SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA

TRƯỜNG THPT CHU VĂN AN

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

HƯỚNG DẪN HỌC SINH LỚP 12 TRƯỜNG THPT
CHU VĂN AN GIẢI BÀI TẬP VẬT LÝ ĐỒ THỊ
TRONG DAO ĐỘNG VÀ SÓNG

Người thực hiện: Nguyễn Đức Toàn
Chức vụ : Giáo viên
Đơn vị công tác: Trường THPT Chu Văn An
SKKN thuộc lĩnh vực: Vật lý

THANH HÓA, NĂM 2019


MỤC LỤC
Trang
1. MỞ ĐẦU................................................................................................................... 1
1.1. Lý do chọn đề tài.....................................................................................................1
1.2. Mục đích nghiên cứu...............................................................................................1
1.3. Đối tượng nghiên cứu.............................................................................................1
1.4. Phương pháp nghiên cứu.........................................................................................1
2. NỘI DUNG................................................................................................................2
2.1. Cơ sở lý luận...........................................................................................................2
2.2. Thực trạng của vấn đề.............................................................................................2
2.3. Giải pháp thực hiện.................................................................................................2
2.4. Hiệu quả của sáng kiến.........................................................................................14
3. KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ......................................................................................15

An- TP Sầm Sơn
* Thời gian nghiên cứu
Sáng kiến kinh nghiệm này được đúc rút từ quá trình giảng dạy môn vật lí
lơp12 tại trường THPT Chu Văn An-Sầm Sơn từ năm 2016 đến tháng 5/2019
1.4. Phương pháp nghiên cứu
* Phương pháp nghiên cứu lí luận-thực tiễn:
Đề tài này là kết quả của quá trình nghiên cứu lí luận dạy học,quan điêm
dạy học, thực tiễn dạy học ở trường phổ thông
* Phương pháp tổng kết đúc rút kinh nghiệm.
Sáng kiến kinh nghiệm này là kết quả của các quá trình:
- Thực hiện giảng dạy môn vật lí lớp 12
- Thực hiện việc kiêm tra-đánh giá kết quả học tập của học sinh
- Thực hiện điều tra,tổng hợp ý kiến của các đồng nghiệp và học sinh
1


2. NỘI DUNG
2.1. Cơ sở lý luận
Đề thi THPT quốc gia môn vật lý được thi theo hình thức thi trắc nghiệm
có 40 câu trong thời gian 45 phút bao quát toàn bộ chương trình vật lý THPT
trong đó phần lớn tập trung ở lớp 12.
Đề ra trộn lẫn các loại câu hỏi, nhận biết, thông hiêu, tư duy, tư duy cao.
Thời gian trong năm học, học sinh học rất nhiều môn học, có các môn
trọng tâm ôn thi THPT quốc gia tuy nhiên vẫn phải phân bổ thời gian hợp lý.
Xuất phát từ những vấn đề đó, các môn thi dùng đê xét tuyên đại học cần
có chiến lược hợp lý hơn trong việc tiếp thu kiến thức. Học sinh cần được luyện
tập nhiều, làm nhiều đề đê tránh bỡ ngỡ về kiến thức và ổn định về tâm lý. Do
vậy các phương pháp trong sáng kiến kinh nghiệm này tôi đưa ra giúp các em
tiếp cận có hệ thống và tổng quát về bài tập vật lý.
2.2. Thực trạng của vấn đề

trợ các em học sinh khắc phục khó khăn này. Câu hỏi đặt ra là có những loại
hàm số nào thường được khai thác vẽ đồ thị? Câu trả lời là có hai loại hàm số:
+ Loại 1 đại lượng phụ thuộc tường minh vào thời gian như: x(t), v(t),
a(t), Wđ(t), Wt(t), WL(t), WC(t), Ф(t), u(t), i(t), q(t),...
+ Loại 2 các hàm số độc lập với thời gian như: a(x), v(x), W đ(v), Wt(x),
WL(i), WC(u), q(i), u(i),....
Tuy nhiên, các hàm số này có dạng giống nhau nên tôi xin giới thiệu chi
tiêt cụ thê một hàm đại diện, các hàm tương tự khác các em có thê tự khai thác
được. Các em lưu ý rằng các em cần làm bài toán đồ thị này theo hai chiều thuận
và ngược. Cụ thê là cho các phương trình và vẽ đồ thị (bài toán thuận), và từ đồ
thị suy ra được phương trình. Sau đây chúng ta sẽ chi tiết hóa các bài toán đó.
2.3.1. Các hàm số phụ thuộc tường minh vào thời gian
a. Các hàm số điều hòa theo thời gian
Các hàm số dạng này thường gặp gồm
+ Phương trình li độ dao động điều hòa x(t)
+ Phương trình vận tốc dao động điều hòa v(t)
+ Phương trình gia tốc dao động điều hòa a(t)
+ Phương trình li độ sóng cơ u(t)
+ Vận tốc dao động của phần tử sóng vdđ(t)
+ Phương trình điện áp, dòng điện xoay chiều uAB(t), i(t), từ thông Ф(t),...
+ Phương trình i(t), q(t), u(t) trong dao động điện từ
+ Một số hàm điều hòa khác...
Các hàm số này đều có dạng tổng quát giống nhau là X=A cos (ωt + φ). Tuy
nhiên các giá trị của biên độ A, tần số góc ω ứng với các hàm khác nhau thì khác
nhau và có cách tính khác nhau. Đồ thị các hàm này có dạng(1)
X

T

A

a(cm/s2)

0,2

t(s)

a(cm/s2)

104

104

C.

D.
0

0,25

t(s)

0,2
0

t(s)

Hướng dẫn giải

Với loại bài toán thuận này ta nên làm theo các bước sau:
B1. Dựa vào đầu bài đi viết các phương trình của hàm cần vẽ đồ thị

i 2 được biêu diễn như hình vẽ. Tổng điện tích của hai tụ điện trong hai mạch ở

cùng một thời điêm có giá trị lớn nhất bằng(5)

A.

4
µC
π

B.

3
µC
π

C.

5
µC
π

D.

10
µC
π

Hướng dẫn giải
Bài toán này thì phải suy ngược từ đồ thị ra các thông số đặc trưng cho

π
2

I0
π
8.10−3
6.10−3
; q1 =
cos(2000πt - π) (C) ; q2 =
cos(2000πt + ) (C)
ω
2
2000π
2000π

q = q1 + q2 = Q0 cos(2000πt +ϕ). Do hai dao động vuông pha nên
Q20 = Q201+ Q202  Q0 =

5.
10.10−3
(C) = µC. Chọn đáp án C
π
2000π

5


b. Các hàm số tuần hoàn theo thời gian
+ Đó là các hàm x = x0 + A.cos (ωt + φ),Wđ(t), Wt(t), WL(t), WC(t),...
(*)

cm
4

C. x = 1 + 4. cos πt −

π
cm
4




π
cm
4




π
cm
4

B. x = −1 + 4. cos πt −
D. x = −1 + 4. cos πt +

Hướng dẫn giải
Từ đồ thị ta thấy phương trình có dạng x = x0+A.cos(ωt+φ)
Vị trí cân bằng x0 = (-5+3)/2 = -1
Từ trục thời gian ta có T/2 = (1,25-0,25) = 1 vậy T = 2s

cực. Các điện cực này đặt trên da thành ngực và các cổ tay, cổ chân... Từ đồ thị
ta thấy đây là dao động tuần hoàn theo thời gian. Trục đứng là điện thế còn trục
ngang là thời gian. Các đỉnh nhọn là mỗi lần tim đập kích thích xung động lên máy
điện tâm tạo nên đỉnh nhọn ở máy điện tâm đồ. Khoảng cách hai đỉnh nhọn là thời
gian hai lần tim đập liên tiếp. Quan sát hình vẽ ta đếm được 18 ô, mỗi ô là 0,035s vậy
T=18.0,035=0,63s.

Vậy cứ 0,63s trôi qua tim đập 1 nhịp, trong một phút nhịp tim trung bình của
bệnh nhân đó là 60.1/0,63=95,23 nhịp.
Ta Chọn C
2.3.2. Các hàm số độc lập với thời gian
Đó là các hàm như: a(x), v(x), Wđ(v), Wt(x), WL(i), WC(u), q(i), u(i),....
a.Đồ thị hàm bậc nhất (a(x), E(B), q(u), Fhp(x), Fđh(x), uR(i)...)
Các hàm số biến đổi điều hòa mà cùng pha hoặc ngược pha nhau thì khi biêu
diễn sự phụ thuộc của các đại lượng đó qua nhau ta được hàm tuyến tính. Ví dụ
như trong dao động điều hòa Fhp=-k.x nên đồ thị Fhp(x) là một đoạn thẳng như
hình vẽ với hệ số góc là -k
Fhp
kA
A

x

-A
-kA
Đồ thị của lực hồi phục theo li độ
Fhp(x)

7


a
A
-A

x

D
Hướng dẫn giải
+Ta có phương trình biêu diễn sự biến thiên của gia tốc theo li độ có dạng:
a=
.Như vậy a là hàm bậc nhất đối với x Đồ thị là đường thẳng.
Ta chon D
b.Đồ thị hình elips
Hai đại lượng vật lý biến đổi điều hòa theo thời gian mà vuông pha với nhau thì
khi biêu diễn sự phụ thuộc vào nhau đều có dạng phương trình Elips

8


y

x2 y 2
+
=1.
a2 b2

b

Với a, b là hai bán trục của Elips
0


với hai bán trục là Aω và Aω2

+ Phương trình điện áp hai đầu cuộn dây thuần cảm phụ thuộc cường độ dòng
2

điện trong điện xoay chiều là

uL
i2
+
=1
2
2
U 0L
I0

với hai bán trục là U0L và I0

+ Phương trình điện tích tụ điện phụ thuộc cường độ dòng điện trong mạch LC
q2
i2
+ 2 =1
2
Q0
I0

là

với hai bán trục là Q0 và I0

thị v - x

9


Trong mạch LC lý tưởng, đồ thị điện tích của tụ điện phụ thuộc vào cường độ
dòng điện như hình vẽ. Khoảng thời gian đê năng lượng điện trường bằng năng
lượng từ trường hai lần liên tiếp là(4)
-6
q (.10 C)

A.

(s)

B.

(s)

2
i (mA)

C.

(s)

D.

(s)
-8

Li ,
2

1
Wđ = mv 2 ,
2

1
Wt = kx 2 ,
2

1
WC = Cu 2 ....
2

Do đây là các hàm biêu diễn các đại lượng của dao động điều hòa nên x, v, i, u
đều bị chặn hai đầu do đó giá trị của năng lượng cũng bị chặn hai đầu.
1 2
kA ;
2
1
2
0 ≤ WL ≤ W = LI 0 ;
2
0 ≤ Wđ ≤ W =

1 2
kA
2
1


C

B. Đồ thị B.

C. Đồ thị C.

D
D. Đồ thị D.

Hướng dẫn giải
Ta có T = 2π

m
k
⇒m=
T 2 do đó có dạng là một nhánh của parabol (m>0;
2
k
4π

T>0) ta chọn B
2.3.3. Đồ thị dao động cưỡng bức
Khi vật dao động có biên độ giảm dần theo thời gian do lực cản môi trường, lực
ma sát hoặc do cuộn dây có điện trở ở mạch LC...Tác dụng ngoại lực tuần hoàn
lên hệ dao động
F = F0 . cos( ωcbt + ϕ )

Khi đó hệ sẽ dao động với tần số bằng tần số của ngoại lực cưỡng bức fcb
Đồ thị biên độ dao động cưỡng bức phụ thuộc tần số của ngoại lực cưỡng bức có

l

1
;...)
LC

+ Nếu hiệu f cb - f 0 càng nhỏ thì biên độ dao động cưỡng bức càng lớn
Ví dụ 1. Một vật dao động riêng với tần số là f = 10Hz. Nếu tác dụng vào vật
ngoại lực có tần số f1 = 5Hz thì biên độ là A1. Nếu tác dụng vào vật ngoại lực có
tần số biến đổi là f2 = 8Hz và cùng giá trị biên độ với ngoại lực thứ nhất thì vật
dao động với biên độ A2 (mọi điều kiện khác không đổi). Tìm phát biêu đúng?
A. A1 > A2
B. A1 < A2
C. A1 = A2
D. Không kết luận được
Hướng dẫn giải
Xét hiệu |f-f1|> |f-f2| nên A1 5 Hz thì khi tăng tần số, biên độ dao động cưỡng bức tăng lên
D. Khi fnl > 10 Hz thì khi tăng tần số, biên độ dao động cưỡng bức tăng lên
Hướng dẫn giải
Tần số dao động riêng của con lắc lò xo là f =

1
k
.
= 5 Hz

phương truyền sóng
+ Cho phương truyền sóng ⇒ xác định phương dao động của một phần tử tại
thời điêm nào đó.
Ngoài ra còn có thê lồng vào hai loại trên tìm các đại lượng đặc trưng cho sóng
cơ như vận tốc truyền sóng, bước sóng, tần số, biên độ, độ lệch pha,...
Ví dụ 1. Một sóng ngang truyền trên bề mặt với tần số
f=10Hz. Tại một thời điêm nào đó một phần mặt cắt
của nước có hình dạng như hình vẽ. Trong đó khoảng
cách từ vị trí cân bằng của A đến vị trí cân bằng của
D là 60cm và điêm C đang đi xuống qua vị trí cân
bằng. Chiều truyền sóng và tốc độ truyền sóng là:
A. Từ A đến E với tốc độ 8m/s.
B. Từ A đến E với tốc độ 6m/s.
C. Từ E đến A với tốc độ 6m/s.
D. Từ E đến A với tốc độ 8m/s.
Hướng dẫn giải
Sử dụng cách vẽ hình như trên ta thấy
- Các phần tử sóng từ B đến D đều đang đi xuống, nghĩa là các phần tử sóng từ
A đến B đang đi lên
- Tại thời điêm t ta có sóng như hình vẽ và B là một đỉnh sóng, sau đó một
khoảng thời gian Δt một phần tử sóng trên đoạn AB trở thành đỉnh sóng mới.
Nghĩa là sóng truyền sang trái từ E đến A
Mặt khác hình chiếu AD trên mặt ngang:
60cm = 3λ/4 -> λ = 80cm.
Vậy v = λ.f = 80.10 = 800cm/s = 8m/s. Chọn D
Ví dụ 2. Cho sóng nước tại một thời điêm t có chiều
truyền như hình vẽ. Phần tử sóng dao động với tần số
f=10Hz. Khoảng cách OM theo phương ngang là

5λ

s
40

Hướng dẫn giải
Ta cần biết được vị trí và chiều dao động của phần tử sóng M tại thời điêm
t Dựa vào hình vẽ sóng tại thời điêm t (đường nét liền) ta vẽ hình ảnh sóng tại
thời điêm (t+Δt) (đường nét đứt). Ta có thê quan sát được vị trí mới của phần tử
13


sóng M trên đường nét đứt ở thời điêm (t+Δt) rất gần t. Vậy phần tử sóng tại M
đang đi xuống và phần tử O cũng đi xuống.
O
M
O

M

ϕ

Vẽ vòng tròn lượng giác ta có vị trí M và O như hình vẽ. M trễ pha hơn O một
2πd 2π .5λ 5π
=
=
λ
λ.6
3
ϕ
1
5π

số
Thực
12A1 40
nghiệm 12A5 38
Đối
12A2 42
12A6 40
chứng

0
0
0
0
0

1
0
0
0
0

2
0
0
0
0

3
0
0

14
12
7

9
5
1
0
0

10
2
0
0
0
14


Tỉ lệ phần trăm
Lớp
Thực
12A1
nghiệm 12A5
Đối
12A2
12A6
chứng
Điểm trung bình

0-2

57,5
39,5
28,6
17,5

Lớp thực nghiệm
12A1: Điêm TB= 7,55
12A5: Điêm TB= 7,10
Lớp đối chứng
12A2: Điêm TB= 6,69
12A6: Điêm TB= 6,38
Đánh giá kết quả
+ Điêm TB của các lớp thực nghiệm cao hơn so với lớp đối chứng
+ Tỉ lệ điêm đầu >7 ở các lớp dạy theo phương pháp trong sáng kiến cao hơn so
với lớp đối chứng có sức học tương đương (12A1 so với 12A2); (12A5 so với
12A6)
+ Kết quả cao tạo động lực khích lệ các học sinh khá tiệm cận hơn tới mức điêm
khá giỏi.
3. KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ
3.1. Kết luận
3.1.1. Những kết quả đạt được từ sáng kiến kinh nghiệm.
Khi vận dụng sáng kiến giảng dạy tại trường THPT Chu Văn An chúng tôi
nhận thấy:
* Đối với học sinh
Qua thực nghiệm cho thấy học sinh học tập sôi nổi, tự tin hơn khi giải bài
toán theo phương pháp được hướng dẫn trong sáng kiến.
* Đối với giáo viên
Sáng kiến kinh nghiệm cung cấp thêm nguồn tư liệu kiến thức có tính hệ
thống tạo nhiều thận lợi cho giáo viên trong quá trình dạy học.
3.1.2. Những lưu ý khi áp dụng sáng kiến này.

người khác.
Người viết sáng kiến

Nguyễn Đức Toàn

TÀI LIỆU THAM KHẢO
16


1. Nguyễn Thế Khôi (tổng chủ biên)- Vật lý 12 nâng cao, NXB giáo dục,
Hà nội 2012.
2. Nguyễn Thế Khôi (tổng chủ biên)- Bài tập vật lý 12 nâng cao, NXB giáo
dục, Hà nội 2012.
3. Nguyễn Thế Khôi (tổng chủ biên) - Sách giáo viên (nâng cao).
NXB Giáo duc, Hà Nội 2008.
4. Đoàn Ngọc Căn - Đặng Thanh Hải - Vũ Đình Túy - Bài tập chọn
lọc vật lí 12. NXB Giáo dục. Hà Nội 2008.
5. Vũ Thanh Khiết - Tô Giang - Điện học 2 (Bồi dưỡng học sinh giỏi
vật lí trung học phổ thông). NXB giáo dục Việt Nam, Hà Nội 2009.
6. Vũ Thanh Khiết - Nguyễn Đức Thâm - Phạm Quý Tư - Hướng dẫn
làm bài tập và ôn tập vật lí 12 (nâng cao). NXB Giáo dục, Hà Nội 2008.
7. Bùi Quang Hân- Trần Văn Bồi- Nguyễn Văn Minh- Phạm Ngọc TiếnGiải toán vật lý 12 (3 quyển), NXB Giáo dục, TPHCM năm 2005

17