SKKN Hướng dẫn học sinh phương pháp tính nhanh các bài toán xác định chu kỳ, tần số, biên độ của con lắc lò xo khi có sự thay đổi cấu tạo của hệ dao động

SKKN Hướng dẫn học sinh phương pháp tính nhanh các bài toán xác định chu kỳ, tần số, biên độ của con lắc lò xo khi có sự thay đổi cấu tạo của hệ dao động

Trong thời đại khoa học kĩ thuật phát triển, xã hội luôn đòi hỏi những con người hoàn thiện về kiến thức, khả năng tư duy và hành động, biết định hướng cuộc sống một cách khoa học. Chính vì vậy, ngành giáo dục luôn chỉ đạo sát sao việc thực hiện mục tiêu đào tạo để đáp ứng những nhu cầu đó.

Nhiệm vụ của người giáo viên trong nhà trường không chỉ là truyền đạt kiến thức mà còn phải dạy cho học sinh phương pháp học tập đúng đắn, phát triển năng lực nhận thức và tư duy của học sinh. Nhằm đào tạo ra những sản phẩm đáp ứng yêu cầu của xã hội.

Trong những năm gần đây Bộ giáo dục có kế hoạch thay đổi chương trình sách giáo khoa, thay đổi cách kiểm tra đánh giá. Để đáp ứng được yêu cầu đổi mới thì giáo viên phải thay đổi phương pháp dạy và học sinh phải thay đổi phương pháp học cho phù hợp với tình hình thực tiễn. Qua đó việc kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh cũng theo một hình thức mới. Vì vậy, trong quá trình giảng dạy bộ môn, giáo viên cần chú ý hướng dẫn học sinh phương pháp tìm cách giải nhanh, thông minh, chính xác để đáp ứng được yêu cầu của việc đổi mới cách kiểm tra đánh giá.

 

doc 24 trang thuychi01 7312
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "SKKN Hướng dẫn học sinh phương pháp tính nhanh các bài toán xác định chu kỳ, tần số, biên độ của con lắc lò xo khi có sự thay đổi cấu tạo của hệ dao động", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ 
TRƯỜNG THPT LÊ LAI
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
HƯỚNG DẪN HỌC SINH PHƯƠNG PHÁP TÍNH NHANH BÀI TOÁN 
“XÁC ĐỊNH CHU KỲ, TẦN SỐ, BIÊN ĐỘ CON LẮC LÒ XO KHI CÓ SỰ THAY ĐỔI CẤU TẠO HỆ DAO ĐỘNG”
 Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG LÊ LAI
Người thực hiện: Lê Thị Liễu
Chức vụ: Giáo viên
SKKN thuộc lĩnh vực (môn): Vật lý
THANH HÓA NĂM 2018
THANH HOÁ NĂM 2018
MỤC LỤC
DANH MỤC
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐÃ ĐƯỢC HỘI ĐỒNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM NGÀNH GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HUYỆN, TỈNH VÀ CÁC CẤP CAO HƠN XẾP LOẠI TỪ C TRỞ LÊN
Họ và tên tác giả: Lê Thị Liễu
Chức vụ và đơn vị công tác: Trường THPT Lê Lai – Ngọc Lặc – Thanh Hóa
TT
Tên đề tài SKKN
Cấp đánh giá xếp loại
(Ngành GD cấp huyện/tỉnh; Tỉnh...)
Kết quả đánh giá xếp loại
(A, B, hoặc C)
Năm học đánh giá xếp loại
1
Phương pháp giải bài tập dao động tắt dần 
Tỉnh
C
2012
----------------------------------------------------
HƯỚNG DẪN HỌC SINH PHƯƠNG PHÁP TÍNH NHANH BÀI TOÁN
“XÁC ĐỊNH CHU KỲ, TẦN SỐ, BIÊN ĐỘ CỦA CON LẮC LÒ XO KHI CÓ SỰ THAY ĐỔI CẤU TẠO HỆ DAO ĐỘNG” 
Ở TRƯỜNG THPT LÊ LAI
1- MỞ ĐẦU
1.1 Lý do chọn đề tài
Trong thời đại khoa học kĩ thuật phát triển, xã hội luôn đòi hỏi những con người hoàn thiện về kiến thức, khả năng tư duy và hành động, biết định hướng cuộc sống một cách khoa học. Chính vì vậy, ngành giáo dục luôn chỉ đạo sát sao việc thực hiện mục tiêu đào tạo để đáp ứng những nhu cầu đó.
Nhiệm vụ của người giáo viên trong nhà trường không chỉ là truyền đạt kiến thức mà còn phải dạy cho học sinh phương pháp học tập đúng đắn, phát triển năng lực nhận thức và tư duy của học sinh. Nhằm đào tạo ra những sản phẩm đáp ứng yêu cầu của xã hội.
Trong những năm gần đây Bộ giáo dục có kế hoạch thay đổi chương trình sách giáo khoa, thay đổi cách kiểm tra đánh giá. Để đáp ứng được yêu cầu đổi mới thì giáo viên phải thay đổi phương pháp dạy và học sinh phải thay đổi phương pháp học cho phù hợp với tình hình thực tiễn. Qua đó việc kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh cũng theo một hình thức mới. Vì vậy, trong quá trình giảng dạy bộ môn, giáo viên cần chú ý hướng dẫn học sinh phương pháp tìm cách giải nhanh, thông minh, chính xác để đáp ứng được yêu cầu của việc đổi mới cách kiểm tra đánh giá. 
Trong quá trình giảng dạy ở trường THPT Lê Lai, tôi nhận thấy nhiều học sinh còn khá lúng túng và giải khá chậm các bài toán liên quan đến con lắc lò xo khi cấu tạo của hệ thay đổi. Với những bài đơn giản các em giải tầm 2 phút còn những bài phức tạp hơn các em có thể cần tới 10 phút hoặc nhiều hơn. Một số em có dùng các biểu thức tính nhanh để áp dụng nhưng các em cho biết các công thức này rất dễ nhầm lẫn và nhiều trường hợp không áp dụng được nếu đề bài hỏi khó đi. Vì vậy để giải nhanh và chính xác các bài tập liên quan đến con lắc lò xo khi cấu tạo của hệ thay đổi đặc biệt là những bài toán khó là cả một vấn đề đối với các em. 
Về phía giáo viên, thông qua hoạt động sinh hoạt chuyên môn hàng tháng ở tổ, tôi có trao đổi, thảo luận với các đồng nghiệp về vấn đề này thì nhận thấy những phương pháp mà thầy, cô đã và đang áp dụng khi dạy học sinh về bài toán liên quan đến con lắc lò khi cấu tạo của hệ thay đổi còn nhiều hạn chế, chưa giải quyết tốt được vấn đề nan giải mà các em đang gặp phải nói trên. Dẫn đến kết quả học tập của học sinh chưa cao.
Trên cơ sở đó tôi đã lựa chọn đề tài “Hướng dẫn học sinh phương pháp tính nhanh các bài toán xác định chu kỳ, tần số, biên độ của con lắc lò xo khi có sự thay đổi cấu tạo của hệ dao động” với mong muốn giúp các em tiếp cận thêm một phương pháp mới, tạo cho các em thêm sự tự tin khi làm bài tập một cách nhanh chóng, chính xác mà không làm mất đi bản chất Vật lý, từ đó đạt được kết quả tốt trong học tập và thi cử.
1.2. Mục đích nghiên cứu.
Hiện nay khi hình thức thi và kiểm tra chủ yếu là trắc nghiệm nên đòi hỏi các em ngoài việc hiểu nội dung kiến thức thì cần phải biết vận dụng các phương pháp giải nhanh để đáp ứng được yêu cầu của đề ra. Với mong muốn giúp các em có thể giải nhanh và chính xác các bài toán liên quan đến con lắc lò xo khi cấu tạo của hệ thay đổi, từ đó giúp các em tự tin trong việc giải các bài tập trắc nghiệm phần con lắc lò xo và từ đó làm tốt các bài thi và bài kiểm tra tôi đã lựa chọn đề tài “Hướng dẫn học sinh phương pháp tính nhanh các bài toán xác định chu kỳ, tần số, biên độ của con lắc lò xo khi có sự thay đổi cấu tạo của hệ dao động ”
1.3 Đối tượng nghiên cứu.
Trong vật lý bài tập phần con lắc lò xo khi cấu tạo của hệ thay đổi tuy không quá khó, song nếu các em chỉ dùng các công thức cơ bản để giải các bài tập này thì lượng thời gian cho một bài tập tương đối dài. Trong khi yêu cầu hiện nay cần giải nhanh và chình xác. Chính vì vậy việc đưa ra phương pháp giải nhanh cho dạng bài tập này là khá cần thiết.
Bài tập con lắc lò xo khi cấu tạo của hệ thay đổi thường có những dạng:
- Bài toán xác định chu kỳ, tần số sau cấu tạo của hệ thay đổi.
- Bài toán xác định biên độ khi lò xo đang dao động tại li độ x thì giữ cố định một điểm trên lò xo.
- Bài toán xác định biên độ của hệ lò xo đang dao động khi vật qua li độ x thì có lò xo không tham gia dao động nữa.
Qua việc phân dạng và đưa ra phương pháp giải nhanh cho các bài toán liên quan đến con lắc lò xo khi cấu tạo hệ thay đổi sẽ giúp các em hiểu và nắm vững mối ràng buộc giữa các kiến thức từ đó làm nhanh và chính xác các bài tập.
1.4 Phương pháp nghiên cứu.
1.4.1 Phương pháp nghiên cứu xây dựng cơ sở lý thuyết.
- Từ lý thuyết phần lò xo vật lý lớp 10 
k = ta suy ra các công thức tính độ cứng lò xo khi cắt làm nhiều phần.
-Áp dụng định luật Húc và điều kiện cân bằng chất điểm vật lý lớp 10 để xây dựng công thức tính độ cứng của nhiều lò xo khi ghép các lò xo với nhau.
- Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng và thế năng đàn hồi của lò xo để thiết lập công thức tính biên độ dao động của con lắc lò xo khi đang ở li độ x thì cố định một điểm trên lò xo.
1.4.2 Phương pháp khảo sát thực tế thu thập thông tin, thống kê và xử lý số liệu.
Thống kê học sinh hai lớp 12C1 và 12C2 có trình độ như nhau nhưng một lớp làm theo phương pháp tính nhanh còn một lớp làm theo phương pháp thông thường để so sánh hiệu quả của phương pháp tính nhanh.
2. NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM.
2.1. Cơ sở lý luận của sáng kiến kinh nghiệm.
2.1.1. Chu kỳ dao động (Sách giáo khoa vật lý 10 và vật lý 12)
Chu kỳ dao động (T) là khoảng thời gian vật thực hiện được một dao động toàn phần. 
* Đối với dao động điều hòa, chu kỳ của hệ dao động được xác định:
T= 2πω
Trong đó: + ω là tần số góc của hệ dao động, phụ thuộc cấu tạo của hệ (rad/s)
Vậy chu kỳ của hệ dao động điều hòa phụ thuộc vào tần số góc ω của hệ tức là phụ thuộc vào cấu tạo của hệ đó. 
2.1.2 Tần số dao động (Sách giáo khoa vật lý 10 và vật lý 12)
Tần số dao động (f) là số dao động toàn phần của vật được thực hiện trong một đơn vị thời gian. 
* Đối với dao động điều hòa, tần số của hệ dao động được xác định:
f= 1T= ω2π
Như vậy chu kỳ của hệ dao động điều hòa phụ thuộc vào tần số góc ω của hệ tức là phụ thuộc vào cấu tạo của hệ đó.
2.1.3 Tần số góc (Sách giáo khoa vật lý 12)
* Đối với con lắc lò xo: 
ω= km
Trong đó: + k: là độ cứng của lò xo (N/m)
 + m: là khối lượng của vật gắn vào lò xo đó (kg) 
2.1.4 Cắt lò xo (sách giáo khoa vật lý 10 và bí quyết ôn thi THPTQG của Chu Văn Biên)
- Khái niệm
 Cắt lò xo là từ một lò xo ban đầu được cắt thành nhiều phần. Lò xo ban đầu có độ cứng k0, chiều dài l0 được cắt thành các lò xo có độ cứng k1, k2  và chiều dài tương ứng l1, l2
- Công thức.
k = và 
Nếu lò xo được cắt làm 2 phần bằng nhau thì ta có 
Nếu lò xo được cắt làm n phần bằng nhau.
.
- Chu kỳ, tần số, tần số góc con lắc lò xo.
 ; ; 
- Chú ý: Khi con lắc lò xo đang dao động ở ly độ x mà ta cố định một điểm trên lò xo thì ta cũng có thể xem như lò xo bị cắt đi một phần. Khi đó chiều dài lò xo còn lại thay đổi dẫn đến độ cứng, biên độ, năng lượng của con lắc lò xo còn lại thay đổi. Yêu cầu đặt ra là phải tính được biên độ của con lắc lò xo còn lại. Lúc này ta áp dụng định luật bảo toàn năng lượng để giải bài toán.
2.1.5 Ghép lò xo ( Sách bài tập vật lý nâng cao 10 và bí quyết ôn thi THPTQG của Chu Văn Biên)
- Ghép lò xo song song. 
ks = k1+k2+ .
- Ghép lò xo nối tiếp.
Nếu đúng lúc con lắc đi qua li độ x mà một lò xo không còn tham gia dao động thì phần năng lượng bị mất đúng bằng thế năng đàn hồi của con lắc.
Khi cơ hệ có nhiều lò xo thì tại vị trí cân bằng của vật hợp lực tác dụng lên vật bằng 0.
2.2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm.
 Từ thực tế giảng dạy ở trường THPT Lê Lai là một trường miền núi với tỉ lệ học sinh yếu kém khá cao do đó khả năng biến đổi công thức và nhớ nhiều công thức là vấn đề khó đối với các em. Chính vì vậy nhiều học sinh còn khá lúng túng và giải khá chậm các bài toán cần đến sự biến đổi nhiều phép tính. Với phần bài tập con lắc lò xo khi cấu tạo hệ thay đổi với những bài đơn giản các em giải tầm 2 phút còn những bài phức tạp hơn các em có thể cần tới 10 phút hoặc nhiều hơn. Một số em có dùng các biểu thức tính nhanh để áp dụng nhưng các em cho biết các công thức này rất dễ nhầm lẫn và nhiều trường hợp không áp dụng được nếu đề bài hỏi khó đi. Vì vậy để giải nhanh và chính xác các bài tập liên quan đến con lắc lò xo khi cấu tạo của hệ thay đổi đặc biệt là những bài toán khó đang là cả một vấn đề đối với các em. 
Về phía giáo viên, thông qua hoạt động sinh hoạt chuyên môn hàng tháng ở tổ, tôi có trao đổi, thảo luận với các đồng nghiệp về vấn đề này thì nhận thấy những phương pháp mà thầy, cô đã và đang áp dụng khi dạy học sinh về bài toán liên quan đến con lắc lò xo lò khi cấu tạo của hệ thay đổi còn nhiều hạn chế, chưa giải quyết tốt được vấn đề nan giải mà các em đang gặp phải nói trên. Dẫn đến kết quả học tập của học sinh chưa cao.
Về phần tài liệu tham khảo tuy có đề cập đến phần bài tập này nhưng chưa sâu và chưa đưa ra từng dạng cụ thể để các em có thể áp dụng nhanh vào các bài thi.
2.3. Các giải pháp để giải quyết vấn đề.
Xuất phát từ các công thức chu kỳ, tần số, năng lượng ta nhận thấy khi độ cứng lò xo(k) thay đổi, khối lượng của vật(m) thay đổi hoặc cả độ cứng và khối lượng của vật thay đổi thì T, f, A cũng thay đổi. Vậy khi T, f, A thay đổi ta sẽ tính T, f, A mới như thế nào? Để giải các bài tập này ta có thể chia chúng thành các dạng sau:
2.3.1 Dạng 1: Bài toán xác định chu kỳ, tần số của con lắc lò xo khi cấu tạo hệ thay đổi.
Để làm bài toán này học sinh cần:
Một là : nắm công thức về cắt ghép lò xo
 . 
Nếu lò xo được cắt làm n phần bằng nhau.
.
Ghép lò xo song song. 
ks = k1+k2+ .
Ghép nối tiếp.
Hai là: từ công thức chu kỳ, tần số 
; ; ; v = A
Ta rút ra nhận xét : 
- Nếu k không đổi thì tỉ lệ với hay T2 tỉ lệ với m còn f tỉ lệ hay f2 tỉ lệ với k . vmax tỉ lệ tỉ lệ với 
- Nếu m không đổi T tỉ lệ với hay T2 tỉ lệ với còn f tỉ lệ với hay f2 tỉ lệ với và vmax tỉ lệ với tỉ lệ với k
- Nếu k và m đều thay đổi thì T tỉ lệ với hay T2 tỉ lệ với 
Ví dụ 1: Một lò xo nhẹ được liên kết với các vật m1 và m2 thì chu kỳ dao động lần lượt là T1= 3s, T2 = 4s. Nếu vật có khối lượng m liên kết với lò xo trên thì chu kỳ là bao nhiêu. Cho biết m = m1 + m2
Hướng dẫn: 
Với cách giải thông thường các em thường phải xuất phát từ công thức 
Thời gian cho cách giải này tầm 2 phút nhưng nếu dùng phương pháp tỉ lệ ta thấy Với bài toán này thì độ cứng lò xo k không đổi chỉ có m thay đổi. Theo lý luận ở trên ta có T2 tỉ lệ với m do đó từ biểu thức : m = m1 + m2 suy ra T2 = T12 +T22 
Suy ra T = 5s. Với phương pháp tỉ lệ này có thể giúp các em giải bài toán trên không đến nữa phút.
Ví dụ 2: Một lò xo nhẹ được liên kết với các vật m1 và m2 thì chu kỳ dao động lần lượt là T1= 1,6s, T2 = 1,8s. Nếu vật có khối lượng m liên kết với lò xo trên thì chu kỳ là bao nhiêu. Cho biết m2 = 2m12 + 5m22.
Hướng dẫn: 
Đây là bài toán phức tạp hơn. Với cách giải thông thường các em thường gải thì bài toán này cần khá nhiều phép biến đổi và các phép tính biến đổi tương đối khó. Do vậy để làm bài này có thể lên tới 10 phút. Mặt khác với nhiều phép tính loằng ngoằng rất dễ nhầm nhưng nếu dùng phương pháp tỉ lệ thì sao?
Với bài toán này thì ta nhận thấy độ cứng lò xo k không đổi chỉ có m thay đổi. Theo lý luận ở trên ta có T2 tỉ lệ với m do đó T4 tỉ lệ với m2. Vậy từ biểu thức 
m2 = 2m12 + 5m22 ta có thể suy ra 
T4 = 2T14+5T24 T 2.8s
Vậy dùng phương pháp tỉ lệ ở trên có thể giải bài toán không đến 1 phút mà rất chính xác, giúp các em không phải đau đầu với các phép biến đổi dài dòng mà mất nhiều thời gian.
Ví dụ 3:
Một vật nhỏ m được liên kết với các lò xo có độ cứng k1, k2 và k thì chu kỳ dao động lần lượt là T1= 1,6s, T2 = 1,8s và T. Nếu k2 = 2k12 + 5k22 thì T bằng bao nhiêu.
Hướng dẫn: 
Tương tự như ví dụ 2 thì đây là bài toán khá nhiều phép biến đổi phức tạp. Với bài toán này mà giải theo cách thông thường thì mất khá nhiều thời gian lại còn khó chính xác. Do đó bài này để giải nhanh ta dùng phương pháp tỉ lệ nêu trên:
 Với bài toán này m không đổi. Theo lý luận ở trên k tỉ lệ tỉ lệ . Vậy từ k2 = 2k12 + 5k22 ta suy ra 
Ví dụ 4.
 Ba lò xo giống hệt nhau, đầu trên treo vào các điểm cố định, đầu dưới treo vào lần lượt các vật m1, m2, m3. Kéo ba vật xuống dưới vị trí cân bằng theo phương thẳng đứng để ba lò xo dãn thêm một lượng như nhau rồi thả nhẹ thì ba vật dao động lần lượt với tốc độ cực đại là v01= 5(m/s), v02=8(m/s), v03. Nếu m3 =2m1+3m2 thì v03 bằng bao nhiêu.
Hướng dẫn:
Theo nhận xét ở trên thì v02 tỉ lệ hay m tỉ lệ với từ m3 =2m1+3m2 
ta suy ra 
suy ra v03 = 2,8(m/s).
2.3.2 Dạng 2: Con lắc lò xo thay đổi biên độ do thay đổi chiều dài.( phương pháp giải nhanh thầy Nguyễn Văn Hiểu)
l2
l1
O
x
C
A
+ Gọi l =l1+ l2 là chiều dài lò xo khi vật đang ở li độ x
+ k là độ cứng lò xo, k1 là độ cứng của lò xo có chiều dài l1
Ta có: (1)
+ Theo định luật bảo toàn năng lượng: Wsau = Wđầu - Wnhốt ( Wnhốt là phần thế năng của lò xo có chiều dài l1) 
Ta suy ra được : (2). Thay (1) vào (2) ta được
 với l2 = l – l1
Trong đó : x: là tọa độ của vật trong hệ tọa độ cũ.
 l: là chiều dài lò xo khi vật đang ở li độ x
 l1: là chiều dài của phần lò xo còn lại
 l2: là chiều dài của lò xo bị chặn
 A: là biên độ đầu
 A1: biên độ mới
Đặt n = ta được : A12 = n(A2 – x2) + n2x2 (3)
Từ công thức (3) ta thấy nếu x = 0 thì 
A12 = nA2 = vậy khi vật qua vị trí cân bằng mà cố định một điể trên lò xo thì cơ năng không đổi.
Đến đây học sinh cần nhớ công thức (3) để giải nhanh. Để giải bài tập dạng này học sinh cần xác định n, A, x sau đó dùng công thức (3) để xác định A1
Ví dụ 1: 
Một con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương ngang với biên độ A, năng lượng W. Khi tốc độ của vật bằng một nửa tốc độ cực đại và lò xo đang giãn thì giữ điểm chính giữa của lò xo. Lúc này lò xo dao động với biên độ: 
 A1 = B. A1 = C. A1 = D. A1 = 
Hướng dẫn: 
Ta giữ điểm chính giữa nên n = = 0,5. Khi v = 0,4vmax , từ công thức 
+ từ A12 = n(A2 – x2) + n2x2 ta có 
A1 = chọn đáp án A
Ví dụ 2: 
 Con lắc lò xo dao động theo phương ngang với biên độ A. Một đầu lò xo được gắn cố định vào điểm Q, đầu còn lại gắn vào vật m. Bỏ qua ma sát. Khi tốc độ của vật có giá trị cực đại thì ta giữ cố định lại điểm cách điểm Q một khoảng bằng 5/9 chiều dài tự nhiên của lò xo. Lúc này lò xo dao động với biên độ: 
 A. B. C. D.
Hướng dẫn:
Ta có n = = , x = 0 vậy A12 = = n(A2 – x2) + n2x2 = = 
chọn đáp án A
 Ví dụ 3: 
Một con lắc lò xo được đặt nằm ngang gồm lò xo có độ cứng k = 40 N/m và vật nặng khối lượng m = 400 g. Từ vị trí cân bằng kéo vật ra một đoạn 8 cm rồi thả nhẹ cho vật dao động điều hoà, Sau khi thả vật t = thì giữ đột ngột điểm chính giữa của lò xo khi đó. Biên độ dao động của vật sau khi giữ lò xo là ?
 A. 2cm B. cm C.cm D. cm
Hướng dẫn:
Trước hết tính = 10(rad/s). Dùng đường tròn lượng giác tính li độ ta được
x = = -4cm. Giữ điểm chính giữa nên n = 0,5 sau đó dùng công thức
 A12 = n(A2 – x2) + n2x2 = 28cm cm chọn đáp án C
Ví dụ 4:
 Một con lắc lò xo dao động điều hòa trên mặt phẳng nằm ngang với biên độ 8cm. Khi vật tới vị trí động năng bằng thế năng thì giữ cố định một vị trí trên lò xo cách vật một khoảng bằng 3/4 chiều dài của lò xo khi đó. Biên độ dao động của vật là
 A. cm	 B. cm	 C. cm	 D. cm
Hướng dẫn:
Khi Wđ = Wt ta có 2Wt = W. Ta có n = 3/4 vậy áp dụng công thức A12 = n(A2 – x2) + n2x2 = 42 Chọn đáp án A
2.3.3 Dạng 3: Con lắc lò xo thay đổi biên độ do có lò xo không tham gia dao động lúc vật đang ở li độ x.
Nếu đúng lúc con lắc đi qua li độ x, một lò xo không còn tham gia vào dao động thì phần thế năng bị mất đúng bằng thế năng đàn hồi của con lắc bị mất.
+ Nếu ban đầu có n lò xo như nhau ghép song song khi đó độ cứng con lắc k// = nk
Năng lượng ban đầu: Wđầu = = 
 Phần năng lượng bị mất Wmất = . Theo định luật bảo toàn năng lượng
(4)
 + Nếu ban đầu có n lò xo như nhau ghép nối tiếp khi đó knt = k/n
 = (5)
Nếu tại li độ x có 2,3 lò xo không tham gia dao động thì ở biểu thức (4) và (5) ta thay số 1 bằng 2 hoặc 3
Ví dụ 1: 
Một con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương ngang với biên độ A. Con lắc gồm hai lò xo giống nhau ghép song song. Khi vật nặng cách vị trí cân bằng một đoạn A/2 thì một lò xo không còn tham gia dao động . Tính biên độ dao động mới.
A. B. C. D. 2
Hướng dẫn:
 	Dùng công thức (4) ta có Asau = = đáp án câu A
Ví dụ 2: 
Một con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương ngang với biên độ A. Lò xo của con lắc gồm n lò xo ghép song song. Khi vật cách vị trí cân bằng một đoạn A/n thì một lò xo không còn tham gia dao động. Tính biên độ mới của con lắc
A. B. C. D. 
Hướng dẫn: 
Áp dụng công thức (4) ta có Asau = chọn đáp án A.
Ví dụ 3:
Một con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương ngang với biên độ 4cm. Lò xo của con lắc gồm hai lò xo giống nhau ghép nối tiếp. Khi vật nặng cách vị trí cân bằng một đoạn 2cm thì một lò xo không còn tham gia dao động. Xác định biên độ dao động mới.
A. 3cm B. 2cm C 4cm D. 1cm
Hướng dẫn: 
Áp dụng công thức (5) Asau = = 2cm 
Chọn đáp án B
2.4 Hiệu quả đối với hoạt động dáo dục.
 	Sau khi triển khai đề tài này đến học sinh các lớp tôi trực tiếp giảng dạy ở trường THPT Lê Lai tôi thấy kết quả đạt được rất khả quan.
Cụ thể, tôi tiến hành thực nghiệm ở 2 lớp 12C1, 12C2 có trình độ gần tương đương nhau sau khi tôi dạy song bài dao động điều hòa và bài con lắc lò xo như sau:
	Hướng dẫn học sinh lớp 12C1 phương pháp tính nhanh như đã trao đổi trong đề tài. Với học sinh của lớp 12C2 chỉ hướng dẫn cơ sở lý thuyết về phương pháp. Sau đó, tiến hành kiểm tra 15 phút và giao cùng một hệ thống câu hỏi về xác định chu kỳ, tần số và biên độ của con lắc lò xo khi cấu tạo hệ thay đổi.
 Kết quả của bài kiểm tra 15 phút tôi thu được như sau:
Lớp
SS
Giỏi
Khá
TB
Yếu
Kém
Sl
%
SL
%
SL
%
SL
%
SL
%
12C1
45
19
42,22
21
46,67
5
11,11
0
0
0
0
12C2
45
5
11,11
10
22,22
20
44,44
7
15,56
3
6,67
 Qua thống kê của bảng chứng tỏ đề tài đã giúp học sinh làm bài tập nhanh hơn, chính xác hơn. Đối chiếu kết quả thực nghiệm tôi nhận thấy đề tài đã có tác dụng tích cực trong việc giúp học sinh xác định nhanh chu kỳ, tần số, biên độ của con lắc lò xo khi cấu tạo hệ thay đổi. 
Đối với đồng nghiệp, qua trao đổi chuyên môn ở tổ nhiều đồng chí đã nhận xét phương pháp khá hay và áp dụng vào những lớp các đồng chí đang trực tiếp giảng dạy thấy hiệu quả được nâng lên.
3. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.
3.1 Kết luận.
Qua việc áp dụng đề tài vào việc giảng dậy môn vật lý tôi nhận thấy đã cơ bản đạt được những yêu cầu đề ra. Học sinh rất hứng thú và tự tin với cách làm mới nhanh và chính xác được nêu trong đề tài. Giáo viên tiếp cận được một phương pháp dạy học tích cực, sáng tạo mang lại hiệu quả cao. Song thời gian áp dụng chưa dài. Số lượng câu hỏi trắc nghiệm trong ngân hàng đề của tôi còn hạn chế nên có thể chưa làm xuất hiện hết những tồn tại và hạn chế. Vì vậy rất mong nhận được những nhận xét, góp ý của các quý thầy cô để đề tài của tôi có thể phát huy được tác dụng trong các giờ lên lớp.
3.2 Đề Xuất
 Đối với giáo viên : 
	Để có được các phương pháp hay kích thích học sinh họ

Tài liệu đính kèm:

  • docskkn_huong_dan_hoc_sinh_phuong_phap_tinh_nhanh_cac_bai_toan.doc