7. Các giai đoạn thực hiện
4.1. Đại cƣơng về chƣơng
4.1.1. Mục tiêu.
- Thiết lập đƣợc PT của DĐ tự do
- Biết đƣợc đặc điểm của động lực học của dao đông điều hòa: lực kéo về tỉ lệ thuận với li độ và luôn hƣớng về vị trí cân bằng.
- Biết đƣợc đặc điểm động học của DĐĐH: biên độ, tần số, pha, pha ban đầu, li độ, vận tốc, gia tốc.
- Biết biểu diễn DĐĐH bằng vectơ quay và tổng hợp DĐ bằng giản đồ vectơ. - Hiểu sơ lƣợc về DĐ tắt dần, DĐ duy trì và DĐ cƣỡng bức.
- Biết đƣợc hiện tƣợng cộng hƣởng và ứng dụng.
4.1.2. Kiến thức, kĩ năng.
Chủ đề Mức độ cần đạt
1.DĐĐH. Các đại lƣợng đặc trƣng.
2. Con lắc lò xo. Con lắc đơn. Sơ lƣợc về con lắc vật lí. 3. DĐ riêng. DĐ tắt dần. DĐ cƣỡng bức. Hiện tƣợng cộng hƣởng. DĐ duy trì 4. Phƣơng pháp giản đồ Fre-nen. * Kiến thức - Nêu đƣợc DĐĐH là gì.
- Phát biểu đƣợc định nghĩa về các đại lƣợng đặc trƣng của DĐĐH: chu kỳ, tần số, tần số góc, biên độ, pha, pha ban đầu.
- Viết đƣợc công thức liên hệ giữa chu kỳ, tần số, tần số góc của DĐĐH.
- Nêu đƣợc con lắc lò xo, con lắc đơn, con lắc vật lí là gì. - Viết đƣợc PT động lực học và PT DĐĐH của con lắc lò xo và con lắc đơn.
- Viết đƣợc công thức tính chu kỳ DĐ của con lắc lò xo, con lắc đơn và con lắc vật lí. Nêu đƣợc ứng dụng của con lắc đơn và con lắc vật lí trong việc xác định gia tốc rơi tự do.
- Nêu đƣợc DĐ riêng, DĐ tắt dần, DĐ cƣỡng bức, DĐ duy trì là gì và đặc điểm của mỗi loại DĐ này.
- Nêu đƣợc hiện tƣợng cộng hƣởng là gì, các đặc điểm và điều kiện để hiện tƣợng này xảy ra.
- Trình bày đƣợc nội dung của phƣơng pháp giản đồ Fre-nen
- Nêu đƣợc cách sử dụng phƣơng pháp giản đồ Fre-nen để tổng hợp hai DĐĐH cùng tần số và phƣơng DĐ.
- Nêu đƣợc công thức tính biên độ và pha của DĐ tổng hợp khi tổng hợp hai DĐĐH cùng chu kì và cùng phƣơng.
36
* Kĩ năng
- Giải đƣợc các bài tập về con lắc lò xo, con lắc đơn.
- Vận dụng các công thức tính chu kì DĐ của con lắc vật lí. - Biểu diễn đƣợc một DĐĐH bằng vectơ quay.
- Giải đƣợc các bài tập về tổng hợp hao DĐĐH cùng phƣơng, cùng chu kì bằng phƣơng pháp giản đồ
Fre-nen.
- Xác định chu kì DĐ của con lắc đơn hoặc con lắc lò xo và gia tốc trọng trƣờng bằng TN
37
4.1.3. Sơ đồ cấu trúc nội dung chƣơng 2. Dao động cơ, Vật lí 12 NC
DAO ĐỘNG CƠ DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA * DĐĐH của con lắc lò xo.
- Thiết lập PT động lực học của vật DĐ trong con lắc lò xo. - Nghiệm của PT động lực học: PT DĐĐH.
* Các đại lƣợng đặc trƣng của dao dộng điều hòa: biên độ, pha, pha ban đầu, tần số góc. Đồ thị, chu kì, tần số, vận tốc, gia tốc trong DĐĐH.
* Biểu diễn DĐĐH bằng vectơ quay.
* Điều kiện ban đầu: sự kích thích dao động.
CON LẮC ĐƠN. CON LẮC VẬT LÍ * Con lắc đơn. Sơ lƣợc về con lắc vật lí.
* PT động lực học của con lắc đơn: s '' 2s 0 * PT DĐ của con lắc đơn: sAcos( t+ )
* Hệ DĐ NĂNG LƢỢNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
* Biểu thức thế năng: 2 2 2 2 t 1 1 W os ( t+ ) 2kx 2m A c * Biểu thức động năng: 2 2 2 2 d 1 1 W sin ( t+ ) 2mv 2m A
* Biểu thức cơ năng: 1 2 1 2 2
W
2kA 2m A
. Sự bảo toàn cơ năng.
BÀI TẬP VỀ DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA
DAO ĐỘNG TẮT DẦN. DAO ĐỘNG DUY TRÌ. DAO ĐỘNG CƢỠNG BỨC. HIỆN TƢỢNG CỘNG HƢỞNG
TỔNG HỢP DAO ĐỘNG * Tổng hợp các DĐĐH cùng phƣơng. PP giản đồ Fre-nen. * Biên độ và pha ban đầu của DĐ tổng hợp.
38
Nhận xét:
Chƣơng dao động cơ đƣợc xây dựng theo tinh thần áp dụng phƣơng pháp giải quyết vấn đề. Nội dung nghiên cứu của chƣơng:
- Chƣơng này ta sẽ khảo sát chuyển động DĐĐH, đầu tiên đƣa ra các đại lƣợng đặc trƣng cho chuyển động ấy: biên độ, tần số, pha, pha ban đầu, li độ, vận tốc, gia tốc. - Bài 6. Dao động điều hòa giúp HS có thể thiết lập phƣơng trình động lực học của dao động. Qua đó có thể xác định đƣợc biên độ, tần số góc, chu kỳ, tần số và pha của dao động thông qua PT dao động.
- Qua bài 7. Con lắc đơn. Con lắc vật lí HS biết đƣợc con lắc đơn là gì? Biết sơ lƣợc về con lắc vật lí. Thêm vào đó, HS có thể viết đƣợc PT động lực học và PT dao động của con lắc đơn.
- Khi một vật DĐ, vị trí và vận tốc của nó luôn luôn thay đổi theo thời gian, vì thế mà thế năng và động năng của vật cũng luôn luôn biến đổi. Sự biến đổi đó đƣợc biểu diễn bởi các đại lƣợng: động năng, thế năng và cơ năng. Qua bài 8. Năng lƣợng trong dao động điều hòa giúp HS biết đƣợc các biểu thức tính các đại lƣợng trên.
- Sau khi học xong các bài trên HS vận dụng những kiến thức để giải một số bài tập trong bài 9. Bài tập về dao động điều hòa và một số bài tập trong phiếu học tập mà GV chuẩn bị sẵn.
- Ở các bài học trƣớc, khi thiết lập PT động lực học của DĐ ta đã bỏ qua mọi lực ma sát. Đến với bài 10. Dao động tắt dần và dao động duy trì, ta dựa vào quan sát để khảo sát ảnh hƣởng của ma sát nhớt đến dao động.
- Bài 11. Dao động cƣỡng bức cộng hƣởng cho HS biết đƣợc dao động cƣỡng bức, cộng hƣởng và những ứng dụng của hiện tƣợng cộng hƣởng.
- Giả sử có một vật A chuyển động DĐ so với vật B, vật B lại DĐ so với vật C. Chuyển động của vật A so với vật C gọi là tổng hợp của hai dao động. Vậy để tìm đƣợc biên độ và pha ban đầu của dao động tổng hợp, HS sẽ đƣợc tìm hiểu thông qua bài 12. Tổng hợp dao động
Nội dung chƣơng 2 có nhiều kiến thức cần sử dụng công thức toán học để tính toán vì vậy GV yêu cầu HS cần ôn tập kĩ lại những công thức toán học (chủ yếu phần lƣợng giác)
39
4.2. Đổi mới việc thiết kế bài học.
4.2.1. Một số họat động học tập phổ biến trong một tiết học.
- Theo quan điểm mới về việc dạy học, vai trò chính yếu của GV là tổ chức và hƣớng dẫn các hoạt động học tập của HS. Hoạt động học của HS rất đa dạng, dựa theo cấu trúc khái quát của tiến trình giải quyết các vấn đề có tính khoa học ta có thể chia thành các hoạt động sau:
Hoạt động kiểm tra kiến thức cũ.
Hoạt động tiếp nhận nhiệm vụ dạy học. Hoạt động thu thập thông tin.
Hoạt động xử lí thông tin. Hoạt động truyền đạt thông tin. Hoạt động củng cố bài học.
- Sau đây là hình thức trình bày bài học theo mẫu 2: Hoạt động: Kiểm tra kiến thức cũ
Hoạt động của HS Hoạt động của GV
- Tái hiện kiến thức trả lời câu hỏi của GV. - Nhận xét câu trả lời của bạn
- Đặt vấn đề, nêu câu hỏi.
- Gợi ý trả lời, nhận xét đánh giá.
Hoạt động: Tiếp nhận nhiệm vụ học tập
Hoạt động của HS Hoạt động của GV
- Quan sát, theo dõi GV đặt vấn đề. - Tiếp nhận nhiệm vụ học tập.
- Tạo tình huống học tập. - Trao nhiệm vụ học tập.
Hoạt động: Thu thập thông tin
Hoạt động của HS Hoạt động của GV
- Nghe GV giảng. Nghe bạn phát biểu. - Đọc và tìm hiểu một số vấn đề trong SGK. - Tìm hiểu bảng số liệu.
- Quan sát hiện tƣợng tự nhiên hoặc trong TN.
- Làm TN, lấy số liệu…
- Tổ chức hƣớng dẫn. - Yêu cầu HS hoạt động.
- Giới thiệu nội dung tóm tắt, tài liệu cần tìm hiểu.
- Giảng sơ lƣợc nếu cần thiết. - Làm TN biểu diễn.
- Giới thiệu, hƣớng dẫn cách làm TN, lấy số liệu.
- Chủ động về thời gian.
40 Hoạt động:Xử lí thông tin
Hoạt động của HS Hoạt động của GV
- Thảo luận theo nhóm hay làm việc cá nhân.
- Tìm hiểu các thông tin liên quan.
- Lập bảng, vẽ đồ thị… nhận xét về tính qui luật của hiện tƣợng.
- Trả lời các câu hỏi của GV.
- Tranh luận với bạn bè trong nhóm hoặc trong lớp…
- Rút ra nhận xét hay kết luận từ những thông tin thu đƣợc.
- Đánh giá nhận xét, kết luận của HS. - Đàm thoại gợi mở, chất vấn HS.
- Hƣớng dẫn HS cách lập bảng, vẽ đồ thị và rút ra nhận xét, kết luận.
- Tổ chức trao đổi trong nhóm, lớp. - Tổ chức hợp tác hóa kết luận.
- Hợp thức về thời gian.
Hoạt động: Truyền đạt thông tin
Hoạt động của HS Hoạt động của GV
- Trả lời câu hỏi. - Giải thích các vấn đề.
- Trình bày ý kiến, nhận xét, kết luận.
- Báo cáo kết quả.
- Gợi ý hệ thống câu hỏi, cách trình bày vấn đề.
- Gợi ý nhận xét, kết luận bằng lời hoặc bằng hình vẽ.
- Hƣớng dẫn mẫu báo cáo.
Hoạt động: Củng cố bài học
Hoạt động của HS Hoạt động của GV
- Trả lời câu hỏi trắc nghiệm - Vận dụng vào thực tiễn.
- Ghi chép những kết luận cơ bản. - Giải bài tập.
- Nêu câu hỏi, tổ chức cho HS làm việc cá nhân hoặc theo nhóm.
- Hƣớng dẫn trả lời. - Cho bài tập vận dụng. - Đánh giá, nhận xét giờ dạy.
Hoạt động: Hƣớng dẫn học tập ở nhà
Hoạt động của HS Hoạt động của GV
- Ghi câu hỏi, bài tập về nhà. - Ghi những chuẩn bị cho bài sau.
- Nêu câu hỏi, bài tập về nhà.
41
4.2.2. Cấu trúc của giáo án soạn theo các hoạt động học tập.
Tên bài: ………. Tiết: ………theo phân phối chƣơng trình.
a) Mục tiêu (chuẩn kiến thức, kĩ năng và thái độ) 1. Kiến thức
2. Kĩ năng 3. Thái độ
b) Chuẩn bị (thiết bị dạy học, phiếu học tập, các phƣơng tiện dạy học…) 1. GV
2. HS
3. Gợi ý ứng dụng CNTT và các phƣơng tiện dạy học hiện đại.
c) Tổ chức các hoạt động học tập
Hoạt động 1 (… phút): Kiểm tra bài cũ (nếu cần) Hoạt động 2 (… phút): Đơn vị, kiến thức kĩ năng 1 Hoạt động 3 (… phút): Đơn vị, kiến thức kĩ năng 2 Hoạt động i (… phút): Đơn vị, kiến thức kĩ năng i Hoạt động n-1 (… phút): Vận dụng, củng cố. Hoạt động n (… phút): Hƣớng dẫn về nhà.
d) Rút kinh nghiệm
Ghi những nhận xét của GV sau khi dạy xong.
4.3. Thiết kế giáo án một số bài học trong chƣơng 2. Dao động cơ 4.3.1. Bài 6. Dao động điều hòa. 4.3.1. Bài 6. Dao động điều hòa.
4.3.2. Bài 7. Con lắc đơn. Con lắc vật lí.
4.3.3. Bài 8. Năng lƣợng trong dao động điều hòa. 4.3.4. Bài 9. Bài tập về dao động điều hòa. 4.3.4. Bài 9. Bài tập về dao động điều hòa.
42
Chƣơng 5. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 5.1. Mục đích
Tiến hành giảng dạy theo giáo án đã soạn, kiểm tra giả thuyết đề tài và đƣa ra kết luận.
Thử nghiệm khả năng tiếp thu của HS khi áp dụng PPGQVĐ GD chƣơng 2. Dao động cơ, VL12 NC.
5.2. Nội dung thực nghiệm
Giảng dạy 4 bài nói trên trong chƣơng 2. Dao động cơ, Vật lí 12 NC theo giáo án và đánh giá kết quả thực nghiệm dựa trên các mức độ đánh giá (theo Bloom) của các câu hỏi trong đề kiểm tra.
5.3. Đối tƣợng thực nghiệm
5.3.1. Chọn nhóm 5 - 20 học sinh tự nguyện học thực nghiệm. 5.3.2. Chọn một số lớp dạy thực nghiệm. 5.3.2. Chọn một số lớp dạy thực nghiệm.
5.4. Kế hoạch giảng dạy
Thực hiện giảng dạy các tiết theo phân phối chƣơng trình.
5.5. Tiến hành thực nghiệm các bài học
Thực hiện giảng dạy các bài nêu trên theo kế hoạch.
5.6. Kết quả thực nghiệm 5.6.1. Đề kiểm tra 1 tiết 5.6.1. Đề kiểm tra 1 tiết
Bƣớc 1: Xác định trọng số điểm cho từng nội dung kiến thức. - Bài 6. Dao động điều hòa: 2,8 điểm
- Bài 7. Con lắc đơn. Con lắc vật lí: 2,4 điểm
- Bài 8. Năng lƣợng trong dao động điều hòa: 1,2 điểm - Bài 9. Bài tập về dao động điều hòa: 2 điểm
- Bài 10. Dao động tắt dần và dao động duy trì: 0,8 điểm - Bài 11. Dao động cƣỡng bức và cộng hƣởng: 0,8 điểm Bƣớc 2: Xác định điểm cho từng mức độ nhận thức. - Biết: 2,4 điểm - Hiểu: 2,8 điểm - Vận dụng: 2,8 điểm - Phân tích: 0,8 điểm - Tổng hợp: 1,2 điểm
43 Bƣớc 3: Lập ma trận.
MA TRẬN ĐỀ KIỂM TRA 1 TIẾT CHƢƠNG 2. DAO ĐỘNG CƠ, VL 12 NC Mức độ Nội dung Biết Hiểu Vận dụng Phân tích Tổng hợp Tổng Bài 6 2 0,8 2 0,8 2 0,8 1 0,4 7 2,8 Bài 7 1 0,4 1 0,4 2 0,8 1 0,4 1 0,8 6 2,4 Bài 8 1 0,4 1 0,4 1 0,4 3 1,2 Bài 9 1 0,4 2 0,8 1 0,4 1 0,4 5 2 Bài 10 1 0,4 1 0,4 2 0,8 Bài 11 1 0,4 1 0,4 2 0.8 Tổng 6 2,4 7 2,8 7 2,8 2 0,8 3 1,2 25 10,0
44
KIỂM TRA 1 TIẾT ( Thời gian: 45 phút)
Họ và tên:……….. Lớp: ……….
Hãy khoanh tròn trước đáp án mà em lựa chọn (mỗi câu chỉ được lựa chọn một đáp án).
Câu 1. Vật dao động điều hoà đổi chiều khi
A. Lực tác dụng đổi chiều. B. Lực tác dụng bằng không. C. Lực tác dụng có độ lớn cực đại. D. Lực tác dụng có độ lớn cực tiểu.
Câu 2. Một vật dao động điều hoà với biên độ A = 6cm, tần số f = 2 Hz. Khi t = 0 vật qua vị trí cân bằng ngƣợc chiều dƣơng. Phƣơng trình dao động của vật là:
A. x = 6cos(4t + л ) cm. B. x = 6cos(4t) cm C. x = 6cos(4t + 2 ) cm D. x = 6cos(4t - 2 ) cm.
Câu 3. Một con lắc đơn có chiều dài 1m treo vào trần 1 chiếc xe chuyển động nhanh dần đều trên đƣờng nằm ngang với gia tốc a = 10
3 m/s
2. Cho g = π2
m/s2, khi dao động điều hòa trong xe con lắc có chu kì là
A. 2s B. 1,86s C. 1,5s D. 1,2s
Câu 4. Động năng của vật nặng dao động điều hòa biến đổi theo thời gian
A. theo một hàm sạnh sin. B. tuần hoàn với chu kì T. C. tuần hoàn với chu kì T/2 D. không đổi.
Câu 5. Chọn câu sai khi nói về dao động điều hòa của một chất điểm
A. Vận tốc trong dao động điều hòa biến thiên cùng tần số góc với li độ. B. Khi vật đi từ vị trí cân bằng đến vị trí biên, vật chuyển động chậm dần đều.
C. Động năng và thế năng có sự chuyển hóa qua lại lẫn nhau, nhƣng cơ năng của vật đƣợc bảo toàn.
D. Li độ của một chất điểm dao động điều hòa biến thiên theo định luật dạng cosin hoặc dạng sin theo thời gian.
Câu 6. Con lắc đơn có l = 2m, m = 100g dao động tại nơi có g = 10m/s2. Biết lực căng dây cực đại của con lắc là 1,267N, cơ năng của con lắc là
A. 0,1335J B. 0,8665J C. 2,534J D. 0,267J
Câu 7. Một vật dao động điều hòa theo phƣơng nằm ngang, khi li độ vật bằng 0 thì v = 62,8cm/s; khi li độ vật cực đại thì a = 2 m/s2. Lấy π2
= 10. Thời gian ngắn nhất để vật