2.3.3.1. Sơ đồ logic tiến trình xây dựng kiến thức.
- Trên vật cản cố định sóng phản xạ ngược pha sóng tới.
- Trên vật cản tự do sóng phản xạ cùng pha sóng tới. GV: PP nêu vấn đề, phát vấn. HS: Theo dõi TN. PT: Sợi dây, MVT, máy chiếu. Sự phản xạ của sóng Sóng tới và sóng phản xạ là 2 sóng kết hợp thì nó sẽ giao thoa
xuất hiện những điểm có A=0
GV: Biểu diễn thí nghiệm kiểm tra.
Giả thuyết
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
2.3.3.2. Tiến trình dạy học kiến thức.
Bài 9 : SÓNG DỪNG I. Mục tiêu
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
- Mô tả được sự phản xạ của sóng trên vật cản.
- Mô tả được hiện tượng sóng dừng trên một sợi dây và nêu được điều kiện để có sóng dừng khi đó.
- Viết được công thức xác định vị trí các nút, các bụng trên một sợi dây trong trường hợp dây có hai đầu cố định và dây có một đầu cố định còn một đầu tự do.
- Nêu được điều kiện để có sóng dừng trong trường hợp dây có hai đầu cố định; dây có một đầu cố định còn một đầu tự do.
2. Kỹ năng:
- Vận dụng các biểu thức (9.1) và (9.2) trong SGK để giải các bài tập đơn giản về sóng dừng.
- Tự làm được các thí nghiệm sự phản xạ của sóng trên vật cản, thí nghiệm về sóng dừng trên sợi dây.
3. Thái độ:
- Rèn luyện ý thức tự giác, chủ động trong các hoạt động nhóm, cùng hợp tác với bạn và GV trong các hoạt động học tập.
- Hình thành lòng đam mê với khoa học, yêu thích môn Vật lí. -Có ý thức tìm hiểu và giải thích các hiện tượng vật lí có liên quan.
II. Phƣơng pháp:
Nêu và giải quyết vấn đề, thuyết trình, hoạt động nhóm.
III. Chuẩn bị của GV và HS
1. Giáo viên:
- Bộ thí nghiệm tạo sóng dừng, máy chiếu, MVT. - Thiết kế một số hình ảnh, thí nghiệm trên MVT. - Phiếu học tập:
Phiếu học tập số 1
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
độ,f và phương dao động của sóng phản xạ với sóng tới?
……… ……… ……… - Chiều dài sợi dây không đổi theo thời gian, độ lệch pha dao động của2 nguồn sóng
(sóng tới và sóng phản xạ)tại 2 đầu dây có thay đổi không?
……… ……… ……… - Hai nguồn phát sóng trên có thể xem là 2 sóng kết hợp không?
……… ……… ……… ……… ……… - Hiện tượng xảy ra trên sợi dây trong vùng 2 sóng gặp nhau? (khoảng giữa 2 đầu sợi dây) ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… Phiếu học tập số 2
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
- Khoảng cách giữa 2 nút, 2 bụng hoặc một nút và bụng liên tiếp?
……… ……… ……… - Tại hai đầu dây cố định sẽ là các điểm nút hay điểm bụng? so sánh số nút với số bụng sóng.
……… ……… ……… - Trên sợi dây sẽ là (NBNB….N) khoảng cách từ một nút hoặc một bụng bất kỳ đến 2 đầu dây là? (tính theo bước sóng)
……… ……… ……… - Chiều dài sợi dây (khoảng cách giữa hai đầu dây) khi có sóng dừng liên hệ với ntn? ……… ……… ……… - Tương tự hãy suy ra cho trường hợp dây có 1 đầu cố định và 1 đầu tự do?(xác định vị
trí ở 2 đầu dây, so sánh số nút và bụng, chiều dài sợi dây tính theo ).
……… ……… ……… ……… ……… 2. Học sinh:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
- Ôn lại kiến thức về giao thoa. - Tìm hiểu trước bài sóng dừng.
IV. Tiến trình dạy học
1. Kiểm tra bài cũ:
- Định nghĩa 2 nguồn kết hợp?
- Mô tả hiện tượng giao thoa của 2 sóng kết hợp?
- Khoảng cách giữa hai cực đại liên tiếp hay giữa cực đại và cực tiểu liên tiếp trên trên đoạn thẳng nối 2 nguồn sóng là bao nhiêu lần bước sóng?
2. Đặt vấn đề:
Cho một sóng cơ (sóng hình sin) lan truyền (trên một sợi dây) đến vật cản, có sự phản xạ của sóng tại vật cản không? Nếu có thì nó diễn ra như thế nào? Có hiện tượng gì xảy ra khi sóng tới và sóng phản xạ gặp nhau trên phương truyền sóng? Xảy ra như thế nào?
3. Bài mới:
Hoạt động 1 : Tìm hiểu sự phản xạ của sóng.
Trợ giúp của GV Hoạt động của HS Nội dung bài
- Vật cản gây ra sự phản xạ sóng là 1 vật ngăn không cho sóng truyền theo đường cũ mà phải truyền theo hướng khác mà vẫn ở trong môi trường ấy.
- Dùng MVT mô phỏng quá trình lan truyền biến dạng từ đầu sợi dây đến điểm phản xạ.
- Biến dạng phản xạ như
- Quan sát hiện tượng.
- Ngược chiều.
I. Sự phản xạ của sóng.
1. Phản xạ của sóng trên vật cản cố định.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
thế nào với biến dạng truyền đến?
- Nếu đầu dây dao động điều hòa làm xuất hiện sóng hình sin lan truyền theo sợi dây thì sóng phản xạ có pha như thế nào với sóng tới tại điểm phản xạ?
- Trả lời câu C1 (trang 46 sgk).
- Dùng MVT mô phỏng hiện tượng trên sợi dây có một đầu tự do. Hãy rút ra nhận xét?
- Cả hai hiện tượng trên cũng hoàn toàn đúng với sóng dọc trên lò xo.
- Trả lời câu C2 (trang 47 sgk).
- Sóng phản xạ ngược pha với sóng tới.
- Là đầu dây gắn vào tường.
- Sóng phản xạ cùng pha sóng tới.
- Là đầu dây tự do.
- Khi phản xạ trên vật cản cố định, sóng phản xạ luôn luôn ngược pha với sóng tới ở điểm phản xạ.
2. Phản xạ của sóng trên vật cản tự do.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
tự do, sóng phản xạ luôn luôn cùng pha với sóng tới ở điểm phản xạ.
Hoạt động 2 : Tìm hiểu sóng dừng.
Trợ giúp của GV Hoạt động của HS Nội dung bài
- Một sợi dây mềm 2 đầu cố định, một đầu dao động điều hòa với f. Nhận xét gì về biên độ,f và phương dao động của sóng phản xạ với sóng tới?
- Chiều dài sợi dây không đổi theo t, độ lệch pha dao động của2 nguồn sóng
(sóng tới và sóng phản xạ)tại 2 đầu dây có thay đổi
không?
- Hai sóng trên có thể xem là 2 sóng kết hợp không? - Hai đầu sợi dây được xem như 2 nguồn phát sóng như thế nào?
- Hiện tượng xảy ra trên sợi dây trong vùng 2 sóng gặp
- Sóng phản xạ có cùng phương dao động, cùng f và biên độ với sóng tới.
- Hiệu số pha của hai sóng không đổi theo t.
- Sóng tới và sóng phản xạ là 2 sóng kết hợp.
- Hai đầu dây được coi như 2 nguồn sóng kết hợp cùng A, f, phương dao động.
- Có sự giao thoa của 2 sóng, xuất hiện những điểm
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
nhau? (khoảng giữa 2 đầu sợi dây)
- Làm thí nghiệm kiểm tra giả thuyết của học sinh. - Các điểm nút và điểm bụng trên sợi dây có sự lan truyền không?
- Sóng trên sợi dây có đặc điểm như vậy, gọi là sóng dừng.
- Làm thí nghiệm trên lò xo mềm, có hiện trượng trên không?
- Khoảng cách giữa 2 nút, 2 bụng hoặc một nút và bụng liên tiếp?
- Tại hai đầu dây cố định sẽ là các điểm nút hay điểm bụng?
- Trên sợi dây sẽ là
đứng yên xen kẽ những điểm có biên độ cực đại. - Quan sát thí nghiệm.
- Các điểm nút và bụng đứng yên.
- Vẫn xảy ra hiện tượng.
- Hai nút hoặc 2 bụng liên tiếp cách nhau /2, giữa nút và bụng cách nhau /4. - Là 2 điểm nút.
- Khoảng cách từ 1 nút bất
- Sóng truyền trên sợi dây trong trường hợp xuất hiện các nút và các bụng gọi là sóng dừng.
1. Sóng dừng trên sợi dây có hai đầu cố định.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
(NBNB….N) khoảng cách từ một nút hoặc một bụng bất kỳ đến 2 đầu dây là? (tính theo bước
sóng)
- Chiều dài sợi dây (khoảng cách giữa hai đầu dây) khi có sóng dừng liên hệ với
như thế nào?
- Làm thí nghiệm với các tần số khác nhau để kiểm tra kết quả.
- Giá trị của số nguyên k như thế nào với số nút sóng?
- Dùng MVT biễu diễn các trường hợp khác nhau, yêu cầu HS xác định k?
.
- Tương tự hãy suy ra cho
kì đến 2 đầu dây là nguyên lần /2, từ 1 bụng bất kì đến 2 đầu dây là nửa nguyên lần /2.
- Chiều dài sợi dây bằng nguyên lần /2.
- Quan sát thí nghiệm.
- Giá trị của k luôn ít hơn số nút là một.
( k = số nút - 1 )
k = 1
k = 3
k = 4
- Đầu dây cố định là điểm nút còn đầu tự do là điểm
- Hai đầu dây là 2 nút sóng, số nút sóng nhiều hơn số bụng là một.
- Điều kiện để có sóng dừng trên dây có hai đầu cố
định là
2
l k
(9.1)
với k =1,2,3…
2. Sóng dừng trên sợi dây có một đầu cố định, một đầu tự do.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
trường hợp dây có 1 đầu cố định và 1 đầu tự do?(xác
định vị trí ở 2 đầu dây, so sánh số nút và bụng, chiều dài sợi dây tính theo ).
- Dùng MVT biễu diễn các trường hợp khác nhau, yêu cầu HS xác định k?
bụng.
- Số nút bằng số bụng. - Chiều dài sợi dây bằng nửa nguyên lần /2.
k = 2
k = 0
- Hai đầu dây là một điểm nút và một điểm bụng. - Số nút bằng số bụng. - Điều kiện để có sóng dừng trên dây có một đầu cố định, một đầu tự do là 1 2 2 lk (9.2) với k = 0,1,2,3…
* Chú ý: Khi ta thổi sáo thì dao động của cột không khí trong ống cũng làm xuất hiện một hệ sóng dừng có một đầu cố định và một đầu tự do. V. Củng cố, dặn dò. 1. Củng cố:
Bài9(trang49): Cho biết l = 0,6m
a/ Nếu trên dây có 1 bụng thì =? b/ Nếu trên dây có 3 bụng thì =?
- Dây có 2 đầu cố định nên số nút = số bụng .
a/ Giá trị k = 1; Thay vào biểu thức (9.1) ta rút ra = 1,2m b/ Giá trị k = 3; Thay vào biểu thức (9.1) ta rút ra = 0,4m
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
2. Dặn dò:
- Đọc trước bài 10 các đặc trưng vật lý của âm. -Làm bài tập trong SGK (trang 49) và sách bài tập.
KẾT LUẬN CHƢƠNG II
Trên cơ sở lí luận và thực tiễn của việc phối hợp thí nghiệm và phương tiện công nghệ thông tin trong dạy học các kiến thức về sóng cơ (Vật lí 12). Từ đặc điểm chung của bộ môn Vật lí và đặc thù của học sinh trong các trung tâm GDTX, đồng thời căn cứ vào trang thiết bị hiện có trong Trung tâm, khả năng tự khai thác những mô hình dạy học, khả năng ứng dụng CNTT của GV, trình độ nhận thức của học sinh và mục tiêu tích cực hóa hoạt động nhận thức của các em trong mỗi giờ học. Trong chương này chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu và thực hiện được các công việc sau:
- Đã phân tích được cấu trúc nội dung, chương trình của chương “Sóng cơ và Sóng âm”.
- Đã trình bày được mục đích yêu cầu theo chuẩn kiến thức, kỹ năng ba bài học là “Sóng cơ và sự truyền sóng cơ” , “Giao thoa sóng” và “Sóng dừng”.
- Đã trình bày biện pháp phối hợp sử dụng thí nghiệm và phương tiện CNTT để dạy học các bài “Sóng cơ và sự truyền sóng cơ” , “Giao thoa sóng” và “Sóng dừng”.
- Đã thiết kế được các phương án dạy học có sử dụng phối hợp thí nghiệm và phương tiện CNTT trong các bài “Sóng cơ và sự truyền sóng cơ” , “Giao thoa sóng” và “Sóng dừng” .
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Chƣơng III
THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 3.1. Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm sƣ phạm. 3.1.1. Mục đích của thực nghiệm sƣ phạm.
Thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm tra giả thuyết khoa học của đề tài, kiểm tra tính khả thi, mức độ phù hợp của việc phối hợpsử dụng thí nghiệm với phương tiện CNTT trong dạy học các kiến thức về sóng cơ nhằm TCH hoạt động nhận thức của học sinh thuộc Trung tâm GDTX miền núi.
3.1.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sƣ phạm.
- Lên kế hoạch cho việc tiến hành thực nghiệm sư phạm.
- Khảo sát, điều tra về cơ sở vật chất và đối tượng học sinh lớp 12 của Trung tâm GDTX-HNDN Hồ Tùng Mậu huyện Lục Yên, chuẩn bị các thông tin và điều kiện phục vụ cho công tác thực nghiệm sư phạm.
- Gặp gỡ, trao đổi và thống nhất với GV cộng tác về phương án dạy học. - Tổ chức, triển khai thực nghiệm ba tiến trình dạy học đã soạn thảo của đề tài. - Thu thập, xử lí và phân tích kết quả.
- Trên cơ sở kết quả thu được, đưa ra nhận xét và rút ra kết luận về tính khả thi của đề tài.
3.2. Đối tƣợng và phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm. 3.2.1. Đối tƣợng thực nghiệm sƣ phạm. 3.2.1. Đối tƣợng thực nghiệm sƣ phạm.
- Lựa chọn HS lớp 12 của Trung tâm GDTX-HNDN Hồ Tùng Mậu huyện Lục Yên để tiến hành thực nghiệm sư phạm.
- Để đảm bảo tính khách quan trong đánh giá kết quả, chúng tôi lựa chọn các lớp với trình độ nhận thức của HS không có sự chênh lệch quá. Lớp thực nghiệm và lớp đối chứng có kết quả học tập nói chung và môn vật lí nói riêng ở năm học trước (lớp 11 năm
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Bảng 3.1: Kết quả học tập của 6 lớp 11 năm học 2012-2013
Lớp HS Học lực Hạnh kiểm
Giỏi Khá TB Yếu Kém Tốt Khá TB Yếu
11A 40 0 6 26 8 0 22 16 1 1 11B 41 0 8 26 7 0 19 19 3 0 11C 41 0 7 27 7 0 27 14 3 0 11D 40 0 5 29 6 0 26 12 2 0 11E 40 0 7 26 7 0 26 14 0 0 11G 42 0 7 29 6 0 20 19 3 0
Bảng 3.2: Kết quả học tập môn Vật lí của 6 lớp 11 năm học 2012-2013
Lớp Số HS
Điểm trung bình môn vật lí Từ 8,0 trở lên Từ 6,5 đến 7,9 Từ 5,0 đến 6,4 Từ 3,5 đến 4,9 Dƣới 3,5 11A 40 0 7 20 13 0 11B 41 0 7 21 13 0 11C 41 0 7 20 14 0 11D 40 0 9 17 13 1 11E 40 0 7 21 12 0 11G 42 0 8 19 15 0
Trên cơ sở đó chúng tôi đã lựa chọn các lớp TN và ĐC như sau:
+ Lớp thực nghiệm: 12B(41 HS) 12C(41HS) 12D(40HS) + Lớp đối chứng: 12A(40 HS) 12E(40HS) 12G(42HS)
3.2.2. Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
- Tiến hành thực nghiệm sư phạm song song giữa lớp TN và lớp ĐC:
+ Đối với lớp TN: GV cộng tác sẽ tiến hành lên lớp theo phương án dạy học mà người thực hiện đề tài đã xây dựng với đầy đủ các phương tiện dạy học cần thiết cho mỗi bài học.
+ Đối với lớp ĐC: GV cộng tác dạy theo cách thông thường mà họ đã giảng dạy trong những năm trước đó.
- Tổ chức cho các lớp TN và lớp ĐC làm bài kiểm tra do người thực hiện đề tài cung cấp với cùng một nội dung, cùng thời gian quy định để đánh giá kết quả học tập.