SKKN Hướng dẫn giải bài tập “Viết phương trình vật dao động điều hòa bằng phương pháp lập bảng”

Nội dung text: SKKN Hướng dẫn giải bài tập “Viết phương trình vật dao động điều hòa bằng phương pháp lập bảng”

1. Cộng hò xã hội chủ nghĩa việt nam Độc lập –Tự do- Hạnh phúc . Sáng kiến kinh nghiệm (Đổi mới phương pháp dạy học) Đề tài Hướng dẫn giải bài tập “Viết phương trình vật dao động điều hòa bằng phương pháp lập bảng” Đổi mới phương pháp dạy học Giải bài tập viếtNgười phương thực trình hiên dao: Nguyễnđộng cơ học Duy bằng Phú phương pháp lập bảng Giáo viên Vật Lí I/ Lý do chọn đề tài: Để giúpTrường học sinh THPT lớp 12 Phạm ôn tập Hồng tốt phần Thái kiếnHưng thức nguyên dao động Nghệ cơ an học trong dạng bài toán viết phườn trình dao động cơ học. Nhằm giúp giáo viên có một phương oháp mới giảng dạy bài tập vật lý phần dao động cơ nói chung và dạng baìo toán viết phương trình dao động cơ học nói riêng. Qua quá trình giảng dạy nhiều năm và ôn luyện thi tốt nghiệp và đại học bằng cách giải quyết nhiều bài toán trắc nghiệm khách quan trong thời gian ngắn. Tôi mạnh dạn đưa ra phương pháp giải bài toán viết phương trình dao động cơ học bằng cách lập bảng: nhằm giúp học sinh hệ thống hóa nhanh kiến thức cơ bản và giải quyết đồng thời nhiều dự kiến đề bài viết phương trình dao động của vật dao động điều hòa.
2. I: Lý do chọn đề tài: Để đổi mới phương pháp dạy học : phát huy tính tích cực chủ động tư duy của học sinh.Nhằm giúp học sinh hệ thống hóa chuẩn kiến thức về việc giải bài toán viết phương trình dao động điều hòa của vật dao động. Qua nhiều năm giảng dạy tôi đã rút ra được một kinh nghiệm hướng dẫn học sinh giải bài toán loại này và đưa ra đề tài này. Đề tài chắc chắn chưa được trọn vẹn mong các đồng chí đồng nghiệp , các em học sinh đóng góp nhiều ý kiến . Tôi xin chân thành cảm ơn1 II/ Phạm vi áp dụng: Đề tài có thể dùng làm tài liệu giảng dạy dùng cho giáo viên dạy lớp 12 nâng cao và chuẩn , giúp học sinh ôn tập luyện thi tốt nghiệp và đại học – cao đẳng . Học sinh có thể dùng làm tài liệu ôn tập để luyện thi tốt nghiệp đại học và cao đẳng với ưu điểm là ôn tập nhanh , nắm vững và đầy đủ kiến thức phương pháp giải bài tập viết phương trình dao động cơ học của các hệ dao động II/ Nội dung: 1 :Đặt vấn đề : Bài toán viết phương trình dao động nói chung của một vật dao động điều hòa và viết phương trình dao động của con lắc lò xo con lắc đơn , con lắc vật lí nói riêng là một trong những bài toán quan trọng trong phần dao động cơ học của chương trình vật lý 12.Để giúp giáo viên có tài liệu giảng dạy , luyện thi và giúp học sinh có tài liệu ôn tập tốt vấn đề “Giải bài tập viết phương trình dao động cơ học bằng phương pháp lập bảng” là mội phần kiến thức nhỏ giúp các bạn giải quyết tốt vấn đề đó .
3. 2/ Cơ sở lý luận : A/ Cơ sở khoa học: + Phương pháp chung : Trên tinh thần đổi mới phương pháp dạy học “ Thầy tổ chức trò hành động”. Thầy giáo có nhiệm vụ hướng dẫn học sinh hệ thống hóa kiến thức và gải quyết bài tập viết phương trình dao động cơ học bằng phương pháp lập bảng.Nhằm giúp học sinh giải quyết nhanh , nhiều vấn đề cùng một lúc và có điều kiện tổng hợp , so sánh kiến thức toàn bộ phần này B/ Cơ sở thực tiễn: +Đổi mới phương pháp dạy học là giúp học sinh chủ động nắm vững kiến thức không ngoài vấn đề thầy giáo phải có kế hoạch tổ chức định hướng cho học sinh hoạt động đúng mục đích. +Việc ôn tập tổng hợp và dùng phương pháp lập bảng so sánh là một phương pháp tích cực trong đổi mới phương pháp dạy học môn vật lý 3/ Thực trạng đề tài: +Đề tài được áp dụng cho học sinh khối 12 và giáo viên giảng dạy khối 12 trong việc giải bài tập viết phương trình dao động của vật dao động điều hòa. Nhất là giáo viện thực hiện giảng dạy ở các tiết bài tập dạng bài toán này.Học sinh ôn tập kiến thức nhanh chóng có hệ thống có phép so sánh giúp dễ nhớ , và nhớ lâu . 4/ Giải pháp thực hiện: +Bằng phương pháp lập biểu bảng. Từ hệ thống câu hỏi học sinh trả lời hệ thống câu hỏi đó rồi chèn các nội dung kiến thức vào bảng mẫu dưới sự hướng dẫn của thầy giáo. Học sinh vận dụng thành công vào việc giải bài toán viết phương trình dao động điều hòa của con lắc lò xo, con lắc đơn,con lắc vật lý.
4. 5/ Nội dung chính: Giải bài tập viết phương trình dao động của con lắc lò xo(CLLX) , con lắc đơn, (CLĐ) và con lắc vật lý(CLVL) dao động điều hòa. A: Chuẩn kiến thức và phương pháp gải: 1: Hoạt động 1: Giáo viên đưa ra hệ thống câu hỏi về chuẩn kiến thức yêu cầu học sinh trả lời và điền vào bảng đẫ được phát ở phiếu học tập Phiếu học tập số 1: Hệ dao động Con lắc lò xo Con lắc đơn Con lắc vật lý 1, P/t tổng quát: 2,C/thức tính tần số góc , chu kì , tần số: 3,Biên độ dao động dược tính qua công thức:
5. 4, các cách chọn gốc thời gian và chiều dương trục tọa độ đẻ xác định pha ban đầu: • Hệ thống câu hỏi: Câu 1: Viết phương trình tổng quát phương trình dao động điều hòa của hệ dao động CLLX, CLĐ,CLVL? Câu 2:Viết các công thức để có thể tính tần số góc của hệ dao động? Câu 3: Để tìm biên độ dao động của hệ có thể xẩy ra các trường hợp nào em hãy đưu ra công thức tính biên độ dao động ứng với những trường hợp đó ? Câu 4: Tùy theo cách chọn gốc tọa độ , chiều dương trục tọa độ ,gốc thời gian hãy nêu ra phương pháp tìm pha ban đầu của dao động? Câu5; Khi đã tìm được tần số góc , biên độ, pha ban đầu làm như thế nào để có được phương trình dao động cần viết? +Đáp án của phiếu học tập số I: Hệ dao động Con lắc lò xo Con lắc đơn Con lắc vật lý X= A cos(t ) S= S0 cos(t ) 0 cos(t ) 1, P/t tổng quát: 2 K 2 g 2  = 2 f =  = 2 f =  = 2 f = 2,C/thức tính tần T m T l T số góc , chu kì , Đơn vị đo rad/s Đơn vị đo rad/s mgd tần số: l
6. Đơn vị đo rad/s -Đề cho ly độ cực -Đề cho ly độ cực đại -Đề cho ly độ cực đại S0= Sm đại A= Xm 0= m -Đề cho tốc độ cực -Đề cho tốc độ cực -Đề cho tốc độ cực đại đại đại A= vm / S0= vm / 0= vm / d -Đề cho gía trị vận -Đề cho gía trị vận -Đề cho gía trị vận tốc ứng với li độ tốc ứng với li độ tốc ứng với li độ tương ứng: tương ứng: tương ứng: 2 2 2 A = 2 v S = 2 v = 2 v / l x 2 0 x 2 0 x 2    -Đề cho chiều dài -Đề cho chiều dài quỹ *Tùy theo dự kiện quỹ đạo: đạo: bài toán cho để tìm CD cungMN biên độ của CLVL A = S0= 2 2 trong những trường hợp còn lại -Đề cho quãng -Đề cho quãng đường đường đi trong 1 đi trong 1 chu kì: chu kì: S T S0= A= S T 4 4 Đề cho quảng đường - Đề cho quảng đi trong thời gian bất đường đi trong thời kì t gian bất kì t ST S0 ST 4t A 4t -Đề cho Lực phục -Đề cho Lực phục hồi hồi ccực đại: F m ccực đại:S0= l A= F m  K K -Đề cho lực đàn hồi -Đề cho lực đàn hồi cực đại cực đại S0= 0i với m3gl T m T m A= l Cos 0= k 2gm Đề cho năng lượng dao động: Đề cho năng lượng 2E dao động: A= K 2El S0 = mg
7. 4, các cách chọn Chọn gốc tọa độ * Chọn gốc tọa độ * Chọn gốc tọa độ gốc thời gian và trục tọa độ, chọn trục tọa độ, chọn gốc trục tọa độ, chọn chiều dương trục gốc thời gian suy ra thời gian suy ra điều gốc thời gian suy ra tọa độ để xác điều kiện ban đầu kiện ban đầu t0,x0,v0 điều kiện ban đầu định pha ban đầu: t0,x0,v0 *T hay điều kiện ban t0,x0,v0 *T hay điều kiện đầu vào 2 phương *T hay điều kiện ban đầu vào 2 trình:s=S0 Cos(t ) ban đầu vào 2 phương trình: v=- Sin (t ) phương trình: S 0 x=ACos(t ) = Cos(t ) Giải hệ pt tìm phù 0 v=-ÁSin (t ) v=- dSin (t ) hợp 0 Giải hệ pt tìm phù Giải hệ pt tìm hợp phù hợp Sau khi tim được các đại lượng trên ta thay chúng vào phương trình tổng quát rhì được pt dao động cần viết 2/ Hoạt động 2 : Hướng dẫn học sinh giải bài tập viết phương trình dao động của con lắc lò xo: B / Bài tập vận dụng: Bài I:/ Con lắc lò xo có K = 100 N/m m =250g treo thẳng đứng 1:Từ vị trí cân bằng kéo vật m xuống phía dưới dọc theo trục lò xo một đoạn 2 cm rồi buông nhẹ. Viết phương trình dao động của vật m trong các trường hợp sau: a/ Chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng , trục tọa độ thẳng đứng hướng xuống và chọn gốc thời gian như sau + Lúc bắt đầu thả vật, + Lúc vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương trục tọa độ, +vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều âm trục tọa độ, + Lúc vật ở vị trí biên cao nhất, + Lúc vật ở vị trí biên thấp nhất, b/Chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng chiều dương hướng lên Gốc thời gian như sau: + Lúc bắt đầu thả vật, + Lúc vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương trục tọa độ, +vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều âm trục tọa độ, + Lúc vật ở vị trí biên cao nhất, + Lúc vật ở vị trí biên thấp nhất, 2: Từ vị trí cân bằng truyền cho vật m một vận tốc 10 cm/s hướng xuống dọc theo trục lò xo. Viết phương trình dao động của vật nếu:
8. a/ Chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng , trục tọa độ thẳng đứng , chiều dương theo chiều truyền vận tốc Gốc thời gian khi + Lúc bắt đầu truyền vận tốc, +Lúc vật lên vị trí cao nhất. + Lúc vật xuống đến vị trí thấp nhất b/ Chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng , trục tọa độ thẳng đứng , chiều dương ngược chiều truyền vận tốc.Gốc thời gian khi + Lúc bắt đầu truyền vận tốc, +Lúc vật lên vị trí cao nhất. + Lúc vật xuống đến vị trí thấp nhất 3: Kéo vật khỏi vị trí cân bằng xuống dưới dọc theo trục lò xo một đoạn 2cm rồi truyền cho nó một vận tốc hướng xuống. Viết phương trình dao động khi chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng chiều dương hướng xuống gốc thời gian lúc bắt đầu truyền vận tốc 4: Kéo vật khỏi vị trí cân bằng xuống dưới dọc theo trục lò xo một đoạn 2cm rồi truyền cho nó một vận tốc10 cm/s hướng xuống. Viết phương trình dao động khi chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng chiều dương hướng lên gốc thời gian lúc bắt đầu truyền vận tốc 5: Nâng vật khỏi vị trí cân bằng sao cho lò xo trở về trạng thái tự nhiên rồi truyền cho nó một vận tốc10 cm/s hướng xuống. Viết phương trình dao động khi chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng chiều dương hướng xuống gốc thời gian lúc bắt đầu truyền vận tốc 6:Nâng vật khỏi vị trí cân bằng sao cho lò xo trở về trạng thái tự nhiên rồi truyền cho nó một vận tốc10 cm/s hướng lên. Viết phương trình dao động khi chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng chiều dương hướng xuống gốc thời gian lúc bắt đầu truyền vận tốc B/ Hướng dẫn giải: Giáo viên ra hệ thống câu hỏi yêu cầu học sinh giải quết điền vào bảng phiếu học tập số 2 Phiếu học tập số II: 1/ Phương trình tổn quát: 2/Tính tần số góc : = 3/Tìm biên độ A trong các câu: Đế cho ở câu Tìm A Câu 1/ Đề cho: Câu2/Đề cho: Câu3/Đề cho: