A- PHẦN MỞ ĐẦU I HIỆN TRẠNG - Trong chương trình vật lý 12 tốn tổng hợp dao động toán quan trọng Kiến thức tổng hợp dao động sở bản, tiền đề để học sinh tiếp chương - Trong chương “Dao động cơ” toán tổng hợp dao động mang ý nghĩa cơng thức tốn học, ý nghĩa Vật lý thể chương sau Trong chương trình vật lý phổ thơng tốn tổng hợp dao động xét cho tổng hợp hai dao động phương, tần số - Khi giải toán tổng hợp dao động phương, tần số ta đưa vào phương pháp gọi ”Phương pháp THDĐĐH” Có ba cách để thực phương pháp THDĐĐH sử dung giản đồ véc tơ, sử dụng việc cộng hàm lượng giác việc tổng hợp đồ thị - Một vấn đề áp dụng phương pháp THDĐĐH, đề cập cách trực tiếp cho học sinh lý thuyết tổng hợp dao động nghĩa giáo viên truyền đạt cho học sinh lý thuyết kết hợp với ví dụ sau tập THDĐĐH Với cách trình bày học sinh có điều kiện hiểu rõ điều mối liên hệ với kiến thức vật lý Nghĩa ta không xét lý thuyết tổng hợp dao động cách chung chung mà xem xét lý thuyết gắn với tượng vật lý Nguyên nhân - Nhiều giáo viên dạy lý thuyết THDĐĐH nhấn mạnh chương dao động mà nhấn mạnh lý thuyết chương sau Thiết nghĩ vấn đề nên làm ngược lại, giáo viên cần thiết nói cho học sinh chương dao động ta nghiên cứu lý thuyết mặt toán học Và mạnh dạn cho học sinh nội dung áp dụng lý thuyết cho chương sau II GIẢI PHÁP THAY THẾ Thông thường dạy lý thuyết tổng hợp dao động giáo viên không khái quát cho học sinh cách thực việc giải tập tổng hợp dao động Việc hệ thống lại toán tổng hợp dao động áp dụng cho chương có tác dụng tạo cho học sinh có nhìn khái qt toán tổng hợp dao động - Qua nghiên cứu qua q trình giảng dạy tơi thấy rằng, chưa khẳng định lý thuyết tổng hợp dao động không phù hợp với dao động vật Nhưng đưa ví dụ vật dao động tổng hợp ví dụ phải kiểm nghiệm tính tốn cụ thể Nếu tính tốn kiểm tra cho kết phù hợp đưa vào giảng dạy, số ví dụ thường đưa vào giảng dạy trước nên hạn chế Chúng ta đưa ví dụ cho kết phù hợp tốt với lý thuyết chẳng hạn ta xem xét tổng hợp dao động tượng giao thoa - Trong trình giảng dạy giáo viên cần thiết xây dựng hệ thống tập tổng hợp dao động điều hòa phương, tần số Bài tập tổng hợp dao động chương dao động xem tập tổng hợp dao động Trong chương sau chương dao động tốn xem toán vật lý III VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU - Xây dựng hệ thống tập tổng hợp dao động điều hịa phương, tần số có nâng cao kết học tập học sinh hay không? - Giả thuyết nghiên cứu: Có; xây dựng hệ thống tập tổng hợp dao động điều hòa phương, tần số tích cực hóa hoạt động nhận thức học sinh IV- THIẾT KẾ ĐO LƯỜNG Chọn nhóm tương đương, xác định tác động + Nhóm “Nâng cao kết học tập học sinh qua xây dựng hệ thống tập tổng hợp dao động điều hòa phương, tần số” + Nhóm Chỉ dạy học theo phương pháp truyền thống * Thời gian thực hiện: Chọn thời điểm HS bắt đầu học chương “Dao động cơ”, áp dụng nội dung giảng dạy chương trình Bộ (chương I sách giáo khoa vật lý 12 chương trình chuẩn; chương II sách giáo khoa Vật lý 12 nâng cao) Kiểm tra sau tác động nhóm tương đương Tổ chức hai kiểm tra nhóm nhóm với đề Vật lý soạn ứng với nội dung liên quan tới chương học B NỘI DUNG I LÝ THUYẾT TỔNG HỢP DAO ĐỘNG Phương pháp tổng hợp dao động điều hoà - Một đại lượng biến thiên điều hoà biểu diễn hàm số dạng sin cos, ta biểu diễn đại lượng biến thiên điều hoà dạng đồ thị hàm sin cos cách khác để biểu diễn DĐĐH dùng véc tơ quay Khi biểu diễn DĐĐH theo cách tương đương a Tổng hợp dao động cách ộng hàm số lượng giác b Tổng hợp dao động việc cộng véc tơ quay (Sách giáo khoa trình bày) c Tổng hợp dao động cách tổng hợp đồ thị Thí nghiệm tổng hợp dao động - Giáo viên phân tích thí nghiệm giao thoa sóng nước, thí nghiệm giáo viên dẫn dắt để em tiếp thu nhiều nội dung kiến thức tổng hợp dao động - Dao động mặt nước có nguồn - Dao động mặt nước có hai nguồn kết hợp - Đặc điểm vị trí có biên độ cực đại, cực tiểu điểm có biên độ dao động trung gian Khi tập trung phân tích cho học sinh rõ yếu tố có tác dụng tốt việc khắc sâu kiến thức cho học sinh II CÁC DẠNG BÀI TẬP TỔNG HỢP DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ Các dạng tập tổng hợp dao động điều hồ Chúng ta phân chia toán THDĐĐH thành dạng tập định tính tập định lượng Trong nội dung đề tài muốn có cách phân chia khác chút có tác dụng nhấn mạnh ý nghĩa vật lý lý thuyết ta phân chia tập THDĐĐH thành hai dạng: - Bài tập tổng hợp dao động chương dao động (bài tập THDĐĐH bản) - Bài toán tổng hợp dao động gắn với tượng vật lý a Bài tập tổng hợp dao động chương dao động Trong chương tập tổng hợp dao động có đặc trưng riêng, mục tiêu tập tổng hợp dao động chương chủ yếu rèn luyện kỹ vận dụng công thức học sinh mà chưa áp dụng vào giải toán vật lý cụ thể Giáo viên cho học sinh áp dụng đầy đủ cách giải tốn tổng hợp dao động là: phương pháp giản đồ véc tơ, phương pháp đồ thị phương pháp cộng hàm lượng giác Chúng ta xem tập tổng hợp dao động chương dao động tập tổng hợp dao động sở để giải tập tổng hợp dao động chương Để xây dựng cách giải tập THDĐĐH cho chương ta phải dựa vào tập tổng hợp dao động Khi nắm vững tốn THDĐĐH giáo viên hướng học sinh xây dựng kiến thức nội dung liên quan chương sau b Bài toán tổng hợp dao động gắn với tượng vật lý Khi rèn luyện kỹ cho học sinh việc giải tập tổng hợp dao động giáo viên tiến hành theo trình tự từ đơn giản đến phức tạp Trước hết ta đưa cho học sinh tập định tính tập định lượng đơn giản như: - So sánh nhanh pha, chậm pha, lệch pha vuông pha dao động VD: Học sinh cần nắm đặc điểm góc lệch pha sóng tới sóng phản xạ đầu sợi dây trường hợp đầu dây bụng sóng, nút sóng - Việc biểu diễn dao động điều hoà véc tơ quay, biểu diễn dao động thành phần dao động tổng hợp véc tơ quay tương ứng VD1: Học sinh cần nắm vững lệch pha, nhanh pha, chậm pha cường độ dòng điện đoạn mạch có tụ điện, có điện trở, có cuộn cảm em hiểu xây dựng định luật ôm cho đoạn mạch RLC nối tiếp VD2: Khi giải toán điện xoay chiều sau: Cho đoạn mạch RLC nối tiếp, cuộn cảm có điện trở khơng đáng kể Đo hiệu điện điện trở thuần, cuộn cảm tụ điện ta giá trị U R=100V, UL=200V, UC=100V Xác định hiệu điện hai đầu đoạn mạch? Mặc dù toán đơn giản giải học sinh dễ mắc sai lầm, có số học sinh khơng nắm vững tính kết việc cộng giá trị hiệu điện lại để kết toán Để khắc phục điều giáo viên cần hướng dẫn cho học sinh sử dụng định luật ôm (Z= R + ( Z L − Z C ) ⇒ U = U R + (U L − U C ) ), em cần nắm vững việc biểu diễn dao động véc tơ quay Nắm vững việc biểu diễn dao động thành phần dao động tổng hợp giản đồ véc tơ - Học sinh nắm biên độ dao động tổng hợp đạt cực đại, cực tiểu Sau hướng dẫn cho học sinh giải tập đơn giản giáo viên đưa vào tốn phức tạp Ở hai chương giao thoa sóng điện xoay chiều giáo viên cần rèn cho học sinh nhiều kỹ giải toán Trong hai chương có nhiều tốn thể đầy đủ yếu tố định tính, định lượng Học sinh cần vận dụng tốt phương pháp để giải toán hai chương - Đối với toán giao thoa sóng thường dùng phương pháp cộng hàm sin cos để giải, toán điện xoay chiều học sinh cần phải sử dụng thành thạo việc tổng hợp véc tơ quay (định luật ôm cho đoạn mạch RLC nối tiếp thiết lập từ phương pháp giản đồ véc tơ) Đó trường hợp phổ biến thực tế điều kiện cụ thể giáo viên giáo viên đưa tốn để học sinh rèn luyện cách khác giải toán THDĐĐH - Có trường hợp vận dụng kiến thức THDĐĐH xây dựng công thức vật lý để giải tốn vật lý Khi có cơng thức vật lý rồi, có học sinh lại khơng ý đến lý thuyết THDĐĐH nữa, mà sử dụng cơng thức có để giải tốn Vì việc hướng dẫn cho học sinh xây dựng cơng thức cần thực hướng dẫn giáo viên phát huy tối đa hoạt động học sinh em nắm chất tượng vật lý xảy tốn Ngồi giáo viên đưa vào tốn mà học sinh khơng vận dụng cơng thức có sẵn, tốn có tác dụng khắc sâu cho em ý nghĩa vật lý VD1: Khi xây dựng công thức tượng giao thoa ánh sáng giáo viên học sinh cần xác định vị trí cho vân sáng, vị trí cho vân tối Nhưng giải toán giao thoa ánh sáng học sinh thường sử dụng cơng thức có sẵn vị trí vân sáng, tối Trong trường hợp có em quên chất tượng vật lý xảy toán VD2: Hiện tượng tượng sau liên quan đến tổng hợp dao động A Tán sắc ánh sáng B Giao thoa ánh sáng C Nhiễu xạ ánh sáng D Khúc xạ ánh sáng Bài tập tổng hợp dao động chương trình vật lý 12 Đặc trưng Chương Rèn luyện kỹ tập - Bài toán THDĐĐH bản: + Phương pháp cộng hàm số lượng giác + Phương pháp giản đồ véc tơ Frenen + Tổng hợp đồ thị Bài tập định Dao động tính, định lượng - Các dạng tập: + Biểu diễn dao động thành phần dao động tổng hợp véc tơ quay + Liên hệ DĐĐH chuyển động tròn + Xác định biên độ pha ban đầu dao động tổng hợp + Xác định dao động tổng hợp việc cộng hàm lượng giác tổng hợp đồ thị - Viết phương trình sóng điểm phương truyền, phương trình sóng tới, sóng phản xạ Dao thoa sóng Bài tập định tính, định lượng - Viết phương trình dao động tổng hợp điểm hai nguồn truyền đến - Biên độ dao động tổng hợp phụ thuộc vào vị trí điểm ta xét trường giao thoa lệch pha Dòng điện Bài tập định dao động thành phần - Giản đồ véc tơ định luật ơm cho số mạch xoay chiều tính, định điện lượng + Đoạn mạch có R + Đoạn mạch có L + Đoạn mạch có C + Đoạn mạch RLC trường hợp cộng hưởng + Đoạn mạch RLC trường hợp ZL>ZC + Đoạn mạch RLC trường hợp ZLZC + Đoạn mạch RLC trường hợp ZL