Bình phương hai vế 3 phương trình (1); (2); (3) ta có: (4) (5) (6) Lấy (4) + (5) được: ) = Chọn A
Bài 38: Bốn con lắc đơn có chiều dài lần lượt là l1; l2; l3 = l1 + l2; l4 = l1 – l2.
Con lắc đơn (l3; g) có chu kì T3 = 0,4s. Con lắc đơn (l4; g) có chu kì T4 = 0,3s. Con lắc đơn (l1; g) có chu kì là:
A. 0,1s B. 0,5s C. 0,7s D. 0,35s Hướng dẫn giải: Ta có: (1) (2) (3) (4) Bình phương hai vế 3 phương trình (1); (2); (3) ta có:
(5) (6) (7) Lấy (4) + (5) và (4) – (5) được: = = = = = 0,125s = 0,35s = 0,035s = 0,187s Chọn D
Bài 39: Bốn con lắc đơn có chiều dài lần lượt là l1; l2; l3 = l1 + l2; l4 = l1 – l2.
Con lắc đơn (l3; g) có tần số f3 = 6Hz. Con lắc đơn (l4; g) có tần số f4 = 10Hz. Con lắc đơn (l2; g) có tần số là: A. 0,1s B. 0,33s C. 0,7s D. 0,35s Hướng dẫn giải: Ta có: (1) (2) (3) (4)
Bình phương hai vế 3 phương trình (1); (2); (3) ta có: (4) (5) (6) (7) Lấy (4) + (5) và (4) – (5) được: = = = = = 0,018s = 7,45s = 8,89s = 0,335s Chọn B
2.4.2.5. Bài tập về dao động tắt dần - sự tự dao động - cưỡng bức - hiện tượng cộng hưởng.
Bài 40: Một vật dao động điều hịa với phương trình x = cos(2 cm thì chịu tác dụng của ngoại lực F = cos( (N). Để biên độ dao động là lớn nhất thì tần số của lực cưỡng bức phải bằng:
A. 2 (Hz) B. 1 (Hz) C. 2 (Hz) D. (Hz)
Hướng dẫn giải:
Để biên độ dao động là lớn nhất thì tần số của lực cưỡng bức phải bằng tần số dao động.
Chọn B
Bài 41: Một người đi bộ với bước đi dài Nếu người đó xách một xơ nước mà nước trong xô dao động với tần số f = 2Hz. Người đó đi với vận tốc bao nhiêu thì nước trong xơ sóng sánh mạnh nhất:
A. 12m/s B. 2,4m/s C. 20m/s D. 1,2m/s
Hướng dẫn giải: Ta có:
Chu kì: T = = 0,5s Vận tốc để nước trong xơ sóng sánh mạnh nhất:
v = (m/s)
Chọn D
Bài 42: Một xe máy chạy trên con đường lát gạch, cứ cách khoảng 9m trên
đường lại có một rãnh nhỏ. Chu kì dao động riêng của khung xe trên các lị xo giảm xóc là 1,5s. Xe bị xóc mạnh nhất khi vận tốc của xe là:
A. 6km/h B. 21,6km/h C. 0,6km/h D. 21,6m/s Hướng dẫn giải: Ta có: Vận tốc để xe bị xóc mạnh nhất: v = (m/s) = 21,6 (km/h) Chọn D
Bài 43: Một con lắc đơn có vật nặng khối lượng 100g. Khi cộng hưởng nó có
năng lượng toàn phần là 5.10-3J. Biên độ dao động khi đó là 10cm. Lấy g = 10m/s2. Chiều dài con lắc bằng:
A. 95cm B. 100cm C. 1,2m D. 1,5m
Dựa vào biểu thức của năng lượng tồn phần có:
Chọn B
Bài 44: Một con lắc đơn có độ dài l = 16cm được treo trong một toa tàu ở ngay
vị trí phía trên của trục bánh xe. Chiều dài mỗi thanh ray là 12m. Lấy g = 10m/s2. Coi tàu chuyển động thẳng đều. Con lắc sẽ dao động mạnh nhất khi vận tốc đoàn tàu là:
A. 15m/s B. 1,5cm/s C. 1,5m/s D. 15cm/s
Hướng dẫn giải:
Chu kì dao động của con lắc đơn:
Vận tốc đoàn tàu để con lắc dao động mạnh nhất: v =
Chọn A
Bài 45:Một con lắc đơn có độ dài 30cm được treo vào tầu, chiều dài mỗi thanh
ray là 12,5m ở chỗ nối hai thanh ray có một khe hở hẹp, lấy g = 9,8m/s2. Tàu chạy với vận tốc nào sau đây thì con lắc đơn dao động mạnh nhất:
A. 40,9km/h B. 12m/s C. 40,9m/s D. 10m/s
Hướng dẫn giải:
Vận tốc đoàn tàu để con lắc dao động mạnh nhất: v =
Chọn B
Bài 46: Một người xách một xô nước đi trên đường, mỗi bước đi dài 40cm. Chu
kì dao động riêng của nước trong xơ là 0,2s. Để nước trong xô dao động mạnh nhất thì người đó phải đi với vận tốc là:
A. 20cm/s B. 72km/h C. 2m/s D. 5cm/s
Hướng dẫn giải: Ta có:
Vận tốc để nước trong xô dao động mạnh nhất:
v = (cm/s) = 2 (m/s) Chọn C
2.4.2.6. Bài tập tổng hợp dao động điều hòa. Phương pháp giản đồ Fresnel.
Bài 47: Cho 2 dao động điều
hòa: 1 8 10 2 8 10 2
6 3
cos( )( ); cos( )( )
x t cm x t cm Dao động tổng hợp của 2 dao
động trên là : A. B. C. D. Hướng dẫn giải:
Nhận xét: Hai dao động có cùng biên độ, vng pha nhau nên biên độ tổng hợp là:
A = cm Pha dao động tổng hợp là:
Chọn B
Bài 48: Một vật dao động điều hịa quanh vị trí cân bằng có li độ thỏa mãn
phương trình: 4 2 4 2 3 3 3 cos( ) cos ( )
x t t cm . Biên độ và pha ban đầu
của dao động là: A. A = 4(cm); = - /3(rad) B. A = 4 (cm); = - /6(rad) C. A = 4 3(cm); = /6(rad) D. A = 8 3(cm); = 2/3(rad) Hướng dẫn giải:
Nhận xét: dao động là tổng hợp của 2 dao động thành phần: cm
và cm
Nhận xét: Hai dao động cùng biên độ và lệch pha nhau một góc rad Áp dụng công thức:
Chọn A
Bài 49: Một vật thực hiện đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương, cùng
tần số. Biết phương trình của dao động tổng hợp là 3 cos(10 5 )( ) 6
x t cm , phương trình của thành phần dao động thứ nhất là 1 5cos(10 )( )
6
x t cm
.
A. 2 8 cos(10 )( ) 6 x t cm B. 2 2 cos(10 )( ) 6 x t cm C. 2 5 8 cos(10 )( ) 6 x t cm D. 2 5 2 cos(10 )( ) 6 x t cm Hướng dẫn giải: Áp dụng công thức: và A = 8cm Chọn A
Bài 50: Một vật thực hiện đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số theo các phương trình 1 2 cos(5 )( ), 2 2 cos(5 )( )
2
x t cm x t cm . Vận tốc của vật có độ lớn cực đại là:
A. 10 (cm/s) B. 10 (cm/s) C. 10 (cm/s) D. 10 (cm/s) Hướng dẫn giải:
Nhận xét: Hai dao động cùng biên độ cùng tần số và vuông pha nhau Độ lớn vận tốc cực đại là vmax = 10 (cm/s)
Chọn A
Bài 51: Cho hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số, cùng biên độ và
có các pha ban đầu là
3
và
6
. Pha ban đầu của dao động tổng hợp hai dao động trên bằng: A. 2 B. 4 C. 6 D. 12
Hướng dẫn giải:
Nhận xét: Hai dao động cùng biên độ cùng tần số và vuông pha nhau rad
Chọn D
Bài 52: Chuyển động của một vật là tổng hợp của hai dao động điều hịa cùng
phương có phương trình lần lượt làx1 4 cos(10t ) 4 (cm);x2 3cos(10t 3 ) 4 (cm). Độ lớn vận tốc của vật ở vị trí cân bằng là: A. 100 cm/s. B. 50 cm/s. C. 80 cm/s. D. 10 cm/s. Hướng dẫn giải:
Nhận xét: Hai dao động cùng tần số và ngược pha nhau
Độ lớn vận tốc ở vị trí cân bằng là vận tốc cực đại :
vmax = 10 (cm/s)
Chọn D
Tiểu kết Chương 2
Để xây dựng được hệ thống câu hỏi trắc nghiệm chương “Dao động cơ” Vật lý 12 cho học sinh nội trú chúng tôi đã nghiên cứu chi tiết nôi dụng kiến thức cấu trúc và vai trò của chướng trong tồn bộ chương trình Vật Lí lớp 12.
Các khái niệm cơ bản và các đặc trưng riêng về dao động của chương Sóng cơ đã được trình bày, giải thích và biểu diễn dưới dạng các phương trình tốn học.
Trên cơ sở đó, kết hợp với đặc thù riêng của trường học sinh Nội Trú chúng tôi đã xây dựng được hệ thống câu hỏi trắc nghiệm gồm 50 bài với đầy đủ phần hướng dẫn giải cho học sinh
Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm chương “Dao động cơ” được xây dựng dựa trên sự phân loại các bài tập đã được trình bày trong mục 2.3.
Hệ thống câu hỏi mà chúng tôi xây dựng đã được đưa vào thực nghiệm sư phạm tại trường PTNT Đồ Sơn, Hải Phòng. Đề kiểm tra sử dụng hệ thống câu hỏi trắc nghiệm mà chúng tôi xây dựng được đưa ra trong phần phụ lục.
CHƯƠNG 3
THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
3.1. Mục đích, nhiệm vụ, đối tượng và phương pháp thực nghiệm sư phạm
3.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm
Thực hiện đầy đủ quy trình thiết kế câu hỏi trắc nghiệm, sau khi tiến hành thử nghiệm với các học sinh trường PT Nội Trú Đồ Sơn đã phân tích, để đưa ra những câu hỏi hay và phù hợp với đối tượng học sinh chúng tôi nghiên cứu. Thực nghiệm sư phạm của chúng tơi nhằm mục đích kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết mà đề tài nêu ra, đó là việc xây dựng các hệ thống câu hỏi trắc nghiệm chương “Dao động cơ” vật lí 12 dành cho học sinh nội trú sẽ giúp các em hứng thú hơn với mơn học.
Mục đích thực nghiệm sư phạm của chúng tôi là:
- Kiểm tra hiệu quả của việc vận dụng câu hỏi trắc nghiệm đã xây dựng cho học sinh Nội Trú.
- Kiểm tra sự tác động của của câu hỏi trắc nghiệm quá trình học tập và sự phát triển của học sinh nội trú.
- Sau khi tiến hành thực nghiệm sẽ rút ra được kết quả về hệ thống câu hỏi trắc nghiệm đã xây dựng. Rút ra kinh nghiệm để sửa chữa những câu hỏi chưa tốt, bỏ đi những câu hỏi kém chất lượng, bổ sung thêm những câu hỏi khác, các câu hỏi cần được tiếp tục đem thử nghiệm để đánh giá chất lượng.
Do hạn chế về thời gian và điều kiện nên quá trình thực nghiệm sư phạm chỉ thực hiện được trong phạm vi trường PT Nội Trú Đồ Sơn – Hải Phòng.
3.1.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm
Để đạt được mục đích đặt ra, trong quá trình thực nghiệm sư phạm chúng tơi đã thực hiện các nhiệm vụ sau:
- Khảo sát, điều tra cơ bản để chọn các nhóm thực nghiệm và đối chứng, chuẩn bị các thông tin và điều kiện cần thiết phục vụ cho công tác TNSP.
- Tổ chức triển khai nội dung thực nghiệm.
- Xử lí, phân tích kết quả thực nghiệm, đánh giá theo các tiêu chí từ đó nhận xét và rút ra kết luận về tính khả thi của đề tài.
- So sánh, đối chiếu kết quả học tập giữa nhóm thực nghiệm với nhóm đối chứng để đánh giá sơ bộ hiệu quả của đề tài nghiên cứu.
- Trên cơ sở thực nghiệm, chúng tôi đánh giá kết quả khả thi của quá trình sử dụng hệ thống bài tập đã được soạn thảo cho học sinh theo hướng tiếp cận hoạt động để tiếp sau đó tìm thêm những vấn đề cần phải bổ sung, nhằm hoàn thiện dần hệ thống bài tập phục vụ trực tiếp cho trường PT Nội Trú.
3.1.3. Đối tượng thực nghiệm.
Chúng tôi tiến hành thực nghiệm trên đối tượng là HS lớp 12 ở trường PT Nội Trú Đồ Sơn – Hải Phòng
Dựa vào kết quả khảo sát và phân loại HS, chúng tơi chọn 2 lớp, trong đó: 1 lớp TN và 1 lớp ĐC có trình độ tương đương về kiến thức và năng lực tư duy. Cụ thể:
Lớp Điểm trung bình mơn học của lớp (Học kì I)
Điểm trung bình kiểm tra khảo sát mơn vật lí TNSP Thực
nghiệm
Đối chứng
Thực
nghiệm Đối chứng Thực nghiệm Đối chứng
12A 12B 5,9 5,7 5,1 5,5
Hai lớp có điểm khảo sát tương đối đồng đều tạo điều kiện thuận lợi cho việc thực nghiệm sư phạm.
3.1.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
3.1.4.1. Phương pháp và quá trình tiến hành thực nghiệm
- Việc giảng dạy lớp ĐC và lớp TN được tiến hành song song trong cùng một khoảng thời gian và cùng nội dung kiến thức chương “ Dao động cơ”.
- Lớp đối chứng do cô Nguyễn Thị Hoa dạy cho học sinh cách làm bài tập chương “Dao động cơ” theo từng bài sau khi đã học theo phương pháp truyền thống.
- Lớp thực nghiệm do cơ Lương Thị Bích dạy cho học viên cách làm bài câu hỏi trắc nghiệm chương “Dao động cơ” theo hệ thống câu hỏi trắc nghiệm như đã xây dựng ở chương 2 của luận văn và trong quá trình thực nghiệm thu thập các thơng tin cần thiết.
- Sau quá trình TNSP, chúng tôi cho học viên ở lớp thực nghiệm và lớp đối chứng làm bài kiểm tra cùng một đề.
- Chấm điểm kiểm tra của hai lớp và tiến hành phân tích kết quả của học sinh.
3.1.4.2. Xây dựng tiêu chí đánh giá
a. Đánh giá định tính.
- Tính khả thi của hệ thống câu hỏi trắc nghiệm mới soạn thảo. - Sự phát triển tư duy của học viên
b. Đánh giá định lượng.
Dựa trên kết quả của các bài kiển tra giữa lớp ĐC và TN. Căn cứ vào việc phân tích các tham số đặc trưng của quá trình thực nghiệm sư phạm như: giá trị trung bình điểm số X , phương sai 2 S , độ lệch chuẩn S, hệ số biến thiên V và độ đáng tin cậy…
Phương pháp đánh giá căn cứ vào quan sát, ghi chép trong quá trình dạy học, sản phẩm học tập của học sinh, kiểm tra viết.
3.2. Phân tích, đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm
3.2.1. Kết quả định tính
Q trình thực nghiệm được thực hiện ở hai lớp 12 theo hình thức như sau: - Học viên lớp thực nghiệm được học theo một hệ thống câu hỏi trắc nghiệm đã xây dựng ở chương 2 của luận văn do cơ Lương Thị Bích trường PT Nội Trú Đồ Sơn giảng dạy.
- Học viên lớp đối chứng được học theo cách quen thuộc mà cô Nguyễn Thị Hoa giảng dạy.
Ưu điểm của lớp TN so với lớp ĐC: + Khơng khí học tập của học sinh. + Khả năng diễn đạt của học sinh. + Kỹ năng giải bài tập cơ bản.
+ Kỹ năng quan sát, phân tích những hiện tượng vật lí của học viên có tính bản chất hơn, để từ đó có thể mở rộng và vận dụng kiến thức vào các vấn đề thực tiễn cuộc sống.
3.2.2. Kết quả định lượng
Để đánh giá định lượng hiệu quả cho học viên, chúng tôi căn cứ vào kết quả cụ thể của các bài kiểm tra được thực hiện ở 2 lớp thực nghiệm và các lớp đối chứng. Nội dung bài kiểm tra là những câu hỏi tương tự câu hỏi của phần dao động cơ vật lí 12 cơ bản.
Bài kiểm tra viết được tiến hành đồng thời trên hai đối tượng học sinh nhằm đánh giá chất lượng của học sinh và khả năng nắm vững kiến thức của các em. Qua đó đánh giá mức độ đạt được mục tiêu về mặt định lượng của các quá trình TNSP. Bài kiểm tra được tiến hành trong 45 phút.
Căn cứ vào kết quả bài kiểm tra của học viên, việc đánh giá được tiến hành bằng phương pháp thống kê toán học. Từ đó cho phép đánh giá chất lượng và hiệu quả dạy học, đồng thời kiểm tra giả thiết khoa học của đề tài.
Chúng tơi phân tích và sử lý kết quả bài kiểm tra bằng các đại lượng thống kê và so sánh chất lượng kiến thức của học viên thông qua điểm kiểm tra của lớp ĐC và TN. Chúng tôi sử dụng các đại lượng để so sánh và đánh giá với các kí hiệu như sau:
a. Trung bình cộng: là tham số đặc trưng cho sự tập trung của số liệu
b. Phương sai ( S2 ), độ chuẩn (S): là tham số đo mức độ phân tán của các số liệu quanh giá trị trung bình cộng.
S2 = và S = Giá trị S càng nhỏ chứng tỏ số liệu càng ít phân tán.
c. Hệ số biến thiên ( V ): Khi hai bảng số liệu có giá trị trung bình cộng khác
nhau, người ta so sánh mức độ phân tán của số liệu bằng hệ số biến thiên (nhóm nào đó có hệ số biến thiên V nhỏ hơn sẽ có chất lượng đồng đều hơn).
V = .100% * Nếu V < 30% : Độ dao động đáng tin cậy.
* Nếu V > 30% : Độ dao động không đáng tin cậy.
d. Độ đáng tin cậy: là sai khác giữa hai giá trị phản ánh kết quả của lớp TN và
lớp ĐC:
với ST = ( : Đối chứng; ; S2 : Thực nghiệm)
e. Bảng phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích:
- Tần số: Cho biết số học sinh đạt điểm Xi