m lắc dao động với tần số f1 =3Hz; dùng lò xo k treo vật khối lượng m lắc dao động với tần số f2 =4Hz Tính tần số dao động hệ dùng lò xo k treo vật khối lượng m a.m =m1 - m2 b.m=m1 + 3m2 Giải k 4π → = m1 -Khi dùng lò xo k treo vật m1 tần số: f1 = 2π m1 f1 k -Khi dùng lò xo k treo vật m2 tần số: f = -Khi dùng lò xo k treo vật m tần số: f = k 4π2 → = m 2π m f2 k k π2 → 2= m 2π m f k 4π π2 4π 4π 1 m = ( m1 − m ) = m1 − m = − a Với m =m1 - m2 → = f k k k k f1 f → f= f1f f 22 − f12 = 12 Hz b Với m=m1 + 3m2 → 4π 4π2 4π2 π2 1 = m = m + 3m = m + m = + → = + ( ) 2 f k k k k f1 f f f1 f → f= f1f f + 3f 2 = 12 Hz 43 Bài tập 3.Khi dùng lò xo k treo vật m1 nâng vật lên cho lò xo không biến dạng buông nhẹ cho dao động điều hòa với biên độ A =6cm ; dùng lò xo k treo vật m2 nâng vật lên cho lò xo không biến dạng buông nhẹ cho dao động điều hòa với biên độ A =8cm Bây dùng lò xo treo vật m nâng vật lên vị trí lò xo không biến dạng buông nhẹ cho vật dao động điều hòa với biên độ A Tính biên độ dao động A trường hợp sau: a m =m1 + m2 b m =2m1 + m2 Giải Chọn trục Ox thẳng đứng hướng lên trên, gốc O trùng với vị trí cân r u r r Ox → k.∆l = mg → ∆l = Tại vị trí cân bằng: Fd0 + P =  mg k x Phương trình dao động vật có dạng: x = A.c os ( ωt + ϕ ) Vận tốc: v = −ωA.sin ( ωt + ϕ ) Khi nâng vật lên vị trí lò xo không biến dạng buông nhẹ ta có: Fd0 O  x = ∆l x v2 mg ; + 2 = → A = ∆l =  ωA k  v=0 A P Khi dùng lò xo k treo vật m1 biên độ dao đông là: A1 = m1g k Khi dùng lò xo k treo vật m2 biên độ dao đông là: A = m 2g k a.Khi treo vật m = m1 + m2 nâng lên vị trí lò xo không biến dạng buông nhẹ biên độ dao động vật là: A= mg ( m1 + m ) g m1g m 2g = = + = A1 + A = 14cm → A = 14cm k k k k b.Khi treo vật m = 2m1 + m2 nâng lên vị trí lò xo không biến dạng buông nhẹ biên độ dao động vật là: A= mg ( 2m1 + m ) g mg m g = = + = 2A1 + A = 20cm → A = 20cm k k k k Bài tập tách vật: Bài tập 4:Con lắc lò xo gồm lò xo độ cứng k vật khối lượng m, bố trí mặt phẳng ngang không ma sát Ban đầu đưa vật đến vị trí cho lò xo nén đoạn 10cm, đặt sát với m vật M =3m( hình vẽ) Buông nhẹ cho hệ dao động a.Xác định biên độ dao động lắc lò xo sau thả thời gian ∆t > π m k b.Xác định tỉ số lượng sau trước thời điểm π m tính từ lúc thả vật k Giải K1 K2 a Khi buông vật hai vật chuyển động đến vị trí cân O hai vật tách Thời gian vật từ lúc thả đến đến vị trí cân O là: ∆t = T m+M m + 3m m = 2π = 2π =π 4 k k k Vận tốc hai vật đến O: v = ωA = A k k A k = A = m+M m + 3m m  x = −∆l x v2 ; + 2 = → A = ∆l = 10cm Tại thời điểm thả:  A ωA  v=0 Sau thả khoảng thời gian ∆t > π m m → ∆t > ∆t = π , vật M k k tách khỏi m Như sau tách lắc lò xo dao động với tần số góc ω1 = k , với vận tốc cực đại dao động vận tốc thời điểm tách( Vị trí m cân O) Gọi A1 biên độ dao động lắc sau tách ta có: v max = ω1A1 = A1 k m Theo điều kiện liên tục chuyển động ta có: v max = v → A1ω1 = A k k A k A → A1 = → A1 = = 5cm m m m b.Năng lượng sau thời điểm π m là: W2 = kA12 k Năng lượng trước thời điểm π m là: W1 = kA 2 k 2 kA W2  A1  = = ÷ = Tỉ số lượng: W1 kA  A  Bài tập 5:Con lắc lò xo gồm lò xo độ cứng k hai vật m1 , m ( m1 = m = m ) đặt chồng lên nhau, bố trí mặt phẳng ngang không ma sát(hình vẽ) Kích thích cho hệ dao động điều hòa với biên độ A =8cm Tại thời điểm chiều dài lò xo lớn ta nhẹ nhàng nhấc vật m2 tách khỏi m1 a.Tính biên độ dao động m1 sau tách m2 khỏi m1 b.Xác định tỉ số lượng trước sau tách m2 khỏi m1 Giải a.Khi chưa tách m2 khỏi m1 ta có lượng dao động lắc: W1 = 1 ( m1 + m ) v + kx = kA 2 2 Khi tách m2 khỏi m1 lượng dao động lắc: m1.v '2 1 W1 = + kx '2 = kA12 2 Vì lắc lò xo nằm ngang nên sau tách vị trị cân không thay đổi nên:  v' = v = x ' = x = A x=x’ Tại thời điểm tách, theo tính chất liên tục chuyển động  Do ta có: W1 = m1.02 2 + kA = kA1 → A1 = A = 8cm 2 2 kA w = = Trong b.Tỉ số lượng trước sau tách m2 khỏi m1 là: w1 kA 2 trường hợp lượng không bị mát Bài toán va chạm mềm Bài tập 6:Một lắc lò xo gồm lò xo độ cứng k = 30N/m vật khối lượng m1=m, bố trí mặt phẳng nhẵn nằm ngang Ban đầu đưa vật đến vị trí lò xo nén đoạn 10cm buông nhẹ Và vị trí cân O người ta đặt sẵn vật khối lượng m2 =2m Khi đến vị trí cân O m va chạm hoàn toàn mềm với m2 đứng yên a.Tính biên độ dao động lắc sau va chạm b.Tính lực tác dụng cực đại lên điểm treo sau va chạm I Giải m1 m2 O x -Biên độ dao động vận tốc vị trí cân lắc trước va chạm: Ta có: Trước va chạm thời điểm buông vật :  A = 10cm  x = −10cm A.cos ( ωt + ϕ ) = −10cm  → → k k   v=0  −ωA.sin ( ωt + ϕ ) = ω = m = m  Vận tốc m1 trước va chạm : v max = ωA = A k m -Vận tốc lắc sau va chạm: Theo định luật bảo toàn xung lượng ta có: m1v max = ( m1 + m ) V → V = m1v max mv max v A k = = max = m1 + m m + 2m 3 m -Vận tốc hai vật sau va chạm vận tốc cực đại lắc sau va chạm, ta có: V = ω1A1 = A1 Ta có: V = A1 k k = A1 m1 + m 3m k A k A 10 = → A1 = = cm 3m m 3 b.Lực cực đại tác dụng lên điểm treo I lực đàn hồi : FI = Fdh = kA1 = 30 10 10 −2 = 3N Bài tập 7:Một lắc lò xo gồm lò xo độ cứng k vật khối lượng m 1=m, bố trí mặt phẳng nhẵn nằm ngang Ban đầu đưa vật đến vị trí lò xo nén đoạn 8cm buông nhẹ Khi m1 đến vị trí có li độ nửa biên độ m va chạm hoàn hoàn mềm với m2 đứng yên ( m2 =3m) a.Tính tốc độ trung bình chuyển động lắc nửa chu kì sau va chạm b.Xác định độ biến thiên lượng dao động trước sau va chạm Giải m1 m2 x O -Biên độ dao động vận tốc vị trí cân lắc trước va chạm: Ta có: Trước va chạm thời điểm buông vật : A = 8cm   x = −8cm A.cos ( ωt + ϕ ) = −8cm  → → k k   v=0  −ωA.sin ( ωt + ϕ ) = ω = m = m  -Tại thời điểm li độ nửa biên độ ta có vận tốc vật m1 là:v1 x2 v2 A 3k A =8cm 2 = Ta có + 2 = → v1 = ω A − x  A → v1 = ωA x= A ωA 2 m -Vận tốc hai vật sau va chạm: Theo định luật bảo toàn động lượng : m1v1 =(m1+m2 )V → V = m1v1 v = m1 + m Sau va chạm vị trí cân vật không thay đổi nên thời điểm va chạm li độ lắc trước lắc sau nhau: x’=x= A Ta có lượng dao động sau đó: W= m + m2 2 kx '2 + V = kA1 → kx '2 + 4mV = kA12 2 2  A 3k  A2 A → k  ÷ + 4m  = kA → + A = A12 → A1 = A = 7cm ÷ m 16 2   Bài tập 8:Một lắc lò xo gồm lò xo độ cứng k =30N/m vật khối lượng m =m =100g, bố trí mặt phẳng nhẵn nằm ngang Ban đầu đưa vật đến vị trí lò xo nén đoạn 4cm buông nhẹ Tại thời điểm m đến vị trí có vận tốc không người ta bắn vật khối lượng m 2(m2 =0,5m) dọc theo trục lò xo với vận tốc 90 2cm / s găm vào m1 Tính lực lớn tác dụng lên vật Giải m1 x O Chọn trục Ox trùng với trục lò xo, gốc O trùng với vị trí cân -Khi chưa bắn m2 găm vào m1 vật m1 dao động với biên độ A1  x = −4cm x v2 ; + 2 = → A1 = 4cm Tại thời điểm thả vật ta có:  A1 ω1 A1  v=0 -Lực tác dụng lên vật sau bắn m2 găm vào m1 là: 10 F = Ma = Mω2 x ≤ Mω2A = ( m1 + m ) ω2A → Fmax = ( m1 + m ) ω2A Theo định luật bảo toàn động lượng ta có: m v = ( m1 + m ) V → V = m2 v v = m1 + m Sau m2 găm vào m1 vị trí cân lắc sau không thay đổi  x = A1 = 4cm  li độ vận tốc vật là:  v V = = 30 2cm / s Dựa vào công thức độc lập thời gian ta có: x2 V2 V2 + =1→ A = x + A ω2 A ω Khi tần số góc dao động lắc ω = k 30 = = 10 2rad / s m1 + m 0,15  30  V2 Biên độ dao động lắc này: → A = x + = 42 +  ÷ = 5cm ω 10   Do lực tác dụng lên vật cực đại là: ( ) Fmax = ( m1 + m ) ω2 A = ( 0,1 + 0,05 ) 10 0,05 = 1,5N 2.3.2.2.Khi cho độ cứng k thay đổi Bài tập ghép lò xo: Bài tập 9: Dùng lò xo k1 treo vật m chu kì dao động lắc T =0,6s, dùng lò xo k2 treo vật m chu kì dao động lắc T =0,8s Tính chu kì dao động lắc dùng lò xo k treo vật m trường hợp sau: a k = k1 + k b k = k1.k k1 + k c k = 2k12 + k 22 Giải 11 -Khi dùng lò xo k1 treo vật m chu kì: T1 = 2π m → k1 = 4π2 m k1 T1 -Khi dùng lò xo k2 treo vật m chu kì: T2 = 2π m → k = 4π2 m k2 T2 a.Khi dùng lò xo k = k1 + k chu kì dao động là: T = 2π →T= m m 1 1 = 2π → k1 + k = 4π2m → = + k k1 + k T T T1 T1 T1T2 T +T 2 = 0, 48s b Khi dùng lò xo k = T = 2π k1.k 1 ↔ = + chu kì dao động T: k1 + k k k1 k 1  m → T = 4π2 m = π2 m  + ÷ = T12 + T22 → T = T12 + T22 = 1s k k  k1 k  2       c.Khi dùng lò xo k với k = 2k + k →  4π2 m ÷ =  4π2 m ÷ +  4π2 m ÷ T   T1   T2   2 2 2     T1.T2   →  ÷ = 2 ÷ +  ÷ → T = ≈ 0, 486s T  T14 + 2T24  T1   T2  Bài tập 10.Một lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng k vật khối lượng m, dao động điều hòa với biên độ 5cm với tần số góc πrad / s Khi vật đến vị trí lò xo có độ dài cực đại vật tức nối với lò xo có độ cứng 3k ( biết hai lò xo có trục trùng đầu lò xo 3k gắn vào giá cố định) Hãy tính biên độ tần số góc dao động lắc lò xo trường hợp sau: a.Khi vật vị trí cân lò xo có chiều dài tự nhiên b.Tại thời điểm nối lò xo 3k vào vật lò xo 3k có chiều dài tự nhiên Giải Chọn trục Ox hình vẽ, gốc O trùng với vị trí cân 3k k x O 12 -Theo biên độ tần số góc lắc lò xo chưa ghép thêm lò xo là: Biên độ A1 =5cm tần số góc ω1 = k = πrad / s m a.Khi nối thêm lò xo có độ cứng 3k vào vật m vật vị trí cân lò xo có chiều dài tự nhiên Như vị trí cân dao động vật không thay đổi Tần số góc dao động vật này: ω = k + 3k k =2 = 2ω1 = 2πrad / s m m Khi vật vị trí lò xo có chiều dài cực đại li độ vật x =A =5cm Vì vị trí cân không thay đổi nên li độ lắc sau thời điểm x =A1 =5cm Theo công thức độc lập gian: x2 v2 v x = A1 =5cm + = → A = x +  → A = 5cm v =0 A ω2 A ω2 Vậy biên độ dao động tần số góc dao động là: A = 5cm; ω = πrad / s b.Gọi O1 vị trí cân dao động vật sau nối thêm lò xo độ cứng 3k r r r Tại O1 ta có: f dh1 + f dh = → f dh1 = f dh → k.∆l = 3k.∆l → ∆l = 3.∆l  ∆l = 3,75cm ∆l = 1, 25cm Ta có: ∆l + ∆l = 5cm →  Khi vật dao động với tần số góc là: ω = k + 3k k =2 = 2ω1 = 2πrad / s m m Gọi A2 biên độ dao động vật ta có: x 22 v2 v2 + = → A = x + Tại thời điểm ghép vật với lò xo 3k ta có li 2 A 22 ω2 A 22 ω2 v=0 v2 Vậy A = x 22 + = ∆l = 1, 25cm ω  x = ∆l = 1, 25cm  độ vận tốc vật là:  Bài tập giữ lò xo: 13 Bài tập 11:Một lắc lò xo gồm lò xo độ cứng k vật khối lượng m, dao động điều hòa với biên độ 10cm chu kì 1s mặt phẳng ngang nhẵn Khi vật đến vị trí cân ta đột ngột giữ chặt điểm I khoảng lò xo Tính biên độ chu kì dao động sau trường hợp sau: a.Điểm I điểm lò xo b.Điểm I cách giá cố định khoảng phần tư chiều dài lò xo c.Tính tỉ số lượng dao động sau giữ trước giữ hai trường hợp I Giải m x O 2π m = 1s biên độ chu kì dao động lắc -Gọi A=10cm T = = 2π ω k trước giữ lò xo điểm I -Gọi khoảng cách từ điểm I đến vật l phần lò xo có độ cứng k1 Ta có: k1 l l = → k1 = k = nk → Tần số góc dao động lắc này: k l1 l1 ω1 = l k l k1 → ω1 = =ω =ω n l1 m l1 m -Chu kì dao động T1 = π 2π l l T = =T = ω1 ω l l n -Tỉ số lượng dao động sau trước giữ: Năng lượng trước giữ: W1 = kA 2 Năng lượng sau giữ: W2 = k1A12 W2 k1A12 A  = = n ÷ Tỉ số: W1 kA A a.Khi I điểm lò xo: → l = l T → n = → T1 = = s n 14 Tại thời điểm giữ vật vị trí cân nên lò xo có chiều dài tự nhiên, vị trí cân lắc không thay đổi Tại thời điểm giữ theo điều kiện liên tục chuyển động ta có:  x = 0cm   v1 = v max = ωA Khi này: x2 v12 v12 v1 ω A + = → A = x + = = A → A1 = = 2cm 2 2 A1 ω1 A1 ω1 ω1 ω1 n b.Với điểm I cách giá cố định phần tư chiều dài lò xo ta có: T = s= s l → T1 = l1 =l − = l →n = n 4 3 Tại thời điểm giữ vật vị trí cân nên lò xo có chiều dài tự nhiên, vị trí cân lắc không thay đổi Tại thời điểm giữ theo điều kiện liên tục chuyển động ta có:  x = 0cm   v1 = v max = ωA Khi này: x2 v12 v12 v1 ω A + 2 = → A1 = x + = = A → A1 = = 10 = 3cm A1 ω1 A1 ω1 ω1 ω1 n c.Tỉ số lượng dao động 2 W2 k1A12   A  = = n ÷ = n -Khi I điểm lò xo: ÷ =1 W1 kA A  n -Khi I điểm cách giá cố định đoạn phần tư chiều dài lò xo: 2 W2 k1A12   A  = = n ÷ = n ÷ =1 W1 kA A  n Nhận xét: Như ta giữ lò xo vị trí mà độ biến dạng lò xo so với vị trí cân lượng dao động lắc không bị mát Bài tập 12:Một lắc lò xo gồm lò xo độ cứng k=100N/m vật khối lượng m 400g, hệ bố trí mặt phẳng ngang nhẵn Kích thích cho vật dao động điều hòa với biên độ A =10cm, lấy π2 = 10 Khi vật dao động đột ngột 15 ta giữ chặt điểm I lò xo Tính biên độ , chu kì dao động tỉ số lượng sau trường hợp sau: a.Tại thời điểm giữ lò xo có chiều dài cực đại b.Tại thời điểm giữ lò xo giãn 5cm Giải Chọn trục Ox trùng với trục lò xo, gốc O trùng với vị trí cân I -Gọi A=10cm T = m x O 2π m = 2π = 0.4s biên độ chu kì dao động ω k lắc trước giữ lò xo điểm I -Gọi khoảng cách từ điểm I đến vật l phần lò xo có độ cứng k1 Ta có: k1 l l = → k1 = k = nk → Tần số góc dao động lắc này: k l1 l1 ω1 = l k l k1 → ω1 = =ω =ω n l1 m l1 m -Chu kì dao động T1 = π 2π l l T = =T = ω1 ω l l n -Tỉ số lượng dao động sau trước giữ: 2 Năng lượng trước giữ: W1 = kA ; Năng lượng sau giữ: W2 = k1A12 W2 k1A12 A  = = n ÷ Tỉ số: W1 kA A Tại thời điểm giữ lò xo giãn nén đoạn x ta có: +Phần lò xo có chiều dài l giãn nén đoạn ∆l = +Phần lò xo bị nhốt có chiều dài ∆l = l1 x x= l n ( l − l ) giãn nén đoạn l −l1 n −1 x= x l n 16 Như giữ lò xo vị trí cân dao động lắc thay đổi x n li độ lắc so với vị trí cân thời điểm giữ x1 = ∆l = vận tốc lắc sau vận tốc lắc trước thời điểm đó( theo tính chất liên tục chuyển động) Vận dụng công thức độc lập thời gian cho lắc sau thời điểm giữ lò x12 v12 + = , v1 = v: vận tốc lắc trước xo ta có: A1 ω12 A12 thời điểm giữ lò xo điểm I Vận dụng vào toán ta có: I điểm l = l l →n= =2 l1 a.Khi giữ lò xo giãn cực đại với độ giãn x =10cm → x1 = x 10 = cm = 5cm n lúc vận tốc vật v =0 → v1 = v = Do đó: x12 v12 v12 + = → A = x + = x1 = 5cm 1 A12 ω12 A12 ω12 -Sau giữ vật dao động với biên độ A1 =5cm -Chu kì dao động sau giữ là: T1 = π 2π l l T 0, 4s = =T = = = 0, 2s ω1 ω l l n 2 W2 k1A12 A   5 = = n  ÷ = 2 ÷ = -Tỉ số lượng sau trước giữ lò xo: W1 kA A  10  Vậy sau giữ lượng dao động giảm 50%, phần lượng phần đàn hồi lò xo bị nhốt b Khi giữ lò xo giãn đoạn x =5cm → x1 = x = cm = 2,5cm n lúc vận tốc vật v = ω A − x = 5π 102 − 52 = 25π 3cm / s → v1 = v = 25π 3cm / s  25π  x2 v2 v2 Do đó: 12 + 2 = → A1 = x12 + 12 = 2,52 +  ÷ = 43,75cm A1 ω1 A1 ω1 π   -Sau giữ vật dao động với biên độ A1 = 43,75cm 17 -Chu kì dao động sau giữ là: T1 = π 2π l l T 0, 4s = =T = = = 0, 2s ω1 ω l l n 2  43,75  W2 k1A12  A1  = = n = -Tỉ số lượng sau trước:  ÷ = 0,875  ÷ W1 kA A  10  Vậy sau giữ lượng dao động giảm 12,5%, phần lượng phần đàn hồi lò xo bị nhốt Nhận xét: -Ta thấy trường hợp tiến hành giữ lò xo lò xo biến dạng lượng dao động lắc bị mát -Khi giữ lò xo thời điểm mà lò xo không biến dạng lượng không mát Lưu ý: Với toán vế nhốt lò xo ta làm tương tự với quan niệm độ biến dạng lò xo tính từ vị trí cân 2.4.Hiệu sáng kiến hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường -Khi thực so sánh việc vận dụng ý tưởng khối lớp nhận thấy, với lớp học sinh vận dụng sáng kiến, dạy sang phần kiến thức em hoàn toàn chủ động xây dựng số dạng tập dựa suy luận từ đơn vị kiến thức trang bị Còn em học sinh không vận dụng tư tưởng sáng kiến việc chủ động xây dựng số dạng toán khó khăn tư tưởng em không nảy sinh việc suy luận dạng tập có -Nâng cao khả tự phát giải vấn đề cách hoàn toàn chủ động em học sinh -Hình thành nâng cao lực sáng tạo cho em học sinh việc phát triển kiến thức -Giảm tải thời lượng mà em học sinh phải tương tác trực tiếp với Thầy cô giáo trình học tập -Các Thầy cô hoàn toàn vận dụng tư tưởng sáng kiến cho tất phần kiến thức trình giảng dạy cho đối tượng học sinh -Nâng cao cách có hiệu công tác giảng dạy giáo dục học sinh phù hợp với mục tiêu đổi 3.KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ 3.1.Kết luận 18 -Sáng kiến định hướng tư cho em nâng cao lực tự phát phát triển vấn đề cách hoàn toàn chủ động trình học tập -Đáp ứng yêu cầu đổi cách có hiệu công tác giảng dạy giáo dục với mục tiêu tạo người động, chủ động sáng tạo -Đề tài hoàn toàn mở rộng cho tất phần đơn vị kiến thức chương trình -Đề tài nâng cao cách có hiệu khả tư lo gíc cho em học sinh trình giảng dạy 3.2.Kiến nghị -Để chất lượng giáo giảng dạy giáo dục có kết cao thân Thầy cô giáo cần chủ động trình giảng dạy giáo dục, đặc biệt cần mạnh dạn đề xuất áp dụng phổ biến cách làm mới, cách làm hay có hiệu -Cần có giao lưu học hỏi kinh nghiệm giảng dạy Thầy cô môi trường giáo dục khác đối tượng học sinh khác -Cần có đánh giá thường xuyên thực chất vận dụng cách làm để tìm đường hay hiệu 19 Tài liệu tham khảo -Sách giáo khoa Vật lí sách tập Vật lí 10, 11, 12 -Chuẩn kiến thức môn Vật lí Bộ giáo dục phát hành -Kinh nghiệm đúc kết năm công tác thân -Giải toán vật lí 12 Tập tác giả Bùi Quang Hân, NXB giáo dục năm 2000 -Bài tập Nâng cao Vật lí THPT Tập 3, Tác giả Vũ Thanh Khiết, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thanh hóa, ngày 25 tháng năm 2017 Tôi cam đoan SKKN viết, không chép nội dung người khác Lê Thị Hồng 20 ... động sáng tạo Để giúp em học sinh hình thành khả tư duy, suy luận lô gíc, chủ động nắm tri thức nâng cao lực tự học, tự sáng tạo đề tài Định Hướng Tư Duy Phát Triển Năng Lực Sáng Tạo Của Học Sinh ... lại 2-3 3-18 18 3.KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 3.1.Kết luận: 19 3.2.Kiến nghị 19 Tài liệu tham khảo 20 SÁNG KIẾN “ĐỊNH HƯỚNG TƯ DUY VÀ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH 1.MỞ ĐẦU 1.1.Lý chọn... khăn tư tưởng em không nảy sinh việc suy luận dạng tập có -Nâng cao khả tự phát giải vấn đề cách hoàn toàn chủ động em học sinh -Hình thành nâng cao lực sáng tạo cho em học sinh việc phát triển