Sáng kiến kinh nghiệm: Sử dụng máy tính cầm tay giải nhanh một số bài tập Vật lý cấp THPT được thực hiện nhằm dựa trên cơ sở phân tích các bước giải bài toán Vật lý, tính năng sử dụng của một số loại máy tính cầm tay, nghiên cứu hoạt động giải bài tập vật lý với sự hỗ trợ của máy tính cầm tay nhằm giải bài tập được nhanh và chính xác.
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm: Sử dụng máy tính cầm tay giải nhanh một số bài tập Vật lý cấp THPT
- Sáng kiến kinh nghiệm Nguyễn Minh Tú, THPT Việt
Bắc
I. TÊN ĐỀ TÀI
Sử dụng máy tính cầm tay giải nhanh một số bài tập vật lý cấp THPT.
II. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Giải bài tập vật lý giúp cho học sinh (HS) có thể ôn tập, đào sâu, mở rộng
kiến thức đã học. Bài tập vật lý có thể là điểm khởi đầu để dẫn dắt kiến thức
mới. Bài tập vật lý giúp HS rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo, khả năng vận dụng lý
thuyết đã học để giải thích một số hiện tượng thực tế, làm bài tập.
Mức độ tiếp nhận kiến thức của HS được đánh giá thông qua bài kiểm tra,
thông qua các kỳ thi. Kể từ năm học 2007 2008, Bộ GD&ĐT áp dụng hình thức
thi trắc nghiệm đối với môn Vật lý trong kỳ thi Tốt nghiệp THPT và Tuyển sinh
Đại học – Cao đẳng. Vì vậy, việc ôn luyện, trả lời nhanh các câu hỏi trắc
nghiệm vật lý được các giáo viên giảng dạy và học sinh đề cao. Máy tính cầm
tay (MTCT) là một trong những dụng cụ học tập không thể thiếu giúp HS tính
toán các phép tính toán học trong thời gian ngắn và chính xác. Khi giải các bài
tập vật lý luôn cần tới sự trợ giúp của MTCT để thu được kết quả của bài toán.
Bắt đầu từ năm học 2007 2008, Sở GD&ĐT một số tỉnh đã có tổ chức
kỳ thi cấp tỉnh “Thi chọn Học sinh giỏi giải toán trên máy tính cầm tay môn vật
lý cấp THPT”, Bộ GD&ĐT đã tổ chức kỳ thi khu vực “Thi chọn học sinh giỏi
giải toán trên máy tính cầm tay môn Vật lý cấp THPT”.
Hơn nữa, tại trường THPT Việt Bắc, các bài kiểm tra định kỳ môn Vật lý
áp dụng hình thức kiểm tra trắc nghiệm 100 % đối với lớp 12, 60% – 70% đối
với lớp 10 và lớp 11.
Hơn nữa, kết quả khảo sát về việc sử dụng MTCT để tính toán tìm đáp số
khi giải các bài tập vật lý, kết quả như sau:
+ 20% sử dụng tốt MTCT.
+ 65% biết sử dụng MTCT.
1
- Sáng kiến kinh nghiệm Nguyễn Minh Tú, THPT Việt
Bắc
+ 15% không biết sử dụng MTCT.
Vì vậy, việc hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lý có sự hỗ trợ của
MTCT là cần thiết; Giáo viên cần có sự đầu tư về thời gian, công sức để có
được cách hướng dẫn HS một cách hợp lý, giúp các em tính toán đi đến kết quả
của bài tập một cách nhanh nhất.
Xuất phát từ những lý do nêu trên, tôi chọn đề tài nghiên cứu: “Sử dụng
máy tính cầm tay giải nhanh một số bài tập vật lý cấp THPT”.
III. NỘI DUNG ĐỀ TÀI
1.Mục đích nghiên cứu
Trên cơ sở phân tích các bước giải bài toán vật lý, tính năng sử dụng của
một số loại MTCT, nghiên cứu hoạt động giải bài tập vật lý với sự hỗ trợ của
MTCT nhằm giải bài tập được nhanh và chính xác.
2. Nhiệm vụ nghiên cứu
Nghiên cứu các dạng bài tập vật lý cấp THPT.
Nghiên cứu các tính năng và cách sử dụng các loại máy tính cầm tay Casio Fx
570MS , Casio Fx 570ES và các loại máy tính có tính năng tương đương.
Lựa chọn một số bài tập vật lý tiêu biểu trong chương trình vật lý cấp THPT
để hướng dẫn giải với sự hỗ trợ của MTCT.
3. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu tài liệu về lý luận dạy giải bài tập vật lý, SGK và SGV Vật lý cấp
THPT.
Tổ chức thực nghiệm hướng dẫn học sinh giải bài tập vật lý với sự hỗ trợ của
MTCT thông qua một số giờ tự chọn, ôn luyện đội tuyển học sinh giỏi.
Nghiên cứu tài liệu hướng dẫn sử dụng MTCT, tham khảo một số đề thi
MTCT trên mạng internet .
2
- Sáng kiến kinh nghiệm Nguyễn Minh Tú, THPT Việt
Bắc
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: hoạt động dạy của GV và hoạt động học của HS trong
việc giải bài tập vật lý với sự hỗ trợ của MTCT.
Phạm vi nghiên cứu : Một số bài tập tiêu biểu hướng dẫn HS giải bài tập với
sự hỗ trợ của MTCT.
5. Nội dung
5.1. Giới thiệu chức năng cơ bản của các loại MTCT
Các loại máy tính cầm tay hiện đang có bán trên thị trường đều có các
chức năng cơ bản: tính toán, phép toán có nhớ, giải phương trình, giải hệ
phương trình, đổi đơn vị…. Đối với các máy Casio Fx 570 MS, Casio Fx 570 ES
có thêm một số chức năng: đạo hàm – tích phân, lệnh Solve – Calc, số phức…
Trong đề tài này, tôi đặc biệt quan tâm tới chức năng: tính toán, lệnh solve
– Calc, đạo hàm, tích phân, giải phương trình, giải hệ phương trình, tính toán
trên số phức.
5.2. Cách trình bày cách giải bài tập vật lý với sự hỗ trợ của MTCT
Câu hỏi 1:…………
Trình bày ngắn gọn lời giải về nội dung vật lý Kết quả
(chủ yếu là biểu thức, phương trình)
Câu hỏi 2:………..
Trình bày ngắn gọn lời giải về nội dung vật lý
Kết quả
(chủ yếu là biểu thức, phương trình)
...
3
- Sáng kiến kinh nghiệm Nguyễn Minh Tú, THPT Việt
Bắc
5.3. Hướng dẫn học sinh giải một số bài tập vật lý với sự hỗ trợ của
MTCT nhãn hiệu “Casio Fx 570 ES”
(Kết quả bài toán chính xác tới 4 chữ số thập phân)
Bài 1. Tại một nơi trên Trái Đất, một con lắc đơn khi có chiều l1 thì dao động
với chu kì T1; có chiều dài l2 thì dao động với chu kì T2; Biết rằng con lắc đơn
khi có chiều dài (l1 + l2) thì dao động với chu kì T3 = 2,7 s; có chiều dài (l1 l2) dao
động với chu kì là T4 = 0,8 s. Hãy tính chu kì dao động T 1 và T2 của con lắc đơn
khi có chiều dài tương ứng là l1 và l2?
Tóm tắt cách giải Kết quả
Biểu thức của các chu kì:
l1 l l +l l −l
T1 = 2.π ; T2 = 2.π 2 ; T3 = 2.π 1 2 ; T4 = 2.π 1 2
g g g g
l1 l2 l1 + l2 l1 − l2
= = 2 = T12 + T22 = T32 ; T12 − T22 = T42
T12 T22 T3 T42
T32 + T42 T 2 − T42
T1 = ; T2 = 3
2 2
Tính T1: ( ( 2.7 x 2 + 0.8 x2 ) 2 ) =
1.991230775
Tính T2: Sau khi tính T1 bấm REPLAY dịch chuyển con
trỏ sửa dấu (+) thành dấu () trong biểu thức vừa tính T1
T1 = 1,9912 (s)
rồi bấm =
Hoặc ( ( 2.7 x2 0.8 x2 ) 2 ) =
1.823458253
T2 =1,8235 (s)
4
- Sáng kiến kinh nghiệm Nguyễn Minh Tú, THPT Việt
Bắc
Bài 2. Cho hai dao đông điêu hoa cung ph
̣ ̀ ̀ ̀ ương cung tân sô: x
̀ ̀ ́ 1 = 3,7sin(10 t+
0,32) (cm) ; x2 = 2,8cos(10 t 0,48) (cm). Tim ph
̀ ương trình dao động tổng hợp?
Tóm tắt cách giải Kết quả
Phương trình dao động tổng hợp:
x = x1 + x2 = 3,7sin(10 t+ 0,32) + 2,8cos(10 t 0,48)
π
x = 3,7cos(10 t + 0,32 ) + 2,8cos(10 t 0,48)
2
Tìm x: SHIFT MODE 4 MODE 2 3.7 SHIFT
() ( 0.32 ( SHIFT x10x 2 ) ) + 2.8 SHIFT ()
( 0.48 ) = 6.03271234 0.92151105
Kết quả: x = 6,0327cos(10 t – 0,9215) (cm)
x = 6,0327cos(10 t
– 0,9215) (cm)
Bài 3. Một ống dây dẫn có điện trở R và hệ số tự cảm L. Đặt vào hai đầu ống
một hiệu điện thế một chiều 12 V thì cường độ dòng điện trong ống là 0,2435
A. Đặt vào hai đầu ống một hiệu điện thế xoay chiều tần số 50 Hz có giá trị
hiệu dụng 100 V thì cường độ hiệu dụng của dòng điện trong ống dây là 1,1204
A. Tính R, L?
Tóm tắt cách giải Kết quả
Mắc ống dây vào hiệu điện thế một chiều, ta có:
U1 = RI1 R =
Tính R: 12 0.2435 = 49.28131417
Mắc ống dây vào hiệu điện thế xoay chiều, ta có: R = 49,2813 ( Ω )
5
- Sáng kiến kinh nghiệm Nguyễn Minh Tú, THPT Việt
Bắc
U2 2
Z= ; Z L = Z 2 − R2
I2
2 2 2 2
�U � � U � 1 �
�U2 � � U1 ��
L ω = � 2 �− � 1 �
2 2
L= � �− � ��
�
�I 2 � �I1 � 4.π 2 . f 2 �I 2 � �I1 ��
�
� �
Tính L: ( ( 100 x 2 1.1204 x2 ) ( 12 x 2
0.2435 x2 ) ) ( 4 SHIFT x10x x2 50
L = 0,2369 (H)
x2 ) = 0.23687046
Bài 4. Chiếu lần lượt hai bức xạ 1 = 0,555 m và 2 = 377nm vào catốt của một
tế bào quang điện thì thấy hiệu điện thế hãm gấp 4 lần nhau. Tìm giới hạn
quang điện 0 của kim loại làm catốt?
Tóm tắt cách giải Kết quả
hc hc
Áp dụng công thức Anhstanh: λ = λ + eU h ta có:
0
hc hc
= + eU h1
λ1 λ 0 3λ1λ 2
λ0 = = 0,6587 m.
hc hc 4λ 2 − λ1
= + eU h 2
λ 2 λ0
Tính λ 0 : 3 x 0.555 x 0.377 ( 4 x 0.377 – 0.555 )
= 0.658662119
λ 0 = = 0,6587 m
Bài 5. Hai điện tích điểm q1 = 108 C, q2 = 4. 108 C đặt tại A và B cách nhau 9 cm
trong chân không. Phải đặt điện tích q3 = 2. 106 C tại đâu để điện tích q3 nằm
cân bằng (không di chuyển)?
Tóm tắt cách giải Kết quả
ur ur
F 13 , F 23 là lực điện do q1, q2 tác dụng lên q3 trong chân
không.
ur ur r ur ur
q3 nằm cân bằng khi: F 13 + F 23 = 0 � F 13 = − F 23
6
- Sáng kiến kinh nghiệm Nguyễn Minh Tú, THPT Việt
Bắc
q3 đặt tại C nằm trong đoạn AB, F13 = F23
| q1.q3 | | q .q |
Ta có: F13 = k. F = k. 2 23
2 , 23
AC CB
| q1.q3 | | q .q | 1 4
F13 = F23 k. = k. 2 23 =
AC 2
CB AC (9 − AC )2
2
Tính AC: ( 1 ALPHA ) x2 ) ALPHA CALC ( 4
( 9 ALPHA ) ) x2 SHIFT CALC 1 = 3
AC = 3,0000 cm
Bài 6. Hai điện tích q1 = q2 = 5.1016C được đặt cố định tại hai đỉnh B, C của một
tam giác đều ABC cạnh a = 8 cm. Các điện tích đặt trong không khí có hằng số
điện môi ε = 1,000594. Xác định cường độ điện trường tại đỉnh A của tam giác
nói trên?
Tóm tắt cách giải Kết quả
Điện trường do q1 (tại B) gây ra tại A có độ lớn:
| q1 |
E1 = k .
εa 2
Điện trường do q2 (tại C) gây ra tại A có độ lớn:
| q2 |
E2 = k .
εa 2
Điện trường do q1 và q2 gây ra tại A là E E1 E 2 .
7
- Sáng kiến kinh nghiệm Nguyễn Minh Tú, THPT Việt
Bắc
Do q1 = q2 nên E1 = E2
| q1 |
E = 2E1.cos300 = 2.k .cos300
εa 2
Tính E:
2 9 x10x 9 5 x10x 16 cos 30 ( ( 8 x10x
2 ) x2 1.000594 ) = 1.21712525.103 E = 1,2171.103 (V/m)
Bài 7. Cho mạch điện như hình vẽ. Hiệu điện
thế ở hai đầu đoạn mạch không đổi U = 7V.
Các điện trở R1 = 3 , R2 = 6 , AB là là một
dây dẫn điện dài 1,5m tiết diện không đổi S =
0,1mm2, điện trở suất 4.107 m, điện trở ampe
kế và các dây nối không đáng kể.
a. Tính điện trở dây dẫn AB?
b. Xác định vị trí C để dòng điện qua ampe kế có cường độ 1/3 A?
Tóm tắt cách giải Kết quả
l RAB = 6,0000 Ω
a. Áp dụng: RAB = ρ = 6Ω
S
b. Giả sử RAC = x với 0
- Sáng kiến kinh nghiệm Nguyễn Minh Tú, THPT Việt
Bắc
U DB 7(x + 3)(12 − x)
I1 = =
R1 54x − 9x 2 + 108
Vậy: U 7(6 − x) (x + 3)
I 2 = DB =
R2 54x − 9x 2 + 108
* Nếu cực dương của ampe kế gắn vào D:
63x − 126 1
I A = I1 − I 2 = =
54x − 9x + 108 3
2
{ x1 = 3
x 2 = −18 (loại) (Sử dụng chức năng SOLVE)
* Nếu cực dương của ampe kế gắn vào C:
126x − 63 1
I A = I 2 − I1 = =
54x − 9x + 108 3
2
� x1 = 1, 2 Ω, x 2 = 25,8 Ω > 6 nên loại (Sử dụng chức năng
SOLVE).
Vậy: RAC = 1,2 ; RCB = 4,8
R AC 1, 2 1
mà R AC = = =
CB CB 4,8 4
Vậy điểm C cách A 1 đoạn là: AC =
AB 1,5
= = 0,3m AC = 0,3000 m
5 5
Bài 8. Vật sáng AB được đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ
O có tiêu cự f = 12cm. Qua thấu kính, vật AB cho ảnh thật A’B’. Khi dời AB đi
một đoạn 24cm lại gần thấu kính thì ảnh dời đi một đoạn 3cm. Xác định vị trí
của AB trước khi dời chỗ?
Tóm tắt cách giải Kết quả
1 1 1 1 1 1
Trước dịch chuyển: f = d + d ' = + (1)
12 d1 d1'
1 1
1 1 1 1 1 1
Sau dịch chuyển: f = d + d ' = + '
12 d1 − 24 d1 + 3
(2)
2 2
d .f 12d
Mà d1 = d 1− f = d − 12
' 1
(3)
1 1
9
- Sáng kiến kinh nghiệm Nguyễn Minh Tú, THPT Việt
Bắc
1 d 1 −12 1 1
+ = +
Từ (1), (2) và (3) có: d1 12d1 d1 − 24 12d1 + 3
d 1 −12 d1 = 60,0000 cm
Giải phương trình dùng chức năng SOLVE của MTCT
được: d1 = 12
- Sáng kiến kinh nghiệm Nguyễn Minh Tú, THPT Việt
Bắc
hiện trong quá trình?
Tóm tắt cách giải Kết quả
Xét một phần nhỏ của quá trình, khí giãn một lượng dV
khi đó áp suất coi như không thay đổi, công mà khí thực
hiện trong quá trình này là dA = p.dV.
Công mà khí thực hiện trong toàn bộ quá trình là A = dA
V2 V2
p 1 V1 dV dV
= pdV trong đó p = ta suy ra A = p 1 V1
V
= p 1 V1 V
V V1 V1
= 226,8122789 J
Đổi đơn vị từ atm ra Pa: ấn 2 Shift Const 25 =
Tính công A: ấn Ans 2 10 3 dx Alpha
) x1 , 2 10 3 , 3.5 10 3 =
A = 226, 8123 J
226.8122789
IV. KẾT QUẢ
Cách hướng dẫn HS giải bài tập với sự hỗ trợ của MTCT đã được tôi áp
dụng ngay từ năm 2008 trong việc giảng dạy trên lớp và ôn luyện đội tuyển học
sinh giỏi. Kết quả cho thấy 95% HS áp dụng được để tìm ra kết quả của một số
bài toán nhanh và chính xác. Hơn nữa, đội tuyển HS giỏi tham dự kỳ thi “Giải
toán trên MTCT môn Vật lý lớp 12” cấp Tỉnh của trường THPT Việt Bắc trong
02 năm học 2008 – 2009 và 2009 – 2010 đã đạt 05 giải, trong đó: 02 giải Ba và 03
giải Khuyến khích. 01 HS của tôi đạt giải Khuyến khích trong kỳ thi “Giải toán
trên MTCT môn Vật lý lớp 12” cấp Quốc gia.
V. NHỮNG KIẾN NGHỊ ĐỀ XUẤT
Tổ chức Hội thảo “Sử dụng MTCT trong việc giảng dạy v ật lý” để các
GV có thể trao đổi, thảo luận đưa ra nhiều cách giải nhanh và chính xác một số
dạng bài tập vật lý cấp THPT.
11
- Sáng kiến kinh nghiệm Nguyễn Minh Tú, THPT Việt
Bắc
Đưa thêm từ 12 tiết trong PPCT với nội dung “Hướng dẫn HS sử dụng
MTCT để giải bài tập vật lý”.
VI. LỜI KẾT
Với việc nghiên cứu cơ sở lý luận, nội dung kiến thức, tài liệu hướng dẫn
giải toán trên MTCT và phương pháp giải bài tập Vật lý đã giúp tôi xây dựng
được một hệ thống bài tập để hướng dẫn HS giải bài với sự hỗ trợ của MTCT .
Như vậy, đề tài đã thực hiện được mục đích đề ra.
Trên đây là một số ý kiến chủ quan của cá nhân tôi đối với đề tài đã
nghiên cứu. Kính mong sự đóng góp, trao đổi của các bạn đồng nghiệp, các cấp
quản lý để đề tài ngày một hoàn thiện và mang lại hiệu quả cao trong việc
giảng dạy và ôn luyện HS giỏi.
Xin trân trọng cảm ơn!
12
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
