Vận dụng liên hệ về pha dao động của vận tốc và li độ trong dao động điều hoà để làm bài tập

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT TRẦN KHÁT CHÂN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM VẬN DỤNG LIÊN HỆ VỀ PHA DAO ĐỘNG CỦA VẬN TỐC VÀ LI ĐỘ TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA ĐỂ LÀM BÀI TẬP Người thực hiện: Phạm Hùng Sơn Chức vụ: Giáo viên SKKN thuộc môn: Vật lí THANH HÓA NĂM 2017 MỤC LỤC Nội dung Trang Mở đầu ………………… …… ……………………………………… …….2 1.1 Lí chọn đề tài …………………………………… … … …… …… 1.2 Mục đích nghiên cứu ……………………………………….………… .2 1.3 Đối tượng nghiên cứu … …………………… …………………… …… 1.4 Phương pháp nghiên cứu ………………………… …………… ……… 2 Nội dung sáng kiến kinh nghiệm ……………………………… ….……… 2.1 Cơ sở lý luận SKKN ………… …….……………………………… 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng SKKN ………………………………3 2.3 Các giải pháp sử dụng để giải vấn đề ………… ………….…… 2.3.1 Các giải pháp để làm sáng kiến kinh nghiệm …………………….…….3 2.3.2 Các ví dụ …………………………………………………………….….4 2.4 Hiệu SKKN hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường ……………………… Kết luận, kiến nghị 3.1 Kết luận …………………………… ………….……………… ….…… 3.2 Kiến nghị ………………………………… …… …………………… … * Tài liệu tham khảo 1.Mở đầu 1.1 Lí chọn đề tài Do yêu cầu đổi giáo dục, đổi hình thức thi Qua giảng dạy thực tế trường phô thông thấy: Phần cơ, học sinh phải nhớ nhiều kiến thức, nhiều công thức Trong mục tiêu giáo dục phải dạy cho học sinh biết cách tư sáng tạo, thông qua vận dụng sáng tạo, linh hoạt kiến thức có vào làm tập Hiện việc vận dụng lệch pha li độ, vận tốc dao động điều hòa vào làm tập chưa vận dụng phổ biến Vì lí chọn đề tài để nghiên cứu sau giảng dạy cho học sinh, phổ biến cho đồng nghiệp 1.2 Mục đích nghiên cứu Tôi nghiên cứu đề tài nhằm cung cấp cho học sinh thêm cách làm tập mới, hướng dẫn cho học sinh vận dụng sáng tạo linh hoạt kiến thức vào tập qua tạo hứng thú học tập 1.3 Đối tượng nghiên cứu Đề tài nghiên cứu để vận dụng liên hệ li độ vận tốc dao động điều hòa vào việc làm tập 1.4 Phương pháp nghiên cứu Để thực đề tài vận dụng nhiều phương pháp cụ thể sau: - Phương pháp thực nghiệm: Dạy học theo đề tài kiểm tra đối chiếu với dạy học khác - Phương pháp tổng hợp phân tích : Tổng hợp kiến thức, tập, số liệu - Phương pháp đặt vấn đề: Đặt nhiệm vụ, nêu vấn đề với nhiệm vụ Nội dung sáng kiến kinh nghiệm 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm Phương trình dao động điều hòa phương trình vận tốc vật: x = A cos(ωt ) v = ωA cos(ωt + Π ) Như pha vận tốc sớm li độ góc Π (rad) hay 900 Thể lệch pha hình vẽ vòng tròn lượng giác Từ hình vẽ ta thấy li độ vận tốc tính theo góc pha sau: x = A cos(α ) v = ωA sin(α ) v v ωA α A x x 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm Tôi tiếm hành kiểm tra khảo sát cách làm học sinh phần liên quan đến li độ vận tốc dao động điều hòa nhận thấy tất em vận v2 dụng công thức: A = x + , mà không dùng liên hệ pha để làm Trong ω 2 nhiều dùng liên hệ pha để làm cho kết nhanh hơn, cho biên độ 2.3 Các sáng kiến kinh nghiệm sử dụng để giải vấn đề 2.3.1 Các giải pháp để làm sáng kiến kinh nghiệm - Nghiên cứu liên hệ pha li độ vận tốc Từ tìm cách làm tập - Sưu tầm dao động điều hòa liên quan đến li độ vận tốc đề thi - Giảng giải liên quan vận tốc li độ dao động điều hòa pha dao động - Làm số tập minh họa cho cách vận dụng 2.3.1 Các ví dụ: Ví dụ 1: Câu 13(CĐ 2011) Một vật dao động điều hòa có chu kì s, biên độ 10 cm Khi vật cách vị trí cân cm, tốc độ A 18,84 cm/s B 20,08 cm/s C 25,13 cm/s D 12,56 cm/s Hướng dẫn Áp dụng cách làm SKKN Áp dụng công thức: v = ωA sin α = 2Π A sin α T α 10 x * 3,14 10 − ⇒v= 10 * = 25,13(cm / s ) 10 Chọn đáp án C Cách làm bình thường lâu nay: Áp dụng công thức: A = x + ⇒ v = ω A2 − x = 2Π T v2 ⇒v = ω ( A − x ) ω A2 − x = * 3,14 10 − = 25,13(cm / s ) Ví dụ 2: Câu 16 (CĐ -2012): Một vật dao động điều hòa với biên độ A W Mốc vật vị trí cân Khi vật qua vị trí có li độ A động vật A W B W C W D W Hướng dẫn Áp dụng cách làm SKKN α Ta có: v = ωA sin α = ωA − ( cos α ) = ωA − 2 Mà: E đ = mv ⇒ E đ = m( A A x = ωA 5 ωA) = mω A ⇒ E 9 Chọn đáp án A Ví dụ 3: Câu 46 (ĐH - 2009) Một lắc lò xo gồm lò xo nhẹ vật nhỏ dao động điều hòa theo phương ngang với tần số góc 10 rad/s Biết động (mốc vị trí cân vật) vận tốc vật có độ lớn 0,6 m/s Biên độ dao động lắc A cm B cm C 12 cm D 12 cm Hướng dẫn Ta biết động góc α 450 Ta có: v = ωA sin 45 ⇒ A = A= v ω sin 45 0,6 α 0,6 = 0,06 (m) = (cm) 10 A x Chọn đáp án B Cách làm khác với SKKN Ta biết động x= ± Áp dụng công thức: A = x + A v A2 v 3A2 v = + ⇔ = ω2 ω2 ω 4v 2v * 0,6 ⇒A = ⇒ A= = = 0,06 (m) = (cm) 3ω 3ω * 10 Ví dụ 4: Câu 37(CĐ 2009) Một lắc lò xo dao động điều hòa theo phương ngang với biên độ cm Vật nhỏ lắc có khối lượng 100 g, lò xo có độ cứng 100 N/m Khi vật nhỏ có vận tốc 10 10 cm/s gia tốc có độ lớn A m/s2 B 10 m/s2 C m/s2 D m/s2 Hướng dẫn Áp dụng cách làm SKKN Ta có: ω= K 100 = = 10 10 (rad / s ) m 0,1 v 10 10 = = cos β = ωA 10 10 * 2 10 β α 10 x ⇒ β = 45 ⇒ α = 45 ⇒ x =Acos 45 = * = 1(cm) Vậy: a = ω x = 1000 *1 = 1000(cm / s ) = 10(m / s ) Chọn đáp án B 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường - Qua thực tế giảng dạy lớp 12 phần liên quan li độ vận tốc dao động điều hòa, nhận thấy phần tập làm theo cách đề tài học sinh làm nhanh hơn, cho kết xác Đề tài góp phần làm phong phú cách làm tập qua động viên học sinh tìm tòi, vận dụng sáng tạo kiến thức học vào tìm cách làm cho tập Trong năm học 2016- 2017 thử nghiệm với tiêu chí sau: - Chọn hai nhóm học sinh với trình độ tương đương - Nhóm dạy dùng cách sáng kiến này, nhóm hai dùng công thức A = x2 + v2 ω2 - Cho làm chấm với hai tiêu chí làm nhanh Kết thu sau vận dụng cách đề tài khả quan Nhóm Giỏi Sĩ số 15 15 SL % 20% Khá SL % 40% 26,7% Trung bình SL % 33,3% 46,7% Kém SL % 6,7% 26,7% Kết luận kiến nghị - Kết luận: Trong trình giảng dạy thấy học sinh chưa vận dụng hết kiến thức vào làm tập Đa số sử dụng công thức có sẵn, cách làm truyền thống Việc vận dụng linh hoạt kiến thức vào làm tập chưa phát huy Đề tài vận dụng liên hệ pha li độ vận tốc dao động điều hòa để làm tập minh chứng cho việc nhiều cách làm cho loại tập Qua động viên học sinh tích cực tìm cách làm dựa kiến thức có - Kiến nghị: Sở giáo dục nên phổ biến sáng kiến kinh nghiệm có giải cao ngành để giáo viên vận dụng vào công việc giảng dạy Từ nâng cao chất lượng giảng dạy tỉnh XÁC NHẬN CỦA Thanh hóa, ngày 25 tháng năm 2017 THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Tôi xin cam đoan sáng kiến kinh nghiệm viết, không chép nội dung người khác Phạm Hùng Sơn Tài liệu tham khảo Sách giáo khoa vật lí 12 nâng cao Sách tập vật lí 12 nâng cao Các đề thi đại học DANH MỤC CÁC ĐỀ TÀI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐÃ ĐƯỢC HỘI ĐỒNG ĐÁNH CẤP SỞ GD&ĐT VÀ CÁC CẤP CAO HƠN XẾP LOẠI TỪ C TRỞ LÊN Họ tên tác giả: Phạm Hùng Sơn Chức vụ đơn vị công tác: Giáo viên TT Tên đề tài SKKN Kết Cấp đánh đánh giá giá xếp loại xếp loại (Phòng, Sở, (A, B, Tỉnh ) C) Năm học đánh giá xếp loại Vận dụng định luật bảo toàn động lượng lượng Tỉnh C 2005- 2006 vào giải tập va chạm Vận dụng liên hệ chuyển Tỉnh C 2011 -2012 động tròn dao động điều hòa giải bài tập 10 ... cứu li n hệ pha li độ vận tốc Từ tìm cách làm tập - Sưu tầm dao động điều hòa li n quan đến li độ vận tốc đề thi - Giảng giải li n quan vận tốc li độ dao động điều hòa pha dao động - Làm số tập. .. chưa phát huy Đề tài vận dụng li n hệ pha li độ vận tốc dao động điều hòa để làm tập minh chứng cho việc nhiều cách làm cho loại tập Qua động viên học sinh tích cực tìm cách làm dựa kiến thức có... cách làm tập mới, hướng dẫn cho học sinh vận dụng sáng tạo linh hoạt kiến thức vào tập qua tạo hứng thú học tập 1.3 Đối tượng nghiên cứu Đề tài nghiên cứu để vận dụng li n hệ li độ vận tốc dao động