SKKN: Nâng cao hiệu quả sử dụng mối liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều để giải nhanh các bài toán liên quan đến dao động điều hòa trong chương trình Vật Lý 12 THPT

SKKN: Nâng cao hiệu quả sử dụng mối liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều để giải nhanh các bài toán liên quan đến dao động điều hòa trong chương trình Vật Lý 12 THPT giúp học sinh nắm vững mối liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều để giải nhanh các bài toán liên quan đến dao động điều hòa trong chương trình vật lý 12 THPT.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
SKKN: Nâng cao hiệu quả sử dụng mối liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều để giải nhanh các bài toán liên quan đến dao động điều hòa trong chương trình Vật Lý 12 THPT SỞ GD & ĐT NGHỆ AN TRƯỜNG THPT ĐẶNG THÚC HỨA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Tên đề tài: Nâng cao hiệu quả sử dụng mối liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đềuđể giải nhanh các bài toán liên quan đến dao động điều hòa trong chương trình vật lý 12 THPT Người thực hiện: Bùi Hoàng Nam Chức vụ: Giáo viên Tổ chuyên môn: Vật lý – Tin – Công nghệ Thanh Chương, tháng 04 năm 2013 1 PHẦN 1. ĐẶT VẤN ĐỀ1.1. Lí do chọn đề tài Trong những năm gần đây Bộ GD-ĐT đã áp dụng hình thức thi trắc nghiệmkhách quan trong kì thi tốt nghiệp THPT cũng như tuyển sinh đại học, cao đẳng đốivới nhiều môn học trong đó có môn vật lý. Hình thức thi trắc nghiệm khách quan đòihỏi học sinh phải có kiến thức rộng, xuyên suốt chương trình và có kĩ nănglàm bài, trả lời câu trắc nghiệm nhanh chóng. Bởi vậy,với mỗi bài toán đề ra,người giáo viên không chỉ hướng dẫn học sinh hiểu bài mà phải tìm cách giải nhanhnhất có thể. Việc sử dụng mối liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều đểgiải các bài tập dao động đã thỏa mãn được điều đó. Tuy nhiên, không phải họcsinh nào cũng nắm được thuần thục và nhanh nhạy công cụ này do các em rất lúngtúng khi dùng đường tròn lượng giác và khó tưởng tượng được sự tương tự giữa hailoại chuyển động này. Trên thực tế, đã có khá nhiều đề tài nghiên cứu xung quanhvấn đề này và đã thu được một số kết quả nhất định. Tuy nhiên, hầu hết các tác giảchưa hoặc còn ít đề cập đến bài toán có nhiều vật dao động và cách vận dụng trựctiếp đường tròn lượng giác cho việc dùng hệ trục Oxv (dao động cơ), hệ trục Ouu’(trong điện xoay chiều) … Và hầu hết các đề tài mới chỉ đề cập đến việc vận dụngmối liện hệ đó để giải quyết các bài toán trong chương dao động cơ, còn ít đề cập đếncác chương khác. Để giúp các em dễ dàng hơn khi tiếp cận, có cái nhìn tổng quát hơnvà có khả năng vận dụng kiến thức cho nhiều chương, tôi chọn và nghiên cứu đề tài:“Nâng cao hiệu quả sử dụng mối liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển độngtròn đều để giải nhanh các bài toán liên quan đến dao động điều hòa trongchương trình vật lý 12 THPT”1.2. Mục đích nghiên cứu Giúp học sinh nắm vững mối liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển độngtròn đều để giải nhanh các bài toán liên quan đến dao động điều hòa trong chươngtrình vật lý 12 THPT1.3. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu 1.3.1. Đối tượng nghiên cứu - Học sinh lớp 12 THPT - Kiến thức về dao động điều hòa và mối liên hệ giữa dao động điều hòavà chuyển động tròn đều 1.3.2. Phạm vi nghiên cứu - Chương trình vật lý lớp 12 THPT liên quan đến dao động điều hòa:Chương dao động cơ học; chương sóng cơ học; chương dòng điện xoay chiều;chương dao động và sóng điện từ 2PHẦN 2. NỘI DUNG2.1. Cơ sở thực tiễn Trong những năm gần đây, nội dung của đề thi Đại học bộ môn Vật lý thườngcó câu hỏi xoay quanh đến vấn đề sử dụng mối liên hệ giữa dao động điều hòa vàchuyển động tròn đều. Đây là một vấn đề không mới, đã được nhiều giáo viên quantâm, và cũng đã có rất nhiều người đã viết về vấn đề này. Tuy nhiên có một số vấn đềchưa được các tác giả đề cập tới. Chẳng hạn, khi gặp bài toán: “Cho một vật dao động điều hòa theo phương trình: x  4 cos  2 t   (cm) . Tìm khoảng thời gian ngắn nhất để vật đi từ vị trí có tọa    2độ x1  2(cm) đến vị trí có tọa độ x2  2(cm) ?” Đối với bài toán này, giờ đây hầu hết các em học sinh 12 đều biết sử dụng mộttrong hai cách sau để giải quyết:  Cách 1: Giải phương trình lượng giác tìm các thời điểm t1 cho x1 = -2(cm) và những thời điểm t2 cho x2 = 2(cm). Sau đó tính hiệu t2 – t1 và lấy giá trị nhỏ nhất phù hợp.  Cách 2: Là cách thông thường học sinh dùng: Dùng mối liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều (hay nói đơn giản hơn là dùng “đường tròn lượng giác” (ngôn ngữ của học sinh)) N M -4 -2 0 2 4 x   P Q Khi đó khoảng thời gian ngắn nhất để vật đi từ x1 đến x2 tương ứng với khoảng thời gian để chất điểm chuyể ...