Dạy bài tập vật lí theo phương pháp LMAP docx

DẠY BÀI TẬP VẬT LÍ PHỔ THÔNG THEO PHƯƠNG PHÁP “LAMAP” -
MỘT PHƯƠNG PHÁP HIỆU QUẢ VỚI HÌNH THỨC THI TRẮC NGHIỆM.
Lê Thị Phượng - Chu Văn Biên
Khoa KHTN, Trường Đại học Hồng Đức, Thanh Hóa
307, Lê Lai, Phường Đông Sơn, TP Thanh Hóa.
1. Thiết kế hoạt động nhận thức khi dạy học sinh tìm quãng đường đi của vật
dao động điều hòa.
Pha 1: Chất điểm dao động điều hòa dọc theo trục Ox với li độ có dạng x =
Acos(ωt + ϕ). Tìm quãng đường mà vật đi được từ thời điểm t = t
1
đến thời điểm t
= t
2
.
Pha 2 : Bất kể vật xuất phát từ đâu, quãng đường vật đi sau nửa chu kì luôn
luôn là 2A ? Nếu vật xuất phát từ vị trí cân bằng (x
(t1)
= 0) hoặc từ vị trí biên (x
(t1)
=
± A) thì quãng đường vật đi sau một phần tư chu kì là A? Trong khoảng thời gian
∆t (với 0 < ∆t < 0,5T), quãng đi được tối đa S
max
và tối thiểu S
min
? Độ lệch cực đại:
∆S = (S
max
- S
min
)/2 ≈ 0,4A?

Pha 3 : Quãng đường đi được ‘trung bình’:
2 1
.2
0,5
t t
S A
T
−
=
. Quãng đường đi
được thỏa mãn:
0,4 0,4S A S S A− < < +
.
Pha 4: Căn cứ vào:
( )
1
2 1
.2
0
0,5
.2 0,4 .2 0,4
t
S q A
t t
x A
q
T
q A A S q A A




⇒ =

−

= ∪ ±
=




− < < +

Sè nguyª n
Sè b¸n nguyªn vµ
Pha 5: Tập hợp, cấu trúc kiến thức. Vận dụng giải các bài toán.
1. Một vật dao động điều hoà theo phương trình x = 1,25cos(2πt - π/12) (cm)
(t đo bằng giây). Quãng đường vật đi được sau thời gian t = 2,5 s kể từ lúc
bắt đầu dao động là
A. 7,9 cm. B. 22,5 cm. C. 7,5 cm. D. 12,5 cm.
2 1
2
1
2 5
5 2 10 12 5
0 5 0 5 1
T ( s )
HD :
t t
,

q S q. A A , ( cm )
, T , .
π
ω

= =



−

= = = → = = =


Sè nguyªn
2. Một vật nhỏ dao động điều hòa dọc theo trục 0x (0 là vị trí cân bằng) có
phương trình dao động x = 3.cos(3πt) (cm) (t tính bằng giây) thì đường mà
vật đi được từ thời điểm ban đầu đến thời điểm 3 s là
A. 24 cm. B. 54 cm. C. 36 cm. D. 12 cm.
2 1
2 2
( )
3
:
3 0
9 .2 18 54
0,5 0,5.2 / 3
T s
HD
t t

q S q A A cm
T
π
ω

= =



−
−

= = = → = = =


Sè nguyªn
3. Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox có phương trình x

= 4cos(4πt
- π/2) (cm). Trong 1,125 s đầu tiên vật đã đi được một quãng đường là:
A. 32 cm. B. 36 cm. C. 48 cm. D. 24 cm.
( )
1
2 1
4cos 4 .0 =0
2
2
0,5( )
:
1,125 0

4,5 .2 9 36
0,5 0,5.0,5
t
T s
HD
t t
q S q A A cm
T
π
π
π
ω
 
= −
 ÷
 

= =



− −

= = = → = = =


Sè b¸n nguyªn
nh ng x
4. Một con lắc lò xo dao động với phương trình: x = 4cos4πt cm (t đo bằng
giây). Quãng đường vật đi được trong thời gian 2,875 (s) kể từ lúc t = 0 là:

A. 16 cm. B. 32 cm. C. 64 cm. D. 92 cm.
( )
1
2 1
4cos4 .0 =0
2
0,5( )
:
2,875 0
11,5 .2 23 92
0,5 0,5.0,5
t
T s
HD
t t
q S q A A cm
T
π
π
ω
=

= =



−
−

= = = → = = =



Sè b¸n nguyªn
nh ng x
5. Một vật dao động điều hoà dọc theo trục Ox (O là vị trí cân bằng) có
phương trình: x = 5.sin(2πt + π/6) cm (t đo bằng giây). Xác định quãng
đường vật đi được từ thời điểm t = 1 (s) đến thời điểm t = 13/6 (s).
A. 32,5 cm B. 5 cm C. 22,5 cm D. 17,5 cm
2 1
2
1( )
: 70
.2 23,3
13 / 6 1 7
3
0,5 0,5.1 3
0,4 2
max
T s
HD
S q A cm
t t
q
T
A A cm
π
ω

= =





= = =
− −


= = = ⇒ ⇒



∆ = =


Chän C
6. Một vật dao động điều hoà dọc theo trục Ox với phương trình: x = 6cos(4πt
- π/3) cm (t đo bằng giây). Quãng đường vật đi được từ thời điểm ban đầu
đến thời điểm t = 8/3 (s) là
A. 134,5 cm. B. 126 cm. C. 69 cm. D. 21 cm.
2 1
2
0,5( )
8 / 3 0 64 64
:
.2 .4 6 128
0,5 0,5 3 3
0,4 2,4
max
T s
t t

HD
S A A A cm
T
A A cm
π
ω

= =



− −


= = = = =


⇒



∆ = =



Chän B
2. Thiết kế hoạt động nhận thức khi dạy học sinh tìm giá trị lớn nhất của điện
áp hiệu dụng trên cuộn cảm và trên tụ của mạch điện xoay chiều không phân
nhánh có tần số thay đổi.
Pha 1: Một đoạn mạch điện xoay chiều gồm điện trở thuần R, cuộn dây

thuần cảm (cảm thuần) có độ tự cảm L và tụ điện có điện dung C mắc nối tiếp. Đặt
vào hai đầu đoạn mạch trên một điện áp xoay chiều mà chỉ có tần số góc ω là thay
đổi được. Tìm ω để điện áp hiệu dụng trên tụ cực đại (U
C
) hoặc trên cuộn cảm cực
đại (U
L
).
Pha 2 : Đặt
2
2
L R
Z
C
τ
= −
- gọi là trở tồ.
Định lí HD1: 1) U
C
= max ⇔ Z
L
= Z
τ
. ("C max ⇒ L tồ")
2) U
L
= max ⇔ Z
C
= Z
τ

. ("L max ⇒ C tồ")
Pha 3 : Chứng minh các định lí.
{
{ {
{
2
2 2
2
2 2 4 2 2
2
2
2
2 2
2
1
1: . .
1
2 1
2
2
. . min
2 2
τ
ω
ω ω
ω
ω
ω ω
= = = = = ⇔
+ +

 
 
− − +
+ −
 ÷
 ÷
 
 
−
⇔ + + = ⇔ = − ⇔ = ⇒ = − ⇒ =
1 4 4 2 4 43
C C
c
a x
x
b
L
U U U
CM U I Z max
C
ax bx c
L R
L C C
R L
C
C
L R
b L R
C
a x b x c x L Z Z

a L C
{
{ {
{
2
2
2
2
2 2 4 2 2
2
2
2
2
2
2 : . .
1 1 1 1
1
2 1
2
1 1
2
. . min
1
2
L L
c
a x
x
b
C

U U
CM U I Z L
L R
R L
L C C L
C
U
max
ax bx c
L R
b
C
a x b x c x Z Z Z
a C
C
τ τ
ω
ω
ω ω
ω
ω ω
= = =
 
 
− − +
+ −
 ÷
 ÷
 
 

= = ⇔
+ +
−
⇔ + + = ⇔ = − ⇔ = ⇒ = ⇒ =
1 4 42 4 43
Pha 4: Tìm các giá trị cực đại. Đặt
2
'
4
τ
= −
L R
Z
C
Định lí HD2:
max max
. .
' '
τ τ
= = =
L C
L C
L
Z Z
C
U U U U
RZ RZ
Pha 5: Tập hợp, cấu trúc kiến thức. Vận dụng giải các bài toán.
7. Một đoạn mạch không phân nhánh gồm: điện trở thuần 100 Ω, cuộn dây
thuần cảm có độ tự cảm 15 mH và tụ điện có điện dung 1 μF. Đặt vào hai

đầu mạch một điện áp xoay chiều mà chỉ tần số thay đổi được. Khi điện áp
hiệu dụng hai đầu tụ đạt giá trị cực đại thì tần số góc có giá trị là
A. 20000/3 (rad/s). B. 20000 (rad/s). C. 10000/3 (rad/s). D. 10000 (rad/s).
2 3 2
6
max
3
15.10 100
100( )
2 10 2
:
100 20000
100 ( / )
15.10 3
τ
τ
ω ω
−
−
−

= − = − = Ω




⇔ = ⇒ = ⇒ = =


C L

L R
Z
C
HD
U Z Z L rad s
8. Một đoạn mạch không phân nhánh gồm: điện trở thuần 100 Ω, cuộn dây
thuần cảm có độ tự cảm 15 mH và tụ điện có điện dung 1 μF. Đặt vào hai
đầu mạch một điện áp xoay chiều mà chỉ tần số thay đổi được. Khi điện áp
hiệu dụng hai đầu cuộn cảm đạt giá trị cực đại thì tần số góc có giá trị là
A. 20000/3 (rad/s). B. 20000 (rad/s). C. 10000/3 (rad/s). D. 10000 (rad/s).
2 3 2
6
max
6
15.10 100
100( )
2 10 2
:
1 1
100 10000( / )
100.10
τ
τ
ω
ω
−
−
−

= − = − = Ω





⇔ = ⇒ = ⇒ = =


L C
L R
Z
C
HD
U Z Z rad s
C
9. Một đoạn mạch không phân nhánh gồm: điện trở thuần 100 Ω, cuộn dây
thuần cảm có độ tự cảm 12,5 mH và tụ điện có điện dung 1 μF. Đặt vào hai
đầu mạch điện một điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 200 V và có tần
số thay đổi được. Giá trị cực đại của điện áp hiệu dụng trên tụ là
A. 300 (V) B. 200 (V) C. 100 (V) D. 250 (V)
2 3 2
6
3
6
max max
12,5.10 100
' 100
4 10 4
:
12,5.10
10

. . 200. 250( )
' ' 100.100
L C
C L
L R
Z
C
HD
L
Z Z
C
U U U U V
RZ RZ
τ
τ τ
−
−
−
−

= − = − = Ω






= = = = =



10. Cho đoạn mạch không phân nhánh điện trở 100 Ω cuộn dây thuần cảm có
độ tự cảm 1 H, tụ điện có điện dung 10
-4
(F). Đặt vào hai đầu mạch điện
điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 100√3 V và chỉ có tần số f thay đổi.
Giá trị cực đại của điện áp hiệu dụng trên tụ là
A. 300 (V). B. 200 (V). C. 100 (V). D. 250 (V).
2 2
4
4
max max
1 100
' 50 3
4 10 4
:
1
10
. . 100 3. 200( )
' '
100.50 3
τ
τ τ
−
−

= − = − = Ω






= = = = =



L C
C L
L R
Z
C
HD
L
Z Z
C
U U U U V
RZ RZ
Kết quả giảng dạy cho thấy, tiến trình dạy học như đã đề xuất đã nuôi
dưỡng ý tưởng người học, làm cho học sinh có hướng thú tìm ra các phương pháp
tiếp cận các bài toán vật lí và tìm ra dấu hiệu bản chất của các dạng bài toán.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Đỗ Hương Trà – Lê Trọng Tường, Dạy học Vật lí theo phương pháp Lamap ở trường
phổ thông – Một xu hướng dạy học hiện đại. Tạp chí khoa học giáo dục số 3/2010.
[2] G. Charpak. Bàn tay nặn bột (Đinh Ngọc Lân dịch). NXB Giáo dục, H.1999.