Tõ hÖ thèng c©u hái häc sinh tr¶ lêi hÖ thèng c©u hái ®ã råi chÌn c¸c néi dung kiÕn thøc vµo b¶ng mÉu díi sù híng dÉn cña thÇy gi¸o... ViÕt ph¬ng tr×nh dao ®éng..[r]
(1)Đổi phơng pháp dạy học
Giải tập viết phơng trình dao động học phơng pháp lập bảng I/ Lý chọn đề tài:
Để giúp học sinh lớp 12 ôn tập tốt phần kiến thức dao động học dạng tốn viết phờn trình dao động học Nhằm giúp giáo viên có phơng oháp giảng dạy tập vật lý phần dao động nói chung dạng bo tốn viết phơng trình dao động học nói riêng Qua q trình giảng dạy nhiều năm ôn luyện thi tốt nghiệp đại học cách giải nhiều toán trắc nghiệm khách quan thời gian ngắn Tôi mạnh dạn đa ph-ơng pháp giải tốn viết phph-ơng trình dao động học cách lập bảng: nhằm giúp học sinh hệ thống hóa nhanh kiến thức giải đồng thời nhiều dự kiến đề viết phơng trình dao động vật dao động điều hòa
I: Lý chọn đề tài:
Để đổi phơng pháp dạy học : phát huy tính tích cực chủ động t học sinh.Nhằm giúp học sinh hệ thống hóa chuẩn kiến thức việc giải tốn viết phơng trình dao động điều hòa của vật dao động Qua nhiều năm giảng dạy rút đợc kinh nghiệm hớng dẫn học sinh giải toán loại đa đề tài này.
Céng hò x hội chủ nghĩa việt namÃ
Độc lập Tự do- Hạnh phúc -
-Sáng kiến kinh nghiệm
(Đổi phơng pháp dạy học)
Đề tài
Hớng dẫn giải tập
“Viết phơng trình vật dao động điều hịa bằng phơng pháp lập bảng”
Ngêi thực hiên: Nguyễn Duy Phú
Giáo viên Vật Lí
(2)Đề tài chắn cha đợc trọn vẹn mong đồng chí đồng nghiệp , em học sinh đóng góp nhiều ý kiến Tơi xin chân thành cảm ơn1
II/ Ph¹m vi ¸p dơng:
Đề tài dùng làm tài liệu giảng dạy dùng cho giáo viên dạy lớp 12 nâng cao chuẩn , giúp học sinh ôn tập luyện thi tốt nghiệp và đại học – cao đẳng Học sinh dùng làm tài liệu ôn tập để luyện thi tốt nghiệp đại học cao đẳng với u điểm ôn tập
nhanh , nắm vững đầy đủ kiến thức phơng pháp giải tập viết phơng trình dao động học hệ dao động
II/ Nội dung: 1 :Đặt vấn đề :
Bài tốn viết phơng trình dao động nói chung vật dao động điều hòa viết phơng trình dao động lắc lị xo con lắc đơn , lắc vật lí nói riêng toán quan trọng phần dao động học chơng trình vật lý 12.Để giúp giáo viên có tài liệu giảng dạy , luyện thi giúp học sinh có tài liệu ôn tập tốt vấn đề Giải tập viết ph“ ơng trình dao động học phơng pháp lập bảng mội phần kiến ” thức nhỏ giúp bạn giải tốt vấn đề
2/ C¬ së lý luËn :
A/ C¬ së khoa häc :
+ Phơng pháp chung : Trên tinh thần đổi phơng pháp dạy học “ Thầy tổ chức trị hành động” Thầy giáo có nhiệm vụ hớng dẫn học sinh hệ thống hóa kiến thức gải tập viết phơng trình dao động học phơng pháp lập bảng.Nhằm giúp học sinh giải nhanh , nhiều vấn đề lúc có điều kiện tổng hợp , so sánh kiến thức toàn phần này
B/ C¬ së thùc tiƠn:
+Đổi phơng pháp dạy học giúp học sinh chủ động nắm vững kiến thức khơng ngồi vấn đề thầy giáo phải có kế hoạch tổ chức định hớng cho học sinh hoạt động mục đích.
+Việc ơn tập tổng hợp dùng phơng pháp lập bảng so sánh là phơng pháp tích cực đổi phơng pháp dạy học môn vật lý
(3)+Đề tài đợc áp dụng cho học sinh khối 12 giáo viên giảng dạy khối 12 việc giải tập viết phơng trình dao động vật dao động điều hòa Nhất giáo viện thực giảng dạy tiết tập dạng tốn này.Học sinh ơn tập kiến thức nhanh chóng có hệ thống có phép so sánh giúp dễ nhớ , nhớ lâu
4/ Giải pháp thực hiện:
+Bng phơng pháp lập biểu bảng Từ hệ thống câu hỏi học sinh trả lời hệ thống câu hỏi chèn nội dung kiến thức vào bảng mẫu dới hớng dẫn thầy giáo Học sinh vận dụng thành cơng vào việc giải tốn viết phơng trình dao động điều hịa lắc lị xo, lắc đơn,con lắc vật lý.
5/ Néi dung chÝnh:
Giải tập viết phơng trình dao động lắc lò xo(CLLX) , lắc đơn, (CLĐ) lắc vật lý(CLVL)
dao động điều hòa.
A: Chuẩn kiến thức ph ơng pháp gải:
1: Hoạt động 1: Giáo viên đa hệ thống câu hỏi chuẩn kiến thức yêu cầu học sinh trả lời điền vào bảng đẫ đợc phát phiếu học tập
PhiÕu häc tËp sè 1:
Hệ dao động Con lắc lò xo Con lắc đơn Con lắc vật lý
1, P/t tỉng qu¸t:
(4)thøc:
4, cách chọn gốc thời gian chiều d-ơng trục tọa độ đẻ xác định pha ban đầu:
HƯ thèng c©u hái:
Câu 1: Viết phơng trình tổng quát phơng trình dao động điều hịa hệ dao động CLLX, CLĐ,CLVL?
Câu 2:Viết cơng thức để tính tần số góc hệ dao động?
Câu 3: Để tìm biên độ dao động hệ xẩy trờng hợp em đu cơng thức tính biên độ dao động ứng với trờng hợp ?
Câu 4: Tùy theo cách chọn gốc tọa độ , chiều dơng trục tọa độ ,gốc thời gian nêu phơng pháp tìm pha ban đầu dao động?
Câu5; Khi tìm đợc tần số góc , biên độ, pha ban đầu làm nh để có đợc phơng trình dao ng cn vit?
+Đáp án phiếu học tËp sè I:
Hệ dao động Con lắc lò xo Con lắc đơn Con lắc vật lý 1, P/t tổng quát: X= A cos( ϖt+ϕ¿ S= S0 cos( ϖt+ϕ¿ ϖαt=+αϕ¿0 cos( 2,C/thức tính tần
sè gãc , chu kì , tần số:
T
2
= 2πf = T
2
= 2πf = T
2
(5)√K m
Đơn vị đo rad/s
g l
Đơn vị đo rad/s l
mgd
n v o rad/s -Đề cho ly độ cực
đại
A= Xm
-Đề cho tốc độ cực đại
A= vm / ϖ
-Đề cho gía trị vận tốc ứng với li độ t-ơng ứng:
A = √x2
+ v
2
ω2
-Đề cho chiều dài quỹ đạo:
A = CD
2
-Đề cho quãng đờng chu kì: A= ST
4
- Đề cho quảng đ-ờng ®i thêi gian bÊt k× t
A=ST
4t
-Đề cho Lực phục hồi ccực đại: A= Fm
K
-Đề cho lực đàn hồi cực đại
A= Tm
k − Δl
Đề cho lợng dao động:
A= √2E
K
-Đề cho ly độ cực đại S0= Sm
-Đề cho tốc độ cực đại
S0= vm / ϖ
-Đề cho gía trị vận tốc ứng với li độ tơng ứng:
S0 = √x2+v
2
ω2
-Đề cho chiều dài quỹ đạo:
S0= cungMN
2
-Đề cho quãng đờng chu kì: S0=
ST
4
Đề cho quảng đờng thời gian t
S0 ¿ST
4t
-Đề cho Lực phục hồi ccực đại:S0=
Fm
K l
-Đề cho lực đàn hồi cực đại S0= α 0i với
Cos α 0= m3 gl− Tm
2 gm
Đề cho lợng dao động:
S0 = √2 El
mg
-Đề cho ly độ cực đại
α 0= α m
-Đề cho tốc độ cực đại
α 0= vm / ϖ d
-Đề cho gía trị vận tốc ứng với li độ t-ơng ứng:
α = √x2+ v
2
ω2 /
l
*Tùy theo dự kiện toán cho để tìm biên độ CLVL trờng hợp cịn lại
4, c¸c c¸ch chän
(6)chiều dơng trục tọa độ để xác định pha ban đầu:
gèc thêi gian suy ®iỊu kiƯn ban đầu t0,x0,v0
*T hay điều kiện ban đầu vào phơng trình:
x=ACos( t+ v=- A áSin (
t
ϖ +ϕ¿
Gi¶i hƯ pt tìm
phù hợp
thời gian suy ®iỊu kiƯn ban ®Çu t0,x0,v0
*T hay ®iỊu kiƯn ban đầu vào phơng trình:s=S0 Cos(
t
ϖ +ϕ¿
v=- ω S0Sin (
t
+
Giải hệ pt tìm
phù hợp
thời gian suy điều kiện ban đầu t0,x0,v0
*T hay điều kiện ban đầu vào phơng trình:
= Cos(
t
ϖ +ϕ¿
v=- ωα0dSin (
t
+
Giải hệ pt tìm phù hỵp
Sau tim đợc đại lợng ta thay chúng vào phơng trình tổng quát rhì đợc pt dao động cần viết
2/ Hoạt động 2 : Hớng dẫn học sinh giải tập viết phơng
trình dao động lắc lị xo: B / Bài tập vận dụng:
Bài I:/ Con lắc lị xo có K = 100 N/m m =250g treo thẳng đứng
1:Từ vị trí cân kéo vật m xuống phía dới dọc theo trục lị xo đoạn cm buông nhẹ Viết phơng trình dao động vật m trờng hợp sau:
a/ Chọn gốc tọa độ vị trí cân , trục tọa độ thẳng đứng hớng xuống chọn gốc thời gian nh sau
+ Lóc bắt đầu thả vật,
+ Lỳc vt i qua vị trí cân theo chiều dơng trục tọa độ, +vật qua vị trí cân theo chiều âm trục tọa độ,
+ Lóc vËt ë vÞ trÝ biên cao nhất, + Lúc vật vị trí biên thÊp nhÊt,
b/Chọn gốc tọa độ vị trí cân chiều dơng hớng lên Gốc thời gian nh sau:
+ Lúc bắt đầu thả vật,
+ Lúc vật qua vị trí cân theo chiều dơng trục tọa độ, +vật qua vị trí cân theo chiều âm trục tọa độ,
+ Lóc vật vị trí biên cao nhất, + Lúc vật vị trí biên thấp nhất,
2: T v trí cân truyền cho vật m vận tốc 10 cm/s hớng xuống dọc theo trục lò xo Viết phơng trình dao động vật nếu:
a/ Chọn gốc tọa độ vị trí cân , trục tọa độ thẳng đứng , chiều dơng theo chiều truyền vận tốc Gốc thời gian
+ Lóc b¾t đầu truyền vận tốc, +Lúc vật lên vị trí cao nhÊt
+ Lúc vật xuống đến vị trí thấp
b/ Chọn gốc tọa độ vị trí cân , trục tọa độ thẳng đứng , chiều dơng ng-ợc chiều truyền vận tốc.Gốc thời gian
+ Lúc bắt đầu truyền vận tốc, +Lúc vật lên vÞ trÝ cao nhÊt
+ Lúc vật xuống đến vị trí thấp
3: Kéo vật khỏi vị trí cân xuống dới dọc theo trục lị xo đoạn 2cm truyền cho vận tốc hớng xuống Viết phơng trình dao động chọn gốc tọa độ vị trí cân chiều dơng hớng xuống gốc thời gian lúc bắt đầu truyền vận tốc
(7)khi chọn gốc tọa độ vị trí cân chiều dơng hớng lên gốc thời gian lúc bắt đầu truyền vận tốc
5: Nâng vật khỏi vị trí cân cho lị xo trở trạng thái tự nhiên truyền cho vận tốc10 cm/s hớng xuống Viết phơng trình dao động chọn gốc tọa độ vị trí cân chiều dơng hớng xuống gốc thời gian lúc bắt đầu truyền vận tốc
6:Nâng vật khỏi vị trí cân cho lò xo trở trạng thái tự nhiên truyền cho vận tốc10 cm/s hớng lên Viết phơng trình dao động chọn gốc tọa độ vị trí cân chiều dơng hớng xuống gốc thời gian lúc bắt đầu truyền vận tốc
B/ Hớng dẫn giải:
Giáo viên hệ thống câu hỏi yêu cầu học sinh giải quết điền vào bảng phiếu học tập số 2
Phiếu học tập số II:
1/ Phơng trình tổn quát:
2/TÝnh tÇn sè gãc : ω = ………
3/Tìm biên độ A câu:
§Õ cho ë câu Tìm A
Câu 1/ Đề cho: Câu2/Đề cho: Câu3/Đề cho: Câu4/Đề cho: Câu5/Đề cho: Câu6/Đề cho:
Hệ thèng c©u hái :
Câu 1: câu dựa vào phơng pháp kích thích dao động co biết đề cho gì, cách tìm biên độ , kết bao nhiêu?
Câu 2: câu dựa vào phơng pháp kích thích dao động co biết đề cho gì, cách tìm biên độ , kết bao nhiêu?
Câu 3: câu dựa vào phơng pháp kích thích dao động co biết đề cho gì,cách tìm biên độ , kết bao nhiêu?
Câu 4: câu dựa vào phơng pháp kích thích dao động co biết đề cho ,cách tìm biên độ , kết bao nhiêu?
Câu 5: câu dựa vào phơng pháp kích thích dao động co biết đề cho gì, cách tìm biên độ , kết bao nhiêu?
Câu 6: câu dựa vào phơng pháp kích thích dao động co biết đề cho gì, cách tìm biên độ , kt qu bng bao nhiờu?
Đáp án phiếu học tập số II:
(8)Tìm tần sè gãc: ω = √K
m =20 rad/s
Đế cho câu Tìm A
Cõu 1/ cho:Li độ cực đại Xm = 2cm
A = X m = 2cm
Câu2/Đề cho:Vận tốc cực đại
Vm = 10 cm/s A=
vm ω =
10
20 =0,5 cm
Câu3/Đề cho:li độ x=2c ứng với
vËn tèc v=10cm/s A= √x2+ v
2
ω2 =2.06cm
Câu4/Đề cho:/li độ x=2cm ứng
víi vËn tèc v=10cm/s A= √x2+ v
2
ω2 =2.06cm
Câu5/Đề cho: li độ = độ biến dạng lò xo VTCB vận tốc v=10cm
x= Δ l = mg
K =0,025m = 2,5cm
A= √x2+ v
2
ω2 =2,55cm
Câu6/Đề cho:li độ = độ biến dạng lò xo VTCB vận tốc v=10cm
x= Δ l = mg
K =0,025m = 2,5cm
A= √x2+ v
2
ω2 =2,55cm
Hãy nhận xết cách kích thích khác biên độ dao động nh thế nào?
4/ Tìm pha ban đầu dao động:
Giáo viên đa hệ thống câu hỏi học sinh trả lời chủ động điền vào phiếu học tập số
PhiÕu häc tËp sè III
C©u 1
a/ Chọn gốc tọa độ vị trí cân trục tọa độ thẳng đứng chiều dơng hớng xuống
1 Cách chọn gốc thời gian
Lúc bắt đầu thả
vật: Lúc vật qua VTCB theo chiều +
Lóc vËt ®i qua VTCB theo chiỊu
-Lóc vËt lªn
biªn trªn Lóc vËt xng biªn díi
(9)Phơng trình dao động
HƯ thèng c©u hái:
Câu 1:Dựa vào cách chọn trục tọa độ cá cách chọn gốc thời gian tìm điều kiện ban đâu?
Câu 2: Dự vào điều kiện ban đầu tìm đợc tìm pha ban đầu dao động? Câu3: Từ đậi lợng tìm đợc cho biết phơng trình dao ng ca vt?
Đáp án phiếu học tập sè II C¸ch
chän gèc thêi gian
Lúc bắt đầu thả
vật: Lúc vật qua VTCB theo chiỊu +
Lóc vËt ®i qua VTCB theo chiỊu
-Lóc vËt lªn
biªn trªn Lóc vật xuống biên dới Điều
kiện
ban ®Çu t=0, x=2cmV=0 t=0,x=0,v0 t=0,x=0,v0 t=0,x=-2cm,v=0
t=0,x=+2cm, v=0
3.Tìm pha ban
đầu =0 = 32 ϕ = π2 ϕ = π ϕ =0
Phơng trình dao động
X=2cos20t cm
X=2cos(20t+
3π
2 )
cm
x=2cos(20t+
π
2 )
cm
x=2cos(20t+
π ) cm
X=2cos20t cm
HÃy nhận xét kết này?
Nhn xột: Nu chọn gốc thời gian khác pha dao động chúng khác
C©u 1:
Chọn gốc tọa độ vị trí cân trục tọa độ thẳng đứng chiều dơng h-ớng lên:
Yªu cầu học sinh trả lời câu hỏi , diền vào phiÕu häc tËp sè 4
PhiÕu häc tËp sè IV C¸ch
chän gèc thêi gian
Lóc bắt đầu thả
vật: Lúc vật qua VTCB theo chiỊu +
Lóc vËt ®i qua VTCB theo chiỊu
-Lóc vËt lªn
(10)2 Điều kiện ban đầu 3.Tìm pha ban đầu
Phng trình dao động
Câu Hãy dựa vào cách kích tìm pha dao động dao động
a/ Chọn gốc tọa độ vị trí cân , trục tọa độ thẳng đứng , chiều dơng theo chiều truyền vận tốcGốc thời gian khi:
+ Lóc bắt đầu truyền vận tốc, +Lúc vật lên vị trí cao nhÊt
+ Lúc vật xuống đến vị trí thp nht
Học sinh trả lời câu hỏi ®iỊn vµo phiÕu häc tËp sè
PhiÕu häc tËp sè V C¸ch
chän gèc thêi gian
Lúc bắt đầu truyền vận
tốc: Lúc vật lên vị trí caonhất Lúc vật xuống vị trí thấpnhất Điều
kiện ban đầu 3.Tìm pha ban đầu
(11)động
b/ Chọn gốc tọa độ vị trí cân , trục tọa độ thẳng đứng , chiều dơng ng-ợc chiều truyền vận tốc.Gốc thi gian khi:
+ Lúc bắt đầu truyền vận tốc, +Lúc vật lên vị trí cao
+ Lúc vật xuống đến vị trí thấp
Häc sinh trả lời câu hỏi điền vào phiếu học tËp sè
PhiÕu häc tËp sè VI
1 Cách chọn gốc thời gian
Lúc bắt đầu truyền vận
tốc: Lúc vật lên vị trí caonhất Lúc vật xuống vị trí thấpnhất Điều
kiện ban đầu 3.Tìm pha ban đầu
Phng trỡnh dao động
3: Kéo vật khỏi vị trí cân xuống dới dọc theo trục lò xo đoạn 2cm truyền cho vận tốc hớng xuống Viết phơng trình dao động chọn gốc tọa độ vị trí cân chiều dơng hớng xuống gốc thời gian lúc bắt đầu truyền vận tốc
4: Kéo vật khỏi vị trí cân xuống dới dọc theo trục lị xo đoạn 2cm truyền cho vận tốc10 cm/s hớng xuống Viết phơng trình dao động chọn gốc tọa độ vị trí cân chiều dơng hớng lên gốc thời gian lúc bắt đầu truyền vận tốc
Câu hỏi : Dựa vào điều kiện tìm pha dao động? Yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi điền vào phiếu học tập số
PhiÕu häc tËp sè VII
Cách ch chiều dơng
trc ta Chiều dơng hớng xuống Chiều dơng hớng lên 1/Điều kiện ban đầu
2/ cách tìm pha ban đầu giá trị tìm đợc
(12)5: Nâng vật khỏi vị trí cân cho lị xo trở trạng thái tự nhiên truyền cho vận tốc10 cm/s hớng xuống Viết phơng trình dao động chọn gốc tọa độ vị trí cân chiều dơng hớng xuống gốc thời gian lúc bắt đầu truyền vận tốc
6:Nâng vật khỏi vị trí cân cho lò xo trở trạng thái tự nhiên truyền cho vận tốc10 cm/s hớng lên Viết phơng trình dao động chọn gốc tọa độ vị trí cân chiều dơng hớng xuống gốc thời gian lúc bắt đầu truyền vận tốc
Câu hỏi: Dựa vào điều kiện tìm pha dao động? Yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi điền vào phiếu học tập số
Phiếu học tập số VIII Cách ch chiều dơng
trục tọa độ Chiều dơng hớng xuống Chiều dơng hớng lên 1/Điều kiện ban đầu
2/ cách tìm pha ban đầu giá trị tìm đợc
3/ phơng trình dao động:
*H·y nhËn xÐt chung cho toán này?
5:/ Kết sử dụng: ĐÃ sử dụng ôn tập luyện thi lớp