Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010 552 PHÂN LOẠI CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ THIẾT KẾ BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ HƢỚNG DẪN HỌC TẬP CHƢƠNG “DAO ĐỘNG CƠ HỌC”, CHƢƠNG TRÌNH VẬT LÝ 12 NÂNG CAO CLASSIFICATION OF EXERCISE FORMS AND DESIGN E-LEARNING LESSONS TO GUIDE STUYDING FOR CHAPTER “MECHANICAL OSCILLATION”, ADVANCED PHYSICS 12 SYLLABUS SVTH: Trương Thị Thùy Nhung Lớp 06SVL, Khoa Vật lí, Trường Đại học Sư phạm GVHD: TS. Nguyễn Bảo Hoàng Thanh Khoa Vật lí, Trường Đại học Sư phạm TÓM TẮT Chương “Dao động cơ học” là một phần khó trong trong chương trình Vật lý 12 nâng cao. Chương này có nhiều dạng bài tập nên học sinh thường gặp khó khăn, lúng túng khi học chương này. Bài báo này đặt ra mục tiêu giúp đỡ người học trong quá trình tự học, tự làm bài tập chương “Dao động cơ học” bằng cách hệ thống hóa các kiến thức cơ bản, phân loại các dạng bài tập thường gặp, đưa ra các bài tập từ cơ bản đến nâng cao. Ngoài ra, bài báo đã tiến hành thiết kế website học tập với tất cả các nội dung trên để giúp học sinh có thể tự học trực tuyến ở nhà. ABSTRACT Chapter "Mechanical Oscillation" is a difficult part in Advanced Physics 12 Syllabus. This chapter has many types of exercises, it is therefore difficult for students to study this chapter by themselves. This paper set a goal to help students to learn and to do homework in chapter "Mechanical Oscillation" by systematizing the knowledge base, the classification of common types of exercises, giving exercises from basic to advanced. In addition, the article has designed E- learning websites, which have all knowlegde in chapter “Mechanical Oscillation” to help students can study at home online. 1. Mở đầu Vấn đề đổi mới phương pháp dạy học là một trong những mục tiêu lớn được nghành giáo dục đào tạo đặt ra trong giai đoạn hiện nay và là mục tiêu chính đã được nghị quyết TW2 khoá VIII đề cập đến: << Đổi mới mạnh mẽ phương pháp giáo dục – đào tạo, khắc phục lối truyền đạt một chiều, rèn luyện nét tư duy sáng tạo của người học. Từng bước áp dụng các phương pháp tiên tiến và phương pháp hiện đại vào quá trình dạy học, điều kiện và thời gian tự học, tự nghiên cứu cho học sinh >> Bài tập vật lý ở trường phổ thông có ý nghĩa rất quan trọng trong việc cũng cố đào sâu mở rộng, hoàn thiện kiến thức lý thuyết và rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, góp phần giáo dục kĩ thuật tổng hợp và hướng nghiệp. Dạy học sinh giải bài tập vật lý là một công việc khó khăn và ở đó bộc lộ rõ nhất trình độ của người giáo viên vật lý trong việc hướng dẫn hoạt động trí tuệ của học sinh. Phần lớn các học sinh trung bình và yếu thường không biết bắt đầu từ đâu khi phải giải một bài tập, không biết phải sử dụng lý thuyết gì, công thức nào. Vì thế học sinh thường không hứng thú với việc giải bài tập, dẫn đến không làm bài tập hoặc đối phó bằng cách chép của Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010 553 bạn hoặc sách giải. Do đó, giáo viên khi dạy phải biết tập hợp, lựa chọn, phân loại các dạng bài tập, hướng dẫn học sinh phương pháp giải quyết từng loại cụ thể. Khi có được phương pháp giải, học sinh tự mình giải quyết các bài tập, qua đó sẽ phát huy được tính tích cực và năng lực tự học của học sinh. Ngoài ra, chương “Dao động cơ học” là một phần khó trong chương trình Vật lý 12 nâng cao. Chương này có nhiều dạng bài tập, và nhiều bài tập khó. Để giải được các bài tập này, học sinh phải có các kiến thức Vật lý tổng hợp. Vì vậy, học sinh thường gặp khó khăn, lúng túng khi giải các bài tập thuộc chương này. Bài báo đưa ra nhằm mục đích giải quyết những khó khăn trên, hỗ trợ học sinh trong quá trình tự học, tự giải các bài tập chương “Dao động cơ học” bằng cách hệ thống lại tất cả các kiến thức cơ bản cần thiết cho việc giải bài tập, xây dựng một hệ thống các bài tập cơ bản và nâng cao, kèm theo hướng dẫn giải cụ thể. Sau khi học sinh đã có thể tự giải được bài tập một cách thành thục, nghiên cứu này còn đưa thêm các bài tập tổng hợp để giúp học sinh phát triển khả năng tư duy tổng hợp trong quá trình học. Ngoài ra, nghiên cứu này còn tiến hành thiết kế website học tập chứa dựng các kiến thức, các dạng bài tập như trên để giúp học sinh có thể tự học ở nhà. 2. Nội dung 2.1. Chương 1. Cơ sở lý luận và thực tiễn của hoạt động giải bài tập vật lý: 2.1.1. Vai trò của việc giải bài tập vật lý 2.1.2. Phương pháp chung để giải bài tập vật lý 2.1.3. Những cơ sở để lựa chọn và hướng dẫn giải hệ thống bài tập trong sách giáo khoa vật lý 12 hiện hành phần dao động cơ học 2.1.4. Mức độ của bài tập 2.1.5. Những điểm cần lưu ý khi ôn tập chuẩn bị kiến thức cho các kỳ thi 2.2. Chương 2 . Lựa chọn, phân loại và hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lý: 2.2.1. Lý thuyết dao động cơ a. Dao động điều hoà b. Dao động tắt dần và dao động duy trì c. Dao động cƣỡng bức, cộng hƣởng d. Tổng hợp dao động 2.2.2. Lựa chọn, phân loại và hướng dẫn học sinh giải bài tập Vật lý: a. Dao động điều hoà: Dạng 1: Chứng minh vật dao động điều hoà Dạng 2: Tìm các đặc điểm của dao động điều hoà (biên độ A, tần số góc ω, tần số f , chu kì T…) Dạng 3: Tổng hợp dao động Dạng 4: Tìm li độ, vận tốc, gia tốc tại thời điểm t hoặc ngược lại xác định thời điểm Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010 554 khi cho li độ hoặc vận tốc Dạng 5: Viết phương trình dao động điều hoà Dạng 6: Thời gian vật đi từ điểm này đến điểm kia Dạng 7: Tìm quãng đường đi được trong thời gian t Dạng 8: Tìm vận tốc tại vị trí có li độ x 1 b. Con lắc lò xo: Dạng 9: Tìm độ cứng k, tần số góc ω, độ dài cực đại l max, độ dài cực tiểu l min của lò xo Dạng 10: Lực đàn hồi, lực hồi phục Dạng 11: Viết phương trình dao động con lắc lò xo Dạng 12: Cắt, ghép lò xo c. Con lắc đơn: Dạng 13: Con lắc chạy nhanh, chậm, đúng Dạng 14: Tìm vận tốc, lực căng dây Dạng 15: Con lắc chịu thêm lực không đổi 2.3. Chương 3. Bài tập vận dụng Bài 1: Cho khối thuỷ ngân dựng trong lọ hình chữ U ấn cho khối thuỷ ngân xuống một đoạn x rồi thả ra biết m = 120g,  = 13,6g/cm 3 và s = 0,4 cm/m 2 . Chứng minh khối thuỷ ngân dao động điều hoà. Bài 2: Một vật dao động điều hoà với biên độ A = 4cm và chu kỳ T = 2s. a. Viết phương trình dao động của vật . Chọn gốc thời gian lúc nó đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương. b. Tính li độ của vật tại t = 5,5s. Bài 3: Một vật dao động với phương trình 6sin(20 ) 4 xt      . Tìm thời điểm vật đi qua vị trí có toạ độ 2 cm theo chiều âm lần thứ 1. Bài 4: Một vật dao động điều hoà giữa 2 điểm P,Q với chu kỳ T = 2s sau khi dao động được 2,5s vật có toạ độ x = 5 2 cm và đi theo chiều âm quỹ đạo với vận tốc 10 2v   cm. a. Viết phương trình dao động. b. Tìm thời gian vật đi từ I đến J (I,J là trung điểm). Bài 5: Một lò xo điều hoà quanh VTCB biết khối lượng vật m = 100g và độ cứng k = 80 N/m. Tìm tần số góc ω của dao động và chu kỳ dao động của vật. Bài 6: Một đồng hồ quả lắc chạy đúng giờ trên mặt đất. Biết bán kính trái đất là 6400km. Và coi nhiệt độ không ảnh hưởng đến chu kỳ con lắc. Đưa đồng hồ lên đỉnh núi cao h = 640m so với mặt đất thì mỗi ngày đồng hồ sẽ chạy nhanh hay chậm bao nhiêu? Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010 555 2.4. Chương 4: Câu hỏi trắc nghiệm phần dao động cơ Câu 1: Trong dao động điều hoà, phát biểu nào sau đây là không đúng: A. Cứ sau một khoảng thời gian T (chu kì) thì vật lại trở về vị trí ban đầu. B. Cứ sau một khoảng thời gian T thì vận tốc của vật lại trở về giá trị ban đầu. C. Cứ sau một khoảng thời gian T thì gia tốc của vật lại trở về giá trị ban đầu. D. Cứ sau một khoảng thời gian T thì biên độ của vật lại trở về giá trị ban đầu. Câu 2: Dao động điều hoà có phương trình os tx Ac   . Dao động này có: A. Vận tốc biến đổi điều hoà cùng pha so với li độ. B. Vận tốc biến đổi điều hoà ngược pha so với li độ. C. Vận tốc biến đổi điều hoà sớm pha 2  so với li độ. D. Vận tốc biến đổi điều hoà chậm pha 2  so với li độ. Câu 3 Một vật treo vào một lò xo làm lò xo giãn ra 0,8cm, lấy g = 10 m/s 2 . Chu kì dao động của vật là: A. T = 0,178s. B. T = 0,057s. C. T = 222s. D. T = 1,777s. Câu 4: Một chất điểm dao động điều hoà với biên độ 8cm, trong thời gian 1 phút chất điểm thực hiện 40 dao động. Chất điểm có vận tốc cực đại là: A. v max = 1,91cm/s. B. v max = 33,5cm/s. C. v max = 320cm/s. D. v max = 5cm/s. Câu 5: Một vật khối lượng 2 kg treo vào một lò xo có hệ số đàn hồi k = 5000N/m. Kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng một đoạn 5cm rồi thả không vận tốc đầu thì vận tốc cực đại là: A. 125cm/s. B. 2,5m/s. C. 25cm/s. D. 12,5m/s. Câu 6: Một vật dao động điều hoà thẳng khi đi từ vị trí cân bằng đến vị trí biên thì chuyển động là chuyển động: A. Thẳng đều. B. Nhanh dần đều. C. Chậm dần đều. D. Chậm dần. Câu 7: Vật dao động điều hoà trên quỹ đạo thẳng có vị trí cân bằng O, hai điểm biên là B và C. Trung điểm của OB là G. Vật bắt đầu chuyển động từ G đi thẳng đến Công mất 0,3s. Tính chu kì dao động? A. 0,4s. B. 0,8s. C. 0,9s. D.1,2s. Câu 8: Khi treo một vật A khối lượng m = 200g vào lò xo k 1 thì nó dao động với chu kì T 1 = 0,3s; khi treo A vào lò xo k 2 thì nó dao động với chu kì T 2 = 0,4s. Khi treo A vào hệ hai lò xo k 1 , k 2 mắc song song thì chu kì k 1 k 2 A Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010 556 dao động là: A. 0,7s. B. 0,5s. C. 0,35s. D. 0,24s. Câu 9: Một lò xo có khối lượng không đáng kể, đầu trên cố định, đầu dưới treo một vật có khối lượng 80g. Vật dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với tần số 5Hz. Trong quá trình dao động, độ dài ngắn nhất của lò xo là 40cm và dài nhất là 56cm. Tìm độ dài tự nhiên của lò xo, lấy g = 10m/s 2 . A. 48cm. B. 47cm. C. 49cm. D. 50cm. Câu 10: Chọn câu sai khi nói về dao động điều hoà: A. Li độ là hàm số hình sin theo thời gian. B. Vận tốc là hàm số hình sin theo thời gian. C. Vận tốc tỉ lệ thuận với li độ. D. Gia tốc là hàm số hình sin theo thời gian. 3. Kết luận Sau quá trình nghiên cứu, bài báo này đã đạt được một số kết quả: - Tóm tắt và nêu được các lý thuyết cơ bản quan trọng cần phải nắm vững trong chương dao động cơ chương trình vật lý 12 nâng cao. - Phân loại được 15 dạng bài tập cơ bản của chương “Dao động cơ”, chương trình Vật lý 12 nâng cao. - Bài tập vận dụng sau khi phân loại giúp học sinh có thể áp dụng kiến thức đã nêu trong phần phân loại để giải quyết - Phần bài tập tổng hợp giúp kiểm tra tính logic và khả năng giải quyết vấn đề của học sinh khi đứng trước một bài tập. - Website “ phương pháp tự học và đánh giá vật lý 12” giúp cho học sinh tiếp cận tri thức được dễ dàng. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Thế Khôi , Vật lý 12 nâng cao, Nhà suất bản giáo dục. [2] Nguyễn Hải Châu, Chuẩn bị kiến thức ôn thi tốt nghiệp trung học phổ thông và tuyển sinh đại học cao đẳng, Nhà suất bản giáo dục. [3] Bộ giáo dục và Đào tạo, Tài liệu bồi dưỡng giáo viên lớp 12 môn vật lý, Nhà suất bản giáo dục. . chương trình vật lý 12 nâng cao. - Phân loại được 15 dạng bài tập cơ bản của chương “Dao động cơ , chương trình Vật lý 12 nâng cao. - Bài tập vận dụng sau khi phân loại giúp học sinh có thể. Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010 552 PHÂN LOẠI CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ THIẾT KẾ BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ HƢỚNG DẪN HỌC TẬP CHƢƠNG “DAO ĐỘNG CƠ HỌC”,. khó trong chương trình Vật lý 12 nâng cao. Chương này có nhiều dạng bài tập, và nhiều bài tập khó. Để giải được các bài tập này, học sinh phải có các kiến thức Vật lý tổng hợp. Vì vậy, học sinh