Hệ thống công thức và phương pháp giải nhanh bài tập vật lý lớp 12 dùng ôn thi THPT quốc gia

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓATRƯỜNG THPT HÀM RỒNG ---*****---SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM HỆ THỐNG CÔNG THỨC VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TẬP VẬT LÝ LỚP 12 DÙNG ÔN THI... MỞ ĐẦU- Lí do chọ

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA

TRƯỜNG THPT HÀM RỒNG

-***** -SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

HỆ THỐNG CÔNG THỨC VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TẬP VẬT LÝ LỚP 12 DÙNG ÔN THI

1 MỞ ĐẦU

- Lí do chọn đề tài

Vật lý là một môn học trong đó có rất nhiều công thức; nhất là vớiphương pháp thi trắc nghiệm khách quan như hiện nay thì việc có một công thứcmẫu để áp dụng, vận dụng làm bài thì là rất hiệu quả Với lượng kiến thức khổng

lồ thì việc nhớ hết các công thức và vận dụng nó trong từng trường hợp, từngchủ đề, từng bài toán là một vấn đề khó đối với học sinh đang chuẩn bị thiTHPT Quốc gia

Nắm bắt được khó khăn của học sinh tôi thấy cần cung cấp cho các emmột tài liệu ‘để bàn học” là các công thức nhớ nhanh, vận dụng ngay để làm bàitập là một vấn đề cấp thiết, hữu ích đối với học sinh Trong khi đó cũng có rấtnhiều tài liệu đề cập đến vấn đề này, nhưng chưa thật cụ thể, kỹ lưỡng, vàphương pháp giải chưa nói đến Trải qua nhiều năm ôn thi TNTHPT, ôn thi ĐH

và THPTQG tôi chọn đề tài này để cung cấp cho các em học sinh một tài liệu cóchất lượng nhất để mang đến hiệu quả cao nhất cho các em học sinh

- Mục đích nghiên cứu

Xây dựng hệ thống công thức và phương pháp giải bài tập vật lý lớp 12dành cho học sinh chuẩn bị thi THPTQG

- Đối tượng nghiên cứu

Các công thức vật lý 12 và phương pháp giải các dạng bài tập

Học sinh lớp 12 trường THPT Hàm Rồng đang ôn thi THPT Quốc gia

- Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu lý thuyết, xây dựng các công thức mới; chọn lọc phương phápgiải bài tập nhanh, ngắn gọn

2 NỘI DUNG

2.1 Cơ sở lý luận của đề tài

- Từ các công thức học trong sách giáo khoa, xây dựng các công thức ápdụng nhanh để giải bài tập trắc nghiệm vật lý 12

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

- Học sinh gặp rất nhiều khó khăn khi giải bài tập vì quá nhiều công thức, kiến thức làm học sinh “loạn”

2.3 Sáng kiến kinh nghiệm để giải quyết vấn đề trên

- Xây dựng hệ thống công thức và phương pháp giải nhanh các loại bài tập vật

lý ôn thi THPT Quốc Gia

Chương 1 DAO ĐỘNG CƠ

I Các phương trình dao động điều hoà

là li độ của chất điểm tại t = 0)

- Nếu vật đi theo chiều + thì lấy vị trí

nửa dưới của đường tròn =>  < 0

- Nếu vật đi theo chiều – thì lấy vị trí

nửa trên của đường tròn =>  > 0

II Các khoảng thời gian vật chuyển

động trong dao động điều hòa.

1 Khoảng thời gian vật chuyển

2 Khoảng thời gian đặc biệt

III Thời điểm vật đi qua vị trí x t lần thứ N.

1 Bài toán biết chiều chuyển động:



2 3





5 6



3 4



3 4





5 6

T/6

T/12

T/6 T/8

T/4

- Thời điểm đầu tiên vật qua vị trí xt: t1 = .T

IV Biết li độ tại thời điểm t Xác định li độ tại thời điểm t’ = t +  t

V Quãng đường đi lớn nhất, nhỏ nhất

1 Quãng đường đi đặc biệt

- Nếu  t n T. => s = n.4A - Nếu 2 1 

D

- Luôn hướng về VTCB: Fhp = k x ; x là li độ của vật từ VTCB

- Lực hồi phục cực đại : Fhpmax = kA (khi vật đến vị trí biên)

- Lực hồi phục cực tiểu : Fhpmin = 0 (khi vật qua VTCB)

4 Lực đàn hồi

- Lực đàn hồi cực đại: Fđhmax = k l A

- Lực đàn hồi cực tiểu: Fđhmin =

n W n

VII Con lắc đơn

1 Chu kỳ, tần số dao động điều hòa của con lắc đơn

* Vận tốc của vật tại góc lệch : v =  2gl cos   cos  0 ;

* Tốc độ: v = 2gl cos   cos  0 => vmax = 2gl 1 cos  0 ; vmin  0

=> Qmax = mg 3 2cos   0; Qmin = mg cos  0=> max 0

4 Con lắc đơn chịu thêm lực phụ không đổi

a Bài toán con lắc đơn khi chịu lực phụ:

* Khi không có lực phụ: Đặt P'  P F p mg' (g’: gia tốc trọng trường hiệu dụng)

- Cơ năng mới: W’ = mg l' 1  c os 0; Tốc độ tại vị trí : v = 2 'g l c os   cos  0

- Chu kỳ dao động mới : ' 2

'

l T

- Khi thang máy đi lên nhanh dần đều: g’ = g + a

- Khi thang máy đi lên chậm dần đều: g’ = g – a

- Khi thang máy chuyển động ngang: g’ = g2 a2

d d

VIII Tổng hợp dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số

1 Phương pháp giản đồ véc tơ: Cho x1 A c1 ost  1 ; x2 A c2 ost  2

2 Phương pháp dùng máy tính cầm tay

a Thiết lập ban đầu:

- Đưa máy về chế độ tính rad: shift/mode/4 => màn hình hiển thị R

- Chuyển máy sang chế độ CMPLX: mode/2 => màn hình hiển thị CMPLX

- Chuyển máy về chế độ tọa độ cực: shift/mode/ /3/2 => màn hình hiển thị r  

b Thực hiện tính toán

* x = x1 + x2: A1/shift/(-)/( 1) + A2/shift/(-)/( 2) /= kết quả A  

k ; Sau 1 chu kỳ: 4F ms

A

k

 

c Quãng đường đi được đến khi dừng lại:

- Tính : x0 = mg k ; n =

0

2

A x

mg







2 Con lắc đơn dao động tắt dần chậm

* Độ giảm biên độ sau ½ chu kỳ (hoặc 1 chu kỳ)

- Sau ½ chu kỳ : c

1/2

2F mg

4 Bài toán cộng hưởng

- Khi xảy ra cộng hưởng => f f0 <=> Amax

Chương 2 SÓNG CƠ

I CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA SÓNG HÌNH SIN

1 Các đặc trưng của sóng hình sin

- Bước sóng:  vT v f/

2 Độ lệch pha giữa 2 điểm thuộc cùng một phương truyền sóng:  2 d



là khoảng cách giữa hai điểm đó)

- Nếu    2k => Hai điểm dao động cùng pha (k là số nguyên) => d = k

- Nếu    2k 1 => Hai điểm dao động ngược pha => d = 2 1

a Phương trình sóng giao thoa:

- Nếu uS1 = uS2 = a.cos   t  => uM = 2acosd 1  d 2.cos  t d 1  d 2 

  => AMmax = 2a; AMmin = 0

c Điều kiện có cực đại, cực tiểu

- Điều kiện có CĐ: d1 – d2 = k; Cực tiểu: d1 – d2 = (k + 0,5);

- Số cực đại trên S1S2 thỏa mãn: S S 1 2 S S 1 2

- Nếu M cùng pha với S1, S2 => d1 d2 k; Với k  1 2

* Nếu M lệch pha với S một góc khác thì từ độ lệch pha suy ra điều kiện cho d1

g Điểm M thuộc trung trực của S 1 S 2 cùng pha, ngược pha với trung điểm I của S 1 S 2

- Nếu M cùng pha với I => 1 2

2 Trường hợp 2 nguồn ngược pha:

a Phương trình sóng giao thoa:

- Nếu uS1 = a.cos t, uS2 = a.cos   t  , thì pt sóng tại M là:

  ; => AMmax = 2a; AMmin = 0

c Điều kiện có cực đại, cực tiểu

- Điều kiện có CĐ: d1 – d2 = (k + 0,5) ; Cực tiểu: d1 – d2 = k

- Số cực đại trên S1S2 thỏa mãn: S S 1 2 S S 1 2

a Phương trình sóng giao thoa:

uS1 = a1cos(t  1 ); uS2 = a2cos(t  2 ); đặt     2   1;

- Tại M: u1M = a1cos( 1

=> AMmax = a1 + a2; AMmin = a1  a2

c Điều kiện có cực đại, cực tiểu

 gọi là tần số cơ bản

c Số nút và số bụng:

- Số bụng sóng: Nb = n; - Số nút sóng: Nn = n

2 Biên độ dao động của các điểm

- Khoảng cách giữa 2 nút liên tiếp = khoảng cách giữa 2 bụng liên tiếp =  / 2

- Khoảng cách giữa 1 nút và 1 bụng liên tiếp =  / 4

- Những điểm có x =  /12 (cách nút) thì có biên độ AM = A = A bung / 2

- Tần số âm do một nguồn nhạc âm phát ra: f = nf0 (n = 1, 2, )

- Điều kiện để tai người nghe được: 16Hz f 20000Hz

2 Cường độ âm, mức cường độ âm

Chương 3 ĐIỆN XOAY CHIỀU

I MẠCH DIỆN XOAY CHIỀU CÓ MỘT PHẦN TỬ

- Nếu u = U0.cost u ; thì i = I0.cost i

Đoạn mạch Mạch chỉ cóR Mạch chỉ có Lthuần cảm Mạch chỉ có C cuộn dây L,rMạch chỉ cóQuan hệ về

U I 

II MẠCH RLC MẮC NỐI TIẾP

- Nhiệt lượng tỏa ra trên R: Q = I2.R.t = P.t

6 Giá trị tức thời của u, i

- Nếu u U c 0 ost u thì i I c 0 ost i

- Độ lệch pha giữa u; i:   u i

- Tại thời điểm t luôn có: u = uR + uL + uC (chú ý uL và uC trái dấu nhau)

- Nếu u; i vuông pha ta có: 22 22

U U ; đồng thời: tan tan  1   2 1

- Nếu u1 lệch pha với u2 một góc :     2 1 =>   1

2

1

tan tan tan

- Định lý hàm sin trong tam giác: sin Aa sin Bb sin Cc

- Công thức tính đường cao tam giác vuông: 2 2 2

h b c và một số công thức khác

8 Bài toán có R biến thiên

a Cực trị khi R thay đổi

Z 2Z Z 1





 => Cực trị cho URLmax

- Đồng thời, để URL không thụ thuộc R thì ZC = 2ZL =>  2LC 1/ 2

+ URcmax  Rmax; URCmin  Rmin = 0

b Bài toán thay đổi R để thỏa mãn điều kiện nào đó

* Tìm R để P = P0 cho trước: Giải phương trình: 2 2  2

10 Bài toán có L biến thiên

a Tìm cực trị khi L thay đổi

R

* Xác định L để U Lmax ; ULmax <=>

2 2 C L

b Thay đổi L để thỏa mãn điều kiện nào đó

2



=> L1 + L2 = 2

2 C

2Z

Z Z R  Z Z

11 Bài toán có C biến thiên

a Tìm cực trị khi C thay đổi

* Xác định C để I max : Imax  ZL = ZC => cộng hưởng => C = 2

b Thay đổi C để thỏa mãn điều kiện nào đó:

12 Bài toán có f () biến thiên

* Xác định  để: I max : => cộng hưởng => Imax = UR => CH

1 LC

R => CH

1 LC

2 2LC R C

 

 => RC

1 tan tan

2

   và ULmax = 2

C L

U Z 1 Z



1 tan tan

2

   và UCmax = 2

L C

U Z 1 Z

    và  1   2

1

III Máy phát điện; động cơ điện

1 Máy phát điện xoay chiều 1 pha

- Từ thông:   0cost ; Với  0 NB S. ;  n B; tại t = 0

2 Máy phát điện XC 3 pha

- Giả sử: e1 = E0.cos t => e2 = E0.cost23

  ; e3 = E0.cost 23

3 Động cơ điện 1 pha

- Công suất tiêu thụ của động cơ: P UI cos ; P P ci P (Pci là phần năng lượngchuyển sang cơ năng)

- Hiệu suất của động cơ: P ci

H P

2 Truyền tải điện năng

- Công suất nơi phát: P UIc os => Dòng điện trên dây tải: I = UcosP

d Hệ thức liên hệ các giá trị tức thời:

- Với mạch có thông số L, C thay đổi thì:

Tmin = 2 L Cmin min ; Tmax = 2 L Cmax max => Tmin  T Tmax

- Bước sóng thu được: th cT  2 c LC

- Dải bước sóng thu được:  min    max;  min 2 c L C min min ;  max 2 c L C max max

Chương 5 SÓNG ÁNH SÁNG

I TÁN SẮC ÁNH SÁNG

1 Định luật khúc xạ: n1sini = n2sinr; hay 21

sin sinr

i n

Lam 0,450m  0,510mChàm 0,430m  0,460mTím 0,380m  0,440m

4 Chiết suất của môi trường trong suốt : n = c v/ (c = 3.108m/s)

5 Dải chiết suất của môi trường đối với các ánh sáng đơn sắc:

nđ < ndc < nv < nlục < nlam < nchàm < ntím

II GIAO THOA ÁNH SÁNG

1 Giao thoa I-âng với ánh sáng đơn sắc

c Khoảng cách giữa vị trí của 2 vân trên màn:

Nếu 2 vân cùng một bên:  x x1  x2 ; Nếu ở 2 bên:  x x1 x2

d Xác định một điểm M trên màn thuộc vân sáng hay tối:

- Nếu x M

i = k Z => M là vân sáng bậc k;

- Nếu x M

i = k + 0,5 => M thuộc vân tối thứ (k + 1)

Số vân sáng : x1 < xs < x2 1 2

D

x k x a

f Số vân sáng, tối trong trường giao thoa L

- Số khoảng vân trong L/2: n = ,

* Chú ý : Nếu trong đoạn x1, x2 thì trong pt (1) và (2) ta lấy dấu “”

2 Giao thoa với ánh sáng đa sắc

a Bài toán 2 vân sáng trùng nhau:

- Từ: x1 = x2 => n1k1 = n2k2 = n.k; với n là BSCNN của (n1; n2)

- Khi k = 1 => k*1 = n/n1; k*2 = n/n2;

- Khoảng vân trùng: itrùng = k*1i1

a Bài toán tính bề rộng quang phổ:  = xđ – xt = d t

I HIỆN TƯỢNG QUANG ĐIỆN NGOÀI

1 Năng lượng photon:

- Năng lượng một photon:  hf h c



- Năng lượng của chùm photon (trong 1s): E n  p. = Công suất chùm sáng = P

2 Điều kiện xảy ra hiện tượng quang điện:    0; Với 0

hc A

 

II BƯỚC SÓNG NGẮN NHẤT CỦA TIA RƠN-GHEN

- Bước sóng ngắn nhất của tia R: ax min

 ; Với E0 = 13,6eV, n = 1; 2; 3; …

- Bán kính các quỹ đạo dừng: rn = n2r0; Với r0 = 5,3.10-11m: Bán kính Bo

- Các quỹ đạo của e trong nguyên tử H:

2 Tiên đề 2: Ecao - Ethấp = hf = hc



3 Sơ đồ chuyển mức năng lượng của nguyên tử Hidro

4 Tính tần số và bước sóng của các vạch quang phổ

- Nếu xz  xy  yz thì fxz = fxy + fyz và 1 1 1

L P

Banme

Pasen

HH

Chương 7 Hạt nhân nguyên tử

3 Độ hụt khối của hạt nhân: mZm pNm n m hn; (mhn = mnt - Zme)

4 Năng lượng liên kết:  E m c 2;

5 Năng lượng liên kết riêng:  A E

6 Sơ lược thuyết tương đối hẹp

- Khối lượng tương đối tính: 0

2 2

m m

- Bảo toàn số khối: A1 + A2 = A3 + A4

- Bảo toàn điện tích (số thứ tự Z): Z1 + Z2 = Z3 + Z4

- Bảo toàn năng lượng: (mX1 + mX2)c2 + K1 + K2 = (mX3 + mX4)c2 + K3 + K4

- Bảo toàn động lượng: pX1  pX2  pX3  pX4

2 Năng lượng tỏa ra, thu vào trong phản ứng hạt nhân

=> t0

N e N



- Tỉ số khối lượng của hạt nhân con và mẹ tại thời điểm t: ' t 1 con

me

A m

e



5 Tính động năng, vận tốc của các hạt trong phóng xạ.

Áp dụng cho t/h phóng xạ hạt nhân mẹ đứng yên: A1 A3 A4

2.4 Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm

- Đề tài đã được áp dụng cho học sinh khối 12 trường THPT Hàm Rồngnăm học 2014 – 2015 và 2015 – 2016 Kết quả là các em đã hứng thú hơn với

bộ môn vật lý; áp dụng nhanh và hiệu quả làm bài cao hơn

3 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ

Qua quá trình áp dụng đề tài này cho học sinh, học sinh đã thấy rõ đượcvai trò của cuốn tài liệu này, các em xe đó là cẩm nang khi ôn thi THPTQG

Đề tài đã đem lại thắng lợi bước đầu trong kỳ thi THPTQG năm học

2014 – 2015 với tỉ lệ học sinh lớp 12C8 trường THPT Hàm Rồng đạt số điểmcao môn vật lý, vượt chỉ tiêu khoán môn vật lý

Trong quá trình nghiên cứu còn những thiếu xót, rất mong các thầy, cô,

và các em học sinh đóng góp ý kiến để cuốn tài liệu này hoàn chỉnh hơn

XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG

ĐƠN VỊ

Thanh Hóa, ngày 11 tháng 4 năm 2016

Tôi xin cam đoan đây là SKKN củamình viết, không sao chép nội dung

của người khác

(Ký và ghi rõ họ tên)

Nguyễn Ngọc Hải

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Sách giáo khoa Vật lý 12 nâng cao – NXBGD

2 Sách giáo khoa Vật lý 12 cơ bản – NXBGD

3 Sách bài tập Vật lý 12 – nâng cao – NXBGD

3 Sách bài tập Vật lý 12 – cơ bản – NXBGD

5 Hướng dẫn ôn thi THPT Quốc gia môn Vật lý 2015 - NXBGD

6 Hướng dẫn ôn thi THPT Quốc gia môn Vật lý 2016 - NXBGD

MỤC LỤC

2 Nội dung

2.1 Cơ sở lý luận của đề tài

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

2.3 Sáng kiến kinh nghiệm để giải quyết vấn đề trên

1111

Chương 7 Hạt nhân nguyên tử 18

Tài liệu tham khảo