1. Trang chủ
  2. » Giáo án - Bài giảng

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

22 13 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Cấu trúc

  • DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

  • Phần I. GIỚI THIỆU CHUNG

    • 1. Lời giới thiệu

    • 3. Tác giả sáng kiến:

    • 5. Lĩnh vực áp dụng: Áp dụng trong giảng dạy môn vật lý lớp 12 và ôn thi THPT quốc gia.

  • Phần II: NỘI DUNG

    • I. Thực trạng vấn đề

    • II. Các biện pháp để giải quyết vấn đề.

    • 1. 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 trong va chạm

    • 2. Bài toán va chạm trong dao động điều hòa

    • 3. Bài tập vận dụng

    • III. Đánh giá hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm.

  • Phần III : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

    • I. Kết luận

    • II. Kiến nghị

Nội dung

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 các định luật bảo tồn để giải một số bài tốn dao động cơ DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt ĐL Ý nghĩa Định luật SKKN  Sáng kiến kinh nghiệm SGK Sách giáo khoa SBT Sách bài tập THPT Trung học phổ thơng SKKN: Vận dụng các định luật bảo tồn để giải một số bài tốn dao động cơ MỤC LỤC SKKN: Vận dụng các định luật bảo tồn để giải một số bài tốn dao động cơ BÁO CÁO KẾT QUẢ  NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN Phần I. GIỚI THIỆU CHUNG 1. Lời giới thiệu Vật lí có vai trị rất quan trọng trong việc hình thành, phát triển tư  duy   và khả năng vận dụng vào cuộc sống của học sinh. Trong q trình giảng dạy  người giáo viên ln là người hướng dẫn, tạo động cơ học tập cho các em tự  lĩnh hội, chiếm lĩnh kiến thức. Từ đó giúp các em hình thành những kỹ năng,  năng lực phù hợp với kiến thức bộ mơn Mơn Vật lí là một trong những mơn khoa học nghiên cứu những sự vật,  hiện tượng xảy ra hàng ngày, có tính thực tiễn cao, cần vận dụng những kiến   thức tốn học. Học sinh phải có thái độ  học tập nghiêm túc, có tư  duy sáng  tạo về những vấn đề mới nảy sinh để tìm ra hướng giải quyết phù hợp Dao động cơ là một trong những nội dung của vật lí phổ thơng. Khi học   sinh nắm chắc kiến thức phần dao động cơ các em có thể vững vàng hơn khi   học 3 chương tiếp theo của chương trình vật lí 12 đó là: Sóng cơ, điện xoay  chiều, dao động và sóng điện từ. Bài tập dao động cơ  chiếm trọng số  lớn  trong đề  thi THPT Quốc Gia và đề  thi học sinh giỏi nên việc thành thạo các  bài tập về dao động là rất quan trọng và là tiền đề vững chắc cho các em học   sinh khá giỏi ơn thi học sinh giỏi và ơn thi đại học cao đẳng. Đặc biệt, bài tập   va chạm trong dao động điều hịa là dạng bài tập khó của chương, học  sinh thường gặp khó khăn trong việc ứng dụng các định luật bảo tồn như thế  nào.  Từ lí do trên, tơi xin trình bày một sáng kiến nhỏ trong dạy học là:  “Vận  dụng  các  định  luật   bảo  toàn  để   giải   số   bài  tốn  dao  động cơ”.  Nhằm hệ  thống cho các em những dạng bài tập về  va chạm trong dao động   cơ và vận dụng các định luật bảo tồn để giải các bài tập đó SKKN: Vận dụng các định luật bảo tồn để giải một số bài tốn dao động cơ 2. Tên sáng kiến: ứng dụng các định luật bảo tồn để giải một số bài tốn  dao động cơ 3. Tác giả sáng kiến: ­ Họ và tên: Nguyễn Mạnh Linh ­ Địa chỉ tác giả sáng kiến: Trường THPT Phạm Cơng Bình­ Nguyệt  Đức­ n Lạc ­ Số điện thoại:0981575166 ;    E_mail: nguyenlinhpcb@gmail.com 4. Chủ đầu tư tạo ra sáng kiến :  5. Lĩnh vực áp dụng: Áp dụng trong giảng dạy mơn vật lý lớp 12 và ơn thi  THPT quốc gia Giúp học sinh hiểu rõ bản chất của các định luật bảo tồn và biết vận  dụng linh hoạt trong việc giải một số bài tốn va chạm trong dao động điều  hịa. Ngồi ra cịn rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức tốn học và sử dụng   máy tính điện tử  để  giải tốn vật lí. Giúp học sinh giải thích được các hiện   tượng va chạm thường gặp trong cuộc sống. Từ đó áp dụng giải các bài tập   va chạm trong dao động ơn thi học sinh giỏi và THPT quốc gia 6. Ngày sáng kiến được áp dụng lần đầu hoặc áp dụng thử: 20/9/2019 SKKN: Vận dụng các định luật bảo tồn để giải một số bài tốn dao động cơ Phần II: NỘI DUNG I. Thực trạng vấn đề Dao động cơ  với học sinh trung học phổ  thơng khơng   mới mẻ, trìu  tượng, trái lại rất gần gũi. Tuy nhiên trong q trình giảng dạy học sinh, tơi  thấy phần năng lượng và các định luật bảo tồn là  một khái niệm vật lí trừu  tượng đối với các em. Trong đó định luật bảo tồn động lượng, định luật bảo   tồn cơ năng  rất quan trọng trong việc giải các bài tốn dao động điều hịa và   vật lý hạt nhân ở lớp 12. Tuy nhiên học sinh thường gặp khó khăn trong việc  ứng dụng các định luật bảo tồn như thế nào để giải các bài tốn va chạm. Và  một số bài tập ơn luyện thi THPT quốc gia có sử dụng các định luật bảo tồn   nhưng phần định luật bảo tồn lại học từ lớp 10 nên đến lớp 12 các em đa số  là qn kiến thức, việc vận dụng các định luật bảo tồn để giải các bài tập va   chạm gặp nhiều khó khăn. Do vậy đề tài được xây dựng nhằm giải quyết các   khó khăn cho học sinh khi giải các bài tốn va chạm trong dao động điều hịa  giúp các em có hứng thú hơn trong các giờ học vật lí, nâng cao hiệu quả dạy  và học phục vụ cho việc ơn thi học sinh giỏi và ơn thi THPT quốc gia II. Các biện pháp để giải quyết vấn đề 1. Cơ sở lí thuyết 1.1. Dao động điều hịa 1.1.1. Phương trình dao động điều hịa.   Là nghiệm của phương trình vi phân:  Có dạng như sau:  Trong đó: : Li độ, li độ là độ dời của vật so với vị trí cân bằng  : Biên độ ( li độ cực đại) : vận tốc góc( rad/s)           : Pha dao động ( rad/s ) SKKN: Vận dụng các định luật bảo tồn để giải một số bài tốn dao động cơ : Pha ban đầu ( rad)  là những hằng 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    = (  khi vật qua VTCB theo chiều dương;  khi vật qua VTCB theo chiều âm Nhận xét: Trong dao động điều hồ vận tốc sớm pha hơn li độ góc  b. Phuơng trình gia tốc a                = ( Gia tốc cực đại tại biên âm, cưc tiểu tại biên dương) Nhận xét: Trong dao động điều hồ gia tốc sớm pha hơn vận tốc góc   và  nguợc pha với li độ 1.1.3.  Chu kỳ, tần số a. Chu kỳ:   Trong đó: t là thời gian(s); N là số dao động            “ Chu kỳ là thời gian để vật thực hiện được một dao động hoặc thời gian  ngắn nhất để trạng thái dao động lặp lại như cũ.” b. Tần số:  “Tần số là số dao động vật thực hiện được trong một giây( số chu kỳ vật  thực hiện trong một giây).” SKKN: Vận dụng các định luật bảo tồn để giải một số bài tốn dao động cơ 1.2.  Các định luật bảo tồn 1.2.1.  Định luật bảo tồn động lượng ­   Hệ cơ lập (Hệ kín): Hệ khơng chịu tác dụng của ngoại lực, hoặc chịu tác  dụng của ngoại lực cân bằng ­   Định luật bảo tồn động lượng: Động lượng của một hệ cơ lập (kín) là  một đại lượng bảo tồn.   Hay   * Chú ý: ­   Nếu động lượng của hệ được bảo tồn thì hình chiếu véc tơ  động lượng   của hệ lên mọi trục đều bảo tồn – khơng đổi  ­   Theo phương nào đó nếu khơng có ngoại lực tác dụng vào hệ hoặc ngoại   lực cân bằng thì theo phương đó động lượng của hệ được bảo tồn 1.2.2.Định luật bảo toàn cơ năng ­   Cơ năng của vật là tổng động năng và thế năng của vật:  ­     Định  luật  bảo  toàn  cơ  năng:  Khi một vật chuyển  động trong trọng  trường chỉ chịu tác dụng của trọng lực thì cơ  năng của vật là một đại lượng  bảo tồn 1.3. Vận dụng định luật bảo tồn trong va chạm 1.3.1.Va chạm mềm Trong va chạm mềm có sự chuyển hố động năng thành các dạng năng  lượng khác (ví dụ  như nhiệt năng). Do đó đối với bài tốn va chạm mềm cơ  năng khơng được bảo tồn. Mà các vật va chạm trên một mặt phẳng thế năng   khơng đổi nên  động năng khơng được bảo tồn mà chỉ  có động lượng   được bảo tồn Định luật bảo tồn động lượng: Va chạm mềm, xun tâm ­  Áp dụng:  SKKN: Vận dụng các định luật bảo tồn để giải một số bài tốn dao động cơ SKKN: Vận dụng các định luật bảo tồn để giải một số bài tốn dao động cơ Trong đó: + : là khối lượng của vật 1 +  : là khối lượng của vật 2 +  là khối lượng của hai vật khi dính vào nhau: +  là vận tốc của vật 1 trước va chạm + là vận tốc vật 2 trước va chạm + v là vận tốc của hệ vật sau va chạm    1.3.2.Va chạm đàn hồi Cơ  năng của hệ  vật được bảo tồn mà thế  năng khơng đổi nên động   năng của hệ va chạm cũng được bảo tồn. Như vậy trong va chạm đàn hồi cả  động lượng và động năng được bảo tồn.  Các định luật bảo tồn: Va chạm đàn hồi xun tâm: Trường hợp này các vector động lượng thành phần (hay các vector vận   tốc thành phần) cùng phương Chiếu hệ thức (1) trên trục Ox cùng phương chuyển động ta có phương   trình đại số:  (3) Vì va chạm đàn hồi nên:    (4) Từ (3) và (4) ta có: Trong đó:   + : là khối lượng của vật 1 SKKN: Vận dụng các định luật bảo tồn để giải một số bài tốn dao động cơ + : là khối lượng của vật 2 +  là vận tốc của vật 1 trước va chạm +  là vận tốc vật 2 trước va chạm +  là vận tốc của vật 1 sau va chạm + là vận tốc vật 2 sau va chạm 2. Bài  tốn va chạm trong dao động điều hịa Quả nặng của con lắc chịu va chạm hoặc nhận được xung lực trong thời gian   ngắn ­ Nếu vật đang dao động mà va chạm với vật khác thì chắc chắn vận tốc  của vật sẽ thay đổi, cịn vị trí có thể coi như khơng đổi trong lúc va chạm  + Xác định li độ x, vận tốc v, tần số góc ω của vật ngay trước va chạm  +  Sử dụng định luật bảo tồn động lượng (đối với va chạm mềm) và thêm  định luật bảo tồn cơ  năng (đối với va chạm tuyệt đối đàn hồi) để  xác định  vận tốc v’ của vật (hệ vật) ngay sau va chạm.    + Xác định li độ  mới và tần số  góc mới x’,  ω’ ngay sau va chạm. Nếu va   chạm là hồn tồn khơng đàn hồi thì ω thay đổi và nếu là con lắc lị xo thẳng   đứng thì li độ  cũng thay đổi (do VTCB thay đổi); cịn nếu là va chạm tuyệt   đối đàn hồi thì cả ω và x đều khơng đổi  + Biết x’, v’, ω’ xác định được biên độ mới A’ ­ Nếu vật chịu tác dụng của một xung lực trong thời gian rất ngắn thì về  cơ bản cũng giống như bài tốn va chạm. Sử dụng cơng thức:  để tìm vận tốc   của vật ngay sau khi ngừng tác dụng lực, cịn li độ và tần số khơng đổi Bài tập ví dụ 1: Một con lắc lị xo nằm ngang có vật nhỏ khối lượng m, dao  động điều hồ với biên độ A. Khi vật đến vị trí có động năng bằng 3 lần thế  năng thì một vật khác m' (cùng khối lượng với vật m) rơi thẳng đứng và dính  chặt vào vật m thì khi đó 2 vật tiếp tục dao động điều hồ với biên độ  bằng   bao nhiêu ? Giải:  10 SKKN: Vận dụng các định luật bảo tồn để giải một số bài tốn dao động cơ Ngay trước va chạm, li độ và vận tốc của quả nặng m là:  (vì tại đó động năng bằng ba lần thế năng),  tần số góc         Do va chạm là mềm và m’ rơi thẳng đứng nên định luật bảo tồn động  lượng chỉ áp dụng cho hệ theo phương ngang: mv = (m+m’) v’  v’ =0,5v ­ Vậy ngay sau va chạm, li độ, vận tốc, tần số góc của vật là:  Từ đó tính được:   Bài tập ví dụ 2: Cho một hệ dao động như hình vẽ bên. Lị xo có khối lượng  khơng đáng kể, độ cứng . Vật  có thể trượt khơng ma sát trên mặt phẳng nằm  ngang. Hệ đang ở trạng thái cân bằng, dùng một vật  bắn vào M theo phương  nằm ngang với vận tốc . Sau va chạm hai vật dính vào nhau và cùng dao động  điều hồ. Xác định vận tốc của hệ ngay sau va chạm. Viết phương trình dao  động của hệ. Chọn trục toạ độ Ox trùng với phương dao động, gốc toạ độ O  là vị trí cân bằng, chiều dương của trục cùng chiều với chiều của . Gốc thời  gian là lúc va chạm.  Giải + Va chạm mềm:  + Tần số góc của hệ dao động điều hồ:  + Phương trình dao động có dạng: , vận tốc:  + Thay vào điều kiện đầu:  + Vậy phương trình dao động là:   Bài tập ví dụ 3: Một con lắc lị xo, gồm lị xo có khối lượng khơng đáng kể  và có độ  cứng , vật M có khối lượng , dao động điều hồ trên mặt phẳng  nằm ngang với biên độ . . Giả sử M đang dao động thì có một vật  m có khối  11 SKKN: Vận dụng các định luật bảo tồn để giải một số bài tốn dao động cơ lượng     bắn vào M theo phương ngang với vận tốc , giả  thiết là va chạm  khơng đàn hồi và xẩy ra tại thời điểm lị xo có độ  dài lớn nhất. Sau va chạm  hai vật gắn chặt vào nhau và cùng dao động điều hồ a) Tính động năng và thế  năng của hệ  dao động tại thời điểm ngay sau va  chạm b) Tính cơ năng dao động của hệ sau va chạm, từ đó suy ra biên độ  dao động  của hệ Giải; + Vì va chạm xẩy ra tại thời điểm lị xo có độ  dài lớn nhất nên vận tốc của   M ngay trước lúc va chạm bằng khơng. Gọi V là vận tốc của hệ  ngay sau va  chạm. Sử dụng định luật bảo tồn động lượng, ta có:  a. Động năng của hệ ngay sau va chạm: + Tại thời điểm đó vật có li độ  nên thế năng đàn hồi: b.Cơ năng dao động của hệ sau va chạm:  + Mặt khác:  ĐS: a.; b.;   Bài tập ví dụ 4: Cho một hệ dao động như hình vẽ bên. Lị xo có khối lượng  khơng đáng kể, độ  cứng chưa biết. Vật  có thể  trượt khơng ma sát trên mặt   phẳng nằm ngang. Hệ đang ở  trạng thái cân bằng, dùng một vật  bắn vào M  theo phương nằm  ngang với vận tốc . Va chạm là hồn tồn đàn hồi. Sau khi  va chạm vật M dao động điều hồ. Chiều dài cực đại và cực tiểu của lị xo  lần lượt là  và  a. Tìm chu kỳ dao động của vật M và độ cứng k của lị xo b. Đặt một vật  lên trên vật M, hệ gồm 2 vật  đang đứng n. Vẫn dùng vật   bắn vào với cùng vận tốc , va chạm là hồn tồn đàn hồi. Sau va chạm ta thấy    hai vật cùng dao động điều hồ. Viết phương trình dao động của hệ  .  12 SKKN: Vận dụng các định luật bảo tồn để giải một số bài tốn dao động cơ Chọn trục Ox như  hình vẽ, gốc toạ  độ  ở  vị  trí cân bằng và gốc thời gian là   lúc bắt đầu va chạm c. Cho biết hệ số ma sát giữa  và M là 0,4. Hỏi vận tốc  của vật  m phải nhỏ  hơn một giá trị bằng bao nhiêu để vật  vẫn đứng n (khơng bị trượt) trên vật  M trong khi hệ dao động. Cho  13 SKKN: Vận dụng các định luật bảo tồn để giải một số bài tốn dao động cơ Giải a. Biên độ dao động   + Vì va chạm là hồn tồn đàn hồi nên vận tốc của M sau va chạm tính theo   cơng thức:  (đây chính là vận tốc cực đại của dao động điều hồ) + Sau va chạm vật dao động điều hồ theo phương trình li độ  , và phương   trình vận tốc:  + Vậy vận tốc cực đại của dao động điều hồ:   + Chu kì dao động:  + Độ cứng của lị xo:  c. Tương tự câu a vận tốc của hệ  ngay sau va chạm tính theo cơng thức: (đây chính là vận tốc cực đại của dao động điều hồ) + Tần số góc của dao động:  + Phương trình dao động có dạng: , vận tốc:  + Vận tốc cực đại của dao động điều hồ:  + Pha ban đầu được xác định từ điều kiện đầu:  + Vậy phương trình dao động là:  c. Dùng vật m bắn vào hệ  với  vận tốc v 0, va chạm là hồn tồn đàn hồi thì  vận tốc của hệ  ngay sau va chạm là:  (đây chính là vận tốc cực đại của dao  động điều hồ:  ).  + Vậy phương trình dao động điều hồ có dạng: , và gia tốc của hệ là:   Do đó gia tốc cực đại: .  + Vật m0 đặt trên vật M chuyển động với gia tốc a, nên nó chịu tác dụng lực   có độ lớn:  14 SKKN: Vận dụng các định luật bảo tồn để giải một số bài tốn dao động cơ + Để vật m0 ln đứng n trên M thì lực ma sát trượt lớn hơn hoặc bằng lực  cực đại, tức là:  + Vậy để vật m0 đứng n (khơng bị trượt) trên vật M trong khi hệ dao động  thì  vận tốc v0 của vật m phải thoả mãn:  ĐS: a.; ; b.;  c  Bài tập ví dụ  5: Con lắc lị xo gồm vật nặng , lị xo có độ  cứng  lồng vào  một trục thẳng đứng như  hình vẽ. Khi đang ở vị trí cân bằng, thả vật  từ độ  cao  so với M. Coi ma sát khơng đáng kể, lấy , va chạm là hồn tồn mềm a. Tính vận tốc của m ngay trước khi va chạm và vận tốc của hai vật ngay sau  va chạm b. Sau va chạm hai vật cùng dao động điều hồ. Lấy là lúc ngay sau va chạm.  Viết phương trình dao động của hai vật trong hệ  toạ  độ  O’X như   hình vẽ,  gốc O’ trùng với vị trí cân bằng mới C của  hệ  sau va chạm c. Viết phương trình dao động của hai vật trong hệ  toạ  độ  ox như   hình vẽ,  gốc O là vị trí cân bằng cũ của M trước va chạm. Gốc thời gian như cũ Giải: a) Vận tốc của vật m ngay trước lúc va chạm:   (hướng xuống dưới). Hệ  lúc va chạm có thể coi là hệ kín, theo định luật bảo   tồn động lượng (theo giả  thiết va chạm hồn tồn mềm): . Suy ra, vận tốc   của hai vật ngay sau va chạm:  (hướng xuống dưới) b) Tại VTCB cũ của M (vị trí O), lị xo nén một đoạn:  + Tại VTCB mới C của hệ sau va chạm, lị xo nén một đoạn:  + Suy ra: , do đó  (1) 15 SKKN: Vận dụng các định luật bảo tồn để giải một số bài tốn dao động cơ + Sau va chạm hệ dao động điều hồ xung quanh VTCB mới C   O’ với tần  số góc:  + Phương trình dao động: , vận tốc:  + Chọn  lúc va chạm, nên:  + Suy ra, li độ của vật trong hệ toạ độ O’X là: .  c) Theo (1) ta có phương trình dao động của vật trong hệ toạ độ Ox là:  ĐS: a) , ,  b) ,  c)  3. Bài tập vận dụng Câu 1: Một con lắc lị xo dao động điều hịa trên mặt phẳng ngang với chu kì   2π(s), quả cầu nhỏ khối lượng m1. Khi lị xo có độ dài cực đại và gia tốc của  vật là ­2cm/s2 thì một vật khối lượng m2=0,5m1 đến va chạm đàn hồi xun  tâm với m1 theo hướng làm cho lị xo nén lại. Biết tốc độ  của m 2 ngay trước  va chạm là cm/s. Tính qng đường m1 đi được đến khi m1 đổi chiều chuyển  động Đáp án: 6,5cm             Câu 2: Một con lắc lị xo dao động điều hồ trên mặt phẳng ngang nhẵn với  biên độ  A1. Đúng lúc vật M đang   vị  trí biên thì một vật m có khối lượng  bằng M, chuyển động theo phương ngang với vận tốc v0 bằng vận tốc cực  đại của M, đến va chạm đàn hồi xun tâm với M. Sau va chạm M tiếp tục   dao động điều hồ với biên độ A2, cịn m được chuyển đi chỗ khác. Tìm tỉ số  A1/A2?           Đáp án: 1/ Câu 3: Một con lắc lị xo nằm ngang gồm vật m=400g, lị xo k=40N/m đang  dao động với biên độ 5cm. Đúng lúc vật đang qua vị trí cân bằng, người ta thả  16 SKKN: Vận dụng các định luật bảo tồn để giải một số bài tốn dao động cơ nhẹ  một vật khác khối lượng m’=100g rơi thẳng đứng và dính chặt vào vật  m. Biên độ dao động của hệ sau đó là: Đáp án : 2cm         Câu 4 : Một con lắc lị xo dao động điều hịa trên mặt phẳng nằm ngang với   chu kì T = 2π  (s), vật nặng là một quả  cầu có khối lượng m1. Khi lị xo có  chiều dài cực đại và vật m1 có gia tốc   – 2 cm/s 2   thì một quả  cầu có khối  lượng    chuyển động dọc theo trục của lị xo đến va chạm đàn hồi xun tâm  với m1 và có hướng làm cho lị xo bị  nén lại. Vận tốc của m 2 trước khi va  chạm    . Tính khoảng cách giữa hai vật kể  từ  lúc va chạm đến khi m1 đổi  chiều chuyển động lần đầu tiên Đáp án: 9,63 cm Câu   5:   Một vật nhỏ  có khối lượng M = 0,9 (kg), gắn trên một lị xo nhẹ  thẳng đứng có độ cứng 25(N/m) đầu dưới của lị xo cố định. Một vật nhỏ có  khối lượng m=0,1 (kg) chuyển  động theo phương thẳng  đứng với tốc  độ   đến va chạm mềm với M. Sau va chạm hai vật dính vào nhau và cùng dao  động điều hịa theo phương thẳng đứng trùng với trục của lị xo. Lấy gia tốc   trọng trường g=10m/s2. Tính biên độ dao động Đáp án: 4 cm Câu 6 : Con lắc lị xo gồm vật nặng M = 300g, lị xo có độ cứng k = 200N/m,  lồng vào một trục thẳng đứng như  hình vẽ. Khi M đang ở  vị  trí cân bằng thì  vật m = 200g từ độ cao h = 3,75cm so với M rơi tự do, va chạm mềm với M,   coi ma sát là khơng đáng kể, lấy g = 10m/s2 Sau va chạm hai vật cùng dao  động điều hịa, chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng của hệ, chiều dương như  hình vẽ, góc thời gian t = 0 là lúc va chạm. Xác định phương trình dao động   của hệ hai vật Đáp án:  Câu 7: Một con lắc lị xo đặt trên mặt phẳng ngang gồm một lị xo nhẹ có độ  cứng 300 N/m, một đầu cố định, đầu kia gắn với một vật nhỏ khối lượng M=   17 SKKN: Vận dụng các định luật bảo tồn để giải một số bài tốn dao động cơ 3kg. Vật M đang   VTCB thì một vật nhỏ  m=1kg chuyển động với vận tốc  v0=2m/s đến va chạm vào nó theo xu hướng làm lị xo nén. Biết rằng, khi trở  lại vị trí va chạm thì hai vật tự tách ra. Hãy xác định tổng độ  dãn cực đại và  độ nén cực đại của lị xo?             Đáp án: l= 10,8 cm Câu 8. Một con lắc lị xo đặt trên mặt phẳng ngang gồm một lị xo nhẹ có độ  cứng 300 N/m, một đầu cố định, đầu kia gắn với một vật nhỏ khối lượng M=   3kg. Vật M đang   VTCB thì một vật nhỏ  m=1kg chuyển động với vận tốc  v0=2m/s đến va chạm vào nó theo xu hướng làm lị xo nén. Biết rằng, khi trở  lại vị trí va chạm thì hai vật tự tách ra. Lúc lị xo có chiều dài cực đại lần đầu   tiên thì khoảng cách giữa M và m là bao nhiêu?               Đáp án: d= 2,85 cm III. Đánh giá hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm Sáng kiến trên đã được áp dụng dạy học trong học kỳ 1 cho học sinh ơn  thi HSG và khối 12 trường THPT Phạm Cơng Bình. Qua thực tế  giảng dạy  cho các em học sinh khá giỏi làm bài tập nâng cao phần dao động điều hịa tốt  hơn và cũng hứng thú hơn với các bài tập cao trên mức cơ bản Sau khi các em được hướng dẫn giải bài tập đa số  các em hiểu được   bài có thể vận dụng làm các bài tập tương tự cùng chun đề 18 SKKN: Vận dụng các định luật bảo tồn để giải một số bài tốn dao động cơ Phần III : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I. Kết luận Đề tài này mang tính ứng dụng thực tiễn cao giúp giáo viên định hướng   cho học sinh phương pháp giải và cách ứng dụng các định luật bảo tồn vào   bài tốn va chạm trong dao động điều hịa. Từ đó giúp các em khá giỏi làm bài  tập nâng cao phần dao động điều hịa tốt hơn và tăng hứng thú học bộ  mơn   Vật lí trong trường phổ thơng.  Việc đưa ra hướng dẫn cách vận dụng các định luật bảo tồn làm  bài  tốn như trong đề tài giúp các học sinh thấy dễ tiếp cận hơn và có thể tự giải  quyết các bài tốn khác cùng chun đề. Quan niệm riêng cá nhân tơi, dạy và   học các bài tốn vật lí sử  dụng các mảng kiến thức nâng cao sẽ  giúp các em   học sinh rèn luyện tư duy, hình thành ý tưởng giải quyết các bài tập và hiện   tượng vật lí. Chính vì vậy, mặc dù là một chun đề khó nhưng học sinh rất   thích thú, tích cực khi học. Các bài tốn cũng góp phần làm cho học sinh hiểu  sâu thêm về  các kiến thức vật lí: ĐL bảo tồn động lượng, ĐL bảo tồn cơ  năng, va chạm, dao động điều hịa của con lắc lị xo Trên đây là một số vấn đề  tơi suy nghĩ và đã làm trong q trình giảng  dạy. Đây khơng phải là vấn đề  gì lớn nhưng đối với riêng tơi nó đã đem lại  một số  thành cơng nhất định. Cảm  ơn các q thầy, cơ đồng nghiệp! Trong  q trình thực hiện đề  tài khơng tránh khỏi những thiếu sót  rất mong nhận  được những ý kiến góp ý bổ ích! Xin chân thành cảm ơn! II. Kiến nghị Do tơi là một giáo viên trẻ, kinh nghiệm cơng tác chưa nhiều nên sáng  kiến tơi đưa ra có phần chủ  quan. Nên kiến nghị  các thầy cơ khi giảng dạy   lựa chọn hệ thống bài tập vận dụng phù hợp với mức độ  nhận thức của học   sinh 19 SKKN: Vận dụng các định luật bảo tồn để giải một số bài tốn dao động cơ tránh việc sao chép dập khn theo một kịch bản mà có thể  khơng phù hợp  với đối tượng học sinh của các thầy cơ.  Đồng thời sau khi thực hiện đề tài này tơi xin có kiến nghị như sau: Nhà   trường và các tổ  chun mơn cần tổ  chức các câu lạc bộ  bộ  mơn như: CLB  các bạn u tốn; CLB Vật Lí; . . . để cho các em học sinh khá, giỏi u thích  các bộ mơn đó có thể tham gia giải bài tập, sưu tầm, đề xuất các bài tập hay   để  cùng tìm lời giải và phương pháp giải hay;đồng thời giúp đỡ, hỗ  trợ  các  bạn học sinh cịn yếu, nhận thức chậm hiểu bài tốt hơn giúp cho các em nâng   cao kiến thức và càng u thích bộ mơn hơn 20 SKKN: Vận dụng các định luật bảo tồn để giải một số bài tốn dao động cơ TÀI LIỆU THAM KHẢO a.i.1 Lương Dun Bình, Nguyễn Quang, Nguyễn Thượng Chung, Tơ Giang,  Trần Chí Minh, Ngơ Quốc Qnh SGK (2012), Vật Lí 12 Cơ  bản,  NXB Giáo  Dục.  a.i.2 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 a.i.3 Bùi Quang Hân (1999), Giải tốn Vật lí 12 (tập 1), NXB Giáo Dục a.i.4 Nguyễn Thế Khơi, Phạm Q Tư, Lê Trọng Tường, Lương Tất Đạt, Lê  Chân Hùng, nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Đình Thiết, Bùi Trọng Tn (2006),  SGK Vật Lí 10 Nâng cao, NXB Giáo Dục a.i.5 Nguyễn Thế  Khơi, 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 21 SKKN: Vận dụng các định luật bảo tồn để giải một số bài tốn dao động cơ DANH SÁCH NHỮNG TỔ CHỨC/CÁ NHÂN ĐàTHAM GIA ÁP DỤNG THỬ  HOẶC ÁP DỤNG SÁNG KIẾN LẦN ĐẦU Số  Tên tổ chức/cá  TT Địa chỉ Phạm vi/Lĩnh vực nhân áp dụng sáng kiến Tập thể lớp 12a1 Trường THPT Phạm Cơng Bình Ơn thi THPT Quốc gia năm học  2019­2020 Đội tuyển HSG  Trường THPT Phạm Cơng Bình mơn Vật lý lớp 12 n Lạc, ngày 27 tháng 02 năm   Ơn thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh  năm học 2019­2020 , ngày tháng năm n Lạc, ngày 24 tháng 02 năm 2 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 22 .. .SKKN:? ?Vận? ?dụng? ?các? ?định? ?luật? ?bảo? ?tồn? ?để? ?giải? ?một? ?số? ?bài? ?tốn? ?dao? ?động? ?cơ MỤC LỤC SKKN:? ?Vận? ?dụng? ?các? ?định? ?luật? ?bảo? ?tồn? ?để? ?giải? ?một? ?số? ?bài? ?tốn? ?dao? ?động? ?cơ BÁO CÁO KẾT QUẢ  NGHIÊN CỨU,? ?ỨNG? ?DỤNG SÁNG KIẾN... động? ?cơ? ??.  Nhằm hệ  thống cho? ?các? ?em những dạng? ?bài? ?tập về  va chạm trong? ?dao? ?động   cơ? ?và vận? ?dụng? ?các? ?định? ?luật? ?bảo? ?tồn? ?để? ?giải? ?các? ?bài? ?tập đó SKKN:? ?Vận? ?dụng? ?các? ?định? ?luật? ?bảo? ?tồn? ?để? ?giải? ?một? ?số? ?bài? ?tốn? ?dao? ?động? ?cơ. .. b. Tần? ?số:   “Tần? ?số? ?là? ?số? ?dao? ?động? ?vật thực hiện được trong? ?một? ?giây(? ?số? ?chu kỳ vật  thực hiện trong? ?một? ?giây).” SKKN:? ?Vận? ?dụng? ?các? ?định? ?luật? ?bảo? ?tồn? ?để? ?giải? ?một? ?số? ?bài? ?tốn? ?dao? ?động? ?cơ 1.2. ? ?Các? ?định? ?luật? ?bảo? ?tồn

Ngày đăng: 30/10/2020, 04:36

w