(Sáng kiến kinh nghiệm) một số phương pháp giải bài tập về gương phẳng

1.MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài: a Lý khách quan: Căn vào nhiệm vụ chương trình vật lý THCS : Cung cấp cho học sinh hệ thống kiến thức bản, trình độ phổ thơng trung học sở, bước đầu hình thành học sinh kỹ phổ thông thói làm quen làm việc khoa học, góp phần hình thành họ lực nhận thức phẩm chất, nhân cách mà mục tiêu giáo dục THCS đề Vật lý sở nhiều ngành kỹ thuật quan trọng phát triển khoa học vật lý gắn bó chặt chẽ tác động qua lại trực tiếp với tiến khoa học kỹ thuật Vì hiểu vật lý có giá trị to lớn đời sống sản xuất, đặc biệt cơng nghiệp hố đại hố đất nước Căn vào nhiệm vụ bồi dưỡng học sinh giỏi hàng năm trường THCS nhằm phát học sinh có lực học tập mơn vật lý bậc THCS để bồi dưỡng nâng cao lực nhận thức, hình thành cho em kỹ nâng cao việc giải tập vật lý Giúp em tham gia dự kỳ thi học sinh giỏi cấp trường, huyện , tỉnh đạt kết cao mang lại thành tích cho thân, gia đình thực mục tiêu bồi dưỡng học sinh hàng năm đề b Lý chủ quan: Trong số tất môn KHTN: Tốn, Lý, Hố, Sinh… Vật lý mơn khoa học khó với em : Vật lý môn khoa học thực nghiệm tốn học hố mức độ cao Địi hỏi em phải có kiến thức, kỹ toán học đinh viêc giải tập vật lý Việc học tập môn vật lý nhằm mang lại cho học sinh kiến thức vật, tượng trình quan trọng đời sống sản xuất , kỹ quan sát tượng trình vật lý để thu thập thông tin liệ cần thiết, mang lại hứng thú học tập áp dụng kiến thức kỹ vào hoạt động đời sống gia đình cộng đồng Chương trình vật lý THCS gồm mảng kiến thức lớn: Cơ học ,Nhiệt học, Quang học, Điện -điện từ học Trong tốn “Gương phẳng ” thuộc mảng kiến thức “Quang học” toán thiết thực gắn bó với sống hàng ngày em Tuy nhiên việc giải thích tính tốn loại tập em gặp khơng khó khăn Vì để giúp trình lĩnh hội vận dụng giải tập “Gương phẳng” tốt nhằm nâng cao chất lượng dạy học phục vụ công tác bồi dưỡng học sinh giỏi thúc định lựa chọn vấn đề để nghiên cứu áp dụng 1.2 Mục đích nghiên cứu : Xuất phát từ mục tiêu cấp học mục tiêu môn vật lý trường THCS là: Phát bồi dưỡng học sinh có lực học tập môn Vật lý ( Đặc biệt phần quang học lớp ) nhằm mang lại kiến thức nâng cao, thành tích cao thi học sinh giỏi cấp huyện, tỉnh đem vinh quang cho thân cho trường cho lớp Nâng cao chất lượng giảng dạy học sinh mũi nhọn mơn Vật lý nói chung trường THCS huyện nhà Phân dạng tập quang học, phân tích nội dung lý thuyết có liên quan Hướng dẫn cho học sinh vận dụng lý thuyết phân tích tốn đề phương pháp giải cụ thể, ngắn gọn dễ hiểu So sánh với phương pháp khác tình xảy với toán để mở rộng hiểu sâu tường tận tốn Mục đích thực đạo, thiết kế, tổ chức hướng dẫn em học tập Học sinh chủ thể hoạt động nhận thức tự học, rèn luyện từ hình thành phát triển lực , nhân cách cần thiết người lao động với mục tiêu đề 1.3 Đối tượng nghiên cứu + Nghiên cứu phưong pháp bồi dưỡng học sinh giỏi môn vật lý bậc THCS thông qua tài liệu qua đồng nghiệp + Các loại tài liệu tham khảo có liên quan tới phần “Gương phẳng” + Chương trình vật lý phần Quang học + Các em học sinh đội tuyển vật lý trường THCS Hoằng Sơn năm học 2010 đến năm 2017 1.4 Phương pháp nghiên cứu + Sử dụng phương pháp thuyết trình kết hợp với việc sử dụng thiết bị dạy học trực quan + Tổ chức cho học sinh thảo luận theo nhóm để giải vấn đề cử đại diện nhóm lên trình bày ( đại diện thường học sinh khá, giỏi ) + Phương pháp khảo sát thực tế, thu thập thơng tin, thống kê, xử lí số liệu + Dùng phương pháp tích hợp, phối hợp với phân môn, môn học khác + Phương pháp nghiên cứu tài liệu : loại sách tham khảo, tài liệu phương pháp dạy vật lý NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1.Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm Những tốn quang hình tốn khó tổng hợp nhiều kiến thức tốn học Mặc dù em học phần quang năm lớp 7, khái niệm bản, tốn loại cịn lạ học sinh, phức tạp tập dần cho học sinh có kỹ định hướng giải cách có hệ thống, có khoa học, dễ dàng thích ứng với tốn quang hình học đa dạng lớp cấp sau em đội tuyển học sinh giỏi giải tốn phức tạp khó Để khắc phục nhược điểm nêu trên, đưa số giải pháp cần thiết cho học sinh bứơc đầu có phương pháp để giải loại toán quang hình lớp tốt hơn: 2.2.Thực trạng vấn đề a Thực trạng: Qua nghiên cứu vài năm trở lại việc học sinh tiếp thu vận dụng kiến thức phần quang học nhiều hạn chế, kết chưa cao Sự nhận thức ứng dụng thực tế vận dụng vào việc giải tập Vật lý ( Đặc biệt phần gương phẳng ) nhiều yếu Cụ thể : Năm học Lần KS Kết KSCL Giỏi Khá Trung bình Yếu SL % SL % SL % SL % 1 2.9% 13 37,2% 15 42,8% 17.1% 20151 2.9% 12 34,2% 14 40% 22.9% 2016 5,7% 12 34,2% 14 40% 20,1% b Một số thuận lợi khó khăn: + Những thuận lợi Việc thực nhiệm vụ nhận quan tâm giúp đỡ đồng nghiệp BGH cấp lãnh đạo Vì đề tài nhận đạo kịp thời Tài liệu nghiên cứu như: sách giáo khoa vật lý 7, loại sách tham khảo bồi dưỡng học sinh giỏi ln có sẵn thư viện trường, đại đa số học sinh tham gia bồi dưỡng đội tuyển vật lý có ý thực tập tốt, chịu khó tham khảo tài liệu hỏi thầy hỏi bạn việc giải tập từ dễ đến khó + Những khó khăn: Là giáo viên trẻ, bước vào công tác bồi dưỡng học sinh giỏi năm 2011 – 2017 năm thứ Bản thân tơi gặp khơng khó khăn khó khăn việc lựa chọn tài liệu giảng dạy gương phẳng Kinh nghiệm truyền thụ kiến thức cho học sinh thiếu thốn Việc tiếp cận phân tích giải tập nâng cao “ Gương phẳng” học sinh gặp khơng khó khăn Nguyên nhân em thiếu hiểu biết kỹ quan sát phân tích thực tế, thiếu cơng cụ tốn học việc giải thích phân tích trả lời câu hỏi tập phần Bên cạnh đó, số học sinh đội tuyển kiến thức em gương phẳng thiếu thốn, ý cá nhân lớn, đơi cịn trây lười Đã gây khơng khó khăn cho tơi thực để tài 2.3.Các giải pháp thực Để nâng cao lực giải tập liên quan tới “Gương phẳng” vật mạnh dạn đưa giải pháp + Tăng cường cho học sinh quan sát tượng sống hàng ngày thực tế +Làm thí nghiệm + Trang bị cho em cơng cụ tốn hệ phương trình, bậc ẩn, kiến thức hình học, tam giác vuông, hệ thức lượng tam giác, bậc hai để giải tập thuộc thể loại + Kết hợp việc tự học , tự đọc tài liệu tham khảo em Qua thực tế giảng dạy, nghiên cứu, đưa số hoạt động học sinh nhằm nâng cao chất lượng học tập phần “ Gương phẳng” học sinh giỏi cụ thể: a/Các khái niệm bản: - Ta nhận biết ánh sáng có ánh sáng vào mắt ta .[1] - Ta nhìn thấy vật có ánh sáng từ vật truyền đến mắt ta Ánh sáng vật tự phát (Nguồn sáng) hắt lại ánh sáng chiếu vào Các vật gọi vật sáng .[1] - Trong môi trường suốt đồng tính ánh sáng truyền theo đường thẳng.(Định luật truyền thẳng ánh sáng) [1] - Đường truyền ánh sáng biểu diễn đường thẳng có hướng gọi tia sáng.[1] - Nếu nguồn sáng có kích thước nhỏ, sau vật chắn sáng có vùng tối - Nếu nguồn sáng có kích thước lớn, sau vật chắn sáng có vùng tối vùng nửa tối [2] S b/ Sự phản xạ ánh sáng R N - Định luật phản xạ ánh sáng + Tia phản xạ nằm mặt phẳng chứa tia i i' tới đường pháp tuyến với gương điểm tới + Góc phản xạ góc tới .[1] I *Chú ý: Nếu tia tới vng góc với mặt gương tia phản xạ trùng với tia tới ngược chiều .[5] - Nếu đặt vật trước gương phẳng ta quan sát ảnh vật gương .[5] + Ảnh gương phẳng ảnh ảo, lớn vật, đối xứng với vật qua gương .[5] + Vùng quan sát vùng chứa vật nằm trước gương mà ta thấy ảnh vật nhìn vào gương .[5] Trong mục 2.3.a,: tham khảo từ TLTK số 1,2 ;mục 2.3.b tham khảo từ TLTK số 1và số + Vùng quan sát phụ thuộc vào kích thước gương vị trí đặt mắt + Có hai cách vẽ ảnh điểm sáng: - Vận dụng tính chất ảnh vật qua gương - Vận dụng định luật phản xạ ánh sáng + Có hai cách vẽ tia phản xạ cho tia tới cho trước - Vận dụng định luật phản xạ ánh sáng: vẽ pháp tuyến, đo góc tới, vẽ tia phản xạ cho góc phản xạ góc tới -Vận dụng tính chất ảnh: vẽ ảnh điểm sáng, vẽ tia phản xạ có đường kéo dài qua ảnh điểm sáng (Tương tự có hai cách vẽ tia tới tia phản xạ cho trước) - Ảnh vật tạo gương phẳng tập hợp ảnh điểm sáng vật đó, để vẽ ảnh vật tạo gương phẳng, ta cần vẽ ảnh số điểm đặc biệt vật nối chúng lại - Trong hệ gương, ánh sáng bị phản xạ nhiều lần, lần phản xạ tạo ảnh điểm sáng, ảnh tạo gương lần trước vật gương lần phản xạ [5] c Xác định thị trường gương: (Vùng nhìn thấy gương phẳng) “Ta nhìn thấy ảnh vật qua gương phẳng tia sáng truyền vào mắt ta có đường kéo dài qua ảnh vật” Phương pháp vẽ: Vẽ tia tới từ vật tới mép gương Từ vẽ tia phản xạ sau ta xác định vùng mà đặt mắt nhìn thấy ảnh vật Ví dụ 1: Vẽ vùng khơng gian mà đặt mắt thấy S’ ảnh S qua gương phẳng Cách vẽ: Vẽ S’ đối xứng với S qua gương, vẽ hai tia tới xuất phát từ S đến hai mép gương (SI SK), vẽ hai tia phản xạ (IR1 KR2) có đường kéo dài qua ảnh S’ Đặt mắt điểm nằm phía trước gương góc R1 thấy S’ ảnh S qua gương R2 S I K S' Ví dụ 2: Bằng cách vẽ tìm vùng khơng gian mà mắt đặt nhìn thấy ảnh toàn vật sáng AB qua gương phẳng [2] Trong trang này: Vùng nhìn thấy gương phẳng trích dẫn từ TLTK số 1,5;Ví du 1,2 tham khảo từ TLTK số số Cách vẽ: Vẽ A’ đối xứng với A qua gương, vẽ hai tia tới xuất phát từ A đến hai mép gương (AI AK), vẽ hai tia phản xạ (IR1 KR2) có đường kéo dài qua ảnh A’ Đặt mắt điểm nằm phía trước gương góc thấy A’ ảnh A qua gương Tương tự, vẽ B’ đối xứng với B qua gương, vẽ hai tia tới xuất phát từ B đến hai mép gương (BI BK), vẽ hai tia phản xạ (IR3 KR4) có đường kéo dài qua ảnh B’ Đặt mắt điểm nằm phía trước gương góc thấy B’ ảnh B qua gương Giao hai vùng nhìn thấy A’ B’là vùng khơng gian mà đặt mắt nhìn thấy A’B’ ảnh toàn vật sáng RAB qua gương phẳng R3 R1 R2 A I B K A' B' d Các dạng tập vận dụng Bài 1: Một điểm sáng đặt cách khoảng 2m, điểm sáng người ta đặt đĩa chắn sáng hình trịn cho đĩa song song với điểm sáng nằm trục qua tâm vng góc với đĩa a) Tìm đường kính bóng đen in biết đường kính đĩa d = 20cm đĩa cách điểm sáng 50 cm b) Cần di chuyển đĩa theo phương vng góc với đoạn bao nhiêu, theo chiều để đường kính bóng đen giảm nửa? c) Biết đĩa di chuyển với vận tốc v= 2m/s Tìm vận tốc thay đổi đường kính bóng đen d) Giữ ngun vị trí đĩa câu b thay điểm sáng vật sáng hình cầu đường kính d1 = 8cm Tìm vị trí đặt vật sáng để đường kính bóng đen câu a Tìm diện tích vùng nửa tối xung quanh bóng đen?[4] A' Hướng dẫn giải A I S B A1 A2 I1 B1 I' B2 B' 6 Trong trang này: tham khảo từ TLTK số số a) Gọi AB, A’B’ đường kính đĩa bóng đen Theo hệ định lý Talet ta có: AB SI AB.SI ' 20.200   A' B '    80cm A' B' SI ' SI 50 b) Gọi A2, B2 trung điểm I’A’ I’B’ Để đường kính bóng đen giảm nửa(tức A 2B2) đĩa AB phải nằm vị trí A 1B1 Vì đĩa AB phải dịch chuyển phía Theo hệ định lý Talet ta có : A1B1 SI AB 20   SI1  1 SI '  200  100cm A2 B2 SI ' A2 B2 40 Vậy cần dịch chuyển đĩa đoạn II1 = SI1 – SI = 100-50 = 50 cm theo A2 chiều lại gần đường kính bóng đen giảm nửa A’ C M A3 I3 I’ O D B3 B’ c) Thời gian để đĩa quãng đường I I1 là: t= s v = II v = 0,5 = 0,25 s Tốc độ thay đổi đường kính bóng đen là: v’ = B2 0,8  0,4 A B - A B = 0,25 = 1,6m/s t d) Gọi CD đường kính vật sáng, O tâm Ta có: I I  100  cm 3 MO CD 2 100 40 Mặt khác MI  A B  20   MO  MI    cm 3 MI A3 B3 20 MI      MI  AB 80 MI  I I  => OI3 = MI3 – MO = => MI3 = 100 40 60    20cm 3 Vậy đặt vật sáng cách đĩa khoảng 20 cm - Diện tích vùng nửa tối S =  ( I A22  I A2 )  3,14(802  402 )  15072(cm ) Bài 2: Người ta dùng gương phẳng để chiếu chùm tia sáng mặt trời hẹp xuống đáy giếng thẳng đứng Hãy tính góc hợp mặt gương đường thẳng đứng, biết tia sáng mặt trời nghiêng góc 30 so với mặt phẳng nằm ngang.[6] Trong trang này: tham khảo từ TLTK số ,Hướng dẫn giải tác giả M' S Hướng dẫn giải: * Cách vẽ hình: Vẽ tia tới SI hợp với đường thẳng nằm ngang (Ix) góc = 300 Vẽ tia phản xạ IR có phương thẳng đứng hướng xuống Vẽ đường phân giác IN góc tạo tia tới SI tia phản xạ IR (IR pháp tuyến gương điểm tới) Vẽ gương phẳng MM’ Vng góc với pháp tuyến IN I (Góc hợp mặt gương đường thẳng đứng góc Ta có: I 30o x N M R ) = 300 =  Vì IN tia phân giác góc SIR   +  = + = = Mặt khác, ta cịn có:   Vậy góc hợp mặt gương đường thẳng đứng 30o Bài 3: Cho gương phẳng M N có hợp với 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 c) Nêu điều kiện để phép vẽ thực được.[3] Hướng dẫn giải: a,b) Gọi A’ ảnh A qua M, B’ ảnh B qua N (M) A’ (M) A I A A’ B B I O J (N) B’ O J (N) B’ Tia phản xạ từ I qua (M) phải có đường kéo dài qua A’ Để tia phản xạ qua (N) J qua điểm B tia tới J phải có đường kéo dài qua B’ Từ hai trường hợp  ta có cách vẽ sau: - Dựng ảnh A’ A qua (M) (A’ đối xứng A qua (M) - Dựng ảnh B’ B qua (N) (B’ đối xứng B qua (N) - Nối A’B’ cắt (M) (N) I J 8 Trong trang này: tham khảo từ TLTK số , Hướng dẫn giải tác giả - Tia A IJB tia cần vẽ c) Đối với hai điểm A, B cho trước Bài toán vẽ A’B’ cắt hai gương (M) và(N) A’ (Chú ý: Đối với toán dạng ta cịn có cách vẽ khác là: - Dựng ảnh A’ A qua (M) I A - Dựng ảnh A’’ A’ qua (N) - Nối A’’B cắt (N) J O - Nối JA’ cắt (M) I J - Tia AIJB tia cần vẽ A’’ Bài 4: Hai gương phẳng (M) (N) đặt song song quay mặt phản xạ vào cách khoảng AB = d Trên đoạn thẳng AB có đặt điểm sáng S cách gương (M) đoạn SA = a Xét điểm O nằm đường thẳng qua S vng góc với AB có khoảng cách OS = h a) Vẽ đường tia sáng xuất phát từ S phản xạ gương (N) I truyền qua O b) Vẽ đường tia sáng xuất phát từ S phản xạ gương (N) H, gương (M) K truyền qua O c) Tính khoảng cách từ I, K, H tới AB.[3] M) (N) Hướng dẫn giải: O’ O K I H C A S B S’ a) Vẽ đường tia SIO - Vì tia phản xạ từ IO phải có đường kéo dài qua S’ (là ảnh S qua (N) - Cách vẽ: Lấy S’ đối xứng với S qua (N) Nối S’O’ cắt (N) I Tia SIO tia sáng cần vẽ b) Vẽ đường tia sáng SHKO - Đối với gương (N) tia phản xạ HK phải có đường kéo dài qua ảnh S’ S qua (N) - Đối với gương (M) để tia phản xạ từ KO qua O tia tới HK phải có đường kéo dài qua ảnh O’ O qua (M) Vì ta có cách vẽ: B Trong trang này: tham khảo từ TLTK số 3, Hướng dẫn giải tác giả - Lấy S’ đối xứng với S qua (N); O’ đối xứng với O qua (M) Nối O’S’ cắt (N) H cắt (M) K Tia SHKO tia cần vẽ c) Tính IB, HB, KA OS h  2 BS ' d a O ' C  h S'C 2d Vì IB đường trung bình  SS’O nên IB = Vì HB //O’C => HB BS '  O' C S'C Vì BH // AK => HB S B S A ( 2d  a ) ( d  a ) 2d  a   AK  HB  h  h AK S A S B d a 2d 2d => HB = Bài 5:Một gương phẳng hình tròn đường kính MN bằng10cm đặt bàn cách trần nhà 2m, mặt phản xạ hướng lên Ánh sáng từ một bóng đèn pin (xem là nguồn sáng S) nằm sát trần nhà (như hình vẽ bên) Hãy xác định vùng phản xạ của gương lên trần nhà và tính diện tích vùng sáng phản xạ đó.[3] Hướng dẫn giải: Sau vẽ các tia phản xạ từ mép gương lên trần nhà Ta thấy: Trong ∆S’AB có MN là đường trung bình  MN = A B S N M AB  AB = 2MN = 10.2 = 20(cm) Đường kính vùng sáng trần là 20cm Diện tích vùng sáng gương phản xạ trần d2 202  3,14  314  cm  nhà là: S = π d /4 S    4 M Vậy diện tích vùng sáng gương phản xạ trần nhà 314 cm2 Bài 6:Cho hai gương phẳng M,N hai điểm A,B hình bên Hãy vẽ tia sáng xuất phát từ A, phản xạ hai gương đến B A' hai trường hợp a) Đến gương M trước I b) Đến gương N trước.[3] Hướng dẫn giải: a) Trường hợp đến gương M trước: Vẽ A’ đối xứng với A qua gương M Vẽ B’ đối xứng với B qua gương N S' A B M N A B K N B' 10 10 Trong trang này: 5,6 tham khảo từ TLTK số 3, Hướng dẫn giải tác giả B' Nối A’B’ cắt gương M I gương N K.Tia AIKB tia sáng cần vẽ b) Trường hợp đến gương N trước: Vẽ A’ đối xứng với A qua gương N Vẽ B’ đối xứng với B qua gương M Nối A’B’ cắt gương N I gương M K.Tia AIKB tia sáng cần vẽ M K A B I N A' Bài 7: Hai gương phẳng có mặt phản xạ hợp thành góc  Chiếu tia sáng SI đến gương thứ nhất, phản xạ theo phương Ị đến gương thứ hai phản xạ phương IR Tìm góc hợp hai tia SI IJ trường hợp a)  góc nhọn b)  góc tù c)  góc vng [6] Hướng dẫn giải: R  a) Trường hợp góc nhọn Góc hợp hai tia SI IJ góc Xét NIJ có: (góc ngồi tổng hai góc khơng kề với nó) Xét MIJ có góc ngồi M  Ta có: =2 ánh sáng)   =2 = 2  =α (1) O (theo đ/l phản xạ +2  = 2(  J N  R I  O J α= –( Xét MIJ có: x S Góc hợp hai tia SI IJ góc α= N  ) (2) Từ (1) (2)    2 b) Trường hợp  góc tù Xét IJO có: S  (cặp góc có cạnh tương ứng  ) Ta có: M I ) = = + - α (1) (góc ngồi M  x tổng hai góc khơng kề với nó)   =2 +2  = 2( ) (2) Từ (1) (2)    2(180   ) c) Trường hợp  góc vng: Ta có: IN  IO JO  IO  IN // OJ Tương tự ta có: NJ // IO  INJO HBH có IO  JO nên  INJO HCN  INJ vuông N  I1  J1  90 (1)  G1 N I  O S R J G2 11 Theo định luật phản xạ ánh sáng, ta có: 11 Trong trang này: tham khảo từ TLTK số 6, Hướng dẫn giải tác giả =   = = (2) Cộng (1) (2), vế theo vế, ta được: ( )= + = + = Vậy hai góc SIJ IJR hai góc bù vị trí phía nên SI // JR Ta thấy SI JR hai tia phương ngược chiều nên góc hợp hai tia SI JR tạo thành góc bẹt (=180o) Bài 8: Chiếu tia sáng hẹp SI vào gương phẳng Nếu cho gương quay góc  quanh R1 N trục bất kỳnằm mặt gương S N2 vng góc với tia tới tia phản xạ quay góc bao nhiêu? theo chiều nào?[4] M1 Hướng dẫn giải: i i Xét gương quay quanh trục O I từ vị trí M1 đến M2 ( = α) O lúc pháp tuyến quay góc ( Vì ứng vng góc) i' i'  M2 J =α cặpgóc có cạnh tương   P K Xét  IPJ có : = + (góc ngồi = tổng góc khơng kề với nó) Hay 2i’ = 2i +    = 2i’ - 2i = 2( i’ – i ) (1) Xét  IJK có : = + (góc ngồi = tổng góc khơng kề với nó) Hay i’ = i +  =>  = ( i’ – i ) (2) Từ (1) (2) =>  =  Vậy gương quay góc  quanh trục vng góc với tia tới tia phản xạ quay góc  theo chiều quay gương S Bài 9:Chiếu tia sáng SI tới gương phẳng (G) Nếu quay tia xung quanh điểm S góc tia S R1 phản xạ quay góc bao nhiêu? Hướng dẫn giải: I Vẽ S’ ảnh S qua gương Khi tia tới SI quay góc quay góc là: = α tia phản xạ IR1 R2 H I (1) J (Tia tới SI có tia phản xạ IR1 kéo dài qua ảnh S’ S Tia tới SJ có tia phản xạ JR2 kéo dài qua ảnh S’ S) S' 12 R2 Ta có: Và HS’I (c.g.c) HIS = HSJ = HS’J (c.g.c) Vì: = α Từ (1) (2)     - = =α (2) 12 Trong trang này: tham khảo từ TLTK số 4, tham khảo từ TLTK số Hướng dẫn giải tác giải Vậy tia tới quay góc  tia phản xạ quay góc  Bài 10:Hai gương phẳng đặt song song với cho mặt phản xạ hướng vào Giữa hai gương đặt nến a Vẽ ảnh nến tạo thành hệ gương b Xác định khoảng cách hai gương biết khoảng cách ảnh nến tạo thành lần phản xạ thứ hai gương 40 cm.[3] G1 Hướng dẫn giải: a)Vẽ hình B'2 B1 A'2 A1 G2 B I A K B2 B'1 A2 A'1 b) Giả sử AB nến Gọi x khoảng cách từ AB đến G  khoảng cách từ AB đến G2 d - x - Vẽ A1B1 đối xứng với AB qua G1 Ảnh nến tạo thành lần phản xạ thứ hai qua G2 A’1B’1 ảnh A1B1 qua G2  A1B1 A’1B’1 đối xứng với qua G2  A1K = KA’1 - Vẽ A2B2 đối xứng với AB qua G1 Ảnh nến tạo thành lần phản xạ thứ hai qua G1 A’2B’2 ảnh A2B2 qua G1  A2B2 A’2B’2 đối xứng với qua G1  IA2 = IA’2 Khoảng cách ảnh nến tạo thành lần phản xạ thứ hai gương A’1A’2 = 40 cm Ta có: AK = x  KA2 = x  IA2 = IK +KA2 = d+ x  IA’2 = d+x AI = d - x  A1I = d - x  A1K = A1I + IK = d - x + d = 2d - x  KA’1 = 2d - x Vì: A’1A’2 = A’2I + IK + KA’1 = d + x +d +2d - x = 4d  4d = 40  d  10  cm  Vậy khỏng cách hai gương 10 cm Bài 11: Hai gương phẳng M1, M2 đặt song song có mặt phản xạ quay vào nhau, cách đoạn d = 12cm Nằm khoảng hai gương có hai điểm O S cách gương M1 đoạn a = cm; ( biết OS = h = 6cm) 13 a) Hãy trình bày cách vẽ tia sáng từ S đến gương M I, phản xạ đến gương M2 J phản xạ đến O b) Tính khoảng cách từ I đến A từ J đến B (AB đường thẳng qua S vng góc với mặt phẳng hai gương).[3] Hướng dẫn giải: a) Vẽ S1 đối xứng S qua gương M1 13 Trong trang này: 10 tham khảo từ TLTK số 3, 11 trích dẫn từ TLTK số Hướng dẫn giải tác giải Vẽ O1 đối xứng O qua gương M2 Nối S1O1 cắt gương M1 I, cắt gương M2 J Nối SIJO ta tia cần vẽ b) Xét ∆S1AI ~ ∆ S1BJ (g.g)  AI S1 A a BI  a    AI  BJ S1 B a  d ad M2 O O1 (1) J Xét ∆S1AI ~ ∆S1HO1 (g.g) AI SA a a  HO1 ah     AI     1 cm  HO1 S1 H 2d 2d 2d 12 AI (a  d ) 1 (4  12)    cm  Từ (1)  BJ  a  I S1 A B S H a a Vậy khoảng cách từ I đến A AI = cm d (d-a) khoảng cách từ J đến B BJ = cm Bài 12: Một người cao 170cm, mắt cách đầu 10cm, đứng trước gương phẳng treo tường thẳng đứng để quan sát ảnh gương Hỏi phải dùng gương phẳng có chiều cao để quan sát tồn người gương? Khi phải đặt mép gương cách mặt đất bao nhiêu?[4] Hướng dẫn giải: Ảnh người đối xứng qua gương nên MH = M’H Để mắt nhìn thấy đầu (Đ) gương mép Ð' Ð gương tối thiểu phải đến điểm I I IH đường trung bình tam giác MĐM’ Do : IH = 1 MĐ = 10 = 5(cm) 2 M Trong M vị trí mắt Để nhìn thấy chân ( C ) mép gương tối thiểu phải tới điểm K ( Tính từ H ) HK đường trung bình tam giác MCM’ 1 MC = (CĐ – MĐ) 2 HK = (170 – 10 ) = 80 (cm) M' H A K HK = S C C' J (G2) Chiều cao tối thiểu gương: IK = IH + KH = + 80 = 85 ( cm) (G1) Gương phải cách mặt đất đoạn KJ: B 14 (G3) C KJ = ĐC – ĐM – HK = 170 – 10 – 80 = 80 (cm) Bài 13: [4]Cho ba gương phẳng G1, G2 G3 lập thành lăng trụ tam giác cân hình vẽ Trên G1 có lỗ nhỏ S, người ta chiếu một chùm tia sáng hẹp qua lỗ nhỏ S vào bên theo phương vng góc với G1 Tia sáng sau phản xạ gương lại 14 Trong trang này: 12,13 tham khảo từ TLTK số theo lỗ S không bị lệch so với tia chiếu vào Hãy xác định góc hợp cặp gương với nhau.[4] 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 tới KR đến G3 theo hướng vng góc với mặt gương Tại I ta có: = = ( tương ứng vng góc) Tại K, ta có : = (góc phản xạ góc tới) Mặt khác : = - = Xét BKR vng R có: = Mặt khác : = - = = I (G2) B R C (G3) - =2 = = = =2 = Xét ABC cân A, ta có : = + = S K (G1) cặp góc có cạnh Xét SIK vng S có: A + = G1 = x S = Bài 14: Hai gương phẳng G1,G2 quay mặt phản xạ vào S1 hợp với góc =60 Một điểm sáng S nằm trênđường phân giác Ox gương, cách cạnh chung O khoảngOS = R=5cm ( hình vẽ) a) Trình bày cách vẽ vẽ tia sáng phát từ S sau phản xạ G1,G2 lại truyền qua S b) Gọi S1, S2 ảnh S O Qua G1, G2 Tính khoảng cách S1 S2.[6] Hướng dẫn giải: a) Cách dựng: -Lấy S1 đối xứng với S qua G1 , S’1 đối xứng với S1 qua G2 O 30o 30o G2 G1 x S K 30o 30o G2 H S'1 15 => S1 ảnh S qua G1, S’1 ảnh S1 qua G2 - Nối S’1 với S cắt G2 H , nối S1 với H cắt G1 K Nối K với H ta SKHS đường truyền tia sáng cần dựng b) Tính khoảng cách S1 S2 Vì Ox tia phân giác góc tạo hai gương Nên: 15   =300 Trong trang này: 14 tham khảo từ TLTK số 6, Hướng dẫn giải tác giải Có: OHS = OHS1 (c.g.c)  OS1S cân O có = = = OS = OS1 OS1S   OS1  S1S  OS (1) Chứng minh tương tự, ta có: OS2 S   OS  S S  OS (2) Từ (1) (2)  OS1  S1S  S S2  S 2O  OS1SS2 hình thoi  OS  S1S I ; OI  IS  OS  2,5  cm  S1I  S2 I  S1S2 (Hình thoi có hai đường chéo S1 G1 H x S I G2 O K vng góc trung điểm đường) S2 Xét OS1 I vuông I có: O S12 = OI2 + S1I2 ( theo Đ/l Pi -ta-go) S1I2 = O S12 – OI2 = 52 – 2.52 =18.75  S1 I  18, 75  S1 S2  2S1 I  18, 75  S1S  18, 75  75  25    cm  Vậy khoảng cách hai ảnh S1 S2 cm Bài 15: Hai gương phẳng G1; G2 ghép sát hình vẽ,  = 600 Một điểm sáng S đặt khoảng hai gương cách hai gương, khoảng cách từ S đến giao tuyến hai gương SO = 12 cm G1 S1 a) Vẽ nêu cách vẽ đường tia sáng tù S phản xạ hai gương quay lại S M b) Tìm độ dài đường tia sáng nói trên?[6] S  O Hướng dẫn giải: a) Vẽ S1là ảnh S qua G1, S2là ảnh S qua G2 Nối S1với S2 cắt G1 I G2 K Nối S với I, S 42 với K , đường tia sáng từ S phản xạ O trênhai gương quay lại S SIKS (G1) S I (G2) H K N S2 G2 16 b)Ta có: =  = 300 =α= OMS  OMS1  c.g c   OS1  OS  OS1S tam giác  OS1  S1S  OS (1) Chứng minh tương tự, ta có: OS2  S2 S  OS (2) Từ (1) (2)  OS1  S1S  SS2  S2O  OS1SS2 hình thoi  S1S2  OS  IK  OS Mặt khác, ta có O S đối xứng với qua IK nên: 16 Trong trang này: 15 tham khảo từ TLTK số 6, Hướng dẫn giải tác giải IO = IS KO = KS (3) Xét OIK có OH vừa đường cao , vừa đường phân giác = 300  OIK tam giác nên OI = IK = KO (4) Từ (3) (4)  SI = IK = KS  SI + IK + KS = 3IK Xét OHK vng H có Mà OH = = HK = OH OS 12    cm   HK  6.tan 30     cm   IK  HK  3(cm) 2 Vậy độ dài đường tia sáng SI + IK + KS = 3IK=   12  cm  2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm: Với phương pháp dạy gắn lý thuyết vào tập gắn tập với thực tế sống giúp cho em tiếp thu kiến thức cách độc lập tích cực sáng tạo Do học sinh hứng thú hiểu sâu sắc từ vận dụng linh hoạt nâng cao Qua đối chứng kinh nghiệm test ,các khảo sát thấy chất lượng học sinh đội tuyển Vật lý lớp bồi dưỡng học phần gương phẳng nâng lên rõ rệt Các em biết tự củng cố ôn luyện kiến thức tập biết phối hợp kiến thức vào thực hành giải tập Cụ thể qua học sinh: Lần Kết Giỏi Khá Trung Bình Yếu khảo Năm học SL % SL % SL % SL % sát 11,4% 10 28,6% 17 48,6% 11,4% 2015 - 2016 14,2% 15 42,9% 14 40% 2,9% 8,8% 23,5% 18 54,5% 13,2% Học kì I 2016 - 2017 17,6% 16 48,5% 12 33,9 0 *Bài học kinh nghiệm: a Kinh nghiệm cụ thể: + Đối với người dạy: - Phải nỗ lực, vượt khó , nắm vững kiến thức tâm để có đủ lực xay dựng hệ thống câu hỏi dẫn dắt cách khoa học Yêu cầu 17 - Nắm bắt kịp thời đổi phương pháp bồi dưỡng học sinh giỏi + Ln tìm tịi dạng thông qua việc sưu tầm tài liệu tham khảo nhằm nâng cao chun mơn nghiệp vụ - Khuyến khích học sinh, tạo niềm say mê, hứng thú cho học sinh, có hướng “mở” kiến thức giúp cho học sinh có “yêu cầu” tự đọc sách tự khai thác + Đối với trị: - Phải nỗ lực, kiên trì, vượt khó và, phải “thực “hoạt động trí óc, có óc tương đương tích cực tự nghiên cứu hiểu giải thích tượng vật lý - Cần cù chịu khó, ham học hỏi, sử dụng sách tham khảo vừa sức, có hiệu - Học phải đơi với hành để củng cố khắc sâu, nâng cao kiến thức b Cách sử dụng sáng kiến kinh nghiệm Sáng kiến kinh nghiệm : “Phương pháp giải toán gương phẳng” Có thể áp dụng cho cơng tác bồi dưỡng học sinh giỏi lớp 7,9 bậc THCS Là tài liệu tham khảo nâng cao chuyên môn cho giáo viên vật lý bậc THCS KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 3.1.Kết luận: - Bồi dưỡng học sinh mũi nhọn nhiệm vụ quan trọng người giáo viên Nhằm phát nuôi dưỡng tài cho đất nước Đẩy mạnh nghiệp phát triển giáo dục Đáp ứng mục tiêu : Nâng cao dân trí bồi dưỡng nhân tài phục vụ nghiệp cơng nghiệp hố - đại hoá đất nước thời kỳ - Kinh nghiệm rút từ sáng kiến áp dụng cho công tác bồi dưỡng học sinh giỏi lớp 7,9 bậc THCS Giúp hệ thống hoá cho em kiến thức cách có hệ thống, sâu rộng, phát triển tư vật lý - Để nâng cao chất lượng giảng dạy phần quang học nêu đề tài có phối hợp linh hoạt phương pháp giảng dạy Tuỳ theo vùng , miền đối tượng học sinh mà người giáo viên áp dụng khác nhau: cho phù hợp - Đề tài Hội đồng khoa học nhà trường thẩm định đưa áp dụng bước đầu đạt hiệu Rất mong quan tâm giúp đỡ đóng góp xây dựng lãnh đạo bạn đọc để vận dụng đạt kết cao 3.2 Kiến nghị: Để tạo điều kiện thuận lợi cho việc thực hiện, mạnh dạn có số ý kiến đề xuất sau: + Chuẩn hoá đội ngũ giáo viên trực tiếp bồi dưỡng học sinh giỏi + Bồi dưỡng thường xuyên cho đội ngũ giáo viên + Có chế độ thời lượng dạy đại trà phù hợp với Giáo viên bồi dưỡng đội tuyển + Tạo điều kiện khích lệ nâng cao chất lượng giảng dạy môn Tôi xin chân thành cảm ơn ! 18 XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Hoằng Sơn, ngày 01 tháng 05 năm 2017 Tơi xin cam đoan SKKN viết, khơng chép nội dung người khác Người viết Lê Quang Xuân 19 ... khăn cho thực để tài 2.3.Các giải pháp thực Để nâng cao lực giải tập liên quan tới ? ?Gương phẳng? ?? vật mạnh dạn đưa giải pháp + Tăng cường cho học sinh quan sát tượng sống hàng ngày thực tế +Làm... khăn việc lựa chọn tài liệu giảng dạy gương phẳng Kinh nghiệm truyền thụ kiến thức cho học sinh thiếu thốn Việc tiếp cận phân tích giải tập nâng cao “ Gương phẳng? ?? học sinh gặp khó khăn Nguyên... phân môn, môn học khác + Phương pháp nghiên cứu tài liệu : loại sách tham khảo, tài liệu phương pháp dạy vật lý NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1.Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm Những toán