Thiết kế bài giảng điện tử hỗ trợ học sinh tự học phần “dao động cơ” – vật lý 12 nâng cao

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA VẬT LÝ  NGUYỄN THỊ CẨM Đề tài: THIẾT KẾ BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ HỖ TRỢ HỌC SINH TỰ HỌC – PHẦN DAO ĐỘNG CƠ – VẬT LÝ 12 NÂNG CAO Người hướng dẫn khoa học TS LÊ THANH HUY Đà Nẵng, 05/2014 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đề tài khóa luận “Thiết kế giảng điện tử hỗ trợ học sinh tự học – Phần Dao động – Vật lý 12 Nâng cao” Tôi xin chân thành cảm ơn giáo, thầy giáo tận tình hướng dẫn, giảng dạy tơi suốt q trình học tập rèn luyện trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng Đặc biệt xin chân thành cảm ơn quý cô giáo, thầy giáo khoa Vật lý – Trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng tận tâm, nhiệt huyết truyền tải kiến thức chuyên môn, dạy cho trưởng thành Tơi xin tỏ lịng biết ơn chân thành sâu sắc đến TS Lê Thanh Huy người thầy trực tiếp hướng dẫn, dìu dắt bảo tơi q trình thực khóa luận Để thực tốt thực nghiệm luận án, xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo, em học sinh trường THPT Thái Phiên, Thành phố Đà Nẵng giúp đỡ trả lời thực tế câu hỏi điều tra, khảo sát Tôi xin chân thành cảm ơn bạn bè, thầy cô đặc biệt bố mẹ động viên, giúp đỡ, tạo điều kiện tốt cho tơi suốt q trình thực khóa luận Đà Nẵng, ngày 16 tháng 05 năm 2014 Sinh viên Nguyễn Thị Cẩm DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BGĐT : Bài giảng điện tử CNTT : Công nghệ thông tin GD : Giáo dục GV : Giáo viên HS : Học sinh NXB : Nhà xuất PPDH : Phương pháp dạy học THPT : Trung học phổ thơng QTDH : Q trình dạy học PTDH : Phương tiện dạy học TNSP : Thực nghiệm sư phạm VTCB : Vị trí cân VBA : Visual basic for Application PP : Powerpoint MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài .1 Mục tiêu đề tài Nhiệm vụ nghiên cứu Giả thuyết khoa học Phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu .3 Những đóng góp đề tài .4 Cấu trúc đề tài NỘI DUNG Chƣơng 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆC XÂY DỰNG BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ HỖ TRỢ HỌC SINH TỰ HỌC BẰNG PHẦN MỀM MICROSOFT POWERPOINT 1.1 Một số vấn đề dạy học 1.1.1 Bản chất trình dạy học 1.1.2 Lý luận dạy học tích cực 1.1.2.1 Tính tích cực 1.1.2.2 Tích cực học tập 1.1.2.3 Phương pháp dạy học tích cực .6 1.1.2.4 Những dấu hiệu đặc trưng phương pháp dạy học tích cực 1.1.2.5 Một số hình thức tổ chức dạy học tích cực phổ biến .8 1.2 Cơ sở lí luận giảng điện tử .10 1.2.1 Bài giảng điện tử .10 1.2.1.1 Khái niệm giảng điện tử 10 1.2.1.2 Cấu trúc, chức giảng điện tử 11 1.3 Cơ sở lí luận trình tự học 14 1.3.1 Khái niệm trình tự học 14 1.3.2 Bản chất trình tự học 15 1.3.3 Các hình thức tự học .15 1.3.4 Vị trí vai trị tự học 16 1.3.5 Nội dung trình tự học 17 1.3.5.1 Xây dựng động học tập 18 1.3.5.2 Xây dựng kế hoạch học tập 19 1.3.5.3 Tự nắm vững nội dung tri thức 19 1.3.5.4 Tự kiểm tra đánh giá kết học tập 21 1.4 Cơ sở lý luận việc thiết kế giảng điện tử dạy học Vật lý trường THPT 21 1.4.1 Các nguyên tắc dạy học Vật lý 21 1.4.2 Vai trò giảng điện tử dạy học Vật lý trường THPT .22 1.4.3 Quy trình tổ chức tự học Vật lý cho học sinh với giảng điện tử .22 Cấu trúc chương trình tự học học sinh với giảng điện tử .22 1.4.4 Ưu điểm phương pháp tự học môn Vật lý trường THPT 26 KẾT LUẬN CHƢƠNG 26 Chƣơng XÂY DỰNG BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ VÀ TỔ CHỨC TỰ HỌC PHẦN DAO ĐỘNG CƠ - VẬT LÝ 12 NÂNG CAO BẰNG BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ TƢƠNG TÁC 28 2.1 Khái quát kiến thức chương Dao động – Vật lý 12 Nâng cao 28 2.2 Những định hướng sư phạm việc thiết kế giảng .28 2.3 Tiến trình thiết kế giảng điện tử hỗ trợ học sinh tự học .29 2.3.1 Giới thiệu tổng quan giảng điện tử 29 2.3.2 Nội dung giảng điện tử 29 2.3.3 Tiến trình sử dụng giảng điện tử hỗ trợ học sinh tự học chương Dao động – Vật lý 12 Nâng cao .31 Chƣơng 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 51 3.1 Mục đích, nội dung thực nghiệm sư phạm 51 3.1.1 Mục đích 51 3.1.2 Nhiệm vụ 51 3.2 Đối tượng nội dung thực nghiệm sư phạm 51 3.2.1 Đối tượng thực nghiệm sư phạm .51 3.2.2 Nội dung thực nghiệm sư phạm 51 3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 52 3.3.1 Chọn mẫu thực nghiệm 52 3.3.2 Tiến hành điều tra, thu thập số liệu xử lý kết 52 3.4 Đánh giá kết thực nghiệm sư phạm .53 3.4.1 Thái độ học sinh việc học giảng điện tử 53 3.4.2 Thực trạng sử dụng giảng điện tử dạy học Vật lý trường THPT 54 3.4.3 Nguyện vọng học sinh học giảng điện tử 56 KẾT LUẬN 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 PHỤ LỤC 62 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Để tạo nguồn nhân lực đáp ứng yêu cầu xã hội nay, trách nhiệm ngành giáo dục (GD) vô quan trọng Báo cáo Ban chấp hành Trung ương Đảng khoá IX Văn kiện Đại hội X Đảng nhấn mạnh vấn đề đổi GD: “Đổi cấu tổ chức, nội dung, phương pháp dạy học theo hướng chuẩn hoá, đại hoá, xã hội hố Phát huy trí sáng tạo, khả vận dụng, thực hành người học”[1] Văn kiện Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ XI nêu rõ “Phát triển giáo dục đào tạo với phát triển khoa học công nghệ quốc sách hàng đầu; đầu tư cho giáo dục đào tạo đầu tư phát triển Đổi toàn diện giáo dục đào tạo theo nhu cầu phát triển xã hội; nâng cao chất lượng theo yêu cầu chuẩn hoá, đại hoá, xã hội hoá, dân chủ hoá hội nhập quốc tế, phục vụ đắc lực nghiệp xây dựng bảo vệ Tổ quốc Đẩy mạnh xây dựng xã hội học tập, tạo hội điều kiện cho công dân học tập suốt đời”[2] Trong thập niên gần đây, đổi giáo dục đào tạo trở thành xu toàn cầu Khoa học công nghệ giới phát triển vũ bão, tạo bước tiến nhảy vọt, đặc biệt lĩnh vực điện tử - viễn thông, tin học công nghệ thông tin (CNTT) Tại Việt Nam, ứng dụng thành tựu khoa học công nghệ, cụ thể CNTT vào cơng dạy học, nhằm thích ứng với phát triển giáo dục thời đại bối cảnh kinh tế tri thức phát triển mạnh mẽ trở thành mục tiêu quan trọng hàng đầu Vật lý học môn khoa học thực nghiệm, kiến thức chủ yếu hình thành, xây dựng kiểm tra qua thực nghiệm Tuy nhiên, nhiều lí khác khơng phải thí nghiệm thực (như tượng Vật lý trừu tượng, quan sát mắt thường, thí nghiệm mà tượng xảy nhanh, khó qua sát, thí nghiệm nguy hiểm, khơng thể khơng có điều kiện để thực hiện) Vì giáo viên (GV) phải có kĩ thuật thay thí nghiệm ảo, flash, phim, hình ảnh để trực quan hóa thí nghiệm, tượng Vật lý Việc ứng dụng thành CNTT dạy học Vật lý lựa chọn đắn giảng điện tử (BGĐT) công cụ đắc lực để thể trực quan Mặt khác, đa số GV thiết kế BGĐT phần mềm trình chiếu PowerPoint với hiệu ứng, hoạt cảnh thành phần multimedia hình ảnh, âm thanh… người học tiếp nhận thông tin chiều: nghe tiếp nhận khơng có tương tác giảng với GV học sinh (HS) Dùng ngơn ngữ lập trình Visual basic for Application (VBA) tích hợp PowerPoint ta tạo giảng tương tác (bài trình chiếu tác động lên người dùng – người dùng tác động lên trình chiếu trình chiếu trả cho người dùng kết khác nhau) Từ lý chọn đề tài “Thiết kế giảng điện tử hỗ trợ học sinh tự học – Phần Dao động – Vật lý 12 Nâng cao” Mục tiêu đề tài - Làm rõ sở lý luận khoa học phương pháp hỗ trợ HS tự học BGĐT thiết kế phần mềm Microsoft PowerPoint 2010 - Hình thành quy trình phương thức tổ chức tự học cho HS, tự ôn luyện kiến thức thi đại học theo BGĐT thiết kế phần mềm Microsoft PowerPoint - Xây dựng tiến trình sử dụng BGĐT dùng để hỗ trợ HS tự học vừa nghe, vừa nhìn dạy phấn bảng, tương tác với giảng; đồng thời kết hợp video, hình ảnh, thí nghiệm ảo, flash mô phỏng… giảng phần mềm Microsoft PowerPoint Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu sở lý luận khoa học phương pháp hỗ trợ HS tự học, từ đề xuất hình thức hỗ trợ tự học, nguyên tắc phương pháp thực - Nghiên cứu nội dung chương trình phần Dao động – Vật lý 12 Nâng cao - Tổ chức điều tra ý kiến HS GV trung học phổ thông (THPT) việc sử dụng, chất lượng yêu cầu BGĐT - Xây dựng BGĐT dùng để hỗ trợ HS tự học phần Dao động – Vật lý 12 Nâng cao phần mềm Microsoft PowerPoint có sử dụng ngơn ngữ lập trình VBA - Tổ chức thực nghiệm sư phạm xử lí số liệu để đánh giá hiệu việc sử dụng BGĐT hỗ trợ HS tự học Giả thuyết khoa học Hiện BGĐT đa phần khai thác khía cạnh hỗ trợ GV dạy học Nếu xây dựng hệ thống BGĐT đề tài hỗ trợ tốt HS tự học, chủ động thời gian đồng thời cung cấp giảng hoàn thiện để nâng cao chất lượng dạy học BGĐT phần Dao động – Vật lý 12 Nâng cao trường THPT Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu thiết kế BGĐT phần Dao động – Vật lý 12 Nâng cao Đối tƣợng nghiên cứu Hiệu việc tự học phần Dao động – Vật lý 12 Nâng cao với hỗ trợ BGĐT thiết kế phần mềm Microsoft PowerPoint Phƣơng pháp nghiên cứu 7.1 Phương pháp nghiên cứu lí luận - Nghiên cứu văn kiện Đảng, tạp chí Giáo dục, tài liệu lí luận dạy học, tâm lý học, webside BGĐT mạng internet… - Nghiên cứu tài liệu phần mềm Microsoft PowerPoint - Nghiên cứu nội dung, chương trình phần Dao động – Vật lý 12 Nâng cao - Nghiên cứu số đề tài nghiên cứu khác liên quan đến vấn đề nghiên cứu 7.2 Phương pháp chuyên gia - Tham khảo ý kiến góp ý thầy cô trường THPT, thầy trường đại học trước q trình nghiên cứu 7.3 Phương pháp thực nghiệm - Tiến hành điều tra thực trạng tình hình sử dụng BGĐT HS GV THPT - Tiến hành gửi giảng trường THPT để GV THPT đánh giá, nhận xét hiệu 7.4 Phương pháp thực tiễn - Khảo sát thực trạng tình hình tự học HS THPT - Điều tra lực sử dụng máy vi tính HS GV trường THPT - Điều tra tình hình sử dụng BGĐT trường THPT 7.5 Phương pháp thống kê - Dựa vào số liệu thu thống kê, phân tích xử lí kết Những đóng góp đề tài Nghiên cứu sâu thực trạng tự học HS THPT đưa phương pháp tổ chức dạy học hỗ trợ HS tự học phần Dao động – Vật lý 12 Nâng cao Đề tài sử dụng làm tài liệu phần Dao động – Vật lý 12 Nâng cao giúp cho HS GV việc dạy, học kiểm tra đánh giá theo hướng phát huy tính tự học HS Cấu trúc đề tài Ngoài phần mở đầu, phần kết luận, tài liệu tham khảo phụ lục phần nội dung đề tài gồm chương: Chƣơng 1: Cơ sở lý luận việc xây dựng BGĐT hỗ trợ HS tự học phần mềm Microsoft PowerPoint Chƣơng 2: Xây dựng giảng điện tử tổ chức tự học phần Dao động - Vật lý 12 nâng cao giảng điện tử tương tác Chƣơng 3: Thực nghiệm sư phạm Hoạt động 5: Vẽ đồ thị dao động điều hịa Từ xác định biểu thức, chu kì, biểu thức tần số dao động điều hòa Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh - Yêu cầu HS vẽ đồ thị dao động - HS lập bảng biến thiên x theo t điều hòa vẽ đồ thị hàm số: - Hỏi: Xác định biểu thức chu kì, biểu Từ đồ thị li độ dao động điều hòa ta thức tần số dao động điều hòa Co thấy: biết dao động điều hịa có phải dao + Dao động điều hòa dao động tuần động tuần hồn khơng? Vì sao? hồn + Giai đoạn chuyển động từ thời điểm đến giai đoạn ngắn lặp lại liên tục mãi, dao động tồn phần Suy chu kì T dao động điều hòa : + Tần số dao động điều hòa Hoạt động 6: Xác định vận tốc gia tốc dao động điều hòa Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh - Yêu cầu HS xác định vận tốc gia - TL: Ta có: tốc dao động điều hịa, rút nhận xét biến đổi vận tốc gia tốc theo thời gian - Lắng nghe ghi nhớ - GV nhận xét: + Vận tốc gia tốc biến thiên điều hòa tần số với li độ + Vận tốc có giá trị cực đại li độ li độ , có giá trị cực tiểu 103 + Gia tốc ngược pha với li độ Hoạt động 7: Tìm hiểu cách biểu diễn dao động điều hịa vectơ quay Hoạt động giáo viên - Hỏi: Cho vectơ Hoạt động học sinh quay - TL: Ta có: quanh điểm O mặt phẳng chứa trục tọa độ Ox với tốc độ góc Tại thời điểm ban đầu t = 0, góc trục Ox Xác định hình chiếu trục Ox thời điểm t - Lắng nghe ghi nhớ - GV nhận xét: + Vận tốc gia tốc biến thiên điều hòa tần số với li độ + Vận tốc có giá trị cực đại li độ , có giá trị cực tiểu li độ + Gia tốc ngược pha với li độ Hoạt động 8: Củng cố học định hƣớng nhiệm vụ học tập Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh GV đưa câu hỏi củng cố Thực yêu cầu GV chuẩn bị Sau HS làm xong, yêu cầu HS: - HS nhà làm tập 1, 2, 3, 4, 104 SGK tập giao Học cũ xem trước IV RÚT KINH NGHIỆM ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ………… BÀI 7: CON LẮC ĐƠN – CON LẮC VẬT LÍ I MỤC TIÊU Kiến thức - Biết cấu tạo lắc đơn, lắc vật lí - Thiết lập phương trình động lực học lắc đơn lắc vật lí - Nắm vững cơng thức lắc đơn lắc vật lí, vận dụng chúng để giải số toán đơn giản - Củng cố kiến thức dao động điều hòa học trước Kĩ - Rèn luyện kĩ ôn luyện kiến thức cũ - Rèn luyện kĩ tư toán học để xây dựng phương trình động lực học lắc đơn lắc vật lí Thái độ - Có niềm đam mê, yêu thích khoa học; hứng thú khám phá, giải thích tượng sống - Hứng thú, tích cực tự giác học tập nghiêm túc II CHUẨN BỊ Giáo viên - Chuẩn bị lắc đơn lắc vật lí Học sinh - Ôn lại khái niệm vận tốc gia tốc chuyển động trịn, mơmen quấn tính, mơmen lực trục, phương trình chuyển động vật rắn quay quanh trục 105 III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Ổn định lớp - Kiểm tra sĩ số lớp - Vệ sinh lớp Kiểm tra cũ Câu 1: Chọn phát biểu sai, Dao động điều hịa: A dao động có phương trình tn theo quy luật hình sin cosin thời gian B có chu kì riêng phụ thuộc vào đặc tính hệ dao động C có khơng đổi tỉ lệ với bình phương biên độ D dao động có chu kì phụ thuộc vào tác động bên Câu 2: Vận tốc tức thời dao động điều hòa biến đổi A Cùng pha với li độ B Ngược pha với li độ C Lệch pha vng góc so với li độ D Lệch pha π/4 so với li độ Câu 3: Gia tốc tức thời dao động điều hòa biến đổi A Cùng pha với li độ C Lệch pha  so với li độ B Ngược pha với li độ D Lệch pha π/4 so với li độ Giảng Hoạt động 1: Đặt vấn đề Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh - Dao động lắc đơn gồm vật nặng có kích thước nhỏ, khối lượng m treo đầu sợi dây mềm khơng giãn có độ dài l khối lượng khơng đáng kể có phải dao động tuần hồn khơng cung dao động AOB nhỏ? - HS quan sát dao động lắc đơn, nắm cấu tạo lắc đơn trả lời câu hỏi - Theo học trước, dao động 106 - Đặt vấn đề: Bài học trước lắc đơn dao động tuần hoàn khảo sát dao động tuần hoàn HS nhận thức vấn đề học lắc lò xo biết dao động lắc lò xo dao động điều hòa Liệu dao động lắc đơn có phải dao động điều hịa khơng? Bài học hơm giúp trả lời câu hỏi Hoạt động 2: Xây dựng phƣơng trình động lực học lắc đơn: Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh GV nêu câu hỏi vấn đề cần nghiên Học sinh thảo luận chung toàn lớp cứu - Muốn biết dao động lắc có phải dao động điều hịa hay khơng cần phải biết phương trình động lực học lắc Phương trình động lực học lắc có dạng nào? GV nêu câu hỏi gợi ý: Vật nặng vị trí M xác định cung - Xác định tọa độ lắc OM = s, s gọi li độ cung - Muốn xác định tọa độ lắc cần Dây treo QM xác định góc phải chọn hệ quy chiếu OQM = α gọi li độ góc - Hệ thức liên hệ li độ s, chiều dài Chiều dương để tính s α chiều từ l góc α O đến A ur Các lực tác dụng lên vật: trọng lực P , ur - Phân tích lực tác dụng vào vật phản lực R theo hướng MQ uur - Phân tích trọng lực thành hai thành uur ur phần, Pn theo phương dây treo, Pt ur - Thành phần Pn trọng lực R dây treo không gây gia tốc cho vật theo phương tiếp tuyến với quỹ đạo theo phương tiếp tuyến với quỹ đạo chuyển động vật mà hợp lực 107 chuyển động thành phần lực có chúng lực hướng tâm giữ cho vật tác dụng kéo vật vị trí cân chuyển động quỹ đạo tròn lực đàn hồi lắc lò xo? - Thành phần lực không gây gia Ta có phương trình định luật II tốc theo phương tiếp tuyến với quỹ đạo Newton: Pt = ma = ms’’ Với dao động chuyển động? - Viết phương trình định luật II Newton nhỏ sinα ≈ α, gần coi cung OM đoạn thẳng, nên: ms’’= cho vật - Chỉ xét dao động nhỏ, tức góc α nhỏ, cịn li độ s « l, phương - mgsinα ≈ - mgα ≈ - mg s l g l trình định luật II Newton viết  s’’+ s = nào? g - Nhận xét phương trình động lực Đặt ω = l học lắc đơn? phương trình động lực học giống phương trình động lực - Suy nghiệm phương trình động học lắc lị xo: s’’+ ω2s = lực học lắc đơn Nếu chọn li độ góc α để xác định vị trí - Nếu chọn li độ góc α để xác định vị trí vật nặng phương trình động lực học vật nặng phương trình động lực có dạng: α’’+ ω2α = học có dạng nào? - Phương trình dao động lắc - Nghiệm phương trình động lực đơn là: s = Acos(ωt+φ) học phương trình dao động Kích thích ban đầu cho lắc lắc đơn, phương trình dao động cách kéo lệch khỏi vị trí cân lắc đơn có dạng nào? Áp dụng phía phải đến li độ cong s0 thả tự điều kiện ban đầu để viết phương trình Chọn mốc thời gian t = lúc thả vật, dao động lắc đơn ta có điều kiện ban đầu: s(0) = Acos(φ) = s0 v(0) = -ωAsinφ = Giải hệ phương trình: Acos(φ) = s0 { -ωAsinφ = Ta A = s0 { φ=0 Vậy, kích thước ban đầu 108 phương trình dao động lắc đơn là: s = s0cos(ωt) - Nếu xác định vị trí lắc - Nếu xác định vị trí lắc tọa độ góc α phương trình dao động tọa độ góc α phương trình dao động lắc có dạng: lắc có dạng nào? α = α0cos(ωt) Hoạt động 3: Xây dựng phƣơng trình động lực học lắc vật lí Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh GV giới thiệu lắc vật lí: - Con lắc vật lí vật rắng quay HS tiếp thu, ghi nhớ quanh trục ngang cố định - Trục quay qua Q vng góc với HS thảo luận chung toàn lớp mặt phẳng hình vẽ G trọng tâm vật, α góc lệch QG so với đường thẳng đứng Chiều dương hình vẽ GV nêu câu hỏi vấn đề cần nghiên cứu tiếp Ta có: - Dao động nhỏ lắc vật lí có Tổng momen lực trục quay phải dao động điều hịa khơng? qua Q là: M = - P NG (dấu âm Phương trình dao động lắc vật momen làm vật quay ngược chiều lí có dạng nào? dương chọn) GV nêu câu hỏi gợi ý: - Từ hình vẽ: 109 - Muốn viết phương trình dao động M = -P QG sinα = - mgdsinα, lắc vật lí cần phải xây dựng với d = GQ phương trình động lực học Mặt khác: M = γ - Vật rắn chịu lực tác dụng? Với dao động nhỏ sinα ≈ α, nên - Momen lực tác dụng vào vật làm vật mgd   ''   0 quay xác định nào? I - Viết phương trình động lực học Đặt   vật rắn mgd ta có: I  ''   2  Vậy, nghiệm phương trình là:    0cos(t   ) Con lắc vật lí dao động điều hịa với GV thơng báo ứng dụng lắc vật chu kì: T  2   2 I mgd lí: - Dùng lắc vật lí đo gia tốc trọng HS tiếp thu ghi nhớ trường g Đặt lắc vị trí, đo chu kì T lắc dao động Từ suy gia tốc trọng trường vị trí đặt lắc Biết giá trị g vị trí khác vùng, suy phân bố khối lượng khoáng vật mặt đất vùng Hoạt động 4: Tìm hiểu hệ dao động Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh GV thông báo khái niệm hệ dao động, sau u cầu HS lấy ví dụ hệ dao động - Hệ dao động bao gồm vật dao động HS tiếp thu, ghi nhớ vật tác dụng lực kéo lên vật dao động Ví dụ hệ dao động: 110 - Vật nặng gắn vào đầu lị xo có đầu cố định hệ dao động - Con lắc đơn với trái đất hệ dao động - Con lắc vật lí với trái đất hệ dao động GV thông báo: - Dao động hệ xảy tác dụng HS tiếp thu, ghi nhớ nội lực gọi dao động tự dao động riêng - Mọi dao động tự hệ có tần số góc xác định, gọi tần số riêng vật hay hệ Ví dụ, tần số góc riêng lắc lò xo   k , m lắc đơn Trái Đất   g l Hoạt động 5: Củng cố học định hƣớng nhiệm vụ học tập Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh GV đưa câu hỏi củng cố Thực yêu cầu GV chuẩn bị Sau HS làm xong, yêu cầu HS: - HS nhà làm tập 1, 2, 3, 4, SGK tập giao Học cũ xem trước IV RÚT KINH NGHIỆM 111 BÀI 8: NĂNG LƢỢNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA I MỤC TIÊU Kiến thức - Biết cách tính tốn để tìm biểu thức động năng, Vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc động theo thời gian, từ rút nhận xét phụ thuộc động theo thời gian - Đưa dự đoán lắc lị xo bảo tồn chứng minh dự đốn - Củng cố kiến thức bảo tồn vật chuyển động tác dụng lực - Giải số toán đơn giản liên quan đến động năng, năng, lắc lò xo Kĩ - Rèn luyện kĩ lơgic tốn học để xây dựng biểu thức động năng, năng, lắc lò xo - Rèn luyện kĩ đưa dự đốn có Thái độ - Hứng thú, tích cực tự giác học tập nghiêm túc II CHUẨN BỊ Giáo viên - Vẽ hình 8.1 hình 8.2 vào giấy khổ A0 Học sinh - HS ôn lại khái niệm động năng, năng, lực thế, bảo toàn vật chịu tác dụng lực III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Ổn định lớp - Kiểm tra sĩ số lớp - Vệ sinh lớp Kiểm tra cũ Câu 1: Chu kì dao động nhỏ lắc đơn phụ thuộc vào: 112 A Khối lượng lắc B Điều kiện kích thích ban đầu cho lắc dao động C Biên độ dao động lắc D Chiều dài dây treo lắc Câu 2: Tại nơi xác định, lắc đơn dao động điều hịa với chu kì T, chiều dài lắc tăng lần chu kì lắc A không đổi B tăng 16 lần C tăng lần D tăng lần Giảng Hoạt động 1: Đặt vấn đề Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh GV nêu câu hỏi kiểm tra kiến thức cũ - Kể tên viết công thức số lực mà em biết - Trong chuyển động vật chịu tác HS suy nghĩ cá nhân tìm câu trả lời dụng lực tổng động vật có đặc điểm gì? Đặt vấn đề: Khi vật dao động, vị trí HS nhận thức vấn đề vận tốc ln thay đổi theo thời học gian, mà động vật luôn biến đổi Trong này, ta xét xem biến đổi diễn nào? Hoạt động 2: Tìm hiểu biến đổi vật Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh GV nêu câu hỏi vấn đề cần nghiên HS thảo luận chung toàn lớp cứu - Trong dao động lắc lò xo, Thế vật nặng lắc lò 113 vật nặng biến đổi nào? xo đàn hồi lị xo 1 Wt  kx  kA2cos2 (t   ) 2 GV nêu câu hỏi gợi ý: - Viết biểu thức vật chịu tác Áp dụng công thức lượng giác: dụng lực đàn hồi - Biểu thức vật nặng cos2 (t   )  dao động lắc lò xo - Vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc theo thời gian  cos2(t   ) Ta có: 1 Wt  m A2  m A2cos2(t   ) 4 - Rút nhận xét biến đổi Chọn gốc thời gian cho φ = 0, ta có đường biểu diễn Wt theo thời theo thời gian gian hình vẽ: - Tại thời điểm t = 0, có giá trị bao nhiêu? - Nhận xét biến đổi nửa chu kì? - Thế biến thiên điều hịa với tần số góc gấp lần tần số góc li độ x Từ đồ thị ta có: - Tại thời điểm t = 0, có giá trị cực đại m A2 , giảm đến giá trị vào thời điểm t  đến giá trị cực đại điểm t  114 T T , sau tăng m A2 vào thời Hoạt động 3: Tìm hiểu biến đổi động vật nặng lắc lò xo Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh GV nêu câu hỏi vấn đề cần nghiên cứu tiếp: - Trong dao động lắc lò xo, HS thảo luận chung toàn lớp động vật nặng biến đổi nào? GV nêu câu hỏi gợi ý: Động vật nặng lắc - Viết biểu thức động vật lò xo xác định: - Biểu thức động vật nặng 1 Wđ  mv  m( x' )2 2 dao động lắc lò xo  m A2 sin (t   ) - Vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc động theo thời gian - Rút nhận xét biến đổi động Áp dụng công thức lượng giác: sin (t   )  theo thời gian  cos2(t   ) Ta có: 1 Wđ  m A2  m A2cos2(t   ) 4 Chọn góc thời gian cho φ = 0, ta có đường biểu diễn Wđ theo thời gian hình vẽ - Tại thời điểm t = 0, động có giá trị bao nhiêu? - Nhận xét biến đổi động nửa chu kì - Động biến thiên điều hịa với tần số góc gấp lần tần số góc li độ x Từ đồ thị ta có: - Tại thời điểm t = 0, động có giá 115 trị 0, tăng đến giá trị cực đại T m A2 vào thời điểm t  , sau giảm đến giá trị vào thời điểm t GV thông báo: - Vì khối lượng lị xo nhỏ so với khối lượng vật nên bỏ qua động lò xo Vậy, động T HS tiếp thu ghi nhớ vật động lắc lò xo Hoạt động 4: Xây dựng biểu thức tính lắc lò xo Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh GV nêu câu hỏi vấn đề cần nghiên cứu tiếp: - Trong dao động lắc lò xo, HS làm việc cá nhân biến đổi nào? Tìm biểu thức tốn học - Trong dao động lắc lò xo, GV nêu câu hỏi gợi ý: - Vật nặng lắc lò xo chịu lực vật chịu lực đàn hồi tác dụng Vì tác dụng? Đặc điểm lực ấy? lực đàn hồi lực nên - Vật chịu lực tác dụng lắc lị xo bảo tồn có đặc điểm gì? Thật vậy: W = Wđ + Wt - Sử dụng công thức toán học để W  m A2 sin (t     cos2 (t   ) chứng minh lắc lị xo bảo tồn 1  W  m A2  kA2 2 Vậy, vật dao động không phụ thuộc thời gian, tức lắc lị xo khơng phụ thuộc thời gian, nên bảo toàn GV thông báo: 116 - Ở ta chứng minh lắc lị xo bảo tồn Các lắc mà học chương chịu tác dụng lực đàn hồi trọng lực, lực thế, nên chúng bảo toàn Hoạt động 5: Củng cố học định hƣớng nhiệm vụ học tập Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh GV đưa câu hỏi củng cố chuẩn Thực yêu cầu GV bị Sau HS làm xong, yêu cầu HS: - HS nhà làm tập 1, 2, 3, 4, SGK tập giao Học cũ xem trước IV RÚT KINH NGHIỆM ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ………… 117 ... GIẢNG ĐIỆN TỬ VÀ TỔ CHỨC TỰ HỌC PHẦN DAO ĐỘNG CƠ - VẬT LÝ 12 NÂNG CAO BẰNG BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ TƢƠNG TÁC 2.1 Khái quát kiến thức chƣơng Dao động – Vật lý 12 Nâng cao Vật lý học ngành khoa học tự nhiên... dụng giảng điện tử hỗ trợ học sinh tự học chƣơng Dao động – Vật lý 12 Nâng cao Trong q trình nghiên cứu lí luận thiết kế BGĐT hỗ trợ HS tự học Theo tôi, tiến trình sử dụng BGĐT để hỗ trợ HS tự học. .. trạng tự học HS THPT đưa phương pháp tổ chức dạy học hỗ trợ HS tự học phần Dao động – Vật lý 12 Nâng cao Đề tài sử dụng làm tài liệu phần Dao động – Vật lý 12 Nâng cao giúp cho HS GV việc dạy, học