Kỹ thuật làm bài tập đồ thị dành cho môn vật lý ở trường THPT

.1. Tình trạng giải pháp đã biết: Trong những năm gần đây chương trình thi đại học môn Vật Lý xuất hiện nhiều bài tập dạng đồ thị của hầu hết các chương và các khối lớp. Điều này thật bất lợi cho học sinh khi khả năng nhìn đồ thị để giải quyết bài tập của các em còn rất nhiều hạn chế. Bên cạnh đó, mỗi bài tập lại đòi hỏi học sinh phải có độ nhạy bén về các kiến thức toán học, vật lý rất cao. Chính vì vậy mà khi gặp phải những dạng bài tập này các em thường bỏ qua hoặc khoanh đáp án may rủi mặc dù trong đó có những câu hỏi không khó.

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

MÔ TẢ SÁNG KIẾN

Mã số: …….

1 Tên sáng kiến:

Kỹ thuật làm bài tập đồ thị dành cho môn Vật Lý ở trường THPT

2 Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: công tác giảng dạy môn Vật Lý.

3 Mô tả bản chất của sáng kiến:

3.1 Tình trạng giải pháp đã biết:

Trong những năm gần đây chương trình thi đại học môn Vật Lý xuất hiện nhiều bài tập dạng đồ thị của hầu hết các chương và các khối lớp Điều này thật bất lợi cho học sinh khi khả năng nhìn đồ thị để giải quyết bài tập của các em còn rất nhiều hạn chế Bên cạnh đó, mỗi bài tập lại đòi hỏi học sinh phải có độ nhạy bén về các kiến thức toán học, vật lý rất cao Chính vì vậy mà khi gặp phải những dạng bài tập này các em thường bỏ qua hoặc khoanh đáp án may rủi mặc

dù trong đó có những câu hỏi không khó

3.2 Nội dung giải pháp đề nghị công nhận là sáng kiến:

- Mục đích của giải pháp:

Với bài tập đồ thị thì học sinh phải biết khai thác được các kiến thức, dữ liệu Vật Lý được biểu diễn dưới dạng một hình vẽ (có thể đơn giãn hoặc phức tạp) Tuy nhiên, nếu không quen với kiểu xác định dữ kiện của bài tập loại này thì dù có đơn giản đến đâu học sinh cũng khó mà giải quyết nhanh chóng để đưa

ra đáp án đúng được Chính vì vậy mà trong quá trình giảng dạy và nghiên cứu bản thân tôi đã đúc rút được một số kinh nghiệm để giúp đỡ học sinh hoàn thành tốt những bài tập loại này trong thời gian nhanh nhất có thể

- Nội dung giải pháp:

Để học sinh khắc sâu được phương pháp giải quyết bài tập dạng này bản thân tôi đã lấy một số bài tập về đồ thị từ mức độ dễ đến khó làm ví dụ hướng dẫn cũng như bài tập rèn luyện và thông qua đó để cho học sinh thấy rõ được những chướng ngại thực tế mà các em phải trải qua trong kì thi sắp tới

Phần 1: Soạn thảo một số câu hỏi về bài tập đồ thị và cho học sinh làm thử khi giáo viên chưa đưa ra phương pháp hướng dẫn Thống kê số lượng học sinh làm được trên điểm trung bình và dưới điểm trung bình để khảo sát tỉ lệ

Phần 2: Hướng dẫn học sinh cách giải quyết bài tập loại đồ thị qua các bước như sau:

Bước 1: Phân loại bài tập đồ thị

Yêu cầu học sinh xác định dạng bài tập đồ thị đã cho thuộc nội dung của lớp nào, chương nào, trong bài nào, đại lượng nào cần tìm nhằm định hướng tốt trong việc sử dụng kiến thức vận dụng

Bước 2: Khai thác dữ kiện đã cho trên đồ thị

Đây là bước quan trọng nhằm hướng dẫn học sinh cách nhìn đồ thị để khai thác các dữ liệu mà đề đã cho:

- Đồ thị có tính tuần hoàn hay không tuần hoàn

- Chú ý giá trị của các đại lượng; số liệu hoặc ô theo tỉ lệ quy định

- Đổi các đơn vị đã cho về đơn vị chuẩn (hệ SI)

- Khai thác hình dáng đồ thị: đường thẳng (hàm y = ax + b); parabol (hàm

y = ax2 + bx + c); hypebol (hàm y= a

x+b),…

- Khai thác đặc điểm đồ thị: giao điểm, đỉnh parabol (cực trị),…

- Mối quan hệ về các giá trị, pha giữa các đại lượng tại cùng thời điểm hoặc cùng một đại lượng tại những thời điểm khác nhau

Bước 3: Liên hệ kiến thức Vật lý

- Đối chiếu các dữ kiện xuất phát và cái phải tìm , xem xét bản chất vật lý của tình huống đã cho để nghĩ đến các kiến thức, các định luật, các công thức có liên quan

- Xác lập mối liên hệ cơ bản, cho biết sự liên hệ của cái phải tìm với các

dữ kiện xuất phát và từ đó có thể rút ra được cái phải tìm

Bước 4: Rút ra kết luận:

Từ mối liên hệ cơ bản đã thiết lập được kết hợp với các tính chất của hàm số, sử dụng các công thức tiếp tục luận giải và tính toán để rút ra kết quả của đại lượng cần tìm

Bước 5: Kiểm tra, xác nhận kết quả

Để có thể xác nhận kết quả vừa tìm được, cần kiểm tra lại việc giải theo một hoặc một số cách sau:

- Kiểm tra xem đã trả lời hết câu hỏi chưa, đã xét hết các trường hợp chưa

- Kiểm tra lại xem tính toán có đúng không

- Kiểm tra lại thứ nguyên của các đại lượng có phù hợp không

- Kiểm tra kết quả về ý nghĩa thực tế xem có phù hợp không

Phần 3: Sau khi hướng dẫn xong, cho học sinh làm lại đề bài đã kiểm tra trước khi hướng dẫn Thống kê số lượng học sinh làm được trên điểm trung bình và dưới điểm trung bình để khảo sát tỉ lệ, qua đó có thể so sánh kết quả trước và sau khi hướng dẫn

Phần 4: Soạn thảo một số bài tập để học sinh tự ôn luyện và củng cố khắc sâu thêm kiến thức

3.3 Khả năng áp dụng của giải pháp:

Thông qua giải pháp, tôi nhận thấy việc giải quyết bài tập đồ thị là khó khăn đối với học sinh của các khối lớp phổ thông nếu các em không được hướng dẫn một cách bài bản Vì vậy, bản thân tôi đã tìm hiểu và rút ra được một số

kinh nghiệm trong việc giải quyết bài tập loại này nhằm giúp các em thực hiện tính toán một cách dễ dàng hơn Với giải pháp này tôi đã áp dụng cho một số lớp

12 của năm học 2017- 2018 Qua đây tôi nhận thấy, có thể nhân rộng áp dụng hàng năm đối với tất cả học sinh của trường THPT An Thới nói riêng hoặc học sinh THPT nói chung

3.4 Hiệu quả, lợi ích thu được hoặc dự kiến có thể thu được do áp dụng giải pháp:

Lớp Sĩ

số

12A

2

12A

7

Qua thống kê ta thấy kết quả tỉ lệ học sinh giải quyết được các dạng toán

đồ thị tăng từ 68,5% đến 78,1%

Trong quá trình giảng dạy, được học hỏi các thầy cô trong bộ môn cũng như các bộ môn khác nhiều phương pháp hết sức quý báu và bản thân tôi không ngừng học tập, nghiên cứu, tìm tòi để rút ra và chọn lọc những biện pháp tối ưu nhất áp dụng trong quá trình lên lớp nhằm đạt được thành quả cao hơn Tuy nhiên có lẽ vẫn còn những hạn chế nào đó, rất mong quý đồng nghiệp và hội đồng khoa học đóng góp thêm để giải pháp này được hoàn thiện hơn

3.5 Tài liệu kèm theo:

PHỤ LỤC 1: Đề bài tập để kiểm tra trước và sau khi hướng dẫn

PHỤ LỤC 3: Bài tập hướng dẫn và câu hỏi gợi ý

PHỤ LỤC 3: đề bài tập cho học sinh tự ôn luyện

Kiên Giang, ngày 26 tháng 12 năm 2018

Người mô tả

Đặng Thị Bích

PHỤ LỤC 1: ĐỂ KIỂM TRA TRƯỚC VÀ SAU KHI HƯỚNG DẪN

Bài 1 Khung dây hình chữ nhật MNPQ

có từ thông biến thiên như đồ thị hình bên Theo

định luật Len- xơ, dòng điện cảm ứng trong

khung có chiều:

A MNPQM

B MQPNM

C MNPQM trong thời gian từ 0 đến 0,2s và

MQPNM trong thời gian từ 0,2 đến 0,3s

D Không xác định được vì chưa biết phương và chiều của ⃗B

Bài 2 Một vật dao động điều hòa với li độ x được biểu diễn bằng đồ thị như

hình vẽ Phương trình chuyển động của vật là:

A

2



B

2



C x 10cos 2 t cm   

D x 10cos 2 t    cm

Bài 3 Trên một sợ dây dài, đang có sóng

ngang hình sin truyền qua theo chiều

dương của trục Ox Tại thời điểm t0 một

đoạn của sợi dây có hình dạng như hình

bên Hai phần tử M và O dao động lệch

pha nhau

A 4





rad

0,6

Φ (Wb)Wb))

t(Wb)s) 1,2

0,3 0,2

0

- 10

t (Wb)s)

O

10

x (Wb)cm)

C

3

4



2 3



rad

Bài 4 Một sóng cơ học tại thời điểm

t = 0 có đồ thị là đường liền nét Sau thời gian t, nó có đồ thị là đường đứt nét Cho biết vận tốc truyền sóng là 4 m/s, sóng truyền từ phải qua trái Giá trị của t là

Bài 5 Tại một điểm trên trục Ox có

một nguồn âm điểm phát âm đẳng

hướng ra môi trường Hình bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ

âm I tại nhưng điểm trên trục Ox theo tọa độ x Cường độ âm chuẩn là

12 2

0

 M là một điểm trên trục

Ox có tọa độ x 4m  Mức cường độ âm tại M có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?

PHỤ LỤC 2: BÀI TẬP VÀ HỆ THỐNG CÂU HỎI HƯỚNG DẪN

Bài 1: Cho dao động điều hoà có đồ thị như hình vẽ Phương trình dao động tương ứng là:

A x = 5cos(4t) cm

B x = 5cos(2t -) cm

C x =5cos(4t + /2) cm

D x = 5cos(t) cm

Câu hỏi gợi ý

Các em hãy quan sát hình vẽ và yêu cầu của đề bài hãy xác định:

- Dựa vào 2 trục tọa độ, bài tập này thuộc chương nào? Bài nào?

- Biên độ (điểm cực đại) là bao nhiêu?

- Chu kì? Từ đó tính tần số góc?

- Tại thời điểm t = 0 thì x có giá trị nào? Từ đó xác định pha ban đầu φ?

Bài 2: ( đề thi đại học năm 2013) Một

sóng hình sin đang truyền trên một sợi dây

theo chiều dương của trục Ox Hình vẽ mô

tả hình dạng của sợi dây tại thời điểm t1

(đường nét đứt) và t2 = t1 + 0,3 (s) (đường

liền nét) Tại thời điểm t2, vận tốc của điểm N trên đây là

A 65,4 cm/s B -65,4 cm/s

C -39,3 cm/s D 39,3 cm/s

Câu hỏi gợi ý

Các em hãy quan sát hình vẽ và xác định:

- Dựa vào 2 trục tọa độ, bài tập này thuộc chương nào? Bài nào?

- Biên độ (điểm cực đại) là bao nhiêu?

- Trên trục hoành, từ giá trị 30cm đến 60cm tương ứng bao nhiêu ô? Từ đó hãy xác định mỗi ô tương ứng bao nhiêu cm?

- Xét đồ thị đường nét đứt, hai đỉnh sóng liên tiếp cách nhau bao nhiêu cm? Bước sóng?

- Đỉnh của đường nét đứt cách đỉnh của đường liền nét bao nhiêu cm? Liên hệ với dữ kiện của đề bài đã cho hai thời điểm t2 và t1 cách nhau bao nhiêu thời gian?

- Từ công thức mối liên hệ giữa vận tốc, quãng đường và thời gian truyền sóng, hãy xác định vận tốc truyền sóng v?

- Thời gian sóng truyền giữa hai đỉnh sóng liên tiếp (chu kì) là bao nhiêu?

- Điểm N đang có li độ bằng bao nhiêu? Đi qua vị trí nào? Công thức tính tốc độ tại vị trí đó?

Bài 3: Cho mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp gồm điện trở thuần R, cuộn cảm thuần L và tụ điện C Đặt vào hai đầu mạch một điện áp xoay chiều

u = 120cos 100πt (V) Ban đầu đồ thị

cường độ đòng điện là đường nét đứt

trên hình vẽ Sau đó nối tắt tụ điện thì đồ

thị cường độ đòng điện là đường nét liền

trên hình vẽ Giá trị của R trong mạch là

A 30 3 Ω B 60 Ω C 60 2 Ω D 20 3 Ω

Câu hỏi gợi ý

Các em hãy quan sát hình vẽ và xác định:

- Dựa vào 2 trục tọa độ, bài tập này thuộc chương nào? Bài nào?

- Biên độ (điểm cực đại) của đường liền nét và đường nét đứt là bao nhiêu? Hai giá trị cực đại của dòng điện bằng nhau, mà U0 không thay đổi Vậy kết quả tổng trở của hai trường hợp như thế nào?

- Từ công thức tính tổng trở, tìm mối liên hệ của Z với Z?

- Tại thời điểm t = 0, cường độ dòng điện trong hai trường hợp có giá trị bao nhiêu? Xác định pha ban đầu φ trong hai trường hợp?

- Từ giá trị φ của đường liền nét, kết hợp công thức tính tanφ để tính R

PHỤ LỤC 3: ĐỀ BÀI TẬP CHO HỌC SINH TỰ ÔN LUYỆN

Bài 1 Hình bên là độ thì biểu diễn sự phụ

thuộc của mức cường độ âm L theo cường

độ âm I Cường độ âm chuẩn gần nhất với

giá trị nào sau đây?

A 0,33a B 0,31a

Bài 2 Một mạch dao động LC lí tưởng có

L = 5 mH đang dao động điện từ tự do Năng lượng

điện trường và năng lượng từ trường của mạch biến

thiên theo thời gian t được biểu diễn bằng đồ thị như

hình vẽ (đường Wt biểu diễn cho năng lượng từ

trường, đường Wđ biểu diễn cho năng lượng điện

trường) Điện tích cực đại của tụ điện là

Bài

3 Một vật dao động điều hòa trên trục x’Ox xung quanh vị trí cân bằng O.

Đồ thị của vận tốc V theo thời gian như hình vẽ bên Phương trình chuyển động của vật là:

A x 5cos 4 t cm   

B x 5 cos 2 t cm    

C x 2,5cos 2 t cm   

D

2



Bài 4 Đồ thị biểu diễn dao động điều hoà ở hình vẽ bên ứng với phương trình

dao động nào sau đây:

V (Wb)cm/s)

t (Wb)s)

O

A x = 3sin(2 t+2

 )

B x = 3cos(

2 3

 t+3

 )

C x = 3cos(2t- 3

 )

D x = 3sin(

2 3

 t+2

 )

Bài 5 Một sóng hình sin truyền

trên một sợ dây dài Ở thời điểm t,

hình dạng của một đoạn dây như

hình vẽ Các vị trí cân bằng của các

phần tử trên dây cùng nằm trên trục

Ox Bước sóng của sóng này bằng

A 48 cm B 18 cm

C 36 cm D 24 cm

Bài 6 Hiệu điện thế u và cường độ

dòng điện i của một đoạn mạch

gồm R, L, C mắc nối tiếp có đồ thị

như hình vẽ Độ lệch pha giữa u và

i là:

A 2



B

3 4



C

2

3



D 3



Bài 7 Mắc vào hai cực của nguồn

điện với một biến trở Thay đổi

điện trở của biến trở, đo hiệu điện

0 3

-3 1,5 x

t(Wb)s)

và cường độ dòng điện I chạy qua mạch, người ta được đồ thị như

hình vẽ Từ đồ thị, giá trị của suất

điện động và điện trở trong của

nguồn là:

A 4,5V; 4,5Ω

B 4,5V; 0,25Ω

C 4,5V; 1Ω

D 9V; 4,5Ω

Bài 1 Cho mạch điện như hình vẽ,

cuộn dây thuần cảm Điện áp xoay chiều ổn định giữa hai đầu A và B

là u = 100 6cos(t ) Khi K mở hoặc đóng, thì đồ thị cường độ dòng điện qua mạch theo thời gian tương ứng là im và iđ được biểu diễn như hình bên Điện trở các dây nối rất nhỏ Giá trị của R bằng:

Ω