sang kien kinh nghiem duy phó nghe an

Viết phơng trình dao động của vật m trong các trờng hợp sau: a/ Chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng , trục tọa độ thẳng đứng hớng xuống và chọn gốc thời gian nh sau + Lúc bắt đầu thả vật

Trang 1

Đổi mới phơng pháp dạy học

Giải bài tập viết phơng trình dao động cơ học bằng phơng pháp lập bảng

I/ Lý do chọn đề tài:

Để giúp học sinh lớp 12 ôn tập tốt phần kiến thức dao động cơ học trong dạng bài toán viết phờn trình dao động cơ học Nhằm giúp giáo viên có một phơng oháp mới giảng dạy bài tập vật lý phần dao động cơ nói chung và dạng baìo toán viết phơng 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 đa ra phơng pháp giải bài toán viết phơng 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 phơng trình dao động của vật dao động điều hòa

Cộng hò xã hội chủ nghĩa việt nam

Độc lập Tự do- Hạnh phúc–

-♣ -Sáng kiến kinh nghiệm

(Đổi mới phơng pháp dạy học)

Đề tài

Hớng dẫn giải bài tập

“Viết phơng trình vật dao động điều hòa

bằng phơng pháp lập bảng”

Ngời thực hiên: Nguyễn Duy Phú

Giáo viên Vật Lí

Trờng THPT Phạm Hồng Thái Hng nguyên Nghệ an

Trang 2

I: Lý do chọn đề tài:

Để đổi mới phơng pháp dạy học : phát huy tính tích cực chủ

động t duy của học sinh.Nhằm giúp học sinh hệ thống hóa chuẩn

kiến thức về việc giải bài toán viết phơng trình dao động điều hòa của vật dao động Qua nhiều năm giảng dạy tôi đã rút ra đợc một kinh nghiệm hớng dẫn học sinh giải bài toán loại này và đa ra đề tài này.

Đề tài chắc chắn cha đợc 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 u điểm là ôn tập nhanh , nắm vững và đầy đủ kiến thức phơng pháp giải bài tập viết phơng trình dao động cơ học của các hệ dao động

II/ Nội dung:

1 :Đặt vấn đề :

Bài toán viết phơng trình dao động nói chung của một vật dao

động điều hòa và viết phơng 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 chơng 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 phơng trình dao động cơ học bằng phơng pháp lập bảng“ là mội phần kiến thức nhỏ giúp các bạn giải quyết tốt vấn đề đó

2/ Cơ sở lý luận :

Trang 3

A/ Cơ sở khoa học :

+ Phơng pháp chung : Trên tinh thần đổi mới phơng pháp dạy

học “ Thầy tổ chức trò hành động” Thầy giáo có nhiệm vụ hớng dẫn

học sinh hệ thống hóa kiến thức và gải quyết bài tập viết phơng trình dao động cơ học bằng phơng 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 phơng 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 hớng cho học sinh hoạt động đúng mục đích.

+Việc ôn tập tổng hợp và dùng phơng pháp lập bảng so sánh là một phơng pháp tích cực trong đổi mới phơng pháp dạy học môn vật lý

3/ Thực trạng đề tài :

+Đề tài đợc áp dụng cho học sinh khối 12 và giáo viên giảng dạy khối 12 trong việc giải bài tập viết phơng 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 phơng 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 dới sự hớng dẫn của thầy giáo Học sinh vận dụng thành công vào việc giải bài toán viết phơng trình dao động điều hòa của con lắc

lò xo, con lắc đơn,con lắc vật lý.

Trang 4

5/ Nội dung chính:

Giải bài tập viết phơng 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 ph ơng pháp gải:

1: Hoạt động 1: Giáo viên đa ra hệ thống câu hỏi về chuẩn kiến thức yêu cầu học sinh trả lời và điền vào bảng đẫ đợc phát ở phiếu học tập

Phiếu học tập số 1:

1, P/t tổng quát:

2,C/thức tính tần số

góc , chu kì , tần số:

3,Biên độ dao động

dợc tính qua công

thức:

Trang 5

4, các cách chọn gốc

thời gian và chiều

d-ơng trục tọa độ đẻ

xác định pha ban

đầu:

• Hệ thống câu hỏi:

Câu 1: Viết phơng trình tổng quát phơng 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 trờng hợp nào em

hãy đu ra công thức tính biên độ dao động ứng với những trờng hợp đó ?

Câu 4: Tùy theo cách chọn gốc tọa độ , chiều dơng trục tọa độ ,gốc thời gian

hãy nêu ra phơng pháp tìm pha ban đầu của dao động?

Câu5; Khi đã tìm đợc tần số góc , biên độ, pha ban đầu làm nh thế nào để

có đợc phơng 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

1, P/t tổng quát: X= A cos(

)

ϕ

ϖt+ S= S0 cos(ϖt+ ϕ ) α =α 0 cos(ϖt+ ϕ )

2,C/thức tính tần

số góc , chu kì ,

tần số:

= ϖ

T

π

2 =2πf =

m K

Đơn vị đo rad/s

= ϖ

T

π

2 =2πf =

l g

= ϖ

T

π

2 =2πf =

l mgd

Trang 6

-Đề cho ly độ cực

đại

A= Xm

-Đề cho tốc độ cực

đại

A= |vm| /ϖ

-Đề cho gía trị vận

tốc ứng với li độ

t-ơng ứng:

A =

ω2

2

x +

-Đề cho chiều dài

quỹ đạo:

A = CD2

-Đề cho quãng đờng

đi trong 1 chu kì:

A=

4

ST

- Đề cho quảng đờng

đi trong thời gian

bất kì t

t

ST

A

4

=

-Đề cho Lực phục

hồi ccực đại:

A=|

K

Fm |

-Đề cho lực đàn hồi

cực đại

k

Tm −∆

Đề cho năng lợng

dao động:

A=

K

E

2

-Đề cho ly độ cực đại

S0= Sm

đại

S0= |vm| /ϖ

-Đề cho gía trị vận tốc ứng với li độ tơng ứng:

S0 =

ω2

2

x +

-Đề cho chiều dài quỹ

đạo:

S0=cungMN2

-Đề cho quãng đờng

đi trong 1 chu kì:

S0= 4

ST

Đề cho quảng đờng đi trong thời gian bất kì

t

S0

t

ST

4

= -Đề cho Lực phục hồi ccực đại:S0=|

K

Fm |l

-Đề cho lực đàn hồi cực đại S0=α 0i với Cos α 0=

gm

gl

m Tm

2

3 −

Đề cho năng lợng dao

động:

S0 = 2mg El

-Đề cho ly độ cực đại

α 0= α m

đại

α 0= |vm| /ϖ d

-Đề cho gía trị vận tốc ứng với li độ tơng ứng:

α 0 =

ω2

2

x + / l

*Tùy theo dự kiện bài toán cho để tìm biên độ của CLVL trong những trờng hợp còn lại

Trang 7

4, các cách chọn

gốc thời gian và

chiều dơng trục

tọa độ để xác định

pha ban đầu:

Chọn gốc tọa độ trục tọa độ, chọn gốc thời gian suy ra điều kiện ban đầu t0,x0,v0

*T hay điều kiện ban

đầu vào 2 phơng trình:

x=ACos(ϖt+ ϕ )

v=-ωAá Sin(ϖt+ ϕ )

Giải hệ pt tìm ϕ phù

hợp

* Chọn gốc tọa độ trục tọa độ, chọn gốc thời gian suy ra điều kiện ban đầu t0,x0,v0

đầu vào 2 phơng trình:s=S0 Cos(ϖt+ ϕ )

v=-ω S0Sin(

)

ϕ

ϖt+ Giải hệ pt tìm ϕ phù

hợp

* Chọn gốc tọa độ trục tọa độ, chọn gốc thời gian suy ra điều kiện ban đầu t0,x0,v0

đầu vào 2 phơng trình:

α =α 0 Cos(ϖt+ ϕ )

v=-ω α 0dSin(

)

ϕ

ϖt+ Giải hệ pt tìm ϕ phù

hợp

Sau khi tim đợc các đại lợng trên ta thay chúng vào phơng trình tổng quát rhì

đ-ợc pt dao động cần viết

2/ Hoạt động 2 : Hớng dẫn học sinh giải bài tập viết phơng 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 dới dọc theo trục lò xo một đoạn

2 cm rồi buông nhẹ Viết phơng trình dao động của vật m trong các trờng hợp sau:

a/ Chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng , trục tọa độ thẳng đứng hớng xuống và chọn gốc thời gian nh sau

+ Lúc bắt đầu thả vật,

+ Lúc vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều dơng 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 dơng hớng lên Gốc thời gian nh sau: + Lúc bắt đầu thả vật,

+ Lúc vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều dơng 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 hớng xuống dọc theo trục lò xo Viết phơng trình dao động của vật nếu:

a/ Chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng , trục tọa độ thẳng đứng , chiều dơng theo chiều truyền vận tốc Gốc thời gian khi

+ Lúc bắt đầu truyền vận tốc,

Trang 8

+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 dơng ngợc chiều truyền vận tốc.Gốc thời gian khi

+Lúc vật lên vị trí cao nhất

3: Kéo vật khỏi vị trí cân bằng xuống dới dọc theo trục lò xo một đoạn 2cm rồi truyền cho nó một vận tốc hớng xuống Viết phơng trình dao động khi chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng chiều dơng hớng xuống gốc thời gian lúc bắt đầu truyền vận tốc

4: Kéo vật khỏi vị trí cân bằng xuống dới dọc theo trục lò xo một đoạn 2cm rồi truyền cho nó một vận tốc10 cm/s hớng xuống Viết phơng trình dao động khi chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng chiều dơng hớng 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 hớng xuống Viết phơng trình dao động khi chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng chiều dơng hớng xuống gốc thời gian lúc bắt

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 hớng lên Viết phơng trình dao động khi chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng chiều dơng hớng xuống gốc thời gian lúc bắt

B/ Hớng 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/ Phơng trình tổn quát:………

2/Tính tần số góc :ω= ………

3/Tìm biên độ A trong các câu:

Câu 1/ Đề cho:

Câu2/Đề cho:

Câu3/Đề cho:

Câu4/Đề cho:

Trang 9

Câu5/Đề cho:

Câu6/Đề cho:

Hệ thống câu hỏi :

Câu 1: ở câu một dựa vào phơng pháp kích thích dao động hãy co biết đề cho gì, cách tìm biên độ ra sao , kết quả bằng bao nhiêu?

Câu 3: ở câu một dựa vào phơng pháp kích thích dao động hãy co biết đề cho gì,cách tìm biên độ ra sao , kết quả bằng bao nhiêu?

Câu 4: ở câu một dựa vào phơng pháp kích thích dao động hãy co biết đề cho gì ,cách tìm biên độ ra sao , kết quả bằng bao nhiêu?

Đáp án phiếu học tập số II:

Phơng trình tổng quat:X= A cos(ϖt+ ϕ )

Tìm tần số góc: ω=

m

K =20 rad/s

Câu 1/ Đề cho:Li độ cực đại

m = 2cm

Câu2/Đề cho:Vận tốc cực đại

ω

vm = 1020 =0,5 cm Câu3/Đề cho:li độ x=2c ứng với

ω2

2

x + =2.06cm

Câu4/Đề cho:/li độ x=2cm ứng

ω2

2

x + =2.06cm

Trang 10

Câu5/Đề cho: li độ = độ biến

dạng của lò xo ở VTCB

và vận tốc v=10cm

x= ∆l = mg K =0,025m = 2,5cm

A=

ω2

2

x + =2,55cm

Câu6/Đề cho:li độ = độ biến dạng

của lò xo ở VTCB

và vận tốc v=10cm

x= ∆l =

K

mg

=0,025m = 2,5cm

A=

ω2

2

x + =2,55cm

Hãy nhận xết các cách kích thích khác nhau thì biên độ dao động nh thế

nào?

4/ Tìm pha ban đầu của dao động:

Giáo viên đa ra hệ thống câu hỏi học sinh trả lời và chủ động điền vào phiếu học tập số 3

Phiếu học tập số III

Câu 1

a/ Chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng trục tọa độ thẳng đứng chiều dơng h-ớng xuống

1 Cách

chọn

gốc thời

gian

Lúc bắt đầu thả

vật: Lúc vật đi qua VTCB theo

chiều +

Lúc vật đi qua VTCB theo chiều

-Lúc vật lên biên trên Lúc vật xuống biên

dới

2 Điều

kiện

ban đầu

3.Tìm

pha ban

đầu

Phơng

trình

dao

Trang 11

Hệ thống câu hỏi:

Câu 1:Dựa vào cách chọn trục tọa độ trên và cá cách chọn gốc thời gian hãy tìm

điều kiện ban đâu?

Câu 2: Dự vào điều kiện ban đầu tìm đợc hãy tìm pha ban đầu của dao động? Câu3: Từ các đậi lợng tìm đợc ở trên hãy cho biết phơng trình dao động của vật?

Đáp án phiếu học tập số II

1 Cách

chọn

gốc thời

gian

vật:

Lúc vật đi qua VTCB theo chiều +

-Lúc vật lên biên trên

Lúc vật xuống biên dới

2 Điều

kiện

ban đầu

t=0, x=2cm

V=0 t=0,x=0,v〉0 t=0,x=0,v〈0 t=0,x=-2cm,

v=0

t=0,x=+2cm, v=0

3.Tìm

pha ban

đầu

ϕ=0 ϕ=

2

Phơng

trình

dao

động

X=2cos20t cm

X=2cos(20t+

2

3 π

) cm

x=2cos(20t+

2

π

) cm

x=2cos(20t+π )

cm

X=2cos20t cm

Hãy nhận xét kết quả này?

Nhận xét: Nừu chọn gốc thời gian khác nhau thì pha dao động của chúng sẽ khác nhau

Câu 1:

Chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng trục tọa độ thẳng đứng chiều dơng hớng lên:

Yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi , diền vào phiếu học tập số 4

Trang 12

Phiếu học tập số IV

1 Cách

chọn

gốc thời

gian

vật: Lúc vật đi qua VTCB theo

chiều +

-Lúc vật lên biên trên Lúc vật xuống biên

dới

2 Điều

kiện

ban đầu

3.Tìm

pha ban

đầu

Phơng

trình

dao

động

Câu 2 Hãy dựa vào cách kích tìm pha dao động của các dao động

a/ Chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng , trục tọa độ thẳng đứng , chiều dơng theo chiều truyền vận tốcGốc thời gian khi:

Học sinh trả lời câu hỏi và điền vào phiếu học tập số 5

Trang 13

Phiếu học tập số V

1 Cách

chọn

gốc thời

gian

Lúc bắt đầu truyền vận

tốc: Lúc vật lên vị trí cao nhất. Lúc vật xuống vị trí thấpnhất

2 Điều

kiện

ban đầu

3.Tìm

pha ban

đầu

Phơng

trình

dao

động

b/ Chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng , trục tọa độ thẳng đứng , chiều dơng ngợc chiều truyền vận tốc.Gốc thời gian khi:

Học sinh trả lời câu hỏi và điền vào phiếu học tập số 6

Phiếu học tập số VI

1 Cách

chọn

gốc thời

gian

Lúc bắt đầu truyền vận

tốc: Lúc vật lên vị trí cao nhất. Lúc vật xuống vị trí thấpnhất

2 Điều

kiện

ban đầu

3.Tìm

pha ban

đầu

Trang 14

Phơng

trình

dao

động

3: Kéo vật khỏi vị trí cân bằng xuống dới dọc theo trục lò xo một đoạn 2cm rồi truyền cho nó một vận tốc hớng xuống Viết phơng trình dao động khi chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng chiều dơng hớng xuống gốc thời gian lúc bắt đầu truyền vận tốc

4: Kéo vật khỏi vị trí cân bằng xuống dới dọc theo trục lò xo một đoạn 2cm rồi truyền cho nó một vận tốc10 cm/s hớng xuống Viết phơng trình dao động khi chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng chiều dơng hớng lên gốc thời gian lúc bắt

Câu hỏi : Dựa vào các điều kiện trên hãy tìm pha dao động?

Yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi và điền vào phiếu học tập số 7

Phiếu học tập số VII

Cách ch chiều dơng

trục tọa độ

Chiều dơng hớng xuống Chiều dơng hớng lên 1/Điều kiện ban đầu

2/ cách tìm pha ban

đầu và giá trị tìm đợc

3/ phơng trình dao

động:

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 hớng xuống Viết phơng trình dao động khi chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng chiều dơng hớng xuống gốc thời gian lúc bắt

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 hớng lên Viết phơng trình dao động khi chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng chiều dơng hớng xuống gốc thời gian lúc bắt

Câu hỏi: Dựa vào các điều kiện trên hãy tìm pha dao động?

Yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi và điền vào phiếu học tập số 8

Tiêu đề	Hướng dẫn giải bài tập “Viết phương trình vật dao động điều hòa bằng phương pháp lập bảng”
Tác giả	Nguyễn Duy Phương
Người hướng dẫn	Phạm Hồng Thái
Trường học	Trường THPT Nghệ An
Chuyên ngành	Vật Lý
Thể loại	Sáng kiến kinh nghiệm
Thành phố	Nghệ An

Định dạng
Số trang	15
Dung lượng	237 KB