skkn XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP ĐỒ THỊ CHƯƠNG “SÓNG CƠ HỌC” CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÝ 12, NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC TƯ DUY CHO HỌC SINH THPT

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ

TRƯỜNG PT NGUYỄN MỘNG TUÂN

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

ĐỀ TÀI
XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP ĐỒ THỊ
CHƯƠNG “SÓNG CƠ HỌC” CHƯƠNG TRÌNH VẬT LÝ 12,
NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC TƯ DUY CHO HỌC SINH THPT

Người thực hiện: Lê Thị Huệ
Chức vụ: Giáo viên
Đơn vị công tác: Trường PT Nguyễn Mộng Tuân
SKKN thuộc lĩnh vực môn: Vật lý

THANH HOÁ, NĂM 2018


1. MỞ ĐẦU
1.1. Lí do chọn đề tài.............................................................................................1
1.2. Mục đích nghiên cứu......................................................................................1
1.3. Đối tượng nghiên cứu.....................................................................................1
1.4. Phương pháp nghiên cứu................................................................................1
2. NỘI DUNG
2.1. Cơ sở lí luận lí ...............................................................................................2
2.1.1. Bài tập đồ thị...............................................................................................2
2.1.2. Nguyên tắc xây dựng, tuyển chọn và phân loại BT theo logic nhận thức
trong hệ thống bài tập chọn lọc.............................................................................2
2.1.3. Nguyên tắc xây dựng hệ thống BTĐT chọn lọc phần sóng cơ học lớp 12..2
2.2. Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng đề tài....................................................3

2.3. Các giải pháp áp dụng để giải quyết vấn đề...................................................3
2.3.1. Hướng dẫn giải bài toán đồ thị....................................................................4
2.3.2. Hệ thống BTĐTCL chương “sóng cơ học” Vật lý 12 nhằm BDTD cho HS
THPT.....................................................................................................................4
2.3.2.1. BTĐT chọn lọc chủ đề: Sự truyền sóng cơ học.......................................4
2.3.2.2. BTĐT chọn lọc chủ đề: Sóng dừng.......................................................12
2.3.2.3. BTĐT chọn lọc chủ đề: Sóng âm..........................................................16
2.4. Hiệu quả của SKKN đối với hoạt động giáo dục, với bản thân, động nghiệp
và nhà trường......................................................................................................17
3. KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ
3.1. Kết luận........................................................................................................18
3.2. Kiến nghị......................................................................................................18

2


DANH MỤC VIẾT TẮT
Viết tắt
BDTD
BT
BTĐT
BTCL
BTVL
DH
DHVL
ĐLVL
HQC
HS
HTVL
NLTD

PP
PPDH
QTDH
TDST
THPT
TL
TNSP
VL

Cụm từ
bồi dưỡng tư duy
Bài tập
Bài tập đồ thị
Bài tập chọn lọc
Bài tập vật lý
dạy học
dạy học vật lý
đại lượng vật lý
hệ quy chiếu
học sinh
Hiện tượng vật lý
Năng lực tư duy
phương pháp
phương pháp dạy học
Quá trình dạy học
tư duy sáng tạo
Trung học phổ thông
Tâm lý
Thực nghiệm sư phạm
vật lý

3


1. MỞ ĐẦU
1.1. Lí do chọn đề tài
Thế kỷ 21, thế kỷ của sự bùng nổ khoa học và công nghệ, đòi hỏi nền giáo
dục phải đổi mới mạnh mẽ sâu sắc và toàn diện, trong đó đổi mới phương pháp
giáo dục là hết sức cần thiết. Luật giáo dục, điều 28.2 đã nêu rõ: “Phương pháp
giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của
học sinh phù hợp với đặc điểm lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự
học, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn...”
Bài tập vật lý có tác dụng to lớn trong việc giáo dục và giáo dưỡng và
phát triển trí tuệ cho học sinh. Bài tập vật lý là phương tiện quan trọng rèn luyện
cho học sinh: khả năng vận dụng kiến thức, rèn luyện tư duy; liên hệ lý thuyết
với thực tế đời sống; bồi dưỡng phương pháp nghiên cứu khoa học; là phương
tiện ôn tập, cũng cố kiến thức đã học một cách sinh động và có hiệu quả; rèn
luyện đức tính tự lực, kiên trì, nhẫn lại, chịu khó vượt khó. Bài tập đồ thị là dạng
bài xuất hiện tương đối nhiều trong các đề thi THPT quốc gia, đòi hỏi học sinh
nắm chắc kiến thức cơ bản, đồng thời phải có kĩ năng tổng hợp và xử lí các số
liệu trong đồ thị. Trong khi đó thực trạng cho thấy, bài tập đồ thị là một trong
dạng bài tập mà học sinh rất lúng túng khi gặp phải.
Trong quá trình giảng dạy, ôn thi đại học, cao đẳng nay là ôn thi
THPTQG, hay ôn thi HS giỏi, tôi thấy SGK, sách tham khảo các bài tập đồ thị
còn ít, có nhưng chỉ đưa ra cách giải chưa có hướng dẫn chung cho việc giải bài
tập đồ thị các chương nói chung, và chương “Sóng cơ học” nói riêng nên HS
nắm bắt một cách mơ hồ, không rõ ràng.
Chương “ Sóng cơ học” Vật lý 12 là một trong những chương quan trọng
của chương trình vật lý phổ thông, trong chương trình thi THPTQG, bài tập ở
chương này cũng rất khó và đôi khi trừu tượng đặc biệt là bài tập đồ thị.

Như vậy xét về mục đích của phương pháp giáo dục phổ thông, vị trí
chương sóng cơ trong chương trình phổ thông, cũng như tính đặc biệt của bài
tập đồ thị trong hệ thống bài tập, tôi thấy rất cần thiết có một đề tài về bài tập đồ
thị chương sóng cơ học để phục vụ cho dạy và học. Chính vì vậy, tôi chọn đề tài
nghiên cứu: “Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập đồ thị chương “ sóng cơ
học” chương trình vật lý 12 nhằm bồi dưỡng nâng lực tư duy cho học sinh
THPT ”.
1.2. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng và sử dụng bài tập đồ thị chương: “ sóng cơ học” vật lý 12
nhằm bồi dưỡng năng lực tư duy cho HS THPT.
1.3. Đối tượng nghiên cứu
- Quá trình dạy học là học sinh lớp 12 trường THPT Nguyễn Mộng Tuân.
- Bài tập đồ thị chương “ Sóng cơ học” Vật lý 12 THPT.
1.4. Phương pháp nghiên cứu
Trong quá trình nghiên cứu tôi đã sử dụng một số phương pháp sau :

1


- Phương pháp nghiên cứu lý luận.
- Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm.
- Phương pháp điều tra và quan sát.
- Phương pháp phân tích, đánh giá.
- Phương pháp thống kê, tổng hợp, so sánh.
2. NỘI DUNG
2.1. Cơ sở lí luận của vấn đề nghiên cứu
2.1.1. Bài tập đồ thị.
BTVL được được phân thành các loại: BT định định; BT tính toán; BT thí
nghiệm; Bài tập đồ thị. Ta đã biết đồ thị là một hình thức để biểu đạt mối quan
hệ giữa hai đại lượng vật lý, tương đương với cách biểu đạt bằng lời hay bằng

công thức. Nhiều khi nhờ vẽ được chính xác đồ thị biểu diễn các số liệu thực
nghiệm mà ta có thể tìm được định luật mới. Bởi vậy các bài tập luyện tập sử
dụng đồ thị hoặc xây dựng đồ thị có vị trí ngày càng quan trọng trong dạy học
Vật lý. BTĐT giúp học sinh hiểu sâu sắc hơn các hiện tượng và mối quan hệ
giữa các đại lượng một cách trực quan nhất.
2.1.2. Nguyên tắc xây dựng, tuyển chọn và phân loại BT theo logic nhận thức
trong hệ thống bài tập chọn lọc
Việc lựa chọn, phân loại hệ thống các BT theo chủ đề là một việc khó.
Những BT khó đòi hỏi vận dụng nhiều vùng kiến thức cần phải có những tìm tòi
về PP nhằm xác định những mối liên hệ quan trọng nhất, điển hình nhất và
những biểu hiện của chúng trong các bài tập, từ đó xác định loại BT xuất phát,
số lượng của chúng và trình tự giải.
Hệ thống các BT được lựa chọn thỏa mãn các tiêu chí sau:
-Tiêu chí 1: Các BT phải đi từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp về mối
quan hệ giữa những đại lượng và khái niệm đặc trưng cho quá trình hoặc hiện
tượng, sao cho từng bước HS hiểu được kiến thức một cách vững chắc và có kỹ
năng, kỹ xảo, vận dụng linh hoạt sáng tạo các kiến thức đó.
-Tiêu chí 2: Mỗi BT được chọn phải là một mắt xích trong hệ thống kiến thức
vật lý, đóng góp được phần nào vào việc hoàn chỉnh các kiến thức của học sinh,
giúp họ hiểu được mối liên hệ giữa các đại lượng, cụ thể hoá các khái niệm…
-Tiêu chí 3: Hệ thống BT phải giúp cho HS có kỹ năng vận dụng toán học tốt để
sau này dễ tiếp thu kiến thức các phần mới và có thời gian nhiều hơn dành cho
phần bản chất VL của các BT phải giải quyết.
-Tiêu chí 4: Hệ thống BT phải đảm bảo được tính tích cực, chủ động, sáng tạo
của HS trong học tập.
-Tiêu chí 5: Hệ thống các BT được chọn lọc phải giúp cho HS nắm được PP giải
từng loại, dạng cụ thể.
-Tiêu chí 6: Hệ thống BT phải giúp HS tự tìm ra vấn đề mới, nảy sinh từ những
BT đã làm, để từ đó tự tìm tòi nghiên cứu nhằm đạt đến mức cao hơn về nhận
thức.

-Tiêu chí 7: Nội dung BT phải phù hợp yêu cầu ngày càng cao của các kì thi
nhưng vẫn phải đảm bảo phù hợp với thời gian học tập của HS ở lớp và ở nhà.
2


2.1.3. Nguyên tắc xây dựng hệ thống BTĐT chọn lọc phần sóng cơ học lớp 12
Xây dựng hệ thống BTĐTCL nhằm bồi dưỡng NLTD cho học sinhTHPT
theo các nguyên tắc sau đây:
- Bảo đảm được các tiêu chí theo các nguyên tắc tư duy chung của quá trình
nhận thức.
- Hệ thống BT được sắp xếp theo các chủ đề về nội dung kiến thức. Bao gồm
các BTĐT theo chủ đề sau:
+ BTĐT về quá trình truyền sóng cơ học.
+ BTĐT về sóng dừng.
+ BTĐT về sóng âm.
- Bài tập đồ thị theo chủ đề PP giải bao gồm:
+ Bài tập chọn lọc dùng PP chia nhỏ. Với loại BT này chúng tôi hướng
dẫn HS áp dụng PP tư duy nghiên cứu riêng lẻ đến khái quát tổng thể và vận
dụng các thao tác tư duy như phân tích, tổng hợp vào BT một cách hiệu quả
nhất.
+ Bài tập chọn lọc dùng PP giải theo mối liên kết. Loại BT này chọn lọc
theo nguyên tắc nhân quả mà trong đó xuất hiện các mối liên kết tự nhiên, hệ
quả của sự ràng buộc, truyền động trong cấu trúc chung của hệ vật chất.
Với mỗi chủ đề, các BTĐT được sắp xếp theo trình tự:
+ Xuất phát bằng BTĐT điển hình.
+Bài tập phát triển dựa trên BTĐT xuất phát.
+Lời giải, hướng dẫn giải hoặc đáp số.
- Đặc biệt chú ý hướng dẫn học sinh cách đọc đồ thị trước một BTĐT.
2.2. Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng SKKN
Trong quá trình dạy học tại trường PT Nguyễn Mộng Tuân, tôi nhận thấy:

+ Kiến thức toán học của các em còn thấp vì đầu vào của trường thấp, đ a
phần là học sinh có học lực tương đối yếu, mất căn bản dẫn tới khi học các môn
Khoa học thực nghiệm như môn Vật lí các em thường chán nản và học đối phó,
các bài tập mang tính suy luận do vậy các em gặp rất nhiều khó khăn.
+ Gặp bài tập có đồ thị các em HS cho là bài tập khó ngay cả những bài
đồ thị đơn giản.
+ Các em rất ngỡ ngàng, khó khăn và lúng túng trong việc giải bài tập đồ
thị vật lý, nhiều em không đọc được đồ thị dẫn đến không tìm được hướng giải
quyết bài toán. Trong tình trạng này các em chỉ giải quyết bài toán một cách
máy móc, thiếu chính xác, không có lập luận logic. Các em nắm một cách mơ
hồ, không rõ ràng, làm rồi nhưng lại quên, nhớ không lâu.
+ Chương “ sóng cơ học” là chương có kiến thức khó, trừu tượng, ngay cả
học sinh khá, giỏi cũng cảm thấy như vậy.
2.3. Giải pháp áp dụng để giải quyết vấn đề
Hệ thống BTĐT của đề tài này được xây dựng tuyển chọn gồm những
BTĐT xuất phát nhằm khắc sâu củng cố kiến thức cơ bản của chương trình,
những BT giúp HS đạt được các kỹ năng toán học cần thiết, những BT khó và
hay đòi hỏi phải có kiến thức và tư duy VL sâu sắc với các PP và kỹ thuật toán
3


học phức tạp mới giải được. Được sắp xếp từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức
tạp, bài sau có thể tìm ra sự định hướng ở bài trước, trong bài đã làm lại hình
thành hay ẩn chứa một BT mới hay một vấn đề mới phức tạp hơn cần được giải
quyết tiếp.
2.3.1. Hướng dẫn giải bài toán đồ thị
Để giải bài tập đồ thị, HS phải biết chuyển bài tập đồ thị thành bài tập tính
toán, rồi tự đó tìm cách giải quyết bài tập tính toán. Sau đây là các bước giải bài
tập đồ thị:
- Bước 1: Đọc đồ thị: Nêu được dữ kiện bài toán (mối quan hệ giữa hai đại

lượng vật lý), mô tả được hiện tượng vật lý hay nói cách khác biểu đại được mối
quan hệ giữa 2 đại lượng vật lý bằng lời.
- Bước 2: Tìm mối liên hệ giữa các dữ kiện bài toán với đại lượng cần tìm.
- Bước 3: Giải bài toán, tìm đại lượng cần tìm.
- Bước 4: Biện luận và kết luận
2.3.2. Hệ thống BTĐTCL chương “sóng cơ học” Vật lý 12 nhằm BDTD cho
HS THPT.
2.3.2.1. BTĐT chọn lọc chủ đề: sự truyền sóng cơ học
* Bài tập xuất phát: Xác định trạng thái dao động, hướng truyền sóng
BT 1:(Quốc Học Huế - 2017) Một sóng
truyền theo phương AB. Tại một thời điểm
nào đó, hình dạng sóng có dạng như hình
vẽ. Biết rằng điểm M đang đi lên vị trí cân
bằng. Khi đó điểm N đang chuyển động
A. đi xuống
B. đứng yên
C. chạy ngang
D. đi lên
Giải
Theo phương truyền sóng, các phần tử trước đỉnh sẽ đi xuống, sau đỉnh sóng sẽ
đi lên. Điểm M sau đỉnh sóng đang đi lên vậy sóng truyền từ B đến A và từ đó
cho thấy N sau đỉnh sóng nên cũng đang đi lên. Đáp án D
Nhận xét: Ở dạng BT này ta lưu ý tính chất theo phương truyền sóng, các
phần tử môi trường ở trước một đỉnh sóng gần nhất sẽ chuyển động đi xuống,
các phần tử môi trường ở sau đỉnh gần nhất sẽ chuyển động đi lên. Đây là
BTCB, nắm được dạng BT này sẽ là tiền đề để ta giải các BT phức tạp khác dễ
dàng hơn.
BT 2: (Chuyên Hà Tĩnh 2015): Một sóng ngang truyền trên một sợi dây rất dài
với tần số f = 10 Hz. Tại một thời điểm nào đó sợi dây có hình dạng như hình
vẽ. Trong đó khoảng cách từ vị trí cân bằng của điểm A

4


đến vị trí cân bằng của điểm D là 60 cm và điểm C đang đi xuống qua vị trí cân
bằng. Sóng truyền theo chiều
A. từ A đến E với tốc độ 8 m/s.
B. từ E đến A với tốc độ 6 m/s.
C. từ E đến A với tốc độ 8 m/s.
D. từ A đến E với tốc độ 6 m/s.
Giải
Theo phương truyền sóng, các phần tử trước đỉnh sẽ đi xuống, sau đỉnh sóng sẽ
đi lên. Điểm C đi xuống nên C nằm trước đỉnh sóng nên sóng truyền từ E đến A.
AD =

3λ
= 60cm ⇒ λ = 80cm ⇒ v = λf = 800cm / s = 8m / s . Đáp án C
4

* Bài tập phát triển: Xác định độ lệch pha
Nhận xét: Khi biết cách xác định trạng thái dao động, phương truyền sóng ta có
thể xác định góc pha giữa 2 điểm thông qua đọc khoảng cách trên đồ thị ( theo
trục hoành ox) BT 3 hay so sánh trạng thái dao động theo trục tung li độ u) BT
4.
BT 3: (Quốc gia – 2017) Trên một sợi dây dài,
đang có sóng ngang hình sin truyền qua theo
chiều dương của trục Ox. Tại thời điểm t 0 một
đoạn của sợi dây có hình dạng như hình bên. Hai
phần tử M và N dao động lệch pha nhau
π

rad
4
3π rad
4

A.
C.

B.
D.

π
rad
3
2π rad
3

Giải
Từ đồ thị ta đọc được mối quan hệ giữa khoảng cách giữa 2 điểm và bước sóng
trên trục ox: MO = 4 ô; bước sóng λ = 12 ô
∆x 4 1
2π∆x 2π
=
= ⇒ ∆ϕ =
=
rad Đáp án D
λ 12 3
λ
3

BT 4 : Sóng truyền trên một sợi dây đàn hồi theo
ngược chiều dương trục Ox. Tại một thời điểm
nào đó thì hình dạng sợi dây được cho như hình
vẽ. Xác định góc lệch pha giữa N và O ?
π
3.
7π
C.
6

A.

5π
6 .
π
D. .
6

B.

Giải
Từ đồ thị ta xá dịnhđược trạng thái dao động của 2 phân tử tại 2 điểm N, O:
+ N đi lên có li độ

u N = −2 = −

+ O đi xuống có li độ uo= 0

AM
2

5


N dao động trước O, sử dụng vòng tròn lượng giác dễ dàng tìm được độ lệch pha
∆ϕ =

7π
rad
6

Đáp án C

* BT phát triển : Xác định bước sóng, tốc độ truyên sóng, chu kỳ, biên độ.

BT 5: Một sóng hình sin truyền trên một sợi dây dài. Ở thời điểm t, hình dạng
của một đoạn dây như hình vẽ. Chu kỳ sóng là 3s. Các vị trí cân bằng của các
phần tử trên dây cùng nằm trên trục Ox. Tính bước sóng, tốc độ truyền sóng ?
Giải
λ
= 12 − 9 = 3 ⇒ λ = 6 cm
2
λ 6
Vận tốc truyền sóng v = = = 2 m/s.
T 3

Từ hình vẽ ta có

Nhận xét: Bước sóng là khoảng cách gần nhất giữa 2 điểm dao động cùng pha.
Khoảng cách gần nhất giữa2 điểm dao động ngược pha là

λ
từ đó suy ra giá
2

trị bước sóng trên đồ thị.
BT 7: Một sóng hình sin đang truyền trên
một sợi dây, theo chiều dương của trục Ox.
Hình vẽ mô tả hình dạng của sợi dây ở các
thời điểm t1 và t 2 = t1 + 0,3s . Chu kì của sóng
là
A. 0,9 s
B. 0,4 s
C. 0,6 s
D. 0,8 s
Giải
Quãng đường truyền sóng s = 3 ô; Bước sóng λ = 8 ô
s
∆t
λ λ
8
Chu kì của sóng T = = ∆t = 0,3 = 0,8s . Đáp án D
v s
3

Vận tốc truyền sóng v =

6

* BT phát triển : Xác định vận tốc của phân tử
BT 8: (THPT Nam Trực – 2017) Một sóng
hình sin đang truyền trên một sợi dây theo
chiều dương của trục 0x. Hình vẽ mô tả
hình dạng của sợi dây tại thời điểm t 1 và t2 =
t1 + 1s. Tại thời điểm t2, vận tốc của điểm M
trên dây gần giá trị nào nhất sau đây?
A. – 3,029 cm/s.
B. – 3,042 cm/s.
C. 3,042 cm/s.
D. 3,029 cm/s.
Giải
Ta có

λ 1
= ⇒ λ = 0, 4m
4 10

S=

+ Trong 1 s sóng truyền đi được
Chu kì của sóng

T=

λ
π
= 8s ⇒ ω =
v
4

3
1
1
S
− =
m ⇒ v = = 0,05 m/
20 10 20
t

rad/s

+Độ lệch pha của điểm A cách O một đoạn
∆ϕ =

2π∆x
=
λ

2π (

s

3
m và điểm M:
20

11 3
− )
30 20 = 13π

0,4
12

Tại t2, điểm A ở VTCB, có tốc độ cực đại, M dao động sau A trễ pha

13π
, sử
12

dụng vòng tròn lượng giác vàcông thức vận tốc ta có vận tốc của M tại thời điểm
0
t1 là: v = − Aω sin(30 + 45) 0 v = − v max cos ( 15 ) ≈ −3,029 cm/s Đáp án B
BT 9: ( QG năm 2013) Một sóng hình sin đang truyền trên một sợi dây theo
chiều dương của trục Ox. Hình vẽ mô tả hình dạng của sợi dây tại thời điểm t1
(đường nét đứt) và t2 = t1 + 0,3 (s) (đường liền nét). Tại thời điểm t2, vận tốc của
điểm N có thể nhận giá trị nào dưới đây

A. 65,4 cm/s.

B. - 65,4 cm/s.

C. -39,3 cm/s.

D. 39,3 cm/s.

Giải
Ta có λ = 8

30
30

= 40cm , quãng đường truyền sóng s = 3 = 15cm trong 0,3 s
6
6

+ Biên độ A = 5 cm
+ Vận tốc truyền sóng :
v=

s
15
=
= 50cm / s
∆t 0,3
7


T=

Chu kì của sóng :

λ
= 0,8 ⇒ ω = 2,5π rad
v

Tại t2 phân tử N ở VTCB đang đi lên ( sau đỉnh sóng).
v = Aω =39,3cm/s
Vận tốc tại N là :
BT 10: (Sở Thanh hoa – 2017, Lê Quý
Đôn 2018) Trên một sợi dây dài có một
sóng ngang, hình sin truyền qua. Hình dạng

của một đoạn dây tại hai thời điểm t 1 và t2
có dạng như hình vẽ bên. Trục Ou biểu diễn
li độ của các phần tử M và N ở các thời
điểm. Biết t2 − t1 bằng 0,05 s, nhỏ hơn một
chu kì sóng. Tốc độ cực đại của một phần tử
trên dây bằng
A. 3,4 m/s.
B. 4,25 m/s.
C. 34 cm/s.
D. 42,5 cm/s.
Giải
Từ đồ thị ta thấy

Từ hình vẽ, ta xác định được

u = 20mm Z

u = 20mm [






M
M
+ ( t1 ) u = 15, 4mm Z , ( t 2 ) u = + A
N

N

Ta có :
α 20

2
cos 2 = A
15,3
15,3
 20 
2α
⇒ 2cos  ÷− 1 =
⇔ 2 ÷ −1 =
⇒ A = 21,6mm

A
A
2
A
cos α = 15,3

A

Từ đây ta tìm được ∆ϕ = ω∆t = α =
Tốc độ cực đại

π
⇒ ω = 5π rad/s
4

v max = ωA ≈ 340 mm/s

8


BT 11:(Chuyên Thái Bình – 2017) Cho một
sợi dây cao su căng ngang. Làm cho đầu O
của dây dao động theo phương thẳng đứng.
Hình vẽ mô tả hình dạng sợi dây tại thời điểm
t1 (đường nét liền) và t 2 = t1 + 0, 2 s (đường nét
đứt). Tại thời điểm t 3 = t 2 + 0, 4s thì độ lớn li độ
của phần tử M cách đầu dây một đoạn 2,4 m
(tính theo phương truyền sóng) là 3 cm. Gọi
δ là tỉ số của tốc độ cực đại của phần tử trên
dây với tốc độ truyền sóng. Giá trị của δ gần
giá trị nào nhất sau đây?
A. 0,025
B. 0,018
C. 0,012
D. 0,022
Giải
+ Từ đồ thị ta có λ = 6,4m
Vận tốc truyền sóng
Tần

số

dao

v=

động

2π 2πv 5π
ω=
=
=
rad/s
T
λ
4

∆x12 7, 2 − 6, 4
=
= 4 m/s
∆t12
0, 2

của

các

phần

tử

+ Độ lệch pha giữa M và O
2π∆ x13
2π.2,4 5π
3π
+ ω∆ t13 =

+ ( 0,2 + 0,4 ) =
λ
6,4
4
2
ωA
= 0,017
ta thấy u M = a = 3cm ⇒ δ =
v

∆ϕ = ∆ϕ x + ∆ϕ t =

Từ hình vẽ

BT 12: (Sở Vĩnh Phúc – 2017) Trên một sợi
dây đàn hồi có ba điểm M, N và P, N là trung
điểm của đoạn MP. Trên dây có một sóng lan
truyền từ M đến P với chu kỳ T ( T > 0,5 ) . Hình
vẽ bên mô tả dạng sợi dây tại thời điểm t 1
(đường 1) và t 2 = t1 + 0,5s (đường 2); M, N và P
là vị trí cân bằng của chúng trên dây. Lấy
2 11 = 6,6 và coi biên độ sóng không đổi khi
truyền đi. Tại thời điểm

1
t 0 = t1 − s ,
9

vận tốc dao

động của phần tử dây tại N là
A. 3,53 cm/s.
B. 4,98 cm/s.
C. – 4,98 cm/s.
D. – 3,53 cm/s.
Giải

9


+ Ta để ý rằng điểm N tại thời điểm t1 đang ở
vị trí cân bằng, tại thời điểm t 2 N đi đến vị trí
biên ⇒ t1 và t2 là hai thời điểm vuông pha
nhau thõa mãn
T

2

T=
 ∆t = 0,5 = ( 2k + 1) 4

( 2k + 1)


⇒

2
2
 u1N  +  u 2N  = 1 


÷
 A ÷
 A = 2 11
  A 
T = 2s
+ Với k = 0 ⇒ ω = πrad.s −1


(

)

2

+ 3,52 = 7,5mm

1
t 0 = t1 − s là
9

Tốc độ của vật tại thời điểm
 1
v N = −ωAcos  ω ÷ ≈ 21 mm/s
 9
2

T = s
+ Với k = 1 ⇒  3
ω = 3πrad.s −1


Tốc độ của vật tại thời điểm
 1
v N = −ωAcos  ω ÷ ≈ −3,53 cm/s
 9

1
t 0 = t1 − s
9

là:

Đáp án D

* BT phát triển: Xác định thời điểm, thời gian.
BT 13: Sóng có tần số 20 Hz truyền trên mặt thoáng nằm ngang của một chất
lỏng, với tốc độ 2 m/s, gây ra các dao động theo phương thẳng đứng của các phần
tử chất lỏng. Hai điểm M, N thuộc mặt thoáng chất lỏng cùng phương truyền
sóng, cách nhau 22,5 cm. Biết M nằm gần nguồn sóng hơn. Tại thời điểm t, N hạ
xuống thấp nhất. Thời gian ngắn nhất sau đó M sẽ hạ xuống thấp nhất là:

A.

T
.
2

B.

T

.
3

Từ đồ thị λ = 48cm ; MN =24 cm =

C.
λ
2

T
.
6

D.

3T
.
4

Giải

Sóng truyền từ M đến N. Tại thời điểm t, M ở độ lệch pha giữa MN là:
∆ϕ =

2π∆x
=π .
λ

10

M lên cao nhất thì N ở vị trí thấp nhất nên N lên cao nhất sau thời gian T/2. Đ/a A
BT 14: (Sở Đồng Tháp – 2017) Một sóng
cơ học tại thời điểm t = 0 có đồ thị là đường
liền nét. Sau thời gian t, nó có đồ thị là
đường đứt nét. Cho biết vận tốc truyền sóng
là 4 m/s, sóng truyền từ phải qua trái. Giá trị
của t là
A. 0,25 s.
B. 1,25 s.
C. 0,75 s.
D. 2,5 s.
Giải
Sóng truyền từ phải qua trái , từ đồ thị
+ Chu kì của sóng

T=

⇒t=

λ 4
= = 1s ⇒ t = 0,75s
v 4

3T
4

*BT phát triển: Xác định khoảng cách
BT 15: (Minh Họa – 2017): Một sóng ngang
hình sin truyền trên một sợi dây dài. Hình vẽ

bên là hình dạng của một đoạn dây tại một
thời điểm xác định. Trong quá trình lan truyền
sóng, khoảng cách lớn nhất giữa hai phần tử
M và N có giá trị gần nhất với giá trị nào sau
đây?
A. 8,5 cm
B. 8,2 cm .
C. 8,35 cm.
Giải
Độ lệch pha dao động giữa hai phần tử M và N
∆ϕ =

D. 8,02 cm

2π∆x 2π.8 2π
=
=
rad
λ
24
3

+ Khoảng cách giữa hai chất điểm
d = ∆x 2 + ∆u 2 với ∆x là không đổi, d lớn nhất khi ∆u lớn nhất
Ta có
Vậy

 2π 
∆u max = ( u M − u N ) max = A 2 + A 2 − 2A.Acos  ÷ = 3 cm
 3 

d max = ∆x 2 + ∆u 2max = 82 +

( 3)

2

≈ 8, 2cm

11


BT 16: (Chuyên Lê Quý Đôn – 2017, quãng
xương - 2018) Sóng ngang có tần số f truyền
trên một sợi dây đàn hồi rất dài, với tốc độ 3
m/s. Xét hai điểm M và N nằm trên cùng một
phương truyền sóng, cách nhau một khoảng x.
Đồ thị biểu diễn li độ sóng của M và N cùng
theo thời gian t như hình vẽ. Biết t 1 = 0,05 s.
Tại thời điểm t2, khoảng cách giữa hai phần tử
chất lỏng tại M và N có giá trị gần giá trị nào
nhất sau đây?
A. 4,8 cm.

B. 6,7 cm.

C. 3,3 cm.

D. 3,5 cm.

Giải
Từ đồ thị t= 0 uM =2 ,đang tăng và uN = 4 đạt cực đạị và sóng truyền từ N đến M
nên M, N lệch pha nhau

π
3

Phương trình dao động của hai phần tử M, N là
 u N = 4cos ( ωt )


π

 u M = 4cos  ωt − ÷
3



Từ đồ thị uN ta thấy rằng khoảng thời gian

∆t1 =

3
1
T = 0,05 ⇒ T = s ⇒ ω = 30π rad/s
4
15

Độ lệch pha giữa hai sóng
∆ϕ =

π 2πx
λ vT 10
=
⇒x= =
= cm
3
λ
6
6
3

Từ đồ thị uM ta thấy thời điểm

t2 = T +

5
17
T=
s khi
12
180

đó điểm M đang có li độ bằng

0 và li độ của điểm N là
17 

u N = 4cos ( ωt ) = 4cos  30 π
÷ = −2 3cm

180 


Khoảng cách giữa hai phần tử MN
2

(

 10 
d = x 2 + ∆u 2 =  ÷ + −2 3
 3

)

2

=

4 13
cm
3

2.3.2.2. BTĐT chọn lọc chủ đề: Sóng dừng
BT 1: (Yên Lạc – 2016) Hình ảnh dưới đây
mô tả sóng dừng trên một sợi dây MN. Gọi H
là một điểm trên dây nằm giữa hai nút M, P.
Gọi K là một điểm trên dây nằm giữa hai nút Q
và N. Kết luận nào sau đây là đúng?
π
5

π
nhau
2

A. H và K dao động lệch pha nhau
C. H và K dao động lệch pha

B. H và K dao động ngược pha nhau
D. H và K dao động cùng nhau

12


Giải:
Hai điểm H và K đối xứng với nhau qua một bó sóng nên sẽ dao động cùng pha
với nhau. Đáp án D
BT 2: (Chuyên Lê Quý Đôn – 2017)
Trên sợi dây OQ căng ngang, hai đầu cố
định đang có sóng dừng với tần số f xác
định. Hình vẽ mô tả hình dạng sợi dây tại
1

thời điểm t1 (đường 1), t2 = t1 + 6 f (đường
2) và P là một phần tử trên dây. Tỉ số tốc
độ truyền sóng trên dây và tốc độ dao
động cực đại của phần tử P xấp xỉ bằng
A. 0,5.

C. 2,1.

B. 2,5.

D. 4,8.

Giải
+ Ta để ý rằng

1
T
t 2 = t1 +
= t1 +
6f
6

Hai thời điểm tương ứng với góc quét
∆ϕ = 600

Từ hình vẽ ta có :
7

sin α =

1

A 
α+β= 600
→ cos ( α + β ) =

2
sin β = 8


A


Khai triển lượng giác
ta thu được

cos ( α + β ) = cos α cos β − sin α sin β ,

kết hợp với cos α = 1 − sin 2 α ,

64 
49  56 1
26

mm
1 − A 2 ÷ 1 − A 2 ÷ − A 2 = 2 ⇒ A =
3




+ Ta để ý rằng, tại thời điểm t 2 P có li độ 4 mm, điểm bụng có li độ 8 mm
4
13
A=
mm
8
3
v

λ
δ=
=
≈ 2,5
ωA P 2πA P

⇒ AP =

Tỉ số

Đáp án B
BT 3: (Chuyên Võ Nguyên Giáp –
2016) Sóng dừng trên một sợi dây với
biên độ điểm bụng là 4 cm. Hình vẽ
biểu diễn hình dạng của sợi dây ở thời
điểm t1 (nét liền) và t2 (nét đứt) . Ở thời
điểm t1 điểm bụng M đang di chuyển
với tốc độ bằng tốc độ của điểm N ở
13


thời điểm t2. Tọa độ của điểm N ở thời
điểm t2 là :
A. u N = 2 cm,

40
cm
3

xN =

C. u N = 2 cm, x N = 15 cm

B.

u N = 6 cm, x N = 15 cm

D.

u N = 6 cm, x N =

40
cm
3

Giải:

Tại thời điểm t1 tốc độ của M là

vM =

ωA M
2

Tốc độ của điểm N tại thời điểm t2 là :

vN =

ωA N 2
2

vN = vM ⇒ A N =

Vậy điểm này cách nút

λ
8

2
AM
2

⇒ x N = 15cm

Dựa vào hình vẽ

uN =

2
A
A N = M = 2cm
2
2

Đáp án C
BT 4: (Chuyên Vĩnh Phúc – 2016)
Một sóng dừng trên một sợi dây đàn
hồi có dạng

π

 2πd 
 2π
x = 2A sin 
÷cos  T t + 2 ÷
λ





, trong đó u là li độ tại thời điểm t của
phần tử M trên sợi dây mà vị trí cân
bằng của nó cách gốc tọa độ O một
đoạn x. Ở hình vẽ, đường mô tả hình
dạng của sợi dây tại thời điểm t1 là
đường (1). Tại các thời điểm
t 2 = t1 +

3T
8

,

t 3 = t1 +

7T
8

,

t 4 = t1 +

3T
2

.

Hình dạng của sợi dây lần lượt là các
đường
A. (3), (4), (2)
B. (3), (2), (4)

C. (2), (4), (3)

D. (2), (3), (4)

Giải:
Tại thời điểm t1, ta xét một phần tử tại bụng sóng.
Các góc quét tương ứng với các thời điểm là
 ∆ϕ12 = ω∆t12 = 1350

0
 ∆ϕ13 = ω∆t13 = 315

0
 ∆ϕ14 = ω∆t14 = 540

Bằng phương pháp đường tròn ta dễ dàng xác
định được rằng tại thời điểm t2, điểm khảo sát có
li độ u = − 2A

Tương tự như vậy ta thứ tự của sợi dây là (3), (2), (4)
14


Đáp án B
BT 5: (Diễn đàn vật lí PT) Sóng dừng
trên một sợi dây đàn hồi OB mô tả như
hình dưới. Điểm O trùng với gốc tọa độ
trục tung. Lúc t = 0 hình ảnh của sợi dây
là (1), sau thời gian nhỏ nhất ∆t và 3∆t
kể từ lúc t = 0 thì hình ảnh của sợi dây lầt
lượt là (2) và (3). Tốc độ truyền sóng là
20 m/s và biên độ của bụng sóng là 4
cm. Sau thời gian

1
s
30

kể từ lúc

t =0,

tốc

độ dao động của điểm M là
A. 10,9 m/s
B. 6,3 m/s

C. 4,4 m/s

D. 7,7 m/s

Giải
 T = 8∆ t
T 
Ta có ∆t = 8 ⇒ 
2
A = 2 2cm
u 0 =
2

Vận tốc truyền sóng λ = Tv ⇒ T = 0,02 s

Phương pháp đường tròn
Khoảng thời gian
ϕ = ωt =

10π
3

t=

1
s ứng
30

với góc quét

rad

Từ hình vẽ ta tìm được
vM =

3
ωA = 7,7 m/s
2

Đáp án D
BT 6: (Chuyên Phan Bội Châu – 2017)
Sóng dừng ổn định trên sợi dây có chiều dài
L = OB = 1,2 m với hai đầu O và B là hai nút
sóng. Tại thời điểm t = 0 , các điểm trên sợi
dây có li độ cực đại và hình dạng sóng là
đường (1), sau đó một khoảng thời gian ∆t và
5∆t các điểm trên sợi dây chưa đổi chiều
chuyển động và hình dạng sóng tương ứng là
đường (2) và (3). Tốc độ truyền sóng trên dây
bằng 6 m/s. Tốc độ cực đại của điểm M là
A. 40,81 cm/s

B. 81,62 cm/s
C. 47,12 cm/s

D. 66,64 cm/s

15


+ Bước sóng của sóng λ = OB = 1, 2m

λ 1, 2
Chu kì của sóng T = = = 0, 2 s
v 6

Giải

+ Hai thời điểm (2) và (3) vị trí của các phần từ dây đối
xứng với nhau qua vị trí cân bằng. Từ hình vẽ ta có:
T
T

6∆t = 2 ⇒ ∆t = 12

A = A 3
 M
2

Với A là biên độ của điểm bụng
Tốc độ cực đại của M
v max =

2π
2π 3
AM =
3 = 81,62 cm/s
T
0, 2 2

Đáp án B
2.3.2.3. BTĐT chọn lọc chủ đề: sóng âm

* BTĐT CL xuất phát: BT về mối quan hệ cường độ âm hoặc mức cường độ âm
BT 1: (Quốc gia – 2017) Hình bên là độ thì
biểu diễn sự phụ thuộc của mức cường độ
âm L theo cường độ âm I. Cường độ âm
chuẩn gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. 0,33a
B. 0,31a
C. 0,35a
D. 0,37a
Giải
+ Ta có

L = log

I
I0

+ Từ hình vẽ ta nhận thấy

 L = 0,5B

I = a

Thay vào biểu thức trên ta tìm được
I0 =

a
10

≈ 0,316a

Đáp án B
* BTĐT phát triển:

16


BT 2:(Quốc gia – 2017) Tại một điểm
trên trục Ox có một nguồn âm điểm phát
âm đẳng hướng ra môi trường Hình bên là
đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường
độ âm I tại nhưng điểm trên trục Ox theo
tọa độ x. Cường độ âm chuẩn là
I 0 = 10−12 W.m −2 . M là một điểm trên trục Ox
có tọa độ x = 4m . Mức cường độ âm tại M
có giá trị gần nhất với giá trị nào sau
đây?
A. 24 dB
B. 23 dB
C. 24,4 dB
D. 23,5 dB
Giải:
Cường độ âm tại một điểm I tỉ lệ nghịch
với r 2 (với r là khoảng cách từ điểm đó
đến nguồn âm)
2,5.10 −9
I2 r
I
2
4 1

4
−
= 2 =
= ⇒ I2 = 1 =
= 0,1625.10 −9
I1 r
16 4
4
4
x
2
1
2
2

2

+ Từ hình vẽ ta xác định được
 r = x

−9
 I = 2,5.10
x+2
⇒
= 2 ⇒ x = 2m
 r = x + 2
x


 I = 2,5 .10 −9

 
4

x là khoảng cách từ nguồn âm đến gốc tọa độ O
+ Tương tự như vậy với điểm M cách O 4 m nghĩa là cách nguồn âm 6 m, ta
cũng tìm được

IM =

IO
I
⇒ L M = 10log M ≈ 24,4dB
9
I0

Đáp án C
2.4. Hiệu quả của SKKN đối với hoạt động giáo dục, với bản thân, đồng
nghiệp và nhà trường
Thực nghiệm sư phạm được tiến hành trong học kỳ I năm học 2017 –
2018 đối với HS lớp 12 Trường THPT Nguyễn Mộng Tuân – Tỉnh Thanh Hoá.
Các lớp được lựa chọn là 12A1, 12A6. Trong đó: Lớp đối ĐC: 12A7 ; Lớp TN:
12A1.Tôi tiến hành TNSP trực tiếp 2 lớp ĐC và TN xong, chúng tôi tiến hành
thực hiện bài kiểm tra (một bài 15 phút ) ở cuối bài dạy với nột dung đề hoàn
toàn giống nhau , kết quả thu được :
Bảng 1: Mức độ gây hứng thú cho học sinh và thời gian hoàn thành bài tập
trong quá trình học tập

17

LỚP

SĨ SỐ

12A1

39

12A6

45

HIỆU QUẢ
Hứng thú
Bình thường
Không hứng thú
Hứng thú
Bình thường
Không hứng thú

TỶ LỆ %
71,8
25,6
2,6
24,4
66,7
8,9

Bảng 2: Kết quả kiểm tra sau tiết học thực nghiệm
GIỎI

SL
%
12A1 12
30,8
12A6 11
24,4
LỚP

KHÁ
SL
%
23
58,9
23
51,1

TR. BÌNH
SL
%
4
10,3
9
20,0

YẾU
SL
%
0
0
2

4,5

KÉM
SL
%
0
0
0
0

Như vậy :
- Về phía giáo viên: đa số đồng nghiệp đều cho rằng việc xây dựng BTĐT
chương sóng cơ là hợp lí và hữu ích. Nó giúp ích cho giáo viên và học sinh
nhiều trong quá trình giảng dạy cũng như học tập của học sinh và là nguồn tài
liệu tốt phục vụ cho dạy và học.
- Về phía học sinh: Mức độ hứng thú học tập của học sinh cũng cao hơn nhiều,
các em tích cực tư duy qua việc giải BTĐT. HS thấy BTĐT là loại BT rất hay,
rất hứng thú khi giải. Các em nhận đề bài một cách chủ động không lúng túng,
không cảm thấy ngại, thấy khó khi gặp BTĐT, đặc biệt BTĐT chương sóng cơ
học vật lý 12 . Các em tiến bộ rõ rệt trong việc nhận thức kiến thức, hiểu sâu hơn
hiên tượng vật lý của sóng cơ học, không còn sự nhầm lẫn kiến thức như trước đây.
3. KẾT LUẬN
3.1. Kết luận
Bồi dưỡng tư duy cho HS là một nhiệm vụ quan trọng trong DHVL ở
trường THPT. Trong đề tài này, tôi đã nghiên cứu về việc lựa chọn bài tập, phát
triển BT đồ thị chương “Sóng cơ học” vật lý 12 phục vụ cho việc DH nhằm
BDTD cho HS THPT. Đề tài đã giải quyết được những vấn đề sau:
* Về mặt lý luận:
- Làm rõ vai trò của việc BDTD cho HS DH BT vật lí.
- Phân tích được vai trò của BT đồ thị và tác dụng của nó trong QTDH

cũng như việc bồi dưỡng năng lực tư duy cho HS.
* Về mặt nghiên cứu ứng dụng:
- Đề xuất được PP tuyển chọn hệ thống BT chọn lọc.
- Đưa ra PP giải theo cách nhìn nhận mới.
- Xây dựng hệ thống BT đồ thị chọn lọc bồi dưỡng tư duy cho HS đồng
thời nâng cao chất lượng dạy học,phục vụ hiệu quả cho kì thi THPTQG
Một số khó khăn khi áp dụng vào dạy học:

18


Chất lượng đầu vào của trường nơi tôi dạy rất thấp, không đồng đều: Số
học sinh khá giỏi ít, phần lớn là HS trung bình. Kiến thức toán học của các em
còn non. Thời gian để hoàn tất chương trình đảm bảo cho HS đủ kiến thức trước
khi đi thi là rất ngắn. Do đó để thực hiện được đề tài này đòi hỏi giáo viên phải
có kế hoạch giảng dạy hợp lí. Lựa chọn BT xuất phát, dạng BT cung cấp cho
HS phải được cân nhắc cẩn thận đảm bảo sự tiếp thu hứng khởi nơi HS.
Những kết luận này một lần nữa khẳng định xây dựng hệ thống BTĐT
chọn lọc theo hướng phát triển BT nhằm rèn luyện năng lực tư duy cho HS,
tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS là đúng đắn và thiết thực, phù hợp với
yêu cầu đổi mới phương pháp dạy học ở nước ta hiện nay.
3.2. Một số đề xuất, kiến nghị
Giáo viên phải chọn lọc BT để hướng dẫn HS, từ bài tập xuất phát, phát
triển thành các BT có độ khó tăng dần để khắc sâu kiến thức cho HS, không cần
cho HS làmquá nhiều BT.
Tổ chức nhiều hơn các buổi ngoại khóa Vật lí, thi giải bài tập từng tuần,
từng tháng trên bảng tin nhà trường để tạo hứng thú cho học sinh học Vật lí
nhiều hơn.
Do thời gian hạn chế và kinh nghiệm công tác giảng dạy của bản thân
chưa nhiều nên không thể tránh khỏi những thiếu sót trong quá trình viết đề tài

này. Nên rất mong được sự góp ý chân thành của đồng nghiệp để giúp tôi hoàn
thiện đề tài và hoàn thành tốt hơn công tác giảng dạy. Tôi xin chân thành cảm
ơn.
XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG
ĐƠN VỊ

Thanh Hoá, ngày 25 tháng 05 năm
2018 Tôi xin cam đoan đây là SKKN
của mình, không sao chép nội dung của
người khác.
NGƯỜI VIẾT

Lê Thị Huệ

19