Khbd vật lí 11 bài 1

VẬT LÍ 11 – HK1 Trường: THPT Trần Hưng Đạo Tổ: Vật lí - CNCN Chương Bài Họ tên giáo viên: DAO ĐỘNG MÔ TẢ DAO ĐỘNG Mơn học/Hoạt động giáo dục: Vật lí ; lớp: 11 Thời gian thực hiện: 04 tiết I MỤC TIÊU Kiến thức - Thực thí nghiệm đơn giản tạo dao động - Mô tả số ví dụ đơn giản dao động tự - Nêu định nghĩa biên độ thông qua đồ thị li độ - thời gian - Nêu định nghĩa chu kì, tần số thơng qua đồ thị li độ - thời gian - Nêu định nghĩa độ lệch pha, tần số góc thơng qua đồ thị li độ - thời gian - 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 chủ tự học: học sinh đọc nghiên cứu nhà Chuẩn bị câu hỏi cần trao đổi với giáo viên - Năng lực giao tiếp hợp tác: Học sinh thảo luận nhóm theo yêu cầu gv để hoàn thành câu hỏi SGK PHT - Năng lực giải vấn đề sáng tạo: Thiết kế phương án thí nghiệm thực thí nghiệm đơn giản tạo dao động b Năng lực đặc thù môn học - Nhận thức vật lí: + Mơ tả số ví dụ đơn giản dao động tự + Nêu định nghĩa biên độ thông qua đồ thị li độ - thời gian + Nêu định nghĩa chu kì, tần số thơng qua đồ thị li độ - thời gian + Nêu định nghĩa độ lệch pha, tần số góc thơng qua đồ thị li độ - thời gian - Tìm hiểu giới tự nhiên góc độ vật lí: + Thực thí nghiệm đơn giản tạo dao động - Vận dụng kiến thức, kĩ học: + Vận dụng khái niệm: biên độ, chu kì, tần số, tần số góc, độ lệch pha để mơ tả dao động điều hồ Phẩm chất - Chăm chỉ: Tích cực tìm tòi sáng tạo câu hỏi cá nhân Có ý chí vượt qua khó khăn để đạt kết tốt hoạt động nhóm - Trách nhiệm: Tích cực tham gia hoạt động nhóm để thiết kế phương án thí nghiệm thực thí nghiệm VẬT LÍ 11 – HK1 II THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU - Các hình ảnh, slide powerpoint video liên quan đến nội dung học - Phiếu học tập - Laptop, hình TV, Bảng đen - Dụng cụ thí nghiệm - Sách giáo khoa, sách giáo viên, kế hoạch dạy III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động 1: Mở đầu a Mục tiêu: - Kích thích tị mị, tạo hào hứng cho HS trước vào học b Nội dung: - HS xem slide powerpoint (hoặc video clip) trả lời câu hỏi “Dao động có đặc điểm mô tả nào? c Sản phẩm: - Dao động chuyển động có giới hạn khơng gian vật quanh vị trí xác định Dao động mô tả theo định luật hình sin (cos) theo thời gian - Dao động mơ tả lời thơng qua phương trình tốn học dựa vào thơng tin biên độ, li độ, tần số, chu kì d Tổ chức thực hiện: Bước 1: Giao nhiệm vụ học tập - HS xem hình ảnh (hoặc video clip) trả lời câu hỏi “Dao động có đặc điểm mô tả nào? Bước 2: Thực nhiệm vụ - HS phát vấn đề cần giải - HS hình thành giả thuyết để giải vấn đề đặt Sau tiến hành hoạt động cụ thể quan sát, tìm hiểu, làm thí nghiệm, lập luận…để kiểm chứng giả thuyết - HS báo cáo kết nghiên cứu giải vấn đề - GV theo dõi, gợi ý HS gặp khó khăn Bước 3: Báo cáo, thảo luận - HS đứng chỗ trình bày câu trả lời + Dao động chuyển động có giới hạn khơng gian vật quanh vị trí xác định Dao động mô tả theo định luật hình sin (cos) theo thời gian + Dao động mơ tả lời thơng qua phương trình tốn VẬT LÍ 11 – HK1 học dựa vào thông tin biên độ, li độ, tần số, chu kì - Các HS khác theo dõi, góp ý Bước 4: Kết luận, nhận định - GV nhận xét, đánh giá, cộng điểm khuyến khích cho HS trình bày tốt câu trả lời - Hướng dẫn HS vào học Hoạt động 2: Hình thành kiến thức Hoạt động 2.1: Khái niệm dao động tự a Mục tiêu: - Thực thí nghiệm đơn giản tạo dao động - Mô tả số ví dụ đơn giản dao động tự b Nội dung: - HS đọc SGK, trả lời câu thảo luận số 1, câu luyện tập trang c Sản phẩm: Khái niệm dao động tự a Khái niệm dao động - Dao động học chuyển động có giới hạn khơng gian vật quanh vị trí xác định Vị trí gọi vị trí cân - Dao động tuần hoàn: Dao động mà trạng thái chuyển động vật (vị trí vận tốc) lặp lại cũ sau khoảng thời gian + Ví dụ: dao động lắc đồng hồ, chuyển động lắc đơn; chuyển động lên xuống lò xo; dao động sóng điện từ,…  + Ứng dụng: Ứng dụng vào chuyển động pit-tông động xe, dao động lắc đồng hồ… b Dao động tự do: Dao động hệ xảy tác dụng nội lực gọi dao động tự (dao động riêng) Ví dụ: dao động lắc lò xo, lắc đơn d Tổ chức thực hiện:  Thực thí nghiệm đơn giản tạo dao động Bước 1: Giao nhiệm vụ học tập - Phân cơng nhóm học tập (mỗi nhóm từ đến HS) - Các nhóm đọc SGK, trả lời câu thảo luận số Bước 2: Thực nhiệm vụ - HS phát vấn đề cần giải - HS hình thành giả thuyết để giải vấn đề đặt Sau tiến hành hoạt động cụ thể quan sát, tìm hiểu, làm thí nghiệm, lập luận…để kiểm chứng giả thuyết - HS báo cáo kết nghiên cứu giải vấn đề - GV theo dõi, gợi ý HS gặp khó khăn Bước 3: Báo cáo, thảo luận - Một HS đại diện nhóm đứng chỗ trình bày câu trả lời Câu TL1: a) Thực hai thí nghiệm b) Mô tả chuyển động vật: - Cả hai vật dao động quanh vị trí cân (VTCB) xác định: VẬT LÍ 11 – HK1 lắc lị xo VTCB vị trí sau treo nặng đến lị xo cân bằng; lắc đơn vị trí thấp vật (khi sợi dây có phương thẳng đứng) - Trong trình dao động vật chuyển động qua lại quanh vị trí cân - Con lắc lò xo dao động theo phương thẳng đứng - Con lắc đơn dao động cung trịn với biên độ góc xác định - Các HS khác theo dõi, góp ý Bước 4: Kết luận, nhận định - GV nhận xét, đánh giá, cộng điểm khuyến khích cho nhóm trình bày tốt - Hướng dẫn HS ghi nhận kiến thức  Mô tả số ví dụ đơn giản dao động tự Bước 1: Giao nhiệm vụ học tập - Phân cơng nhóm học tập (mỗi nhóm từ đến HS) - Các nhóm đọc SGK, trả lời câu luyện tập trang Bước 2: Thực nhiệm vụ - Các nhóm xác định vấn đề cần thu thập ý kiến - Tất thành viên đưa ý kiến thời gian quy định - Thư ký nhóm tổng hợp ý kiến, đánh giá lựa chọn ý kiến phù hợp - Rút kết luận - GV theo dõi q trình làm việc nhóm, nêu gợi ý nhóm gặp khó khăn Bước 3: Báo cáo, thảo luận - Một HS đại diện nhóm đứng chỗ trình bày câu trả lời Câu LT trang 6: Ví dụ dao động tự do: dao động lắc lò xo, lắc đơn - Các HS khác theo dõi, góp ý Bước 4: Kết luận, nhận định - GV nhận xét, đánh giá, cộng điểm khuyến khích cho nhóm trình bày tốt - Hướng dẫn HS ghi nhận kiến thức Hoạt động 2.2: Dao động điều hòa a Mục tiêu: - Nêu định nghĩa biên độ thông qua đồ thị li độ - thời gian - Nêu định nghĩa chu kì, tần số thông qua đồ thị li độ - thời gian - Nêu định nghĩa độ lệch pha, tần số góc thơng qua đồ thị li độ - thời gian - Vận dụng khái niệm: biên độ, chu kì, tần số, tần số góc, độ lệch pha để mơ tả dao động điều hồ b Nội dung: - HS đọc SGK, trả lời câu thảo luận số 4, 5, 7, c Sản phẩm: Dao động điều hịa a Giới thiệu thí nghiệm khảo sát phụ thuộc tọa độ vật dao động theo thời gian - Hình dạng đồ thị toạ độ – thời gian vật đường cong (hình sin) có lặp lại sau khoảng thời gian b Li độ, biên độ, chu kì dao động, tần số dao động VẬT LÍ 11 – HK1 - Li độ x vật dao động tọa độ vật mà gốc tọa độ chọn trùng với vị trí cân - Biên độ A độ lớn cực đại li độ - Chu kì dao động T khoảng thời gian để vật thực dao động Tần số dao động f xác định số dao động mà vật thực giây - Trong hệ SI, chu kì dao động có đơn vị giây (s), tần số dao động có đơn vị Héc (Hz) c Khái niệm dao động điều hòa - Dao động điều hòa dao động tuần hoàn mà li độ vật dao động hàm cosin (hoặc sin) theo thời gian d Pha dao động, độ lệch pha, tần số góc - Pha dao động đại lượng đặc trưng cho trạng thái vật trình dao động Độ lệch pha hai dao động điều hòa chu kì (cùng tần số) xác định theo cơng thức: - Tần số góc dao động đại lượng đặc trưng cho tốc độ biến thiên pha dao động Đối với dao động điều hòa, tần số góc có giá trị khơng đổi xác định theo công thức Với φ φ2 pha dao dộng thời điểm t1 t2 Trong hệ SI, tần số góc có đơn vị radian giây (rad/s) d Vận dụng đại lượng vật lí đặc trưng để mơ tả dao động điều hòa - Vd1 (SGK tr11) - Vd2 (SGK tr11) d Tổ chức thực hiện:  Nêu định nghĩa biên độ thông qua đồ thị li độ - thời gian Bước 1: Giao nhiệm vụ học tập - Phân cơng nhóm học tập (mỗi nhóm từ đến HS) - Các nhóm đọc SGK, trả lời câu thảo luận số - Các nhóm đọc SGK, trả lời câu thảo luận số 5a, 5b, nêu định nghĩa biên độ Bước 2: Thực nhiệm vụ - Các nhóm xác định vấn đề cần thu thập ý kiến - Tất thành viên đưa ý kiến thời gian quy định - Thư ký nhóm tổng hợp ý kiến, đánh giá lựa chọn ý kiến phù hợp VẬT LÍ 11 – HK1 - Rút kết luận - GV theo dõi trình làm việc nhóm, nêu gợi ý nhóm gặp khó khăn Bước 3: Báo cáo, thảo luận - Một HS đại diện nhóm đứng chỗ trình bày câu trả lời Câu TL4: Quan sát đồ thị, ta thấy - Hình dạng đồ thị toạ độ – thời gian vật đường cong (hình sin) có lặp lại sau khoảng thời gian - Toạ độ vật nhận giá trị dương, âm - Khoảng cách từ gốc toạ độ đến vị trí mà toạ độ có độ lớn cực đại khơng đổi Câu TL5: a) Các điểm G, P có tọa độ dương; điểm E, M, R có tọa độ âm; điểm F, H, N, Q có tọa độ b) Các điểm E, G, M, P, R có khoảng cách đến vị trí cân cực đại - Li độ x vật dao động tọa độ vật mà gốc tọa độ chọn trùng với vị trí cân - Biên độ A độ lớn cực đại li độ Bước 4: Kết luận, nhận định - GV nhận xét, đánh giá, cộng điểm khuyến khích cho nhóm trình bày tốt - Hướng dẫn HS ghi nhận kiến thức - Yêu cầu nhóm đọc SGK, trả lời câu thảo luận số 5c  Nêu định nghĩa chu kỳ, tần số thông qua đồ thị li độ - thời gian VẬT LÍ 11 – HK1 Bước 1: Giao nhiệm vụ học tập - Phân cơng nhóm học tập (mỗi nhóm từ đến HS) - Các nhóm đọc SGK, trả lời câu thảo luận số 5c, nêu định nghĩa chu kì, tần số Bước 2: Thực nhiệm vụ - Các nhóm xác định vấn đề cần thu thập ý kiến - Tất thành viên đưa ý kiến thời gian quy định - Thư ký nhóm tổng hợp ý kiến, đánh giá lựa chọn ý kiến phù hợp - Rút kết luận - GV theo dõi q trình làm việc nhóm, nêu gợi ý nhóm gặp khó khăn Bước 3: Báo cáo, thảo luận - Một HS đại diện nhóm đứng chỗ trình bày câu trả lời Câu TL5: c) Các cặp điểm G P; F N; H Q; E, M R điểm gần có trạng thái chuyển động - Chu kì dao động T khoảng thời gian để vật thực dao động Tần số dao động f xác định số dao động mà vật thực giây - Trong hệ SI, chu kì dao động có đơn vị giây (s), tần số dao động có đơn vị Héc (Hz) Bước 4: Kết luận, nhận định - GV nhận xét, đánh giá, cộng điểm khuyến khích cho nhóm trình bày tốt - Hướng dẫn HS ghi nhận kiến thức - Yêu cầu nhóm đọc SGK, trả lời câu thảo luận  Nêu định nghĩa độ lệch pha, tần số góc thơng qua đồ thị li độ - thời gian Bước 1: Giao nhiệm vụ học tập - Phân cơng nhóm học tập (mỗi nhóm từ đến HS) - Các nhóm đọc SGK, trả lời câu thảo luận số 7, nêu định nghĩa độ lệch pha, tần số góc Bước 2: Thực nhiệm vụ - Các nhóm xác định vấn đề cần thu thập ý kiến - Tất thành viên đưa ý kiến thời gian quy định - Thư ký nhóm tổng hợp ý kiến, đánh giá lựa chọn ý kiến phù hợp - Rút kết luận - GV theo dõi trình làm việc nhóm, nêu gợi ý nhóm gặp khó khăn Bước 3: Báo cáo, thảo luận - Một HS đại diện nhóm đứng chỗ trình bày câu trả lời Câu TL7: VẬT LÍ 11 – HK1 - Biên độ hai dao động - Tại thời điểm, li độ hai dao động khác nhau: + Tại thời điểm ban đầu, dao động có li độ (vật VTCB) dao động có li độ âm + Sau khoảng thời gian Δt  thì dao động có li độ cực đại dương, dao động có li độ (ở VTCB) + Sau hai dao động có thời điểm li độ (điểm giao hai đồ thị) - Pha dao động đại lượng đặc trưng cho trạng thái vật trình dao động Độ lệch pha hai dao động điều hòa chu kì (cùng tần số) xác định theo cơng thức: - Tần số góc dao động đại lượng đặc trưng cho tốc độ biến thiên pha dao động Đối với dao động điều hịa, tần số góc có giá trị khơng đổi xác định theo công thức Với φ1 φ2 pha dao dộng thời điểm t1 t2 Trong hệ SI, tần số góc có đơn vị radian giây (rad/s) Bước 4: Kết luận, nhận định - GV nhận xét, đánh giá, cộng điểm khuyến khích cho nhóm trình bày tốt - Hướng dẫn HS ghi nhận kiến thức - Yêu cầu nhóm đọc SGK, trả lời câu TL9  Vận dụng khái niệm: biên độ, chu kì, tần số, tần số góc, độ lệch pha để mơ tả dao động điều hồ Bước 1: Giao nhiệm vụ học tập - Phân công nhóm học tập (mỗi nhóm từ đến HS) - Các nhóm đọc SGK, trả lời câu thảo luận số Bước 2: Thực nhiệm vụ - Các nhóm xác định vấn đề cần thu thập ý kiến - Tất thành viên đưa ý kiến thời gian quy định - Thư ký nhóm tổng hợp ý kiến, đánh giá lựa chọn ý kiến phù hợp - Rút kết luận - GV theo dõi q trình làm việc nhóm, nêu gợi ý nhóm gặp khó khăn Bước 3: Báo cáo, thảo luận - Một HS đại diện nhóm đứng chỗ trình bày câu trả lời Câu TL9: VẬT LÍ 11 – HK1 - Hai vật dao động biên độ A = 20 cm - Hai vật dao động chu kì T = s - Trong trình dao động, vật qua vị trí cân theo chiều dương vật qua vị trí biên dương theo chiều âm Nghĩa sau khoảng thời gian ngắn để hai vật có trạng thái chuyển động là Δφ = T/4 - Khi hai dao động lệch pha Δφ = 2π ∆t = π/2 (rad) tức dao động vuông pha T với Bước 4: Kết luận, nhận định - GV nhận xét, đánh giá, cộng điểm khuyến khích cho nhóm trình bày tốt - Hướng dẫn HS ghi nhận kiến thức - Yêu cầu nhóm đọc SGK nội dung PLT; trả lời PLT, câu luyện tập trang 10, 12 Hoạt động 3: Luyện tập a Mục tiêu: - Vận dụng kiến thức vừa học trả lời PLT, câu luyện tập trang 10, 12 b Nội dung: - HS đọc SGK PLT (xem slide powerpoint), trả lời PLT câu luyện tập trang 10, 12 c Sản phẩm: - Đáp án lời giải HS d Tổ chức thực hiện: Bước 1: Giao nhiệm vụ học tập - Phân cơng nhóm học tập (mỗi nhóm từ đến HS) - Các nhóm đọc SGK PLT (xem slide powerpoint), trả lời PLT câu luyện tập trang 10, 12 VẬT LÍ 11 – HK1 Bước 2: Thực nhiệm vụ - Các nhóm xác định vấn đề cần thu thập ý kiến - Tất thành viên đưa ý kiến thời gian quy định - Thư ký nhóm tổng hợp ý kiến, đánh giá lựa chọn ý kiến phù hợp - Rút kết luận - GV theo dõi trình làm việc nhóm, nêu gợi ý nhóm gặp khó khăn Bước 3: Báo cáo, thảo luận - Một HS đại diện nhóm đứng chỗ trình bày câu trả lời PHIẾU LUYỆN TẬP Câu Dao động điều hịa là: A Dao động mơ tả định luật dạng sin (hay cosin) thời gian B Những chuyển động có trạng thái lặp lặp lại cũ sau khoảng thời gian C Dao động có biên độ phụ thuộc vào tần số riêng hệ dao động D Những chuyển động có giới hạn khơng gian, lặp lặp lại quanh VTCB Câu Chu kì dao động A thời gian để trạng thái dao động lặp lại cũ B thời gian ngắn để trạng thái dao động lặp lại cũ C thời gian để vật thực dao động D Câu B C Câu Tần số dao động tuần hoàn A số chu giây B số lần trạng thái dao động lặp lại cũ đơn vị thời gian C số dao động thực thời gian giây D Cả câu A, B, C Câu Pha dao động dùng để xác định: A Biên độ dao động B Tần số dao động C Trạng thái dao động D Chu kỳ dao động Câu Một vật dao động điều hịa trục Ox Hình bên đồ thị biểu diễn phụ thuộc li độ x vào thời gian t Tần số góc dao động là: A 10 rad/s B 10 rad/s C 5 rad/s D rad/s Câu Đồ thị đồ thị sau mô tả dao động pha: x x1 O A Câu LT trang 10: B C t x2 D 10 VẬT LÍ 11 – HK1 - Hai vật dao động biên độ A = 10 cm - Hai vật dao động chu kì T = s - Hai vật dao động tần số f = 1/T = Hz - Tần số góc hai dao động: ω = 2πf = 2π (rad/s) - Trong trình dao động, vật qua VTCB theo chiều dương vật qua VTCB theo chiều âm Nghĩa khoảng thời gian ngắn để hai vật có trạng thái dao động là Δt = 0,5 s nên độ lệch pha Δφ = 2π ∆t  = π (rad) hay nói cách khác T hai dao động ngược pha với Câu LT trang 12: Vật thứ bắt đầu dao động điều hoà từ vị trí cân bằng, mà hai dao động lệch pha Δφ = π/4 rad tức vật thứ bắt đầu dao động từ vị trí  A2 √ 2 Giả sử hai dao động chuyển động từ vị trí ban đầu chúng theo chiều dương, ta có đồ thị sau: - Các HS khác theo dõi, góp ý Bước 4: Kết luận, nhận định - GV nhận xét, đánh giá, cộng điểm khuyến khích cho nhóm trình bày tốt - Hướng dẫn HS ghi nhận kiến thức - Yêu cầu HS nhà tìm kiếm thơng tin, trả lời câu vận dụng trang 12 SGK - Yêu cầu HS đọc nghiên cứu trước học Hoạt động 4: Vận dụng a Mục tiêu: 11 VẬT LÍ 11 – HK1 - Tìm hiểu trình bày số ứng dụng thực tiễn tượng dao động b Nội dung: - HS đọc SGK, trả lời câu vận dụng trang 12 SGK c Sản phẩm: - Bài báo cáo HS d Tổ chức thực hiện: Bước 1: Giao nhiệm vụ học tập - Phân cơng nhóm học tập (mỗi nhóm từ đến HS) - Các nhóm nhà, tìm kiếm thơng tin, trả lời câu vận dụng trang 12 SGK Bước 2: Thực nhiệm vụ - Các nhóm xác định vấn đề cần thu thập ý kiến - Tất thành viên tìm hiểu thơng tin từ nguồn khác - Thư ký nhóm tổng hợp ý kiến, đánh giá lựa chọn ý kiến phù hợp - Rút kết luận Bước 3: Báo cáo, thảo luận * Các nhóm nộp báo cáo cho GV vào học tới - Một số ứng dụng thực tiễn tượng dao động: + Dao động dây đàn ghita ta gẩy dây đàn làm phát âm + Dao động pittong xilanh động Bước 4: Kết luận, nhận định - GV nhận xét, đánh giá, cộng điểm khuyến khích cho nhóm trình bày tốt 12 VẬT LÍ 11 – HK1 13