A - ĐẶT VẤN ĐỀ.
I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Vật lý là một nghành khoa học cơ bản nghiên cứu về các hiện tượng, quá trình
và các quy luật trong thế giới tự nhiên. Các kiến thức Vật lí trong các lĩnh vực khác
nhau luôn có mối quan hệ chặt chẽ logic với nhau. Vì vậy học vận lí luôn phải vận
dụng đồng thời nhiều kiến thức khi giải quyết một vấn đề . Do đó trong quá trình
giảng dạy người giáo viên phải rèn luyện cho học sinh những kỹ năng tổng hợp, hệ
thống kiến thức và vận dụng những hiểu biết đã học để giải quyết những vấn đề đặt
ra, từ đó hình thành tư duy sáng tạo trong quá trình học
Bộ môn vật lý được đưa vào giảng dạy trong nhà trường phổ thông nhằm cung
cấp cho học sinh những kiến thức phổ thông, cơ bản, có hệ thống toàn diện về vật lý.
Hệ thống kiến thức này phải thiết thực và có tính kỹ thuật tổng hợp và đặc biệt phải
phù hợp với quan điểm vật lý hiện đại. Để học sinh có thể hiểu được một cách sâu sắc
và đủ những kiến thức và áp dụng các kiến thức đó vào thực tiễn cuộc sống thì cần
phải rèn luyện cho các học sinh các thao tác tư duy tổng hợp phân tích để giải quyết
vấn đề, những kỹ năng , kỹ xảo thực hành như : kỹ năng, kỹ xảo giải bài tập, đo
lường, quan sát ….
Bài tập vật lý với tư cách là một phương pháp dạy học, nó có ý nghĩa hết sức
quan trọng trong việc thực hiện nhiệm vụ dạy học vật lý ở nhà trường phổ thông.
Thông qua việc giải tốt các bài tập vật lý các học sinh sẽ có được những những kỹ
năng so sánh, phân tích, tổng hợp … do đó sẽ góp phần to lớn trong việc phát triển tư
duy của học sinh. Đặc biệt bài tập vật lý giúp học sinh củng cố kiến thức có hệ thống
cũng như vận dụng những kiến thức đã học vào việc giải quyết những tình huống cụ
thể, làm cho bộ môn trở nên lôi cuốn, hấp dẫn các em hơn.
Với mong muốn tìm được phương pháp giảng dạy tốt nhất nhằm giúp học sinh
nắm vững được kiến thức, hình thành tư duy sáng tạo và phương pháp nghiên cứu
khoa học làm cho bộ môn Vật lí trở nên hấp dẫn hơn đối với các em học sinh , tôi chọn
đề tài: “XÂY DỰNG CÁC BÀI TẬP TỔNG HỢP GIÚP HỌC SINH HỆ
THỐNG, CỦNG CỐ VÀ VẬN DỤNG KIẾN THỨC TRONG PHẦN DAO ĐỘNG
CƠ HỌC ”
1

2


B - GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
I. CƠ SỞ LÍ LUẬN
Hiện nay chúng ta đang thực hiện đổi mới chương trình giáo dục, đổi mới phương
pháp dạy học và đổi mới cách kiểm tra đánh giá. Quan trọng nhất trong các nội dung
đổi mới đó là đổi mới phương pháp dạy học.
Đổi mới phương pháp dạy học là dạy học theo hướng tích cực. Bản chất của việc
dạy học tích cực là lấy người học làm trung tâm. Hiểu một cách đơn giản là làm sao
cho người học cảm thấy hứng thú với nội dung kiến thức bài học, từ đó chủ động suy
nghĩ tìm hiểu để chiếm lĩnh kiến thức. Muốn vậy các nội dung kiến thức cần phải
được trình bày có khoa học, phù hợp với tư duy, trình độ người học theo hướng từ
thấp đến cao , từ đơn giản đến phức tạp.
Một trong những phương pháp lôi cuốn người học là việc giải các bài tập.
Việc giảng dạy bài tập vật lý trong nhà trường không chỉ giúp học sinh hiểu được
một cách sâu sắc và đầy đủ những kiến thức quy định trong chương trình mà còn giúp
các em vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những nhiệm vụ của học tập và
những vấn đề mà thực tiễn đã đặt ra.
Trước hết, vật lý là một môn khoa học giúp học sinh nắm dược qui luật vận động
của thế giới vật chất và bài tập vật lý giúp học sinh hiểu rõ những qui luật ấy, biết
phân tích và vận dụng những qui luật ấy vào thực tiễn. Trong nhiều trường hợp mặt
dù người giáo viên có trình bày tài liệu một cách mạch lạc, hợp lôgích, phát biểu định
luật chính xác, làm thí nghiệm đúng yêu cầu, qui tắc và có kết quả chính xác thì đó chỉ
là điều kiện cần chứ chưa đủ để học sinh hiểu và nắm sâu sắc kiến thức . Chỉ thông
qua việc giải các bài tập vật lý dưới hình thức này hay hình thức khác nhằm tạo điều
kiện cho học sinh vận dụng kiến thức đã học để giải quyết các tình huống cụ thể thì
kiến thức đó mới trở nên sâu sắc và hoàn thiện.
Trong qua trình giải quyết các tình huống cụ thể do các bài tập vật lý đặt ra, học
sinh phải sử dụng các thao tác tư duy như phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa ,


- Việc làm bài trắc nghiệm khách quan cũng dẫn đến học sinh ít phải làm các bài tập
lớn mang tính khài quát kiến thức, vì vậy không rèn luyện cho học sinh được
phương pháp học , phương pháp suy luận và nghiên cứu khoa học

III - GIẢI PHÁP VÀ TỔ CHỨC THỰC HIỆN
1. GIẢI PHÁP
1.1. Phân loại bài tập vật lý.
1.1.1. Bài tập vật lý định tính hay bài tập dưới dạng câu hỏi lý thuyết.
- Là bài tập mà học sinh không cần phải tính toán (Hay chỉ có các phép toán đơn giản)
mà chỉ vận dụng các định luật, định lý, qui luật để giải tích hiện tượng thông qua các
lập luận có căn cứ, có lôgich.
- Nội dung của các câu hỏi khá phong phú, và đòi hỏi phải vận dụng rất nhiều các kiến
thức vật lý.
- Thông thường để giải các bài toán này cần tiến hành theo các bước:
* Phân tích câu hỏi
* Phân tích hiện tượng vật lý có đề cập đến trong câu hỏi để từ đó xác định các
định luật, khái niệm vật lý hay một qui tắc vật lý nào đó để giải quyết câu hỏi.
* Tổng hợp các điều kiện đã cho với các kiến thức tương ứng để trả lời câu hỏi.
1.1.2. Bài tập vật lý định lượng
Đó là loại bài tập vật lý mà muốn giải quyết nó ta phải thực hiện một loạt các phép
tính. Dựa vào mục đích dạy học ta có thể phân loại bài tập dạng này thành 2 loại:
a/Bài tập tập dượt: Là bài tập đơn giản được sử dụng ngay khi nghiên cứu một
khái niệm hay một qui tắc vật lý nào đó để học sinh vật dụng kiến thức vừa mới tiếp
thu.
b/Bài tập tổng hợp; Là những bài tập phức tạp mà muốn giải nó học sinh vận
dụng nhiều kiến thức ở nhiều phần, nhiều chương, nhiều cấp học và thuộc nhiều lĩnh
vực
5



a=v’=x’’= -2Acos (t+) = -2 x (cm/s2)

- Tần số góc:



2
2N
 2f 
T
t

Với N là số dao động vật thực hiện được trong t (s).
Chú ý: - Vận tốc sớm pha hơn li độ x góc /2

6


- Gia tốc sớm pha hơn vận tốc góc /2 và ngược pha so với li độ x
- Công thức độc lập với thời gian:

A x 
2

v2

2

1

Fmax
k

- Tính . Phải dựa vào điều kiện ban đầu t=0 và xác định trạng thái dao động của vật.
Ví dụ:
+ t=0, x=A →=0
+ t=0, x=-A → = 
+ t= 0 x= -A

3
, v> 0 → = - 5/6
2

+ t=0, x=0; v>0 →= -/2..
+ t=0, x=0; v

ωt1 = π/3 + 2kπ và ωt2 = -π/3 + 2nπ

Suy ra t1 = T/6 + k ( k≥ 0 ) và t2 = - T/6 +n ( n≥ 1 )
- vậy thời vật đi từ A – A/2 ứng với nghiệm nhỏ nhất là t = T/6
- Suy ra thời gian vật đi từ O – A/2 là t = T/4 – T/6 = T/12
- Tương tự thời gian vật đi từ O - A 2 / 2 bằng từ A 2 / 2 - A là T/8
- Tương tự thời gian vật đi từ O - A 3 / 2 bằng T/6
- Tương tự thời gian vật đi từ A 3 / 2 - A bằng T/12
Ta có sơ đồ như sau:

T/
2

T/
4
A/2

-A
T/
6
T/
8
T/1
2

T/
4

T/1


+ Xác định Vị trí M1 ứng với x1 và chiều vận tốc v1, vị trí M2 ứng với x2 và chiều
 t
vận tốc v2 trên đường tròn  góc M1OM2=  , ta có
  t= 
8


- Biết li độ xM , và chiều chuyển động ở thời điẻm t . Xác định li độ x ở thời điểm t ’
= t+  t
Tại thời điểm t , li độ xM = Acos(t+)
ở thời điểm t’ = t+  t x’ = Acos(t++  t )
+ TH1 :   t= ( 2k+1 )  thì x= -xM
+ TH 2 :   t= 2k  thì x= xM
+ TH 3.   t= ( 2k +1)  / 2 thì x=  A2  xM2
+ TH 4 :   t là góc bât kì :

x= xM cos  t  sin  t

A2  xM2

- Quãng đường đi được sau thờì gian  t :
+ Tính số dao động :  t/T= N ( phần nguyên) + p ( phần thập phân)
+ Quãng đường đi được s= N. 4 A + s0
+ Tính s0:
Xác định x0 và chiều cđ ở t0 = 0
Xác định x và chiều cđ ở t , trên đường tròn s0 là quãng đường ngắn nhất tính từ
x0 đến x
- Quãng đường lớn nhất và nhỏ nhất trong thời  t
( 0<  t
S Min


 2 A(1  cos
)
2

M2

A

O


2

A

P

x

M1

- Tính vận tốc trung bình :
v

quangduong s

thoigian

2

Trong thời gian t’ thì quãng đường lớn nhất, nhỏ nhất tính như trên.
+ Tốc độ trung bình lớn nhất và nhỏ nhất của trong khoảng thời gian t:
vtbMax 

S Max
S
và vtbMin  Min với SMax; SMin tính như trên
t
t

- Dao động tắt dần
a. Một con lắc lò xo dao động tắt dần với biên độ A, hệ số ma sát µ. Quãng đường vật đi
được đến lúc dừng lại là: S 

kA2
 2 A2

2 mg 2 g

b. Một vật dao động tắt dần thì độ giảm biên độ sau mỗi chu kỳ là: A 
 số dao động thực hiện được N 

4  mg 4  g
 2
k


A


mg
k

1
2

W=Wđ +Wt = mv 2  kx2 = kA2  m 2 A 2

- Biểu thức chiều dài của lò xo.
- Lò xo nằm ngang:

l=l0+x=l0+Acos(t+)
lmax=l0+A; lmin=l0-A.

-Treo thẳng đứng:

l=l0+l0+x=l0+mg/k+Acos(t+)

(nếu chọn chiều dương hướng xuống).
l= l0- l0-x= l0- mg/k- Acos(t+)

- Lò xo dựng đứng:

(nếu chọn chiều dương hướng lên )).
- Biểu thức lực đàn hồi tác dụng lên giá đỡ.
- Lò xo nằm ngang:

F=kx


.Lấy  2  10 , g  10m / s 2 .
1. Câu hỏi về phương trình, công thức liên hệ
a/ Tính chu kì, tần số góc của dao động . Tính biên độ dao động
b/ Chọn trục ox nằm ngang, gốc tọa độ tại vị trí cân bằng, . Gốc thời gian lúc vật qua
vị trí cân bằng theo chiều âm. Viêt phương trình dao động , phương trình vận tốc và
gia tốc
c/ Tính vận tốc vật khi x = 2cm
d/ Khi vận tốc vật bằng một nửa vận tốc cực đại tính li độ của vật
Gợi ý đặt câu hỏi: Chọn thời điểm ban đầu tại các li độ đặc biệt khác , viết phương
trình dao động. Tính vận tốc tại x = 

A 2
A 3
A
,
,
2
2
2

2. Câu hỏi về năng lượng con lắc
a/ Tính cơ năng của con lắc
b/ Xác định li độ, vận tốc vật khi:

Wđ = Wt

c/ Khi vật đi qua vị trí cân bằng, người ta giữ chặt điểm chính giữa lò xo. Hỏi sau đó
con lắc dao động với biên độ bằng bao nhiêu
11


A 2
A
,
,
2
2

A 3
lần thứ n theo chiều dương hoặc âm
2

Câu hỏi tính quãng đường vật đi khi cho biết thời gian
T
3
7
b/ Tính quãng đường vật đi được đến thời điểm t = s
15
1
32
c/ Tính quãng đường vật đi được từ thời điểm t1 = s đến t2 = s
15
15

a/ Tính quãng đường vật đi được đến thời điểm t =

Gợi ý đặt câu hỏi: Tính quãng đường vật đi được đến thời điểm t =
đường vật đi được từ thời điểm t1 =
6.

9T


4T
3

13T
.....
6

Với quãng đường S cho trước tính thời gian lớn nhất , nhỏ nhất đi hết quãng đường
đó..
7. Câu hỏi về dao động tắt dần của con lắc
Giả sử hệ số ma sát của vật với mặt phẳng nằm ngang là μ = 0,1
a/ Tính tổng quãng đường vật đi được đến khi dùng lại
b/ Tính vận tốc lớn nhất của vật trong quá trình dao động
Gợi ý đặt câu hỏi:Tính độ giảm biên độ sau mỗi chu kì, tính số dao động, thời gian
dao động của vật đến khi dừng lại...
2.3. Giải và phân tích bài toán:
1. Câu hỏi về phương trình, công thức liên hệ
Giải:
a/ Áp dụng công thức tính: Đổi m = 200g = 0,2 kg


k
50

 5 10  5 rad/s
m
0,2

T



φ=


2

13



2

Vậy

x = 4cos(5πt+ ) ( cm)


cm/s
2

a = - 100π2 cos (5πt+ ) cm/s2
2

v = -20π(5πt+ )

c/ Áp dụng công thức liên hệ
x2
v2


2



A 3
 2 3cm
2

Phân tích: Đây là phần câu hỏi ở mức độ nhận biết và vận dụng công thức đơn giản.
Đa số học sinh có thể làm được. Phần gợi ý câu hỏi giúp học sinh mở rộng bài toán
Phần này chú ý khi áp dụng công thức liên hệ thì đơn vi của x,v,a phải đồng nhất
không cần phải đổi ra đơn vị mét
2. Câu hỏi về năng lượng con lắc
Giải:
1
1
2
2
1
A
2
 2 2cm
 x = A2  x = 
2
2

a/ Áp dụng công thức: W  kA2  50.0,04 2  0,04 J
1
2


2
2

Phân tích: Để tính cơ năng con lắc cần đổi các đơn vị về chuẩn. Độ dài là mét, độ
cứng lò xo là N/m.
Phần câu hỏi gợi ý sẽ dẫn đến tìm ra các tọa độ đặc biệt của dao động
14


Phần câu hỏi c/ đòi hỏi học sinh nắm và hiểu được sự chuyển hóa giữa động năng và
thế năng trong quá trình dao động
Câu hỏi về lực đàn hồi , lực hồi phục con lắc

3.

Giải:
a/ Con lắc lò xo trên mặt phẳng nằm ngang thì Fđh = Fhp = kx = 50.0,02 = 1N
b/ Lò xo nén cực đại thì lực nén lên giá là cực đại: Fmax = Fđhmax = kA = 50.0,04 = 2N
c/ Thời gian lò xo bị giãn trong một chu kì với con lắc lò xo nằm ngang là

T
 0,2 s
2

Phân tích: Với con lắc lò xo treo thẳng đứng lực hồi phục sẽ khác lực đàn hồi của lò
xo. Vì vậy bài toán lực sẽ khó hơn. Nên khi giảng dạy phần này giáo viên đi từ trường
hợp đơn giản con lắc lò xo nằm ngang, sau đó khai thác sang bài toán con lắc treo
thảng đứng
4.
Câu hỏi xác định thời điểm, thời gian khi vật đi qua một li độ cho trước

Trong một chu kì có hai lần vật đi qua tọa độ này.
Phân tích lần 2013 = 2012 + 1 = 2. 1006 + 1 Từ đó suy ra thời gian là
.

t=

T
6037T 6037
 1006T 

s
6
6
15

d/ Quãng đường S = 22cm = 4.4 + 4 + 2 = 4A + A + A/2
từ đó suy ra thời gian vật đi là:
T
2

t= T 

T 5T 2

 s
6
3 3

15



S=A +

suy ra quãng đường vật đi: S = 4.A +
c/ Phân tích t1 =
A 3
2

A 3
 16  2 3 cm
2

1
2.1.5
1

 T . suy ra quãng đường vật được tính từ tọa độ x1 =
15 5.15.2
6

đi theo chiều dương hệ quy chiếu

31
s
15
31 2.31.5
31
1
T
T

Từ đó phân tích:

T
T
2
3
6

Suy ra S

max

=2

A 3
 4 3cm
2

c/ Vận tốc trung bình nhỏ nhất khi vật đi đối xứng ra biên
Từ đó phân tích:

T
T
2
3
6

Suy ra Smin = 2 ( A – A/2) = A
16


b/ Vân tốc vật lớn nhất khi vật đi từ biên dương về qua vị trí cân bằng lần đầu tiên.
Trên đoạn đường này cơ năng của vật đã mất dần vì công lực ma sát.
Khi về vị trí cân bằng động năng cực đại của vật là:
1 2
2(W  mgA)
 mvmax
 W  mgA  vmax 
2
m
2(0,04  0,1.0,2.10.0,04)
 0,56m  56,6cm / s
0,2

Wđ = W – Ams
vmax =

Phân tích: Phương pháp áp dụng trong dạng toán này chủ yếu là định luật bảo toàn
năng lượng tổng quát
2.3. Một số bài tập đề nghị;
Bài 1: Một con lắc lò xo treo thẳng đứng ,lò xo khối lượng không đáng kể
k = 50N/m ,khối lượng m = 200g .Vật đang nằm yên ở vị trí cân bằng thì được kéo
xuống dưới để lò xo dãn tổng cộng 6cm rồi thả cho nó dao động điều hoà .Lấy
 2  10 , g  10m / s 2 .
1. Tính chu kì, tần số góc của dao động . Tính độ biến dạng lò xo ở vị trí cân bằng.
Tính biên độ dao động

17


2. Chọn trục ox thẳng đứng, gốc tọa độ tại vị trí cân bằng, . Gốc thời gian lúc vật

Tính chu kì, tần số góc của con lắc
2

2.

Viết phương trình dao động của con lắc

3.

Tính vận tốc lớn nhất của vật m

4.

Tính vận tốc vật m tại li độ α = 4,50

5.

Tính cơ năng con lắc

6.

Tính li độ vận tốc con lắc khi Wt = 3Wđ

7.

Tính lực căng dây lớn nhất nhỏ nhất

8.

Tính lực căng dây khi Wđ = 3Wt

vững kiến thức hơn
-

Bài tập xây dựng theo hướng định hướng, gợi mở vì vậy lôi cuốn học sinh tham

gia học tập hơn. Phần gợi ý câu hỏi thực sự kích thích tính tò mò , tự học của học sinh,
tạo không khí thi đua học tập trong học sinh
-

Qua phần bài tập dạng này học sinh nắm khá vững phần kiến thức dao động,

nên khi chuyển sang học phần dao động sóng, dao động điện... học sinh nhanh chóng
nắm được kiến thức hơn

C - KẾT LUẬN
Như trên đã nói, bài tập vật lý là một phần không thể thiếu trong quá trình giảng
dạy bộ môn vật lý ở trường phổ thông; là phương tiện để nghiên cứu tài liệu mới, để
ôn tập, để rèn luyện kỹ năng , kỹ xảo vận dụng kiến thức và bồi dưỡng phương pháp
nghiên cứu khoa học. Bài tập vật lý là phương tiện để giúp học sinh rèn luyện những
đức tính tốt đẹp như tính cảm nhận, tinh thần chịu khó và đặc biết giúp các em có
được thế giới quan khoa học và chủ nghĩa duy vật biện chứng.
Để bài tập vật lý thực hiện đúng mục đích của nó thì điều cơ bản là người giáo
viên phải phân loại và có được phương pháp tốt nhất để học sinh dễ hiểu và phù hợp
với trình độ của từng học sinh.
19


Trong đề tài này tôi chỉ mới tìm cho mình một phương pháp và chỉ áp dụng
cho một dạng toán , tất nhiên là không trọn vẹn, để giúp học sinh giải được những bài
toán mang tính lối mòn nhằm mục đích giúp các em có được phương pháp tự học sáng