Đang tải... (xem toàn văn)
Bài tập 3: Người ta dự định mắc 4 bóng đèn ở 4 góc của một trần nhà hình vuông, mỗi cạnh 4m và một quạt trần ở đúng giữa nhà, quạt trần có sải cánh là 0,8m (khoảng cách từ trục đén đầu cánh), biết trần nhà cao 3,2m tính từ mặt sàn. Hãy tính toán thiết kế cách treo quạt trần để khi quạt quay không có điểm nào trên mặt sàn loang loáng. Hướng dẫn giải: Để khi quạt quay, không một điểm nào trên sàn bị sáng loang loáng thì bóng của đầu mút quạt chỉ in trên tường và tối đa là đến chân tường C và D. Vì nhà hình hộp vuông, ta chỉ xét trường hơph cho một bóng, các bóng còn lại là tương tự (Xem hình vẽ bên) Gọi L là đường chéo của trần nhà : L = 4 5,7m Khoảng cách từ bóng đèn đến chân tường đối diện là : S1D = T là điểm treo quạt, O là tân quay của cánh quạt. A, B là các đầu mút khi cánh quạt quay. Xét S1IS3 ta có Khoảng cách từ quạt đến điểm treo là : OT= IT – OI = 1,6 – 0,45 = 1,15m Vậy quạt phải treo cách trần nhà tối đa là 1,15m Bài tập tham khảo Bài 1: Chiếu 1tia sáng SI theo phương nằm ngang đến một gương phẳng để tai phản xạ chiếu xuống đáy giếng thì cần phải đặt gương phẳng hợp với phương nằm ngang một góc bằng bao nhiêu? Nêu cách vè và vẽ hình để xác định vị trí đặt gương. (Đáp số: 450) Bài 2: Một điểm sáng S cách màn một khoảng cách SH = 1m. Tại trung điểm m của SH người ta đặt một tấm bìa hình tròn, vuông góc với SH. a. Tính bán kính vùng tối trên màn nếu bán kính bìa R = 10cm. b. Thay điểm sáng S bằng một hình sáng hình cầu có bán kính R = 2cm. Tìm bán kính vùng tối và vùng nửa tối. (Đáp số: a. 20 cm) Bài 3: Một điểm sáng đặtcách màn một khoảng 2m, giữa điểm sáng và nàm người ta đặt một đĩa chắn sáng hình tròn sao cho đĩa song song với màn và điểm sáng nằm trên trục đi qua tâm và vuông gọc với đĩa. a.Tìm đường kính của bóng đen in trên màn, biết đường kính của đĩa là 20cm và đĩa cách điểm sáng 50cm. b.Cần di chuyển đĩa theo phương vuông gọc với màn một đoạn bao nhiêu, theo chiều nào để đường kính bóng đen giảm đi một nửa? c. Biết đĩa di chuyển đều với vận tốc 2ms. Tìm vận tốc thay đổi đường kính của bóng đen. 3.2. 2. Dạng 2: Xác định cách bố trí gương phẳng Bài tập 1: Tia sáng Mặt trời nghiêng một góc =480 so với phương ngang. Cần đặt một gương phẳng như thế nào để đổi phương của tia sáng thành phương nằm ngang? Nhận xét: Ta có thể giải bài toán theo các bước sau: Xác định góc , góc hợp bởi tia tới và tia khúc xạ. Xác định phân giác của góc . Kẻ đường vuông góc với phân giác tai điểm tới ta được nét gương. Vận dụng các phép tính hình học xác đinh số đo các góc. Khẳng định vị trí đặt gương. Lưu ý: Tia sáng chiếu theo phương ngang có hai chiều truyền: Từ trái sang phải và từ phải sang trái. Kiến thức giải toán: Địnhluật phản xạ ánh sáng, phép toán đo góc hình học. Hướng dẫn giải: Gọi , lần lượt là các góc hợp bởi tia sáng mặt trời với phương ngang và góc hợp bởi tia tới với tia phản xạ ( như hình 1) Trường hợp 1: Tia sáng truyền theo phương ngang cho tia phản xạ từ trái sang phải. Ta có: + = 1800 => = 1800 = 1800 480 = 1320 Dựng phân giác IN của góc SIR ta có: i= i’= 660 Vì IN là phân giác cũng là pháp tuyến nên ta kẻ đường thẳng vuông góc với IN tại I, ta sẽ được vị trí đặt gương phẳng PQ như hình vẽ. Ta có: Î = 900 – i’= 900 – 660 = 240 Vậy phải đặt gương phẳng hợp với phương nằm ngang một góc 240 Trường hợp 2: Tia sáng truyền theo phương ngang cho tia phản xạ từ phải qua trái Từ hình vẽ, ta có = = 480 => = 1800 = 1800 480 = 1320 Dựng phân giác IN của góc SIR ta có: (i ) ̂= (i) ̂=〖24〗0 Vì IN là phân giác cũng là pháp tuyến nên ta kẻ đường thẳng vuông góc với IN tại I ta được vị trí đặt gương PQ như hình vẽ Từ hình vẽ ta thấy góc QIR = 900 – 240 = 660 Vậy phải đặt gương phẳng hợp với phương nằm ngang một góc 240 3.2. 3. Dạng 3: Vẽ đường đi của một tia sáng xuất phát từ một điểm cho trước qua gương phẳng (hoặc hệ gương) rồi đi qua một điểm cho trước. Phương pháp giải : Dựa vào định luật phản xạ ánh sáng Dựa vào tính chất ảnh của một vật qua gương phẳng Bài tập 1: Cho một điểm sáng S nằm trước một gương phẳng G, M là một điểm cho trước. a. Hãy nêu cách vẽ một tia sáng từ S chiếu đến gương, phản xạ đi qua M. b. Có bao nhiêu tia sáng từ S đi qua M? Đối với bài toán này giáo viên có thể hướng dẫn học sinh tìm ra 2 cách giải: Cách 1: Vì tia tới xuất phát từ điểm S nên tia phản xạ của nó sẽ có đường kéo dài đi qua ảnh ảo S’của S qua gương. Mặt khác theo yêu cầu của đề ra tia phản xạ phải đi qua M do đó tia phản xạ vừa đi qua S’ và M nên ta có cách vẽ: + Vẽ ảnh S’ của S qua gương + Nối S’ với M cắt gương tại I là điểm tới. + Nối S với I thì SI là tia tới, IM là tia phản xạ. Cách 2: Muốn tia phản xạ đi qua M thì tia tới gương phải đi qua M’ là ảnh của M qua gương. Mặt khác tia tới xuất phát từ S nên ta có cách dựng sau: Vẽ ảnh M’ của M qua gương Nối M’ với S cắt gương tại I thì SI là tia tới và IM là tia phản xạ cần vẽ. b. Có 2 tia sáng từ S tới M Tia 1: Tia truyền trực tiếp từ S tới M Tia 2: Tia xuất phát từ S chiếu đến gương sau đó phản xạ đi qua M (như hình vẽ) Từ 2 cách giải bài tập cơ bản ở bài 1 học sinh sẽ nhận thấy 2 cách vẽ đó trùng nhau, từ đó giáo viên có thể phát triển dạng bài tập áp dụng cho hệ 2 gương và hệ 3,4 gương kết hợp thêm các câu hỏi có liên quan đến chứng minh hoặc tính toán một số đại lượng góc hoặc độ dài đường đi các tia sáng. Bài tập 2: Cho 2 gương phẳng M và N hợp với nhau môt góc và có mặt phản xạ hướng vào nhau A,B là hai điểm nằm trong khoảng 2 gương. Hãy trình bày cách vẽ đường đi của tia sáng từ A phản xạ lần lượt trên 2 gương M,N rồi truyền đến B trong các trường hợp sau: là góc nhọn là góc tù Hướng dẫn giải: Gọi A’ là ảnh của A qua M, B’ là ảnh của B qua N Tia phản xạ từ I qua gương M có đường kéo dài qua A’. Để tia phản xạ qua gương N thì J đi qua điểm B, thì tia tới tại J có đường kéo dài đi qua B’. Từ đó trong 2 trường hợp trên ta có cách vẽ sau: + Dựng ảnh A’ của A qua gương M ( A’ đối xứng với A qua M) + Dựng ảnh B’ của B qua gương N ( B’ đối xứng với B qua N) + Nối A’B’ cắt gương M,N lần lượt tại I và J + Tia AIJB là tia cần vẽ. Chú ý: Đối với hai điểm A,B cho trước. Bài toán chỉ vẽ được khi A’B’ cắt cả hai gương M,N. ( đối với bài toán này ta còn có cách vẽ khác ) Bài tập 3: Hai gương phẳng M1 , M2 đặt song song có mặt phản xạ quay vào nhau. Cách nhau một đoạn d. Trên đường thẳng song song với hai gương có hai điểm S, O với các khoảng cách được cho như hình vẽ. Hãy trình bày cách vẽ một tia sáng từ S đến gương M1 tại I, phản xạ đến gương M2 tại J rồi phản xạ đến O Tính khoảng cách từ I đến A và từ J đến B Hướng dẫn giải: a. Chọn S1 đối xứng với S qua gương M1, chọn O1 đối xứng O qua gương M2 , nối S1O1 cắt gương M1 tại I , gương M2 tại J. Nối SIJO ta được tia cần vẽ. b. S1AI ~ S1BJ AI = .BJ (1) Xét S1AI ~ S1HO1 AI = thay vào (1) ta được BJ =
SKKN: “Phân dạng số tập gương phẳng vật lí 7” I NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI Tên đề tài: “ Phân dạng số tập gương phẳng vật lí ” Lí chọn đề tài: Môn vật lý mơn quan trọng nhà trường phổ thơng Nó có khả to lớn việc rèn luyện cho học sinh tư logic biện chứng khoa học, hình thành học sinh niềm tin chất khoa học tượng, quy luật vật lý, khả ứng dụng khoa học kỹ thuật vào thực tiễn sống Học tốt môn vật lý góp phần học tốt mơn học khác mơn tốn, cơng nghệ, sinh học….,góp phần nâng cao hiệu chất lượng giáo dục nhà trường Để học tốt môn vật lý, song song với việc nắm vững lý thuyết , học sinh cần phải có kỹ giải tập, để từ giúp em hiểu sâu hơn, nhớ lâu kiến thức, tạo kiện cho em hoàn thiện mặt nhận thức tích lũy vốn tri thức cho Qua thực tế nhiều năm giảng dạy môn Vật lý ôn thi học sinh giỏi mơn vật lí, thân nhận thấy học sinh khối với vốn kiến thức ỏi ỏi kinh nghiệm với thực tế tượng quang học xung quanh em Do việc nhận dạng tập giải tập gương phẳng rèn kỹ giải tập gương phẳng thực khó khăn khơng nhỏ với học sinh Mặt khác phần gương phẳng phận kiến thức quan trọng chương quang học, tập phần gây cho đa số em khơng khó khăn, lúng túng, nhìn chung em giải tập phần mang tính kỹ thuật tư Nếu em hướng dẫn điểm lý thuyết, cách nhân dạng giải dạng tập gương phẳng vẽ ảnh vật … em có kỹ giải tập gương phẳng cách rõ ràng hiệu Từ lý kinh nghiệm giảng dạy nhiều năm môn vật lý 7, khiến định mạnh dạn chọn đề tài “ Phân dạng số tập gương phẳng vật lí 7” để viết sáng kiến kinh nghiệm nhằm giúp em nâng cao kỹ giải tập gương phẳng, góp phần nâng cao chất lượng mơn vật lý nói riêng chất lượng giáo dục nói chung Phạm vi, thời gian thực đề tài - Phạm vi thực đề tài mơn Vật lí qua số tập quang học - Nêu phương pháp giải số tập quang học SKKN: “Phân dạng số tập gương phẳng vật lí 7” - Thời gian thực đề tài: Năm học 2019 - 2020 II QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI ( Khảo sát thực tế) Thực trạng thực tế chưa thực đề tài * Cơ sở lí luận Giải tập vật lý giúp em khắc sâu phần lý thuyết Thông qua việc giải tập, tạo điều kiện cho em vận dụng kiến thức cách linh hoạt để tự giải tình cụ thể khác nhau, phát huy tính tự giác, độc lập học tập Giải tập vật lý phương tiện để phát triển tư duy, óc sáng tạo, tính tự lực, vượt khó, cẩn trọng, giúp em có lực giải nhiệm vụ học tập tình thực tiễn Học làm tập vật lí khơng giúp học sinh hiểu cách sâu sắc đầy đủ kiến thức quy định chương trình mà cịn giúp em vận dụng kiến thức để giải nhiệm vụ học tập vấn đề mà thực tiễn đặt Muốn đạt điều đó, phải thường xuyên rèn luyện cho học sinh kĩ vận dụng kiến thức tập vào sống hàng ngày Trong nhiều trường hợp người giáo viên trình bày tài liệu cách mạch lạc, phát biểu định luật xác, làm thí nghiệm yêu cầu có kết xác điều kiện cần chưa đủ để học sinh hiểu nắm sâu sắc kiến thức Chỉ thông qua việc giải tập vật lí hình thức hay hình thức khác nhằm tạo điều kiện cho học sinh vận dụng kiến thức dã học để giải tình cụ thể kiến thức trở nên sâu sắc hoàn thiện Phần Quang học khơng có chương trình vật lý mà cịn học chương trình vật lý 9, việc hướng dẫn cho học sinh có kỹ giải tập gương phẳng giúp cho em học tốt phần mà giúp cho em học tốt phần Quang học lớp Vì vậy, việc giúp học sinh có kỹ giải tập gương phẳng nói riêng tập vật lý nói chung góp phần nâng cao chất lượng môn học Vật lý, nhằm đào tạo nguồn nhân lực có đủ kiến thức lực, đáp ứng đòi hỏi, yêu cầu ngày cao xã hội * Cơ sở thực tiễn SKKN: “Phân dạng số tập gương phẳng vật lí 7” Qua q trình giảng dạy mơn vật lí trường Tơi nhận thấy để giải tập gương phẳng chương quang học Vật lí em gặp nhiều khó khăn việc nhận dạng tập để áp dụng phương pháp giải hợp lí, từ dẫn đến em tự tin thiếu tích cực học tập Trong trình giảng dạy tơi đưa nhiều phương pháp nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho em trình giải làm tập, phương pháp có ưu điểm nhược điểm định Nhìn trung em lửa tuổi vấn đề giải chữa tập thường gặp khó khăn em chưa có kỹ nhận dạng tập vận dụng kiến thức Vật lí vào tập cụ thể Vì em giải tập cách mị mẫm, khơng có định hướng rõ ràng, áp dụng máy móc nên nhiều giải không hiệu Từ sở trên, nhận thấy để giải vấn đề sau cung cấp lí thuyết cho học sinh xong ta nên phân loại tập theo dạng cho học sinh, với dạng áp dụng kiến thức phương pháp cụ thể để có hiệu tốt Số liệu điều tra trước thực đề tài Qua trình khảo sát chất lượng đầu năm mơn Vật lí lớp 7A, 7B, 7C kết sau: Lớp Sĩ số 7A Giỏi Khá Trung bình Yếu SL % SL % S L % SL % 35 14,2 % 17,1 % 28,7 % 14 40% 7B 36 16,7 % 13,9 % 27,7 % 15 41,7 % 7C 35 14,2 % 17.1 % 28,7 % 14 40% TS 106 16 15.1 % 16 15.1 % 29.2 % 43 40.6 % Thực chất ba lớp học, số lượng em biết làm tập vật lí Giờ làm chất lượng chưa cao, chưa biết định hướng chung phương pháp học lý thuyết phương pháp giải tập vật lý Các em chưa nắm vững kiến thức, gặp khơng khó khăn việc vẽ ảnh vật tạo SKKN: “Phân dạng số tập gương phẳng vật lí 7” gương phẳng hồn thiện u cầu khác đề Đặc biệt khả vận dụng kỹ quan sát, tìm hiểu sống xung quanh em hạn chế Các giải pháp thực ( nội dung chủ yếu đề tài) 3.1 Tóm tắt lí thuyết 3.1.1 Khái niệm - Ta nhận biết ánh sáng có ánh sáng vào mắt ta - Ta nhìn thấy vật có ánh sáng từ vật truyền đến mắt ta - Trong mơi trường suốt đồng tính ánh sáng truyền theo đường thẳng - Đường truyền ánh sáng biểu diễn đường thẳng có hướng gọi tia sáng - Nguồn sáng có kích thước nhỏ, sau vật chắn sáng có vùng tối - Nguồn sáng có kích thước lớn, sau vật chắn sáng có vùng tối vùng nửa tối - Định luật phản xạ ánh sáng: + Tia phản xạ nằm mặt phẳng chứa tia tới đường pháp tuyến gương điểm tới + Góc phản xạ góc tới Biểu diễn gương phẳng, tia sáng tên gọi thành phần hình vẽ: Gương phẳng (M), điểm tới I S Tia tới SI Tia phản xạ IR Đường pháp tuyến IN M Góc tới SIN =i Góc phản xạ NIR = i/ - Tính chất ảnh vật tạo gương phẳng: + Là ảnh ảo không hứng + Ảnh lớn vật N i i ’ R SKKN: “Phân dạng số tập gương phẳng vật lí 7” + Ảnh vật đối xứng với qua gương phẳng + Các tia sáng từ điểm sáng S tới gương phẳng cho tia phản xạ có đường kéo dài qua ảnh ảo S/ - Cách vẽ ảnh ảnh vật tạo gương phẳng: cách + Áp dụng định luật phản xạ ánh sáng + Áp dụng tính chất ảnh - Vùng nhìn thấy gương: Là khoảng khơng gian nằm giới hạn đường sinh hình chóp có đỉnh ảnh mắt đáy gương phẳng (M vị trí đặt mắt, M/ ảnh mắt) M’ Vùng nhìn thấy gương M 3.1.2 Cách vẽ ảnh vật sáng qua gương phẳng - Muốn vẽ ảnh vật sáng qua gương phẳng ta phải vẽ ảnh tất điểm vật nối lại - Trường hợp vật đoạn thẳng ta cần vẽ ảnh hai điểm đầu cuối nối lại 3.2 Các dạng tập 3.2 Dạng 1: Bài tập truyền thẳng ánh sáng (dạng tập nhằm khắc sâu nội dung định luật phản xạ ánh sáng) Bài tập 1: Chiếu tia sáng SI lên gương phẳng M hình vẽ S a Hãy vẽ tia phản xạ IR b Tính giá trị góc phản xạ c Giữ nguyên tia tới SI, muốn thu 300 tia phản xạ có hướng thẳng đứng từ xuống M phải đặt gương nào? Vẽ hình minh họa Hướng dẫn giải I SKKN: “Phân dạng số tập gương phẳng vật lí 7” a Cách vẽ tia phản xạ IR(áp dụng tính chất ảnh vật tạo gương phẳng) Vẽ ảnh S’ đối xứng với S qua gương phẳng N S Vì tia phản xạ có đường kéo dài qua ảnh S’ nên ta nối S’ với I, kéo dài phía M trước gương ta tia phản xạ IR R 30 I b Tính giá trị góc phản xạ: S’ Từ I ta dựng đường pháp tuyến IN Ta có: SIN = MIN – SIM= 900 – 300 = 600 Theo định luật phản xạ ánh sáng, góc phản xạ góc tới, nên NIR= SIN=600 Vậy góc phản xạ 600 c Tìm vị trí đặt gương phẳng: S - Giữ nguyên tia tới SI - Vẽ tia phản xạ IR có hướng từ xuống N I i - Vẽ pháp tuyến IN đường phân giác SIN góc i’ R - Vẽ gương phẳng vng góc với pháp tuyến I IN Bài tập2: Chùm sáng mặt trời xem chùm sáng song song chiếu xiên lên mặt đất, hợp với mặt đất góc 45 Một cọc cắm thẳng đứng mặt đất, phần cọc nhô lên mặt đất cao 1m Tính độ dài bóng cọc mặt đất Nhận xét: Những tia sáng bị vật chắn lại sau vật tạo thành bóng vật Hướng dẫn giải Từ hình vẽ: Gọi chiều cao cọc mặt đất Là AB, bóng cọc mặt đất AB' B xét tam giác ABB’ có góc B’ 450 A nên cân A => AB = AB’ = 1m 450 B’ SKKN: “Phân dạng số tập gương phẳng vật lí 7” Vậy độ dài bóng cọc AB’ = 1m Bài tập 3: Người ta dự định mắc bóng đèn góc trần nhà hình vuông, cạnh 4m quạt trần nhà, quạt trần có sải cánh 0,8m (khoảng cách từ trục đén đầu cánh), biết trần nhà cao 3,2m tính từ mặt sàn Hãy tính tốn thiết kế cách treo quạt trần để quạt quay khơng có điểm mặt sàn loang loáng Hướng dẫn giải: Để quạt quay, không điểm sàn bị sáng loang lống bóng đầu mút quạt in tường tối đa đến chân tường C D Vì nhà hình hộp vng, ta xét trường hơph cho bóng, bóng cịn lại tương tự (Xem hình vẽ bên) Gọi L đường chéo trần nhà : L = 5,7m Khoảng cách từ bóng đèn đến chân tường đối diện : S1D = T điểm treo quạt, O tân quay cánh quạt A, B đầu mút cánh quạt quay Xét S1IS3 ta có Khoảng cách từ quạt đến điểm treo : OT= IT – OI = 1,6 – 0,45 = 1,15m Vậy quạt phải treo cách trần nhà tối đa 1,15m Bài tập tham khảo Bài 1: Chiếu 1tia sáng SI theo phương nằm ngang đến gương phẳng để tai phản xạ chiếu xuống đáy giếng cần phải đặt gương phẳng hợp với phương nằm ngang góc bao nhiêu? Nêu cách vè vẽ hình để xác định vị trí đặt gương (Đáp số: 450) Bài 2: Một điểm sáng S cách khoảng cách SH = 1m Tại trung điểm m SH người ta đặt bìa hình trịn, vng góc với SH a Tính bán kính vùng tối bán kính bìa R = 10cm b Thay điểm sáng S hình sáng hình cầu có bán kính R = 2cm Tìm bán kính vùng tối vùng nửa tối (Đáp số: a 20 cm) SKKN: “Phân dạng số tập gương phẳng vật lí 7” Bài 3: Một điểm sáng đặtcách khoảng 2m, điểm sáng nàm người ta đặt đĩa chắn sáng hình trịn cho đĩa song song với điểm sáng nằm trục qua tâm vng gọc với đĩa a.Tìm đường kính bóng đen in màn, biết đường kính đĩa 20cm đĩa cách điểm sáng 50cm b.Cần di chuyển đĩa theo phương vuông gọc với đoạn bao nhiêu, theo chiều để đường kính bóng đen giảm nửa? c Biết đĩa di chuyển với vận tốc 2m/s Tìm vận tốc thay đổi đường kính bóng đen 3.2 Dạng 2: Xác định cách bố trí gương phẳng Bài tập 1: Tia sáng Mặt trời nghiêng góc =480 so với phương ngang Cần đặt gương phẳng để đổi phương tia sáng thành phương nằm ngang? - Nhận xét: Ta giải tốn theo bước sau: - Xác định góc , góc hợp tia tới tia khúc xạ - Xác định phân giác góc - Kẻ đường vng góc với phân giác tai điểm tới ta nét gương - Vận dụng phép tính hình học xác đinh số đo góc - Khẳng định vị trí đặt gương Lưu ý: - Tia sáng chiếu theo phương ngang có hai chiều truyền: Từ trái sang phải từ phải sang trái - Kiến thức giải toán: Địnhluật phản xạ ánh sáng, phép tốn đo góc hình học Hướng dẫn giải: Gọi , góc hợp tia sáng mặt trời với phương ngang góc hợp tia tới với tia phản xạ ( hình 1) S Hình I R Trường hợp 1: Tia sáng truyền theo phương ngang cho tia phản xạ từ trái sang phải Ta có: + = 1800 SKKN: “Phân dạng số tập gương phẳng vật lí 7” S => = 1800 - = 1800 - 480 = 1320 N Dựng phân giác IN góc SIR ta có: i= i’= 660 P i i' R I Q Vì IN phân giác pháp tuyến nên ta kẻ đường thẳng vng góc với IN I, ta vị trí đặt gương phẳng PQ hình vẽ Ta có: Ỵ = 900 – i’= 900 – 660 = 240 Vậy phải đặt gương phẳng hợp với phương nằm ngang góc 240 Trường hợp 2: Tia sáng truyền theo phương ngang cho tia phản xạ từ phải qua trái Từ hình vẽ, ta có = = 480 => = 1800 - = 1800 - 480 = 1320 Dựng phân giác IN góc SIR ta có: Vì IN phân giác pháp tuyến nên ta kẻ đường thẳng vng góc với IN I ta vị trí đặt gương PQ hình vẽ Từ hình vẽ ta thấy góc QIR = 900 – 240 = 660 Vậy phải đặt gương phẳng hợp với phương nằm ngang góc 240 3.2 Dạng 3: Vẽ đường tia sáng xuất phát từ điểm cho trước qua gương phẳng (hoặc hệ gương) qua điểm cho trước * Phương pháp giải : - Dựa vào định luật phản xạ ánh sáng - Dựa vào tính chất ảnh vật qua gương phẳng Bài tập 1: Cho điểm sáng S nằm trước gương phẳng G, M điểm cho trước a Hãy nêu cách vẽ tia sáng từ S chiếu đến gương, phản xạ qua M b Có tia sáng từ S qua M? Đối với tốn giáo viên hướng dẫn học sinh tìm cách giải: Cách 1: SKKN: “Phân dạng số tập gương phẳng vật lí 7” Vì tia tới xuất phát từ điểm S nên tia phản xạ có đường kéo dài qua ảnh ảo S’của S qua gương Mặt khác theo yêu cầu đề tia phản xạ phải qua M tia phản xạ vừa qua S’ M nên ta có cách vẽ: + Vẽ ảnh S’ S qua gương S + Nối S’ với M cắt gương I điểm tới M + Nối S với I SI tia tới, IM tia phản xạ I Cách 2: Muốn tia phản xạ qua M tia tới gương phải qua M’ ảnh M qua gương Mặt khác tia tới xuất phát từ S nên ta có cách dựng sau: - Vẽ ảnh M’ M qua gương S’ ’’’ S - Nối M’ với S cắt gương I SI tia tới IM tia phản xạ cần vẽ M b Có tia sáng từ S tới M - Tia 1: Tia truyền trực tiếp từ S tới M I - Tia 2: Tia xuất phát từ S chiếu đến gương sau phản xạ qua M (như hình vẽ) M’ * Từ cách giải tập học sinh nhận thấy cách vẽ trùng nhau, từ giáo viên phát triển dạng tập áp dụng cho hệ gương hệ 3,4 gương kết hợp thêm câu hỏi có liên quan đến chứng minh tính tốn số đại lượng góc độ dài đường tia sáng Bài tập 2: Cho gương phẳng M N hợp với môt góc có mặt phản xạ hướng vào A,B hai điểm nằm khoảng gương Hãy trình bày cách vẽ đường tia sáng từ A phản xạ gương M,N truyền đến B trường hợp sau: a góc nhọn b góc tù Hướng dẫn giải: Gọi A’ ảnh A qua M, B’ ảnh B qua N 10 SKKN: “Phân dạng số tập gương phẳng vật lí 7” A' � I A � (M1 ) (M1 ) α A � � A' Tia phản xạ từ I qua gương M có đường kéo dài qua A’ Để tia phản xạ qua gương N J qua điểm B, tia tới J có đường kéo dài qua B’ Từ trường hợp ta có cách vẽ sau: B � J I (M ) α J (M ) A'' � B � � B' + Dựng ảnh A’ A qua gương M ( A’ đối xứng với A qua M) + Dựng ảnh B’ B qua gương N ( B’ đối xứng với B qua N) + Nối A’B’ cắt gương M,N I J + Tia AIJB tia cần vẽ Chú ý: Đối với hai điểm A,B cho trước Bài toán vẽ A’B’ cắt hai gương M,N ( toán ta cịn có cách vẽ khác ) Bài tập 3: Hai gương phẳng M1 , M2 đặt song song có mặt phản xạ quay vào Cách đoạn d Trên đường thẳng song song với hai gương có hai điểm S, O với khoảng cách cho hình vẽ a Hãy trình bày cách vẽ tia sáng từ S đến gương M1 I, phản xạ đến gương M2 J phản xạ đến O b Tính khoảng cách từ I đến A từ J đến B Hướng dẫn giải: a Chọn S1 đối xứng với S qua gương M1, chọn O1 đối xứng O qua gương M2 , nối S1O1 cắt gương M1 I , gương M2 J Nối SIJO ta tia cần vẽ b S1AI ~ S1BJ AI = BJ (1) Xét S1AI ~ S1HO1 11 SKKN: “Phân dạng số tập gương phẳng vật lí 7” AI = thay vào (1) ta BJ = Bài tập 4: Ba gương phẳng (G1), (G21), (G3) lắp thành lăng trụ đáy tam giác cân hình vẽ Trên gương (G1) có lỗ nhỏ S Người ta chiếu chùm tia sáng hẹp qua lỗ S vào bên theo phương vng góc với (G1) Tia sáng sau phản xạ gương lại ngồi qua lỗ S khơng bị lệch so với phương tia chiếu vào Hãy xác định góc hợp cặp gương với Hướng dẫn giải: Vì sau phản xạ gương, tia phản xạ ló ngồi lỗ S trùng với tia chiếu vào Điều cho thấy mặt phản xạ có trùng tia tới tia ló Điều xảy tia KR tới gương G3 theo hướng vng góc với mặt gương Trên hình vẽ ta thấy : Tại I : = Tại K: Mặt khác = Do KRBC Trong ABC có Bài tập tham khảo Bài 1: Cho hai gương phẳng G1 G2 vng góc vơi nhau, S điểm sáng, M điểm cho trước hai gương a Nêu cách vẽ tia sáng xuất phát từ S, chiếu đến gương G phản xạ đến gương G2 Có tia sáng từ S chiếu đến M b CMR tia tới gương G1 song song với tia sáng phản xạ gương G Hãy vẽ tia sáng Bài 2: Bốn gương phẳng đặt cách hình vẽ, vẽ đường tia sáng từ A phản xạ gương G1, G2, G3, G4 (mỗi gương lần) qua điểm B (G4) A (G1) 12 (G3) B (G2) SKKN: “Phân dạng số tập gương phẳng vật lí 7” Bài 3: Một người cao 1,65m đứng đối diện với gương phẳng hình chữ nhật treo thẳng đứng Mắt người cách đỉnh đầu 15cm a Mép gương cách mặt đất để người nhìn thấy ảnh chân gương? b Mép gương cách mặt đất nhiều để người thấy ảnh đỉnh đầu gương? c Tìm chiều cao tối thiểu gương để người nhìn thấy tồn thể ảnh gương d Các kết có phụ thuộc vào khỏng cách từ người tới gương khơng? sao? 3.2 Dạng 4: Bài tập cách xác định vùng nhìn thấy ảnh điểm sáng, vật sáng qua gương phẳng (thị trường gương) Bài tập 1: Một điểm sáng S đặt trước gương phẳng AB Dùng phép vẽ xác định vùng đặt mắt để nhìn thấy ảnh S tạo gương Hướng dẫn giải: Từ S vẽ chùm tia tới lớn SM, SN đến S P2 gương, cho chùm tia phản xạ MP1 NP2 Miền không gian giới hạn hai tia phản xạ MP NP2 trước mặt gương vùng đặt mắt để nhìn M P N thấy ảnh S’ S qua gương S’’ Bài tập 2: Môt người cao 1,7m mắt người cách đỉnh đầu 10cm Để người nhìn thấy tồn ảnh gương phẳng chiều cao tối thiểu gương mét? Mép gương phải cách mặt đất mét? Hướng dẫn giải: Vật AB ( người) qua gương phẳng cho ảnh A’B’ đối xứng Để người thấy tồn ảnh kích thước nhỏ vị trí đặt B' gương phải thỏa mãn đường tia sáng B I hình vẽ M Vì IK đường trung bình K 13 A H A' SKKN: “Phân dạng số tập gương phẳng vật lí 7” => IK = Vì KH đường trung bình => KH = Vậy chiều cao trung bình gương 0,85m gương cách mặt đất tối đa 0,8m Bài tập tham khảo Bài 1: Hai người M N đứng trước gương phẳng hình vẽ a Bằng hình vẽ xác định vùng quan sát dược ảnh người Từ cho biết hai người có nhìn thấy gương khơng? b Nếu hai người tiến đến gương với vận tốc theo phương vng góc họ có nhìn thấy gương không? 1m 1m Q P 0,5m 1m M N Bài 2: Cho gương phẳng GG’ vật sáng AB đặt trước gương Bằng cách vẽ xác định phạm vi khơng gian mà dó ta nhìn thấy tồn ảnh vật qua gương 3.2 Dạng 5: Xác định số ảnh, vị trí vật qua gương phẳng Phương pháp: Dựa vào tính chất ảnh vật qua gương phẳng: Ảnh vật qua gương phẳng vật cách vật khoangt tuwg vật đến gương (ảnh vật đối xứng qua gương phẳng) Bài tập 1: Hai gương phẳng (G1) (G2) hợp với góc = 500 Một vật sáng nhỏ S đặt góc tạo hai gương, nằm mặt phẳng phân giác hai gương, có tất ảnh qua gương này? (G1 )dẫn giải: (G ) Hướng S S1 S2 (G1 ) (G )quá trình (Gtạo Có hai ảnh: (G1 ) 1) S Sa Sb 180 Ta thấy: 50 = 3,6 S3 Sc (Sb ) nên số ảnh 3x2+1 = ảnh Vì lí đối xứng nên ảnh Phần lẻ 0,6 > 0,5 � (S1 ) (S3 ) phải nằm vịng trịn O bán kính OS Vịng tròn cắt G A cắt � tâm � (G1 ) G2 B A (S ) trình 1: Xét � (Sd ) �S O (G ) (G1 ) (G1 ) S S1 S2 B � (Sc ) � (G ) � (Sa ) (S2 ) S3 14 SKKN: “Phân dạng số tập gương phẳng vật lí 7” =>Góc AOS1 250 Vùng sau hai gương 3 750 2 3 5 1250 2 =>Góc BOS2 = góc BOS1 = =>Góc AOS3 = góc AOS2 = (G ) (B) S3 S4 : góc BOS4= gócBOS3 = 5 7 1750 2 Vậy S4 ảnh cuối (vì 1750 < 1800) Trong trình điểm S cho ta ảnh Xét trình 2: Lập luận tương tự ta ảnh S a , Sb , Sc , Sd Nhưng ảnh Sd trùng với ảnh S4 nên ảnh Bài tập 2: Hai gương phẳng AB CD chiều dài l=50cm, đặt đối diện nhau, mặt phản xạ hướng vào nhau, song song với cách khoảng a Một điểm sáng S nằm hai gương, cách hai gương, ngang với hai mép AC (như B hình vẽ) Mắt người quan sát đặt điểm M M cách hai gương cách S khoảng SM = 59cm trông thấy ảnh S? D Hướng dẫn giải: A S C (G1 ) (G1 )quá trình (Gtạo Có hai ) ảnh: S S (G ) Sa (G1 ) Sb (G1 ) S1 Sc S2 S3 Vì hai gương đặt song song nên số ảnh vơ hạn, nhiên mắt nhìn thấy ảnh có tia phản xạ tới mắt, nghĩa nhìn thấy ảnh nằm đoạn thẳng PQ, P Q giao điểm đường thẳng MB MD với đường thẳng qua A C Ta có: 15 SKKN: “Phân dạng số tập gương phẳng vật lí 7” SM SP SP = 59 AB AP SP- a � => SP= 18 3,3a Vì lý đối xứng ta có: SQ =SP �3,3a Vậy mắt nhìn thấy ảnh thứ n cho trình SSn< 3,3a Bài tập tham khảo Bài 1: Một diểm sáng S đặt trước gương phẳng G Nếu quay gương quanh O phía S góc ảnh S di chuyển đường có hình dạng nào? Và dài Biết SO = 10cm Bài 2: Một bóng đèn đặt cách tủ gương 1,5m nằm trục mặt gương Quay cánh tủ quanh lề gọc 300 Trục gương cách lề 80cm a Ảnh S S di chuyển quỹ đạo nào? b Tính đường ảnh 3.2 Dạng 6: Xác định vận tốc ảnh qua gương vật chuyển động gương gương quay Bài tập1: Chiếu tia sáng hẹp SI tới gương phẳng Nếu giữ nguyên tia cho gương quay gốc quanh trục qua điểm tới vng góc với tia tới tia phản xạ quay gốc bao nhiêu? Hướng dẫn giải: N S N' i R Khi cố định tia sáng SI, quay gương góc tia phản xạ quay từ vị trí IR đến vị trí IR’ Góc quay tia phản xạ góc RIR’ R' Ta có: Góc RIR’ = góc SIR’ – góc SIR I Mà : Góc SIR’ = , mà góc SIR = 2i => Góc RIR’ = = Bài tập 2: Chiếu tia sáng hẹp SI vào gương phẳng Nếu giữ nguyên tia SI cho gương quay gốc quanh trục qua điểm đầu mút O gương góc quay tia phản xạ tính nào? Hướng dẫn giải: 16 SKKN: “Phân dạng số tập gương phẳng vật lí 7” Hình vẽ khác so với ban đâu, cách tính góc quay khác N S O i Vận dụng tính chất góc hình học R N' I i' β I' J O' khác tam giác để tính góc quay β tia phản xạ R' tam giác JII’ ta có: góc R’I’I = 2i’ = (tính chất góc ngồi tam giác) => β=2i' - 2i =2(i' - i) (*) Mặt khác, xét ΔO'II' , ta có: I thay vào biểu thức (*) ta được: Khi quay gương phẳng góc quanh trục quay vng góc với tia tới tia phản xạ quay góc Bài tập 3: Một người có chiều cao h, đứng đèn treo độ cao H (H > h) Người bước với vận tốc v Hãy xác định chuyển động bóng đỉnh đầu in mặt đất Hướng dẫn giải: Các tia sáng bị chặn lại người tạo khoảng tối mặt đất, bóng S người Xét khoảng thời gian t, người dịch chuyển đoạn C1C2 Bóng đỉnh đầu dịch chuyển đoạn C1D’2 Xét SC1D’2 D2C2D’2 ta có D2 H D1 h = = V= =v C1 C2 D2’ Bài tập 3: Cho gương phẳng hình vng cạnh a đặt thẳng đứng sàn nhà, mặt hướng vào tường song song với tường Trên sàn nhà,sát chân tường, trước gương có nguồn sáng S a Xác định kích thước vệt sáng tường chùm tia phản xạ từ gương tạo nên 17 SKKN: “Phân dạng số tập gương phẳng vật lí 7” b Khi gương dịch chuyển với vận tốc v vng góc với tường (sao cho gương ln vị trí thẳng đứng song song với tường) ảnh S’ S kích thước vệt sáng thay đổi nào? Giải thích Tìm vận tốc ảnh S’ Hướng dẫn giải: a Xét phản xạ ánh sáng từ gương nằm mặt phẳng thẳng đứng (như hình vẽ) B’ B Xét có AB đường trung bình tam giác nên SB’ = 2AB =2a Vậy vệt sáng tường hình vng cạnh 2a S’ A A’ b Điểm sáng S dịch chuyển lại gần gương Lúc ảnh S’ S di chuyển lại gần gương với vận tốc Mặt khác Khi S’ dịch chuyển lại gần gương vệt sáng tường tăng lên(vẫn hình vng) Bài tập tham khảo Bài 1: Chiếu tia sáng SI tới gương phẳng G Nếu quay tia xung quanh điểm S góc tia phản xạ quay góc bao nhiêu? Bài 2: Hai gương phẳng G1 G2 có mặt phản xạ hợp vơi góc 60 Chếu tia sáng SI tới gương G tia phản xạ theo IJ phản xạ G theo JK Tính góc hợp tia SI JK 18 SKKN: “Phân dạng số tập gương phẳng vật lí 7” IV KẾT QUẢ THỰC HIỆN CĨ SO SÁNH ĐỐI CHỨNG Sau q trình thực đề tài “ Phân dạng số tập gương phẳng vật lí ” Xét thực tế, tơi thấy việc thực đề tài đem lại kết tương đối khả quan Bản thân nhận thấy học sinh có bươc tiến mới, biết nhận dạng tập nhanh hơn, biết vận dụng kiến thức để giải tập thành thạo Học sinh biết làm tập bản, biết vẽ ảnh, biết tính tốn đại lượng mà tốn u cầu Số học sinh tích cực chủ động giải tập quang học tăng lên đặc biệt học sinh có hứng thú nhiều với mơn vật lí Bằng cách hệ thống hóa phân loại dạng tập củng cố, khắc sâu kiến thức, phát huy tính tích cực, sáng tạo học sinh, gây hứng thú cho học sinh học tập Bằng cách làm giúp học sinh say mê tìm tịi cách giải khác toán vận dụng cách linh hoạt thực tế Đặc biệt, số học sinh trước sợ học mơn vật lí, lười học em bắt đầu hứng thú môn khoa học * Kết khảo sát cuối năm học: Giỏi Khá Lớp Sĩ số SL % SL 7A 35 14 40% 10 7B 36 15 41,7% 7C 35 14 40% 10 TS 106 43 40.6% 29 Trung bình % 28,7 % 27,7 % 28,7 % 29.2 % SL 6 16 % 17,1 % 13,9 % 17.1 % 15.1 % Yếu SL % 17,1% 13,9% 17.1% 16 15.1% Có kết có đầu tư chun mơn, tích cực nghiên cứu sưu tầm tài liệu liên quan đến mơn vật lí Chủ động vận dụng cách linh hoạt buổi học Với nhiều năm kinh nghiệm giảng dạy môn vật lý 7, áp dụng giải pháp nêu nhận thấy kết giải tập gương phẳng học sinh có nhiều tiến bộ, đem lại kết cao Nhìn chung, đa số em nắm vững kiến thức gương phẳng, biết vẽ ảnh điểm sáng vật sáng đặt trước gương phẳng yêu cầu khác có liên quan Với đề tài góp phần nâng cao kỹ giải tập gương phẳng nói riêng tập Vật lý nói chung Mặt khác cịn sử dụng làm chuyên đề bồi dưỡng 19 SKKN: “Phân dạng số tập gương phẳng vật lí 7” học sinh giỏi, nhằm nâng cao mở rộng kiến thức cho em, góp phần đẩy mạnh phong trào mũi nhọn nhà trường V NHỮNG KIẾN NGHỊ VÀ ĐỀ NGHỊ SAU QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI Từ kinh nghiệm nhỏ bé nêu Tôi xin mạnh dạn đưa vài đề suất sau: - Để đạt hiệu cao, giải pháp giáo viên phải thường xuyên nghiên cứu tài liệu, kết hợp với phương tiện dạy học máy chiếu, hình ảnh trực quan…thì học sinh động gần gũi với thực tế - Đề tài áp dụng rộng rãi cho chương trình đại trà nâng cao, nhằm giúp học sinh nắm vững kiến thức làm kiểm tra có điều kiện để học tốt chương trình bồi dưỡng học sinh giỏi - Kính mong phận chun mơn, lãnh đạo nhà trường phòng giáo dục & đào tạo xem xét, thẩm định cho ý kiến phản hồi đề tài này, nhằm giúp tơi có điều kiện điều chỉnh để đề tài hoàn thiện * Lời kết Đề tài khai thác phần kiến thức hẹp gương phẳng chương trình vật lí THCS nhằm phân dạng số tập gương phẳng, phát huy tính sáng tạo, lực tư trí tưởng tượng học sinh, gây hứng thú học tập môn vật lí Bản thân tơi áp dụng cơng tác giảng dạy Kết cho thấy áp dụng phương pháp em xác định hướng làm cách nhanh chóng hơn, từ giải tốn cách đơn giản có hệ thống Trên vài kinh nghiệm cá nhân tơi Rất mong đóng góp bảo lãnh đạo chuyên môn cấp thầy cô đồng nghiệp để sáng kiến kinh nghiệm hồn thiện hơn, có hiệu năm giảng dạy Xin chân thành cảm ơn! Ngày 20 tháng năm 2020 Tác giả 20 SKKN: “Phân dạng số tập gương phẳng vật lí 7” NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ VÀ XẾP LOẠI CỦA HỘI ĐỒNG KHOA HỌC CƠ SỞ Hát Môn, ngày tháng .năm 2020 Chủ tịch hội đồng NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ VÀ XẾP LOẠI CỦA HỘI ĐỒNG KHOA HỌC HUYỆN PHÚC THỌ Phúc Thọ, ngày tháng .năm 2020 Chủ tịch hội đồng 21 SKKN: “Phân dạng số tập gương phẳng vật lí 7” Tài liệu tham khảo: 200 tập vật lý chọn lọc- nhà xuất Đại học quốc gia Hà Nội Tác giả: Vũ Thanh Khiết 200 tập vật lý chọn lọc- nhà xuất Đại học quốc gia Hà Nội Tác giả: Vũ Thanh Khiết 500 tập vật lý thcs - nhà xuất Đại học quốc gia Hà Nội Tác giả: Th.S Phan Hoàng Văn Bài tập nâng cao Vật lý THCS- Nhà xuất Đà Nẵng Tác giả: Phan Hoàng Văn - Trương Thọ Lương - Lê Nga Mỹ Giáo trình phương pháp dạy học Vật lý- Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng Bài tập vật lý THCS – NXB Đại học Quốc gia TPHCM 22 SKKN: “Phân dạng số tập gương phẳng vật lí 7” MỤC LỤC TRANG I NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI 1: Tên đề tài Lí chọn đề tài phạm vi,thời gian thực đề tài II QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI Thực trạng thực tế chưa thực đề tài 2 Số liệu điều tra trước thực đề tài 3 Các giải pháp thực 3.1 Tóm tắt lí thuyết 3.2.Các dạng tập gương phẳng ( có dạng) III KẾT QUẢ THỰC HIỆN CÓ SO SÁNH ĐỐI CHỨNG 18 IV NHỮNG KIẾN NGHỊ VÀ ĐỀ NGHỊ SAU QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 19 23 .. .SKKN: “Phân dạng số tập gương phẳng vật lí 7” - Thời gian thực đề tài: Năm học 2019 - 2020 II QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI ( Khảo sát thực tế)... nằm ngang? - Nhận xét: Ta giải tốn theo bước sau: - Xác định góc , góc hợp tia tới tia khúc xạ - Xác định phân giác góc - Kẻ đường vng góc với phân giác tai điểm tới ta nét gương - Vận dụng... xạ 600 c Tìm vị trí đặt gương phẳng: S - Giữ nguyên tia tới SI - Vẽ tia phản xạ IR có hướng từ xuống N I i - Vẽ pháp tuyến IN đường phân giác SIN góc i’ R - Vẽ gương phẳng vng góc với pháp tuyến