SKKN: Ứng dụng các định luật bảo toàn để giải một số bài toán dao động cơ

Mục tiêu của đề tài Ứng dụng các định luật bảo toàn để giải một số bài toán dao động cơ là nhằm hệ thống cho các em những dạng bài tập về va chạm trong dao động cơ và vận dụng các định luật bảo toàn để giải các bài tập đó.

SKKN: Vận dụng định luật bảo toàn để giải số toán dao động DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt ĐL Ý nghĩa Định luật SKKN Sáng kiến kinh nghiệm SGK Sách giáo khoa SBT Sách tập THPT Trung học phổ thông SKKN: Vận dụng định luật bảo toàn để giải số toán dao động MỤC LỤC DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Phần I GIỚI THIỆU CHUNG Lời giới thiệu Tên sáng kiến: Tác giả sáng kiến: Chủ đầu tư tạo sáng kiến : 5 Lĩnh vực áp dụng Ngày sáng kiến áp dụng lần đầu áp dụng thử .5 Phần II: NỘI DUNG I Thực trạng vấn đề II Các biện pháp để giải vấn đề .6 Cơ sở lí thuyết 1.1 Dao động điều hòa 1.2 Các định luật bảo toàn 1.3 Vận dụng định luật bảo toàn va chạm 2.Bài toán va chạm dao động điều hòa 10 Bài tập vận dụng 17 III Hiệu sáng kiến kinh nghiệm .19 Phần III : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .20 I Kết luận .20 II Kiến nghị 20 TÀI LIỆU THAM KHẢO .22 SKKN: Vận dụng định luật bảo tồn để giải số tốn dao động BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN Phần I GIỚI THIỆU CHUNG Lời giới thiệu Vật lí có vai trị quan trọng việc hình thành, phát triển tư khả vận dụng vào sống học sinh Trong q trình giảng dạy người giáo viên ln người hướng dẫn, tạo động học tập cho em tự lĩnh hội, chiếm lĩnh kiến thức Từ giúp em hình thành kỹ năng, lực phù hợp với kiến thức mơn Mơn Vật lí môn khoa học nghiên cứu vật, tượng xảy hàng ngày, có tính thực tiễn cao, cần vận dụng kiến thức toán học Học sinh phải có thái độ học tập nghiêm túc, có tư sáng tạo vấn đề nảy sinh để tìm hướng giải phù hợp Dao động nội dung vật lí phổ thơng Khi học sinh nắm kiến thức phần dao động em vững vàng học chương chương trình vật lí 12 là: Sóng cơ, điện xoay chiều, dao động sóng điện từ Bài tập dao động chiếm trọng số lớn đề thi THPT Quốc Gia đề thi học sinh giỏi nên việc thành thạo tập dao động quan trọng tiền đề vững cho em học sinh giỏi ôn thi học sinh giỏi ôn thi đại học cao đẳng Đặc biệt, tập va chạm dao động điều hòa dạng tập khó chương, học sinh thường gặp khó khăn việc ứng dụng định luật bảo tồn Từ lí trên, tơi xin trình bày sáng kiến nhỏ dạy học là: “Vận dụng định luật bảo toàn để giải số toán dao động cơ” Nhằm hệ thống cho em dạng tập va chạm dao động vận dụng định luật bảo tồn để giải tập Tên sáng kiến: ứng dụng định luật bảo toàn để giải số toán dao động SKKN: Vận dụng định luật bảo toàn để giải số toán dao động Tác giả sáng kiến: - Họ tên: Nguyễn Mạnh Linh - Địa tác giả sáng kiến: Trường THPT Phạm Cơng Bình- Nguyệt ĐứcYên Lạc - Số điện thoại:0981575166 ; E_mail: nguyenlinhpcb@gmail.com Chủ đầu tư tạo sáng kiến : Lĩnh vực áp dụng: Áp dụng giảng dạy môn vật lý lớp 12 ôn thi THPT quốc gia Giúp học sinh hiểu rõ chất định luật bảo toàn biết vận dụng linh hoạt việc giải số toán va chạm dao động điều hịa Ngồi cịn rèn luyện kỹ vận dụng kiến thức tốn học sử dụng máy tính điện tử để giải tốn vật lí Giúp học sinh giải thích tượng va chạm thường gặp sống Từ áp dụng giải tập va chạm dao động ôn thi học sinh giỏi THPT quốc gia Ngày sáng kiến áp dụng lần đầu áp dụng thử: 20/9/2019 SKKN: Vận dụng định luật bảo toàn để giải số toán dao động Phần II: NỘI DUNG I Thực trạng vấn đề Dao động với học sinh trung học phổ thơng khơng mẻ, trìu tượng, trái lại gần gũi Tuy nhiên trình giảng dạy học sinh, tơi thấy phần lượng định luật bảo toàn khái niệm vật lí trừu tượng em Trong định luật bảo toàn động lượng, định luật bảo toàn quan trọng việc giải tốn dao động điều hịa vật lý hạt nhân lớp 12 Tuy nhiên học sinh thường gặp khó khăn việc ứng dụng định luật bảo toàn để giải toán va chạm Và số tập ôn luyện thi THPT quốc gia có sử dụng định luật bảo tồn phần định luật bảo toàn lại học từ lớp 10 nên đến lớp 12 em đa số quên kiến thức, việc vận dụng định luật bảo toàn để giải tập va chạm gặp nhiều khó khăn Do đề tài xây dựng nhằm giải khó khăn cho học sinh giải tốn va chạm dao động điều hịa giúp em có hứng thú học vật lí, nâng cao hiệu dạy học phục vụ cho việc ôn thi học sinh giỏi ôn thi THPT quốc gia II Các biện pháp để giải vấn đề Cơ sở lí thuyết 1.1 Dao động điều hịa 1.1.1 Phương trình dao động điều hịa Là nghiệm phương trình vi phân: x''  x  Có dạng sau: x  Acos( t   )(cm) Trong đó: x : Li độ  cm , li độ độ dời vật so với vị trí cân A : Biên độ  cm ( li độ cực đại)  : vận tốc góc( rad/s) t   : Pha dao động ( rad/s )  : Pha ban đầu ( rad) SKKN: Vận dụng định luật bảo toàn để giải số toán dao động  ;A số dương;  phụ thuộc vào cách chọn gốc thời gian, gốc tọa độ 1.1.2 Phương trình gia tốc, vận tốc a Phuơng trình vận tốc v cm/ s v  x'   A.sin( t   )(cm/ s) = vmax  A. � � vmin   A. �  Acos(t    )(cm/ s) ( vmax vật qua VTCB theo chiều dương; vmin vật qua VTCB theo chiều âm  Nhận xét: Trong dao động điều hoà vận tốc sớm pha li độ góc b Phuơng trình gia tốc a (m/ s ) a  v'   A 2.cos(t   )(cm/ s2 )   2.x = A cos(t     )(cm/ s) � amax  A. � � amin   A. � ( Gia tốc cực đại biên âm, cưc tiểu biên dương) Nhận xét: Trong dao động điều hoà gia tốc sớm pha vận tốc góc nguợc pha với li độ 1.1.3 Chu kỳ, tần số a Chu kỳ: T 2 t  (s)  N Trong đó: t thời gian(s); N số dao động “ Chu kỳ thời gian để vật thực dao động thời gian ngắn để trạng thái dao động lặp lại cũ.” b Tần số: f  N  (Hz) 2 t “Tần số số dao động vật thực giây( số chu kỳ vật thực giây).” SKKN: Vận dụng định luật bảo tồn để giải số tốn dao động 1.2 Các định luật bảo toàn 1.2.1 Định luật bảo tồn động lượng - Hệ lập (Hệ kín): Hệ khơng chịu tác dụng ngoại lực, chịu tác dụng ngoại lực cân - Định luật bảo toàn động lượng: Động lượng hệ lập (kín) đại lượng bảo tồn v v v v uuuuuv p  p1  p2   pn  const Hay r �p truoc r  �psau * Chú ý: - Nếu động lượng hệ bảo tồn hình chiếu véc tơ động lượng hệ lên trục bảo toàn – khơng đổi - Theo phương khơng có ngoại lực tác dụng vào hệ ngoại lực cân theo phương động lượng hệ bảo toàn 1.2.2.Định luật bảo toàn - Cơ vật tổng động vật: W=Wd +Wt - Định luật bảo toàn năng: Khi vật chuyển động trọng trường chịu tác dụng trọng lực vật đại lượng bảo toàn 1.3 Vận dụng định luật bảo toàn va chạm 1.3.1.Va chạm mềm Trong va chạm mềm có chuyển hố động thành dạng lượng khác (ví dụ nhiệt năng) Do tốn va chạm mềm khơng bảo tồn Mà vật va chạm mặt phẳng không đổi nên động khơng bảo tồn mà có động lượng bảo toàn Định luật bảo toàn động lượng: r r r m1v1  mv 2  (m 1m )v Va chạm mềm, xuyên tâm - Áp dụng: m1.v1 +m2.v2 =(m1  m2 ).v � v mv  mv 1 2 m1  m2 SKKN: Vận dụng định luật bảo toàn để giải số tốn dao động Trong đó: + m1  kg : khối lượng vật + m2  kg : khối lượng vật + m  m1  m2   kg khối lượng hai vật dính vào nhau: + v1  m/ s vận tốc vật trước va chạm + v2  m/ s vận tốc vật trước va chạm + v  m/ s vận tốc hệ vật sau va chạm 1.3.2.Va chạm đàn hồi Cơ hệ vật bảo tồn mà khơng đổi nên động hệ va chạm bảo toàn Như va chạm đàn hồi động lượng động bảo toàn Các định luật bảo toàn: r r r r mv � 1  mv 2  mv '1  mv '2 (1) � 2 2 �mv mv mv mv 1 2 '1 '2    (2) � �2 2  Va chạm đàn hồi xuyên tâm: Trường hợp vector động lượng thành phần (hay vector vận tốc thành phần) phương Chiếu hệ thức (1) trục Ox phương chuyển động ta có phương trình đại số: m1.v1  m2.v2  m1.v'1 m2.v'2 � m1.(v1  v'1)  m2.(v2  v'2 ) (3) Vì va chạm đàn hồi nên: 1 1 m1.v12  m2.v22  m1.v'12  m2.v'22 2 2 2 2 � m1.(v1  v'1 )  m2.(v2  v'2 ) (4) Từ (3) (4) ta có: (m1  m2 )v1  2mv 2 m1  m2 (m  m1)v2  2mv 1 v'2  m1  m2 v'1  Trong đó: SKKN: Vận dụng định luật bảo toàn để giải số toán dao động + m1  kg : khối lượng vật + m2  kg : khối lượng vật + v1  m/ s vận tốc vật trước va chạm + v2  m/ s vận tốc vật trước va chạm + v'1  m/ s vận tốc vật sau va chạm + v'2  m/ s vận tốc vật sau va chạm Bài tốn va chạm dao động điều hịa Quả nặng lắc chịu va chạm nhận xung lực thời gian ngắn - Nếu vật dao động mà va chạm với vật khác chắn vận tốc vật thay đổi, vị trí coi khơng đổi lúc va chạm + Xác định li độ x, vận tốc v, tần số góc ω vật trước va chạm + Sử dụng định luật bảo toàn động lượng (đối với va chạm mềm) thêm định luật bảo toàn (đối với va chạm tuyệt đối đàn hồi) để xác định vận tốc v’ vật (hệ vật) sau va chạm + Xác định li độ tần số góc x’, ω’ sau va chạm Nếu va chạm hồn tồn khơng đàn hồi ω thay đổi lắc lị xo thẳng đứng li độ thay đổi (do VTCB thay đổi); va chạm tuyệt đối đàn hồi ω x khơng đổi + Biết x’, v’, ω’ xác định biên độ A’ - Nếu vật chịu tác dụng xung lực thời gian ngắn r r giống toán va chạm Sử dụng công thức: F t  m.v để tìm vận tốc vật sau ngừng tác dụng lực, cịn li độ tần số khơng đổi Bài tập ví dụ 1: Một lắc lị xo nằm ngang có vật nhỏ khối lượng m, dao động điều hoà với biên độ A Khi vật đến vị trí có động lần vật khác m' (cùng khối lượng với vật m) rơi thẳng đứng dính chặt vào vật m vật tiếp tục dao động điều hồ với biên độ ? 10 SKKN: Vận dụng định luật bảo toàn để giải số toán dao động Giải: Ngay trước va chạm, li độ vận tốc nặng m là: A A x  � ;v  � 2 (vì động ba lần năng), tần số góc  k m Do va chạm mềm m’ rơi thẳng đứng nên định luật bảo toàn động lượng áp dụng cho hệ theo phương ngang: mv = (m+m’) v’  v’ =0,5v - Vậy sau va chạm, li độ, vận tốc, tần số góc vật là: A  A '  k   x'  x  � ;v'  � ; 2m 2 Từ tính được: A'  10 A A 2 Bài tập ví dụ 2: Cho hệ dao động hình vẽ bên Lị xo có khối lượng khơng đáng kể, độ cứng k 30  N / m  Vật M 200  g  trượt không ma sát mặt phẳng nằm ngang Hệ trạng thái cân bằng, dùng vật m 100  g  bắn vào M theo phương nằm ngang với vận tốc v0 3  m / s  Sau va chạm hai vật dính vào dao động điều hoà Xác định vận tốc hệ sau va chạm Viết phương trình dao động hệ Chọn trục toạ độ Ox trùng với phương dao động, gốc toạ  độ O vị trí cân bằng, chiều dương trục chiều với chiều v0 Gốc thời gian lúc va chạm Giải + Va chạm mềm: mv0  m  M V  VËntèccđa hƯ ngaysauvach¹m: V  11 v 1  m / s  100  cm / s  M 1 m SKKN: Vận dụng định luật bảo toàn để giải số tốn dao động  + Tần số góc hệ dao động điều hồ: + Phương trình dao động có dạng: + Thay vào điều kiện đầu: k 30  10 (rad / s ) M m 0,2  0,1 x  A sin10t    , vận tốc: v 10 A cos10t     x t 0 0 t 0    v t 0 100  cm / s   A sin     A 10( cm)      10 A cos    0 + Vậy phương trình dao động là: x 10 sin 10t  cm  Bài tập ví dụ 3: Một lắc lị xo, gồm lị xo có khối lượng khơng đáng kể có độ cứng lượng k 50  N / m  200  g  A0 4  cm  , vật M có khối , dao động điều hoà mặt phẳng nằm ngang với biên độ Giả sử M dao động có vật m có khối lượng vào M theo phương ngang với vận tốc v 2  m / s  50  g  bắn , giả thiết va chạm không đàn hồi xẩy thời điểm lị xo có độ dài lớn Sau va chạm hai vật gắn chặt vào dao động điều hoà a) Tính động hệ dao động thời điểm sau va chạm b) Tính dao động hệ sau va chạm, từ suy biên độ dao động hệ Giải; + Vì va chạm xẩy thời điểm lị xo có độ dài lớn nên vận tốc M trước lúc va chạm không Gọi V vận tốc hệ  M  m  sau 12 SKKN: Vận dụng định luật bảo toàn để giải số toán dao động va chạm Sử dụng định luật bảo toàn động lượng, ta có: 1 mv0  M  m V  V  v0  2 0,4  m / s  M 0,2 1 1 m 0,05 a Động hệ sau va chạm: Ed  M  m V   0,2  0,050,4  2  0,04  J  + Tại thời điểm vật có li độ x  A0 4  cm  0,04  m  nên đàn hồi: kx 50.0,04 Et   0,04  J  2 b.Cơ dao động hệ sau va chạm: E  E d  Et 0,08  J  E + Mặt khác: kA 2E 2.0,08  A  0,04  m  4  cm  k 50 ĐS: a Et  E d 0,04  J  ; b E 0,08  J  ; A 4  cm Bài tập ví dụ 4: Cho hệ dao động hình vẽ bên Lị xo có khối lượng khơng đáng kể, độ cứng chưa biết Vật M 400  g  trượt khơng ma sát mặt phẳng nằm ngang Hệ trạng thái cân bằng, dùng vật v 3,625  m / s  m 100  g  bắn vào M theo phương nằm ngang với vận tốc Va chạm hoàn toàn đàn hồi Sau va chạm vật M dao động điều hoà Chiều dài cực đại cực tiểu lò xo l mim 80  cm  l max 109  cm  a Tìm chu kỳ dao động vật M độ cứng k lò xo b Đặt vật Vẫn dùng vật m0 225  g  m 100  g  lên vật M, hệ gồm vật bắn vào với vận tốc  m0  M  đứng yên v 3,625  m / s  , va chạm hoàn toàn đàn hồi Sau va chạm ta thấy hai vật dao động điều hoà Viết 13 SKKN: Vận dụng định luật bảo toàn để giải số tốn dao động phương trình dao động hệ  m0  M  Chọn trục Ox hình vẽ, gốc toạ độ vị trí cân gốc thời gian lúc bắt đầu va chạm c Cho biết hệ số ma sát m0 M 0,4 Hỏi vận tốc giá trị để vật M hệ dao động Cho m0  vật m phải nhỏ đứng yên (không bị trượt) vật g 10 m / s 14 v0  SKKN: Vận dụng định luật bảo toàn để giải số toán dao động Giải A a Biên độ dao động l max - l 109  80  14,5  cm  2 + Vì va chạm hồn tồn đàn hồi nên vận tốc M sau va chạm tính theo cơng thức: 2 V  v0  3,625 1,45  m / s  145  cm / s   mv0 mv  MV M 1  2 1  mv0 mv  MV m (đây vận tốc cực đại dao động điều hoà) + Sau va chạm vật dao động điều hoà theo phương trình li độ phương trình vận tốc: + Vậy vận + Chu kì dao động: + Độ cứng lị xo: cực dao động điều hồ: 2   0,628  s   k M  0,4.10 40  N / m  c Tương tự câu a vận tốc hệ V ' đại V 145  cm / s   10  rad / s  A 14,5  cm  T , v A cost    tốc v max A V    x  A sint     m0  M  sau va chạm tính theo cơng thức: 2 v0  7,25   m / s   200  cm / s   M  m0   0,625 1 1 0,1 m (đây vận tốc cực đại dao động điều hồ)  + Tần số góc dao động: + Phương trình dao động có dạng: k 40  8 ( rad / s ) M  m0 0,4  0,225 x  A sin 8t    15 , vận tốc: v 8 A cos 8t    SKKN: Vận dụng định luật bảo tồn để giải số tốn dao động + Vận tốc cực v max A V '  A  đại dao động điều hoà: V ' 200  cm / s   25  cm    cm  + Pha ban đầu xác định từ điều kiện đầu:  x t 0 0  sin 0 t 0         v t 0  200  cm / s  cos     + Vậy phương trình dao động là: c Dùng vật m bắn vào hệ vận tốc x 25 sin 8t     cm   m0  M  với vận tốc v0, va chạm hoàn toàn đàn hồi  m0  M  hệ sau va chạm là: 8v 2 V ' v0  v0   m / s   M  m0   6,25 29 1 m (đây vận tốc cực đại dao động điều hoà: v max  A V '  A  V ' v0   29 ) x + Vậy phương trình dao động điều hồ có dạng: a  x' '   A sint      hệ là: Do gia tốc cực đại: a max  v0 sin 8t    29 , gia tốc 64v sin 8t    29 64v0 29 + Vật m0 đặt vật M chuyển động với gia tốc a, nên chịu tác dụng lực có độ lớn: Fqt  m0 a  Fqt max  64m0 v0 29 16 SKKN: Vận dụng định luật bảo toàn để giải số tốn dao động + Để vật m ln đứng yên M lực ma sát trượt lực cực đại, tức là:  v0  Fms  m0 g m0 g m0 a max  g a max  ,8.10  lớn 64v0 29 29 3,625  m / s  + Vậy để vật m0 đứng yên (không bị trượt) vật M hệ dao động vận tốc v0 vật m phải thoả mãn: ĐS: a T v  29 3,625  m / s   0,628  s  ; k 40  N / m  ; b x 25 sin 8t     cm  ; c v  29 3,625  m / s  Bài tập ví dụ 5: Con lắc lị xo gồm vật nặng xo có độ cứng k 200  N / m  M 300  g  lồng vào trục thẳng đứng hình vẽ Khi vị trí cân bằng, thả vật từ độ cao lấy h 3,75  cm   g 10 m / s , lò m 200  g  so với M Coi ma sát không đáng kể,  , va chạm hoàn toàn mềm a Tính vận tốc m trước va chạm vận tốc hai vật sau va chạm b Sau va chạm hai vật dao động điều hoà Lấy t 0 lúc sau va chạm Viết phương trình dao động hai vật hệ toạ độ O’X hình vẽ, gốc O’ trùng với vị trí cân C hệ 17  M  m sau va chạm SKKN: Vận dụng định luật bảo tồn để giải số tốn dao động c Viết phương trình dao động hai vật hệ toạ độ ox hình vẽ, gốc O vị trí cân cũ M trước va chạm Gốc thời gian cũ Giải: a) Vận tốc vật m trước lúc va chạm: v0  gh  2.10.3,75.10   m / s  M  m (hướng xuống dưới) Hệ lúc va chạm coi hệ kín, theo định luật bảo tồn động lượng (theo giả thiết va chạm hoàn toàn mềm): mv0  m  M V Suy ra, vận tốc hai vật sau va  m / s  20  cm / s  V  v0  M 1 m chạm: (hướng xuống dưới) b) Tại VTCB cũ M (vị trí O), lị xo nén đoạn: 0  Mg 0,3.10  0,015  m  1,5  cm  k 200 + Tại VTCB C hệ sau va chạm, lò xo nén đoạn:   m  M g + Suy ra: k  0,5.10 0,025  m  2,5  cm  200 OC l  l 2,5  1,5 1  cm  , X  x   cm  (1) + Sau va chạm hệ dao động điều hoà xung quanh VTCB C  O’ với tần số  góc: k 200  20  rad / s   M  m 0,3  0,2 + Phương trình dao động: X  A sin 20t    , vận tốc:  X t 0 OC 1  cm    20  cm / s  V + Chọn t 0 lúc va chạm, nên:  t 0 18 V  X ' 20 A cos 20t    SKKN: Vận dụng định luật bảo tồn để giải số tốn dao động  A 0   A sin  1 sin         20 A cos   20  tg     A 2  cm    5    5   X 2 sin 20t    cm    + Suy ra, li độ vật hệ toạ độ O’X là: c) Theo (1) ta có phương trình dao động vật hệ toạ độ Ox là: x  X  1, hay ĐS: a) v0  5   x 2 sin 20t     cm    5   X 2 sin 20t    cm   m / s  V 20  cm / s    , , b) , 5   x 2 sin 20t     cm    c) Bài tập vận dụng Câu 1: Một lắc lò xo dao động điều hòa mặt phẳng ngang với chu kì 2π(s), cầu nhỏ khối lượng m Khi lị xo có độ dài cực đại gia tốc vật -2cm/s2 vật khối lượng m2=0,5m1 đến va chạm đàn hồi xuyên tâm với m1 theo hướng làm cho lò xo nén lại Biết tốc độ m trước va chạm cm/s Tính quãng đường m1 đến m1 đổi chiều chuyển động Đáp án: 6,5cm Câu 2: Một lắc lò xo dao động điều hoà mặt phẳng ngang nhẵn với biên độ A1 Đúng lúc vật M vị trí biên vật m có khối lượng M, chuyển động theo phương ngang với vận tốc v vận tốc cực đại M, đến va chạm đàn hồi xuyên tâm với M Sau va chạm M tiếp tục dao động điều hoà với biên độ A2, cịn m chuyển chỗ khác Tìm tỉ số A1/A2? Đáp án: 1/ Câu 3: Một lắc lò xo nằm ngang gồm vật m=400g, lò xo k=40N/m dao động với biên độ 5cm Đúng lúc vật qua vị trí cân bằng, người ta thả nhẹ 19 SKKN: Vận dụng định luật bảo toàn để giải số toán dao động vật khác khối lượng m’=100g rơi thẳng đứng dính chặt vào vật m Biên độ dao động hệ sau là: Đáp án : cm Câu : Một lắc lò xo dao động điều hòa mặt phẳng nằm ngang với chu kì T = 2π (s), vật nặng cầu có khối lượng m Khi lị xo có chiều dài cực đại vật m1 có gia tốc – cm/s2 cầu có khối lượng m2  m1 chuyển động dọc theo trục lò xo đến va chạm đàn hồi xuyên tâm với m có hướng làm cho lị xo bị nén lại Vận tốc m trước va chạm 3cm/ s Tính khoảng cách hai vật kể từ lúc va chạm đến m đổi chiều chuyển động lần Đáp án: 9,63 cm Câu 5: Một vật nhỏ có khối lượng M = 0,9 (kg), gắn lị xo nhẹ thẳng đứng có độ cứng 25(N/m) đầu lò xo cố định Một vật nhỏ có khối lượng m=0,1 (kg) chuyển động theo phương thẳng đứng với tốc độ 0,2 2cm/ s đến va chạm mềm với M Sau va chạm hai vật dính vào dao động điều hịa theo phương thẳng đứng trùng với trục lò xo Lấy gia tốc trọng trường g=10m/s2 Tính biên độ dao động Đáp án: cm Câu : Con lắc lò xo gồm vật nặng M = 300g, lị xo có độ cứng k = 200N/m, lồng vào trục thẳng đứng hình vẽ Khi M vị trí cân vật m = 200g từ độ cao h = 3,75cm so với M rơi tự do, va chạm mềm với M, coi ma sát không đáng kể, lấy g = 10m/s2 Sau va chạm hai vật dao động điều hòa, chọn gốc tọa độ vị trí cân hệ, chiều dương hình vẽ, góc thời gian t = lúc va chạm Xác định phương trình dao động hệ hai vật  x  2cos(20t  )cm Đáp án: Câu 7: Một lắc lò xo đặt mặt phẳng ngang gồm lị xo nhẹ có độ cứng 300 N/m, đầu cố định, đầu gắn với vật nhỏ khối lượng M= 3kg Vật M VTCB vật nhỏ m=1kg chuyển động với vận tốc v0=2m/s đến va chạm vào theo xu hướng làm lò xo nén Biết rằng, trở lại 20 SKKN: Vận dụng định luật bảo toàn để giải số tốn dao động vị trí va chạm hai vật tự tách Hãy xác định tổng độ dãn cực đại độ nén cực đại lò xo? Đáp án: l= 10,8 cm Câu Một lắc lò xo đặt mặt phẳng ngang gồm lị xo nhẹ có độ cứng 300 N/m, đầu cố định, đầu gắn với vật nhỏ khối lượng M= 3kg Vật M VTCB vật nhỏ m=1kg chuyển động với vận tốc v0=2m/s đến va chạm vào theo xu hướng làm lò xo nén Biết rằng, trở lại vị trí va chạm hai vật tự tách Lúc lị xo có chiều dài cực đại lần khoảng cách M m bao nhiêu? Đáp án: d= 2,85 cm III Đánh giá hiệu sáng kiến kinh nghiệm Sáng kiến áp dụng dạy học học kỳ cho học sinh ôn thi HSG khối 12 trường THPT Phạm Cơng Bình Qua thực tế giảng dạy cho em học sinh giỏi làm tập nâng cao phần dao động điều hòa tốt hứng thú với tập cao mức Sau em hướng dẫn giải tập đa số em hiểu vận dụng làm tập tương tự chuyên đề 21 SKKN: Vận dụng định luật bảo toàn để giải số toán dao động Phần III : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I Kết luận Đề tài mang tính ứng dụng thực tiễn cao giúp giáo viên định hướng cho học sinh phương pháp giải cách ứng dụng định luật bảo toàn vào tốn va chạm dao động điều hịa Từ giúp em giỏi làm tập nâng cao phần dao động điều hòa tốt tăng hứng thú học mơn Vật lí trường phổ thông Việc đưa hướng dẫn cách vận dụng định luật bảo tồn làm tốn đề tài giúp học sinh thấy dễ tiếp cận tự giải tốn khác chuyên đề Quan niệm riêng cá nhân tôi, dạy học tốn vật lí sử dụng mảng kiến thức nâng cao giúp em học sinh rèn luyện tư duy, hình thành ý tưởng giải tập tượng vật lí Chính vậy, chun đề khó học sinh thích thú, tích cực học Các tốn góp phần làm cho học sinh hiểu sâu thêm kiến thức vật lí: ĐL bảo toàn động lượng, ĐL bảo toàn năng, va chạm, dao động điều hòa lắc lò xo Trên số vấn đề suy nghĩ làm q trình giảng dạy Đây khơng phải vấn đề lớn riêng tơi đem lại số thành cơng định Cảm ơn quý thầy, cô đồng nghiệp!Trong trình thực đề tài khơng tránh khỏi thiếu sót mong nhận ý kiến góp ý bổ ích! Xin chân thành cảm ơn! II Kiến nghị Do giáo viên trẻ, kinh nghiệm công tác chưa nhiều nên sáng kiến tơi đưa có phần chủ quan Nên kiến nghị thầy cô giảng dạy lựa chọn hệ thống tập vận dụng phù hợp với mức độ nhận thức học sinh tránh việc chép dập khuân theo kịch mà khơng phù hợp với đối tượng học sinh thầy cô Đồng thời sau thực đề tài tơi xin có kiến nghị sau: Nhà trường tổ chuyên môn cần tổ chức câu lạc bộ môn như: CLB 22 SKKN: Vận dụng định luật bảo toàn để giải số toán dao động bạn yêu tốn; CLB Vật Lí; em học sinh khá, giỏi u thích mơn tham gia giải tập, sưu tầm, đề xuất tập hay để tìm lời giải phương pháp giải hay;đồng thời giúp đỡ, hỗ trợ bạn học sinh yếu, nhận thức chậm hiểu tốt giúp cho em nâng cao kiến thức u thích mơn 23 SKKN: Vận dụng định luật bảo toàn để giải số toán dao động TÀI LIỆU THAM KHẢO Lương Duyên Bình, Nguyễn Quang, Nguyễn Thượng Chung, Tơ Giang, Trần Chí Minh, Ngơ Quốc Qnh SGK (2012), Vật Lí 12 Cơ bản, NXB Giáo Dục Lương Dun Bình, Nguyễn Xn Chi, Tơ Giang, Trần Chí Minh, Vũ Quang, Bùi Gia Thịnh SGK(2006), Vật Lí 10 Cơ bản, NXB Giáo Dục Bùi Quang Hân (1999), Giải tốn Vật lí 12 (tập 1), NXB Giáo Dục Nguyễn Thế Khôi, Phạm Quý Tư, Lê Trọng Tường, Lương Tất Đạt, Lê Chân Hùng, nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Đình Thiết, Bùi Trọng Tuân (2006), SGK Vật Lí 10 Nâng cao, NXB Giáo Dục Nguyễn Thế Khôi, Vũ Thanh Khiết, Nguyễn Đức Hiệp, Nguyễn Ngọc Hưng, Nguyễn Đức Thâm, Phạm Đình Thiết, Phạm Q Tư (2009), SGK Vật Lí 12 Nâng cao, NXB Giáo Dục DANH SÁCH NHỮNG TỔ CHỨC/CÁ NHÂN ĐÃ THAM GIA ÁP DỤNG THỬ HOẶC ÁP DỤNG SÁNG KIẾN LẦN ĐẦU Số Tên tổ chức/cá TT nhân Tập thể lớp Địa áp dụng sáng kiến Trường THPT Phạm Cơng Bình 12a1 Đội tuyển HSG Phạm vi/Lĩnh vực Ôn thi THPT Quốc gia năm học 2019-2020 Trường THPT Phạm Cơng Bình 24 Ơn thi chọn học sinh giỏi cấp SKKN: Vận dụng định luật bảo tồn để giải số tốn dao động môn Vật lý lớp tỉnh năm học 2019-2020 12 Yên Lạc, ngày 27 tháng 02 năm , ngày tháng năm Yên Lạc, ngày 24 tháng 02 năm 2020 2020 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG KT HIỆU TRƯỞNG SÁNG KIẾN CẤP CƠ SỞ TÁC GIẢ SÁNG KIẾN PHÓ HIỆU TRƯỞNG Nguyễn Mạnh Linh Nguyễn Hồng Chi 25 ... chạm dao động vận dụng định luật bảo tồn để giải tập Tên sáng kiến: ứng dụng định luật bảo toàn để giải số toán dao động SKKN: Vận dụng định luật bảo toàn để giải số toán dao động Tác giả sáng... ngắn để trạng thái dao động lặp lại cũ.” b Tần số: f  N  (Hz) 2 t “Tần số số dao động vật thực giây( số chu kỳ vật thực giây).” SKKN: Vận dụng định luật bảo toàn để giải số tốn dao động 1.2 Các. .. việc ứng dụng định luật bảo tồn Từ lí trên, tơi xin trình bày sáng kiến nhỏ dạy học là: “Vận dụng định luật bảo toàn để giải số toán dao động cơ? ?? Nhằm hệ thống cho em dạng tập va chạm dao động