- Phát biểu được định nghĩa các khái niệm liên quan với sóng: sóng dọc, sóng ngang, tốc độ truyền sóng, tần số, chu kì, bước sóng, pha.. - Viết được phương trình sóng2[r]
(1)Ngày soạn: 12009/2012 Tiết số: 11 + 12 Tuần: 06
Bài 6: Thực hành: KHẢO SÁT THỰC NGHIỆM CÁC ĐỊNH LUẬT DAO ĐỘNG
CỦA CON LẮC ĐƠN
I MỤC TIÊU 1 Kiến thức:
- Nhận biết có phương pháp dùng để phát định luật vật lí
- Phương pháp suy diễn toán học: Dựa vào thuyết hay định luật biết để suy định luật dùng
thí nghiệm để kiểm tra đắn
- Phương pháp thực nghiệm: Dùng hệ thống thí nghiệm để làm bộc lộ mối quan hệ hàm số đại lượng
có liên quan nhằm tìm định luật Biết dùng phương pháp thực nghiệm để:
- Chu kì dao động T lắc đơn không phụ thuộc vào biên độ biên độ dao động nhỏ, không phụ thuộc khối lượng, phụ thuộc vào chiều dài l gia tốc rơi tự nơi làm thí nghiệm
- Tìm thí nghiệm T a l , với hệ số a 2, kết hợp với nhận xét tỉ số
2 2
g
với g = 9,8m/s2, từ đó
nghiệm lại cơng thức lí thuyết chu kì dao động lắc đơn Ứng dụng kết đo a để xác định gia tốc trọng trường g nơi làm thí nghiệm
2 Kĩ năng:
- Lựa chọn độ dài l lắc cách đo để xác định l với sai số nhỏ cho phép
- Lựa chọn loại đồng hồ đo thời gian dự tính hợp lí số lần dao động tồn phần cần thực để xác định chu kì lắc đơn với sai số tỉ đối từ 2% đến 4%
- Kĩ thu thập xử lí kết thí nghiệm: Lập bảng ghi kết đo kèm sai số Xử lí số liệu cách lập tỉ số cần thiết cách vẽ đồ thị để xác định giá trị a, từ suy cơng thức thực nghiệm chu kì dao động lắc đơn, kiểm chứng cơng thức lí thuyết chu kì dao động lắc đơn, vận dụng tính gia tốc g nơi làm thí nghiệm
3 Thái độ: Vui thích môn học, tập trung học tập,… II CHUẨN BỊ
1 Giáo viên:
- Nhắc HS chuẩn bị theo nội dung phần báo cáo thực hành Sgk - Chọn cân có móc treo 50g
- Chọn đồng hồ bấm giây số có độ chia nhỏ 0,01s, cộng thêm sai số chủ quan người đo 0,2s sai số phép đo t = 0,01s + 0,2s = 0,21s Thí nghiệm với lắc đơn có chu kì T 1,0 s, đo thời gian
của n = 10 dao động t 10s, sai số phạm phải là:
0,21 2% 10
t T t T
Thí nghiệm cho
2
1 0,02
100
T s
Kết đủ xác, chấp nhận Trong trường hợp dùng đồ hồ đo thời gian số với cổng quang điện, đo T với sai số 0,001s
2 Học sinh: Trước ngày làm thực hành cần:
- Đọc kĩ thực hành để định rõ mục đích quy trình thực hành - Trả lời câu hỏi cuối để định hướng việc thực hành
- Chuẩn bị tờ giấy kẻ ô milimét để vẽ đồ thị lập sẵn bảng để ghi kết theo mẫu phần báo cáo thực hành Sgk
III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
1.Ổn định tổ chức: Kiểm tra sĩ số, vệ sinh, đồng phục, sgk,… 3 Bài mới:
Đặt vấn đề: Để tìm định luật dao động lắc đơn tiến hành theo hai đường:
Lí thuyết: - Bước 1: Định luật vạn vật hấp dẫn định luật II Newtơn, kết hợp vớI suy luận toán học =>
x=Acos(ωt+ϕ) => T=2π
ω =2π
√
l g (2) Thực nghiệm: - Bước 1: Làm thí nghiệm khác => khảo sát T vào s0, m, l, g,…
- Bước 2: Xử lí số liệu => mốI liện hệ T phụ thuộc yếu tô => kết luận => Mục đích dùng phương pháp thực nghiệm
Hoạt động 1 ( phút): ổn định tổ chức Kiểm tra cũ
* Nắm chuẩn bị học sinh
Hot động học sinh Sự trợ giúp giáo viên
- Báo cáo tình hình lớp - Trả lời câu hỏi thày - Nhận xét bạn
- T×nh h×nh häc sinh
- Yêu cầu: trả lời mực đích thực hành, bớc tiến hành - Kiểm tra miệng, đến em
Hoạt động 2 ( phút) : Bài mới: Tiến hành thí nghiệm thực hành Phơng án
* Nắm đợc bớc tiến hành thí nghiệm, làm thí nghiệm, ghi kết
Hoạt động học sinh Sự trợ giúp giáo viên
- Ph©n nhãm
- Tiến hành lắp đặt theo thày HD - Tiến hành lắp đặt TN
+ HD HS lắp đặt thí nghiệm
- Hớng dẫn nhóm lắp đặt thí nghiệm - Kiểm tra cách lắp đặt, HD cách lắp cho - Tiến hành làm THN theo bớc
- Đọc ghi kết TN - Làm lần trở lên
- Tính toán kết theo yêu cầu
+ HD HS làm TN theo bớc
- Hng dn nhóm đọc ghi kết làm TN
- Kiểm tra kết nhóm, HD tìm kết cho xác
Hot ng 3 ( phỳt) : Phơng án
* Nắm đợc bớc tiến hành thí nghiệm ảo, ghi kết
Hoạt động học sinh Sự trợ giúp giáo viên
- Lµm TH theo HD cđa thµy - Quan sát ghi KQ TH - Tính toán kết
- Sư dơng thÝ nghiƯm ¶o nh SGK
- Hớng dẫn HS làm thí nghiệm theo bớc - Cách làm báo cáo TH
- Nhận xét HS - Làm báo cáo TH
- Thảo luận nhãm - TÝnh to¸n
- Ghi chÐp KQ - Nªu nhËn xÐt
+ Kiểm tra báo cáo TH - Cách trình bày - Nội dung trình bày - Kết đạt đợc
- NhËn xÐt , bỉ xung, tãm t¾t
Hoạt động 3 ( phút): Vận dụng, củng cố
Hoạt động học sinh Sự trợ giúp giáo viên
- Nép b¸o c¸o TH - Ghi nhËn
- Thu nhận báo cáo - Tóm kết TH
- Đánh giá, nhận xét kết dạy
Hot động ( phút): Hớng dẫn nhà
Hoạt động học sinh Sự trợ giúp giáo viên
- Xem làm Bt lại - Về làm đọc SGK sau
- Ôn tập lại chơng I - Thu nhận, tìm cách giải - Đọc sau SGK
IV RT KINH NGHIỆM
(3)
Bài 7: SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ
I MỤC TIÊU1 Kiến thức:
- Phát biểu định nghĩa sóng
- Phát biểu định nghĩa khái niệm liên quan với sóng: sóng dọc, sóng ngang, tốc độ truyền sóng, tần số, chu kì, bước sóng, pha
- Viết phương trình sóng
- Nêu đặc trưng sóng biên độ, chu kì hay tần số, bước sóng lượng sóng - Giải tập đơn giản sóng
- Tự làm thí nghiệm truyền sóng sợi dây
2 Kĩ năng: Vận dụng kiến thức học để giải thích số tượng vật lí đời sống giải được số tập sgk tương tự…
3 Thái độ: Vui vẻ, u thích mơn vật lí… II CHUẨN BỊ
1 Giáo viên: Các thí nghiệm mơ tả sóng ngang, sóng dọc truyền sóng. 2 Học sinh: Ơn lại dao động điều hoà.
III HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
1 Ổn định tổ chức: kiểm tra sĩ số, vệ sinh,… 2 Kiểm tra cũ:
3 Bài mới
Hoạt động ( phút): Tìm hiểu sóng
Hoạt động GV Hoạt động HS Kiến thức bản
- Mơ tả thí nghiệm tiến hành thí nghiệm
- Khi O dao động ta trơng thấy mặt nước?
Điều chứng tỏ gì?
(Dao động lan truyền qua nước gọi sóng, nước mơi trường truyền sóng) - Khi có sóng mặt nước, O, M dao động nào?
- Sóng truyền từ O đến M theo phương nào?
Sóng ngang
- Tương tự sóng dọc? (Sóng truyền trong nước khơng phải sóng ngang Lí thuyết cho thấy mơi trường lỏng khí chỉ truyền sóng dọc, mơi trường rắn truyền sóng dọc sóng ngang Sóng nước trường hợp đặc biệt, có sức căng mặt lớn, nên mặt nước tác dụng màng cao su, truyền sóng ngang)
- HS quan sát kết thí nghiệm
- Những gợn sóng trịn đồng tâm phát từ O
Sóng truyền theo phương
khác với tốc độ v - Dao động lên xuống theo phương thẳng đứng
- Theo phương nằm ngang
- Tương tự, HS suy luận để trả lời
I Sóng cơ Thí nghiệm
a Mũi S cao mặt nước, cho cần rung dao động M bất động
b S vừa chạm vào mặt nước O, cho cần rung dao động M dao
động
Vậy, dao động từ O truyền qua nước tới M
2 Định nghĩa
- Sóng lan truyền dao động môi trường Sóng ngang
- Là sóng phương dao động (của chất điểm ta xét)
với phương truyền sóng Sóng dọc
- Là sóng phương dao động // (hoặc trùng) với phương truyền sóng
(4)Hoạt động ( phút): Tìm hiểu truyền sóng
Hoạt động GV Hoạt động HS Kiến thức bản
- Làm thí nghiệm kết hợp với hình vẽ 7.2 truyền biến dạng
Có nhận xét thơng qua thí
nghiệm hình vẽ?
Tốc độ truyền biến dạng xác
định nào?
(Biến dạng dây, gọi xung sóng, truyền tương đối chậm dây mềm lực căng dây nhỏ)
Biến dạng truyền dây thuộc
loại sóng biết? - Y/c HS hồn thành C2
- Trong thí nghiệm 7.2 cho đầu A dao động điều hồ hình dạng sợi
dây cá thời điểm hình vẽ 7.3
có nhận xét sóng truyền dây?
- Sau thời gian T, điểm A1 bắt đầu
dao động giống A, dao động từ A1 tiếp trục truyền xa
- Xét hai điểm cách khoảng
, ta có nhận xét hai điểm này? Cùng pha
- Gọi M điểm cách A khoảng x, tốc độ sóng v thời gian để
sóng truyền từ A đến M?
Phương trình sóng M có
dạng nào?
(Trạng thái dao động M giống trạng thái dao động A trước thời gian t)
- Hướng dẫn HS biến đổi biểu thức sóng M thơng qua
2 T
=
vT
- Biến dạng truyền nguyên vẹn theo sợi dây
- HS suy nghĩ vận dụng kiến thức để trả lời
- Là sóng ngang
- HS làm thí nghiệm theo C2 - HS quan sát hình vẽ 7.3 Dây có dạng đường hình sin, mà đỉnh không cố định dịch chuyển theo phương truyền sóng
- Khơng đổi, chuyển động chiều, v
x t
v
uM = Acos(t - t)
II Sự truyền sóng cơ
1 Sự truyền biến dạng - Gọi x t quãng đường thời
gian truyền biến dạng, tốc độ truyền biến dạng:
x v
t
2 Sự truyền sóng hình sin - Sau thời gian t = T, sóng truyền đoạn:
= AA1 = v.t
- Sóng truyền với tốc độ v, tốc độ truyền biến dạng
- Hai đỉnh liên tiếp cách khoảng không đổi, gọi bước
sóng
- Hai điểm cách khoảng
thì dao động pha Phương trình sóng
- Giả sử phương trình dao động đầu A dây là:
uA = Acost
- Điểm M cách A khoảng x Sóng từ A truyền đến M khoảng thời gian x t v
- Phương trình dao động M là: uM = Acos(t - t)
cos cos2 x A t v t x A T Với T
= vT
Phương trình p.trình sóng sóng hình sin theo trục x
Hoạt động ( phút): Tìm hiểu đặc trưng sóng
Hoạt động GV Hoạt động HS Kiến thức bản
- Sóng đặc trưng đại lượng A, T (f), lượng sóng
- HS ghi nhận đại lượng đặc trưng sóng
4 Các đặc trưng sóng - Biên độ A sóng
- Chu kì T, tần số f sóng, với f T I II II I I V V O T T 3T T
10 11 12
(5)- Dựa vào công thức bước sóng có
thể định nghĩa bước sóng gì?
Lưu ý: Đối với mơi trường , tốc
độ sóng v có giá trị không đổi, phụ thuộc môi trường
- Cũng lượng dao động W ~ A2 f2.
* Tóm lại, q tình truyền sóng quá trình truyền phá dao động cũng q trình truyền lượng Cần phải nói thêm một số chấn động bề mặt trái đất có thể gây nhiều hậu nề đến đời sống xã hội người động đất, sóng thần…Sự lan truyền của sóng(dao động) kéo theo tàn phá nặng nề (do lượng sóng lớn) gây tổn thất vật chất lẫn sinh mạng nhiều người nhiều quốc gia
Inđônêsia, Nhật Bản… Nên số quốc gia thường xảy động đất, sóng thần có biện pháp chủ động ngăn ngừa thiên tai nói trên….
- Từ phương trình sóng: cos2
M
t x
u A
T
ta thấy TTDĐ điểm môi trường hàm cosin hai biến độc lập t x Mà hàm cosin hàm tuần tuần
phương trình sóng hàm tuần hồn
+ Với điểm xác định (x = const)
uM hàm cosin thời gian
t TTDĐ thời điểm t + T, t + 2T … hồn tồn giống TTDĐ thời điểm t
+ Với thời điểm (t = conts) hàm cosin x với chu kì
TTDĐ điểm có x + , x + 2
hoàn toàn giống TTDĐ điểm x - Mơ tả thí nghiệm quan sát truyền sóng dọc lị xo ống dài mềm
- Bước sóng quãng đường sóng
truyền thời gian chu kì
- HS ghi nhận tính tuần hồn sóng
- HS dựa vào hình vẽ 7.4 ghi nhận truyền sóng dọc lị xo
- Ghi nhận truyền sóng dọc lị xo ống
- Bước sóng , với
v vT
f
- Năng lượng sóng: lượng dao động phần tử mơi trường mà sóng truyền qua
5 Tính tuần hồn sóng - Phương trình sóng hàm tuần hồn
6 Trường hợp sóng dọc
(6)IV.CỦNG CỐ: Qua cần nắm được
- Định nghĩa sóng
- Phát biểu định nghĩa khái niệm liên quan với sóng: sóng dọc, sóng ngang, tốc độ truyền sóng, tần số, chu kì, bước sóng, pha
- Viết phương trình sóng V.DẶN DỊ:
- Về nhà học xem trứơc mới
- Về nhà làm tập Sgk.và sách tập IV RÚT KINH NGHIỆM
Tổ trưởng kí duyệt 10/09/2012