SKKN Sử dụng đường tròn lượng giác để giải nhanh một số bài toán dao động điều hòa trong chương trình Vật lí 12 THPT

Nội dung tóm tắt: SKKN Sử dụng đường tròn lượng giác để giải nhanh một số bài toán dao động điều hòa trong chương trình Vật lí 12 THPT

1. Trường THPT Vũ Duy Thanh Năm học 2013 - 2014 Trước hết giải các phương trình u = ugh và u = U0, từ đó suy ra khoảng thời gian t để điện áp tăng từ ugh đến U 0 , trong một chu kỳ khoảng thời gian để điện áp giảm từ U 0 đến ugh cũng bằng t . Vậy trong một chu kỳ thì khoảng thời gian đèn sáng: tsáng = 2 t +2 t = 4 t khoảng thời gian đèn tắt: ttắt = T - 4 t 2. Phương pháp đường tròn lượng giác - Xác định giá trị ugh rơi vào vị trí đặc biệt nào, suy ra các góc pha 1 , 2 biểu diễn thời điểm u = ugh và u = -ugh. B A u u gh gh (với cos và cos ) 2 1 1 2 tắt U0 U 0 -ugh ugh sáng Xét xác nghiệm dương 1 , 2 sáng -U0 U u - Vẽ trên đường tròn lượng giác các góc 0 tắt pha 1 , 2 . Đèn sáng trên các cung AD, BC; đèn tắt trên các cung AB, CD. C D Số đo cung tương ứng đèn sáng αsáng = 4φ1 Số đo cung tương ứng đèn tắt αtắt = 2π - 4φ1 - Trong một chu kỳ T T T tsáng = αsáng ttắt = αtắt 2 2 t - Tỉ lệ thời gian: sang sang ttat tat 3. Bài tậpví dụ. Bài 1: Một bóng đèn ống được mắc vào mạng điện xoay chiều tần số 50Hz, điện áp hiệu dụng U = 220V. Biết rằng đèn chỉ sáng khi điện áp giữa hai cực của đèn đạt giá trị u 110 2V . a) Thời gian đèn sáng trong một chu kỳ. b) Thời gian đèn tắt trong một chu kỳ. c) Thời gian đèn sáng trong một giây. d) Thời gian đèn tắt trong một giây. e) Tỉ số thời gian đèn sáng và thời gian đèn tắt trong một chu kỳ. Bài giải Phương pháp đường tròn lượng giác. Sáng kiến kinh nghiệm 29 GV: Nguyễn Văn Long
2. Trường THPT Vũ Duy Thanh Năm học 2013 - 2014 U0 Giá trị u 110 2V , giá trị cực đại U 220 2V , nên ugh (vị trí A/2) gh 0 2 Từ lược đồ pha suy ra góc pha 600 1 3 4 0 Số đo cung tương ứng đèn sáng: αsáng = 4 240 1 3 2 0 Số đo cung tương ứng đèn tắt: αtắt = 2 4 120 1 3 1 T 0,02(s) B A Chu kỳ: 0 50 120 600 Thời gian đèn sáng trong một chu kỳ: tắt T T 2T 1 tsáng = αsáng= 240 (s) 2 360 3 75 sáng -110 2 110 2 sáng u -220 2 220 2 Thời gian đèn tắt trong một chu kỳ: T T T 1 tắt ttắt = αtắt= 120 (s) 2 360 3 150 240 0 3000 C D 2 2 Thời gian đèn sáng trong một giây: t .1 (s) 3 3 1 1 Thời gian đèn tắt trong một giây: t .1 (s) 3 3 Tỉ số thời gian đèn sáng và thời gian đèn tắt trong một chu kỳ: 240:120 = 2:1 Lưu ý: Có thể vận dụng lược đồ thời gian kết hợp lược đồ vị trí để tính thời gian đèn sáng, đèn tắt. Dạng 6: Liên quan đến yếu tố cực trị 1. Phương pháp truyền thống - Gặp nhiều khó khăn 2. Phương pháp đường tròn lượng giác. T * Bài toán tìm SMax, SMin trong một khoảng thời gian 0 t 2 - Nhận xét: Vật có vận tốc lớn nhất khi đi qua VTCB, nhỏ nhất khi đi qua vị trí biên, nên trong cùng một khoảng thời gian quãng đường đi được càng dài khi vật càng gần VTCB và càng ngắn khi càng gần vị trí biên. - Trong khoảng thời gian t góc quét của bán kính chuyển động tròn đều tương ứng: . t Sáng kiến kinh nghiệm 30 GV: Nguyễn Văn Long
3. Trường THPT Vũ Duy Thanh Năm học 2013 - 2014 - Quãng đường lớn nhất SMax = P1P2 tương ứng khi vật chuyển động tròn đều ? trên cung MM1 2 = . t từ M1 đến M2 đối xứng qua trục sin S 2Asin Max 2 - Quãng đường nhỏ nhất SMin = 2AP tương ứng khi vật chuyển động tròn đều ? trên cung MM1 2 = . t từ M1 đến M2 đối xứng qua trục cos S 2 A (1 c os ) Min 2 sin M2 M1 M2 2 A P A -A -A cos O P2 O P1 x x 2 M1 * Bài toán tìm tốc độ trung bình lớn nhất, nhỏ nhất trong một khoảng thời T gian 0 t 2 SMax SMin v và v với SMax; SMin tính như trên. tbMax t tbMin t * Bài toán cho quãng đường S < 2A, tìm khoảng thời gian dài nhất và ngắn nhất - Nhận xét: Vật có vận tốc lớn nhất khi đi qua VTCB, nhỏ nhất khi đi qua vị trí biên, nên trong cùng một quãng đường, khoảng thời gian càng dài khi vật càng gần vị trí biên và khoảng thời gian càng ngắn khi chuyển động càng gần xung quanh VTCB. - Tuỳ thuộc đề bài để quãng đường bài toán cho đối xứng xung quanh các VTCB (vMax) hay vị trí biên (vMin). Sau đó xác định vị trí đầu x1 và vị trí cuối x2. Kết hợp lược đồ thời gian ta sẽ tính được tMin hay tMax. 3. Bài tập ví dụ. Bài 1. Một vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox, quanh vị trí cân bằng O với biên độ A và chu kỳ T. Trong khoảng thời gian T , quãng đường lớn nhất 4 (nhỏ nhất) mà vật có thể đi được là Sáng kiến kinh nghiệm 31 GV: Nguyễn Văn Long
4. Trường THPT Vũ Duy Thanh Năm học 2013 - 2014 Bài giải sin M 2 M1 M2 A 4 A 4 2 P 2 A A cos -A A O P x O x P2 1 4 2 SMax M1 T 2 Góc quét: . t  Biểu diễn góc quét để tính S 4 4 2 Min Bi ểu diễn góc quét để tính SMax như hình vẽ A A như hình vẽ: S = 2 A 2 SMin = 2AP = 2(A ) A(2 2) Max 2 2 Bài 2: Mét vËt dao ®éng ®iÒu hßa víi biªn ®é A vµ tÇn sè f. Thêi gian ng¾n nhÊt ®Ó vËt ®i ®­îc qu·ng ®­êng cã ®é dµi A lµ 1 1 1 f A. . B. . C. . D. . 6 f 4 f 3 f 4 Bài giải Trên cùng quãng đường A để đi trong thời gian ngắn nhất thì vật phải dao động xung quanh VTCB nhiều nhất. Chia quãng đường A thành 2 phần bằng nhau đối xứng qua VTCB. A A Li độ điểm đầu x1 = , li độ điểm cuối x2 = ; thời gian ngắn nhất đi 2 2 hết quãng đường S = A bằng thời gian ngắn nhất đi từ vị trí NB- đến vị trí + T T T 1 NB . Từ lược đồ thời gian suy ra kết quả: tMin = 12 12 6 6 f T T 12 12 x • • • • • -A -A/2 O A/2 A Bài 3: (ĐH 2010). Một con lắc lò xo dao động điều hòa với chu kì T và biên độ 5 cm. Biết trong một chu kì, khoảng thời gian để vật nhỏ của con lắc có độ lớn gia tốc không vượt quá 100 cm/s2 là T . Lấy 2=10. Tần số dao động của 3 vật là: A. 4 Hz. B. 3 Hz. C. 2 Hz. D. 1 Hz. Sáng kiến kinh nghiệm 32 GV: Nguyễn Văn Long
5. Trường THPT Vũ Duy Thanh Năm học 2013 - 2014 Bài giải: T T 2 0 - Trong thời gian t = góc quét của bán kính: .t . 120 3 3 3 - Trong dao động điều hoà gia tốc có độ lớn nhỏ nhất ở VTCB, lớn nhất ở vị trí biên. 2 - Vị trí gia tốc có giá trị a a0 = 100cm/s ; B A đó là hai vị trí P và P có li độ lần lượt x , x 1 2 1 2 600 xác định theo điều kiện a a0 0 5 -5 -2,5 60 2,5 Do gia tốc có độ lớn bằng nhau tại hai vị P1 P2 trí đối xứng nhau qua VTCB, nên P1 và P2 đối 600 xứng nhau qua VTCB: x1 x2 x C D Gọi thời gian ngắn nhất để vật đi từ VTCB đến P1(hoặc P2) là t. Theo lược đồ lượng giác khoảng thời gian t (để a a0 ) gấp 4 lần t t (T 3) T Suy ra: t 4t t 4 4 12 Theo lược đồ thời gian: thời gian ngắn nhất từ VTCB đến NB là T 12 A Nên P1 ở vị trí –A/2, P2 ở vị trí A/2, vậy x x x 2,5(cm) 1 2 2 2 2 2 - Do đó: a a0  x 100  .2,5 100  40  2 f 1Hz Bài 4: Một con lắc lò xo dao động điều hòa với chu kì T và biên độ 5 10 cm. Biết trong một chu kì, khoảng thời gian để vật nhỏ của con lắc có độ lớn vận tốc không vượt quá 50 cm/s2 là T . Lấy 2=10. Tần số dao động của vật là 3 A. 4 Hz. B. 3 Hz. C. 2 Hz. D. 1 Hz. Bài giải: - Vật có vận tốc lớn nhất khi đi qua VTCB, nhỏ nhất khi đi qua vị trí biên. - Có thể làm tương tự “bài 3”, khác ở chỗ thời gian được tính từ các vị trí t (T 3) T P , P ra biên. t 4t t . 1 2 4 4 12 Sáng kiến kinh nghiệm 33 GV: Nguyễn Văn Long
6. Trường THPT Vũ Duy Thanh Năm học 2013 - 2014 - Theo lược đồ thời gian: trong khoảng thời gian T vật đi từ vị trí A đến vị 12 A 3 A 3 v A trí , mà ở vị trí vận tốc có độ lớn v Max 2 2 2 2 A .5 10 - Kết hợp đề bài ta có: 50  50  2 10 2 f 1Hz 2 2 T Lưu ý: + Trong trường hợp t > T/2 . Tách t n t ' 2 T trong đó n N*;0 t ' 2 T Trong thời gian n quãng đường luôn là 2nA 2 Trong thời gian t’ thì quãng đường lớn nhất, nhỏ nhất tính như trên. III. BÀI TẬP TỰ GIẢI. Dạng 1: Câu 1: Một vật dao động điều hòa theo phương trình x = 3cos(2πt - ), trong 3 đó x tính bằng xentimét (cm) và t tính bằng giây (s). Gốc thời gian đã được chọn lúc vật có trạng thái chuyển động như thế nào? A. Đi qua vị trí có li độ x=-1,5cm và đang chuyển động theo chiều dương của trục Ox B. Đi qua vị trí có li độ x = 1,5cm và đang chuyển động theo chiều âm của trục Ox. C. Đi qua vị trí có li độ x = -1,5cm và đang chuyển động theo chiều âm của trục Ox. D. Đi qua vị trí có li độ x =1,5cm và đang chuyển động theo chiều dương của trục Ox Câu 2: Một vật dao động điều hoà với phương trình x = 8cos(5t) cm. Gốc thời gian được chọn lúc: A. Vật ở biên âm. D. Vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều âm. B. Vật ở biên dương. C. Vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương. Câu 3: Một vật dao động điều hòa với phương trình li độ: x = 4cos(2πt - 2 )(cm). Xác định trạng thái ban đầu của vật? 3 Sáng kiến kinh nghiệm 34 GV: Nguyễn Văn Long
7. Trường THPT Vũ Duy Thanh Năm học 2013 - 2014 A. Vật đang qua vị trí x = - 2(cm) ngược chiều dương. B. Vật đang qua vị trí x = - 2(cm) theo chiều dương. C. Vật đang qua vị trí x = 2(cm) ngược chiều dương. D. Vật đang qua vị trí x = 2(cm) theo chiều dương. Câu 4: Một vật dao động điều hoà có tần số 2Hz, biên độ 4cm. Ở một thời điểm nào đó vật chuyển động theo chiều âm qua vị trí có li độ 2cm thì sau thời điểm đó 1/12 s vật chuyển động theo A. chiều âm qua vị trí có li độ 2 3cm . B. chiều âm qua vị trí cân bằng. C. chiều dương qua vị trí có li độ -2cm. D. chiều âm qua vị trí có li độ -2cm. Câu 5: Một con lắc dao động điều hòa trên mặt phẳng nằm ngang không ma sát, phương trình x = Acos(t + ). Vật có khối lượng 500g và cơ năng bằng 10-2J. Lấy gốc thời gian khi vật có vận tốc v = 0,1m/s và gia tốc là a = - 3 m/s2. Pha ban đầu của dao động là A. /2 B. /4 C. /6 D. /3 Câu 6: Một vật dao động điều hoà, khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp vật qua vị trí cân bằng là 0,5s; quãng đường vật đi được trong 2s là 32cm. Tại thời điểm t=1,5s vật qua li độ x 2 3 cm theo chiều dương. Phương trình dao động của vật là: 5 A. x 8 c os( t ) cm B. x 4 c os(2 t ) cm 3 6 C. x 8 c os( t ) cm D. x 4 c os(2 t ) cm 6 6 Câu 7: Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, khi cân bằng lò xo dãn 4cm. Lấy g 2(m/s2). Thời điểm ban đầu kéo vật thẳng đứng hướng xuống sao cho lò xo dãn 6cm, rồi thả nhẹ cho vật dao động điều hòa. Chiều dương trục tọa độ Ox hướng xuống, gốc tọa độ trùng vị trí cân bằng. Xác định phương trình dao động của vật? A. x = 2cos(5 t)cm. B. x = 2cos(5 t + )cm C. x = 6cos(2,5 t + /2)cm D. x = 6cos(5 t)cm. Câu 8: Một vật nhỏ khối lượng m 400 g được treo vào một lò xo khối lượng không đáng kể, độ cứng k 40 N / m . Đưa vật lên đến vị trí lò xo không biến Sáng kiến kinh nghiệm 35 GV: Nguyễn Văn Long
8. Trường THPT Vũ Duy Thanh Năm học 2013 - 2014 dạng rồi thả ra nhẹ nhàng để vật dao động. Cho g 10 m / s2 . Chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng, chiều dương hướng xuống dưới và gốc thời gian khi vật ở vị trí lò xo có ly độ 5cm và vật đang đi lên. Bỏ qua mọi lực cản. Phương trình dao động của vật sẽ là 5 A. x 5sin 10 t cm B. x 5cos 10 t cm 6 3 C. x 10cos 10 t cm D. x 10sin 10 t cm 3 3 Câu 9: Chọn câu đúng. Một vật dao động điều hoà với dộ dài quỹ đạo là 8cm, thực hiện được 1200 dao động toàn phần trong 1 phút. Chọn gốc thời gian là lúc vật có ly độ 2 3 cm và chuyển động ngược chiều với chiều dương đã chọn . Phương trình dao động của vật là: 2 A. x 8sin 40 t (cm) B. x 4cos 40 t (cm) 3 6 2 C. x 4sin(40 t ) (cm) D. x 4cos 40 t (cm) 6 3 Câu 10: Vào cùng một thời điểm nào đó, hai dòng điện xoay chiều i1 I 0 cos(t 1 ) và i2 I 0 cos(t 2 ) đều có cùng giá trị tức thời là 0,5I 0 nhưng một dòng điện đang giảm, còn một dòng điện đang tăng. Hai dòng điện này lệch pha nhau một góc bằng A. . B. 2 . C. 5 . D. 4 . 6 3 6 3 Dạng 2: Câu 1: Một vật dao động điều hòa với phương trình x 4cos(2 t ) (cm), t 3 tính bằng giây, hỏi trong 1 giây đầu tiên a) vật đi qua vị trí x = 2 3 cm mấy lần. b) vật đi qua vị trí có động năng bằng thế năng mấy lần. c) vật đi qua vị trí có lực kéo về triệt tiêu mấy lần. d) vật đi qua vị trí vận tốc đổi chiều mấy lần. e) vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương mấy lần. f) vật đi qua vị trí x = 2 2 cm theo chiều âm mấy lần. Câu 2: Một vật dao động điều hòa có phương trình: x = 10 cos (t  cm  Vật đi qua vị trí có li độ x = + 5cm lần thứ 1 vào thời điểm nào? Sáng kiến kinh nghiệm 36 GV: Nguyễn Văn Long
9. Trường THPT Vũ Duy Thanh Năm học 2013 - 2014 A. T/6. B. T/12. C. T/4. D. T/3. Dạng 3: Câu 1: Một tụ điện có điện dung 10F được tích điện đến một điện áp xác định. Sau đó nối hai bản tụ điện vào hai đầu một cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm 1H. Bỏ qua điện trở của mạch, lấy π2 = 10. Sau khoảng thời gian ngắn nhất là bao lâu kể từ lúc nối tụ điện vào cuộn cảm đến lúc điện tích tụ điện có giá trị bằng một nửa giá trị ban đầu? 3 1 1 1 A. s. B. s. C. s. D. s. 400 300 1200 600 Câu 2: Một mạch dao động điện từ LC lí tưởng gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm 5 H và tụ điện có điện dung 5F. Trong mạch có dao động điện từ tự do. Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp mà điện tích trên một bản tụ điện có độ lớn cực đại là A. 10-6s. B. 2,5 .10-6s. C. 5 .10-6s. D. 10 .10-6s. Câu 3: Trong maïch dao ñoäng LC coù ñieän trôû thuaàn khoâng ñaùng keå, cöù sau nhöõng khoaûng thôøi gian baèng 0,25.10-4s thì naêng löôïng ñieän tröôøng laïi baèng naêng löôïng töø tröôøng. Chu kì dao ñoäng cuûa maïch laø A. 10-4s. B. 0,25.10-4s. C. 0,5.10-4s D. 2.10-4s Câu 4: Trong m¹ch LC lÝ t­ëng, cø sau nh÷ng kho¶ng thêi gian nh­ nhau t0 th× n¨ng l­îng trong cuén c¶m vµ vµ trong tô ®iÖn l¹i b»ng nhau. Chu kú dao ®éng riªng cña m¹ch lµ: A. T = t0/2 B. T = 2t0 C. T = t0/4 D. T = 4t0 Câu 5: Cho mạch dao động LC. Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp năng lượng của tụ điện bằng năng lượng của cuộn cảm là: 0,5 0,25 A. ∆t = 0,5π LC B. ∆t = C. ∆t = π LC D. ∆t = LC LC Câu 6: Một vật dao động điều hòa với tần số bằng 5Hz. Thời gian ngắn nhất để vật đi từ vị trí có li độ x1 = - 0,5A (A là biên độ dao động) đến vị trí có li độ x2 = + 0,5A là A. 1/10 s. B. 1 s. C. 1/20 s. D. 1/30 s. Câu 7: Một vật dao động điều hòa với chu kì 2s, biên độ 4cm.Thời gian ngắn nhất để vật đi từ vị trí cân bằng đến diểm có li độ 2cm là A. 1/3s B. 1/2s C. 1/6s D. 1/4s Sáng kiến kinh nghiệm 37 GV: Nguyễn Văn Long
10. Trường THPT Vũ Duy Thanh Năm học 2013 - 2014 Câu 8: Một vật dao động điều hoà với tần số 2Hz, biên độ A. Thời gian ngắn nhất khi vật đi từ vị trí biên đến vị trí động năng bằng 3 lần thế năng là : 1 1 1 1 A. s B. s C. s D. s 6 12 24 8 Câu 9: Dòng điện xoay chiều chạy qua một đoạn mạch có biểu thức i 2 2 cos 100 t (A) , t tính bằng giây (s). Vào một thời điểm nào đó, dòng 2 điện đang có cường độ tức thời bằng 2 2(A) thì sau đó ít nhất là bao lâu để dòng điện có cường độ tức thời bằng 6(A) ? 1 1 5 2 A. (s) . B. (s) . C. (s) . D. (s) . 600 300 600 300 Dạng 4: Câu 1: Một vật dao động điều hoà với phương trình: x = 10cos( t/2- /3)cm. Thời gian kể từ lúc bắt đầu khảo sát đến lúc vật qua vị trí có li độ x = 5 3 cm lần thứ ba là A. 6,33s B. 7,24s C. 9,33s D. 8,66s Câu 2: Một vật dao động điều hòa theo phương trình x = 4cos( t - ), trong 2 3 đó x tính bằng xentimét (cm) và t tính bằng giây (s). Một trong những thời điểm vật đi qua vị trí có li độ x = 2 3 cm theo chiều âm của trục tọa độ là: A. t = 5,50s B. t = 5,75s C. t = 5,00s D. t = 6,00s 5 Câu 3: Một vật dao động điều hòa với biểu thức ly độ x 4cos 0,5 t , 6 trong đó x tính bằng cm và t tính bằng giây. Vào thời điểm nào sau đây vật sẽ đi qua vị trí x 2 3 cm theo chiều âm của trục tọa độ? 4 2 A. t 6 s B. t s C. t 3 s D. t s 3 3 Câu 4: Một vật dao động điều hòa với chu kì T. Chọn gốc thời gian là lúc vật qua vị trí cân bằng, vận tốc của vật bằng 0 lần đầu tiên ở thời điểm A. T . B. T . C. T . D. T . 2 8 6 4 Câu 5: Dòng điện chạy qua một đoạn mạch có biểu thức i I 0 cos(100 t 0,5 ) , t tính bằng giây (s). Trong khoảng thời gian từ 0 (s) đến Sáng kiến kinh nghiệm 38 GV: Nguyễn Văn Long
11. Trường THPT Vũ Duy Thanh Năm học 2013 - 2014 0,01 (s), cường độ tức thời của dòng điện có giá trị bằng 0,5I0 vào những thời điểm 1 2 1 3 A. (s) và (s) . B. (s) và (s) . 400 400 200 200 1 3 1 5 C. (s) và (s) . D. (s) và (s) . 400 400 600 600 Câu 6: Điện áp giữa hai đầu một đoạn mạch có biểu thức u 220 2 cos 100 t (V ) , t tính bằng giây (s). Tính từ thời điểm 0 s, tìm 2 thời điểm đầu tiên điện áp có giá trị tức thời bằng giá trị hiệu dụng và điện áp đang giảm ? 1 3 1 2 A. (s) . B. (s) . C. (s) . D. (s) . 400 400 600 300 Câu 7: HiÖu ®iÖn thÕ hai ®Çu ®o¹n m¹ch lµ u 310cos100 t ( V ) . T¹i thêi ®iÓm nµo gÇn gèc thêi gian nhÊt, hiÖu ®iÖn thÕ cã gi¸ trÞ 155V? 1 1 1 1 A. ()s B. ()s C. ()s D. ()s 600 300 150 60 Câu 8: Dòng điện xoay chiều chạy qua một đoạn mạch có biểu thức 1 i 2 2 cos 100 t (A) , t tính bằng giây (s). Vào thời điểm t = s thì dòng điện 300 chạy trong đoạn mạch có cường độ tức thời bằng bao nhiêu và cường độ dòng điện đang tăng hay đang giảm ? A. 1,0 A và đang giảm. B. 1,0 A và đang tăng. C. 2 và đang tăng. D. 2 và đang giảm. Câu 9: Điện áp giữa hai đầu một đoạn mạch có biểu thức u 220 2 cos 100 t (V ) , t tính bằng giây (s). Tại một thời điểm t1 (s) nào 2 đó điện áp đang giảm và có giá trị tức thời là 110 2(V ) . Hỏi vào thời điểm t2 (s) t1 (s) 0,005(s) thì điện áp có giá trị tức thời bằng bao nhiêu ? A. 110 3(V ) . B. 110 3(V ) . C. 110 6(V ) . D. 110 6(V ) . Dạng 5; Sáng kiến kinh nghiệm 39 GV: Nguyễn Văn Long
12. Trường THPT Vũ Duy Thanh Năm học 2013 - 2014 Câu 1: Một chiếc đèn nêôn đặt dưới một hiệu điện thế xoay chiều 119V – 50Hz. Nó chỉ sáng lên khi hiệu điện thế tức thời giữa hai đầu bóng đèn lớn hơn 84V. Thời gian bóng đèn sáng trong một chu kì là bao nhiêu? A. t = 0,0233 s B. t = 0,0200 s C. t = 0,0133 s D. t = 0,0100 s Câu 2: Một đèn neon đặt dưới điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng U 220(V ) và tần số f 50(Hz) . Biết đèn sáng khi điện áp giữa hai cực của nó không nhỏ hơn 155,6(V ) (coi bằng 110 2(V ) ). Tỉ số giữa thời gian đèn sáng và thời gian đèn tắt trong một chu kì của dòng điện là A. 1:1. B. 2 :1. C. 1: 2 . D. 2 : 5 . Dạng 6: Câu 1: Một vật dao động điều hoà với phương trình x = 4cos(4 t + /3). Tính quãng đường lớn nhất mà vật đi được trong khoảng thời gian t = 1/6 (s) A. 3 cm B. 2 3 cm C. 3 3 cm D. 4 3 cm Câu 2: Một vật dao động điều hòa với biên độ 4cm và chu kì 0,2s. Trong thời gian 0,05s thì quãng đường dài nhất mà vật đi được là bao nhiêu? A. 2 2 cm B. 2cm C. 4 2 cm D. 4cm Câu 3: Một chất điểm dao động điều hòa với chu kì T. Trong khoảng thời gian ngắn nhất khi đi từ vị trí biên có li độ x = A đến vị trí x = A , chất điểm 2 có tốc độ trung bình là 6A 9A 3A 4A A. . B. . C. . D. . T 2T 2T T Câu 4: Một con lắc lò xo dao động điều hòa với biên độ 5cm và chu kì 0,2s. Trong thời gian 0,1s động năng của vật không nhỏ hơn 62,5mJ. Độ cứng của lò xo có giá trị là A. 200N/m B. 100N/m C. 120N/m D. 60N/m Câu 5: Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ m và lò xo có độ cứng k = 50N/m dao động điều hòa với chu kì T. Trong thời gian 2T thế năng của vật không nhỏ 3 hơn 62,5mJ. Biên độ dao động của vật là A. 5cm B. 5 3 cm C. 10cm D. 5 2 cm Sáng kiến kinh nghiệm 40 GV: Nguyễn Văn Long
13. Trường THPT Vũ Duy Thanh Năm học 2013 - 2014 IV. Kết luận Trên đây là kinh nghiệm giải các bài toán về dao động điều hòa bằng phương pháp: ‘Sử dụng đường tròn lượng giácđể giải nhanh một số bài toán dao động điều hòa trong chương trinh vật lí 12 THPT’. phương pháp này có thể vận dụng bài toán từ đơn giản đến phức tạp. Tôi viết đề tài này không phải phủ nhận vai trò của phương pháp đại số mà kết hợp với phương pháp đại số thì phương pháp này có thể giúp học sinh giải bài toán này một cách nhanh và chính xác nhất. Rèn luyện năng lực và phát triển bài toán cho häc sinh là một viêc làm hết sức quan trọng và cần thiết đối với giáo viên, qua đó nh»m phát triển tư duy cho học sinh để họ có khả năng vận dụng linh hoạt trong quá trình nhận thức. Việc vận dụng phương pháp ‘Sử dụng đường tròn lượng giác để giải nhanh một số bài toán dao động điều hòa trong chương trinh vật lí 12 THPT’ trong quá trình giảng dạy và bồi dưỡng học sinh giỏi lớp 12 ở trường THPT Vũ Duy Thanh bước đầu thu được những kết quả đáng khích lệ. 100% học sinh có thể vận dụng được phương pháp này để giải được một số bài toán. 90% học sinh vận dụng phương pháp này giải được các bài toán về dao động điều hòa như các dạng trên. Phương pháp này đã áp dụng được đối với các bài toán về dao động điều hòa gồm dao động cơ, sóng cơ, dao động điện từ và dòng điện xoay chiều có trong các đề thi tốt nghiệp và đại học, cao đẳng. Tôi xin chân thành cảm ơn mọi đóng góp của đồng nghiệp về đề tài này. Người thực hiện đề tài Nguyễn Văn Long Sáng kiến kinh nghiệm 41 GV: Nguyễn Văn Long
14. Trường THPT Vũ Duy Thanh Năm học 2013 - 2014 Tài liệu tham khảo 1. Sách giáo khoa vật lí lớp 12 chương trình cơ bản và nâng cao 2. Đề thi tuyển sinh Đại học, Cao đẳng các năm. 3. Đề thi thử đại học của các trường THPT và THPT chuyên. 4. Tài liệu trên internet Sáng kiến kinh nghiệm 42 GV: Nguyễn Văn Long