SKKN: BÀI TOÁN XÁC ĐỊNH THỜI GIAN TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA (THPT Gio Linh)

- I.1.Liờn hệ giữa dao động điều hũa và chuyển động trũn đều.
- I.2.Xỏc định thời gian trong dao động điều hũa.
- Một số bài tập vận dụng.
- II.1.Bài tập về dao động cơ..
- II.2.Bài tập về Súng cơ.
- II.3.Bài tập về dũng điện xoay chiều.
- II.4.Bài tập về mạch dao động LC.
- II.5.Bài tập đề nghị.
- Thực trạng của vấn đề Việc xỏc định thời gian trong dao động điều hũa là một vấn đề khú trong chương trỡnh vật lớ lớp 12, cỏc em học học sinh thường bối rối khi gặp vấn đề này.
- Để giỳp cỏc em học sinh cú phương phỏp giải quyết nhanh chúng cỏc loại bài tập này, đặc biệt là trong bài thi trắc nghiệm, tụi chọn và nghiờn nghiờn cứu đề tài:.
- “LIấN HỆ GIỮA DAO ĐỘNG ĐIỀU HềA VÀ CHUYỂN ĐỘNG TRềN ĐỀU BÀI TOÁN XÁC ĐỊNH THỜI GIAN TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HềA”.
- Đề tài này vận dụng mối liờn hệ giữa dao động điều hũa và chuyển động trũn đều để đưa ra phương phỏp giải cỏc dạng bài tập về xỏc định thời gian trong dao động điều hũa..
- Trờn cơ sở những kết quả đó nghiờn cứu sẽ giỳp cho cỏc em học sinh ỏp dụng để giải quyết cỏc loại bài tập liờn quan đến việc xỏc định thời gian trong Dao động cơ, Súng cơ, Điện xoay chiều hay mạch dao động LC.
- Phạm vi của đề tài Đề tài nghiờn cứu một vấn đề tương đối khú, đề cập đến cỏc dạng bài tập nõng cao thường gặp trong đề thi TSĐH, CĐ và chủ yếu dành cho học sinh lớp 12 Ban Khoa học tự nhiờn.
- Với phạm vi một Sỏng kiến - Kinh nghiệm ở trường THPT chỳng tụi chỉ đề cập đến một số vấn đề: -Phương phỏp xỏc định thời gian trong dao động điều hũa..
- Ở thời điểm t, nú chuyển động đến M, xỏc định bởi gúc.
- Vậy điểm P dao động điều hũa.
- *Kết luận: Một dao động điều hũa cú thể được coi như hỡnh chiếu của một vật chuyển động trũn đều lờn một đường thẳng nằm trong mặt phẳng quỹ đạo..
- I.3.Xỏc định thời gian trong dao động điều hũa.
- Theo mối liờn hệ giữa dao động điều hũa và chuyển động trũn đều, thời gian ngắn nhất vật chuyển động trũn đều đi từ M1 đến M2 cũng chớnh thời gian hỡnh chiếu của nú (dao động điều hũa) đi từ điểm cú li độ x1 đến điểm cú li độ x2.
- Thời gian này được xỏc định bằng:.
- II.Một số bài tập vận dụng.
- II.1.Bài tập về dao động cơ Bài tập 1.Mụ̣t vọ̃t dao động điều hũa với biờn độ A và tõ̀n sụ́ f = 5Hz.
- thỡ mất một khoảng thời gian ngắn nhất là ∆t, đỳng bằng thời gian vật chuyển động trũn đều (với tốc độ gúc.
- Vậy, thời gian ngắn nhất vật đi từ x1 đến x2 là: *Nhận xột: Đối với bài tập này học sinh dễ nhầm lẫn rằng thời gian vật đi từ x1 đến x2 là tỉ lệ với quóng đường ∆s = (x1 – x2(= A, nờn cho kết quả sai sẽ là: Bài tập 2.
- Một vật dao động điều hoà theo phương trỡnh: x = Acos((t.
- Cho biết, từ thời điểm ban đầu vật đến li độ x.
- trong khoảng thời gian ngắn nhất là.
- Xỏc định tần số gúc và biờn độ A của dao động..
- Hướng dẫn Ở thời điểm ban đầu (t1 = 0), vật cú:.
- Ở thời điểm t2.
- Bài tập 3.
- Từ vị trớ cõn bằng kộo vật xuống dưới theo phương thẳng đứng một đoạn 10cm rồi buụng nhẹ cho vật dao động điều hũa.
- Xỏc định khoảng thời gian mà lũ xo bị nộn, bị dón trong một chu kỳ..
- Thời gian lũ xo nộn (t1 là thời gian ngắn nhất để vật đi từ vị trớ lũ xo khụng biến dạng đến vị trớ cao nhất và trở về vị trớ cũ.
- Vậy: (t1 = Thời gian lũ xo dón (t2 là thời gian ngắn nhất để vật đi từ vị trớ lũ xo khụng biến dạng đến vị trớ thấp nhất và trở về vị trớ cũ: (t2 = *Chỳ ý: Cũng cú thể tớnh: (t2 = T - (t1.
- II.2.Bài tập về súng cơ.
- Bài tập 4.
- Tại thời điểm t​1 = 0, cú uM = +3cm và uN = -3cm.
- Ở thời điểm t2 liền sau đú cú uM = +A, biết súng truyền từ N đến M.
- Xỏc định A và t2.
- (cm) Ở thời điểm t1, li độ của điểm M là uM = +3cm, đang giảm.
- Đến thời điểm t2 liền sau đú, li độ tại M là uM = +A.
- Vậy: Bài tập 5.
- Giữa hai điểm M, N cú biờn độ 2,5cm cỏch nhau x = 20cm cỏc điểm luụn dao động với biờn độ nhỏ hơn 2,5cm.
- Tại mỗi điểm, dao động của cỏc phẩn tử trờn dõy là dao động điều hũa.
- (4.1) Do cỏc điểm giữa M, N đều cú biờn độ nhỏ hơn biờn độ dao động tại M, N nờn chỳng là hai điểm gần nhau nhất đối xứng qua một nỳt súng.
- Bài tập 6.
- Kể từ thời điểm ban đầu(t1 = 0), thời điểm đầu tiờn điện ỏp tức thời cú độ lớn bằng giỏ trị hiệu dụng và điện ỏp đang giảm là t2.
- Ở thời điểm t1 = 0, cú:.
- Ở thời điểm t2, cú: u2 = 220(V) và đang giảm..
- Vậy: Bài tập 7.
- Xỏc định tỉ số thời gian đốn sỏng và tắt trong một chu kỳ..
- Trong mỗi nửa chu kỡ, khoảng thời gian đốn tắt là:.
- ∆t1 = Trong một chu kỡ, thời gian đốn tắt là: 2∆t1 = và thời gian đốn sỏng trong một chu kỡ là: T - 2∆t1 = Vậy, tỉ số thời gian đốn sỏng và tắt trong một chu kỡ là: II.4.Bài tập về mạch dao động LC Bài tập 8.
- Một mạch dao động điện từ lớ tưởng đang cú dao động điện từ tự do.
- Tại thời điểm t = 0, tụ điện bắt đầu phúng điện.
- Sau khoảng thời gian ngắn nhất (t = 10-6s thỡ điện tớch trờn một bản tụ điện bằng một nửa giỏ trị cực đại.
- Tớnh chu kỡ dao động riờng của mạch..
- Hướng dẫn Ở thời điểm đầu (t = 0), điện tớch trờn một bản tụ là: q1 = qo.
- Sau khoảng thời gian ngắn nhất ∆t, điện tớch trờn một bản tụ điện là: q2.
- Vậy, chu kỡ dao động riờng của mạch là: T = 6∆t = 6.10-6s.
- Bài tập 9.
- Một mạch dao động LC lớ tưởng đang cú dao động điện từ tự do.
- Kể từ thời điểm ban đầu( t = 0), sau một khoảng thời gian ngắn nhất là bao lõu thỡ năng lượng điện trường trờn tụ điện bằng ba lần năng lượng từ trường ở cuộn cảm?.
- Ở thời điểm ban đầu t = 0, điện tớch trờn một bản tụ là q1 = 0..
- Sau đú một khoảng thời gian ngắn nhất ∆t, thỡ WL.
- Vậy: Bài tập 10.
- Một mạch dao dộng LC lớ tưởng cú chu kỡ dao động là T.
- Tại một thời điểm điện tớch trờn tụ điện bằng 6.10-7C, sau đú một khoảng thời gian (t = 3T/4 cường độ dũng điện trong mạch bằng 1,2(.10-3A.
- Giả sử ở thời điểm ban đầu t1, điện tớch trờn tụ điện cú giỏ trị q1.
- Ở thời điểm t2, sau đú một khoảng thời gian ∆t.
- Bài tập 1.
- Một con lắc lũ xo dao động điều hũa với chu kỡ T và biờn độ 5 cm.
- Biết trong một chu kỡ, khoảng thời gian để vật nhỏ của con lắc cú độ lớn gia tốc khụng vượt quỏ 100cm/s2 là.
- Xỏc định tần số dao động của vật..
- Bài tập 2.
- Kớch thớch cho vật dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với chu kỳ T thỡ thấy thời gian lũ xo bị nộn trong một chu kỡ là.
- Xỏc định biờn độ dao động của vật..
- Một vật cú khối lượng m = 1,6 kg dao động điều hoà với phương trỡnh x = 4cos((t + (/2) cm.
- Trong khoảng thời gian.
- đầu tiờn kề từ thời điểm to = 0, vật đi đựơc 2 cm.
- Tại một thời điểm nào đú P cú ly độ dương và đang chuyển động đi xuống.
- Tại thời điểm đú Q sẽ cú ly độ và chiều chuyển động tương ứng là.
- Bài tập 5.Một sợi dõy đàn hồi OM = 90cm được căng nằm ngang.
- Tại N gần O nhất cú biờn độ dao động là 1,5cm.
- Tại thời điểm t, điện ỏp u = 200.
- ĐS: u = -110 Bài tập 7.Một đốn ống mắc vào điện ỏp xoay chiều cú u = 110.
- Hỏi trong một chu kỡ của dũng điện, thời gian đốn sỏng là bao nhiờu?.
- Bài tập 8.
- Một mạch dao động LC lớ tưởng cú tần số riờng f = 1MHz.
- Xỏc định thời gian giữa hai lần liờn tiếp năng lượng điện trường trờn tụ điện bằng năng lượng từ trường trong ống dõy.
- Tại một thời điểm điện tớch trờn tụ bằng 6.10-7C, sau đú 5.10-4s cường độ dũng điện trong mạch bằng 1,6.
- KẾT LUẬN Xuất phỏt từ kinh nghiệm của bản thõn, từ thực tế nhiều năm giảng dạy ở trường THPT, bản thõn tụi đỳc rỳt thành kinh nghiệm mong rằng sẽ giỳp cho cỏc em học sinh thấy rừ hơn mối quan hệ giữa dao động điều hũa và chuyển động trũn đều để từ đú cú thể vận dụng để giải cỏc loại bài tập liờn quan..
- Sở dĩ chỳng tụi đưa thờm cỏc vớ dụ về dũng điện xoay chiều, mạch dao động LC.
- là để giỳp cỏc em học sinh thấy rằng, ngoài dao động cơ thỡ dao động điện, dũng điện xoay chiều, điện tớch hay điện ỏp trờn tụ điện của mạch LC...cũng là những đại lượng biến thiờn điều hũa theo thời gian nờn cú thể vận dụng phương phỏp này để giải..
- Bờn cạnh những bài tập vận dụng cú hướng dẫn, chỳng tụi đưa ra những bài tập đề nghị nhằm giỳp cỏc em học sinh lựa chọn cỏch giải phự hợp để rốn luyện kỹ năng và phương phỏp làm bài..
- Đề tài này đó được ỏp dụng cho học sinh lớp 12A4 - Trường THPT Gio Linh, năm học hầu hết học sinh đó nắm được phương phỏp và vận dụng rất tốt trong việc giải bài tập liờn quan.
- Do thời gian cú hạn nờn đề tài này chưa được ỏp dụng rộng rói và chắc chắn khụng trỏnh hết những thiếu sút.
- 4.Đề thi Vũ Thanh Khiết, Nguyễn Thế Khụi – Bài tập Vật lý 12 Nõng cao – NXB Giỏo dục, 2008.
- Bài toán xác định thời gian trong dao động điều hòa Trần Trung Tuyến