SKKN Phương pháp giải nhanh bài tập về tìm số vân sáng giữa hai vân sáng cùng màu với vân sáng trung tâm của 3 bức xạ và chu kỳ dao động của con lắc đơn chịu ảnh hưởng của các yếu tố bên ngoài

SKKN Phương pháp giải nhanh bài tập về tìm số vân sáng giữa hai vân sáng cùng màu với vân sáng trung tâm của 3 bức xạ và chu kỳ dao động của con lắc đơn chịu ảnh hưởng của các yếu tố bên ngoài

Kỹ năng vận dụng kiến thức trong bài tập và trong thực tiễn đời sống chính là thước do mức độ sâu sắc và vững vàng của những kiến thức mà học sinh đã thu nhận được. Bài tập vật lý với chức năng là một phương pháp dạy học có một vị trí đặc biệt trong dạy học vật lý ở trường phổ thông.

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 mặc 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.

 

doc 21 trang Người đăng Hoài Minh Ngày đăng 16/08/2023 Lượt xem 149Lượt tải 0 Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "SKKN Phương pháp giải nhanh bài tập về tìm số vân sáng giữa hai vân sáng cùng màu với vân sáng trung tâm của 3 bức xạ và chu kỳ dao động của con lắc đơn chịu ảnh hưởng của các yếu tố bên ngoài", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
bài và phương pháp giải sẽ giúp cho học sinh nhanh chóng trả được bài 
- Trong chương trình Vật lý lớp 12, chương “Dao động cơ học” và chương “Sóng ánh sáng” có nhiều dạng bài tập phức tạp và khó. Nhóm các bài toán về chu kỳ của con lắc đơn chịu ảnh hưởng của các yếu tố bên ngoài như: nhiệt độ, độ cao, độ sâu, lực điện trường, lực quán tính, bài toán tìm số vân sáng trong khoảng giữa hai vân cùng màu với vân trung tâm ... là một trong những nhóm bài tập phức tạp và khó nhất trong 2 chương, học sinh khá, giỏi thường rất lúng túng trong việc tìm cách giải các dạng toán này. Xuất phát từ thực trạng trên, qua kinh nghiệm giảng dạy, tôi chọn đề tài:
 “PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TẬP VỀ TÌM SỐ VÂN SÁNG GIỮA HAI VÂN SÁNG CÙNG MÀU VỚI VÂN SÁNG TRUNG TÂM CỦA 3 BỨC XẠ VÀ CHU KỲ DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN CHỊU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ BÊN NGOÀI ”.
2. NỘI DUNG
2.1 Cơ sở lí luận
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.
Muốn đạt được điều đó, phải thường xuyên rèn luyện cho học sinh những kỹ năng, kỹ xảo vận dụng kiến thức vào cuộc sống hằng ngày.
Kỹ năng vận dụng kiến thức trong bài tập và trong thực tiễn đời sống chính là thước do mức độ sâu sắc và vững vàng của những kiến thức mà học sinh đã thu nhận được. Bài tập vật lý với chức năng là một phương pháp dạy học có một vị trí đặc biệt trong dạy học vật lý ở trường phổ thông.
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 mặc 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 qúa 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 , trừu tượng hóa để giải quyết vấn đề, do đó tư duy của học sinh có điều kiện để phát triển. Vì vậy có thể nói bài tập vật lý là một phương tiện rất tốt để phát triển tư duy, óc tưởng tượng, khả năng độc lập trong suy nghĩ và hành động, tính kiên trì trong việc khắc phục những khó khăn trong cuộc sống của học sinh.
Bài tập vật lý là cơ hội để giáo viên đề cập đến những kiến thức mà trong giờ học lý thuyết chưa có điều kiện để đề cập qua đó nhằm bổ sung kiến thức cho học sinh.
Đặc biệt, để giải được các bài tập vật lý dưới hình thức trắc nghiệm khách quan học sinh ngoài việc nhớ lại các kiến thức một cách tổng hợp, chính xác ở nhiều phần, nhiều chương, nhiều cấp học thì học sinh cần phải rèn luyện cho mình tính phản ứng nhanh trong từng tình huống cụ thể, bên cạnh đó học sinh phải giải thật nhiều các dạng bài tập khác nhau để có được kiến thức tổng hợp, chính xác và khoa học .
2.2 Thực trạng của vấn đề
	Trong kì thi TNTHPT, tuyển sinh CĐ, ĐH và TCCN môn Vật Lý là môn trắc nghiệm khách quan, số lượng câu rất nhiều mà thời gian lại giới hạn (Khoảng 1,5 phút/câu. Vì vậy phương pháp giải nhanh rất cần thiết đối với học sinh, giúp các em tiết kiệm thời gian mà vẫn làm đúng được bài tập.
2.3 Phân loại và phương pháp giải nhanh bài tập tìm số vân sáng giữa hai vân sáng liên tiếp cùng màu với vân sáng trung tâm của 3, 4 bức xạ và chu kỳ dao động của con lắc đơn chịu ảnh hưởng của các yếu tố bên ngoài 
2.3.1 Một vài công thức cần dùng
1. Chu kỳ dao động của con lắc đơn: 
	: Chiều dài của con lắc (m).
g: Gia tốc trọng trường (m/s2).
2. Công thức về sự nở dài: 
	: Chiều dài dây treo (kim loại) ở 0oC (m)
	: Chiều dài dây treo (kim loại) ở toC (m)
	: Hệ số nở dài của dây treo kim loại (K-1).
3. Gia tốc trọng trường
- Gia tốc trọng trường ở mực nước biển: 
G = 6,67.10-11N.m2/kg2: Hằng số hấp dẫn.
M: Khối lượng của trái đất
R: Bán kính trái đất
- Gia tốc trọng trường ở độ cao h so với mực nước biển: 
 => 
- Gia tốc trọng trường ở độ sâu d so với mực nước biển: 
 => 
4. Lực điện trường: 
q: Điện tích trong điện trường (C).
: Cường độ điện trường (V/m).
+ q > 0 cùng hướng với .
+ q < 0 ngược hướng với .
+ Độ lớn: 
5. Lực quán tính: 
m: khối lượng của vật (kg)
a : Gia tốc của hệ quy chiếu (m/s2)
+ luôn ngược hướng với 
+ Độ lớn: Fqt = ma
6. Các công thức gần đúng 
Nếu x, x1, x2 là những số dương rất nhỏ
Ta có: ; ;	
2.3.2 Vận dụng
2.3.2.1 Cách giải nhanh của bài toán tìm số vân sáng giữa hai vân cùng màu với vân trung tâm trong phần giao thoa ánh sáng với 3 bức xạ 
2.3.2.1.1 Phương pháp giải
* Bài toán 3 bức xạ
Bước 1: Lâp tỉ số tối giản 
Bước 2: Tìm bội số chung nhỏ nhất của các số (BSCNN)
+ 
+ 
+ 
+ 
Bước 3: Áp dụng đúng công thức tính số vân sáng giữa 2 vân sáng cùng màu với vân trung tâm.
+ Nếu không tính hai vân cùng màu:
+ Nếu tính cả hai vân cùng màu thì: 
+2
* Lưu ý cách tìm BSCNN của hai số A và B:
+ Tìm phân số tối giản của 
+ BSCNN(A;B)= A.b ( Tích của A và b )
+ Tương tự như vậy ta tìm BCNN của 3 số, 4 số.
2.3.2.1.2 Bài tập vận dụng
Bài 1: Trong thí nghiệm giao thoa với 2 khe I Âng, nguồn sáng phát ra đồng thời 3 bức xạ có các bước sóng lần lượt là . Giứa hai vân sáng liên tiếp cùng màu với vân sáng trung tâm có số vân sáng là
Hướng dẫn
+
+ 
+ 
+ 
+ 
Số vân sáng giữa hai vân sáng cùng màu với vân sáng trung tâm là
Bài 2: Trong thí nghiệm giao thoa với 2 khe I Âng, nguồn sáng phát ra đồng thời 3 bức xạ có các bước sóng lần lượt là . Giứa hai vân sáng liên tiếp cùng màu với vân sáng trung tâm có số vân sáng là bao nhiêu?
Hướng dẫn
+
+ 
+ 
+ 
+ 
Số vân sáng giữa hai vân sáng cùng màu với vân sáng trung tâm là
Bài 3: Trong thí nghiệm Y – âng về giao thoa ánh sáng, khe hẹp S phát ra đồng thời 3 bức xạ đơn sắc có bước sóng là . Trên màn quan sát trong khoảng giữa hai vân sáng liên tiếp cùng màu với vân sáng trung tâm, nếu vân sáng củ hai bức xạ trùng nhau ta chỉ tính là một vân sáng thì số vân sáng quan sát được là bao nhiêu?
Hướng dẫn
+
+ 
+ 
+ 
+ 
Số vân sáng giữa hai vân sáng cùng màu với vân sáng trung tâm là
	Như vậy qua các bài tập loại 1 ta thấy việc giải các bài toán trở lên dễ dàng, dế hiểu và nhanh hơn rất nhiều so với cách giải thông thường mà chúng ta vẫn thường giải.
2.3.2.2 Xác định thời gian đồng hồ quả lắc (được xem như con lắc đơn) chạy sai trong một ngày đêm khi thay đổi nhiệt độ, độ cao, độ sâu và vị trí trên trái đất 
2.3.2.2.1 Cách truyền thống
- Gọi T1 là chu kỳ chạy đúng; T2 là chu kỳ chạy sai
- Trong thời gian T1 (s) đồng hồ chạy sai│T2 - T1 │(s)
 1(s) đồng hồ chạy sai (s)
- Vậy trong 1 ngày đêm ∆t = 86400(s) đồng hồ chạy sai:
θ = ∆t.= (s)
Các bước giải
- B1: Từ các công thức có liên quan đến yêu cầu của bài tập, thiết lập tỉ số 
- B2: Biện luận
+ Nếu > 1 => T2 > T1 : chu kỳ tăng => đồng hồ chạy chậm lại.
 	+ Nếu T2 đồng hồ chạy nhanh lên.
- B3: Xác định thời gian đồng hồ quả lắc chạy nhanh hay chậm trong một ngày đêm bằng công thức:
 θ = ∆t.= (s)
* Xác định thời gian đồng hồ chạy sai khi thay đổi nhiệt độ (Các yếu tố khác không đổi)
Ở nhiệt độ t1 đồng hồ chạy đúng, khi nhiệt độ thay đổi đến giá trị t2 thì đồng hồ chạy sai
- Áp dụng các công thức ở mục II: 
	 => 
=> 
Ta có: 
Vì (), () << 1 nên áp dụng các công thức gần đúng ta có: 
- Biện luận:
+ Nếu t2 > t1 => => T2 > T1 : chu kỳ tăng => đồng hồ chạy chậm lại.
+ Nếu t2 => T2 đồng hồ chạy nhanh lên.
- Trong một ngày đêm đồng hồ chạy sai: θ = = 43200(s)
* Xác định thời gian đồng hồ chạy sai ở độ cao h và độ sâu d so với mực nước biển (coi nhiệt độ không đổi)
- Ở mực nước biển đồng hồ chạy đúng, khi đưa đồng hồ lên độ cao h thì đồng hồ chạy sai
- Ta có: 
- Lập luận: => T2 > T1 đồng hồ chạy chậm lại.
- Trong một ngày đêm đồng hồ chạy chậm: θ = = 86400(s)
* Ở mực nước biển đồng hồ chạy đúng, khi đưa đồng hồ xuống độ sâu h thì đồng hồ chạy sai
- Ta có: 
Vì , áp dụng công thức gần đúng ta có: 
- Lập luận: => T2 > T1 đồng hồ chạy chậm lại.
- Trong một ngày đêm đồng hồ chạy chậm: θ = = 43200(s)
* Xác định thời gian đồng hồ chạy sai khi cả độ cao (hoặc độ sâu) và nhiệt độ thay đổi
a) Tại mặt đất nhiệt độ t1 đồng hồ chạy đúng. Khi đưa đồng hồ lên độ cao h nhiệt độ t2 đồng hồ chạy sai.
- 
Áp dụng các công thức gần đúng ta có: 
- Nếu t2 > t1 => => T2 > T1 : chu kỳ tăng => đồng hồ chạy chậm lại.
- Nếu t2 => T2 đồng hồ chạy nhanh lên.
- Trong 1 ngày đêm đồng hồ chạy sai: θ = = 86400(s).
b) Tại mặt đất nhiệt độ t1 đồng hồ chạy đúng. Khi đưa đồng hồ xuống giếng sâu d nhiệt độ t2. Trong 1 ngày đêm đồng hồ chạy sai:
Tương tự ta chứng minh được trong một ngày đêm đồng hồ chạy sai:
θ = = 43200(s).
* Xác định thời gian đồng hồ chạy sai khi thay đổi vị trí trên trái đất (nhiệt độ không đổi)
- Tại nơi có gia tốc trọng trường g1 đồng hồ chạy đúng với: 
- Tại nơi có gia tốc trọng trường g2 đồng hồ chạy sai với: 
- Ta có 
+ Nếu g2 > g1 => => T2 < T1 đồng hồ chạy nhanh lên.
+ Nếu g2 => T2 > T1 đồng hồ chạy chậm lại.
- Trong một ngày đêm đồng hồ chạy sai: θ = = (s).
* Nếu cả vị trí và nhiệt độ thay đổi thì trong một ngày đêm đồng hồ chạy sai:
θ = .
2.3.2.2.2 Cách giải nhanh
* Cách giải dựa trên phép lấy gần đúng trên cơ sở phương trình tổng quát:
 (*)
* Lưu ý rằng, công thức trên không tồn tại trong vật lý vì nó không đúng. Tuy nhiên, nếu học sinh biết quy ước và nắm vững cách dùng phương trình này thì mọi bài toán biến thiên nhỏ sẽ làm được chính xác và nhanh chóng. 
* Ta quan niệm giá trị phụ thuộc vào 6 sự biến đổi, với quy ước:
	+ là do cắt ghép cơ học ( nối dài thêm hoặc cắt bớt đi)
	+ là sự thay đổi gia tốc do thay đổi vĩ độ
	+ là do thay đổi nhiệt độ ( là hệ số nở dài )
	+ là do thay đổi độ cao
	+ là do thay đổi độ sâu
	+ là do sự xuất hiện của lực đẩy Acsimet nhỏ
	Mặc dù trong biểu thức có tất cả 7 phân số nhưng với những bài toán cụ thể, đại lượng nào không biến thiên thì cho phân số của nó bằng không, chẳng hạn như nếu không có sự thay đổi độ cao thì cho =0, không có sự thay đổi nhiệt độ thì cho =0, tương tự như vậy đối với các đại lượng còn lại.
	Nếu lúc đầu đồng hồ chạy đúng mà có >0 thì đồng hồ chạy chậm và ngược lại.
2.3.2.3 Bài tập vận dụng
Bài 1: Một con lắc đơn chạy đúng giờ vào mùa hè khi nhiệt độ là 320C. Khi nhiệt độ vào mùa đông là 170C thì nó sẽ chạy nhanh hay chậm? Nhanh hay chậm bao nhiêu giây trong 12 giờ, biết hệ số nở dài của dây treo là λ = 2.10-5K-1, ℓ0 = 1m.
Hướng dẫn
Cách 1
- Ta có: 
- Do t2 => T2 < T1 nên chu kỳ giảm khi đó con lắc chạy nhanh hơn. 
- Thời gian con lắc chạy nhanh trong = 12h = 12. 3600(s) là:
θ = = 12.3600(s) = 6,48 (s)
Cách 2
Từ công thức (*) ta có 
Thay số <0 đồng hồ chạỵ nhanh
Bài 2: Một đồng hồ quả lắc (xem như một con lắc đơn) chạy đúng ở mặt đất. Biết bán kính Trái đất là R = 6400 km.
a) Khi đưa đồng hồ lên độ cao h =1,6 km so với mặt đất thì trong một ngày đêm nó chạy nhanh hay chậm bao nhiêu? 
	b) Khi đưa đồng hồ xuống một giếng sâu d = 800m so với mặt đất thì trong một ngày đêm nó chạy nhanh hay chậm bao nhiêu?
Hướng dẫn
a) 
Cách 1
 - Ta có: => T2 > T1 đồng hồ chạy chậm lại.
- Trong một ngày đêm đồng hồ chạy chậm: θ = = 86400 = 21,6(s)
Cách 2 
Từ công thức (*) ta có 
Thay số Đồng hồ chạy chậm
b)
Cách 1
 – Ta có: => T2 > T1 đồng hồ chạy chậm lại.
- Trong một ngày đêm đồng hồ chạy chậm: θ = = 43200= 5,4(s)
Cách 2
Từ công thức (*) ta có 
Thay số Đồng hồ chạy chậm
Bài 3: Một con lắc đồng hồ chạy đúng tại mặt đất có gia tốc g = 9,86 m/s2 vàọ nhiệt độ là t1 = 300C. Đưa đồng hồ lên độ cao 640m so với mặt đất thì ta thấy rằng đồng hồ vẫn chạy đúng. Giải thích hiện tượng và tính nhiệt độ tại độ cao đó, biết hệ số nở dài của dây treo con lắc là λ = 2.10-5K-1, và bán kính trái đất là R = 6400 km. 
Hướng dẫn
Cách 1
- Giải thích hiện tượng : 
Khi đưa con lắc đơn lên cao thì gia tốc giảm do và 
Mặt khác khi càng lên cao thì nhiệt độ càng giảm nên chiều dài của dây treo cũng giảm theo. Từ đó sẽ không thay đổi 
- Tính nhiệt độ tại độ cao h = 640 m. Ta có:
- Chu kỳ không thay đổi nên: T0 = Th 
Cách 2
Từ công thức (*) ta có 
Bài 4: Một đồng hồ đếm giây chạy trên mặt đất, mỗi ngày đêm chậm 130s. Phải điều chỉnh độ dài của con lắc thế nào so với độ dài hiện trạng để đồng hồ chạy đúng?
+ Do đồng hồ chạy chậm, muốn đồng hồ chạy đúng thì chu kỳ phải giảm Chiều dài giảm
+ Từ công thức (*) ta có Chiều dài giảm 0,3%
	Như vậy, qua 4 bài tập trên ta thấy cách giải thứ 2 sử dụng công thức gần đúng (*) cho ta kết quả nhanh hơn. 
2.3.2.3 Khảo sát dao động nhỏ của con lắc đơn khi có thêm một lực phụ không đổi tác dụng (ngoài trọng lực và lực căng dây treo)
2.3.2.3.1. Định hướng phương pháp chung
- Coi con lắc chịu tác dụng của một trọng lực hiệu dụng (trọng lực biểu kiến):
=> gia tốc trọng trường hiệu dụng: 
- Vị trí cân bằng của con lắc là vị trí dây treo có phương trùng với phương của 
- Chu kỳ dao động nhỏ của con lắc: 
Vậy để xác định được chu kỳ T’ cần xác định được gia tốc trọng trường hiệu dụng g’
2.3.2.3.2 Xác định chu kỳ dao động của con lắc đơn dưới tác dụng của lực điện trường
- Khi không có điện trường chu kỳ dao động của con lắc là: .
- Khi đặt con lắc vào điện trường đều có véc tơ cường độ điện trường  thì nó chịu tác dụng của Trọng lực  và lực điện trường , hợp của hai lực này ký hiệu là , và được gọi là trọng lực hiệu dụng hay trọng lực biểu kiến. Ta xét một số trường hợp thường gặp:
a) Trường hợp 1: hướng thẳng đứng xuống dưới. 
Khi đó để xác định chiều của  ta cần biết dấu của q.
* Nếu q > 0: cùng hướng với => hướng thẳng đứng xuống dưới
Ta có: P’ = P + F => g’ = g + 
Chu kỳ dao động của con lắc trong điện trường: < T
	=> 
* Nếu q hướng thẳng đứng lên trên
Ta có: P’ = P - F => g’ = g - 
Chu kỳ dao động của con lắc trong điện trường: > T
	=> 
b) Trường hợp 2: hướng thẳng đứng lên trên.
Tương tự như trên ta chứng minh được:
* Nếu q > 0 thì chu kỳ dao động của con lắc là: > T
* Nếu q < 0 thì chu kỳ dao động của con lắc là: < T.
c) Trường hợp 3: có phương ngang 
=> có phương ngang
 vuông góc với => tại vị trí cân bằng dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc (hình vẽ).
q>0
- Từ hình vẽ ta có: 
- Về độ lớn: 
- Chu kỳ dao động của con lắc trong điện trường là: 
	< T.
2.3.2.3.3. Xác định chu kỳ dao động của con lắc đơn dưới tác dụng của lực quán tính.
	Khi con lắc đơn được đặt trong một hệ quy chiếu chuyển động với gia tốc (hệ quy chiếu phi quán tính) thì ngoài trọng lực và lực căng của dây treo con lắc còn chịu tác dụng của lực quán tính . Trọng lực hiệu dụng 
Gia tốc trọng trường hiệu dụng: . Xét một số trường hợp thường gặp:
a) Trường hợp 1: Con lắc treo trong thang máy đang chuyển động thẳng đứng lên trên với gia tốc 
- Thang máy chuyển động nhanh dần đều: ngược hướng với => g’ = g + a
Chu kỳ dao động của con lắc trong thang máy: 
Ta có: (T chu kỳ dao động của con lắc khi thang máy đứng yên hay chuyển động thẳng đều)
- Thang máy chuyển động chậm dần đều: cùng hướng với => g’ = g - a
	; 
b) Trường hợp 2: Con lắc treo trong thang máy đang chuyển động thẳng đứng xuống dưới với gia tốc 
- Thang máy chuyển động nhanh dần đều: cùng hướng với => g’ = g – a
	; 
- Thang máy chuyển động chậm dần đều: ngược hướng với => g’ = g + a
	; 
c) Trường hợp 3: Con lắc đơn được treo trên xe chuyển động theo phương ngang với gia tốc => có phương ngang và ngược hướng với .
- Tại vị trí cân bằng dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc 
m
Ta có .
- Về độ lớn: 
- Chu kỳ dao động của con lắc:
Cách khác: Ta có => 
	=>
2.3.2.3.4 Bài tập vận dụng
Bài 1: Một con lắc đơn có chiều dài ℓ = 1m, khối lượng m = 50g được tích điện q = -2.10-5C dao động tại nơi có g = 9,86m/s2. Đặt con lắc vào trong điện trường đều có độ lớn E = 25V/cm. Tính chu kỳ dao động của con lắc khi: 
a) có phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống dưới.
b) có phương thẳng đứng, chiều từ dưới lên trên.
c) có phương nằm ngang.
Hướng dẫn
	a) q hướng thẳng đứng lên trên
	Ta có: P’ = P - F => g’ = g - 
	Chu kỳ dao động của con lắc trong điện trường: 
	= 2,11(s) (Lưu ý: Đổi E = 25V/cm = 25.102V/m)
	b) Tương tự, ta có: = 1,9(s)
c) Khi có phương nằm ngang.
Khi đó chu kỳ dao động của con lắc khi đặt trong điện trường là: 
Bài 2: Một con lắc đơn có m = 5g, đặt trong điện trường đều  có phương ngang và độ lớn E = 2.106 V/m. Khi vật chưa tích điện nó dao động với chu kỳ T, khi vật được tích điện tích q thì nó dao động với chu kỳ T'. Lấy g = 10 m/s2, xác định độ lớn của điện tích q biết rằng . 
Hướng dẫn
Từ giả thiết ta có:
Khi  có phương ngang thì ta có:
Bài 3: Một con lắc đơn có m = 2 g và một sợi dây mảnh có chiều dài ℓ được kích thích dao động điều hòa. Trong khoảng thời gian Δt con lắc thực hiện được 40 dao động, khi tăng chiều dài con lắc thêm 7,9 cm thì cũng trong khoảng thời gian như trên con lắc thực hiện được 39 dao động. Lấy g = 10m/s2.
a) Ký hiệu chiều dài mới của con lắc là ℓ'. Tính  ℓ, ℓ'. 
b) Để con lắc có chiều dài  ℓ' có cùng chu kỳ với con lắc có chiều dài  ℓ, người ta truyền cho vật một điện tích q = +0,5.10-8C rồi cho nó dao động điều hòa trong điện trường  đều  có các đường sức hướng thẳng đứng. Xác định chiều và độ lớn của véc tơ cường độ điện trường. 
Hướng dẫn
a) Xét trong khoảng thời gian Δt ta có :
Ta lại có ℓ' = ℓ + 7,9 
=> ℓ = 152,1cm và ℓ' = 160cm 
b) Khi chu kỳ con lắc là không đổi thì 
Do  hướng thẳng đứng nên g’ = g ± , mà g’>g nên: g’ = g + 
Phương trình trên chứng tỏ hướng thẳng đứng xuống dưới và do q > 0 nên hướng thẳng đứng xuống dưới. 
Vậy véc tơ cường độ điện trường  có phương thẳng đứng hướng xuống dưới và độ lớn: 
Bài 4: Một con lắc đơn được treo vào trần một thang máy tại nơi có gia tốc g = 9,8 m/s2. Khi thang máy đứng yên thì con lắc dao động với chu kỳ T = 2(s). Tìm chu kỳ dao động của con lắc khi:
a) Thang máy đi lên nhanh dần đều với gia tốc a = 1,14 m/s2.
b) Thang máy đi lên đều. 
c) Thang máy đi lên chậm dần đều với gia tốc a = 0,86 m/s2.
Hướng dẫn
	Áp dụng kết quả ở mục III, ý 3.2
a) Khi thang máy đi lên nhanh dần đều: g' = g + a = 9,8 + 1,14 = 11 (m/s2) 
Chu kỳ dao động của con lắc đơn là:
b) Khi thang máy đi lên đều thì a = 0 khi đó T' = T = 2s 
c) Khi thang máy đi lên chậm dần đều: g' = g - a = 9,8 - 0,86 = 8 (m/s2)
Chu kỳ dao động của con lắc đơn là: 
Bài 5: Con lắc đơn gồm dây mảnh dài  ℓ = 1 m, có gắn quả cầu nhỏ m = 50 g được treo vào trần một toa xe đang chuyển động nhanh dần đều trên đường nằm ngang với gia tốc a = 3 m/s2. Lấy g =10 m/s2. 
a) Xác định vị trí cân bằng của con lắc. 
b) Tính chu kỳ dao động của con lắc. 
Hướng dẫn
a) Khi con lắc cân bằng thì nó hợp với phương thẳng đứng một góc α xác định bởi: => 0,29 (rad)
b) Ta có: = 
Chu kỳ dao động của con lắc là: 
2.4 Hiệu quả 
Đề tài đã được tác giả sử dụng để hướng dẫn học sinh lớp 12 ôn thi Đại học, ôn thi học sinh giỏi cấp tỉnh kết quả đạt được là:
 - Đa số học sinh đều nắm chắc phương pháp giải và biết vận dụng tốt phương pháp giải nhanh vào các bài tập về tìm số vân sáng giữa hai vân cùng màu với vân sáng trung tâm và chu kỳ dao động của con lắc đơn chịu ảnh hưởng của các yếu tố bên ngoài.
- Kỹ năng giải bài tập trắc nghiệm khách quan của học sinh được cải thiện đáng kể, đảm bảo được độ chính xác và nhanh.
- Phát huy và rèn luyện được khả năng vận dụng kiến thức, tính tư duy sáng tạo của học sinh trong việc giải các bài tập vật lý hay và khó.
3. KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ
1. Kết luận
- Đề tài đã hoàn thành được nhiệm vụ nghiên cứu một số vấn đề lý luận về bài tập vật lý, phân loại b

Tài liệu đính kèm:

  • docskkn_phuong_phap_giai_nhanh_bai_tap_ve_tim_so_van_sang_giua.doc