Đang tải... (xem toàn văn)
TIẾT:BÀI 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA I. MỤC TIÊU1. Kiến thức Thực hiện thí nghiệm đơn giản tạo ra được dao động và mô tả được một số ví dụ đơn giản về dao động tự do. Vận dụng được các khái niệm: biên độ, chu kì, tần số, tần số góc, độ lệch pha để mô tả dao động điều hoà.2. Năng lựca. Năng lực chung Năng lực tự học: Chủ động tích cực thực hiện những công việc của bản thân trong học tập thông qua việc tham gia đóng góp ý tưởng, đặt câu hỏi và trả lời các yêu cầu. Giao tiếp và hợp tác: Thảo luận nhóm thực hiện thí nghiệm để mô tả được một số ví dụ đơn giản về dao động tự do Năng lực giải quyết vấn đề: Xác định được và biết tìm hiểu các thông tin liên quan đến dao động điều hòa, đề xuất giải pháp giải quyết.b. Năng lực vật lí Nêu được khái niệm dao động điều hòa và phương trình của dao động điều hòa. Xác định được biên độ của một điểm trên mặt pít – tông chuyển động trong xi lanh của động cơ đốt trong. Vận dụng được kiến thức để làm bài tập và giải thích được một số vấn đề trong thực tế.3. Phẩm chất Chăm chỉ, trung thực, trách nhiệm trong học tập và thực hành.II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU1. Giáo viên SGK, SGV, Giáo án. Ảnh hoặc video về một số hiện tượng được đề cập đến trong SGK: dao động cơ (dây đàn ghita rung động, chiếc xích đu đung đưa, pít – tông chuyển động lên xuống trong xi lanh của động cơ,...); dao động của con lắc lò xo, con lắc đơn. Máy chiếu, máy tính (nếu có).2. Học sinh Mỗi nhóm HS: 1 giá thí nghiệm, 1 lò xo dài, 1 đoạn dây mảnh không dãn, 1 quả nặng có móc treo (Hình 1.1 SGK). HS cả lớp: Hình vẽ (hoặc video clip) thí nghiệm Hình 1.2 và một số vật dao động trong thực tế, 1 máy tính, 1 máy chiếu, 1 bộ TN minh hoạ mối liên hệ giữa dao động điều hoà và chuyển động tròn đều (Hình 1.4 SGK).III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌCHoạt động 1. Mở đầua. Mục tiêu: Thông qua một số ví dụ trong thực tiễn về một số vật dao động để HS có được khái niệm ban đầu về dao động cơ và đặc điểm chung của chúng.b. Nội dung: GV cho HS quan sát hình vẽ hoặc xem video clip về vật dao động trong cuộc sống hằng ngày như đàn ghi ta rung động, em bé đung đưa trên chiếc đu, píttông chuyển động lên xuống trong xilanh của động cơ,... thảo luận về khái niệm dao động cơ và những đặc điểm chung của dao động cơ.c. Sản phẩm học tập: HS trả lời được những câu hỏi mà GV đưa ra để thảo luận về những đặc điểm chung của dao động cơ.d. Tổ chức thực hiện
TIẾT: BÀI 1: DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA I MỤC TIÊU Kiến thức - Thực thí nghiệm đơn giản tạo dao động mô tả số ví dụ đơn giản dao động tự - Vận dụng khái niệm: biên độ, chu kì, tần số, tần số góc, độ lệch pha để mơ tả dao động điều hồ Năng lực a Năng lực chung - Năng lực tự học: Chủ động tích cực thực cơng việc thân học tập thơng qua việc tham gia đóng góp ý tưởng, đặt câu hỏi trả lời yêu cầu - Giao tiếp hợp tác: Thảo luận nhóm thực thí nghiệm để mơ tả số ví dụ đơn giản dao động tự - Năng lực giải vấn đề: Xác định biết tìm hiểu thơng tin liên quan đến dao động điều hòa, đề xuất giải pháp giải b Năng lực vật lí - Nêu khái niệm dao động điều hịa phương trình dao động điều hòa - Xác định biên độ điểm mặt pít – tơng chuyển động xi lanh động đốt - Vận dụng kiến thức để làm tập giải thích số vấn đề thực tế Phẩm chất - Chăm chỉ, trung thực, trách nhiệm học tập thực hành II THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU Giáo viên - SGK, SGV, Giáo án - Ảnh video số tượng đề cập đến SGK: dao động (dây đàn ghita rung động, xích đu đung đưa, pít – tơng chuyển động lên xuống xi lanh động cơ, ); dao động lắc lò xo, lắc đơn - Máy chiếu, máy tính (nếu có) Học sinh - Mỗi nhóm HS: giá thí nghiệm, lị xo dài, đoạn dây mảnh không dãn, nặng có móc treo (Hình 1.1 SGK) - HS lớp: Hình vẽ (hoặc video clip) thí nghiệm Hình 1.2 số vật dao động thực tế, máy tính, máy chiếu, TN minh hoạ mối liên hệ dao động điều hoà chuyển động trịn (Hình 1.4 SGK) III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động Mở đầu a Mục tiêu: Thông qua số ví dụ thực tiễn số vật dao động để HS có khái niệm ban đầu dao động đặc điểm chung chúng b Nội dung: GV cho HS quan sát hình vẽ xem video clip vật dao động sống ngày đàn ghi ta rung động, em bé đung đưa đu, pít-tơng chuyển động lên xuống xi-lanh động cơ, thảo luận khái niệm dao động đặc điểm chung dao động c Sản phẩm học tập: HS trả lời câu hỏi mà GV đưa để thảo luận đặc điểm chung dao động d Tổ chức thực Các bước thực Nội dung bước Bước 1: GV giao - GV chiếu video/ hình ảnh số vật dao động thực tế nhiệm vụ + Dây đàn ghita rung động + Xích đu đung đưa + Pít – tơng chuyển động lên xuống Bước 2: HS thực nhiệm vụ - GV giới thiệu với HS: Chuyển động vật gọi dao động học - GV đặt câu hỏi yêu cầu HS thảo luận: + Khi dao động, dây đàn ghita, xích đu, pit – tơng có đặc điểm gì? + Dao động có đặc điểm chung gì? - HS quan sát video, hình ảnh đưa câu trả lời Bước 3: Báo cáo, thảo luận - GV mời – bạn ngẫu nhiên đứng dậy trình bày suy nghĩ (HS chưa cần trả lời xác đầy đủ: ví dụ vật chuyển động quanh vị trí đặc biệt) Bước 4: GV kết luận - GV tiếp nhận câu trả lời dẫn dắt HS vào bài: Để trả lời câu hỏi nhận định chúng vào học ngày hơm nay: Bài 1: Dao động điều hịa Hoạt động Hình thành kiến thức Hoạt động 2.1 Tìm hiểu đặc điểm chung dao động điều hòa a Mục tiêu: - HS làm thí nghiệm, quan sát để tìm đặc điểm chung dao động b Nội dung: GV cho HS làm thí nghiệm thực hoạt động theo SGK để tìm hiểu đặc điểm chung dao động điều hòa c Sản phẩm học tập: Rút đặc điểm dao động điều hòa d Tổ chức hoạt động: Các bước thực Nội dung bước Bước 1: GV giao - GV chia HS thành đến nhóm, phát dụng cụ thí nghiệm cho nhiệm vụ nhóm, yêu cầu HS làm việc nhóm theo bước phần thí nghiệm mục I.1 SGK – tr6 Bước 2: HS thực nhiệm vụ Bước 3: Báo cáo, thảo luận + Xác định vị trí cân vật + Kéo vật lệch khỏi vị trí cân thả tay cho chuyển động Quan sát chuyển động vật cho nhận xét đặc điểm chúng - GV theo dõi nhóm, kịp thời giúp đỡ, gợi ý, hướng dẫn động viên nhóm - GV yêu cầu đại diện nhóm báo cáo kết thí nghiệm Gợi ý: + Vị trí cân vật vị trí vật đứng yên + Kéo vật lệch khỏi vị trí cân bằng, vật chuyển động qua lại quanh vị trí cân - GV nhận xét phát biểu thành kết luận - GV yêu cầu HS trả lời phần câu hỏi tập SGK – tr6: Nêu ví dụ dao động mà em biết - GV nêu ví dụ dao động cành đung đưa có gió thổi dao động lắc đơn đồng hồ lắc, yêu cầu HS khác hai dao động Gợi ý: + Dao động cành cây: vật chuyển động qua lại quanh vị trí cân nhiên sau khoảng thời gian trạng thái dao động không lặp lại cũ (vật không trở lại vị trí cũ) + Dao động lắc đơn đồng hồ lắc: Vật chuyển động qua lại quanh vị trí cân bằng, sau khoảng thời gian nhau, trạng thái dao động lặp lại cũ (quả lắc trở lại vị trí cũ theo hướng cũ) - Sau HS phát biểu ý kiến, GV nêu kết luận dao động điều hòa - HS hoạt động nhóm thực hành thí nghiệm tìm hiểu đặc điểm dao động - HS ý lắng nghe GV giảng bài, tìm câu trả lời cho câu hỏi mà GV yêu cầu - Đại diện nhóm trình bày kết thí nghiệm - GV mời đại diện – HS trình bày câu trả lời, HS trả lời câu - GV mời HS khác nhận xét, bổ sung Bước 4: GV kết luận - GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức chuyển sang nội dung nhận định Hoạt động 2.2 Tìm hiểu đồ thị phương trình dao động điều hịa a Mục tiêu: - HS nhận biết đồ thị dao động lắc lị xo có dạng hình sin - HS kết nối với kiến thức toán học để đưa phương trình dao động điều hồ b Nội dung: GV tổ chức cho HS quan sát hình ảnh, video thí nghiệm dao động lắc lị xo; giới thiệu đồ thị dao động lắc yêu cầu HS trả lời câu hỏi khám phá c Sản phẩm học tập: HS rút kiến thức đồ thị phương trình dao động điều hòa d Tổ chức hoạt động: Các bước thực Nội dung bước Bước 1: GV giao nhiệm vụ Nhiệm vụ 1: Tìm hiểu đồ thị dao động điều hòa - GV cho HS quan sát video dao động lắc lò xo (link video) - GV chiếu hình ảnh dao động lắc lị xo hình 1.2 SGK Gọi t = thời điểm bắt đầu quan sát, x = vị trí cân cầu - GV giới thiệu với HS: Đường cong Hình 1.2 SGK đồ thị dao động lắc lò xo - GV yêu cầu HS vẽ đồ thị dao động điều hòa ghi kết luận dao động điều hịa Nhiệm vụ 2: Tìm hiểu phương trình dao động điều hòa - Trên sở HS học hàm sin hàm cosin mơn tốn, GV x A cos t tương ứng với đồ tiếp tục giới thiệu với HS hàm thị hình sin gọi phương trình dao động điều hịa - GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK cho biết ý nghĩa đại lượng x, v, A, dao động điều hòa - GV chốt lại kiến thức với HS phương trình dao động điều hịa - GV tổ chức cho HS trả lời câu hỏi hoạt động SGK – tr7, * Câu hỏi (SGK – tr7) Một vật dao động điều hịa có phương trình ( x=2 cos πtt+ πt ( cm ) ) Hãy xác định: a) Biên độ pha ban đầu dao động b) Pha li độ dao động t = 2s * Hoạt động (SGK – tr8) Đồ thị li độ - thời gian lắc đơn dao động điều hịa mơ tả hình 1.3 Hãy mơ tả dao động điều hịa lắc đơn Xác định biên độ li độ lắc thời điển t = 0; t = 0,5s; t = 2,0s * Câu hỏi (SGK – tr8) Pít – tơng động đốt dao động đoạn thẳng dài 16 cm làm cho trục khuỷu động quay (hình 1.5) Xác định biên độ dao động điểm mặt pít – tơng - GV lưu ý với HS: Dao động có phương trình x= A cos ( ωtt+ φ )hay x= A sin ( ωtt +φ ) có đồ thị dạng hình sin dao động điều hòa Dao động điều hòa dao động đơn giản - GV yêu cầu HS đọc mục “Em có biết” SGK – tr8 để biết cách tạo dao động điều hòa lắc đơn với biên độ dao động nhỏ - GV hướng dẫn HS tìm hiểu thí nghiệm mối liên hệ dao động điều hòa chuyển động tròn mục “Em có biết” SGK – tr8 - GV ý với HS lưu ý để thí nghiệm thành cơng: + Xác định chu kì vật chuyển động tròn khoảng 1,7s + Lựa chọn lắc lò xo lắc đơn Đối với lắc lò xo cần lựa chọn lì xo có độ cứng k vật nặng có khối lượng m tính chu kì dao động theo công thức: T =2 πt √ m k cho chu kì dao động lắc lị xo chu kì vật chuyển động trịn Đối với lắc đơn cần lựa chọn chiều dài dây treo phù hợp với tính chu kì dao động theo công thức T =2 πt Bước 2: HS thực nhiệm vụ √ l cho chu kì dao động g lắc đơn chu kì vật chuyển động trịn + Thí nghiệm cần xác định thời gian vật chuyển động tròn biên để thả vật nặng dao động - GV cho HS xem video minh họa mối liên hệ dao động lắc lò xo chuyển động tròn (link video) - GV tiếp tục chiếu cho HS xem video thí nghiệm mối liên hệ dao động điều hòa chuyển động tròn (link video: 0:21 – 0:57) - HS đọc thông tin SGK, quan sát thí nghiệm, hình ảnh, video, chăm nghe GV giảng bài, trả lời câu hỏi mà GV đưa Bước 3: Báo cáo, - GV mời đại diện HS trả lời, đưa ý kiến thân thảo luận - GV mời HS khác nhận xét, bổ sung Bước 4: GV kết luận - GV đánh giá, nhận xét, tổng kết chuyển sang nội dung luyện tập nhận định Hoạt động Luyện tập a Mục tiêu: HS củng cố lại kiến thức thông qua hệ thống câu hỏi trắc nghiệm b Nội dung: GV trình chiếu câu hỏi, HS suy nghĩ trả lời c Sản phẩm học tập: HS đưa đáp án d Tổ chức thực hiện: Các bước thực Nội dung bước Bước 1: GV giao - GV trình chiếu câu hỏi trắc nghiệm: nhiệm vụ Câu 1: Một chất điểm dao động điều hồ có quỹ đạo đoạn thẳng dài 10 cm Biên độ dao động chất điểm A cm B -5 cm C 10 cm D -10 cm Câu 2: Một chất điểm dao động điều hoà 10 dao động toàn phần quãng đường dài 120 cm Quỹ đạo dao động có chiều dài A cm B 12 cm C cm D cm Câu 3: Một chất điểm dao động điều hịa với phương trình ( x=5 cos 10 πtt + πt (cm) Li độ vật pha dao động ( ) là: ) A cm B -5 cm C 2,5 cm D -2,5 cm Câu 4: Một chất điểm dao động điều hịa có phương trình li độ theo thời ( gian là: x=5 √ cos 10 πtt + πt (cm) Tại thời điểm t = 1s li độ vật ) bằng: A 2,5cm B √ 3cm C 5cm D 2,5 √ cm Câu 5: Một chất điểm dao động điều hịa có phương trình li độ theo thời ( gian là: x=6 cos 10 πtt + động πt (cm) Li độ vật dao động pha dao ) −πt là: A cm.B -3 cm.C 4,24 cm Bước 2: HS thực nhiệm vụ Bước 3: Báo cáo, thảo luận D -4,24 cm - HS tiếp nhận câu hỏi, nhớ lại kiến thức học, tìm đáp án - HS đưa đáp án cho tập: A A B D A Bước 4: GV kết luận GV đánh giá kết quả, thực nhiệm vụ học tập nhận định Hoạt động Vận dụng a Mục tiêu: Vận dụng kiến thức học để giải số tập vận dụng liên quan b Nội dung: GV chiếu câu hỏi, yêu cầu HS suy nghĩ trả lời c Sản phẩm học tập: HS vận dụng kiến thức dao động điều hòa để trả lời câu hỏi GV đưa d Tổ chức thực hiện: Các bước thực Nội dung bước Bước 1: GV giao GV chiếu câu hỏi tập: nhiệm vụ Câu 1: Một chất điểm dao động điều hịa có phương trình li độ theo thời gian là: x=10 cos ( πt3 t+ πt2 ) (cm) a) Tính quãng đường vật sau dao động b) Tính li độ vật t = 6s Câu 2: Xét cấu truyền chuyển động hình 1.2 Hãy giải thích bánh xe quay pít – tơng dao động điều hòa Bước 2: HS thực nhiệm vụ Bước 3: Báo cáo, thảo luận - HS tiếp nhận câu hỏi, nhớ lại kiến thức học, tìm đáp án - HS đưa đáp án cho tập: Câu a) Quãng đường sau dao động là: s = 10 = 80 (cm) b) Li độ vật t = là: x=10 cos ( πt3 + πt2 )=0 Câu Thanh ngang trùng với trục Ox Hình chiếu cầu trục Ox trùng với đầu ngang Do cầu chuyển động trịn ngang pít - tơng dao động điều hịa Bước 4: GV kết luận *Hướng dẫn nhà nhận định - Xem lại kiến thức học - Hoàn thành tập vào - Xem trước nội dung Bài Mô tả dao động điều hịa IV ĐIỀU CHỈNH, THAY ĐỔI, BỔ SUNG (NẾU CĨ) TIẾT: BÀI: MƠ TẢ DAO ĐỘNG ĐIỀU HỊA I MỤC TIÊU Kiến thức - Nêu khái niệm: li độ, biên độ, chu kì, tần số, tần số góc, pha ban đầu, độ lệch pha dao động điều hoà - Nêu mối liên hệ chu kì, tần số, tần số góc dao động điều hịa - Sử dụng đồ thị, phân tích thực phép tính cần thiết để xác định được: đại lượng đặc trưng pha ban đầu dao động điều hoà - Biết cách xác định độ lệch pha hai dao động điều hòa chu kì - Từ phương trình dao động điều hịa xác định đại lượng đặc trưng dao động điều hòa vẽ đồ thị li độ - thời gian Năng lực a Năng lực chung - Năng lực tự học nghiên cứu tài liệu - Năng lực trình bày trao đổi thông tin - Năng lực nêu giải vấn đề - Năng lực hoạt động nhóm b Năng lực vật lí - Vận dụng khái niệm: li độ, biên độ, chu kì, tần số, tần số góc, pha ban đầu, độ lệch pha để mô tả dao động điều hồ - Vận dụng phương trình dao động điều hịa mối liên hệ chu kì, tần số, tần số góc dao động điều hịa đề giải tập - Sử dụng đồ thị, phân tích thực phép tính cần thiết để xác định được: đại lượng đặc trưng pha ban đầu dao động điều hoà - Xác định độ lệch pha hai dao động điều hòa chu kì - Từ phương trình dao động điều hịa vẽ đồ thị li độ - thời gian Phẩm chất - Có thái độ hứng thú học tập mơn Vật lý - Có u thích tìm hiểu liên hệ tượng thực tế liên quan - Có tác phong làm việc nhà khoa học - Có thái độ khách quan trung thực, nghiêm túc học tập II THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU Giáo viên - Bài giảng powerpoint kèm hình ảnh video liên quan đến nội dung học - Phiếu học tập CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐẶC TRƯNG CỦA DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA PTDĐ: x= A cos ( ωt t +φ ) Tên đại lượng Li độ Tần số góc Biên độ Chu kì Tần số Pha ban đầu Pha t Kí hiệu Định nghĩa Đơn vị Công thức liên PHIẾU HỌC TẬP SỐ ( Câu 1: Một vật dao động điều hịa có phương trình: x=2 cos πtt + πt cm Hãy xác định: ) a Biên độ pha ban đầu dao động b Pha li độ dao động t = 2s Câu 2: Xét vật dao động điều hịa có phụ thuộc li độ thời gian hình vẽ Tại vị trí xét, vật đâu chuyển động theo chiều nào? Xét từ vị trí (x = A) đến vị trí ( x = 0) , ( x = -A) , ( x = 0) , ( x = A) vật thực phần dao động? Tương ứng với phần chu kì dao động? PHIẾU HỌC TẬP SỐ Câu 1: Xét vật dao động điều hòa với đồ thị hình vẽ Xét thời điểm ban đầu vật đâu chuyển động theo chiều nào? Pha ban đầu dao động cho biết điều gì? Xác định pha dao động vật? Câu 2: Hãy tính pha dao động vị trí câu phiếu học tập số 1? PHIẾU HỌC TẬP SỐ Câu 1: Hãy chứng minh độ lệch pha hai dao động chu kì độ lệch pha ban đầu Câu 2: Nhận xét pha dao động trường hợp: a.1>2: b.1