Trong thời gian giới hạn và cho phép của chuyên đề, tôi chỉ có thể giới thiệu đến các học viên những dạng bài tập cơ bản nhất để các em có thể tiếp cận, làm quen. Đồng thời khi thực hiện[r]
Trang 2A- ĐẶT VẤN ĐỀ:
Khi tìm hiểu đề thi THPT Quốc gia 2015, chúng ta thấy rằng ngoài những bài toán quen thuộc với mức độ khó dễ khác nhau, còn có một dạng bài tập mà ít được học viên và giáo viên quan tâm Đó là bài tập được giải bằng những thông tin trên đồ thị
Bài tập đồ thị còn khá xa lạ với các em có thể do nó hơi khó, không phù hợp với trình độ nhận thức của học viên Khi mà đối tượng giáo dục của chúng ta chủ yếu là học viên của khối GDTX Nên giáo viên chưa đưa vào dạng bài tập chủ đạo trong qua trình giảng dạy cũng như ôn tập
Tuy nhiên trong kì thi THPT Quốc gia vừa qua, trung tâm của chúng tôi có không ít học viên đậu vào các trường đại học, cao đẳng Thực tế cho thấy các em không những muốn tốt nghiệp THPT mà còn muốn được gắn bó với một ngôi trường mới để mơ ước tương lai, để được xây dựng và đóng góp sức mình cho xã hội Đặc biệt là đối tượng học viên khá giỏi Chính vì vậy tôi thấy việc giới thiệu cho các em dạng bài tập này là cần thiết
Trong thời gian giới hạn và cho phép của chuyên đề, tôi chỉ có thể giới thiệu đến các học viên những dạng bài tập cơ bản nhất để các em có thể tiếp cận, làm quen Đồng thời khi thực hiện chuyên đề này chúng tôi cũng muốn đưa ra một chủ đề mới để các giáo viên có thể trao đổi và chia sẽ kinh nghiệm với nhau
Xin chân thành cám ơn quí thầy cô đã dành thời gian quí báu để đến đây cùng chúng tôi thực hiện chuyên đề này!
SỞ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO T.P.H.C.M
TRƯỜNG TTGDTX-Q12
-oOo -CHUYÊN ĐỀ:
GIẢI BÀI TẬP ĐỒ THỊ VẬT LÍ 12
GIÁO VIÊN THỰC HIỆN: VÕ THỊ HỒNG GẤM
Năm học: 2015 - 2016
Trang 3B- THUẬN LỢI VÀ KHÓ KHĂN
1 Thuận lợi
- Ban Giám đốc trung tâm đã có những chỉ đạo sát sao, kịp thời và phù hợp Đồng thời còn tạo điều kiện thuận lợi cho giáo viên học tập và nâng cao trình độ
chuyên môn , phương pháp dạy học cũng như tạo điều kiện về cơ sở vật chất trong quá trình học tập của học viên
- Giáo viên giảng dạy nhiệt tình, tận tâm với nghề, luôn tìm tòi để đổi mới phương pháp dạy học cũng như các dạng bài tập mới để học viên có thể dễ dàng tiếp cận
kỳ thi THPT quốc gia
- Giáo viên thường xuyên cho học viên làm các đề thi có cấu trúc tương tự đề thi minh họa của Bộ giáo dục để tự đánh giá chất lượng dạy và học của thầy - trò Từ
đó tìm ra các biện pháp khắc phục kịp thời
- Bên cạnh những học viên yếu còn có một bộ phận học viên có ý thức tự giác học tập, chăm chỉ, nắm khá vững kiến thức và có khả năng tìm hiểu các dạng bài tập mới
2 Khó khăn
- Đây là một dạng bài tập mới đối với học viên ôn thi THPT quốc gia nói chung
và học viên trung tâm giáo dục thường xuyên nói riêng Do đó, khi tiếp cận những bài tập thuộc dạng này học viên còn nhiều bỡ ngỡ
- Đa số dạng bài tập giải bài toán vật lý từ đồ thị là bài tập có mức độ khó Trong khi đó, khả năng làm toán của các em ở mức độ còn yếu Vì vậy khi gặp bài tập dạng này học viên thường bỏ qua
- Nhiều học viên còn chủ quan, chưa có ý thức học tập hay học vẹt, không nắm vững được kiến thức nên khả năng tiệp thu kiến thức về các dạng bài tập mới còn hạn chế
- Khả năng tư duy logic của học viên còn ở mức độ khá thấp
- Đa phần học viên có hoàn cảnh gia đình thuộc diện khó khăn hoặc đặc biệt khó khăn, các em không có điều kiện thuận lợi để được theo học như một số học viên khác
C QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN
Trang 4 Nghiên cứu kỹ nội dung chuyên đề từ đó vạch ra mục tiêu bài dạy, chọn lọc kiến thức phù hợp
Cần phân bố thời gian phù hợp, hướng dẫn phương pháp làm và giải bài tập mẫu cho học viên
Chuẩn bị của giáo viên và học viên:
+ Giáo viên cần chuẩn bị nhiều dạng bài tập và phương pháp
+ Học viên cần ôn lại kiến thức đã học theo phiếu học tập
Để thuận tiện theo dõi, trong mỗi dạng bài tập đồ thị đều có nội dung cơ bản như sau:
+ Tóm tắt lí thuyết cần nhớ
+ Dạng bài tập- cách giải
+ Các bài tập vận dụng
D NỘI DUNG THỰC HIỆN
I Dạng 1: Dựa vào đồ thị viết các biểu thức ( li độ, điện áp, cường độ dòng điện, điện tích…)
Trang 51) Kiến thức cần nhớ:
Phương trình li độ: x= A cos (ωt +ϕ)
Biểu thức cường độ dòng điện: i=I0cos (ωt +ϕ)
Biểu thức điện áp: u=U0cos (ωt +ϕ)
Biểu thức điện tích: q=q0cos (ωt +ϕ)
Cụ thể để viết phương trình li độ ta cần dựa vào đồ thị để tìm các đại lượng: A,
Tìm ϕ : các trường hợp đặc biệt
+ t=0 vật ở vị trí biên dương thì ϕ=0 , vật ở vị trí biên âm thì ϕ=π
+ t=0 vật qua VTCB theo chiều dương thì ϕ=− π
2
+ t=0 vật qua VTCB theo chiều âm thì ϕ= π
2
+ t=0 vật qua vị trí x=A/2 theo chiều (+) thì ϕ=− π
3
+ t=0 vật qua vị trí x=A/2 theo chiều (-) thì ϕ= π
3
+ Vật chuyển động theo chiều dương thì ϕ<0 , vật theo chiều âm thì ϕ>0
Các trường hợp khác ta giải phương trình lượng giác A cos(ϕ)=x → ϕ
Tìm ω : cần nhớ các mốc thời gian đặc biệt
Chu kỳ (T ) là khoảng thời gian ngắn nhất mà vật trở về vị trí cũ, theo hưỡng cũ
Lưu ý: Viết biểu thức hiệu điện thế, biểu thức cường độ dòng điện hay biểu thức điện tích… ta cũng làm tương tự như trên.
2) BÀI TẬP:
Ví dụ: Một chất điểm dao động điều hòa
có đồ thị như hình vẽ:
a Tính vận tốc cực đại và gia tốc cực
đại của chất điểm
b Tìm phương trình dao động
HD:
T/12 T/6
T/4
T/4
T/2
Trang 6a Dựa vào đồ thị ta có: A=4cm, T=1s → ω= 2 π
T =2 π (rad/s)
vmax= ωA = 8π (cm/s) và amax= ω2A = 16π2 (cm/s2)
b Phương trình dao động x=A cos(ωt+φ)
Dựa vào đồ thị khi t=0 vật ở biên âm → φ=π
Vậy x=4cos( 2πt+ π) (cm)
Câu 1: Đồ thị biểu diễn dao động điều hoà ở
hình vẽ bên ứng với phương trình dao động
nào sau đây:
2)(cm)
B x=3 cos ( 2 π
3 t+
π
2)(cm)
C x=3 cos ( 2 π
3 t −
π
D x=3 cos (2 πt − π
3)(cm)
Câu 2: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc vào thời
gian của điện tích ở một bản tụ điện trong
mạch dao động LC lí tưởng có dạng như hình
vẽ Phương trình dao động của điện tích ở bản
tụ điện này là:
A q=q0cos(10
7
π
3 t +
π
3)(C) B q=q0cos (10
7
π
3 t −
π
3)(C)
C q=q0cos(10
7
π
6 t +
π
3)(C) D q=q0cos (10
7
π
6 t −
π
3)(C)
Câu 3: Đồ thị biến thiên của dòng điện xoay chiều trong một mạch điện có dạng
như hình vẽ Biểu thức của dòng điện này là:
A.
B.
C
D.
o
3 -3
1,5
1 6
x
t(s)
t ( s )
q ( C )
q 0 0 , 5 q 0
0
-q 0
7 1 0 -7
i(
A)
t( S)
-5
5
0.0 1
0.0 2
Trang 7Câu 4: Một chất điểm dao động điều hòa có đồ thị như hình vẽ, cho π2=10 Biểu thức của gia tốc là
A a=400 cos (2 πt)(cm/s2)
B a=20 π cos (2 πt − π
2)(cm/s
2
)
C a=20 π cos (2 πt)(cm/s2)
D a=400 cos (2 πt − π
2)(cm/s
2
)
Bài 5: Một chất điểm dao động điều hoà dọc
theo trục Ox, với O trùng với vị trí cân bằng
của chất điểm Đường biểu diễn sự phụ thuộc
li độ chất điểm theo thời gian t cho ở hình vẽ
Phương trình vận tốc của chất điểm là
A
π v=60π.cos(10πt - )(cm).
B
π
v = 60π.cos(10πt - )(cm).
6
C
π
v = 60.cos(10πt - )(cm).
3
D
π
v = 60.cos(10πt - )(cm).
6
II Dạng 2: Dựa vào đồ thị để xác định độ lệch pha giữa các đại lượng 1) Kiến thức cần nhớ:
Cách tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số
+ Theo công thức
+ Bấm máy: A1<ϕ1+A2<ϕ2→ sift23=¿ kết quả
Độ lệch pha trong mạch điện xoay chiều
+ u sớm pha hơn i thì ZL> ZC
+ u trễ pha hơn i thì ZL< ZC
+ u và i cùng pha thì ZL = ZC , Z= R, LCω2=1
2) BÀI TẬP:
x ( c m )
0.
6
x(c m)
t(
s)
1
Trang 8Ví dụ: Cho hai dao động điều hòa x1= A1cos(ωt+φ1); x2= A2cos(ωt+φ2) có đồ thị
biến thiên như hình vẽ x1 có biên độ lớn hơn x2 Một vật thực hiện đồng thời hai
dao động trên
a) Tính độ lệch pha ∆φ= φ1 – φ2 giữa hai dao động
b) Tìm phương trình dao động tổng hợp
HD: Dựa vào đồ thị ta có
A1=3√2 cm ; A2=2√2cm ; T =0,8 s →ω=2,5 π (rad /s)
+ khi t=0, vật 1 qua VTCB theo chiều (+) nên ϕ1=− π
2
+ khi t=0, vật 2 ở biên (-) nên ϕ2=π
a) Vậy độ lệch pha giữa hai dao động:
b) Phương trình dao động tổng hợp: x=5,1 cos(2,5 πt −2 , 16)(cm)
Câu 1: Đồ thị của hai dao động điều hòa cùng tần số được vẽ như sau Phương trình
nào sau đây là phương trình dao động tổng hợp của chúng:
2t (cm)
B x=cos(π2t −
π
2) (cm)
C x=5cos(π2t +π) (cm)
D x=cos(π2t − π) (cm)
Câu 2: Một vật thực hiện đồng thời hai dao động điều hòa x1= A1cos(ωt+φ1) và
x2= A2cos(ωt+φ2) có đồ thị biến thiên như hình vẽ, x1 có biên độ lớn hơn x2 Phương trình dao động tổng hợp của chúng:
2t (cm)
B x=cos(π2 t −
π
2) (cm)
C. x=5cos(π2t +π) (cm)
D x=cos(π2 t − π) (cm)
Câu 3: Có hai dao động được
mô tả trong đồ thị Dựa vào đồ
thị, có thể kết luận
x(cm)
t(s) 0
x2
x1 3
2
–3 –2
4 3
2 1
t(
s)
.
4
0 8
x(cm)
t(s)
Trang 9A Hai dao động cùng pha
B Dao động 1 sớm pha hơn dao động 2
C Dao động 1 trễ pha hơn dao động 2
D Hai dao động vuông pha
Câu 4: Hình vẽ dưới đây biểu diễn u và i theo t của cùng một mạch điện gồm có
R,L,C Hình vẽ này ứngvới trường hợp nào?
A.
B.
C.
D.
Câu 5: Hình vẽ dưới đây biểu diễn u và i theo t của cùng một mạch điện gồm có
R, L, C Hình vẽ này ứng với trường hợp nào?
A.
B
C.
D LCω2> 1
III Dạng 3: Đồ thị năng lượng dao động
1) Kiến thức cần nhớ:
W=W đ+W t= 1
2K A
2
= 1
2mω
2
A2=const
W t= 1
2Kx
2
= 1
2mω
2
x2 và W đ= 1
2mv
2
= 1
2K ( A
2
− x2)
Tại VTCB: W đmax = W, W t =0
Tại biên: W tmax = W, W đ =0
u(V)
t(s)
-i(A)
T
t(s )
-T/
2
i(
A )
i u u(
V)
Trang 102) Bài tập:
Ví dụ: Một vật có khối lượng 400g dao động điều hòa có đồ thị động năng như
hình vẽ Tại thời điểm t = 0 vật đang chuyển động theo chiều dương, lấy =10 Phương trình dao động của vật là:
A x= 10cos ( + (cm)
B x = 10cos ( - (cm)
C x = 5cos ( + (cm)
D x = 5cos ( - (cm)
HD: W đ=0 ,015 J →Wt=0 ,005 J = W
A
2
+ Thời gian vật đi từ x=± A
2 đến biên ( Wđ=0 ) là T6= 1
( có thể chọn đáp án D vì t=0 vật theo chiều dương nên chọn ϕ=− π
3 ) + W=1
2mω
2 A2→ A=5 cm
Câu 1: Một vật có khối lượng 100g dao động điều hòa có đồ thị thế năng như
hình vẽ Tại thời điểm t=0 vật có gia tốc âm, lấy =10 Phương trình vận tốc của vật là:
B v =
C v =
D v =
Câu 2: Con lắc lò xo dao động điều hoà Đồ
thị biểu diễn sự biến đổi động năng và thế
năng theo thời gian cho ở hình vẽ Khoảng
thời gian giữa hai thời điểm liên tiếp động
năng bằng thế năng là 0,2s Chu kì dao động
của con lắc là
W
t
O
Wđ
W t
0,02 0,015
t (s)
320
80
t (s)
Trang 11A 0,2s B 0,6s C 0,8s D 0,4s.
Câu 3: Dao động điện từ trong một mạch dao động có đường biểu diễn sự phụ
thuộc cường độ dòng điện qua cuộn dây theo thời gian như hình vẽ Năng lượng điện trường tức thời của tụ điện biến thiên tuần hoàn theo tần số:
A.107Hz
B 5.106Hz
C 2,5.107Hz
D 2,5.106Hz
Câu 4: Một mạch dao động LC Đồ thị dòng điện như hình vẽ Năng lượng từ
trường tức thời của tụ điện biến thiên tuần hoàn theo chu kỳ:
A T=10-7s
B T = 10-6s
C T=2.10-7s
D T=2.10-8s
Câu 5: Trong các hình dưới W, Wđ, Wt, biểu diễn cho cơ năng, động năng, thế năng của 1 vật dao động điều hòa theo li độ x Hình nào đúng:
x
w w
o
x
w w
o
w
w
x o
w
w
x o
i (mA)
O
i (mA)
O 0,
5
, 5 , 5
2
Trang 12IV Các dạng bài tập khác
Câu 1 ( Dao dộng cưỡng bức ) : Con lắc lò xo gồm vật
nặng m = 100g và lò xo nhẹ có độ cứng k=100N/m Tác
dụng một ngoại lực cưỡng bức biến thiên điều hòa biên độ
F0 và tần số f1=6Hz thì biên độ dao động A1 Nếu giữ
nguyên biên độ f0 mà tăng tần số ngoại lực đến f2=7Hz thì
biên độ dao động ổn định là A2 So sánh A1 và A2 :
A A1=A2 B A1>A2 C A2>A1 D Chưa đủ điều kiện để kết luận
Câu 2 (QG 2015): Đồ thi li độ theo thời
gian của chất điểm 1 (đường 1) và của chất
điểm 2 (đường 2) như hình vẽ, tốc độ cực
đại của chất điểm 2 là 4π (cm/s) Không kể
thời điểm t = 0, thời điểm hai chất điểm có
cùng li độ lần thứ 5 là:
A 4,0 s B 3,25 s C.3,75 s D 3,5 s
Câu 3 ( QG 2015 ): Một học sinh xác định điện dung của tụ điện bằng
cách đặt điện áp u = U0cost ( U0 không đổi, = 314 rad/s)
vào hai đầu một đoạn mạch gồm tụ điện có điện
dung C mắc nối tiếp với biến trở R Biết 1
U2
= U2
0
2 + U 2
0
2ω2C2
1
R2 ; trong đó, điện áp U giữa hai đầu R được đo bằng đồng hồ đo điện
đa năng hiện số Dựa vào kết quả thực nghiệm
được cho
trên hình vẽ, học sinh này tính được giá trị của
C là
A 1,95.10-3 F B 5,20.10-6 F C 5,20.10-3 F D 1,95.10-6 F
f
0
f
(-2)
(W)-1
0,0175
0,0135
0,0095
0,0055
0,0015
0,00 1,00 2,00 3,00 4,00
Trang 13LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, động viên tận tình và góp ý của tất
cả các đồng nghiệp, bạn bè và của Quý thầy cô trong quá trình thực hiện chuyên
đề này
Trong quá trình thực hiện chúng tôi đã cố gắng hết sức Nhưng vì thời gian
có hạn nên tôi chỉ đưa ra một số dạng bài tập đồ thị cơ bản Chính vì vậy nên chuyên đề không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong được nhận các ý kiến của thầy cô cùng các bạn để chuyên đề ngày càng hoàn thiện hơn, góp phần vào việc nâng cao giảng dạy hơn nữa
Xin chân thành cảm ơn!