Giao an kntt vat ly 11bai 2 mo ta dao dong dieu hoa

Trường: Tổ: Họ tên giáo viên: …………………… Ngày soạn …………………… 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 hịa 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 thơng 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 mơ 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 hịa 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 ( ω t +φ ) Tên đại Tần số Pha ban Pha Li độ Biên độ Chu kì Tần số lượng góc đầu t Kí hiệu Định nghĩa Đơn vị Công thức liên hệ 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 hịa 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 < 2: c 1 = 2: d 1 = 2 ± : Câu 3: Xét hai vật dao động điều hịa với đồ thị hình vẽ Pha ban đầu dao động có giá trị bao nhiêu? Đơ lệch pha hai dao động bao nhiêu? Câu 4: Hãy nhận xét mối liên hệ pha hai dao động sau? Giải thích? Câu 5: Hai lắc dao động điều hòa thời điểm quan sát vị trí chúng biểu diễn hình 2.5 a, b Hỏi dao động lắc sớm pha sớm bao nhiêu? PHIẾU HỌC TẬP SỐ Câu 1: Cho hai dao động phương, có phương trình là: x = 10cos(100πt − π) (cm), xt − πt − π) (cm), x) (cm), x2 = 10cos(100πt − π) (cm), xt + πt − π) (cm), x) (cm) Độ lệch pha hai dao động có độ lớn là: A B 0,25πt − π) (cm), x C πt − π) (cm), x D 2πt − π) (cm), x Câu 2: a Xác định biên độ, chu kì, tần số, tần số góc, pha ban đầu viết phương trình dao động? b Xác định pha dao động thời điểm t = 2,5 s Câu 3: Xác đinh độ lệch pha hai dao động sau? Giải thích? Học sinh - Ơn lại vấn đề học dao động điều hòa - SGK, ghi bài, giấy nháp III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Hoạt động 1: Mở đầu: Trò chơi mảnh ghép a Mục tiêu: - GV tổ chức cho HS chơi trị chơi để ơn tập kiểm tra cũ dao động điều hịa - Kích thích tò mò nhớ lại kiến thức học b Nội dung: Có mảnh ghép tương ứng với câu hỏi liên quan đến kiến thức cũ Yêu cầu HS lật mảnh ghép để trả lời câu hỏi Câu 1: Dao động sau dao động tuần hoàn? A Dao động thuyền nhấp nhô biển B Dao động cành gió thổi C Dao động lắc đồng hồ D Dao động xích đu em bé chơi Câu 2: Dao động là: A Dao động vật qua lại vị trí xa mà vật B Dao động vật qua lại quanh vị trí gần mà vật C Dao động vật qua lại quanh vị trí cân D Dao động tuần hoàn Câu 3: 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 4: Một vật thực dao động điều hịa theo phương Ox với phương trình πt x=6 cos 10 t+ cm Biên độ dao động vật là: πt A 10 cm B cm C cm D 6m Câu 5: Một chất điểm dao động x = 10cos2πt − π) (cm), xt (cm) có pha thời điểm t : A 2πt − π) (cm), x B 2πt − π) (cm), xt C D πt − π) (cm), x Câu 6: Một vật nhỏ dao động điều hòa theo phương trình x = Acos10t (t tính s), A biên độ Tại t = s, pha dao động : A 10 rad B 40 rad C rad D 20 rad Câu 7: Một vật nhỏ dao động theo phương trình x = 5cos(ωt + 0,5π) (cm) Phat + 0,5πt − π) (cm), x) (cm) Pha ban đầu dao động : A πt − π) (cm), x B 0,5πt − π) (cm), x C 0,25πt − π) (cm), x D 1,5πt − π) (cm), x ( ) Câu 8: Cho hai dao động phương, có phương trình là: x = 10cos(100πt − π) (cm), xt − 0,5πt − π) (cm), x) (cm), x2 = 10cos(100πt − π) (cm), xt + 0,5πt − π) (cm), x) (cm) Độ lệch pha hai dao động có độ lớn là: A B 0,25πt − π) (cm), x C πt − π) (cm), x D 0,5πt − π) (cm), x Câu 9: Một vật nhỏ dao động điều hòa theo quỹ đạo dài 12 cm Dao động có biên độ : A 12 cm B 24 cm C cm D cm c Sản phẩm học tập: HS trả lời câu hỏi nắm nội dung kiến thức cũ d Tổ chức thực hiện: Các bước thực Nội dung bước Bước 1: GV giao - GV chuyển giao nhiệm vụ: Tổ chức cho HS chơi trò chơi Mảnh nhiệm vụ ghép để ôn tập kiến thức cũ tìm ảnh bí mật Gợi ý tranh: Đây ứng dụng dao động công nghệ đại? Bước 2: HS thực nhiệm vụ Bước 3: Báo cáo, thảo luận Bước 4: GV kết luận nhận định - Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm - GV hỗ trợ cho HS trình hoạt động Báo cáo kết thảo luận - Đại diện nhóm trình bày - Học sinh nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung sửa lỗi câu trả lời nhóm đại diện - Giáo viên tổng kết đánh giá kết thực nhiệm vụ học tập học sinh - Giáo viên giới thiệu thêm nguyên tắc hoạt động động ô tô: Động đốt hoạt động theo nguyên lý đốt cháy nhiên liệu sinh nhiệt, từ nhiệt biến đổi thành công học dạng mô men quay Đa số xe ô tô dùng động đốt Tuy nhiên, theo xu hướng “xanh hố” ngành tơ, tương lai loại động sử dụng nhiên liệu “sạch” động điện hay động lai hybird thay động đốt - Giáo viên nêu vấn đề: Ở trước ta tìm hiểu đồ thị phương trình dao động điều hịa Vậy, để vẽ đồ thị viết phương trình dao động điều hòa, ta cần biết đại lượng vật lí nào? Ta tìm hiểu kĩ điều qua học hơm nay: Bài 2: MƠ TẢ DAO ĐỘNG ĐIỀU HỊA Hoạt động 2: Hình thành kiến thức Hoạt động 2.1: Tìm hiểu đại lượng đặc trưng dao động điều hòa a Mục tiêu: Học sinh nêu đại lượng đặc trưng dao động điều hòa b Nội dung: - GV chia học sinh thành nhóm, yêu cầu HS tự đọc sách giáo khoa hoàn thành bảng đại lượng đặc trưng dao động điều hòa theo cách ghép mảnh ghép có nội dung vào bảng cho trước - Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm hồn thành yêu cầu dựa gợi ý giáo viên c Sản phẩm học tập: I Các đại lượng đặc trưng dao động điều hòa PTDĐ: x= A cos ( ω t +φ ) Tên đại Li độ Biên độ Tần số góc Chu kì Tần số Pha Pha lượng ban t đầu   Kí hiệu x A T f t +  Định Khoảng Khoảng Góc quay mà Thời Số dao Cho Cho nghĩa cách từ vị cách từ bán kính quét gian động biết biết trí vật t VTCB vật vật trạng trạng tới VTCB đến vị đơn vị thời thực thực thái thái ( Độ dịch trí xa gian hiện của chuyển dao vật vật vật so dao động thời thời với VTCB) động toàn giây điểm điểm t phần t=0 Đơn vị m, cm m,cm Rad/s s Hz rad rad πt Công x A = xmax ω=2 πtf = f= thức T T liên hệ Trong dao động điều hịa vật bốn đại lượng: biên độ, chu kì, tần số, tần số góc đại lượng khơng đổi, khơng phụ thuộc vào thời điểm quan sát Vì chúng đại lượng đặc trưng dao động điều hòa d Tổ chức thực hiện: Các bước thực Nội dung bước Bước 1: GV giao - GV chia lớp thành nhóm giao nhiệm vụ cho HS: nhiệm vụ  Mỗi nhóm đọc sách giáo khoa hoàn thành bảng đặc trưng dao động điều hòa phiếu học tập số  GV chuẩn bị sẵn nội dung ô cần điền, yêu cầu nhóm ghép lại để tạo bảng hồn chỉnh  Nhóm ghép nhanh nhóm hồn thành tốt nhiệm vụ học tập Bước 2: HS thực - Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm nhiệm vụ - GV hỗ trợ cho HS trình hoạt động Bước 3: Báo cáo, Báo cáo kết thảo luận: GV quan sát lựa chọn hai thảo luận nhóm: xác nhất, sai sót nhiều nhất, để trình bày trước lớp - Đại diện nhóm trình bày ĐÁP ÁN PHIẾU HỌC TẬP SỐ Câu 1: a Biên độ A = cm, pha ban đầu πt b + Pha dao động t = 2s πt 17 πt φ=4 πt 2+ = 2 + Li độ dao động t = 2s πt x=2 cos πt 2+ =0  Vật vị trí cân Câu 2: + Vị trí vật A, vận tốc = + Vị trí vật 0, chuyển động theo chiều âm + Vị trí vật -A, vận tốc = + Vị trí vật 0, chuyển động theo chiều dương + Vị trí vật A, vận tốc = Từ vị trí đến 2, 3, 4, vật thực được: 1/4 dao động, 1/2 dao động, 3/ dao động dao động Tương ứng với 1/4 chu kì, 1/2 chu kì, 3/ chu kì chu kì - Học sinh nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung sửa lỗi câu trả lời nhóm đại diện Bước 4: GV kết - Giáo viên tổng kết đánh giá kết thực nhiệm vụ học luận nhận định tập học sinh - Trình chiếu lại bảng hồn chỉnh mảnh ghép để HS hoàn thành vào ghi - GV ý: Trong dao động điều hòa vật bốn đại lượng: biên độ, chu kì, tần số, tần số góc đại lượng khơng đổi, khơng phụ thuộc vào thời điểm quan sát Vì chúng đại lượng đặc trưng dao động điều hịa Hoạt động 2.2: Tìm hiểu kiến thức pha ban đầu độ lệch pha a Mục tiêu: - Học sinh nêu khái niệm pha ban đầu, từ pha ban đầu biết trạng thái chuyển động ban đầu vật - Học sinh biết cách so sánh độ lệch pha dao động b Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm hồn thành u cầu dựa gợi ý giáo viên Học sinh hoàn thành câu phiếu học tập số II Pha ban đầu Độ lệch pha: Pha ban đầu: Cho biết thời điểm bắt đầu quan sát vật dao động điều hòa đâu phía Nó có giá trị nằm khoảng từ -πt − π) (cm), x đến πt − π) (cm), x ( rad) Độ lệch pha hai dao động điều hịa chu kì (cùng tần số) xác định theo công thức: Δt Δφ=2 πt (1.2) T Độ lệch pha đại lượng không đổi không phụ thuộc vào thời điểm quan sát + Nếu φ 1> φ2 dao động sớm pha dao động + Nếu φ 1< φ2 dao động trễ pha dao động + Nếu φ 1=φ2 dao động đồng với dao động + Nếu φ 1=φ2 ± πt dao động ngược pha với dao động ( ) a Hai dao động đồng pha b Hai dao động ngược pha c Sản phẩm học tập: HS hoàn thành phiếu tập làm tập liên quan d Tổ chức thực hiện: Các bước thực Nội dung bước Bước 1: GV giao - GV đặt vấn đề cho pha ban đầu: Phương trình dao động điều nhiệm vụ hịa mơ tả chuyển động vật dao động tương ứng với thời điểm q trình vật dao động Có đại lượng vật lý phương trình cho biết trạng thái chuyển động vật (vật đâu chuyển động theo chiều nào) hay không?  GV lưu ý cách xác định pha ban đầu, sau u cầu HS làm việc nhóm hồn thành Phiếu học tập số - GV đặt vấn đề cho độ lệch pha: Độ lệch pha dao động giá trị không đổi không phụ thuộc vào thời điểm quan sát  Trong khoa học kĩ thuật, độ lệch pha quan pha Bước 2: HS thực nhiệm vụ Bước 3: Báo cáo, thảo luận  Độ lệch pha hai dao động điều hịa chu kì (cùng tần số) xác định theo công thức: Δt Δφ=2 πt (1.2) T  GV u cầu HS làm việc nhóm hồn thành Phiếu học tập số - Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm - GV hỗ trợ cho HS trình hoạt động Báo cáo kết thảo luận: GV quan sát lựa chọn hai nhóm: xác nhất, sai sót nhiều nhất, để trình bày trước lớp - Đại diện nhóm trình bày ĐÁP ÁN PHIẾU HỌC TẬP SỐ Câu 1: + Ban đầu lúc t = 0, vật vị trí biên âm + Pha ban đầu cho biết thời điểm ban đầu vật đâu chuyển động theo chiều + Trên đồ thị t = 0: x = -A  Acos = -A  cos = -1  pha ban đầuφ 1=± πt (rad) Câu 2: Tương ứng với câu phiếu học tập ta có pha dao động vị trí 1, 2, 3, 4, là: 0, πt − π) (cm), x/2, πt − π) (cm), x, 3πt − π) (cm), x/2, 2πt − π) (cm), x ĐÁP ÁN PHIẾU HỌC TẬP SỐ Câu 1: Vì hai dao động chu kì nên tần số góc ωt + 0,5π) (cm) Pha Độ lệch pha ban đầu: Δφ = φ1 − φ2 Pha dao động là: ωt + 0,5π) (cm) Phat + φ1 Pha dao động là: ωt + 0,5π) (cm) Phat + φ2 Độ lệch pha hai dao động thời gian t là: Δφt = ωt + 0,5π) (cm) Phat + φ1 – ωt + 0,5π) (cm) Phat − φ2 = Δφ  Độ lệch pha đại lượng không đổi, không phụ thuộc vào thời điểm quan sát Câu 2: + Nếu φ 1> φ2 dao động sớm pha dao động + Nếu φ 1< φ2 dao động trễ pha dao động + Nếu φ 1=φ2 dao động đồng với dao động + Nếu φ 1=φ2 ± πt dao động ngược pha với dao động Câu 3: Xét vị trí x = 0, dao động cách dao động khoảng cách ô, tương ứng với T/4 chu kỳ  Độ lệch thời gian hai dao động trạng thái T/4  Độ lệch pha là: ∆t ∆ φ=2 = ❑ rad T Câu 4: Nhận thấy: + Hai dao động điều hịa chu kì khác biên độ + Tại thời điểm hai vật dao động điều hịa có trạng thái giống nhau: Tại thời điểm t1 hai vật vị trí cân di chuyển theo chiều dương trục tọa độ Tại thời điểm t2 hai vật li độ cực đại x = +A Hai dao động pha Li độ chúng dấu Câu 5: Tại thời điểm: Con lắc vị trí Biên; Cọn lắc vị trí cân bằng, chuyển động bên trái  dao động lệch khoảng thời gian: t = T/4  Độ lệch pha là: ∆t ∆ φ=2 = ❑ rad T - Học sinh nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung sửa lỗi câu trả lời nhóm đại diện Bước 4: GV kết - Giáo viên tổng kết đánh giá kết thực nhiệm vụ học luận nhận định tập học sinh - GV chốt kiến thức Hoạt động 3: Luyện tập a Mục tiêu: Học sinh luyện tập kiến thức vừa học để thành thạo ghi nhớ tốt kiến thức b Nội dung: Học sinh tìm hiểu tập luyện tập để xác định đại lượng dao động điều hòa độ lệch pha dao động c Sản phẩm học tập: Kiến thức hệ thống phương pháp giải số dạng tốn hình thành d Tổ chức thực hiện: Các bước thực Nội dung bước Bước 1: GV giao - GV hệ thống kiến thức thông qua sơ đồ tư duy, yêu cầu nhiệm vụ HS lập sơ đồ trình bày sản phẩm - GV chuyển gao nhiệm vụ: Yêu cầu HS làm việc nhóm hồn thành phiếu học tập số 4, thời gian chơi thêm trò chơi củng cố thêm lí thuyết “Ơ chữ bí ẩn” với nội dung câu hỏi sau: Hàng dọc: Câu 1: Độ dịch chuyển cực đại vật tính từ vị trí cân Câu 4: Khoảng thời gian để vật thực dao động toàn phần Hàng ngang: Câu 2: Độ dịch chuyển từ VTCB đến vị trí vật thời điểm t Câu 3: Số dao động mà vật thực giây Câu 5: Đại lượng cho biết vật dao động đâu chuyển động theo chiều nào? Bước 2: HS thực nhiệm vụ Bước 3: Báo cáo, thảo luận - Học sinh thực nhiệm vụ theo nhóm - GV hỗ trợ cho HS trình hoạt động Báo cáo kết thảo luận: GV quan sát lựa chọn hai nhóm: xác nhất, sai sót nhiều nhất, để trình bày trước lớp - Đại diện nhóm trình bày ĐÁP ÁN PHIẾU HỌC TẬP SỐ Câu 1: D 2πt − π) (cm), x Câu 2: a + Biên độ dao động: A = 20 cm Chu kì: T = s  Tần số góc: πt rad ω= =πt ( ) T s + Khi t = s x = A  Acos = A  cos =  pha ban đầu  =  Phương trình dao động: x=20 cos ( πt t ) b Pha dao động thời điểm 2,5 s là: 2,5πt − π) (cm), x (rad) Câu 3: + Chu kì dao động: T = 20 s + Xét vị trí x = 0, hai dao động cách khoảng cách ô, tương ứng với 2,5 s  Độ lệch thời gian hai dao động trạng thái ∆ t=2,5 s  Độ lệch pha là: ∆ t 0,5 ❑ ∆ φ=2 = = (rad ) T 20 πt  Dao động nhanh pha dao động lượng : rad ĐÁP ÁN TRÒ CHƠI Câu 1: Biên độ Câu 2: Li độ Câu 3: Tần số Câu 4: Chu kì Câu 5: Pha dao động 10 - HS nhóm khác thảo luận, nhận xét, bổ sung sữa lỗi câu trả lời nhóm đại diện Bước 4: GV kết - GV tổng kết đánh giá kết thực nhiệm vụ học tập luận nhận định học sinh Hoạt động 4: Vận dụng a Mục tiêu: - Giúp học sinh tự vận dụng, tìm tịi mở rộng kiến thức học tương tác với cộng đồng Tùy theo lực mà em thực mức độ khác b Nội dung: Học sinh thực nhiệm vụ nhà theo nhóm cá nhân c Sản phẩm học tập: Bài tự làm vào ghi HS d Tổ chức thực hiện: Nội dung 1: - Làm tập 1, SGK trang 13 Vận dụng kiến - Bài tập: Tim co bóp theo nhịp điều khiển thức hệ thống xung điện dẫn truyền tim Máy điện tim ghi nhận xung điện thị dạng đường điện tâm đồ Đó đường gấp khúc, lên xuống biến thiên theo nhịp co bóp tim Dựa vào hình ảnh điện tâm đồ xác định chu kì đập tim, biết khoảng vng theo chiều ngang tương ứng 0,12 s Nội dung 2: - Ôn lại kiến thức 1, chuẩn bị cho tiết tiếp theo: Chuẩn bị cho tiết Bài 3: VẬN TỐC, GIA TỐC TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA sau IV ĐIỀU CHỈNH, THAY ĐỔI, BỔ SUNG (NẾU CÓ) V KÝ DUYỆT Nam Trực, ngày tháng năm 20 DUYỆT CỦA BGH DUYỆT CỦA TỔ TRƯỞNG GIÁO VIÊN ĐOÀN VĂN DOANH 11