Phương pháp giải chủ đề bài tập tích hợp lực hấp dẫn, lực tĩnh điện, cường độ sóng âm và năng lượng ánh sáng

Đối với học sinh, lượng kiến thức và dạng bài tập ngày càng nhiều gây ra rất nhiều áp lực, làm cho học sinh tự tin trong việc học tập bộ môn, chán học, thậm chí bỏ học bộ môn, dẫn tới ch

Trang 1

SỞ GD & ĐT THANH HÓA

TRƯỜNG THPT LƯU ĐÌNH CHẤT

**************

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

PHƯƠNG PHÁP GIẢI CHỦ ĐỀ BÀI TẬP TÍCH HƠP LỰC HẤP DẪN, LỰC ĐIỆN TRƯỜNG, CƯỜNG ĐỘ ÂM VÀ NĂNG LƯỢNG ÁNH SÁNG

Người thực hiện: Lê Văn Hiếu

Chức vụ : Giáo viên

SKKN thuộc môn: Vật Lý

THANH HÓA, NĂM 2018

Trang 2

MỤC LỤC

I Mở đầu ……….……….… ……….…… 1

1 Lý do chọn đề tài……….………….……… 1

2 Mục đích nghiên cứu của đề tài ……… ……… 1

3 Đối tượng nghiên cứu của đề tài ……….……… 1

4 Phương pháp nghiên ……….……….… 2

II Nội dung đề tài ……… ……… 2

1 Cơ sở lý luận của đề tài ……… 2

2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng đề tài ……… …

……

2 3 Giải pháp thay thế ……… …… 3

3.1 Trên phương truyền (đường sức), tại M, H, N(H là trung điểm MN) 4 3.2 Trên phương truyền (đường sức), tại M, N hai bên nguôn ………… 5

3.3 Ban đầu O là vị trí đặt nguồn,…, di chuyển nguồn ……… … 7

3.4 Trên một phương truyền xét tại M và N thì đại lượng ……… 9

3.5 Trên một phương truyền, đại lượng A lần lượt tại điểm M và N là… 10 3.6 Trong không gian xung quanh nguồn O ……… 10

3.7 Kiểm tra, đánh giá 13 4 Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáo dục, với bản thân, đồng nghiệp và nhà trường 16 III Kết luận và kiến nghị ……… 17

1 Kết luận ……… 17

2 Kiến nghị……… 17

Cam kết 18 IV Tài liệu tham khảo……… 19

Trang 4

đề thi trãi rộng cả ba lớp là hướng đổi mới đúng đắn, tuy nhiên trước mắt cũnggây ra không ít khó khăn và thách thức đối với giáo viên và học sinh

Đối với giáo viên, khó khăn nhất là việc xây dựng hệ thống bài tập đầy đủdạng còn nhiều còn nhiều khác biết do có sự chênh lệch mặt bằng kiến thức giữavùng miền nói chung và giữa các trường trong cùng một địa phương nói riêng

Đối với học sinh, lượng kiến thức và dạng bài tập ngày càng nhiều gây ra rất nhiều áp lực, làm cho học sinh tự tin trong việc học tập bộ môn, chán học,

thậm chí bỏ học bộ môn, dẫn tới chất lượng giáo dục nói chung, chất lượng giáodục của nhà trường nói riêng có nguy cơ mất cân đối và ngày một mai một.Trước những khó khăn và thách thức trên, để đảm bảo chất lượng giáo dụcnói chung, của bộ môn nói riêng, dựa trên tính đặc thù có chung các quy luật cănbản của kiến thức Vật lý của ba khối lớp, tôi quyết định nghiên cứu đề tài:

“Phương pháp giải chủ đề bài tập tích hợp lực hấp dẫn, lực tĩnh điện, cường độ sóng âm và năng lượng ánh sáng” để giúp học sinh vừa tiết kiệm thời gian ôn tập, vừa ôn tập được lượng bài tập lớn, vừa định hướng giúp học sinh chủ động xây dựng cho mình các chủ đề bài tập xuyên khối lớp trước

kỳ thi THPTQG năm 2018 và các năm tiếp theo

Nội dung của đề tại hiện đã và đang phổ biến trong các đề thi THPTQG cácnăm của Bộ GD & ĐT, các đề thi khảo sát thi THPTQG của Sở GD & ĐT cáctỉnh trong cả nước, các trường tốp đầu của các tỉnh trong cả nước Tuy nhiên,chưa có đề tài nghiên cứu nào bàn sâu về phương pháp chung giải nhóm bài tập

có cùng quy luật ở cả ba khối lớp này Do đó, nội dung của đề tài này cấp thiếtkhi tích kiệm được thời gian ôn tập lượng bài tập trãi rộng ở cả ba khối lớp, vừa

“giảm tải” và tạo niềm tin cho học sinh

2 Mục đích nghiên cứu của đề tài

+ Rèn luyện năng lực nghiên cứu khoa học

+ Tìm ra phương pháp và kinh nghiệm chung giải nhóm bài tập lực hấpdẫn, lực tĩnh điện, cường độ điện trường, cường độ sóng âm và cường độ ánhsáng

+ Xây dựng các công thức giải nhanh chung cho nhóm bài tập giúp họcsinh làm trắc nghiệm nhanh hơn khi sử dụng máy tính bỏ túi

3 Đối tượng nghiên cứu của đề tài

Trang 5

Đề tài hình thành và nghiên cứu trong quá trình giảng dạy Vật lý tại trườngTHPT Lưu Đình Chất qua các năm dạy ôn tập trước các cuộc thi bồi dưỡngHSG tỉnh và THPTQG Nôi dung của đề tài tập trung vào:

+ Nghiên cứu, tìm ra phương pháp và kinh nghiệm chung giải nhóm bài tậplực hấp dẫn, lực tĩnh điện, cường độ điện trường, cường độ sóng âm và cường

độ ánh sáng

+ Tìm ra các công thức giải nhanh chung cho nhóm bài tập dễ nhớ, dễ ápdụng khi dùng chức năng có sẵn trong máy tính bỏ túi, giúp học sinh tăng tốc độlàm trắc nghiệm

Thông qua đề tài, rèn luyện, phát triển tư duy, tính sáng tạo, tính cận thận,thao tác nhanh và chính xác cho học sinh khi giải nhóm bài tập Vật lý trên bằngmáy tính Casio

4 Phương pháp nghiên cứu

+ Nghiên cứu phương pháp giải nhóm bài tập dựa vào tính đồng dạng vềmặt toán học của các đại lượng

+ Tìm hiểu, thu thập, phân tích, tổng hợp các tài liệu sách tham khảo, các

đề thi THPTQG, các đề thi thử THPTQG các Sở GD & ĐT và các trường tốpđầu trường trên tài nguyên mạng internet,

+ Tổng hợp từ kinh nghiệm giảng dạy của bản thân và học hỏi kinh nghiệmgiảng dạy của các đồng nghiệp trong các đợt tập huấn chuyên môn, sinh hoạtchuyên đề ở tổ chuyên môn

II NỘI DUNNG ĐỀ TÀI

1 Cơ sở lý luận của đề tài

Căn cứ chủ trương đổi mới giáo dục của Đảng, Nhà nước, Bộ GD & ĐT,

các nội dung kiến thức ở cả ba khối lớp có thể tích hợp với nhau thành các chủ

đề dạy học; đề thi trung học phổ thông quốc gia được lồng ghép dần kiến thức

thuộc chương trình ba khối lớp 10, 11 và 12;

Căn cứ vào tính cấp thiết của thực tiễn để giải bài tập trắc nghiệm Vật lýđòi hỏi giáo viên phải cung cấp cho học sinh những phương pháp giải bài tậptrắc nghiệm Vật lý tối ưu nhất, chính xác nhất và nhanh nhất để tiết kiệm thờigian trong quá trình làm bài tập và bài thi;

2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng đề tài

2.1 Lực hấp dẫn trong chương trình Vật lý 10 cơ bản (chương 2).

Trang 6

+ Lực hấp dẫn giữa các vật có khối lượng: 2

Trong môi trường đồng tính: F, E ~ r- 2

2.3 Cường độ sóng âm trong chương trình Vật lý 12 cơ bản(chương 2).

Cường độ âm của nguồn âm gây ra tại một điểm(xem môi trường khônghấp thụ sóng âm): 2

P

I = 4π r Trong môi trường đồng tính: I ~ r- 2

2.4 Cường độ sáng do nguồn sáng trong chương trình Vật lý 12 cơ bản (chương 6).

Cường độ sáng do nguồn sáng (xem môi trường không hấp thụ ánh sáng)gây ra tại một điểm: 2 2

P nhc

I = 4π r 4π r 

Trong môi trường đồng tính về ánh sáng: I ~ r- 2

Trong đó

+ a = g R 0 2D với A là với gia tốc rơi tự do

+ a = GMm với A là lực hấp dẫn

Trang 7

4π 4πλ với A là cường độ sáng do nguồn sáng phát sóng cầu.

Ta xem nguồn là vật sinh ra trường lực, hoặc nguồn sóng gây ra đại lượng

Bài tâp 1: Hai vật có khối lượng M và m Vật khối lượng M đặt tại O Khi đặt vật m lần lượt tại

P, Q thì lực hấp dẫn tác dụng lên m lần lượt là 16 N và 9 N Xác định lực hấp dẫn tác dụng lên m nếu đặt vật m tại H là trung điểm của PQ?

Hướng dẫn giải:

Áp dụng công thức (1) cho lực điện và dùng chức năng Solve trên máy tính bỏ túi ta có

Trang 8

Bài tâp 4: Một nguồn âm đặt tại O thì gây ra mức cường độ âm lần lượt tại M, N là 25 dB và 16

dB Xác định mức cường độ âm gây ra tại H là trung điểm của MN?

Nhận xét : Công thức (1) và (2) trên dễ dàng áp dụng với máy tính bỏ túi.

3.2 Trên phương truyền (đường sức), tại M, H, N (H là trung điểm MN) đại lượng A có độ lớn A 1 , A 2 , A 3 Mối quan hệ giữa A 1 , A 2 , A 12

Bài tâp 5: Hai vật có khối lượng M và m Vật khối lượng M đặt tại O Khi đặt vật m lần lượt tại

P, Q (P, O, Q cùngnằm trên một đường thẳng, O ở giữa P và Q) thì lực hấp dẫn tác dụng lên m lần lượt là 25 N và 9 N Xác định lực hấp dẫn tác dụng lên m nếu đặt vật m tại H là trung điểm của MN?

Áp dụng công thức (1’) cho lực hấp dẫn và dùng chức năng Solve trên máy tính bỏ túi ta có

Trang 9

Bài tâp 6: Hai điện tích Q và q Điện tích Q đặt tại O Khi đặt điện tích q lần lượt tại M, N (M, N,

O nằm trên đường thẳng, O ở giữa M, N) thì lực tĩnh điện tác dụng lên q lần lượt là 36 N và 16 N Xác định lực tĩnh điện tác dụng lên q nếu đặt vật q tại H là trung điểm của MN?

3.3 Ban đầu O là vị trí đặt nguồn, đại lượng A tại M, H có độ lớn A 1 ,

A 2 Di chuyển nguồn lại M thì đại lượng A tại H và N là A 12 , A 2 ’ Mối quan

hệ A 1 , A 2 và A 2 ’ (với A 12 )

3.3.1 Giải pháp

Gọi O là vị trí đặt vật gây ra trường lực (nguồn phát); khoảng cách từ Qđến M, N, H lận lượt là r1, r2 và r12 Từ công thức lực điện trường ta có

Trang 10

10 10 10

+ Xét tại H, ta có:

2 1 12

Áp dụng công thức (3) và (3’) cho lực hấp dẫn và dùng chức năng Solve trên máy tính bỏ túi ta có

' 2 '

Áp dụng công thức (3) và (3’) cho lực hấp dẫn và dùng chức năng Solve trên máy tính bỏ túi ta có

' 2 '

Trang 11

Bài tâp 12: Một nguồn âm đặt tại O thì gây ra mức cường độ âm lần lượt tại M, N là 30 dB và

20 dB Dịch nguồn lại M Xác định mức cường độ âm gây ra tại N và H là trung điểm của MN?

0,1L 0,1L 0,1L 23,3 dB.

Ta có thể gộp chung công thức từ mục 3.1, 3.2, 3.3 (Gợi ý học sinh tự rút)

3.4 Trên một phương truyền xét tại M và N thì đại lượng A lần lượt là

A 1 và A 2 ( với A 1 = n A 2 , n N * ) Đưa nguồn lại M Xác định đại lương A tại N?

Trang 12

F = 16,36 N ( n -1) 

Bài tâp 14: Một nguồn âm (nguồn sáng) đặt tại O thì gây ra cường độ âm (cường độ sáng) lần lượt tại M, N là 32 W/m2 và 4 W/m2 Dịch chuyển nguồn âm lại M Xác định cường độ âm gây ra tại N?

Áp dụng công thức (5):

1

2 2

I = 9,57

m ( n -1) 

3.5 Trên một phương truyền, đại lượng A lần lượt tại điểm M và N là

A 1 và A 2 ( với A 1 = nA 2 ) Đưa nguồn lại M Xác định đại lượng A tại H (H là trung điểm MN)

Bài tâp 14: Một nguồn âm (nguồn sáng) đặt tại O thì gây ra cường độ âm (cường độ sáng) lần lượt tại M, N là 32 W/m2 và 4 W/m2 Dịch chuyển nguồn âm lại M Xác định cường độ âm gây ra tại

H là trung điểm của MN?

3.5.3 Nhận xét:

Trang 13

H O

M

N R

Xét về tính toán, công thức (5), (6) giúp ta tính toán nhanh hơn các côngthức mục trên

3.6 Trong không gian xung quanh nguồn O, đại

lượng A tại M, N đều là A 1 Dịch chuyển từ M đến N

đại lượng A tăng từ A 1 lên nA 1 (tại H) rồi giảm về A 1

Dịch nguồn về M thì đại lượng A tại H và N là bao

nhiêu?

3.6.1 Giải pháp

Nhận xét: Do đặt điện tích q tại M và N thì lực điện

trường tác dụng lên q đều bằng nhau nên M và N nằm trên đường tròn tâm O (làđiểm đặt Q) bán kính OM = ON = R Điểm H khi đó là trung điểm của MN (Hgần tâm O nhất)

Ta có:

2 H

=( ) =( ) =

A MH n-1 n-1

R n

I ΔL= 10lg() = 10lg(n -1)(8)L= 10lg( ) = 10lg(n -1) (8)

Trang 14

Ta có:

MN OM

= ( ) = ( ) =

A MN n -1 4(n -1)

2R n

n

A = A (7 ') 4(n -1)

Nhận xét:

- Đối với sóng âm thì độ giảm mức cường độ âm tại điểm sau khi dịchnguồn, ta có:

2 1

I ΔL= 10lg() = 10lg(n -1)(8)L= 10lg( ) = 10lg(n -1) (8')

Bài tâp 15: Trong không gian xung quanh điện tích Q thì lực tĩnh điện lên

điện tích q đặt tại M và N đều bằng nhau và bằng F = 10 N Khi dịch chuyển từ

M đến N người ta thấy lực tĩnh điện tăng lên n lần (tại H) rồi giảm bằng F Dịchchuyển điện tích Q đến M

a Xác định lực tĩnh điện lên q đặt tại H?

b Xác định lực tĩnh điện lên q đặt tại N? Áp dụng với n = 4

c Nếu muốn lực điện lên q tại H bằng 10 N thị đặt điện tích Q’ tại M có độlớn thế nào?

d Nếu muốn lực điện lên q tại N bằng 10 N thị đặt điện tích Q’ tại M có độlớn thế nào?

c Khi đặt nguồn Q’ tại M để lực tĩnh điện tại H không đổi, ta có

Trang 15

Bài tâp 16: Một nguồn âm (nguồn sáng) có công suất P đặt tại O thì gây ra cường độ âm (cường đô sáng) tại M, N đều bằng I = 20 W/m2 Di chuyển từ M đến N thấy cường độ âm tăng lên n lần rồi giảm về I Dịch chuyển nguồn âm lại M

a Xác định cường độ âm gây ra tại H là trung điểm của MN?

b Xác định cường độ âm gây ra tại N?

c Nếu muốn cường độ âm tại H bằng I thị đặt nguồn âm có công suất P’ tại

I ΔL= 10lg() = 10lg(n -1)(8)L= 10lg( ) = 10lg(n -1)= 3,01 dB

Độ giảm cường độ âm tại N là:

2 1

I ΔL= 10lg() = 10lg(n -1)(8)L= 10lg( ) = 10lg(n -1)= 3,01 dB

3.7 Kiểm tra, đánh giá

3.7.1 Đề bài: Phiếu trắc nghiệm – Kiểm tra 30 phút

· Câu 1: Trên một đường sức điện của điện tích Q ta đặt điện tích thử q lần lượt tại điểm M và N thì lực điện trường tác dụng lên q lần lượt là 6 N và 2 N Đặt q tại H là trung điểm của MN thì lực điện tác dụng lên q là

A 3,22 N B 4, 25 N C 4, 12 N D 2,28 N

Trang 16

· Câu 2: Trên một đường sức điện của điện tích Q, cường độ điện trường tạiđiểm M và N lần lượt là 400 V/m và 100 V/m Cường độ điện trường tại điểmtại H là trung điểm của MN là

· Câu 5: Trong không gian xung quanh điện tích Q thì ta đặt điện tích q tại M và

N thì lực điện trường tác dụng lên q đều bằng nhau là F Khi dịch chuyển q từ Mđến N người ta thấy lực điện tác dụng lên q tăng lên 6 lần (tại H) rồi giảm bằng

F Dịch chuyển điện tích Q đến M thì lực điện tác dụng lên q khi đặt tại H là

A 3,1 F1 B 4,6 F1 C 2,2 F1 D 1,2 F1

F Dịch chuyển điện tích Q đến M thì lực điện tác dụng lên q khi đặt tại N là

A 1,225 F1 B 4,112 F1 C 2,525 F1 D 0,375 F1

F Đặt điện tích Q’ tại M Để cho lực điện tác dụng lên q khi đặt tại N không đổithì giá trị Q’ là

A Q B 3Q C 2Q D 4Q

F Đặt điện tích Q’ tại M Để cho lực điện tác dụng lên q khi đặt tại H (H làtrung điểm của MN) không đổi thì giá trị Q’ là

A Q B 3Q C 2Q D 4Q

Trang 17

· Câu 9: Dịch chuyển điện tích q > 0 dọc theo một đường sức điện trường của điện tích Q thì độ lớn lực điện giảm 36 % Độ tăng khoảng cách từ Q đến q là

· Câu 11: Hai điểm A, B nằm trên cùng một đường thẳng đi qua một nguồn âm

và ở hai phía so với nguồn âm Biết mức cường độ âm tại A và tại trung điểmcủa AB lần lượt là 50 dB và 44 dB Mức cường độ âm tại B là bao nhiêu?

A 28 dB B 36 dB C 38 dB D 47 dB

· Câu 12: Hai điểm A, B nằm trên cùng một đường thẳng đi qua một nguồn âm

và ở một phía so với nguồn âm Biết mức cường độ âm tại A và tại trung điểmcủa AB lần lượt là 50 dB và 44 dB Mức cường độ âm tại B là bao nhiêu?

A 28 dB B 36 dB C 38 dB D 47 dB

· Câu 13: Tại O có nguồn phát âm thanh đẳng hướng với công suất P không đổi.Một người đi bộ từ A đến M và đến C theo một đường thẳng và lắng nghe âmthanh từ nguồn O thì nghe thấy cường độ âm tăng từ I đến 3I rồi lại giảm xuống

I Loại bỏ nguồn âm tại O, đặt tại A nguồn âm có công suất P’ sao cho công suất

âm tại M bằng cường độ âm ban đầu Tỉ số P’ và P là

A 3 B 2 C 2 D 3

· Câu 14: Hai điểm M và N nằm ở cùng 1 phía của nguồn âm, trên cùng mộtphương truyền âm có LM = 30 dB , LN = 10dB Nếu nguồn âm đó dặt tại M thìmức cường độ âm tại N khi đó là là

A 10,96 dB B 20,78 dB

C 15, 45 dB D 25, 87 dB

· Câu 15: Hai M và N nằm ở cùng 1 phía của nguồn âm, trên cùng một phươngtruyền âm có LM = 30 dB , LN = 25 dB Khi dịch chuyển từ M đến N độ biếnthiên thì cường độ âm là

A tăng 68,38 % B giảm tăng 68,38 %

C giảm tăng 31,62 % D tăng 31,62 %

· Câu 16: Hai M và N nằm ở cùng 1 phía của nguồn âm, trên cùng một phươngtruyền âm có LM = 30 dB , LN = 25 dB Khi dịch chuyển từ M đến N độ biến

Định dạng
Số trang	22
Dung lượng	223,35 KB