skkn cấp tỉnh phương pháp giải bài tập sóng dừng sgk vật lý 11 kntt

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (691.93 KB, 21 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

111222. Nội dung sáng kiến kinh nghiệm

2.1. Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm.

2.2. Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm.2.3. Sáng kiến kinh nghiệm hoặc giải pháp đã sử dụng để giảiquyết vấn đề.

2.4. Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáodục, với bản thân, đồng nghiệp và nhà trường

3. Kết luận, kiến nghị3.1. Kết luận

3.2. Kiến nghị

1. Mở đầu

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

1.1. Lí do chọn đề tài.

Thực hiện nghị quyết số 29 – NQ/TW về đổi mới căn bản toàn diện giádục và đào tạo, đáp ứng u cầu cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa trong điều kiệnkinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế lĩnh vực giáodục đào tạo đã đạt được những thành tựu quan trọng, góp phần to lớn vào sựnghiệp xây dựng và bảo vệ tổ quốc [1].

Để thực hiện tốt mục tiêu giảng dạy mơn vật lí trong trường THPT ngườigiáo viên không những cần nắm vững kiến thức bộ môn mà phải cần nắm vữngphương pháp giảng dạy.

Thực hiện chung nhiệm vụ của toàn ngành là đổi mới sách giáo khoaTHPT. Đi cùng với nó là đổi mới nội dung, hình thức, đặc biệt là đổi mớiphương pháp dạy học nhằm nâng cao hiệu quả giảng dạy và học tập. Song songvới nhiệm vụ đó thì chúng ta cũng thực hiện hưởng ứng cuộc vận động 2 khôngvới 4 nội dung, trong đó khơng để học sinh ngồi nhầm lớp là một khâu rất quantrọng, đồng thời nó cũng quyết định đến chất lượng giảng dạy của giáo viên.Trong quá trình thực hiện nghiêm túc cuộc vận động thì nảy sinh ra một vấn đềđó là tỉ lệ học hinh yếu kém xuất hiện rất nhiều và kiến thức của các học sinhnày cũng cần báo động cho các cấp làm cơng tác quản lí giáo dục và các nhàgiáo đang trực tiếp giảng dạy. Đó là làm thế nào để thực hiện tốt cuộc vận độnghai không đồng thời giảm dần học sinh yếu kém và ngồi nhầm lớp mà vẫn đảmbảo đến công tác phổ cập để đưa chất lượng giáo dục ngày càng đi vào thực chấtvà chất lượng ngày một tốt hơn.

Vì vậy việc đổi mới phương pháp dạy học theo hướng tích cực hoá hoạtđộng của nhiều đối tượng học sinh trong một lớp học (học sinh là chủ thể củaviệc lĩnh hội kiến thức, còn giáo viên là người chủ đạo trong việc tổ chức, hướngdẫn cho việc lĩnh hội kiến thức của học sinh đặc biệt là những học sinh yếu kém)thì vai trị của người giáo viên càng trở nên quan trọng trong việc chủ động tổchức, điều khiển một giờ học với nhiều đối tượng học sinh.

Vậy việc lựa chọn phương pháp dạy phù hợp với đối tượng học sinh, vớitừng dạng bài là rất quan trọng. Với những lí do trên, nên bản thân tơi lựa chọn

đề tài “Phương pháp giải bài tập sóng dừng- SGK Vật Lý 11 - KNTT”.

1.2. Mục đích nghiên cứu.

Việc lên lớp thực hiện với một tiết dạy nói chung và một tiết dạy Vật lívới nhiều đối tượng học sinh nói riêng phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: Cơng tácsoạn bài, kiến thức của giáo viên, phương pháp dạy học, đối tượng học sinh,phương tiện dạy học… Do đó, để tổ chức một tiết dạy có hiệu quả cho nhiều đốitượng học sinh nhưng vẫn đáp ứng đủ yêu cầu về nội dung, kiến thức, thời gianmà tất cảc các đối tượng học sinh cũng đều nắm được thì giáo viên với vai trò làngười chủ đạo hướng dẫn cần thực hiện có hiệu quả một số khâu cho một tiếtdạy học gồm nhiều đối tượng học sinh.

Với kinh nghiệm của bản thân, trong đề tài này tôi xin trình bày đến vấn

đề: “Phương pháp giải bài tập sóng dừng- SGK Vật Lý 11 - KNTT” cho học

sinh khối 11 theo chương trình SGK mới.

1.3. Đối tượng nghiên cứu.

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

Đề tài này được áp dụng với việc dạy học mơn Vật lí khối 11 đối với họcsinh trường THPT Tô Hiến Thành năm học học 2023 – 2024 trong quá trìnhthực hiện nhằm nâng cao chất lượng giáo dục cho học sinh toàn trường.

1.4. Phương pháp nghiên cứu.

Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu tài liệu về đổi mới

phương pháp dạy học để đưa ra các biện pháp cụ thể thực hiện tốt và có hiệu quảmột tiết dạy học Vật lý sát đối tượng học sinh.

2. Nội dung sáng kiến kinh nghiệm

2.1. Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm.

- Căn cứ vào chương trình đổi mới giáo dục phổ thông, tiếp tục đổi mới phươngpháp dạy học của thầy đó là (Dạy bám sát đối tượng, chú trọng học sinh yếukém, học sinh trung bình) và phương pháp học tập của học sinh trong quá trìnhhọc tập.

- Căn cứ vào những định hướng đổi mới về phương pháp dạy học, thiết bị dạyhọc và đánh giá kết quả học tập của học sinh của bộ mơn Vật lí THPT.

- Căn cứ vào chuẩn kiến thức và kĩ năng và điều chỉnh nội dung chương trìnhcủa bộ mơn Vật lí THPT.

- Căn cứ vào nội dung Quyết định số 3859/QĐ-BGDĐT ngày 28 tháng 7 năm2006 của Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo về việc ban hành kế hoạch tổ chứccuộc vận động “Nói khơng với tiêu cực trong thi cử và bệnh thành tích tronggiáo dục” đặc biệt là nội dung nói khơng với học sinh ngồi nhầm lớp [2].

- Căn cứ vào hướng dẫn thực hiện nhiệm vụ năm học 2022 – 2023 của Bộ Giáodục và Đào tạo, Sở GD& ĐT Thanh Hóa.

- Căn cứ công văn số 572/HD-SGDĐT ngày 29/3/2017 của Giám đốc SởGD&ĐT Thanh Hóa về “Hướng dẫn đánh giá xếp loại giờ dạy giáo viên trunghọc”, một giải pháp đổi mới sáng tạo trong chỉ đạo dạy và học tỉnh Thanh Hóagiai đoạn 2015- 2020.

- Căn cứ vào kế hoạch hoạt động chuyên môn của trường THPT Tô Hiến Thành,của Tổ Vật Lý – Tiếng Anh.

- Thực tế qua những năm áp dụng đổi mới chương trình SGK THPT và chuẩnkiến thức kĩ năng và điều chỉnh nội dung chương trình của bộ mơn Vật lí THPT.Cả thầy và trò còn nhiều bỡ ngỡ với việc dạy và học, nên kết quả chất lượng cònthấp, chưa ổn định chưa đáp ứng được yêu cầu đổi mới phương pháp, nâng caochất lượng dạy học.

- Việc đổi mới phương pháp dạy học đã làm phân hoá triệt để đối tượng họcsinh, học sinh yếu kém ít được chú ý.

2.2. Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm.2.2.1. Thuận lợi.

- Đối với Ban giám hiệu nhà trường luôn chỉ đạo sát đúng về kế hoạch chuyênmôn, đồng thời tạo mọi điều kiện thuận lợi cho đội ngũ giáo viên thực hiện cóhiệu quả đối với công tác phụ đạo học sinh chưa đạt.

- Đối với giáo viên thực hiện nghiêm túc việc đổi mới phương pháp dạy dạyhọc và theo chuẩn kiến thức kỹ năng và điều chỉnh nội dung chương trình dạyhọc THPT, cho nên giáo viên ln nhiệt tình, tận tụy, say mê và ln lo lắng tìm

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

tòi học hỏi, tự bồi dưỡng để đáp ứng u cầu của cơng tác giảng dạy theochương trình mới và giải quyết cho bài toán chất lượng hiện nay mà nhà trườngquan tâm hàng đầu đó là nâng cao chất lượng cho đối tượng học sinh yếu kémgiảm dần tình trạng học sinh ngồi nhầm lớp mà vẫn đảm bảo số lượng cho côngtác phổ cập.

- Đối với học sinh hưởng ứng tốt cuộc vận động, ham thích, ln có hứng thúhọc tập với nội dung sách giáo khoa và chuẩn kiến thức kỹ năng nhất là điềuchỉnh nội dung chương trình dạy học giúp giảm tải một phần kiến thức.

2.2.2. Khó khăn.

- Là một trường THPT trên địa bàn Thành phố tuy nhiên chất lượng giáo dụcnhìn chung cịn thấp so với mặt bằng chung, điều kiện cơ sở vật, chất trang tiếtbị vẫn còn hạn hẹp, chưa đáp ứng yêu cầu như phòng thực hành và phòng chứcnăng chưa đủ tiêu chuẩn.

- Học sinh của trường khả năng tư duy nhận thức còn hạn chế, kỹ năng chưađược tốt, một bộ phận lớn học sinh bị hổng kiến thức từ cấp học dưới nên khơngham học cịn thờ ơ với việc học tập.

- Đối với phụ huynh học sinh thì chưa quan tâm đến việc học tập của con em,chưa đầu tư cho các em học tập cịn giao khốn cho nhà trường nên một bộ phậnhọc sinh đã không chú ý tới việc học tập.

- Qua quá trình giảng dạy trong những năm học trước giáo viên chưa mạnh dạn

đổi mới phương pháp hay đổi mới phương pháp dạy học mà không chú ý đếnđối tượng học sinh nên chất lượng rất thấp tỷ lệ học sinh chưa đạt ngày một lộ rarất nhiều, tỷ lệ học sinh qua kiểm tra chất lượng thì số HS đạt điểm chưa đạt cao,đặc biệt là các mơn khoa học tự nhiên.

Vì vậy, để đáp ứng yêu cầu nâng cao chất lượng giảm dần tỉ lệ học sinhchưa đạt và học sinh ngồi nhầm lớp thì đối với giáo viên cần xác định rõ phươngpháp, đối tượng học sinh là vấn đề rất quan trọng.

2.3. Sáng kiến kinh nghiệm hoặc giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề.Để học sinh nắm ró các dạng toán và phương pháp giải từng dạng chochủ đề “ Sóng dừng” trong chương trình Vật Lý 11 sách kết nối tri thức. A. CƠ SỞ LÝ THUYẾT

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

Sóng dừng khi gặp vật cản cố địnhSóng dừng khi gặp vật cản tự doII. Hiện tượng tạo ra sóng dừng.

Sóng tới và sóng phản xạ truyền theo cùng một phương, thì có thể giao thoa vớinhau, và tạo ra một hệ sóng dừng. Trong sóng dừng có một số điểm ln ln

đứng n gọi là nút, và một số điểm luôn luôn dao động với biên độ cực đại gọilà bụng sóng.

III. Đặc điểm của sóng dừng:

- Đầu cố định hoặc đầu dao động nhỏ là nút sóng. Đầu tự do là bụng sóng.

- Khoảng cách hai điểm nút hoặc hai điểm bụng gần nhau nhất là:

- Khoảng cách giữa điểm bụng và điểm nút gần nhau nhất là:

- Nếu sóng tới và sóng phản xạ có biên độ A (bằng biên độ của nguồn) thì biênđộ dao động tại điểm bụng là 2A, bề rộng của bụng sóng là 4A.

- Khoảng thời gian giữa hai lần sợi dây căng ngang (các phần tử đi qua VTCB)là T

2

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

- Vị trí các điểm dao động cùng pha, ngược pha:

+ Các điểm đối xứng qua một bụng thìcùng pha (đối xứng với nhau qua đườngthẳng đi qua bụng sóng và vng gócvới phương truyền sóng). Các điểm đốixứng với nhau qua một nút thì dao độngngược pha.

+ Các điểm thuộc cùng một bó sóng

(khoảng giữa hai nút liên tiếp) thì dao

động cùng pha vì tại đó phương trình

biên độ không đổi dấu. Các điểm nằm ở

hai phía của một nút thì dao độngngược pha vì tại đó phương trình biên

độ đổi dấu khi qua nút.

→ Các điểm trên sợi dây đàn hồi khi cósóng dừng ổn định chỉ có thể cùng hoặcngược pha.

Hình vẽ

- M, P đối xứng qua bụng B nêncùng pha dao động. Dễ thấy phươngtrình biên độ của M và P cùng dấu.Suy ra, M và P dao động cùng pha.- M, Q đối xứng qua nút N nênngược pha dao động. Dễ thấyphương trình biên độ của M và Qngược dấu nhau. Suy ra, M và Q daođộng ngược pha.

IV. Điều kiện để có sóng dừng:

a) Trường hợp hai đầu dây cố định (nút):

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

HAI ĐẦU DÂY CỐ ĐỊNH

HÌNH ẢNH

ĐIỀU KIỆNVỀ CHIỀU

DÀI DÂY

kk N *2

ĐIỀU KIỆNVỀ NÚT

TẦN SỐTRÊN DÂY

f0,2f0,3f0, … , kf0 là số nguyên lần các tần số cơ bản

Vậy: Tần số trên dây hai đầu cố định tỉ lệ với các sốnguyên liên tiếp: 1, 2, 3,…

TẦN SỐ NHỎNHẤT ĐỂCÓ SÓNG



</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

MỘT ĐẦU CỐ ĐỊNH MỘT ĐẦU TỰ DO

HÌNH ẢNH

ĐIỀU KIỆNVỀ CHIỀU

Điều kiện để có sóng dừng trên một sợi dây có một đầu cố

lẻ lần một phần tư bước sóng.

ĐIỀU KIỆNVỀ NÚT

TẦN SỐTRÊN DÂY

f0, 3f0, 5f0, … , (2k + 1)f0 là số lẻ lần các tần số cơ bản

Vậy: Tần số trên dây 1 đầu cố định tỉ lệ với các số nguyênlẻ liên tiếp: 1, 3,5,….

TẦN SỐ MINCÓ SÓNG

fff

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

* Với x là khoảng cách từ M đến đầu nút sóng thì biên độ:

xA2.A sin 2  

* Với x là khoảng cách từ M đến đầu bụng sóng thì biên độ:

xA2.A cos 2  

* Các điểm có cùng biên độ (khơng kể điểm bụng và điển nút) cách đều nhaumột khoảng

. Nếu A là biên độ sóng ở nguồn thì biên độ dao động tại cácđiểm này sẽ là A1A 2

VI. SĨNG DỪNG TRONG CÁC NHẠC CỤ:a. Sóng dừng đối với nhạc cụ dây:

 Đối với các loại nhạc cụ dây như đàn ghita, violon, đàn tính, đàn cị,... thì

hai đâu dây đàn được giữ cố định.

 Khi ta gảy đàn, trên dây xuất hiện sóng dừng. Nó phát ra một âm có bước

sóng l  2 hay có tần số fv.2



</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

 Khi ấn ngón tay vào các phím khác nhau ta đã thay đổi chiều dài của dây

đàn, do đó âm phát ra có độ cao, thấp khác nhau. Để khuếch đại âm, đàn ghitacịn có một thùng đàn đóng vai trị hộp cộng hưởng.

b. Sóng dừng đối với nhạc cụ khí:

 Đối vói các loại nhạc cụ khí như sáo, kèn, khi ta thổi, cột khơng khí dao

động tạo ra sóng dừng. Bằng cách thay đổi lỗ không bị bịt ta thay đổi chiều dàicột khơng khí dao động. Do đó các nốt nhạc phát ra cũng bị thay đổi.

VII. Vận tốc truyền sóng trên dây:

Phụ thuộc vào lực căng dây F và mật độ khối lượng trên một đơn vị chiều dài .Ta có:

FV 

 với m

L 

B. CÁC BÀI TẬP ĐIỂN HÌNH

I. CÁC BÀI TẬP VỀ SĨNG DỪNG TRÊN DÂY 2 ĐẦU CỐ ĐỊNH

với 6 bụng sóng. Biết sóng truyền trên dây có tần số 100 Hz. Tốc độ truyền sóngtrên dây là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

- Với hai đầu cố định và trên dây có 6 bụng sóng nên k 6

- Tốc độ truyền sóng trên dây là 6 v v 60 m/s.2f

5 nút sóng (kể cả hai đầu dây). Bước sóng của sóng truyền trên dây là bao nhiêumét?

Hướng dẫn giải

- Với hai đầu cố định và trên dây có 5 nút nên k 5 1 4  

- Bước sóng của sóng truyền trên dây là 40,5 m.2

  

của âm thoa dao động điều hòa với tần số 25 Hz. Trên dây AB có một sóngdừng ổn định, A được coi là nút sóng. Tốc độ truyền sóng trên dây là 1,2 m/s.Tổng số bụng sóng và nút sóng trên dây là 27. Chiều dài của dây bằng baonhiêu?

Biết sóng truyền trên dây có tần số 100 Hz và tốc độ 80 m/s. Số bụng sóng trêndây là bao nhiêu ?

Hướng dẫn giải

- Ta có k v k 32f

 

 trên dây có 3 bụng sóng.

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

Bài 5: Một sợi dây AB dài 100 cm căng ngang, đầu B cố định, đầu A gắn vớimột nhánh của âm thoa dao động điều hòa với tần số 40 Hz. Trên dây AB cómột sóng dừng ổn định, A được coi là nút sóng. Tốc độ truyền sóng trên dây là20 m/s.

a. Tìm số bụng sóng.b. Tìm số nút sóng.

c. Tìm tổng số bụng và nút sóng.

Hướng dẫn giải

a. k v k 42f

 

 trên dây có 3 bụng sóng.

b. Số nút = k + 1 = 5 nút.

c. Tổng số nút và bụng sóng là 8.

dài 90cm. Tần số của nguồn sóng là 10Hz thì thấy trên dây có 2 bụng sóng. Xácđịnh vận tốc truyền sóng trên dây:

Sóng dừng trên sợi dây hai đầu cố định:

 

v.f90.10 900cm 9m / s

=> Chọn đáp án A

trên dây có bước sóng dài nhất là L. Chiều dài của dây là:

2 

=> Chọn đáp án A

8 bụng. Để trên dây có 3 bụng thì trên dây phải có tần số là bao nhiêu?

truyền sóng trên dây là 30 m/s. Hỏi nếu kích thích với các tần số sau thì tần sốnào có khả năng gây ra hiện tượng sóng dừng trên dây.

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

máy rung. Khi trên dây có 3 bụng thì tần số kích thích là 50Hz. Để trên dây có 2bụng thì tần số kích thích phải là bao nhiêu

Trên dây có 2 bụngm 3 f330Hz

=> Chọn đáp án A

hai đầu cố định, người ta quan sát thấy ngồi 2 đầu dây cố định cịn có hai điểmkhác trên dây không dao động. Biết khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp sợidây duỗi thẳng là 0,05s. Tốc độ truyền sóng trên dây là

T 

+ Tìm :

Ngồi hai đầu cố định trên dây cịn hai đầu nữa khơng dao động (đứng n), tứclà tổng cộng có 4 nút  3 bụng 3.1, 20,8m

  

+ Tìm T: Cứ 0,05s sợi dây duỗi thẳng T 0,05.2 0,1s0,8

v8m / sT0,1

=> Chọn đáp án A

</div>Trang 13<div class="page_container" data-page="13">

Bài 13: Một sợi dây đàn hồi, hai tần số liên tiếp có sóng dừng trên dây là 50Hzvà 70Hz. Hãy xác định tần số nhỏ nhất có sóng dừng trên dây.

điện có nịng sắt non có dịng điện xoay chiều 50 Hz chạy qua. Nam châm điệnđặt đối diện với trung điểm của sợi dây. Nam châm điện kích thích dao độngtrên dây và tạo sóng dừng với một bó sóng. Tốc độ truyền sóng trên dây là

Vì nam châm điện hút cuộn dây, cứ nửa chu kỳ dịng điện hút rồi thả (một bósóng). Hoặc sóng có tần số của lực ngoài bằng hai lần tần số của dòng điện

f = 2f = 2.50 = 100 Hz.λ

v == 2λf = 2.1, 2.50 = 120 m/s.T

cho dao động bằng một nam châm điện nuôi bằng mạng điện xoay chiều tần số

50 Hz. Trên dây có sóng dừng với 5 bụng sóng. Tốc độ truyền sóng trên dây nàylà

dây thép. Cho dòng điện xoay chiều tần số 50 Hz qua nam châm, ta thấy trên dâycó sóng dừng với 4 múi sóng. Tốc độ truyền sóng trên dây là

Hướng dẫn giải

Trong một chu kì, dịng điện đổi chiều 2 lần nên fs2fd100 Hz

Từ điều kiện có sóng dừng trên dây 2 đầu cố định

m/s..2f

</div>Trang 14<div class="page_container" data-page="14">

Bài 17: Một sợi dây thép AB dài 60 cm, hai đầu được gắn cố định, kích thíchcho dao động bằng một nam châm điện nuôi bằng mạng điện thành phố tần số

50 Hz. Trên dây có sóng dừng với tổng cộng 6 nút sóng. Tốc độ truyền sóng trêndây là

    

Vậy tốc độ truyền sóng trên sợi dây là v f24.100 24 m/s.

Lưu ý: Khi kích thích sóng dừng bằng dịng điện xoay chiều thì tần số

dao động sợi dây bằng 2 lần tần số mạng điện (f’=2f).

II. CÁC BÀI TẬP VỀ SÓNG DỪNG TRÊN DÂY 1 ĐẦU CỐ ĐỊNH, MỘTĐẦU TỰ DO.

phương vng góc với sợi dây (coi A là nút). Với đầu B tự do và tần số daođộng của đầu A là 22 Hz thì trên dây có 6 nút. Nếu đầu B cố định và coi tốc độtruyền sóng trên dây như cũ, để vẫn có 6 nút thì tần số dao động của đầu A phảibằng bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Ta có



5 0,5



v 5 v f20 Hz.2.222f

hai đầu cố định, người ta quan sát thấy ngoài hai đầu dây cố định cịn có 2 điểmkhác trên dây không dao động. Biết khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp vớisợi dây duỗi thẳng là 0,05 s. Tốc độ truyền sóng trên dây là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

- Thời gian giữa hai lần liên tiếp với sợi dây duỗi thẳng là

t0,05T 0,1 s.2

 

- Tốc độ truyền sóng trên dây là vTk 3

kv 8 m/s.2

  

có sóng dừng. Kể cả đầu dây cố định, trên dây có 7 nút. Biết rằng khoảng thờigian giữa 6 lần liên tiếp sợi dây duỗi thẳng là 0,25 s. Tốc độ truyền sóng trêndây là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

- Điều kiện xảy ra sóng dừng trên dây