SKKN rèn LUYỆN kĩ NĂNG CHO học SINH GIẢI bài TOÁN NĂNG LƯỢNG của CON lắc lò XO ở CHƯƠNG TRÌNH lớp 10, ĐỊNH HƯỚNG ôn đội TUYỂN và

1 MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài Trong q trình ơn thi THPT quốc gia lớp 12 tơi nhận thấy phần lượng lắc lò xo nằm ngang sử dụng nhiều kiến thức chương trình lớp 10, đặc biệt tốn va chạm kết hợp với sử dụng định luật bảo toàn lượng lắc lò xo thẳng đứng Dạng tập rơi vào mức kiến thức vận dụng vận dụng cao yêu cầu em phải nắm vững kiến thức lớp 10 kiến thức lớp 12 giải tốt Tuy nhiên q trình ơn luyện tơi thấy nhiều em làm tập dạng cịn lúng túng, có hiểu chưa kiến thức Một số em hỏi tơi giải tốn lượng lắc lò xo thẳng đứng ta lại không đưa trọng trường vào mà dùng đàn hồi Tôi dừng lại khoảng 20 phút để giải thích việc chọn gốc vị trí cân hệ vật để triệt tiêu thành phần trọng trường, ta áp dụng định luật bảo toàn đơn giản cho tốn Tuy nhiên giải thích cho em nhận thấy em hiểu lờ mờ chấp nhận cách giải thích tơi Trong năm học phân công dạy lớp chọn khối 10 nghĩ trình giảng dạy ơn luyện cho em lại không tập trung ôn cho em thật mảng kiến thức phần để làm tảng vững cho em lên lớp 12 ôn luyện lại dạng tập dễ dàng Mặt khác số tốn phần chương trình lớp 12 tơi đưa xuống lớp 10 để em tìm hiểu, tiếp cận mà không vượt kiến thức em học lớp 10 Chính vậy, năm học 2018- 2019 dạy lớp chọn khối 10C1 mạnh dạn chọn đề tài sáng kiến kinh nghiệm: “Rèn luyện kĩ cho học sinh giải toán lượng lắc lị xo chương trình lớp 10, định hướng cho ôn đội tuyển thi THPT Quốc gia” Với mong muốn đưa chất lượng dạy học nhà trường lên cao thông qua hệ thống tập phương pháp giải toán lượng lắc lị xo 1.2 Mục đích nghiên cứu Xây dựng hệ thống tập lượng lắc lị xo, đặc biệt tốn va chạm lắc lò xo thẳng đứng lớp 10 Đưa phương pháp giải toán việc hướng dẫn học sinh chọn mức không để triệt tiêu trọng trường để em có hướng giải tốn nhanh gọn, rèn lun kĩ năng, cốvà khắc sâu kiến thức 1.3 Đối tượng nghiên cứu Hệ thống tập lượng lắc lò xo hướng dẫn, đề xuất phương pháp giải dạng tập Rèn luyện kĩ làm tập cho học sinh lớp 10, cố khắc sâu kiến thức, định hướng cho việc ôn luyện đội tuyển ôn thi THPT Quốc gia 1.4 Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu tài liệu, xây dựng sở lí thuyết, sưu tầm tài liệu phục vụ cho việc soạn thảo - Thực nghiệm giảng dạy Thống kê xử lí số liệu 1.5 Những điểm sáng kiến kinh nghiệm - Xây dựng hệ thống tập lượng lắc lò xo lớp 10, đề xuất phương pháp giải nhanh gọn, dễ hiểu cho học sinh - Chứng minh việc chọn gốc vị trí cân tốn va chạm lắc lị xo thẳng đứng làm triệt tiêu trọng trường giúp giải toán dễ dàng - Sau học sinh nắm vững phương pháp giải tốn, ta đưa dạng tập lớp 12 xuống chương trình lớp 10 để em ôn luyện, khắc sâu thêm kiến thức - Hệ thống tập đề tài nguồn tài liệu quan trọng để ôn đội tuyển học sinh giỏi, ôn thi THPT Quốc gia sau NỘI DUNG 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm 2.1.1 Định luật bảo toàn động lượng - Hệ kín Một hệ vật gọi hệ kín có lực vật hệ tác dụng lẫn (gọi nội lực) mà tác dụng lực từ bên ngồi hệ (gọi ngoại lực), có lực phải triệt tiêu lẫn Trong tượng vụ nổ, va chạm, nội lực xuất có cường độ thường lớn so với ngoại lực thơng thường, nên hệ vật coi gần kín thời gian ngắn xảy tượng - Định luật bảo toàn động lượng - Xét hệ kín gồm vật có khối lượng chúng có vectơ vận tốc vectơ vận tốc biến đổi thành v ' - Biểu thức định luật v v m m tương tác với Ban đầu t Sau thời gian tương tác ngắn , v ' m1 v1 m2 v2 m1 v1 ' m2 v2 ' Nếu vectơ vận tốc phương ta có phương trình đại số m1v1 m2 v2 m1v1 ' m2 v2 ' - Phát biểu định luật: Véctơ tổng động lượng hệ kín bảo tồn 2.1.2 Công học Công thực lực không đổi đại lượng đo tích độ lớn lực hình chiếu độ dời điểm đặt phương lực A Fs cos F s Công đại lượng vơ hướng có giá trị đại số 2.1.3 Định luật bảo toàn - Động năng: lượng vật chuyển động mà có Động có giá trị nửa tích khối lượng bình phương vận tốc vật W Biểu thức: d mv2 Động đại lượng vơ hướng ln ln dương Động có tính tương đối Đơn vị động jun (J) - Thế trọng trường Một vật khối lượng m chuyển động trọng trường trọng trường W mgz t (Với z tọa độ vật so với gốc năng) Vì gốc trọng trường chọn cách tùy ý nên trọng trường xác định sai số cộng - Thế đàn hồi Xét lắc lò xo nằm ngang gồm vật nặng khối lượng m, gắn vào đầu lò xo độ cứng k, đầu lò xo cố định Chọn trục tọa độ Ox trùng với quỹ đạo chuyển động, gốc tọa độ vị trí cân vật (hợp lực tác dụng lên vật không), lị xo khơng bị biến dạng Ban đầu kéo vật lệch khỏi vị trí cân thả nhẹ, vật dao động W Thế đàn hồi lị xo vật có tọa độ x dh kx k l2 2 l Với x tọa độ vật, giá trị đại số độ biến dạng Chú ý: lắc lị xo thẳng đứng đàn hồi lò xo xác định W theo cơng thức cân bằng, cịn lx dh k( l x)2 l ,với m g k độ biến dạng lị xo vật vị trí độ biến dạng lị xo vật có tọa độ x - Lực Một lực gọi lực cơng lực khơng phụ thuộc vào hình dạng đường mà phụ thuộc vào vị trí đầu vị trí cuối Lực hấp dẫn, trọng lực, lực đàn hồi, lực tĩnh điện lực Vật chuyển động chịu tác dụng lực bảo tồn - Cơ Cơ vật tổng động vật - Định luật bảo tồn trường hợp lực đàn hồi Xét lắc lò xo gồm vật nặng khối lượng m gắn vào đầu lò xo độ cứng k, đầu cố định Nếu chọn gốc vị trí cân vật, hợp lực tác dụng lên vật khơng, ta có biểu thức định luật bảo toàn W=W +W d Hay dh mv 21 kx 2 1 mv mv 2 kx2 2 số kx2 2 v ,v x , Trong vận tốc vật qua vị trí có tọa độ x 2.1.4 Biến thiên Công lực khơng phải lực Khi ngồi lực vật chịu thêm tác dụng lực lực thế, ví dụ lực ma sát (hay lực cản nói chung), vật khơng bảo tồn công lực độ biến thiên vật A(lực không thế) W2 W1 mv kx ( mv Hay A(lực không thế) = kx2 ) 21 22 21 2.2 Ảnh hưởng việc chọn gốc đến tốn lượng lắc lị xo thẳng đứng Ta biết vật hay hệ vật xác định sai số cộng, tức chọn mức khơng vị trí khác sau làm kết tính khác Khi cho học sinh lớp dạy làm dạng tập yêu cầu em làm tập đưa cách chọn mức không năng, sau hướng dẫn yêu cầu em chọn lấy cách để tính tốn nhanh gọn dễ dàng Và lớp chọn phương án chọn gốc vị trí cân hệ vật Sau vài ví dụ Ví dụ (Bài 30.6/Tr 49/Sách GTVL 10/Tác giả Bùi Quang Hân, Trần Văn Bồi ) Một lò xo độ cứng k = 50N/m treo thẳng đứng, đầu lò xo cố định, đầu treo cầu nhỏ khối lượng m = 100g Ban đầu cầu vị trí cân bằng, sau kéo cầu chuyển động xuống đoạn OM = x = 5cm Lấy g = 10m/s2 a) Tính hệ vật lị xo chọn mức không trọng trường đàn hồi vị trí đầu lị xo khơng biến dạng b) Chọn mức không trọng trường đàn hồi vị trí cân Chứng minh hệ cầu lò xo cầu cách vị trí cân W đoạn x t Hướng dẫn giải kx2 (Với x tọa độ vật) a) Khi vật vị trí cân lị xo dãn đoạn x0 mg k 0,1.100, 02m x 50 Thế trọng trường vật W mg ( x0 x) 0,1.10.( 0, 02 0, 05) 0, 07 J tP O x0 x Thế đàn hồi lò xo W t dh M 50.(0, 02 0, 05) 0,1125 J k ( x x) Thế hệ vật lò xo Wt Wt P Wt dh 0, 07 0,1125 0, 0525J b) Khi vật m vị trí cân bằng: P Fdh mg kx0 Với ( 1) x độ biến dạng lị xo vật vị trí cân Khi vật chuyển động tới vị trí có tọa độ x Thế hệ tổng trọng trường đàn hồi lò xo W W W mgx x)2 mgx k(x 1x t t dh 2 kxx 20 kx2 x (2) Thay (1) (2) ta O x0 x M Wt mgx mgx kx0 kxx0 mgx kx (Với số hạng 2 kx0 t Áp dụng: 2 kx 2 2 kx kx0 kx kx 0 W vật qua vị trí gốc đàn hồi ) kx 50.0,052 2 0,0625J Nhận xét: Qua ví dụ ta thấy chọn gốc vị trí khác kết tính hệ vật lị xo khác Ở câu b) ta nhận thấy việc chọn gốc vị trí cân triệt tiêu thành phần trọng trường cho ta cơng thức tính hệ nhanh gọn Sau ta áp dụng vào việc khảo sát tốn lượng lắc lò xo thẳng đứng hay nhiều việc chọn gốc vị trí khác Khi treo vật khối lượng m vào đầu lị xo, vị trí cân lị xo dãn x đoạn trọng lực vật cân với lực đàn hồi lị xo Hay nói cách x khác trọng lực bị khử đàn hồi với độ dãn lò xo Ta coi hệ “vật lò xo” tương đương với lị xo khơng treo vật, có chiều dài tự nhiên chiều dài lị xo có treo vật cân bằng, tức độ dãn Như chọn gốc đàn hồi vị trí cân áp dụng W công thức t x kx2 , với x độ biến dạng lò xo tính từ vị trí cân Vì lị xo tương đương không treo vật (thế trọng trường bị cân đàn hồi) nên trường hợp trọng trường không không phụ thuộc vào cách chọn gốc trọng trường Thế hệ đàn hồi lò xo với gốc chọn vị trí cân bằng(Trích tài liệu: Bồi dưỡng HSG Vật lí 10/Tr 70/Tác giả: Nguyễn Phú Đồng) Ví dụ (Bài 3.17/Tr69/Sách BDHSG Vật lí 10/Nguyễn Phú Đồng chủ biên) Một lò xo độ cứng k = 100N/m đầu cố định, đầu treo cầu khối lượng m = 100g Quả cầu chuyển động theo phương thẳng đứng rời xa vị trí cân x A 2cm khoảng lớn m (A giá trị cực đại li độ, gọi biên độ dao động) Bỏ sức cản khơng khí a) Tính độ dãn lị xo vật vị trí cân b) Tính hệ cầu lò xo cầu vị trí cân bằng, vị trí thấp nhất, vị trí cao nhất, nếu: - Chọn gốc trọng trường vị trí cầu thấp nhất, gốc đàn hồi lị xo khơng biến dạng - Chọn gốc trọng trường đàn hồi vị trí cân cầu Hướng dẫn giải a) Tại vị trí cân O, lò xo dãn đoạn , lúc trọng lực cân với lực đàn hồi mg k l l mg k 0,1.10 100 0, 01m 1cm b) Thế hệ cầu lò xo - Chọn gốc trọng trường O’ vị trí thấp nhất, gốc đàn hồi O vị trí vật lị xo khơng biến dạng + Khi vật vị trí cân Thế trọng trường vật W p mgx mg l 0,1.10.0, 02 0, 02J x Thế đàn hồi lò xo Wdh k l 2 100.0, 01 Thế hệ: 0, 005J W W p +Wdh 0, 02 0, 005 0, 025J + Khi vật vị trí thấp Thế trọng trường vật Wp mgx O l x O’ Do vật vị trí gốc trọng trường Thế đàn hồi lò xo Wdh k ( l A) Thế hệ: 100.(0, 01 0, 02) W W p +Wdh 0, 045J 0, 045 0, 045J + Khi vật vị trí cao Thế trọng trường vật W p mgx mg A 0,1.10.2.0, 02 0, 04J Thế đàn hồi lò xo Lò xo nén đoạn l ' A Wdh k l ' 2 100.0, 01 Thế hệ: l 1cm 0, 005J W W p +Wdh 0, 04 0, 005 0, 045J - Chọn gốc trọng trường đàn hồi vị trí cân vật + Khi vật vị trí cân bằng: tọa độ vật x = Theo ví dụ 1, trọng trường hệ xác định theo W công thức t kx , với x tọa độ vật tính từ vị trí cân W x Do hệ: kx + Khi vật vị trí thấp nhất: x = - A = - 2cm W 100.0,022 0,02J Thế hệ: kx 2 l + Khi vật vị trí cao nhất: x = +A = 2cm Thế hệ: W kx 2 O x 100.0,02 0,02J 2.3 Xây dựng hệ thống tập đề xuất phương pháp giải Việc chọn gốc vị trí cân vật hay hệ vật làm đơn giản phép tính hệ vật lị xo lắc lò xo thẳng đứng mà hữu ích tốn sử dụng định luật bảo toàn Để học sinh tiếp cận phương pháp từ lớp 10 tảng quan trọng để định hướng cho em lên lớp 12 làm tốt dạng tập chương “dao động cơ” lớp 12 2.3.1 Dạng tập va chạm kết hợp với lượng lắc lò xo thẳng đứng Bài tập Một cầu khối lượng m = 50g gắn đầu lò xo thẳng đứng, đầu lò xo cố định, độ cứng k = 20N/m Ban đầu vật giữ vị trí lị xo có chiều dài tự nhiên, sau thả khơng vận tốc ban đầu Lấy g = 10m/s2 x a) Tính vận tốc cầu qua vị trí cân b) Tính độ dãn cực đại lị xo trình vật chuyển động Hướng dẫn giải a) Để cho đơn giản áp dụng định luật bảo toàn năng, ta l chọn mức không vị trí cân Khi vật vị trí cân lò xo dãn đoạn l mg M O x N 0,05.10 0, 025m 2, 5cm k 20 WM W Áp dụng định luật bảo toàn năng: v k.x2 20 kx mv 0, 025 0,5 m / s b) M m M 0,05 Khi vật vị trí thấp N, lò xo dãn cực đại, vận tốc vật vị trí v N Áp dụng định luật bảo toàn năng: kx 2 M kx x N W M W N x M l 2, 5cm N Độ dãn cực đại lò xo: l x 2,5 2, 5cm N Bài tập Một vật có khối lượng m = 100g rơi tự từ độ cao h = 70cm so với mặt đất lên đĩa cân nhỏ khối lượng không đáng kể gắn đầu lò xo thẳng đứng độ cứng k = 10 m h M O l 80N/m, đầu lò xo gắn cố định vào sàn ngang Xem va chạm mềm Biết l chiều dài tự nhiên lò xo l = 20cm, lấy g = 10m/s2 a) Tính độ nén cực đại lị xo b) Tính lực nén cực đại lò xo lên sàn x Hướng dẫn giải Cách 1: Chọn mức không hệ vật đĩa vị trí cân a) Vận tốc vật trước chạm đĩa v g(h l) 2.10.(0, 0, 2) 10(m/ s) Đây vận tốc hệ vật đĩa sau va chạm Độ nén lò xo vật vị trí cân mg 0,1.10 0, 0125m 1, 25cm l k 80 Lò xo bị nén cực đại vận tốc vật khơng, vật có tọa x độ m Áp dụng định luật bảo toàn x l2 2 mv k l kx m v2 2 m m N ' Fdh k 0,0125 0,1 x m 10 0,1125m 11, 25cm 80 Thay số ta Độ nén cực đại lò xo: l xm 1, 25 11, 25 12, 5cm b) Lực nén cực đại lò xo lên sàn N' F k( l x dh m m ) 80.(0,01250,1125) 10 N max Cách Chọn mức khơng vị trí ban đầu đĩa (lị h xo khơng biến dạng) M Giả sử vật chạm đĩa làm lò xo nén tối đa đoạn l O l x Áp dụng định luật bảo tồn ta có x 11 2 mv mgx k x 40 x x 0,1m(lo ai) x 0, x 0,125 m 12,5 cm(nhan) x 12, 5cm Độ nén cực đại lò xo: Lực nén cực đại lò xo lên sàn N ' Fdhmax k x 80.0,125 10 N Nhận xét: Với cách chọn mức không vị trí cân bằng, trọng trường bị triệt tiêu Do học sinh áp dụng định luật bảo tồn ta khơng cần quan tâm đến trọng trường Còn với cách ta phải phân tích đưa thêm trọng trường vào biểu thức định luật, giải theo cách học sinh dễ bị quên thành phần trọng trường Chính chương trình lớp 12 tài liệu tham khảo chọn cách giải cho nhanh gọn Bài tập Một vật khối lượng m = 100g rơi tự từ độ cao h lên đĩa cân nhẹ gắn vào đầu lị xo thẳng đứng có độ cứng k = 80N/m, đầu lò xo cố định Biết lực nén cực đại lò xo lên sàn 10N, chiều dài tự nhiên lò xo l = 20cm Tính h Hướng dẫn giải Tương tự trên, chọn mức không hệ vị trí cân Vận tốc vật trước chạm đĩa v g (h l) Đây vận tốc hệ vật đĩa sau va chạm mg l k Độ nén lò xo vật vị trí cân Lị xo bị nén cực đại vận tốc vật không Áp dụng định luật bảo toàn mv 2 1k l h l 1k 2x x m m x k mg mg 2k m2g2 k m (1) Lực nén cực đại lò xo lên sàn m.2 g (h l) k 12 N' F m k( l x ) x m N' mg 10 k k 8080 dh max 0,1.10 0,1125m (2) Thay (2) vào (1) ta h = 70cm Bài tập Đĩa cân lị xo có khối lượng M = 120g, lị xo có độ cứng lò xo k = 20N/m Vật khối lượng m = 60g rơi xuống đĩa từ độ cao h = 8cm (so với đĩa) không vận tốc đầu xuống va chạm mềm với đĩa cân Đĩa cân xuống đoạn cực đại từ vị trí ban đầu Bỏ qua sức cản khơng khí Lấy g = 10m/s2 Hướng dẫn giải m Chọn mức không vị trí cân hệ h vật Vận tốc vật m trước chạm đĩa v gh 2.10.0, 08 M 1, 6(m/ s) l Vận tốc hệ sau va chạm O Áp dụng định luật bảo toàn động lượng ta mv (m M) V V mv m M 60 1, 60 120 V Ngay sau va chạm hệ có vận tốc ( m M ) g Mg mg0, 06.10 x l [ ] 1, (m/ s) 1, m / s x có tọa độ 0, 03m 3cm kkk20 Áp dụng định luật bảo toàn ta có ( m M )V 2 kx 2 kxm2 x mx 2 x Thay số ta m x m M V2 k m M k V2 0,03 0,18 1, 0, 05 m 5cm 20 x x 8cm Đĩa cân xuống đoạn lớn nhất: m Nhận xét: với việc chọn gốc vị trí cân hệ vật, việc tính tốn dễ nhiều mà khơng phải tính đến trọng trường Các em học sinh lớp 10 giải tốt dạng tập mà tiếp cận đến phương pháp giải tốn tốn lượng lắc lị xo lớp 12 13 x l Hướng dẫn giải Nếu đặt cân lên đầu lò xo thẳng đứng mặt phẳng nằm ngang, lò xo bị nén lại đoạn l 1cm Nếu ném cân từ độ cao h = 17,5cm (đối với đầu lò xo) theo phương thẳng đứng xuống với vận tốc đầu v 1m / s , lò xo bị nén lại tối đa đoạn bao nhiêu?Lấy g = 10m/s2 Giải Chọn mức khơng vị trí cân vật Vận tốc vật chạm vào lò xo v v 2 gh 2.10.0,175 (m/ s) mg k l m l k g Khi vật vị trí cân Ngay trước chạm vào lị xo vật có vận tốc v3 2 tọa độ Khi lò xo bị nén tối đa vật có tọa độ x m vận khơng Áp dụng định luật bảo tồn năng, ta có m m/s h M x l mv k l 2 kx x m m m Độ nén tối đa lò xo: m v l2 l k 0,012 x Thay số ta được: l2 Otốc v2 g 0,01 0, 0678 m 6, 78cm 10 l x 6, 78 7, 78cm m Bài tập Một dây nhẹ đàn hồi chiều dài l, đầu cố định A Từ A vòng nhỏ khối lượng m lồng ngồi sợi dây rơi xuống khơng ma sát, không vận tốc đầu Khi rơi l đến đầu B dây , vòng tiếp tục chuyển động kéo dãn dây thêm đoạn (xem hình vẽ) Tìm hệ số đàn hồi k dây Hướng dẫn giải A 14 l Chọn gốc vị trí cân vịng B l l tọa độ l 2gl xl x l Khi sợi dây bị dãn tối đa vịng có tọa độ m Áp dụng định luật bảo tồn năng, ta có 1 21 2 m.2 gl k l k ( kxm mv k l0 Suy ra: O mg k Khi vòng vị trí cân lị xo dãn đoạn v 2gl Vận tốc vòng chạm vào đĩa Ngay trước chạm vào lị xo vật có vận tốc v k mg(l l) l l vận tốc không l )2 hệ số đàn hồi sợi dây l2 Bài tập Môt đĩa cân co khôi lương M = 0,2kg găn môt lo xo nhe thăng đưng co đô cưng 20N/m, đâu dươi cua lo xo găn vơi đê co khôi lương M đ = 500g Môt vât nho co khôi lương m = 0,1 kg rơi tư đô cao h = 0,9m xuông va cham đan hôi vơi đĩa M Lây gia tôc trương g = 10m/s Sau va cham vât M dao đông theo phương thăng đưng trung vơi truc cua lo xo Tính lực nén cực đại tác dụng lên sàn? Hướng dẫn giải Chọn gốc vị trí cân vật M Vận tốc m trước chạm M: v0 = gh 2.0, 9.10 m h 2m/s Độ nén lò xo vật M VTCB l M 0,2.10 ∆l = k = 20 = 0,1m = 10 cm Gọi V v vận tốc M m sau va chạm O Mg Mđ xM x Áp dụng định luật bảo toàn động lượng MV + mv = mv0 m(v v) MV (1) M F dh P 15 Vì động bảo tồn nên MV 2 mv 2 + m(v v).(v v) MV2 mv0 = V (2) 2mv0 2.0,1.3 2 m / s M m Từ (1) (2) suy ra: 0, Sau va chạm vật M dao động lên tới vị trí cao x Gọi m tọa độ vật M lên tới vị trí cao nhất, vận tốc vật không Áp dụng định luật bảo tồn ta có MV 1k l kx xl 2 2 MV2 m m x 0,1 k 0, 2.8 0,3m 30cm 20 Thay số ta m Lực đàn hồi cực đại lò xo tác dụng lên đế F k( l x m ) 20.(0,1 0, 3) N dh max Lực nén cực đại tác dụng lên sàn N ' Fdh M d g 0, 5.10 13N max 2.3.2 Dạng tập lắc lò xo nằm ngang dao động có ma sát Dạng tập tơi mạnh dạn đưa từ chương trình lớp 12 xuống chương trình lớp 10 Với kiến thức mà em HS trang bị từ lớp 10 em hồn thành tốt nhiệm vụ người GV đưa mà đảm bảo mục tiêu định hướng để ôn thi đại học em lên lớp 12 Bài Một lắc lò xo gồm vật nặng khối lượng m = 100g gắn vào đầu lò xo có độ cứng k =100N/m, dao động mặt sàn nằm ngang có ma sát, với hệ số ma sát vật sàn 0,1 Ban đầu kéo vật đến vị trí lị xo dãn l 10cm thả nhẹ Lấy g=10m/s2 Tính tốc độ lớn vật sau thả Hướng dẫn giải 16 Chọn gốc tọa độ O vị trí cân vật, lị xo khơng bị biến dạng Vật có tốc độ lớn qua vị trí O , hợp lực tác dụng lên vật không Fdh Fms Với x kx0 0, 001m x0 mg mg 0,1.0.1.10 k 100 0, 001m khoảng cách từ vị trí cân cũ O tới vị trí cân O Khi vật dao động, chịu tác dụng lực đàn hồi (lực thế) vật chịu tác dụng lực ma sát (lực khơng thế) nên khơng bảo tồn Độ biến thiên công lực ma sát 1 mv kx k l2 max 2 Amg( l x ) ms x0 O Suy O F dh v max k ( l F ms ) x ) g( l x m (+) O Thay số ta v max 100 (0,12 0, 0012 ) 2.0,1.10(0,1 0, 001) 3,13 m / s 0,1 Bài 9: Một lắc lò xo nằm ngang gồm lò xo có độ cứng k = 20N/m vật nặng khối lượng m = 100g Ban đầu kéo vật đến vị trí lị xo dãn đoạn l 6cm v0 truyền cho vật vận tốc 20 14cm / s hướng vị trí cân Biết hệ số ma sát vật mặt phẳng ngang truyền vận tốc? Hướng dẫn giải 0, , lấy g=10m/s2 Tính tốc độ cực đại vật sau Chọn gốc tọa độ O vị trí cân vật, lị xo khơng bị biến dạng (+) x0 O F dh O O F ms 17 Vật có tốc độ lớn qua vị trí khơng F F kxmg x mg dh ms 0 O , hợp lực tác dụng lên vật 0, 4.0.1.10 0, 02m k 20 x 0, 02m O Với khoảng cách từ vị trí cân cũ O tới vị trí cân Khi vật dao động, chịu tác dụng lực đàn hồi (lực thế) vật chịu tác dụng lực ma sát (lực không thế) nên khơng bảo tồn Độ biến thiên công lực ma sát mv 2 max v kx ( mv 2 2 k ( l2 v max Suy Thay số ta 14)2 v(0, max 20 k l ) Amg ( l x ) ms x ) g( l x ) m (0,062 0,022 ) 2.0,4.10.(0,06 0,02) 22 0,938m / s 93,8cm 0,1 Nhận xét: Đối với toán trên, HS dễ bị nhầm lẫn vật có vận tốc cực đại qua vị trí cân O (lị xo khơng bị biến dạng) Do người giáo viên phải phân tích cho HS thấy chịu tác dụng lực đàn hồi vật chịu thêm tác dụng lực ma sát nên vật có vận tốc cực đại vị trí cân F dh F ms O (tại ) Sau HS áp dụng cơng thức để suy kết cần tìm 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm Trong năm học 2018- 2019 nhà trường có hai lớp chọn 10C1 10C2, phân công giảng dạy lớp 10C1 Trong q trình giảng dạy tơi nhận phần tập lượng lắc lò xo mức vận dụng vận dụng cao, đòi hỏi em phải có thái độ học tập nghiêm túc có tư trừu tượng tốt hồn thành tập mà giáo viên đưa Khi ôn luyện dạng tập để phát huy kĩ làm khả tư trừu tượng em, người giáo viên phải đưa phương pháp giảng dạy đặc trưng 18 riêng cho loại tập, kết hợp với vẽ hình minh họa giúp ích cho em nhiều trình làm Khi em học sinh GV cung cấp đủ kiến thức, với cố gắng chăm thân học tập rèn luyện, em nắm vững lí thuyết mà cịn hồn thành tốt dạng tập lượng lắc lò xo Để kiểm tra tính hiệu đề tài SKKN, làm thực nghiệm sư phạm lớp dạy có chất lượng tương đương dựa vào điểm kiểm tra chất lượng đầu năm học Lớp chọn thực nghiệm lớp 10C1 có 44 học sinh giảng dạy thông qua phương pháp đưa đề tài lớp chọn đối chứng 10C2 có 42 học sinh, với kiểm tra 45 phút gồm có tập (Bài 1, 8) thay đổi số liệu Kết cho thấy lớp thực nghiệm có tỉ lệ phần trăm điểm cao, hẳn lớp đối chứng LỚP ĐC(C3) TN(C2) SỐ HS ĐẠT ĐIỂM 0 0 ĐIỂM SỐ 6 10 12 6 7 10 8 10 KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ 3.1 Kết luận Khi đưa ý tưởng cần làm đề tài sáng kiến kinh nghiệm dạng tập trước tổ mơn, tơi đồng chí tổ hồn tồn ủng hộ giúp đỡ tơi nhiều việc chọn lựa tập tìm kiếm tài liệu tham khảo Các đồng nghiệp gợi ý việc đưa số kiến thức tập dạng chương trình lớp 12 xuống lớp 10 để em làm quen dần, định hướng tốt cho em ôn thi đại học sau Một số đồng nghiệp gợi ý cho tôi, làm sáng kiến kinh nghiệm tốt nguồn tài liệu tham khảo quan trọng dùng để ôn luyện đội tuyển học sinh giỏi cho trường “Học, học nữa, học mãi” chân lí xun suốt cho thầy trị ln phải cố gắng học tập khơng ngừng Với mục tiêu nâng cao chất lượng dạy học, sáng 19 kiến kinh nghiệm mà làm từ trước tới với mong muốn đưa kinh nghiệm suốt trình giảng dạy truyền đạt tới học sinh thân yêu đồng nghiệp trường nhằm đưa chất lượng chuyên môn nhà trường ngày lên 3.2 Kiến nghị Trong trình giảng dạy làm đề tài sáng kiến kinh nghiệm tơi nhận thấy mơn vật lí một khoa học đặc thù, để học tốt mơn vật lí em HS ngồi kiến thức tốt mơn tốn mà cịn phải có tư trừu tượng cao để hiểu chất vật lí tồn phài có niềm đam mê mơn Có số em khả tư trừu tượng cịn nên q trình thực nghiệm đề tài tơi gặp phải số khó khăn em không hiểu tượng xảy tốn nên tơi phải vẽ hình nhiều đồng thời cho em xem số video mô tượng xảy tốn em hiểu chất vấn đề Người giáo viên q trình giảng dạy lớp ln phải người biết truyền lửa cho em đam mê mơn em có niềm vui, hứng phấn học Sau học lấy kiến thức để giải thích tượng thiên nhiên xảy sống Khi em u thích mơn vật lí nhiều hơn, cố gắng tìm lời giải cho vấn đề toán đặt Trên số kinh nghiệm mà tơi trình bày, tơi hy vọng có ích cho cơng tác giảng dạy giáo viên cho việc học em HS chương trình đổi Vì thời gian có hạn nên lượng tập mà tơi đưa cịn chưa đa dạng phong phú; việc làm đề tài sáng kiến kinh nghiệm hồn tồn mang tính chủ quan nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót, mong góp ý bạn đọc bạn đồng nghiệp để đề tài ngày hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn! 20 XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Nông Cống, ngày 25 tháng 05 năm 2018 CAM KẾT KHÔNG COPY Nguyễn Mạnh Hùng TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách giáo khoa Vật lí 10 Cơ bản, Nâng cao/ NXB Giáo dục Sách giáo khoa Vật lí 12 Nâng cao/ NXB Giáo dục Tài liệu: Bồi dưỡng học sinh giỏi vật lí 10/Tập 2- Tác giả: Nguyễn Phú Đồng (Chủ biên), Nguyễn Thanh Sơn, Nguyễn Thành Tương/NXB tổng hợp Thành phố Hồ Chí Minh Tài liệu: Giải tốn vật lí 10/Tập – Tác giả: Bùi Quang Hân (Chủ biên), Trần Văn Bồi, Phạm Ngọc Tiến, Nguyễn Thành Tương/NXB Giáo dục Tài liệu: Chuyên đề bồi dưỡng vật lí 10/Các định luật bảo tồn Nhiệt học – Tác giả: Mai Chánh Trí Tài liệu: Chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi qua kì thi Olympic Vật lí – Tác giả: Nguyễn Anh Văn/NXB tổng hợp Thành phố Hồ Chí Minh 21 ... gọn, rèn luyên kĩ năng, c? ?và khắc sâu kiến thức 1.3 Đối tượng nghiên cứu Hệ thống tập lượng lắc lò xo hướng dẫn, đề xuất phương pháp giải dạng tập Rèn luyện kĩ làm tập cho học sinh lớp 10, cố... thống tập lượng lắc lị xo, đặc biệt tốn va chạm lắc lò xo thẳng đứng lớp 10 Đưa phương pháp giải toán việc hướng dẫn học sinh chọn mức không để triệt tiêu trọng trường để em có hướng giải toán nhanh... em học sinh lớp 10 giải tốt dạng tập mà cịn tiếp cận đến phương pháp giải tốn tốn lượng lắc lị xo lớp 12 13 x l Hướng dẫn giải Nếu đặt cân lên đầu lò xo thẳng đứng mặt phẳng nằm ngang, lò xo