8. Những chữ viết tắt trong đề tài
5.1.3. Cấu trúc của giáo án soạn theo các hoạt động học tập
Tên bài :………
Tiết: ………...theo phân phối chương trình.
B. Mục tiêu ( chuẩn kiến thức, kĩ năng và thái độ )
1. Kiến thức 2. Kĩ năng 3. Thái độ
C. Chuẩn bị ( thiết bị dạy học, phiếu học tập, các phương tiện dạy học )
1. Giáo viên 2. Học sinh
42
D. 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 k Hoạt động n - 1 (… phút) : Vận dụng, củng cố Hoạt động n (… phút) : Hướng dẫn về nhà
E. Rút kinh nghiệm
Ghi những nhận xét của GV sau khi dạy xong.
5.2. Thiết kế giáo án một số bài học
5.2.1. Bài 31. Định luật bảo toàn động lượng. VL 10 NC [Phụ lục 1]
5.2.2. Bài 47. Phương trình trạng thái khí lý tưởng. Định luật Gay Luy xác. VL 10 NC [Phụ lục 2]
5.2.3. Bài 6 Dao động điều hòa. VL 12 NC [Phụ lục 3]
5.2.4. Bài 7 Con lắc đơn. Con lắc vật lí. VL 12 NC [Phụ lục 4] 5.2.5. Bài 14 Sóng cơ. Phương trình sóng. VL 12 NC
Giáo án
BÀI 14. SÓNG CƠ. PHƯƠNG TRÌNH SÓNG
I. Mục tiêu
1. Kiến thức:
- Hiểu được hiện tượng sóng cơ, nắm được định nghĩa sóng cơ.
- Quan sát thí nghiệm về sóng dọc, sóng ngang, từ đó phân biệt được sóng dọc, sóng ngang. - Giải thích được nguyên nhân tạo thành sóng cơ.
- Nêu được ý nghĩa các đại lượng đặc trưng cho sóng cơ: biên độ, chu kì, tốc độ truyền sóng, bước sóng.
- Lập được phương trình sóng. Từ PT nêu được tính tuần hoàn theo thời gian và theo không gian.
2. Kỹ năng:
- Từ TN, rút ra kết luận về chuyển động của mỗi phần tử môi trường và chuyển động lan truyền của sóng.
- Giải thích hiện tượng vật lí về sóng, tốc độ truyền sóng và bước sóng.[10]
II. Công việc chuẩn bị của giáo viên và học sinh
1. Giáo viên
a. Kiến thức và dụng cụ
- Lò xo để làm sóng ngang, sóng dọc. - Chậu nước có đường kính 50cm
43 - Hình vẽ 14.3 và 14.4 trên giấy khổ lớn.
b. Phiếu học tập.
Câu 1: Sóng cơ là:
A. sự truyền chuyển động cơ trong không khí. B. những dao động cơ lan truyền trong môi trường C. chuyển động tương đối của vật này so với vật khác. D. sự co giãn tuần hoàn giữa các phần tử của môi trường.
Câu 2: Bước sóng là:
A. quãng đường mà mỗi phần tử của môi trường đi được trong 1 giây B. khoảng cách giữa hai phần tử của sóng dao động ngược pha.
C. khoảng cách giữa hai phần tử sóng gần nhất trên phương truyền sóng dao động cùng pha.
D. khoảng cách giữa hai vị trí xa nhau nhất của mỗi phần tử của sóng.
Câu 3: Một sóng cơ học có biên độ A, bước sóng 𝜆. Vận tốc dao động cực đại của phần tử môi trường bằng 3 lần tốc độ truyền sóng khi:
A. 𝜆 = 2𝜋𝐴
3 B. 𝜆 = 2𝜋𝐴 C. 𝜆 = 3𝜋𝐴
4 D. 𝜆 = 3𝜋𝐴
2
Câu 4: Một sóng cơ truyền dọc theo trục Ox có phương trình là u = 5 cos(6𝜋𝑡-
𝜋𝑥) (cm), với t đo bằng s, 𝑥 đo bằng m.Tốc độ truyền sóng này là:
A. 3m/s B. 60m/s C. 6m/s D. 30m/s
Câu 5: Một sóng lan truyền với vận tốc 200m/s có bước sóng 4m. Tần số và
chu kì của sóng là:
A. f= 50Hz, T= 0,02s B. f= 0,05Hz, T=200s C. f= 800Hz, T=1,25s D. f=5HZ, T=0,2s
2. Học sinh
- Ôn tập kiến thức về dao động điều hòa của con lắc lò xo: các đại lượng đặc trưng và phương trình dao động.
- Các cơ hội HS có thể nhận được trong quá trình tiếp thu bài học.
- Từ sự kiện ném một viên đá xuống nước và thí nghiệm H 18.1, HS suy ra được khái niệm sóng cơ.
- Thiết kế PATN để giải thích hiện tượng sóng cơ.
- Xác định được những đại lượng đặc trưng của chuyển động sóng. Từ đó thiết lập được phương trình sóng.
44
III.Thiết kế tiến trình xây dựng kiến thức
IV. Tiến trình dạy và học
GV trình bày: Hằng ngày ta thường nghe nói đến sóng nước, sóng âm, sóng vô tuyến điện.Vậy sóng là gì? Sóng có những tính chất gì?
Hoạt động 1: Tìm hiểu sóng cơ
Hoạt động của HS Hoạt động của GV
Quan sát mô tả hiện tượng:
Mặt nước xuất hiện những vòng tròn đồng tâm, lồi lõm xen kẽ nhau, lan rộng dần.
Thảo luận nhóm, đưa ra PATN.
GV cho HS xem hình ảnh mặt nước khi có một viên đá ném xuống nước (mô phỏng bằng phần mềm nếu có). Hãy mô tả hiện tượng xảy ra?.
Hãy đưa ra PATN để kiểm tra dự đoán trên? Thành lập phương trình sóng: UM = Acos[2𝜋(𝑡 𝑇− 𝑥 𝜆)] Tính chất của sóng:
Tính tuần hoàn theo thời gian và không gian Củng cố- vận dụng
Bài tập về nhà
Hiện tượng trong cuộc sống. Ném một viên đá xuống mặt nước.
Trên mặt nước xuất hiện những vòng tròn đồng tâm lồi, lõm xen kẽ nhau, lan rộng dần tạo thành sóng mặt nước
TNKT (H 14.1): Tạo sóng mặt nước
Miếng xốp nhỏ trên mặt nước DĐ lên, xuống tại chỗ, các đỉnh sóng DĐ theo phương nằm ngang ngày càng ra xa tâm DĐ
Khái niệm sóng cơ: Sóng dọc, Sóng ngang Giải thích sự tạo thành sóng cơ.
45
Thực hiện theo HD của GV.
HS đưa ra nhận xét:
+ Các phần tử môi trường lan truyền đi khi sóng lan truyền.
+ Các phần tử môi trường chuyển động tại chỗ khi sóng lan truyền.
+ Sóng cơ là những dao động lan truyền trong môi trường.
Nhận xét:
+ Các phần tử dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng.
+ Các phần tử dao động theo phương trùng với phương truyền sóng.
HS trả lời
+ Môi trường nào có lực đàn hồi xuất hiện khi biến dạng lệch thì truyền sóng ngang.
+ Môi trường nào có lực đàn hồi xuất hiện khi có biến dạng nén, dãn thì truyền sóng dọc.
Quan sát H 14.3. Trả lời câu hỏi: + Có lực đàn hồi liên kết các phần tử của dây
+ Khi phần tử 0 dao động, lực liên kết kéo phần tử 1 dao động theo nhưng chuyển
GV hướng dẫn HS thiết kế PATN (H 14.1)
Cho HS xem hình ảnh sóng nước trên kênh tạo sóng. Nêu câu hỏi gợi ý để HS tìm hiểu hiện tượng sóng cơ.
Nhận xét gì về chuyển động của mỗi phần tử môi trường truyền sóng khi có chuyển động lan truyền sóng trong môi trường?
GV bỏ miếng xốp vào mặt nước và tiến hành thí nghiệm cho HS quan sát.
Sóng cơ là gì?
Nhận xét gì về phương dao động của phần tử môi trường và phương truyền sóng?
Đưa ra khái niệm về sóng ngang và sóng dọc?
Môi trường nào truyền được sóng ngang? Môi trường nào truyền được sóng dọc?
Cho HS quan sát hình 14.3. Nêu câu hỏi gợi ý để HS giải thích sự tạo thành sóng cơ.
Giữa các phần tử của sợi dây có lực liên kết không? Nếu có thì lực đó là
46 động sau một chút. Chuyển động được truyền đến phần tử 2, sau phần tử 1….
+ Phần tử ở xa tâm dao động dao động trễ pha hơn.
lực gì?
Phần tử 0 được truyền dao động theo phương thẳng đứng có chu kì dao động T. Hãy nhận xét chuyển động của các phần tử kế tiếp ở những thời điểm sau?
Nhận xét gì về pha dao động của các phần tử ở xa tâm dao động?
Hoạt động 2: Những đại lượng đặc trưng của chuyển động sóng.
Hoạt động của HS Hoạt động của GV
HS đọc SGK, thảo luận nhóm và nêu lên các định nghĩa của: chu kì, tần số và bước sóng.
+ Có cùng chu kì, tần số với chu kì, tần số của nguồn dao động.
+ Biên độ ở xa tâm có biên độ lớn hơn biên độ ở gần tâm.
+ Phần tử 0 và phần tử 12 dao động cùng pha với nhau.
GV yêu cầu HS đọc mục 2 (SGK), nêu câu hỏi để HS tìm hiểu các đại lượng đặc trưng của chuyển động sóng.
So sánh chu kì và tần số của các phần tử môi trường với chu kì, tần số của nguồn gây ra dao động?
Những điểm ở xa tâm dao động thì biên độ sóng như thế nào?
Trên hình 14.3, có nhận xét gì về khoảng cách giữa hai phần tử số 0 và số 12?
Hoạt động 3: Lập phương trình truyền sóng – suy ra tính chất sóng
Hoạt động của HS Hoạt động của GV
HS đọc SGK, tìm hiểu điều kiện để lập phương trình sóng. O M . . 𝑥 𝑥 GV nêu vấn đề để lập phương trình sóng. O M . . 𝑥 (gốc)
47
Thảo luận nhóm, tìm hiểu sự lệch pha của dao động tại M so với dao động tại O.
+ Li độ uM tại thời điểm M vào thời điểm t bằng li độ uO tại O vào thời điểm
𝑡 =𝑥 𝑣 + HS lên bảng lập phương trình: Tại O: 𝑢O (𝑡) = 𝐴𝑐𝑜𝑠2𝜋 𝑇 𝑡 Tại M: 𝑢𝑀(𝑡) = 𝑢𝑂(𝑡 −𝑥 𝑣) Hay 𝑢𝑀(𝑡) = 𝐴𝑐𝑜𝑠 [2𝜋 (𝑡 𝑇−𝑥 𝜆)] HS đọc SGK, thảo luận nhóm. + Xét một phần tử tại P với x=d xác định. Khi đó: 𝑢𝑃=𝐴𝑐𝑜𝑠 [2𝜋𝑓𝑡 − 2𝜋𝑑 𝜆]
+ Vào thời điểm 𝑡𝑜, vị trí tất cả các phần tử sóng:
𝑢 = 𝐴𝑐𝑜𝑠 [2𝜋𝑓𝑡0− 2𝜋𝑥 𝜆]
+Sóng có tính tuần hoàn theo thời gian và tuần hoàn theo không gian.
li độ biến thiên theo thời gian u=Acos𝜔𝑡
thì điểm M cách O một khoảng 𝑥 có phương trình dao động thế nào?
Nêu câu hỏi gợi ý:
- Dao động của điểm M sớm pha hay trễ pha so với dao động của điểm O?
- Nhận xét gì về li độ dao động tại M so với li độ dao động tại O?
+ Gọi một HS lên bảng thiết lập phương trình. + GV nhấn mạnh phương trình: uM(𝑡) = 𝐴𝑐𝑜𝑠 [2𝜋 𝑇𝑡 − 2𝜋𝑥 𝜆] cho phép xác định li độ u của phần tử sóng tại một điểm M bất kì trên đường truyền sóng
GV nêu câu hỏi gợi ý để HS tìm hiểu một số tính chất của sóng.
Một điểm P trên đường truyền sóng có tọa độ x=d, sau khoảng thời gian bằng bao nhiêu thì điểm P thực hiện thêm được một dao động toàn phần?
Xét một thời điểm 𝑡𝑜 bất kì, sau quãng đường bằng bao nhiêu thì hình dạng sóng lặp lại như cũ?
-
Kết luận được điều gì về tính chất của sóng?
48
GVnhấn mạnh: từ phương trình sóng, có thể dự đoán một số hiện tượng khác do sóng gây nên.
Hoạt động 4: Vận dụng, củng cố
Hoạt động của HS Hoạt động của GV
Thảo luận nhóm, xem cách giải trong SGK.
Cử đại diện lên bảng giải bài toán. Nêu nhận xét.
HS ghi nhận những chuẩn bị ở nhà.
GV nêu bài toán ví dụ: SGK trang 76. Cho HS thảo luận, nêu cách giải bài toán
Gọi một HS lên bảng trình bài cách giải, nhận xét
GV nêu nhận xét, kết luận về nội dung bài toán.
GV hướng dẫn HS chuẩn bị nội dung cho tiết sau
Hoạt động 5: Hướng dẫn về nhà
Hoạt động của HS Hoạt động của GV
Ghi nhận lời căn dặn của GV Giao nhiệm vụ về nhà:
+ Làm BT 1,2,3 trong SGK và SBT có liên quan.
+ Đọc trước bài Phản xạ sóng. Sóng dừng, và trả lời các câu hỏi 1,2 trong SGK tr82 V.Rút kinh nghiệm. ……… ……… ……… ………
49
CHƯƠNG 6
THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 6.1. Mục đích thực nghiệm
Thử nghiệm khả năng tiếp thu của học sinh thông qua việc tổ chức học tập nhằm rèn luyện khả năng tư duy và trí tuệ của HS trong DH Vật lí.
6.2. Đối tượng thực nghiệm
Chọn một nhóm HS lớp 10, 11, 12 Ban Khoa học tự nhiên, tự nguyện học thực nghiệm hoặc một lớp để dạy thực nghiệm.
6.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm 6.3.1. Các công việc chuẩn bị thực nghiệm
a. Chọn nội dung, nơi thực nghiệm.
- Sẽ giảng dạy Vật lý THPT nâng cao theo hướng phát triển năng lực sáng tạo của HS.
- Liên hệ với trường phổ thông thống nhất kế hoạch làm việc.
b. Soạn giáo án và chuẩn bị phương tiện DH.
c. Dự kiến phương pháp đánh giá kiểm tra: kiểm tra một lần theo hình thức tự luận kết hợp trắc nghiệm khách quan .
6.3.2. Chọn lớp thực nghiệm và lớp đối chứng.
Ta chọn hai lớp ở một trường có trình độ tương đương nhau. Sự tương đương đó thể hiện ở hai yếu tố: số HS (nam, nữ), học lực, tinh thần học tập. Lấy một lớp làm thực nghiệm, lớp còn lại làm đối chứng.
6.3.3. Tiến hành thực nghiệm theo phương pháp phát triển năng lực sáng tạo của HS ở lớp thực nghiệm và đánh giá theo kế hoạch đã đề ra.
6.3.4 Xử lý bằng kết quả thống kê, sau đó viết bài. 6.4. Kết quả thực nghiệm.
6.4.1. Bài 47. Phương trình trạng thái khí lý tưởng. Định luật Gay Luy xác
a. Đề kiểm tra 15 phút.
Câu 1. Khi ta làm nóng đẳng áp một lượng khí lí tưởng, đại lượng nào sau đây là không đổi? (Trong đó n là số phân tử trong một đơn vị thể tích)
A. n.T; B. V/T;
C. n/T; D. V/n;
Câu 2. Một xi lanh chia làm hai phần bằng nhau bởi một pit-tông cách nhiệt. Mỗi phần có chiều dài l0 = 30cm chứa một lượng khí giống nhau ở 270C. Nung nóng một phần lên 100C, làm lạnh phần kia đi 100
C. Pit-tông dịch chuyển một đoạn là A. 2 cm.
B. 1 cm.
C. 4 cm. D. 0,5 cm.
50 Đồ thị nào sau đây biểu diễn quá trình đẳng tích? A. Hình b ), c ) và k ).
B. Hình b ).
C. Hình k ). D. Hình c ).
Câu 4.,Đồ thị nào sau đây biểu diễn quá trình đẳng nhiệt?
A. Hình d ) và hình g ). B. Hình e ).
C. Hình g ). D. Hình d ).
51
Câu 5. Cho các đồ thị :
Đồ thi hình b ) biểu diễn quá trình nào sau đây? A. Đẳng tích.
B. Quá trình bất kì. C. Đẳng áp. D. Đẳng nhiệt.
Câu 6. Một khối khí lí tưởng có thể tích 10 lít ở 270C, áp suất 1atm, biến đổi qua hai quá trình:
Quá trình (1): Đẳng tích, áp suất tăng gấp 2 lần. Quá trình (2): Đẳng áp, thể tích sau cùng là 15 lít. Nhiệt độ sau cùng của khối khí là
A. 810C. B. 6270C.
C. 4270C. D. 9000C.
Câu 7. Ở nhiệt độ 2730C thể tích của một lượng khí là 10 lít. Thể tích lượng khí đó ở 5460C khi áp suất khí không đổi nhận giá trị nào sau đây
A. V = 15 lít. B. V = 10 lít.
C. V = 5 lít. D. V = 20 lít.
Câu 8. Trên hình vẽ là đường đẳng áp của hai lượng khí giống nhau nhưng có áp suất khác nhau. Thông tin nào sau đây là đúng khi so sánh các áp suất p1 và p2
A. p1 < p2. B. p1≤ p2.
C. p1≥ p2. D. p1 > p2.
Câu 9., Điều nào sau đây không phù hợp với định luật Gay Luy-xac?
A. Nếu dùng nhiệt độ t0C thì V = V0(1 + αt) trong đó V là thể tích khí ở t0C; V0 là thể tích khí ở 00
C.
B. Trong quá trình đẳng áp, thể tích của một lượng khí xác định tỉ lệ với nhiệt độ tuyệt đối.
C. Trong hệ tọa độ (V,T), đường đẳng áp là nửa đường thẳng có đường kéo dài đi qua gốc tọa độ.
52
Câu 10. Cho các đồ thị
:
Đồ thị nào sau đây biểu diễn quá trình đẳng áp? A. Hình h ). B. Hình a ), e ) và h ). C. Hình e ). D. Hình g ). b. Đáp án Câu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Đáp án B B A A A B B A B B
6.4.2. Bài 7. Con lắc đơn - Con lắc vật lí.
a. Đề kiểm tra 15 phút.
Câu 1. Trong một khoảng thời gian, một con lắc thực hiện được 15 dao động. Giảm
chiều dài của nó một đoạn 16cm thì trong cùng khoảng thời gian đó, con lắc thực hiện được 25 dao động. Chiều dài ban đầu của con lắc là: