Sáng kiến kinh nghiệm Hướng dẫn học sinh lớp 12 sử dụng máy tính cầm tay giải nhanh và chính xác bài tập “Lập phương trình dao động điều hòa”

 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ 
 TRƯỜNG THPT YÊN ĐỊNH 3
 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
 HƯỚNG DẪN HỌC SINH LỚP 12 SỬ DỤNG
 MÁY TÍNH CẦM TAY GIẢI NHANH VÀ CHÍNH XÁC
BÀI TẬP “LẬP PHƯƠNG TRÌNH DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA”
 Người thực hiện: Lê Thị Bích Việt
 Chức vụ: Giáo viên
 SKKN thuộc môn: Vật lí
 THANH HÓA NĂM 2018 1. MỞ ĐẦU
1.1 Lí do chọn đề tài
 Cùng với sự phát triển nhanh chóng của thế giới trên mọi lĩnh vực và để 
đạt được mục tiêu xây dựng thành công Chủ nghĩa Xã hội, Đảng và nhà nước ta 
luôn coi “giáo dục là quốc sách hàng đầu” và đang thực hiện quá trình đổi mới 
giáo dục một cách toàn diện nhằm mục tiêu“ đào tạo con người Việt Nam phát 
triển toàn diện, có đạo đức, tri thức, sức khoẻ, thẩm mỹ và nghề nghiệp, trung 
thành với lý tưởng độc lập dân tộc và chủ nghĩa xã hội; hình thành và bồi dưỡng 
nhân cách, phẩm chất và năng lực của công dân, đáp ứng yêu cầu của sự nghiệp 
xây dựng và bảo vệ Tổ quốc”.
 Mỗi môn học trong trương trình THPT đều có vai trò rất quan trọng trong 
việc hình thành và phát triển tư duy của học sinh. Trong quá trình giảng dạy, 
người thầy luôn phải đặt ra cái đích là giúp học sinh nắm được kiến thức cơ bản, 
hình thành phương pháp, kĩ năng, kĩ xảo, tạo thái độ và động cơ học tập đúng 
đắn để học sinh có khả năng tiếp cận và chiếm lĩnh những nội dung kiến thức 
mới theo xu thế phát triển của thời đại. 
 Vật lí là môn khoa học cơ bản nên việc dạy vật lí trong trường phổ thông 
phải giúp học sinh nắm được kiến thức cơ bản, trọng tâm của bộ môn, mối quan 
hệ giữa vật lí và các môn khoa học khác để vận dụng các quy luật vật lí vào thực 
tiễn đời sống. Vật lý biểu diễn các quy luật tự nhiên thông qua toán học vì vậy 
hầu hết các khái niệm, các định luật, quy luật và phương pháp của vật lí trong 
trường phổ thông đều được mô tả bằng ngôn ngữ toán học, đồng thời cũng yêu 
cầu học sinh phải biết vận dụng tốt toán học vào vật lí để giải nhanh, chính xác 
bài tập vật lí nhằm đáp ứng được yêu cầu ngày càng cao của các đề thi trung học 
phổ thông dưới hình thức thi trắc nghiệm khách quan như hiện nay. Vấn đề đặt 
ra là với số lượng lớn câu hỏi trắc nghiệm nhiều, trong khi đề thi trắc nghiệm 
phủ hết chương trình, không trọng tâm, trọng điểm,mà thời gian trả lời mỗi câu 
hỏi quá ngắn (không quá 1,5 phút), nên việc ứng dụng máy tính casio vào việc 
giải bài tập vật lí để giải nhanh bài tập vật lí là rất cần thiết. 
 Hiện nay, việc sử dụng máy tính cầm tay của giáo viên cũng như học sinh 
trong tính toán và giải các bài toán đã trở nên phổ biến trong trường trung học 
bởi những đặt tính ưu việc của nó. Với máy tính cầm tay việc hỗ trợ tính toán 
các phép toán đơn giản như cộng trừ, nhân, chia lấy căn là bình thường, máy 
tính cầm tay còn hỗ trợ giải các bài toán phức tạp như: Hệ phương trình bậc nhất 
hai ẩn, Hệ phương trình bậc nhất ba ẩn, giải phương trình bậc hai, bậc ba, tính 
toán số phức  Nhưng việc sử dụng máy tính cầm tay trong việc giải các bài 
toán Vật lí đối với giáo viên và học sinh còn là việc rất mới. Hầu như trên thực 
tế chưa có tài liệu cụ thể nào hướng dẫn sử dụng máy tính cầm tay trong việc 
giải các bài tập Vật lí, chủ yếu là tài liệu giải toán. 
 Trên thực tế có nhiều loại máy tính cầm tay hỗ trợ tốt việc giải các bài 
toán Vật lí, tôi chọn hướng dẫn trên máy tính Casio fx 570MS vì nó có giá rẻ và 
thông dụng trong danh mục thiết bị được cung cấp ở trường THPT, cũng như 
học sinh được học và hướng dẫn sử dụng trong chương trình toán 11. Ngoài ra 
còn các loại máy hỗ trợ hiển thị tự nhiên các biểu thức toán như Casio(VN) fx 
570MS, Casio(VN) fx 570ES,  
 2 2.2 Thực trạng vấn đề 
 Trên cơ sở thực tế dạy học bộ môn Vật lí ở trường THPT Yên Định 3, 
huyện Yên Định, tỉnh Thanh Hóa, tôi nhận thấy một số thực trạng sau:
 Kết quả học tập của rất nhiều học sinh chỉ ở mức độ nhớ các khái niệm, 
hiện tượng, công thức và vận dụng được các công thức để giải các bài tập, học 
sinh chưa vận dụng được kiến thức để giải thích các hiện tượng vật lí trong thực 
tế, không biết về các ứng dụng của kiến thức vật lí trong đời sống và kĩ thuật, 
chưa hứng thú, chưa phát huy được tính tích cực trong học tập.
 Trong các kỳ thi Trung học phổ thông quốc gia, môn vật lí thi dưới hình 
thức trắc nghiệm khách quan, mà thời gian rất ngắn, trong khi đó giáo viên và 
học sinh ứng dụng máy tính để giải các dạng bài tập vật lý rất ít,việc sử dụng 
máy tính Casio còn rất nhiều hạn chế, thao tác chưa thành thạo và hầu như 
không sử dụng hết chức năng của nó.
 Giáo viên đã có nhiều cố gắng trong việc thay đổi phương pháp dạy học 
nhưng vẫn chưa thực sự hiệu quả đối với mọi đối tượng học sinh và tất cả các 
nội dung kiến thức.
 Là giáo viên dạy môn học Vật lí, sau hơn 10 năm dạy học và qua trao đổi 
với đồng nghiệp cũng như tìm hiểu thực tế học sinh, tôi nhận thấy, trong quá 
trình giải bài tập vật lí, nói chung đối với tất cả các đối tượng học sinh, ngay cả 
đối với những học sinh có học lực khá và giỏi thì quá trình giải quyết bài tập vật 
lí hiện nay vẫn còn gặp nhiều khó khăn, bởi lẽ số tiết bài tập để các em cũng cố 
lại kiến thức chưa nhiều, mối liên quan giữa Toán học và Vật lí rất chặt chẽ, nên 
việc kiến thức toán học còn hạn chế đã ảnh hưởng không nhỏ đến kết quả học 
tập môn Vật lí. Qua mỗi bài dạy, việc học sinh nắm được bản chất vật lí không 
khó, nhưng khi áp dụng kiến thức toán học để đưa ra đáp số đúng thì hoàn toàn 
không đơn giản, đặc biệt là đối với học sinh có học lực trung bình và yếu.
2.3 Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề
 Trước thực trạng đó, tôi thấy một trong những giải pháp để khắc phục là:
+ Trang bị đầy đủ kiến thức về lí thuyết về Dao động cơ cho học sinh, đưa ra và 
phân tích các dạng bài tập có liên quan.
+ Trang bị kiến thức toán học phần số phức phù hợp cho học sinh, đặc biệt là 
học sinh có học lực trung bình và yếu.
+ Kết hợp việc tư duy, tự học, tự đọc tài liệu tham khảo của học sinh.
+ Hướng dẫn học sinh sử dụng máy tính Casio vào mục đích bài học một cách 
phù hợp.
 Tôi mạnh dạn đưa ra một vài bài tập trắc nghiệm áp dụng phương pháp 
“SỬ DỤNG MÁY TÍNH CASIO ĐỂ GIẢI NHANH VÀ CHÍNH XÁC BÀI 
TẬP TRẮC NGHIỆM “LẬP PHƯƠNG TRÌNH DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA” 
phần Dao động cơ môn Vật lí 12 cơ bản.
2.3.1 Cơ sở lí thuyết
 Thực chất của viết phương trình dao động điều hòa là xác định các đại 
lượng A, và của phương trình x A cos(t ).
 4 v0 sẽ được: 24 
 x x0 i 24
  Kết quả này có nghĩa là
 x 24cos( t )cm.
 2
 Chọn A
Ví dụ 2. Vật m dao động điều hòa với tần số 0,5Hz, tại thời điểm t 0 nó có li 
độ x0 4(cm) , vận tốc v0 12,56(cm / s), lấy 3,14 . Phương trình dao động của 
vật có dạng:
A. x 4cos( t )cm. B. x 4cos( t )cm.
 4 4
C. x 4 2 cos( t )cm. D. x 4 2 cos( t )cm.
 4 4
 Giải:
Cách 1. Giải lượng giác
Tần số góc:  2 f (rad / s) với x0 4(cm),v0 12,56(cm / s)
 v2
Biên độ: A x2 4 2(cm)
  2
 x Acos(t ) x(0) 4 2cos 4 
Ta có: khi t 0 (rad) (1)
 v Asin(t ) 4
 v(0) 4 2 sin 12,56
Vậy phương trình dao động điều hòa của vật có dạng: x 4 2cos( t )(cm). 
 4
Chọn C
Cách 2: Dùng máy tính cầm tay Casio Fx 570ES (2)
 Giải tóm tắt Thao tác nhập máy và kết quả
 Tần số góc:  2 f (rad / s) Bấm: MODE 2 và SHIFT MODE 4
 với x 4(cm),v 12,56(cm / s) 12,56
 0 0 Nhập: 4 i
 v 12,56 3,14
 x x 0 i 4 i
 0  3,14 Bấm: SHIFT 2 3 = 
 1
 sẽ được 4 2  
 4
 Kết quả này có nghĩa là
 x 4 2 cos( t )cm
 4
 Chọn C
Chú ý: Việc giải phương trình (1) vừa mất thời gian vừa không đơn giản với học 
sinh có học lực trung bình và yếu, nhưng việc bấm máy tính như hướng dẫn (2) 
vừa đỡ tốn thời gian lại không gây khó khăn cho mọi đới tượng học sinh.
Ví dụ 3. Vật m gắn vào đầu một lò xo nhẹ, dao động điều hòa với chu kỳ 1s. 
người ta kích thích dao động bằng cách kéo m khỏi vị trí cân bằng ngược chiều 
 6 Giải tóm tắt Thao tác nhập máy và kết quả
 2 
  3(rad / s) Bấm: MODE 2 và SHIFT MODE 4 
 T 9 3
 Nhập: 3 i
 a x(0) 3
 3
 t 0 : v 9 3 Bấm: SHIFT 2 3 = 
 b (0) 
 1
  3 Sẽ được: 6 
 v 9 3 3
 x x (0) i 3 i
 (0)  3 Kết quả này có nghĩa là
 x 6cos(3t )cm
 3
 Chọn D
Ví dụ 6. Một vật dao động điều hòa theo phương ngang trong 100s nó thự hiện 
được 50 dao động và cách vị trí cân bằng 5cm thì có tốc độ 5 3cm / s. Lấy 
 2
 10. Chọn gốc thời gian t 0 là lúc vật đi qua vị trí có tọa độ x0 5cm theo 
chiều âm với vận tốc v0 5 3(cm / s). Phương trình dao động của vật có dạng 
 2 2 
A. x 10cos( t )cm. B. x 10cos( t )cm.
 3 3
C. x 10cos( t )cm. D. x 10cos( t )cm.
 2 2
 Giải tóm tắt Thao tác nhập máy và kết quả
 t 100 2 
 T 2(s),  (rad / s) Bấm: MODE 2 và SHIFT MODE 4 
 n 50 T Nhập: -5 + 5 3 i
 v(0)
 x x(0) i 5 5 3i Bấm: SHIFT 2 3 = 
  2
 Sẽ được: 10 
 3
 Kết quả này có nghĩa là
 2 
 x 10cos( t )cm.
 3
 Chọn B
Ví dụ 7. Một vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox. Lúc t 0 vật có li độ 
 2 2
 x0 2cm, vận tốc v0 2(cm / s) và gia tốc a0 2(cm / s ). Phương trình 
dao động của vật có dạng 
 3 
A. x 2cos( t )cm. B. x 2cos( t )cm.
 4 4
 3 
C. x 2cos( t )cm. D. x 2cos( t )cm.
 4 4
 Giải tóm tắt Thao tác nhập máy và kết quả
 8