Sáng kiến kinh nghiệm Phương pháp thủ thuật giải nhanh các dạng trắc nghiệm Vật lý 12
Vật lý là môn khoa học cơ bản nên việc dạy vật lý trong trường phổ thông
phải giúp học sinh nắm được kiến thức cơ bản, trọng tâm của bộ môn, mối quan hệ
giữa vật lý và các môn khoa học khác để vận dụng các quy luật vật lý vào thực tiễn
đời sống.
Vật lý biểu diễn các quy luật tự nhiên thông qua toán học vì vậy hầu hết các
khái niệm, các định luật, quy luật và phương pháp của vật lý trong trường phổ
thông đều được mô tả bằng ngôn ngữ toán học, đồng thời cũng yêu cầu học sinh
phải biết vận dụng tốt toán học vào vật lý để trả lời nhanh, chí nh xác các dạng bài
tập vật lý nhằm đáp ứng tốt các yêu cầu ngày càng cao của các đề thi TNPT và
TSĐH.
Vấn đề đặt ra là với số lượng lớn các công thức vật lý trong chương trình
PTTH làm sao nhớ hết để vận dụng, trả lời các câu hỏi trong khi đề thi trắc nghiệm
phủ hết chương trình, không trọng tâm, trọng điểm, thời gian trả lời mỗi câu hỏi quá
ngắn, (không quá 1,5 phút) nên việc suy luận và chứng minh các công thức cần
vận dụng là bất khả thi.
Vì vậy chúng tôi chọn đề tài: Nhớ tối thiểu các công thức cơ bản và các công
thức có tính tổng quát nhất của chương trình và đưa ra các phương pháp, thủ thuật
vận dụng nhằm giải quyết nhanh, chính xác các các dạng bài toán trong chương
trình.
6 3 2 k k mà – AB chọn C Câu 06:Tại hai điểm A và B trên mặt chất lỏng cách nhau 15 cm có hai nguồn phát sóng kết hợp dao động theo phương trình u1 = acos(40t), u2 = bcos(40t + ). Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng 40 (cm/s). Gọi E, F là hai điểm trên đoạn AB sao cho AE = EF = FB. Tìm số cực đại trên đoạn EF. A. 7 B. 6 C. 5 D. 4 Giải: Bước sóng 40 2( ) 20 v cm f . Dùng công thức (2) 1 2 ( ) 2 Md d Đề tài: Phương pháp, thủ thuật giải nhanh các dạng trắc nghiệm vật lý 12 Tổ Lý – Công nghệ. Trường THPT chuyên Lê Quý Đôn Trang 20 Vì M nằm trên đường cực đại nên 2M k => (d1-d2) = 2 (2 ) 2 1 2 k k mà – AB/3 d1-d2AB/3 nên ta có -2 k 3 có 6 điểm cực đại (sở dĩ có dấu bằng vì EF nằm giữa AB) => chọn B Câu 07:Tại hai điểm A và B trên mặt nước cách nhau 16 cm có hai nguồn phát sóng kết hợp dao động theo phương trình u1 = acos(30t), u2 = bcos(30t + /2). Tốc độ truyền sóng trên mặt nước 30 (cm/s). Gọi E, F là hai điểm trên đoạn AB sao cho AE = FB = 2 cm. Tìm số cực tiểu trên đoạn EF. A. 10 B. 11 C. 12 D. 13 Giải: Bước sóng 30 2( ) 15 v cm f . Dùng công thức (2) 1 2 ( ) 2 Md d Vì M nằm trên đường cực tiếu nên (2 1)M k => (d1-d2) = 2 (2 1) / 2) 2 0,5 2 k k mà – 12 d1- d2 12 ta có -6,25 k 5,75 có 12 điểm cực tiểu (sở dĩ có dấu bằng vì EF nằm trong đoạn giữa AB) => chọn C Câu 08:Trên mặt nước có hai nguồn kết hợp A và B cách nhau 8 cm, dao động theo phương trình lần lượt là u1 = acos(8t), u2 = bcos(8t). Biết tốc độ truyền sóng 4cm/s. Gọi C và D là hai điểm trên mặt nước sao cho ABCD là hình chữ nhật có cạnh BC = 6cm. Tính số điểm dao động với biên độ cực tiểu trên đoạn CD. A. 8 B. 9 C. 10 D. 11 Giải: Bước sóng 4 1( ) 4 v cm f . Dùng công thức (2) 1 2 ( ) 2 Md d Vì M nằm trên đường cực tiếu nên (2 1)M k => (d1-d2) = 1 (2 1) 0) 0,5 2 k k mà – 4 d1-d2 4 nên ta có - 4,5 k 3,5 có 8 điểm cực tiểu => chọn A Câu 09:Trên mặt chất lỏng có hai nguồn kết hợp A và B cách nhau 8 cm, dao động theo phương trình lần lượt là u1 = acos(8t), u2 = bcos(8t + ). Biết tốc độ truyền sóng 4 cm/s. Gọi C và D là hai điểm trên mặt chất lỏng mà ABCD là hình chữ nhật có cạnh BC = 6 cm. Tính số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn CD. A. 8 B. 9 C. 10 D. 11 Giải: Bước sóng 4 1( ) 4 v cm f . Dùng công thức (2) 1 2 ( ) 2 Md d Vì M nằm trên đường cực đại nên 2M k => (d1-d2) = 1 (2 ) 0,5 2 k k mà – 4 d1-d2 4 nên ta có -3,5k 4,5 có 8 điểm cực tiểu => 10cm A B C D 8cm 6cm 10cm A B C D 8cm 6cm Đề tài: Phương pháp, thủ thuật giải nhanh các dạng trắc nghiệm vật lý 12 Tổ Lý – Công nghệ. Trường THPT chuyên Lê Quý Đôn Trang 21 chọn A Câu 10: Hai nguồn S1 và S2 dao động theo các phương trình u1 = a1cos(90t)cm, u2=a2cos(90t + /4)cm trên mặt nước. Xét về một phía đường trung trực của S1S2 ta thấy vân bậc n đi qua điểm M có hiệu số MS1-MS2 = 13,5 cm và vân bậc n + 2 (cùng loại với vân n) đi qua điểm M' có M’S1-M’S2 = 21,5 cm. Tìm tốc độ truyền sóng trên mặt nước, các vân là cực đại hay cực tiểu? A. 25cm/s, cực tiểu B. 180 cm/s, cực tiểu C. 25cm/s, cực đại D. 180cm/s, cực đại Giải: Xét (d1-d2) = MS1-MS2 = 13,5 = n và (d’1- d ’ 2) = M’S1-M’S2 = 21,5 = (n+2) ta có: 2 =8 => = 4 (cm) vậy v = 4 45 180( / )f x cm s Dùng công thức (1) 2 1 1 2 2 M M M d d => 2 .13,5 6,5 ( 0,5) 4 4 M k vậy các vân là cực tiểu => chọn B 4. Một số vấn đề liên quan và vận dụng: a.Vấn đề liên quan: Một trong những câu hỏi về giao thoa rất thường gặp trong các đề thi vật lý là tìm số cực đại (gợn sóng) và các điểm cực tiểu (không dao động nếu 2 nguồn có cùng biên độ). Đây là vần đề không khó, nhưng khi giải quyết ta thường nhầm lẫn tại vị trí của nguồn là một cực đại (hay cực tiểu) dẫn đến số nghiệm thường dư 2. Rất nhiều sách bài tập đang bán ở thị trường cũng thường nhầm lẩn như trên, gây không ít hoang mang cho người đọc, vì mỗi tác giả lại có cách giải quyết khác nhau ở cùng một vấn đề. Chúng tôi đồng ý với quan điểm“ Tại vị trí của nguồn trong hiện tượng giao thoa (và sóng dừng) không thể là cực đại hay cực tiểu” với lý do sau: + Để đơn giản ta xét 2 nguồn A, B trên mặt nước dao động cùng pha có phương trình sóng uA= uB = acos2πft. Nghĩa là biên độ dao động tại nguồn là a. + Tại điểm M trên mặt nước nơi hai sóng cùng pha sẽ xuất hiện cực đại với biên độ 2a, và nếu hai sóng ngược pha thì biên độ bằng 0 tức cực tiểu hay đứng yên. + Thử vẽ đồ thị không gian u = f(x) tức hình ảnh môi trường vào một thời điểm nhất định trên mặt nước ta quan sát được như sau: + Gọi A là nguồn, M1 là điểm cực tiểu, M2 là điểm cực đại nếu ta kẽ một đường thẳng (Δ1) // Ox qua M2 thì đường này cách Ox một khoảng 2a còn đường thẳng (Δ2)// Ox qua A sẽ cách Ox một khoảng 1a như vậy dễ thấy nguồn A chỉ có thể nằm trên (Δ2) nghĩa là nguồn A không thể trùng điểm cực đại M2 hay điểm cực tiểu M1. + Mặt khác trong đồ thị không gian (Oxu) thì chu kỳ chính là bước sóng λ = M1M3 ta cũng dễ dàng chứng minh dọc theo Ox nguồn A có biên độ là a cách M1 một khoảng d = λ/12 và nếu nó nằm trong M1 thì sẽ cách M2 một khoảng d’= λ/6 (giống như thời gian đi từ x = A/2 đến O hoặc từ x = A/2 đến x = A trong dao động điều hòa) Thế là đã rõ là nguồn A không thể là cực đại hay cực tiểu như vậy để tìm số cực đại trên AB ta nên làm như sau: A M3 M2 M1 x 1 u 2 Đề tài: Phương pháp, thủ thuật giải nhanh các dạng trắc nghiệm vật lý 12 Tổ Lý – Công nghệ. Trường THPT chuyên Lê Quý Đôn Trang 22 - AB < 1 2 ( ) 2 Md d (không thể bằng) => Tìm được bao nhiêu giá tri k thỏa mãn khoảng hở trên là có bấy nhiêu cực đại. + Thông thường để đơn giản hóa vấn đề người ta thường dùng câu “ xem như nguồn rất gần cực tiểu (tức là nút trong sóng dừng)” vì thực ra λ/12 là không đáng kể so với AB khi đó để tìm số cực tiểu ta có thể cho: - AB 1 2 ( ) 2 Md d AB =>Nghĩa là khoảng k tìm được là khoảng kín! + Đối với các bài giải khi tìm cực đại lại cho: -AB 1 2 ( ) 2 Md d AB tức công nhận nguồn trùng cực đại thì kết quả sẽ dư 2 giá trị khi gặp trường hợp AB chia λ được một số nguyên. Rất may mắn là dạng đề ấy thường rất ít gặp có lẽ người ra đề sợ phải bàn cải nhiều chăng? b.Phần dành cho học sinh vận dụng, tính toán, trả lời : Câu 01: Trên mặt chất lỏng, tại A và B cách nhau 6 cm có hai nguồn dao động kết hợp uA = uB = 0,5 sin100t (cm). Tốc độ truyền sóng v = 60 cm/s. Tại điểm M trên mặt chất lỏng cách A, B những khoảng d1= 4,2 cm, d2 =1,8 cm thuộc vân cực đại bậc A. k = 0. B. k =1. C. k =3. D. k =2. Đáp án D Câu 02: Hai nguồn kết hợp A,B cách nhau 16cm đang cùng dao động vuông góc với mặt nước theo phương trình x = a sin50 t (cm). C là một điểm trên mặt nước thuộc đường cực tiểu, giữa C và trung trực của AB có một đường cực đại. Biết AC= 17,2cm. BC = 13,6cm. Số đường cực đại đi qua cạnh AC là A. 16 đường B. 6 đường C. 7 đường D. 8 đường Đáp án D Câu 03: Hai điểm M và N trên mặt chất lỏng cách 2 nguồn O1O2 những đoạn lần lượt là O1M =3,25cm, O1N =33cm , O2M = 9,25cm, O2N= 67cm, hai nguồn dao động cùng tần số 20Hz, tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 80cm/s. Hai điểm này dao động thế nào A. M đứng yên, N dao động mạnh nhất. B. M dao động mạnh nhất, N đứng yên. C. Cả M và N đều dao động mạnh nhất. D. Cả M và N đều đứng yên. Đáp án D Câu 04: Tại hai điểm A nà B trên mặt nước dao động cùng tần số 16Hz, cùng pha, cùng biên độ. Điểm M trên mặt nước dao động với biên độ cực đại với MA = 30cm, MB = 25,5cm, giữa M và trung trực của AB có hai dãy cực đại khác thì tốc độ truyền sóng trên mặt nước là A. v = 36cm/s. B. v =24cm/s. C. v = 20,6cm/s. D. v = 28,8cm/s. Đáp án B Câu 05: Cho 2 nguồn phát sóng âm cùng biên độ, cùng pha và cùng tần số f = 440Hz, đặt cách nhau 1m. Hỏi một người phải đứng ở đâu để không nghe thấy âm . Cho tốc độ của âm trong không khí bằng 352m/s. A. 0,3m kể từ nguồn bên trái. B. 0,3m kể từ nguồn bên phải. C. 0,3m kể từ 1 trong hai nguồn D. Ngay chính giữa, cách mỗi nguồn 0,5m Đáp án C Câu 06: Tại hai điểm S1, S2 cách nhau 10cm trên mặt nước dao động cùng tần số 50Hz, cùng pha cùng biên độ, tốc độ truyền sóng trên mặt nước 1m/s. Trên S1S2 có bao nhiêu điểm dao động với biên độ cực đại và không dao động trừ S1, S2 : Có .. điểm dao động với biên độ cực đại và .. điểm không dao động. A. 9 - 9 . B. 11 - 10 . C. 10 - 11 . D. 9 - 10 . Đáp án D Đề tài: Phương pháp, thủ thuật giải nhanh các dạng trắc nghiệm vật lý 12 Tổ Lý – Công nghệ. Trường THPT chuyên Lê Quý Đôn Trang 23 Câu 07: Tại hai điểm A và B cách nhau 8m có hai nguồn âm kết hợp có tần số âm 440Hz, tốc độ truyền âm trong không khí là 352m/s. Trên AB có bao nhiêu điểm nghe to và bao nhiêu điểm nghe nhỏ: Có .. điểm âm nghe trừ A, B và . điểm nghe ... A. 21 - nhỏ - 18 - to. B. 19 - to - 20 - nhỏ. C. 19 - nhỏ - 20 - to. D. 21 - to - 20 - nhỏ. Đáp án C Câu 08: Hai điểm A, B trên mặt nước dao động cùng tần số 15Hz, cùng biên độ và cùng pha, tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 22,5cm/s, AB = 9cm. Trên mặt nước quan sát được bao nhiêu gợn lồi trừ A, B ? A. có 13 gợn lồi. B. có 11 gợn lồi. C. có 10 gợn lồi. D. có 12 gợn lồi. Đáp án B Câu 09: Tại hai điểm A và B (AB = 16cm) trên mặt nước dao động cùng tần số 50Hz, cùng pha, tốc độ truyền sóng trên mặt nước 100cm/s . Trên AB số điểm dao động với biên độ cực đại là A. 13 điểm B.15 điểm . C. 16 điểm . D. 14 điểm . Đáp án B Câu 10: Hai điểm M và N (MN = 20cm) trên mặt chất lỏng dao động cùng tần số 50Hz, cùng pha, tốc độ truyền sóng trên mặt chát lỏng là 1m/s . Trên MN số điểm không dao động là A. 18 điểm. B. 19 điểm. C. 21 điểm. D. 20 điểm. Đáp án D 5. Ưu điểm: Thứ nhất: Như vậy với 2 công thức cần nhớ (1) là 1 2 2 M d d và công thức (2) là 1 2 ( ) 2 Md d ta có thể vận dụng giải tốt các bài toán tìm số cực đại, cực tiểu, độ lệch pha ra sao của nhiều dạng bài toán mà dao động của hai nguồn không nhất thiết phải cùng pha, ngược pha như sách giáo khoa. Thứ hai: Giải quyết hầu như trọn vẹn tất cả dạng bài tập của chương trình giao thoa sóng cơ nếu biết kết hợp công thức (1), (2) với phương pháp tìm biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp bằng máy tính CASIO fx – 570ES thì không cần phải nhớ nhiều các công thức cụ thể. Thứ ba: Rèn luyện được khả năng tư duy tự học cho học sinh thông qua bản chất quá trình truyền sóng ta có thể giải các bài toán giao thoa ánh sáng nêu coi khoảng vân (i): 2i= 6. Nhược điểm và khắc phục: -Việc học sinh nhớ được công thức (1), (2) lúc đầu là khó khăn vì vậy cần thực hành vận dụng càng nhiều càng tốt. SỰ GIAO THOA SÓNG Đề tài: Phương pháp, thủ thuật giải nhanh các dạng trắc nghiệm vật lý 12 Tổ Lý – Công nghệ. Trường THPT chuyên Lê Quý Đôn Trang 24 PHẦN MÔ TẢ THỂ HIỆN MỨC ĐỘ TRIỂN KHAI CỦA ĐỀ TÀI + Trong năm học 2008 – 2009: Đề tài được chúng tôi vận dụng trong việc giảng dạy ở lớp 12L, 12T, 12Si với kết quả điểm thi tính trung bình như sau: BẢNG TÍNH ĐIỂM BÌNH QUÂN MÔN LÝ (Theo số liệu thống kê của nhà trường lưu ở văn phòng) Lớp Thi tốt nghiệp năm 2008-2009 Thi đại học năm 2008-2009 12L 9,55 8,90 12T 9,61 8,83 12Si 9,30 x + Trong năm học 2009 – 2010: Đề tài được chúng tôi vận dụng trong việc giảng dạy ở lớp 12L, 12T, 12Si, 12A1. Bài kiểm tra gồm 20 câu hỏi ở phần một vòng tròn lượng giác trong thời gian 30 phút kết quả điểm được thống kê phân loại như sau: BẢNG TÍNH ĐIỂM CÁC BÀI KIỂM TRA (Theo số liệu khảo sát của đề tài) Lớp Số lượng (%) Kém (0 =>2.0) Yếu (2.5=>5.0) Trung bình (5.5=>6.0) Khá (6.6=>7.5) Giỏi (8.0=>10) 12L 23 0 0% 0 0% 3 13,04% 2 8,70% 18 78,26% 12T 25 0 0% 0 0% 5 20,00% 3 12,00% 17 68,00% 12Si 30 0 0% 1 3,33% 7 23,33% 6 20,00% 16 53,34% 12A1 40 1 2,50% 2 5,00% 10 25,00% 9 22,50% 18 45,00% Bảng tổng hợp: Đối tượng Số lượng (%) Kém (0 =>2.0) Yếu (2.5=>5.0) Tr. bình (5.5=>6.0) Khá (6.6=>7.5) Giỏi (8.0=>10) Khảo sát ban đầu 130 4 3,08% 10 7,69% 32 24,62% 21 16,15% 63 48,46% Kết quả áp dụng 118 1 0,85% 3 2,54% 25 21,19% 20 16,95% 69 58,47% + Nhận xét: Qua theo dõi kết quả nhận thấy số học sinh được tiếp xúc, bồi dưỡng thông qua đề tài có cách giải thành thạo hơn, đãm bảo thời gian làm bài theo yêu cầu, câu trả lời chính xác hơn, đạt kết quả điểm khá cao. Đề tài: Phương pháp, thủ thuật giải nhanh các dạng trắc nghiệm vật lý 12 Tổ Lý – Công nghệ. Trường THPT chuyên Lê Quý Đôn Trang 25 C. KẾT LUẬN 1. Khái quát các kết luận cục bộ: Trong khuôn khổ chuyên đề này, chúng tôi mong muốn giúp cho học sinh nhớ tối thiểu những kiến thức cơ bản, có tính tổng quát của chương trình vật lý 12 ở các chương dao động cơ, sóng cơ, dao động điện từ. Đồng thời cung cấp cho các em một số phương pháp và thủ thuật nhằm giải quyết nhanh, chính xác các dạng toán trong chương trình theo yêu cầu của các đề thi TNPT và TSĐH. Với chuyên đề này chúng tôi còn lưu ý dành phần cho học sinh tự rèn luyện, vận dụng các phương pháp và thủ thuật để học sinh tự chiếm lĩnh tri trức và phát huy tính độc lập sáng tạo, từ đó có thể suy nghỉ tìm tòi phương pháp riêng của bản thân, đây cũng là mục tiêu rèn luyện giáo dục học sinh theo hướng “ Thầy thiết kế, Trò thi công”. 2. Lợi ích và khả năng vận dụng: Bản thân đề tài đáp ứng tốt cho yêu cầu về làm bài trắc nghiệm với mục đích trả lời nhanh, chính xác, loại bỏ được yếu tố toán học phức tạp của phần lượng giác, đạo hàm, tích phân.... Cụ thể từng phần ta thấy: Phần một về vòng tròn lượng giác nó thể hiện rất rõ tính chất trực quan giữa các mối quan hệ về li độ, vận tốc, gia tốc cũng như động năng, thế năng hoặc ở phần dao động điện từ thì điện tích, điện áp ở hai đầu tụ điện, hai đầu cuộn dây, cường độ dòng điện cũng như năng lượng điện, năng lượng từ ở từng thời điểm, về pha dao động, về tần số dao động, về sự tăng hoặc giảm của các đại lượng, về giá trị của các đại lượng trong cùng thời điểm .... Phần hai tổng hợp dao động cùng phương cùng tần số bằng phương pháp sử dụng máy tính casio fx - 570 ES đã rèn luyện học sinh thao tác nhanh, chính xác trong việc sử dụng máy tính cầm tay, có thể coi đây là phương pháp duy nhất về mặt nhanh, với độ chính xác cao. Phần ba về giao thoa sóng cơ với hai công thức vừa cơ bản nhưng có tính tổng quát mà đề tài nêu ra có thể giải quyết hầu hết các dạng toán về giao thoa sóng cơ hiện tại vừa nhanh vừa chính xác. Chúng tôi mong muốn chuyên đề này đựợc ứng dụng hiệu quả vào thực tiễn không những ở trường chuyên Lê Quý Đôn mà còn áp dụng rộng rãi cho các trường khác với đối tượng học sinh đại trà, nhất là trong việc bồi dưỡng học sinh chuẩn bị tham gia các kỳ thi tốt nghiệp và tuyển sinh đại học. Nhưng có thể do kinh nghiệm còn thiếu, không thể tránh khỏi những thiếu sót. Chúng tôi rất mong nhận được ý kiến đóng góp từ phía đồng nghiệp và học sinh để chuyên đề này ngày càng hoàn hiện hơn. Chúng tôi xin chân thành cảm ơn. 3. Đề xuất - kiến nghị: Kiến nghị bộ môn vật lý cần tổ chức các cuộc hội thảo chuyên môn, tập trung về phương pháp để đúc kết những kinh nghiệm quý báu của các thầy cô giáo giảng dạy trong toàn tỉnh Bình Định, từ đó phổ biến rộng rãi để cán bộ, giáo viên, và học sinh học tập, vận dụng vào thực tiễn để cho bộ môn vật lý ngày càng mạnh hơn. Quy Nhơn ngày 10 tháng 5 năm 2010 Đề tài: Phương pháp, thủ thuật giải nhanh các dạng trắc nghiệm vật lý 12 Tổ Lý – Công nghệ. Trường THPT chuyên Lê Quý Đôn Trang 26 PHẦN NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA HỘI ĐỒNG KHOA HỌC TRƯỜNG THPT CHUYÊN LÊ QUÝ ĐÔN ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. .............................................................................................................................
File đính kèm:
- kinh_nghiem_cuc_hay.pdf