Phương pháp giải bài toán đồ thị trong môn vật lý 12

Sáng kiến – Thi Trần Anh Tú

MỤC LỤC

MỤC LỤC…………………………………………………………………..…..…1
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT………………………………………………..….…2
MỞ ĐẦU……………………………………………………………….…….……3
I. Lí do chọn đề tài………………………………………………….….…....…..3
II. Mục đích và phương pháp nghiên cứu………………………….……...…....3
III. Giới hạn đề tài………………………………………………….……..…….4
IV. Kế hoạch thực hiện…………………………………………….……..…….4
NỘI DUNG………………………………………………………….…….………4
I. Lý thuyết chung về hàm sin, cos và đồ thị hàm sin trong vật lý …………....…….4
II. Các ví dụ và hướng dẫn ……………………………………………….…..…..8
KẾT LUẬN………………………………………………………….…….……..16
TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………….…….……17

-1-


Sáng kiến – Thi Trần Anh Tú

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Từ viết tắt
GV
HS
HSG
THPT

Từ viết đầy đủ

Giáo viên
Học sinh
Học sinh giỏi
Trung học phổ thông

-2-


Sáng kiến – Thi Trần Anh Tú

PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TỐN ĐỒ THỊ
TRONG MƠN VẬT LÝ 12
A. Phần mở đầu
I. Lý do chọn đề tài
Trong các đề thi tốt nghiệp, thi đại học, thi học sinh giỏi của môn vật lí theo xu
hướng hiện nay thường có nhiều bài tốn yêu cầu học sinh phải sử dụng và vận dụng
linh hoạt các kiến thức liên quan đến đồ thị. Khi gặp những bài toán dạng này học sinh
thường lúng túng trong việc tìm cho mình một phương pháp giải tốt nhất. Nếu học
sinh nắm vững kiến thức phần này thường giải quyết rất nhanh, ngược lại khơng nắm
chắc thì lại làm mất rất nhiều thời gian, làm ảnh hưởng đến thời gian làm các bài tốn
khác và kết quả khơng cao.
Các sách tham khảo, hướng dần học sinh học và làm bài tập hiện nay lại chỉ chú
trọng áp dụng ln các cơng thức vật lí vào làm bài tập để ra kết quả nhanh mà không
chú trọng nhiều về bài tập đồ thị nên các bài tập dạng này thường là khó với học sinh
THPT.
Nhằm giúp các em học sinh có cái nhìn khái qt hơn, lựa chọn cho mình một
phương pháp tối ưu nhất để đạt hiệu quả cao khi làm các bài tập liên quan đến đồ thị
trong chương trình Vật lý lớp 12, tơi chọn đề tài “Phương pháp giải bài tốn đồ thị
trong chương trình vật lý 12”.
II. Mục đích và phương pháp nghiên cứu

Mục đích của đề tài đối với học sinh và giáo viên là :
+ Đối với HS:
- Khai thác được hệ thống bài tập đồ thị trong vật lí lớp 12.
- Đánh giá được thực trạng hiện nay về khả năng giải bài tập về đồ thị của học
sinh.
- Học sinh có thể nhìn vào đồ thị để tìm ra kết quả mà đề bài yêu cầu hoặc từ
những dữ kiện đề cho mà vẽ được đồ thị.
- Học sinh tự tìm ra hướng giải quyết bài tập đồ thị trong vật lí lớp 12.
+ Đối với GV: Giúp GV nâng cao kĩ năng kỹ năng giảng dạy 12.
Phương pháp nghiên cứu:
- Nghiên cứu kiến thức hàm sin và đồ thị hàm sin.
- Phân loại, tìm hiểu, phân tích và lựa chọn một số bài tốn có dùng hàm
dao động.
- Kiểm tra đánh giá hiệu quả đạt được.
-3-


Sáng kiến – Thi Trần Anh Tú

III. Giới hạn của đề tài
- Chương trình Vật lí 12.
- Có thể áp dụng ôn học sinh giỏi.
IV. Kế hoạch thực hiện : Thời gian thực hiện đề tài từ tháng 12/2017 đến tháng
12/2020.
B. Phần nội dung :
I. Lý thuyết chung về hàm sin, cos và đồ thị hàm sin trong vật lý: Các hàm
điều hịa điều có dạng hình sin chỉ khác nhau ở tên gọi, biên độ, chu kỳ và pha ban đầu
1. Đồ thị của dao động điều hòa:
a. Đồ thị của li độ: x = Acos(ωt+φ)
Ta lập bảng giá trị sau để vẽ đồ thị của hàm điều hoà x = Acos(ωt+φ).

- Các đồ thị của một số giá trị của x0 và ϕ lúc t = 0:

Từ đồ thị tìm ra các đại lượng dựa quy luật sau:
+ Tìm biên độ dao động dựa vào trục giới hạn cắt điểm nào đó trên trục tung
(tìm biên độ A, Aω hoặc Aω2).
+ Tìm chu kì dao động dựa vào sự lặp lại trên trục thời gian, hoặc dựa vào
khoảng thời gian gần nhất cùng pha để vật nhận giá trị nào đó.
+ Tại thời điểm t thì x = ?, v = ? , a = ? nhằm tìm được pha ban đầu φ và chu kì
T. Suy ra tần số góc ω.
+ Dựa vào đường trịn và vận dụng các cơng thức của dao động tìm các đại
-4-


Sáng kiến – Thi Trần Anh Tú

lượng và các yếu tố cần tìm.
b. Đồ thị và so sánh pha của các dao động điều hịa: x; v; a
Phương trình của vận tốc: x = -ωAsin(ωt+φ) = ωAcos(ωt+φ + π/2)
Phương trình của gia tốc: x = -ω 2Acos(ωt+φ) = ω 2Acos(ωt+φ + π)
- Vẽ đồ thị cho trường hợp ϕ = 0.

Đồ thị của ly độ ,vận tốc và gia tốc dao động điều hoà vẽ chung trên 1 hệ tọa độ:

-5-


Sáng kiến – Thi Trần Anh Tú

c.Đồ thị năng lượng trong dao động điều hồ

1
2

1
2

Phương trình: Wd = mv2 = kA2sin2(ωt + ϕ )

Phương trình thế năng:

Wt =

1 2 1 2
kx = kA cos2(ω t + ϕ )
2
2

-6-


Sáng kiến – Thi Trần Anh Tú

2. Đồ thị của sóng cơ:
- Giả sử phương trình dao động của đầu A của dây là: uA = Acosωt
- Phương trình dao động của M là:
uM = Acosω(t - ∆t)
 x
= Acosω  t − ÷
 v
 t x

= Acos2π  − ÷
T λ 

Với ω =

2π
và λ = vT
T

3. Đồ thị của dao động điện:
Phương trình điện áp và cường độ dịng điện được biểu diễn như hình bên :
-7-


Sáng kiến – Thi Trần Anh Tú

u =U0 cos(ωt+ϕu ) và i = I0 cos(ωt+ϕi )

4. Đồ thị của dao động điện từ:
Phương trình điện tích trên một bản: q = q0cos(ωt + ϕ)
π
2

Phương trình về dịng điện trong mạch: i = I 0cos(ω t + ϕ + )

II. Các ví dụ và hướng dẫn:
-8-


Sáng kiến – Thi Trần Anh Tú

1. Dao động cơ điều hòa

-9-


Sáng kiến – Thi Trần Anh Tú

Bài tập

- 10 -


Sáng kiến – Thi Trần Anh Tú

2. Sóng cơ

- 11 -


Sáng kiến – Thi Trần Anh Tú

3. Dao động điện

- 12 -


Sáng kiến – Thi Trần Anh Tú

- 13 -

Sáng kiến – Thi Trần Anh Tú

4. Dao động điện từ

- 14 -


Sáng kiến – Thi Trần Anh Tú

- 15 -


Sáng kiến – Thi Trần Anh Tú

C. Kết luận
I. Ý nghĩa của đề tài đối với công tác giảng dạy, học tập.
Trong các năm gần đây tôi đã áp dụng vào giảng dạy vật lí 12 và bồi dưỡng HS
giỏi mơn Vật lí. Trong q trình giảng dạy tơi thấy HS gặp khó khăn khi mới tiếp cận
nhưng khi hướng dẫn giải trực tiếp các bài tốn và phân tích thì đa phần HS đều làm
tốt.
Đề tài đáp ứng được yêu cầu về dạy học và ôn thi tốt nghiệp môn vật lý 12, giúp
các em tự tin giải quyết các bài toán đồ thị thường gặp trong các đề thi tốt nghiệp
những năm gần đây.
II. Khả năng áp dụng
Đề tài có thể áp dụng giảng dạy cho chương trình vật lý 12
III. Bài học kinh nghiệm, hướng phát triển

- 16 -

Sáng kiến – Thi Trần Anh Tú

Để giảng dạy thành thạo cho học sinh thì giáo viên phải là người nắm vững từng kiến
thức các mơn tốn, lập trình và khả năng phân tích vận dụng thì hiệu quả sẽ đạt cao
nhất.
IV. Đề xuất, kiến nghị
LỜI CẢM ƠN
Xin chân thành cảm ơn quý Ban giám hiệu, thầy cô tổ bộ mơn tạo điều kiện
để tơi hồn thành đề tài sáng kiến kinh nghiệm này.
Tài liệu tham khảo
1. Sách giáo khoa và sách bài tập vật lí 12.
2. Sách giáo khoa và sách bài tập các mơn tốn 10,11,12
3. Một số bài ôn tập trên mạng internet.

- 17 -