phương pháp hướng dẫn học sinh làm bài tập

Trong bối cảnh tòan ngành Giáo Dục và Đào Tạo đang nỗ lực đổi mới phương pháp dạy học theo hướng phát huy tính tích cực chủ động của học sinh trong họat động học tập mà phương pháp dạy h

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH HẢI DƯƠNG

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HẢI DƯƠNG

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

PHƯƠNG PHÁP HƯỚNG DẪN HỌC SINH LÀM BÀI TẬP

PHẦN DAO ĐỘNG CƠ

NHẬN XÉT CHUNG

………

………

………

………

………

………

ĐIỂM THỐNG NHẤT

Bằng số ………

Bằng chữ………

Giám khảo số 1:………

Giám khảo số 2:

NĂM HỌC 2012 – 2013

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HẢI DƯƠNG

TRƯỜNG TRUNG TÂM GIÁO DỤC THƯỜNG XUYÊN KINH MÔN

PHƯƠNG PHÁP HƯỚNG DẪN HỌC SINH LÀM BÀI TẬP

PHẦN DAO ĐỘNG CƠ MÔN VẬT LÝ TÁC GIẢ : TRẦN VĂN TIẾN

XÁC NHẬN CỦA TRUNG TÂM GDTX KINH MÔN

………

………

………

………

………

………

………

SỐ PHÁCH

………

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH HẢI DƯƠNG SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HẢI DƯƠNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM PHƯƠNG PHÁP HƯỚNG DẪN HỌC SINH LÀM BÀI TẬP PHẦN DAO ĐÔNG CƠ NHẬN XÉT CHUNG ………

………

………

………

………

………

………

………

ĐIỂM THỐNG NHẤT

Bằng số ………

Bằng chữ………

Giám khảo số 1:………

Giám khảo số 2:

NĂM HỌC 2012 – 2013

A ĐẶT VẤN ĐỀ

I-LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI:

1/ Lý do khách quan:

Vật lý học là cơ sở của nhiều ngành kỹ thuật quan trọng, sự phát triển của khoa học Vật lý gắn bó chặt chẽ và có tác động qua lại, trực tiếp với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật Vì vậy, những hiểu biết và nhận thức Vật lý có gái trị lớn trong đời sống và trong sản xuất, đặc biệt trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước

Ngày nay việc nâng cao chất lượng giáo dục là một trong những vấn đề được quan tâm hàng đầu trong xã hội Trong bối cảnh tòan ngành Giáo Dục và Đào Tạo đang nỗ lực đổi mới phương pháp dạy học theo hướng phát huy tính tích cực chủ động của học sinh trong họat động học tập mà phương pháp dạy học là cách thức họat động của giáo viên trong việc chỉ đạo, tổ chức họat động học tập nhằm giúp học sinh chủ động đạt các mục tiêu dạy học

Nghị quyết Trung ương 2 khóa VII đã khẳng định “phải đổi mới phương pháp giáo dục đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học Từng bước áp dụng các phương pháp tiên tiến và phương tiện hiện đại của quá trình dạy học, đảm bảo điều kiện và thời gian tự học, tự nghiên cứu cho học sinh…”

“ Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh, phù hợp với từng đặc điểm của từng lớp học, môn học ; bồi dưỡng phương pháp

tự học, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh”

Nhằm đảm bảo tốt việc thực hiện mục tiêu đào tạo môn Vật lý ở trường trung học phổ thông và GDTX cung cấp cho học sinh những kiến thức phổ thông cơ bản, có hệ thống và tương đối toàn diện Rèn luyện cho học sinh những kỹ năng cơ bản như: kỹ năng vận dụng các kiến thức Vật lý để giải thích những hiện tượng Vật lý đơn giản, những ứng dụng trong đời sống, kỹ năng quan sát Yêu cầu đổi mới phương pháp dạy học đối với môn Vật lý cần có một sắc thái riêng, phải huớng tới việc tạo điều kiện cho học sinh tự chiếm lĩnh kiến thức thông qua hoạt động làm các bài tập thực tiễn và cao hơn nữa, cho học sinh tập dượt giải quyết một số vấn đề Vật lý trong thực tế Vì vậy việc tổ chức cho học sinh làm bài tập trong giờ học Vật lý cũng không kém phần quan trọng trong việc đổi mới phương pháp dạy học nhằm góp phần nâng cao chất lượng giáo dục ở trong nhà trường

2/ Lý do chủ quan :

Bản thân là giáo viên dạy môn Vật lý cho nên việc tổ chức cho học sinh làm bài tập trong giờ học Vật lý là vấn đề cần thiết trong việc tổ chức học nhóm cho học sinh nhằm để nâng cao chất lượng giáo dục Trong quá trình công tác tại trường tôi thường xuyên được tập huấn

về việc đổi mới phương pháp dạy học, bản thân tôi được tập huấn về nghiệp vụ phụ trách và trực tiếp dạy học trong trường giáo dục thường xuyên Qua việc nghiên cứu giảng dạy trên lớp cũng như những kinh nghiệm của giáo viên khác nhằm đưa ra những phương pháp thích hợp trong việc tổ chức cho học sinh làm bài tập trong giờ Vật lý

Xuất phất từ những lý do nêu trên và từ tình hình thực tế của việc dạy và học Vật lý ở trường GDTX Kinh Môn với trách nhiệm là một tổ trưởng tổ KHTN tôi lựa chọn đề tài nghiên cứu việc tổ chức hướng dẫn cho học sinh làm bài tập trong giờ học Vật lý (phần dao động cơ để tìm hiểu và đóng góp một phần nhỏ của mình vào việc nâng cao chất lượng giáo dục và cũng nhằm rút kinh nghiệm cho bản thân để việc giảng dạy môn Vật lý ở trường GDTX nơi tôi công tác

II- MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU :

Nghiên cứu việc làm bài tập vật lý nhằm giúp học sinh nắm vững kiến thức, từ đó học sinh nắm chắc kiến thức hơn, nâng cao chất lượng dạy và học, tạo môi trường giáo dục toàn diện và thân thiện - tích cực

III- NHIỆM VỤ NGHIN CỨU :

- Việc hướng dẫn làm bài tập vật lý, xây dựng hệ thống kiến thức, bài tập, qua đó làm nổi bật mối liên hệ giữa các kiến thức với nhau, giúp học sinh vận dụng kiến thức nhiều lần để các

em nhớ kỹ và hiểu kiến thức vững chắc, sâu sắc hơn

IV- ĐỐI TƯỢNG VÀ CƠ SỞ NGHIÊN CỨU:

- Việc làm bài tập vật lý

Giáo viên giảng dạy môn Vật ly khối lớp 12

Học sinh khối 12

Thái độ học của học sinh trong khi làm bài tập vật lý

Chương trình sách giáo khoa lớp 12

Hệ thống các bài tập về dao động cơ trong giờ Vật lý

V- PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU :

Đối với việc làm bài tậpVật lý.

1 Phương pháp nghiên cứu chương trình nội dung sách giáo khoa Vật lý và àti liệu liên

quan

a.Mục đích :

Hệ thống các bài tập

Tiến hành xây dựng hệ thống bài tập

b.Tài liệu :

Sách giáo khoa vật lý

Bảng phân phối chương trình Vật lý

Sách giáo viên, sách bài tập, sách tham khảo

c Cách tiến hành :

Thu thập các tư liệu có liên quan đến đề tài: sách giáo khoa Vật lý, các bài học có làm bài tập

Cần nghiên cứu kỹ kiến thức khi làm bài tập

2.Phương pháp trò chuyện phỏng vấn :

a.Mục đích :

Tìm hiểu tình hình học và làm bài tập vật lý của học sinh

Những khó khăn và thuận lợi khi xây dựng làm bài tập vật lý phần dao động cơ

b.Đối tượng :

Giáo viên bộ môn

Học sinh khối 12

c.Nội dung :

Đặt câu hỏi để tìm hiểu việc làm bài tập của giáo viên và học sinh

d.Cách tiến hành :

Xác định mục đích và đối tượng cần trò chuyện

Xây dựng bảng hệ thống câu hỏi phỏng vấn

Thực hiện phỏng vấn – ghi nhận kết quả

3 Phương pháp nghiên cứu sản phẩm hoạt động :

a.Mục đích :

Nắm được thực trạng việc tổ chức học, làm bài tập vật lý của giáo viên và của học sinh

b.Đối tượng :

Giáo án của giáo viên

Kế hoạch giảng dạy của giáo viên

c.Cách tiến hành :

Xác định mục đích yêu cầu

Liệt kê những phần cần nghiên cứu

4.Phương pháp quan sát :

a.Mục đích :

Nắm được phương pháp giảng dạy của giáo viên

Nắm được tinh thần thái độ học tập của học sinh

b.Nội dung :

Quan sát cách dạy của giáo viên

Quan sát cách làm bài tập của học sinh

Quan sát tất cả các hoạt động trên lớp của học sinh khi làm làm bài tập

c.Cách tiến hành :

Chuẩn bị mục đích, nội dung, cách quan sát và tiêu chuẩn đánh giá

Sau khi quan sát cần ghi chép kết quả và có sự thống nhất của những người cùng quan sát

Tó

m lại :

Qua việc nghiên cứu bằng các phương pháp nêu trên, ta cần rút ra những kinh nghiệm tiên tiến và tìm ra những biện pháp thực hiện tốt nhiệm vụ của vấn đề

B-GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ :

CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN:

- Vật lý học là cơ sở của nhiều ngành kỹ thuật quan trọng Môn Vật lý có mối quan hệ gắn bó chặt chẽ, qua lại giữa các môn khác Việc tổ chức dạy học Vật lý GDTX cần rèn luyện cho học sinh đạt được:

- Kỹ năng quan sát các hiện tượng và quá trình vật lý để thu thập thông tin và các dữ liệu cần thiết

- Kỹ năng sử dụng các đại lượng vật lý phổ biến, vận dụng các kiến thức vào làm bài tập đơn giản

- Kỹ năng phân tích, xử lý các thông tin và các dữ liệu đã cho trong bài tóan hoặc câu hỏi

- Kỹ năng vận dụng các kiến thức để giải thích các hiện tượng vật lý đơn giản để giải quyết một số vấn đề trong thực tế cuộc sống

- Khả năng đề xuất các dự đóan hoặc giả thiết đơn giản về mối quan hệ hay về bản chất của các hiện tượng vật lý

- Khả năng đề xuất phương án giải đơn giản để kiểm tra dự đoán hoặc giả thiết đã đề ra

- Kỹ năng diễn đạt rõ ràng, chính xác bằng ngơn ngữ vật lý

- Khối lượng nội dung của tiết học Vật lý được tính toán để có thời gian dành cho các hoạt động tự lực của học sinh và đáp ứng những yêu cầu sau:

- Tạo điều kiện để cho học sinh có thể quan sát trực tiếp các hiện tựơng vật lý

- Tạo điều kiện để cho học sinh thu thập và xử lý thông tin, nêu ra được các vấn đề cần tìm hiểu

- Tạo điều kiện để cho học sinh trao đổi nhóm, tìm phương án giải quyết vấn đề, tiến hành làm bài tập, thảo luận kết quả và rút ra những kết luận cần thiết

- Tạo điều kiện để cho học sinh nắm được nội dung chính của bài học trên lớp

CHƯƠNG II: CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH:

Tổ chức học sinh làm làm bài tập vật lý chủ yếu trong các hoạt động nhóm và tính tích cực của cái nhân, nhằm rèn luyện cho học sinh kĩ năng sử dụng các kiến thức vật lý cơ bản , tiến hành từ các câu hỏi và bài tập đơn giản, kĩ năng phân tích và xử lí các thông tin, các dữ liệu

mà câu hỏi hoặc bài toán đặt ra

Qua làm bài tập học sinh có thái độ trung thực, tỉ mỉ, cẩn thận, chính xác trong quá trình làm bài

Làm bài tập là một hoạt động không thể thiếu trong nhiều giờ học vật lý Khi làm bài tập thành công thì học sinh cơ bản để nắm được kiến thức, nội dung của bài học Muốn làm bài tập thành công cũng không phải chuyện dễ vì môn vật lý có nhiều bài tập, mỗi bài có một kiểu vận dụng kiến thức khác nhau của nhiều bộ môn Giáo viên phải suy nghĩ xem mình phải chuẩn bị những kiến thức gì cho bài tập ở bài học này và những gì cho bi tập ở bài học khác, nhưng tổ chức cho học sinh làm bài tập ở những bài học khác nhau cũng có những đặc điểm chung:

1 Chuẩn bị:

+ Học sinh: tổ chức học sinh làm bài tập chủ yếu trong hoạt động của cái nhân , kết hợp với các nhóm học tập để phát huy tính tích cực của cá nhân nên có thể chia lớp thnh 4 6 nhóm nhỏ (tùy tình hình lớp học và trình độ học sinh), có phân công cụ thể cho từng thành viên trong nhóm như phân công cá nhận trình bày kết quả của nhóm Trong nhóm, mỗi thành viên thực hiện một công việc chung trả lời hoặc giải đọc lập rồi thống nhất

+ Giáo viên: phải chuẩn bị sẵn đầy đủ các câu hỏi, bài tập áp dụng cần thiết cho từng nhóm Vẽ hình sẵn nếu cần thiết

dụng hoặc qua hình vẽ học sinh nêu được các nội dung cần thiết của vấn đề đặt ra Học sinh

có thể tự đề xuất phương án làm bài để giải quyết một vấn đề nào đó

2 Giáo viên có thể làm mẫu cho học sinh : có những bài mới học song tương đối khó thực

hiện, giáo viên có thể làm mẫu cho học sinh trước các bước hoặc có những kiến thức vận dụng các em chưa từng thực hiện thì giáo viên cũng có thể chỉ cho học sinh thấy

DẠNG 1: VIẾT PHƯƠNG TRÌNH DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA :

Phương trình dao động điều hòa có dạng : x = A cos (ω t+ ϕ )Tìm các đại lượng cần thiết:

A, ω , ϕ

+ Tìm tần số góc ω: ω = 2πf =

T

π 2

=

m

k

Hoặc T =

N

t

( t : Thời gian dao động, N: số lần dao động )

+ Tìm biên độ :

1 A2 = x2 + 22

ω

v = a24 v22

ω +ω (lấy A dương)

2 A =

2

d

=

2

min max l

( d : chiều dài quỹ đạo )

3

ω

max A A v

2

1 2

1

A m

+ Dựa vào gốc thời gian (t = 0) và vị trí của vật tại thời điểm đó ( Vật ở vị trí cân bằng: x = 0

; nơi thả vật x = ±A tuỳ theo chiều dương)

giải ra 2 nghiệm : ϕ = α v ϕ − = α loại nghiệm theo v ( v> 0 thì ϕ < 0 và ngược lại )

Lưu ý : Con lắc lò xo có thể dùng CT :

l

g

∆

=

ω với ∆l: độ biến dạng của lò xo Khi kéo vật ra một đoạn x rồi thả nhẹ ( không vận tốc đầu ) khi đó x = A

Con lắc lò xo treo thẳng đứng khi kéo vật ra từ vị trí lò xo không biến dạng : x =d k− ∆l ( với

.

m g

l

k

∆ = )

Ví Dụ 1 : Một con lắc lò xo gồm một lò xo khối lượng không đáng kể có k = 40N/m một

đầu cố định, đầu kia treo một vật có khối lượng m = 400g Kéo vật ra 6cm từ vị trí cân bằng

và thả nhẹ cho vật dao động Viết phương trình dao động của vật nếu chọn chiều dương từ trên hướng xuống, gốc tọa độ tại vị trí cân bằng :

- Gốc thời gian lúc thả vật

-Gốc thời gian lúc vật qua vị trí cn bằng theo chiều m

- Gốc thời gian lúc vật qua li độ x = 3 2 cm theo chiều dương

Hướng dẫn giải :

Tốc độ góc : 40 10

0.4

k m

ω = = = rad/s Biên độ : x = 6cm, v = 0 ⇒ A2 = x2 + 22

ω

v ⇒ A = 6cm gốc thời gian lúc thả vật : t= 0, x = 6cm ⇒ thay vao phương trình : 6 = 6cos ϕ ⇒ cos ϕ = 1

=> ϕ = 0 ⇒Phương trình dao động : x= 6cos10t cm

gốc thời gian lúc vật qua vị trí cân bằng theo chiều m : t = 0, x = 0 => thay vao phương trình : 0 = 6cos ϕ => cos 0 ; 0( 0 )

ϕ = ⇒ = ± ϕ < ϕ > → = ϕ =>Phương trình dao động : 6cos(10 )

2

gốc thời gian lúc vật qua li độ x = 3 2 cm theo chiều dương : t = 0, x = 3 2 cm

=> thay vao phương trình : 3 2 = 6cos ϕ => cos 2 ; 0( 0 )

ϕ = ⇒ = ± ϕ > ϕ < → = − ϕ

=>Phương trình dao động : 6cos(10 )

4

Ví Dụ 2 : Một con lắc lò xo có khối lượng m = 400g và độ cứng k = 40N/m Vật có năng

lượng là W = 0.032 J

a)Viết phương trình dao động của vật nặng Chọn gốc thời gian lúc vật qua biên

b)Viết phương trình dao động của vật nặng Chọn gốc thời gian lúc vật có li độ 2 cm và đang tăng

Hướng dẫn giải :

Tốc độ góc : 40 10

0.4

k m

ω = = = rad/s

Biên độ : E =1 2 2 2.0,032

W

k

⇒ = = =0,04 m = 4 cm

- Chọn gốc thời gian lúc vật qua biên : t= 0, x = - A ⇒ thay vao phương trình : -A = Acos ϕ

⇒ cos ϕ =− 1=> ϕ π = ⇒ Phương trình dao động : x= 4cos(10t± π )cm

Chọn gốc thời gian lúc vật có li độ 2 cm và đang tăng : t = 0, x = 2, v > 0 ( ϕ < 0 ) :

4cos(10 )

3

Ví Dụ 3: Một vật dao động điều hoà, tại li độ x1 v x2 vật có tốc độ lần lượt là v1 v v2 Chứng minh biên độ dao động của vật bằng:

2 2 2 2

1 2 2 1

2 2

1 2

v x v x

v v

−

−

Hướng dẫn giải :

2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

A v v x A v v x A (v v ) v x v x A

v (A x )

Ví Dụ 4: Một vật dao động điều hòa với chu kì T = 3,14s Xác định pha dao động của vật

khi nó qua vị trí x = 2cm với vận tốc v = 0,04m/s

Hướng dẫn giải :

= 2Tπ =2.3,143,14 =2rad/s ; A = 2 2; t = 0, x = 2cm , v = 0,04m/s >0 ⇒ ( ω ϕt+ )=

4

π

−

Ví Dụ 5: Vật có khối lượng M= 160g được gắn vào lò xo có độ cứng k =64N/m

đặt thẳng đứng Người ta đặt thêm lên vật m một gia trọng m = 90g Gia trọng m tiếp xúc với vật theo mặt phẳng ngang Kích thích cho hệ dao động điều hòa theo phương

thẳng đứng Để gia trọng m không rời khỏi vật trong quá trình dao động thì biên độ

dao động A của hệ phải là bao nhiêu ?

Hướng dẫn giải :

Để m không rời M trong suốt quá trình dao động thì : amax ≤ ⇔g ω 2.A g≤ ⇔ A g2

ω

0,0390625

m M

k

DẠNG 2: TÌM VẬN TỐC, GIA TỐC CỦA VẬT DAO ĐỘNG ĐIỀU HỊA :

Phương trình vt : v = -ωA sin (ω t+ ϕ )

+ v đạt cực đại ⇔sin(ω t+ ϕ ) = ±1⇔ vmax = ± ω.A khi x = 0 ( vật ở vị trí cân bằng )

+ v = 0 khi x = ±A ( vật ở vị trí biên )

+ v2 = ω 2(A2 −x2 ) ( biểu thức độc lập thời gian ) Phương trình gia tốc: a = v’ = x” = -ω 2A cos (ω t+ ϕ )

a đạt cực đại ⇔ cos (ω t+ ϕ )=±1 ⇔ amax =ω 2A

Lưu ý : - Khi a.v > 0 vật chuyển động nhanh dần

- Khi a.v < 0 vật chuyển động chậm dần

- Vật m chuyển động với vận tốc v0 đến va chạm vào vật M đang đứng yên :

Va chạm đàn hồi: áp dụng định luật baỏ toàn động lượng và năng lượng ( dưới dạng động năng vì mặt phẳng ngang Wt = 0 )

Từ m v 0 =m v M V + v 2 2 2

0

2.m

m M

=

m M

m M

−

= +

Ví Dụ 1: Một vật dao động điều hoà theo phương trình x = 6cos(4πt)cm, Tìm :

- vận tốc của vật tại thời điểm t = 7,5s

- gia tốc của vật tại thời điểm t = 5s

Hướng dẫn giải :

M

k