Giải pháp giải bài toán dịch chuyển vật ảnh thấu kính chương trình vật lý 11 THPT

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ TRƯỜNG THPT BA ĐÌNH SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM GIẢI PHÁP GIẢI BÀI TỐN DỊCH CHUYỂN VẬT- ẢNH- THẤU KÍNH CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÝ 11 THPT Người thực : Nguyễn Thị Ngoan Chức vụ : Giáo viên SKKN thuộc môn: Vật Lý THANH HOÁ NĂM 2020 MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1.1 Lí 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……………… ………………………… NỘI DUNG 2.1 Cơ sở lí luận…………………………………………………………… 2.2 Thực trạng vấn đề nghiên cứu………………………………………… 2.3 Giải pháp giải vấn đề………………………… ……… 2.3.1 Dạng 1- dịch chuyển theo phương trục thấu kính………… 2.3.2 Dạng 2- dịch chuyển theo phương vng góc với trục thấu kính…………………………………………………………………………… 2.3.3 Dạng 3- dịch chuyển theo bất kì……………………………………… 2.4 Hiệu SKKN ……………………….…………………………… KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 3.1 Kết luận………… ……………………………………………………… 3.2 Kiến nghị…………………………….…………………………………… 1 2 3 4 10 14 19 19 20 Giải pháp giải toán dịch chuyển vật- ảnh- thấu kính chương trình vật lí 11 THPT MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài: Bài tập dù khó đến đâu có phương pháp giải hay, rõ ràng, lơ gic tốn trở nên dễ dàng Bài tập thấu kính rộng có nhiều tập khó, đặc biệt dạng tập dịch chuyển vật ảnh thấu kính Trong q trình giảng dạy, tơi nhận thấy gặp dạng tập em học sinh gặp nhiều khó khăn mà khơng tháo gỡ Đặc điểm tốn dịch chuyển thấu kính có nhiều ẩn, nhiều em sau lập phương trình xong khơng biết nên xử lí tốn học hướng để giảm số ẩn toán Biến đổi nhiều thời gian mà cuối không kết Một số em có khả tư tốn học tốt xử lí Nhưng số ít, chí thân nhiều giáo viên gặp cố Qua trình giảng dạy thực tế mình, tơi nghiên cứu, phân tích, tổng hợp phân loại dạng thường gặp toán dịch chuyển vật- ảnh- thấu kính Sau đưa phương pháp giải cụ thể, chi tiết, dễ hiểu để em tự giải tốn Chính vậy, tơi muốn chia sẻ với em học sinh, với đồng nghiệp kinh nghiệm quý báu trình giảng dạy qua đề tài “ Giải pháp giải toán dịch chuyển vật- ảnhthấu kính chương trình vật lý lớp 11 trung học phổ thơng ’’ Rất mong góp ý chia sẻ kinh nghiệm đồng nghiệp để đề tài hồn thiện 1.2 Mục đích nghiên cứu - Giúp học sinh hiểu phương pháp giải dạng tập dịch chuyển thấu kính Nguyễn Thị Ngoan - THPT Ba Đình Giải pháp giải tốn dịch chuyển vật- ảnh- thấu kính chương trình vật lí 11 THPT - Giúp học sinh vận dụng phương pháp giải để giải dạng tập dịch chuyển thấu kính -Tạo hứng thú học tập đồng thời giúp em đạt kết cao kỳ thi - Giúp học sinh củng cố kiến thức, giảm bớt áp lực môn cho học sinh - Rèn luyện khả nghiên cứu khoa học 1.3 Đối tượng nghiên cứu - Đối tượng tập thấu kính phần nội dung liên quan đến swuj dịch chuyển vật- ảnh- thấu kính chương trình vật lý 11 - Đối tượng sử dụng đề tài: Học sinh lớp 11, dùng cho học sinh 12 ôn thi THPT quốc gia muốn lấy điểm cao - Đề tài nghiên cứu khó khăn học sinh việc giải tập dịch chuyển thấu kính để từ đưa giải pháp nhằm khắc phục khó khăn phân loại đưa phương pháp giải hợp lý cho loại đó, giảm thiểu thời gian giải phương trình tốn học để nhiều học sinh làm dạng tốn khơng thiết phải em học sinh giỏi làm 1.4 Phương pháp nghiên cứu Trong sáng kiến sử dụng số phương pháp như: - Phương pháp là: tổng kết đúc rút kinh nghiệm từ thực tế dạy học - Phương pháp nghiên cứu tài liệu, sách tham khảo, mạng internet - Phương pháp hỗ trợ trao đổi kinh nghiệm từ giáo viên môn - Phương pháp điều tra từ đối tượng học sinh 1.5 Những điểm SKKN - Khi học tới thấu kính tốn dịch chuyển vật - ảnh thấu kính thường khó, tập đa dạng phong phú: nhiều liên quan đến khoảng cách vật ảnh, nhiều liên quan đến độ phóng đại, hay liên quan đến vận tốc…học sinh gặp nhiều khó khăn q trình giải tốn khơng biết cách giải mỗi mỗi khác, không khử ẩn phương trình dịch chuyển… Bài tập nhiều không chia dạng cụ thể, không nêu rõ phương pháp giải nên học sinh tự học gặp nhiều khó khăn - Trong sáng kiến này, tơi nghiên cứu tổng hợp nhiều tốn thấy chia tốn dịch chuyển vật – ảnh – thấu kính nói chung dạng cụ thể là: dịch chuyển theo phương trục thấu kính, dịch chuyển theo phương Nguyễn Thị Ngoan - THPT Ba Đình Giải pháp giải tốn dịch chuyển vật- ảnh- thấu kính chương trình vật lí 11 THPT vng góc, dịch chuyển theo phương Sau tơi nêu phương pháp giải cho dạng Cơ phương pháp giải cách để khử ẩn chứa nhiều phương trình lập để đến kết nhanh phần yếu mà học sinh hay gặp phải Đây điểm SKKN, thời gian kinh nghiệm thân hạn chế nên mong góp ý đồng nghiệp để đề tài tơi hồn thiện phát triển NỘI DUNG 2.1 Cơ sở lí luận - Thấu kính Phân loại thấu kính + Thấu kính khối chất suốt giới hạn hai mặt cầu mặt cầu mặt phẳng + Phân loại: Gồm loại thấu kính hội tụ thấu kính phân kì - Các cơng thức thấu kính + Cơng thức xác định vị trí ảnh: 1  f = d d' A' B ' d' + Công thức xác định số phóng đại: k = AB = - d + Qui ước dấu: Vật thật: d > Vật ảo: d < Ảnh thật: d’ > Ảnh ảo: d’ < k > 0: ảnh vật chiều ; k < 0: ảnh vật ngược chiều - Tính chất dịch chuyển ảnh vật: Từ hệ thức suy d tăng giảm mà không đổi nên tăng nên d’ giảm Do ảnh- vật ln dịch chuyển chiều 2.2 Thực trạng việc giải toán dịch chuyển vật- ảnh- thấu kính - Đối với học sinh trường THPT nói chung trường THPT Ba Đình nói riêng, đa số học sinh gặp tốn dịch chuyển vật - ảnh- thấu kính thường gặp phải khó khăn sau: - Đầu tiên dạng tốn dịch chuyển vật thấu kính theo phương trục đa số em lập phương trình liên quan như: + Trước dịch chuyển thấu kính: Với + Sau dịch chuyển thấu kính: Với Nguyễn Thị Ngoan - THPT Ba Đình Giải pháp giải tốn dịch chuyển vật- ảnh- thấu kính chương trình vật lí 11 THPT + Liên hệ: Như ta có phương trình với ẩn số d1, d’1,d2, d’2 đến nhiều học sinh lúng túng khơng biết giải để tìm d1 kiện mà đề yêu cầu - Dạng dịch chuyển vật theo phương vng góc với trục số em học sinh liên hệ toán học sử dụng hệ thức tam giác, nhiều em kĩ tốn nên không liên hệ - Dạng dịch chuyển vật theo phương đa số khơng biết cách giải nào, đa phần chưa có hướng dẫn giáo viên có vài em đội tuyển làm Qua trình khảo sát lớp mà đảm nhận giảng dạy thu kết sau: Lớp Sĩ số 11K 11G 11E 51 48 45 HS làm 4 % HS làm 13,7 8,3 8,9 HS không làm 44 44 41 % HS không làm 86,3 91,7 91,1 Qua bảng số liệu ta nhận thấy nhiều học sinh chưa biết làm tập phần Điều cho thấy việc phân loại cụ thể tốn dịch chuyển vật ảnh- thấu kính cung cấp cho học sinh phương pháp giải toán cần thiết, giúp em hiểu vận dụng tốt 2.3 Các giải pháp để giải vấn đề Để khắc phục khó khăn nêu nghiên cứu, tổng hợp phân loại dạng thường gặp toán Đồng thời nêu phương pháp giải cho dạng tập để học sinh dễ hiểu từ tự vận dụng làm tập 2.3.1 Dạng 1- Dời vật thấu kính theo phương trục Tóm tắt nội dung tốn: Vật đặt trục thấu kính sau dịch chuyển vật thấu kính lại gần xa đoạn ảnh dịch đoạn Tính yếu tố vị trí đặt vật ảnh lúc ban đầu, lúc sau tiêu cự thấu kính Phương pháp giải: - Giả sử vị trí ban đầu vật ảnh d d’1 'Vị trí sau dịchA’chuyển vật ảnh d2 d’2 Gọi khoảng dịch chuyển1của vật ảnh x d d O Nguyễn Thị Ngoan - THPT Ba Đình d2 B’’ B’ ' d2 A’’ Giải pháp giải tốn dịch chuyển vật- ảnh- thấu kính chương trình vật lí 11 THPT - Bước 1: Từ kiện đề bào cho lập phương trình xác định vị trí vật- ảnh cho trường hợp trước sau dịch chuyển thấu kính với - Bước 2: Thay , vào phương trình để chuyển ẩn theo d ta phương trình: - Bước 3: Giải phương trình tìm d1 từ tìm kiện khác cần Chú ý: + Lấy dấu (+) trước dịch vật xa thấu kính, lấy dấu (–) dịch vật lại gần thấu kính + Lấy dấu (+) trước ảnh dịch xa thấu kính, lấy dấu (–) ảnh dịch lại gần thấu kính + Những tốn liên quan đến vận tốc ảnh ta sử dụng : - Như phương trình cịn 1ẩn d Giải phương trình ta cần nhập vào máy tính cầm tay biểu thức máy tính tự giải kết cho ta thật nhanh chóng Sau tìm d 1, kiện đề u cầu tìm khơng phải d ta thay vào biểu thức để tìm kiện đề yêu cầu cách đơn giản Các tập mẫu Bài 1: Một thấu kính hội tụ có tiêu cự f =10 cm Vật sáng AB trục thấu kính cho ảnh A’B, dịch chuyển vật xa cm, thấy ảnh dịch chuyển 10 cm Xác định vị trí đầu đặt vật Giải: - Bước : Gọi khoảng cách vật ảnh trước dịch vật , sau dịch chuyển Vì ảnh vật dịch chuyển chiều nên vật dịch xa cm ảnh dịch lại gần thấu kính 10 cm Ta có với - Bước 2: Thay vào phương trình ta phương trình theo là: Nguyễn Thị Ngoan - THPT Ba Đình Giải pháp giải tốn dịch chuyển vật- ảnh- thấu kính chương trình vật lí 11 THPT - Bước 3: Giải phương trình máy tính cầm tay: Nhập hàm vào đợi kết ta được: ( loại ) Vậy vật ban đầu đặt cách thấu kính 15 cm Bài 2: Một điểm sáng S đặt trục thấu kính hội tụ, tiêu cự f= 15 cm cho ảnh rõ nét M đặt vng góc với trục thấu kính Di chuyển điểm sáng S gần thấu kính đoạn cm so với vị trí cũ phải dịch chuyển 22,5 cm lại thu ảnh rõ nét Xác định vị trí điểm sáng S lúc đầu? Giải: - Bước : Gọi khoảng cách vật ảnh trước dịch vật , sau dịch chuyển Vì ảnh vật dịch chuyển chiều nên vật dịch lại gần cm ảnh dịch xa thấu kính 22,5 cm Ta có với S1 S 5cm O S1’ S’ 22,5cm d2 d2’ - Bước 2: Thay vào phương trình ta phương trình theo : - Bước : Bấm máy tính ta Vì ảnh thật nên nhận nghiệm Bài Một vật thật AB đặt vng góc với trục thấu kính Ban đầu ảnh vật qua thấu kính ảnh ảo nửa vật Giữ thấu kính cố định di chuyển vật dọc trục 100 cm Ảnh vật ảnh ảo cao 1/3 vật Xác định chiều dời vật, vị trí ban đầu vật tiêu cự thấu kính? Giải: - Bước : Gọi khoảng cách vật ảnh trước dịch vật , sau dịch chuyển Theo kiện đề bào ta có: Nhận thấy nên - Bước : Thay vào phương trình Vậy tiêu cự thấu kính Nguyễn Thị Ngoan - THPT Ba Đình Giải pháp giải tốn dịch chuyển vật- ảnh- thấu kính chương trình vật lí 11 THPT Bài Một vật thật AB đặt vng góc với trục thấu kính Ban đầu ảnh vật qua thấu kính A1B1 ảnh thật Giữ thấu kính cố định di chuyển vật dọc trục lại gần thấu kính cm thu ảnh vật A2B2 ảnh thật cách A1B1 đoạn 30 cm Biết ảnh sau ảnh trước có chiều dài lập theo tỉ số Xác định chiều dịch chuyển ảnh tiêu cự thấu kính? Giải: - Bước : Gọi khoảng cách vật ảnh trước dịch vật , sau dịch chuyển Theo kiện ta cho ta có Ta có với - Bước : Thay vào phương trình ta phương trình là: - Bước : Mà cho Thay vào ta được: Vậy tiêu cự thấu kính f= 15cm Bài 5: Một điểm sáng S cách trục thấu kính khoảng h= cm, chuyển động theo phương trục từ khoảng cách 2f đến 1,5f thấu kính với vận tốc v= cm/s, người ta thấy vận tốc trung bình ảnh S’ v’=cm/s Tính tiêu cự f thấu kính Giải: - Bước : Gọi khoảng cách vật ảnh trước dịch vật , sau dịch chuyển Theo kiện ta cho ta có Ta có với - Bước : + Khi điểm sáng S dịch chuyển từ S1 đến S2 ảnh di chuyển từ S1’ đến S2’ Quãng đường mà điểm sáng S khoảng thời gian t là: + Độ dời ảnh theo phương trục là: + Quãng đường mà ảnh là: Từ ta có: Mà Các tập luyện tập: Nguyễn Thị Ngoan - THPT Ba Đình Giải pháp giải tốn dịch chuyển vật- ảnh- thấu kính chương trình vật lí 11 THPT Bài 6: Vật sáng AB đặt trục thấu kính hội tụ, độ lớn tiêu cự 12 cm, cho ảnh thật A’B’ Khi di chuyển Ab lại gần thấu kính 6cm A’B’ di chuyển cm Xác định vị trí vật trước di chuyển vật? Đáp số: d1=100cm Bài 7: Một điểm sáng A nằm trục thấu kính hội tụ cách thấu kính đoạn 30 cm, cho ảnh thật A’ Bắt đầu cho thấu kính dịch chuyển xa với vận tốc khơng đổi v = cm/s Tính tiêu cự thấu kính Biết sau thấu kính chuyển động 2s ảnh bắt đầu đổi chiều chuyển động? ĐS: 18 cm Bài 8: Đặt vật sáng trục thấu kính cho ảnh lớn gấp lần vật Khi di chuyển vật lại gần thấu kính đoạn 12 cm ta thu ảnh có chiều cao gấp lần vật Đáp số: d1=24cm Bài 9: Đặt vật AB vng góc với trục thấu kính hội tụ Quan sát thấu kính cho ảnh thật A1B1 Nếu tịnh tiến vật dọc trục lại gần thấu kính thêm 30 cm lại thu ảnh A 2B2 ảnh thật cách AB khoảng cũ Biết ảnh lúc sau gấp lần ảnh lúc đầu a) Tìm tiêu cự thấu kính vị trí ban đầu? b) Để ảnh cao vật phải dịch chuyển vật từ vị trí ban đầu khoảng theo chiều nào? Đáp số: a) f= 20cm, d1 = 60cm b) dịch lại gần thấu kính 20cm Bài 10: Thấu kính hội tụ làm thủy tinh có tiêu cự f= 40 cm Đặt vật sáng AB trước thấu kính, phía sau thấu kính có hứng ảnh a) Xác định vị trí đặt vật để thu ảnh rõ nét có độ cao lần vật? b) Nếu từ câu a, cố định tịnh tiến vật xa thấu kính đoạn a= 70 cm phải di chuyển thấu kính vị trí để tiếp tục thu ảnh rõ nét di chuyển đoạn bao nhiêu? Đáp số: a) d1= 60 cm d1’= 120 cm b) Phải dịch thấu kính xa 70 cm lại gần 80cm Bài 11: Đặt vật phẳng nhỏ AB trước thấu kính, vng góc với trục thấu kính Trên thu ảnh lớn vật cao 4cm Giữ vật cố định, dịch chuyển thấu kính dọc theo trục 5cm phía ảnh phải dịch chuyển đoạn 35 cm thu ảnh rõ nét cao 2cm a) Tính tiêu cự thấu kính độ cao vật AB? Nguyễn Thị Ngoan - THPT Ba Đình Giải pháp giải toán dịch chuyển vật- ảnh- thấu kính chương trình vật lí 11 THPT b) Vật AB, thấu kính vị trí cho ảnh cao 2cm Giữ vật cố định, hỏi phải dịch chuyển thấu kính dọc theo trục phía đoạn để lại có ảnh rõ nét Đáp số: a) f= 20 cm, AB= 1cm b) Dịch thấu kính lại gần 30cm Bài 12: Cho thấu kính hội tụ tiêu cự f=10 cm Một điểm sáng S cố định Thời điểm ban đầu t0=0, S cách thấu kính S cách thấu kính khoảng d >12 cm Cho thấu kính dịch chuyển xa S với vận tốc không đổi v= cm/s theo phương dọc trục a) Xác định biểu thức tính vận tốc ảnh S’ so với S b) Tìm vận tốc nhỏ ảnh S’ so với S thời điểm đạt vận tốc nhỏ Đáp số: a) b) t=8s Bài 13: A, B, C ba điểm thẳng hàng Đặt vật A, thấu kính B ảnh thật C với độ phóng đại Dịch thấu kính xa vật đoạn 64 cm ảnh vật cẫn C với độ phóng đại Tính f đoạn AC? Đáp số: f= 24 cm AC=128 cm Bài 14: Một nguồn sáng điểm, đặt trục thấu kính hội tụ có tiêu cự 8, cách thấu kính 12 cm a) Xác định vị trí ảnh? b) Thấu kính dịch chuyển với vận tốc m/s theo phương vng góc với trục thấu kính Hỏi ảnh nguồn sáng dịch chuyển với vận tốc nguồn sáng giữ cố định? Đáp số: a) 24 cm b) v= m/s 2.3.2 Dạng 2- Dời vật theo phương trục Tóm tắt nội dung tốn: Vật đặt trục thấu kính cách thấu kính đoạn d, sau dịch chuyển vật thấu kính theo phương vng góc với trục đoạn ảnh dịch đoạn Tính yếu tố vị trí đặt vật-ảnh lúc ban đầu, lúc sau tiêu cự thấu kính Phương pháp giải: Do vật dịch chuyển lên xuống theo phương vng góc với thấu kính nên d khơng đổi nên d’ khơng đổi - Bước 1: Tính khoảng cách chưa dịch chuyển thấu kính - Bước 2: Xác định chiều độ dịch chuyển ảnh - Để biết chiềuA1 dịch chuyển ảnh ta sử dụng tính chất điểm vật, điểm ảnh quang tâm nằm đường thẳng Cụ thể: d y A Nguyễn Thị Ngoan - THPT Ba Đình A’ O d' y ' A1’ Giải pháp giải toán dịch chuyển vật- ảnh- thấu kính chương trình vật lí 11 THPT + Điểm A lúc đầu nằm trục ảnh A’ điểm A nằm trục + Sau A dịch A’cũng phải dịch cho A, O, A’ thẳng hàng Từ suy chiều dịch chuyển A’ Nếu A dịch lên ảnh A’ dịch xuống, A dịch xuống ảnh A’ dịch lên - Vẽ hình dựa vào hình để tính độ dịch chuyển vật ảnh Do tam giác OAA1 ~ OA’A’1 nên Chú ý: + Vật dịch lên tương ứng với thấu kính dịch xuống, vật dịch xuống tương ứng với thấu kính dịch lên + Quãng đường dịch chuyển ảnh thẳng dùng cơng thức , chuyển động biến đổi dùng Các tập mẫu: Bài 1: Dùng thấu kính hội tụ tiêu cự f= 4cm, người ta thu ảnh điểm sáng đặt trục cách thấu kính 12 cm Sau kéo thấu kính xuống đoạn 3cm ảnh dịch chuyển nào? Giải: - Bước 1: Vị trí ảnh lúc chưa dịch chuyển thấu kính: - Bước 2: Thấu kính dịch xuống ( vật dịch lên) nên ảnh dịch xuống so với ban đầu Độ dịch chuyển ảnh là: Bài 2: Một nguồn sáng điểm S đặt trục thấu kính hội tụ có tiêu cự f= 12 cm, cách thấu kính 18 cm Cho điểm sáng S dịch chuyển lên theo phương vng góc với trục thấu kính với vận tốc m/s Hỏi ảnh nguồn sáng dịch chuyển theo chiều với vận tốc (thấu kính giữ cố định)? Giải: - Bước 1: Vị trí ảnh lúc đầu: Nguyễn Thị Ngoan - THPT Ba Đình 10 Giải pháp giải tốn dịch chuyển vật- ảnh- thấu kính chương trình vật lí 11 THPT - Bước 2: Gọi v tốc độ di chuyển ảnh Trong khoảng thời gian t vật dịch đoạn ảnh dịch đoạn - Vì điểm sáng dịch chuyển lên theo phương vng góc với trục thấu kính nên ảnh dịch chuyển xuống - Tính độ dịch chuyển ảnh Bài 3: Một điểm sáng S chuyển động theo vòng trịn với vận tốc có độ lớn khơng đổi v0= cm/s xung quanh trục thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 30 cm mặt phẳng vng góc với trục cách thấu kính khoảng d= 45 cm Hãy xác định độ lớn vận tốc ảnh điểm sáng S? Giải: - Bước 1: vị trí ảnh lúc đầu chưa dịch chuyển đặt màn: - Bước 2: Ở độ dịch chuyển vật ảnh bán kính đường trịn mà vật ảnh vẽ trình chuyển động Vì ảnh vật, quang tâm ln nằm đường thẳng nên ta vẽ d' d y  r O y '  R Vậy độ lớn vận tốc ảnh 10 cm/s Bài 4: Qua vật kính máy ảnh ( thấu kính hội tụ ) vật thật đặt trước 20cm cho ảnh thật lớn gấp lần vật a) Tính tiêu cự vật kính b) Người ta muốn chụp ảnh vật cách vật kính 4m, chuyển động với vận tốc 4,5km/h xuống theo phương vng góc với trục Tìm thời gian tối đa cho phép mở ống kính để thu ảnh rõ Biết ảnh xem rõ không bị dời chỗ qua 1/10 (mm) Giải: Nguyễn Thị Ngoan - THPT Ba Đình 11 Giải pháp giải tốn dịch chuyển vật- ảnh- thấu kính chương trình vật lí 11 THPT a) Thấu kính cho ảnh thật gấp lần vật nên b) - Bước 1: vị trí ảnh lúc đầu: - Bước 2: Vì điểm sáng dịch chuyển theo phương vng góc với trục thấu kính hưỡng xuống nên ảnh dịch chuyển lên ta có : - Để ảnh rõ nét thì Vậy để ảnh xem rõ nét cần thời gian tối đa cho mở ống kính 1,92.10-3 s Bài 5: Đặt thấu kính phẳng lồi thủy tinh nằm ngang khơng khí cho mặt phẳng Biết bán kính cong mặt lồi 20 cm chiết suất thủy tinh n = 1,5 Từ bề mặt mặt phẳng thầu kính ta truyền cho viên bi vận tốc v0=3 m/s thẳng đứng hướng lên Kể từ lúc ném vật lần đầu tiên, thấu kính cho ảnh vơ vào thời điểm nào? Lấy g = 10 m/s2 Giải: + Độ tụ thấu kính mỏng phẳng – lồi: + Tiêu cự hệ thấu kính: (cm) + Chọn trục Oy thẳng đứng, hướng lên trên, gốc tọa độ điểm ném, phương trình chuyển động viên bi là: + Khi vật qua vị trí tiêu điểm F: + Giải ta + Lần thấu kính cho ảnh vô vào thời điểm t = 0,2 s lần thứ vào thời điểm t2 = 0,4 s Các luyện tập Bài 6: Trên trục thấu kính hội tụ tiêu cự f= 20cm, người ta đặt vật cách thấu kính 40cm Sau di chuyển vật theo phương vng góc với trục thấu kính đoạn cm lên ảnh dịch chuyển theo chiều nào, đoạn bao nhiêu? Đáp số: Ảnh dịch xuống đoạn Bài 7: Trên trục thấu kính hội tụ tiêu cự f= 10cm, người ta đặt vật cách thấu kính 60 cm Sau tịnh tiến thấu kính đoạn 10 cm thời gian 2s Tìm vận tốc dịch chuyển ảnh Đáp số: Bài 8: Dùng thấu kính hội tụ tiêu cự f= 10cm, người ta thu ảnh điểm sáng đặt trục cách thấu kính 12 cm Dịch chuyển vật theo phương vng góc với trục thấu kính với vận tốc khơng đổi v= cm/s thời gian 2,5s ảnh vật dịch đoạn bao nhiêu? Nguyễn Thị Ngoan - THPT Ba Đình 12 Giải pháp giải tốn dịch chuyển vật- ảnh- thấu kính chương trình vật lí 11 THPT Đáp số: Bài 9: Vật kính máy ảnh thấu kính hội tụ có tiêu cự 0,1m Dùng máy ảnh để chụp ảnh người chạy qua với vận tốc v= 18 km/h theo phương vng góc với trục vật kính, cách máy ảnh d= 500cm Hỏi thời gian ống kính mở tối đa để độ nhịe ảnh khơng b= 0,2mm Đáp số: 1,96.10-3 s Bài 10: Vật kính máy ảnh gồm thấu kính hội tụ mỏng O có tiêu cự f1= 10 cm đặt trước đồng trục với thấu kính phân kì O có tiêu cự f2=-10 cm Hai thấu kính cách 7cm Dùng máy ảnh để chụp vật AB chuyển động mặt phẳng ngang Trục máy ảnh nằm theo đường thẳng đứng qua vật Vật kính cách mặt phẳng ngang khoảng 60 cm Cho AB chuyển động với tốc độ v= 0,02 m/s theo phương vng góc với trục Tính thời gian tối đa mở chắn máy ảnh để độ nhịe ảnh phim khơng q 0,05 mm ĐS: 6,25.10-3 s 2.3.3 Dạng 3- Dời vật theo phương Tóm tắt nội dung tốn: Ban đầu vật A sau dịch chuyển đoạn theo phương hợp với trục thấu kính góc Tính độ dịch chuyển ảnh sau Phương pháp giải: Bài tốn dời vật theo phương thực toán tổng quát toán Nên ta phân tích độ dịch chuyển theo phương : phương trục với độ dịch chuyển phương vng góc với trục - Bước 1: Tính độ dịch chuyển theo phương: A1 y l A x d2 d2 ' O d1 A’ d' x' y ' A1’ + Theo phương trục ta có: + Theo phương vng góc với trục chính: - Bước : Tính khoảng cách vật ảnh trước sau dịch chuyển: + Trước khí dịch chuyển + Sau dịch chuyển: - Bước : Tính độ dịch chuyển ảnh theo phương: Nguyễn Thị Ngoan - THPT Ba Đình 13 Giải pháp giải tốn dịch chuyển vật- ảnh- thấu kính chương trình vật lí 11 THPT + Theo phương trục chính: + Theo phương vng góc với trục chính: - Bước 4: Độ dịch chuyển ảnh: Các tập mẫu: Bài 1: Một điểm sáng A trục thấu kính đặt trước cách thấu kính 40 cm Cho điểm A dời đoạn cm lại gần thấu kính theo phương tạo với trục góc Biết thấu kính có tiêu cự f= 20 cm Hãy xác định độ dời ảnh? Giải: Lúc đầu A trục nên A’ trục Sau A dịch cm đến điểm B theo phương hợp với trục góc 60 ảnh A’ dịch đến điểm B’ cho B, B’, O thẳng hàng - Bước 1: Độ dời A theo phương trục là: - Độ dời A theo phương vuông góc trục là: - Bước : Các khoảng cách vật ảnh trước sau dịch chuyển: + Trước dịch chuyển + Sau dịch chuyển: - Bước : Độ dịch chuyển ảnh theo phương: + Theo phương trục chính: + Theo phương vng góc với trục chính: - Bước 4: Độ dịch chuyển ảnh: Bài 2: Cho thấu kính hội tụ có tiêu cự f= 10 cm, điểm sáng S nằm trục cách thấu kính cm dịch chuyển theo phương tạo với trục góc 60 hướng phía thấu kính đoạn cm Tính độ dời ảnh Giải: Lúc đầu S trục nên S’ trục Sau S dịch đến điểm B theo phương hợp với trục góc 60 ảnh S’ dịch đến điểm B cho B, B’, O thẳng hàng B’ B y ' S’ x' H’ Nguyễn Thị Ngoan - THPT Ba Đình y S x H 14 O Giải pháp giải toán dịch chuyển vật- ảnh- thấu kính chương trình vật lí 11 THPT - Bước 1: Độ dời S theo phương trục là: - Độ dời S theo phương vuông góc trục là: - Bước : Các khoảng cách vật ảnh trước sau dịch chuyển: + Trước dịch chuyển + Sau dịch chuyển: - Bước : Độ dịch chuyển ảnh theo phương: + Theo phương trục chính: + Theo phương vng góc với trục chính: - Bước 4: Độ dịch chuyển ảnh: Bài 3: Một điểm sáng A trục thấu kính đặt trước cách thấu kính 60 cm Cho điểm A dời đoạn 10 cm xa thấu kính theo phương tạo với trục góc Biết thấu kính có tiêu cự f = 30 cm Hãy xác định độ dời ảnh Giải: - Lúc đầu A trục nên A’ trục Sau A dịch 10 cm đến điểm B theo phương hợp với trục góc 450 ảnh A’ dịch đến điểm B’ cho B, B’, O thẳng hàng - Bước 1: - Độ dời S theo phương trục là: - Độ dời S theo phương vng góc trục là: - Bước : Các khoảng cách vật ảnh trước sau dịch chuyển: + Trước dịch chuyển + Sau dịch chuyển: - Bước : Độ dịch chuyển ảnh theo phương: + Theo phương trục chính: + Theo phương vng góc với trục chính: - Bước 4: Độ dịch chuyển ảnh: Bài 4: Thấu kính hội tụ mỏng tiêu cự f= 20 cm, quang tâm O, trục xx’ trùng với đường thẳng Điểm sáng S cố định đường thẳng , cách O đoạn OS= 30 cm Ảnh S cho thấu kính S’ Quay thấu kính quanh trục qua O vng góc với mặt phẳng để trục tạo với đường thẳng góc Ảnh S’ dịch chuyển nào? Xác định quãng đường ảnh S’ dịch chuyển Nguyễn Thị Ngoan - THPT Ba Đình 15 Giải pháp giải tốn dịch chuyển vật- ảnh- thấu kính chương trình vật lí 11 THPT Giải: - Bước 1: Vị trí ảnh lúc đầu nên ảnh S’ nằm đường thẳng - Bước 2: - Hạ SH vng góc xx’ Khoảng cách S tới thầu kính với Khi thấu kính quay dH giảm dần nên ảnh dịch xa quang tâm x H  S O  S’ S’’ x’ + Tia sáng trùng tia đia qua quang tâm nên truyền H’’ thẳng, tia sáng không thay đổi, ảnh nằm đường thẳng chạy xa thấu kính - Bước 3: Khoảng cách ảnh S’’ tới thấu kính + Khoảng cách S’’ tới O - Bước 4: Quãng đường ảnh dịch chuyển: Vậy quãng đường ảnh dịch chuyển: Các luyện tập thêm Bài 5: Một điểm sáng A trục thấu kính đặt trước cách thấu kính 40 cm Cho A dời cm lại gần thấu kính theo phương tạo với trục góc Biết thấu kính có tiêu cự f= 20 cm Hãy xác định độ dời ảnh? Đáp số: 11,83 cm Bài 6: Một thấu kính hội tụ có tiêu cự f= 30 cm tạo ảnh nguồn sáng điểm chuyển động Biết nguồn sáng qua trục thấu kính theo phương hợp với trục góc vận tốc ảnh hợp với trục góc Hỏi thời điểm đó, nguồn sáng cách thấu kính khoảng bao nhiêu? Đáp số: d= 40 cm d= 20 cm Bài 7: Một điểm sáng A trục thấu kính đặt trước cách thấu kính 60 cm Cho điểm A dời cm lại gần thấu kính theo phương tạo với trục góc Biết thấu kính có tiêu cự f= 20 cm Hãy xác định độ dời ảnh? Đáp số: 1,45 cm Bài 8: Một điểm sáng A trục thấu kính đặt trước cách thấu kính 20 cm Cho điểm A dời đoạn cm xa thấu kính theo phương tạo với trục góc Biết thấu kính có tiêu cự f = 10 cm Hãy xác định độ dời ảnh? Đáp số: 4,6 cm Nguyễn Thị Ngoan - THPT Ba Đình 16 Giải pháp giải tốn dịch chuyển vật- ảnh- thấu kính chương trình vật lí 11 THPT Bài 9: Một điểm sáng A trục thấu kính đặt trước cách thấu kính 20 cm Cho điểm A dời đoạn cm lại gần thấu kính theo phương tạo với trục góc Biết thấu kính có tiêu cự f = 10 cm Hãy xác định độ dời ảnh? Đáp số: 8,57 cm Bài 10: Cho thấu kính hội tụ, tiêu cự f = 15 cm Một đoạn thẳng AB = 2cm đặt vng góc với trục (A nằm trục chính) cách thấu kính khoảng 10 cm Quay AB góc α = 30 o theo chiều kim đồng hồ quanh A Tính góc quay xác định chiều quay đoạn thẳng AB 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm - Việc phân loại đưa phương pháp giải cho dạng tập liên quan đến dịch chuyển vật- ảnh mang lại hiệu cao trình dạy học Qua kết khảo sát với lớp dạy thu kết sau: HS làm % HS làm HS không % HS không được làm làm 11K 51 36 70,6 15 29,4 11G 48 30 62,5 18 37,5 11E 45 21 46,7 30 53,3 - Phân tích số liệu nhận thấy + Thứ nhất: tỉ lệ học sinh vận dụng phương pháp giải làm tập tăng lên nhiều Số học sinh không làm cịn Chủ yếu học sinh yếu + Thứ hai: Tỉ lệ học sinh vận dụng làm không giống lớp, điều phần không đồng chất lượng đầu vào lớp, điều dễ hiểu Tuy nhiên, lớp chất lượng đầu vào 11E, số em vận dụng phương pháp giải để làm tăng lên nhiều so với trước Lớp Sĩ số KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 3.1 Kết luận - Để tập vật lý thực mục đích người giáo viên phải phân loại cung cấp cho học sinh phương pháp giải tốt để học sinh hiểu biết cách vận dụng Đặc biệt liên quan đến phần kiến thức khó, khó cần có phương pháp giải cụ thể, chi tiết dễ hiểu - Qua giảng dạy thấy đề tài đạt số kết sau: Nguyễn Thị Ngoan - THPT Ba Đình 17 Giải pháp giải tốn dịch chuyển vật- ảnh- thấu kính chương trình vật lí 11 THPT + Cung cấp cho học sinh phương pháp nhận dạng toán dịch chuyển vật thấu kính Rèn luyện cho học sinh kĩ giải toán liên quan đến dịch chuyển ảnh- vật Học sinh khơng cịn mơ hồ đường lối, khơng cịn lúng túng với việc giải phương trình, nhiều bạn cảm thấy phấn khởi có động lực để tham gia học tập môn vật lý, giảm bớt áp lực môn - Học sinh ôn thi HSG giáo viên sử dụng làm tài liệu để làm tư liệu phục vụ cho trình học tập giảng dạy 3.2 Kiến nghị - Nhà trường cần tổ chức nhiều buổi thảo luận phương pháp giảng dạy học tập - Sở giáo dục đào tạo cần tổ buổi hội thảo để giáo viên trao đổi kinh nghiệm, học tập để nâng cao trình độ chun mơn nghiệp vụ - Hiện nhiều em học sinh chuyển khối cảm thấy mơn vật lý khó, việc giáo viên cung cấp cho học sinh phương pháp giải dễ hiểu, rõ ràng giúp giảm bớt áp lực môn học, em vận dụng làm cảm thấy hứng thú với học tập mỡi dạng tập giáo viên cần tìm phương pháp hay, ngắn gọn, dễ hiểu cho học sinh - Trong trình dạy học khơng có phương pháp vạn cho đối tượng nên người giáo viên học sinh cần biết chắt lọc lựa chọn phương pháp chí kết hợp chúng để mang lại hiệu cao Do hạn chế thời gian, tài liệu kinh nghiệm thân nên đề tài khơng tránh khỏi thiếu sót Vì mong góp ý đồng chí, đồng nghiệp để đề tài hồn thiện Tơi xin chân thành cảm ơn! Thanh Hoá, ngày 02 tháng 07 năm 2020 XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG Tôi xin cam đoan SKKN ĐƠN VỊ viết, khơng chép nội dung người khác Tác giả Nguyễn Thị Ngoan - THPT Ba Đình 18 Giải pháp giải tốn dịch chuyển vật- ảnh- thấu kính chương trình vật lí 11 THPT Nguyễn Thị Ngoan TÀI LIỆU THAM KHẢO [1].Trịnh Minh Hiệp, Phương pháp tư sáng tạo giải nhanh bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý 11, NXB Đại học quốc gia Hà Nội- năm 2017 [2] Nguyễn Phú Đồng, Bồi dưỡng học sinh giỏi vật lý 11, NXB Tổng hợp Thành phố Hồ Chí Minh- năm 2014 [3] Chu Văn Biên, Khám phá tư sáng tạo bồi dưỡng học sinh giỏi THPT NXB Tổng hợp Thành phố Hồ Chí Minh- năm 2015 [4] Chu Văn Biên , Kinh nghiệm luyện thi vật lý 11 NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội- năm 2018 [5] Tăng Hải Tuân, Công phá vật lý 2, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội- năm 2018 [6].Vũ Thanh Khiết, Tuyển tập toán nâng cao vật lý 11, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội- năm 2012 [7] Mạng internet [8] Vũ Thanh Khiết, Chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí THPT NXB Giáo dục - 2003 [9].Hoàng Danh Tài (2009), Hướng dẫn giải nhanh dạng tập trắc nghiệm Vật Lí, NXB Đại Học Quốc Gia Hà Nội [10] Đoàn Ngọc Căn, Đặng Thanh Hải, Vũ Đình Túy, Bài tập chọn lọc vật lý 11 – NXB Giáo Dục Việt Nam- năm 2009 Nguyễn Thị Ngoan - THPT Ba Đình 19 Giải pháp giải toán dịch chuyển vật- ảnh- thấu kính chương trình vật lí 11 THPT DANH MỤC CÁC ĐỀ TÀI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐÃ ĐƯỢC HỘI ĐỒNG ĐÁNH GIÁ XẾP LOẠI CẤP PHÒNG GD&ĐT, CẤP SỞ GD&ĐT VÀ CÁC CẤP CAO HƠN XẾP LOẠI TỪ C TRỞ LÊN Họ tên tác giả: Nguyễn Thị Ngoan Chức vụ đơn vị công tác: Trường THPT Ba Đình TT Tên đề tài SKKN Xây dựng nội quy lớp học góp phần nâng cao chất lượng quản lý giáo dục học sinh giáo viên chủ nhiệm Xây dựng sử dụng công thức để giải nhanh toán dao động tắt dần lắc lò xo Phân loại phương pháp giải nhanh dạng tập thường gặp tụ xoay bồi dưỡng HSG thi THPT quốc gia Vận dụng hiệu toán học để giải toán cực trị vật lý THPT Nguyễn Thị Ngoan - THPT Ba Đình Kết đánh giá xếp loại C Năm học đánh giá xếp loại 2010-2011 Sở GD&ĐT Thanh Hóa C 2012-2013 Sở GD&ĐT Thanh Hóa C 2014-2015 Sở GD&ĐT Thanh Hóa C 2018-2019 Cấp đánh giá xếp loại 20 Sở GD&ĐT Thanh Hóa ... Đình Giải pháp giải toán dịch chuyển vật- ảnh- thấu kính chương trình vật lí 11 THPT Bài Một vật thật AB đặt vng góc với trục thấu kính Ban đầu ảnh vật qua thấu kính A1B1 ảnh thật Giữ thấu kính. .. 2,5s ảnh vật dịch đoạn bao nhiêu? Nguyễn Thị Ngoan - THPT Ba Đình 12 Giải pháp giải toán dịch chuyển vật- ảnh- thấu kính chương trình vật lí 11 THPT Đáp số: Bài 9: Vật kính máy ảnh thấu kính. .. cự thấu kính độ cao vật AB? Nguyễn Thị Ngoan - THPT Ba Đình Giải pháp giải tốn dịch chuyển vật- ảnh- thấu kính chương trình vật lí 11 THPT b) Vật AB, thấu kính vị trí cho ảnh cao 2cm Giữ vật