Xây dựng tiến trình dạy và học một số bài trong ch- 123docz.net

8. Cấu trúc luận văn

2.5. Xây dựng tiến trình dạy và học một số bài trong chương “Dao

cơ” nhằm tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh với sử hỗ trợ của Website

Tiến trình dạy học được thực hiện gồm 4 bài: bài 6 “Dao động điều hoà”; bài 7 “Con lắc đơn con lắc vật lí”; bài 11 “Dao động cưỡng bức -

Cộng hưởng”; bài 12 “Tổng hợp dao động và một bài thực hành “Xác định chu kì dao động của con lắc đơn - con lắc lò xo và đo gia tốc trọng trường”. Lý do chọn lựa các bài học này để thực tiến trình dạy và học trong luận văn vì đây là các bài học mang tính chất cơ bản và trọng tâm trong chương "Dao động cơ", các bài học mang tính chất trừu tượng, các kiến thức trong bài dễ tạo tính tích cực, tự lực và sáng tạo của HS.

Tiết: 10&11 CHƯƠNG II DAO ĐỘNG CƠ

BÀI 6: DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ I. MỤC TIÊU:

1. Kiến thức:

- Thông qua quan sát rút ra khái niệm dao động, dao động tuần hoàn và chu kỳ.

- Biết cách thiết lập phương trình động lực học của con lắc lò xo và dẫn đến phương trình dao động.

- Biết được đặc điểm động lực học của dao động điều hòa là lực kéo về tỉ lệ thuận với li độ và luôn hướng về vị trí cân bằng

- Phát biểu được định nghĩa về các đại lượng đặc trưng của dao động điều hòa: chu kỳ, tần số, tần số góc, biên độ, pha, pha ban đầu.

2. Kỹ năng:

- Biểu diễn dao động điều hòa bằng véc tơ quay - Vẽ đồ thị x, v theo t trong dao động điều hòa.

- Biết điều kiện ban đầu tùy theo cách kích thích dao động, suy ra A và ϕ

3. Thái độ: Rèn luyện ý thức tự giác, chủ động trong học tập, có hứng thú say mê học tập

II. CHUẨN BỊ: 1. Giáo viên:

- Các thí nghiệm và hình ảnh hỗ trợ cho dạy học trong bài dao động điều hoà của con lắc lò xo.

- Phiếu học tập

2. Học sinh:

- Ôn lại kiến thức phần lượng giác, đạo hàm.

HĐ 1: Hình thành các khái niệm dao động, dao động tuần hoàn, chu kỳ và tần số Hoạt động của thầy Hoạt động của trò

1. Dao động

GV giới thiệu và làm thí nghiệm mô phỏng về dao động, dao động tuần hoà và dao động điều hoà

CH1. Dao động là gì?

CH2. Dao động tuần hoàn là dao động như thế nào?

Dao động của một vật buộc vào một sợi dây

Chuyển động của các hanh tinh quanh mặt trời

Chu kỳ:

Thời gian để thực hiện một dao động toàn phần gọi là chu kỳ của dao động tuần hoàn. Kí hiệu T, đơn vị là (s).

Tần số:

Số dao động toàn phần thực hiện được trong 1giây

f = 1

T. Đơn vị là Hz

HĐ2: Thiết lập phương trình động lực học của vật dao động trong con lắc lò xo Hoạt động của thầy Hoạt động của trò

2. Phương trình động lực học của vật dao động trong con lắc lò xo

GV: Cho học sinh quan sát dao động của con lắc lò xo.

CH1. Nêu cấu tạo của con lắc lò xo

CH2. Nêu các lực tác dụng lên vật nặng lại vị trí có li độ x so với vị trí cân bằng

CH3. Hãy thiết lập phương trình động lực học của con lắc lò xo dựa vào định luật II niu tơn.

3. Nghiệm của phương trình động lực học: phương trình dao động điều hoà

GV. Đưa ra nghiệm của phương trình động lực học ⇒ x’’ + ω2x = 0 (1)

là x = Acos(ωt + ϕ) (hoặc x = sin(ωt + ϕ)

Dao động của con lắc lò xo HS. Suy nghĩ tìm tòi để trả lời câu hỏi của GV

HS. Định nghĩa về dao động điều hoà

HĐ 3: Tìm hiểu các đại lượng đặc trưng của dao động điều hòa và vẽ đồ thị x(t) Hoạt động của thầy Hoạt động của trò

Phương trình của dao động điều hoà

x = Acos(ωt + ϕ)

GV. Hỏi và nêu các gợi y về các đại lượng đặc trưng của dao động điều hoà

4. Các đại lượng đặc trưng của dao động điều hòa

CH1: Nêu ý nghĩa vật lý của từng đại lượng trong công thức trên ?

5. Đồ thị x(t) của dao động điều hòa

CH1: Em hãy tìm các giá trị đặc biệt của x theo thời gian? CH2; Từ các điểm đặc biệt hãy vẽ đồ thị dao động.

6. Chu kỳ và tần số của dao động điều hòa

CH1: Chu kỳ dao động của hàm số cos là bao nhiêu ? CH2: Chu kỳ là gì ?

CH3: Đơn vị chu kỳ là gì ?

CH4: Đơn vị của tần số là gì ?

7. Vận tốc trong dao động điều hòa.

CH1: ta có v = x’ em hãy suy ra biểu thức vận tốc?

8. Gia tốc trong dao động điều hòa

CH1: ta có a= x” hãy suy ra biểu thức gia tốc?

9. Biễu diễn dao động điều hòa bằng véc tơ quay

Để biểu diễn dao động điều hòa người ta dùng vectơ OM có độ dài A, quay điều quanh điểm O trong mặt phẳng chứa trục Ox với vận tốc góc là ω. Vào thời điểm ban đầu t = 0, góc giữa trục Ox và vectơ OM là ϕ ( pha ban đầu ).

10. Điều kiện ban đầu: sự kích thích dao động

- Phương trình dao động điều hoà của con lắc có dạng như thế nào?

- Công thức vận tốc của dao động điều hoà?

đại lượng nào trong phương trình

►Củng cố và ôn tập và giao nhiệm vụ về nhà

GIÁO ÁN ĐỐI CHỨNG Tiết: 10&11 CHƯƠNG II DAO ĐỘNG CƠ

BÀI 6: DAO ĐỘNG ĐIỀU HOÀ I. MỤC TIÊU:

1. Kiến thức:

- Thông qua quan sát rút ra khái niệm dao động, dao động tuần hoàn và chu kỳ.

- Biết cách thiết lập phương trình động lực học của con lắc lò xo và dẫn đến phương trình dao động.

2. Kỹ năng:

- Vẽ đồ thị x, v theo t trong dao động điều hòa.

- Biết điều kiện ban đầu tùy theo cách kích thích dao động, suy ra A và ϕ

3. Thái độ: Rèn luyện ý thức tự giác, chủ động trong học tập, có hứng thú say mê học tập

II. CHUẨN BỊ: 1. Giáo viên:

- Các thí nghiệm và hình ảnh hỗ trợ cho dạy học trong bài dao động điều hoà của con lắc lò xo.

- Phiếu học tập

2. Học sinh:

- Ôn lại kiến thức phần lượng giác, đạo hàm.

III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC:

A. HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU

1. Ổn định tổ chức

2. Giới thiệu mục tiêu chương II: (5/)

3. Tạo tình huống học tập

B. TIẾN TRÌNH BÀI HỌC

Hoạt động của HS Hoạt động của GV

HĐ 1: Hình thành các khái niệm dao động, dao động tuần hoàn, chu kỳ và tần số

+ Có một vị trí cân bằng.

+ Chuyển động qua lại quanh vị trí cân

Cho học sinh quan sát chuyển động của vật nặng trong con lắc dây, con lắc lò xo thẳng đứng và con lắc lò xo nằm ngang trên đệm không khí.

+ Chuyển động của vật nặng trong 3 trường hợp trên có những đặc điểm gì giống nhau ?

bằng.

+ T như nhau. Vậy dao động con lắc dây có tính tuần hoàn

là dao động.

+ Vậy dao động là gì ?

Quan sát dao động con lắc dây đo khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp dây treo đi ngang qua vật mốc theo cùng một chiều và nhận xét.

Dao động như vậy gọi là dao động tuần hoàn.

Dựa vào đồ thị 6.2; hãy nêu khái niệm một dao động toàn phần, chu kỳ, tần số?

HĐ2: Thiết lập phương trình động lực học của vật dao động trong con lắc lò xo

+ Hs quan sát và mô tả

+ F = ma

+ Pur, Nur, Fr. Trong đó Purvà Nur cân bằng nhau, còn F = - kx

+ Mô tả con lắc lò xo nằm ngang và vẽ hình.

+ Chọn trục Ox, nêu khái niệm li độ. + Viết phương trình định luật II Niu tơn?

+ Phân tích lực tác dụng lên m?

+ Biến đổi về phương trình (1) gọi là phương trình động lực học của dao động.

x = Acos(ωt + ϕ) ⇒ x’ = - ωAsin(ωt + ϕ) ⇒ x’’ = -ω2Acos(ωt + ϕ) = -ω2x

⇒ x’’ + ω2x = 0

+ Hs xem sách và phát biểu

+ Nêu nghiệm của phương trình (1) và gọi x(t) là phương trình dao động

+ Hãy nghiệm lại nghiệm của phương trình (1) bằng câu C1.

+ Định nghĩa dao động điều hòa?

HĐ 3: Tìm hiểu các đại lượng đặc trưng của dao động điều hòa và vẽ đồ thị x(t)

+ Biên độ dao động A: là giá trị cực đại của li độ ứng với lúc cos(ωt+ϕ) =1.

+ Biên độ dao động A luôn dương

+ x = Acos(ωt + ϕ) nếu biết A; (ωt + ϕ) ⇒ x

+ Lập bảng biến thiên: x = Acosωt

+ x = Acos(ωt + ϕ) (2) trong đó A, ϕ là các hằng số dương. Nếu với A dương thì A là biên độ. Vậy A ứng với giá trị nào của li độ và ứng với lúc nào? + Hướng dẫn hs đọc sách với giá trị A âm và nhận xét biên độ luôn có giá trị như thế nào?

+ Nêu khái niệm pha dao động? pha ban đầu? Với một biên độ đã cho thì nếu biết pha dao động ta có thể xác định vị trí của vật không (li độ của dao động)?

+ Nêu khái niệm tần số góc. Đơn vị?

+ Cho hs lập bảng biến thiên và gv vẽ đồ thị của dao động điều hòa:

+ Chu kỳ: T = 2ωπ. (3)

Con lắc lò xo: T = 2 m k π . Tần số: f = 1 T= 2 ω π. (4) Con lắc lò xo: f = 1 k

2π m.

+ Hs trả lời theo hướng dẫn

và nhận xét dao động điều hòa chuyển động tuần hoàn không?

+ Chu kỳ, tần số dao động điều hòa và biểu thức chu kỳ, tần số con lắc lò xo?

+ Với x = Acos(ωt + ϕ) hãy viết biểu thức v và nhận xét v có biến thiên điều hòa không?

+ Nêu giá trị của v ở vị trí cân bằng và ở vị trí hai biên.

+ Với x = Acos(ωt + ϕ) hãy viết biểu thức a và nhận xét v có biến thiên điều hòa không?

+ Nêu giá trị của a ở vị trí cân bằng và ở vị trí hai biên.

HĐ 4: Biễu diễn dao động điều hòa bằng véc tơ quay. Xác định A và ϕ dựa vào điều kiện ban đầu

+ Hướng dẫn hs biểu diễn vectơ OMuuuur ở thời điểm ban đầu (t = 0), với góc giữa Ox và OMuuuur làϕ

x = OP= Acos(ωt + ϕ) Kết luận

+ biểu diễn vectơ OMuuuur ở thời điểm t với góc giữa Ox và OMuuuur là (ωt + ϕ) + Xác định độ dài đại số hình chiếu của

OM uuuur

lên trục Ox và nêu kết luận + Vẽ véc tơ quay của dao động x = 5cos(0,5t +

π )

+ Hướng dẫn hs giải hệ phương trình tìm A, ϕ với những cách kích thích khác nhau.

+ Ghi nhớ một số trường hợp đặc biệt

C. HOẠT ĐỘNG KẾT THÚC TIẾT HỌC

4. Củng cố kiến thức: (5/)

- Viết phương trình dao động, phương trình vận tốc, gia tốc trong dao động điều hòa

- Xét 3 đại lượng đặc trưng A, ϕ, ω cho dao động điều hòa của con lắc lò xo. Những đại lượng nào có thể có giá trị khác nhau, tùy thuộc vào cách kích thích dao động? Đại lượng nào chỉ có một giá trị xác định đối với con lắc lò xo đã cho?

- Bài 5 /35 SGK

Bài tập về nhà: Các bài tập còn lại trong SGK

IV: RÚT KINH NGHIỆM Kết luận chương 2

Với đề tài luận văn “Tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh nhờ việc thiết kế và sử dụng Website dạy học - Vật lý 12 THPT” từ cơ sở nghiên cứu những yêu cầu của chương trình Vật lý 12 . Website hỗ trợ cho QTDH nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS góp phần nâng cao chất lượng DHVL nói chung. Với những nội dung cụ thể như sau:

Xây dựng cấu trúc lôgic về nội dung, khắc phục những khó khăn mà GV, HS thường gặp trong QTDH chương Dao động cơ. Từ đó đưa ra phương án tối ưu nhằm đáp ứng những yêu cầu về cách thức tổ chức DH theo hướng tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS.

Website sử dụng các thế mạnh của các phần mềm trong việc mô phỏng các hiện tượng, quá trình và TN vật lý, ngân hàng bài tập, kiểm tra đánh giá, thư giãn. Nhằm tạo hứng thú cho HS, phát huy tính tích cực trong chiếm lĩnh tri thức. Tạo điều kiện tổ chức học tập, kiểm tra và đánh giá khách quan quá trình học tập của HS.

Website hỗ trợ dạy học chương Dao động cơ, đã tạo tiền đề cho sự hình thành và ngày càng hoàn thiện các thư viện điện tử của môn học (Thí nghiệm mô phỏng, flash, đề kiểm tra, các tài liệu như: Cơ sở Vật lý, BGĐT, SGV...). Xây dựng Website với 3 BGĐT mẫu, tạo một hệ thống các bài tập trắc nghiệm, flash, hình ảnh... sử dụng trong các BGĐT. Với những đặc điểm thiết kế như trên Website hỗ trợ DH bước đầu đã đạt được những yêu cầu về đổi mới phương pháp dạy học, cụ thể như sau:

- Hình thành cho HS kỹ năng khai thác thông tin để tự học, nâng cao kiến thức.

- Phát huy tính tích cực trong hoạt động nhận thức của HS, tăng cường tính tích cực, tự lực và sáng tạo trong học tập thông qua các hoạt động nhận thức được tổ chức trên Website.

Chương 3

THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

Xây dựng tiến trình dạy và học một số bài trong chương “Dao

Đối tượng thực nghiệm sư phạm

Kết quả thực nghiệm sư phạm