(SKKN 2022) sử dụng máy tính cầm tay để giải nhanh các bài tập trắc nghiệm vật lí 12

Việc sử dụng máy tính cầm tay trong tính toán và giải các bài tập Vật Lí đã trở nên phổ biến trong trường trung học bởi những đặt tính ưu việt của nó.. Trênthực tế chưa có tài liệu cụ th

MỤC LỤC Trang

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ

TRƯỜNG THPT TRIỆU SƠN 2

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

SỬ DỤNG MÁY TÍNH CẦM TAY ĐỂ GIẢI NHANH

I Mở đầu

1 Lí do chọn đề tài ……… 1

2 Mục đích nghiên cứu ……… 1

3 Đối tượng nghiên cứu ……….……… 1

4 Phương pháp nghiên cứu ……… 1

II Nội dung sáng kiến kinh nghiệm ………

1 Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm ……… 2

2 Thực trạng của vấn đề ……… 2

3 Biện pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề ……… 2

4 Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm ……… 18

4.1 Đối với giáo viên ……… 18

4.2 Đối với học sinh ……… 18

III Kết luận, kiến nghị ………

1 Kết luận ……… 19

2 Kiến nghị ……… 19

Tài liệu tham khảo ……… Danh mục các đề tài sáng kiến kinh nghiệm đã được hội đồng đánh giá cấp

Sở GD & ĐT xếp loại từ C trở lên

Phụ lục

I Mở đầu

1 Lí do chọn đề tài

Trong các kì thi THPTQG và kì thi HSG cấp tỉnh, môn Vật Lí là một trong những môn thi trắc nghiệm Khi làm bài thi trắc nghiệm thì việc tiết kiệm thời gian làm bài là cực kì cần thiết với học sinh Trong quá trình làm bài, học sinh luôn cần đến sự hỗ trợ của máy tính cầm tay Việc sử dụng máy tính cầm tay trong tính toán và giải các bài tập Vật Lí đã trở nên phổ biến trong trường trung học bởi những đặt tính ưu việt của nó Máy tính cầm tay ngoài việc hỗ trợ tính toán các phép toán đơn giản như cộng trừ, nhân, chia, lấy căn…máy tính cầm tay còn hỗ trợ giải các bài toán phức tạp như giải hệ phương trình, giải phương trình, tính toán số phức … Tuy nhiên, việc sử dụng máy tính cầm tay trong việc

giải các bài toán Vật lí đối với giáo viên và học sinh còn nhiều hạn chế Trênthực tế chưa có tài liệu cụ thể nào hướng dẫn cách sử dụng máy tính cầm taytrong việc giải các bài tập Vật lí.

Trước đây, hàng năm Sở GD-ĐT, Bộ GD-ĐT thường tổ chức các kỳ thi giảitoán trên máy tính cầm tay cho các môn trong đó có môn Vật lí để rèn luyện kỹnăng sử dụng máy tính cầm tay để giải toán Vật Lí Hiện nay, kì thi này khôngcòn được tổ chức nữa nhưng trong các kì thi THPT Quốc gia và tới đây là kì thiHSG cấp tỉnh rất cần sử dụng máy tính cầm tay để giải nhanh các bài toán Vật

Lí, giúp giảm tối thiểu thời gian làm bài thi của thí sinh Trong các kỳ thi này,

Bộ GD-ĐT đã ban hành danh mục các loại máy tính cầm tay thí sinh được phépmang vào phòng thi Có nhiều loại máy tính cầm tay hỗ trợ tốt việc giải các bàitoán Vật lí, như máy tính Casio fx-570ES, Casio fx-570ES Plus, Casio fx-

570VN Plus và mới nhất là Casio fx-580VN X …

Qua nhiều năm giảng dạy môn Vật lí, bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lí và học

sinh giỏi giải toán Vật lí bằng máy tính cầm tay, tôi chọn biện pháp “Sử dụng máy tính cầm tay để giải nhanh các bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12” nhằm

mục đích cung cấp cho giáo viên cũng như học sinh một số kinh nghiệm trongviệc sử dụng máy tính cầm tay để giải nhanh và hiệu quả các bài toán trắcnghiệm Vật lí 12 Từ đó giúp các em có kết quả cao hơn trong các kì thi

2 Mục đích nghiên cứu

Đề tài giúp hướng dẫn học sinh cách sử dụng máy tính cầm tay để giảinhanh các bài tập trắc nghiệm Vật Lí 12 giúp các em đạt được kết quả tốt khilàm các bài thi trong các kì thi

3 Đối tượng nghiên cứu

- Học sinh lớp 12 trường THPT Triệu Sơn 2 trong năm học 2021 - 2022

- Các kết quả khảo sát được tiến hành tại trường THPT Triệu Sơn 2 thuộc huyệnTriệu Sơn, tỉnh Thanh Hóa

4 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lý luận: Đọc và nghiên cứu các vấn đề có liên quantrong sách giáo khoa, tham khảo kiến thức từ sách báo, tạp chí, mạng internet

- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn:

+ Phương pháp phân tích, tổng hợp

+ Phương pháp thuyết trình

+ Phương pháp điều tra khảo sát thực tế, thu thập thông tin

- Phương pháp quan sát

- Phương pháp thống kê, xử lí số liệu: Sử dụng phương pháp thống kê để thống

kê, xử lí, đánh giá kết quả thu được

II Nội dung sáng kiến kinh nghiệm

1 Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm

Đối với môn Vật Lí ở trường phổ thông, bài tập Vật Lí đóng vai trò hếtsức quan trọng Việc hướng dẫn học sinh làm bài tập Vật Lí là một hoạt độngdạy học khó khăn đòi hỏi cả giáo viên và học sinh đều phải hoạt động khôngngừng Bài tập Vật Lí sẽ giúp học sinh hiểu sâu hơn về những quy luật, định luậtVật Lí Thông qua những dạng bài tập khác nhau, học sinh sẽ biết vận dụng linhhoạt những kiến thức Vật Lí để tự giải quyết được các tình huống cụ thể, những

bài toán tổng hợp cần sự kết hợp của nhiều kiến thức Trong quá trình giải quyếtvấn đề, giải quyết các tình huống cụ thể do bài toán nêu ra, học sinh sẽ phải vậndụng các thao tác tư duy như so sánh, phân tích, tổng hợp, khái quát hóa… đểgiải quyết vấn đề, từ đó giúp phát triển tư duy sáng tạo, tính độc lập, khả năngkhái quát hóa kiến thức, liên hệ giữa các kiến thức…gây hứng thú học tập chohọc sinh.

Hiện nay, đề thi môn Vật Lí dưới hình thức thi trắc nghiệm yêu cầu thờigian làm bài ngắn, nội dung kiến thức dàn trải chương trình, bài tập vận dụngkiến thức tính toán nhiều,…đòi hỏi trong quá trình giảng dạy giáo viên phảicung cấp cho học sinh những phương pháp giải bài tập trắc nghiệm tối ưu nhất,chính xác nhất và nhanh nhất để tiết kiệm thời gian làm bài Do đó, việc sử dụngmáy tính cầm tay để giải nhanh và chính xác các bài tập trắc nghiệm Vật Lí làrất cần thiết trong quá trình dạy học

2 Thực trạng của vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm

Khi làm các bài toán trắc nghiệm Vật Lí, nhiều bài cần sử dụng các côngthức dài, qua nhiều bước tính toán mới đến được kết quả Như vậy yêu cầu vềthời gian làm bài là tương đối dài, ảnh hưởng đến kết quả của bài thi Nhưng nếuhọc sinh được hướng dẫn cài đặt và cách sử dụng máy tính cầm tay, thì có thểchỉ cần qua một vài thao tác cài đặt và bấm máy đã đến được kết quả Cách nàyvừa tạo ra hứng thú học tập cho học sinh vừa giúp các em có được kết quảnhanh chóng, giúp tiết kiệm tối đa về mặt thời gian để tập trung vào các câu vậndụng cao

Có nhiều loại máy tính cầm tay hỗ trợ tốt giải các bài toán Vật lí, tôi chọn

hướng dẫn trên máy tính Casio fx-570ES, Casio fx-570ES Plus vì nó có giá

thành phù hợp với điều kiện kinh tế của các gia đình nông thôn, được đa số họcsinh sử dụng ở trường THPT Triệu Sơn 2 (học sinh được học và hướng dẫn sử

dụng ở môn Toán 11) Ngoài ra tôi chọn hướng dẫn trên máy tính CASIO 580VN X là loại máy tính đời mới nhất đang được học sinh ưu tiên sử dụng vì

fx-những tính năng nổi trội của nó

3 Biện pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề

Sử dụng máy tính cầm tay để giải các bài toán trắc nghiệm Vật Lí thôngqua cách cài đặt máy và thực hiện bấm máy theo các bước đã được hướng dẫn

Hình ảnh một số loại máy tính cầm tay học sinh sử dụng hiện nay

Hướng dẫn chọn cài dặt máy tính Casio fx-570ES hoặc Casio fx-570ES Plus Hướng dẫn chọn cài dặt máy tính Casio fx-570ES và Casio fx-570ES Plus và

Casio fx-570VN Plus

Các bước chọn chế độ Nút lệnh Ý nghĩa - Kết quả

Cài đặt ban đầu (Reset all): Bấm: SHIFT 9 3 = = Reset all

Hiển thị 1 dòng (MthIO) Bấm: SHIFT MODE 1 Màn hình xuất hiện

Tính dạng toạ độ Đề-các:

Hiển thị số phức kiểu

a + bi Chọn đơn vị góc là độ (D) Bấm: SHIFT MODE 3 Màn hình hiển thị

* Lưu ý chế độ hiển thị kết quả trên màn hình:

Sau khi nhập, ấn dấu = có thể hiển thị kết quả dưới dạng số vô tỉ, muốn kết

quả dưới dạng thập phân ta ấn SHIFT = (hoặc dùng phím SD ) để chuyển

đổi kết quả hiển thị

Hướng dẫn chọn cài dặt máy tính Casio fx-580VN X

Cài đặt ban đầu (Reset all): Bấm: SHIFT 9 3 = Reset all

Thực hiện phép tính về số

phức

Bấm: MENU 2 Màn hình hiển thị ký

hiệu i Chọn đơn vị góc là độ (D) Bấm: SHIFT MENU 2

Để nhập ký hiệu góc  Bấm: SHIFT ENG Màn hình xuất hiện 

Để nhập phần ảo i Bấm: ENG Màn hình hiển thị

dạng i 3.1 Bài toán tổng hợp các dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số

(Chương I: Dao động cơ)

Dạng 1: Cho x 1 = A 1 cos(.t +  1 ) và x 2 = A 2 cos(.t +  2 ) Tìm dao động tổng hợp x = x 1 + x 2

a Phương pháp truyền thống

Dùng các công thức tính biên độ dao động tổng hợp và pha ban đầu của daođộng tổng hợp

+ A A12A222A A1 2.cos(21)

+ Bấm chọn MODE 2 trên màn hình xuất hiện chữ: CMPLX.

+ Chọn đơn vị đo góc φ là R(Radian):SHIFT MODE 4(Màn hình xuất hiện R) + Chọn đơn vị đo góc φ là D (độ): SHIFT MODE 3 (Màn hình xuất hiện D) + Nhập A 1 bấm SHIFT (-) nhập φ 1 bấm + , Nhập A 2 , bấm SHIFT (-) nhập φ 2

bấm SHIFT 2 3 = hiển thị kết quả là: A

* Hướng dẫn cài đặt và cách bấm máy Casio fx-580VN X

+ Bấm chọn SHIFT MENU  2 2 trên màn hình xuất hiện .

+ Chọn đơn vị đo góc φ là R: SHIFT MENU 2 2 (Màn hình hiện R: Radian) + Chọn đơn vị đo góc φ là D (độ): SHIFT MENU 2 1 (Màn hình hiện D: độ)

+ Nhập A 1 bấm SHIFT ENG nhập φ 1 bấm + , Nhập A 2 bấm SHIFT ENG nhập φ 2 bấm = hiển thị kết quả là: A

c) Chú ý: khi làm bài tập dạng này học sinh dễ gặp sai lầm đó là đơn vị của pha

ban đầu φ Nếu các em chọn pha ban đầu có đơn vị đo là rad (màn hình hiện R)

thì khi bấm máy sẽ mất thời gian hơn 1 chút nhưng kết quả sẽ có dạng như đáp

án Còn nếu chọn đơn vị đo là độ (màn hình hiện D) thì sau khi bấm máy tính

xong cần quy đổi đơn vị ra Rad mới chọn đáp án đúng

d) Vận dụng

Ví dụ 1: Một vật thực hiện đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương, cùng

tần số có phương trình x1 = 2cos(t -/6) (cm); x2 = 4cos(t + π/2) (cm) Daođộng tổng hợp của vật có phương trình là

Giải cách này mất khoảng 2 phút.

Dùng máy tính Casio fx-570ES hay Casio 570ES Plus

- Nhập máy: 2 SHIFT (-)  (-/6) + 4 SHIFT (-)  π/2, bấm SHIFT 2 3 =

Với cách bấm máy tính này ta có thể xác định dao động tổng hợp của nhiềuhơn 2 dao động thành phần một cách dễ dàng bằng cách bấm liên tiếp phép cộngcác dao động mà vật tham gia.

Ví dụ 2: Một vật đồng thời tham gia ba dao động điều hòa cùng phương cùng

tần số có phương trình lần lượt là x1 = 2 √3 cos(2πt +

Cách 2: Với máy Casio fx-570ES,Casio fx-570ES Plus, Casio fx-570VN Plus

Cài đặt máy: Chọn tính toán với số phức bấm MODE 2 ;

Đơn vị đo góc là Radian (R) bấm SHIFT MODE 4

Nhập: 2 3  SHIFT (-) π/3 + 4 SHIFT (-)  π/6 + 8 SHIFT (-)  -π/2

Bấm SHIFT 2 3 = Hiển thị kết quả: 6  - π/6

=> vmax = A = 12 (cm/s);  = /6 => Đáp án A

Với máy tính Casio fx-580VN X

- Nhập: 2 3 SHIFT ENG/3+4 SHIFT ENGπ/6+8 SHIFT ENG -π/2 = Hiển thị: 6  -/6 => vmax = A = 12 (cm/s);  = /6 => Đáp án A

* Tìm dao động thành phần (xác định A 2 và  2 ) bằng cách sử dụng máy tính

Một vật tham gia đồng thời hai dao động điều hòa x1 và x2 Biết dao động tổnghợp x và x1, tìm dao động thành phần x2: x2 = x - x1 với: x2 = A2cos(t + 2) Xác định A2 và 2?

Với máy Casio fx-570ES: Bấm MODE 2 màn hình xuất hiện chữ: CMPLX

- Chọn đơn vị đo góc là Radian bấm: SHIFT MODE 4 màn hình hiển thị R)

Nhập A SHIFT (-) φ - A1 SHIFT (-) φ1 SHIFT 2 3 = kết quả A 2   2

Ví dụ 3: Một chất điểm dao động điều hoà có phương trình dao động tổng hợp

x = 5 2cos(t + 5/12)(cm) với các dao động thành phần cùng phương, cùngtần số là x1 = A 1 cos(t + 1) và x2 = 5cos(t + /6)(cm) Biên độ và pha ban đầucủa dao động thứ nhất là

Dạng 2: Xác định khoảng cách lớn nhất giữa hai vật dao động điều hòa

Cho hai vật dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số có phương trình lầnlượt là x1 = A1 cos(t + 1) và x2 = A2 cos(t + 2) Tìm khoảng cách lớn nhấtgiữa hai vật

Khoảng cách lớn nhất giữa hai vật là: L (x2  x1 max )

* Hướng dẫn cách bấm máy Casio fx-570ES hay Casio 570-ES plus:

+ Bấm chọn MODE 2 trên màn hình xuất hiện chữ: CMPLX.

+ Giá trị của φ ở dạng rad (nếu máy cài chế độ là R: Radian)

+ Nhập A 2 bấm SHIFT (-) nhập φ 2 bấm - Nhập A 1 , bấm SHIFT (-) nhập

φ 1 bấm SHIFT 2 3 = hiển thị kết quả là A

=> Khoảng cách lớn nhất giữa hai vật là L max = A

* Hướng dẫn cách bấm máy Casio fx-580VN X

+ Bấm chọn SHIFT MENU  2 2 để cài đặt

+ Bấm MENU 2 trên màn hình xuất hiện .

+ Chọn đơn vị đo góc là R: SHIFT MENU 2 2 (Giá trị của φ ở dạng R: Rad + Chọn đơn vị đo góc là D : SHIFT MENU 2 1 (Giá trị của φ ở dạng D: độ)

+ Nhập A 2 bấm SHIFT ENG nhập φ 2 bấm - , nhập A 1 bấm SHIFT ENG nhập φ 1 bấm = hiển thị kết quả là: A 

=> Khoảng cách lớn nhất giữa hai vật L max = A

Tìm dao động x = x2 – x1

Nhập máy: 3 SHIFT(-)  (-5/6) – 5 SHIFT(-)  (/6 SHIFT 2 3 = Hiển thị: 8 

5 6





=> x = x2 – x1 = 8cos(

5 6

 

) cm

Khoảng cách lớn nhất giữa hai vật L max  (x2 x1 max) = 8 cm => Chọn C

Đề trắc nghiệm kiểm tra phần tổng hợp dao động

Câu 1: Một vật thực hiện đồng thời hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số góc 5 rad/s, với biên độ: A1 = 3/2cm và A2 = 3 cm; các pha ban đầu tương ứng là φ1 = π/2 và φ2 = 5π/6 Phương trình dao động tổng hợp là:

A x = 2,3cos(5πt + 0,73π) cm B x = 3,2cos(5πt - 0,27π) cm

C x = 2,3cos(5πt - 0,27π) cm D x = 2,3cos(5πt + 0,87π) cm.Câu 2: Một vật đồng thời thực hiện ba dao động điều hoà cùng phương, cùngtần số, biểu thức dạng x1 = 2 3cos(2πt - /6) (cm); x2 = 4cos(2πt - /3) (cm)

và x3 = 8cos(2πt - ) (cm) Phương trình của dao động tổng hợp là

A x = 6 2cos(2πt - /4) cm B x = 6cos(2πt - 2/3) cm

C x = 6 2sin(2πt - /6) cm D x = 6sin(2πt - 2/3) cm Câu 3: Một vật thực hiện đồng thời bốn dao động điều hoà cùng phương cùngtần số có biên độ và pha ban đầu là A1 = 8 cm; A2 = 6cm; A3 = 4 cm; A4 = 2 cm

x3 = 6sin(10πt + /12) cm Phương trình dao động tổng hợp của vật là

A x = 2cos(10 t + 5/12) (cm) B x = 2sin(10t + /12) (cm)

C x = 2sin(10t - 5/12) (cm) D x = 2cos(100t - 5/12) (cm) Câu 5: Hai dao động thành phần có biên độ là 4cm và 12cm Biên độ dao độngtổng hợp có thể nhận giá trị

Câu 6: Một vật tham gia đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương có cácphương trình dao động thành phần là x1 = 8cos(10t –  /3) (cm) và x2 = 8cos(10t+  /6) (cm) Phương trình dao động tổng hợp là

A x = 8 2sin(10t + 5/12) (cm) B x = 8 3cos(10t -  /12) (cm)

C x = 8 2sin(10t - /12) (cm) D x = 8 2cos(10t + /12) (cm).Câu 7: Hai chất điểm M1 và M2 cùng dao động điều hòa trên một trục Ox,quanh điểm O theo các phương trình: x1 = Acos2πft và x2 = Acos(2πft + π).Trong 5 chu kì đầu tiên chúng gặp nhau bao nhiêu lần

Câu 10: Hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số có biên độ lần lượt

là A1 = 5 cm; A2 = 3cm Biên độ dao động tổng hợp của hai dao động đó là

A 9 cm B 1,5 cm C 10 cm D 6 cm.

Câu 11: Dao động tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần

số có phương trình li độ là x = 3cos(πt - 5/6) (cm) Biết dao động thứ nhất cóphương trình x1 = 5cos(πt + /6) (cm) Dao động thứ hai có phương trình là

Câu 14: Hai dao động cơ điều hoà có cùng phương và cùng tần số f = 50Hz,

có biên độ lần lượt là 2a và a, pha ban đầu lần lượt là /3 và  Phương trìnhcủa dao động tổng hợp là

A x= a 3cos(100t + /2) B x = 3acos(100t +/2)

C x = a 3cos(100t - /3) D x = 3acos(100t - /3) Câu 15: Một vật thực hiện đồng thời bốn dao động điều hòa cùng phươngcùng tần số có các phương trình x1 = 3sin(t + ) cm; x2 = 3cos(t) cm; x3 =2sin(t + ) cm; x4 = 2cos(t) cm Phương trình dao động tổng hợp của vật là:

A x = 5 2cos(t +/4) cm B x = 5 2cos(t + /2) cm

C x = 5cos(t + /2) cm D x = 5cos(t - /4) cm

Câu 16: Một vật có khối lượng m = 100g thực hiện hai dao động điều hoà cùng

phương, cùng tần số với phương trình lần lượt là: x1 = 4sin(10t + /6) (cm) và

x2 = 4cos(10t) (cm) Lấy  2 = 10 Lực phục hồi tác dụng lên vật có độ lớn cựcđại là

A 4 3 N B 0,4 3 N C 4 N D 0,4 N

Câu 17: Hai chất điểm dao động điều hoà cùng phương trên cùng một trục tọa

độ, khi dao động hai chất điểm không va chạm vào nhau Phương trình dao động

của hai chất điểm lần lượt là x1 = 4cos(4t +

3.2 Bài toán về dòng điện xoay chiều (Chương III: Dòng điện xoay chiều)

Dạng 1: Viết biểu thức hiệu điện thế hoặc biểu thức cường độ dòng điện trong mạch RLC không phân nhánh

Bước 4: Viết biểu thức u hoặc i

- Nếu cho trước: i I 2 os( t)c  thì biểu thức của u là u U 2 os( t+ )c  

Hay i = Iocost thì u = Uocos(t + )

- Nếu cho trước: u U 2 os( t)c  thì biểu thức của i là i I 2 os( t- )c  

Hay u = Uocost thì i = Iocos(t - )

* Khi: (u  0; i  0 ) Ta có :  =  u -  i =>  u =  i +  ;  i =  u - 

- Nếu cho trước i I 2 os( t+ )c  i thì biểu thức của u là

2 os( t+ + )i

u U c   

Hay i = Iocos(t + i) thì u = Uocos(t + i + )

- Nếu cho trước u U 2 os( t+c  u)thì biểu thức của i là

2 os( t+ u- )

i I c   

Hay u = Uocos(t +u) thì i = Iocos(t + u - )

Lưu ý: Với Mạch điện RLC không phân nhánh có cuộn dây không thuần cảm

xuất toán Math.

Hướng dẫn cài dặt máy tính Casio fx-580VN X

Cài đặt ban đầu (Reset

- Khi bấm máy tính trước phần kí hiệu ảo i, nếu mạch chỉ chứa mình ZL hoặc ZL

> ZC thì phía trước là dấu cộng, nếu mạch chỉ chứa mình ZC hoặc ZC > ZL thìphía trước là dấu trừ

- Nếu cuộn dây không thuần cảm hoặc trong mạch có nhiều điện trở thuần thìkhi đó điện trở R là tổng trở của mạch

d) Vận dụng

Ví dụ 1: Mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần R = 50, cuộn thuần cảm có

hệ số tự cảm

1 ( )