SKKN ứng dụng máy tính cầm tay casio FX 570MS và casio FX 570ES để giải bài tập về tổng hợp dao động điều hòa và dòng điện xoay

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT ĐÀO DUY TỪ SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM TÊN ĐỀ TÀI ỨNG DỤNG MÁY TÍNH CẦM TAY CASIO FX 570MS VÀ CASIO FX 570ES ĐỂ GIẢI BÀI TẬP VỀ TỔNG HỢP DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA VÀ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Người thực hiện: Trần Thị Ngọc Thư Chức vụ: Giáo viên SKKN thuộc lĩnh mực (mơn): Vật Lí THANH HỐ NĂM 2019 MỤC LỤC TÊN MỤC TRANG 1.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 2.Nội dung sáng kiến kinh nghiệm 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 2.3 Các sáng kiến kinh nghiệm giải pháp sử dụng để giải vấn đề 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường 18 Kết luận, kiến nghị 18 3.1 Kết luận 18 3.2 Kiến nghị 18 Danh mục tài liệu tham khảo 20 Mở đầu 1.1.Lý chọn đề tài: Đổi phương pháp dạy học (PPDH) nhiệm vụ quan trọng cải cách giáo dục cải cách cấp trung học phổ thông Hiện vấn đề đổi PPDH nói chung đổi PPDH vật lý nói riêng pháp chế hóa điều 28, Luật Giáo dục: “Phương pháp giáo dục phổ thơng phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo học sinh, phù hợp với đặc điểm lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả làm việc theo nhóm; rèn luyện kĩ vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh (HS)” Việc dạy học không dừng lại việc truyền thụ kiến thức mà quan trọng dạy cho học sinh phương pháp tự học, tự chiếm lĩnh kiến thức Đặc biệt hình thức thi trắc nghiệm nay, địi hỏi người học ngồi việc nắm kiến thức phải nắm phương pháp giải nhanh dạng tập đặc biệt kĩ sử dụng máy tính cầm tay q trình giải để rút ngắn thời gian tính tốn cho kết xác Việc sử dụng máy tính cầm tay giáo viên học sinh tính toán giải toán trở nên phổ biến trường trung học ưu điểm như: ngồi thực phép tính đơn giản cộng trừ, nhân, chia, lấy căn… , máy tính cầm tay cịn hỗ trợ giải tốn phức tạp như: hệ phương trình bậc hai ẩn, hệ phương trình bậc ba ẩn, giải phương trình bậc hai, bậc ba, tính tốn số phức, ma trận, vectơ … Thế việc sử dụng máy tính cầm tay để giải tốn Vật lí giáo viên học sinh mới, đặc biệt việc khai thác sử dụng chức máy tính cầm tay q trình giải tập Vật lí số giáo viên cịn hạn chế nên việc hướng dẫn học sinh tiếp cận với phương pháp giải tập máy tính cầm tay chưa mang lại hiệu cao, đặc biệt kì thi trắc nghiệm Bên cạnh đó, kỳ thi tốt nghiệp THPT, tuyển sinh ĐH-CĐ, Bộ GD-ĐT ban hành danh mục loại máy tính cầm tay mang vào phịng thi, có nhiều loại máy tính sử dụng để giải nhanh tốn Vật lí, giảm tối thiểu thời gian làm thi học sinh Qua thực tế giảng dạy mơn Vật lí trường THPT ĐÀO DUY TỪ, tơi tìm hiểu chức máy tính cầm tay Casio fx 570MS Casio fx 570ES vận dụng chức để giải tập tổng hợp dao động điều hòa dịng điện xoay chiều cho kết nhanh chóng xác so với cách giải thơng thường Do tơi lựa chọn đề tài “Ứng dụng máy tính cầm tay Casio fx 570MS Casio fx 570ES để giải tập tổng hợp dao động điều hịa dịng điện xoay chiều” nhằm mục đích cung cấp cho giáo viên học sinh số kinh nghiệm việc sử dụng máy tính cầm tay để tìm nhanh kết tốn Vật lí 1.2 Mục đích nghiên cứu Giúp học sinh biết cách sử dụng máy tính cầm tay Casio fx 570MS Casio fx 570ES để giải nhanh tập tổng hợp dao động điều hòa dòng điện xoay chiều 1.3 Đối tượng nghiên cứu: Sử dụng máy tính cầm tay Casio fx 570MS Casio fx 570ES để giải nhanh tập: - Tổng hợp dao động điều hòa: viết biểu thức dao động điều hịa tổng hợp, tìm dao động thành phần biết dao động tổng hợp dao động thành phần - Dòng điện xoay chiều: Biểu thức u i, hệ số công suất, giải nhanh đại lượng chưa biết biểu thức vật lí 1.4 Phương pháp nghiên cứu -Phương pháp nghiên cứu xây dựng sở lí thuyết: +Giới thiệu máy tính casio ứng dụng máy tính casio việc giải tập Vật lý + Tiến hành áp dụng dạy tích hợp sử dụng máy tính cầm tay casio fx 570MS casio fx 570ES để giải nhanh số tập trắc nghiệm vật lý số chuyên đề tập, ôn thi tốt nghiệp, ôn thi đại học -Phương pháp điều tra, khảo sát thực tế, thu thập thông tin: Cho học sinh vận dụng phướng để làm đề kiểm tra - Phương pháp thống kê, xử lí số liệu: Sử lí kết kiểm tra đưa kết luận Nội dung sáng kiến kinh nghiệm: 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm 2.1.1.Cơ sở lí thuyết 2.1.1.a Trong dao động điều hịa: Mỗi dao động điều hòa x = Acos(ωt +φ) biểu diễn dạng số phức: x A A tìm dao động tổng hợp việc cộng số phức x A11A2 2.1.1.b.Trong biểu diễn với điện xoay chiều Xem bảng liên hệ ĐẠI LƯỢNG CÔNG THỨC ĐIỆN Cảm kháng ZL ZL Dung kháng ZC ZC DẠNG SỐ PHỨC TRONG MÁY TÍNH FX-570ES ZL j (Chú ý trước j có dấu cộng Z L) - ZC j (Chú ý trước j có dấu trừ Zc ) Tổng trở: ZL L.; ZC = R + (ZL - ZC).j = a + bj ( với a=R; b = (ZL -ZC ) ) ; C Z Cường độ dịng điện Điện áp Định luật Ơm R - Nếu ZL >ZC : Đoạn mạch có tính cảm ZL ZC i=Io cos( t+ i ) u=Uo cos( t+ U u ) kháng -Nếu ZL Kết hiển thị : Đáp án A cần tính cos Ví dụ (ĐH-2011): Đoạn mạch AB gồm hai đoạn mạch AM MB mắc nối tiếp Đoạn AM gồm điện trở R1 = 40 mắc nối tiếp với tụ điện có điện 10 dung C = F, đoạn mạch MB gồm điện trở R2 mắc với cuộn cảm Đặt vào A, B điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng tần số khơng đổi điện áp tức thời hai đầu đoạn mạch AM MB là: uAM 50 cos(100 t 12 )(V) uMB mạch AB A 0,84 B 0,71 Gỉai cách : (Truyền thống) 150cos100 t(V ) Hệ số công suất đoạn C 0,86 D 0,95 ZC 1AM + Ta có ZC = 40Ω ; + Từ hình vẽ : φMB = tanφAM = R1 ZL 3ZL tan φMB = R U 50 AM I Z 40 0,625 * Xét đoạn mạch AM: * Xét đoạn mạch MB: ZMB U MB 120 R22 ZL2 MB /37/ I /4 12 U Hệ số công suất mạch AB : Cosφ = U 2R2 AM R2 60;ZL 60 R1 R (R R )2 (Z L Z C) 0,84 Đáp án A Gỉải cách : Dùng máyFx570ES Tổng trở i R2 AM I Z u AB AB ( u AM u u MB )Z (1 AM u MB u AM phức đoạn mạch AB: )Z AM AM Cài đặt máy: Bấm MODE xuất hiện: CMPLX bấm: SHIFT MODE Chọn 150 ) X (40 40i ) A đơn vị Rad (R) Nhập máy : (1 Hiển thị có trường hợp: (Ta 50 12 a+bi a bi không quan tâm đến dạng hiển thị Nếu máy dạng bấm: SHIFT = Kết quả: 118,6851133 0,5687670898 ( A ) ) Ta muốn hiển thị bấm: Hiển thị : arg( ,Bấm = Hiển thị : SHIFT 0,5687670898 (Đây giá trị ) Muốn tính cos : Bấm tiếp: cos = cos(Ans Hiển thị : 0,842565653 = 0,84 giá trị cosĐáp án A 14 Buổi 2: Kiểm tra, đánh giá kết học sinh thông qua kiểm tra trắc nghiệm sau: Câu 1: Cho hai dao động điều hòa phương, tần số x1= cos(5 t + /2) (cm) x2 = cos( t + /6)(cm) Phương trình dao động tổng hợp A x = cos ( t + /3) (cm) B x = cos ( t + /3) (cm) C x= cos ( t + /3) (cm) D x = cos ( t + /3) (cm) Câu 2: Ba dao động điều hịa phương, tần số có phương trình x1= cos(10t + /3) (cm) , x2= 4cos(10t + /6) (cm) x3=8cos(10t – π/2) (cm) Dao động tổng hợp dao động có biên độ pha ban đầu là: A 2 cm; /4 B cm; - /4 C.6cm; - /6 D.8cm; /2 Câu 3: Một vật đồng thời tham gia dao động phương, tần số có phương trình dao động: x1 = 8cos(2πt + /2) (cm) x2 = A2 cos(2 t + 2) (cm) Phương trình dao động tổng hợp có dạng x=8 cos(2πt + /4) (cm) Tính biên độ dao động pha ban đầu dao động thành phần thứ 2: A 8cm B 6cm /3 C 8cm /6 D 8cm /2 Câu 4: Một vật đồng thời tham gia dao động phương, tần số có phương trình dao động: x1 = cos(2πt + /3) (cm), x2 = 4cos(2πt + /6) (cm) x2 = A3 cos(2 t + 3) (cm) Phương trình dao động tổng hợp có dạng x = 6cos(2πt - /6) (cm) Tính biên độ dao động pha ban đầu dao động thành phần thứ 3: A 8cm - /2 B 6cm /3 C 8cm /6 D 8cm /2 Câu 5: Một vật thực đồng thời dao động điều hòa phương, tần số: x1 = 5cos( 2πt + φ) cm; x2 = 3cos( 2πt – π) cm; x3 = 4cos( 2πt - 5π/6) cm, với < φ < π/2 tanφ = 4/3 Phương trình dao động tổng hợp là: A x = 4cos(2πt + 5π/6) cm B x = cos( 2πt - π/6) cm C x = 3cos( 2πt - 5π/6) cm D x = 3 cos(2πt + π/6) cm Câu 6: Một vật thực đồng thời hai dao động điều hòa phương, tần số theo phương trình: x1 = acos(2 t + /3)(cm) x2 = a cos(2 t +π/ 6) (cm) Phương trình dao động tổng hợp A x = 2acos(2 t + /6) (cm) B x = 2acos(2 t - /6) (cm) C x = 2acos(2 t - /3) (cm) D x = 2acos(2 t + /3) (cm) Câu 7: Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch R, L cảm , C mắc 100 t nối tiếp điện áp đoạn mạch chứa LC u1 (V ) (A) điện 60 cos áp hai đầu R đoạn mạch u 60 cos 100 t (V ) Điện áp hai đầu đoạn mạch là: A u 60 cos 100 t/ (V) B u 60 cos 100 t/ (V) C u 60 cos 100 t / (V) D u 60 cos 100 t/ (V) Câu 8: Cho đoạn mạch điện xoay chiều không phân nhánh.A,B,C,D điểm đoạn mạch Biểu thức điện áp tức thời đoạn mạch AB, BC, CD là: u1 = 400 cos( 100πt + π/4) (V), u2 = 400cos( 100πt - π/2) (V), u3 = 500cos( 100πt + π) (V) Điện áp cực đại hai điểm AD là: A 100 V B 100 V C 200V D.200 V Câu 9: (ĐH 2009): Khi đặt hiệu điện không đổi 30V vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở mắc nối tiếp với cuộn cảm có độ tự cảm L = 1/4 (H) cường độ dòng điện chiều 1A Nếu đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp u =150 cos120 t (V) biểu thức cường độ dịng điện mạch là: A i 2cos(120 t )(A) B i 5cos(120 t )(A) 4 C i 2cos(120 t )(A) D i 5cos(120 t )(A) Câu 10: Một đoạn mạch xoay chiều gồm phần tử mắc nối tiếp: điện trở R, cuộn dây có độ tự cảm L điện trở r, tụ điện có điện dung C Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều, điện áp tức thời hai đầu cuộn dây hai đầu tụ điện có biểu thức u d 80 cos t / V , uC 40 cos t / V , điện áp hiệu dụng hai đầu điện trở U R = 60 V Hệ số công suất đoạn mạch A 0,862 B 0,908 C 0,753 D 0,664 Câu 11: Cho đoạn mạch điện xoay chiều không phân nhánh.A,B,C,D điểm đoạn mạch Biểu thức điện áp tức thời đoạn mạch AB, BC, CD là: u1 = 400 cos( 100πt + π/4) (V), u2 = 400cos( 100πt - π/2) (V), u3 = 500cos( 100πt + π) (V) Điện áp cực đại hai điểm AD là: A 100 V B 100 V C 200V D.200 V Câu 12: Đoan mach AB co điêṇ trơ thuân, cuôṇ dây thuân cam va tu điêṇ măc nôi tiêp M la môṭđiêm trên doạn AB vơi điện áp uAM = 10cos100 t (V) va uMB = 10 cos (100 t - ) (V) Tim biêu thưc điêṇ áp uAB.? A u AB 20 2cos(100 t) (V) C u AB 20.cos 100 t (V) Câu 13: Nếu đặt vào hai đầu mạch điện chứa điện trở tụ điện mắc nối tiếp điện áp xoay chiều có biểu thức u = 100 cos( t - ) (V), điện áp hai đầu điện trở có biểu thức uR=100cos( t) (V) Biểu thức điện áp hai đầu tụ điện A uC = 100 cos( t - )(V) B uC = 100 cos( t + )(V) C uC = 100 cos( t + )(V) D uC = 100 cos( t + )(V) Câu 14 : Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch R, L cảm , C mắc 100 t nối tiếp điện áp đoạn mạch chứa LC u1 (V ) (A) điện 60 cos áp hai đầu R đoạn mạch u 60 cos 100 t (V ) Điện áp hai đầu đoạn mạch là: B u 60 cos 100 t/ (V) A u 60 cos 100 t / (V) 16 C u 60 cos 100 t / (V) D u 60 cos 100 t / (V) Câu 15: Cho mạch điện xoay chiều hình vẽ Đặt vào hai đầu A, B điện áp xoay chiều , điện áp tức thời điểm A M , M B có dạng : u AM 15 cos 200 t / (V) M A B Và u MB 15 cos 200 t (V) Biểu thức điện áp A B có dạng : A u AB 15 cos(200 t / 6)(V) B u AB 15 cos 200 t / (V) C u AB 15 cos 200 t / (V) D u AB 15 cos 200 t (V) Câu 16: Một đoạn mạch gồm tụ điện C có dung kháng ZC = 100 cuộn dây có cảm kháng ZL = 200 mắc nối tiếp Điện áp hai đầu cuộn cảm có biểu thức uL = 100cos(100 t + /6)(V) Biểu thức điện áp hai đầu đoạn mạch có dạng nào? A u = 50cos(100 t - /3)(V) B u = 50cos(100 t - /6)(V) C u = 100cos(100 t - /2)(V) D u = 50cos(100 t + /6)(V) Câu 17: Đặt điện áp xoay chiều vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp Biết R = 10 Ω, cuộn cảm có L=1/(10π) (H), tụ điện có C = 10 -3/2 (F) điện áp hai đầu cuộn cảm u L= 20.cos(100πt + π/2) (V) Biểu thức điện áp hai đầu đoạn mạch B u = 40.cos(100πt – π/4) (V) A u = 40cos(100πt + π/4) (V) C u = 40cos(100πt + π/4) (V) D u = 40cos(100πt – π/4) (V) Câu 18: Cho mạch điện xoay chiều có R=30Ω, L= (H), C= 10 (F); hiệu điện 0.7 hai đầu mạch u=120 cos100 t (V), cường độ dịng điện mạch )( A) )(A) A i 4cos(100 t B i 4cos(100 t )(A) C i 2cos(100 t )( A) D i 2cos(100 t 4 Câu 19: Một đoạn mạch điện gồm điện trở R = 50 mắc nối tiếp với cuộn cảm L = 0,5/ (H) Đặt vào hai đầu đoạn mạch điện áp xoay chiều u = 100 cos(100 t- /4) (V) Biểu thức cường độ dòng điện qua đoạn mạch là: A i = 2cos(100 t- /2)(A) B i=2 cos(100 t- /4) (A) C i = 2 cos100 t (A) D i = 2cos100 t (A) Câu 20: Cho đoạn mạch xoay chiều có R=40Ω, L= (H), C= 10 (F), mắc nối 0.6 tiếp điện áp đầu mạch u=100 là: A i=2,5cos(100 t+ )( A) C i=2cos(100 t- )(A) cos100 t (V), cường độ dòng điện qua mạch B i=2,5cos(100 tC i=2cos(100 t+ )( A) )(A) 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục: 17 Sau học sinh làm quen với phương pháp tiến hành kiểm tra lớp 12C8 ( học) lớp 12C9 (chưa học) thu kết sau: Tổng Lớp số HS 12 C9 12 C8 45 46 Khá giỏi SL % 8,9 28 61 Kết kiểm tra Trung bình Yếu SL % SL % 28 62,2 13 28,9 10 21,6 17,4 Với kết sau kiểm tra thu thấy lớp 12C8 làm quen với phương pháp tỉ lệ học sinh đạt điểm khá, giỏi tăng rõ rệt Các em hứng thú học tập biết cách vận dụng phương pháp để giải tập cho kết xác nhanh chóng so với lớp 12C9 Kết luận, kiến nghị 3.1.Kết luận: Trong năm học nhà trường phân công giảng dạy vật lí 12 Trong q trình giảng dạy tập phần tổng hợp dao động lập biểu thức điện áp tức thời, dòng điện tức thời… tơi thấy học sinh gặp khó khăn việc nhớ cơng thức để giải tốn Nhưng hướng dẫn giải trực tiếp toán phần máy tính cầm tay đa phần học sinh làm tốt Trong trình giải tập vật lí hay tốn, hố, sinh… học sinh thường sử dụng máy tính để hỗ trợ việc tính tốn Nhưng việc giải trực tiếp toán máy tính cầm tay làm học sinh bỏ qua sở kiến thức vật lí, khả trình bày giải Do đó, học sinh khối 10, 11 giáo viên nên hướng dẫn sở học sinh sử dụng máy tính cầm tay để kiểm tra kết toán làm Đối với học sinh khối 12, phương pháp dùng máy tính cầm tay để giải nhanh tốn dạng lại ưu điểm thi trắc nghiệm, nên hướng dẫn sử dụng máy tính giải toán dạng sau học sinh nắm vững sở phương pháp giải thông thường Tốt giáo viên nên cung cấp phương pháp giải nhanh máy tính cầm tay cho học sinh trình ơn tập chương, ơn tập học kì, ơn thi tốt nghiệp, ôn thi đại học 3.2 Kiến nghị: Trên kinh nghiệm thân giúp em học sinh nâng cao kĩ sử dụng máy tính cầm tay việc giải tập Vật lí Đề tài nghiên cứu khơng tránh khỏi thiếu xót, mong nhận đóng góp ý kiến bạn đồng nghiệp hội đồng khoa học nghành giúp tơi hồn thiện sáng kiến kinh nghiệm Xác nhận thủ trưởng đơn vị Thanh Hóa, ngày 23 tháng năm 2019 Tơi xin cam đoan SKKN viết, khơng chép nội dung người khác Người viết 18 Trần Thị Ngọc Thư Tài liệu tham khảo Đề thi tuyển sinh đại học 2010 Tài liệu hướng dẫn sử dụng máy tính Casio fx 570MS Casio fx 570ES Tuyệt phẩm công phá ( tác giả Chu Văn Biên) Sách giáo khoa vật lí 12 nâng cao ( NXB Giáo dục) Kĩ thuật giải nhanh trắc nghiệm Vật lí máy tính cầm tay (NXB Đại học quốc gia Hà Nội) 19 20 DANH MỤC CÁC SKKN ĐÃ ĐƯỢC XẾP LOẠI Rèn luyện kĩ giải số tập vật lí 12 xác định thời gian, thời điểm cách vận dụng mối liên hệ dao động điều hòa chuyển động tròn với phương pháp véc tơ quay Loại C năm học 2013 – 2014 Tạo hứng thú học tập mơn vật lí cho học sinh thơng qua hoạt động nhóm Loại B năm học 2014 - 2015 ... dụng máy tính cầm tay Casio fx 570MS Casio fx 570ES để giải nhanh tập tổng hợp dao động điều hòa dòng điện xoay chiều 1.3 Đối tượng nghiên cứu: Sử dụng máy tính cầm tay Casio fx 570MS Casio fx. .. Casio fx 570ES để giải nhanh tập: - Tổng hợp dao động điều hòa: viết biểu thức dao động điều hịa tổng hợp, tìm dao động thành phần biết dao động tổng hợp dao động thành phần - Dòng điện xoay chiều:... 570MS Casio fx 570ES vận dụng chức để giải tập tổng hợp dao động điều hòa dòng điện xoay chiều cho kết nhanh chóng xác so với cách giải thơng thường Do tơi lựa chọn đề tài ? ?Ứng dụng máy tính cầm tay