Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Chế tạo dụng cụ thí nghiệm minh họa quá trình truyền pha dao động điều hòa

Mục tiêu nghiên cứu của sáng kiến kinh nghiệm là dụng cụ này chưa được sản xuất trên thị trường. Trong các thiết bị thí nghiệm bộ môn Vật lý THPT do Bộ Giáo dục và Đào tạo quy định không có dụng cụ thí nghiệm nào có chức năng tương tự. Giúp giáo viên giảng dạy đạt hiệu quả cao hơn, tiết kiệm được thời gian cung cấp kiến thức lí thuyết cho học sinh, học sinh lĩnh hội kiến thức trực quan, sinh động, hiểu đúng bản chất vật lý, không bị ngộ nhận. Dụng cụ sử dụng đơn giản, bền, không mất chi phí vận hành, bảo dưỡng, có thể dùng cho nhiều môn như Vật lý, Toán học. Phù hợp với sự chỉ đạo của Bộ GD &ĐT, của Sở GD & ĐT trong việc tăng cường sử dụng thiết bị thí nghiệm, chế tạo đồ dùng dạy học. Đây cũng là một giải pháp về mặt kĩ thuật, cùng lúc có thể tạo ra nhiều chuyển động của các cặp trục khuỷu – thanh truyền có pha ban đầu khác nhau
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Chế tạo dụng cụ thí nghiệm minh họa quá trình truyền pha dao động điều hòa CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc ĐƠN YÊU CẦU CÔNG NHẬN SÁNG KIẾN Kính gửi: Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Ninh Bình. - Tên tôi là: Nguyễn Chí Thanh. - Ngày sinh: 10 tháng 8 năm 1978. - Đơn vị công tác: Trường THPT Yên Khánh B. - Chức vụ: Phó Hiệu trưởng. - Trình độ chuyên môn: Cử nhân Vật lý – Thạc sĩ Quản lý giáo dục. - Điện thoại: 0915430269 - Là tác giả đề nghị xét công nhận sáng kiến: Chế tạo dụng cụ thí nghiệm minhhọa quá trình truyền pha dao động điều hòa.1. Chủ đầu tư sáng kiến: Sáng kiến do cá nhân tác giả tự đầu tư, chế tạo.2. Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: Sáng kiến được áp dụng trong lĩnh vực giáo dục, dùngcho giảng dạy bộ môn Vật lý và Toán học cấp Trung học phổ thông.3. Mô tả bản chất của sáng kiến.3.1. Về nội dung của sáng kiến.3.1.1. Giải pháp cũ thường làm. a) Giải pháp cũ thường làm: Trong chương trình Vật lý 12 cấp trung học phổthông, kiến thức về biến thiên điều hòa của các đại lượng vật lý, sự truyền pha dao độnglà nội dung xuyên suốt, liên quan đến 5/8 chương trong Sách Vật lý 12 ban Cơ bản; 5/10chương của Sách Vật lý 12 ban Khoa học tự nhiên (ban Nâng cao). Trong chương trìnhtoán học lớp 11, nội dung về hàm số sin, cosin, đồ thị hàm số sin, sóng hình sin…. chiếmthời lượng đáng kể. Tuy nhiên trong các phòng thí nghiệm của các trường THPT hiện naychưa có thiết bị nào dùng để vẽ đồ thị hàm số sin, cosin nhanh chóng, mô tả quá trìnhtruyền pha một cách trực quan. Chính vì vậy khi giảng dạy nội dung kiến thức liên quanđển hàm số sin, quá trình truyền pha dao động điều hòa giáo viên thường có 03 giải pháp: * Giải pháp 01: Giáo viên phô to phóng to hoặc vẽ lại, chụp lại các hình trongsách giáo khoa có liên quan đến bài dạy, sau đó trình chiếu hoặc treo lên bảng để họcsinh quan sát. * Giải pháp 02: Khi giảng dạy đến nội dung nào, giáo viên vẽ đồ thị hàm cosinhoặc quá trình truyền pha tại thời điểm đang xét lên bảng. * Giải pháp 03: Sử dụng một số phần mềm Vật lý thực hiện thí nghiệm ảo vẽ đồthị hàm số sin, cosin hoặc mô tả quá trình truyền pha dao động trên máy tính. 1 (Trong phụ lục 01 có các ví dụ và hình ảnh cụ thể cho từng giải pháp ở trên. b) Đánh giá chung về hiệu quả của các giải pháp cũ: - Ưu điểm: Giáo viên có sử dụng đồ dùng, thiết bị dạy học, giờ dạy tương đối sinhđộng, trực quan. - Hạn chế: + Giáo viên mất nhiều thời gian trong tiết dạy vào việc diễn giảng, vẽ hình, gâytốn kém nếu in ấn. + Khó lột tả hết bản chất vật lý, toán học của hiện tượng, thậm chí có thể làm chohọc sinh ngộ nhận về hiện tượng. + Chưa hoàn toàn phù hợp với xu thế giáo dục hiện nay là gắn với thực nghiệm,thực tiễn từ đó giúp học sinh chủ động phát hiện kiến thức. + Một số giáo viên chấp nhận dạy chay do ngại chuẩn bị đồ dùng trước khi dạy.3.1.2. Giải pháp mới cải tiến. a) Chế tạo dụng cụ mô tả quá trình truyền pha dao động: - Nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của dụng cụ: Thiết bị hoạt động dựa theonguyên tắc liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều, quan hệ chuyểnđộng giữa trục khuỷu và thanh truyền biến chuyển động tròn thành chuyển động tịnh tiến - Nguyên vật liệu: Theo bảng tính dưới đây: TT Nguyên liệu Kích cỡ, quy cách Số lượng Xuất xứ 1 Thép hộp Kích thước 20 x 20 mm 2600m m. Việt Nam 2 Thép lá kích thước 50 x 20 x 2 mm 02 miếng Việt Nam 3 Thép cây Đường kính 5 mm 200 mmm Việt Nam 4 Nan hoa xe đạp Đường kính 1,5 mm 80 chiếc Việt Nam 5 Xích xe máy Xe 100 phân khối 01 bộ Việt Nam 6 Tấm kim loại hình Đường kính 100 mm, bề dày 2 02 chiếc Việt Nam tròn mm. 7 Vòng bi nhỏ Đường kính 20 mm 02 chiếc Việt Nam 8 Hạt gỗ nhỏ hình Đường kính 5 -7 mm, có lỗ 40 hạt Việt Nam cầu xuyên tâm 9 Bảng composit kích thước 300 x 500 mm 03 chiếc Việt Nam 10 Sơn chống rỉ 01 hộp nhỏ Việt Nam 11 Sơn nhũ 01 hộp nhỏ Việt Nam 12 Giấy đề can 01 tờ Việt Nam 13 Dầu bôi trơn 10 ml Việt Nam 14 Que hàn 02 que Việt Nam 2 - Dụng cụ chế tạo: Bộ dụng cụ cơ khí đơn giản gồm máy hàn kim loại loại nhỏ,khoan sắt có đường kính mũi khoan 1,5 mm, cưa sắt, kìm, dũa, kéo cắt giấy và cắt sắt,thước kẻ li, dụng cụ bảo hộ lao động như kính hàn, găng tay. - Các bước chế tạo: * Bước 1: Chế tạo các bộ phận của dụng cụ và công dụng của từng bộ phận: + Chế tạo bộ khung: Sử dụng máy hàn, cắt kim loại chế tạo bộ khung bằng sắthộp, kích thước 600 x 500 x 200 mm, trên giá đỡ có lắp tay quay, trục quay cách chân giáđỡ 45 cm. Khung đỡ dùng để lắp các chi tiết của dụng cụ + Chế tạo trục khuỷu: Tháo một bên các mắt xích xe máy sau đó uốn lại thànhhình elipxoit thành gồm 02 vòng tuần hoàn đường kính 10 cm, chiều dài 45 cm, tươngđương 40 mắt xích, sao cho mỗi đốt xích có thể tạo nên một trục khuỷu, các trục nàysong song với nhau, quay đồng tâm quanh trục quay. Gắn 02 đốt xích ngoài cùng vào 02mâm kim loại tròn đảm bảo đồng trục, hàn tay quay có gắn với ổ bi vào 01 mâm, mâmcòn lại gắn với ổ bi ...