SKKN Vật lý 12: Ôn tập lý thuyết kết hợp với luyện tập theo từng phần nội dung kiến thức trong mỗi chương

SỞ GD&ĐT LÀO CAI
TRUNG TÂM GDTX SỐ 1 TP LÀO CAI







Sáng kiến kinh nghiệm cấp tỉnh
Môn Vật lý


ÔN TẬP LÝ THUYẾT
KẾT HỢP VỚI LUYỆN TẬP THEO TỪNG PHẦN
NỘI DUNG KIẾN THỨC TRONG MỖI CHƯƠNG








Họ và tên: Đàm Đình Hoa
Đơn vị: Trung tâm GDTX số 1 TP Lào Cai



Lào Cai, tháng 3 năm 2011

A- PHẦN MỞ ĐẦU

Học sinh lớp 12 Bổ túc trung học phổ thông nói chung và học viên lớp
12 của trung tâm GDTX số 1 thành phố Lào Cai nói riêng, đều rất hạn chế và
khó khăn trong việc tiếp thu kiến thức mới do nhiều nguyên nhân khác nhau.
Trong chương trình Vật lý lớp 12 hiện hành, chương “Dao động cơ” là
chương đầu tiên và cũng là một chương thuộc loại khó. Nếu nắm vững kiến
thức của chương này sẽ giúp cho học sinh vận dụng được khá nhiều ở một số
chương sau cả trong lý thuyết và bài tập. Mặt khác trong các bài kiểm tra 1
tiết hay học kỳ và kể cả thi tốt nghiệp luôn luôn có một số câu hỏi thuộc
chương này. Để giúp cho học sinh nắm vững thêm kiến thức, nhất là những
học sinh học yếu đặc biệt là học viên Bổ túc văn hoá (những người có ít điều
kiện để học tập), ngoài việc dạy, hướng dẫn học viên học và làm bài tập sau
mỗi tiết học, người thầy giáo phải tổ chức ôn tập cho học viên một cách phù
hợp nhất. Sau mỗi chương đều có những tiết ôn tập, thông thường giáo viên
cho học sinh hệ thống kiến thức trọng tâm cơ bản trong chương sau đó mới
luyện giải bài tập. Cách làm này chỉ phù hợp với những học sinh có kết quả
học tập trung bình khá trở lên, đối với những học sinh học yếu mà nhất là học
viên Bổ túc trung học phổ thông thì với cách ôn tập như vậy học viên chưa
kịp nắm vững và hiểu rõ về lý thuyết thì đã chuyển sang luyện giải bài tập nên
học sinh đã yếu lại càng yếu hơn. Để giải quyết vấn đề này, tôi đã có sáng
kiến “Ôn tập lý thuyết kết hợp với luyện tập theo từng phần nội dung kiến
thức trong mỗi chương”. Với cách làm này, tôi đã thực hiện trong một số năm
gần đây và thấy có hiệu quả rõ rệt. Sau đây tôi xin trình bày cách ôn tập
chương “Dao động cơ” của chương trình Vật lý lớp 12 hiện hành theo sáng
kiến của tôi.

1
B- PHẦN NỘI DUNG

I. NHÓM CÁC NỘI DUNG KIẾN THỨC TRONG CHƯƠNG:
1. Dao động điều hòa.
2. Con lắc lò xo, con lắc đơn.
3. Dao động tắt dần, dao động cưỡng bức sự cộng hưởng, tổng hợp hai dao
động điều hòa cùng phương cùng tần số.
II. HƯỚNG DẪN HỌC VIÊN ÔN TẬP:
1. Dao động điều hòa:
1.1. Lý thuyết:
- Khái niệm dao động cơ, dao động tuần hoàn.
- Dao động điều hòa:
+ Định nghĩa: (SGK – 5)
+ Phương trình: x = Acos(ωt + φ)
+ Chu kỳ:
ω
2π
T =

+ Tần số:
2π
ω
T
1
f ==

- Vận tốc, gia tốc của vật dao động điều hòa:
+ Vận tốc: v = -ωAsin(ωt + φ)
Chú ý: v
Max
= ωA (Vật ở vị trí cân bằng).
+ Gia tốc: a = -ω

2
Acos(ωt + φ)
Chú ý: a
Max
= ω
2
A (Vật ở vị trí biên).
1.2. Bài tập:
Bài tập 1: Một vật dao động điều hòa có quỹ đạo là một đoạn thẳng dài 12cm. Biết
phương trình dao động của vật là
)
3
5cos(
π
π
+= tAx
(cm). Hãy xác định biên độ dao
động và ly độ của vật tại thời điểm 2s?
* Hướng dẫn học viên giải:

2
- Quỹ đạo dao động của vật là S = 12cm nên biên độ dao động của vật là
)(6
2
12
2
cm
S
A ===

- Ly độ của vật tại thời điểm t = 2s là:
3)
3
2.5cos(6 =+=
π
π
t
x
(cm)
Bài tập 2: Phương trình dao động điều hòa của một vật là
)
6
10cos(10
π
π
+= tx
(cm).
Hãy tính:
a. Chu kỳ và tần số của dao động.
b. Vận tốc cực đại và gia tốc cực đại của vật.
* Hướng dẫn học viên giải:
- Từ phương trình dao động ta thấy A = 10cm = 0,1m; ω = 10π rad/s do đó
tính được chu kỳ và tần số của dao động là:
+ Chu kỳ:
)(2,0
10
22
sT ===
π
π

ω
π

+ Tần số:
)(5
2,0
11
Z
H
T
f ===
- Vận tốc cực đại của vật là: v = ωA = 10π.0,1 ≈ 3,14 (m/s)
- Gia tốc cực đại của vật là: a = ω
2
A = (10π)
2
.0,1 ≈ 100 (m/s
2
)
2. Con lắc lò xo, con lắc đơn:
2.1. Lý thuyết:
Con lắc lò xo Con lắc đơn
Phương trình x = Acos(ωt + φ)
s = s
o
cos(ωt + φ)
hoặc x = Acos(ωt + φ)
Lực kéo về F = -kx
s
l

mg
F −=

Tần số góc
m
k
ω =

l
g
ω =

Chu kỳ
k
m
2πT =

g
l
2πT =


3
Cơ năng
W = W
đ
+ W
t
=
22

Amω
2
1
2
kA
2
1
=

W = W
đ
+ W
t
=
)cos1(
2
1
2
ϕ
−+ mglmv


2.2. Bài tập:
Bài tập 1: Một con lắc lò xo gồm một vật có khối lượng 0,4kg và một lò xo có độ
cứng 80N/m
2
. Con lắc dao động điều hòa với biên độ 0,1m. Hãy tính vận tốc của
con lắc khi qua vị trí cân bằng và cơ năng của con lắc?
* Hướng dẫn học viên giải:
- Vận tốc của vật ở vị trí cân bằng có giá trị cực đại nên v = ωA.

Mà
(rad/s)210
0,4
80
m
k
ω ===

=>
1,41(m/s).0,1210ωAv ≈==

- Cơ năng của con lắc là
0,4(J)80(0,1)
2
1
kA
2
1
W
22
===

Bài tập 2: Một con lắc đơn dài 2m dao động điều hòa. Hãy tính chu kỳ dao động
của con lắc biết g = 9,8m/s
2
và tính số lần dao động của con lắc trong 1,5 phút?
* Hướng dẫn học viên giải:
- Chu kỳ dao động của con lắc đơn là
9(s)
9,8

2
2π
g
l
2πT ≈==

- Số lần sao động của con lắc trong thời gian t = 1,5 phút = 90s là:

10
9
90
T
t
N ===
(lần)
3. Dao động tắt dần, dao động cưỡng bức, tổng hợp hai dao động điều
hòa cùng phương cùng tần số:
3.1. Lý thuyết:
- Khái niệm các loại dao động tắt dần, duy trì, cưỡng bức.
- Hiện tượng cộng hưởng:
+ Định nghĩa.
+ Điều kiện để có cộng hưởng: f = f
o

4
- Véc tơ quay:
- Phương pháp giản đồ Fre-nen:
+ Một vật đồng thời thực hiện hai dao động cùng phương cùng tần số:
x
1

= A
1
cos(ωt + φ
1
)
x
2
= A
2
cos(ωt + φ
2
)
=> Dao động tổng hợp của vật có dạng: x = Acos(ωt + φ)
+ Biểu diễn hai dao động thành phần lên cùng một giản đồ véc tơ và xác định
dao động tổng hợp qua giản đồ.
+ Biên độ của dao động tổng hợp được tính bằng công thức:

222
12 12 21
2cos(AAA AA )
ϕ
ϕ
=++ −

+ Pha ban đầu của dao động tổng hợp được tính bằng công thức:

112
112
sin sin
tan

cos cos
AA
AA
2
2
ϕ
ϕ
ϕ
ϕ
ϕ
+
=
+

+ Chú ý:
* Nếu hai dao động cùng pha
ϕ
2
- ϕ = 2nπ thì A = A
1
+ A
2
* Nếu hai dao động ngược pha ϕ
2
- ϕ = (2n + 1)π thì
21
A = A - A

3.2. Bài tập:
Bài tập 1:

Một vật đồng thời thực hiện hai dao động điều hoà cùng phương theo
các phương trình x
1
= 100cos50t (mm) và x
2
= 173cos(50t -
2
π
) (mm). Hãy viết
phương trình dao động tổng hợp của vật.
* Hướng dẫn học viên cách giải:
- Phương trình dao động tổng hợp có dạng x = Acos(ωt + ϕ).
- Do pha ban đầu của các dao động thành phần là các góc đặc biệt và biên độ
dao động A
2
≈ 3 A
1
(173 ≈ 3 .100) nên ta giải bằng giản đồ véc tơ.
- Trên giản đồ: có phương nằm ngang,
1
A
uur
2
A
u
ur
có phương thẳng đứng và hướng
xuống dưới vì pha ban đầu của dao động là
2
π

−
.

5
- Theo giản đồ véc tơ ta có:
+ Biên độ của dao động tổng hợp:

22
1
2
2
A
AA=+
=>
22 2 2
12
100 173 200AAA=+= +≈
(mm)
+ Pha ban đầu của dao động tổng hợp là:

2
1
173
tan 3
100 3
A
A
π
ϕϕ
== ≈ ⇒≈

rad
Hoặc:
2
173 3
sin
200 2 3
A
A
π
ϕϕ
== ≈ ⇒ ≈
rad
O
1
A
u
ur


ϕ





2
A
uur

A
u
ur

- Tần số góc của dao động tổng hợp đúng bằng tần số góc của các dao động
thành phần
ω = 50 rad/s.
Vậy phương trình dao động tổng hợp của vật là:

x = 200cos(50t + )
3
π
(mm)
Bài tập 2: Một vật thực hiện đồng thời hai dao động điều hoà cùng phương có
phương trình lần lượt là
1
5
3cos( )
26
xt
π
π
=+
(cm);
2
5
3cos( )
23
xt
π

π
=+
(cm).
Hãy tính biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp.
* Hướng dẫn học viên cách giải:
- Biên độ của dao động tổng hợp:

222
12 12 21
A = A+A + 2AAcos( )
ϕ
ϕ
−

=>
22
12 12 2
A A + A + 2A A cos( )
1
ϕ
ϕ
=−

=
23
3 3 2.3.3cos( )
36
π
π
++ −

≈ 5,8 (cm)
- Pha ban đầu của dao động tổng hợp:

6

112
112
Asin Asin
tan =
A cos A cos
2
2
ϕ
ϕ
ϕ
ϕ
ϕ
+
+


ππ
13
3sin + 3sin
3 + 3
63
22
= = = 1
ππ
31

3cos + 3cos
3 + 3
63
22

=> ϕ =
4
π
(rad)

C- PHẦN KẾT LUẬN:

I. KẾT QUẢ THỰC HIỆN:
Mặc dù sáng kiến này tôi đã thực hiện một số năm gần đây nhưng để thấy rõ
hiệu quả của nó, ngay từ đầu năm học tôi đã chọn 2 lớp có những đặc điểm tương
đối tương đồng với nhau để kiểm chứng. Cụ thể như sau:
Lớp Số lượng Nữ Dân tộc Cán bộ
h/s
chuyên
nghiệp
Trên
25 tuổi
12B 49 26 23 8 25 15
12D 52 26 28 32 5 22

Tiến hành ôn tập cho các lớp như sau:
- Lớp 12B: Tiến hành ôn tập lý thuyết kết hợp với luyện tập theo từng phần
nội dung kiến thức theo nhóm các nội dung kiến thức đã nêu ở mục I và được thực
hiện như ở mục II phần nội dung.
- Lớp 12D: Tiến hành ôn tập xong toàn bộ lý thuyết rồi mới luyện tập với nội

dung giống như nội dung ôn tập ở lớp 12B (Chỉ khác ở cách ôn tập).


7
Kết quả kiểm tra trước và sau khi ôn tập ở cả hai lớp như sau:
Kết quả điểm
Thời
điểm
Lớp
Số
bài
KT
Dưới
2
Từ 2
đến 4
%
dưới
TB
Từ 5
đến 7
Từ 8
trở
lên
%
trên
TB
Ghi
chú
12B 49 0 32 65,3 17 0 34,5

Trước
khi ôn
tập
12D 50 0 35 70,0 15 0 30,0
12B 49 0 14 28,6 34 1 71,4
Sau
khi ôn
tập
12D 52 0 20 38,5 32 0 61,5


Kết quả kiểm tra trước và sau khi ôn tập cho thấy mặc dù sự chênh lệch điểm
không nhiều nhưng phần nào cũng khẳng định việc ôn tập lý thuyết kết hợp với
luyện tập theo từng phần nội dung kiến thức trong chương đã có hiệu quả là làm
cho học viên nắm vững kiến thức hơn.
II. KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ:
Với kinh nghiệm giảng dạy nhiều năm tôi đã có sáng kiến “Ôn tập lý thuyết
kết hợp với luyện tập theo từng phần nội dung kiến thức trong chương”. Bằng cách
ôn tập như vậy không những vẫn đáp ứng được mục tiêu của giờ ôn tập là củng cố,
hệ thống được nội dung kiến thức trọng tâm cơ bản trong chương và rèn luyện các
kỹ năng cho học viên mà còn giúp cho học viên nắm vững kiến thức hơn. Việc ôn
tập cho học viên theo cách này không chỉ dừng lại ở chương “Dao động cơ” mà tôi
đã trình bày ở trên mà còn có thể áp dụng ôn tập ở tất cả các chương của tất cả các
khối lớp; Không chỉ ở bộ môn Vật lý mà còn có thể áp dụng cho các môn khác như
Toán học, Hóa học, Sinh học, Ngoại ngữ …; Không chỉ áp dụng ở cấp THPT mà
còn có thể áp dụng cho cả cấp THCS; Việc áp dụng sáng kiến này không chỉ có
hiệu quả với các trung tâm GDTX mà còn có thể áp dụng cho các lớp ở các trường
THPT với học sinh có lực học không phải là khá và giỏi. Không những chỉ áp dụng
trong tỉnh Lào Cai mà còn có thể áp dụng rộng rãi trong toàn quốc.

8
Cách ôn tập này chỉ là một trong số rất nhiều biện pháp nhằm nâng cao kết
quả học tập của học sinh. Tuy có tính tích cực nhưng không phải là không có
nhược điểm như: Việc chia nội dung kiến thức trong chương còn mang tính chủ
quan của giáo viên; Nếu chỉ có 1 tiết ôn tập thì rất khó thực hiện, nếu có nhiều tiết
ôn tập thì giống như dạy lại kiến thức đã học.
Với khả năng có hạn và do nhiều yếu tố khách quan cũng như chủ quan,
phần trình bày ở trên có thể không tránh khỏi những sai sót. Tôi rất mong các bạn
đồng nghiệp cùng trao đổi góp ý kiến để việc giảng dạy của chúng ta ngày càng đạt
kết quả tốt hơn.
Tôi xin chân thành cám ơn!
NGƯỜI VIẾT




Đàm Đình Hoa

9
DANH MỤC TƯ LIỆU THAM KHẢO

1. Sách giáo khoa Vật lý 12 (Chương trình cơ bản)- Tổng chủ biên:
Lương Duyên Bình; Chủ biên: Vũ Quang; Các tác giả: Nguyễn Thượng
Chung, Tô Giang, Trần Chí Minh, Ngô Quốc Quýnh – Nhà xuất bản giáo
dục.
2. Sách Bài tập Vật lý 12 (Chương trình cơ bản) – Chủ biên: Vũ Quang;
Các tác giả: Lương Duyên Bình, Tô Giang, Ngô Quốc Quýnh – Nhà xuất
bản giáo dục Việt Nam.
3. Hướng dẫn ôn tập môn Vật lý lớp 12 (Dùng cho GDTX) – Các tác giả:
Kiều Thị Bình, Nguyễn Trọng Sửu, Vũ Đình Túy – Nhà xuất Bản giáo
dục Việt nam.
4. Chương trình khung môn Vật lý lớp 12 GDTX của Bộ GD&ĐT.
5. Chương trình giáo dục phổ thông cấp trung học phổ thông (Tài liệu
chuẩn kiến thức, kỹ năng) – Bộ GD&ĐT – Nhà xuất bản giáo dục.


10