Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh thông qua việc hướng dẫn giải bài tập chương sóng cơ và sóng âm vật lý lớp 12

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA VẬT LÝ NGUYỄN VĂN KIỂM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH THÔNG QUA VIỆC HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM – VẬT LÝ 12 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Đà nẵng, 2020 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA VẬT LÝ NGUYỄN VĂN KIỂM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH THÔNG QUA VIỆC HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM – VẬT LÝ 12 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Chuyên ngành: Sư Phạm Vật lý Khóa: 2016-2020 Người hướng dẫn: PGS TS Nguyễn Bảo Hoàng Thanh Đà nẵng, 2020 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn kết nghiên cứu cá nhân Các số liệu tài liệu trích dẫn luận văn trung thực Kết nghiên cứu không trùng với cơng trình cơng bố trước Tơi chịu trách nhiệm với lời cam đoan Đà Nẵng, tháng năm 2020 Tác giả Nguyễn Văn Kiểm II LỜI CẢM ƠN Tôi thực xin bày tỏ cảm xúc lòng biết ơn sâu sắc đến PGS TS Nguyễn Bảo Hồng Thanh tận tình hướng dẫn giúp đỡ tơi q trình học tập, nghiên cứu hồn thành luận văn Tôi xin cảm ơn thầy cô Khoa Vật lý nói riêng thầy trường Đại học Sư phạm Đà Nẵng nói chung giúp đỡ tơi q trình học tập Tơi xin cảm ơn Ban Giám Hiệu Trường THPT Thái Phiên chấp nhận cho thực thực nghiệm giai đoạn học sinh chuẩn bị ôn thi THPT Quốc gia ảnh hưởng dịch Covid19 Tôi xin cảm ơn cô Lê Thị Thanh Thúy thầy cô giáo tổ môn vật lý trường THPT Thái Phiên tạo điều kiện giúp đỡ q trình thực nghiệm hồn thành đề tài Đà Nẵng, tháng năm 2020 Tác giả Nguyễn Văn Kiểm III MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN II LỜI CẢM ƠN III DANH MỤC HÌNH VẼ, BẢNG BIỂU VII MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Giả thuyết khoa học Nhiệm vụ nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Cấu trúc luận văn Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỂN 1.1 Năng lực giải vấn đề học sinh dạy học vật lí 1.1.1 Khái niệm lực 1.1.2 Năng lực giải vấn đề 1.2 Bài tập vật lí 1.2.1 Khái niệm tập vật lí 1.2.2 Vai trò tập vật lý dạy học 1.2.3 Phân loại tập vật lý 1.3 Bồi dưỡng NL GQVĐ cho HS 1.3.1 Tổ chức dạy học Vật lí theo hướng bồi dưỡng kiến thức kỹ phương pháp nghiên cứu vật lí 1.3.2 Tổ chức dạy học vật lí theo hướng phối hợp số phương pháp 11 1.4 Các bước hướng dẫn giải tập nhằm phát triển lực GQVĐ 12 1.5 Nguyên tắc, quy trình lựa chọn BTVL để bồi dưỡng lực GQVĐ 14 1.5.1 Nguyên tắc lựa chọn tập vật lý để bồi dưỡng lực GQVĐ 14 1.3.2 Quy trình xây dựng BT theo định hướng bồi dưỡng lực GQVĐ 15 1.4 Thực trạng việc hướng dẫn giải tập v ật lý trường THPT 15 1.4.1 Thực trạng việc hướng dẫn giải tập trường THPT 15 1.4.2 Nội dung phương pháp điều tra 17 Chương 2: XÂY DỰNG HỆ THỐNG VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM THEO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GQVĐ 25 2.1 Vị trí chương “Sóng sóng âm” chương trình vật lý phổ thông 25 IV 2.1.1 Đặc điểm chương 25 2.1.2 Sơ đồ cấu trúc chương 25 2.3 Các dạng sóng sóng âm 26 2.3 Hệ thống tập 45 2.3.1 Bài tập “Sóng đặc trưng sóng cơ” 45 2.3.2 Bài tập giao thoa sóng 58 2.3.3 Bài tập sóng dừng 58 2.3.4 Bài tập sóng âm 58 2.4 Các giáo án xây dựng theo định hướng bồi dưỡng lực GQVĐ 58 2.4.1.Giáo án 1: Bài tập đặc trưng sóng giao thoa sóng 58 2.4.2 Giáo án 2: Bài tập sóng dừng sóng âm 66 Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 74 3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 74 3.2 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 74 3.3 Thời gian thực nghiệm sư phạm 74 3.3 Nội dung thực nghiệm sư phạm 74 3.4 Các bước tiến hành thực nghiệm 74 3.4.1 Công tác chuẩn bị 74 3.4.2 Tiến hành thực nghiệm 74 3.5 Kết thực nghiệm sư phạm 75 3.5.1 Đánh giá định tính 75 3.5.2 Đánh giá định lượng 75 KẾT LUẬN CHƯƠNG 79 Kết luận 80 Kiến nghị 80 Hướng phát triển luận văn 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 PHỤ LỤC 84 2.3.2 Bài tập giao thoa sóng 84 2.3.3 Bài tập sóng dừng 95 2.3.4 Bài tập sóng âm 106 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT V Viết tắt Giải nghĩa GQVĐ Giải vấn đề GV Giáo viên HS Học sinh KT Kiểm tra PPDH Phương pháp dạy học SGK Sách giáo khoa SBT Sách tập THPT Trung học phổ thông BTVL Bài tập vật lý VI DANH MỤC HÌNH VẼ, BẢNG BIỂU Hình 1.3.1 Quy trình xây dựng tập 17 Hình 2.1.1 Cấu trúc chương sóng 24 Hình 2.3 1.Biểu diễn sóng 25 Hình 2.3.1 Thí nghiệm giao thoa 41 Hình 2.3.2 Thí nghiệm giao thoa 51 Hình 3.5.1 Biểu đồ phổ điểm kết thực nghiệm 78 Hình 3.5.2 Biểu đồ tần suất theo phổ điểm HS 79 VII MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Hiện nay, phần lớn học sinh THPT chưa thể lực GQVĐ q trình giải tập mơn khoa học tự nhiên Học sinh quen việc thụ động tiếp thu kiến thức Trong nhiều năm qua, Việt Nam bước hội nhập với kinh tế giới, địi hỏi nước ta cần có nguồn nhân lực dồi dào, đủ trình độ kiến thức lẫn kỹ Bên cạnh đó, xu tồn cầu hóa với phát triển khơng ngừng khoa học công nghệ yêu cầu người cần phát huy tính tích cực, chủ động việc tiếp thu tri thức, biết vận dụng tri thức giải vấn đề đặt cách có tư tốt Trước yêu cầu nguồn nhân lực thời đại, đòi hỏi ngành giáo dục phải phát triển chương trình theo hướng phát triển lực Trường phổ thông không trang bị cho HS kiến thức, kĩ mà phải bồi dưỡng cho HS lực giải vấn đề học tập Trong dạy học khoa học tự nhiên nói chung mơn Vật lý nói riêng, vấn đề đặt làm để giúp HS giải vấn đề tốn mà khơng theo kiểu tư học vẹt Giúp HS hiểu, nắm vững khái niệm, định luật, tính chất vật lý Từ khơi dậy lịng say mê, hứng thú cho học sinh học tập Trong dạy học vật lý, dạy học tập giúp HS hiểu cách sâu sắc, vận dụng kiến thức vật lí u cầu học tập chương trình mà cịn HS phát triển tư giải vấn đề Chương “Sóng sóng âm” chương trinh Vật lý 12 chương có kiến thức khó, trừu tượng, tổng hợp liên mơn Bài tập chương này, địi học học sinh phải nắm kiến thức toán học, kiến thức chương I “Dao động học” giải lượng tập chương Học sinh cần tư tốt có nghiên cứu thực tế giải quết vấn đề mới, khó chương học Vì đặc tính chương này, chọn hướng nghiên cứu để bồi dưỡng học sinh lực giải vấn đề nhằm giúp học sinh tư học tập tốt, hình thành hồn thiện kỹ để đáp ứng học tập mơn khoa học tự nhiên nói chung kích thích niềm đam mê học Vật lý Từ đó, tơi chọn đề tài “Bồi dưỡng lực giải vấn đề cho học sinh thông qua việc hướng dẫn giải tập chương “sóng sóng âm - Vật lí lớp 12” Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu xây dựng hệ thống tập nhằm bồi dưỡng lực giải vấn đề cho học sinh thông qua việc hướng dẫn giải tập chương “sóng sóng âm - Vật lí lớp 12 để nâng cao chất lượng hiệu học tập Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu đề tài - Bồi dưỡng lực phát giải vấn đề - Quá trình dạy học vật lý trường THPT - Dạy học tập Vật lý 3.2 Phạm vi nghiên cứu Bồi dưỡng lực phát giải vấn đề học sinh dạy học tập chương “Sóng sóng âm” Vật lý 12 Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng hệ thống tập nhằm bồi dưỡng lực giải vấn đề dạy học tập chương “Sóng sóng âm” sử dụng cách đồng nâng cao chất lượng hiệu học tập Nhiệm vụ nghiên cứu - Xây dựng sở lý luận lực giải vấn đề dạy học tập vật lí - Nghiên cứu thực trạng dạy học tập vật lí chương “Sóng sóng âm” trường THPT - Phân tích chương trình nội dung sách giáo khoa chương “Sóng sóng âm” vật lí 12 - Xây dựng hệ thống tập chương “sóng sóng âm” - Thiết kế tiến trình dạy học BT chương “Sóng sóng âm” Vật lý 12 Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết Nghiên cứu tài liệu tham khảo để xây dựng sở lý luận đề tài + Nhận xét định hướng GQVĐ: =k - Dây đầu cố định  - Lập mối quan hệ l với v f qua trường hợp sóng có bụng sóng - Giải tốn qua quan hệ + HD Giải: Hai đầu nút sóng ⟹ chiều dài dây AB: =k  Với k = (bụng sóng) - Nếu tần số f = 42 Hz ⟹ =k  v 2v =4 = (1) 2f f - Nếu dây có k' = (bụng sóng) ⟹ chiều dài dây AB : Từ (1) (2) ta có: = k  v 3v =6 = (2) 2f  f  2v 3v 3 =  f  = f = 42 = 63Hz f f 2 ⟹ Chọn D Bài 2.3.3.11 Một sợi dây AB dài 100 cm căng ngang, đầu B cố định, đầu A gắn với nhánh âm thoa dao động điều hòa với tần số 40 Hz Trên dây AB có sóng dừng ổn định, A coi nút sóng Tốc độ truyền sóng dây 20 m/s Kể A B, dây có A nút; bụng B nút; bụng C nút; bụng D nút; bụng + Nhận xét định hướng GQVĐ: - Đầu A gắn âm thoa; A nút ⟹ Dây đầu cố định = k - Giải quan hệ để tìm k - k số bụng; k+1 số nút + HD Giải: 102  Bước sóng λ :  = v 20 = = 0,5m = 50cm f 40 Hai đầu nút sóng ⟹ chiều dài dây AB : =k  2.100 k= = =  50 Số bụng sóng = k = (bụng); Số nút sóng = k + = (nút) Bài 2.3.3.12 Một sợi dây đàn hồi căng ngang, có sóng dừng ổn định Trên dây, A điểm nút, B điểm bụng gần A nhất, C trung điểm AB, với AB = 10 cm Biết khoảng thời gian ngắn hai lần mà li độ dao động phần tử B biên độ dao động phần tử C 0,2 s Tốc độ truyền sóng dây A m/s B 0,5 m/s C m/s D 0,25 m/s + Nhận xét định hướng GQVĐ: - Đầu A nút; B bụng gần A Từ luận điểm ta xét dây AB - Biên độ sóng dừng điểm dây cách điểm nút khoảng x là: a = 2A sin 2x  - Dựa vào đường trịn lượng giác để tính chu kỳ T sóng qua thời gian ngắn nhật lần dao động B - Từ tính vận tốc qua quan hệ: : 𝑣 = /𝑓 + HD Giải: B mộ điểm bụng gần A nên : AB =    = 4.AB = 4.10 = 40cm Biên độ sóng dừng điểm dây cách điểm nút khoảng x là: a = 2A sin 2x  Khoảng cách từ điểm C đến điểm nút A : x = AC = Biên độ sóng điểm C : a C = 2A sin AB = 5cm 2x 25 (2A) = 2A sin =  40 103 + u + B +2A B C + C aC  u t= O T - aC aC A - aC - 2A Thời gian phần tử B từ vị trí u = aC đến u = - aC l: t= T = 0,  T = 4.0, = 0,8s Tốc độ truyền sóng dây : v =  40 = = 50cm / s T 0,8 Bài 2.3.3.13 Ba điểm M, N, P điểm liên tiếp sợi dây mang sóng dừng có cung biên độ 4mm Biết dao động N ngược pha với dao động M MN=NP/2 = 1cm Cứ sau khoảng thời gian ngắn 0,04s sợi day có dạng đoạn thẳng.Tốc độ dao động phần tử vật chất điểm bụng qua vị trí cân ( lấy π=3,14) A.375mm/s B.363mm/s C.314mm/s D.628mm/s + Nhận xét định hướng GQVĐ: - Tìm tần số góc sóng qua khoảng thời gian lần liên tiếp dây duổi thẳng - Tìm điểm M,N,P thỏa mãn: + Các điểm dây có biên độ 4mm có vị trí biên giao điểm trục ∆ với dây + M, N ngược pha → M,N phía nút + HD Giải: - Khoảng thời gian lần liên tiếp dây duỗi thẳng khoảng thời gian lần liên tiếp qua VTCB = T/2 = 0,04s → T=0,08s →  = 25 =78,5 (rad/s) *Tìm điểm M,N,P thỏa mãn qua lập luận sau : - Các điểm dây có biên độ 4mm có vị trí biên giao điểm trục ∆ 104 với dây Mà M, N ngược ∆ pha nên M,N phía mm nút M O P N d - Vì M,N,P điểm liên tiếp nên M, N, P bố trí cm cm hình vẽ - Từ hình ta có OO'= 𝜆 Mà OO'= NP+OP+O'N =NP+2.OP= 3cm →𝜆 = 6𝑐𝑚 𝑑 5𝑚𝑚 𝜆 60𝑚𝑚 - Ta có: 𝐴𝑃 = 2𝐴| 𝑠𝑖𝑛( 2𝜋 )| thay số 4𝑚𝑚 = 2𝐴| 𝑠𝑖𝑛( 2𝜋 )| ⟹ A=4mm Vậy: 𝑣𝑚ax = 𝜔𝑏𝑢𝑛𝑔 𝐴𝑏𝑢𝑛𝑔 = 𝜔 2𝐴 = 78,5 = 628 (mm/s) ⟹ Chọn D Bài 2.3.3.14 Một sợi dây căng hai điểm cố định cách 75cm Người ta tạo sóng dừng dây Hai tần số gần tạo sóng dừng dây 150Hz 200Hz Tần số nhỏ tạo sóng dừng dây A 100Hz B 125Hz C 75Hz D 50Hz + Nhận xét định hướng GQVĐ: - Tần số nhỏ hiệu tần số liên tiếp fmin = fk+1 - fk + HD Giải: fmin = fk+1 - fk = 200-150 = 50(Hz) Bài 2.3.3.15 Một dây đàn hồi AB đầu A rung nhờ dụng cụ để tạo thành sóng dừng dây, biết Phương trình dao động đầu A uA= acos100t Quan sát sóng dừng sợi dây ta thấy dây có điểm điểm bụng dao động với biên độ b (b  0) cách cách khoảng 1m Giá trị b tốc truyền sóng 105 sợi dây là: A a ; v = 200m/s B a ; v =150m/s C a; v = 300m/s D a ; v =100m/s + Nhận xét định hướng GQVĐ: - Những điểm cách dao động với biên độ bụng phải cách liên tiếp nút bụng - HS tư hình vẽ tính tốn giá trị cần tìm + HD Giải: O M N 1m Từ hình vẽ, ta có:  = MN = 4m MO = 0,5 m =  => b = a v = 200m/s ⟹ Chọn A 2.3.4 Bài tập sóng âm Bài 2.3.4.1 (Bài Trang 55 SGK Vật lý 12) Một thép dao động với chu kì T=80ms Âm phát có nghe khơng ? + Nhận xét định hướng GQVĐ: - Tần số nghe từ 16 Hz đến 20.000 Hz - Giải tìm tần số đối sánh + HD Giải: - Tần số âm f=1/T=1/80.10−3=12,5 (Hz) Âm không nghe Bài 2.3.4.2 (Bài Trang 55 SGK Vật lý 12) Một siêu âm có tần số MHz sử dụng bảng 10.1, tính bước sóng siêu âm khơng khí 00C nước 150C + Nhận xét định hướng GQVĐ: 106 - Ghi nhớ cơng thức tính bước sóng  = 𝑣 𝑓 - Sóng âm khơng khí 00C có vkk~331m/s nước 150C có vnc~1500m/s - Từ tính λ + HD Giải: - Trong khơng khí 00C: 𝑘𝑘 = - Trong nước 150C : 𝑛𝑐 = 𝑣𝑘𝑘 𝑣𝑛𝑐 𝑓 𝑓 = = 331 106 1500 106 = 3,31 10−4 (𝑚) = 1,5 10−3 (𝑚) Bài 2.3.4.3 (Bài 10 Trang 55 SGK Vật lý 12) Để đo tốc độ âm gang, nhà vật lí Pháp Bi-ơ dùng ống gang dài 951,25m Một người đập nhát búa vào đầu ống gang, người đầu nghe thấy hai tiếng gõ, truyền qua gang truyền qua khơng khí ống gang; hai tiếng cách 2,5s Biết tốc độ âm khơng khí 3340m/s, tính tốc độ âm gang? + Nhận xét định hướng GQVĐ: - Ứng dụng kết hợp toan chuyển động học với t=s/v - Lập mối quan hệ vận tốc không gang với thời gian tương ứng để tìm kết + HD Giải: + Thời gian người nghe âm truyền gang là: t1=s/v1 Trong đó: v1 vận tốc âm truyền gang + Thời gian người nghe âm truyền khơng khí là: t2=s/v2 Trong đó: v2 vận tốc âm truyền khơng khí + Theo đề, ta có: ∆𝑡 = 𝑡2 − 𝑡1 = 𝑆 𝑣2 − 𝑆 𝑣1 +Thay số, giải v1=3194(m/s) Bài 2.3.4.4 Một sáo (một đầu kín , đầu hở) phát âm nốt nhạc La tần số 440Hz 107 Ngoài âm bản, tần số nhỏ hoạ âm sáo phát A 1320Hz B 880 Hz C 1760 Hz D 440 Hz + Nhận xét định hướng GQVĐ: - Điều kiện sóng dừng xảy ống sáo: ℓ = 𝑚 𝜆 - Họa âm bậc nhỏ ứng với tần số họa âm nhỏ m=3 + HD Giải: Đối với ống sáo điều kiện có sóng dừng khi: 𝜆 𝑣 4𝑓 ℓ=𝑚 =𝑚 𝑣 (𝑚 = 1,3,5, ) =>𝑓 = 𝑚 ; 4ℓ Âm ứng với m=1: 𝑓= 𝑣 4ℓ = 440Hz Tần số nhỏ họa âm ứng với m=3: 𝑓 = 𝑣 4ℓ = 1320𝐻𝑧 ⟹ Chọn A Bài 2.3.4.5 Một nhạc cụ phát âm có tần số âm f = 420(Hz) Một người nghe âm có tần số cao 18000 (Hz) Tần số âm cao mà người nghe dụng cụ phát là: A 17850(Hz) B 18000(Hz) C 17000(Hz) D.17640(Hz) + Nhận xét định hướng GQVĐ: - Tần số họa âm bậc n: fn = n.fcb = 420n (n  N) - Tần số âm cao ứng với bậc n lớn + HD Giải: Tần số họa âm bậc n: fn = n.fcb = 420n (n  N) Mà fn  18000 ⟹ 420n  18000  n  42 ⟹ fmax = 420 x 42 = 17640 (Hz) ⟹Chọn D Bài 2.3.4.6 Hai điểm A, B nằm đường thẳng qua nguồn âm hai phía 108 so với nguồn âm Biết mức cường độ âm A trung điểm AB 50 dB 44 dB Mức cường độ âm B A 28 dB B 36 dB C 38 dB D 47 dB + Nhận xét định hướng GQVĐ: - Từ mối quan hệ cường độ âm với bán kính mức cường độ âm điểm, ta lập mối quan hệ tìm đáp án R2 IA I = B2 ; LA - LB = 10lg A ; RB = RA + 2RM RA IB IB + HD Giải: • A • O • M • B - Cường độ âm điểm cách nguồn âm khoảng R: I = P 4R RM2 RM2 IA IA Ta có: = ; LA – LM = 10lg = 10lg = IM IM RA RA RM2 R Suy ra: =100,6 ⟹ M = 100,3 RA RA - M trung điểm AB: RM = OM = RB − R A Mặt khác: RB = RA + 2RM = (1+2.100,3)RA ⟹ R B2 = (1+2.100,3)2 RA R B2 IA - Ta có: = 2; RA IB R B2 IA LA - LB = 10lg = 10lg = 20 lg(1+2.100,3) = 20 0,698 = 13,963 dB RA IB ⟹ LB = LA – 13,963 = 36,037 dB  36 dB ⟹ Chọn B Bài 2.3.4.7 Một người đứng hai loa A B Khi loa A bật người nghe âm có mức cường độ 76dB Khi loa B bật nghe âm có mức cường độ 80 dB Nếu bật hai loa nghe âm có mức cường độ bao nhiêu? 109 + Nhận xét định hướng GQVĐ: 𝐼 - Từ mối quan hệ L = lg ta tính L cách lập quan hệ L với 𝐼0 I1 I2 + HD Giải: Ta có: 𝐼 L1 = lg ➔ I1 = 10L1I0 = 107,6I0; 𝐼0 𝐼 L2 = lg => I2 = 10L2I0 = 108I0 𝐼0 𝐼 +𝐼2 Mà L = lg 𝐼0 = lg(107,6 + 108) = 81,46dB Bài 2.3.4.8 Một nguồn âm phát sóng âm đẳng hướng theo phương Một người đứng cách nguồn âm 50m nhận âm có mức cường độ 70dB Cho cường độ âm chuẩn 1012W/m2, π= 3,14.Môi trường không hấp thụ âm Công suất phát âm nguồn A 0,314W B 6,28mW C 3,14mW D 0,628W + Nhận xét định hướng GQVĐ: - Nguồn có cơng suất P có cường độ điểm có bán kính r là: I = P 4 r - Tính I để tìm P + HD Giải: Ta có: L=10log I= I =70 dB ⟹ I=I0.107=10-5 W/m2 I0 P ⟹ P=I 4 r =10-5.4  502=0,314 W 4 r ⟹ Chọn C Bài 2.3.4.9 Trong hợp ca, coi ca sĩ hát với cường độ âm coi tần số Khi ca sĩ hát mức cường độ âm 68 dB Khi ban hợp ca hát đo mức cường độ âm 80 dB Số ca sĩ có ban hợp ca 110 A 16 người B 12 người C 10 người D 18 người + Nhận xét định hướng GQVĐ: - Xem ca sĩ nguồn âm Ta dễ dàng tính số nguồn âm qua quan hệ: LN – L1 = 10lg NI I + HD Giải: Gọi số ca sĩ N ; Mỗi ca sĩ có cường độ âm I LN – L1 = 10lg NI = 12 dB => lgN = 1,2 ⟹ N = 15,85 = 16 người I Bài 2.3.4.10 Tại O có nguồn phát âm đẳng hướng với công suất ko đổi người từ A đến C theo đường thẳng lắng nghe âm từ nguồn O nghe thấy cường độ âm tăng từ I đến 4I lại giảm xuống I Khoảng cách AO A 𝐴𝐶 √2 B.𝐴𝐶 √3 C AC/3 D AC/2 + Nhận xét định hướng GQVĐ: - Âm truyền đẳng hướng nên HS cần tư điểm A C cường độ âm I nên có khoảng cách so với nguồn âm O - Trên đường thẳng qua AC IM đạt giá trị lớn Vì thế, nên M gần O ⟹ OM vng góc với AC trung điểm AC - Vẽ hình để tính AO + HD Giải: Cường độ âm điểm cách nguồn âm R: I = P 4R Giả sử người từ A qua M tới C Ta có: C O M IA = IC = I ⟹ OA = OC IM = 4I ⟹OA = 2.OM Trên đường thẳng qua AC IM đạt giá trị lớn Vì thế, nên M gần O 111 A ⟹ OM vng góc với AC trung điểm AC nên: AO AC + => 3AO2 = AC2 4 AO2 = OM2 + AM2 = ➔AO = AC 3 ➔Chọn B Bài 2.3.4.11 Một sóng âm có dạng hình cầu phát từ nguồn âm phát truyền theo hướng lượng âm bảo toàn Lúc đầu ta đứng cách nguồn âm khoảng d, Sau ta lại gần thêm 10 m cường độ âm nghe tăng lên lần Khoảng cách d : A 160 m B 80 m C 40 m D 20 m + Nhận xét định hướng GQVĐ: - Từ kiến thức liên môn S = 4d ; P = W W I = , HS cần tìm mối quan hệ t S t I P với d - Từ quan hệ kiện tốn, lập cơng thức tính + HD Giải: Cường độ âm: I = W S t Ta có : S = 4d P = Ở vị trí ban đầu : I = Ở vị trí sau : I = W t P 4d P 4 (d − 10) (1) (2) Lấy (2) chia (1) ta : 4=( d d )  =  d = 20(m) d − 10 d − 10 ⟹ Chọn D 112 Bài 2.3.4.12 Một dây đàn dài 15 cm gảy đàn phát âm với tốc độ truyền sóng dây 300 m/s Tốc độ truyền âm khơng khí 340m/s Bước sóng âm phát khơng khí : A 0,5 m B 1,24 m C 0,34 m D 0,68 m + Nhận xét định hướng GQVĐ: - Ghi nhận cơng thức tính tần số âm 𝑓 = 𝑣 2𝑙 cơng thức bước sóng âm: 𝜆 = 𝑣0 𝑓 + HD Giải: • Tần số âm f = v 300 = = 1000( Hz ) 2l 2.0,15 • Bước sóng âm:  = v0 340 = = 0,34(m) f 1000 ⟹ Chọn C Bài 2.3.4.13 Một ống sáo dài 50 cm.Biết tốc độ truyền sóng ống 330 m/s Tốc độ truyền âm khơng khí 340m/s Ống sáo phát hoạ âm có bụng sóng tần số hoạ âm là: A 495 Hz B 165 Hz C 330Hz + Nhận xét định hướng GQVĐ: - Ống sáo đầu kín, đầu hở - Ống sáo có họa âm bậc lẻ, khơng có họa âm bậc chẵn - Ghi nhận công thức 𝑓 = 𝑚𝑣 4𝑙 + HD Giải: • Với hoạ âm có bụng sóng ứng với bậc m cho bởi: m +1 =2m=3 • Hoạ âm bậc có tần số là: 𝑓 = 𝑚𝑣 4𝑙 = 113 3.330 4.0.5 = 495(𝐻𝑧) D 660Hz ⟹ Chọn A Bài 2.3.4.14 Một ống thuỷ tinh dựng đứng, đầu kín, đầu hở, chứa nước Thay đổi cột nước làm cho chiều cao cột khơng khí ống thay đổi từ 45 cm đến 85 cm Một âm thoa dao động miệng ống với tần số 680Hz Biết tốc độ âm khơng khí 340 m/s Lúc cộng hưởng âm khơng khí chiều dài cao cột khơng khí là: A 56,5 cm B 48,8 cm C 75 cm D 62,5 cm + Nhận xét định hướng GQVĐ: - Xem cột khơng khí hộp cộng hưởng có có tần số riêng f = - Điều kiện cộng hưởng 𝑓 = 𝑓0 = mv 4l 𝑚𝑣 4𝑙 - Từ tìm chiều cao l + HD Giải: • Cột khơng khí coi hộp cộng hưởng có tần số riêng: f0 = mv (m = 1, 3, ) 4l • Lúc cộng hưởng f = f = • Ta có: mv mv m.340 m l = = = (*) 4l 4f 4.680 0,45  l  0,85  0,45  m  0,85  3,6  m  6,8 Vậy m = (vì m = 1, 3, 5, ) • Từ (*) ta có: l =5/8 =0,625 (m) = 62,5 cm ⟹ Chọn D Bài 2.3.4.15 Một ống thuỷ tinh cao 0,5 m có đầu kín, đầu hở, có khơng khí Biết tốc độ âm khơng khí 340 m/s Tại miệng ống căng ngang dây m Cho dây 114 dao động phát âm đồng thời xảy tượng cộng hưởng âm với ống âm ống phát âm Tốc độ sóng âm dây : A 550 m/s B 680 m/s C 1020 m/s D 1540 m/s + Nhận xét định hướng GQVĐ: - Xem cột khơng khí hộp cộng hưởng có có tần số riêng f = - Điều kiện cộng hưởng 𝑓 = 𝑓0 = mv 4l 𝑚𝑣 4𝑙 - Từ tìm v + HD Giải: • Ống coi hộp cộng hưởng có tần số riêng: f0 = v 340 = = 170Hz 4l 4.0,5 • Dây nguồn âm phát âm có tần số: f = v (vì phát âm bản, đầu cố 2l d định) Khi cộng hưởng f = f  170 = v ==> v = 680 m/s ⟹ Chọn B 115 Ý KIẾN CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN Nhận xét: (Về chất lượng Khóa luận cần) Ý kiến: Đánh dấu (X) vào ô lựa chọn Đồng ý thông qua báo cáo Không đồng ý thông qua báo cáo ., ngày tháng … năm2020 NGƯỜI HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) 116 ...ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA VẬT LÝ NGUYỄN VĂN KIỂM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH THÔNG QUA VIỆC HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP CHƯƠNG SÓNG CƠ VÀ SÓNG ÂM – VẬT LÝ 12. .. học sinh thông qua việc hướng dẫn giải tập chương ? ?sóng sóng âm - Vật lí lớp 12? ?? Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu xây dựng hệ thống tập nhằm bồi dưỡng lực giải vấn đề cho học sinh thông qua việc hướng. .. Quá trình dạy học vật lý trường THPT - Dạy học tập Vật lý 3.2 Phạm vi nghiên cứu Bồi dưỡng lực phát giải vấn đề học sinh dạy học tập chương ? ?Sóng sóng âm? ?? Vật lý 12 Giả thuyết khoa học Nếu xây