MỤC LỤC
1
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt
Từ viết đầy đủ
GV
Giáo viên
HS
Học sinh
THPT
Trung học phổ thông
MTCT
Máy tính cầm tay
GD-ĐT
Giáo dục và Đào tạo
Do đó, tôi chọn đề tài “Sử dụng máy tính cầm tay để giải bài tập Vật lí Trung học
phổ thông” nhằm mục đích cung cấp cho GV cũng như HS một số kinh nghiệm trong
việc sử dụng MTCT để kiểm tra nhanh và chính xác kết quả các bài toán Vật lí.
II. Nhiệm vụ nghiên cứu
Đối với khối 10, 11: Giúp học sinh nâng cao kĩ năng sử dụng MTCT để kiểm tra
nhanh kết quả các bài tập Vật lí trong các đợt kiểm tra.
3
Đối với khối 12: Giúp học sinh nâng cao kĩ năng sử dụng MTCT để giải nhanh các
bài tập Vật lí. Nhằm đáp ứng một phần kĩ năng vận dụng giải toán Vật lí của HS trong
các kì kiểm tra học kì, thi quốc gia, thi giải toán trên máy tính cầm tay môn Vật lý do
Sở GD-ĐT và Bộ GD-ĐT tổ chức.
Đối với GV: Giúp GV nâng cao kĩ năng sử dụng MTCT để kiểm tra nhanh kết quả
các bài tập Vật lí.
III. Đối tượng nghiên cứu
- Học sinh khối 10, 11, 12 và giáo viên giảng dạy bộ môn Vật lí.
- Chương trình Vật lí THPT.
- Phương pháp giải các bài tập Vật lí THPT.
IV. Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu lí luận về dạy học bài tập Vật lí.
- Nghiên cứu chương trình Vật lí THPT.
- Tìm hiểu, đọc, phân tích, tổng hợp các tài liệu trên mạng internet, sách tham khảo.
- Tổng hợp từ kinh nghiệm giảng dạy của bản thân và học hỏi kinh nghiệm giảng
dạy của các đồng nghiệp trong các đợt tập huấn chuyên môn, bồi dưỡng thay sách giáo
khoa.
- Lựa chọn các dạng bài tập phù hợp với nội dung, kiến thức của đề tài.
4
Phím chung
Phím
Chức năng
Mở máy
ON
SHIFT
1
Tắt máy
OFF
...
∇
Cho phép di chuyển con trỏ đến vị trí dữ
liệu hoặc phép toán cần sửa
Nhập từng chữ số 0, 1,..., 9
Chức năng
RCL
Gọi số ghi trong ô nhớ
STO
Gán (ghi) số vào ô nhớ
A
B
C
D
F
X
Y
M
E
Các ô nhớ, mỗi ô trong 9 ô nhớ này chỉ
nhớ được một số, riêng ô nhớ M thêm
(
Mở ngoặc, đóng ngoặc
)
x10x
Nhân với luỹ thừa nguyên của 10
π
Nhập số π
0,,,
Nhập hoặc đọc độ, phút, giây
¬
Đọc độ, phút, giây
o, ,,
DRG >
Chuyển đổi đơn vị giữa độ, rađian, grad
Rnd
Giá trị góc (giữa −900 và 900 hoặc giữa −
tan -1
π
π
và ) tương ứng với tang của nó
2
2
ln
Lôgarit thập phân, lôgarit tự nhiên
ex 10x
Hàm mũ cơ số e, cơ số 10
x 2 x3
Bình phương, lập phương
3
π
2
Giá trị góc (từ 00 đến 1800 hoặc từ 0 đến
π) tương ứng với côsin của nó
Tính giá trị của hàm số
d
W
dx
Tính giá trị của đạo hàm
Dấu ngăn cách giữa hàm số và đối số
hoặc đối số và các cận
,
Tính tích phân
W
∫X
W
Chuyển ra dạng a ì 10n với n giảm
ENG
ENG
¬
Chuyển ra dạng a ì 10n với n tăng
Pol(
REPLAY ( ). Trong Setup có các chức năng sau (đối với máy Casio fx
570VN Plus):
Cửa sổ thứ nhất
Cửa sổ thứ hai
8
Cửa sổ thứ nhất
1: MthIO, 2: LineIO là cách
hiển thị của máy tính.
- MthIO: hiện thị các công thức
toán như phân số, căn thức, …
- LineIO: hiển thị như máy MS
3: Deg, 4: Rad, 5: Gra là chọn
đơn vị đo Degrees,Radian, Grad.
6: Fix, 7: Sci là làm tròn số.
8: Norm là dạng hiển thị lũy thừa
của 10.
Cửa sổ thứ hai
1: ab/c, 2: d/c là cách hiển thị
hỗn số hoặc phân số.
3: CMPLX là chọn dạng hiển thị cho
số phức.
4: STAT là kích hoạt chương trình
thống kê.
5: TABLE là tạo bảng giá trị cho
một hàm số.
6: Rdec là hiển thị kết quả tính toán
dùng dạng thức thập phân tuần hoàn.
4
SHIFT x10x : 4 ) =
- Tìm góc khi biết giá trị LG:
Dùng phím SHIFT + Hàm LG.
Ví dụ: Tìm α biết tan α = 3 . Ta nhấn: SHIFT tan
3 > ) =
Hoặc
B. SỬ DỤNG MÁY TÍNH CẦM TAY ĐỂ GIẢI CÁC BÀI TẬP VẬT LÍ THPT
I. Tìm nhanh một đại lượng chưa biết trong biểu thức Vật lí bằng chức năng
SOLVE
1. Các bước thực hiện:
* Bước 1: chọn chế độ MODE 1 .
* Bước 2: nhập đa thức Vật lí với đại lượng chưa biết là biến X.
+ Nhập biến X là phím: ALPHA )
: màn hình hiển thị X
+ Nhập dấu = là phím : ALPHA CALC :màn hình hiển thị =
* Bước 3 : gọi chức năng SOLVE bằng cách nhấn SHIFT CALC và sau đó
nhấn phím = để đọc kết quả.
* Lưu ý:
+ Trước khi hiển thị kết quả, máy tính yêu cầu nhập một giá trị X để máy hiện thị
kết quả (kết quả hiện thị sẽ gần giá trị ta nhập vào máy nhất, thông thường chọn 0).
Khi đó, trên máy hiện dòng chữ Solve for X.
10
nhau : x1 = x2 ⇔ 20t = 600 – 10t
⇔ 30t = 600
t = 20 s
+ Vị trí hai xe gặp nhau : x1 = x2 =
20.20 = 400 m.
Máy hiển thị:
+ Xác định thời điểm hai xe gặp nhau :
x1 = x2 ⇔ 20t = 600 – 10t
với biến X là t
Nhấn 20 ALPHA ) ALPHA CALC 600
- 10
ALPHA ) .
Máy hiển thị : 20X=600-10X.
Tiếp tục nhấn SHIFT CALC 0
=
Máy hiển thị:
X là t cần tìm. Vậy thời điểm 2 xe gặp nhau
là t = 20 s
+ Vị trí hai xe gặp nhau : x1 = x2 = 20 x 20 =
400 m.
11
Bài tập ví dụ 2: Một xe ôtô đang chuyển động với tốc độ 54 Km/h thì hãm
phanh, ôtô chuyển động thẳng chậm dần đều với gia tốc có độ lớn là 1,5 m/s2. Tìm
biến X là S
Nhấn 0 – 15 x2 ALPHA CALC 2 x ( (-)
1.5 ) ALPHA )
Máy hiển thị : 0 – 152 = 2x(-1.5)X
Tiếp tục nhấn SHIFT CALC 0
=
Máy hiển thị:
X là S cần tìm. Vậy S = 75 m
Bài tập ví dụ 3: Một vật được ném ngang từ độ cao h = 9 m. Vận tốc ban đầu có độ
lớn là vo. Tầm ném xa của vật 18 m. Lấy g = 10 m/s2. Tính vo.
Phương pháp truyền thống
Phương pháp dùng SOLVE Nhấn:
MODE 1 ( COMP )
Giải:
Tính v0.
a. Tính v0 : L = v0.t = v0
L = v0.t = v0
v0 =
2h
g
Máy hiển thị:
X là v0 cần tìm.
Vậy v0 = 13,416 m/s
* Bài tập Vật lí 11
Bài tập ví dụ 4: Hai quả cầu nhỏ tích điện có độ lớn bằng nhau, đặt cách nhau
5 cm trong chân không thì đẩy nhau bằng một lực 0,9N. Xác định điện tích của hai quả
cầu đó.
Phương pháp truyền thống
Phương pháp dùng SOLVE Nhấn:
MODE 1 (COMP )
Giải:
Theo định luật Coulomb:
F = k.
q 1 .q 2
r2
⇒ q 1 .q 2 =
2
0,9.0,05
= 25.10 −14
9
9.10
2
nên ⇒ q 1 = 25.10 −14
⇔ q 1 .q 2 =
=
Máy hiển thị:
X là q1 hoặc q2 cần tìm. Vậy
q1 = q2 = 5.10 −7 C hay q1 = q2 = −5.10 −7 C (do
hai điện tích đẩy nhau)
Bài tập ví dụ 5: Cho mạch điện như hình vẽ.
Biết: R1 = 5 Ω , R2 =2 Ω , R3 = 1 Ω và hiệu điện thế hai
R1
R2
R3
13
đầu mạch là 7 V. Tính điện trở tương đương của mạch và cường độ dòng điện chạy
qua mạch.
Phương pháp truyền thống
Giải:
Điện trở tương đương:
R1 nối tiếp R2 nên: R12 = R1 + R2 =
5+2 = 7 Ω
R12 song song R3 nên:
Rtd =
R12 .R3
I=
U
7
= = 8A
Rtd 7
8
1
Máy hiển thị :
Tiếp tục nhấn SHIFT CALC 0
=
Máy hiển thị:
X là Rtđ cần tìm. Vậy Rtđ = 0,875 Ω
Cường độ dòng điện chạy qua mạch: I =
U/Rtđ
Nhấn 7 : Ans =
Máy hiển thị:
Vậy I = 8 A.
Bài tập ví dụ 6: Một ống dây hình trụ dài 50 cm, cường độ dòng điện chạy qua
mỗi vòng dây là 2 A. cảm ứng từ bên trong ống dây có độ lớn B = 25.10 -4 T.
Tính số vòng dây của ống dây.
Phương pháp truyền thống
Phương pháp dùng SOLVE Nhấn:
MODE 1 (COMP )
14
∇ 0.5
Máy hiển thị :
Tiếp tục nhấn SHIFT CALC 0
=
Máy hiển thị:
X là N cần tìm. Vậy N = 497 vòng
* Bài tập Vật lí 12
Bài tập ví dụ 7: Một vật dao động điều hoà trên quỹ đạo dài 40cm. Khi ở vị trí
x = 10 cm vật có vận tốc 20π 3 cm/s. Chu kì dao động của vật là
A. 1s.
B. 0,5s.
C. 0,1s.
D. 5s.
Phương pháp truyền thống
Phương pháp dùng SOLVE Nhấn:
MODE 1 (COMP)
Giải: + Biên độ dao động: A = L/2
= 20 cm.
2
v
Ta có : A2 = x 2 + ÷
ω
ω2 =
÷
với biến X là T
v2
A2 − x 2
-Nhấn: 20 x2 ALPHA CALC 10 x2 +
2π
(20π 3) = 1
202 − 102
2
( 20 SHIFT x10x
( 2
3 > ) x2 ∇
SHIFT x10x ) x2 ∇ ALPHA ) x2
15
Máy hiển thị:
202 = 102 +
(20π 3) 2
(2π ) 2
m
k2
T1
k
= 2 với biến X là T2
T2
k1
-Nhấn:
T1
k
k
= 2 ⇒ T2 = T1. 1
T2
k1
k2
Thay số và nhấn máy: T2 = 2.
Công thức : ⇒
60
=
30
ALPHA CALC
Phương pháp truyền thống
Phương pháp dùng SOLVE Nhấn:
Giải: Điện áp ở hai đầu R:
Ta có: U 2 = U R2 + (U L − U C )2 .
U R2 = U 2 − (U L − U C ) 2 .
U R = U 2 − (U L − U C ) 2 =
MODE 1 ( COMP )
Công thức : U 2 = U R2 + (U L − U C ) 2 với biến X
là UR
-Nhấn: 100 x2 ALPHA CALC ALPHA )
x2 + ( 120 - 60 ) x2
1002 − (120 − 60)2
Nhập máy: 1002 − (120 − 60) 2 = 80V
Máy hiển thị: 1002 =X2 +(120-60)2
-Tiếp tục nhấn: SHIFT CALC 0
=
Vậy: Điện áp hiệu dụng hai đầu R là:
80V
Đáp án A.
Máy hiển thị:
X là UR cần tìm. Vậy : UR = 80V
Chọn đáp án A
Thế số nhấn máy:
- 9
W
W
1
∇
ALPHA ) x 5 X10X
17
L=
1
=5.066.10-4 (H)
4π .(10 ) .5.10−9
2
5 2
5
Máy hiển thị: x10 =
1
ĐS: 3,56 m
Bài 5: Một bình kín chứa khí oxi ở nhiệt độ 200C và áp suất 105 Pa. Nếu đem bình phơi
nắng ở nhiêt độ 400C thì áp suất trong bình sẽ là bao nhiêu ?
ĐS: 1,068.105 Pa
* Bài tập Vật lí 11
18
Bài 6: Cho dây dẫn thẳng dài mang dòng điện I1 = 10 A đặt trong không khí
như hình vẽ .
M
a) Xác định vectơ cảm ứng từ tại M cách dây dẫn 20 cm
b) Tại M đặt dây dẫn thứ hai song song với dây thứ nhất
I1
và mang dòng điện I2 = 30A. Tìm quỹ tích những điểm
mà cảm ứng từ tổng hợp tại đó bằng không. Cho biết hai dòng điện cùng chiều nhau.
ĐS: a. 10-5T ; b. M cách dây thứ nhất 5 cm và cách dây thứ hai 15 cm.
Bài 7: Hai quả cầu nhỏ có điện tích lần lượt là q1 = 2.10-8 C và q2 = 4,5.10-8 C tác
dụng với nhau một lực 0,1 N trong chân không.
a. Tính khoảng cách giữa chúng.
b. Nhúng 2 quả cầu vào dầu hoả có hằng số điện môi là 2. Muốn cho lực tương
tác giữa chúng vẫn bằng 0,1 N thì khoảng cách giữa chúng là bao nhiêu?
ĐS: 9.10-3 m ; 6,4.10-3 m
Bài 8: Cho mạch điện: gồm 10 nguồn điện giống
nhau ghép song song. Biết: ξ = 42V , r = 20Ω , R4= 2 Ω
,R2= 4 Ω , R1= R3= 6 Ω , R5= 8 Ω , RV ≈ ∞ ; R1 là bình
điện phân đựng dd AgNO3 với Anốt là Ag. Tính:
a. Cường độ dòng điện mạch chính. Hiệu điện thế
giữa hai cực của bộ nguồn.
b. Điện năng tiêu thụ mạch ngoài trong thời gian
3
* Bài tập Vật lí 12
Bài 11 (TN-2014): Trong thực hành, để đo gia tốc trọng trường, một học sinh
dùng một con lắc đơn có chiều dài dây treo 80 cm. Khi cho con lắc dao động điều hòa,
19
học sinh này thấy con lắc thực hiện được 20 dao động toàn phần trong thời gian 36 s.
Theo kết quả thí nghiệm trên, gia tốc trọng trường tại nơi học sinh làm thí nghiệm
bằng:
A. 9,748 m/s2
B. 9,874 m/s2
C. 9,847 m/s2 D. 9,783 m/s2
Bài 12 (TN-2014): Trên một sợi dây dài 1m, hai đầu cố định, có sóng dừng với
2 bụng sóng. Bước sóng của sóng trên dây là:
A. 1 m.
B. 2 m.
C. 0,5 m.
D. 0,25 m.
Bài 13 (TN-2014): Một sóng cơ có tần số 50 Hz truyền theo phương Ox có tốc
độ 30 m/s. Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương Ox mà dao động của
các phần tử môi trường tại đó lệch pha nhau
π
bằng:
3
A. 10 cm
B. 20 cm
trong mạch có giá trị là
A. 92,95 mA
B. 131,45 mA
C. 65,73 mA D. 212,54 mA
94
1
Bài 18 (TN-2014): Cho phản ứng hạt nhân 01 n + 235
92 U → 38 Sr + X + 2 0 n . Hạt nhân X
có cấu tạo gồm:
A. 54 prôtôn và 86 nơtron.
B. 54 prôtôn và 140 nơtron.
C. 86 prôtôn và 140 nơtron.
D. 86 prôton và 54 nơtron.
Bài 19 (ĐH2013): Một con lắc lò xo có khối lượng vật nhỏ là m1 = 300g dao động
điều hòa với chu kì 1s. Nếu thay vật nhỏ có khối lượng m 1 bằng vật nhỏ có khối lượng
m2 thì con lắc dao động với chu kì 0,5s. Giá trị m2 bằng
A. 100 g
B. 150g
C. 25 g
D. 75 g
Bài 20 (ĐH2014): Công thoát êlectron của một kim loại là 4,14 eV. Giới hạn
quang điện của kim loại này là
A. 0,6 µm
B. 0,3 µm
C. 0,4 µm
D. 0,2 µm
20
C. 15phút
D. 15giây
A
Bài 22: Phương trình phóng xạ của Pôlôni có dạng: 210
84 Po → Z Pb + α .Cho
chu kỳ bán rã của Pôlôni T=138 ngày.Khối lượng ban đầu m 0 =1g. Hỏi sau bao
lâu khối lượng Pôlôni chỉ còn 0,707g?
A.69 ngày
B. 138 ngày
C. 97,57 ngày
D. 195,19 ngày
Bài 23: Sau khoảng thời gian 1 ngày đêm 87,5% khối lượng ban đầu của một
chất phóng xạ bị phân rã thành chất khác. Chu kì bán rã của chất phóng xạ đó là
A. 12 giờ.
B. 8 giờ.
C. 6 giờ.
D. 4 giờ.
II. Giải bài toán Vật lí bằng số phức
vectơ
OA . Trong nhiều trường hợp,
uuur
người ta xem véctơ OA như là biểu diễn hình học của số phức z = a + bi.
* Dạng lượng giác
21
uuur
Cho số phức z = a +bi và OA là vectơ biểu
diễn hình học của z trên mặt phẳng xOy.
uuur
uuur
Khi đó: độ dài r = OA của véctơ OA được
gọi là mođun của số phức z. Góc định hướng giữ tia
uuur
uuur
Ox và vectơ OA (đo bằng radian) là ϕ = (·Ox, OA)
được gọi là argument của số phức z.
Như vậy: a = r cos ϕ ; b = r sin ϕ .
Do đó: z = a + b.i = r (cos ϕ + sin ϕ ) được gọi
là dạng lượng giác của số phức
z và có thể biểu
r
r
∠
diễn dưới dạng véctơ như sau: ϕ
Trong đó: r =
Khi đó, máy hiển thị:
r
* Bước 2: nhập biểu thức r∠ϕ hay a + b.i và các phép toán cơ bản (cộng, trừ,
nhân và chia)
r
r
- Nhập biểu thức r∠ϕ ta nhấn độ lớn của r SHIFT (-) giá trị của góc ϕ
Ví dụ: 5∠
π
ta nhấn: 5 SHIFT (-) SHIFT x10x
3
3
22
Máy hiển thị:
- Nhập biểu thức a + b.i ta nhấn giá trị của a + giá trị của b
ENG
Ví dụ: 3 + 2.i ta nhấn: 3 + 2 ENG
Máy hiển thị:
uur
v1 có độ lớn là 4 m/s và hợp với v2 một
uur
góc 900; v2 có độ lớn là 3 m/s và hợp với
trục gốc là 00.
ur
v1 -Vận tốc của xuồng so với nước
Nhập vào máy: 240
60
>
SHIFT
sông.
uur
v2 -Vận tốc của nước sông so với bờ.
ur
v3 -Vận tốc của xuồng so với bờ sông.
(-) 90 + 180
60 > SHIFT (-) 0 =
SHIFT 23 =
23
không nhập vào máy tính.
Bài tập ví dụ 2: Tìm hợp lực của bốn lực đồng quy như hình. Biết: F1 = 5N;
F2 = 3N; F3 = 7N; F4 = 1N
Phương pháp truyền thống
uur
uur
Giải: - Tìm hợp lực của F1 và F3
uur
uur
Vì F1 Z [ F3 nên
F13 = F1 − F2 = 5 − 7 = 2 N và hướng
uur
theo F3
uur
uur
- Tìm hợp lực của F2 và F4
uur
uur
Vì F2 Z [ F4 nên
F24 = F2 − F4 = 3 − 1 = 2 N và hướng
uur
theo F2
uur
uuur
- Tìm hợp lực của F13 và F24
uur uuur
Vì F13 ⊥ F24 nên
F = F + F = 2 + 2 = 2 2N
Máy hiển thị:
Kết quả: F = r = 2 2N ; φ = 450 (Hợp với
uur
F3 ).
*Lưu ý: khi góc ϕ = 0 , chúng ta có thể
24
Góc hợp bởi hợp lực với :
tan ϕ =
không nhập vào máy tính.
F24 2
= = 1 ⇒ ϕ = 450
F13 2
* Bài tập Vật lí 11
Bài tập ví dụ 3: Hai điện tích điểm q1 = 8.10-8 C,q2 = 8.10-8C đặt tại hai điểm
A, B trong không khí với AB = 6cm. Xác định vectơ lực tổng hợp tác dụng lên
q3 = - 8.10-8 C đặt C, biết CA = 8 cm; CB = 10 cm.
Phương pháp truyền thống
Phương pháp dùng số phức Nhấn:
MODE
2 ( CMPLX )
uur
Lấy F1 làm trục gốc
(-) 8
( 8
x2
>
hyp
8 x10x (-)
6/8
(-) 8
·ACB = 36052’
>
+
) ∇
x ( (-) 8 x10x
8
x10x (-) 2
8
)
23 =
F = F12 + F22 + 2.F1.F2 .cos( ·ACB )
Thay số ta được: F = 14,04.10-3N
ur
uur
Góc hợp bởi F và F1 :
Máy hiển thị:
Kết quả: F = r =
351
= 14,04.10−3 N ; φ =
25000
25