Xây dựng hệ thống bài tập phát triển năng lực chuyên biệt trong bồi dưỡng học sinh giỏi môn vật lý ở trường THPT

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HỐ
TRƯỜNG THPT HỒNG LỆ KHA
-----ššššš-----

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP PHÁT TRIỂN NĂNG
LỰC CHUYÊN BIỆT TRONG BỒI DƯỠNG HỌC SINH
GIỎI MÔN VẬT LÝ Ở TRƯỜNG THPT

Người thực hiện: Nguyễn Tố Hữu
Chức vụ: Tổ phó chun mơn
SKKN thuộc mơn: Vật lý

THANH HÓA, NĂM 2016


MỤC LỤC
Mục
A
I
II
III
IV
B
I
II
1
2
2.1
2.2

2.3
2.4
III
C
1
2

Nội dung
Mở đầu
Lý do chọn đề tài
Mục đích nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu
Nội dung SKKN
Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng SKKN
Cơ sở lý luận của SKKN
Sự cần thiết của đề tài
Phương pháp dạy học theo định hướng phát triển
năng lực
Bản chất phương pháp dạy học theo định hướng
phát triển năng lực
Vận dụng phương pháp dạy học theo định hướng
phát triển năng lực trong dạy mơn Vật lí
Phương pháp xây dựng hệ thống bài tập phát
triển năng lực chuyên biệt
Đặc điểm của hệ thống bài tập
Xây dựng hệ thống bài tập
Chuyên đề 1: Động lực học Vật rắn
Chuyên đề 2: Dao động cơ
Kết luận, Kiến nghị

Kết luận
Kiến nghị
Phần phụ lục I: Xây dựng minh họa 01 đề thi
chọn HSG cấp tỉnh có đủ các năng lực chuyên
biệt cần thiết đặc thù bộ môn Vật lý
Phần phụ lục II: Các chuyên đề bổ sung làm đề
tài giảng dạy, bồi dưỡng HSG; làm đề thi HSG
đầy đủ dạng và năng lực.
Chuyên đề 3: Sóng cơ
Chuyên đề 4: Dao động và sóng điện từ
Chun đề 5: Dịng điện xoay chiều
Chuyên đề 6: Sóng ánh sáng
Chuyên đề 7: Lượng tử ánh sáng
Tài liệu tham khảo

Trang
1
1
1
1
2
2
2
2
2
3
3
3
3
5

6
6
11
20
20
20
21(PL)
26(PL)
26(PL)
33(PL)
39(PL)
46(PL)
53(PL)


SKKN:“Xây dựng hệ thống bài tập phát triển năng lực chuyên biệt
trong bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lý ở trường THPT”

XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC CHUYÊN BIỆT
TRONG BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN VẬT LÝ Ở TRƯỜNG THPT
A. MỞ ĐẦU
I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Giáo dục phổ thông nước ta đang thực hiện bước chuyển từ chương trình giáo
dục tiếp cận nội dung sang tiếp cận năng lực của người học, nghĩa là từ chỗ quan tâm
đến việc học sinh học được cái gì đến chỗ quan tâm học sinh vận dụng được cái gì qua
việc học. Để đảm bảo được điều đó, nhất định phải thực hiện thành công việc chuyển từ
phương pháp dạy học theo lối "truyền thụ một chiều" sang dạy cách học, cách vận dụng
kiến thức, rèn luyện kỹ năng, hình thành năng lực và phẩm chất; đồng thời phải chuyển
cách đánh giá kết quả giáo dục từ nặng về kiểm tra trí nhớ sang kiểm tra, đánh giá năng
lực vận dụng kiến thức giải quyết vấn đề, coi trọng cả kiểm tra đánh giá kết quả học tập

với kiểm tra đánh giá trong quá trình học tập để có thể tác động kịp thời nhằm nâng cao
chất lượng của các hoạt động dạy học và giáo dục.
Trước bối cảnh đó và để chuẩn bị q trình đổi mới chương trình, sách giáo khoa
giáo dục phổ thơng, cần thiết phải đổi mới đồng bộ phương pháp dạy học và kiểm tra
đánh giá kết quả giáo dục.
Trong quá trình giảng dạy bộ mơn Vật lý, mục tiêu chính của người dạy là giúp
việc học tập những kiến thức về lý thuyết, hiểu và vận dụng được các lý thuyết chung
của vật lý vào những lĩnh vực cụ thể, một trong những lĩnh vực đó là việc giải bài tập
vật lý.
Bài tập vật lý có vai trị đặc biệt quan trọng trong quá trình nhận thức và phát
triển năng lực tư duy của học sinh, giúp cho học sinh ôn tập, đào sâu, mở rộng kiến
thức, rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo, ứng dụng vật lý vào thực tiễn, phát triển tư duy sáng
tạo cũng như các năng lực cá nhân khác. Bài tập Vật lý cịn là cơng cụ hữu hiệu trong
việc đánh giá năng lực Vật lý ở người học, đặc biệt trong các kỳ thi học sinh giỏi.
Lý do ra đời đề tài: “Xây dựng hệ thống bài tập phát triển năng lực chuyên
biệt trong bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lý ở trường THPT” từ mục đích xây dựng
một hệ thống bài tập nhằm phát triển các năng lực thành phần, năng lực chuyên biệt
trong bộ môn Vật lý cho học sinh trong ôn luyện, bồi dưỡng và tham gia các kỳ thi học
sinh giỏi nói riêng và các q trình học tập nói chung.
II. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
- Nghiên cứu phương pháp dạy học, kiểm tra, đánh giá theo định hướng phát triển năng
lực.
- Nghiên cứu các năng lực chuyên biệt đặc thù của bộ mơn Vật lý cần phát triển ở học
sinh nói chung và đối tượng học sinh giỏi nói riêng.
- Xây dựng một hệ thống bài tập được biên soạn theo tinh thần phát triển năng lực
chuyên biệt cho đối tượng học sinh giỏi để làm tài liệu giảng dạy bồi dưỡng học sinh
giỏi hoặc làm đề thi chọn học sinh giỏi trong mỗi kỳ thi cấp trường, cấp tỉnh.
III. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
- Học sinh giỏi lớp 12 cấp trường, cấp tỉnh.
- Đề thi chọn học sinh giỏi cấp trường, cấp tỉnh.

- Sách giáo khoa, sách bài tập, tài liệu tham khảo môn Vật lý lớp 12.
IV. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Nguyễn Tố Hữu – THPT Hồng Lệ Kha – Thanh Hóa

1


SKKN:“Xây dựng hệ thống bài tập phát triển năng lực chuyên biệt
trong bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lý ở trường THPT”

- Phương pháp Lý thuyết: + Nghiên cứu cơ sở lý luận, hệ thống lý thuyết của phương
pháp dạy học và kiểm tra đánh giá theo định hướng phát triển năng lực người học theo
yêu cầu của Bộ GD&ĐT trong giai đoạn hiện nay.
+ Nghiên cứu chương trình các kỳ thi học sinh giỏi, chương trình sách giáo khoa, sách
bài tập, tài liệu tham khảo, cơ sở thực tiễn của phương pháp.
- Phương pháp điều tra: Khảo sát các đề thi học sinh giỏi các trường, các tỉnh để tìm
hiểu mức độ phù hợp với yêu cầu dạy học và kiểm tra đánh giá theo hướng phát triển
năng lực của học sinh trong giai đoạn hiện nay
- Phương pháp chuyên gia: Tham khảo ý kiến các đồng nghiệp, chuyên viên và các
chuyên gia giàu kinh nghiệm.
B. NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
I. THỰC TRẠNG VẤN ĐỀ TRƯỚC KHI ÁP DỤNG SKKN
Môn vật lý trong trường phổ thông là một trong những mơn học khó, nếu khơng
có những bài giảng và phương pháp hợp lý phù hợp với thế hệ học trò dễ làm cho học
sinh thụ động trong việc tiếp thu, cảm nhận. Đã có hiện tượng một số bộ phận học sinh
khơng muốn học vật lí, ngày càng lạnh nhạt với giá trị thực tiễn của vật lí.
Nhiều giáo viên chưa quan tâm đúng mức đối tượng giáo dục: Chưa đặt ra cho
mình nhiệm vụ và trách nhiệm nghiên cứu, hiện tượng dùng đồng loạt cùng một cách
dạy, một bài giảng cho nhiều lớp, nhiều thế hệ học trị là khơng ít. Do phương pháp ít
có tiến bộ mà người giáo viên đã trở thành người cảm nhận, truyền thụ tri thức một

chiều. Giáo viên nên là người hướng dẫn học sinh chủ động trong quá trình lĩnh hội tri
thức vật lí.
Hiện tại chưa có một hệ thống bài tập nào được biên soạn để sử dụng phổ biến
nhằm phát triển năng lực chuyên biệt cho người học ở các bộ mơn nói chung và mơn
Vật lý nói riêng.
Hệ quả của thực trạng trên.
Chương trình dạy học định hướng nội dung dẫn đến xu hướng việc kiểm tra đánh
giá chủ yếu dựa trên việc kiểm tra khả năng tái hiện tri thức mà không định hướng vào
khả năng vận dụng tri thức trong những tình huống thực tiễn.
Do phương pháp dạy học mang tính thụ động và ít chú ý đến khả năng ứng dụng
nên sản phẩm giáo dục là những con người mang tính thụ động, hạn chế khả năng sáng
tạo và năng động. Do đó chương trình giáo dục này khơng đáp ứng được u cầu ngày
càng cao của xã hội và thị trường lao động đối với người lao động về năng lực hành
động, khả năng sáng tạo và tính năng động.
II. CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA SKKN
1. Sự cần thiết của đề tài:
Trước yêu cầu cần phải đổi mới chương trình dạy học định hướng nội dung sang
chương trình dạy học định hướng phát triển năng lực người học, bài tập Vật lý cần phải
được biên soạn theo tinh thần này để phục vụ cho công tác giảng dạy của người giáo
viên và nhiệm vụ học tập của người học sinh.
Trong thời gian qua, Bộ GD&ĐT và các Sở GD&ĐT đã tổ chức tập huấn cho
giáo viên phổ thông trong cả nước hai chuyên đề về đổi mới kiểm tra đánh giá và dạy
học theo định hướng phát triển năng lực. Đề tài này ra đời vừa để thực hiện việc kết
hợp được cả hai chuyên đề, vừa để thực thi yêu cầu đổi mới của sự nghiệp giáo dục
nước nhà trong giai đoạn hiện nay.
2. Phương pháp dạy học theo định hướng phát triển năng lực
Nguyễn Tố Hữu – THPT Hoàng Lệ Kha – Thanh Hóa

2

SKKN:“Xây dựng hệ thống bài tập phát triển năng lực chuyên biệt
trong bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lý ở trường THPT”

2.1. Bản chất phương pháp dạy học theo định hướng phát triển năng lực:
- Về mục tiêu dạy học
+ Mục tiêu về kiến thức: vận dụng kiến thức trong các tình huống, các nhiệm vụ gắn
với thực tế.
+ Mục tiêu về kỹ năng: Phát triển kỹ năng thực hiện các hoạt động đa dạng thông qua
các hoạt động trong và ngoài nhà trường.
- Về phương pháp dạy học:
+ Tổ chức hoạt động dạy học thông qua trải nghiệm, giải quyết những nhiệm vụ thực
tiễn.
- Về nội dung dạy học:
+ Cần xây dựng các hoạt động, chủ đề, nhiệm vụ đa dạng gắn với thực tiễn.
- Về kiểm tra, đánh giá:
+ Đánh giá khả năng vận dụng kiến thức và kỹ năng thực hiện nhiệm vụ của học sinh
dựa vào chuẩn năng lực.
- Trong chuẩn năng lực có những nhóm năng lực chung
- Từ năng lực chung cụ thể hóa thành các năng lực chuyên biệt
- Từ năng lực chuyên biệt cụ thể hóa thành các năng lực thành phần
- Các năng lực thành phần cụ thể hóa thành các thành tố liên quan đến kiến thức kỹ
năng… để định hướng quá trình dạy học, kiểm tra, đánh giá của giáo viên.
2.2. Vận dụng phương pháp dạy học theo định hướng phát triển năng lực
trong dạy và học môn Vật lí:
Để áp dụng phương pháp dạy học theo định hướng phát triển năng lực, trước hết
giáo viên chủ động xác định năng lực chung và chuyên biệt môn Vật lý.
1. Cách xây dựng các năng lực chuyên biệt bằng cách cụ thể hóa các năng lực
chung
Nhóm năng lực làm chủ và phát triển bản thân: năng lực tự học, năng lực giải quyết

vấn đề, năng lực sáng tạo, năng lực quản lý.
Nhóm năng lực về quan hệ xã hội: năng lực giao tiếp, năng lực hợp tác.
Nhóm năng lực công cụ: năng lực sử dụng công nghệ thông tin, năng lực sử dụng
ngơn ngữ, năng lực tính tốn.
2. Cách xây dựng các năng lực chuyên biệt dựa trên đặc thù môn học
- Chia nhỏ các năng lực: năng lực giải quyết, năng lực hợp tác vấn đề, năng lực thực
nghiệm, năng lực quan sát, năng lực tự học, năng lực sáng tạo… thành các năng lực
thành phần
- Chỉ ra các thao tác liên quan đến từng năng lực thành phần có thể nhận biết được và
đưa ra chỉ báo rõ ràng về mức độ chất lượng của từng thao tác.
2.3. Phương pháp xây dựng hệ thống bài tập phát triển năng lực chuyên biệt:
Hệ thống bài tập được xây dựng theo các nhóm năng lực sau:
Nhóm năng lực chuyên biệt liên quan đến sử dụng kiến thức Vật lý (ký hiệu: K; từ
K1 đến K4)
- K1: Trình bày được kiến thức về các hiện tượng, đại lượng, định luật, nguyên lí vật lí
cơ bản, các phép đo, các hằng số vật lí
- K2: Trình bày được mối quan hệ giữa các kiến thức vật lí
- K3: Sử dụng được kiến thức vật lí để thực hiện các nhiệm vụ học tập
+ K4: Vận dụng (giải thích, dự đốn, tính toán, đề ra giải pháp, đánh giá giải pháp )
kiến thức vật lí vào các tình huống thực tiễn.
Nhóm năng lực chuyên biệt về phương pháp (tập trung vào năng lực thực nghiệm và
năng lực mơ hình hóa (ký hiệu: P; từ P1 đến P9)
Nguyễn Tố Hữu – THPT Hoàng Lệ Kha – Thanh Hóa

3


SKKN:“Xây dựng hệ thống bài tập phát triển năng lực chuyên biệt
trong bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lý ở trường THPT”

- P1: Đặt ra những câu hỏi về một sự kiện vật lí
- P2: Mơ tả được các hiện tượng tự nhiên bằng ngơn ngữ vật lí và chỉ ra các quy luật
vật lí trong hiện tượng đó
- P3: Thu thập, đánh giá, lựa chọn và xử lí thông tin từ các nguồn khác nhau để giải
quyết vấn đề trong học tập vật lí
- P4: Vận dụng sự tương tự và các mơ hình để xây dựng kiến thức vật lí
- P5: Lựa chọn và sử dụng các cơng cụ tốn học phù hợp trong học tập vật lý.
- P6: Chỉ ra được điều kiện lí tưởng của hiện tượng vật lí
- P7: Đề xuất được giả thuyết; suy ra các hệ quả có thể kiểm tra được
- P8: Xác định mục đích, đề xuất phương án, lắp ráp, tiến hành xử lí kết quả thí nghiệm
và rút ra nhận xét.
- P9: Biện luận tính đúng đắn của kết quả thí nghiệm và tính đúng đắn các kết luận
được khái qt hóa từ kết quả thí nghiệm này.
Nhóm năng lực chuyên biệt về trao đổi thông tin (ký hiệu: X; từ X1 đến X8)
- X1: Trao đổi kiến thức và ứng dụng vật lí bằng ngơn ngữ vật lí và các cách diễn tả
đặc thù của vật lí
- X2: Phân biệt được những mô tả các hiện tượng tự nhiên bằng ngôn ngữ đời sống và
ngôn ngữ vật lí (chuyên ngành)
- X3: Lựa chọn, đánh giá được các nguồn thông tin khác nhau
- X4: Mô tả được cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của các thiết bị kĩ thuật, công nghệ
- X5: Ghi lại được các kết quả từ các hoạt động học tập vật lí của mình (nghe giảng,
tìm kiếm thơng tin, thí nghiệm, làm việc nhóm… ).
- X6: Trình bày các kết quả từ các hoạt động học tập vật lí của mình (nghe giảng, tìm
kiếm thơng tin, thí nghiệm, làm việc nhóm… ) một cách phù hợp
- X7: Thảo luận được kết quả công việc của mình và những vấn đề liên quan dưới góc
nhìn vật lí
- X8: Tham gia hoạt động nhóm trong học tập vật lí
Nhóm năng lực chun biệt liên quan đến cá thể (ký hiệu: C; từ C1 đến C6)
- C1: Xác định được trình độ hiện có về kiến thức, kĩ năng, thái độ của cá nhân trong
học tập vật lí

- C2: Lập kế hoạch và thực hiện được kế hoạch, điều chỉnh kế hoạch học tập vật lí
nhằm nâng cao tŕnh độ bản thân.
- C3: Chỉ ra được vai trò (cơ hội) và hạn chế của các quan điểm vật lí đối trong các
trường hợp cụ thể trong mơn Vật lí và ngồi mơn Vật lí
- C4: So sánh và đánh giá được - dưới khía cạnh vật lí- các giải pháp kĩ thuật khác
nhau về mặt kinh tế, xã hội và môi trường
- C5: Sử dụng được kiến thức vật lí để đánh giá và cảnh báo mức độ an tồn của thí
nghiệm, của các vấn đề trong cuộc sống và của các công nghệ hiện đại
- C6: Nhận ra được ảnh hưởng vật lí lên các mối quan hệ xã hội và lịch sử.
(Ghi chú: Các thành phần năng lực C3, C5 và C6 ít được thể hiện và được tổ chức
đánh giá ở HS).
Ngoài ra, hệ thống bài tập còn được phân loại theo 3 bậc cấp độ năng lực sau:
* Nhóm Năng lực sử dụng kiến thức
+ KI Tái hiện kiến thức: Tái hiện được các kiến thức và đối tượng vật lí cơ bản.
+ KII Vận dụng kiến thức: Xác định và sử dụng kiến thức vật lí trong tình huống đơn
giản; Sử dụng phép tương tự.
+ KIII Liên kết và chuyển tải kiến thức: Vận dụng kiến thức trong tình huống có phần
mới mẻ; Lựa chọn được đặc tính phù hợp.
* Năng lực về phương pháp
Nguyễn Tố Hữu – THPT Hoàng Lệ Kha – Thanh Hóa

4


SKKN:“Xây dựng hệ thống bài tập phát triển năng lực chuyên biệt
trong bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lý ở trường THPT”

+ PI Mô tả lại các phương pháp chuyên biệt: Áp dụng, mô tả các phương pháp vật lí,
đặc biệt là phương pháp thực nghiệm.
+ PII Sử dụng các phương pháp chuyên biệt: Sử dụng các chiến lược giải bài tập.

- Lập kế hoạch và tiến hành thí nghiệm đơn giản; Mở rộng kiến thức theo hướng dẫn.
+ PIII Lựa chọn và vận dụng các phương pháp chuyên biệt để giải quyết vấn đề:
- Lựa chọn và áp dụng một cách có mục đích và liên kết các phương pháp chun mơn,
bao gồm cả thí nghiệm đơn giản và tốn học hóa; Tự chiếm lĩnh kiến thức.
* Năng lực trao đổi thông tin
+ XI Làm theo mẫu diễn tả cho trước: Diễn tả một đối tượng đơn giản bằng nói và viết
hoặc theo mẫu cho trước theo hướng dẫn; Đặt câu hỏi về đối tượng.
+ XII Sử dụng hình thức diễn tả phù hợp: Diễn tả một đối tượng bằng ngơn ngữ vật lí
và có cấu trúc; Biện giải về một đối tượng; Lí giải các nhận định.
+ XIII Tự lựa chọn cách diễn tả và sử dụng: Lựa chọn, vận dụng và phản hồi các hình
thức diễn tả một cách có tính tốn và hợp lí; Thảo luận về mức độ giới hạn phù hợp của
một chủ đề.
* Năng lực cá thể
+ CI : Áp dụng sự đánh giá có sẵn; Nhận thấy tác động của kiến thức vật lí; Phát biểu
được bối cảnh cơng nghệ đơn giản dưới nhãn quan vật lí.
+ CII: Bình luận những đánh giá đã có; Đưa ra những quyết định theo các khía cạnh đặc
trưng của vật lí; Phân biệt giữa các bộ phận vật lí và các bộ phận khác của việc đánh
giá.
+ CIII: Tự đưa ra những đánh giá của bản thân; Đánh giá ý nghĩa của các kiến thức vật
lí; Sử dụng kiến thức vật lí như nền tảng của quá trình đánh giá đối tượng; Sắp
xếp các hiện tượng vào một bối cảnh vật lí.
2.4. Đặc điểm của hệ thống bài tập
Do hệ thống bài tập được xây dựng bồi dưỡng cho đối tượng là học sinh giỏi và sử
dụng trong các kỳ thi học sinh giỏi nên hệ thống bài tập mang một số đặc điểm sau:
+ Mỗi bài tập được biên soạn theo tiêu chí đánh giá một hoặc nhóm các năng lực
chuyên biệt của bộ môn Vật lý.
+ Hệ thống bài tập không minh họa hết được tất cả các năng lực thành phần của bộ mơn
Vật lý (vì có những năng lực thường chỉ được sử dụng phù hợp trong quá trình xây
dựng kiến thức mới từ bài học trên lớp).
+ Các bài tập đều được mang những đặc trưng cơ bản nhất trong đánh giá năng lực đặc

thù của bộ môn Vật lý.
+ Các năng lực chuyên biệt chỉ được sử dụng trong đề tài khi năng lực đó có quan hệ
trực tiếp đến việc giải bài tập Vật lý nhằm đánh giá kiến thức, kỹ năng, thái độ của
người học.
+ Vì đối tượng của đề tài là học sinh giỏi nên cấp độ năng lực thường được áp dụng ở
cấp độ II và III.
III. XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP
CHUYÊN ĐỀ 1: ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN
1. DẠNG NĂNG LỰC K2 (năng lực về kiến thức): Đưa ra được mối liên hệ giữa các
kiến thức vật lý (Nhận diện Mã bài tập theo cấp độ năng lực: K2-I; K2-II; K2-III)
* Đặc trưng năng lực K2: Năng lực thành phần này có thể được đánh giá qua các bài
tập cần diễn đạt các mối liên hệ giữa các kiến thức hay giữa các phần kiến thức của
học sinh.
Nguyễn Tố Hữu – THPT Hồng Lệ Kha – Thanh Hóa

5


SKKN:“Xây dựng hệ thống bài tập phát triển năng lực chuyên biệt
trong bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lý ở trường THPT”

Bài tập số 1-K2.III (CƠ VẬT RẮN): Một thanh AB đồng
chất tiết diện đều, khối lượng m chiều dài l, đặt trên mặt
phẳng ngang và dễ dàng quay quanh trục quay cố định đi qua
trọng tâm G và vng góc mặt phẳng nằm ngang. Ban đầu
thanh nằm n. Một hòn bi khối lượng m chuyển động với
vận tốc v0 (theo phương nằm ngang và có hướng vng góc
với thanh AB) đập vào đầu A của thanh. Va chạm là hoàn toàn
đàn hồi. Biết hệ số ma sát giữa thanh và mặt phẳng nằm
ngang là µ. Tìm góc quay cực đại của thanh sau va chạm.

Hướng dẫn giải: Sau khi vừa va chạm vật có vận tốc v,
thanh có vận tốc góc ω
+ Bảo tồn mơmen động lượng:
l
l
1
1
= m v + ml 2ω ⇒ v0 = v + lω
2
12
6
mv0 2
(1)
1 2 1 1
1
1
ml 2ω 2 + mv 2 ⇒ v02 = l 2ω 2 + v 2
+ Bảo toàn năng lượng mv0 =
2
2 12
2
12
Từ (1) và (2) ⇒ ω = 3v0
(3).
l
1
Áp dụng định lý động năng: − IG ω 2 = A ms
2
1 1
l

 3v 
3 v02
ml2  0 ÷ = µmg φ . Vậy: φ =
2 12
4
2 µgl
 l 

(2)

Bài tập có thể đánh giá được: năng lực trình bày được mối quan hệ giữa các kiến
thức, giữa các phần kiến thức của học sinh.
2. DẠNG NĂNG LỰC K3 (năng lực về kiến thức): Sử dụng kiến thức vật lý để thực
hiện nhiệm vụ học tập (Nhận diện Mã bài tập theo cấp độ năng lực: K3-I; K3-II; K3III)
* Đặc trưng năng lực K3: Các nhiệm vụ học tập ở đây có thể được giao trong q
trình học tập bao gồm: Suy luận từ giả thuyết để rút ra hệ quả; Suy luận từ kiến thức
cũ để đưa ra kiến thức mới; Sử dụng kiến thức cũ làm căn cứ đề xuất giả thuyết; Tính
tốn cơng thức làm cơ sở lí thuyết cho các phép đo. Tổng quát hơn, có thể sử dụng kiến
thức vật lý để giải bài tập.
Bài tập số 2-K3.III (CƠ VẬT RẮN): Một quả cầu bán kính R, khối lượng m đặt trên
mặt phẳng khơng nhẵn nghiêng một góc α so với mặt phẳng ngang. Quả cầu được giữ
cân bằng nhờ sợi dây AC song song với mặt phẳng nghiêng như hình vẽ. Biết quả cầu
cịn nằm cân bằng với góc α lớn nhất α0. Hãy tính:
a. Hệ số ma sát giữa quả cầu với mặt phẳng nghiêng
b. Lực căng T của dây AC khi đó.
Hướng dẫn giải: a. Tìm hệ số ma sát: Điều kiện
cân
bằng
của quả cầu:
ur uu

r ur ur
r
P + N + T + F ms = 0(1)
M P / A = M Fms / A (2)

Chiếu (1) lên Ox, Oy:
Psinα +T + Fms = 0 (3’)
Pcosα + N = 0 (3)
Từ (2) ta có: PRsinα = Fms.2R ⇒ Fms = P/2 sinα (4).
Nguyễn Tố Hữu – THPT Hoàng Lệ Kha – Thanh Hóa

6


SKKN:“Xây dựng hệ thống bài tập phát triển năng lực chuyên biệt
trong bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lý ở trường THPT”

Vì quả cầu khơng trượt: Fms ≤ kN ⇒ k ≥
k≥

P sin α
tgα
=
2 P cos α
2

Fms
N

(5)

Thay (3), (4) vào (5):

b. Lực căng dây ứng với α = α0. Từ (3’) T = Psinα - Fms = Psinα - kN;
T = Psinα0 - kPcosα0.
Bài tập có thể đánh giá được: năng lực sử dụng kiến thức vật lý để giải bài tập của
học sinh.
3. DẠNG NĂNG LỰC K4 (năng lực về kiến thức): Vận dụng (giải thích, dự đốn,
tính toán, đề ra giải pháp, đánh giá giải pháp,…) kiến thức vật lí vào các tình
huống thực tiễn (Nhận diện Mã bài tập theo cấp độ năng lực: K4-I; K4-II; K4-III)
* Đặc trưng cơ bản của năng lực K4: Tình huống thực tiễn có thể là các tình huống
liên quan đến: nhiệm vụ, nhu cầu bản thân,…; Các hoạt động thực tiễn trong gia đình:
làm bếp, đồ gia dụng,… Các vấn đề cấp thiết: ô nhiễm môi trường, năng lượng tái
tạo, bảo vệ nguồn nước,… Các vấn đề chung về kinh tế, xã hội, đời sống...
Bài tập số 3-K4.III (CƠ VẬT RẮN): Một sợi dây vắt qua ròng rọc, ở hai đầu sợi dây
có hai người đu vào. Biết khối lượng của mỗi người lớn gấp 4 lần khối lượng ròng rọc.
Người A bắt đầu leo theo dây với vận tốc tương đối với dây là u. Tính vận tốc của
người B so với mặt đất? coi như khối lượng ròng rọc phấn bố
đều trên vành .
r
Hướng dẫn giải: Gọi v B là vận tốc của dây đối với đất, (và
cùng là vận tốc của người B đối với đất ).
Theo cơng thức cộng vận tốc ta có vận tốc của người A đối với r
B
r
r r
u
vA = u + vB
đất là:
(1)

A
Chiếu (1) xuống phương chuyển động của A ta được :
vA = u − vB
(2)
Ban đầu cơ hệ đứng yên nên mômen động lượng của hệ đối với trục rịng rọc bằng
r
L =0
khơng:
(3)
Khi người A bắt đầu leo lên dây thì mơmen động lượng của hệ gồm mơmen động
lượng của người A, người B và mơmen quay của rịng rọc:
'

L = R.m.vA − R.m.vB − I.ω

với ω =

vB
R

Ta có thể áp dụng định luật bảo tồn mơmen động lượng cho hệ : L = L,

m 2 vB
.R . = 0 .
4
R
4u
Vậy vận tốc của người B đối với đất bằng : vB =
9

⇔ R.m.vA − R.m.vB − I.ω = 0 ⇔ R.m.(U − VB ) − R.m.vB −

Ta tìm được: vB =

4u
9

Bài tập có thể đánh giá được: năng lực vận dụng (giải thích, dự đốn, tính tốn, đề ra
giải pháp, đánh giá giải pháp) kiến thức vật lí vào các tình huống thực tiễn.
4. DẠNG NĂNG LỰC P4 (năng lực về phương pháp): Vận dụng sự tương tự và các
mơ hình để giải quyết bài tốn vật lý (Nhận diện Mã bài tập theo cấp độ năng lực: P4I; P4-II; P4-III)
* Đặc trưng năng lực P4: Năng lực thành phần này gắn với 2 phương pháp nhận thức
khá phổ biến trong nhận thức vật lí đó là phương pháp tương tự và phương pháp mơ
hình. Để đánh giá năng lực thành phần này, có thể xây dựng các nhiệm vụ như: vận
Nguyễn Tố Hữu – THPT Hoàng Lệ Kha – Thanh Hóa

7


SKKN:“Xây dựng hệ thống bài tập phát triển năng lực chuyên biệt
trong bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lý ở trường THPT”

dụng sự tương tự để đề xuất giả thuyết; vận dụng sự tương tự để giải các bài tập; vận
dụng các mơ hình để giải thích các hiện tượng vật lí; vận dụng những mơ hình được
mơ tả bằng các phương trình vật lí - tốn làm cơ sở xuất phát các suy luận lí thuyết để
rút ra các kết luận mới (mang tính chất dự đốn), sau đó chúng được thí nghiệm kiểm
chứng sẽ trở thành kiến thức vật lí mới.
Bài tập số 4-P4.III (CƠ VẬT RẮN): Tính chu kì dao động thẳng đứng của tâm C của
hình trụ đồng nhất khối lượng m, bán kính R, có momen qn tính đối với trục là
1

mR 2 . Sợi dây không dãn, không khối lượng, không trượt lên rịng rọc. Lị xo có hệ số
2

đàn hồi là k.
Hướng dẫn giải: + Tại vị trí cân bằng:
T01= T02 =

mg
,
2

T02 = k. ∆l =

mg
2

=> mg - 2 k. ∆l = 0

+ Phương trình động lực học tại li độ x (của C)
lò xo dãn ( ∆l +2x): (T1- T2)R = I γ = I
=> T1 =

k

x"
R

1
mx"+T2
2

T 02
C
R

Mà T2 = Fđ = k( ∆l +2x)
+ Định luật II Newton: - (T2+T1) + mg = mx”
rút ra x”+

T 01

O

T01
x

8k
8k
x = 0 với ω =
3m
3m

g

T02

ω
C

Chu kì dao động của khối tâm C: T =

2π
ω

= 2π

3m
8k

mg

Bài tập có thể đánh giá được: năng lực vận dụng sự tương tự để giải các bài tập.
5. DẠNG NĂNG LỰC P5 (năng lực về phương pháp): Lựa chọn và sử dụng các
cơng cụ tốn học phù hợp trong học tập vật lý (Nhận diện Mã bài tập theo cấp độ
năng lực: P5-I; P5-II; P5-III)
* Đặc trưng năng lực P5: Đây là một năng lực thành phần của năng lực mơ hình hóa
bằng tốn học góp phần phát triển năng lực tính tốn trong nhóm năng lực chung.
Năng lực thành phần này được hình thành và phát triển xuyến suốt chương trình vật lí,
bao gồm: Các phương trình, biểu thức tốn học dùng để mơ tả mối quan hệ giữa các
đại lượng vật lí. Các cách diễn tả bằng đồ thị, bằng véc tơ … để biểu diễn các q
trình vật lí. Các mơ hình tia, véc tơ, mặt phẳng, đường thẳng cũng được sử dụng trong
việc diễn tả các hiện tượng sự vật. Các bài tập định lượng, các bài tập đồ thị là các bài
tập góp phần phát triển trực tiếp năng lực này.
Bài tập số 5-P5.III (CƠ VẬT RẮN): Một thanh đồng chất AB = 2L, momen qn
1
mL2 đối với trục vng góc với thanh và qua trọng tâm C của thanh. Thanh
3
2L 3
trượt không ma sát bên trong nửa vòng tròn tâm O bán kính R =
. Chứng minh

3

tính I =

thanh dao động điều hịa? Tìm chu kỳ dao động của
thanh?
Hướng dẫn giải:
+ Ta có: cos OAˆ C =

AC AB
3
=
=
R
2R
2

⇒ OC =

Nguyễn Tố Hữu – THPT Hồng Lệ Kha – Thanh Hóa

R
2
8


SKKN:“Xây dựng hệ thống bài tập phát triển năng lực chuyên biệt
trong bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lý ở trường THPT”

+ Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng , gốc thế năng tại O:

1
1
R
mv2 + Iθ’2 - mg
2
2
2

cosθ = const
Mà v =

R
θ’
2

1
R
mR 2
R2 2
⇒m
mL2 =
θ’ - mg cosθ = const
2
3
4
4
mR 2
mgR
θ '.θ "+

θ '.sin θ = 0
+ Lấy đạo hàm 2 vế và xét góc nhỏ:
2
2
g
⇒ R. θ " + g. θ = 0 ⇒ θ " + θ = 0 : Vật dao động điều hòa.
R
g
R
g
2
⇒ T = 2π
Đặt ω = ⇒ ω =
R
g
R

và I =

Bài tập có thể đánh giá được: năng lực tính tốn, thành tố năng lực đánh giá, năng
lực sử dụng ngôn ngữ vật lí, năng lực nhận biết và sử dụng cơng cụ tốn học phù hợp.
7. DẠNG NĂNG LỰC X1 (năng lực trao đổi thông tin): Trao đổi kiến thức và ứng
dụng vật lí bằng ngơn ngữ vật lí và các cách diễn tả đặc thù của vật lí (Nhận diện Mã
bài tập theo cấp độ năng lực: X1-I; X1-II; X1-III)
* Đặc trưng năng lực X1: Nhìn chung năng lực thành phần này được rèn luyện và
phát triển thường xuyên thông qua những bài tập, trao đổi giữa GV và HS, giữa HS với
HS. Các bài tập tự luận cũng giúp HS hình thành năng lực thành phần này.



Bài tập số 7-X1.III (CƠ VẬT RẮN): Hai vật A và
TBT N
B r
B được nối với nhau bằng một sợi dây không dãn,
T
P2
A
khối lượng khơng đáng kể và vắt qua một rịng rọc
r
trên đỉnh một mặt phẳng nghiêng góc α = 30o như TA
P2 r
hình vẽ. Khối lượng của hai vật lần lượt là m A = 2kg,
PB
mB = 3kg. Ròng rọc 1 có bán kính R1 = 10cm và
momen qn tính đối với trục quay là I1 = r
PA
0,05kg.m2. Bỏ qua mọi lực cản, coi rằng sợi dây
khơng trượt trên rịng rọc và lấy g = 10m/s 2. Thả cho hai vật chuyển động khơng vận
tốc ban đầu. Tính áp lực của dây nối lên ròng rọc?
Hướng dẫn giải: - Chuyển động của hai vật nặng là chuyển động tịnh tiến, chuyển
động của ròng rọc là chuyển động quay quanh một trục cố định. Vì P A > PBsin α nên vật
A chuyển động đi xuống, vật B chuyển động đi lên.
- Phân tích lực tác dụng vào rịng rọc và các vật A và B như hình vẽ. Trọng lực của ròng
rọc và phản lực của trục quay tác dụng vào ròng rọc cân bằng nhau.
- Áp dụng định luật II Niutơn cho chuyển động tịnh tiến của hai vật nặng:
PA − TA = m A a (1)
TB − PB sin α = m Ba (2)
- Áp dụng phương trình động lực học cho ròng rọc chuyển động quay quanh một trục
cố định: M = ( TA − TB ) R = Iγ (3)

α

a
(4)
R
a
a
= I 2 ⇒ TA = TB + I 2 , thay TA vào (1):
R
R

- Vì sợi dây khơng trượt trên rịng rọc: γ =
Thay (4) vào (3): ( TA − TB )

Nguyễn Tố Hữu – THPT Hồng Lệ Kha – Thanh Hóa

9


SKKN:“Xây dựng hệ thống bài tập phát triển năng lực chuyên biệt
trong bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lý ở trường THPT”

 I

+ m A a ⇒ PA − TB =  2 + m A ÷a (2’)
R
R


 I


P − P sin α
 PA − TB =  2 + m A ÷a ⇒ a = A B
I
R

Giải hệ hai phương trình (1) và (2’): 
mA + mB + 2
T − P sin α = m a
R
B
 B B
PA − TB = I

a

2

Thay số tính được gia tốc của hai vật: a = 0,5m/s 2.
Thay a = 0,5m/s2 vào (1): TA = m A a + PA = 2.0,5 + 2.10 = 21N
1
2

Thay a = 0,5m/s2 vào (2): TB = m Ba + PB sin α = 3.0,5 + 3.10. = 16,5N
Áp lực của dây lên ròng rọc là tổng hợp lực của hai lực căng T A và TB :
T = TA2 + TB2 + 2.TA .TB cos ( 90 − α ) = 1059, 75 ≈ 32.55N .
Bài tập có thể đánh giá được: năng lực đánh giá, năng lực trao đổi kiến thức và ứng
dụng vật lí bằng ngơn ngữ vật lí, năng lực diễn tả đặc thù của vật lí
8. DẠNG NĂNG LỰC C1 (năng lực cá thể): Xác định được trình độ hiện có về kiến
thức, kĩ năng, thái độ của cá nhân trong học tập vật lí (Nhận diện Mã bài tập theo

cấp độ năng lực: X1-I; X1-II; X1-III)
* Đặc trưng năng lực C1: Thành phần năng lực này thường được đánh giá thơng qua
những kì kiểm tra mang tính chất hệ thống cả về kiến thức và kĩ năng cũng như thái độ.
Đối với từng cá nhân HS, qua quá trình tổ chức dạy học, GV có hình dung
khái qt về trình độ kiến thức, kĩ năng và thái độ của từng HS, nhưng
từng HS chưa chắc đã tự đánh giá được trình độ của mình.
Bài tập số 8-C1.III (CƠ VẬT RẮN): Cho cơ hệ như hình vẽ. Vật M có
khối lượng m = 200g, được treo bằng sợi dây buộc vào trục rịng rọc R 2.
Lị xo nhẹ có độ cứng k = 45N/m, một đầu gắn vào trục ròng rọc R 2, còn
đầu kia gắn vào đầu sợi dây vắt qua R 1, R2 đầu còn lại của dây buộc vào
điểm B. Bỏ qua ma sát ở các ròng rọc, coi dây khơng dãn. Kéo vật M
xuống dưới vị trí cân bằng một đoạn 5cm rồi thả nhẹ. Chứng minh vật M
dao động điều hồ và viết phương trình dao động nó. Chọn trục Ox thẳng
đứng hướng xuống, gốc toạ độ O ở VTCB của M. Xét hai trường hợp:
a. Bỏ qua khối lượng các ròng rọc.
b. Bỏ qua khối lượng rịng rọc R1; rịng rọc R2 có dạng hình trụ đặc khối lượng m =
200g, bán kính R. Dây khơng trượt trên các rịng rọc.
Hướng dẫn giải:
a. Bỏ qua khối lượng của ròng
rọc và dây nối: T = F


A
A
B
B
+ Tại VTCB của vật M: P + 3F0 = 0 (1)
R
R
- Từ (1) suy ra: mg = 3k∆l0 (2)

1
1



- Tại vị trí vật M có toạ độ x bất kì: P + 3F = ma (3)
Chiếu (3) lên trục toạ độ Ox: mg - 3k(∆l 0 + 3x) =
ma = mx’’ (4)
9k
x = 0 ↔ x' '+ω 2 x = 0 (5)
m
- Phương trình (5) có nghiệm: x = Acos( ωt + ϕ ) trong

- Từ (2) và (4): x' '+

những hằng số. Vậy vật M dao động điều hoà.
9k
=
+ Chọn gốc thời gian là lúc thả vật. ω =
m

Nguyễn Tố Hữu – THPT Hồng Lệ Kha – Thanh Hóa

F

T

T

R

2

9Fk
) T2
m
đó AR, ω , ϕ là
2
( ω T=1

2

M

M

45(rad/s)

P

P

10


SKKN:“Xây dựng hệ thống bài tập phát triển năng lực chuyên biệt
trong bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lý ở trường THPT”

 Acosϕ=5(cm)
-ωAsinϕ=0

Tại thời điểm t =0 : 

→ A = 5cm và ϕ = 0

Vậy phương trình dao động: x = 5cos45t (cm).
b. Tại vị trí cân bằng: 2mg = 3k∆ℓ (1)
Tại li độ x của M: mg – T3 = ma (2)
T3 + mg – 2T1 – T2 = ma (3)
T1 = k(∆ℓ + 3x) (4)
(T2 – T1)R = I.γ; I = 0,5mR2; γ = a/R (5)
Thay (2), (4), (5) vào (3):
2mg - 2k(∆ℓ + 3x) - k(∆ℓ + 3x) - ma/2 = 2ma
kết hợp với (1) → - 9kx = 2,5mx”
→ x” + ω2x = 0 với ω =

18k
rad/s Phương trình dao động: x = 5cos28,5t (cm)
9m

Bài tập có thể đánh giá được: trình độ hiện có về kiến thức, kĩ năng, thái độ trong học
tập vật lí của học sinh.
CHUYÊN ĐỀ 2: DAO ĐỘNG CƠ
1. DẠNG NĂNG LỰC K2 (năng lực về kiến thức): Đưa ra được mối liên hệ giữa các
kiến thức vật lý (Nhận diện Mã bài tập theo cấp độ năng lực: K2-I; K2-II; K2-III)
* Đặc trưng năng lực K2: Năng lực thành phần này có thể được đánh giá qua các bài
tập cần diễn đạt các mối liên hệ giữa các kiến thức hay giữa các phần kiến thức của
học sinh.
Bài tập số 1-K2.III (DAO ĐỘNG CƠ): Cho cơ hệ gồm có một vật nặng có khối
lượng m được buộc vào sợi dây khơng dãn vắt qua rịng rọc C, một đầu dây buộc cố
định vào điểm A. Ròng rọc C được treo vào một lị xo có độ cứng k. Bỏ qua hối lượng

của lò xo, ròng rọcrvà của dây nối. Từ một thời điểm nào đó vật nặng bắt đầu chịu tác
dụng của một lực F không đổi như hình vẽ
a. Tìm quãng đường mà vật m đi được và khoảngr thời
gian kể từ lúc vật bắt đầu chịu tác dụng của lực F đến
lúc vật dừng lại lần thứ nhất
k
k
b. Nếu dây không cố định ở A mà nối với một vật khối
lượng M (M > m)
Hãy xác định độ lớn của lực F để sau đó vật dao động
điều hòa
Hướng dẫn giải:
m
m
a. Vật cân bằng khi chưa tác dụng lực F: mg = k

∆lo
2

Chọn trục Ox thẳng đứng từ trên xuống. O trùng với
VTCB mới khi có lực F tác dụng.

r
F

A

r
F

M

∆l o + x o
Tại VTCB mới: F + P - k 2
= 0 (với xo là khoảng cách giữa VTCB mới so với
2

VTCB cũ).
Khi vật có li độ x lò xo giãn: ∆lo + x o + x:
∆lo + x o + x
k
F+P- k
= mx’’ ⇒ x’’ +
x=0
2
4m
2
Nguyễn Tố Hữu – THPT Hoàng Lệ Kha – Thanh Hóa

11


SKKN:“Xây dựng hệ thống bài tập phát triển năng lực chuyên biệt
trong bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lý ở trường THPT”

Vậy vật DĐĐH với phương trình: x = Acos( ωt + ϕ ) Trong đó ω =
Như vậy chu kì dao động của vật T = 2π
T
4m
=π

.
2
k
4F
Khi t = 0: x = Acos( ϕ ) = - xo = k
4F ϕ = π
8F
⇒ A=
,
S = 2A =
k
k

k
4m

4m
. Thời gian từ lúc tác dụng lực đến khi vật
k

dừng lại lần thứ nhất là t =

v = -A ω sin ϕ = 0

b. Để m dao động điều hoà sau khi tác dụng lực F thì M phải đứng yên ⇔ N ≥ 0 trong
quá trình m chuyển động
(F )
⇔ N = P - ®h max ≥ 0 ⇔ Mg k
2

∆l o + x o + A
A
= Mg -k ≥ 0 ⇒ F ≤ Mg
2
4
2

Bài tập có thể đánh giá được: năng lực trình bày đựơc mối quan hệ giữa các kiến
thức, giữa các phần kiến thức của học sinh.
2. DẠNG NĂNG LỰC K3 (năng lực về kiến thức): Sử dụng kiến thức vật lý để thực
hiện nhiệm vụ học tập (Nhận diện Mã bài tập theo cấp độ năng lực: K3-I; K3-II; K3III)
* Đặc trưng năng lực K3: Các nhiệm vụ học tập ở đây có thể được giao trong quá
trình học tập bao gồm: Suy luận từ giả thuyết để rút ra hệ quả; Suy luận từ kiến thức
cũ để đưa ra kiến thức mới; Sử dụng kiến thức cũ làm căn cứ đề xuất giả thuyết;
Tính tốn cơng thức làm cơ sở lí thuyết cho các phép đo. Tổng quát hơn, có thể sử
dụng kiến thức vật lý để giải bài tập.
Bài tập số 2-K3.III (DAO ĐỘNG CƠ): Vật nặng có khối lượng m nằm trên một mặt
phẳng nhẵn nằm ngang, được nối với một lò xo có độ cứng
k
F
k, lị xo được gắn vào bức tường đứng tại điểm A như hình A
m
1. Từ một thời điểm nào đó, vật nặng bắt đầu chịu tác dụng
của một lực khơng đổi F hướng theo trục lị xo như hình vẽ.
Hình 1
a. Hãy tìm quãng đường mà vật nặng đi được và thời gian
vật đi hết quãng đường ấy kể từ khi bắt đầu tác dụng lực cho đến khi vật dừng lại lần
thứ nhất.
b. Nếu lò xo không không gắn vào điểm A mà được nối
k

F
M
m
với một vật khối lượng M như hình 2, hệ số ma sát giữa
M và mặt ngang là µ. Hãy xác định độ lớn của lực F để
Hình 2
sau đó vật m dao động điều hòa.
Hướng dẫn giải:
a. Chọn trục tọa độ hướng dọc theo trục lò xo, gốc tọa độ trùng vào vị trí cân bằng của
k
vật sau khi đã có lực F tác dụng như hình 3. Khi đó, vị trí
F
m
ban đầu của vật có tọa độ là x0. Tại vị trí cân bằng, lị xo
bị biến dạng một lượng x0 và:
x
F = − kx0

⇒

F
x0 = − .
k

0

O

Hình 3

Tại tọa độ x bât kỳ thì độ biến dạng của lị xo là (x–x0), nên hợp lực tác dụng lên
vật là: − k ( x − x0 ) + F = ma.
Nguyễn Tố Hữu – THPT Hoàng Lệ Kha – Thanh Hóa

12


SKKN:“Xây dựng hệ thống bài tập phát triển năng lực chuyên biệt
trong bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lý ở trường THPT”


Thay biểu thức của x0 vào: − k  x +

F
2
 + F = ma ⇒ − kx = ma ⇒ x"+ω x = 0.
k


Trong đó ω = k m . Nghiệm của phương trình này là: x = Acos(ωt + ϕ ).

Như vậy vật dao động điều hòa với chu kỳ T = 2π

m
. Thời gian kể từ khi tác
k

dụng lực F lên vật đến khi vật dừng lại lần thứ nhất (tại ly độ cực đại phía bên phải) rõ
ràng là bằng 1/2 chu kỳ dao động, vật thời gian đó là: t =
F

,
k
Khi t=0 thì:
v = −ω A sin ϕ = 0
x = Acosϕ = −

T
m
=π
.
2
k

F

A = ,
⇒ 
k
ϕ = π .

Vậy vật dao động với biên độ F/k, thời gian từ khi vật chịu tác dụng của lực F đến
khi vật dừng lại lần thứ nhất là T/2 và nó đi được quãng đường bằng 2 lần biên độ dao
động. Do đó, quãng đường vật đi được trong thời gian này là: S = 2 A =
b. Theo câu a thì biên độ dao động là A =

2F
.
k

F

.
k

Để sau khi tác dụng lực, vật m dao động điều hịa thì trong q trình chuyển động
của m, M phải nằm yên.
Lực đàn hồi tác dụng lên M đạt độ lớn cực đại khi độ biến dạng của lị xo đạt cực
đại khi đó vật m xa M nhất (khi đó lị xo giãn nhiều nhất và bằng: x0 + A = 2 A ).
Để vật M khơng bị trượt thì lực đàn hồi cực đại không được vượt quá độ lớn của
ma sát nghỉ cực đại:
lớn lực F: F <

k .2 A < µMg

⇒ k .2.

µmg
.
2

F
< µMg. Từ đó suy ra điều kiện của độ
k

Bài tập có thể đánh giá được: năng lực sử dụng kiến thức vật lý để giải bài tập của HS
3. DẠNG NĂNG LỰC K4 (năng lực về kiến thức): Vận dụng (giải thích, dự đốn,
tính tốn, đề ra giải pháp, đánh giá giải pháp,…) kiến thức vật lí vào các tình
huống thực tiễn (Nhận diện Mã bài tập theo cấp độ năng lực: K4-I; K4-II; K4-III)
* Đặc trưng cơ bản của năng lực K4: Tình huống thực tiễn có thể là các tình huống
liên quan đến: nhiệm vụ, nhu cầu bản thân…; Các hoạt động thực tiễn trong gia đình:
làm bếp, đồ gia dụng,… Các vấn đề cấp thiết: ô nhiễm môi trường, năng lượng tái tạo,

bảo vệ nguồn nước,… Các vấn đề chung về kinh tế, xã hội, đời sống...
Bài tập số 3-K4.III (DAO ĐỘNG CƠ): Một dây cao su nhẹ
đàn hồi có chiều dài AB = l0 = 1m, có lực đàn hồi tuân theo định
luật Húc: F = kx. Một đầu dây được treo ở A, đầu kia gắn vật có
khối lượng m = 0,2kg. Dây giãn đoạn OB và vật nằm vị trí cân
bằng O. Kéo vật xuống đoạn OC = 0,10 m rồi buông ra. Vật dao
động điều hòa theo phương thẳng đứng với chu kì T = 2s.
a.Tính:Hệ số đàn hồi của dây;Vận tốc của vật ở vị trí OD = 0,05
m; Thời gian để vật đi từ C đến D; Động năng cực đại của vật
b. Khối lượng m được nâng lên đến vị trí A rồi được thả rơi tự
do. Tìm thời gian để vật m quay lại A lần thứ nhất (Chu kỳ dao
động).
Nguyễn Tố Hữu – THPT Hoàng Lệ Kha – Thanh Hóa

A

B

B

O
D
H:1

C

13


SKKN:“Xây dựng hệ thống bài tập phát triển năng lực chuyên biệt

trong bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lý ở trường THPT”

c. Vẽ đồ thị vận tốc của vật m theo thời gian trong chuyển động ở ý (b).
Hướng dẫn giải: a. Hệ số đàn hồi của dây:
m
4π 2 m 40.0, 2
N
T = 2π
⇒k =
=
= 2  ÷.
2
2
k
T
2
m

A

l0

Vận tốc của vật ở vị trí D: v = ω A2 − x 2 = π 0,12 − 0, 052 = 0, 27 ( m / s ) .
Thời gian vật đi từ C đến D: ∆t =

T 1
= ( s) .
6 3

K

Động năng cực đại của vật:
Wđmax

x0

v

L

1
1
1
= mvm2 ax = kA2 = .2.0,12 = 0, 01 ( J ) .
2
2
2

b. Khi vật lên đến điểm A rồi rơi xuống, gọi L là vị
trí thấp nhất mà vật đi xuống được, K là vị trí cân
bằng. Đặt BK = x’ ; KL = x0.
Tính x’: Ta có: mg = kx’ ⇒ x ' =

x’

A

B K

L

t(s)
K

B A

mg 0, 2.10
=
= 1m .
k
2

x0 được tính từ định luật bảo tồn năng lượng:
Cơ năng ở A bằng cơ năng ở L (chọn mốc thế năng ở B):
mgl0 =

1
1
1
1
2
k ( x '+ x0 ) − mg ( x '+ x0 ) ⇒ x0 = 3 . Hoặc: mvB2 + kx '2 = kx02 ⇒ x0 = 3 .
2
2
2
2
2l0
t = 2. ( t AB + t BK + t KL ) ; t AB =
= 0, 447 ( s )
g

Thời gian vật quay lại A:

t BK =

α 0,196π
T
=
= 0,196 ( s ) ; t KL = = 0,5 ( s ) ; t = 2, 286 ( s )
ω
π
4

Bài tập có thể đánh giá được: năng lực vận dụng (giải thích, dự đốn, tính tốn, đề ra
giải pháp, đánh giá giải pháp) kiến thức vật lí vào các tình huống thực tiễn.
4. DẠNG NĂNG LỰC P4 (năng lực về phương pháp): Vận dụng sự tương tự và các
mơ hình để giải quyết bài tốn vật lý (Nhận diện Mã bài tập theo cấp độ năng lực: P4I; P4-II; P4-III)
* Đặc trưng năng lực P4: Năng lực thành phần này gắn với 2 phương pháp nhận thức
khá phổ biến trong nhận thức vật lí đó là phương pháp tương tự và phương pháp mơ
hình. Để đánh giá năng lực thành phần này, có thể xây dựng các nhiệm vụ như: vận
dụng sự tương tự để đề xuất giả thuyết; vận dụng sự tương tự để giải các bài tập; vận
dụng các mơ hình để giải thích các hiện tượng vật lí; vận dụng những mơ hình được
mơ tả bằng các phương trình vật lí - tốn làm cơ sở xuất phát các suy luận lí thuyết để
rút ra các kết luận mới (mang tính chất dự đốn), sau đó chúng được thí nghiệm kiểm
chứng sẽ trở thành kiến thức vật lí mới.
Bài tập số 4-P4.III (DAO ĐỘNG CƠ): Cho con lắc lị xo lí tưởng K = 100N/m, m1 =
200gam, m2 = 50gam, m0 =

1
kg. Bỏ qua lực cản khơng khí, lực ma sát giữa vật m 1 và

12

mặt sàn. Hệ số ma sát giữa vật m1 và m2 là µ12 = 0, 6 . Cho g = 10m/s2.
a. Giả sử m2 bám m1, m0 có vận tốc ban đầu
v0 đến va chạm đàn hồi xuyên tâm với m 1,
sau va chạm hệ (m1 + m2) dao động điều hồ
với biên độ A = 1 cm .
- Tính v0.
Nguyễn Tố Hữu – THPT Hoàng Lệ Kha – Thanh Hóa

K

m2

m1
O

m0

x
14


SKKN:“Xây dựng hệ thống bài tập phát triển năng lực chuyên biệt
trong bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lý ở trường THPT”

- Chọn gốc thời gian ngay sau va chạm, gốc toạ độ tại vị trí va chạm, chiều dương
của trục toạ độ hướng từ trái sang phải (hình vẽ). Viết phương trình dao động của hệ
(m1 + m2). Tính thời điểm hệ vật đi qua vị trí x = + 0,5 cm lần thứ 2011 kể từ thời
điểm t = 0.

b. Vận tốc v0 phải ở trong giới hạn nào để vật m 1 và m2 không trượt trên nhau (bám
nhau) trong quá trình dao động ?
Hướng dẫn giải: a. Đặt m1 + m2 = 250 g = 0,25 kg, áp dụng hai ĐLBT ta tính được vận
2m v

v
0 0
tốc hai vật sau va chạm: v = m + m = 0 2
0

(1)

Hai vật dao động điều hoà với tần số: ω =

K
100
=
= 20rad / s
m
0, 25

(2)

Vận tốc của hai vật ngay sau va chạm chính là vận tốc cực đại của dao động. Từ công
thức (1), với A = 1 cm, ta có: v0 = 2v = 2ω A = 2.20.1 = 40cm / s
(3)
 x0 = A cos ϕ = 0
π
⇒ϕ =
2

v = −ω A sin ϕ < 0

- Lúc t = 0: 

Phương trình dao động của hệ (m1 + m2) là: x = cos(20t + π / 2)cm .
+ Dùng PP véc tơ quay, ta tìm được thời điểm vật đi qua vị trí có li độ x = + 0,5 cm lần
thứ 2011 là: t = t1 + t2 =

7π
7π
π 12067π
+ 1005T =
+ 1005. =
≈ 315, 75s
120
120
10
120

b. Khi hai vật đứng yên với nhau thì lực làm cho vật m 2 chuyển động chính là lực ma
sát nghỉ giữa hai vật, lực này gây ra gia tốp cho vật m 2 :
Fmsn = m2a = −m2ω 2 x < µ12 m2 g ⇒ A <

Mà: v0 = 2ω A ⇒ A =

v0
2ω

(6) Từ (5) và (6): v0 <

µ12 g
ω2

(5)

2 µ12 g
= 0, 6m / s
ω

Bài tập có thể đánh giá được: năng lực vận dụng sự tương tự để giải các bài tập.
5. DẠNG NĂNG LỰC P5 (năng lực về phương pháp): Lựa chọn và sử dụng các
cơng cụ tốn học phù hợp trong học tập vật lý (Nhận diện Mã bài tập theo cấp độ
năng lực: P5-I; P5-II; P5-III)
* Đặc trưng năng lực P5: Đây là một năng lực thành phần của năng lực mơ hình hóa
bằng tốn học góp phần phát triển năng lực tính tốn trong nhóm năng lực chung.
Năng lực thành phần này được hình thành và phát triển xuyến suốt chương trình vật lí,
bao gồm: Các phương trình, biểu thức tốn học dùng để mơ tả mối quan hệ giữa các
đại lượng vật lí. Các cách diễn tả bằng đồ thị, bằng véc tơ … để biểu diễn các q
trình vật lí. Các mơ hình tia, véc tơ, mặt phẳng, đường thẳng cũng được sử dụng trong
việc diễn tả các hiện tượng sự vật. Các bài tập định lượng, các bài tập đồ thị là các bài
tập góp phần phát triển trực tiếp năng lực này.
Bài tập số 5-P5.III (DAO ĐỘNG CƠ): Cho hai vật nhỏ A
và B có khối lượng lần lượt là m 1 = 900g, m2 = 4kg đặt trên mặt C r A
B
k
v
phẳng nằm ngang. Hệ số ma sát trượt giữa A, B và mặt phẳng
ngang đều là µ = 0,1; coi hệ số ma sát nghỉ cực đại bằng hệ số ma
sát trượt. Hai vật được nối với nhau bằng một lò xo nhẹ có độ cứng k = 15N/m; B tựa vào
tường thẳng đứng. Ban đầu hai vật nằm yên và lò xo khơng biến dạng. Một vật nhỏ C có

r
khối lượng m = 100g bay dọc theo trục của lò xo với vận tốc v đến va chạm hoàn toàn mềm
với A (sau va chạm C dính liền với A). Bỏ qua thời gian va chạm. Lấy g = 10m/s2.
a. Cho v = 10m/s. Tìm độ nén cực đại của lị xo.
b. Tìm giá trị nhỏ nhất của v để B có thể dịch chuyển sang trái.
Nguyễn Tố Hữu – THPT Hồng Lệ Kha – Thanh Hóa

15


SKKN:“Xây dựng hệ thống bài tập phát triển năng lực chuyên biệt
trong bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lý ở trường THPT”

1. Gọi x là độ co lớn nhất của lò xo, v o là vận tốc của hệ A và viên đạn ngay sau va
chạm, áp dụng định luật bảo tồn động lượng ta có: mv = (m 1+m)vo→ vo=1m/s
- Định luật bảo toàn năng lượng cho:

1
1
(m1 + m)vo2 − kx 2 = µ(m1 + m)gx
2
2

→ 15 x 2 + 2 x − 1 = 0 → x = 0,2m

2. Để B có thể dịch sang trái thì lị xo phải giãn một đoạn ít nhất là x o sao cho:
Fđh = Fms→ kxo = µm2g → 150xo = 40 → xo = 4/15(m).
- Như thế, vận tốc vo mà hệ (m1 + m) có khi bắt đầu chuyển động phải làm cho lị xo có
độ co tối đa x sao cho khi nó dãn ra thì độ dãn tối thiểu phải là x o
1 2

1
kx = µ(m1 + m)g(x + x o ) + kx o2 → 75x 2 − 10x − 8 = 0 → x = 0, 4m
2
2
1
1
- Theo định luật bảo toàn năng lượng: (m1 + m)vo2 − kx 2 = µ(m1 + m)gx
2
2
→

- Từ đó tính được: vo min ≈ 1,8m/s → vmin ≈ 18m/s.
Bài tập có thể đánh giá được: năng lực tính tốn, thành tố năng lực đánh giá, năng
lực sử dụng ngơn ngữ vật lí, năng lực nhận biết và sử dụng cơng cụ tốn học phù hợp.
6. DẠNG NĂNG LỰC P8 (năng lực về phương pháp): Xác định mục đích, đề xuất
phương án, lắp ráp, tiến hành xử lí kết quả thí nghiệm và rút ra nhận xét (Nhận diện
Mã bài tập theo cấp độ năng lực: P8-I; P8-II; P8-III)
* Đặc trưng năng lực P8: Thành phần năng lực này có thể được đánh giá thơng qua
u cầu HS thực hiện nhiệm vụ: cần tiến hành thí nghiệm để khảo sát đưa ra giả thuyết
khoa học hay kiểm chứng giả thuyết đã được đề xuất; Xác định mục đích, đề xuất
phương án, lắp ráp, tiến hành xử lí kết quả thí nghiệm và rút ra nhận xét. Đây chính là
các năng lực thành phần thuộc năng lực thực nghiệm.
Bài tập số 6-P8.III (DAO ĐỘNG CƠ): Trọng trường kế là dụng cụ dùng để xác định
độ cao của một nơi so với mặt biển dựa vào việc xác định độ biến thiên của gia tốc
trọng trường.
a. Muốn cho sai số về độ cao cần xác định là 5 m
thì độ chính xác ∆g của gia tốc trọng trường phải
bằng bao nhiêu? Lấy g0 = 9,8 m/s2 và bán kính
Trái Đất R = 6400 km.
b. Có thể dùng con lắc đơn làm trọng trường kế

được khơng? Tại sao?
c. Hình bên là sơ đồ của một trọng trường kế
dùng quả nặng, có thể dùng để xác định độ cao
với sai số là 5m. Ba thanh OB, OC, OD có cùng
chiều dài l, trọng lượng không đáng kể, được gắn
với nhau thành một khung cứng; ba điểm B, O, D
thẳng hàng; OC vuông góc với BD. Điểm B được gắn vào đầu một đinh vít A của giá
máy nhờ một lị xo có độ cứng k. Ở các đầu C và D có gắn các quả nặng có khối lượng
lần lượt là m và M. Khung BCD được đặt nằm trong mặt phẳng thẳng đứng và có thể
quay khơng ma sát quanh một trục đi qua O vng góc với mặt phẳng khung. Góc quay
của thanh BOD có thể xác định chính xác đến 0,5 0.
- Nêu nguyên tắc hoạt động của trọng trường kế này.
- Cho l = 20 cm; m = 100 g. Tìm hệ thức giữa M và k.

Nguyễn Tố Hữu – THPT Hồng Lệ Kha – Thanh Hóa

16


SKKN:“Xây dựng hệ thống bài tập phát triển năng lực chuyên biệt
trong bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lý ở trường THPT”

mM

d
Hướng dẫn giải: (Trọng trường kế) a. mg0 = G R2 ;

m( g0 − ∆g) = G

mM d

( R + h)

2

2



2

g0 − ∆g  R 
1 ÷
=
=
÷
÷
g0
 R + h   1+ h ÷

R

∆ g=

2hg0 2.5.9,8
=
; 1,53.10− 5 m/s2
3
R
6400.10

b.

; 1−

∆g
1
2h
;
; 1−
2h
g0 1+
R
R

∆ g 1,53 − 5
;
.10 ; 1,56.10− 6
g0 9,8

l
→ ln T = ln 2π + 0,5ln l − 0,5ln g
g
∆T ∆l ∆g
∆g ∆l
∆T
=
−
→
=
−2

T
2l 2 g
g
l
T

T = 2π

∆l
nhỏ lắm cũng chỉ vào cỡ 10-4; Vậy còn xa mới đạt yêu cầu của câu 1.
l

c. Nguyên tắc hoạt động của trọng trường kế: Ở mặt biển, điều chỉnh đinh vít A sao cho
thanh BD nằm ngang. Lên cao trọng lượng Mg giảm, lực đàn hồi vẫn thế, thanh BOD
lệch về phía B. Tuy trọng lượng Mg chỉ giảm chút ít, nhưng có mơmen phụ của trọng
lượng mg nên thanh quay mạnh. Đến vị trí cân bằng mới, căn cứ vào góc quay ∆ α , ta
có thể tính được ∆g.
- Hệ thức giữa M và k: Mgl.cosα = mgl.sinα + F’l.sinα  Mg.cosα = mg.sinα + F’.sinα
F′ = k[ L ′ − L 0 ] = k [ L − l sinα − L 0 ] = k [ L − L 0 ] − kl sinα
F = k [ L − L 0 ] = Mg0

F′ = Mg0 − kl sinα
Mg ; mgα + F′ = mgα + Mg0 − klα
M ( g − g0 ) = ( mg − kl ) α

− M∆g = ( mg − kl ) α =  m( g0 − ∆g) − kl  α
− M∆g = mg0α − ( m∆g + kl ) α

M = ( 1,14k − 5,6) .10
Thay số:

Bài tập có thể đánh giá được: năng lực thực nghiệm (dự đốn, thiết kế, tiến hành thí
nghiệm), sử dụng ngơn ngữ Vật lý để giải thích hiện tượng, năng lực thu thập, xử lí
thơng tin, trình bày thơng tin theo các dạng khác nhau.
2

7. DẠNG NĂNG LỰC X1 (năng lực trao đổi thông tin): Trao đổi kiến thức và ứng
dụng vật lí bằng ngơn ngữ vật lí và các cách diễn tả đặc thù của vật lí (Nhận diện Mã
bài tập theo cấp độ năng lực: X1-I; X1-II; X1-III)
* Đặc trưng năng lực X1: Nhìn chung năng lực thành phần này được rèn luyện và
phát triển thường xuyên thông qua những bài tập, trao đổi giữa GV và HS, giữa HS với
HS. Các bài tập tự luận cũng giúp HS hình thành năng lực thành phần này.
Bài tập số 7-X1.III (DAO ĐỘNG CƠ):
Hai quả cầu nhỏ m1 và m2 được tích điện q và -q, chúng
K
được nối với nhau bởi một lị xo rất nhẹ có độ cứng K (hình m ,q
K
m 2, - q
1). Hệ nằm yên trên mặt sàn nằm ngang trơn nhẵn, lị xo 1
khơng biến dạng. Người ta đặt đột ngột một điện trường
x
o
đều cường độ E , hướng theo phương ngang, sang phải.

.

Nguyễn Tố Hữu – THPT Hồng Lệ Kha – Thanh Hóa

17

SKKN:“Xây dựng hệ thống bài tập phát triển năng lực chuyên biệt
trong bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lý ở trường THPT”

Tìm vận tốc cực đại của các quả cầu trong chuyển động sau đó. Bỏ qua tương tác điện
giữa hai quả cầu, lò xo và mặt sàn đều cách điện.
Hướng dẫn giải:
Do tổng ngoại lực tác dụng hệ kín theo phương ngang nên khối tâm của hệ đứng yên và
tổng động lượng của hệ được bảo toàn. Chọn trục Ox có phương ngang hướng sang
mv

1 1
m1v1 + m2v2 = o → v2 = - m (1)
2
.Vật m1 và m2 sẽ dao động điều hịa xung quanh vị trí cân bằng của chúng, tại đó hợp
lực tác dụng lên mỗi vật bằng 0 và vận tốc của chúng đạt cực đại. Ta có:
2
m1v12 + m2v22 + k ( x1 − x2 ) = qE(x1-x2) (3)
qE = k(x1-x2) (2)

phải, góc O ở khối tâm của hệ. Ta có:

.Từ (1) và (2) và (3):

2
qE
v1=
k

2

2

qE
m2
, v 2=
m1 (m1 + m2 )
k

m1
m2 (m1 + m2 )

Bài tập có thể đánh giá được: năng lực tính tốn, thành tố năng lực đánh giá, năng
lực trao đổi kiến thức và ứng dụng vật lí bằng ngơn ngữ vật lí, năng lực diễn tả đặc thù
của vật lí
8. DẠNG NĂNG LỰC C1 (năng lực cá thể): Xác định được trình độ hiện có về kiến
thức, kĩ năng, thái độ của cá nhân trong học tập vật lí (Nhận diện Mã bài tập theo
cấp độ năng lực: C1-I; C1-II; C1-III)
* Đặc trưng năng lực C1: Thành phần năng lực này thường được đánh giá thơng qua
những kì kiểm tra mang tính chất hệ thống cả về kiến thức và kĩ năng cũng như thái độ.
Đối với từng cá nhân HS, qua quá trình tổ chức dạy học, GV có hình dung khái qt về
trình độ kiến thức, kĩ năng và thái độ của từng HS, nhưng từng HS chưa chắc đã tự
đánh giá được trình độ của mình.
Bài tập số 8-C1.III (DAO ĐỘNG CƠ): Cho hệ hai con lắc lị xo như hình vẽ, hai lị xo
có khối lượng không đáng kể, độ cứng lần lượt là k1 và k2, hai vật m1 và m2 có khối lượng
bằng nhau. Ban đầu các lị xo khơng bị biến dạng, hai vật tiếp xúc nhau và có thể trượt
khơng ma sát dọc thanh cứng AB nằm ngang. Kéo vật m1 để lò xo k1 bị nén lại một đoạn
A1 rồi thả nhẹ. Va chạm giữa hai vật là xuyên tâm đàn hồi.
Hãy tính độ nén lớn nhất
k2
k1

của lị xo k2 sau va chạm; mơ tả
B
chuyển động và tính chu kì dao A
động của hệ.
Hướng dẫn giải:
Sau khi thả vật m1, nó chuyển động như một vật dao động điều hịa đi từ vị trí biên về
VTCB. Vận tốc của m1 ngay trước khi va chạm đàn hồi xuyên tâm với m 2 là:
v 01 = A1

k1
m1

Áp dụng ĐL bảo toàn động lượng và ĐLBT cơ năng cho hệ hai vật ngay trước và sau
r
r
r
 v1 = 0
 m1v 01 = m 2 v 2 + m1v1


⇒
va chạm:  1
1
1
k1
2
2
2
 m1v01 = m1v1 + m 2 v 2
 v 2 = v01 = A1

2
2
2
m


vì m1 = m2 = m
Sau va chạm, hai vật trao đổi vận tốc cho nhau: m 1 đứng yên còn m2 chuyển động với
vận tốc như trước của m 1. Sau đó m2 chuyển động như một vật DĐĐH đi từ VTCB ra
biên rồi chuyển động về VTCB va chạm đàn hồi xuyên tâm với m 1.
Nguyễn Tố Hữu – THPT Hoàng Lệ Kha – Thanh Hóa

18


SKKN:“Xây dựng hệ thống bài tập phát triển năng lực chuyên biệt
trong bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lý ở trường THPT”

Biên độ dao động của m2 (độ nén lớn nhất của lò xo k2):

1
1
k1
2
k 2 A 22 = mv02
⇒ A2 =
A1
2
2
k2

Khi va chạm với m1 hai vật tiếp tục trao đổi vận tốc cho nhau và sau đó m 1 chuyển động
như một vật dao động điều hòa và tiếp tục va chạm đàn hồi xuyên tâm với m 2.
1

1

 m

m

+
÷
Chu kì dao động của hệ bằng: The = ( T1 + T2 ) = .2π 
2
2
k2 ÷
 k1

Bài tập có thể đánh giá được: trình độ hiện có về kiến thức, kĩ năng, thái độ trong học
tập vật lí của học sinh.

C. KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ
1. KẾT LUẬN:
Sau khi thực hiện đề tài, có thể thấy nội dung đề tài đã khẳng định một số vấn đề sau:
* Việc sử dụng bài tập trong kiểm tra, đánh giá theo định hướng phát triển năng lực
người học là cần thiết, cấp thiết và tất yếu trong giai đoạn hiện nay.
* Đề tài có thể tạo ra một cái nhìn tương đối thơng suốt về phương pháp và cách thức
sử dụng bài tập trong kiểm tra, đánh giá theo định hướng phát triển năng lực người học.
* Đề tài có thể sử dụng trong các kỳ thi học sinh giỏi THPT các cấp.

* Đề tài có thể làm tài liệu tham khảo tốt cho giáo viên giảng dạy vật lý và học sinh
THPT trong thực hiện nhiệm vụ bồi dưỡng, ôn thi học sinh giỏi.
* Dựa trên cơ sở của đề tài, giáo viên có thể sáng tác hệ thống các bài tập hoặc dạng bài
tập tương tự theo chủ ý của mình.
2. KIẾN NGHỊ:
Song song với việc áp dụng phương pháp dạy học theo định hướng phát triển
năng lực theo yêu cầu đổi mới hiện nay của sự nghiệp giáo dục nước nhà thì, nhiệm vụ
phải xây dựng các chuyên đề, các hệ thống bài tập phát triển năng lực người học để sử
dụng trên lớp, sử dụng trong các kỳ thi…là việc làm hết sức cần thiết và cấp bách của
người giáo viên.
Trong quá trình nghiên cứu, vì đây là vấn đề mới, lại chưa có một chuyên đề nào
tương tự đã có nên việc thiết kế và thi cơng đề tài cịn mang nặng tính chủ quan của tác
giả. Điều đó cho thấy đề tài cịn những thiếu sót là điều khơng thể tránh khỏi. Rất mong
q thầy cơ, bạn đọc góp ý xây dựng, bổ sung để đề tài hoàn thiện hơn, nhằm vận dụng
và sử dụng đạt hiệu quả tốt nhất vào các quá trình dạy học hiện nay.

Nguyễn Tố Hữu – THPT Hồng Lệ Kha – Thanh Hóa

19


SKKN:“Xây dựng hệ thống bài tập phát triển năng lực chuyên biệt
trong bồi dưỡng học sinh giỏi môn Vật lý ở trường THPT”

XÁC NHẬN CỦA
THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ

Thanh Hóa, ngày 15 tháng 05 năm 2016
Tôi xin cam đoan đây là SKKN của mình
viết, khơng sao chép nội dung của người khác.

Nguyễn Tố Hữu

Nguyễn Tố Hữu – THPT Hoàng Lệ Kha – Thanh Hóa

20


Phụ lục SKKN:“Xây dựng hệ thống bài tập phát triển năng lực chuyên biệt trong bồi dưỡng
chuyên đề Dòng điện xoay chiều cho học sinh giỏi môn Vật lý ở trường THPT”

PHẦN PHỤ LỤC I
(XÂY DỰNG MINH HỌA 01 ĐỀ THI CHỌN HSG CẤP TỈNH CÓ ĐẦY ĐỦ CÁC
NĂNG LỰC CHUYÊN BIỆT CẦN THIẾT ĐẶC THÙ BỘ MÔN VẬT LÝ)
CÂU 1-K2.III (CƠ VẬT RẮN): Cho cơ
B
hệ như hình vẽ: Một khối trụ đồng chất có
khối lượng M, bán kính R được đặt lên
mặt phẳng nghiêng cố định, góc nghiêng
C
A
= 300. Giữa chiều dài khối trụ có khoét
một rảnh nhỏ để phần cịn lại có bán kính
R/2. Một sợi dây mảnh khơng giản, khối
m
lượng khơng đáng kể được quấn nhiều
vịng vào lõi trên rồi vắt qua rịng rọc B
(khối lượng khơng đáng kể), cịn đầu kia
Hình vẽ
của dây được nối với vật C có khối lượng

m = M/5. Phần dây AB song song với mặt
phẳng nghiêng, khối trụ lăn không trượt trên mặt phẳng nghiệng. Bỏ qua ma sát lăn, ma
sát ở rịng rọc.
a.Viết phương trình động lực học cho chuyển động các vật.
b.Tính gia tốc a0 của trục khối trụ và gia tốc a của vật m.
c.Tính lực căng dây và lực ma sát giữa khối
B
trụ và mặt phẳng nghiêng.
Hướng dẫn giải:
+ Phương trình định luật II Newton cho chuyển
N
+
A
T
T a
động tịnh tiến của các vật khi chiếu trên các trục
C
với chiều dương nh đã chỉ ra trên hình vẽ:
f

α

T − mg = m.a
Mg sin α − T − f ms = M .a0

(1)

- Đối với chuyển động quay quanh trục của khối
trụ:
f ms .R − T .

a0

+α

I

ms

P1

P2 m

a
R
1
= I .ε = M .R 2 0 ⇒ T = 2. f ms − M .a0 (2)
2
2
R

+ Khối trụ lăn không trượt, điểm tiếp xúc I giữa khối trụ và mặt nghiêng đứng n tức
thời và đóng vai trị làm tâm quay tức thời.
+Ta gọi gia tốc góc của khối trụ quanh trục của nó là ε, cũng là gia tốc góc quanh tâm
quay tức thời I. Ta có quan hệ với gia tốc dài:
a 0 = R.ε

R
3
(3)

 
a
=
R
+
.
ε
=
.
a


0

2
2
 
Mg sin α
Từ (2) và (3) rút ra: f ms =
3

2M sin α − 3m
4g
3
2M sin α − 3m
2g
.g =
> 0 ⇒ a = a0 =
.g =
3( 3m + 2M )

39
2
( 3m + 2M )
13
M sin α − 3m
2 + sin α
5
T = mg + m.
.g =
Mmg =
Mg
( 3m + 2M )
3m + 2M
26
Mg sin α
+ Từ (2) và (3) rút ra: f ms =
3

Và a 0 = 2.

Nguyễn Tố Hữu – THPT Hồng Lệ Kha – Thanh Hóa

20(PL)


Phụ lục SKKN:“Xây dựng hệ thống bài tập phát triển năng lực chuyên biệt trong bồi dưỡng
chuyên đề Dòng điện xoay chiều cho học sinh giỏi môn Vật lý ở trường THPT”

CÂU 2-C1.II (DAO ĐỘNG CƠ): Một vật có khối lượng m 1 = 2kg mắc vào lị xo nhẹ
có độ cứng k = 40N/m, đầu kia của lò xo gắn chặt vào tường. Vật và lò xo đặt trên mặt

phẳng ma sát không đáng kể. Đặt vật thứ hai có khối lượng m 2 = m1 sát với vật thứ nhất
rồi đẩy chậm cả hai vật cho lò xo nén lại 10cm. Khi thả chúng ra, lò xo đẩy hai vật
chuyển động về bên phải. Lấy π 2 = 10
a. Tìm khoảng thời gian hai vật chuyển động cùng nhau cho tới khi vật thứ hai
tách ra.
b. Xác định vận tốc lớn nhất của vật thứ nhất.
m1 m2
c. Khi lị xo giãn cực đại lần đầu tiên thì hai vật
cách xa nhau bao nhiêu?
Hướng dẫn giải:
a. Khoảng thời gian cùng nhau:
T 2π m1 + m2
t= =
= 0,5s
4
4
k
1 2 m1 + m2 2
kx =
vM
b. Vận tốc cực đại của vật 1 là thỏa mãn
2
2
Tìm được vM = 31,6cm/s
c. Khi hai vật tách ra thì vật 1 dao động điều hịa với T ' = 2π
Biên độ mới của vật 1 thỏa mãn

m1
= 2s
k

1 2 m1 2
kA ' = v M nên A' = 5 2 cm
2
2

Thời gian lò xo giãn cực đại lần đầu là T'/4. Vật 2 cđtđ với s2 = vM .
Khoảng cách 2 vật: ∆s = s2 − A ' = 4,1cm
CÂU 3-K2.II (DAO ĐỘNG SĨNG):
Trong thí nghiệm giao thoa sóng mặt nước, hai
nguồn sóng S1 và S2 cách nhau 11 cm dao động
điều hòa theo phương vng góc với mặt nước có
phương trình u1 = u2 = 5cos(100πt) mm. Tốc độ
truyền sóng v = 0,5 m/s và biên độ sóng khơng thay
đổi khi truyền đi. Chọn hệ trục tọa độ xOy thuộc
mặt phẳng mặt nước khi yên lặng, gốc O trùng với
S1 (hình 1).
1. Tìm biên độ sóng tổng hợp tại điểm M có tọa
độ x = 3,96 cm; y = 5,28 cm?

T'
≈ 11,17cm
4

y

⋅

S1 ≡ O

⋅I

⋅S

2

x

Hình
1

2. Trong khơng gian, phía trên mặt nước có một
chất điểm chuyển động mà hình chiếu (P) của nó ở mặt nước chuyển động với phương
trình quĩ đạo y = x + 2 và có tốc độ v 1 = 5 2 cm/s. Trong thời gian t = 2 s kể từ lúc
(P) có tọa độ x = 0 thì (P) cắt bao nhiêu vân cực đại trong vùng giao thoa của 2 sóng?
Hướng dẫn giải:
Lập phương trình sóng tại một điểm B cách 2 nguồn những đoạn d 1 và d2
π
π
u = 2a cos (d 2 − d1 )cos(ωt- (d1 + d 2 )
λ
λ
π
Biên độ sóng tại điểm B là A = 2a cos (d 2 − d1 )
λ
Nguyễn Tố Hữu – THPT Hồng Lệ Kha – Thanh Hóa

21(PL)

Phụ lục SKKN:“Xây dựng hệ thống bài tập phát triển năng lực chuyên biệt trong bồi dưỡng
chuyên đề Dòng điện xoay chiều cho học sinh giỏi môn Vật lý ở trường THPT”

Tính d1M = 3,96 cm và d2M = 8,8 cm
v
Bước sóng λ = λ = = 1 cm
f
Thay số tính được biên độ dao động của điểm M là
A = 9,8 mm
Gọi C, D là vị trí ban đầu và cuối đoạn đường đi
của của (P).
Độ dài CD = v.t = 10 2 cm
Vì quĩ đạo chuyển động có hệ số góc bằng 2 nên
tứ giác BCND là hình vng.
CN = 10 cm
BC = 10 cm
Tại C có: S1C = 2 cm;
S2C =

y

⋅D

B
d1

⋅
⋅
S
C

1≡

N

⋅ ⋅ ⋅S

O

S1S22 + S1N 2 = 11,18 cm

d2

I

E

2

x

∆dC = 9,18 cm = 9,18λ

Tại D có:
S1D = S1E 2 + ED 2 = 15,62 cm
S2D = S2 E 2 + ED2 = 10,04 cm
∆dD = 5,58 cm = 5,58λ
Từ phương trình sóng, ta được vân đi qua I là vân cực đại.
Số vân cực đại cắt đoạn CD là 15 vân.
Số điểm có biên độ cực đại cắt CD là 15

CÂU 4-P5.II (DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ): Hai mạch dao động điện từ LC lí tưởng 1 và
2 đang có dao động điện từ tự do với các cường độ
dòng điện tức thời trong hai mạch tương ứng là i1 và i 2
được biểu diễn như hình vẽ.
a) Tính chu kì dao động điện từ trong mỗi
mạch, viết biểu thức của i1 và i 2 .
b) Tại thời điểm t, điện tích trên bản tụ của
4.10−6
( C ) , tính khoảng thời gian ngắn nhất sau đó để điện tích trên
π
3.10−6
bản tụ của mạch thứ 2 có độ lớn
( C) .
π

mạch 1 có độ lớn là

Hướng dẫn giải:
Chu kì dao động điện từ:
- Mạch dao động 1: T1 = 10-3 s
- Mạch dao động 2: T2 = 10-3 s
- Từ đồ thị viết được biểu thức cường độ dòng điện tức thời:
π

i1 = 8.10−3 cos  2000πt − ÷( A )
2


i 2 = 6.10−3 cos ( 2000πt + π ) ( A )

Tại thời điểm t:
- Điện tích trên tụ của mạch 1 có độ lớn: q1 =

4.10−6
( C ) bằng điện tích cực đại của tụ.
π

Vì cường độ dịng điện trong hai mạch vng pha nên điện tích của tụ điện trong mạch
dao động 2: q2 = 0.

Nguyễn Tố Hữu – THPT Hoàng Lệ Kha – Thanh Hóa

22(PL)